<Desc/Clms Page number 1>
Matrize zum Strangpressen von thermoplastischen Harzen od. dgl.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Matrize zum Strangpressen von thermoplastischen Harzen od. dgl. in Gestalt eines Überzuges, insbesondere auf Profilelementen, Rohren u. dgl., wobei das Material seitlich in die Matrize gepresst und durch Kanäle einem das zu überziehende Profilelement umschliessen- den Ausflussspalt zugeführt wird.
Bekanntlich hat die Aufbringung von thermoplastischen Harzen, insbesondere als Überzug von elek- trischen Leitern, Profilelementen und Rohren in den letzten Jahren einen grossen Aufschwung genommen.
Bei allen bekannten Verfahren wird das Harz direkt und gemeinsam mit dem einzuhüllenden Material aus- gepresst, wobei letzteres den Kern des aus der Matrize der Presseinrichtung austretenden Werkstückes dar- stellt.
Stahlrohre können nach diesem Verfahren nur dann umhüllt werden, wenn es sich um kaltgezogene
Profile mit geringen Toleranzen des Aussendurchmessers handelt, weil sich im Falle anderer handelsübli- cher Rohre die Toleranzen des Aussendurchmessers in unzulässiger Weise auf die Stärke des Überzuges aus- wirken würden.
Um das Problem auch in letzterem Falle zu lösen, kommen Matrizen mit einem Hohldom zur An- wendung, durch welchen das Rohr geführt wird. Diese Matrizen pressen einen rohrförmigen Überzug mit grösserem Innendurchmesser als der äussere Durchmesser des zu überziehenden Rohres aus, wobei der Überzug vom einzuhüllenden Werkstück mitgenommen und gezogen wird. Die durch das Erkalten bedingte
Schrumpfung des aufgebrachten Überzuges hat zur Folge, dass derselbe sich mit einer gewissen Spannung an das Rohr anschmiegt.
Die Prinzipien, nach welchen diese Matrizen arbeiten, sind die folgenden :
Das thermoplastische Material wird aus einem ununterbrochenen, ringförmigen Spalt ausgepresst, der durch eine Anzahl symmetrisch angeordneter Kanäle gespeist wird, die längs des ganzen Umfanges des Spaltes angeordnet sind. Die Achse des Spaltes fällt mit der des zu überziehenden Profilelementes zusammen. Die Zuflusskanäle haben den gleichen Durchfluss und leiten sich von aufeinanderfolgenden Gabelungen von einem oder zwei Eintrittskanälen ab, je nachdem die Matrize durch eine oder mehr Presseinrichtungen gespeist wird.
Die Zahl der in den Spalt mündenden Zuflusskanäle ist je nach dem Spaltdurchmesser verschieden und ist so zu wählen, dass die erforderliche Gleichförmigkeit des Überzuges gewährleistet ist.
Die die verschiedenen Gabelungen der Kanäle bildenden Teile der Matrize werden, je nach ihrer Ausbildung, so aneinandergefügt, dass die Kanäle entweder radial oder axial in bezug auf die Achse der Matrize verlaufen. Im ersten Fall besteht die Matrize aus zwei genau aufeinanderpassenden Platten und die Kanäle werden durch Ausnehmungen gebildet, die spiegelbildlich zur Hälfte auf der einen Platte und zur Hälfte auf der anderen Platte entlang der Berührungsfläche der Platten vorgesehen sind. Im zweiten Falle besteht die Matrize aus ebensoviel Platten, als Gabelungen der Kanäle vorhanden sind, plus einer Platte. Entlang jeder Berührungsfläche der Platten sind spiegelbildlich die dem jeweiligen Gabelungsstadium entsprechenden Ausnehmungen vorgesehen. Die Verbindung mit dem folgenden Gabelungssystem erfolgt über Kanäle, welche die Platten durchqueren.
Auf den einander folgenden Berührungsflächen der Platten vermehren sich die Kanäle des folgenden Gabelungssystems in doppelter Anzahl als im vorhergehenden. Diese Anordnung wiederholt sich bis zu dem in einem ununterbrochenen Schlitz mündenden Ende.
In beiden Fällen besteht die Schwierigkeit darin, die Kanalhälften der einen Seite genau mit den Kanalhälften auf der andern Seite auieinanderzupassen, um genaue Stossflächen für die Abdichtung und die enge Zusammenfügung der Platten zu erzielen.
<Desc/Clms Page number 2>
Der Mangel einer einwandfreien Zusammenpassung der beiden Kanalhälften hat tote Winkel zur Fol- ge, in welchen sich das Harz staut und anbrennt. Hinsichtlich einer einwandfreien Zusammenpassung der
Platten ist zu sagen, dass, da es sich um erhitzte Elemente handelt, mit der Zeit Verziehungen auftreten, die die Abdichtung beeinträchtigen. Daher besteht die Notwendigkeit, häufig Nachbearbeitungen vorzu- nehmen, die ihrerseits Änderungen der Passflächen der Kanalhälften und des Ausflussspaltes und demzu- folge Änderungen der Dicke des ausgepressten Überzuges bedingen.
Diese Matrizen, die schwer herstellbar und kostspielig sind, dienen im allgemeinen nur für eine geringe Zahl von Durchmessern, mit Ausnahme der Bauart mit in axialer Richtung zusammengefügten Teilen, bei der es möglich ist, den Durchmesser des Ausflussspaltes durch Auswechslung des letzten Plattenpaares zu ändern. Dies bedingt aber immerhin die Notwendigkeit, über sehr kostspielige Einrichtungen zu verfügen, verbunden mit viel Zeitverlust für den Ausbau und den nochmaligen Zusammenbau der Matrizen.
Diesen Nachteilen schafft die erfindungsgemässe Matrize Abhilfe, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass die den Ausflussspalt speisenden Zuflusskanäle in an sich bekannter Weise in Strömungsrichtung des Materials fortschreitend immer weiter gegabelt sind und dass sie sich entlang der Berührungsfläche zweier koaxial ineinanderpassender Hohlkörper, deren Querschnitt in Strömungsrichtung des Materials abnimmt, erstrecken und gegen diese Fläche hin offen sind.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der schematischen Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt, teilweise im Schnitt, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Matrize in Form eines Kegelstumpfes, Fig. 2 dazu eine Frontalansicht des Verbindungsflansches zur Presseinrichtung. Fig. 3 zeigt eine Variante des Flansches mit zwei diametral gegenüberliegenden Anschlussstutzen.
Es bezeichnet 1 den kegelstumpfförmigen Hauptkörper, der zwei Kanäle 2 mit anschliessenden Gabelungen aufweist. Diese Kanäle bilden die Zuführungsleitungen des Harzes für den ringförmigen, ununterbrochenen Schlitz oder Spalt 12.
Im Beispiel (Fig. 1) gehen die Kanäle von zwei einander gegenüberliegenden Abzweigungen 2'aus und nehmen fortschreitend an Anzahl zu, bis sie in Richtung des kleineren Durchmessers des Kegelstumpfes in einem einzigen ununterbrochenen Ringraum 3 enden. Im Ringraum 3 ist mindestens eine ringförmige Rille 4 vorgesehen, die Verbreiterungen des Durchflussquerschnittes für das flüssige plastische Material bildet und deren Zweck darin besteht, den Zusammenfluss und die Homogenisierung des Materials der verschiedenen Zweige der Zuflussleitungen zu fördern. Der Ringraum und die Rillen stellen eine Art Druckraum dar, der den Ausstoss speist.
Ohne diese Rillen würde das Material trachten, stellenweise bevorzugt, entsprechend denAusflusskanälenund stellenweise in geringerer Menge, entsprechend den Zwischenräumen der Kanäle, auszutreten, wodurch sich ein gewellter Überzug bilden würde.
Der innere Hohlkörper 1 weist eine axiale Bohrung zur Durchführung des zu überziehenden Profilstükkes auf. Er befindet sich in einem Mantel 5 mit innen kegelstumpfförmiger Oberfläche, die mit der Oberfläche des Hauptkörpers 1, auf dem die Zuflusskanäle ausgebildet sind, eine dichtende Berührungsfläche bildet. An der ebenfalls konischen Aussenseite des Mantels 5 ist eine in der Fig. 1 nicht dargestellte Wär- mequelle vorgesehen.
Am rückwärtigen Ende des Mantels 5 ist ein Flansch 6 vorgesehen, an dem der radiale Anschlussstutzen 7 zur Verbindung mit der Presseinrichtung angebracht ist. Dieser Stutzen steht mit den symmetrischen Abzweigungen 8 in Verbindung, die an einander diametral gegenüberliegenden Stellen in die Kanäle 2' einmünden.
Beim Beispiel nach Fig. 3, in dem die Teile, die den bereits beschriebenen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen, aber mit Strich, gekennzeichnet sind, sind zwei Anschlussstutzen 7'in einander gegenüberstehender Lage zur Verbindung mit den Presseinrichtungen vorgesehen, wobei jeder Stutzen mit zwei symmetrischen Abzweigungen 8'in Verbindung steht.
Der Flansch 6 wird axial gegen das den grösseren Durchmesser aufweisende Ende des inneren Hohlkörpers 1 durch einen Gewindering 9 abdichtend angedrückt. Dieser Ring ist in den Mantel 5 eingeschraubt und dient gleichzeitig zur gegenseitigen axialen Verspannung der beiden kegelstumpfförmigen Hohlkörper 1 und 5, wobei die in Berührung stehenden Flächen eine einwandfreie Abdichtung gewährleisten.
Auf der Seite des kleineren. Durchmessersdes inneren Hohlkörpers ist ein innerer Mundstückring 10 aufgeschraubt, der zusammen mit dem auf der Seite des kleinerenDurchmessers des Mantels 5 aufgeschraubten äusseren Mundstückring11 den kontinuierlichen Ringspalt 12 für den Ausfluss des Materials bildet. Auch die Oberflächen der Teile 10 und 11 können ringförmige Rillen 4 aufweisen, um den Ausfluss des Materials, wie bereits beschrieben, zu vergleichmässigen.
Der äussere Mundstückring 11 ist fest auf ein ringförmiges, auswechselbares Einstellstück (Abstands-
<Desc/Clms Page number 3>
ring) 13 aufgeschraubt, wodurch die Änderung der Weite des Spaltes 12 und somit der Stärke des ausgepressten Überzuges möglich ist. Die Mundstückringe 10 und 11 sind austauschbar, um eine Änderung des
Arbeitsdurchmessers zu ermöglichen. Der Innendurchmesser d des vorgeschalteten inneren Mundstückrin- ges 10 ist kleiner als der Innendurchmesser d'des nachgeschalteten äusseren Mundstückringes 11, wodurch vermieden wird, dass eventuelle Schwankungen des Rohres den Bruch des ausgepressten Überzuges verursachen.
Sollen zwei oder mehr Überzüge, koaxial übereinandergelagert, gleichzeitig hergestellt werden, so wird die Zahl der kegelstumpfförmigen Körper, die mit den entsprechenden Zuflusskanälen ausgestattet und gegenseitig abgedichtet und aufeinander montiert sind, zwei oder mehr sein müssen.
Mit der beschriebenen Matrize werden im wesentlichen die folgenden Vorteile im Vergleich zu den bekannten Ausführungen dieser Art erzielt. a) Einfachere Ausführung, rascherer Ein-und Ausbau. b) Die Kanäle sind strömungsdynamisch vorteilhafter und sind aus einem einzigen Stück herausgear- beitet. c) Die Verbindung erfolgt auf einer kegelstumpfförmigen Oberfläche, die eine geringere Neigung zu
Verformungen als eine ebene Fläche aufweist und leichter instandgesetzt werden kann. d) Der Durchmesser des Ausflussspaltes kann durch Austausch der MW1dstückringe erweitert werden, welch letztere einfach und billig und leicht ein-und ausbaufähig sind. e) Die Dicke des ausgepressten Überzuges kann durch einfachen Austausch von kalibrierten Abstands- ringen geändert werden.
f) Die Ausbildung der den Ausflussspalt bildenden Ringe ist derart, dass eventuelle Schwankungen des
Rohres keinen Bruch des Überzuges verursachen können.
Es bleibt natürlich vorausgesetzt, dass die Einzelheiten der Ausbildung der Matrize im Rahmen der Patentansprüche auch von dem hier dargestellten Beispiel abweichen können, ohne deshalb aus dem Rahmen der Erfindung zu fallen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Matrize zum Strangpressen von thermoplastischen Harzen od. dgl. in Gestalt eines Überzuges, insbesondere auf Profilelementen, Rohren u. dgl., wobei das Material seitlich in die Matrize gepresst und durch Kanäle einem das zu überziehende Profilelement umschliessenden Ausflussspalt zugefuhrt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die den Ausflussspalt (12) speisenden Zuflusskanäle (2) in an sich bekannter Weise in Strömungsrichtung des Materials fortschreitend immer weiter gegabelt sind und dass sie sich entlang der Berührungsfläche zweier koaxial ineinanderpassender Hohlkörper (1 und 5), deren Querschnitt in Strömungsrichtung des Materials abnimmt, erstrecken und gegen diese Fläche hin offen sind.
<Desc / Clms Page number 1>
Die for the extrusion of thermoplastic resins or the like.
The present invention relates to a die for the extrusion of thermoplastic resins or the like in the form of a coating, in particular on profile elements, pipes and the like. Like., the material being pressed laterally into the die and fed through channels to an outflow gap surrounding the profile element to be coated.
As is well known, the application of thermoplastic resins, in particular as a coating for electrical conductors, profile elements and pipes, has seen a great upswing in recent years.
In all known methods, the resin is pressed out directly and together with the material to be enveloped, the latter representing the core of the workpiece emerging from the die of the pressing device.
Steel pipes can only be coated with this method if they are cold-drawn
Profiles with small tolerances of the outside diameter are involved because in the case of other commercially available tubes the tolerances of the outside diameter would have an inadmissible effect on the thickness of the coating.
In order to solve the problem in the latter case too, matrices with a hollow dome are used through which the tube is guided. These matrices press out a tubular coating with a larger inner diameter than the outer diameter of the pipe to be coated, with the coating being carried along and pulled by the workpiece to be enveloped. The one caused by the cooling
Shrinkage of the applied coating means that it clings to the pipe with a certain amount of tension.
The principles by which these matrices work are as follows:
The thermoplastic material is pressed out of an uninterrupted, annular gap which is fed by a number of symmetrically arranged channels which are arranged along the entire circumference of the gap. The axis of the gap coincides with that of the profile element to be covered. The inflow channels have the same flow rate and are derived from successive bifurcations of one or two inlet channels, depending on whether the die is fed by one or more pressing devices.
The number of inflow channels opening into the gap is different depending on the gap diameter and must be selected so that the required uniformity of the coating is guaranteed.
The parts of the die forming the various bifurcations of the channels are, depending on their design, joined together in such a way that the channels run either radially or axially with respect to the axis of the die. In the first case, the die consists of two plates that fit together exactly and the channels are formed by recesses that are mirror-inverted half on one plate and half on the other plate along the contact surface of the plates. In the second case, the matrix consists of as many plates as there are bifurcations of the channels, plus one plate. The recesses corresponding to the respective fork stage are provided in mirror image along each contact surface of the plates. The connection with the following bifurcation system is made via channels that traverse the plates.
On the successive contact surfaces of the plates, the channels of the following fork system multiply in double number than in the previous one. This arrangement is repeated up to the end opening into an uninterrupted slot.
In both cases, the difficulty is to fit the channel halves on one side exactly with the channel halves on the other side in order to achieve precise abutment surfaces for the sealing and the close assembly of the panels.
<Desc / Clms Page number 2>
The lack of a perfect fit of the two halves of the channel results in blind spots in which the resin accumulates and burns. With regard to a perfect fit of the
Plates is to say that, since they are heated elements, distortions appear over time which affect the seal. There is therefore a need to frequently undertake reworking, which in turn necessitates changes to the mating surfaces of the channel halves and the outflow gap and, consequently, changes to the thickness of the pressed-out coating.
These matrices, which are difficult to manufacture and expensive, are generally only used for a small number of diameters, with the exception of the type with parts joined together in the axial direction, in which it is possible to change the diameter of the outflow gap by replacing the last pair of plates. However, this at least causes the need to have very expensive facilities, combined with a lot of time lost for the removal and reassembly of the matrices.
These disadvantages are remedied by the matrix according to the invention, which is essentially characterized in that the inflow channels feeding the outflow gap are progressively bifurcated in a manner known per se in the flow direction of the material and that they extend along the contact surface of two coaxially fitting hollow bodies whose cross-section in Direction of flow of the material decreases, extend and are open towards this surface.
The invention is described below with reference to the schematic drawings. Fig. 1 shows, partly in section, a preferred embodiment of the die in the form of a truncated cone, Fig. 2 shows a front view of the connecting flange to the pressing device. Fig. 3 shows a variant of the flange with two diametrically opposite connection pieces.
It denotes 1 the frustoconical main body, which has two channels 2 with subsequent bifurcations. These channels form the supply lines of the resin for the annular, uninterrupted slot or gap 12.
In the example (FIG. 1) the channels start from two opposite branches 2 ′ and progressively increase in number until they end in a single uninterrupted annular space 3 in the direction of the smaller diameter of the truncated cone. In the annular space 3 at least one annular groove 4 is provided, which forms widenings of the flow cross section for the liquid plastic material and the purpose of which is to promote the confluence and homogenization of the material of the various branches of the inflow lines. The annular space and the grooves represent a kind of pressure space that feeds the discharge.
Without these grooves, the material would tend to emerge preferentially in places, corresponding to the outflow channels and in smaller quantities in places, corresponding to the gaps between the channels, whereby a corrugated coating would form.
The inner hollow body 1 has an axial bore for the passage of the profile piece to be coated. It is located in a casing 5 with an internally frustoconical surface which forms a sealing contact surface with the surface of the main body 1 on which the inflow channels are formed. A heat source, not shown in FIG. 1, is provided on the likewise conical outside of the jacket 5.
At the rear end of the jacket 5, a flange 6 is provided, on which the radial connection piece 7 is attached for connection to the pressing device. This connecting piece is connected to the symmetrical branches 8, which open into the channels 2 'at diametrically opposite points.
In the example according to FIG. 3, in which the parts that correspond to those already described are marked with the same reference numerals but with a prime, two connecting pieces 7 'are provided in opposite positions for connection to the pressing devices, each connecting piece having two symmetrical branches 8 'is connected.
The flange 6 is pressed against the larger diameter end of the inner hollow body 1 by a threaded ring 9 in a sealing manner. This ring is screwed into the jacket 5 and at the same time serves for the mutual axial bracing of the two frustoconical hollow bodies 1 and 5, the surfaces in contact guaranteeing a perfect seal.
On the side of the smaller one. An inner mouthpiece ring 10 is screwed on the diameter of the inner hollow body, which, together with the outer mouthpiece ring 11 screwed on the side of the smaller diameter of the jacket 5, forms the continuous annular gap 12 for the outflow of the material. The surfaces of the parts 10 and 11 can also have annular grooves 4 in order to even out the outflow of the material, as already described.
The outer mouthpiece ring 11 is firmly attached to an annular, exchangeable setting piece (spacer
<Desc / Clms Page number 3>
ring) 13 is screwed on, whereby the width of the gap 12 and thus the thickness of the pressed-out coating can be changed. The mouthpiece rings 10 and 11 are interchangeable to change the
Allow working diameter. The inside diameter d of the upstream inner mouthpiece ring 10 is smaller than the inside diameter d of the downstream outer mouthpiece ring 11, which prevents any fluctuations in the tube from causing the pressed-out coating to break.
If two or more coatings, coaxially superimposed, are to be produced at the same time, the number of frustoconical bodies equipped with the corresponding inflow channels and mutually sealed and mounted on one another must be two or more.
With the die described, the following advantages are achieved in comparison with the known designs of this type. a) Simpler design, quicker installation and removal. b) The channels are more advantageous in terms of flow dynamics and are machined from a single piece. c) The connection is made on a frustoconical surface that has a lower inclination to it
Has deformations than a flat surface and is easier to repair. d) The diameter of the outflow gap can be enlarged by exchanging the MW1d piece rings, which latter are simple and cheap and easy to install and expand. e) The thickness of the pressed-out coating can be changed by simply exchanging calibrated spacer rings.
f) The design of the rings forming the outflow gap is such that any fluctuations in the
Pipe cannot cause the coating to break.
It is of course assumed that the details of the design of the die within the scope of the patent claims can also differ from the example shown here without therefore falling from the scope of the invention.
PATENT CLAIMS:
1. Die for extrusion of thermoplastic resins od. Like. In the form of a coating, in particular on profile elements, pipes and the like. Like., the material being pressed laterally into the die and fed through channels to an outflow gap surrounding the profile element to be coated, characterized in that the inflow channels (2) feeding the outflow gap (12) always progressing in a known manner in the direction of flow of the material are further forked and that they extend along the contact surface of two coaxially fitting hollow bodies (1 and 5), the cross-section of which decreases in the flow direction of the material, and are open towards this surface.