CH477972A

CH477972A - Verfahren zur Herstellung eines aus mindestens zwei Kunststoffen bestehenden Strangartikels

Info

Publication number: CH477972A
Application number: CH52169A
Authority: CH
Inventors: Georgiou Meneidis Petros
Original assignee: Lavreotiki Soc Ind Anonyme
Priority date: 1968-02-14
Filing date: 1969-01-15
Publication date: 1969-09-15

Description

Verfahren zur Herstellung eines aus mindestens zwei Kunststoffen bestehenden Strangartikels
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aus mindestens zwei Kunststoffen bestehenden Strangartikels, einen Spritzkopf zur Durchführung des Verfahrens, einen nach dem Verfahren hergestellten Strangartikel sowie eine Anwendung des Verfahrens.

Aus mehreren Kunststoffen bestehende Strangartikel wurden bisher dadurch hergestellt, dass eine Anzahl einzelgepresste und kalibrierte Stränge zusammengeführt und miteinander entweder durch Verklebung oder durch nachträgliche Verschweissung verbunden wurden. Solche Verfahren besitzen u. a. den Nachteil, dass sie verhältnismässig vieler Einzeloperationen bedürfen, wobei die einzelnen Kunststoffe in dem entstehenden Strangartikel sich oft nicht zu einem genügend homogenen Strangartikel verbinden.

Ausserdem gestatten die bisher bekannten Verfahren meist nicht die Herstellung von Strangartikeln aus Kunststoff, die selbst mit einer Verstärkung ebenfalls aus Kunststoff versehen sind. Die bekannten Verfahren erlaubten bestenfalls eine auf einen ersten Kunststoffstrang aufgelegte Verstärkung, z. B. aus textilem oder metallischem Gewebe oder aus einzelnen Fäden, Schnüre oder Litzen mit einem zweiten Kunststoffstrang zu umpressen. Abgesehen davon, dass auf diese Weise hergestellte verstärkte Strangartikel zwangsläufig weniger homogen sind, sind auch die Verfahren zu deren Herstellung verhältnismässig kompliziert, müssen doch zwei in ihren Eigenschaften grundsätzlich verschiedene Materialien verarbeitet, zusammengeführt und miteinander verbunden werden, was bedingt, dass zahlreiche verschiedene Verfahrensschritte miteinander in Einklang zu bringen sind.

Dies trifft insbesondere für verstärkte oder armierte stranggepresste Hohlkörper, z. B. Rohre oder Schläuche zu. Bei der Herstellung solcher Schläuche oder Rohre ist es sehr schwierig, die einzelnen Betriebsbedingungen und Daten derart abzustimmen, dass das fertige Produkt alle erhofften Eigenschaften bezüglich Festigkeit, Flexibilität, Oberfläche und Regelmässigkeit zugleich aufweist.

Es ist nun ein Zweck der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das sehr einfach durchzuführen und bezüglich der Einhaltung von Betriebsbedingungen weitgehend unkritisch ist, das ferner eine sehr grosse Herstellungsgeschwindigkeit erlaubt und daher sehr wirtschaftlich ist, wobei der entstehende Strangartikel weitgehend von den genannten Nachteilen befreit ist.

Das Verfahren ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass ein erster und wenigstens ein zweiter Strang aus Kunststoff gebildet werden und dass der zweite Strang im Zuge seiner Entstehung wendelförmig um den ersten, in Entstehung begriffenen Strang gewickelt wird, wonach der so entstehende zusammen gesetzte Strang kalibriert wird.

Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Spritzkopf vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein an den Düsenkanal eines Düsenkörpers zum Verpressen des ersten Kunststoffes angrenzendes und um die Achse des Düsenkörpers drehbar angetriebenes Teil vorgesehen ist, das mindestens eine in den Düsenkanal mündende Öffnung aufweist, die als Austrittsdüse für den aus dem zweiten Kunststoff verpressten Strang ausgebildet ist.

Der nach dem Verfahren hergestellte Strangartikel zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass der Kunststoff des ersten Stranges sich bezüglich des Kunststoffes des zweiten Stranges in mindestens einer physikalischen Eigenschaft unterscheidet.

Dabei kann diese physikalische Eigenschaft die Farbe und/oder auch die mechanischen Festigkeitswerte betreffen. Vorzugsweise wird, insbesondere bei der Herstellung eines hohlen Strangartikels, als Kunststoff für den ersten Strang ein biegsamer, flexibler Kunststoff gewählt, währen tbr den oder die zweiten Strange ein stelterer Kunststoff mlt hoher mechanischer Festlgkelt, insbesondere einer hohen suglestlgtelt, gewählt wird.

Durch die wenaehörmige gestalt aes zweiten Stranges Im lerugen Strangarttel bleiben diesem im wçsenulcnen die Elt;xlPllitats- oder blegoamkeltsulgenschatten des Kunststottes cles ersten Stranges erhalten,

während in diesem halle der Kunststoff aes zweiten Stranges dem wertigen hohlen Scrangarutd eine besonders hohe torm- Destindigkeft und Wiaerstanastahigkeit gegen innere uber- ouer Unterdrücke verleiht.

Andererseits, wenn die unterschiedlichen physikalisehen Eigenschaften cier beiden Kunststolfe nur die Farbe betreffen, kann der Strangartikel als isolation um einen elektrischen Leiter gepresst werden, und somit können mit einer klemmen Anzahl verschiedener Farben, z. B. vier Farben, sechs verschiedene Farbkombinationen, d. h. sechs verschiedene Identitizierungskombina- uonen lür den Leiter hergestellt werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist nachstehend rein beispielsweise anhand von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Spritzkopies und anhand der zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Spritzkopfes;
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Bestandteil des in Fig. 1 dargestellten Spritzkopfes;
Fig. 3 eine Stirnansicht des Bestandteiles der Fig.

2, in Richtung des Pfeiles 3 gesehen;
Fig. 4 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Spritzkopfes.

Bei der nachfolgenden Beschreibung wird angenommen, dass dem Leser die Technik des Strangpressens von Kunststoffen sowie die hiezu notwendigen Vorrichtungen, namentlich Spritz- oder Extrudierpressen bekannt seien. Ferner ist zu bemerken, dass die Figuren ganz vereinfachte Darstellungen des Spritzkopfes sind, wobei alle nicht unmittelbar an der Erfindung beteiligten Bestandteile weggelassen sind.

Der in Fig. 1-3 dargestellte Spritzkopf 10 kann als Längs- oder Querspritzkopf ausgeführt sein und bildet das Ende einer herkömmlichen Spritz- oder Extrudierpresse, z. B. einer Schneckenpresse, die der Einfachheit halber nachstehend als erster Extruder bezeichnet wird.

In Fig. 1 ist dieser Extruder dem dargestellten Spritzkopf 10 rechts an der Stelle der gebrochenen Linie vorgeschaltet. Der Materialfluss vom ersten Extruder aus verläuft mithin in der Darstellung der Fig. 1 von rechts nach links.

In der Fig. 1 erkennt man den Endabschnitt 1 des ersten Extruders, der mit einer konisch abgesetzten Bohrung 12 versehen ist, in welcher ein Torpedo 13 mit anschliessendem Spritzdorn 14 angeordnet ist. An dem Endabschnitt 1 ist ein Aussengewinde 15 ausgebildet, auf das ein gesamthaft mit 16 bezeichneter, aus mehreren Teilen bestehender Düsenkörper festgeschraubt ist. Der erste der Bestandteile dieses Düsenkörpers 16 ist eine Platte 17, die auf das Gewinde 15 aufge schraubt ist, und daher ortsfest in bezug auf den ersten Extruder ist.

Die Platte 17 weist eine in Fig. 1 als Gewindeanschluss dargestellte Anschlussöffnung 18 auf, an die eine zweite Spritzpresse (nicht dargestellt) angeschlossen ist, die nachstehend sinngemäss zweiter Extruder genannt werden soll. Von aem Grund der An schlussöffnung 18 rührt ein Durchlass 19 radial nach innen, und an diesen Durchlass 19 schliesst ein weiterer, geneigter Durchlass 20 an, der seinerseits mit einer in der platte 17 ausgebildeten, und zum Sprltzdorn 14 konzentrischen Ringnut 21 in Vebindung steht.

Es geht daraus hervor, dass ein vom zweiten Extruder in die Platte 17 gepresster Kunststoffstrang durch die An schlussöffnung 18, die Durchlässe 19 und 20 bis zur Ringnut 21 vordringen wird.

Die Ringnut ist an der vom Ende des ersten Extruders abgekchiten Stirnseite 13 der Platte 17 ausgebildet und in der Nähe des Düsenkanals 22, der durch den ganzen Düsenkörper 16 hindurchführt, angeordnet.

Obwohl in der Zeichnung mit Spiel dargestellt, ist im Anschiuss an die Platte 17 ein satt auf die Stirnseite anliegendes Teil 24 vorgesehen (vgl. Fig. 2 und 3), das drehbar gelagert ist, und das nachstehend noch näher beschrieben ist. Das Teil 24 ist mittels eines Kugellagers 25 drehbar an einer weiteren, flanschförmigen Platte 26 gelagert, die mittels mehreren Bolzen 27 (nur ein Bolzen ist dargestellt) fest mit der Platte 17 verschraubt ist. Der Düsenkörper weist somit die ortsfesten Platten
17 und 26 auf, zwischen denen das drehbare Teil 24 angeorcinet ist. Die Bestandteile 17, 24 und 26 umschliessen und bilden zusammen den mantelförmigen Düsenkanal 22, der seinerseits den Spritzdorn 14 koaxial umgibt.

Das Teil 24 ist an seinem Umfang als Kettenrad ausgebildet mit einem Zahnkranz 28, in den eine schematisch angegebene, angetriebene Kette 29 greift. In der verdickten Nabe 30 des Kettenrades 24 sitzt auf der einen Seite das Kugellager 25, und auf der andern Seite ist eine Vertiefung 31 ausgebildet, die mit möglichst spielfreier Passung die Stirnseite 23 der Platte 17 übergreift. In dem drehbaren Teil 24 ist ferner eine geneigte Bohrung 32 vorgesehen, die einerends in die Ringnut 21 und andernends in den Düsenkanal 22 mündet. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann diese Bohrung 32 entweder in der gleichen Richtung wie der Durchlass 20 in der Platte 17 verlaufen (ausgezogene Linie), oder aber auch tangential zu dem Düsenkanal 22 (gestrichelte Linie).

Unmittelbar neben dem in die Ringnut 21 mündenden Ende der Bohrung 32 ist am drehbaren Teil 24 ein Flügel 33 ausgebildet, der in seiner Form, obwohl in der Zeichnung der Deutlichkeit halber mit Spiel dargestellt, dem Innenprofil der Ringnut 21 möglichst genau angepasst ist. Der Flügel 33 bestreicht somit bei einer Drehung des Teiles 24 vollständig die Ringnut 21.

Zum Betrieb des dargestellten Spritzkopfes 10 sei angenommen, dass der erste Extruder von seinem Ende 11 her einen Kunststoff in den Düsenkanal 22 presse, und dass der zweite Extruder einen zweiten Kunststoff in den Anschluss 18, die Durchlässe 19, 20, die Ringnut 21 und in die Bohrung 32 presse. Die Förderrichtung des ersten Extruders sei mit axial bezeichnet, die des zweiten Extruders mit radial .

Wird nun das Teil 24 über die Kette 29 z. B. in Richtung des Pfeiles 34 angetrieben, so dreht sich auch die Bohrung 31 um den Spritzdorn 14 herum, d. h. dass die Mündungsstelle der Bohrung 32 in den Düsenkanal 22, und damit auch der Auslass aus dem zweiten Extruder um den Spritzdorn 14 umläuft, und zwar je nach der Antriebsgeschwindigkeit der Kette 29.

Daraus ist auch ersichtlich, dass im Bereiche des Teiles 24 in einen axial tliessenden Strang ein zweiter Strang in radialer Richtung eingepresst wird und zwar von einer um den ersten Strang umlaufenden Stelle aus.

Der zweite Strang erhält somit durch die Überlagerung der radialen, umlaufenden Fliessrichtung mit der axialen Fliessrichtung eine wendelförmige Gestalt.

Die beiden Stränge werden anschliessend durch das nachfolgende Material gemeinsam durch den von der Platte 26 umschlossenen Teil des Düsenkanals 22 gepresst und damit kalibriert. D. h. der zweite Strang wird in noch fliessfähigem Zustand in den ebenfalls noch fliessfähigen ersten Strang eingebettet, so dass der aus dem Ende 35 des Düsenkörpers 16 austretende Hohl strang in seiner Form vollkommen gleichmässig ist. Die ser Hohlstrang kann anschliessend weiter verarbeitet werden, wie alle extrudierten Kunststoffschläuche, sei es unmittelbar nach Verlassen des Endes 35 des Düsenkörpers 16 oder auch später. Der entstandene Hohl strang kann somit als solcher, d. h. als Schlauch oder Rohr weiterverwendet werden oder aber auch als Halbfabrikat für gepresste oder geblasene Behälter z. B. Tuben, Flaschen oder zum Umpressen z.

B. eines elektri schen Leiters.

Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen. Darin sind dieselben Hinweisziffern wie in den Fig. 1-3 verwendet.

Man erkennt wiederum das Ende 11 des ersten Ex truders, auf das mittels des Gewindes 15 die Platte 17 aufgeschraubt ist.

Das Kugellager 25 ist jedoch auf eine hülsenförmi ge Verlängerung 36 der Platte 17 aufgezogen, und lagert das drehbare Teil 24 auf dessen, im Vergleich zu Fig. 1, andern Seite. Mittels den Bolzen 27 ist an der Platte 17 wiederum die Platte 26 fest verschraubt. Der Anschluss 1 8 für den zweiten Extruder ist nun aber in der Platte
26 ausgebildet, und führt über den Durchlass 19 in eine
Ringnut 37, die an der Innenseite einer in der Platte 26 eingearbeiteten hohlzylindrischen Wand 38 eingearbeitet ist. Diese Ringnut 37 dient demselben Zweck wie die
Ringnut 21 der Fig. 1, doch besteht der Unterschied darin, dass sir nicht an einer ebenen Fläche an das dreh bare Teil 24 stösst.

Dieses besitzt seinerseits eine mög licht spielfrei, aber dennoch drehbar in die hohlzylindri sche Wand 38 passende nabenartige Verlängerung 39, in welcher ein der Bohrung 32 entsprechender Durchlass 40 ausgebildet ist. Dieser Durchlass 40 ist an sei nem der Ringnut 37 gegenüberliegenden Ende trichterförmig erweitert und führt mit seinem andern Ende durch einen ringförmigen, an der Innenseite der Verlängerung 39 ausgebildeten Wulst bis zum Düsenkanal
22. Die Verlängerung 39 umgreift die Verlängerung 36 der Platte 16 während der Wulst 41 stirnseitig an das
Ende dieser Verlängerung 36 stösst.

An dem drehbaren Teil ist wiederum eine Schaufel
42 ausgebildet, die in ihrer Form die Ringnut 37 aus füllt, und bei der Drehung des Teiles 24 diese Ringnut
37 ständig bestreicht, somit das darin befindliche Mate rial ständig vor sich herstösst. so dass zwischen diesem
Material und dem Durchlass 40 bei der Drehung des
Teiles praktisch keine das Material Scherkräften aus setzende Relativbewegung entsteht.

Vervollständigt wird die dargestellte Ausführungsform durch den Antrieb des drehbaren Teiles 24, hier wiederum mittels Zahnkranz 28 und Kette 29 dargestellt.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform ist gewissermassen die Umkehrung der in Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsform, mit dem weiteren Unterschied, dass die Übertrittsstelle des vom zweiten Extruder verpressten Stranges von den ortsfesten Teilen zum drehbaren Teil 24 nicht in einer Ebene, sondern auf einer Zylinderfläche erfolgt.

Ausserdem ist die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform in bezug auf die beim Betrieb auftretenden Kräfte günstiger als die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform. Es versteht sich, dass der in Fig. 4 dargestellte Spritzkopf auch insofern vereinfacht werden könnte, als die Platte 17 weggelassen werden könnte und ein Lager für das drehbare Teil 24 direkt auf das Ende 11 des ersten Extruders montiert werden könnte.

In diesem Falle müsste lediglich durch eine Halterung dafür gesorgt werden, dass die Platte 26 ortsfest bleibt.

Im Betrieb ist der in Fig. 4 dargestellte Spritzkopf 10 ähnlich wie der in Fig. 1-3 gezeigte. In Fig. 4 ist der vom ersten Extruder her stammende Strang mit einer hellen Punktrasterung angegeben, der von dem zweiten Extruder her stammende Strang mit einer dunklen Punktrasterung. In dem das Ende 35 des Spritzkopfes 10 verlassenden Hohlstrang 43 ist dessen Gefüge, nämlich der wendelförmig in den ersten Strang (hell) eingebettete zweite Strang (dunkel) ebenfalls angedeutet.

Claims

PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung eines aus mindestens zwei Kunststoffen bestehenden Strangartikels, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster und wenigstens ein zweiter Strang aus Kunststoff gebildet werden, und dass der zweite Strang im Zuge seiner Entstehung wendelförmig um den ersten, in Entstehung begriffenen Strang gewickelt wird, wonach der so entstehende, zusammen gesetzte Strang kalibriert wird.

PATENTANSPRUCH II Spritzkopf zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein an den Düsenkanal (22) eines Düsenkörpers (11) zum Verpressen des ersten Kunststoffes angrenzendes und um die Achse des Düsenkörpers (11) drehbar angetriebenes Teil (24) vorgesehen ist, das mindestens eine in den Düsenkanal (22) mündende Öffnung (32, 40) aufweist, die als Austrittsdüse für den aus dem zweiten Kunststoff verpressten Strang ausgebildet ist.

PATENTANSPRUCH III Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestellter Strangartikel, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des ersten Stranges sich bezüglich des Kunststoffes des zweiten Stranges in mindestens einer physikalischen Eigenschaft unterscheidet.

PATENTANSPRUCH IV Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I zur Herstellung von mit einem Kunststoff verstärkten Hohlkörpern aus Kunststoff.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kunststoff zu einem Hohlstrang und dass der zweite Kunststoff zu einem Vollstrang verpresst wird, dessen Durchmesser höchstens der Wandstärke des Hohlstranges entspricht.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressgeschwindigkeit des ersten auf die Pressgeschwindigkeit des zweiten Kunststoffes abgestimmt wird, um die Steigung der Wendel zu re geln.

3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zweite Stränge gepresst werden, die gegensinnig um den ersten Strang gewickelt werden.

4. Spritzkopf nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das an den Düsenkanal (22) angrenzende Teil (24) eine Oberfläche aufweist, die einen Abschnitt der Innenfläche des Düsenkanals (22) bildet.

5. Spritzkopf nach Unteranspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (11) aus mehreren um einen Dorn (13, 14) herum nacheinander angeordneten Bestandteilen (17, 24, 26) aufgebaut ist, die zusammen den Düsenkanal (22) bilden und von denen wenigstens der eine Bestandteil (24) drehbar an einem der übrigen ortsfest mit einem Pressgehäuse (11) verbundenen Bestandteilen (17, 26) gelagert ist, wobei in dem drehbaren Bestandteil (24) die in den Düsenkanal (22) mündende Pressdüse (32, 40) ausgebildet ist, welche an ihrem hinteren Ende in einen in einem der benachbarten ortsfesten Bestandteilen (17, 26) ausgebildeten ringförmigen Stauraum (21, 37) mündet, welcher einen nach aussen führenden Durchlass (18, 19, 20) aufweist, an den eine Kunststoffpresse anschliessbar ist.

6. Spritzkopf nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am drehbaren Bestandteil (24) ein den Stauraum (21, 37) in seinem Querschnitt ausfüllender Flügel (33, 42) befestigt ist.

7. Spritzkopf nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Bestandteil (24) des Düsenkörpers radtörmig ausgebildet und zwischen den zwei ortstesten Bestandteilen (17, 26) angeordnet ist, von dem der eine die Lagerung (25) für den drehbaren Bestandteil (24) trägt, und von denen der andere den Stauraum (21, 37) trägt.

8. Spritzkopf nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Ende der Pressdüse (32) in einer quer zur Achse des Düsenkörpers (10) stehenden Ebene (23) an den Stauraum (21) stösst.

9. Spritzkopf nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Ende der Pressdüse (40) in einer zur Achse des Düsenkörpers (10) koaxialen Zylinderfläche (38) an den Stauraum (37) stösst.

10. Spritzkopf nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der radiörmig ausgebildete, drehbare Bestandteil (24) des Düsenkörpers (10) einen Zahnkranz (28) aufweist, der mit einem zu einer Antriebsquelle führenden Kraftübertragungsmittel (29) kämmt.

11. Spritzkopf nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe des drehbaren Bestandteils auf der einen von dem den Stauraum aufweisenden ortsfesten Bestandteil umschlossen ist und auf der andern Seite den die Lagerung tragenden ortsfesten Bestandteil umschliesst.

12. Strangartikel nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass er rohrförmig ausgebildet ist, und dass der erste Kunststoff eine grössere Biegsamkeit als der zweite und der zweite Kunststoff eine höhere Festigkeit als der erste Kunststoff aufweist.

13. Strangartikel nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kunststoff sich in seiner Farbe von dem zweiten Kunststoff unterscheidet.

14. Anwendung nach Patentanspruch IV, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper ein Druck- oder ein Vakuumschlauch ist.