DE2028538C2

DE2028538C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Mehrkammerprofilen aus Thermoplasten

Info

Publication number: DE2028538C2
Application number: DE2028538A
Authority: DE
Inventors: Peter 5208 Alzenbach Gauchel; Josef 5213 Spich Kurth; Waldemar 5200 Siegburg Wissinger
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Huels Troisdorf AG
Priority date: 1970-06-10
Filing date: 1970-06-10
Publication date: 1984-10-18
Also published as: DE2028538A1; GB1370007A

Description

4. Vorrichtung nach Ansprucn 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen am Ende der Schlauch- oder Rohrleitung auf einem Kühldüsenträger (30) sitzen, js

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaliber (3) in Extrudierrichtung zum freien Hohlkörpercnde hin leicht geneigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Austriltsöifnungcn (27) oder die Sprühdüsen (34) an mehreren Stellen innerhalb des Kalibsrbercichs angeordnet sind.

Die Erfindung betriff! ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Mehrkammerprofilen aus Thermoplasten gemäß dem Oberbegriff des Patcntan-Spruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 3.

Für die Herstellung von Rohren, rohrähnlichen Hohlkörpern und Einkammerprofilen aus thermoplastischen Kunststoffen ist es bekannt, das austretende, noch plastische Profil durch eine Kalibriervorrichtung zu führen, « Hierbei wird der Hohlkörper durch inneren Überdruck oder äußeres Vakuum in der Lehre oder der Kalibriervorrichtung zur Anlage gebracht und beim Durchlauf durch diese Einrichtung von außen gekühlt. Der Hohlkörper erstarrt und nimmt außen weitgehend die Form wi der Kalibriervorrichtung an (DE-PS 10 16 009).

Bei Anwendung auf Hohlprofilc mit mehreren Innenkammern hat diese Kalibriertechnik mit Außenkühlung jedoch den entscheidenden Nachteil, daß infolge der unterschiedlichen Matcrialmengen ein unterschied!!- t/> ches Abkühlen des Profils und daraus resultierende innere Spannungen unvermeidlich sind. Außerdem wird für die Wärmeabfuhr lediglich nach außen eine entsprechend lange Zeit benötigt so daß die Durchlaufgeschwindigkeit der Profile durch eine solche Kalibriervorrichtung relativ niedrig ist oder bei gewünschten höheren Extrusionsgeschwindigkeiten entsprechend verlängerte Kühleinrichtungen erforderlich sind.

Bekannt sind ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von mit Innenstreben versteiften Hohlplalten. bei denen eine Außen- und Innenkühlung, aber keine Kalibrierung vorgesehen ist. Damit die Steifheit der Hohlplatte quer zur Extrus-onsrichtung nicht niedriger ist als in Extrusiorvsrichtung, läßt man in dem Extrusionswerkzeug angeordnete Dorne in Querrichtung eine von dem Werkzeug begrenzte Hin- und Herbewegung relativ zum Werkzeug ausführen. Die Platte ist kein kalibriertes Gebilde und hat als Bau- und Verpackungsplatte größenordnungsmäßig geringere Maßanforderungen als die erfindungsgemäß herzustellenden Mehrkammerprofile (CH-PS 4 57 829).

Mehrkammerprofile, insbesondere solche aus PVC, haben in den letzten Jahren für Kunststoffenster große technische Bedeutung erhalten. Innerhalb weniger Jahre hat das Kunststoffcnster gegenüber Fenstern aus anderen Materialien einen Marktanteil von rund 50% erreicht. An die dafür benötigten Profile werden sehr hohe Anforderungen, besonders an Dimensionsstabilität und Maßgenauigkeit gestellt, da Fensterprofile mit Gehrungsschnitten exakt verschweißt werden müssen und andererseits Fenster auch in großen Dimensionen, unter Einwirkung von Temperaturdifferenzen (innen und außen), Winddruck, Schlagwetter usw. dicht bleiben müssen. Das bedeutet hohe Steifheit, Planität und Spannungsfreien der Profile. Eigenschaften, die nur mit Mehrkammerprofilen befriedigend erreicht werden kennen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige spannungsfreie, dimcnsionsstabile Mehrkammerprofile mit hoher Ausstoßleistung zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß für die Herstellung von außenkalibrierten Mehrkammerprofilen, insbesondere Fensterprofilen aus Hart-PVC, von außen unter Anwendung von Vakuum kalibriert und die innere Kühlung im Bereich der Kalibrierung und später als die äußere Kühlung beginnt.

Vorzugsweise beginnt die Innenkühlung der einzelnen Kammern des Hohlprofils zu verschiedenen Zeiten. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen 3 bis 6.

Die Vorteile dieses Verfahrens sind eine Verringerung der Nachschrumpfung in Längs- und Querrichtung sowie die störenden Deformationen der Querschnittsfcm. Bei nicht radialsymmetrischen Querschnitten wird auch der Verzug in axialer Richtung vermieden. Durch die intensivere Kühlung, die gleichzeitig von innen und außen erfolgt, ist ferner eine beträchtliche Erhöhung der Extrusionsgcschwindigkcit möglich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Beispiele erklärt.

F i g. I /cigl einen durch Anwendung von Unterdruck kiilibricricn Hohlkörper, dessen Innenkammern von innen gekühlt werden.

F i g. 2a stellt eine Vorrichtung dar. bei der ein Hohlkörper unter Anwendung von Unterdrück kalibriert und mil einem Kühldüsenträger von innen gekühlt wird, !•'ig. 2b zeigt einen Schnitt längs der Achse A-A' durch die in 1·" i g. 3a dargestellte Vorrichtung.

In F i g. 3a ist die Innenkühlung eines Hohlkörpers mil einem weiteren Kühldiiscnlriigcr dargestellt.

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F i g. 3b zeigt einen Schnitt durch die in F i g. 4a dargestellte Vorrichtung.

F i g. 1 zeigt das Auskühlen eines Hohlkörpers 1 bei Anwendung von Unterdruck. Hierbei ist ein Hohlkörper 1 mit zwei kleinen und einer großen Innenkammer dargestellt Dieser tritt aus dem Extruderwerkzeug 9 heraus und wird durch Vakuum in einer außen gekühlten Lehre 3 zur Anlage gebracht. Die Lehre 3 ist mit öffnungen 23 -.ürsehen, durch die das in der Lehre 3 befindliche Vakuum auf den Hohlkörper t wirkt In die Innenkammern des Hohlkörpers 1 sind Schläuche 24 eingeführt, die durch das Extruderwerkzeug 9 hindurchlaufen. Die Enden der Schläuche 24 sind mit öffnungen 27 versehen. Aus diesen Öffnungen 27 tritt das Kühlmedium aus und wird so mit den Innenwänden des Hohlkörpers 1 in Kontakt gebracht Die Menge des eingebrachten Kühlmediums wird abhängig von der Wandstärke und der Extrusionsgeschwindigkeit des Hohlkörpers gesteuert

Die Enden der Schläuche 24 können mit einer Sprühdüse versehen sein, um einen guten Kontakt des Kühlmittels zu den Innenwänden zu gewährleiste;. Anstelle der Sprühdosen lassen sich aber auch Schwämme, Pfropfen aus Textilmaterial od. dgl. anbringen, die vom Kühlmedium durchflossen werden. An den Schlauchenden, die sich im Kaliberbereich befinden, tritt das Wasser dosiert aus, da die Wasserdurchflußmenge voreingestellt ist. Die Anlage wird zweckmäßigerweise so um ihre Mittelachse geneigt, daß das Kühlmedium nach dem freien Hohlkörperende hin abläuft Die innere Kühlung beginnt später als die äußere, um sowenig Verzug wie möglich zu erhalten. Die einzelnen Schläuche 24 können unterschiedliche Länge besitzen und ebenso an verschiedenen Stellen mit öffnungen 27 versehen werden, so daß die Kühlung der Innenwände an verschiedenen Stellen einsetzt.

Weiter ist es möglich, anstelle der an den Schlauchenden angebrachten Sprühdosen oder Koniaktimittel einen Kühldüsenträger anzubringen, wie in den F i g. 2a bis 3b dargestellt ist Dieser Kühldüscnträger 30 ist am Extruderwerkzeug beispielsweise mit einer Kette 3! befestigt Der Zuflußschlauch 32 ist mit dem Kühldüscnträger 30 verbunden und führt diesem Kühlmittel zu. Am Kühldüsenträger 30 sind Kühldüsen 34 angebracht, aus denen das Kühlmittel gegen die Innenwände des ν·> Hohlköroers gesprüht wird. Dabei sind die Sprühdüsen 34 an verschiedenen Stellen des Kühldüsenträgers angebracht, so daß die Kühlung der Innenwerbungen des Hohlkörpers gleichzeitig an mehreren Stellen erfolgt. ™

Bei Verwendung eines Kühlwasserlrägcrs 30 ist es vorteilhaft, den Kühldüsenträger 30 mit Kufen oder Rippen 37 zu versehen, mit denen der Kühldüscnträger 30 im Innern des Hohlkörpers gleitet. Der Kühldüsenträger 30 ist vorzugsweise so bemessen, daß /wischen π ihm und den Innenwandungen des Hohlkörpers nur ein kleiner Spalt 36 zustande kommt, der dann mit dem von den Sprühdüsen versprühten Kühlmedium ausgefüllt wird. Dadurch erreicht man, daß die Kühlung nicht zu plötzlich einsetzt, da sich das in den Spalten 36 bcfindli- bo ehe Kühlmedium verhältnismäßig schnell erwärmt.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß man erheblich weniger Kühlmittel verbraucht, da dieses durch die Benutzung des Kühldüscnträgcrs 30 erheblich mehr ausgenutzt wird. Außerdem erreicht man durch diese b^r> Maßnahme, daß am Ende des Hohlkörpers kein dicker Kühlmittelstrahl herausschießt, sondern eine verhältnismäßig geringe Menge herausrinnt.

Wie in Fig.3a und 3b dargestellt ist kann man als Kühldüsenträger 30 einen Körper benutzen, dessen größter Teil nicht das gesamte Profil ausfüllt Dabei wirkt der Teil 35 des Kühldüsenträgers 30 als Verdrängerteil, um ebenso wie die Vorrichtung in F i g. 2a und 3b einen möglichst geringen Kühlmittelverbrauch zu bewirken. Der Unterteil dieses Kühldüsenträgers ist ebenfalls mit Kufen oder Rippen 37 versehen, die auch seitlich am Verdrängerteil 35 angebracht sein können. Die Kufen 37 werden zweckmäßigerweise durch eine Nut 33 unterbrochen, so daß durch die Nut 33 ein Kühlwasserdurchnuß entsteht

In Fig.2b und 3b sind zugleich zwei Profile dargestellt die sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellen lassen. Die in diesen Profilen weiter vorgesehenen Innenkammern 40. in denen sich kein Kühldüsenträger 30 befindet, werden ebenfalls nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gekühlt Wenn die Innenkammer des Hohlkörpers Nasen oder Stege aufweist so ist der Kühldüsenträger diesem Innenprofil anzupassen.

Die Temperatur des äußeren Kalibers kann über elektrische Kontakte zur Ausregelung der genau erforderlichen Temperatur über einen Thermostat o. dgl. eingestellt werden. Dies ist erforderlich, da die Kühlleistung durch das Kühlmedium in den Innenkammern des Hohlkörpers 1 immer begrenzt ist, so daß eine gleichmäßige Auskühlung des Hohlkörpers im allgemeinen nur gewährleistet ist, wenn die Temperatur des äußeren Kalibers 3 entsprechend erhöht wird.

Für die Schläuche 10, 24 und 32 ist ein Material zu verwenden, das die hohen Exlrudertemperaturen aushält. Beispielsweise lassen sich Schläuche aus PTFE benutzen. Anstelle von Schläuchen ist aber auch die Verwendung von Metallrohren möglich.

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40 Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Mehrkammerprofilen aus Thermoplasten durcii Kühlen des stranggepreßten Profils in noch plastischem Zustand von außen und Kühlung von innen durch Einleitung einer KüMflüssigkeit in eine oder mehrere Innenkammern des Profils, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von Mehrkammerprofilen, insbesondere Fensterprofilen aus Hart- PVC. von außen unter Anwendung von Vakuum kalibriert und die innere Kühlung im Bereich der Kalibrierung und später als die äußere Kühlung beginnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkühlung der einzelnen Innenkammern des Profils zu verschiedenen Zeiten beginnt

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprsda 1 oder 2, mit einem Extruderwerkzeug, bei dem durch einen oder mehrere Kerne zur Ausbildung der Innenkammern Schlauch- oder Rohrleitungen für die Kühlflüssigkeit geführt sind, und einer dem Extruderwerkzeug nachgeordncten Vorrichtung zur äußeren Kühlung des Mehrkammerprofils, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur äußeren Kühlung als Vakuumkaliber (3) ausgebildet ist und sich die Austrittsöffnungen (27) oder Sprühdosen (34) der Schlauch- oder Rohrleitungen (10,24,32) im Bereich des Kalibers (3), aber jo in Extrusionsti^htung hinter dem Kaliberanfang befinden.