DE2111763C3

DE2111763C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Kanalmantels einer Profildüse zum Strangpressen von plastischen Stoffen, insbesondere von Kunststoffen

Info

Publication number: DE2111763C3
Application number: DE2111763A
Authority: DE
Inventors: Edward Korostoff; Gary Kenneth Zin
Original assignee: Matcon Inc
Current assignee: Matcon Inc
Priority date: 1970-03-11
Filing date: 1971-03-11
Publication date: 1975-09-04
Also published as: CH564418A5; DE2166579A1; GB1348410A; CH552459A; DE2111763A1; DE2111763B2; CA931526A; FR2084364A5; US3588987A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Kanalmantels einer Profildüse zum Strangpressen von plastischen Stoffen, insbesondere von Kunststoffen, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Profildüsen bzw. Kanalmäntel für Profildüsen sind bekannt. Beispielsweise wird in der US-PS 2 403 476 das Beschichten des Kanals einer aus Metall bestehenden Profildüse mit Polytetrafluoräthylen bzw. die Herstellung einer Profildüse aus diesem Material beschrieben. Diese Profildüse hat an der Eintrittsseite einen größeren und an der Austrittsseite einen kleineren kreisförmigen Querschnitt und einen dazwischenliegenden, sich konisch verengenden Kanalabschnitt. Die Übergänge vom größeren kreisförmigen zum kegligen und vom kegligen zum kleineren kreisförmigen Abschnitt erfolgen abrupt und ohne Übergangsbereiche. Dadurch ergibt sich beim Extrudieren ein Strömungsverlauf mit erhöhten Widerständen für das zu extrudierende Material, und es können Fehlstellen im fertigen Produkt nicht ausgeschlossen werden.

Ferner ist durch die US-PS 2 572 677 ein von einem kreisförmigen Querschnitt zu einem flachen Rechteckquerschnitt übergehender Kanalmantel bekanntgeworden, der an verschiedenen Stellen im Gehäuse abgestützt wird und mit Temperaturregeleinrichtungen versehen ist. Der Übergang vom Kreiszum Rechteckquerschnitt erfolgt bei diesem Kanalmantel in etwa einem Viertel der Länge desselben; im übrigen Teil wird der Rechteckquerschnitt nur noch abgeflacht und verbreitert. So ergeben sich scharfe Übergänge, die zu Störungen im Strömungsverlauf des extrudierteh Materials führen.

Die Form des stranggepreßten Materials hängt in erster Linie von der Gestaltung der Profildüse ab, durch welche das Material gedrückt wird. Die Profildüsen sind an der gewöhnlich kreisförmig ausgebildeten Austrittsöffnung eines Extruders befestigt. Die Profildüsen müssen eine im wesenth'chen zylindrisch auftretende Schmelze eines flüssigen Materials in einen Strang ausgehärteten Materials mit einem äußeren Umriß oder einem Profil der gewünschten Form überführen. Eine ideale Profildüse würde so sein, daß sie einen schrittweisen Übergang von ihrer Eingangsseite zu ihrer Ausgangsseite ermöglichen würde. Der Querschnittsverlauf und die Formänderungen sollten sich gleichmäßig mit dem Fortschreiten des zu extrudierenden Materials von der Austrittsöffnung des Extruders zum Endprofil des Produktes ändern,

Je komplizierter die Form des stranggepreßten

Endproduktes ist, um so größer ist die Schwierigkeit, 2aHi schrittweisen Übergang zwischen der Eintritts-Ijftggag der Profildüse und der Austrittsöffnung der Profildüse zu erreichen. Die Kanalmäntel der bekanntet Profildüsen sand daher von Hai4 gefertigt und «ichen einen schrittweisen Übergang über eine kurze axiale Entfernung zu erreichen. Diese bekannten Profildösen haben einen kleinen oder sehr kurzen Übergangsbereich, über den das zu extrudierende Material

Profilbereich zum Ausgleich der elastischen Speicherung,

Fig. 9 eine graphische Darstellung der Radiusänderung des Kanalmantels als Funktion der axialen Anordnung,

Fig. 10 ein vertikaler Schnitt einer Profilduse tür ein L-förmiges Profil,

Fig. 11 bis 16 sind Querschnitte entlang der

oangsbereicn, uoer u«ai uas iu CAUuuiciciinc jYiaienai Linien 11-11, 12-12, 13-13, 14-14, 15-15 und 16-16 lon einer Schmelze mit kreisförmigem Querschnitt in u> der Fig. 10, welche den Übergang von einer kreiseine Form mit dem gewünschten Umriß oder dem ge- förmigen öffnung zu einer L-förmigen öffnung entwünschten Profil übergeführt werden kann. Jedoch sprechend einem Ausführungsbeispiel darstellen,
and diese Übergaiigsbereiche im allgemeinen noch Fig. 1 zeigt zur Veranschaulichung einen Schrau-

unbefriedigend zur Massenherstellung. benextruder 2, welcher an seiner Austrittsöffhung eine

Eter Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, die 15 Profildüse 40 trägt. Der Schraubenextruder 2 weist im Herstellung eines Aufbaus für die Kanalmäntel von allgemeinen eine Grundplatte 4 aus schwerem Stahl pHifildüsen zu ermöglichen. Solche Kanalmäntel oder anderem Material auf, um die Profilduse an sollen eine schrittweise Verengung von der Austritts- ihrem Platz zu halten. Ein Antriebsmotor 6 ist starr Öffnung des Extruders zur Austrittsöffnung der Profil- mit der Grundplatte 4 verbunden und dient zur Bedäse schaffen welche der idealisierten Strombahn des 20 tätigung des Extruders. Der Antriebsmotor 6 ist über zuextrudierenden Materials ähnlich ist. eine Welle 10 mit einem Getriebe 8 verbunden. Das

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Getriebe 8 erzeugt abhängig von den physikalischen löst daß eine rohrförmige, gummiartige Haut mit Eigenschaften des extrudierenden Materials eine entiliren Enden zwischen zwei Befestigungsstellen einge- sprechende Auswahl an Drehmomenten. Das Gemannt und zu einem langgestreckten Kanalmantel 25 triebe 8 ist über eine Welle 12 mit einem doppelten mit einem tunnelartigen Durchgang, dessen innerer Untersetzungsgetriebe 14 verbunden. Dieses doppelte Tlmfane den Innenumriß der Profildüse bildet, ge- Untersetzungsgetriebe 14 erzeugt eine Drehbewegung, Hehnt wird ^um den Schraubenteil des Schraubenextruders 2 an-

Darüber" hinaus können die durch das erfindungs- zutreiben. Das doppelte Untersetzungsgetriebe 14 ist «remäße Verfahren hergestellten Profildüsen Profil- 30 über eine Welle 16 mit dem Axiallager 18 verbunden, ^reiche aufweisen, welche das Schrumpfen des ex- Das Axiallager 18 ist zur besseren Ausrichtung der Sud erten Materials berücksichtigt und welche ange- zentralen Welle 20 und größeren Steifigkeit an einem Schene Temperatursteuereinrichtungen mit minima- seitlichen Vorsprung der Welle angeordnet Die E Wärmenachwirkung aufweisen, um das zu extru- Welle 20 ist am Z> linder 22 befestigt, welcher über Materal auf der gewünschten Temperatur 35 seine gesamte Länge eine schraubenförmige wenaei können 24 aufweist. Ein Zuführtrichter 26 ragt in eine Em-

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Weiter- trittsöffnung 28. Die Eintrittsoffnung 28 öffnet sich in büdunEen der Erfindung sind aus den Patentansprü- ein Gehäuse 30 an der Verbindung der WeUe 20 nut büdungen aer -αβ υ _{dem z} ,_{inder 22}. Die schraubenförmige Wendel 24

%ie Erfidu^ wld im folgenden an Hand eines 40 und der Zylinder22 sind innerhalb des Gehäuses» A.Sührunesbeispiels unter Bezugnahme auf die angeordnet. Der Innendurchmesser des Gehäuses 30 Ausfuhrungsoeispieis um^ & .^.^ _{wesemlichen gleich dem} Außendurchmesser

der Wendel 24. Mehrere Heizelemente 32 sind im wesemlichen entlang der gesamten Länge des Ge-

häuses30 angeordnet, um eine gesteuerte Wärmequelle für das Gehäuse 30 zu schaffen. Eine Beluftungsvorrichtung 34 ist vorgesehen, um übermäßige Feuchtigkeit und Kondensation vom Gehäuse 30 fernzuhalten. Eine Prallplatte 44 ist an der Austritts-

öffnung 42 des Schraubenextruders 2 befestigt. Die Profildüse 40 ist ebenfalls an der Austrittsöffnung 42 des Extruders stromab der Prallplatte 44 befestigt. Die Profildüse 40 liegt im allgemeinen koaxial zur Aiictrittcnffnnno 42 Die Profildüse 40 weist einen

USlUUI UUgoirv.«jj"w., .......

/ ichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Extruders mit Verwendung einer gemäß Ausführungsbeispipl hergestellten Profildüse,

F i g. 2 einen vertikalen Querschnitt eines Ausfühningsbeispieles einer Vorrichtung zum Herstellen des Kanalmantels einer Profildüse,

F i g. 3 einen vertikalen Querschnitt des aushärtbaren Materials und der Beschichtung, weiche auf das aushärtbare Material zur Bildung des Kanalmantels aufgebracht ist und ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung der Beschichtung,

Fig.4 einen vertikalen Querschnitt eines Kanal-

Linie 7-7 der F i g. 1 einer fertigen Profilduse einem Kanalmantel im eingebauten Zustand, * Fig. 8 einen vertikalen Querschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung eines Kanalmantels mit einem

Cine S^UäUCllllUllgopiuiiv. ^m, ·,.-..

den aufrechten Tragstangen 54, angrenzend an ihre oberen Enden. Die Ausdehnungsplatte 62 ist in der Mitte mit einem Ausschnitt 64 und einer Mehrzahl

am Umfang, angrenzend an die Ecken der Ausdeh- Form der inneren Fläche der Haut annimmt. Bei nungsplatte, angeordneter Öffnungen 68 versehen. einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde ein Die Ausdehnungsplatte 62 ist so angeordnet, daß sie Gips zum Füllen des von der gestreckten rohrförmimit den am Rand angeordneten Öffnungen 68 auf den gen Haut 70 gebildeten Hohlraumes verwendet. Es ist Tragstangen 54 verschiebbar angebracht ist. Der 5 wünschenswert, ein aushärtbares Material 85 zu verAusschnitt 64 kann jede gewünschte Form haben. wenden, welches durch die Wirkung von Wasser oder Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Wärme gelöst oder abgelöst werden kann, wie es Ausschnitt 64 Kreisform. Eine Halterung 66 ist an später im einzelnen beschrieben wird,
der Ausdehnungsplatte 62 mit Schrauben 67 befestigt. Nachdem der Rahmen 50 mit der gedehnten Haut

Die Halterung 66 hat eine Innenform, welche im io in einen nicht dargestellten Behälter gestellt wurde, wesentlichen dem Umfang des Ausschnittes 64 ent- wird ein Material, vorzugsweise eine Flüssigkeit, mit spricht. Der äußere Umfangsumriß der Halterung 66 einem spezifischen Gewicht ähnlich dem spezifischen ist im wesentlichen gleich dem inneren Umfangsumriß Gewicht des aushärtbaren Materials 85 in den Beder Austrittsöffnung 42 des Extruders, mit welchem hälter gebracht. Der Flüssigkeitsspiegel wird gerade die Profildüse verwendet werden soll. 15 bis unterhalb der Unterseite der Platte 62 angehoben.

Eine gummiartige rohrförmige Haut 70 mit einem Das aushärtbare Material 85 wird dann in den Hohloberen 71 und unteren offenen Ende 72 ist unterhalb raum gebracht. Das Einsetzen des Rahmens 50 und der Ausdehnungsplatte 62 mit dem oberen Ende 71 der langgestreckten rohrförmigen Haut 70 in den mit der Haut in unmittelbarem Kontakt mit dem äußeren Flüssigkeit gefüllten Behälter vermindert die Möglich-Umfangsumriß der Halterung 66 angeordnet. Ein ao keit einer Verformung oder Dehnung durch Druck Klemmring 74 mit einer Innenform entsprechend der der gestreckten rohrförmigen Haut 70 auf Grund des äußeren Umfangsform der Halterung 66 ist rund um Gewichtes des aushärtbaren Materials 85. Obwohl dieselbe so angeordnet, daß die rohrförmige Haut 70 F i g. 2 den aus einer langgestreckten rohrförmigen zwischen der Halterung 66 und dem Klemmring 74 Haut 70 gebildeten Hohlraum zeigt, wie er vollständig eingeklemmt ist. Der Klemmring 74 hat eine Befesti- 25 bis zur Linie »/!« mit aushärtbarem Metall gefüllt ist, gungsschraube 76, um die rohrförmige Haut 70 in muß dies nicht der Fall sein. In Abhängigkeit davon, unmittelbarem Kontakt mit dem äußeren Umfangs- welches aushärtbare Material 85 verwendet wird, wird umriß der Halterung 66 zu halten und sie daran zu jede Art eines Positivs der Umrisse der Innenhindern, von ihr herunterzurutschen. Das untere wand 70 α der langgestreckten rohrförmigen Haut 70 offene Ende 72 der rohrförmigen Haut 70 ist rund 30 von einem massiven bis zu einem schalenähnlichen um eine Halterung 78 angeordnet. Die Halterung 78 Positiv genügen. Die Art des aushärtbaren Materials hat ein Profil, welches im wesentlichen dem zum 85 hängt davon ab, was für Material auf das aus der Schluß erhaltenen extrudierten Erzeugnis ähnlich ist. gestreckten rohrförmigen Haut 70 hergestellte Positiv Die Halterung 78 kann von festem Material abge- aufgebracht wird. Beim Strecken der Haut 70 liefert schnitten sein. Eine Profilklemme 80 mit einer inne- 35 der sich ergebende Umriß einen Übergangsbereich, ren Kontur 82, deren Profil der Halterung 78 ent- welcher in jeder wachsenden Entfernung rund um spricht, ist rund um diese angeordnet, so daß die seinen Umfangsumriß in einer gegebenen axialen rohrförmige Haut 70 zwischen der Halterung 78 und Lage eine im wesentlichen idealisierte Strombahn soder Profilklemme 80 liegt. Durch Anziehen der Pro- wohl in der axialen Richtung für jede wachsende filklemme 80 wird die rohrförmige Haut im wesent- 4° Entfernung als auch rund um den Umfangsumriß jelichen mit allen Flächen der Halterung 78 in enger der wachsenden Entfernung bildet. Wo das zu extru-Bevührung gehalten. dierende Erzeugnis und daher die Form eine kom-

Die Halterung 78 ist in einer Aufnahme 84 einge- plexe äußere Umfangsform oder ein Profil hat, kann bettet oder anders starr an ihr befestigt. Die Auf- durch diese Technik ein fortlaufender Übergangsnähme 84 ist mit Schrauben 87 starr an der Grund- 45 bereich erzielt werden.

platte 52 befestigt. Druckbeschläge 86 sind an der Betrachtet man nun Fig. 3, so sind dort ein bevor-

j Ausdehnungsplatte 62 befestigt. Ein Druck kann auf zugtes Verfahren und eine bevorzugte Vorrichtung

den Druckbeschlag 86 in einer Richtung senkrecht zum Herstellen des Kanalmantels der Profildüse dar'

! zur Ausdehnungsplatte 62 und zur Grundplatte 52 gestellt. Die Haut 70 wird von dem aus aushärtbaren

ausgeübt werden, so daß die Ausdehnungsplatte 62 50 Material 85 hergesteiften Positiv abgestreift. Unte

von der Platte 52 weggeschoben wird. Das dehnt die normalen Bedingungen bleibt die Halterung 78 au

• rohrförmige Haut 70 zur in F i g. 2 dargestellten festem Material bei der Verbindungsstelle 81 fest an

Form. Wenn die gewünschte Streckung der rohrför- Positiv aus aushärtbarem Material. Die Halterung 7)

; öligen Haut 70 erzielt ist, können die Haltemuttern und das Positiv aus aushärtbarem Material werden ii

\ 60 am Schraubengewinde 58 der Tragstangen 54 in 55 einem Rahmen 90 angeordnet. Der Rahmen 90 ha

" ihre Lage gebracht werden, um auf die obere Aus- eine Grundplatte 92, vertikale Rahmenteile 94 senk

j dehnungsplatte 62 die notwendige Rückhaltekraft ge- recht zur Grundplatte 92 und parallel zueinander um

gen die Abwärtskraft auszuüben, welche von der eine Deckplatte 96 parallel zur Grundplatte 92. Ein

gummiartigen rohrförmigen Haut ausgeübt wird. horizontale Tragplatte 98 ist parallel zur Grundplatt

Nachdem die obere Ausdehnungsplatte 62 und die 60 92, zur Deckplatte 96 und zwischen baden angeord

Grundplatte 52 voneinander entfernt wurden, um die net. Ein Motor 100 ist starr an der Grundplatte 9

Haot 70 zum gewünschten Profilumriß zu strecken, befestigt. Die Welle 102 ragt aus dem Motor heran

wird ein Abguß durch Eingießen eines aushärtbaren Ein Zahnrad 104 ist starr auf der Welle 102 mit eine Materials 85 in den durch die gestreckte Haut 70 ge durch den Bund 108 ragenden Befestigungsschraut

bildeten Hohlraum gebildet. Das aushärtbare Mate- 65 106 angebracht.

rial 85 wird durch den Ausschnitt 64 eingefüllt. Das Eine Welle 110 ist drehbar in einer Bohrung 11

Material 85. welches in den Hohlraum eingefüllt wird, der Grundplatte 92 angeordnet. Ein Stützring 114 i sollte ein aushärtbares Material sein, welches die dicht an der oberen Fläche der Grundplatte 92 ai

der Welle 110 angeordnet. Ein Zahnrad 116 ist an der Welle 110 mit einer Schraube 118 und einem Bund 120 starr befestigt. Das Zahnrad 116 steht mit dem auf der Welle 102 befestigten Zahnrad 104 in Eingriff, um der Welle 110 über eine Drehung der Welle 102 durch den Motor 100 eine Drehbewegung zu erteilen. Die Welle 110 ragt durch die horizontale Tragplatte 98. Der obere Teil der Welle 110 ist mit einem Gewinde 122 versehen. Ein drehbarer Stützring 124 ist auf der Welle 110 dicht an der oberen Fläche der horizontalen Tragplatte 98 vorgesehen. Eine Haltemutter 126 mit einem dem Gewinde 122 entsprechendem Gewinde ist auf den oberen Teil der Welle 110 geschraubt. Eine Platte 128 ist starr am oberen Teil der Welle 110 befestigt, und die Haltemutter 126 ist angezogen, bis sie die untere Fläche 129 der Platte 128 berührt.

Die Platte 128 hat eine obere 131 und eine untere kreisförmige Fläche 129. Die untere Fläche 129 hat eine größere Oberfläche als die Fläche der Austrittsöffnung 42 des Extruders und damit der Eintrittsöffnung der Profildüse. Die obere Fläche 131 hat eine Flächenform und einen Flächenbereich, welcher im wesentlichen der Fläche der Austrittsöffnung 42 des Extruders ähnlich ist. Das durch das aushärtbare Material 85 erzeugte Positiv wird starr an der Platte 128 befestigt, so daß die Mittellinie des Positivs mit der Längsachse der Welle 110 zusammenfällt. Die Platte 128 hat am Umfang eine Nut 133, welche um eine Entfernung»/« von der Außenkante 135 der Platte 128 und eine Tiefe »D« von der oberen Fläche 131 der Platte 128 abgesetzt ist, so daß die obere Fläche 131 der Platte 128, welche eine Berührungsfläche mit dem Positiv bildet, eine Fläche aufweist, welche im wesentlichen der Fläche des Positivs an der Berührungsfläche ähnlich ist. Ein Ring 130 mit einer vertikalen Wand 132 der Höhe »D« und einer horizontalen Wand 134 der Länge »/« ist rund um den abgesetzten Teil der Platte 128 angeordnet. Die Haltefläche 136 des Ringes 130 bildet mit den Wanden 132 und 134 eine becherförmige Aufnahme. Die besondere Ausbildung des Ringes 130 ist von der gewünschten Ausbildung des Kanalmantels abhängig, wie später beschrieben wird.

Die Aufnahme 84 der Halterung ist starr an der Achse 140 befestigt. Die Achse 140 ist drehbar in der Deckplatte 96 des Rahmens angeordnet. Die Längsachse der Achse 140 fällt mit der Längsachse des Positivs zusammen und folglich auch nrit der Längsachse der Welle 110. Die Achse 140 ist drehbar an der Deckplatte 96 mit einem Stützring 142 befestigt. Die Achse 140 hat an ihrem unteren Ende ein Gewinde 144. Eine Haltemutter 146 ist zur starren Befestigung der Aufnahme 84 an der Achse 140 vorgesehen "-- -· Anschalten des Motors 100 wird das Posiu. νι.^,-.vchend um seine Längsachse gedreht. Das Positiv wird zur Bildung des Kanalmantels 150 mit einer Lage Material bedeckt. Die Dicke dieses Materials ist variabel und abhängig von der für die Preßform vorgesehenen Verwendung.

Der Kanalmantel wird beträchtliche Beanspruchungen von dem zu extrudierenden Material erfahren und kann entweder selbsttragend sein oder eine mechanische Stützung durch ein Gehäuse benötigen. Bei selbsttragenden Kanalmänteln, d.h. bei Kanalmänteln, welche kein Gehäuse zur Steigerung ihrer Druckfestigkeit verwenden, ist die minimale Dicke durch die Streckgrenze des Kanalmantelmaterials und durch

30

35 die maximalen an der Innenseite des Kanalmantels auftretenden Beanspruchungen begrenzt. Betrachtet man den Kanalmantel als einen dickwandigen Zylinder mit geschlossenen Enden, welcher einem Innendruck »P« unterworfen ist, so kanti eine dichte Annäherung an die wahrscheinliche Streckgrenze und die Innendrücke auf den KanalmamKsl erzielt werden. Der Innendruck, bei welchem in einem Zylinder ohne axiale Spannung Fließen stattfändet, ist gegeben durch

Gleichung 1:

l/V _ i_ *

= y ä <r₀ in — „

wobei

P = Innendruck,
b = Außenradius des Zylinders, a — Innenradius des Zylinders., σ₀ = Fließgrenze bei einfacher Spannung im Zylinderwandmaterial

sind. Für schwaches Kanalmaterial mit einer Fließgrenze von 2110 kp/cm² ergibt die Gleichung 1 die in der Tafel I gefundene Information bei Innendrücken von 70,3; 176 und 352 kp/cm² und Innendurchmessern von 25,4; 50,8 und 76,2 mm.

Minimale Wanddicken (mm)

Innenradius	(nun)	70,3	Innendruck	176	352
		0,36	*(kp/cm)**	O,'3'4
		0,76	1,%
25,4		1,14	2,¹W
50,8			1,96
76,2		3,94
5,84

Die minimale Wanddicke betragt bis zu 5,84 mm bei 352 kp/cm² Innendruck und einem Durchmesser von 76,2 mm. Dies ist zweckmäßit; innerhalb des Bereichs einer Anzahl von Materialien, z. B. Stahl usw., und bei Drücken, welche innerhalb der Form auftreten können.

Die Wanddicke des Kanalmanitels kann veränderlich als Funktion des Innenradius der Profildüse entlang der axialen Richtung des IF'ühnmgsrohres gewählt werden. Zum Beispiel kann der Kanalmantel π der Nähe der Eintrittsöffnung aim dicksten und in Profilbereich am dünnsten sein, weil sich die maxi male Beanspruchung im Kanalmantel umgekehr zum Durchmesser und zur Lage entlang der Ach» ändert.

Die vorstehenden Berechnungen betreffen einei selbsttragenden Kanalmantel. Jedisch ist es klar, dal der Kanalmantel bei Verwendung von Gußmateria einige Unterstützung durch das Gußmaterial erhält Im allgemeinen ist der Modul des Gußmaterials ge wohnlich niedriger als der des Kanalmantels um schafft daher Unterstützung entsprechend dem Vei hältnis der zwei Moduln. Um die mechanische Unt« Stützung des Kanalmantels durch den Profildüsen körper und insbesondere das Gußmaterial zu steigen kann der endgültige Aufbau wihnsnd der HersteHun in einer Druckgußform auf Betriebstemperatur voi gespannt werden.

Bei einem bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel wir

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ίο

der Kanalmantel 150 durch Aufspritzen flüssigen Metalls auf das Positiv hergestellt. Metall- oder Flammspritzen, wie es gewöhnlich bezeichnet wird, wird durch Drehen des Positivs und Aufsprühen geschmolzenen Metalls auf die Fläche des Positivs zur Herstellung einer Beschichtung durchgeführt. Reines oder legiertes Metall wird in einer Flamme geschmolzen und durch Druckluft in feine Partikeln zerstäubt. Diese Partikeln setzen sich auf das Positiv zur Bildung einer festen Metallschicht. Weil das geschmolzene Metall von einem starken Luftstrom begleitet ist, wird das Positiv nicht merklich aufgeheizt. Weitere Einzelheiten über Flammspritzen sind in dem Buch »Flame Spray Handbook« von H. S. I η gh am und A. P. Sheppard, herausgegeben von der Metco Inc., Westbury, Long Island, New York, zu finden. Andere Techniken wie z. B. Präzisionsformguß, Metallkeramik oder andere geeignete Beschichtungsverfahren können zur Herstellung des Formrohrs 150 verwendet werden.

In F i g. 4 ist der fertiggestellte Kanalmantel 150 dargestellt, wobei die Halterung 78 und die Platte 128 sowie der Ring 130 von der Eintrittsöffnung des Kanalmantels entfernt wurden. Das Positiv ist noch innerhalb des Kanalmantels angeordnet. Jedoch kann das Material bei entsprechender Auswahl durch bloßes Zuführen von Wasser entfernt werden, wenn es; sich um Gips handelt, oder Wärme je nach der Art des verwendeten Materials. Weil der Kanalmantel aus einem sehr viel härteren Material als das Positiv gefertigt ist, besteht nur geringe oder keine Möglichkeit, denselben zu beschädigen. Der Kanalmantel 150 besteht aus drei wesentlichen Bereichen. Der Bereich »O« in der Nähe der Eintrittsöffnung 160 ist im wesentlichen ähnlich der Austrittsöffnung 42 des Extruders ausgebildet, bei welchem die Profildüse verwendet werden soll. Die äußere Ausbildung des Bereichs »0« hängt von den Erfordernissen des Profildüse und der Frontplatte 180 des Gehäuses 200 der Profildüse ab, wie es im folgenden näher erläutert wird.

Der nächste Bereich ist der Bereich »/« oder Übergangsbereich. Dieser Bereich liegt zwischen der Eintrittsöffnung 160 und der Austrittsöffnung 170 des Kanalmantels 150. Dieser Bereich hat einen im wesentlichen exponentialen Umriß für jede wachsende Entfernung in axialer Richtung des Kanalmantels und entlang jeder wachsenden Entfernung rund um den Umfangsumriß des Kanalmantels bei jeder gegebenen axialen Stelle des Kanalmantels. Der letzte Bereich »L« ist der Profilbereich. Der Profilbereich hat eine Innenform, welche im wesentlichen dem Profil des schließlich gepreßten Erzeugnisses ähnlich ist. Jedoch, wie in der folgenden Beschreibung von weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben wird, kann der F'rofilbereich »L« mit Rücksicht auf die elastische Speicherung des extrudierten Materials abgeändert sein. Der äußere Umriß des Profilbereiches »L« ist eine abhängig von der Ausbildung des Gehäuses 200 veränderliche Form, welche bei der Herstellung des endgültigen Kanalmantels verwendet wird.

In F i g. S ist ein Querschnitt einer teilweise zusammengebauten Profildüse mit einem Tragrahmen 172 dargestellt, welcher eine vertikale Rahmenplatte 174 und eine horizontale Rahmenplatte 176 senkrecht zueinander und aneinander an ihren entsprechenden Kanten befestigt aufweist. Eine Tragplatte 178 ist auf der horizontalen Rahmenplatte 176 senkrecht zu dieser und parallel zur vertikalen Rahmenplatte 174 befestigt. Eine Frontplatte 180 ist starr an der vertikalen Rahmenplatte 174 mit Schrauben 182 befestigt Die Frontplatte 180 hat eine zentrale öffnung 184, welche im wesentlichen der Eintrittsöffnung 160 des Kanal-

S mantels 150 ähnlich ist. Die Frontplatte 180 ist so angeordnet, daß der Umfang der zentralen öffnung 184 mit der Eintrittsöffnung 160 an ihrer gemeinsamen Berührungsfläche 186 ausgerichtet ist Die zentrale öffnung 184 hat eine umlaufende Erweiterung 188, welche der äußeren Ausbildung des Bereiches »0« der Eintrittsöffnung entspricht

Eine Anzahl Heizelemente 190, Kühlelemente 192 • und Fühler 194 sind um den Kanalmantel 150 angeordnet. Bei einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel stimmen das Heizelement 190, das Kühlelement 192 und der Kühler 194 im wesentlichen mit der äußeren Kontur des Kanalmantels 150 in der Nähe des entsprechenden Elementes überein, und alle Punkte des entsprechenden Elementes sind im wesentlichen

ao gleich weit vom entsprechenden Punkt des Kanalmantels 150 entfernt, wodurch gleichmäßiges Beheizen, Kühlen oder Abtasten durch die entsprechenden Elemente ermöglicht ist. Eine Anzahl der Elemente kann rund um den Kanalmantel in vorbestimmter

as Anordnung angebracht werden. Darüber hinaus müssen nicht alle drei Elemente gleichzeitig verwendet werden. Obwohl F i g. 5 ein mögliches Ausführungsbeispiel mit allen drei Arten der Elemente darstellt, liegt die Verwendung anderer Elemente bei

Abänderung des zu extrudierenden Materials innerhalb des Anwendungsbereichs. In den übrigen Figuren werden nur Heizelemente 190 und Fühler 194 beschrieben werden.

In F i g. 6 ist ein Querschnitt einer Profildüse entsprechend einem Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem der Kanalmantel 150 in einem Gehäuse 200 eingeschlossen ist Das Gehäuse ist vorzugsweise aus Stahl oder einem anderen hoch druckfesten Material hergestellt. Das Gehäuse 200 umschließt im wesentliehen den Kanalmantel 150. Das Gehäuse 200 hat eine Austrittsöffnung 202, welche merklich größer als die Austritssöffnung 170 des Kanalmantels und koaxial mit dieser ausgerichtet ist. Das Gehäuse 200 steht im engen Kontakt mit der Austrittsöffnung 170

des Kanalmantels 150, um den Kanalmantel 150 an der Austritssöffnung 170 zu tragen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die zentrale Austrittsöffnung 202 des Gehäuses 200 mit einer Ausdrehung an den Innenflächen der Front-

S» platte 210 versehen, in welcher die Austrittsöffnung 202 angeordnet ist Die Ausdrehung 204 ist im wesentlichen in ihrer Form identisch mit der äußeren Form des Austrittsendes des Kanalmantels 150 im Profilbereich »L«. Eine Füllöffnung 206 und eine

Entlüftungsöffnung 208 sind in der Frontplatte 21€ des Gehäuses vorgesehen. Eine Abtasteänrichtnng 212 und eine Heizeinrichtung 214 sind an einer Seite des Gehäuses angeordnet. Die Leitungen von der Hetzeinrichtung 214 und der Abtasteinrichtung 212 sind

mit den Heizelementen 190 und den Fühlern 194 verbunden. Das Gehäuse ist starr an der Frontplatte 18C and dem Tragrahmen 172 mit Schrauben 182 befestigt.
Der Profildüsenkörper, bestehend ans der Front

6s platte 180, dem Gehäuse 200 und dem Material 23 (Fig- 7), spielt verschiedene Rollen, and die Bgea schäften der Profildüse sollten ihren verschiedene! Aufgaben entsprechen. Der ProfUdüsenkörper trag

den Kanalmantel 150, die Hilfseinrichtungen, wie z. B. die Abtasteinrichtung 212 und die Heizeinrichtung 214, und schafft Wärmeisolierung zwischen dem Kanalmantel 150 und dem Gehäuse 200 der Profildüse. Darüber hinaus wird vorzugsweise als Material 220 zur Füllung des Zwischenraumes zwischen dem Kanalmantel und dem Gehäuse Gußmaterial verwendet. Andere Eigenschaften des Materials 220 sollten auf individueller Grundlage mit Hinblick auf die Arbeitsbedingungen bestimmt werden, wie z. B. Arbeitstemperatur und Druck, bei welchem das Material extrudiert wird. Während, wie vorteilhaft erwähnt wurde, der Kanalmantel selbsttragend sein kann, wird ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor erzielt, wenn er in einem Material eingebettet wird, welches eine äußere Druckunterstützung schafft

Darüber hinaus kann solche äußere Abstützung des Kanalmantels Wirtschaftlichkeit bei seiner Herstellung ermöglichen, weil ein bestimmter Betrag an Druckkraft auf das Gußmaterial übertragen und daher ein dünnerer Kanalmantel verwendet werden kann.

Angenommen, das Gehäuse hat einen Radius R₀ und der Kanalmantel einen Radius R₁ und sowohl der Kanalmantel als auch das Gehäuse sind aus Stahl hergestellt, sowie angenommen, daß Beton in 24 Stunden aushärtet und mit einem Faktor/? schrumpft, wobei β die Volumenschrumpfung in einmillionstel Teilen ist, so finden wir, daß der Innenradius R₁ des gegossenen Betons zwischen dem Gehäuse 200 aus Stahl und dem Kanalmantel 150 aus Stahl an jedem gegebenen Punkt auf der Achse R₁ bleibt, wenn man annimmt, daß das Aufquellen des Betons die Formänderung auf 0 reduziert.

Angenommen, daß der abgegrenzte Zwang bei R₁ keine Störung bei der Volumenschrumpfung ergibt, dann gilt

Gleichung 2:

wobei

R_n ι = Außenradius des Betons nach

dem Schrumpfen,
R₁, = Innenradius des Betons nach

dem Schrumpfen,
R₁₁ — R_x.

Weil A₁₁ = R₁ ist entsprechend der Annahme, daß der gegebene Zwang keine Störung bei der VoIumenschrumpfung ergibt, erhalten wir

Gleichung 3:

Nehmen wir z. B. an:

β =500-10-«,
H₁ = 38,10,
R₉ =63,5,

so sehen wir, daß R,_f = 63,49984. Daher ist die Abweichung von R — 10,16 · 10"*.

Nimmt man ein gleichförmiges Ansteigen der Temperatur des getn Aufbaus um 300⁰C an, so sind die linearen Wmsdehnungskoeffizienten un-

«Stahl = 254· * Beton = 381 · 10-*mm/° C, daraus ergibt sich

Gleichung 4:
Δα = «Beton- aStahl = 127· 10~« mm/°C.

Vorausgesetzt, daß der Anfangsabstand am Außenradius

Δ R₀ = 10,16· 10~^smm ist, so ist der Temperaturanstieg, um diesen Abstand zu schließen

AT_C =

Gleichung 5:
AR₀ _ 10,16-10-»

Aa

127· 10-«

= 80° C

so finden wir, daß bei einem Temperaturwechsel von ¹S 300° C die Wirkung des Zwanges zusätzlich zum Temperaturanstieg gleich AT = 300-80 = 220° C entspricht. Das äußere Gehäuse drückt auf den Beton in radialer Richtung entsprechend der Gleichung:

Gleichung 6:

AR₀, = R₀AaAT = (63,5) (127· 10"«) (220)

= 69,85· ΙΟ-³.

Der Innenradius hat einen Anfangsabstand von 0,

aber die verschiedene Wärmedehnung ergibt einen

Abstand:

Gleichung 7:

AR₁₁ = R₁ AaAT = (38,1) (127 · 10"«) (300)

= 57,15· ΙΟ"³.

Daraus ergibt sich:

_U = (69,85 - 57,15)· 10"»

AR₀₁ - AR

= 12,7-10-«.

Angenommen, daß keine anderen Einflüsse odei Beanspruchungen vorhanden sind, so wird der Beton gegen die innere und äußere Wand mit einer Druckbelastung gepreßt

Gleichung 8:

σ — ψε

wobei

AR₀₁-AR

₁, ₌

63,5-33,1

angenommen

_r = 0,21-10· (kg/cm*),

a = (0.21 · 10⁸) (0,5 · 10"*) = 105 (kg/em*).

Obwohl die Berechnungen zeigen, daß die Druck belastung auf den innenliegeaden Kanalmantel
das außenliegende Gehäuse gleich sind, ist dies
vollständig in allen Situationen der FaQ. Prakti

wird die Beanspruchung bei R₀ wahrscöeinüch größe als dieser Wert sein, und die Beanspruchung bei J? wird wahrscheinlich etwas kleiner als dieser Wei sein.

In F i g. 7 ist ein Ausführungsbeispiel euter Profi!

düse dargestellt. Ein Material 22· ist zwischen dei Kanalmantel 150 und dem Gehäuse 2M angeordnet Das Material füllt im wesentlichen den gesamte Zwischenraum zwischen Kanalmantel and Gebiss* Das Material 220 ist ein geeignetes Gußmateria!, wi z.B. Beton oder Stahl, abhängig von der Vi
for welche die Profildüse vorgesehen ist Das
material 220 wird durch die Füllöffnung 206
gebracht. Die im Zwischenraum vorhandene

13 14

entweicht durch die Eatlüftungsöffnung 208. Bei Übergangsbereich »7"« gegossen wird, wird der Proeinem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel kann zur filbereich »Z.« ebenso gefüllt Nachdem das Material Erleichterung des vollständigen Füllens des Raumes ausgehärtet ist und die Haut abgestreift ist ist der sich und zur Vermeidung von Hohlräumen Beton unter ergebende Profilbereich »L« an einem Punkt zwi-Druck oder Vakuum mit Vibration eingebracht wer- 5 sehen dem Profiling 230 und der Profilplatte 232, den. Die Füllöffnung 206 und die Entlüftungsöffnung jedoch näher der Profilplatte 232 als dem Profilring 208 werden durch Gewindestopfen. 207 bzw. 2*9 ver- 230, abgeschnitten, so daß die Anstrittsöffnung 170 schlossen. Wenn das Material ausgehärtet ist so ist eher eine sich erweiternde als eine sich vermindernde die Proffldüse nach dem Entfernen der Frontplatte oder vereogende Funktion ausübt Auf diese Weise 180 gebrauchsfertig. Die Schrauben 182, welche die io wird die elastische Speicherung des zu extrudierenden Frontplatte 180 an der Form halten, können umge- Materials so sein, daß es dazu neigt das Bestreben dreht werden, um die fertige Profildüse an dem Ex- des Materials, sich auszudehnen, wenn es aus der truder zu befestigen. Form austritt, auszugleichen. Die Gestalt des Kanal-

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dar- mantels 150 vor dem Austreten aus der AustrittsgesteUt, wobei der Pxofilbereich Vl« wegen der. ge- 15 Öffnung wird eine ausdehnende Funktion ausüben, speicherten Elastizität des zu extrudierenden Mate- und daher wird die durch Speicherung hervorgerufene rials abgeändert ist Es ist Aufgabe der Profildüse, Änderung dazu neigen, daß das extrudierte Material ein Material aus seinem geschmolzenen Zustand in weniger als üblich wächst.

eine gewünschte Profilform überzuführen. Weil des In Fig. 9 ist ",ine Exponentialkurve für einen Ka-

Material eher viskoelastisch als flüssig sein sollte, *> nalmantel einer Profildüse dargestellt. Die innere Geweist es eine zeitabhängige Speicherung seiner vor- stalt entlang der axialen Richtung in einem Kanalherigen Abmessungen und Form auf, wenn es neu mantel 150 ist im wesentlichen der Exponentialkurve, geformt wird. Dies tritt insbesondere bei Kunststof- die in F i g. 9 dargestellt ist ähnlich. Der Verlauf fen auf. Wenn während des Vorganges des Neufor- wird in der analytischen Formel ausgedrückt:
mens das Material von dem auf ihn durch den Kanal- 25

mantel der Profildüse ausgeübten Zwang entlassen Gleichung 9:

wird, so neigt es dazu, teilweise in seine frühere Form τ — ar e~*

zurückzukehren. Wenn die gewünschte Formände- _WOOei °

rung im Profilbereich der Profildüse minimal ist und

wenn der Profilbereich »L« relativ lang sein kann, 30 _{r =} _{Radius m einer Entfernung} _x _{von der Ein}. so wird das heraustretende extrudierte Profil weniger trittsöffnune 160

durch Speicherung hervorgerufene Änderungen _α = beliebige Konstante

zeigen.

Jedoch gibt es Anwendungsfälle, in welchen die angenommen, α und r₀ haben die gleiche Einheit, so Formänderung in einem kurzen Zeitraum und über 35 ist Fi g. 9 eine graphische Darstellung dieses Verkurze Entfernung groß sein muß, insbesondere wenn hältnisses.

der Profilbereich »L« kürzer ist als es sonst wün- Bei solch einem Umriß eines Kanalmantels wird

sehenswert wäre. Ein Profilbereich mit verminderter die auftretende bleibende Speicherung auf eine Minibleibender Speicherung kann bei einem anderen Aus- mum verringert, weil eine gebrochene Querschnittsfühi-ungsbeispiel der Erfindung erzielt werden. An 40 änderung pro Einheit axialen Zuwachses entlang der Stelle einer festen profilierten Halterung 78 im Ge- Längsachse des Kanalmantels vorhanden ist. Darstell 50 werden ein Profilring 230 und eine Profil- über hinaus ist die proportionale Querschnittsverplatte 232 verwendet. Der Profilring 230 ist an der minderung über den Querschnitt des Kanalmantels Berührungsfläche zwischen dem Übergangsbereioh gleichmäßig von der Eintrittsöffnung 160 bis zum »7« und dem Profilbereich »L« angeordnet. Die Pro- 45 Profilbereich »L« verteilt Daher müssen nur gefilplatte 232 ist entsprechend der Austrittsöffnung des ringe Abmessungsänderungen dicht beim Profil-Kanalmantels 150 am seitlichen Ende der Haut 70 bereich »L« stattfinden. Dies vermindert außerdem angeordnet. Profilklemmen 234 und 236 halten die die auftretende Restspeicherung. Wenn das Profil des Haut in engem Kontakt mit dem Profilring 230 bzw. extrudierten Erzeugnisses anders als eine stark verder Profilplatte 232. so einfachte Form, z. B. ein Kreis, ist so muß die Än-

Der Übergangsbereich »7« wird auf dieselbe derung der Querschnittsform von der kreisförmigen Weise, als wenn ein festes Profil verwendet würde, Austrittsöffnung 42 des Extruders zum besonderen geformt. Wenn die Haut 70 einmal zwischen der Ein- gewünschten Profil stetig sein, insbesondere wie ein trittsöffnung und dem Profilring 230 gesteckt ist, Exponential rund um den gesamten UmfangsumriE wird eine Kraft auf die Profilplatte 232 ausgeübt, um 55 des Querschnitts. Dies kann besser unter Bezugnahme die Haut zwischen dem Profilring 230 und der Pro- auf Fig. 10 gesehen werden, in welcher ein Querfilplatte 232 zu dehnen. Während dieses Dehnvor- schnitt einer besonderen Profildüse mit einer kreisganges sollte die Profilplatte 232 parallel zum Profil- förmigen Eintrittsöffnung 160 und einer L-förmiger ring 230 gehalten werden, wobei die Haut 70 in der- Austrittsöffnung 170 dargestellt ist
selben Weise wie im Übergangsbereich gedehnt wird. 60 In den Fig. 11 bis 16 sind die Querschnitte dei

Das Ergebnis dieses Dehnens der Haut zwischen Fig. 10 gezeigt, welche die schrittweise Formändedem Profilring 230 und der Profilplatte 232 neigt da- rung des Kanalmantels 150 von einem Kreis ir zu, eine Gestalt mit minimaler Beanspruchung zu er- Fig. 11 zu einer L-Form in Fig. 16 zeigen. It zielem So wird die Haut 70 dazu neigen, am Mittel- Fig. 12 ist der Kanalmantel im allgemeinen oval punkt zwischen dem Profilring 230 und der Profil- 65 während Fig. 13 eine weitere Formänderung dei platte 232 zusammenzukommen. Der Profilring 230 Kanalmantels zu einer nierenförmigen Gestalt dar hat eine Füllöffnung 238 senkrecht zu seiner Ebene. stellt. In F i g. 14 beginnt der Kanalmantel, die L-Forn Wenn aushärtbares Material für das Positiv in den des gewünschten Profils anzunehmen. F i g. 15 ist it

der Nähe des Profilbereiches entnommen und zeigt den Linienverlauf gerade vor dem Profilbereich. Fig. 16 zeigt die Gestalt des Kanalmantels an der Austrittsöffnung 170.

Nimmt man z. B. die zwei Punkte A und B bei 0 bzw. 90° und folgt den entsprechenden Punkten durch die Fig. 12 bis 16, so sollte eine Exponentialfunktion durch alle Punkte A erhalten bleiben, während gleichzeitig eine Exponentialfunktion durch alle Punkte B erhalten bleibt. Wie aus den F i g. 12 bis 16 zu ersehen ist, kann solch eine Exponentialfunktion durch im wesentlichen alle Punkte in axialer Richtung für jede steigende Entfernung AX rund um den inneren Umfang der Preßform gedacht werden, obwohl die Punktet und B nur zur Illustration verwendet werden.

Das mechanische Verhalten der gummiartigen Haut kann sowohl als eine analoge Lösung der geometrischen Flächentransformation durch Schaffen eines stufenförmigen Wechsels in Form und Querschnitt betrachtet werden als auch als Funktion der axialen Lage. Es ist eine Eigenschaft der Elastomere, daß sie keine Ungleichförmigkeiten oder plötzliche Fonnwechsel beim Aufbringen von Druck zeigen. Daher wird die sich ergebende Geometrie einen glatten Übergang zeigen, wenn auf das Elastomer Beanspruchungen aufgebracht werden. Diese Form ergibt sich aus dem Gleichgewicht der Beanspruchungen, welche für gummiartige Häute charakteristisch sind.

Ein Block eines Materials mit einem im wesentlichen dem extrudierten Endprodukt ahnlichen Profil wird an einem Vorsprung einer Vertikalfräsmaschine gespannt. Die Vertikalfiäsmaschine ist eine besondere Vorrichtung zum Verarbeiten eines Profils zu einem Patrizenprofil. Der Vertikalfrästisch führt eine AT-y-Bewegung aus, welche zum Schneiden des Modells notwendig ist. Die x-y-Bewegung kp.nn von Hand bewerkstelligt werden; jedoch wird bei einer bevorzugten Arbeitsweise die Masche zur x-y-Bewegung mit von Computern erzeugten Bändern programmiert. Die profilierte Halterung wird im Rahmen zum Strecken der Haut angeordnet. Eines der seitlichen Enden der Halterung wird in der Profilebene in der Aufnahme durch Einsetzen des Endes der Halterung in ein in die Aufnahme geschnittenes entsprechendes Matrizenprofil befestigt. Die Aufnahme wird dann an der Grundplatte des Rahmens befestigt. Die vertikal bewegliche obere Platte des Rahmens trägt eine an ihrer Unterseite befestigte Halterung. Der Außendurchmesser der Halterung entspricht dem Durchmesser der Eintrittsöffnung der fertiggestellten Profildüse. Eine gummiartige Haut wird über die profilierte Halterung gedehnt und mit einer Profilklemme an seinem Platz gehalten. Die Profilklemme ist im wesentlichen wie ein Matrizenprofil geformt, so daß es eng an allen Flächen der Halterung anliegt.

Das andere Ende der gummiartigen Haut wird an der Halterung an der Unterseite der oberen Ausdehnungsplatte des Rahmens befestigt, ein Klemmring mit einem Innendurchmesser ähnlich dem Außendurchmesser der Halterung wird rund um dieselbe so angebracht, daß die Haut zwischen Halterung und Klemmring angeordnet ist. Der Klemmring wird dann festgezogen, um die Haut an ihrem Platz zu halten. Nun wird eine axiale Spannung auf die Haut durch Verstellen der oberen beweglichen Ausdehnungsplatte aufgebracht. Die Haut wird gedehnt, bis gewünschte Länge und Umriß erreicht sind. Der Umriß ist im wesentlichen eine Funktion des zu extrudierenden Materials. Wenn einmal ein Material ausgewählt ist, so sind seine Extrusionseuipfindlichkeit und elastische Speicherung bekannte Faktoren. Ein schlammiger Gipsmörtel wird in den durch die Haut geformten Behälter gegossen. Abhängig von der Art der verwendeten Haut, kann es notwendig sein oder nicht, ein Ausgleichsbad zu verwenden, wie es zuvor

ίο beschrieben wurde. Wenn der Gipsmörtel abgebunden hat, wird die Haut von dem aus Mörtel bestehendem Positiv abgestreift, das Positiv vom Gestell entfernt und zweckmäßig zum Flammspritzen vorbereitet Der kombinierte Umriß des Kanalmantels, der profilierten Halterung und der Aufnahmekombination werden entfernt und in einer Flammspritzvorrichtung angeordnet. Andere Verfahren zum Beschichten des Umrisses und des Profilstückes können verwendet werden. Jedoch schafft das Flamm- oder Metallsprit-

ao zen ein einfaches Beschichtungsverfahren, insbesondere weil der Kanalmantel eine veränderliche Dicke entlang seiner axialen Ausdehnung haben kann. Das der Eintrittsöffnung der Profildüse entsprechende Ende wird in einer Einspann- oder Ringanordnung

»5 angebracht, welche genau dem äußeren Umriß der Kante des Kanalmantels entspricht. Die Aufnahme wurde entsprechend ausgeschnitten, um sie für die Außenumrißkontur des Profiiendes der Profildüse vorzubereiten.

Wenn die Kontur vertikal auf ihrem Ende mit der Eintrittsöffnung ruht, wird keine Belastung auf das Profilende aufgebracht, ausgenommen jener, die benötigt wird, um es in zentrierter Lage zu halten. Die Anordnung wird dann entsprechend zum Metallspritzen angetrieben wie es vorstehend beschrieben wurde. Das Metall kann in axialer Verteilung entsprechend der Druckkraft aufgespritzt werden, welche entlang der axialen Ausdehnung des Kanalmantels ausgeübt wird. Zum Beispiel, wo der Kanalmantel eine große Komponente quer zur Strömungsrichtung des zu extrudierenden Materials hat, wird die Kompressionskraft größer sein und daher an diesem Punkt ein dickerer Kanalmantel benötigt. In der Nähe des Profilbereichs des Kanalmantels werden kleinere Druckkräfte ausgeübt; daher kann die Dicke des Kanalmantels an diesem Punkt vermindert werden. Wenn das Metall, z. B. rostfreier Stahl, auf die Kontur der Aufnahme gespritzt wurde, werden der Gipsmörtel des Originalumrisses und der neugeformte

Kanalmantel zusammen als eine Einheit von der Spritzeinrichtung abgenommen. Der Umriß des Gipsmörtels kann mit Hochdruckwasserstrahlen weggewaschen werden, und die Halterung und die Aufnahme für dieselbe werden entweder aus dem Profilbereich des Kanalmantels gezogen oder, wenn es notwendig ist, herausgeschmolzen, weil der Schmelzpunkt des aufgespritzten Metalls zweckmäßig höhei als der der Halterung oder ihrer Aufnahme ist. Der Kanalmantel ist nun fertig zum Einbau ir einen Profildüsenkörper. Heiz- und Kühlelement< ebenso wie Fühler können rund um den Kanalmante bei geeigneter Schaffung elektrischer Isolierung gegei den Kanalmantel angeordnet werden. Leitungen wer den zu allen Elementen in geeigneter Länge verlegt so daß sie durch das äußere Gehäuse herausragei und mit Klemmen verbunden sind. Ein Gehäuse mi einem Umfangsteil parallel zur axialen Richtung de Kanalmantels, dessen Radius überall größer als de

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größte Durchmesser des Kanalmantels ist und welches eine Fonnfläche quer zur axialen Richtung des Kanalmantels hat, wird über den Kanalmantel geschoben. Die Leitungen zu den Heizelementen, Kühleleinenten und Fühlern werden nach außen mit den entsprechenden Anzeigeeinrichtungen verbunden.

In der Frontplatte des Gehäuses ist eine öffnung vorgesehen, um den Kanalmantel zu tragen und eine Austrittsöffnung für das zu extrudierende Material zu schaffen. Der Umfangsteil des Gehäuses wird an einer Platte mit der Eintrittsöfmung befestigt, welche eine öffnung aufweist, die im wesentlichen ähnlich der Eintrittsöffnung des Kanalmantels und der Austrittsöffnung des Extruders ist. Die Platte ist mit einer Ausnehmung zum Tragen des Kanalmantels versehen. Der Kanalmantel kann sowohl in der Ausnehmung der Platte als auch in der Frontplatte ruhen.

Wenn die zusammengebaute Form vertikal angeordnet ist, wird ein entsprechendes Gußmaterial durch eine Füllöffnung in das Gehäuse eingebracht. Ein verwendbares Gußmaterial ist Beton, ein anderes Stahl. Im allgemeinen sollte ein formbares, hitzebeständiges Material verwendet werden, welches Druckkräften widerstehen kann. Das Material muß keine hohe Zugfestigkeit haben. Es ist hauptsächlich als Abstützung für den Kanalmantel gedacht, um die auf diesen durch das zu extrudierende Material ausgeübten Druckkräfte aufzunehmen und um beim Isolieren des Kanalmantels gegen das Gehäuse beizutragen.

Es ist erwünscht, daß das Gußmaterial einen Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlich dem des Kaualmantels hat Jedoch muß dies nicht immer der Fall sein. Zum Beispiel kann dsr Kanalmantel für die Betriebstemperatur vorgespannt sein, wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient des Gußmaterials

ίο niedrig ist Einige der Veränderlichen, welche bestimmen, welcher Art Gußmaterial verwendet werden soll, sind zuvor in der Beschreibung erläutert worden.
Bei einem Positiv aus Gipsmörtel mit kreisförmiger Eintrittsöffnung und L-förmigen Profil, ähnlich der in Fig. 10 und in Querschnitten in den Fig. 11 bis 16 gezeigten Profildüse, war festzustellen, daß sich dei Teilbereich als Funktion der axialen Lage ändert. Wenn 2,5 mm axiale Ausdehnung von der Eintritts-

ao zur Austrittsöffnung gemessen wurden, trat eine relative Konstante, mit einem quadratischen Mittelwert von 18,8 ± 0,5 mm in dem Bereich auf, in welchem 90^e/o der Formänderung stattfinden. Der Übergang war als Funktion der axialen Lage für die gesamte Umfangskontur der Profildüse glatt, wodurch eine relative gleichmäßige Querschnittsänderung entlang der axialen Ausdehnung der Profildüse erreicht wurde.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

21 11 /63 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eitles Kanalmanfels einer Profildüse zum Strangpressen von plastisclien Stoffen, insbesondere von Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß einerohrförniige, gummiartige Haut mit ihren Enden zwischen zwei Befestigungsstellen eingespannt und zu einem langgestreckten Kanalmantel mit einem tunnelartigea Durchgang, dessen innerer Umfang den Innenumriß der Profildüse bildet, gedehnt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der gummiartigen Haut mindestens an einer Stelle zwischen den Befestigungsstellen geändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige, gummiartige Haut durch Wegziehen einer Befestigungsstelle ao von der anderen gespannt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein aushärtbares Material auf eine der gedehnten Flächen der rohrförmigen, gummiartigen Haut aufgebracht wird, wobei das Material die Form der Haut annimmt und aufrechterhält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aushärtbare Material auf die innere Fläche der rohrförmigen, gummiartigen Haut aufgebracht wird una den Umriß der inneren Fläche der gummiartigen Haut annimmt und aufrechterhält.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aushärtbare Material auf die äußere Fläche der rohrförmigen, gummiartigen Haut aufgebracht wird und die Forni der äußeren Oberfläche der Haut annimmt und aufrechterhält.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aushärtbare Material ein Gips ist.

8. Verfahren nach einem der Anspräche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige, gummiartige Haut von dem aushärtbaren Material abgestreift wird und eine vorher in Berührung mit der Haut stehende Fläche des Materials mit einem zweiten Material beschichtet wird, welches eine hohe Festigkeit aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichten durch Auf- so spritzen von Metall auf die vorher in Berührung mit der rohrförmigen, gummiartigen Haut stehende Fläche des aushärtbaren Materials durchgeführt wird.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Rahmen (50) zwei Halterungen (66, 78) für die Enden (71, 72) der rohrförmigen, gummiartigen Haut (70) angeordnet sind, deren Abstand durch eine Stellvorrichtunig veränderbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer Stelle zwischen den Halterungen (66, 78) eine Einrichtung zum Andern der Form der Haut vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung mehrere Tragstangen (54) aufweist, welche zwischen den Halterungen {66, 78) angeordnet sind, und daß eine Aiisdeluiungsplatte (62), an der Druckbeschläge (86) befestigt sind, beweglich an einem Ende jeder Tragstange (54) zum Steigern des Abstandes zwischen den Halterungen befestigt ist

13 Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gießeinrichtung zum Aufbringen des aushärtbaren Materials auf eine der Oberflächen der eingespannten, rohrförmigen, gummiartigen Haut vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Abstreifen der gummiartigen Haut vom aushärtbaren Material vorgesehen ist.