CH361394A - Verfahren zur Herstellung von hohlen Strangartikeln mit einer Bewehrungseinlage und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von hohlen Strangartikeln mit einer Bewehrungseinlage und
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von hohlen Strangartikeln, wie Schläuchen oder Rohren, aus thermoplastischem Kunststoff mit einer Bewehrungseinlage und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.



   Das erfindungsgemässe Verfahren besteht dabei darin, dass der plastifizierte Kunststoff vom Extruder zunächst durch einen Hohldorn, der fest mit dem Extruder verbunden ist, durch Öffnungen dem Spritzkopf mit ringförmigem Mundstück zugeführt wird, und dass die Bewehrungseinlage, z. B. aus Metall oder   Kunststoff,    an der Übergangsstelle vom Hohldorn zum Spritzkopf derart in den thermoplastischen Kunststoff eingebracht wird, dass sie von dem thermoplastischen Kunststoff vollständig umschlossen ist, wozu die Bewehrungseinlage Zwischenräume aufweist, durch die der thermoplastische Kunststoff nach aussen über die Bewehrungseinlage hinwegfliessen und diese somit von innen und aussen abdecken kann.



   Eine spezielle Durchführungsform des Verfahrens besteht darin, dass die Bewehrungseinlage auf der Aussenfläche des hohlen   Domes    zunächst vorgebildet, z. B. ein- oder mehrgängig gewickelt wird, und dass sie anschliessend in der Bewegungsrichtung des Kunststoffflusses fortbewegt und an der Übergangsstelle vom Hohl dorn zum Spritzkopf in den Kunststoff eingebettet und von diesem mitgeführt wird.



   Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Bewehrungseinlage an einer Stelle in den Spritzkopf eingeführt wird, an der das thermoplastische Material noch nicht zum hohlen Strang geformt ist. Auf diese Weise gelingt es, die Bewehrungseinlage in das Innere der Rohrwandung einzubetten, eine völlig geschlossene Wandung mit glatten Innen- und Aussenflächen zu erzielen und grössere   Rohr- bzw.    Schlauchlängen völlig fehlerfrei herzustellen.



   Dabei ist die Möglichkeit gegeben, schraubenlinienförmig gewundene Bewehrungseinlagen einzubringen.



   Der Gegenstand der Erfindung sei an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, in der
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Extruder mit einer Vorrichtung gemäss der Erfindung darstellt.



   Fig. 2 ist eine 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 anderen Ausführungsform der Spritz- und Wickeleinrichtung.



   Fig. 5 ist eine Frontansicht auf die hierbei verwendete Fadenscheibe und
Fig. 6 ein Axialschnitt durch diese.



   Fig. 7 stellt einen teilweisen Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Spritz- und Wickeleinrichtung dar, bei der die Vorratsspule für das Bewehrungsmaterial koaxial zum Extruder angeordnet ist.



   Fig. 8 ist eine teilweise geschnittene Frontansicht von der Linie   VIII-VIII    in Fig. 7 her auf die Be  wegungsvorrichtung    für die Faden spule mit den Fadenführungsarmen.



   Fig. 9 ist ein teilweise weggebrochener Axialschnitt durch die Düse mit der   Fadeneinführung.   



   Fig. 10 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 7 mit einer Fadenführung über drei Umlenkrollen.



   Fig. 11 ist eine teilweise weggebrochene Frontansicht von der Linie XI-XI in Fig. 10 her, 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 des Extruders. Ebenfalls ist der Spritzdorn 5 durch einen Bund 6 zwischen dem Zwischenstück 3 und dem Träger 1 festgehalten. An der anderen Seite des Trägers 1 ist das Spritzrohr 7 fest gehaltert. Auf dem Spritzrohr 7 ist ein Gewindering 8 aufgeschraubt, der das Spritzrohr gegenüber dem Träger 1 in axialer Richtung sichert. Ausserdem ist an diesem Gewindering 8 die eigentliche Spritzdüse 9 mit den Schrauben 10 befestigt. Die Spritzdüse 9 ist durch die Stellschrauben 11 um einen geringen Betrag einstellbar, damit eine etwaige Mittendifferenz gegen über dem Spritzdorn 5 ausgeglichen werden kann.



  Zwecks Durchflusses 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 Spritzdorn verbinden. An der Stelle, wo sich die Verbindungsrippen 13 befinden, ist das Spritzrohr 7 weiter gebohrt, damit der Zufluss des thermoplastischen Kunststoffes kurz vor dem Eintritt in die etwas engere Spritzdüse 9 begünstigt wird.



   Während der rahmenförmige Träger 1 mit Spritzdorn 5, Spritzrohr 7 und Spritzdüse 9 fest angeordnete Teile sind, ist in dem Träger 1 um den Spritzdorn 5 und das Spritzrohr 7 die Wickeleinrichtung drehbar gelagert. Die Platte 15 und das Kettenrad 16 mit je einer angeschweissten Laufbüchse 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 Nocken 22 eingreift, damit die Drehzapfen 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 über die Bremsscheiben 23 und 24 um den Spritzdorn 5. Da drei Wickelfäden laufen, entsteht eine dreigängige schraubenlinienförmige Windung um den Spritzdorn 5. Diese Windung schiebt sich mit dicht aufeinanderfolgenden Gängen über den Dorn.



  Damit diese Gänge sich nicht übereinanderlegen können, ist um die Windung 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 Windungsgänge eingreifen. Diese Messerklinken 33 sind schwenkbar um die Achse 27 gelagert und werden durch Zugfedern 34 in die Windungsgänge gedrückt.



  Von diesen Messerklinken 33 aus sind die Windungsgänge nach der Spritzdüse zu weiter auseinandergezogen, damit das thermoplastische Material die Windungen umfliessen kann. Nachdem die Windung nach der Spritzdüse zu bei Beginn des Spritzprozesses einmal auseinandergezogen ist, wird sie in diesem Zustande durch die Fortbewegung des thermoplastischen Rohres nach aussen kontinuierlich verharren. Da sich die Messerklinken 33 mit gleicher Drehzahl wie die Wickeleinrichtung um den Spritzdorn 5 drehen, geben die Messerklinken immer so viel Windungsgänge 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 Bewehrungswindungen können aus Metall oder Kunststoff bestehen. Der Fadenquerschnitt kann beliebig sein.



  Ausser Fäden kommen für die Bewehrung auch Litzen oder Bänder in Frage. Diese Bänder können zudem gelocht sein. Werden gelochte Bänder verwendet, so können die einzelnen Windungen im Schlauch oder Rohr fest nebeneinanderliegen, da dann das thermoplastische Material innen und aussen durch die Bohrungen der Bänder eine Bindung erfährt.   



   Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 6 unter-    scheidet sich von dem vorstehenden dadurch, dass das Vorwickeln der Windung in Fortfall kommt und der Wickelvorgang direkt in das thermoplastische Material hinein erfolgt. Gemäss Fig. 4 ist anstelle 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 Windungen 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 vorn, um dann zylindrisch in der Spritzdüse 40 zu enden. In dem 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 vorderen Dorn. Der Dorn ist vorn durch den Bolzen 43 verschlossen, der 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 44 bezwecken, dass das thermoplastische Material nach Durchtritt durch die Löcher 42 besser die über den Dorn 37 ziehende Windung unterfliessen kann.



  Die Rippen 45 sind etwas vorstehend gegenüber dem vorderen Dorndurchmesser. Hierdurch wird die Windung auf den mittleren Düsendurchmesser gebracht, d. h. in der Mitte des hohlzylindrischen Raumes zwi  schen Düseninnenwand 40 und Dorn 37. Anstelle von Schlitzen im Dorn der Fig. 1 sind schräge Löcher 42 gewählt. Das geteilte thermoplastische Material aus diesen Löchern kann besser von der vorschiebenden Windung durchdrungen werden. Auch lassen sich die Löcher besser in den Dorn einarbeiten als Schlitze, und der Dorn ist biegungsfester.



   Während der Dorn 37 und die Spritzdüse 40 fest verankerte Teile sind, drehen sich um diese die Laufbüchse 46 und 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 bis 9. Auch bei diesem erfolgt der Wickelvorgang direkt in das thermoplastische Material hinein. Wesentlich ist jedoch hierbei, dass anstelle einer oder mehrerer den Spritzdorn umkreisender Spulen (20 in Fig. 1) eine einzige koaxial um den Spritzdorn drehbare Spule 70 vorgesehen ist, auf die das Bewehrungsmaterial auch in mehreren, getrennt abnehmbaren Fäden aufgewickelt ist. Auf diese Weise wird der zur Verfügung stehende Raum nicht nur wesentlich besser ausgenutzt und die Möglichkeit geschaffen, grö ssere Längen des Bewehrungsmaterials unterzubringen, sondern auch eine evtl. Unwucht der Wickelvorrichtung vermieden.



   In Fig. 7-9 sind mit 51 die Haltearme für den Spritzkopf 57 bezeichnet. 52 sind Befestigungsbolzen, mit deren Hilfe die Spritzkopfhalter 51 zusammen mit dem Spritzkopf 57 abnehmbar und fein einstellbar verbunden sind. Mit 54 ist ein   Klappflansch      be ich-    net, der dem Teil 4 in Fig. 1 entspricht; 55 ist der Hohldorn und 56 ein Bund, der mit einem Zentrierring zur Befestigung des Hohldorns dient. 58 (Fig. 9) ist ein Gewindering ähnlich dem Gewindering 8 in Fig. 1, der die Spritzdüse umfasst und mittels Schrauben 64 befestigt. Ausserdem sind Stellschrauben 61 vorgesehen, durch die eine genaue Zentrierung insbesondere des Kalibrierrings 59 erfolgen kann.

   Vom Inneren, 62, des Hohldorns tritt die plastifizierte Masse durch die Schrägschlitze oder Löcher 63 in die Ringdüse in der gleichen Weise, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben, und nimmt dabei das Bewehrungsmaterial mit. In dem umlaufenden Wickelkopf 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 End'e kegelstumpfförmig ausgebildeter Dorn bezeichnet, der zur leichten Reinigung des Hohldorns 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 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 hierfür verwendbar. 74 und 75 sind zylindrische Räume zur Aufnahme von Heizmitteln, um eine vorzeitige Abkühlung und Verhärtung des thermoplastischen Materials zu verhindern.



   Hiervon 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. 7-9.



  Während bei dieser Ausführung der Faden über den Fadenführungsarm 69 zweimal abgewinkelt werden muss, ist in der letzteren Ausführung der Faden über drei Rollen 79, 78 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 zwangläufig mitgenommen, so dass sich die Spule 70, der Wickelkopf 71 und das Antriebsrad 66 gleichsinnig und mit gleicher Umlaufgeschwindigkeit bewegen. Die Sperrklinke 80 ist hierbei 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 zweck  mässig erwiesen,    um beim Anlauf des Wickelvorgangs 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.



   Die Anordnung einer axialen Fadenspule erbringt gegenüber dem bisherigen Stand der Fertigung eine erheblich gesteigerte Wirtschaftlichkeit für die gesamte Vorrichtung zur Herstellung von bewehrten Schläuchen und Rohren, da hiermit grössere Längen mit grösserer Abzuggeschwindigkeit hergestellt werden können.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung von hohlen Strangartikeln aus thermoplastischem Kunststoff mit einer Bewehrungseinlage, dadurch gekennzeichnet, dass der plastifizierte Kunststoff vom Extruder zunächst durch einen Hohldorn (5, 37, 55), der fest mit dem Extruder verbunden ist, durch Öffnungen dem Spritzkopf (9, 40, 57, 59) mit ringförmigem Mundstück (9, 40, 59) zugeführt wird, und dass die Bewehrungseinlage an der Übergangs stelle vom Hohldorn (5) zum Spritzkopf derart in den therrnoplasflsehen Kunststoff eingebracht wird, dass sie von dem thermoplastischen Kunststoff vollständig umschlossen ist, wozu die Bewehrungseinlage Zwischenräume aufweist, durch die der thermoplastische Kunststoff nach aussen über die Bewehrungseinlage hinwegfliessen und diese somit von innen und von aussen abdecken kann.

   UNTERANSPRUCH 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Bewehrungseinlage auf der Au ssenfläche des hohlen Dornes (5) zunächst vorgebildet, z. B. ein- oder mehrgängig gewickelt wird, und dass sie anschliessend in der Bewegungsrichtung des Kunststoffflusses fortbewegt und an der Übergangsstelle vom Hohldorn (5) zum Spritzkopf (7, 9) in den Kunststoff eingebettet und von diesem mitgeführt wird.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen fest mit dem Extruder verbindbaren Hohldorn (5), der mit einer Spritzdüse (9) und einer Wickeleinrichtung zur Herstellung der Bewehrung zusammengebaut ist, so dass sich diese Vorrichtung in der Verlängerung der Längsachse des Extruders anordnen lässt.

   UNTERANSPRÜCHE 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle Doni ; (5) an der Stelle der Formgebung der hohlen bewehrten Strangartikel, also im vorderen Teil, radial angeordnete Stege (13) von solcher Art besitzt, dass der im Kern bewegte thermoplastische Kunststoff in radialer Richtung austreten und durch die Zwischenräume der einzelnen Windungen der Bewehrungseinlage hindurchtreten kann.

   3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Spritzrohr (7) und einer Führungsbüchse (29) für die Bewehrungswicklung radial angeordnete Messerklinken (33) in die Windungsgänge fassen, so dass das Bewehrungsmaterial in Richtung zum Spritzkopf zwangläufig abgezogen wird und Zwischenräume zwischen seinen Win dungen geschaffen werden.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine Scheibe (35), die dichtend um den Hohldorn (37) und gegen die Spritzdüse (40) drehbar gelagert ist, und durch tangential angeordnete Löcher (36) das Bewehrungsmaterial unmittelbar in den aus den Öffnungen (42) des Hohldorns austretenden thermoplastischen Kunststoff einzubringen vermag, der dieses sodann kontinuierlich durch die Spritzdüse (40) mitnimmt.

   5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe (35) derart auf die Durchflussgeschwindigkeit des thermoplastischen Kunststoffes abgestimmt werden kann, dass die Ganghöhe der Windungen des Bewehrungsmaterials jeweils so gross ist, dass der thermoplastische Kunststoff nicht vollständig abgedeckt wird.

   6. Vorrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (42) in einem sich in Flussrichtung des Kunststoffes verjüngenden Teil des Dorns, beispielsweise einem Konus (41), angeordnet sind, der das Abziehen der Bewehrungseinlage in den thermoplastischen Kunststoff hinein erleichtert.

   7. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Durchtrittsöffnungen (42) für den thermoplastischen Kunststoff versehene Konus (41) Längsnuten (44) aufweist, durch die der thermoplastische Kunststoff die Bewehrungseinlage besser unterfliessen kann, und dass die zwischen den Längsnuten (44) stehenden Rippen so weit vorstehen, dass die Bewehrung in die Mitte des zylindrischen Raumes zwischen Spritzdüseninnenwand (40) und Dorn (37) geführt wird.

   8. Vorrichtung nach den Unteransprüchen 2 und 7, gekennzeichnet durch eine zum Hohldorn koaxiale Vorratsspule (70) für das Bewehrungsmaterial, die dichtend um den Hohl dorn und gegen die Spritzdüse drehbar gelagert ist, und durch tangential angeordnete Löcher (72) das Bewehrungsmaterial unmittelbar in den aus den Öffnungen (63) des Hohldorns austretenden thermoplastischen Kunststoff einzubringen vermag, der dieses sodann kontinuierlich durch die Spritzdüse mitnimmt.

   9. Vorrichtung nach Unteranspruch 8, gekennzeichnet durch axial und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Umlenkrollen (78, 79, 79') an einem mit der Spule drehbaren Führungsarm (77), über die das Bewehrungsmaterial (73) ohne scharfe Umlenkung geführt ist.