DE1479977C - Breitschlitzdüse zum Extrudieren von thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Breitschlitzdüse zum Extrudieren von thermoplastischem Kunststoff unter hohem Druck und hoher Temperatur zu Folienbahnen mit einer Halteschiene für zwei den in seiner Weite einstellbaren Düsenschlitz begrenzende Düsenkörper, einem parallel zum Düsenschlitz verlaufenden und über die gesamte Länge in Verbindung mit diesem stehenden Verteilerkanal, dessen Wandung zum Teil von einer Ausnehmung in einem der Düsenkörper gebildet und dem der Kunststoff durch einen in der Halteschiene angeordneten Eintrittskanal zuführbar ist.

Für die Herstellung von Kunstoffolien aus thermoplastischen Kunststoffen, die nur in Extrusionsdruckbereichen bis zu 350 atü und bei Temperaturen bis zu 420° C verarbeitbar sind, treten besondere Schwierigkeiten hinsichtlich der Dichtigkeit und Wartung der Breitschlitzdüsen auf.

Eine bekannte, für hohe Betriebsdrücke und Temperaturen entwickelte Breitschlitzdüse besteht aus einer Halteschiene, die mit einer in ihrer Längsrichtung verlaufenden Ausnehmung konischen Querschnittes versehen ist. In diese Ausnehmung sind zwei Düsenkörper eingesetzt, die in zusammengesetztem Zustand einen Querschnitt aufweisen, der dem der Ausnehmung entspricht, so daß; sich die Düsenkörper an den Wandungen der Ausnehmungen abstützen. Des weiteren durchgreifen Spannschrauben die Halteschienen so, daß sje in der Ausnehmung ausmünden, und die Spannschrauben sind so angeordnet, daß ihr freies Ende gleichzeitig auf die Düsenkörper einwirkt, so daß die Düsenkörper in ihrer Höhe relativ zu der Halteschiene einstellbar sind. Ein Eintrittskanal speist geschmolzenen Kunststoff in einen Verteilerkanal ein, dessen Querschnitt in beiden Düsenkörpern ausgebildet ist. Vom Verteilerkanal gelangt der Kunststoff in den Düsenschlitz.

Auf Grund der vorstehend umrissenen konstruktiven Ausbildung der bekannten Breitschlitzdüse sind für einen leckfreien Betrieb die Düsenkörper sowohl gegenseitig als auch in bezug auf die Halteschiene in deckender Anlage zu halten. Dies bedingt eine sehr genaue Bearbeitung der Halteschiene und der Düsenkörper und eine einwandfreie Oberflächenausbildung der gegeneinanderliegenden Oberflächen der Düsenkörper. Eine derart genaue Bearbeitung ist teuer und aufwendig, und da in kaltem Zustand erstellte Teile sich bei erhöhter Temperatur unter- " schiedlich verhalten, besteht die Gefahr, daß die bekannte Vorrichtung keinen leckfreien Betrieb gewährleistet. Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Breitschlitzdüse zu schaffen, deren Teile gegenüber der Halteschiene eine wirk-' samere Abdichtung aufweisen.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des mit seinem vollen Querschnitt in den einen der Düsenkörper eingearbeiteten Verteilerkanals an einer Seite durch eine Fläche der Ausnehmung der Halteschiene gebildet ist, in der dieser Düsenkörper durch eine Keilschiene mit seinen vom Verteilerkanal aus sich nach innen erstreckenden Flächen an den ent- ·'■· sprechenden Bodenflächen der Ausnehmung in abdichtender Anlage befestigt ist, und daß der andere Düsenkörper an einer Außenfläche der Halteschiene verstellbar angebracht ist.

Nach der Erfindung ist der Verteilerkanal rinnenförmig in nur einen Düsenkörper eingearbeitet, und der Verteilerkanal wird auf einer Seite von der Halteschiene begrenzt. Dadurch entsteht eine auf die starre Halterungsschiene einwirkende unschädliche Druck-' komponente und eine Druckkomponente, die auf den Düsenkörper einwirkt, die jedoch leicht von der Keilschiene aufgefangen wird, die den Düsenkörper an der Halteschiene lösbar festlegt. Dadurch ist eine sehr wirksame, hohen Drücken standhaltende Abdichtung gegeben. ·

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Düsenkörper an der Außenfläche der Halteschiene verstellbar angeordnet. Dies erbringt den Vorteil, daß während des Betriebes der Breitschlitzdüse die Dicke des extrudierten Kunststofffilmes veränderbar ist, wodurch ohne Umrüstung und Stilllegung der Vorrichtung Folien verschiedener Dicke herstellbar werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Düsenkörper in einem spitzen Winkel zu dem ortsfesten Düsenkörper angeordnet ist.

Eine andere zweckmäßige Ausgestaltung kennzeichnet sich dadurch, daß an beiden Stirnseite'n der Halteschiene Abschlußkappen vorgesehen sind, die eine Verlängerung des verstellbaren Düsenkörpers bilden und Innenflächen aufweisen, die abgedichtet an einer benachbarten Fläche des ortsfesten Düsenkörpers anliegen. Diese Ausgestaltung hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn beispielsweise nicht nur die Dicke der Folienbahn, sondern auch ihre Breite verändert w"erden soll.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Figuren stellen dar

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils einer Breitschlitzdüse,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Breitschlitzdüse nach Fig. 1, von links gesehen, ^v

Fig. 3 einen Vertikalschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1,

F i g. 4 einen Schnitt der Breitschlitzdüse entlang der Linie4-4 in Fig. 1, .

Fig. 5 einen Teil der Fig, 4 in vergrößertem Maßstab, und zwar die Anordnung zur Einstellung des beweglichen Düsenkörpers, .

F i g. 6 eine Seitenansicht des feststehenden Düsenkörpers, ; :■·.■

F i g. 7 eine Draufsicht auf das linke Ende der Breitschlitzdüse nach Fig. 6, ν

Fig. 8 einfe Stellung der festen Düsenhälfte zur Erstellung einer Folienbreite, die geringer ist als die Breite der Folie nach den F i g. 6 und 7,

Fig. 9 eine Draufsicht auf das linke Ende der Breitschlitzdüse nach F i g. 8,

Fig. 10 und 11 Teilschnitte entlang den Linien 10-10 und 11-11 in Fig. 8, und zwar die Einzelheiten des Düsenschlitzes, des Verteilers und der Keilschiene der Breitschlitzdüse, -

Fig. 12 eine Ansicht des linken Endes der Breitschlitzdüse nach Fig. 1, wenn sie zur Herstellung von Folien geringerer Breite verwendet wird,

Fig. 13 einen Querschnitt entlang der Linie 13-13 durch die Breitschlitzdüse gemäß Fig. 12..

In der Zeichnung ist eine Breitschlitzdüse, die einen oberen Einlaß und einen vertikalen Auslaß aufweist, in den Fig. 1 und 2 insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Breitschlitzdüse 10 wird vorzugsweise

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durch Induktionsheizeinheiten 11 erhitzt, die ledig- vorhanden ist, so daß die Breite des Düsenschlitzes

Hch in ihrer äußeren Gestalt gestrichelt gezeigt sind 45 zwischen den Lippen 35 und 36 verändert wer-

und keinen Teil dieser Erfindung bilden, den kann. Der Schlitz 45 steht mit dem Verteiler-

Das Hauptteil der Breitschlitzdüse 10 besteht aus kanal 22 durch den Zwischenraum zwischen der An-

einer einteiligen Halteschiene 12, die den Träger für 5 lagefläche 24 des Düsenkörpers 20 und der Fläche 18

den Rest der Teile der Breitschlitzdüse 10 darstellt. der Halteschiene 12 in Verbindung.

Die Halteschiene 12 weist eine mittige Einlaßleitung Zur genauen Einstellung des Düsenkörpers 40

15 für den Kunststoff auf, die mit einer sich in gegenüber dem Düsenkörper 20 ist eine Schiene 50

Längsrichtung erstreckenden, etwas außermittig vorgesehen, die eine Anzahl von Differential-

innerhalb "der Halteschiene 12 angeordneten Aus- 10 schrauben 51 trägt. Die Schiene 50 wird an der

nehmung 16 in Verbindung steht. Die Außenfläche Halteschiene 12 durch eine Anzahl von Schrauben

der Halteschiene 12 bildet ein vierseitiges Trapez, 53 gehalten, die zwischen den Diflerentialschrauben

wie die Stirnansichten gemäß den Fig. 3 und 4 · 51 verteilt sind. Die Differentialschrauben51 weisen

zeigen, und die in einer der zusammenlaufenden jede eine Außenkappenschraube 54 mit Außen- und

unteren- Seiten vorgesehene Ausnehmung 16 weist 15 Innengewinde auf. Innerhalb der Schraube 54 be-

einander schneidende horizontale und vertikale ebene findet sich ein Gelenkbolzen 55, der mit dem Innen-

Flächen auf, die maschinell bearbeitet sind und die gewinde im Eingriff steht. Der Gelenkbolzen 55 trägt

die ebenen Bodenflächen 17 und 18 bilden. an seinem inneren Ende einen an dem Düsenkörper

Ein feststehender Düsenkörper 20 weist Außen- 40 anliegenden Rollenzapfen 57. Das Innen- und flächen auf, die in die Ausnehmung 16 aufgenommen 20 Außengewinde der Außenkappenschraube 54 haben werden können, und die Außenflächen bilden einen unterschiedliche Steigungen, so daß der Gelenkbolzen dichtenden Sitz auf den Bodenflächen 17 und 18. 55 einen geringeren Weg zurücklegt als die Schraube Wie die F i g. 3 und 4 zeigen, ist der feststehende 54 in der Schiene 50, wodurch eine genauere Ein-Düsenkörper 20 im wesentlichen im Querschnitt stellbarkeit des Düsenkörpers 40 entlang-der Längsrechteckig, vorzugsweise ist .er jedoch leicht konisch 25 richtung der Halteschiene 12 ermöglicht wird,
ausgebildet, so daß er an seiner Oberseite etwas Die beiden offenen, frei liegenden Enden der breiter ist als an der Unterseite. Der Düsenkörper 20 , Halteschiene 12 sind durch ein Paar von Endkappen ist mit einem im Querschnitt etwa tropfenförmigen 60 geschlossen, die durch Anlage an den ebenen Verteilerkanal22 versehen, der vollständig in einer Stirnflächen der Halteschiene 12 und an den eben-Seite dieses Teils in Nähe der vertikalen Fläche 18 30 falls ebenen Stirnflächen der Düsenkörper 20 und 40, liegt. Der Verteilerkanal 22 hat eine überhangartige der Keilschiene 30 und der Schiene 50 eine Anlage-Gestaltung, da er von einem Punkt in der Nähe der dichtung bilden. Diese Endkappen 60 sind durch Oberseite des Düsenkörpers, von der Mitte derselben drei Schrauben 61, 62 und 63, die in die Halteausgehend, in , Richtung auf die Enden des Teils schiene 12 eingeschraubt sind, und durch zwei weitere schräg nach unten verläuft und an jedem gegenüber- 35 Schrauben 64 und 65, die in das feststehende Düsenliegenden Ende an einem spitz zulaufenden Punkt teil 20 eingeschraubt sind, befestigt,
endet, wie in den Fi g. 6 und 7 gezeigt wird. Auf Durch den Austausch der Düsenteile 20 und 40 diese Weise bildet der feststehende Düsenkörper20 gegen die in den Fig. 7 und 13 dargestellten Düsenneben der Fläche 18 eine Anlagefläche 24, die sich teile und durch die Verwendung eines Paares von von einem Maximum in der Mitte, wie in F i g. 3 ge- 40 Abstandsblöcken zur Abdichtung der feststehenden zeigt, zu einem Minimum an den Enden des Mund- Düsenteile an den Anlageflächen an den Enden derstückes verändert, wie F i g. 4 zeigt, wodurch die selben kann die Breite des Düsenschlitzes verändert extrudierte Kunststoffmenge aus dem Verteilerkanal werden. Das bewegliche Düsenteil 40', das zur Ver-22 vergleichmäßigt wird. wendung für geringere Folienbreiten vorgesehen ist,

Zur lösbaren Halterung des feststehenden Düsen- 45 ist in vieler Beziehung identisch mit dem vorstehend körpers 20 an der Halteschiene 12 und zur leck- beschriebenen Düsen.körper 40, mit der einzigen Aussicheren Aufnahme desselben in der Ausnehmung 16 nähme, daß seine Länge geringer ist. Dies ist in ist eine im wesentlichen dreieckige Keilschiene30 Fig. 12 gezeigt, indem hier das Düsenteil40' nicht vorgesehen, deren eine Seite an der Rückseite des bis zum Ende der Halteschiene 12 verläuft wie bei. feststehenden Düsenkörpers 20 anliegt und die außer- 50 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, dem eine schräg verlaufende Seite aufweist, die an sondern vielmehr kurz vor dem Ende der Halteder Ausnehmung 16 in der Halteschiene 12 anliegt. schiene 12, je nach der gewünschten Folienbreite, Die Keilschiene 30 ist mittels mehrerer Schrauben 31 endet. : befestigt, die in der erforderlichen Art und Weise Das an Stelle des Düsenkörpers 20 verwendete angezogen werden können,¹ um die Halterung und 55 feststehende Düsenteil 20' ist von etwas anderem Abdichtung des Düsenkörpers 20 an den Boden- Aufbau und weist gemäß den F i g. 8 bis 11 eine ;■ flächen 17 und 18 der Halteschiene 12 zu gewähr- Aussparung 22' auf, die in einem von der Breite der' leisten. , '■ herzustellenden Folie abhängigen Abstand von den

Ein unterer Teil des Düsenkörpers 20 geht unter- Enden des Düsenteils 20' endet. Eine Anlagefläche halb des Bodens der Halteschiene 12 von der Anlage- 60 24' endet dementsprechend. Wie in den Fi g. 9 bis 11 fläche 24 aus und bildet eine Extrusionslippe 35. gezeigt ist, bilden der Zwischenraum zwischen dem Diese Lippe 35 arbeitet mit der Lippe 36 eines be- äußersten Ende der Aussparung 22'und der Anlageweglichen Düsenkörpers 40 zusammen, die durch fläche 24' und das Ende des feststehenden Düsenteils Schrauben 41 an einer winkelförmigen Außenseiten- 20' eine vorstehende Fläche 70, deren Breite der fläche der Halteschiene 12 befestigt ist. Der beweg- 65 Verringerung der Breite der zu extrudierenden Folie liehe Düsenkörper 40 ist entlang der Außenfläche gegenüber der vollen Breite, wie sie in den vorherder Halteschiene 12 infolge eines Zwischenraumes 42 gehenden Figuren gezeigt ist, entspricht. Die Breite einstellbar, der um jede der Schrauben 41 herum der Aussparung 22' und der Anlagefläche 24' ent-

spricht etwa der Länge des beweglichen Düsenteils 40'.

Die verbleibende Gesamtlänge des feststehenden Düscnteils wird durch ein Paar Abschlußkappen 75 eingenommen, von denen je eine an jedem Ende des Düscnteils 40' angeordnet ist. Die Abschlußkappen 75 sind genau zwischen das anliegende Ende des Düsenteils 40' und die Innenflächen der Endkappen 60 eingepaßt, um gegenüber dieser eine Abdichtung zu erzielen. Jede der Abschlußkappen 75 wird durch eine der Schrauben 53 gehalten und kann durch eine der DifTerentialschrauben 51 verstellt werden, um eine dichte und leckfreie Passung mit der Verlängerung, die den Lippenteil des feststehenden Düsenteils 20' umfaßt, zu bilden. · ·

Der Breitschlitzdüse 10 wird geschmolzener Kunststoff über die Einlaßleitung 15 der Halteschiene 12 durch eine Schneckenpresse zugeleitet. Die Einlaßleitung 15 steht unmittelbar mit dem Mittelteil des Verteilerkanals 22 in ,Verbindung, so daß der geschmolzcne Kunststoff auf die Enden des feststehenden Düsenkörpers 20 verteilt wird. Die veränderliche Tiefe der Anlageflächen 24 infolge der überhangartigen - Gestaltung des Verteilerkanals 22 gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung des flüssigen .Werkstoffes auf den Düsenschlitz 45. ,

Die in der Halteschiene 12 vorgesehene Ausnehmung 16 bildet gemeinsam mit der benachbarten Oberfläche des Verteilerkanals 22 einen geschlossenen Kanal zur Verteilung des Kunststoffes. Die Keilschiene 30 bewirkt eine feste Verkeilung des Düsenkörpers 20 in der Halteschiene 12, wodurch eine gute Abdichtung der Bodenflächen 17 und 18 gegen ein Herauslccken von Kunststoff um den feststehenden Düsenkörper 20 herum oder hinter diesem vorbei erzielt wird.

Die Anordnung mit eineip feststehenden Düsenkörper 20, der fast vollständig von der Ausnehmung 16 umschlossen ist und der mit seiner Extrusionslippe 35 mit dem Düsenkörper 40 zusammenwirkt, führt zu einer Begrenzung des größten Teils des Hochdruckes innerhalb der Halteschiene 12. So ist also die einstückige Halteschiene 12 zur Aufnahme dieser Drücke konstruiert, ist aber, wenn erforderlich, durch Abnahme der Keilschiene 30 bequem zu reinigen, da. hierdurch der feststehende Düsenkörper 20 abnehmbar ist. Dies hat zur Folge, daß der Verteilerkanal 22 aus der Halteschiene 12 herausnehmbar und bequem reinigbar ist. Auch ist nach Abnahme des Düsenkörpers 20 die Einlaßleitung 15 sowohl von oben wie auch von unten zwecks Reinigung zugänglich.

Falls eine Folie in geringerer Breite als die Länge des Düsenschlitzes 45 der Breitschlitzdüse 10 erwünscht ist, können die Düsenkörper 20 und 40 abgebaut und durch Düsenteile 20' und 40' ersetzt werden. Außerdem sind die Abschlußkappen 75 an den einander gegenüberliegenden Enden des beweglichen Düsenteils 40' derart angeordnet, daß sie den Zwischenraum zur inneren Oberfläche der Endkappen 60 ausfüllen. Die Flächen 70 an jedem Ende des Düsenkörpers 20 wirken mit der Fläche 18 der Halteschiene 12 bei der Bildung einer Dichtung zusammen, wodurch die Breite des Düsenschlitzes 45 begrenzt wird. Außerdem haben die Abschlußkäppen eine gestufte Fläche, die mit der daneben liegenden Fläche des Düsenkörpers 20 bei der Bildung einer Dichtung zusammenwirkt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Breitschlitzdüse zum Extrudieren von thermoplastischem Kunststoff unter hohem Druck und hoher Temperatur zu Folienbahnen mit einer Halteschiene für zwei den in seiner Weite einstellbaren Düsenschlitz begrenzende Düsenkörper, einem parallel zum Düsenschlitz ver- f laufenden und über die gesamte Länge in- Verbindung mit diesem stehenden Verteilerkanal, '. dessen Wandung zum Teil von einer Ausnehmung in einem der Düsenkörper gebildet und dem der Kunststoff durch einen in der Halteschiene angeordneten Eintrittskanal zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des mit seinem vollen Querschnitt in den einen der Düsenkörper (20) eingearbeiteten Verteilerkanals (22) an einer Seite durch eine Fläche (18) der Ausnehmung (16) der Halteschiene (12) gebildet ist, in der dieser Düsenkörper (20) durch eine Keilschiene (30) mit seinen vom Verteilerkanal (22) aus sich nach innen erstreckenden Flächen an den entsprechenden Bodenflächen (17,18) der Ausnehmung (16) in abdichtender Anlage befestigt ist, und daß der andere Düsenkörper (40) an einer Außenfläche der Halteschiene (12) verstellbar angebracht ist.

2. Breitschlitzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verstellbare Düsenkörper , (40) mit einem spitzen Winkel zu dem ortsfesten K>

, Düsenkörper (20) angeordnet ist.
.

3. Breitschlitzdüse nach Anspruch 1, dadurch

,. gekennzeichnet, daß an beiden Stirnseiten der Halteschiene (12) Abschlußkappen (75) yorge-._ sehen sind, die eine Verlängerung des verstellbaren Düsenkörpers (40) bilden und Innenflächen

'■'.,.; aufweisen, die abgedichtet an einer benachbarten Fläche des ortsfesten Düsenkörpers (20) anliegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen