CH623506A5 - Extrusion tool for producing pipes from plastic - Google Patents

Description

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PATENTANSPRUCH Spritzwerkzeug zur Herstellung von Rohren aus Kunststoff, mit einem Spritzkopf aus einem Gehäuse (1, 2, 3) mit einem Durchtrittskanal und einem in diesem Durchtrittskanal angeordneten und mit dem Gehäuse einen Ringspalt bestimmenden Torpedo (6), wobei der austrittsseitige Endteil des Spritzkopfes eine Spritzdüse (8, 11) bildet, in deren Bereich sich der Durchtrittskanal des Gehäuses konisch gegen den Austritt zu verengt und ein axial verstellbar am Torpedo angebrachter Düsenkern (11) vorgesehen ist, durch dessen Verstellung der Austrittsringspalt (18) der Spritzdüse in seiner Breite einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Spritzmaterial in Berührung kommende Teil des Düsenkernes (11) bis zu seinem freien Ende einen gleichbleibend konstanten Querschnitt aufweist.

Die Erfindung betrifft ein Spritzwerkzeug zur Herstellung von Rohren aus Kunststoff, mit einem Spritzkopf aus einem Gehäuse mit einem Durchtrittskanal und einem in diesem Durchtrittskanal angeordneten und mit dem Gehäuse einen Ringspalt bestimmenden Torpedo, wobei der austrittsseitige Endteil des Spritzkopfes eine Spritzdüse bildet, in deren Bereich sich der Durchtrittskanal des Gehäuses konisch gegen den Austritt zu verengt und ein axial verstellbarer, am Torpedo angebrachter Düsenkern vorgesehen ist, durch dessen Verstellung der Austrittsringspalt der Spritzdüse in seiner Breite einstellbar ist.

Spritzwerkzeuge dieser Art werden meist an Schnecken-spritzmaschinen verwendet, die Kunststoffmaterial plastifizie-ren und fördern. Rohre und Schläuche können bei entsprechender Form des Ringspaltes sowohl rund als auch eckig hergestellt werden. Für die Verstellung des Düsenkernes von aussen werden pneumatische, hydraulische oder mechanische Stelltriebe, z.B. Schraubentriebe oder Kniehebeltriebe, verwendet. Bei allen bekannten Spritzwerkzeugen werden Düsenkerne verwendet, deren mit der sich konisch verjüngenden Gehäuseöffnung die Wandstärke des Rohres bestimmende Enden ebenfalls konisch ausgebildet sind, so dass sie parallel zum konischen Teil der Gehäuseöffnung verlaufen. Diese konischen Flächen der Düsenkerne werden beim Betrieb vom Druck des ausgepressten Kunststoffmaterials beaufschlagt, so dass auf den Düsenkern axiale Schubkräfte wirken.

Bekannte Spritzwerkzeuge der beschriebenen Art werden bisher nur dann verwendet, wenn mit relativ niedrigen Drük-ken im Kunststoffmaterial gearbeitet wird und es kaum auf die Einhaltung eines genauen Durchmessers oder einer genau bestimmten Wandstärke ankommt. Vor allem werden die Spritzwerkzeuge bisher für die Herstellung von Schläuchen verwendet, die Vorprodukte für die Herstellung von Aufblaseartikeln, wie Flaschen, darstellen.

Bei der Herstellung von Rohren, wie sie für Warm- und Kaltwasserinstallationen, Wasserleitungen, Warmwasserheizungsanlagen usw. Verwendung finden, muss mit hohen Betriebsdrücken gearbeitet werden, wenn hochwertiges PVC oder Polyäthylen extrudiert wird. Bisher werden bei solch hohen Drücken Spritzwerkzeuge der eingangs genannten Art nicht verwendet. Es ist vielmehr üblich, zur Einstellung verschiedener Wandstärken das gesamte Spritzwerkzeug oder zumindest die Spritzdüse auszuwechseln. Bei solchen Werkzeugen verlaufen die Spaltwandungen im Endbereich der Spritzdüse achsparallel. Wenn man bei Verwendung dieser Werkzeuge die Wandstärke des laufenden Strangmaterials verändern muss, z. B. an den Rohrenden eine Vergrösserung der Wandstärke erzielen will, um später aus dem dickeren Material Fittings ausformen zu können, dann muss man den

Rohrstrang durch eine Abzugseinrichtung führen und ihn dort durch Änderung der Abzugsgeschwindigkeit auf einem Dorn in einer gekühlten Kalibrierdüse stauchen. Solche Anlagen sind aufwendig, und es ergeben sich Geschwindigkeitsänderungen im laufenden Stranggut und Gefügeveränderungen des Materials in der Stauchzone.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Spritzwerkzeuges der genannten Art, welches auch während des Betriebes Wandstärkenänderungen ermöglicht bzw. die genaue Einstellung bestimmter Wandstärken auch dann zulässt, wenn es " bei einer Hochdruck-Schneckenspritzmaschine verwendet wird, wo hohe Betriebsdrücke und Arbeitstemperaturen auftreten.

Nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der mit dem Spritzmaterial in Berührung kommende Teil des Düsenkernes bis zu seinem freien Ende einen gleichbleibend konstanten Querschnitt aufweist.

Wegen des konstanten Querschnittes kann der Druck des Materials keinen Axialschub auf den Düsenkern erzeugen. Bei einer Verstellung des Düsenkernes brauchen also nur die Adhäsionskräfte überwunden werden. Wenn der Düsenkern so verstellt wird, dass sein freies Ende in die Gehäuseöffnung hineinwandert, kommt es zu einer Vergrösserung des Austrittsringspaltes. Das im Ringspalt entstehende Rohr wird in dem über das Ende des Düsenkernes überstehenden Teil der Gehäuseöffnung geringfügig elastisch gestaucht. Die Wandstärke wird aber durch den Ringspalt bestimmt. Da Strangpressen mit hohem Überdruck arbeiten, kann die sich mit der Wandstärke vergrössernde Materialmenge ohne Verringerung der Austrittsgeschwindigkeit des Rohrstranges herangebracht werden. Die Ablaufgeschwindigkeit des Rohrstranges lässt sich also, unabhängig von der eingestellten Wandstärke und ohne Verringerung der Festigkeit des Kunststoffmaterials, konstant halten.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt:

Fig. 1 ein erfindungsgemässes Spritzwerkzeug, das für den Anschluss an eine Schneckenspritzmaschine bestimmt ist, im Längsschnitt und die

Fig. 2 und 3 im grösseren Massstab als Detail das Austrittsende der Spritzdüse des Spritzwerkzeuges in verschiedenen Einstellungen.

Nach Fig. 1 ist ein in seinem Aufbau prinzipiell bekannter Spritzkopf vorgesehen. Dieser besitzt ein Gehäuse aus drei aneinandergefügten Teilen 1, 2, 3, wobei der Vorderteil 1 mit einem Flansch 4 an das Mundstück einer nicht dargestellten Schneckenspritzmaschine angeschlossen werden kann. Der Gehäuseteil 2 ist ringförmig ausgebildet und trägt an Rippen 5 einen Torpedo 6, der im Durchtrittskanal des Gehäuses 1, 2, 3 angebracht ist.

Am Gehäuseteil 3 ist mit Hilfe eines Halteringes 7 ein Spritzdüsengehäuse 8, das einen Halteflansch 9 aufweist, befestigt. Die den Durchtrittskanal bestimmende Wandung 10 des Düsengehäuses 8 verjüngt sich konisch bis zum äusseren Düsenende.

Konzentrisch innerhalb des Düsengehäuses 8 ist ein Düsenkern 11 angebracht, der beim Ausführungsbeispiel zylindrisch ist und grundsätzlich in dem gesamten Bereich der in der Düse mit dem Kunststoffmaterial in Berührung kommen kann, einen gleichbleibenden, konstanten Querschnitt aufweist. Der Düsenkern 11 ist in einer entsprechenden Bohrung 12 des Torpedos 6 axial verschiebbar geführt. Der Düsenkern 11 ist auf einer Kolbenstange 13 mit Hilfe einer Mutter 14 befestigt. Die Kolbenstange 13 führt zu einem Arbeitskolben 15 in einem Zylinderraum 16. Der Arbeitskolben 15 ist über durch die Rippen 5 geführte Leitungen wahlweise beidseits mit einem hydraulischen Mittel beaufschlagbar und auch feststell-

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bar. Die mögliche Ausfahrstellung des Düsenkernes 11 nach rechts ist durch Anschlag des Kolbens 15 am Ende des Zylinderraumes 16 beschränkt. Mit Hilfe eines von aussen verstellbaren Anschlages 17 kann auch die Verstellung des Düsenkernes 11 nach links begrenzt werden. 5

Wie der Vergleich der Fig. 2 und 3 zeigt, ist die Breite eines zwischen dem Düsengehäuse 8 und dem Düsenkern 11 bestimmten Ringspaltes 18 in der Stellung nach Fig. 2 kleiner als in der Stellung nach Fig. 3. Dementsprechend wird auch die Wandstärke eines ausgespritzten Rohres verändert. Um den gewünschten Enddurchmesser genau einzuhalten, kann man das Rohr nach der Düse unter Anwendung von Innendruck (Druckluft) durch ein gegebenenfalls gekühltes Kalibrierstück führen.

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1 Blatt Zeichnungen