-
,§Verfahren und Anlage zur Herstellung von Profilen aus erleichtertem
Thermoplastmaterial" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von Profilen aus erleichtertem Thermoplastmaterial mit dichter Außenhaut. Durch
Anwendung dieses Verfahrens ist es möglich, aus ein und demselben Material mit Hilfe
einer einzigen Schneckenpresse und einer einzigen Preßform Profile einer gewünschten
Dichte herzustellen, die auf ihrer gesamten Länge eine genau festliegende und konstante
Kalibrierung aufweisen. Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf die zur Anwendung
des Verfahrens erforderliche Anlage.
-
Erfindungsgemäß ist es möglich, Profile eines beliebigen Querschnitts
herzustellen, die ein erleichtertes Mittelteil und eine dichte Außenhaut besitzen,
wobei je nach den Erfordernissen die Dichte des inneren Materials und die Stärke
der Außenhaut verändert werden kann.
-
Es sind bereits Verfahren bekannt, nach denen Profile diesen Art
hergestellt werden können. Hierzu wird eine Doppelpreßform ver wendet, die von zwei
Schneckenpressen beschickt wird, die jeweils die Zufuhr des dichten und nicht ausdehnungsfähigen
sowie die Zufuhr des dehnungsfähigen und den Innenteil des Profils bildenden Materials
gewährleisten. Im allgemeinen sind die beiden Schneckenpressen winkelförmig zueinander
angeordnet, wobei eines der Verbindungssysteme
zwischen Preßform
und Schneckenpresse abgewinkelt ist, um die Parallelität des Flusses der beiden
Materialströme zu gewährleisten.
-
Der Nachteil dieser Systeme liegt darin begründet, daß die Beschickung
mit Thermoplastmaterial eine doppelte Ausführung von Schneckenpresse und Preßform
erfordert und somit eine schwere Anlage entsteht, die einen großen Raum benötigt
und schwierig zu bedienen ist.
-
Zur Beseitigung der genannten Nachteile liegt es demnach in der Zielsetzung
der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, durch die unter Einsatz
einer einzigen Schneckenpresse Profile verschiedenster Formen hergestellt werden
können, die eine dichte Außenhaut und einen erleichterten Mittelteil besitzen.
-
Gemäß der Erfindung arbeitet das Extrusionsverfahren für Thermoplaststoffe
mit einem Treibmittel, um Profile herstellen zu können, die eine regelmäßige Wabenstruktur,
umgeben von einer dichten Außenhaut, aufweisen und ist dadurch gekennzeichnet, daß
der von einer einzigen Schneckenpresse gelieferte Thermoplastmaterial-Fluß in einen
äußeren Fluß, der auf einem Teil seiner Strekke einer ziemlich starken Abkühlung
ausgesetzt wird, um die Ausdehnung des mit dem äußeren Fluß geführten Thermoplastmaterials
zu verhindern, und in einen inneren Fluß aufgespalten wird, in dessen Verlauf ein
Druckabfall erzeugt wird, der eine Ausdehnung des Thermoplastmaterials ermöglicht.
-
In diesem Falle kommt es darauf an, sich die Möglichkeit offenzulassen,
die Dichte des aufgeschäumten Mittelteils verändern zu können. Dies erfolgt erfindungsgemäß
dadurch, daß die Dichte durch Veränderung des Durchflußverhältnisses zwischen äußerem
und innerem Fluß beeinflußt werden kann, wobei diese Beeinflussung mit Hilfe einer
Steuerung erfolgt, die vom äußeren Teil der Schneckenpresse aus vorgenommen werden
kann, ohne daß hierdurch irgendwelche Teile an der Maschine ausgewechselt werden
müs#en.
-
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es möglich,
den Extrudiervorgang zu vereinfachen und die Qualität
des Endproduktes
zu verbessern, indem während der Ausdehnung der innere Fluß wiederum in einen mittleren
Strom und einen oder mehrere Außenströme aufgeteilt wird, die gegenüber dem mittleren
Strom eine abweiehende Flußrichtung erfahren. Der äußere Strom, der der nicht ausgedehnten
Außenhaut am nahegelegendsten ist, gewährleistet eine wirksamere Verbindung zwischen
dem aufgeschäumten Mittelteil und der Außenhaut und begünstigt den Extrudiervorgang,
da dieser die Außenhaut unter einem bestimmten Winkel erreicht und zu der von der
Schneckenpresse ausgeübten Druckwirkung sowie der Zugkraft der Außenhaut, die von
einer in sich bekannten Auszugsvorrichtung herrührt, eine zusätzliche Druckkraft
treten läßt, die vom Innern des Profils herrührt.
-
Außerdem kann festgestellt werden, daß der mittlere Fluß und die
äußeren Flüsse mehr nach dem Ausgang der Preßform zu gerichtet sind und daß somit
geringere Dichtigkeitswerte für das aufgeschäumte Mittelteil erzielt werden können.
An der modifizierten Preßform ermöglicht die Betätigung der erwähnten, von außen
zugänglichen Steuerung innerhalb eines größeren Bereiches eine Einstellung der nicht
aufgeschäumten Außenhaut sowie eine Einstellung der Dichte des aufgeschäumten Mittelteils.
-
Die Erfindung erstreckt sich darüber hinaus auf eine Anlage zur Herstellung
von Profilen mit aufgeschäumtem Mittelteil, die aus einer Schneckenpresse und einer
Abkühlvorrichtung besteht, wodurch auf der gesamten Profillänge eine genau bestimmte
und konstante Kalibrierung erreicht wird. Diese Anlage ist dadurch gekenn~ zeichnet,
daß zwischen dem Ausgang der Schneckenpresse und der Abkühlvorrichtung ein Anschlußstück
und eine Preßform angeordnet ist, die eine zylinderförmige, viereckige, rechteckige
oder eine andere Form besitzt und einen Verteiler mit jeweils entsprechender Außenform
aufweist, der über der Preßform liegt und bis in die Abkühlvorrichtung reicht, wobei
der somit zwischen dem Verteiler einerseits und der Preßform und der Abkühlvorrichtung
andererseits gebildete Schlitz die Stärke der nicht aufgeschäumten Außenhaut bestimmt
und der Verteiler in Längsrichtung von einem Kanal länglichen Querschnitts in zuerst
zusammenlaufender, später auseinanderlaufender
Form durchdrungen
wird, um am inneren Strom des Thermoplastmaterials ein Druckgefälle entstehen zu
lassen.
-
Die Erfindung wird darüber hinaus durch die Möglichkeit gekennzeichnet,
daß das Durchflußverhältnis zwischen äußerem und innerem Thermoplastmaterial geregelt
werden kann und zwar dadurch, daß das am Druckgefälle beteiligte Organ mit einem
Regelventil ausgerüstet ist, das den Durchfluß des Thermoplastmaterials im Innenkanal
des am Druckgefälle beteiligten Organs regelt.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Anlage
dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb und in Nähe des Endes des konvergenten und
divergenten Kanals ein Flußverteiler angeordnet ist, der einen Mittelkanal sowie
einen oder mehrere auseinanderlaufende, ringförmige Durchgänge aufweist und daß
sich die Mündung eines ringförmigen Durchgangs mit zunehmender Annäherung an das
Zentrum immer weiter unterhalb des benachbarten Durchgangs befindet. Durch Prüfungen
wurde festgestellt, daß durch diese Anordnung die Druckwirkung vom Innern des Profils
her auf die nicht aufgeschäumte Außenhaut verstärkt wird.
-
Im Hinblick darauf, die Einstellmöglichkeit der Stärke der Außenhaut
sowie der Dichte der aufgeschäumten Struktur weiterhin zu verbessern, wurde festgestellt,
daß es gemäß einem weiteren Wesenszug der Erfindung vorteilhaft ist, durch eine
Regelvorrichtung die jeweilige Stellung der benachbarten, ringförmigen Durchgänge
sowie deren Durchflußleistung verändern zu können. Diese Veränderung erfolgt durch
einfaches Drehen bzw. Schrauben des Ringes, der die Wandung eines Durchgangs bildet,
sofern es sich um den Extrudiervorgang eines Rundprofiles handelt; durch Verstellen
einer oder mehrerer Regelschrauben, sofern es sich um Profile abweichender Querschnitte
handelt.
-
Zum besseren Verständnis der Erfindung dienen die beiliegenden Zeichnungen,
die beispielhaft eine Ausführungsform der Erfindung darstellen. Es zeigen: Fig.
1 - eine Aufrißdarstellung der erfindungsgemäßen Anlage mit einem einfachen Verteiler
und
Fig. 2 - eine Aufrißdarstellung der erfindungsgemäßen Anlage
mit einem Verteiler und einem zusätzlichen Verteiler für den mittleren Fluß.
-
Die in Figur 1 dargestellte Anlage besteht aus einer Schnekkenpresse
1, einem Anschlußstück 2 mit einer Durchführung 3, einer Preßform 4 und einer Abkühlvorrichtung
5. Die Preßform 4 ist mit Aussparungen 6 zur Aufnahme der Rippen 7 eines Verteilers
8 versehen. Der Verteiler 8 besitzt normalerweise eine Zylinderform, wobei sein
nach der Schneckenpresse zu gerichtetes Ende in der Form bearbeitet ist, um den
Fließvorgang des von der Schneckenpresse herrührenden Thermoplastmaterials zu begünstigen
und das andere Ende bis in die Abkühlvorrichtung 5 hineinreicht. Der Verteiler 8
wird in Längsrichtung von einem zuerst zusammenlaufenden, dann auseinanderlaufenden
Kanal 9 durchdrungen. Dieser Kanal 9 ist mit einem Durchflußregelventil 10 ausgerüstet.
Der Außendurchmesser des Verteilers 8 liegt unter dem Innendurchmesser der Preßform
4, wodurch zwischen der Preßform und dem Verteiler ein ringförmiger Durchgang 11
entsteht. Das Anschlußstück 2 und die Preßform 4 sind mit Heizelementen 12 versehen,
während die Abkühlvorrichtung 5 durch Umwälzung eines Kühlmediums 13 gekühlt wird.
Die Kühlvorrichtung wird von der Preßform 4 durch eine Asbestdichtung 14 getrennt.
Bei der in Figur 2 gezeigten Anlage wid der Verteiler durch ein Vorderteil 8 gebildet,
das mit einer Durchführung für das Ventil 10 sowie mit einem Gewindegang 15 zur
Aufnahme der Muffe 16 versehen ist, die das Innere der Verlängerung des ringförmigen
Raumes 11 für den Durchtritt der nicht aufgeschäumten Außenhaut und das Äußere des
ringförmigen Raumes 17 für den äußersten Strom begrenzt, der aus der Teilung des
vom Mittelkanal 9 geleiteten mittleren Stromes entsteht.
-
Die Muffe 16 besitzt eine Frontfläche 18, die gegen den Eingang 8
des Verteilerstücks des Mittelflußverteilers 19 gepreßt wird. Dieser Verteiler besitzt
eine Zentralbohrung 20 sowie die ringförmigen Hohlräume 17 und 21, die jeweils für
den Durchlauf der aus der Teilung des mittleren Flusses entstehenden Ströme bestimmt
sind. Die Mündung jeder Durchführung liegt mit zunehmender
Entfernung
vom Zentrum immer weiter oberhalb einer benachbarten Durchführung. Die ringförmigen
Hohlräume 17 und 21 werden durch einen Ring 22 getrennt, der mit einem Innengewinde
ausgerüstet ist, wodurch seine Stellung auf dem Verteiler 19 eingestellt und die
Durchführung 17 mehr oder weniger verkleinert werden kann, ohne daß der Querschnitt
der Durchführung 21 verändert zu werden braucht.
-
Beispielsweise wurde eine Extrusion von Polystyren mit 0,6% Treibmittel
vorgenommen, wobei die Temperatur am Ausgang der Schneckenpresse 175 0C betrug.
-
Der Innendurchmesser der Abkühlvorrichtung und damit der Außendurchmesser
des extrudierten Profils betrug 44 mm. Der Durchgangsquerschnitt in Höhe des Ventils
betrug 0,30 cm2; die Summe der Querschnitte am Ausgang des Verteilers somit 2,0
cm2. Somit ergibt sich ohne Auszugsschwierigkeiten ein Profil einer mittleren Dichte
von 0,3, wobei sich ein ausgezeichneter Wert für den Verbindungswiderstand zwischen
dem aufgeschäumten Mittelteil und der Außenhaut erreichen ließ.