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Die Erfindung betrifft Werkzeugformbacken, die
in Vorrichtungen zur Herstellung von röhrenförmigen
Körpern aus Kunststoff und zum Beispiel von Wellkörpern
verwendet werden.
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Bei solchen Vorrichtungen weisen die
Werkzeugkonturen nach außen und bilden zwei
nebeneinander angeordnete Endlosketten, deren zwei
parallele Trumme sich auf beiden Seiten der
Ausgangsbahn des röhrenförmigen Vorformlings aus einem
Extruder für Kunststoff erstrecken. Die
Werkzeugformbacken weisen eine prismatische Form mit
einer Vorderseite, von der die Werkzeugkontur ausgeht,
einer Rückseite und zwei lateralen Seiten auf. Sie
werden durch von einem Rahmen getragene Mittel
translatorisch bewegt und geführt, und während der
Herstellung des röhrenförmigen Körpers werden die
Vorderseiten von zwei einander gegenüberliegenden
Werkzeugformbacken aneinandergedrückt, um eine
tunnelförmige Werkzeugkontur zu bilden.
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Wenn der Vorformling mittels Unterdruck gegen
die Werkzeugkontur gedrückt wird, wie in der
EP-A 734 835 beschrieben, enthält jede
Werkzeugformbacke einen internen Vakuumkreislauf, der
in der Herstellungszone des röhrenförmigen Körpers mit
einem in mit der Rückseite der Werkzeugformbacken in
Kontakt kommenden Wänden ausgebildeten externen
Kreislauf zusammenwirkt. Aufgrund der
Herstellungstoleranzen der Werkzeugformbacken, aber
auch aufgrund der funktionellen Spiele zwischen den
Werkzeugformbacken, kann es vorkommen, daß die
Vorderseiten der einander gegenüberliegenden
Werkzeugformbacken nicht vollständig in Kontakt kommen.
Dadurch kann es zu nachteiligen Leckagen kommen, die
den internen Kreislauf zur Unterdruckherstellung stören
und einerseits in der Ebene der Verbindung von zwei
gegenüberliegenden Werkzeugformbacken zu einer Leckage
des Kunststoffes führen können, wodurch eine stark
sichtbare Kante am röhrenförmigen Körper entsteht, und
andererseits bei den Werkzeugkonturen durch mangelnde
Versorgung der im Grund der Kehlen zur Herstellung der
Wellung angeordneten halbkreisförmigen Schlitze zu
Fehlbildungen des Körpers und der Wellung.
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Durch dieselben Herstellungstoleranzen und
funktionellen Spiele können des weiteren Leckagen
zwischen den lateralen Seiten der Werkzeugformbacken
entstehen, und diese Leckagen führen zu den gleichen
Nachteilen.
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In der FR-A-1 582 199 umfassen die
Werkzeugformbacken der Ausführungsform nach Fig. 5
einen Innenbelag aus luftporösem Material, der den
Unterdruck in der Werkzeugkontur und auf beiden Seiten
davon in ihrer Verbindungsebene verteilt. Diese
Technologie bringt einen zu hohen Vakuumverbrauch mit
sich, erfordert starke Dichtungen und führt je nach
Verunreinigung des porösen Belags durch Staubteilchen
zu verschiedenen Ergebnissen. Schließlich bietet sie
keine Lösung für die Leckage von Kunststoff in der
Verbindungsebene, wenn die Werkzeugformbacken nicht
vollständig aneinandergedrückt sind.
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Die WO-A-9325373 beschreibt Werkzeugformbacken,
deren Längs- und Querverbindungsebenen mit Dichtungen
versehen sein können, die aufgrund der durch den
schmelzenden Kunststoff auf die Werkzeugformbacken
übertragenen Temperaturen häufig ausgetauscht werden
müssen, um Vakuumverluste zu vermeiden. Wenn die
Unterdruckverteilung in den Werkzeugkonturen durch von
der Verbindungsebene ausgehende Längsnuten
gewährleistet wird, stehen diese Nuten des weiteren
nicht direkt mit den Werkzeugkonturen in Verbindung,
verlaufen nur über einen Teil der Länge der Form und
können die Vakuumverluste in der Verbindungsebene und
somit unästhetische Fehlbildungen nicht verhindern.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist die
Beseitigung dieser Nachteile durch Bereitstellung von
Werkzeugformbacken, die den Vakuumverbrauch verringern,
die Unterdruckverteilung in den Werkzeugkonturen
verbessern und den Erhalt von röhrenförmigen Körpern
gleichmäßiger Form ohne Kanten, Grat, Fehlbildungen
oder Schönheitsfehlern gestatten.
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Sie betrifft eine Vorrichtung, in der die
Werkzeugkontur jeder Werkzeugformbacke durch einen
externen festen Kreislauf mit Vakuum versorgt wird, der
mit einer Vakuumquelle verbunden ist und lokal mit
einem internen Kreislauf in Verbindung steht, welcher
in jeder Werkzeugformbacke ausgebildet ist und aus
Rückenkehlen besteht, die mit von der Vorderseite der
Werkzeugformbacke und auf beiden Seiten der
Werkzeugkontur ausgehenden Nuten in Verbindung stehen.
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Erfindungsgemäß umfaßt der interne
Vakuumversorgungskreislauf mindestens einer der
Werkzeugformbacken jeder aus zwei Werkzeugformbacken
bestehenden Gruppe zwei Längsnuten, die von ihrer
Vorderseite ausgehend parallel und auf beiden Seiten
der Werkzeugkontur angeordnet sind, von einem Sackende
bis zu ihrem anderen Ende, das von einer der lateralen
Seiten der Werkzeugformbacke ausgeht, durchgehend sind
und mit den Versorgungsschlitzen der Werkzeugkontur in
Verbindung stehen, wobei diese Nuten durch Quernuten
versorgt werden, die in der lateralen Seite ausgebildet
sind, von der ihre Enden ausgehen, und wiederum mit den
Rückenversorgungskehlen in Verbindung stehen.
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Sobald der externe Kreislauf den internen
Kreislauf einer Werkzeugformbacke mit Vakuum versorgt,
saugt somit der in den Längsnuten erzeugte Unterdruck
die Luft an, die durch das Spiel in der
Verbindungsebene zwischen zwei Werkzeugformbacken
eingedrungen ist, und beseitigt die Unterdruckabfälle
in den Werkzeugkonturen, das heißt beseitigt jeglichen
Formfehler in der Verbindungsebene und in den
Werkzeugkonturen. Der Unterdruck in den Quernuten der
lateralen Fläche erzeugt die gleichen Wirkungen und
gestattet die Bildung einer durchgehenden, dichten
röhrenförmigen Werkzeugkontur, indem er somit sämtliche
Ausbildungsfehler der röhrenförmigen Körper durch
mangelhaften Vakuumversorgungskreislauf beseitigt.
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Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil in
einer vereinfachten Herstellung des internen
Vakkuumversorgungskreislaufs jeder Werkzeugformbacke
durch Beseitigung aller Innenkanäle, die
Werkzeugformbacken mit geringen Abmessungen schwächen.
Daraus ergibt sich eine Verringerung der
Herstellungskosten der Werkzeugformbacken und eine
Verbesserung ihres mechanischen Widerstands.
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Anhand der folgenden Beschreibung unter
Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung,
die beispielhaft eine Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Werkzeugformbacke bei ihrer Anwendung
auf die Herstellung eines röhrenförmigen Wellkörpers
darstellt, wird die Erfindung verständlicher.
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Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht mit
Teilschnitt auf eine Vorrichtung zur Herstellung von
röhrenförmigen Körpern,
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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer ·
der Werkzeugformbacken,
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Fig. 3 ist ein Endaufriß zweier einander
gegenüberliegender Werkzeugformbacken, wenn sie die
tunnelförmige Werkzeugkontur bilden,
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Fig. 4 ist ein Endaufriß einer
Werkzeugformbacke mit Doppelwerkzeugkontur,
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Fig. 5 ist eine als Schnitt ausgeführte
Teilansicht, die die Auswirkungen des durch Wirkung
einer Längsnut erzeugten Unterdrucks in der
Verbindungsebene von zwei Werkzeugformbacken in
vergrößertem Maßstab zeigt.
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In Fig. 1, die schematisch die Vorrichtung zur
Herstellung von Welirohren darstellt, bezeichnet die
Bezugszahl 2 eine Extrusionsmaschine, deren
Extrusionskopf 3 einen nicht dargestellten
röhrenförmigen Vorformling liefert. Die Bezugszahlen
4a, 4b bezeichnen zwei Ketten von Werkzeugformbacken
5a, 5b, die, wie in Fig. 2 gezeigt, jeweils eine
Werkzeugkontur 6 aufweisen, welche eine röhrenförmigen
gewellte Leitung 1 herstellen kann.
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Die beiden Ketten 4a, 4b sind derart auf beiden
Seiten der Bewegungsbahn des den Extrusionskopf 3
verlassenden Vorformlings angeordnet, daß ihre beiden
parallelen Trumme auf beiden Seiten dieser Bahn
angeordnet sind und dabei eine tunnelförmige
Werkzeugkontur bilden. Jede Werkzeugformbacke wird
durch einen prismatischen Block gebildet, der im
Querschnitt eine ebene Vorderseite und drei ebene
Führungsseiten, nämlich eine Rückseite 8, eine
Unterseite 9 und eine Oberseite 10, aufweist.
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Wenn die Werkzeugformbacken in die
Herstellungszone der gewellten Leitung gelangen, treten
sie in einen Rahmen 12 ein, der nicht nur ihre
translatorische Führung gewährleistet, sondern sie auch
an die einander gegenüberliegenden Werkzeugformbacken
drückt. Dieser Rahmen weist Mittel auf, die den
zwangsläufigen translatorischen Antrieb der
Werkzeugformbacken gewährleisten, wie zum Beispiel
Antriebszahnräder, die mit von einer der Flächen jeder
Werkzeugformbacke vorstehenden Zahnstangen 13
zusammenwirken.
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Die hier dargestellte Vorrichtung ist jener
Art, die die Herstellung eines röhrenförmigen
Wellkörpers mittels eines in der Werkzeugformkontur
hergestellten Unterdrucks zwischen der Wand dieser
Werkzeugformkontur und dem Vorformling gewährleistet.
Deshalb steht jede der eine Ringhälfte bildenden
Aufnahmen 6a über einen halbkreisförmigen Schlitz 7 mit
einem in der Werkzeugformbacke ausgebildeten internen
Kreislauf in Verbindung.
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Bei der dargestellten Ausführungsform, die der
Vorrichtung der EP-A 734 835 entspricht, mündet dieser
interne Kreislauf in zwei Längskehlen 14, die von der
Rückseite 8 jeder Werkzeugformbacke ausgehen und mit
dem externen Kreislauf, der von einem festen
Verteilkörper 16 ausgehende Kanäle 15 umfaßt,
zusammenwirken sollen. Diese Kanäle 15 sind mit einer
nicht dargestellten Vakuumquelle verbunden.
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Der interne Vakuumversorgungskreislauf jeder
Werkzeugformbacke 6 besteht aus Längsnuten 18, die auf
beiden Seiten der werkzeugkontur 6 parallel angeordnet
sind und wie diese Werkzeugkontur von der Vorderseite
ausgehen. Jede dieser Nuten 18 erstreckt sich über die
gesamte Länge der Werkzeugformbacke von einem Sackende
18a bis zum anderen Ende 18b. Dieses geht von der
lateralen Seite 11 aus und steht mit einer in dieser
Fläche ausgebildeten Quernut 19 in Verbindung. Die
beiden Quernuten 19 stehen mit den Rückenkehlen 14 in
Verbindung.
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Jede Längsnut 18 ist derart um die
Werkzeugkontur 6 herum angeordnet, daß sie die
halbkreisförmigen Versorgungsschlitze 7 der
Werkzeugkontur 6 bei 7a schneidet.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten
Ausführungsform stehen die beiden Quernuten 19 über
eine in der gleichen lateralen Seite 11 wie die Nuten
ausgebildete und die entsprechende Werkzeugkontur 6
umgebende halbkreisförmige Kehle 20 mit den Längsnuten
18 in Verbindung.
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In jeder Gruppe von einander gegenüberliegenden
Werkzeugformbacken 5a, 5b können die beiden
Werkzeugformbacken identisch sein, es wird jedoch
darauf hingewiesen, daß dies nicht unbedingt
erforderlich ist und daß eine einzige Werkzeugformbacke
die Nuten 18 und 19 enthalten könnte, wie in Fig. 3
gezeigt.
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Wenn diese Werkzeugformbacken zur
Extrusionsstation gelangen und in den Rahmen 12
eintreten, versorgen die seitlich angeordneten
Verteilkörper 16 den internen Kreislauf jeder
Werkzeugformbacke mit Vakuum. Wie in Fig. 5 gezeigt,
saugt der in die Längsnuten 18 gelangende Unterdruck
die Vakuumleckagen 21 und die Lufteintritte 22, die
durch das funktionelle Spiel J der Verbindungsebene P
in Fig. 3 von ca. 0,08 mm erzeugt werden, an und
beseitigt somit die Unterdruckschwankungen in den in
der Verbindungsebene mündenden Teilen der Ringe 6a.
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Die Quernuten 19 erzeugen die gleichen
Wirkungen in der Querverbindungsebene zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Werkzeugformbackenspielen.
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Es ist ersichtlich, daß diese einfache
Gestaltung die Dichtigkeit der verschiedenen
Verbindungsebenen durch Verwendung des Unterdrucks
automatisch gewährleisten kann, wobei der Unterdruck
zur Gewährleistung der Herstellung der röhrenförmigen
Leitung ohne Rückgriff auf Dichtungen, die den
Temperatur- und Reibungsbelastungen nur kurzzeitig
widerstehen können, erzeugt wird. Sobald diese
Dichtigkeit gewährleistet ist, sind jegliche Leckagen
durch die betrachteten Verbindungsebenen beseitigt und
der gesamte Unterdruck wird durch die halbkreisförmigen
Schlitze 7 in der Werkzeugkontur 6 übertragen. Dies
trägt zu einem verminderten Vakuumverbrauch und einer
verbesserten Herstellung durch Beseitigung von ·
Fehlausbildungen und Schönheitsfehlern bei.
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Fig. 5 zeigt, daß jede der Aufnahmen 6a der
Werkzeugformbacke, die keine Nuten 18 enthält, durch
die Öffnung ihres Schlitzes 7 in der Verbindungsebene
mit Vakuum versorgt wird, wobei diese Öffnung mit den
Schlitzen 7 oder den gegenüber ausgebildeten Längsnuten
18 zusammenfällt.
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Infolgedessen erfolgt die Dichtigkeit der
Werkzeugkontur unter optimalen Bedingungen, und die
Ausbildung von hochstehenden Materialrändern in den
Längs- und Querebenen ist auf die Stelle der
Verbindungsebenen beschränkt.
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Fig. 4 zeigt dte Anwendung der Erfindung auf
Werkzeugformbacken mit Doppelwerkzeugkontur.
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Unter diesen Bedingungen wird jede
Werkzeugkontur 61, 62 in Längsrichtung durch eine von
ihrer Vorderseite ausgehende Nut 18 begrenzt, die mit
einer halbkreisförmigen Kehle 20a oder 20b in
Verbindung steht, welche mit einer in die Rückenkehlen
14a, 14b mündenden Quernut 19a, 19b verbunden ist. Die
Kehlen 14a, 14b werden durch den externen Kreislauf,
der gegebenenfalls die in der eigenen europäischen
Patentanmeldung 734 835 beschriebenen Vorrichtung
enthält, einzeln versorgt.
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Obwohl die Längsnuten 18 in den einander
gegenüberliegenden Werkzeugformbacken 5a, 5b, zum
Beispiel im oberen Teil einer Werkzeugformbacke 5a und
im unteren Teil eines Teils 5b hergestellt sein können,
ist es von Vorteil, wenn sie nur in einer
Werkzeugformbacke, zum Beispiel in der Backe 5a,
hergestellt werden, da dadurch die Herstellungskosten
verringert werden und die Ausführung der Vorrichtung
vereinfacht wird, indem der externe
Vakuumversorgungskreislauf nur auf einer Seite der Bahn
der beiden die tunnelförmige Werkzeugkontur zur
Herstellung der röhrenförmigen gewellten Leitung
begrenzenden Werkzeugformbackenketten angeordnet wird.