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Patent Searching and Data


Title:
COMPONENT FOR AN EXTRUSION LINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/074170
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a component of an extrusion line, in particular a tool (2) or a part thereof, wherein said component (8) is provided in particular for cooling the melt and/or for homogenizing the melt and/or for distributing the melt, said component (8) having a complex design and consisting of a plurality of individual parts. According to the invention, the component (8) is designed to be computer-supported, computer-supported production data prevail for the component (8) and the component (8) is additively manufactured on the basis of said data, wherein the thus manufactured component (8) fulfills at least one of the following functionalities: uniform distributing of the melt over the circumference; thermal homogenizing of the melt over the circumference; mechanical homogenizing of the melt over the circumference; cooling of the melt over the circumference; holding a supporting element for the inner displacement of the melt. The invention furthermore relates to an associated method.

Inventors:
DOHMANN HEINRICH (DE)
STIEGLITZ HENNING (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/078810
Publication Date:
April 22, 2021
Filing Date:
October 13, 2020
Export Citation:
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Assignee:
BATTENFELD CINCINNATI GERMANY (DE)
International Classes:
B29C48/25; B33Y80/00
Foreign References:
US10415898B12019-09-17
DE2537419A11977-02-24
US20100227136A12010-09-09
DE102018102061B32019-03-14
DE102005002820B32006-05-11
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Claims:
Patentansprüche:

1. Bauteil einer Extrusionslinie, insbesondere einem Werkzeug (2) o- der einem Teil davon, wobei dieses Bauteil (8), insbesondere zum Kühlen der Schmelze und/oder zum Homogenieseren der Schmelze und/oder zum Ver teilen der Schmelze vorgesehen sind, wobei dieses Bauteil (8) komplex baut und aus einer Vielzahl von Einzelteilen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (8) rechnerunterstützt konstruiert ist, für das Bauteil (8) rechnerunterstützte Fertigungsdaten vorherr schen und auf Basis dieser Daten das Bauteil (8) additiv gefertigt ist, wobei das so gefertigte Bauteil (8) mindestens eine der folgenden Funktionalitäten erfüllt:

• gleichmäßiges Verteilen der Schmelze über den Umfang

• thermisches Homogenisieren der Schmelze über den Um fang

• mechanische Homogenisieren der Schmelze über den Um fang

• Kühlen der Schmelze über den Umfang

• Halten eines tragenden Elementes für die innerer Verdrän gung der Schmelze 2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bau teil ein Siebkorb oder ein Schmelzekühler oder ein Teil eines Wen delverteilers ist.

3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das das Bauteil eine Kombination von Siebkorb und Schmelzekühler ist.

4. Bauteil nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass das Bauteil eine Kombination aus Siebkorb mit Wendel verteiler oder aus Schmelzekühler mit Wendelverteiler oder aus Siebkorb und Wendelverteiler ist.

5. Bauteil nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass Bauteil in sich verdrehte Rippen (21) umfasst, wobei die Rippen (21) gleichmäßig über den Umfang des Bauteils verteilt sind, wobei die Rippen in mindestens zwei Bereichen (22, 23) an- geordnet und die Rippen (21 ) im ersten Bereich (22) zu den Rip pen (21) im zweiten Bereich (23) verdreht sind.

6. Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die Rippen (21) als Hohlkörper mit einem Hohlraum (24) ausgeführt sind. 7. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (8) für eine Extrusionslinie, wobei das Bauteil (8) rechnerunterstützt konstruiert wird und dar aus rechnerunterstützte Fertigungsdaten erzeugt werden, um das Bauteil (8) auf Basis dieser Daten additiv herzustellen, wobei das so gefertigte Bauteil (8) mindestens eine der folgenden Funktionalitäten erfüllt:

• gleichmäßiges Verteilen der Schmelze über den Umfang

• thermisches Homogenisieren der Schmelze über den Um- fang

• Mechanische Homogenisierung über den Umfang

• Kühlen der Schmelze über den Umfang

8. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (8) für eine Extrusionsli nie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass über rechner- gestütze Simulationen das Bauteil (8) solange konstruktiv verän dert wird bis der Extrusionsprozess optimiert ist, bevor die rech- nerunterstützen Fertigungsdaten erzeugt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsverhalten der Schmelze und/oder der Homogenisie rungsgrad der Schmelze und/oder die Verweilzeit der Schmelze in Eckbereichen des Bauteils (8) in der Simulation untersucht wer- den.

10. Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in sich verdrehte Rippen 21 die Strömung der Schmelze beeinflussen und diese Rippen 21 einen Hohlraum 24 aufweisen der mit einem Kühlmedium durchströmt wird, wobei der Durchfluss in den Zuläufen zu den Hohlräumen 24 der Rip pen 21 durch Mittel beeinflusst werden, wodurch die Intensität der Kühlung innerhalb des gesamten Bauteils 8 unterschiedlich sein kann.

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE beim Internationalen Büro eingegangen am 16. März 2021 (16.03.2021)

1. Bauteil einer Extrusionslinie, insbesondere einem Werkzeug (2) oder einem Teil davon, wo bei dieses Bauteil (8), insbesondere zum Kühlen der Schmelze und/oder zum Homogenieseren der Schmelze und/oder zum Verteilen der Schmelze vorgesehen sind, wobei dieses Bauteil (8) komplex baut und aus einer Vielzahl von Einzelteilen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (8) rechnerunterstützt konstruiert ist, für das Bauteil (8) rechnerunterstützte Ferti gungsdaten vorherrschen und auf Basis dieser Daten das Bauteil (8) additiv gefertigt ist, wobei das so gefertigte Bauteil (8) mindestens eine der folgenden Funktionalitäten erfüllt: - gleichmäßi ges Verteilen der Schmelze über den Umfang, - thermisches Homogenisieren der Schmelze über den Umfang, - mechanische Homogenisieren der Schmelze über den Umfang, - Kühlen der Schmelze über den Umfang, - Halten eines tragenden Elementes für die innerer Verdrängung der Schmelze, wobei das Bauteil ein Siebkorb oder ein Schmelzekühler oder ein Teil eines Wendel verteilers ist.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das das Bauteil eine Kombination von Siebkorb und Schmelzekühler ist.

3. Bauteil nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine Kombination aus Sieb korb mit Wendel verteil er oder aus Schmelzekühler mit Wendelverteiler oder aus Siebkorb und Wendelverteiler ist.

4. Bauteil nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteil in sich verdrehte Rippen (21) umfasst, wobei die Rippen (21) gleichmäßig über den Umfang des Bau teils verteilt sind, wobei die Rippen in mindestens zwei Bereichen (22, 23) angeordnet und die Rippen (21) im ersten Bereich (22) zu den Rippen (21) im zweiten Bereich (23) verdreht sind.

5. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Rippen (21) als Hohlkörper mit einem Hohlraum (24) ausgeführt sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (8) für eine Extrusionslinie, wobei das Bauteil (8) rechnerunterstützt konstruiert wird und daraus rechnerunterstützte Fertigungsdaten erzeugt wer den, um das Bauteil (8) auf Basis dieser Daten additiv herzustellen, wobei das so gefertigte Bau teil (8) mindestens eine der folgenden Funktionalitäten erfüllt: - gleichmäßiges Verteilen der Schmelze über den Umfang, - thermisches Homogenisieren der Schmelze über den Umfang,

- Mechanische Homogenisierung über den Umfang, - Kühlen der Schmelze über den Umfang.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

7. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (8) für eine Extrusionslinie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass über rechnergestütze Simulationen das Bauteil (8) solange kon struktiv verändert wird bis der Extrusionsprozess optimiert ist, bevor die rechnerunterstützen Fertigungsdaten erzeugt werden. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsverhalten der

Schmelze und/oder der Homogenisierungsgrad der Schmelze und/oder die Verweilzeit der Schmelze in Eckbereichen des Bauteils (8) in der Simulation untersucht werden.

9. Verfahren nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in sich verdrehte Rippen (21) die Strömung der Schmelze beeinflussen und diese Rippen (21) einen Hohlraum (24) aufweisen der mit einem Kühlmedium durchströmt wird, wobei der Durchfluss in den Zuläufen zu den Hohlräumen (24) der Rippen (21) durch Mittel beeinflusst werden, wodurch die Intensität der Kühlung innerhalb des gesamten Bauteils (8) unterschiedlich sein kann.

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

Description:
Bauteil für eine Extrusionslinie

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Bauteil einer Extrusionslinie, insbesondere ei nem Werkzeug oder einem Teil davon, wobei dieses Bauteil, insbeson- dere zum Kühlen der Schmelze und/oder zum Homogenieseren der Schmelze und/oder zum Verteilen der Schmelze vorgesehen sind, wobei dieses Bauteil komplex bauet und aus einer Vielzahl von Einzelteilen be stehen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein dazugehöriges Verfahren. Derartige Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt.

So wird beispielweise eine Vorrichtung zum Verteilen von plastischer Kunststoffmasse in einem Extrusions Werkzeug, insbesondere Rohrextru sionswerkzeug, umfassend einen oder mehrerer Fließkanäle mit mindes tens einem Schmelzeeingang und einem Schmelzeausgang, wobei zwi- sehen Schmelzeeingang und Schmelzeausgang, mindestens ein Kühlele ment im Fließkanal angeordnet ist, wobei das Kühlelement von der Kunststoffmasse umströmbar ist, wobei im Fließkanal zur Feinverteilung der Schmelze ein Zwangsverteilelement radial angeordnet ist, wobei das Kühlelement im oder am Zwangsverteilelement angeordnet ist, in der DE 102010 051 732 Al beschrieben.

Zur Herstellung von Rohren ist es erforderlich, den von einem Extruder erzeugten zylinderförmigen Kunststoffschmelzestrom mit Hilfe eines nachfolgenden Werkzeuges in einen kreisringspaltförmigen Schmelzes trom umzuformen. Hierfür ist es wichtig, dass der vom Extruder kom- mende Schmelzestrom im Werkzeug durch einen zentrisch angeordneten Dom in die entsprechende Ringströmung überführt wird. Eine derartige Vorrichtung wird in der DE 103 15906 vorgeschlagen. Heute werden oft kurze Extrusionslinie gefordert. Dies kann nur erreicht werden, wenn die Kühlung der extrudierten Profile optimiert wird. Bes tenfalls wird die Schmelze bereits im Werkzeug soweit herunter gekühlt, dass sie zwar noch verformbar ist, aber die Schmelzetemperatur deutlich niedriger ist, als nach dem Verlassen des Extruders.

Die DE 102007 050291 schlägt hier eine Aufteilung der Schmelze im Werkzeug vor, die Einzel stränge werden gekühlt und anschließend wie der zusammengeführt.

Aus dem Stand der Technik ist auch aus der EP 0593892 Al ein Profil- Werkzeug für Extruder mit einzeln ansteuerbaren, das Fließverhalten des Werkstoffes beeinflussenden Temperierelementen bekannt. Die Tempe rierelemente sind stromab von der Schnecke des Extruders und stromauf vom profilgebenden Bereich des Werkzeuges im Strömungskanal des Werkstoffes derart angeordnet, dass die Temperatur des extrudierten Werkstoffes in ausgewählten Zonen des Querschnittes erhöht werden kann. Damit ist es möglich, auch bei komplizierten Querschnitten und bei verschiedenen profilgebenden, nicht mit Temperierelementen be stückten Teilen die Wandstärke des Profils zu beeinflussen.

Aus der DE 103 15906 Al ist eine Vorrichtung zum Verteilen von plas- tischer Kunststoffmasse in einem Extrusions Werkzeug insbesondere Rohrextrusionswerkzeug, umfassend einen Schmelzeeingang und min destens einen Schmelzeausgang bekannt, wobei zwischen Schmelzeein gang und Schmelzeausgang zunächst ein Vorverteilelement und an schließend ein Feinverteilelement angeordnet ist, wobei vorgesehen, dass das Vorverteilelement als Dorn ausgeführt ist und einen Hauptkanal umfasst, der mit mindestens einem Nebenkanal in Huidischer Verbin dung steht, wobei der Nebenkanal schraubenförmig in der Umfangsflä- che des Domes ausläuft bekannt. All diese Werkzeuge sind jedoch verfahrenstechnisch schwierig herzu stellen, da eine Vielzahl von Einzelteilen aufwendig hergestellt werden müssen und im Anschluss sehr aufwendig miteinander verbunden wer den müssen. Komplexe Kühlkanäle müssen in ein Gefüge mit mehreren Kanälen zusammengeführt werden und zu einem Gesamtbauteil „ver schmolzen“ werden. Innenliegende Teile die von Schmelze umflossen werden und diese kühlen sollen, müssen wiederum mit außenliegenden Teilen so verbunden werden, dass ein Kühlmedium durch diese fließen kann. Hierbei darf jedoch kein die Kühlkanäle durchfließendes Kühlme dium in die Schmelze gelangen, die Erzeigten Verbindungen müssen da her absolut dicht sein, was aufgrund der Komplexität und der damit ver bunden schwierigen Zugänglichkeit der zu verbindenden Stellen an sein technische machbaren Grenzen stößt.

A u f g a b e der Erfindung ist es, die Herstellung komplexer Bau teile in der Extrusionstechnik derart zu vereinfachen, damit Herstellkos ten und Produktionszeit der Bauteile minimiert werden können, sowie ein entsprechendes Verfahren.

Die L ö s u n g der Aufgabe ist in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil rechnerun terstützt konstruiert ist, für das Bauteil rechnerunterstützte Fertigungsda ten vorherrschen und auf Basis dieser Daten das Bauteil additiv gefertigt ist, wobei das so gefertigte Bauteil mindestens eine der folgenden Funk tionalitäten erfüllt: gleichmäßiges Verteilen der Schmelze über den Um fang, thermisches Homogenisieren der Schmelze über den Umfang, me chanische Homogenisieren der Schmelze über den Umfang, Kühlen der Schmelze über den Umfang, Halten eines tragenden Elementes für die innerer Verdrängung der Schmelze. Es kommt eine Vielzahl an Bauteilen infrage die gemäß der Erfindung hergestellt werden können. Es kann somit zum Beispiel ein Schmelze kühler, ein Wendelverteiler, eine Kombination aus beiden oder auch jede weitere Kombination sein.

Wesentlich ist, dass mit der Erfindung Bauteile produziert werden kön nen die wenigstens die im Anspruch 1 wiedergegebenen Funktionalitä ten oder eine Kombination aus diesen abdecken können.

Aus dem mittels CAD rechnerunterstützt konstruierte Bauteile werden wiederum rechnerunterstützt Fertigungsdaten erzeugt die ähnlich wie bei der Herstellung von Teilen mittels CNC Maschinen nun für die additive Fertigung der Bauteile herangezogen werden. Bei der additiven Ferti gung wird Materialschicht für Materialschicht aufgetragen und so ein dreidimensionaler Gegenstand erzeugt.

Mittels der additiven Fertigung, auch als 3D-Druck bekannten, können sehr komplexe Bauteile hergestellt werden, da eine Zugänglichkeit zu Verbindungsstellen bei der Montage einzelner Bauteile nicht berücksich tigt werden müssten. Auch spielt die herkömmliche Berücksichtigung der Herstellbarkeit des Bauteils keine Rolle mehr, da jede noch so kom plexe Ausführung mittels dieses Verfahrens erzeugt werden kann.

Die F ö s u n g bezüglich des Verfahrens wird vorgeschlagen, zur Herstellung eines Bauteils für eine Extrusionslinie, das Bauteil rechner unterstützt zu konstruiert und daraus rechnerunterstützte Fertigungsdaten zu erzeugt, um das Bauteil auf Basis dieser Daten additiv herzustellen, wobei das so gefertigte Bauteil mindestens eine der folgenden Funktio nalitäten erfüllt: gleichmäßiges Verteilen der Schmelze über den Um- fang, thermisches Homogenisieren der Schmelze über den Umfang, Me chanische Homogenisierung über den Umfang, Kühlen der Schmelze über den Umfang.

Weiterbildungsgemäß ist vorgesehen zur Herstellung eines Bauteils für eine Extrusionslinie, dass über rechnergestütze Simulationen das Bauteil solange konstruktiv verändert wird bis der Extrusionsprozess optimiert ist, bevor die rechnerunterstützen Fertigungsdaten erzeugt werden.

Vorteilhafterweise wird das Strömungsverhalten der Schmelze und/oder der Homogenisierungsgrad der Schmelze und/oder die Verweilzeit der Schmelze in Eckbereichen des Bauteils in der Simulation untersucht.

Es wird also die Konstruktion solange verändert und immer erneut eine Simulation des Strömungsverhalten der Schmelze untersucht, bis mög lichst vielen der oben beschrieben Funktionalitäten bestmöglich erreicht werden. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sowie des Verfah rens sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

In den Zeichnungen wird schematisch eine erfmdungsgemäße Vorrich tung gezeigt:

Fig. 1 zeigt eine typische Extrusionslinie

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauteil

Fig. 3 ein Schnitt durch das erfindungsgemäße Bauteil gern. Schnittverlauf in Figur 2

Fig. 4 eine Alternative Ausführung zu Figur 3

Fig. 5 eine alternative Ausführung des Bauteils im Extrus ions Werkzeug

Fig. 6 das Bauteil alleine

Fig. 7 die Ansicht der Figur 6 ohne Trennwände

Fig. 8 ein vergrößerter Ausschnitt der Figur 6

Fig. 9 ein vergrößerter Ausschnitt der Figur 7

Fig. 10 der Ausschnitt der Figur 8 als Teilschnitt

Fig. 11 der Ausschnitt der Figur 6 in einem weiteren Teil schnitt

Figur 1 zeigt eine typische Extrusionslinie, wie sie heute für die Pro filextrusion, egal, ob für die Produktion von Fensterprofilen oder Roh- ren, zum Einsatz kommt. Sie zeigt einen Extruder 1, in dem Kunststoff aufgeschmolzen wird, und kontinuierlich zur Formgebung ins Extrusi onswerkzeug 2 gefördert wird. Daran schließt sich eine Kalibrier- und Kühlstation 3 an Je nach Profil können weitere Kühlstationen eingesetzt werden. Nach den Kühlstationen schließt sich eine Abzugsvorrichtung 4 an. Um die Endlosprofile 6 auf die gewünschte Länge abzuschneiden ist anschließend eine Trennvorrichtung 5 angeordnet. Die Extrusionsachse ist mit der Positionsziffer 7 gekennzeichnet.

Figur 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauteil 8 welches additiv gefertigt ist. Das Bauteil 8weißt einen Schmel zekanal 17 auf der sich vom Schmelzeeingang 14 bis zum Schmelzeaus gang 20 erstreckt. Ein tragendes Element 13, hier ein Dorn in einem Extrusionswerkzeug, verdrängt im Inneren des Bauteils 8 die Schmelze so dass diese über den Umfang so verteilt wird, dass sie einer Vermisch- und Kühlstruktur 16 zugeführt wird. Das tragende Element 13 ist im Bauteil 8 an der Vermisch- und Kühlstruktur 16 angeordnet und wird so im Inneren des Bauteils 8gehalten. Die Verbindungstelle 15 ist hier nur zur Verdeutlichung als separate Positionsziffer benannt, durch das addi tive Herstellungsverfahren ist es keine Verbindung im klassischen Sinne, sondern sind einteilig. Die Schmelze wird so durch die Vermisch- und Kühlstruktur 16 geführt, wo sie thermischen und mechanischen homoge nisiert sowie gekühlt wird. Die Vermisch- und Kühlstruktur 16 verfügt über Kühlkanäle 9 die von der Schmelze umflossen werden. Die Kühl kanäle 9 verfügen über einen Eintritt 10 und eine Austritt 11 über die das Kühlmedium von der Außenseite des Bauteils 8 die Kühlkanäle 9 durch fließt. Als Kühlmedium kommen unterschiedlich Medien wie Wasser, Luft oder spezielle Kühlmittel zum Einsatz. Über den stimseitigen Flansch 12 kann das Bauteil 8 mit weiteren Bauteilen Verbünde werden. Der Schnittverlauf für die in den Figuren 3 und 4 widergegeben Ausfüh rungsbeispiele ist durch die Strichpunkt Linie markiert.

Figur 3 ist ein Schnitt durch die schematische Darstellung des Bauteils 8 gemäß dem Schnittverlauf aus Figur 2. Vom Schmelzeeingang 14 er streckt sich der erste Teilschmelzekanal 18 über den Schmelzekanal 17 in der Vermisch- und Kühlstruktur 16 weiter über den zweiten Teilschmelzekanal 19 zum Schmelzeausgang 20. Die Kühlkanäle 9 in der Vermisch- und Kühlstruktur 16 verfügen über einen Eintritt 10 und einem Austritt 11 für ein Kühlmedium. Die Extrusionsachse ist mit Posi- tionsziffer 7 gekennzeichnet.

In Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Vermisch- und Kühlstruktur 16, auch hier sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszei chen gekennzeichnet. Die Extrusionstechnik ist ein häufig eingesetztes Verfahren bei der Ver arbeitung von Kunststoffen. Dabei handelt es sich um einen kontinuier lich ablaufenden Prozess, bei dem neben anderen Produkten auch Kunst stoffrohre hergestellt werden.

Bei der Rohrextrusion wird bekanntlich ein Schmelzestrang mit Hilfe ei- nes Werkzeugs in die entsprechende Form gebracht. Im Anschluss daran muss der vorgeformte Schmelzeschlauch auf den entsprechenden Au ßendurchmesser kalibriert und abgekühlt werden. Das so entstandene Rohr wird abschließend mit Hilfe eines Raupenabzuges durch die Extru sionslinie gezogen und nachfolgend von einer Trenneinrichtung auf ent- sprechende Transportlängen abgetrennt.

Die maßliche und optische Qualität des Rohres hängt im Wesentlichen von der Qualität des Rohrwerkzeuges ab. Je besser die Schmelze über den Umfang verteilt und über den gesamten Querschnitt thermisch und mechanisch homogen ist, umso gleichmäßiger kann im nachfolgenden Kalibrier- und Abkühlvorgang die Rohrgeometrie- und Oberflächenaus führung gestaltet werden. Gegenwärtige mechanisch herstellbare Schmelzeverteiler, Misch- oder Kühlbauteile können die gewünschten Eigenschaften nur bedingt oder nur getrennt ausführen. Statische Mi scher sind aus dem Stand der Technik bekannt, so stellt beispielsweise Wikipedia Aufbau und Funktionsweise sowie Auslegung als auch vor und Nachteile gegenüber. Nur auszugsweise sei hier zitiert das statische Mischer einige Vorteile gegenüber dynamischen Mischern aufweisen, da sie kostengünstige nicht viel Raum einnehmen und bauartbedingt war tungsfrei sind. Als sehr kompakt bauend wird hier der Mischer nach der Bauart Sulzer aufgeführt, bei der sich Grifflamellen kreuzen oder mit ei ner Vielzahl von gerüstartig kreuzweise angeordneten Stegen ausgeführt ist. Diese Bauweise weist allerdings hohe Druckverluste auf.

Ein anderer statische Mischer ist der Kenics-Mischer, Wikipedia führt hier aus: „Er besteht aus um 180° verdrillten Blechen. Jede Wendel ist um 90° zur vorherigen versetzt und weist den gegensätzlichen Drehsinn auf.“ Diese Kenics-Mischer Bauweise ist Grundlage einer weiteren alternative Ausführungsform des Bauteiles 8 und in den Figuren 5-11 näher be schrieben. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Weiter entwicklung bekannter statische Rohrextrusionsschmelzeverteiler, bei denen zusätzlich eine Temperierungsmöglichkeit im Werkzeug einge- bunden wird.

Figur 5 zeigt einen Teil eines Schnitts durch das Extrusionswerkzeug 2 entlang der Extrusionsachse 7 erstreckt sich der Schmelzekanal von ei nem ersten Teilschmelzekanal 18 über das erfindungsgemäße Bauteil 8 in den zweiten Teilschmelzekanal 19 bis zum Schmelzeausgang 20. In Figur 5a ist das Bauteil 8 vergrößert dargestellt. Das Bauteil 8 weist eine Vermisch- und Kühlstruktur 16 auf die aus einer Vielzahl von Rippen 21 besteht. Die Extrusionsrichtung ist mit Positionsziffer 26 bezeichnet.

Figur 6 zeigt dieses Bauteil 8 alleinig in einer dreidimensionalen An sicht. Auch hier sind die Rippen 21 der Vermisch- und Kühlstruktur zu io sehen, die sich über den gesamten Umfang verteilt anordnen. Es existiert ein erster Bereich 22 und ein zweiter Bereich 23 in dem die Rippen 21 angeordnet sind. Die beiden Bereiche sind wiederum zueinander äqui distant angeordnet und die Rippen 21 im ersten Bereich 22 zu den Rip pen 21 im zweiten Bereich 23 versetzt. Die einzelnen Bereiche sind durch Trennwände 25 voneinander getrennt. Auch hier ist die Extrusi onsrichtung mit Positionsziffer 26 bezeichnet.

In der Figur 7 ist wiederum das Bauteil 8 dargestellt, wobei hier, zur Verdeutlichung der verdrehten Rippen 21 die Trennwände 25, die die Bereiche 22 und 23 voneinander trennen, ausgeblendet wurden.

Ergänzend ist zu erwähnen, dass sich auch weitere Bereiche äquidistant zu den Bereichen 22 und 23 anordnen können. Hierbei ist es nicht erfor derlich, dass sich der Grad der Verdrehung der Rippen 21, wie in einem Bereich 22 oder 23 wiederholt, entscheidend ist, dass die Rippen 21 zu den Rippen in einem benachbarten Bereich verdreht sind. Gleiches gilt für die Verdrehung der Rippe 21 selbst, auch dieser Grad der Verdre hung kann von Bereich zu Bereich unterschiedlich sein. Es kann auch von Vorteil sein, dass die die Bereich durchlaufende Schmelze bewusst von einem Bereich zu einem benachbarten Bereich geführt wird. In den beschrieben und dargestellten Ausführungsbeispielen sind die die Berei chen trennenden Trennwände 25 so ausgeführt, dass ein Überfließen der Schmelze verhindert wird. Durch gezieltes Einbringen von Bohrungen oder das Aufstellen einer oder mehrerer Laschen, kann der Übertritt der Schmelze aber bewusst herbeigeführt werden. Eine Durchmischung und/oder Homogenisierung wird dadurch gefördert.

Zur Verdeutlichung des Aufbaus selbst, zeigt Figur 8 eine vergrößerte Ansicht A aus der Figur 6, auch hier sind wieder die in sich verdrehten Rippen 21 zu sehen, die jeweils im ersten Bereich 22, sowie im zweiten Bereich 23 angeordnet sind. Wie bereits beschrieben, sind die beiden Bereiche durch Trennwände 25 voneinander getrennt. Die Figur 9 zeigt ebenfalls einen vergrößerten Ausschnitt B der Figur 7 die das Bauteil 8 ohne die Trennwände 25 zeigt. Deutlich zu erkennen sind die in sich verdrehten Rippen 21 die im ersten Bereich 22 zu den Rippen 21 im zweiten Bereich 23 versetzt angeordnet sind. Die Darstellung gemäß der Figur 10 entspricht den Ausschnitt gemäß der Figur 8, wobei hier das Bauteil 8 in quer zu Extrusionsrichtung 26 aufgeschnitten dargestellt ist. Durch diese Schnittdarstellung wird er kennbar, dass die Rippen 21 einen Hohlraum 24 aufweisen. Figur 10a zeigt das geschnitten Bauteil 8 und Figur 10b eine vergrößerte Einzelheit dazu. Die Ausführung der Rippen 21 mit einem Hohlraum 24 hat den Vorteil, dass die Rippen 21 mit einem Kühlmedium durchströmt werden können. Auch hier kann als Kühlmedium Luft, Wasser, Öl oder sonstige zur Kühlung geeignete Medien verwendet werden. Je nach Ausgestal tung der Verbindung zu den Hohlräumen 24 der Rippen 21 mittels eines zentralen oder mehrerer kanalartiger Zuläufe, ist es weiterhin möglich, die Intensität der Kühlung über die Rippen 21 innerhalb des gesamten Bauteiles 8 individuell zu gestalten, indem einzelne Rippen 21 mehr o- der weniger mit dem Kühlmittel durchströmt werden. Auch hier ist wie der der erste Bereich 22 und der zweite Bereich 23 sowie die Trenn- wände 25 zu sehen.

Figur 11 zeigt ebenfalls einen Schnitt durch das Bauteil 8, wobei hier ein Schnitt entlang der Explosionsachse 26 gewählt wurde. Auch hier sind wieder die verdrehten Rippen 21 in den Bereichen 22 und 23 sowie die Trennwände 25 zu sehen. Deutlich zu erkennen ist, dass die Rippen 21 einen Hohlraum 24 aufweisen. Dieses erfindungsgemäße Bauteil kann mit neuen Fertigungstechnolo gien, wie zum Beispiel dem Additiven Laser Sinterprozess auf Metall pulver, erzeugt werden und hat nachfolgende Eigenschaften auf die Schmelze im Extrusioswerkzeug: · Gleichmäßige Verteilung der Schmelze über dem Umfang

• Thermische- und mechanische Homogenisierung über den gesam ten Querschnitt

• Abkühlung der Schmelze im Werkzeug

• Kurzes Verweilzeitspektrum (kurze Farbwechselzeiten) · Moderater Druckaufbau

Bezugszeichenliste :

1 Extruder 15 F ixierung von 13

2 Extrusionswerkzeug 16 V ermisch- und Kühl Struktur

3 Kalibrier- und Kühltank 17 Schmelzekanal 4 Abzugsvorrichtung 18 Erster T eilschmelzekanal

5 Trennvorrichtung von 14

6 Profil 19 Zweiter Teilschmelzekanal zu 20

7 Extrusionsachse

20 Schmelzeausgang

8 Bauteil von 2

21 Rippen von 16 9 Kühlkanal in 8

25 22 Erster Bereich von 16

10 Eintritt Kühlmedium in 9

23 Zweiter Bereich von 16

11 Austritt Kühlmedium in 9

24 Hohlraum in 21

12 Anschlussflansch

25 Trennwand in 16

13 Dorn

26 Extrusiosionsrichtung 14 Schmelzeeingang

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