DE69625360T2

DE69625360T2 - Herstellung von strangpressmatrizen

Info

Publication number: DE69625360T2
Application number: DE69625360T
Authority: DE
Inventors: George Feldcamp
Original assignee: Ailsa Investments Ltd
Current assignee: Preform Dies Ltd
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1996-07-04
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2016-07-05
Also published as: NO980001L; ZA965705B; CN1194600A; NZ311750A; DE69625360D1; EP0837745A1; HUP9900244A2; NO311609B1; NO980001D0; SA96170315B1; GB9513885D0; IL122617A; US6062059A; DK0837745T3; KR100423179B1; RU2243047C2; KR19990028794A; JP2001507280A; CN1121283C; PL180688B1

Description

Die Erfindung betrifft Extruderdüsen, die für die Herstellung von länglichen Profilen aus Metall (wie beispielsweise Aluminium), Kunststoff, usw. eingesetzt werden, ebenso wie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Düsen. Bei einem Extrudiervorgang ist es erforderlich, daß alle Teile des Materials, die extrudiert werden, durch die Düse mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit hindurchgehen, da, wenn das nicht der Fall ist, das extrudierte Profil wahrscheinlich verformt wird.
Wie es gut bekannt ist hängt in einer Extruderdüse die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials durch die Düse in einem speziellen Bereich des Düsenhohlraumes von der Breite des Düsenhohlraumes in jenem Bereich, seiner Position relativ zur Mitte der Düse und der Auflagelänge des Düsenhohlraumes (d. h., seine Länge in der Extrudierrichtung) in jenem Bereich ab.
Da die Breite und die Position eines jeden Bereiches des Düsenhohlraumes im wesentlichen für jedes spezielle zu extrudierende Profil bestimmt werden, ist es normalerweise erforderlich, die Geschwindigkeit durch Regulieren der Auflagelänge des Düsenhohlraumes in dessen verschiedenen Bereichen zu steuern, so daß die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials so gleichmäßig wie möglich durch die gesamte Fläche des Düsenhohlraumes ist. Daher wird ein schmaler Abschnitt des Düsenhohlraumes eine kürzere Auflagelänge als ein breiterer Abschnitt des Hohlraumes erfordern, um die gleiche Geschwindigkeit zu erreichen.
Diese erforderliche Veränderung der Auflagelänge (als die Auflagekontur bekannt) wird normalerweise erreicht, indem in der Rückseite der Düse, d. h., der Seite, die vom Vorformling des Materials, der durch die Düse extrudiert werden soll, am entferntesten ist, ein Austrittshohlraum gebildet wird, der der allgemeinen Form des Düsenhohlraumes plus einem allseitigen Zwischenraum entspricht. Die Tiefe des Austrittshohlraumes wird danach so verändert, daß die wirksame Auflagelänge des Düsenhohlraumes selbst reguliert wird.
Verschiedene Verfahren dieser Art der Herstellung einer Extruderdüse werden beispielsweise in der GB-A-2143445 und GB-A-2184371 beschrieben.
Das DE-A-3414994 beschreibt eine alternative Anordnung entsprechend dem vorbeschreibenden Teil des Patentanspruches 1, bei der ein Eintrittshohlraum in der Vorderseite der Düse gebildet wird, d. h., der Seite, die dem Vorformling des Materials näher liegt, der extrudiert werden soll. In diesem Fall wird die wirksame Auflagelänge des Düsenhohlraumes durch Verändern der Tiefe des Eintrittshohlraumes anstelle der Tiefe eines Austrittshohlraumes reguliert. Bei dieser Anordnung bleibt die kombinierte Auflagelänge des Eintrittshohlraumes und des Düsenhohlraumes in allen Bereichen der Düse konstant.
Es gibt zahlreiche gut bekannte Methoden und Verfahren für das Bewirken der erforderlichen Wechselbeziehung zwischen der Auflagelänge und der Form und Position des Düsenhohlraumes, um ein gleichmäßiges Fließen zu erreichen. Beispielsweise können die erforderlichen Auflagelängen mittels Annäherungsverfahren auf der Basis des Wissens eines erfahrenen Düsenkonstrukteurs erhalten werden, oder in zunehmendem Maß stehen Computerprogramme zur Verfügung, um die erforderlichen Auflagelängen aus der Form und der Position des Düsenhohlraumes zu berechnen.
Die Extruderdüsen, die aus derartigen Verfahren nach dem bisherigen Stand der Technik resultieren, können jedoch an bestimmten Nachteilen leiden. Beispielsweise kann die Oberfläche des extrudierten Profils durch einen Abschnitt des Düsenhohlraumes längs markiert sein, wo zwei angrenzende Bereiche von bedeutend unterschiedlicher Auflagelänge vorhanden sind, wie es häufig vorkommen kann. Da der Düsenhohlraum selbst bearbeitet und reguliert werden muß, um das Fließen des Extrusionsmaterials zu steuern, kann es außerdem nicht möglich sein, die Düse aus einem Material zu bilden, das nicht leicht bearbeitet werden kann, oder sie mit einer Oberflächenbeschaffenheit zu versehen, wie beispielsweise Nitrieren, was anderenfalls wünschenswert sein könnte, um dem Profil eine bessere Oberflächenbeschaffenheit zu verleihen. Es wäre daher wünschenswert, ein im wesentliches gleichmäßiges Fließen durch den Düsenhohlraum zustande zu bringen, der eine im wesentlichen gleichmäßige konstante Auflagelänge aufweist, um so ein Markieren des Profils infolge von Veränderungen bei den Auflagelängen zu vermeiden, und um zu gestatten, daß die Düse aus einem Material gebildet wird und eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, um die bestmögliche Festigkeit und Verschleißfestigkeit zu liefern, ebenso wie um die feinstmögliche Oberflächenbeschaffenheit auf dem extrudierten Profil bereitzustellen.
Ein Verfahren für das Zustandebringen eines derartigen Effektes wird im EP-A-0569315 beschrieben. Bei dem in jener Patentbeschreibung beschriebenen Verfahren ist an der Vorderseite oder Eintrittsseite des Düsenhohlraumes ein vergrößerter Eintrittshohlraum vorhanden, dessen Seiten konvergieren, während sie sich in Richtung des Hohlraumes in der Extrudierrichtung erstrecken, um so einen "Eintrittswinkel" zu liefern. Dieser "Eintrittswinkel" wird in einem reziproken Verhältnis mit der Breite eines jeden Bereiches des Düsenhohlraumes berechnet. Die Auswahl von unterschiedlichen Eintrittswinkeln zu verschiedenen Bereichen des Düsenhohlraumes steuert so die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials in Richtung des Düsenhohlraumes in einer derartigen Weise, daß am Eintritt zum Düsenhohlraum die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials in jedem Bereich so ist, daß sie zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit durch die gesamte Fläche des Düsenhohlraumes fuhrt. Dementsprechend kann der Düsenhohlraum selbst von im wesentlichen konstanter Auflagelänge sein. Bei einer bevorzugten Ausführung wird der Eintrittswinkel durch Ausbilden des Eintrittshohlraumes mit einer Reihe von Stufen geliefert, die sich nach innen in Richtung des Düsenhohlraumes erstrecken. Die Stufen sind von konstanter Tiefe, und der Eintrittswinkel wird durch Verändern der Breite der Stufen reguliert.
Während eine derartige Anordnung einen gewissen Erfolg erfährt, kann sie an bestimmten Nachteilen leiden. Beispielsweise wo der Düsenhohlraum mit Abschnitten ausgebildet ist, die eng beabstandet voneinander sind, kann ein unzureichender Raum auf der Eintrittsseite eines jeden Abschnittes vorhanden sein, um separate und einzelne Eintrittswinkel für jeden Bereich zu liefern, da sich die angrenzenden abgestuften Eintrittshohlräume überschneiden würden. Folglich müssen in der Praxis derartige eng benachbarte Abschnitte des Düsenhohlraumes mit einem einzelnen abgestuften Eintrittshohlraum in Verbindung stehen. Das bedeutet, daß keine individuelle Steuerung des Fließens durch diese benachbarten Bereiche des Düsenhohlraumes vorhanden ist, und das kann zu einem ungleichmäßigen Fließen durch die Bereiche führen, wenn sie von unterschiedlicher Breite sind. Außerdem macht die Regulierung der Strömungsgeschwindigkeit durch Regulierung des Eintrittswinkels nicht Gebrauch von den lange eingeführten und gut bekannten Verfahren für das Steuern der Geschwindigkeit durch Regulieren der Auflagelänge mit dem Ergebnis, daß die Düsenkonstrukteure vollständig neue und nicht vertraute Verfahren und Parameter kennenlernen müssen, um das System in Betrieb zu nehmen.
Obgleich der "Eintrittswinkel" für jeden Bereich des Düsenhohlraumes berechnet werden kann, ist es ebenfalls in der Praxis erforderlich, geringfügige Regulierungen vorzunehmen, um Abweichungen bei der Geschwindigkeit zu korrigieren, die sich beim anfänglichen Prüfen der Düse zeigen können. Derartige geringfügige Regulierungen können bewirkt werden, indem die Auflagelänge des Düsenhohlraumes in einem speziellen Bereich reguliert wird, aber das fuhrt zum Verlust des Vorteils, daß man einen Düsenhohlraum mit im wesentlichen konstanter Auflagelänge zur Verfügung hat. Es kann jedoch schwierig sein, genaue geringfügige Regulierungen beim Eintrittswinkel vorzunehmen, was das einzige andere Hilfsmittel für das Verändern der Geschwindigkeit durch den Bereich der Düse ist. Das ist vermutlich der Grund, weshalb die abgestufte Anordnung bevorzugt wird, da es leichter sein kann, die Breite einer Reihe von Stufen zu regulieren als den Winkel einer kontinuierlich geneigten Fläche genau zu regulieren. Die Bereitstellung der Stufen kann jedoch einen beträchtlichen Widerstand gegen das Fließen des Materials in den Düsenhohlraum mit dem Ergebnis bewirken, daß die Gesamtgeschwindigkeit des Extrusionsmaterials durch die Düse verringert wird. Das ist unerwünscht, da die Produktivität einer Extrusionsanlage von der Geschwindigkeit abhängt, mit der die Extrudiervorgänge vorgenommen werden. Die abgestufte Anordnung kann ebenfalls die Bildung von übermäßiger Wärme bewirken.
Es ist ebenfalls bekannt, daß an der Vorderseite der Düse eine Einführungsplatte bereitgestellt wird, die mit Öffnungen versehen ist, die mit den Düsenhohlräumen in Verbindung stehen. Derartige Einführungsplatten sind im allgemeinen jedoch von konstanter Dicke, und die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials, das durch die Öffnungen in der Einführungsplatte hindurchgeht, kann nur reguliert werden, indem die Breite von derartigen Öffnungen reguliert wird. Das ist nicht ausreichend genau, um eine genaue Geschwindigkeitssteuerung zu bewirken, und es ist ebenfalls eine konventionelle Korrektur des Düsenhohlraumes selbst erforderlich. Für die kontinuierliche Extrudierung ist es ebenfalls die übliche Praxis, daß ein Schweißblech an der Vorderseite der Düse bereitgestellt wird. In diesem Fall wird das hintere Ende eines jeden Metallvorformlings an der Vorderfläche des Schweißbleches abgeschert und mit der vorderen Fläche eines neuen Vorformlings in Eingriff gebracht, der an das Ende des vorhergehenden Vorformlings angeschweißt wird, während die Verbindung zwischen den zwei Vorformlingen durch das Schweißblech hindurchgeht. Das Schweißblech wird jedoch wiederum nicht verwendet, um das Fließen des Metalls genau zu steuern, und eine Korrektur des Düsenhohlraumes selbst ist immer noch erforderlich.
Die vorliegende Erfindung legt dar, daß verbesserte Formen der Extruderdüse und Verfahren zur Herstellung derartiger Düsen bereitgestellt werden, die viele oder alle der vorangehend erwähnten Nachteile der Systeme nach dem bisherigen Stand der Technik überwinden können, und sie liefert in einer bevorzugten Ausführung ein vollständig gesteuertes System, wo keine Korrektur des Düsenhohlraumes selbst erforderlich ist.
Entsprechend der Erfindung wird eine Extruderdüse bereitgestellt, wie sie im Patentanspruch 1 definiert wird.
Da die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials vollständig in der Vorformkammer gesteuert wird, d. h., bevor es den Düsenhohlraum erreicht, kann der Düsenhohlraum selbst eine konstante Auflagelänge in allen Bereichen davon mit den Vorteilen aufweisen, auf die man sich vorangehend bezieht. Die Geschwindigkeit des Metalls durch die Vorformkammer wird reguliert, indem die Breite und die Auflagelänge der Vorformkammer reguliert werden. Das ermöglicht, daß die Fülle der Erfahrung und/oder von Computerprogrammen, die bereits beim Konstruieren von konventionellen Düsenhohlräumen zur Anwendung gebracht wurden, angewendet werden, was zu einer genauen Steuerung der Geschwindigkeit führt. Da kein "Eintrittswinkel" erforderlich ist, können außerdem die Seitenwände der Vorformkammer parallel oder im wesentlichen parallel sein, so daß die maximale Breite der Vorformkammer bedeutend kleiner sein kann als die maximale Breite des Eintrittshohlraumes bei der "Eintrittswinkel"-Anordnung nach dem bisherigen Stand der Technik, auf die man sich vorangehend bezieht, mit dem Ergebnis, daß ein Raum vorhanden ist, um einen separaten Bereich der Vorformkammer für jeden Bereich des Düsenhohlraumes bereitzustellen. Wenn zwei Bereiche des Düsenhohlraumes besonders eng beabstandet sind, kann die vergrößerte Vorformkammer, die mit jedem Bereich in Verbindung steht, entsprechend schmal ausgeführt werden, wobei die Geschwindigkeit durch Verringern der Auflagelänge der Vorformkammer gesteuert wird. Alternativ, wenn die Form des Düsenhohlraumes das gestattet, können die Bereiche der Vorformkammer relativ zu ihren entsprechenden Bereichen des Düsenhohlraumes so versetzt werden, daß sie sich nicht miteinander stören, während sie mit ihren entsprechenden Bereichen des Düsenhohlraumes in Verbindung bleiben.
Um eine genaue Steuerung des Fließens durch die Vorformkammer zu bewirken, sind die Seitenwände der Kammer vorzugsweise genau parallel.
Durch eine geeignete Auswahl der Breite der verschiedenen Bereiche der Vorformkammer kann die Anzahl der Bereiche der Vorformkammer, die eine unterschiedliche Auflagelänge erfordern, verringert werden. Das gestattet, daß die Anzahl der veränderlichen Parameter für das Steuern des Fließens des Metalls durch die Düsenöffnung verringert werden kann, wodurch die Korrektur der Düse vereinfacht und eine derartige Korrektur wiederholbarer und zuverlässiger gemacht wird.
Wie es vorangehend erwähnt wird, können Veränderungen bei der Geschwindigkeit bewirken, daß das extrudierte Profil verformt wird, und ein Verändern der Auflagelänge innerhalb des Düsenhohlraumes selbst kann zu einer Oberflächenmarkierung des Profils führen. Die vorliegende Erfindung kann daher die Herstellung von Profilen mit hoher Qualität erreichen. Gleichermaßen bedeutend jedoch ist, daß die Erfindung ermöglicht, daß der Herstellungsvorgang selbst gesteuert und verbessert wird. Beispielsweise wird eine Extruderdüse normalerweise eine Anzahl von gleichen Düsenhohlräumen enthalten, die über die Fläche der Düse beabstandet sind, um so mehrere extrudierte Profile gleichzeitig herzustellen. Während sie extrudiert werden, werden die Profile mittels einer einzelnen Ziehvorrichtung gezogen. Dementsprechend ist es erforderlich, daß die Profile aus allen Düsenhohlräumen mit der gleichen Geschwindigkeit extrudiert werden, da anderenfalls die Ziehvorrichtung irgendwelche der Profile dehnen und daher verformen kann, die mit einer etwas langsameren Geschwindigkeit extrudiert werden als die übrigen. Da die vorliegende Erfindung gestattet, daß die Geschwindigkeiten der Extrudierung sehr genau gesteuert werden können, wird es möglich, die Extrudiergeschwindigkeiten aus den verschiedenen Düsenhohlräumen in der Düse zu vereinheitlichen. Die Erfindung gestattet ebenfalls, daß die Gesamtgeschwindigkeit der Extrudierung vergrößert wird, wie es beschrieben wird, wodurch gestattet wird, daß die Produktivität der Düse in einer zuverlässigen und gesteuerten Weise erhöht wird.
Da die Geschwindigkeit durch jeden Bereich des Düsenhohlraumes in der Vorformkammer gesteuert wird, bevor der Düsenhohlraum erreicht ist, wird der Düsenhohlraum ein extrudiertes Profil erzeugen, das genau die gleiche Form wie der Düsenhohlraum aufweist, und es ist nicht erforderlich, wie es bisher der Fall war, Verformungen in den Düsenhohlraum einzubauen, um das Profil des Extrusionsteils zu korrigieren, das aus diesem austritt. Beispielsweise ist es bei konventionellen Verfahren bei bestimmten Formen des Profils häufig erforderlich, die Wände des Auflageabschnittes des Düsenhohlraumes in der einen Richtung oder der anderen zu neigen, um eine bestimmte Unzulänglichkeit in der Form des Profils auszugleichen, die beim Prüfen sichtbar wird. Ebenfalls beispielsweise wo zwei Abschnitte eines Profils unter einem vorgeschriebenen Winkel zueinander verlaufen müssen, kann es erforderlich sein, daß die entsprechenden Abschnitte des Düsenhohlraumes unter einem etwas abweichenden Winkel verlaufen, um den erforderlichen Winkel im extrudierten Profil zu bewirken. Einige dieser Regulierungen bei der Form der Düsenöffnung können sehr geringfügig sein, und sie können verlorengehen oder verringert werden, wenn die Düse nicht sorgfältig und sachgemäß über eine längere Benutzungsdauer gewartet wird. Daher kann ein Reinigen und Polieren der Düsenöffnung mit der Zeit geringfügige Korrekturänderungen in der Form der Düsenöffnung beseitigen, so daß, obgleich die Düse das richtige Profil erzeugt, wenn sie neu ist, sie sich mit der Benutzung verändert und damit zu beginnen, ein geringfügig verformtes Profil zu erzeugen. Dieses Problem entsteht nicht bei der vorliegenden Erfindung, wo die Steuerung des Metallflusses bewirkt wird, bevor das Metall die Düsenöffnung erreicht. Diese Art von bewußter Verformung des Düsenhohlraumes kann bei der vorliegenden Erfindung vermieden werden, wo das Extrusionsmaterial vollständig in der Vorformkammer gesteuert wird, bevor es den Düsenhohlraum erreicht, und so gesteuert werden kann, daß das vom Düsenhohlraum erzeugte extrudierte Profil genau mit der Form des Düsenhohlraumes selbst in Übereinstimmung ist.
Die Veränderungen und Korrekturen, die das Personal bei der konventionellen Düsenkorrektur an einer Düse vornehmen kann, um das gewünschte Profil zu erreichen, kann geringfügig und anspruchsvoll sein, wobei es auf der langen Erfahrung des Personals für die Düsenkorrektur basiert und oftmals intuitiv ist. Derartige Korrekturen können daher schwierig oder unmöglich festgehalten und zuverlässig über eine Reihe von gleichen Düsen wiederholt werden. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Erfindung das gewünschte Profil durch Regulieren einiger deutlich definierter Parameter der Vorformkammer erreicht. Diese Parameter können gemessen und festgehalten werden, beispielsweise in einem Computerprogramm, und sie können kontinuierlich mittels genauer Maschinenverfahren in einer Reihe von Düsen wiederholt werden, um vollständig übereinstimmende Ergebnisse zu liefern. Die konventionelle Düsenkorrektur kann viel Handarbeit erfordern, was an sich schwierig genau zu wiederholen ist. Die vorliegende Erfindung kann gestatten, daß die gesamte Formgebung der Vorformkammer und des Düsenhohlraumes mittels Maschine durchgeführt wird, um so an sich wiederholbar zu sein.
Wie es vorangehend erwähnt wird, kann der Düsenhohlraum im wesentlichen eine konstante Auflagelänge in allen seinen Bereichen aufweisen. Insbesondere gestattet die Erfindung, daß alle Bereiche des Düsenhohlraumes eine Auflagelänge von im wesentlichen Null aufweisen.
Es ist bekannt, daß Extruderdüsen mit einer Auflagelänge von Null geliefert werden, und beispielsweise werden derartige Düsen im EP-A-0186340 beschrieben. Wie es jedoch in jener Patentbeschreibung zugegeben wird, ist die Konstruktion einer konventionellen Düse mit einer Auflagelänge von Null so, daß eine Modifizierung des Profils der Öffnung, um den Durchgang des Metalls zu beschleunigen oder zu verlangsamen, nicht möglich ist. Dementsprechend wurden Düsen mit einer Auflagelänge von Null bisher als hauptsächlich für das Extrudieren der Minderheit von Querschnitten geeignet betrachtet, deren Konfiguration nicht eine Regulierung oder Korrektur erfordert. Wenn eine konventionelle Düse mit einer Auflagelänge von Null nicht ein Extrusionsteil mit dem geforderten Profil erzeugt, gibt es keine Möglichkeit, in der die Düse korrigiert werden kann. Da die vorliegende Erfindung jedoch die Steuerung der Geschwindigkeit des Metalls stromaufwärts von der Düse gestattet, gestattet sie die Verwendung von Düsen mit einer Auflagelänge von Null für im wesentlichen alle Arten des Querschnittes. Daher gestattet die vorliegende Erfindung, daß die Vorteile der Düsen mit einer Auflagelänge von Null mit einer zuverlässigen Korrektur und Steuerung kombiniert werden.
Ein Düsenhohlraum mit einer Auflagelänge von im wesentlichen Null kann gebildet werden, indem in der Düsenplatte eine Düsenöffnung bereitgestellt wird, die über ihre Länge hinweg negativ verjüngt ist, d. h., die Wände der Düsenöffnung divergieren, während sie sich von der Vorderfläche zur Hinterfläche der Düsenplatte erstrecken. Wie im EP 0186340 erwähnt wird, wird ein negativer Kegelwinkel von mindestens 0,8º bevorzugt, so daß jegliche Reibspannung zwischen den Wänden der Düse und dem Metall, das durch sie hindurchfließt, vernachnachlässigbar ist. Man glaubt, daß ein negativer Kegelwinkel von etwa 1,5º zuverlässiger ist.
Es wird erkannt werden, daß es in der Praxis unmöglich ist, einen Düsenhohlraum bereitzustellen, der wirklich eine Auflagelänge von Null aufweist, da normalerweise an der Verbindungsstelle zwischen dem negativ verjüngten Düsenhohlraum und der Vorderfläche der Düsenplatte ein kleiner Radius vorhanden sein wird. Das EP 0186340 steht mit Anordnungen in Beziehung, wo dieser Krümmungsradius nicht größer ist als 0,2 mm. Für den Zweck dieser Patentbeschreibung wird der Düsenhohlraum jedoch als eine Auflagelänge von Null aufweisend betrachtet, wo der Düsenhohlraum in der Breite größer wird, während er sich von der Vorderseite der Düsenplatte weg erstreckt, ungeachtet des Krümmungsradiusses am stromaufwärts gelegenen Ende des Düsenhohlraumes.
Bei irgendwelchen der Anordnungen entsprechend der Erfindung kann der Bereich der Vorformkammer, der eine minimale Auflagelänge aufweist, ebenfalls eine Auflagelänge von im wesentlichen Null aufweisen, wobei die Gesamtgeschwindigkeit der Extrudierung auf ein Maximum ansteigt.
Mindestens einige der Bereiche der Vorformkammer können jeweils eine Breite aufweisen, die um den gleichen vorgegebenen Prozentwert größer ist als die Breite des betreffenden entsprechenden Bereiches des Düsenhohlraumes. Alternativ oder zusätzlich können mindestens einige der Bereiche der Vorformkammer jeweils eine Breite aufweisen, die um die gleiche vorgegebene Größe größer ist als die Breite des betreffenden entsprechenden Bereiches des Düsenhohlraumes.
Die Breite der Bereiche der Vorformkammer ist vorzugsweise im wesentlichen symmetrisch mit Bezugnahme auf die Breite des entsprechenden Bereiches des Düsenhohlraumes angeordnet. Wie es vorangehend erwähnt wird, kann die Breite eines oder mehrerer der Bereiche der Vorformkammer mit Bezugnahme auf die Breite des entsprechenden Bereiches des Düsenhohlraumes jedoch versetzt werden. Vorzugsweise wird die Auflagelänge eines jeden Bereiches der Vorformkammer durch einen Auflageabschnitt davon geliefert, der unmittelbar angrenzend an den entsprechenden Bereich des Düsenhohlraumes ist.
Jeder Bereich der Vorformkammer kann einen Abschnitt einschließen, der stromaufwärts vom Auflageabschnitt vorhanden ist, der die Auflagelänge bereitstellt, und der in der Breite größer wird, während er sich vom Auflageabschnitt weg erstreckt.
Der Düsenhohlraum und die Vorformkammer werden vorzugsweise in separaten Bauteilen ausgebildet, die mit der Vorformkammer in Verbindung mit dem Düsenhohlraum zusammengeklemmt werden. Alternativ können der Düsenhohlraum und die Vorformkammer zusammenhängend in einem einzelnen Bauteil ausgebildet werden. Ein Vorteil des Ausbildens der Vorformkammer und des Düsenhohlraumes in separaten Bauteilen ist jedoch, daß es gestatten kann, daß das Vorformkammerbauteil mit einem neuen Düsenhohlraumbauteil wieder verwendet werden kann, sollte das ursprüngliche Düsenhohlraumbauteil verschlissen sein.
Die Erfindung umfaßt ebenfalls innerhalb ihres Bereiches ein Verfahren zur Herstellung einer Extruderdüse, wie es im Patentanspruch 13 definiert wird.
Das Folgende ist eine detailliertere Beschreibung der Ausführungen der Erfindung als Beispiel, wobei man sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, die zeigen:
Fig. 1 eine grafische Darstellung der Vorderseite einer Extruderdüse, die mit zwei einfachen Hohlräumen ausgebildet ist;
Fig. 2 eine grafische Schnittdarstellung auf der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine grafische Schnittdarstellung auf der Linie 3-3 in Fig. 1;
Fig. 4 eine Darstellung der Vorderseite einer Extruderdüse, die zwei Düsenhohlräume von einer etwas komplizieren Form als in Fig. 1 zeigt;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung auf der Linie 5-5 in Fig. 1;
Fig. 6 eine grafische Darstellung der Vorderseite eines Teils einer weiteren Form des Düsenhohlraumes;
Fig. 7 eine grafische Schnittdarstellung auf der Linie 7-7 in Fig. 6;
Fig. 8 eine grafische Schnittdarstellung durch eine Düse mit einem Düsenhohlraum mit einer Auflagelänge von Null;
Fig. 9 eine grafische Schnittdarstellung durch eine weitere Form der Düse;
Fig. 10 eine grafische Schnittdarstellung durch eine weitere Form der Düse;
Fig. 11 eine gleiche Darstellung einer modifizierten Version des Hohlraumes aus Fig. 10; und
Fig. 12 eine grafische Schnittdarstellung durch einen Düsenhohlraum, der ein Kühlen einschließt.
Fig. 1 zeigt die Vorderseite 10 einer Extruderdüse 11, die mit zwei Hohlräumen 12 und 13 von im allgemeinen abgeflachter Z-Form gebildet wird.
Bei einer konventionellen Konstruktion nach dem bisherigen Stand der Technik würde jeder Düsenhohlraum 12 oder 13 mit einem vergrößerten divergierenden Austrittshohlraum, der in der Hinterseite der Düsenplatte gebildet wird, in Verbindung stehen. Die Auflagelänge der verschiedenen Bereiche des Düsenhohlraumes, d. h., seine Abmessung in der Richtung der Extrudierung, würde durch Regulieren der Tiefe dieses Austrittshohlraumes reguliert. Mittels dessen würde die Auflagelänge eines jeden Abschnittes des Düsenhohlraumes in einer Weise reguliert, die zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials durch alle Abschnitte des Düsenhohlraumes führt.
Im Gegensatz dazu wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Vorderseite der Düse mit einer Vorformkammer ausgebildet, durch die das Extrusionsmaterial gedrückt wird, bevor es den Düsenhohlraum 12 oder 13 erreicht, wodurch ermöglicht wird, daß die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials reguliert wird, bevor es den Düsenhohlraum selbst erreicht.
Mit Bezugnahme auf Fig. 2 wird man sehen, daß die Düse 11 eine hintere Platte 14 aufweist, in der der Düsenhohlraum 12 selbst gebildet wird. Alle Abschnitte des Düsenhohlraumes 12 weisen eine konstante Auflagelänge 15 auf, die beispielsweise 2 nun betragen kann. Ein Austrittshohlraum 16 führt vom Düsenhohlraum 12 weg, wobei die Wände des Hohlraumes divergieren, während sie sich zur Hinterseite 17 der Düsenplatte 14 erstrecken.
An der hinteren Platte 14 ist eine vordere Platte 18 starr befestigt, die mit einer Vorformkammer 19 ausgebildet ist. Die Vorformkammer gleicht im allgemeinen in der Form dem Düsenhohlraum 12, aber die Breite aller Bereiche der Vorformkammer ist größer als die Breite der entsprechenden Bereiche des Düsenhohlraumes 12. Wie aus Fig. 1 ersehen werden kann, weist im Fall des oberen Düsenhohlraumes 12 die Vorformkammer 19 eine Breite auf, die um 50% vollständig um den Düsenhohlraum 12 herum so vergrößert wird, daß die Gesamtbreite eines jeden Bereiches der Vorformkammer 19 das 2-fache der Gesamtbreite des entsprechenden Bereiches des Düsenhohlraumes ist. Auf eine derartige Anordnung bezieht man sich als eine "50% Wachstum"-Anordnung.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird die Auflagelänge 20 (siehe Fig. 2) eines jeden Bereiches der Vorformkammer 19 in Übereinstimmung mit der Breite der Vorformkammer in jenem Bereich und in Übereinstimmung mit ihrem Abstand von der Mittellinie 21 der Düse berechnet, um eine erforderliche Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials zu liefern, während es in den Düsenhohlraum selbst eintritt. Die Geschwindigkeit im Eintritt in jeden Bereich des Düsenhohlraumes wird so ausgewählt, daß die Geschwindigkeit des anschließenden Fließens durch alle Bereiche des Düsenhohlraumes im wesentlichen gleichmäßig ist. Die Auflagelänge 20 der Vorformkammer wird durch Hineinfräsen eines Eintrittshohlraumes 22 von geeigneter Tiefe in die Vorderseite 10 der vorderen Platte 18 gesteuert, um die erforderliche resultierende Auflagelänge 20 bei der Vorformkammer 19 zu liefern.
Der Eintrittshohlraum 22 weist auf einen flachen, schmalen Vorsprung 22a, um das Eintrittsende der Vorformkammer 19 genau zu definieren; und Flächen 22b, die unter annähernd 45º weg von der Kammer 19 geneigt sind. Eine derartige Neigung ist erforderlich, um zu sichern, daß diese Flächen nicht auf das Extrusionsmetall drücken, um so den Auflageeffekt der Vorformkammer 19 zu verändern.
Die Verwendung einer Vorformkammer 19, wo die Seitenwände der Vorformkammer parallel sind, ermöglicht, daß die Geschwindigkeit gesteuert wird, indem die Auflagelänge 20 reguliert wird, wobei gut eingeführte Hilfsmittel zur Berechnung der erforderlichen Auflagelänge angewandt werden, um die erforderliche Geschwindigkeit zu erreichen. Da die Regulierungen bei der Düse, um die Geschwindigkeit zu regulieren, nicht eine Veränderung des Düsenhohlraumes 12 selbst erfordern, wie es der Fall bei den meisten Verfahren nach dem bisherigen Stand der Technik ist, kann der Düsenhohlraum 12 ebenfalls in irgendeinem beliebigen Material gebildet werden, um die erforderliche Festigkeit und, Verschleißfestigkeit zu liefern, ohne daß eine Forderung zu berücksichtigen ist, daß man in der Lage sein muß, die Auflagelänge des Düsenhohlraumes zu regulieren, nachdem sie anfangs gebildet wurde. Da der Auflagehohlraum ebenfalls selbst unverändert bleibt, kann er mit einer geeigneten Oberflächenbeschichtung beschichtet werden, wie beispielsweise durch Nitrieren, um so die bestmögliche Oberflächenbeschaffenheit dem extrudierten Profil zu verleihen.
Da der Düsenhohlraum 12 selbst eine konstante Auflagelänge zeigt, führt das ebenfalls an sich zu einer feineren Oberflächenbeschaffenheit auf dem extrudierten Profil im Gegensatz zu Anordnungen nach dem bisherigen Stand der Technik, wo das Extrusionsteil wahrscheinlich markiert wird, wo es durch einen Bereich des Düsenhohlraumes hindurchgeht, wo zwei unterschiedliche Auflagelängen aneinander angrenzen.
Das Ausmaß der Zunahme der Breite oder das "Wachstum" der Vorformkammer in Beziehung zum Düsenhohlraum kann irgendeinen geforderten Wert zeigen, in Abhängigkeit von der Größe und der Form des Düsenhohlraumes selbst und seiner Position in Beziehung zur Mittellinie der Düse. Als Beispiel zeigt Fig. 1 ebenfalls einen Düsenhohlraum 13, wo die Vorformkammer 23 ein Wachstum von 200% zeigt, d. h., die vergrößerte Breite der Vorformkammer auf jeder Seite des Düsenhohlraumes das 2-fache der Breite des Düsenhohlraumes 13 selbst ist. Wiederum wird ein Eintrittshohlraum 24 in die Vorderseite 10 der vorderen Platte 18 der Düse gefräst, wobei die Tiefe des Eintrittshohlraumes 24 so ausgewählt wird, daß der Vorformkammer 23 eine erforderliche Auflagelänge und daher eine erforderliche Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials verliehen wird, während es den Düsenhohlraum 13 selbst erreicht.
In dem Fall, wie beispielsweise jenem, der in Fig. 1 gezeigt wird, wo das prozentuale "Wachstum" der Vorformkammer für alle Bereiche des Düsenhohlraumes konstant ist, wird die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials durch die Vorformkammer nur durch Regulieren der Auflagelänge der Vorformkammer gesteuert, die zu jedem Bereich führt. In bestimmten Fällen mit komplizierteren Profilen kann es jedoch ebenfalls vorteilhaft sein, das prozentuale Wachstum der Vorformkammer in verschiedenen Bereichen des Düsenhohlraumes zu variieren, und Fig. 4 und 5 zeigen ein Beispiel dafür.
Mit Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 weist die Extruderdüse 25 wiederum eine vordere Platte 26 und eine hintere Platte 27 auf. Die hintere Platte 27 ist mit zwei identischen Düsenhohlräumen ausgebildet, einem oberen Hohlraum 28 und einem unteren Hohlraum 29. Jeder Düsenhohlraum weist eine gleichmäßige Auflagelänge von beispielsweise 2 mm in allen Bereichen davon auf und führt zu einem Austrittshohlraum 30, der nach außen zur Hinterseite 31 der Düse divergiert.
Die vordere Platte 26 ist mit Vorformkammern 27 und 33 ausgebildet, die mit den Düsenhohlräumen 28 und bzw. 29 in Verbindung stehen, und Eintrittshohlräume 32 und 34 sind in die vordere Platte 26 gefräst, um mit den Düsenvorformkammern entsprechend in Verbindung zu stehen.
Wie es am besten in Fig. 4 zu sehen ist, sind die zwei Düsenhohlräume 28 und 29 von gleicher Form, wobei der obere Hohlraum 28 aufweist: einen mittleren Bereich 28a von im allgemeinen abgeflachter Z-Form; einen Endbereich 28b von größerer Breite als der mittlere Bereich 28a; und einen entgegengesetzten Endbereich 28c von kleinerer Breite als der mittlere Bereich. Beispielsweise kann der mittlere Bereich eine Breite von 2 mm aufweisen, der Endbereich 28b eine Breite von 4 mm und der Endbereich 28c eine Breite von 1 mm.
Wie bei der vorangehenden Anordnung zeigt die Vorformkammer 27 eine im allgemeinen gleiche Form wie der Düsenhohlraum 28, und sie weist ein Wachstum von 50% auf, d. h., die Breite der Vorformkammer wird auf jeder Seite des Düsenhohlraumes um 50% der Breite des Düsenhohlraumes vergrößert.
Ebenfalls wie bei der vorangehenden Anordnung werden die Auflagelängen der verschiedenen Bereiche der Vorformkammer 27 in Beziehung zur Breite und Position der Bereiche der Vorformkammer reguliert und daher der Bereiche des Düsenhohlraumes, mit dem sie in Verbindung stehen. Daher wird der vergrößerte Bereich 27b der Vorformkammer eine bedeutend größere Auflagelänge als der Bereich 27a erfordern, wie in Fig. 5 gesehen werden kann, um die Geschwindigkeit auf die zu reduzieren, die für die größere Fläche des Bereiches des Düsenhohlraumes geeignet ist, wohingegen der kleinere Bereich 27c der Vorformkammer eine kleinere Auflagelänge als der Bereich 27a erfordern wird.
In bestimmten Fällen kann eine feinere Steuerung der Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials ebenfalls durch Verändern des prozentualen Wachstums der verschiedenen Bereiche der Vorformkammer zusätzlich zum Verändern ihrer Auflagelängen zustande gebracht werden, und eine derartige Anordnung wird im Fall des unteren Düsenhohlraumes 29 in Fig. 4 gezeigt. In diesem Fall zeigt der mittlere Bereich 33a der Vorformkammer 33 noch ein Wachstum von 50%, aber der vergrößerte Endbereich 33b der Vorformkammer zeigt nur ein Wachstum von 25%. Der entgegengesetzte Endbereich 33c der Vorformkammer, der mit dem verringerten Endbereich 29c des Düsenhohlraumes in Verbindung steht, zeigt ein Wachstum von 200%.
In anderer Weise betrachtet, können die Bereiche 33a und 33b der Vorformkammer als eine Breite aufweisend betrachtet werden, die um die gleiche vorgegebene Größe größer ist als die Breite der betreffenden entsprechenden Bereiche 29a und 29b des Düsenhohlraumes, selbst wenn der Bereich 29b des Düsenhohlraumes breiter ist als der Bereich 29a.
Die Auswirkung des proportional verringerten Wachstums des Vorformkammerbereiches 33b ist die Verringerung der Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials durch jenen Bereich der Vorformkammer, verglichen mit der Geschwindigkeit durch den Bereich 33a, so daß eine kürzere Auflagelänge im Bereich 33b erforderlich ist, um die erforderliche Geschwindigkeit durch den Bereich 29b des Düsenhohlraumes zu erreichen. Gleichermaßen dient die Vergrößerung der Breite des Bereiches 33c der Vorformkammer dazu, die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials in einer Weise zu erhöhen, die für einen derartigen schmalen Bereich des Düsenhohlraumes geeignet ist. Das überwindet das mögliche Problem, daß es bei einem gleichmäßigen prozentualen Wachstum nicht möglich sein kann, durch Regulierung der Auflagelänge allein eine ausreichende Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials in der Vorformkammer 33c zu erreichen, um zu sichern, daß das Material mit der erforderlichen Geschwindigkeit durch den Bereich 29c des Düsenhohlraumes gelangt.
Bei allen vorangehenden Anordnungen entsprechend der Erfindung liefert die Bereitstellung einer Vorformkammer, die in der Form dem Düsenhohlraum entspricht, daher eine große Flexibilität bei der Steuerung der Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials durch die Düse, damit optimale Extrudierbedingungen erhalten werden können.
Es wird erkannt werden, daß die gezeigten einfachen Formen des Düsenhohlraumes nur ein Beispiel sind, und daß die Erfindung bei jeder beliebigen Profilform anwendbar ist. Beispielsweise ist die Erfindung bei Extruderdüsen für das Extrudieren von Hohlformen anwendbar. In diesem Fall wird jede Vorformkammer teilweise im Positiv-Abschnitt der Düse und teilweise im Negativ-Abschnitt so ausgebildet, daß eine Vorformkammer bereitgestellt wird, die mit dem gesamten Düsenhohlraum in Verbindung steht.
In den Anordnungen der Fig. 1 bis 5 ist jeder Bereich der Vorformkammer im wesentlichen mit Bezugnahme auf den entsprechenden Bereich des Düsenhohlraumes symmetrisch, d. h., der Vorformkammerbereich überschneidet den Düsenhohlraumbereich um ein gleiches Maß auf jeder Seite. Das ist jedoch nicht wesentlich, und bei bestimmten Konfigurationen des Düsenhohlraumes können bestimmte Bereiche des Hohlraumes so nahe zusammen sein, daß sich symmetrisch angeordnete Bereiche der Vorformkammer überschneiden würden. Unter solchen Umständen können die Bereiche der Vorformkammer mit Bezugnahme auf die entsprechenden Bereiche des Düsenhohlraumes so versetzt werden, daß sie sich nicht überschneiden, und sie können daher separate Auswirkungen auf ihre entsprechenden Bereiche des Düsenhohlraumes haben. Eine derartige Anordnung wird in Fig. 6 und 7 gezeigt.
Wie am besten in Fig. 6 zu sehen ist, ist der Düsenhohlraum 35 so ausgebildet, daß er an einem Ende zwei beabstandete parallele Schenkel 36 aufweist. Die Schenkel 36 des Düsenhohlraumes können so nahe sein, daß, wenn die entsprechenden Bereiche 37 der Vorformkammer mit Bezugnahme auf die Bereiche 36 des Düsenhohlraumes symmetrisch angeordnet wurden, sie sich überschneiden würden, wodurch sie die richtige steuernde Wirkung der Vorformkammer stören. Dementsprechend sind in diesem Bereich die Bereiche 37 der Vorformkammer mit Bezugnahme auf ihre entsprechenden Bereiche 36 des Düsenhohlraumes versetzt, um so zwei separate und einzelne Bereiche zu bilden. Jeder Bereich 37 der Vorformkammer kann daher reguliert werden, um das Fließen des Metalls zu seinem entsprechenden Bereich des Düsenhohlraumes genau zu steuern. Das Versetzen der Bereiche der Vorformkammer hat keinen bedeutenden nachteiligen Einfluß auf die Funktionsweise der Erfindung. Vorausgesetzt, daß die Vorformkammern dazu führen, daß das Extrusionsmetall den Düsenhohlraum mit gleichmäßiger Geschwindigkeit erreicht, ist es egal, wo die Vorformkammern in Beziehung zum Düsenhohlraum angeordnet sind.
Da die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials durch einen Bereich der Düse durch Verringern der Auflagelänge in jenem Bereich erhöht wird, kann die Gesamtgeschwindigkeit des Materials durch die Düse durch Verringern aller Auflagelängen erhöht werden. Bei der Mehrzahl der konventionellen Extruderdüsen ist es erforderlich, bedeutende Auflagelängen in allen Bereichen des Düsenhohlraumes selbst beizubehalten, da eine differentielle Veränderung bei derartigen Auflagelängen der einzige Weg für das Steuern der Geschwindigkeit durch die verschiedenen Bereiche des Düsenhohlraumes ist. Die vorliegende Erfindung gestattet jedoch die Verwendung eines Düsenhohlraumes mit gleichmäßiger Auflagelänge. Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung bei einem Düsenhohlraum mit einer sogenannten Auflagelänge von Null zu Anwendung gebracht werden, wie es vorangehend diskutiert wird, und eine derartige Anordnung wird in Fig. 8 in Schnittdarstellung gezeigt.
Bei dieser Anordnung wird die Düsenplatte 38 mit einem Düsenhohlraum 39 mit einer Eintrittsöffnung 40 in der Form des erforderlichen Extrusionsteils ausgebildet. Die Wände 41 des Düsenhohlraumes sind negativ verjüngt, beispielsweise mit 1,5º, d. h., sie divergieren etwas, während sie sich von der Öffnung 40 weg erstrecken. Die Düsenplatte ist am stromabwärts gelegenen Ende des Düsenhohlraumes 39 in konventioneller Weise abgeschnitten, wie bei 42 gezeigt wird.
Da die Wände 41 negativ verjüngt sind, bringen sie keine bedeutende Einschränkung durch Reibung bei dem Metall zur Anwendung, das durch die Öffnung 40 hindurchgeht, und das Metall wird nur durch die Kanten 43 um die Öffnung 40 herum geformt, so daß die Auflagelänge des Düsenhohlraumes im wesentlichen Null ist. Es wird jedoch erkannt werden, daß die Kanten 43 gleichmäßig sein müssen, um eine gute Oberflächenbeschaffenheit beim extrudierten Profil zu liefern. Diese Kanten werden daher etwas abgerundet sein, so daß in der Praxis eine Auflagelänge vorhanden sein wird, die so klein ist, daß sie vernachlässigbar ist, eher als eine tatsächliche Auflagelänge von Null.
Wie bei allen Ausführungen der vorliegenden Erfindung wird die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials durch die Öffnung 40 durch die Auflagelänge der verschiedenen Bereiche der vergrößerten Vorformkammer auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Düsenhohlraumes gesteuert. Wie es vorangehend beschrieben wird, sind die Bereiche der Vorformkammer stromaufwärts von der steuernden Auflagelänge 44a nach außen verjüngt, wie in Fig. 8 bei 45 gezeigt wird, so daß ein unbedeutendes Risiko besteht, daß derartige Abschnitte der Vorformkammerplatte 44 einen Auflageeffekt beim Extrusionsmaterial zeigen, das durch sie hindurchgeht.
Eine weitere Möglichkeit des Erhöhens der Gesamtgeschwindigkeit des Materials durch die Düse ist, daß die Auflagelängen der verschiedenen Bereiche der Vorformkammer soweit wie möglich verringert werden.
Bei allen vorangehend beschriebenen Anordnungen ist der Auflagelängenabschnitt eines jeden Vorformkammerbereiches vorzugsweise so nahe wie möglich am Düsenhohlraum. Die Erfindung schließt jedoch nicht Anordnungen aus, wo die Auflagelängen der Vorformkammerbereiche stromaufwärts von den entsprechenden Bereichen des Düsenhohlraumes beabstandet sind. Fig. 9 zeigt eine Anordnung, wo der Vorformkammerbereich 50 eine Öffnung 51 mit einer Auflagelänge von Null aufweist, die stromaufwärts von einem Düsenhohlraum 52 mit einer Auflagelänge von Null beabstandet ist. Diese Anordnung minimiert die gesamte Auflagelänge der Düse und liefert daher eine maximale Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials durch die Düse.
Um die Steuerung der Geschwindigkeit durch alle Bereiche der Düse beizubehalten, wird nur der Bereich der Vorformkammer, der eine minimale Auflagelänge erfordert, eine Auflagelänge von Null zeigen. Das wird jedoch ermöglichen, daß die Auflagelängen der anderen Bereiche um eine entsprechende Größe verringert werden, wie es mit Bezugnahme auf Fig. 10 und 11 beschrieben wird.
Fig. 10 zeigt eine Anordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wo die Bereiche 46, 47 und 48 der Vorformkammer von unterschiedlicher Auflagelänge sind, wobei der Bereich 46 der mit der kürzesten Auflagelänge ist. Die gleiche Wirkung kann jedoch durch Verringern der Auflagelänge aller Bereiche der Vorformkammer um eine Größe erreicht werden, die der Auflagelänge des kleinsten Bereiches 46 gleicht. Wie in Fig. 11 gezeigt wird, kann das bewirkt werden, indem die Auflagelänge der Vorformkammer 46 auf Null verringert wird, indem eine negative Verjüngung an den Seiten der Kammer zur Anwendung gebracht wird, wie bei 46a gezeigt wird. Die Auflagelängen der anderen Vorformkammern werden um eine entsprechende Größe durch das negative Verjüngen eines gleichen Längenabschnittes davon verringert, wie bei 47a und 48a gezeigt wird. Da die Auflagelängen der drei Bereiche der Vorformkammer die gleiche Beziehung aufweisen, ist die Geschwindigkeit des Extrusionsmaterials gleichmäßig, wenn es die Düsenplatte 49 erreicht. Die Gesamtgeschwindigkeit des Materials wird jedoch im Ergebnis der Verringerung der effektiven Auflagelänge aller Bereiche 46, 47 und 48 der Vorformkammer erhöht.
In den vorangehend beschriebenen Anordnungen weist die Düse eine separate Düsenplatte und Vorformkammerplatte auf, wobei die zwei Platten Vorderfläche an Vorderfläche zusammen befestigt werden. Unter bestimmten Umständen kann es jedoch wünschenswert und möglich sein, die zwei Platten zu einer einzelnen zusammenhängenden Platte zu kombinieren, die mit den geeigneten Öffnungen gebildet wird. Die Zwei-Platten-Anordnung wird jedoch im allgemeinen bevorzugt, da sie die Korrektur der Auflagelängen in der Vorformkammerplatte erleichtert und ebenfalls gestattet, daß die Vorformkammerplatte wieder verwendet werden kann, wenn die Düsenplatte zuerst verschlissen ist, was wahrscheinlich der Fall sein wird.
Fig. 12 zeigt eine weitere Situation, wo eine Zwei-Platten-Anordnung bevorzugt werden soll. Unter bestimmten Umständen kann es wünschenswert sein, die Düse und das Extrusionsmaterial abzukühlen, während es durch den Düsenhohlraum hindurchgeht, um das Risiko des örtlichen Schmelzens zu verringern. Das Abkühlen des Extrusionsmaterials wird im allgemeinen durch Einspritzen eines abgekühlten inerten Gases, meistens Stickstoff, in den stromabwärts gelegenen Bereich der Düsenplatte bewirkt, aber das Abkühlen der Düse selbst kann schwierig sein. Zwei Plattenanordnungen entsprechend der vorliegenden Erfindung ermöglichen, daß ein derartiges Kühlen in einer einfachen und zweckmäßigen Weise bewirkt werden kann, wie es grafisch in Fig. 12 veranschaulicht wird. In diesem Fall wird ein Hauptkanal 53 in der Düsenplatte 54 eng angrenzend an den Düsenhohlraum 55 gebildet, und Durchgänge 56 erstrecken sich seitlich vom Kanal 53, um sich in den stromabwärts gelegenen Abschnitt des Düsenhohlraumes hinein zu öffnen. Die Vorformkammerplatte 57 verschließt dann den Kanal 53. Abgekühlter Stickstoff wird danach unter Druck in den Kanal 53 gepumpt, wodurch die Düse selbst abgekühlt wird, und er wird von dort längs der Durchgänge 56 geführt, um das Extrusionsmaterial abzukühlen, das durch den Düsenhohlraum hindurchgeht.

Claims

1. Extruderdüse, die aufweist: einen Düsenhohlraum (12), der eine Form aufweist, die die Querschnittsform des Extrudierens definiert; und eine Vorformkammer (19) in Verbindung mit dem Düsenhohlraum, wobei die Vorformkammer eine gleiche Form aufweist wie der Düsenhohlraum, aber eine größere Querschnittsfläche, so daß die Bereiche der Vorformkammer mit entsprechenden Bereichen entsprechend dem Düsenhohlraum in Verbindung stehen und bei der Benutzung das Extrusionsmaterial, das durch alle Bereiche des Düsenhohlraumes gelangt, eingeschränkt wird, um sich mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhohlraum (12) eine Anzahl von Bereichen aufweist, die alle eine konstante Auflagelänge aufweisen, und dadurch, daß jeder Bereich der Vorformkammer (19), der einem der Bereiche mit konstanter Auflagelänge entspricht, eine Auflagelänge aufweist, die mit seinen Abmessungen und der Position in Beziehung steht, so daß bei der Benutzung das Extrusionsmaterial, das durch jeden Bereich der Vorformkammer (19) hindurchgeht, eingeschränkt wird, um sich mit einer Geschwindigkeit zu bewegen, so daß das Material anschließend mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit durch jeden der entsprechenden Bereiche des Düsenhohlraumes (12) gelangt, die von konstanter Auflagelänge sind.

2. Extruderdüse nach Anspruch 1, bei der die Bereiche des Düsenhohlraumes (39); die von konstanter Auflagelänge sind, eine Auflagelänge von Null aufweisen.

3. Extruderdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Bereich der Vorformkammer (46), der eine minimale Auflagelänge zeigt, eine Auflagelänge von Null aufweist.

4. Extruderdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens einige der Bereiche der Vorformkammer (19) jeweils eine Breite aufweisen, die um den gleichen vorgegebenen Prozentsatz größer ist als die Breite des betreffenden entsprechenden Bereiches des Düsenhohlraumes (12).

5. Extruderdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens einige der Bereiche der Vorformkammer (19) jeweils eine Breite aufweisen, die größer ist als die Breite des betreffenden entsprechenden Bereiches des Düsenhohlraumes (12) um die gleiche vorgegebene Größe.

6. Extuderdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Breite von mindestens einem der Bereiche der Vorformkammer (19) symmetrisch in Beziehung zur Breite des entsprechenden Bereiches des Düsenhohlraumes (12) angeordnet ist.

7. Extruderdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Breite von mindestens einem der Bereiche der Vorformkammer (37) in Beziehung zur Breite des entsprechenden Bereiches des Düsenhohlraumes (36) versetzt ist.

8. Extruderdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Auflagelänge eines jeden Bereiches der Vorformkammer (19) durch einen Auflageabschnitt davon bereitgestellt wird, der unmittelbar an den entsprechenden Bereich des Düsenhohlraumes (12) angrenzt.

9. Extruderdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein jeder Bereich der Vorformkammer einen Abschnitt umfaßt, der stromaufwärts vom Auflageabschnitt vorhanden ist, der die Auflagelänge liefert, und bei der der stromaufwärts liegende Abschnitt eine zunehmende Breite aufweist, während er sich vom Auflageabschnitt weg erstreckt.

10. Extruderdüse nach Anspruch 1, bei der ein Vorsprung (22a) an der Verbindungsstelle zwischen dem Auflageabschnitt (20) und dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt (18) der Vorformkammer vorhanden ist.

11. Extruderdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Düsenhohlraum (12) und die Vorformkammer (19) als separate Bauteile (14, 10) ausgebildet sind, die mit der Vorformkammer in Verbindung mit dem Düsenhohlraum zusammen festgeklemmt werden.

12. Extruderdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Düsenhohlraum (12) und die Vorformkammer (19) zusammenhängend in einem einzelnen Bauteil hergestellt sind.

13. Verfahren zum Herstellen einer Extruderdüse nach Anspruch 1, das die Herstellung der Düse mit einem Düsenhohlraum (12), der eine Form aufweist, die der Querschnittsform der erforderlichen Extrudierung entspricht, und einer Vorformkammer (19) in Verbindung mit dem Düsenhohlraum aufweist, wobei die Vorformkammer eine gleiche Form aufweist wie der Düsenhohlraum, aber eine größere Querschnittsfläche, so daß die Bereiche der Vorformkammer mit entsprechenden Bereichen betreffend den Düsenhohlraum in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagelängen der verschiedenen Bereiche der Vorformkammer (19) in Beziehung mit den Abmessungen und der Position jener Bereiche reguliert werden, ohne daß die Auflagelängen der entsprechenden Bereiche des Düsenhohlraumes (12) verändert werden, so daß bei der Benutzung das Extrusionsmaterial, das durch jeden Bereich der Vorformkammer hindurchgeht, eingeschränkt wird, um sich mit einer Geschwindigkeit so zu bewegen, daß das Material durch alle Bereiche des Düsenhohlraumes mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit gelangt.