DE2405927B2

DE2405927B2 - DEVICE FOR EXTRUSION OF PROFILES FROM NETWORKED PLASTIC

Info

Publication number: DE2405927B2
Application number: DE19742405927
Authority: DE
Inventors: Andre Henri Jean Toul; Souplet Robert Lucien Andre Nancy; Ansart (Frankreich)
Original assignee: Pont-A-Mousson S.A., Pont-A-Mousson, Meurthe-Et-Moselle (Frankreich)
Priority date: 1973-02-07
Filing date: 1974-02-07
Publication date: 1977-03-31
Also published as: FR2216097B1; NL160755B; NL160755C; BE808919A; IT1009101B; CH575290A5; SE404670B; NL7401433A; NO142805C; ES422662A1; GB1454431A; DE2405927A1; NO142805B; NO740401L; FR2216097A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strangpressen von Profilen aus vernetztem Kunststoff, bestehend aus einem Block mit einem Einlaß und mit mit dem Einlaß verbundenen Weiterführungskanälen verminderten Querschnitts, die über einen die Form des Profils ausbildenden, durch eine Anordnung aus einem Extrudermundstück und einem Dorn gebildeten Kanal mit einer Austrittsöffnung in Verbindung stehen, wobei der Einlaß direkt über eine ringförmige Ausnehmung, die gleichachsig mit der Mundstück-Dorn-Anordnung ist, in die Weiterführungskanäle einmündet und die Weiterführungskanäle parallel zur Achse der Mundstück-Dorn-Anordnung angeordnet sind (US 35 04 401). SSThe invention relates to a device for extrusion of profiles made of cross-linked plastic, consisting of a block with an inlet and with continuing channels connected to the inlet reduced Cross-section that forms the shape of the profile through an arrangement of one Extruder mouthpiece and a mandrel formed channel with an outlet opening in communication, wherein the inlet directly through an annular recess coaxial with the mouthpiece-mandrel arrangement is, opens into the continuation channels and the continuation channels parallel to the axis of the mouthpiece-mandrel arrangement are arranged (US 35 04 401). SS

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine solche Vorrichtung an eine Anordnung mit Kolbenschweißung anzupassen, d. h. eine Einrichtung mit stark erhöhter Zusammendrückung und unter Einführung von gesonderten und aufeinanderfolgenden Materialmengen. Eine solche Anpassung würde eine stark erhöhte Homogenisierung des Materials ermöglichen, da dieses in abgeteilten und aufeinanderfolgenden Mengen zugeführt würde. Diese Aufgabe stellt sich bei der Vorrichtung nach der US 35 04 401 nicht, da diese ⁶S mit einer Förder- und Beschickungsschnecke zusammenwirkt, die das Material kontinuierlich und stoßfrei anliefert, so daß das Material bereits bei seiner Ankunft Mit dieser Maßnahme werden die Kontakte zwischen Metall und Material vervielfacht, was einerseits eine gleichförmigere Temperatureinwirkung und somit eine bessere Homogenisierung des Materials ermöglicht und andererseits günstig für eine Vergleichmäßigung des Koradurchmessers ist, was sich so wiederum auf die Homogenisierung des Materials günstig auswirkt, da dieser Vorgang in der Vorrichtung selbst stattfindet, die besonders für das Strangpressen vernetzten Polyäthylens ausgelegt ist Der Vorgang stellt sich mehr als ein Sintern als eine Gefbildung des Materials dar.The invention aims to achieve the object of adapting such a device to an arrangement with butt welding, ie a device with greatly increased compression and with the introduction of separate and successive amounts of material. Such an adaptation would enable a greatly increased homogenization of the material, since it would be fed in divided and successive amounts. This task does not arise with the device according to US 35 04 401, since this ⁶ S interacts with a conveyor and loading screw that delivers the material continuously and smoothly, so that the material is already on its arrival Metal and material multiplied, which on the one hand enables a more uniform temperature effect and thus a better homogenization of the material and on the other hand is favorable for an equalization of the kora diameter, which in turn has a favorable effect on the homogenization of the material, since this process takes place in the device itself, which is specially designed for the extrusion of cross-linked polyethylene The process is more than sintering than the formation of a structure in the material.

Im übrigen ermöglicht die große Länge dieser Reihe von gesonderten Weiterführungskanälen eine erheblich größere Wärmezufuhr, wodurch die Homogenisierung begünstigt wird, andererseits diese Länge wieder die von diesen Weiterführungskanälen erzeugten Druckverhis«. vergrößertIn addition, the great length of this series of separate continuation channels enables a considerable amount greater heat supply, which promotes homogenization, on the other hand, this length again the Druckverhis generated by these continuation channels «. enlarged

Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform münden die Weiterführungskanäle in den Kanal der Mundstück-Dorn-Anordnung über eine Ringkammer, deren Querschnitt größer als der der Weiterführungskanäle und der des Kanals istAccording to a preferred embodiment, the continuation channels open into the channel of the mouthpiece-mandrel arrangement Via an annular chamber, the cross section of which is larger than that of the continuation channels and the of the channel is

Auch bei der bekannten Vorrichtung ist zwar eine Ringkammer mit großem Querschnitt vorgesehen. Diese dient jedoch allein dem Zweck eine Druckentlastung beim Abbau der Strangpreßdüse vorzusehen.In the known device, too, an annular chamber with a large cross section is provided. However, this only serves the purpose of providing pressure relief when the extrusion nozzle is dismantled.

Die Weiterführungskanäle weisen vorzugsweise die Form von im Dorn angeordneten Rillen auf. Dies ermöglicht eine besonders einfache und genaue Bearbeitung und bringt eine genau symmetrische Anordnung der Kanäle um die Achse und somit die Voraussetzungen für ein vollständig homogenes und regelmäßiges Rohr mit sich.The continuation channels are preferably in the form of grooves arranged in the mandrel. this enables a particularly simple and precise processing and produces an exactly symmetrical one Arrangement of the channels around the axis and thus the prerequisites for a completely homogeneous and regular pipe with it.

Schließlich betragen bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Verhältnisse der Durchlaßquerschnitte, bezogen auf den Querschnitt des Einlasses etwa ^J/3 für die Wetterführungskanäle, ²A für die Ringkammer und ²A für den Kanal der Mundstück-Dorn-Anordnung. Finally, in a particularly preferred embodiment, the ratios of the passage cross-sections, based on the cross-section of the inlet, are approximately ^J / 3 for the weather ^{guide channels, 2} A for the annular chamber and ² A for the channel of the mouthpiece-mandrel arrangement.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.The single figure of the drawing shows an axial section through a device according to the invention.

Die Vorrichtung besteht aus einem Block 1 mit einer durchgehenden zylindrischen Bohrung 2 mit der Achse X- XAn dieser Bohrung ist ein zylindrischer Teil 3 von gleichem Durchmesser angeordnet, welcher an der einen Seite einen überstehenden Fortsau 4 mit einem Bund 5 aufweist, der an dem Block 1 mittels einer Schraube 6 befestigt ist An seinem anderen Ende ist der zylindrische Teil 3 außerhalb des Clocks I durch einen aus demselben Material bestehenden Dorn 7 verlängert, der zunächst aus einem kegelstumpfförmigen Teil 8 und dann aus einem verhältnismäßig langen zylindrischen Teil 9 besteht.The device consists of a block 1 with a continuous cylindrical bore 2 with the axis X- XA cylindrical part 3 of the same diameter is arranged on this bore, which on one side has a protruding continuation 4 with a collar 5, which is attached to the block 1 is fastened by means of a screw 6 At its other end, the cylindrical part 3 is extended outside the clock I by a mandrel 7 made of the same material, which initially consists of a frustoconical part 8 and then a relatively long cylindrical part 9.

Längs der Achse Y- Y, die senkrecht zur Achse X- X steht, weist der Block 1 eine zylindrische Blindbohrung 10 auf, in welcher eine Buchse U angeordnet ist, die außen in einen Bund 12 übergeht, welcher mit dem Block 1 durch Schrauben 13 verschraubt ist. Die Buchse U enthält eine zylindrische axiale Kammer 14, welcher auf der Seite des Bundes 12 durch eine Stange 15 verschlossen ist In die Kammer 14 mündet senkrecht zu den Achsen X- Xvmd Y- Feine Zuführöffnung 16. DieAlong the axis Y-Y, which is perpendicular to the axis X-X , the block 1 has a cylindrical blind bore 10 in which a bushing U is arranged, which on the outside merges into a collar 12 which is connected to the block 1 by screws 13 is screwed. The socket U contains a cylindrical axial chamber 14, which is closed on the side of the collar 12 by a rod 15. The chamber 14 opens perpendicular to the axes X- Xvmd Y- Feine feed opening 16. Die

Stange 15 ist fest mit einer Antriebsvorrichtung ISa verbunden, welche die Stange in eine schnelle Hin- und Herbewegung von z. B. 200 bis 300 Hüben pro Minute versetzen kann.Rod 15 is fixed to a drive device ISa connected, which the rod in a rapid reciprocating movement of z. B. 200 to 300 strokes per minute can move.

Qn in den Block 1 befindlicher Einlaß 17 verbindet die S Bohrung 10 und insbesondere die Kammer 14 mit der zylindrischen Bohrung 2. An der Einmündungsstelle des Einlasses 17 weist der zylindrische Teil 3 eine ringförmige Ausnehmung 18 mit der Achse X-X auf, von welcher aus, ebenfalls in dem Teil 3, rillenförmige Weiterführungskanäle 19 parallel zur Achse X-X verlaufen, die in das kegelstumpfförmige Stück 8 des Doms 7 einmünden.The inlet 17 located in the block 1 connects the S bore 10 and in particular the chamber 14 with the cylindrical bore 2. At the confluence point of the inlet 17, the cylindrical part 3 has an annular recess 18 with the axis XX , from which, likewise in the part 3, groove-shaped continuation channels 19 run parallel to the axis XX , which open into the frustoconical piece 8 of the dome 7.

Der Dom 7 ist von einem Extrudermundstück 20 umgeben, das sich über dessen gesamte Länge erstreckt und mit ihm einen ringförmigen Durchlaß oder Kanal 23 bildet, dessen radiale Abmessung über seine ganze Länge konstant ist Der Kanal 23 weist eine Kingkammer 21 in Form einer Druckminderungskammer auf, die durch die kegelstumpfförmige Oberfläche 8 des Domes und eine gegenüberliegende kegelstumpfförmige Oberfläche 22 am Mundstück begrenzt ist. Die Kammer 21 verlängert sich in einen vollkommen röhrenförmigen Teil, dessen Durchlaß oder Kanal 23 durch den zylindrischen Teil 9 des Domes und eine gegenüberliegende Oberfläche 24 des Mundstückes gebildet wird. An der Seite des Blocks 1 weist das Extrudermundstück eine Schulter 25 auf, welche an dem Block durch einen ringförmigen Gegenflansch 26 mit winkelförmigen Querschnitt angedrückt und mit Hilfe vor Schrauben 27 befestigt ist. Darüber hinaus ist zwischen der Schulter 25 und der Gegenfläche am Gegenflansch 26 ein leichtes radiales Spiel vorhanden, um eine genaue Zentrierung des Extrudermundstücks mit Hilfe von Stellschrauben 28 zu ermöglichen, welche in den Gegenflansch 26 eingeschraubt sind und gegen die Schulter 25 drückt.The dome 7 is from an extruder mouthpiece 20 surrounded, which extends over its entire length and with it an annular passage or channel 23 forms, the radial dimension of which is constant over its entire length. The channel 23 has a King chamber 21 in the form of a pressure reduction chamber, which is formed by the frustoconical surface 8 of the dome and an opposite frustoconical surface 22 is limited on the mouthpiece. the Chamber 21 extends into a completely tubular part, the passage or channel 23 thereof through the cylindrical part 9 of the dome and an opposite surface 24 of the mouthpiece is formed. On the side of the block 1, the extruder mouthpiece has a shoulder 25 which is attached to the Block pressed by an annular counterflange 26 with an angular cross-section and with the help in front of screws 27 is attached. In addition, is between the shoulder 25 and the mating surface on Counterflange 26 has a slight radial play in order to precisely center the extruder mouthpiece to enable with the help of adjusting screws 28 which are screwed into the counter flange 26 and against the shoulder 25 presses.

Die Abmessungen der verschiedenen Teile der Vorrichtung sind so beschaffen, daß der Durchmesser der Kammer 14, der Durchmesser der Ausnehmung 18, der Durchmesser der Weiterführungskanäle 19, der mittlere Durchmesser der Ringkammer 21 und der des Kanals 23 beispielsweise in der größenordnungsmäßigen Relation von 1 (Kammer 14) zu 2,9 (Ausnehmung 18) zu 0,66 (Weiterführungskanäle 19) zu 2 (Ringkammer 21) iu 038 (Kanal 23) liegen.The dimensions of the various parts of the device are such that the diameter the chamber 14, the diameter of the recess 18, the diameter of the continuation channels 19, the mean diameter of the annular chamber 21 and that of the channel 23, for example, of the order of magnitude Relation from 1 (chamber 14) to 2.9 (recess 18) to 0.66 (continuation channels 19) to 2 (annular chamber 21) iu 038 (channel 23).

Parallel zur Achse X- Λ'sind in dem Block 1 mehrere Bohrungen 29 in regelmäßigen Abständen um die Bohrung 2 zur Aufnahme von zylindrischen Heizpatronen 30 vorgesehen. Darüber hinaus weist der zylindrisehe Teil 3 mit dem ihn verlängernden Dorn 7 einen durchgehenden axialen Kanal 31 zur Aufnahme einer zylindrischen Heizpatrone 32 im Inneren des zylindrischen Teiles 9 des Dorns auf. Ein Mantel 33 mit Heizwiderständen umgibt schließlich den zylindrischen Teil 24 des Extrudermundstücks.A plurality of bores 29 are provided in block 1 parallel to axis X- 'at regular intervals around bore 2 for receiving cylindrical heating cartridges 30. In addition, the cylindrical part 3 with the mandrel 7 extending it has a continuous axial channel 31 for receiving a cylindrical heating cartridge 32 in the interior of the cylindrical part 9 of the mandrel. A jacket 33 with heating resistors finally surrounds the cylindrical part 24 of the extruder nozzle.

Sollen Röhren aus vernetztem Polyäthylen hergestellt werden, dann arbeitet die Vorrichtung wie folgt:Shall tubes made of cross-linked polyethylene the device works as follows:

Durch die in die Kammer 14 mündende öffnung 16 wird ein aus Polyäthylen und einem Vernetzungsmittel bestehendes Gemisch kontinuierlich eingespritzt, das in der Kammer 14 unter sehr hohem Druck, welcher bis zu mehreren tausend Bar betragen kann, durch die Einwirkung der sich sehr schnell bin- und herbewegenden Stange 15 komprimiert wird. Dieses Komprimieren ermöglicht eine vollkommene Vermischung des Vernetzungsmittels mit dem Polyäthylen. Das Preßgut strömt dann in die ringförmige Ausnehmung 18, durchquert unter Schichtbitdung die Wetterführungskanäle 19 und tritt anschließend in die Ringkammer 21 ein, von wo es um die zylindrische Heizpatrone 32 in der Mundstück Dom-Anordnung gelangt, aus welcher es in Form eines Rohres raustrittThrough the opening 16 opening into the chamber 14, a layer made of polyethylene and a crosslinking agent is introduced existing mixture is continuously injected into the chamber 14 under very high pressure, which is up to can amount to several thousand bar, due to the action of the very fast moving and moving Rod 15 is compressed. This compression enables complete mixing of the crosslinking agent with the polyethylene. The material to be pressed then flows into the annular recess 18, traversed the weather guide channels 19 and under shift bit then enters the annular chamber 21, from where it is around the cylindrical heating cartridge 32 in the mouthpiece dome arrangement from which it emerges in the form of a pipe

Die Weiterführungskanäle 19 sind leicht und genau als Rillen herstellbar und die gesamte aus der Ausnehmung 18, den Weiterführungskanälen 19, der Ringkammer 21 und dem Teil 23 bestehende Anordnung ist genau symmetrisch in Bezug auf die Achse X- X, so daß die hergestellte Röhre vollkommen homogen und gleichmäßig istThe continuation channels 19 can be easily and precisely manufactured as grooves and the entire arrangement consisting of the recess 18, the continuation channels 19, the annular chamber 21 and the part 23 is exactly symmetrical with respect to the axis X-X, so that the tube produced is completely homogeneous and is even

Der in der Kammer 14 erzeugte Druck bewirkt einen starken Temperaturanstieg des eingespritzten Preßgutes, verbunden mit einer vollkommenen Vermischung des Vernetzungsmittels mit dem Polyäthylen; der verminderte Querschnitt in den Weiterführungskanälen 19 ermöglicht die Erzeugung eines merklichen Gegendrucks in der Ausnehmung !8 der Kammer 14, was die Vermischung ebenfalls begünstigt Die Heizpatronen 30 haben einzig den Zweck, die Temperatur in der Kammer 14 aufrechtzuerhalten, und die Weiterführungskanäle 19 dürfen nicht zulang sein, damit die Auslösung des Vernetzungsvorganges aufgrund der erhöhten Temperatur nicht erst am Ausgang der Weiterführungskanäle 19 oder erst, wenn das Preßgut in die Ringkammer 21 eintritt, einsetzt Jedoch bewirken die Weiterführungskanäle 19 noch eine weitere Vergleichmäßigung und Gelierung des Preßguts, d. h. die Ausbildung einer Paste.The pressure generated in the chamber 14 causes a sharp rise in temperature of the injected pressed material, associated with a complete mixing of the crosslinking agent with the polyethylene; the The reduced cross-section in the continuation channels 19 enables a noticeable counterpressure to be generated in the recess! 8 of the chamber 14, which also promotes mixing. The heating cartridges 30 have the sole purpose of maintaining the temperature in the chamber 14 and the continuation channels 19 must not be too long for the networking process to be triggered due to the increased temperature not only at the exit of the continuation channels 19 or only when the material to be pressed in the annular chamber 21 enters, however, the continuation channels 19 cause another one Uniformity and gelation of the pressed material, d. H. the formation of a paste.

Da die Ringkammer 21 einen sehr viel größeren Querschnitt aufweist (etwa 5:1) als der Teil 23 der Extrudermundstück-Dorn-Anordnung, erfolgt eine Art Dämpfung, so daß die in dem Teil 23 eintretende Durchsatzmenge vollkommen gleichmäßig und unabhängig von den auf das Preßgut in der Kompressionskammer einwirkenden Impulsen ist Das Verweilen des Preßguts in der Kammer 21 ermöglicht darüber hinaus ein ausgezeichnetes Verschweißen der aus den Weiterführungskanälen 19 austretenden Ausgangsmaterialstränge. Since the annular chamber 21 has a much larger cross-section (about 5: 1) than the part 23 of Extruder mouthpiece-mandrel arrangement, a kind of damping takes place, so that the part 23 entering The throughput is completely uniform and independent of the impulses acting on the material to be pressed in the compression chamber Pressed material in the chamber 21 also enables excellent welding of the continuation channels 19 exiting raw material strands.

Die in der Ringkammer 21 einsetzende Vernetzungsreaktion nimmt zu und erreicht ihren Höhepunkt in dem rohrförmigen Teil 23, in dessen Innerem die Heizpatrone 32 angeordnet ist und ist praktisch am Ausgang außerhalb der Extrudermundstück-Dorn-Anordnung abgeschlossen.The crosslinking reaction which begins in the annular chamber 21 increases and reaches its climax in the tubular part 23, inside which the heating cartridge 32 is arranged and is practically at the exit completed outside of the extruder die-mandrel assembly.

Keiner der von dem Preßgut durchströmten Kanäle weist einen toten Raum auf, so daß jegliche Stockung des Preßguts in der Vorrichtung verhindert istNone of the channels through which the pressed material flows has a dead space, so that any blockage of the material to be pressed in the device is prevented

Schließlich läßt sich aufgrund des gleichmäßig und unbehindert erfolgenden Versetzungsvorganges ein völlig homogenes Produkt ohne Taschen aus gesintertem Pulver herstellen.Finally, because of the smooth and unhindered displacement process, one can enter make completely homogeneous product without pockets from sintered powder.

1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Networking device for extrusion of profiles! Plastic, consisting of one

Block with an inlet and continuation channels of reduced cross-section connected to the capture, which are in communication with an outlet opening via a channel formed by the arrangement of an extruder mouthpiece and a mandrel, which channel forms the shape of the professional, the inlet directly via an annular recess, which is coaxial with the mouthpiece-mandrel arrangement, opens into the continuation channels and the continuation channels are arranged parallel to the axis of the mouthpiece-dome arrangement, characterized in that the continuation channels (19) are formed by a series of separate straight channels which parallel to the axis (X - X) of the mouthpiece-mandrel χα arrangement (20, 7) and are of large lungs.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the continuation channels (19) in the channel (23) of the mouthpiece-mandrel arrangement (20, 7) Open out via an annular chamber (21), the cross section of which is greater than that of the continuation channels (19) and that of the channel (23)

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the continuation channels (19) have the form of grooves arranged in the mandrel (3, 7).

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the ratios of the passage cross-sections, based on the cross-section of the inlet (17) approximately V3 for the continuation channels (19), V \ for the annular chamber (21) and Vs for the channel (23) the mouthpiece-mandrel arrangement.

is relatively homogenized in the device

The invention solves the problem in that «Let the continuation channels be formed by a Reme separate rectilinear channels running parallel to the The axis of the Mandstöck-Dora arrangement run and