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Dokumentenidentifikation DE19521026A1 21.12.1995
Titel Spritzwerkzeug zur Herstellung einer mehrschichtigen Blasfolie
Anmelder Barmag AG, 42897 Remscheid, DE
Erfinder Hessenbruch, Rolf, 42855 Remscheid, DE
DE-Anmeldedatum 13.06.1995
DE-Aktenzeichen 19521026
Offenlegungstag 21.12.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.12.1995
IPC-Hauptklasse B29C 49/06
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Spritzwerkzeug (1) zur Herstellung mehrschichtiger Blasfolien aus thermoplastischen Kunststoffen, bei dem Schmelzeströme in konzentrischen Schmelzekanälen (3) zu einem gemeinsamen Austrittsdüsenspalt (6) geführt werden. Zum Zentrieren der Ringelemente (2) im Spritzwerkzeug (1) wird vorgeschlagen, im Bereich des Passungssitzes der Fußabschnitte der Ringelemente (2) radiale Zentrierelemente (11, 18) anzuordnen, die mit geringem Spiel zur umschreibenden Kreiszylinderfläche (20) in radiale Ausnehmungen der äußeren Mantelflächen der Ringelemente (2) eingesetzt sind und deren Werkstoff einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten hat als der Werkstoff der Ringelemente (2).

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Spritzwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 4,182,603 bekannt.

Es ist bekannt, daß die Montage der Ringelemente der bekannten, mehrere konzentrische Ringschlitzkanäle aufweisenden Spritzwerkzeuge für Blasfolien im Passungsbereich der Fußabschnitte der Ringelemente Spaltbreiten in einer Größenordnung von ca. 150 bis 200 µm erfordert. Dies kann dazu führen, daß die beispielsweise auf 700 µm festgelegte Spaltweite eines Schmelzespalts sich einseitig auf 500 bis 550 µm bzw. 850 bis 900 µm, d. h. auf einen Spaltweitenunterschied von bis zu 300 bzw. 400 µm verändern kann. Daraus ergibt sich das Problem einer werkzeugbedingten schlechten Folienqualität, zumal sich zufallsbedingt die in den einzelnen Schichten auftretenden Dickenabweichungen auch summieren können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um eine hohe Gleichmäßigkeit der Spaltweiten auf dem Umfang des Spritzwerkzeugs sicherzustellen. Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei einer besonderen Ausführung kann das einzelne Ringelement mindestens drei an seiner äußeren Mantelfläche auf dem Umfang verteilte, in hierzu in regelmäßigem Winkelabstand vorgesehene Bohrungen eingesetzte Zentrierelemente in Form von Stopfen aufweisen.

Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung ist im Bereich der Fußabschnitte der einzelnen Ringelemente, d. h. in der Regel im Bereich der Passungssitze, eine Ringnut vorgesehen, in die ein bevorzugt aus Messing bestehender Zentrierring eingepaßt ist. Der Zentrierring kann vorteilhaft im Bereich der Dichtfläche, d. h. seines Außenumfangs, verformbar sein. Zur Erleichterung des Einbaues ist bei Verwendung von Zentrierringen aus einem Stück die den Zentrierring aufnehmende Ringnut hin bevorzugt offen, d. h. das stromaufwärtige Fußende des Ringelements weist einen kurzen kreiszylindrischen Ansatz mit dem Innendurchmesser des Zentrierringes als Außendurchmesser auf. Dabei kann der Zentrierring gegen axiales Verschieben durch an sich bekannte Sicherungselemente, wie Sprengring etc. abgesichert werden. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführung mit axial beidseitig begrenzter Nut und mit Zentrierringen, die aus zwei oder mehr, vorzugsweise jedoch nicht mehr als drei Ringabschnitten zusammengesetzt sind.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist in der äußeren Umfangsfläche des - einteiligen oder zusammengesetzten - Zentrierrings eine radiale Nut vorgesehen, in die ein Dichtring eingesetzt ist, dessen Werkstoff bei den beim Folienblasverfahren vorliegenden Druck- und Temperaturverhältnissen noch ausreichend formstabil ist. Werkstoffe hierfür stehen zur Verfügung.

Bevorzugt bestehen die Zentrierelemente mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der größer ist als der der Ringelemente, aus Messing.

Ein während des Betriebes sicherer und insbesondere spielfreier Sitz der konzentrisch ineinander angeordneten, zwischen sich die ringförmigen Schmelzekanäle bildenden Ringelemente wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß die Zentrierelemente nach dem Einsetzen in die äußeren Mantelflächen der Fußabschnitte der Ringelemente auf ein Durchmessermaß derart bearbeitet, vorzugsweise abgedreht und abgeschliffen werden, daß zwischen der die Oberflächen der Zentrierelemente umschreibenden Kreiszylinderfläche und der Innenfläche des benachbarten Ringelementes eine Spaltweite vorliegt, die dem Maß der radialen Ausdehnung der Zentrierelemente entspricht. Bei ihrer Fertigung aus Messing ist dies beispielsweise im kalten Zustand einer Spaltweite von höchstens 40 µm, vorzugsweise jedoch weniger. Anhand der in der beigegebenen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 durch die Achse des Blasfolienspritzwerkzeugs geführter senkrechter Schnitt, Fragment;

Fig. 2 Fragment eines in einer Normalebene geführten Schnitts durch ein Ringelement;

Fig. 3A Seitenansicht (Fragment) einer Ausführung mit stopfenförmigen Zentrierstücken;

Fig. 3B Seitenansicht (Fragment) einer Ausführung mit einem umlaufenden Zentrierring als Zentrierelement;

Fig. 4 Schnitt durch ein Ringelement mit eingesetztem Zentrierstopfen;

Fig. 5 Schnitt durch einen in eine Ringnut eingesetzten Zentrierring;

Fig. 6 Schnitt durch einen auf einen Ansatz geringeren Durchmessers am Fußende eines Ringelements aufgeschobenen einteiligen Zentrierring.

In der Fig. 1 ist ein einen Teil des Querschnitts zeigender Axialschnitt durch ein Blasfolienspritzwerkzeug 1 dargestellt. Es handelt sich dabei um ein 5-Schicht-Spritzwerkzeug. Im Zentrum ist die über eine Blasluftleitung 8 versorgte rohrförmige Blas- und Stützluftzuführung 7 mit Abstand von einem die Abluftführung 9 bildenden weiteren Rohr umgeben, das die aus dem gebildeten Folienschlauch zurückströmende Luft über eine Abluftleitung 10 wegführt. Um diese Blasluftzuführung 7 herum wird das Spritzwerkzeug 1 durch den dornförmig ausgebildeten Schmelzezuführungsabschnitt 12 und die radial anschließenden, zwischen sich und mit dein Schmelzezuführungsabschnitt 12 sowie dem Außenring 13 die zum Austrittsdüsen- Spalt 6 führenden Schmelzekanäle 3 einschließenden Ringelemente 2 gebildet. Die Ringelemente 2, 13 und der Schmelzezuführungsabschnitt 12 sind mit ihren stromaufwärtigen Fußabschnitten axial aufeinander abgestützt.

Die zur Fixierung der Ringelemente 2 verwendeten Befestigungsmittel sind an sich bekannt und zur Bewahrung der Übersichtlichkeit in der Darstellung weggelassen.

Die Schmelzekanäle sind Ringschlitzkanäle 3, die über Schmelzezuleitungen 4 im Schmelzezuführungsabschnitt 12 bzw. in den Fußabschnitten 2a der Ringelemente 2 mit Schmelze versorgt werden. Im vorliegenden Fall wird die Schmelze durch Wendelkanäle 5 im stromaufwärtigen Fußbereich auf den Umfang der Ringelemente 2 verteilt. Es sind in Fig. 1 drei Schmelzezuleitungen 4 dargestellt, die in Schmelzeaustritten 19 in die Wendelkanäle 5 ausmünden. Die beiden weiteren Schmelzezuleitungen 4 sind nicht sichtbar und liegen in einer anderen Radialebene.

Darauf hinzuweisen ist noch, daß die in der Zeichnung dargestellten Spaltweiten der Ringschlitzkanäle 3 unmaßstäblich vergrößert dargestellt sind.

In dem Schmelzezuführungsabschnitt 12 und jedem der Ringelemente 2, - außer dem Außenring 13 - sind in dem als Passungsbereich ausgebildeten Fußbereich, wie beispielsweise in Fig. 3A zu erkennen, mehrere, d. h. mindestens drei der eine Ausführungsform der Zentrierelemente darstellenden, die Form flacher Bolzen oder Stopfen aufweisenden Zentrierelemente 11 vorgesehen. Sie sind, wie in den Fig. 2, 3A und 4 zu erkennen, in dem stromaufwärts der Wendelkanäle 5 liegenden Passungsbereich in flache Sackbohrungen 21 eingesetzt und durch Justierstifte 15 festgelegt. Eine Gewindebohrung 14 ermöglicht das Einsetzen und insbesondere die Entfernung aus der sie beispielsweise mit leichtem Preßsitz aufnehmenden Paßbohrung 21. Nach dem Einsetzen der Zentrierelemente 11 in die in den Mantelflächen der Ringelemente 2 vorgesehenen Paßbohrungen 21 werden deren noch ebene, radial nach außen weisende Stirnflächen gemeinsam auf einer Drehbank mit der Maßgabe bearbeitet, daß das zwischen dem die Paßflächen 17 (Fig. 2) im kalten Zustand (Raumtemperatur) umschreibenden, gedachten Hüllzylinder und der Innenfläche 20 des benachbarten Ringelementes 2 (Fig. 5) zu haltende radiale Spiel von weniger als 40 µm erreicht wird. Nach der Montage und Inbetriebnahme des Spritzwerkzeuges 1 legen sich beim Erreichen der Betriebstemperatur dann die radialen Paßflächen 17 der Zentrierelemente 11 an die Innenfläche 20 des radial benachbarten Ringelementes an, so daß der Schmelzezuführungsabschnitt 12 und die Ringelemente 2, 13, spielfrei gegeneinander festgelegt sind.

Die Fig. 3B und 5 zeigen eine weitere Ausführung 18 der Zentrierelemente. Bei dieser Ausführung ist im Fußabschnitt der einzelnen Ringelemente 2 eine Ringnut 23 vorgesehen, in die ein aus mehreren zwischen sich einen Stoßspalt 25 bildenden Ringsegmenten 18A, 18B bestehender Zentrierring 18 eingepaßt ist, der ebenfalls bevorzugt aus Messing besteht. In diesem Zentrierring 18 kann vorteilhaft eine sich radial nach außen öffnende Ringnut 24 vorgesehen werden, die einen Dichtring 22 aufnimmt, der aus einem geeigneten, gegen erhöhte Temperaturen widerstandsfähigen und formstabilen Werkstoff besteht. Hierdurch wird der unterhalb des jeweiligen Wendelkanals 5 liegende Fußabschnitt eines Ringelementes vor dem Übertreten von Schmelze geschützt. Auf diese Weise wird - wie in Fig. 3B zu sehen - einmal eine wirkungsvolle Zentrierung und zum anderen eine Abdichtung gegen unerwünschten Schmelzeübertritt erreicht.

Die Fig. 6 zeigt einen in sich geschlossenen Zentrierring 18 , mit in eine Nut 24 eingelegtem Dichtring 22. Das Ringelement 2 weist an seinem Fußabschnitt einen kreiszylindrischen Ansatz 26 auf, der in einer in einer Radialebene liegenden axialen Anschlagfläche 27 endet. Der Zentrierring 18 ist bis zum Anschlag 27 auf den Ansatz 26 aufgeschoben. Er kann durch einen geeigneten Paßsitz oder auch durch bekannte, nicht dargestellte Mittel zur Sicherung des Sitzes festgelegt werden.

Durch die im Vorhergehenden beschriebenen Zentrierelement 11, 18 wird erreicht, daß die zusammen die Schmelzekanäle 3 des Blasfolienspritzwerkzeugs bildenden Ringelemente 2, 13 mit dem Schmelzezuführungsabschnitt 12 im betriebsheißen Zustand ohne Spiel bzw. allenfalls mit einem Spiel von wenigen µm radial ineinandersitzen.

Bezugszeichenliste

1 Blasfolienspritzwerkzeug

2 Ringelement

2a Fußabschnitte des Ringelementes

3 Schmelzekanal, Ringschlitzkanal

4 Schmelzezuleitung

5 Wendelkanal, Schmelzeverteilungskanal

6 Düsenschlitz, Austrittsdüsenspalt

7 Blasluftzuführung

8 Blasluftleitung

9 Abluftführung

10 Abluftleitung

11 Zentrierelement

12 Schmelzezuführungsabschnitt

12a Fußabschnitt des Schmelzezuführungsabschnittes

13 Außenring

13a Fußabschnitt des Außenringes

14 Gewindebohrung

15 Justierstift

16 Ringelementumfang

17 Paßfläche

18 Zentrierring, Ringsegment

19 Schmelzeaustritt

20 Innenfläche des benachbarten Ringelementes, Gegenfläche

21 Paßbohrung, Sackbohrung

22 Dichtring

23 Zentrierringnut, Ringnut

24 Dichtringnut, Ringnut

25 Stoßspalt

26 Ansatz

27 Anschlag


Anspruch[de]
  1. 1. Spritzwerkzeug (1) zur Herstellung einer mehrschichtigen Blasfolie,

    mit einem Schmelzezuführungsabschnitt (12) und mehreren konzentrisch zu dem Schmelzezuführungsabschnitt (12) angeordneten Ringelementen (2; 13),

    die mit ihren Fußabschnitten (2a; 12a; 13a) axial aufeinander abgestützt sind und auf ihrer jeweiligen äußeren Mantelfläche mit der Innenmantelfläche eines benachbarten Ringelementes (2; 13) einen Schmelzeverteilerkanal (5) und einen stromabwärts daran angeschlossenen Ringschlitzkanal (3) definieren, die in einen gemeinsamen Austrittsdüsenspalt (6) münden,

    und bei dem der Schmelzezuführungsabschnitt (12) und/oder die Ringelemente (2; 13) im Bereich ihrer Fußabschnitte (2a; 12a; 13a) und stromaufwärts des Beginns der jeweiligen Schmelzeverteilerkanäle (5) mit geringem radialen Spiel ineinandergepaßt sind,

    dadurch gekennzeichnet,

    daß die Fußabschnitte (2a; 12a; 13a) des Schmelzezuführungsabschnittes (12) und der Ringelemente (2; 13) an ihren äußeren Mantelflächen in Umfangsrichtung verteilte Ausnehmungen (21, 23) aufweisen und daß Zentrierelemente (11; 18) in die Ausnehmungen (21; 23) eingesetzt sind, die sich am Grund der Ausnehmungen (21; 23) abstützen und die aus einem Werkstoff bestehen, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient größer ist als der des Werkstoffes des Schmelzezuführungsabschnittes (12) und 2, 13) der Ringelemente.
  2. 2. Spritzwerkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einzelne Ringelement (2) auf seiner radial äußeren Mantelfläche verteilt mindestens drei Zentrierelemente in Form von Stopfen (11) aufweist, wobei die Stopfen (11) in Bohrungen (21) eingesetzt sind, die in Umfangsrichtung des Ringelementes (2) verteilt in gleichem Winkelabstand angeordnet sind.
  3. 3. Spritzwerkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

    im Bereich der Fußabschnitte (2a; 12 a) des Schmelzezuführungsabschnitts (12) und/oder der Ringelemente (2) eine Ringnut (23) vorgesehen ist und

    daß in die Ringnut (23) ein Zentrierringelement (18) eingepaßt ist.
  4. 4. Spritzwerkzeug (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierringelement (18) im Bereich der Dichtfläche verformbar ist.
  5. 5. Spritzwerkzeug (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenfläche des Zentrierringelementes (18) eine radiale Nut (24) zur Aufnahme eines Dichtringes (22) vorgesehen ist.
  6. 6. Spritzwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierelemente (11, 18) aus Messing bestehen.
  7. 7. Spritzwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in das jeweilige Ringelement (2) eingesetzten, aus Messing gefertigten Zentrierelemente (11, 18) auf ein Durchmessermaß der die Oberflächen der Zentrierelemente (11, 18) umschreibenden Kreiszylinderfläche bearbeitet sind, bei dem der Spalt zwischen der gedachten umschreibenenden Kreiszylinderfläche und der Innenfläche (20) des benachbarten Ringelementes (2) eine Spaltweite von höchstens 40 µm aufweist.
  8. 8. Spritzwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierringelemente (18) einteilig sind und die Ringnut (23) zum stromaufwärtigen Fußende des Ringelementes (2) hin offen ist (Fig. 6).
  9. 9. Spritzwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierringelemente (18) aus zwei oder mehr Zentrierringabschnitten zusammengesetzt sind.






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