<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Herstellung von Rohren oder Schläuchen aus thermoplastischem Kunststoff
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohren oder Schläuchen aus thermopla- stischem Kunststoff mit einer Bewehrungseinlage, bestehend aus einem an eine Strangpresse angeschlos- senen Spritzkopf mit Dorneinsatz und einer Wickeleinrichtung zur Aufbringung der Bewehrungseinlage auf den Dorn.
Es ist bereits eine Reihe von Strangpresseinrichtungen bekannt, um Schläuche mit schraubenförmigen Bewehrungseinlagen herzustellen. Dabei wird die Bewehrungseinlage auf einen Dorn gewickelt und mit Kunststoff umspritzt. Die Zuführung der Bewehrungseinlage von Spulen erfolgt radial, tangential oder axial zum Spritzdorn. Der flüssige Kunststoff wird dem Düsenspalt radial oder axial zugeführt. Schwierigkeiten bereitet jedoch eine gute Umhüllung der Bewehrungseinlage, die mitten im Kunststoff eingebettet liegen soll und nicht zu nahe der Aussen- oder Innenwandung des Rohres.
Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass der Dorn als am Austrittsende der Düse verschlossener Hohldorn ausgebildet ist, welcher in seinem Mantel Öffnungen zum Durchtritt des durch ihn zugeführten flüssigen Kunststoffes aufweist. Der Kunststoff kann so von innen die Wendel besonders gut umfliessen, wozu gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung der Dorn im Bereich der Durchtrittsöffnungen für den Kunststoff einen zum Austritt der Düse hin verjüngten Mantelteil besitzt.
Dabei ist nicht nur die Möglichkeit gegeben, schraubenförmige oder geflechtartige Bewehrungseinlagen einzubringen, sondern auch achsparallele Verfestigungsstränge, die einer Drehung des hohlen Strangartikels entgegenwirken.
Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch eine Strangpresse mit der Vorrichtung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 2 ist eine schematische Stirnansicht der Fadenführungseinrichtung, wobei einige Teile weggelassen sind. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Dorn an der Stelle, an der das plastische Kunststoffmaterial um die vorgebildete Bewehrungseinlage geleitet wird. Fig. 4 ist ein schematischer Axialschnitt durch die wichtigsten Teile einer andern Ausführungsform der Spritz- und Wickelvorrichtung. Fig. 5 ist eine schematische Frontansicht auf die hiebei verwendete Fadenscheibe und Fig. 6 ein Axialschnitt durch diese.
Fig. 7 stellt einen teilweisen Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Spritz- und Wickelvorrichtung dar, bei der die Vorratsspule für das Bewehrungsmaterial konzentrisch zur Strangpresse angeordnet ist. Fig. 8 ist eine teilweise geschnittene Frontansicht von der Linie VIII-VIII herauf die Bewegungsvorrichtung für die Fadenspule mit den Fadenführungsarmen. Fig. 9 zeigt einen Axialschnitt durch einen Teil der Düse mit der Fadeneinführung. Fig. 10 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 7 mit einer Fadenführung über drei Umlenkrollen. Fig. 11 ist eine teilweise weggebrochene Frontansicht dazu, ähnlich Fig. 8.
Gemäss dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 - 3 steht der feste Träger 1 durch die Schrauben 2 in fester Verbindung mit dem Zwischenstück 3 und dem Klappflansch 4 der Strangpresse. Ebenfalls ist der
<Desc/Clms Page number 2>
Spritzdorn 5 durch einen Bund 6 zwischen dem Zwischenstück 3 und dem Träger 1 fest verbunden. An der andern Seite des Trägers 1 ist das Spritzrohr 7 fest gelagert. Auf dem Spritzrohr 7 ist ein Gewindering 8 aufgeschraubt, der den Träger 1 in axialer Richtung hält. Ausserdem ist an diesem Gewindering 8 die ei- gentliche Spritzdüse 9 mit den Schrauben 10 befestigt. Die Spritzdüse 9 ist durch die Stellschrauben 11 um einen geringen Betrag einstellbar, damit eine etwaige Mittendifferenz gegenüber dem Spritzdorn 5 ausgeglichen werden kann.
Zwecks Durchfluss des thermoplastischen Kunststoffes ist der Spritzdorn 5 mit einer Bohrung 12 versehen. Vom Ende dieser Bohrung ab ist der Dorn nach aussen durchbrochen, so dass nur noch die Verbindungsrippen 13 den vorderen vollen Dornteil 14 und den rückwärtigen, durchbohrten
Spritzdornverbinden. An der Stelle, wo sich die Verbindungsrippen 13 befinden, ist das Spritzrohr 7 wei- ter gebohrt, damit der Zufluss des Thermoplasten kurz vor dem Eintritt in die etwas engere Spritzdüse 9 begünstigt wird.
Während der rahmenförmige Träger 1 mit dem Spritzdorn 5 und das Spritzrohr 7 mit der Spritzdüse
9 fest angeordnete Teile sind, ist in dem Träger 1 die Wickelvorrichtung um den Spritzdorn 5 und das
Spritzrohr 7 drehbar gelagert. Die Platte 15 und das Kettenrad 16 mit je einer angeschweissten Laufbüch- se 17 und 18 sind drehbar auf dem Spritzrohr 7 und dem Spritzdorn 5 gelagert. Sie sind an drei Stellen am Umfang mit herausziehbaren Drehzapfen 19 versehen, worauf sich je eine Fadenrolle 20 drehen kann.
Die Drehzapfen 19 haben vorn je eine Rille, worin eine Feder 21 mit Nocke 22 eingreift, damit die Dreh- zapfen 19 gehalten sind. Die Fadenrollen 20 können also ausgewechselt werden.
Damit sich die Wickelfäden gespannt um den Spritzdorn 5 legen, sind zwischen den drei Fadenrollen
Bremsscheiben 23,24, 25 mit Bremsfedern 26 um je eine Achse 27 zwischen Platte 15 und Kettenrad 16 angeordnet. Wie in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt, läuft der Wickelfaden 28 von jeder Fadenrolle 20 über die Bremsscheiben 23 und 24 um den Spritzdorn 5. Da drei Wickelfäden laufen, entsteht eine dreigängige Wendel um den Spritzdorn 5. Diese Wendel schiebt sich mit dicht aufeinanderfolgenden Gängen über den Dorn. Damit diese Gänge sich nicht übereinanderdrücken können, ist um diese Wendel eine Büchse 29 angeordnet, die von den Büchsen 30,31 und den Verbindungsstegen 32 zentral gehalten wird.
Zwischen dem Spritzrohr 7 und der Büchse 29 ist am Umfang des Spritzdornes 5 an drei Stellen je eine Messerklinke 33 angeordnet, die in die Schraubengänge eingreifen. Diese Messerklinken 33 sind schwenkbar um die Achsen 27 gelagert und werden durch Zugfedern 34 in die Schraubengänge gedrückt.
Von diesen Messerklinken 33 aus sind die Schraubengänge nach der Spritzdüse zu weiter auseinandergezogen, damit das thermoplastische Material die Wendeln umfliessen kann. Nachdem die Wendel nach der Spritzdüse zu bei Beginn des Spritzprozesses einmal auseinandergezogen ist, wird sie in diesem Zustand durch die Fortbewegung des thermoplastischen Rohres nach aussen kontinuierlich verharren. Da sich die Messerklinken 33 mit gleicher Drehzahl wie der Wickelvorgang um den Spritzdorn 5 drehen, geben die Messerklinken immer so viel Schraubengänge nach der Spritzdüse zu frei, als solche gewickelt werden. Das Wickelvolumen auf der Länge der Büchse 29 bleibt also immer gleich.
Das Kettenrad 16 wird über eine Kette und einen Motor mit kleinerem Kettenrad angetrieben.
Die Fäden für die Herstellung der Bewehrungswendel können aus Metall oder Kunststoff bestehen.
Der Fadenquerschnitt kann beliebig sein. Ausser Fäden kommen für die Bewehrungswendel auch Litzen oder Bänder in Frage. Diese Bänder können zudem gelocht sein. Werden gelochte Bänder verwendet, so können die einzelnen Windungen der Wendel im Schlauch oder Rohr fest nebeneinanderliegen, da dann das thermoplastische Material innen und aussen durch die Bohrungsquerschnitte der Bänder eine Bindung erfährt.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 - 6 unterscheidet sich von dem vorstehenden dadurch, dass das Vorwickeln der Wendel in Fortfall kommt und der Wickelvorgang direkt in das thermoplastische Material hinein erfolgt. Gemäss Fig. 4 ist an Stelle der Messerklinken 33 in Fig. 1 eine drehbare Fadenscheibe 35 eingebaut, die an der Nabe 17 befestigt ist. Diese Fadenscheibe 35 hat am Umfang drei tangential gebohrte Fadenlöcher 36, durch die die Fäden für die Wendeln von den Rollen über die Bremsen kommend hindurchgeführt sind. Die Fadenscheibe 35 ist auf dem Dorn 37 dicht laufend gelagert. Sie sitzt mit einem Dichtungsrand 38 in einer entsprechenden Rille 39 der Spritzdüse 40 als Dichtung.
An der Stelle, wo die drei'Fadenlöcher 36 zum Dorn 37 durchtreten, verjüngt sich der Dorn 37 konisch nach vorne, um dann zylindrisch in der Spritzdüse 40 zu enden. In den konischen Teil 41 des Dornes 37 sind schräge Löcher 42 gebohrt, durch die das thermoplastische Material aus dem durchbohrten Dorn hindurchtritt in den Raum zwischen Spritzdüse 40 und vorderem Dorn. Der Dorn ist vorn durch den Bolzen 43 verschlossen, wobei die Bohrung 12 am inneren Ende konisch gehalten ist, damit der Fluss des thermoplastischen Materials ohne Hemmung vor sich gehen kann. Auf dem Konus des Dornes sind Längsnuten 44 eingearbeitet. Diese Nuten
<Desc/Clms Page number 3>
44 bezwecken, dass das thermoplastische Material nach Durchtritt durch die Löcher 42 besser die über den
Dorn 37 ziehende Wendel unterfliessen kann.
Die Rippen 45 sind etwas vorstehend gegenüber dem vorde- ren Dorndurchmesser. Hiedurch wird die Wendel auf den mittleren Düsendurchmesser gebracht, d. h. in der Mitte des hohlzylindrischen Raumes zwischen Düse 40 und Dorn 37. An Stelle von Schlitzen im Dorn der Fig. 1 sind schräge Löcher 42 gewählt. Das geteilte thermoplastische Material aus diesen Löchern kann besser von der vorschiebenden Wendel durchdrungen werden. Auch lassen sich die Löcher besserin den Dorn einarbeiten als Schlitze, und der Dorn ist biegungsfester.
Während der Dorn 37und die Spritzdüse 40 fest verankerte Teile sind, drehen sich um diese die Lauf- büchse 46, die Nabe 17 mit der Fadenscheibe 35. Die hohlzylinderförmigen Räume 47 und 48 dienen zur
Unterbringung elektrischer Heizbänder, damit das thermoplastische Material nicht abkühlen und verhärten kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 7 - 9. Auch bei diesem erfolgt der Wickelvorgang direkt in das thermoplastische Material hinein. Wesentlich ist jedoch hiebei, dass an Stelle einer oder mehrerer den Spritzdorn umkreisender Spulen (20 in Fig. 1) eine einzige konzentrisch um den Spritzdorn drehbare Spule 70 vorgesehen ist, auf die das Bewehrungsmaterial auch in mehreren getrennt abnehmba- ren Fäden aufgewickelt ist. Auf diese Weise wird der zur Verfügung stehende Raum nicht nur wesentlich besser ausgenutzt und die Möglichkeit geschaffen, grössere Längen des Bewehrungsmaterials unterzubrin- gen, sondern auch eine Unwucht der Wickelvorrichtung vermieden.
In den Fig. 7 - 9 sind mit 51 die Haltearme für den Spritzkopf 57 bezeichnet. 52 sind Befestigungs- bolzen, mit deren Hilfe die Spritzkopfhalter 51 zusammen mit dem Spritzkopf 57 abnehmbar und einstellbar mit der Strangpresse verbunden sind. Mit 54 ist ein Klappflansch bezeichnet, der dem Teil 4 in Fig. 1 entspricht : 55 ist der Hohldorn und 56 ein Bund, der mit einem Zentrierring zur Befestigung des
Hohldornes dient. 58 (Fig. 9) ist ein Gewindering, ähnlich dem Gewindering 8 in Fig. 1, der die Spritzdüse umfasst, die mittels Schrauben 64 am Gewindering 58 befestigt ist. Ausserdem sind Stellschrauben 61 vorgesehen, durch die eine genaue Zentrierung insbesondere des Kalibrierringes 59 erfolgen kann.
Vom Inneren 62 des Hohldornes 55 tritt die plastifizierte Masse durch die Schrägschlitze oder Löcher 63 in die Ringdüse in dergleichen Weise, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben, und nimmt dabei das Bewehrungsmaterial mit. In der umlaufenden Wickelvorrichtung 71 sind tangential angeordnete Bohrungen 72 vorgesehen, durch die das Bewehrungsmaterial 73 unmittelbar in das Innere des plastifizierten Materials gebracht wird. Mit 60 ist ein einsetzbarer, am inneren Ende kegelig ausgebildeter Dorn bezeichnet, der zur leichten Reinigung des Hohldornes ausschraubbar ist und mit seinem kegelstumpfförmigen Ende eine günstige Verteilung des plastifizierten Materials ergibt. Insoweit entspricht die Ausführung auch dem Beispiel von Fig. 4. Mit 65 ist eine Haltescheibe für die Fadenführungsarme 69 bezeichnet.
Diese wird zusammen mit dem Spulenkörper 70 über ein Antriebszahnrad 66 von einer Kette her angetrieben. 67 ist der eigentliche Spulenträger, der an seinem vorderen Ende mit einer Nut versehen sein kann, in die ein Sprengring eingelegt wird, um die Spule 70 in ihrer Lage festzuhalten. Selbstverständlich sind auch andere, leicht lösbare Befestigungsmittel hiefür verwendbar. 74 und 75 sind zylindrische Räume zur Aufnahme von Heizmitteln, um eine vorzeitige Abkühlung und Verhärtung des thermoplastischen Materials zu verhindern.
Hievon unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel der Fig. 10 und 11 nur in einem Punkt, nämlich in der Anordnung der Fadenführung. Gleiche Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 7 bis 9. Während bei dieser Ausführung der Faden über den Fadenführungsarm 69 zweimal abgewickelt werden muss, ist in der letzteren Ausführung der Faden über drei Rollen 78,79 und 79'geführt. Dabei ist die mittlere Rolle 78 an einer Traverse 76 fest angeordnet, während die äusseren Rollen 79 und 79'durch federnde Bügel 77 nachgiebig gelagert sind. Auf diese Weise wird der Bewehrungsfaden 73 gegen Bruch geschützt, wenn nämlich in regelmässig wiederkehrenden Kurzzeitintervallen das Bewehrungsmaterial kräftig abgezogen wird. Ausserdem ist in dieser Anordnung eine Sperrklinke 80 vorgesehen, die mit Sperrzähnen am Umfang der Spule 70 zusammenarbeitet.
Auf diese Weise wird die Fadenspule 70 vom Antriebsrad des Wickelgerätes zwangsläufig mitgenommen, so dass sich die Spule 70, die Wickelscheibe (Wickelkopf) 71 und das Antriebsrad 66 gleichsinnig und mit gleicher Umlaufgeschwindigkeit bewegen. Die Sperrklinke 80 ist hiebei so angeordnet, dass sich unter ihr die Spule zusätzlich drehen kann, wenn der Faden abgezogen wird. Diese Anordnung eines Kranzes mit Sperrzähnen auf der Fadenspule und die zugehörige Sperrklinke auf dem Antriebsrad haben sich als zweckmässig erwiesen, um beim Anlauf des Wickelvorganges die Trägheitskräfte der Fadenspule wegfallen zu lassen, die sonst eine übermässige Fadenbelastung ergeben und den Faden zum Abreissen bringen könnten.
Diese Anordnung ist auch im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 - 9 mit Vorteil anwendbar.
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
grösserer Abzugsgeschwindigkeit hergestellt werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Herstellung von Rohren oder Schläuchen aus thermoplastischem Kunststoff mit einer Bewehrungseinlage, bestehend aus einem an eine Strangpresse angeschlossenen Spritzkopf mit Dorneinsatz und einer Wickeleinrichtung zur Aufbringung der Bewehrungseinlage auf den Dorn, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn als am Austrittsende der Düse verschlossener Hohldorn (5, 37) ausgebildet ist, welcher in seinem Mantel Öffnungen (63,42) zum Durchtritt des durch ihn zugeführten flüssigen Kunststoffes aufweist.