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WO2025045443A1 - Extrusionsdüse und verfahren zur ausbringung eines profilstranges - Google Patents

Extrusionsdüse und verfahren zur ausbringung eines profilstranges Download PDF

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Publication number
WO2025045443A1
WO2025045443A1 PCT/EP2024/070267 EP2024070267W WO2025045443A1 WO 2025045443 A1 WO2025045443 A1 WO 2025045443A1 EP 2024070267 W EP2024070267 W EP 2024070267W WO 2025045443 A1 WO2025045443 A1 WO 2025045443A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
extrusion nozzle
extrusion
indentation
disk
head
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/070267
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan-Uwe OLTROGGE
Manfred GERADS
Dieter Kleyer
Original Assignee
Saint-Gobain Sekurit France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint-Gobain Sekurit France filed Critical Saint-Gobain Sekurit France
Publication of WO2025045443A1 publication Critical patent/WO2025045443A1/de

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    • B29C48/345—Extrusion nozzles comprising two or more adjacently arranged ports, for simultaneously extruding multiple strands, e.g. for pelletising

Definitions

  • the invention relates to an extrusion nozzle, an extrusion device, a method for extrusion and the use of the extrusion nozzle.
  • sealing elements include polymers such as polyurethanes, polyolefins, polysulfides, polyepoxides, natural rubber, nitrile rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), RTV (room temperature curing) silicone rubber, HTV
  • Silicone rubber addition-curing silicone rubber, polyacrylates and/or thermoplastic elastomers. These sealing elements are used for water management and can prevent moisture from penetrating. They also prevent the development of annoying driving noises such as whistling noises in the passenger compartment.
  • An established method for producing seals on a window is the extrusion and subsequent hardening of a polymer mass to form a profile strand, or cooling when using thermoplastic materials. If necessary, a primer can also be applied in preparation.
  • the profile strand is formed either at the molecular level, for example by living polymerization, chain polymerization, polycondensation, polyaddition or, in the case of thermoplastic elastomers, by heating and subsequent cooling.
  • polymer cross-linking can follow, for example by increasing the temperature, air humidity, or adding oxygen.
  • the profile strand often also includes support lips (sealing lip, centering). These lips can be produced simultaneously as part of the profile strand using appropriately shaped extrusion nozzles. Depending on the disc geometry, the position, size and shape of the profile strand can vary. It is desirable to provide glazing comprising a pane with a seal, the seal being flush with a surface of the pane. Such glazing is aesthetically advantageous and prevents the deposition of dirt which might collect in a gap between the seal and the pane in a non-flush arrangement.
  • EP2799201A1 discloses a method and a mold for producing a disk arrangement comprising a disk and a seal, wherein the seal can be flush with a surface of the disk.
  • a thin-liquid composition is used to form the seal, which is poured into an open or semi-open tool. Due to the use of the thin-liquid composition, a complex machine concept and an equally complex manufacturing process are required.
  • US 5 108 526 A discloses a device for applying a polymer profile directly to a peripheral edge of an object.
  • US 5 552 194 A discloses an extrusion nozzle, a method for producing a molding on a plate-shaped article and a plate-shaped article with the molding produced.
  • EP 2 794 227 B1 discloses an extrusion nozzle and a method for dispensing a continuously variable profile strand.
  • US 5 326 592 A discloses an apparatus for applying a coating solution to an extruded substrate.
  • US 5 057 265 A discloses a method for manufacturing a spacer for a windshield mount.
  • US 2015/217326 A1 discloses a sealant forming nozzle, a sealant forming apparatus and a sealant forming method.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an extrusion nozzle, using which a glazing can be produced simply and inexpensively which comprises a disc and a seal, the seal being flush with a surface of the disc.
  • the object of the present invention is achieved by an extrusion nozzle according to claim 1.
  • Preferred embodiments emerge from the subclaims.
  • the invention also relates to an extrusion device comprising the extrusion nozzle, a method for extrusion using the extrusion device and the use of the extrusion nozzle for extruding a profile strand.
  • the extrusion nozzle according to the invention for dispensing a profile strand comprises: an extrusion nozzle body, wherein the extrusion nozzle body has an extrusion nozzle head at a first end in an extension direction and a connecting element at a second end, wherein the extrusion nozzle head comprises a lower surface arranged perpendicular to the extension direction and an indentation arranged in the extension direction and adjacent to the lower surface of the extrusion nozzle head, and a first extrusion nozzle opening and a second extrusion nozzle opening, each of which is arranged in a region of the extrusion nozzle head that adjoins the indentation, wherein the indentation is concave starting from the first extrusion nozzle opening and the second extrusion nozzle opening.
  • the extrusion nozzle is suitable for dispensing a profile strand.
  • a polymer can be formed into a profile strand via the extrusion nozzle according to the invention.
  • the extruded profile strand can be used in the sense of the invention after the polymer has hardened as a seal for glazing, in particular vehicle glazing.
  • the hardening can take place through a chemical reaction that is caused in the discharged polymer itself, through absorption of moisture in the air or through a physical change, such as a phase change due to cooling.
  • the extrusion nozzle according to the invention comprises an extrusion nozzle body, wherein the extrusion nozzle body has an extrusion nozzle head at a first end in an extension direction and a connecting element at a second end.
  • an “extrusion nozzle head” is understood to mean the part of the extrusion nozzle body from which the extrudate emerges in an extrusion process.
  • the first extrusion nozzle opening and the second extrusion nozzle opening are arranged in the extrusion nozzle head.
  • the connecting element is not particularly restricted. It is preferably designed to connect the extrusion nozzle to a mass-conveying means.
  • the connection between the connecting element and the mass-conveying means can be, for example, a screw connection or a plug connection.
  • the extrusion nozzle body can be firmly connected to the connecting element or designed as one piece with it.
  • the connecting element can have a groove and a reference pin in the extension direction of the extrusion nozzle body and can be fastened to the optionally present robot described below by means of a nut.
  • the extension direction of the extrusion nozzle body is the direction in which the extrusion nozzle body has its greatest extension.
  • the extrusion nozzle head is arranged at a first end and the connecting element is arranged at a second end in the extension direction of the extrusion nozzle body.
  • the extension direction is preferably perpendicular to the feed direction.
  • the "feed direction” is the direction in which the extrusion nozzle is moved during the extrusion process.
  • the extrusion nozzle head comprises a lower surface which is arranged perpendicular to the direction of extension.
  • the "lower surface” represents the surface which delimits the extrusion nozzle from the environment as the lowest surface in the direction of extension.
  • the extrusion nozzle is delimited from the environment in the direction of extension at the second end by the connecting element.
  • the lower surface has an L-shape in a plan view of the lower surface.
  • the L-shape includes a long leg and a short leg.
  • the short leg of the L-shape is arranged parallel to the feed direction. More preferably, the long leg of the L-shape borders on the first end of the indentation described below. Particularly preferably, the edge of the long leg that faces away from the short leg borders on the first end of the indentation described below.
  • a further surface is arranged adjacent to the lower surface, which extends from the lower surface in the feed direction.
  • This further surface comprises a first end adjacent to the lower surface and a second end arranged opposite the first end.
  • the second end of the further surface is preferably located above a plane that runs through the lower surface in the extension direction of the extrusion nozzle body.
  • the extrusion nozzle head comprises an indentation which is arranged in the direction of extension of the extrusion nozzle body and which adjoins the lower surface of the extrusion nozzle head.
  • the indentation directly adjoins the lower surface of the extrusion nozzle head.
  • the indentation is suitable for receiving a disk on the edge side. This means that the disk is then arranged in the indentation such that the side edge of the disk is aligned in the direction of the indentation.
  • “flush” means that the corresponding parts are arranged in one plane.
  • the recess has the shape of a circular arc in a plan view of the extrusion nozzle in the feed direction. It can therefore easily accommodate a disk.
  • the recess has a first end and a second end.
  • the first end of the recess preferably borders on the lower surface of the extrusion nozzle head.
  • a flat surface preferably extends from the second end of the recess in the direction in which the recess is concave.
  • the flat surface is parallel to the surfaces of a pane that is arranged in the recess during an extrusion process. This makes it particularly easy to accommodate a pane in the recess and to apply a profile strand to the surface of the pane that is opposite the surface with which the profile strand is flush. This makes it possible to achieve good sealing of the corresponding glazing.
  • the first end of the indentation represents a final edge of the extrusion nozzle, which is set back from the flat surface in a plan view of the extrusion nozzle in the feed direction.
  • “Final edge” here means that this edge represents the outermost surface of the extrusion nozzle in this area.
  • Set back here means that the extrusion nozzle has a smaller width in the area of the first end of the indentation than in the area of the flat surface.
  • the width of the extrusion nozzle here refers to the direction in which the indentation is concave.
  • the extrusion die head comprises a front recess which has the shape of the desired profile strand and extends from the frontmost region of the extrusion die head in a plan view of the extrusion die in the feed direction to the region of the extrusion die head in which the first extrusion die opening and the second extrusion die opening are arranged.
  • the emerging extrudate can easily be formed into the desired profile strand.
  • the extrusion nozzle body preferably comprises at least one metal selected from iron, chromium, cobalt, nickel, titanium, manganese, aluminum, niobium, tungsten, molybdenum and vanadium.
  • the extrusion nozzle body is particularly preferably made of steel. According to a further embodiment, the extrusion nozzle body comprises a temperature-stable plastic.
  • the extrusion nozzle is manufactured using a 3D printing process or by injection molding.
  • the extrusion nozzle comprises a first extrusion nozzle opening and a second extrusion nozzle opening, each of which is arranged in a region of the extrusion nozzle head that borders the indentation, the indentation being concave starting from the first extrusion nozzle opening and the second extrusion nozzle opening.
  • the further number of extrusion nozzle openings is variable and depends on the desired shape of the profile strand. Because the first extrusion nozzle opening and the second extrusion nozzle opening are arranged in this region of the extrusion nozzle head, a profile strand can be easily applied to the pane.
  • the first extrusion nozzle opening and the second extrusion nozzle opening are each arranged in the extrusion nozzle head such that they are open in the direction opposite to the feed direction. In this way, continuous extrusion of the profile strand with a uniform profile can easily be achieved.
  • the first extrusion nozzle opening is arranged in a region of the extrusion nozzle head that is perpendicular to the lower surface of the extrusion nozzle head and adjoins the lower surface of the extrusion nozzle head. In this way, a profile strand can easily be extruded that is flush with a surface of the disk.
  • the second extrusion nozzle opening is arranged such that it is further away from the lower surface of the extrusion nozzle head than the first extrusion nozzle opening in the direction of extension.
  • a profile strand can easily be obtained which, in addition to being flush with a surface of the pane, is also arranged on the pane edge.
  • the second extrusion nozzle opening extends into a region of the extrusion nozzle head which, starting from the lower surface of the extrusion nozzle head, lies above the flat surface described above. In this way, a profile strand can easily be applied to the surface of the pane which is opposite the surface with which the profile strand is flush. This allows a good sealing of the corresponding glazing to be achieved.
  • the first extrusion nozzle opening and the second extrusion nozzle opening each have a minimum opening area of at least 1 mm 2 . In one embodiment, the first extrusion nozzle opening and the second extrusion nozzle opening each have a maximum opening area of at most 100 mm 2 .
  • the extrusion nozzle further comprises a first feed channel and a second feed channel.
  • the first feed channel extends through the extrusion nozzle body to the first extrusion nozzle opening and the second feed channel extends through the extrusion nozzle body to the second extrusion nozzle opening.
  • first feed channel and the second feed channel are arranged in the connecting element.
  • the connecting element has an opening which extends into the extrusion nozzle body and divides into the first feed channel and the second feed channel within the extrusion nozzle body.
  • the shape of the cross section of the first supply channel and the second supply channel is not particularly limited.
  • the shape of the cross section of the first supply channel and the second supply channel each corresponds to a circular shape.
  • the extrusion nozzle has a number of separate feed channels that is identical to the number of extrusion nozzle openings, wherein in particular the feed channels at a second end of the extrusion nozzle body have the cross section of a circle and the Cross-section along the extrusion nozzle body to the cross-sectional area of the extrusion nozzle openings.
  • each of the first feed channel and the second feed channel is not particularly limited and can be suitably selected by the person skilled in the art, depending on the polymer used and the desired flow rate.
  • the invention further comprises an extrusion device comprising the extrusion nozzle according to the invention, a mass-promoting means connected to the extrusion nozzle, and a support which is in contact with the lower surface of the extrusion nozzle head of the extrusion nozzle, wherein the extrusion device is configured to receive a disk having a first surface, a second surface and a side edge arranged between the first surface and the second surface on the edge side in the recess of the extrusion nozzle head of the extrusion nozzle, so that the first surface of the disk is arranged flush with the lower surface of the extrusion nozzle head and the support is in contact with the first surface of the disk.
  • the mass-conveying means comprised by the extrusion device is not particularly limited as long as it is suitable for conveying a mass, i.e. a polymer mass.
  • the mass-conveying means can be an extruder, a piston dosing device or a gear pump.
  • Corresponding means are well known to those skilled in the art.
  • the mass-conveying means is connected to the extrusion nozzle.
  • the mass-conveying means is connected to the extrusion nozzle via the connecting element described above.
  • the extrusion device is designed to produce a disc having a first surface, a second surface and a surface between the first surface and the second Surface arranged side edge in the recess of the extrusion die head so that the first surface of the disc is arranged flush with the lower surface of the extrusion die head and the support is in contact with the first surface of the disc.
  • the extrusion nozzle and the disk are preferably spaced apart from one another.
  • the distance between the extrusion nozzle and the disk is at least 0.1 mm. This makes it easy to avoid scratches on the disk and wear on the extrusion nozzle.
  • the distance between the extrusion nozzle and the disk is at most 0.4 mm. If the distance is greater, excessive material can escape from this gap and cross-sectional changes in the profile strand can occur.
  • the distance is preferably set using a guide wheel, which is preferably arranged on the robot mentioned below. The guide wheel is preferably in contact with the disk during the entire extrusion process. This makes it easy to ensure the desired distance between the extrusion nozzle and the disk.
  • the pane that can be arranged in the extrusion device according to the invention comprises a first surface, a second surface and a side edge arranged between the first surface and the second surface.
  • the pane is preferably made of glass, particularly preferably of soda-lime glass, as is usual for window panes.
  • the pane can also be made of another type of glass, for example quartz glass, borosilicate glass or alumino-silicate glass, or of rigid clear plastics, for example polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the thickness of the pane can vary widely and can thus be adapted to the requirements in the individual case. If the pane is designed as a monolithic pane, it preferably has a thickness of 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably from 1 mm to 3 mm, most preferably from 1.6 mm to 2.1 mm.
  • the pane is a composite pane comprising at least in the following order: an outer pane having an outer surface and an inner surface, a thermoplastic intermediate layer, and an inner pane having an outer surface and an inner surface, wherein the outer surface of the outer pane corresponds to the first surface of the pane.
  • the outer pane and the inner pane each have an outer surface, i.e. an outer surface, and an inner surface, i.e. an inner surface, and a circumferential side edge running between them.
  • the outer surface refers to the main surface which is intended to face the external environment in the installed position.
  • the inner surface refers to the main surface which is intended to face the interior in the installed position.
  • the inner surface of the outer pane and the outer surface of the inner pane face each other in the composite pane.
  • the surfaces of the composite pane are typically referred to as follows:
  • the outer surface of the outer pane is called side I.
  • the inner surface of the outer pane is called side II.
  • the outer surface of the inner pane is called side III.
  • the inner surface of the inner pane is called side IV.
  • the outer surface of the outer pane corresponds to the first surface of the pane. This makes it possible to produce a profile strand that is flush with the outer surface of the outer pane.
  • the inner pane in the sense of the invention refers to the pane facing the interior space (vehicle interior).
  • the outer pane refers to the pane facing the outside environment.
  • the outer pane and the inner pane are preferably made of glass, particularly preferably soda-lime glass, as is usual for window panes.
  • the panes can also be made of other types of glass, for example quartz glass, borosilicate glass or alumino-silicate glass, or of rigid clear plastics, for example polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the panes can be clear or tinted or colored. If the composite pane is used as a windshield, the outer pane and the inner pane should have sufficient light transmission in the central viewing area. preferably at least 70% in the main viewing area A according to ECE-R43.
  • the outer pane and the inner pane are preferably curved, i.e. they have a curvature.
  • the thickness of the outer pane and the inner pane can vary widely and can thus be adapted to the requirements in individual cases.
  • the outer pane and the inner pane preferably each have a thickness of 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably 1 mm to 3 mm, very particularly preferably 1.6 mm to 2.1 mm.
  • the outer pane has a thickness of 2.1 mm and the inner pane has a thickness of 1.6 mm.
  • the outer pane or in particular the inner pane can also be thin glass with a thickness of, for example, 0.55 mm.
  • the composite pane comprises a thermoplastic intermediate layer.
  • the thermoplastic intermediate layer preferably contains at least polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (PU) or mixtures or copolymers, for example block copolymers, or derivatives thereof, particularly preferably polyvinyl butyral (PVB), very particularly preferably polyvinyl butyral (PVB) and additives known to the person skilled in the art, such as plasticizers.
  • the thickness of the thermoplastic intermediate layer is preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm, for example 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the extrusion device comprises a support which is in contact with the lower surface of the extrusion nozzle head. Furthermore, when a disk with a first surface, a second surface and a side edge arranged between the first surface and the second surface is arranged on the edge side in the recess of the extrusion nozzle head of the extrusion nozzle, the support is in contact with the first surface of the disk.
  • the support is not particularly limited as long as it is suitable for supporting and/or securing the disk. Supports known to those skilled in the art can be used.
  • the support comprises a table. Further preferably, a frame is arranged on the table which is suitable for receiving a disk. Particularly preferably, the frame has a curvature in the contact area with the disk which corresponds to the curvature of the disk.
  • the overlay comprises a layer of an elastic material, wherein the layer of an elastic material is connected to the lower Surface of the extrusion die head is in contact and, when a disk with a first surface, a second surface and a side edge arranged between the first surface and the second surface is arranged on the edge side in the recess of the extrusion die head of the extrusion nozzle, the layer made of an elastic material is in contact with the first surface of the disk.
  • This layer made of an elastic material serves on the one hand as a buffer between the disk and other components of the support, such as the table or the frame.
  • the layer made of an elastic material enables a good seal in the area of contact with the first surface of the disk and with the lower surface of the extrusion die head.
  • the contact between the layer made of an elastic material and the first surface of the disk or the lower surface of the extrusion die head is maintained during the entire application of the profile strand in an extrusion process, so that a profile strand can easily be produced which is flush with the first surface of the disk in the entire area in which it was applied to the disk.
  • the elastic material of the elastic material layer is not particularly limited.
  • the elastic material may comprise or consist of at least one of silicone, ethylene propylene diene rubber (EPDM), a thermoplastic elastomer (TPE) such as TPV (thermoplastic vulcanizate) or TPS (thermoplastic styrene block copolymer), and polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • TPE thermoplastic elastomer
  • TPV thermoplastic vulcanizate
  • TPS thermoplastic styrene block copolymer
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PTFE may constitute an outer layer of the elastic material layer, the outer layer being in contact with the first surface of the disk and with the lower surface of the extrusion die head.
  • the support comprises the above-mentioned table, the above-mentioned frame and the above-mentioned layer of an elastic material. More preferably, the layer of an elastic material is arranged on the frame at least in the region of the side edge of the disc. Even more preferably, the layer of an elastic material extends from this region further along the first surface of the disc and along the lower surface of the extrusion die head, preferably by at least 9 mm in each case, more preferably by at least 10 mm in each case, in both directions, starting from the side edge of the disc.
  • the extrusion device preferably comprises a robot for holding (and guiding) the extrusion nozzle. Furthermore, a control, in particular regulation, of a conveying quantity of the polymer that is extruded can be provided. Furthermore, a sensor for detecting a position and/or orientation of the disk and/or components thereof can be provided.
  • the extrusion device comprises a compensating means which is arranged between the preferably present robot and the extrusion nozzle.
  • the compensating means is suitable for compensating for path differences between the robot and the extrusion nozzle which are caused by any bending tolerances present in the disk if the disk is curved.
  • the compensating means can be, for example, a spring or a means which is controlled by compressed air.
  • the extrusion device can be used to produce a glazing, preferably a vehicle glazing, in particular a windshield, or a building glazing, which comprises a pane with a first surface, a second surface and a side edge arranged between the first surface and the second surface and a profile strand, wherein the profile strand is arranged on the side edge of the pane and on the second surface of the pane and wherein the profile strand is flush with the first surface of the pane.
  • the profile strand comprises a lip which is arranged at the level of the second surface of the pane, facing away from the pane. The seal of the glazing is finally obtained by the curing of the polymer which forms the extruded profile strand.
  • the invention further comprises a method for the continuous extrusion of a profile strand onto a disc, comprising at least
  • the method according to the invention is also referred to here as an “extrusion method”.
  • the extrusion takes place continuously. This means that the extrusion nozzle is moved in a feed direction during the process, whereby the profile strand is formed. While the profile strand is formed along the side edge of the pane and on the second surface of the pane using the method according to the invention, the corner geometries of the resulting seal are preferably realized by means of a subsequent process step using corner injection.
  • the polymer used in the process of the present invention is not particularly limited as long as it can be used for extrusion.
  • the polymer comprises at least one of polyurethane, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polysulfide, polyepoxide, natural rubber, nitrile rubber (NBR), styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), RTV (room temperature crosslinking) silicone rubber, HTV (high temperature crosslinking) silicone rubber, peroxide crosslinking
  • polyurethane such as polyethylene and polypropylene
  • polysulfide such as polyethylene and polypropylene
  • polysulfide polyepoxide
  • natural rubber nitrile rubber
  • NBR styrene-butadiene rubber
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • RTV room temperature crosslinking
  • HTV high temperature crosslinking
  • Silicone rubber addition-curing silicone rubber, polyacrylate, silane-modified polymer and thermoplastic elastomer (TPE).
  • a silane-modified polymer is composed of a polymer chain, a linking group and a hydrolyzable silane unit.
  • the polymer chain is one of a polyether polyol, a polyester, a polycarbonate, a polyacrylate, a polyolefin and a polyurethane.
  • the linking group is preferably one of a carbamate, an alkyl group and a urea group.
  • the crosslinkable silane is preferably a dimethoxymethylsilyl group or a trimethoxysilyl group.
  • the thermoplastic elastomer preferably comprises at least one of TPO (olefin-based thermoplastic elastomer) such as polypropylene (PP) and ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), TPV (thermoplastic vulcanizate), TPU (urethane-based thermoplastic elastomer) and TPS (styrene-thermoplastic block copolymer) such as styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS).
  • TPO olefin-based thermoplastic elastomer
  • PP polypropylene
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • TPV thermoplastic vulcanizate
  • TPU urethane-based thermoplastic elastomer
  • TPS styrene-thermoplastic block copolymer
  • SBS styrene-thermoplastic block copolymer
  • the polymer is preferably a thermoplastic elastomer
  • the invention further comprises the use of the extrusion nozzle according to the invention for extruding a profile strand on a pane for producing vehicle glazing or building glazing.
  • the vehicle glazing is a windshield.
  • Fig. 1 is a view of an embodiment of the extrusion nozzle 1 according to the invention.
  • Fig. 2 is a further view of the embodiment of the extrusion nozzle 1 according to the invention shown in Fig. 1,
  • Fig. 3 is a further view of the embodiment of the extrusion nozzle 1 according to the invention shown in Figures 1 and 2,
  • Fig. 4 is a view of an embodiment of the extrusion device 100 according to the invention.
  • Fig. 5 is a further view of the embodiment of the extrusion device 100 according to the invention shown in Fig. 4
  • Fig. 6 is a representation of an embodiment of the method according to the invention for the continuous extrusion of a profile strand onto a disk 200 and
  • Fig. 7 is a view of a glazing 400 that can be made with the present invention.
  • FIGS 1 to 3 show views of an embodiment of the extrusion nozzle 1 according to the invention.
  • the extrusion nozzle 1 comprises an extrusion nozzle body 2, wherein the extrusion nozzle body 2 has an extrusion nozzle head 3 at a first end 2a in an extension direction X and a connecting element (not shown) at a second end, wherein the extrusion nozzle head 3 comprises a lower surface 4 arranged perpendicular to the extension direction X and an indentation 5 arranged in the extension direction X and adjacent to the lower surface 4 of the extrusion nozzle head 3, and a first extrusion nozzle opening 6 and a second extrusion nozzle opening 7, each of which is arranged in a region of the extrusion nozzle head 3 adjacent to the indentation 5, wherein the indentation 5, starting from the first extrusion nozzle opening 6 and the second extrusion nozzle opening 7, is concave trained.
  • the indentation 5 has the shape of a circular arc.
  • the indentation 5 has a first end 5a and a second end 5b, wherein the first end 5a of the indentation 5 adjoins the lower surface 4 of the extrusion nozzle head 3 and, starting from the second end 5b of the indentation 5, a flat surface 8 extends in the direction in which the indentation 5 is concave.
  • the lower surface 4 has an L-shape in a plan view of the extrusion nozzle 1 from below.
  • the L-shape comprises a long leg and a short leg.
  • the short leg is arranged parallel to the feed direction V.
  • the long leg adjoins the first end 5a of the indentation 5.
  • Adjacent to the lower surface 4 is a further surface 11 which extends from the lower surface 4 in the feed direction V.
  • This further surface 11 comprises a first end 11a which adjoins the lower surface 4 and a second end 11b which is arranged opposite the first end 11a.
  • the second end 11b of the further surface 11 is located in the extension direction X of the Extrusion nozzle body 2 above a plane that runs through the lower surface 4.
  • the dashed line shown in Figure 3 indicates the course of the side edge S of the disk in an extrusion process.
  • the extrusion nozzle 1 and the side edge S of the disk are spaced apart from one another.
  • the distance between the extrusion nozzle 1 and the side edge S of the disk is at least 0.1 mm.
  • the first extrusion nozzle opening 6 is arranged in a region of the extrusion nozzle head 3 which is perpendicular to the lower surface 4 of the extrusion nozzle head 3 and adjacent to the lower surface 4 of the extrusion nozzle head 3.
  • the second extrusion nozzle opening 7 is arranged such that it is further away from the lower surface 4 of the extrusion nozzle head 3 than the first extrusion nozzle opening 6 in the extension direction X.
  • the second extrusion nozzle opening 7 extends into a region of the extrusion nozzle head 3 which, starting from the lower surface 4 of the extrusion nozzle head 3, lies above the flat surface 8.
  • the extrusion nozzle 1 further comprises a first feed channel 9 and a second feed channel 10.
  • the first feed channel 9 extends through the extrusion nozzle body 2 to the first extrusion nozzle opening 6 and the second feed channel 10 through the extrusion nozzle body 2 to the second extrusion nozzle opening 7.
  • the first extrusion nozzle opening 6 and the second extrusion nozzle opening 7 are arranged in the extrusion nozzle head 3 so that they are open in the direction opposite to the feed direction V.
  • Figures 4 and 5 show views of an embodiment of the extrusion device 100 according to the invention in the feed direction.
  • Figure 4 shows the embodiment of the extrusion device 100 before the polymer or the extrudate exits through the first extrusion nozzle opening 6 and the second extrusion nozzle opening 7.
  • Figure 5, shows the embodiment of the extrusion device 100 at the time when extrudate has already exited the first extrusion nozzle opening 6 and the second extrusion nozzle opening 7 and the profile strand has been is formed.
  • the second end of the extrusion nozzle body with the connecting element and the mass-conveying means are not shown.
  • the extrusion device 100 comprises the extrusion nozzle 1 shown in Figures 1 to 3 according to an embodiment of the invention, a mass-promoting means (not shown) connected to the extrusion nozzle 1, and a support 101 in contact with the lower surface 4 of the extrusion nozzle head 3.
  • a disk with a first surface, a second surface and a side edge arranged between the first surface and the second surface is arranged on the edge side in the recess 5 of the extrusion nozzle head 3.
  • the first surface of the disk is arranged flush with the lower surface 4 of the extrusion nozzle head 3.
  • the support 101 is in contact with the first surface of the disk.
  • the disk is a composite disk 300 comprising in the following order: an outer disk 301 having an outer surface I and an inner surface I I , a thermoplastic intermediate layer 302 and an inner disk 303 having an outer surface I I I and an inner surface IV, wherein the outer surface I of the outer disk 301 corresponds to the first surface of the disk. Accordingly, the outer surface I of the outer disk 301 is in contact with the support 101 and is arranged flush with the lower surface 4 of the extrusion die head 3.
  • the distance between the extrusion nozzle 1 and the disk is at least 0.1 mm.
  • the mass-promoting means (not shown) is connected to the extrusion nozzle 1 via the connecting element (not shown).
  • Figure 6 shows an illustration of an embodiment of the method according to the invention for the continuous extrusion of a profile strand onto a disk 200.
  • the method according to the invention for the continuous extrusion of a profile strand onto a disk 200 comprises at least Providing the extrusion device 100 according to the invention,
  • the extrusion nozzle 1 is moved in a feed direction V during the process, whereby the profile strand is formed.
  • FIG. 7 shows a view of a glazing 400 that can be produced with the present invention.
  • the glazing 400 comprises a composite pane 300 comprising in the following order: an outer pane 301 with an outer surface I and an inner surface II, a thermoplastic intermediate layer 302 and an inner pane 303 with an outer surface III and an inner surface IV, and a profile strand 401 arranged on the side edge 304 of the composite pane 300 and on the inner surface IV of the inner pane 303, the profile strand 401 being flush with the outer surface I of the outer pane 301.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Extrusionsdüse (1) zur Ausbringung eines Profilstranges, umfassend: - einen Extrusionsdüsenkörper (2), wobei der Extrusionsdüsenkörper (2) in einer Erstreckungsrichtung (X) an einem ersten Ende (2a) einen Extrusionsdüsenkopf (3) und an einem zweiten Ende ein Verbindungselement aufweist, wobei der Extrusionsdüsenkopf (3) eine untere Oberfläche (4), die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung (X) angeordnet ist, und eine Einbuchtung (5), die in der Erstreckungsrichtung (X) angeordnet ist und an die untere Oberfläche (4) des Extrusionsdüsenkopfes (3) angrenzt, umfasst und - eine erste Extrusionsdüsenöffnung (6) und eine zweite Extrusionsdüsenöffnung (7), die jeweils in einem Bereich des Extrusionsdüsenkopfes (3) angeordnet sind, der an die Einbuchtung (5) angrenzt, wobei die Einbuchtung (5), ausgehend von der ersten Extrusionsdüsenöffnung (6) und der zweiten Extrusionsdüsenöffnung (7), konkav ausgebildet ist.

Description

EXTRUSIONSDÜSE UND VERFAHREN ZUR AUSBRINGUNG EINES PROFILSTRANGES
Die Erfindung betrifft eine Extrusionsdüse, eine Extrusionsvorrichtung, ein Verfahren zur Extrusion und die Verwendung der Extrusionsdüse.
Die Herstellung von Dichtungen an verschiedenen Fahrzeugkomponenten besitzt in der Automobilindustrie einen hohen Stellenwert. Insbesondere Fahrzeugverglasungen müssen vor dem Einbau in die dafür vorgesehenen Stellen der Karosserie mit Dichtelementen versehen werden. Häufig eingesetzte Dichtelemente umfassen Polymere wie Polyurethane, Polyolefine, Polysulfide, Polyepoxide, Naturkautschuk, Nitrilkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), RTV (raumtemperaturvernetzenden)-Silikonkautschuk, HTV
(hochtemperaturvernetzenden)-Silikonkautschuk, peroxidischvernetzenden
Silikonkautschuk, additionsvernetzenden Silikonkautschuk, Polyacrylate und/oder thermoplastische Elastomere. Diese Dichtelemente dienen dem Wassermanagement und können das Eindringen von Feuchtigkeit verhindern. Ferner wird dadurch die Entwicklung von störenden Fahrgeräuschen wie Pfeifgeräuschen im Fahrgastraum verhindert.
Eine weitere wichtige Funktion ist das spannungsfreie, reproduzierbare und stabile Einsetzen der Verglasung in die dafür vorgesehene Aussparung in der Karosserie des Fahrzeugs. Eine etablierte Methode zur Herstellung von Dichtungen an eine Scheibe ist die Extrusion und das anschließende Aushärten einer Polymermasse zu einem Profilstrang, bzw. das Abkühlen bei der Benutzung von thermoplastischen Materialien. Gegebenenfalls kann zur Vorbereitung auch ein Primer aufgetragen werden. Die Bildung des Profilstranges erfolgt entweder auf molekularer Ebene, beispielsweise durch lebende Polymerisation, Kettenpolymerisation, Polykondensation, Polyaddition oder, bei thermoplastischen Elastomeren, durch Erwärmen und anschließendes Abkühlen. Zur Verbesserung der elastischen Eigenschaften kann sich noch eine Polymervernetzung, beispielsweise durch Temperaturerhöhung, Luftfeuchtigkeit, Sauerstoffzugabe, anschließen. Zum besseren Einbau in die Karosserie und zur Erhöhung der Stabilität und Dichtigkeit umfasst der Profilstrang in vielen Fällen noch Stützlippen (Dichtlippe, Zentrierung). Diese Lippen können über entsprechend geformte Extrusionsdüsen gleichzeitig als Teil des Profilstranges hergestellt werden. Entsprechend der Scheibengeometrie kann die Lage, Größe und Form des Profilstranges variieren. Wünschenswert ist die Bereitstellung einer Verglasung, die eine Scheibe mit einer Dichtung umfasst, wobei die Dichtung bündig zu einer Oberfläche der Scheibe ist. Zum einen ist eine solche Verglasung ästhetisch vorteilhaft und zum anderen wird die Ablagerung von Schmutz verhindert, der sich in einem Spalt zwischen Dichtung und Scheibe bei einer nicht bündigen Anordnung ansammeln könnte.
EP2799201A1 offenbart ein Verfahren und eine Form zur Herstellung einer Scheibenanordnung, umfassend eine Scheibe und eine Dichtung, wobei die Dichtung mit einer Oberfläche der Scheibe bündig abschließen kann. Dabei wird in dem Herstellungsprozess eine dünnflüssige Zusammensetzung zur Ausbildung der Dichtung verwendet, welche in ein offenes bzw. halboffenes Werkzeug vergossen wird. Aufgrund des Einsatzes der dünnflüssigen Zusammensetzung ist ein komplexes Maschinenkonzept und ein ebenso komplexer Herstellungsprozess erforderlich.
US 5 108 526 A offenbart eine Vorrichtung für das Aufträgen eines Polymerprofils direkt auf eine umlaufende Kante eines Gegenstandes.
US 5 552 194 A offenbart eine Extrusionsdüse, ein Verfahren zum Herstellen eines Formlings auf einem plattenförmigen Gegenstand und einen plattenförmigen Gegenstand mit dem hergestellten Formling.
EP 2 794 227 B1 offenbart eine Extrusionsdüse und ein Verfahren zur Ausbringung eines kontinuierlich variablen Profilstranges.
US 5 326 592 A offenbart eine Vorrichtung für das Aufträgen einer Beschichtungslösung auf ein extrudiertes Substrat.
US 5 057 265 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Abstandhalters für eine Windschutzscheibenhalterung.
US 2015/217326 A1 offenbart eine Düse zur Dichtmittelformung, eine Vorrichtung zur Dichtmittelformung und ein Verfahren zur Dichtmittelformung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Extrusionsdüse bereitzustellen, unter deren Verwendung eine Verglasung einfach und kostengünstig hergestellt werden kann, die eine Scheibe und eine Dichtung umfasst, wobei die Dichtung mit einer Oberfläche der Scheibe bündig abschließt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Extrusionsdüse gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Erfindung betrifft auch eine Extrusionsvorrichtung, die die Extrusionsdüse umfasst, ein Verfahren zur Extrusion unter Verwendung der Extrusionsvorrichtung und die Verwendung der Extrusionsdüse zur Extrusion eines Profilstranges.
Die erfindungsgemäße Extrusionsdüse zur Ausbringung eines Profilstranges umfasst: einen Extrusionsdüsenkörper, wobei der Extrusionsdüsenkörper in einer Erstreckungsrichtung an einem ersten Ende einen Extrusionsdüsenkopf und an einem zweiten Ende ein Verbindungselement aufweist, wobei der Extrusionsdüsenkopf eine untere Oberfläche, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung angeordnet ist, und eine Einbuchtung, die in der Erstreckungsrichtung angeordnet ist und an die untere Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes angrenzt, umfasst und eine erste Extrusionsdüsenöffnung und eine zweite Extrusionsdüsenöffnung, die jeweils in einem Bereich des Extrusionsdüsenkopfes angeordnet sind, der an die Einbuchtung angrenzt, wobei die Einbuchtung, ausgehend von der ersten Extrusionsdüsenöffnung und der zweiten Extrusionsdüsenöffnung, konkav ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist die Extrusionsdüse geeignet, einen Profilstrang auszubringen. Dies bedeutet, dass in einem Extrusionsverfahren ein Polymer über die erfindungsgemäße Extrusionsdüse zu einem Profilstrang ausgebildet werden kann. Der extrudierte Profilstrang kann im Sinne der Erfindung nach dem Aushärten des Polymers als Dichtung einer Verglasung, insbesondere einer Fahrzeugverglasung, eingesetzt werden. Das Aushärten kann durch eine chemische Reaktion, die in dem ausgetragenen Polymer selbst verursacht wird, durch Absorption von Feuchtigkeit in der Luft oder durch eine physikalische Veränderung, wie z. B. eine Phasenänderung aufgrund von Abkühlen, erfolgen.
Die erfindungsgemäße Extrusionsdüse umfasst einen Extrusionsdüsenkörper, wobei der Extrusionsdüsenkörper in einer Erstreckungsrichtung an einem ersten Ende einen Extrusionsdüsenkopf und an einem zweiten Ende ein Verbindungselement aufweist. Im Sinne der Erfindung wird unter einem „Extrusionsdüsenkopf“ der Teil des Extrusionsdüsenkörpers verstanden, aus dem das Extrudat in einem Extrusionsverfahren austritt. Erfindungsgemäß sind in dem Extrusionsdüsenkopf die erste Extrusionsdüsenöffnung und die zweite Extrusionsdüsenöffnung angeordnet.
Das Verbindungselement ist nicht besonders eingeschränkt. Bevorzugt ist es zur Verbindung der Extrusionsdüse mit einem massefördernden Mittel ausgelegt. Bei der Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem massefördernden Mittel kann es sich beispielsweise um eine Schraubverbindung oder um eine Steckverbindung handeln. Der Extrusionsdüsenkörper kann fest mit dem Verbindungselement verbunden sein oder einstückig damit ausgelegt sein. Das Verbindungselement kann in Erstreckungsrichtung des Extrusionsdüsenkörpers eine Nut und einen Referenzierstift aufweisen und mittels einer Mutter an dem unten beschriebenen, optional vorhandenen Roboter befestigt sein.
Die Erstreckungsrichtung des Extrusionsdüsenkörpers ist diejenige Richtung, in die der Extrusionsdüsenkörper seine größte Ausdehnung hat. Erfindungsgemäß sind in der Erstreckungsrichtung des Extrusionsdüsenkörpers an einem ersten Ende der Extrusionsdüsenkopf und an einem zweiten Ende das Verbindungselement angeordnet. Die Erstreckungsrichtung ist bevorzugt senkrecht zu der Vorschubrichtung. Die „Vorschubrichtung“ ist die Richtung, in die die Extrusionsdüse während des Extrusionsverfahrens bewegt wird.
Erfindungsgemäß umfasst der Extrusionsdüsenkopf eine untere Oberfläche, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung angeordnet ist. Insbesondere stellt die „untere Oberfläche“ diejenige Oberfläche dar, die die Extrusionsdüse in Erstreckungsrichtung als unterste Fläche von der Umgebung abgrenzt. Im Gegensatz dazu wird die Extrusionsdüse in Erstreckungsrichtung an dem zweiten Ende von dem Verbindungselement gegenüber der Umgebung abgegrenzt.
Bevorzugt weist die untere Oberfläche in einer Draufsicht auf die untere Oberfläche eine L-Form auf. Die L-Form umfasst einen langen Schenkel und einen kurzen Schenkel. Durch die Verwendung der L-Form kann leicht ein ausreichender Kontakt zwischen der Extrusionsdüse und einer Auflage in einem Extrusionsverfahren hergestellt werden, während ein übermäßiger Kontakt vermieden werden kann. Ein übermäßiger Kontakt würde die Führung der Extrusionsdüse über die Auflage in einem Extrusionsverfahren erschweren. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der kurze Schenkel der L-Form parallel zu der Vorschubrichtung angeordnet. Weiter bevorzugt grenzt der lange Schenkel der L-Form an das unten beschriebene erste Ende der Einbuchtung an. Besonders bevorzugt grenzt die Kante des langen Schenkels, die von dem kurzen Schenkel abgewandt ist, an das unten beschriebene erste Ende der Einbuchtung an.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist angrenzend an die untere Oberfläche eine weitere Fläche angeordnet, die sich, ausgehend von der unteren Oberfläche, in Vorschubrichtung erstreckt. Diese weitere Fläche umfasst ein erstes Ende, das an die untere Oberfläche angrenzt, und ein zweites Ende, das dem ersten Ende gegenüberliegend angeordnet ist. Das zweite Ende der weiteren Fläche befindet sich in der Erstreckungsrichtung des Extrusionsdüsenkörpers bevorzugt oberhalb einer Ebene, die durch die untere Oberfläche verläuft. Dies bedeutet, dass die weitere Fläche, ausgehend von der unteren Oberfläche, keilförmig in der Erstreckungsrichtung des Extrusionsdüsenkörpers verläuft. Dadurch kann der Kontakt zwischen der Extrusionsdüse und einer Auflage in einem Extrusionsverfahren minimiert werden, was eine leichte Führung der Extrusionsdüse ermöglicht.
Gemäß der Erfindung umfasst der Extrusionsdüsenkopf eine Einbuchtung, die in der Erstreckungsrichtung des Extrusionsdüsenkörpers angeordnet ist und an die untere Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes angrenzt. Bevorzugt grenzt die Einbuchtung unmittelbar an die untere Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes an. So kann unter Verwendung der Extrusionsdüse leicht eine Dichtung erhalten werden, die bündig mit einer Oberfläche einer Scheibe abschließt. Dies bedeutet auch, dass diese Oberfläche der Scheibe als Ergebnis der Ausführung eines Extrusionsverfahrens keinen Profilstrang aufweist. Im Sinne der Erfindung ist unter einer „Einbuchtung“ eine nach innen gewölbte Form zu verstehen. Die Einbuchtung stellt eine Aussparung in dem Extrusionsdüsenkopf selbst dar und ist verschieden von den Extrusionsdüsenöffnungen. Die Einbuchtung ist geeignet, eine Scheibe kantenseitig aufzunehmen. Dies bedeutet, dass die Scheibe dann so in der Einbuchtung angeordnet ist, dass die Seitenkante der Scheibe in Richtung der Einbuchtung ausgerichtet ist. Im Sinne der Erfindung bedeutet „bündig“, dass die entsprechenden Teile in einer Ebene angeordnet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Einbuchtung in einer Draufsicht auf die Extrusionsdüse in Vorschubrichtung die Form eines Kreisbogens. So kann sie leicht eine Scheibe aufnehmen.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Einbuchtung ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Bevorzugt grenzt das erste Ende der Einbuchtung an die untere Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes an. Bevorzugt erstreckt sich ausgehend von dem zweiten Ende der Einbuchtung eine ebene Fläche in die Richtung, in die die Einbuchtung konkav ausgebildet ist. Insbesondere ist die ebene Fläche parallel zu den Oberflächen einer Scheibe, die während eines Extrusionsverfahrens in der Einbuchtung angeordnet ist. So kann besonders leicht eine Scheibe in die Einbuchtung aufgenommen und ein Profilstrang auf der Oberfläche der Scheibe ausgebracht werden, die der Oberfläche, mit der der Profilstrang bündig abschließt, gegenübersteht. Dadurch kann eine gute Abdichtung der entsprechenden Verglasung erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform stellt das erste Ende der Einbuchtung eine abschließende Kante der Extrusionsdüse dar, die in einer Draufsicht auf die Extrusionsdüse in Vorschubrichtung gegenüber der ebenen Fläche zurückversetzt ist. „Abschließende Kante“ bedeutet hier, dass diese Kante in diesem Bereich die äußerste Oberfläche der Extrusionsdüse darstellt. „Zurückversetzt“ bedeutet hier, dass die Extrusionsdüse in dem Bereich des ersten Endes der Einbuchtung eine geringere Breite als in dem Bereich der ebenen Fläche aufweist. Die Breite der Extrusionsdüse bezieht sich hier auf die Richtung, in die die Einbuchtung konkav ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Extrusionsdüsenkopf eine vordere Ausnehmung, die die Form des gewünschten Profilstranges aufweist und sich ausgehend von dem vordersten Bereich des Extrusionsdüsenkopfes in Draufsicht auf die Extrusionsdüse in Vorschubrichtung bis zu dem Bereich des Extrusionsdüsenkopfes, in dem die erste Extrusionsdüsenöffnung und die zweite Extrusionsdüsenöffnung angeordnet sind, erstreckt. So kann das austretende Extrudat leicht zu dem gewünschten Profilstrang ausgebildet werden.
Der Extrusionsdüsenkörper umfasst bevorzugt mindestens ein Metall, ausgewählt aus Eisen, Chrom, Cobalt, Nickel, Titan, Mangan, Aluminium, Niob, Wolfram, Molybdän und Vanadium. Besonders bevorzugt ist der Extrusionsdüsenkörper aus Stahl hergestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Extrusionsdüsenkörper einen temperaturstabilen Kunststoff.
Beispielsweise ist die Extrusionsdüse mit einem 3D-Druckverfahren oder mittels Spritzguss hergestellt.
Erfindungsgemäß umfasst die Extrusionsdüse eine erste Extrusionsdüsenöffnung und eine zweite Extrusionsdüsenöffnung, die jeweils in einem Bereich des Extrusionsdüsenkopfes angeordnet sind, der an die Einbuchtung angrenzt, wobei die Einbuchtung, ausgehend von der ersten Extrusionsdüsenöffnung und der zweiten Extrusionsdüsenöffnung, konkav ausgebildet ist. Solange die erste Extrusionsdüsenöffnung und die zweite Extrusionsdüsenöffnung vorhanden sind, ist die weitere Anzahl an Extrusionsdüsenöffnungen variabel und hängt von der gewünschten Form des Profilstranges ab. Dadurch, dass die erste Extrusionsdüsenöffnung und die zweite Extrusionsdüsenöffnung in diesem Bereich des Extrusionsdüsenkopfes angeordnet sind, kann ein Profilstrang einfach auf die Scheibe aufgebracht werden.
Bevorzugt sind die erste Extrusionsdüsenöffnung und die zweite Extrusionsdüsenöffnung jeweils so in dem Extrusionsdüsenkopf angeordnet, dass sie in die Richtung geöffnet sind, die der Vorschubrichtung entgegensteht. So kann leicht eine kontinuierliche Extrusion des Profilstranges mit einem gleichförmigen Profil erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Extrusionsdüsenöffnung in einem Bereich des Extrusionsdüsenkopfes angeordnet, der senkrecht zu der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes ist und an die untere Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes angrenzt. So kann leicht ein Profilstrang ausgebracht werden, der bündig mit einer Oberfläche der Scheibe abschließt.
Bevorzugt ist die zweite Extrusionsdüsenöffnung so angeordnet, dass sie in der Erstreckungsrichtung von der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes weiter als die erste Extrusionsdüsenöffnung entfernt ist. So kann leicht ein Profilstrang erhalten werden, der, neben dem bündigen Abschluss mit einer Oberfläche der Scheibe, auch an der Scheibenkante angeordnet ist. Weiter bevorzugt erstreckt sich die zweite Extrusionsdüsenöffnung in einen Bereich des Extrusionsdüsenkopfes, der, ausgehend von der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes, oberhalb der oben beschriebenen ebenen Fläche liegt. So kann leicht ein Profilstrang auf der Oberfläche der Scheibe ausgebracht werden, die der Oberfläche, mit der der Profilstrang bündig abschließt, gegenüberliegt. Dadurch kann eine gute Abdichtung der entsprechenden Verglasung erreicht werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung weisen die erste Extrusionsdüsenöffnung und die zweite Extrusionsdüsenöffnung jeweils eine minimale Öffnungsfläche von mindestens 1 mm2 auf. In einer Ausführungsform weisen die erste Extrusionsdüsenöffnung und die zweite Extrusionsdüsenöffnung jeweils eine maximale Öffnungsfläche von höchstens 100 mm2 auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Extrusionsdüse weiter einen ersten Zuführungskanal und einen zweiten Zuführungskanal.
Bevorzugt erstreckt sich der erste Zuführungskanal durch den Extrusionsdüsenkörper zu der ersten Extrusionsdüsenöffnung und der zweite Zuführungskanal durch den Extrusionsdüsenkörper zu der zweiten Extrusionsdüsenöffnung.
In einer Ausführungsform sind der erste Zuführungskanal und der zweite Zuführungskanal in dem Verbindungselement angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform weist das Verbindungselement eine Öffnung auf, die sich in den Extrusionsdüsenkörper erstreckt und sich innerhalb des Extrusionsdüsenkörpers in den ersten Zuführungskanal und in den zweiten Zuführungskanal aufteilt.
Die Form des Querschnitts des ersten Zuführungskanals und des zweiten Zuführungskanals ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise entspricht die Form des Querschnitts des ersten Zuführungskanals und des zweiten Zuführungskanals jeweils einer Kreisform.
In einer Ausführungsform weist die Extrusionsdüse eine mit der Anzahl der Extrusionsdüsenöffnungen identische Anzahl von separaten Zuführungskanälen auf, wobei insbesondere die Zuführungskanäle an einem zweiten Ende des Extrusionsdüsenkörpers den Querschnitt eines Kreises aufweisen und sich der Querschnitt entlang des Extrusionsdüsenkörpers zur Querschnittsfläche der Extrusionsdüsenöffnungen ändert.
Die Öffnungsfläche jeweils des ersten Zuführungskanals und des zweiten Zuführungskanals ist nicht besonders eingeschränkt und kann vom Fachmann, abhängig vom verwendeten Polymer und von der gewünschten Fließgeschwindigkeit, passend gewählt werden.
Die Erfindung umfasst weiter eine Extrusionsvorrichtung, umfassend die erfindungsgemäße Extrusionsdüse, ein masseförderndes Mittel, das mit der Extrusionsdüse verbunden ist, und eine Auflage, die mit der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes der Extrusionsdüse in Kontakt ist, wobei die Extrusionsvorrichtung eingerichtet ist, eine Scheibe mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und einer zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche angeordneten Seitenkante kantenseitig in der Einbuchtung des Extrusionsdüsenkopfes der Extrusionsdüse aufzunehmen, so dass die erste Oberfläche der Scheibe zu der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes bündig angeordnet ist und die Auflage mit der ersten Oberfläche der Scheibe in Kontakt ist.
Die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Extrusionsdüse beschriebenen Ausführungsformen gelten in gleicher Weise auch für die erfindungsgemäße Extrusionsvorrichtung.
Das von der Extrusionsvorrichtung umfasste massefördernde Mittel ist nicht besonders eingeschränkt, solange es geeignet ist, eine Masse, d.h. eine Polymermasse, zu befördern. Beispielsweise kann das massefördernde Mittel ein Extruder, ein Kolbendosierer oder eine Zahnradpumpe sein. Entsprechende Mittel sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.
Gemäß der Erfindung ist das massefördernde Mittel mit der Extrusionsdüse verbunden. Bevorzugt ist das massefördernde Mittel mit der Extrusionsdüse über das oben beschriebene Verbindungselement verbunden.
Erfindungsgemäß ist die Extrusionsvorrichtung eingerichtet, eine Scheibe mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und einer zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche angeordneten Seitenkante kantenseitig in der Einbuchtung des Extrusionsdüsenkopfes aufzunehmen, so dass die erste Oberfläche der Scheibe zu der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes bündig angeordnet ist und die Auflage mit der ersten Oberfläche der Scheibe in Kontakt ist. Durch die bündige Anordnung der ersten Oberfläche der Scheibe zu der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes und der Verwendung der Auflage, die mit der ersten Oberfläche der Scheibe und mit der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes in Kontakt ist, kann ein Profilstrang ausgebildet werden, der bündig mit der ersten Oberfläche der Scheibe abschließt.
Bevorzugt sind die Extrusionsdüse und die Scheibe voneinander beabstandet. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen Extrusionsdüse und Scheibe mindestens 0,1 mm. So können leicht Kratzer auf der Scheibe und ein Verschleißen der Extrusionsdüse vermieden werden. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen Extrusionsdüse und Scheibe höchstens 0,4 mm. Bei einem größeren Abstand können ein übermäßiger Materialaustritt an diesem Spalt und Querschnittsveränderungen des Profilstranges auftreten. Der Abstand wird bevorzugt über ein Führungsrad eingestellt, das bevorzugt an dem untengenannten Roboter angeordnet ist. Das Führungsrad ist bevorzugt während des gesamten Extrusionsverfahrens in Kontakt mit der Scheibe. Dadurch kann leicht der gewünschte Abstand zwischen Extrusionsdüse und Scheibe gewährleistet werden.
Die Scheibe, die in der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung angeordnet werden kann, umfasst eine erste Oberfläche, eine zweite Oberfläche und eine zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche angeordnete Seitenkante. Die Scheibe ist bevorzugt aus Glas gefertigt, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheibe kann aber auch aus einer anderen Glassorte gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Alumino-Silikat-Glas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat.
Die Dicke der Scheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Falls die Scheibe als monolithische Scheibe ausgebildet ist, weist sie bevorzugt eine Dicke von 0,5 mm bis 5 mm auf, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm, ganz besonders bevorzugt von 1 ,6 mm bis 2,1 mm.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Scheibe eine Verbundscheibe, die mindestens in der folgenden Reihenfolge umfasst: eine Außenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, eine thermoplastische Zwischenschicht und eine Innenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, wobei die Außenfläche der Außenscheibe der ersten Oberfläche der Scheibe entspricht.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen, wie oben beschrieben, jeweils eine außenseitige Oberfläche, d.h. eine Außenfläche, und eine innenraumseitige Oberfläche, d.h. eine Innenfläche, auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkante. Mit Außenfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit Innenfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die Innenfläche der Außenscheibe und die Außenfläche der Innenscheibe sind in der Verbundscheibe einander zugewandt.
Die Oberflächen der Verbundscheibe werden typischerweise wie folgt bezeichnet:
Die Außenfläche der Außenscheibe wird als Seite I bezeichnet. Die Innenfläche der Außenscheibe wird als Seite II bezeichnet. Die Außenfläche der Innenscheibe wird als Seite III bezeichnet. Die Innenfläche der Innenscheibe wird als Seite IV bezeichnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht die Außenfläche der Außenscheibe der ersten Oberfläche der Scheibe. Dadurch kann ein Profilstrang hergestellt werden, der mit der Außenfläche der Außenscheibe bündig abschließt.
Ist die Verbundscheibe dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes einen Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so wird mit Innenscheibe im Sinne der Erfindung die dem Innenraum (Fahrzeuginnenraum) zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Alumino- Silikat-Glas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Scheiben können klar oder auch getönt oder gefärbt sein. Sofern die Verbundscheibe als Windschutzscheibe verwendet wird, sollten die Außenscheibe und die Innenscheibe im zentralen Sichtbereich eine ausreichende Lichttransmission aufweisen, bevorzugt mindestens 70 % im Haupt-Durchsichtbereich A gemäß ECE-R43. Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt gebogen, das heißt sie weisen eine Krümmung auf.
Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen bevorzugt jeweils eine Dicke von 0,5 mm bis 5 mm auf, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm, ganz besonders bevorzugt von 1 ,6 mm bis 2,1 mm. Beispielsweise weist die Außenscheibe eine Dicke von 2,1 mm auf und die Innenscheibe eine Dicke von 1 ,6 mm auf. Es kann sich bei der Außenscheibe oder insbesondere der Innenscheibe aber auch um Dünnglas mit einer Dicke von beispielsweise 0,55 mm handeln.
Die Verbundscheibe umfasst eine thermoplastische Zwischenschicht. Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), thermoplastisches Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere, beispielsweise Blockcopolymere, oder Derivate davon, besonders bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), ganz besonders bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher.
Die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm, beispielsweise 0,38 mm oder 0,76 mm.
Erfindungsgemäß umfasst die Extrusionsvorrichtung eine Auflage, die mit der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes in Kontakt ist. Weiterhin ist, wenn eine Scheibe mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und einer zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche angeordneten Seitenkante kantenseitig in der Einbuchtung des Extrusionsdüsenkopfes der Extrusionsdüse angeordnet ist, die Auflage mit der ersten Oberfläche der Scheibe in Kontakt. Die Auflage ist nicht besonders eingeschränkt, solange sie geeignet ist, die Scheibe zu stützen und/oder zu befestigen. Dem Fachmann bekannte Auflagen können verwendet werden. Bevorzugt umfasst die Auflage einen Tisch. Weiter bevorzugt ist auf dem Tisch ein Gestell angeordnet, das zu einer Aufnahme einer Scheibe geeignet ist. Besonders bevorzugt weist das Gestell in dem Kontaktbereich zur Scheibe eine Krümmung auf, die der Krümmung der Scheibe entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Auflage eine Schicht aus einem elastischen Material, wobei die Schicht aus einem elastischen Material mit der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes in Kontakt ist und, wenn eine Scheibe mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und einer zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche angeordneten Seitenkante kantenseitig in der Einbuchtung des Extrusionsdüsenkopfes der Extrusionsdüse angeordnet ist, die Schicht aus einem elastischen Material mit der ersten Oberfläche der Scheibe in Kontakt ist. Diese Schicht aus einem elastischen Material dient zum einen als Puffer zwischen der Scheibe und weiteren Bestandteilen der Auflage, wie z.B. dem Tisch oder dem Gestell. Zum anderen ermöglicht die Schicht aus einem elastischen Material eine gute Abdichtung im Bereich des Kontaktes mit der ersten Oberfläche der Scheibe und mit der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes. Insbesondere wird in dieser Ausführungsform der Kontakt zwischen der Schicht aus einem elastischen Material und der ersten Oberfläche der Scheibe bzw. der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes während der gesamten Ausbringung des Profilstranges in einem Extrusionsverfahren aufrechterhalten, so dass leicht ein Profilstrang hergestellt werden kann, der im gesamten Bereich, in dem er auf die Scheibe ausgebracht wurde, bündig mit der ersten Oberfläche der Scheibe abschließt.
Das elastische Material der Schicht aus einem elastischen Material ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise kann das elastische Material mindestens eines aus Silikon, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), einem thermoplastischen Elastomer (TPE), wie TPV (thermoplastisches Vulkanisat) oder TPS (thermoplastisches Styrol- Blockcopolymer), und Polytetrafluoroethylen (PTFE) umfassen oder daraus bestehen. PTFE kann beispielsweise eine Außenschicht der Schicht aus einem elastischen Material darstellen, wobei die Außenschicht mit der ersten Oberfläche der Scheibe und mit der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes in Kontakt ist.
Bevorzugt umfasst die Auflage den obengenannten Tisch, das obengenannte Gestell und die obengenannte Schicht aus einem elastischen Material. Weiter bevorzugt ist die Schicht aus einem elastischen Material mindestens in dem Bereich der Seitenkante der Scheibe auf dem Gestell angeordnet. Noch weiter bevorzugt erstreckt sich die Schicht aus einem elastischen Material von diesem Bereich aus weiter entlang der ersten Oberfläche der Scheibe und entlang der unteren Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes, bevorzugt um jeweils mindestens 9 mm, weiter bevorzugt um jeweils mindestens 10 mm, in beide Richtungen, ausgehend von der Seitenkante der Scheibe. Die Extrusionsvorrichtung umfasst bevorzugt einen Roboter zum Halten (und Führen) der Extrusionsdüse. Weiter kann eine Steuerung, insbesondere Regelung, einer Fördermenge des Polymers vorgesehen sein, welches extrudiert wird. Weiterhin kann ein Sensor zur Erfassung einer Position und/oder Orientierung der Scheibe und/oder Bestandteile derselben vorgesehen sein.
In einer Ausführungsform umfasst die Extrusionsvorrichtung ein Ausgleichsmittel, das zwischen dem bevorzugt vorhandenen Roboter und der Extrusionsdüse angeordnet ist. Das Ausgleichsmittel ist geeignet, Wegunterschiede zwischen Roboter und Extrusionsdüse, die durch eventuell vorhandene Biegetoleranzen in der Scheibe, falls die Scheibe gekrümmt ist, verursacht werden, auszugleichen. Das Ausgleichsmittel kann beispielsweise eine Feder sein oder ein Mittel, das über Druckluft gesteuert wird.
Mit der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung kann eine Verglasung, bevorzugt eine Fahrzeugverglasung, insbesondere Windschutzscheibe, oder eine Gebäudeverglasung, hergestellt werden, die eine Scheibe mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und einer zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche angeordneten Seitenkante und einen Profilstrang umfasst, wobei der Profilstrang an der Seitenkante der Scheibe und auf der zweiten Oberfläche der Scheibe angeordnet ist und wobei der Profilstrang bündig zu der ersten Oberfläche der Scheibe ist. In einer Ausführungsform umfasst der Profilstrang eine Lippe, die auf der Höhe der zweiten Oberfläche der Scheibe, von der Scheibe wegweisend, angeordnet ist. Die Dichtung der Verglasung wird schließlich durch das Aushärten des Polymers, das den extrudierten Profilstrang bildet, erhalten.
Die Erfindung umfasst weiter ein Verfahren zur kontinuierlichen Extrusion eines Profilstranges auf eine Scheibe, umfassend mindestens
Bereitstellen der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung,
Bereitstellen einer Scheibe mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und einer zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche angeordneten Seitenkante, und
Aufbringen eines Polymers über die Extrusionsdüse der Extrusionsvorrichtung an der Seitenkante der Scheibe und auf der zweiten Oberfläche der Scheibe.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird hier auch als „Extrusionsverfahren“ bezeichnet. Erfindungsgemäß erfolgt die Extrusion kontinuierlich. Dies bedeutet, dass die Extrusionsdüse während des Verfahrens in eine Vorschubrichtung bewegt wird, wodurch der Profilstrang ausgebildet wird. Während der Profilstrang entlang der Seitenkante der Scheibe und auf der zweiten Oberfläche der Scheibe mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet wird, werden die Eckengeometrien der erzielten Dichtung bevorzugt mittels eines nachgelagerten Prozessschritts per Eckeneinspritzung realisiert.
Die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Extrusionsdüse und der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung beschriebenen Ausführungsformen gelten in gleicher Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren. Dies schließt auch die Ausführungsformen des Profilstranges und der Scheibe ein.
Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Polymer ist nicht besonders eingeschränkt, solange es für Extrusion verwendet werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Polymer mindestens eines aus Polyurethan, Polyolefin wie Polyethylen und Polypropylen, Polysulfid, Polyepoxid, Naturkautschuk, Nitrilkautschuk (NBR), Styrol-Butadien-Kautschuk, Ethylen-Propylen- Dien-Kautschuk (EPDM), RTV (raumtemperaturvernetzenden)-Silikonkautschuk, HTV (hochtemperaturvernetzenden)-Silikonkautschuk, peroxidischvernetzenden
Silikonkautschuk, additionsvernetzenden Silikonkautschuk, Polyacrylat, silanmodifiziertem Polymer und thermoplastischem Elastomer (TPE).
Ein silanmodifiziertes Polymer ist aus einer Polymerkette, einer Verbindungsgruppe und einer hydrolysierbaren Silan-Einheit aufgebaut. Bevorzugt ist die Polymerkette eines aus einem Polyetherpolyol, einem Polyester, einem Polycarbonat, einem Polyacrylat, einem Polyolefin und einem Polyurethan. Die Verbindungsgruppe ist bevorzugt eine aus einem Carbamat, einer Alkylgruppe und einer Harnstoffgruppe. Das vernetzbare Silan ist bevorzugt eine Dimethoxymethylsilyl-Gruppe oder eine Trimethoxysilyl-Gruppe.
Das thermoplastische Elastomer (TPE) umfasst bevorzugt mindestens eines aus TPO (thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis), wie beispielsweise Polypropylen (PP) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), TPV (thermoplastisches Vulkanisat), TPU (thermoplastisches Elastomer auf Urethanbasis) und TPS (thermoplastisches Styrol-Blockcopolymer), wie beispielsweise ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer (SBS). Bevorzugt ist das Polymer ein thermoplastisches Elastomer. Weiter bevorzugt umfasst das thermoplastische Elastomer Polypropylen und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (PP/EPDM). Durch die Verwendung eines solchen Polymers in dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Dichtung, die bündig mit einer Oberfläche einer Scheibe abschließt, einfach und kostengünstig hergestellt werden.
Die Erfindung umfasst weiter die Verwendung der erfindungsgemäßen Extrusionsdüse zur Extrusion eines Profilstranges auf einer Scheibe zur Herstellung einer Fahrzeugverglasung oder einer Gebäudeverglasung. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Fahrzeugverglasung eine Windschutzscheibe.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnungen schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Extrusionsdüse 1,
Fig. 2 eine weitere Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Extrusionsdüse 1 ,
Fig. 3 eine weitere Ansicht der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Extrusionsdüse 1 ,
Fig. 4 eine Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung 100,
Fig. 5 eine weitere Ansicht der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung 100, Fig. 6 eine Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur kontinuierlichen Extrusion eines Profilstranges auf eine Scheibe 200 und
Fig. 7 eine Ansicht einer Verglasung 400, die mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen Ansichten einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Extrusionsdüse 1. Die Extrusionsdüse 1 umfasst einen Extrusionsdüsenkörper 2, wobei der Extrusionsdüsenkörper 2 in einer Erstreckungsrichtung X an einem ersten Ende 2a einen Extrusionsdüsenkopf 3 und an einem zweiten Ende ein Verbindungselement (nicht gezeigt) aufweist, wobei der Extrusionsdüsenkopf 3 eine untere Oberfläche 4, die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung X angeordnet ist, und eine Einbuchtung 5, die in der Erstreckungsrichtung X angeordnet ist und an die untere Oberfläche 4 des Extrusionsdüsenkopfes 3 angrenzt, umfasst und eine erste Extrusionsdüsenöffnung 6 und eine zweite Extrusionsdüsenöffnung 7, die jeweils in einem Bereich des Extrusionsdüsenkopfes 3 angeordnet sind, der an die Einbuchtung 5 angrenzt, wobei die Einbuchtung 5, ausgehend von der ersten Extrusionsdüsenöffnung 6 und der zweiten Extrusionsdüsenöffnung 7, konkav ausgebildet ist.
Die Einbuchtung 5 umfasst in einer Draufsicht auf die Extrusionsdüse 1 in Vorschubrichtung V die Form eines Kreisbogens. Die Einbuchtung 5 weist ein erstes Ende 5a und ein zweites Ende 5b auf, wobei das erste Ende 5a der Einbuchtung 5 an die untere Oberfläche 4 des Extrusionsdüsenkopfes 3 angrenzt und sich ausgehend von dem zweiten Ende 5b der Einbuchtung 5 eine ebene Fläche 8 in die Richtung erstreckt, in die die Einbuchtung 5 konkav ausgebildet ist.
Die untere Oberfläche 4 weist, wie in Figur 3 gezeigt, in einer Draufsicht auf die Extrusionsdüse 1 von unten eine L-Form auf. Die L-Form umfasst einen langen Schenkel und einen kurzen Schenkel. Der kurze Schenkel ist parallel zu der Vorschubrichtung V angeordnet. Der lange Schenkel grenzt an das erste Ende 5a der Einbuchtung 5 an.
Angrenzend an die untere Oberfläche 4 ist eine weitere Fläche 11 angeordnet, die sich, ausgehend von der unteren Oberfläche 4, in Vorschubrichtung V erstreckt. Diese weitere Fläche 11 umfasst ein erstes Ende 11a, das an die untere Oberfläche 4 angrenzt, und ein zweites Ende 11 b, das dem ersten Ende 11 a gegenüberliegend angeordnet ist. Das zweite Ende 11 b der weiteren Fläche 11 befindet sich in der Erstreckungsrichtung X des Extrusionsdüsenkörpers 2 oberhalb einer Ebene, die durch die untere Oberfläche 4 verläuft. Dies bedeutet, dass die weitere Fläche 11 , ausgehend von der unteren Oberfläche 4, keilförmig in der Erstreckungsrichtung X verläuft. Die in der Figur 3 gezeigte gestrichelte Linie deutet den Verlauf der Seitenkante S der Scheibe in einem Extrusionsverfahren an. Die Extrusionsdüse 1 und die Seitenkante S der Scheibe sind voneinander beabstandet. Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen Extrusionsdüse 1 und Seitenkante S der Scheibe mindestens 0, 1 mm.
Die erste Extrusionsdüsenöffnung 6 ist in einem Bereich des Extrusionsdüsenkopfes 3 angeordnet, der senkrecht zu der unteren Oberfläche 4 des Extrusionsdüsenkopfes 3 ist und an die untere Oberfläche 4 des Extrusionsdüsenkopfes 3 angrenzt.
Die zweite Extrusionsdüsenöffnung 7 ist so angeordnet, dass sie in der Erstreckungsrichtung X von der unteren Oberfläche 4 des Extrusionsdüsenkopfes 3 weiter als die erste Extrusionsdüsenöffnung 6 entfernt ist. Die zweite Extrusionsdüsenöffnung 7 erstreckt sich in einen Bereich des Extrusionsdüsenkopfes 3, der, ausgehend von der unteren Oberfläche 4 des Extrusionsdüsenkopfes 3, oberhalb der ebenen Fläche 8 liegt.
Die Extrusionsdüse 1 umfasst weiter einen ersten Zuführungskanal 9 und einen zweiten Zuführungskanal 10. Der erste Zuführungskanal 9 erstreckt sich durch den Extrusionsdüsenkörper 2 zu der ersten Extrusionsdüsenöffnung 6 und der zweite Zuführungskanal 10 durch den Extrusionsdüsenkörper 2 zu der zweiten Extrusionsdüsenöffnung 7.
Die erste Extrusionsdüsenöffnung 6 und die zweite Extrusionsdüsenöffnung 7 sind so in dem Extrusionsdüsenkopf 3 angeordnet, dass sie in die Richtung geöffnet sind, die der Vorschubrichtung V entgegensteht.
Die Figuren 4 und 5 zeigen Ansichten einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung 100 in Vorschubrichtung. Insbesondere zeigt die Figur 4 die Ausführungsform der Extrusionsvorrichtung 100, bevor das Polymer bzw. das Extrudat durch die erste Extrusionsdüsenöffnung 6 und die zweite Extrusionsdüsenöffnung 7 austritt. Die Figur 5 hingegen zeigt die Ausführungsform der Extrusionsvorrichtung 100 zu dem Zeitpunkt, zu dem Extrudat bereits aus der ersten Extrusionsdüsenöffnung 6 und der zweiten Extrusionsdüsenöffnung 7 ausgetreten ist und der Profilstrang entsprechend ausgebildet wird. Zur einfacheren Darstellung sind das zweite Ende des Extrusionsdüsenkörpers mit dem Verbindungselement und das massefördernde Mittel nicht gezeigt.
Die Extrusionsvorrichtung 100 umfasst die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Extrusionsdüse 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, ein masseförderndes Mittel (nicht gezeigt), das mit der Extrusionsdüse 1 verbunden ist, und eine Auflage 101 , die mit der unteren Oberfläche 4 des Extrusionsdüsenkopfes 3 in Kontakt ist. Eine Scheibe mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und einer zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche angeordneten Seitenkante ist kantenseitig in der Einbuchtung 5 des Extrusionsdüsenkopfes 3 angeordnet. Die erste Oberfläche der Scheibe ist zu der unteren Oberfläche 4 des Extrusionsdüsenkopfes 3 bündig angeordnet. Die Auflage 101 ist mit der ersten Oberfläche der Scheibe in Kontakt.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Scheibe eine Verbundscheibe 300, die in der folgenden Reihenfolge umfasst: eine Außenscheibe 301 mit einer Außenfläche I und einer Innenfläche I I , eine thermoplastische Zwischenschicht 302 und eine Innenscheibe 303 mit einer Außenfläche I I I und einer Innenfläche IV, wobei die Außenfläche I der Außenscheibe 301 der ersten Oberfläche der Scheibe entspricht. Dementsprechend ist die Außenfläche I der Außenscheibe 301 mit der Auflage 101 in Kontakt und zu der unteren Oberfläche 4 des Extrusionsdüsenkopfes 3 bündig angeordnet.
Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen Extrusionsdüse 1 und Scheibe mindestens 0, 1 mm. Insbesondere befindet sich zwischen der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausführungsform ein Spalt zwischen Innenfläche IV der Innenscheibe 303 und der Extrusionsdüse 1 und der Seitenkante der Scheibe und der Extrusionsdüse 1.
Bevorzugt ist das massefördernde Mittel (nicht gezeigt) mit der Extrusionsdüse 1 über das Verbindungselement (nicht gezeigt) verbunden.
Figur 6 zeigt eine Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur kontinuierlichen Extrusion eines Profilstranges auf eine Scheibe 200. Das erfindungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen Extrusion eines Profilstranges auf eine Scheibe 200 umfasst mindestens Bereitstellen der erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung 100,
Bereitstellen einer Scheibe 200 mit einer ersten Oberfläche 201 , einer zweiten Oberfläche 202 und einer zwischen der ersten Oberfläche 201 und der zweiten Oberfläche 202 angeordneten Seitenkante 203, und
Aufbringen eines Polymers über die Extrusionsdüse 1 der Extrusionsvorrichtung 100 an der Seitenkante 203 der Scheibe 200 und auf der zweiten Oberfläche 202 der Scheibe 200.
Zur einfacheren Darstellung sind das zweite Ende des Extrusionsdüsenkörpers mit dem Verbindungselement und das massefördernde Mittel nicht gezeigt.
Die Extrusionsdüse 1 wird während des Verfahrens in eine Vorschubrichtung V bewegt, wodurch der Profilstrang ausgebildet wird.
Figur 7 zeigt eine Ansicht einer Verglasung 400, die mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann. Die Verglasung 400 umfasst eine Verbundscheibe 300, die in der folgenden Reihenfolge umfasst: eine Außenscheibe 301 mit einer Außenfläche I und einer Innenfläche I I , eine thermoplastische Zwischenschicht 302 und eine Innenscheibe 303 mit einer Außenfläche I I I und einer Innenfläche IV, und einen Profilstrang 401 , angeordnet an der Seitenkante 304 der Verbundscheibe 300 und auf der Innenfläche IV der Innenscheibe 303, wobei der Profilstrang 401 bündig zu der Außenfläche I der Außenscheibe 301 ist.
Bezugszeichenliste
1 Extrusionsdüse
2 Extrusionsdüsenkörper
2a erstes Ende des Extrusionsdüsenkörpers
3 Extrusionsdüsenkopf
4 untere Oberfläche des Extrusionsdüsenkopfes
5 Einbuchtung
5a erstes Ende der Einbuchtung
5b zweites Ende der Einbuchtung
6 erste Extrusionsdüsenöffnung
7 zweite Extrusionsdüsenöffnung
8 ebene Fläche
9 erster Zuführungskanal
10 zweiter Zuführungskanal
11 weitere Fläche
11a erstes Ende der weiteren Fläche
11 b zweites Ende der weiteren Fläche
100 Extrusionsvorrichtung
101 Auflage
200 Scheibe
201 erste Oberfläche
202 zweite Oberfläche
203 Seitenkante
300 Verbundscheibe
301 Außenscheibe 302 thermoplastische Zwischenschicht
303 Innenscheibe
304 Seitenkante
I Außenfläche der Außenscheibe
II Innenfläche der Außenscheibe
III Außenfläche der Innenscheibe
IV Innenfläche der Innenscheibe
400 Verglasung
401 Profilstrang
S Seitenkante der Scheibe
V Vorschubrichtung
X Erstreckungsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Extrusionsdüse (1) zur Ausbringung eines Profilstranges, umfassend: einen Extrusionsdüsenkörper (2), wobei der Extrusionsdüsenkörper (2) in einer Erstreckungsrichtung (X) an einem ersten Ende (2a) einen Extrusionsdüsenkopf (3) und an einem zweiten Ende ein Verbindungselement aufweist, wobei der Extrusionsdüsenkopf (3) eine untere Oberfläche (4), die senkrecht zu der Erstreckungsrichtung (X) angeordnet ist, und eine Einbuchtung (5), die in der Erstreckungsrichtung (X) angeordnet ist und an die untere Oberfläche (4) des Extrusionsdüsenkopfes (3) angrenzt, umfasst und eine erste Extrusionsdüsenöffnung (6) und eine zweite Extrusionsdüsenöffnung (7), die jeweils in einem Bereich des Extrusionsdüsenkopfes (3) angeordnet sind, der an die Einbuchtung (5) angrenzt, wobei die Einbuchtung (5), ausgehend von der ersten Extrusionsdüsenöffnung (6) und der zweiten Extrusionsdüsenöffnung (7), konkav ausgebildet ist.
2. Extrusionsdüse (1) nach Anspruch 1 , wobei die Einbuchtung (5) in einer Draufsicht auf die Extrusionsdüse (1) in Vorschubrichtung (V) die Form eines Kreisbogens umfasst.
3. Extrusionsdüse (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einbuchtung (5) ein erstes Ende (5a) und ein zweites Ende (5b) aufweist, wobei das erste Ende (5a) der Einbuchtung (5) an die untere Oberfläche (4) des Extrusionsdüsenkopfes (3) angrenzt und sich ausgehend von dem zweiten Ende (5b) der Einbuchtung (5) eine ebene Fläche (8) in die Richtung erstreckt, in die die Einbuchtung (5) konkav ausgebildet ist.
4. Extrusionsdüse (1) nach Anspruch 3, wobei das erste Ende (5a) der Einbuchtung (5) eine abschließende Kante der Extrusionsdüse (1) darstellt, die in einer Draufsicht auf die Extrusionsdüse (1) in Vorschubrichtung (V) gegenüber der ebenen Fläche (8) zurückversetzt ist.
5. Extrusionsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Extrusionsdüsenöffnung (6) in einem Bereich des Extrusionsdüsenkopfes (3) angeordnet ist, der senkrecht zu der unteren Oberfläche (4) des Extrusionsdüsenkopfes (3) ist und an die untere Oberfläche (4) des Extrusionsdüsenkopfes (3) angrenzt.
6. Extrusionsdüse (1) nach Anspruch 5, wobei die zweite Extrusionsdüsenöffnung (7) so angeordnet ist, dass sie in der Erstreckungsrichtung (X) von der unteren Oberfläche (4) des Extrusionsdüsenkopfes (3) weiter als die erste Extrusionsdüsenöffnung (6) entfernt ist.
7. Extrusionsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die untere Oberfläche (4) in einer Draufsicht auf die untere Oberfläche (4) eine L-Form aufweist.
8. Extrusionsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei, angrenzend an die untere Oberfläche (4), eine weitere Fläche (11) angeordnet ist, die sich, ausgehend von der unteren Oberfläche (4), in Vorschubrichtung (V) erstreckt, wobei die weitere Fläche (11) ein erstes Ende (11a), das an die untere Oberfläche (4) angrenzt, und ein zweites Ende (11 b), das dem ersten Ende (11a) gegenüberliegend angeordnet ist, umfasst, wobei sich das zweite Ende (11b) der weiteren Fläche (11) in der Erstreckungsrichtung (X) des Extrusionsdüsenkörpers (2) oberhalb einer Ebene, die durch die untere Oberfläche (4) verläuft, befindet.
9. Extrusionsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste Extrusionsdüsenöffnung (6) und die zweite Extrusionsdüsenöffnung (7) so in dem Extrusionsdüsenkopf (3) angeordnet sind, dass sie in die Richtung geöffnet sind, die der Vorschubrichtung (V) entgegensteht.
10. Extrusionsvorrichtung (100), umfassend die Extrusionsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ein masseförderndes Mittel, das mit der Extrusionsdüse (1) verbunden ist, und eine Auflage (101), die mit der unteren Oberfläche (4) des Extrusionsdüsenkopfes (3) der Extrusionsdüse (1) in Kontakt ist, wobei die Extrusionsvorrichtung (100) eingerichtet ist, eine Scheibe (200) mit einer ersten Oberfläche (201), einer zweiten Oberfläche (202) und einer zwischen der ersten Oberfläche (201) und der zweiten Oberfläche (202) angeordneten Seitenkante (203) kantenseitig in der Einbuchtung (5) des Extrusionsdüsenkopfes (3) der Extrusionsdüse (1) aufzunehmen, so dass die erste Oberfläche (201) der Scheibe (200) zu der unteren Oberfläche (4) des Extrusionsdüsenkopfes (3) bündig angeordnet ist und die Auflage (101) mit der ersten Oberfläche (201) der Scheibe (200) in Kontakt ist.
11. Extrusionsvorrichtung (100) nach Anspruch 10, wobei die Scheibe (200) eine Verbundscheibe (300) ist, die mindestens in der folgenden Reihenfolge umfasst: eine Außenscheibe (301) mit einer Außenfläche (I) und einer Innenfläche (II), eine thermoplastische Zwischenschicht (302) und eine Innenscheibe (303) mit einer Außenfläche (III) und einer Innenfläche (IV), wobei die Außenfläche (I) der Außenscheibe (301) der ersten Oberfläche (201) der Scheibe (200) entspricht.
12. Extrusionsvorrichtung (100) nach Anspruch 10 oder 11 , wobei die Auflage (101) eine Schicht aus einem elastischen Material umfasst, wobei die Schicht aus einem elastischen Material mit der unteren Oberfläche (4) des Extrusionsdüsenkopfes (3) in Kontakt ist und, wenn eine Scheibe (200) mit einer ersten Oberfläche (201), einer zweiten Oberfläche (202) und einer zwischen der ersten Oberfläche (201) und der zweiten Oberfläche (202) angeordneten Seitenkante (203) kantenseitig in der Einbuchtung (5) des Extrusionsdüsenkopfes (3) der Extrusionsdüse (1) angeordnet ist, die Schicht aus einem elastischen Material mit der ersten Oberfläche (201) der Scheibe (200) in Kontakt ist.
13. Verfahren zur kontinuierlichen Extrusion eines Profilstranges auf eine Scheibe (200), umfassend mindestens
Bereitstellen der Extrusionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
Bereitstellen einer Scheibe (200) mit einer ersten Oberfläche (201), einer zweiten Oberfläche (202) und einer zwischen der ersten Oberfläche (201) und der zweiten Oberfläche (202) angeordneten Seitenkante (203), und Aufbringen eines Polymers über die Extrusionsdüse (1) der Extrusionsvorrichtung (100) an der Seitenkante (203) der Scheibe (200) und auf der zweiten Oberfläche (202) der Scheibe (200).
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Polymer ein thermoplastisches
Elastomer ist.
15. Verwendung der Extrusionsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Extrusion eines Profilstranges auf einer Scheibe (200) zur Herstellung einer Fahrzeugverglasung, insbesondere einer Windschutzscheibe, oder einer Gebäudeverglasung.
PCT/EP2024/070267 2023-08-30 2024-07-17 Extrusionsdüse und verfahren zur ausbringung eines profilstranges WO2025045443A1 (de)

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Citations (9)

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