Extrusion

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Wellrohr Extrusionsprozess

– Schematische Dartsellung anhand des Kettenlaufs der Formbacken im Corrugator

Beim Extrusionsprozess eines Wellrohres wird Kunststoffgranulat kontinuierlich über einen Extruder erhitzt, wobei es durch mehrere Heizstufen aufgeschmolzen und schließlich unter Druck durch ein formgebendes Düsenwerkzeug ausgetragen wird. Die anschließende Formgebung und Abkühlung übernimmt der sogenannte Corrugator.

Dieser besteht aus einer Kette angetriebener Formbackenhälften, die als geschlossene Formbackenkette die äußere Rohrform bestimmen. Die Geschwindigkeit der Formbacken sorgt dafür, dass der Kunststoffstrang abgezogen wird. Im sogenannten Mittelkanal des Corrugators, in dem sich die Formbacken geschlossen bewegen, wird das Wellrohr geformt und gleichzeitig gekühlt. Die Formgebung kann sowohl durch Überdruck- als auch durch Unterdruckverfahren erfolgen.

Der gesamte Prozess ist auf einen kontinuierlichen Materialdurchlauf ausgelegt, wobei standardisierte Formbackenhälften über Laufflächen mittels eines oder mehrerer Antriebe bewegt werden.

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Glattrohr Extrusionsprozess

– Schematische Dartsellung der Glattrohrfertigung über einen Vakuumtank

Bei der Extrusion von Glattrohren ersetzt ein Vakuumtank den Corrugator. Direkt nach dem Extruder befindet sich ein länglicher Tank, der meist komplett mit Wasser gefüllt ist und in zwei Kammern unterteilt wird. Beide Kammern stehen unter regelbarem Unterdruck. Im vorderen, kürzeren Teil des Tanks befindet sich die Kalibrierungseinheit, die maßgeblich für die endgültige Form und den Durchmesser des Glattrohrs verantwortlich ist. Die Kalibrierung kann je nach Anwendung mit Ziehblenden, Kalibrierscheiben oder Hülsen ausgeführt sein.

Gemeinsam mit dem Düsenwerkzeug bildet sie den formgebenden Abschnitt des Prozesses. Der anstehende Unterdruck zieht die weiche Kunststoffschmelze direkt an die Kalibrierungsflächen, wodurch das Rohr in seine runde Form gebracht wird. Eine spezielle Einlaufkühlung verhindert, dass das Material an der Kalibrierung haftet. Zusätzlich sorgen Sprührohre rund um die Kalibrierung für weitere Kühlung und vermeiden die Entstehung von Gasblasen.

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Extrusionsverfahren Überdruck

– mit Dichtstange und Stopfen

Im Überdruckverfahren wird die aufgeschmolzene Kunststoffmasse mit einem definierten Luftdruck über eine sogenannte Dichtstange in die Formkontur der Formbackenhälften gedrückt bzw. geblasen. Die Dichtstange ist innen hohl und verfügt über Querbohrungen, über die die Druckluft in das Rohrinnere gelangt. Sie wird kurz vor Produktionsbeginn direkt in die Innendüse des Werkzeugkopfs eingeschraubt. Um zu verhindern, dass die Luft aus dem System entweicht, wird am Ende der Dichtstange ein Stopfen oder ein komplettes Stopfenpaket eingesetzt. Dieser Stopfen hält den Innendruck im Rohr aufrecht und sorgt für die notwendige Abdichtung. So kann die Kunststoffschmelze unter Druck gegen die Wand der Formbacken gedrückt werden, wodurch das Rohr seine endgültige Form erhält.

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Extrusionsverfahren Vakuumpumpe

– Unterdruck mit Vakuumpumpe

Beim Unterdruckverfahren wird auf eine Dichtstange verzichtet. Stattdessen sind die Formbackenhälften mit feinen Bohrungen und Schlitzen versehen. Durch eine separate Vakuumpumpe wird ein definierter Unterdruck erzeugt, der über diese Öffnungen auf die Kunststoffschmelze wirkt. Der Unterdruck saugt die Schmelze direkt in die Kontur der Formbacken und formt sie entsprechend aus.

Ein großer Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass keine zusätzliche Abdichtung durch ein Stopfenpaket erforderlich ist. Dadurch können auch Rohre mit wechselnden Durchmessern oder Formübergängen einfacher und sauberer gefertigt werden. Zusätzlich sorgt das Verfahren für eine gleichmäßigere Wandstärkenverteilung von Wellental zu Wellenberg, was die Produktqualität verbessert.

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Komplettes Extrusionsverfahren

– mit Düsenzentrierung (Überdruck/Unterdruck)

Im vollständigen Extrusionsverfahren mit zentrierbarem Düsenwerkzeug – wie im Video dargestellt – wird die homogene, aufgeschmolzene Kunststoffmasse aus dem Extruder über eine Schnecke in Richtung Werkzeugkopf gefördert. Dort trifft sie auf den sogenannten Stegdornhalter, der die Schmelze in zwei Ströme aufteilt, um einen Hohlkörper zu formen. Auf dem Stegdornhalter ist die Innendüse befestigt, die wiederum von der Außendüse umschlossen wird. Diese beiden Komponenten können durch Schrauben exakt zueinander ausgerichtet werden.

Die Möglichkeit zur Zentrierung des Düsenwerkzeugs ist entscheidend, um eine gleichmäßige Wandstärkenverteilung im Endprodukt zu erreichen – unabhängig davon, ob der Formungsprozess über Überdruck oder Unterdruck erfolgt. Eine präzise Zentrierung erhöht die Maßhaltigkeit und Qualität des gefertigten Rohres erheblich.