DE4218095C2 - Werkzeugkopf zum Strangpressen von schlauchförmigen oder rohrförmigen Vorformlingen aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugkopf zum Strangpressen von schlauchförmigen oder rohrförmigen Vorformlingen aus thermoplastischem Kunststoff im Zuge der Herstellung von Blasfolien, - mit Innenwerkzeug, Außenwerkzeug, schlauch- bzw. rohrbildendem Ringspaltraum, Schmelzeverteiler und Zuführeinrichtung für die Schmelze aus thermoplastifizier­ tem Kunststoff, wobei Innenwerkzeug und Außenwerkzeug Trennspalte zwischen zwei aufeinandergesetzten Werkzeugtei­ len bilden und in diesen Trennspalten eine Mehrzahl von ineinanderliegenden Spiralkanalabschnitten angeordnet ist, die von unten in den Ringspaltraum einmünden. Bei Werk­ zeugköpfen des beschriebenen Aufbaus dient der Schmelze­ verteiler bekanntlich dazu, die der Ringspaltdüse zu­ strömende Schmelze in bezug auf ihre physikalischen Para­ meter zu homogenisieren, so daß das extrudierte Vorprodukt entsprechend homogene Eigenschaften aufweist. Es versteht sich, daß zur Erreichung dieser Homogenisierung zwischen benachbarten Spiralkanalabschnitten Überströmbereiche angeordnet sind.

Bei einem bekannten Werkzeugkopf des beschriebenen Aufbaus, von dem die Erfindung ausgeht (DE-OS 23 29 792), findet die Schmelzezufuhr entlang der Achse des Werkzeugkopfes statt. Die Schmelze strömt in den Trennspalten zwischen Innenwerk­ zeug und Außenwerkzeug radial nach außen ab, bis sie den schlauch- bzw. rohrbildenden Ringspaltraum erreicht. Die Einspeisung der Luft erfolgt außerhalb des Zentrums des Werkzeugkopfes durch mehrere Lufteinlaßkanäle. Entlang der in den Trennspalten angeordneten divergierenden Spiral­ kanalabschnitte wird ein Teil der Strömung spiralförmig nach außen geführt. Durch die Überlagerung der spiral­ förmigen Strömung und der radialen Strömung wird die der Ringspaltdüse zuströmende Schmelze homogenisiert. Bei dem bekannten Werkzeugkopf weisen die Spiralkanalabschnitte einen von innen nach außen abnehmenden Strömungs­ kanalquerschnitt auf, so daß der spiralförmig geführte Mengenstrom von innen nach außen abnimmt, während die Geschwindigkeit der spiralförmigen Strömung nahezu gleich bleibt. Zur Erzeugung einer mehrschichtigen Blasfolie weist der bekannte Werkzeugkopf zwei Trennspalten mit in Drauf­ sicht genau übereinanderliegenden Spiralkanalabschnitten auf. Der Abstand der übereinanderliegenden Spiral­ kanalabschnitte ist groß und der Weg der Schmelze durch den Ringspaltraum entsprechend lang. Die Fertigung dieses Werk­ zeugkopfes ist aufwendig. Die Luftzufuhr über Luftein­ laßkanäle außerhalb des Zentrums führt zu Abdichtungsprob­ lemen zwischen Trennspalt und Luftzufuhr. Auch die Homoge­ nisierung ist verbesserungswürdig. Vor dem Eintritt in den Ringspaltraum ist die Durchmischung wegen der Abnahme des spiralförmig strömenden Mengenstromes gering. Der Abstand der übereinanderliegenden Spiralkanalabschnitte ist vergleichsweise groß und begünstigt die Ausbildung von Temperaturunterschieden zwischen den sie durchströmenden Schmelzen.

Bei einem weiteren bekannten Werkzeugkopf (US 4,285,656) findet die Schmelzezufuhr in den Trennspalten entlang gerader Kanalabschnitte statt. Die Luftzufuhr erfolgt entlang der Achse des Werkzeugkopfes, während die Schmelze außen zugeführt wird und entlang der geraden Kanalab­ schnitte nach innen strömt. Die Homogenisierungswirkung dieses Werkzeugkopfes ist ebenfalls verbesserungsbedürftig, da in den geraden Kanalabschnitten nur eine geringe Durch­ mischung stattfindet. Der Ringspaltraum des Werkzeugkopfes ist groß, so daß in Verbindung mit der resultierenden hohen Verweilzeit auf den Weg der Schmelze durch den Ring­ spaltraum Entmischungsvorgänge stattfinden können.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, bei einem Werkzeugkopf des eingangs beschriebenen Aufbaus sowie der eingangs beschriebenen Zweckbestimmung die Homogeni­ sierung zu verbessern, und zwar bei fertigungstechnischer Vereinfachung.

Zur Lösung dieses Problems lehrt die Erfindung, daß die Spiralkanalabschnitte konvergierend geführt sind und einen von außen nach innen abnehmenden Strömungskanalquerschnitt für die Schmelze aufweisen, daß die Spiralkanalabschnitte in der Draufsicht auf Lücke angeordnet sind, und daß die Zuführeinrichtung für die Schmelze an die Spiralkanalab­ schnitte außen angeschlossen ist. Nach bevorzugter Aus­ führungsform der Erfindung sind die Spiralkanalabschnitte im Bereich der Trennspalte zwischen zwei aufeinanderge­ setzten Werkzeugteilen in einer Ebene angeordnet. Die Spiralkanalabschnitte können aber auch in einer Kegelfläche zwischen je zwei aufeinandergesetzten Werkzeugteilen ange­ ordnet sein.

Im erfindungsgemäßen Werkzeugkopf sind sowohl die axiale Strömung als auch die spiralförmige Strömung der konver­ gierenden Spiralkanalabschnitte von außen nach innen gerichtet. Bedingt durch die Drallerhaltung und den von außen nach innen abnehmenden Strömungskanalquerschnitt der Spiralkanalabschnitte wird die spiralförmige Strömung entlang der Spiralkanalabschnitte von außen nach innen beschleunigt. Weiterhin wird auch die axiale Strömung von außen nach innen beschleunigt, da der Umfang des Trenn­ spaltes mit abnehmendem Durchmesser kleiner wird. Im Ergebnis wird durch die Überlagerung der beiden nach innen beschleunigten Strömungen eine bessere Homogenisierung bewirkt. Durch die in der Draufsicht auf Lücke angeordneten Spiralkanalabschnitte wird ein Temperaturausgleich zwischen den Spiralkanalabschnitten ermöglicht. Weiterhin sind die Wege, die die Teilströme der Schmelze durch die auf Lücke angeordneten Spiralkanalabschnitte zurücklegen, bis zur Vereinigung der Teilströme im Ringspalt nahezu gleichlang, so daß die Temperaturen der Teilströme beim Zusammenströmen ausgeglichen sind. Dies begünstigt die Verbindung der Teilströme im Ringspalt. Weiterhin wird durch die ausge­ glichenen Temperaturen verhindert, daß beim Blasvorgang aufgrund einer temperaturabhängigen, unterschiedlichen Dehnbarkeit der Folienschichten Inhomogenitäten in der Folie entstehen. Im erfindungsgemäßen Werkzeugkopf verbleibt durch die Zuführung der Schmelze von außen im Zentrum des Werkzeugkopfes entlang der Werkzeugkopfachse ein Freiraum, der für eine konstruktiv einfache Luftzu­ führung benutzt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Werkzeugkopf, der in einer Blasfolienanlage einge­ setzt werden kann,

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand der Fig. 2.

Der in den Figuren dargestellte Werkzeugkopf 1 dient zum Strangpressen von schlauchförmigen oder rohrförmigen Vor­ formlingen 2 aus thermoplastischem Kunststoff, und zwar in der Ausführungsform als Blaskopf für die Herstellung von Blasfolien 3. Die insoweit für die Luftführung er­ forderlichen Bauteile wurden nicht gezeichnet. Man erkennt zunächst in den Fig. 1 und 2 ein Innenwerkzeug 4, ein Außenwerkzeug 5, einen Schmelzeverteiler 6 mit einer Mehr­ zahl von ineinanderliegenden Spiralkanalabschnitten, und eine Zuführeinrichtung 7 für die Schmelze aus thermoplasti­ fiziertem Kunststoff. Das Innenwerkzeug 4 und das Außen­ werkzeug 5 bilden einen Ringspaltraum 8, der sich konzen­ trisch zur Werkzeugachse erstreckt und in einer Ringspalt­ düse 9 endet.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 bis 3 entnimmt man, daß der Schmelzeverteiler als Spiralkanal­ verteiler 6 ausgebildet ist, der ineinanderliegende Spiral­ kanalabschnitte 10 aufweist. Die Zuführeinrichtung 7 für die Schmelze ist an den Spiralkanalverteiler 6 außen angeschlossen. Der Spiralkanalverteiler 6 mündet im unteren Bereich in den Ringspaltraum 8 ein. Man entnimmt der Fig. 3, daß die Spiralkanalabschnitte 10 konvergierend geführt sind und einen von außen nach innen abnehmenden Strömungs­ kanalquerschnitt für die Schmelze aufweisen. Fig. 2 zeigt, daß die Spiralkanalabschnitte 10 in der Draufsicht auf Lücke angeordnet sind.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 liegen die Spiral­ kanalabschnitte 10 im Bereich der Trennspalte zwischen zwei aufeinandergesetzten Werkzeugteilen 11, 12, 13 in einer Ebene. Man erkennt bei einer Betrachtung der Fig. 2 unmittelbar, daß die Spiralkanalabschnitte 10 auch in einer Kegelfläche entsprechend angeordnet sein könnten.

Es versteht sich, daß im Rahmen der Erfindung mehrere Spiralverteiler 6 des beschriebenen Aufbaus übereinander angeordnet werden können, die jeweils eine eigene Schmelze­ zuführung 7 aufweisen. Auf diese Weise können mit einem erfindungsgemäßen Werkzeugkopf 1 auch Mehrschichtfolien hergestellt werden.

Claims (3)

1. Werkzeugkopf zum Strangpressen von schlauchförmigen oder rohrförmigen Vorformlingen aus thermoplastischem Kunststoff im Zuge der Herstellung von Blasfolien, - mit
Innenwerkzeug, Außenwerkzeug, schlauch- bzw. rohr­ bildendem Ringspaltraum, Schmelzeverteiler und Zu­ führeinrichtung für die Schmelze aus thermoplasti­ fiziertem Kunststoff,
wobei Innenwerkzeug und Außenwerkzeug Trennspalte zwischen zwei aufeinandergesetzten Werkzeugteilen bilden und in diesen Trennspalten eine Mehrzahl von ineinanderliegenden Spiralkanalabschnitten angeordnet ist, die von unten in den Ringspaltraum einmünden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spiralkanalabschnitte (10) konvergierend geführt sind und einen von außen nach innen abnehmenden Strömungskanalquerschnitt für die Schmelze auf­ weisen, daß die Spiralkanalabschnitte (10) in der Drauf­ sicht auf Lücke angeordnet sind, und daß die Zuführein­ richtung (7) für die Schmelze an die Spiralkanalabschnitte (10) außen angeschlossen ist.

2. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralkanalabschnitte (10) im Bereich der Trenn­ spalte zwischen zwei aufeinandergesetzten Werkzeugteilen (11, 13 bzw. 12, 13) in einer Ebene angeordnet sind.

3. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralkanalabschnitte (10) im Bereich der Trenn­ spalte zwischen zwei aufeinandergesetzten Werkzeugteilen (11, 13 bzw. 12, 13) in einer Kegelfläche angeordnet sind.