DD204882A5 - Extrudenkopf zum ummanteln von stahlrohren mit kunststoff - Google Patents

Extrudenkopf zum ummanteln von stahlrohren mit kunststoff Download PDF

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Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung in der Bereitstellung eines hoehere Gebrauchswerteigenschaften und wirtschaftlicher einsetzbaren Extruderkopfes zum qualitativ hochwertigen Ummanteln von Stahlrohren mit Kunststoff liegt, besteht die Aufgabe darin, eine kompakte Bauweise und damit kurze Wege fuer Klebstoff und Kunststoff zu ermoeglichen, wodurch als Klebstoff auch ein vorgetrocknetes Aethylencopolymerisat anwendbar ist. Als Loesung ist nunmehr vorgesehen, dass die Zufuehrung fuer den thermoplastischen Kunststoff und der hieran angeschlossene Ringkanal in dem Zwischenring angeordnet sind, dass die Stauringe in den Ringkanaelen ortsfest und auswechselbar angeordnet sind, von denen der Stauring mit seiner Innenumfangsflaeche in den Klebstoff-Ringkanal und der Stauring mit seiner Aussenumfangsflaeche in den Kunststoff-Ringkanal und des Stauringes kleiner sind als die Durchmesser des Ringkanals und des Stauringes, und dass der sich an den Ringkanal anschliessende Ringspalt fuer den Klebstoff geradlinig ausgebildet ist.

Description

AP В 29 ί1 / 245 191/Ю . 61 511/27 Ί~ 4. 4. 1983
Extruderkopf zum Ummanteln von Stahlrohren mit Kunststoff Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Extruderkopf zum schlauchförmigen ummanteln von Stahlrohren mit einer Schicht aus einem thermoplastischen Klebstoff, insbesondere Äthylencopolymerisat, und einer darüberliegenden Mantelschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, mit einem ersten Gehäusering, einem Zwischenring, und einem zweiten Gehäusering, wobei der erste Gehäusering mit dem Zwischenring einen in einer Kingöffnung mündenden ersten Ringspalt zum Aufbringen des Klebstoffes und der Zwischenring mit dem zweiten Gehäusering einen in einer Hingöffnung mündenden zweiten Spalt zum Aufbringen des Kunststoffes bildet, wobei der erste Gehäusering, der Zwischenring und der zweite Gehäusering im wesentlichen axial hintereinander angeordnet sind und die Ringöffnungen der beiden Ringspalte in einer gemeinsamen Ebene münden, und bei dem in den beiden mit den Ringspalten in Verbindung stehenden Ringkanälen für die Zuführung des Klebstoffes und des Kunststoffes je ein Stauring angeordnet ist·
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Ein Extruderkopf dieser Art ist mit der DE-OS 19 57 078 bekanntgeworden· Hierbei sind in dem ersten Gehäusering die Zuführung und der hieran angeschlossene Ringkanal für den Klebstoff, in dem Zwischenring die für die Beheizung dienenden Heizpatronen und in dem zweiten Gehäusering die Zuführung und der hieran angeschlossene Ringkanal für den Kunststoff angeordnet· Die beiden Ringkanäle mit ihren Stauringen liegen hintereinander in der gleichen Ebene und weisen die glei-
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ehen Durchmesser auf· Die Stauringe sind von außerhalb des Extruderkopfes mittels Stahlschrauben in bezug auf ihre Längsachse exzentrisch verstellbar angeordnet, und ihre inneren in die Hingkanäle hineinragenden Umfangsflächen weisen eine elliptische Form auf· Damit soll der Zweck verfolgt werden, daß der Klebstoff und der Kunststoff unter Berücksichtigung ihres unterschiedlichen PIießverhaltens in einer gleichmäßig bleibenden Schichtdicke auf dem Umfang des Stahlrohres verteilt wird.
Es hat sich in einigen Fällen als nachteilig ergeben, daß ein Verstellen der Stauringe während des Betriebes gegen den relativ hohen Arbeitsdruck von Klebstoff bzw» Kunststoff, der beispielsweise 100 bis 300 bar bei einer Betriebstemperatur von 150 bis 170 0C beträgt, mit großem Kraftaufwand erfolgen muß, was häufig zu einer bleibenden Verformung der Stauringe und zu einer ungleichmäßigen Beschichtung führt sowie ein Auswechseln der Stauringe erforderlich macht·
Durch die beschriebene Anordnung der Ringkanäle ergibt sich ferner eine senkrecht auf das zu ummantelnde Stahlrohr gerichtete Abwinklung der mit den Ringkanälen in Verbindung stehenden Ringspalte für Klebstoff und Kunststoff, wodurch für diese ein relativ langer Weg mit erhöhtem Gegendruck durch den Extruderkopf bei hohen Arbeitstemperaturen bis zu der gemeinsamen Austrittsöffnung entsteht· Dadurch können sich insbesondere für einen temperaturempfindlichen Klebstoff Abbauerscheinungen ergeben, was zu einer Verschlechterung der Haftfestigkeit der Ummantelung und zu einer Korrosion der inneren Teile des Extruderkopfes durch die dabei frei werdende Säure führt·
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Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines höhere Gebrauchswerteigenschaften und wirtschaftlicher einsetzbaren Extruderkopfes zum qualitativ hocimertigen Ummanteln von Stahlrohren mit Kunststoff·
Darlegung des Wesens der Erfindung;
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Extruderkopf zu schaffen, der zur Vermeidung der erwähnten Nachteile eine kompakte Bauweise und kurze Wege für Klebstoff und Kunststoff aufweist und mit dem es ermöglicht wird, als Klebstoff ein vorgetrocknetes Äthylencopolymerisat zu verwenden, mit welchem sich verbesserte Hafteigenschaften ergeben·
Gelöst wird die Aufgabe durch einen Extruderkopf zum schlauchförmigen Ummanteln von Stahlrohren mit einer Schicht aus einem thermoplastischen Klebstoff, insbesondere A'thylencopolymerisat, und einer darüber liegenden Mantelschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, mit einem ersten Gehäusering, einem Zwischenring, und einem zweiten Gehäusering, wobei der erste Gehäusering mit dem Zwischenring einen in einer RingÖffnung mündenden ersten Ringspalt zum Aufbringen des Klebstoffes und der Zwischenring mit dem zweiten Gehäusering einen in einer Ringöffnung mündenden zweiten Ringspalt zum Aufbringen des Kunststoffes bildet, wobei der erste Gehäusering, der Zwischenring und der zweite Gehäusering im wesentlichen axial hintereinander angeordnet sind und die Ringöffnungen der beiden Ringspalte in einer gemeinsamen Ebene münden, und bei dem in den beiden mit den Ringspalten in Verbindung stehenden Ringkanälen für die Zu-
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führung des Klebstoffes und des Kunststoffes je ein Stauring angeordnet ist, welcher erfindungsgemäß sich dadurch auszeichnet, daß die Zuführung für den thermoplastischen Kunststoff und der hieran angeschlossene Ringkanal in dem Zwischenring angeordnet sind, daß die Stauringe in den Ringkanälen ortsfest und auswechselbar angeordnet sind, von denen der Stauring mit seiner Innenumfangsfläche in den Klebstoff-Ringkanal und der Stauring mit seiner Außenumfangsflache in den Kunststoff-Ringkanal hineinragt, daß die Durchmesser des Ringkanals und des Stauringes kleiner sind als die Durchmesser des Ringkanals und des Stauringes, und daß der sich an den Ringkanal anschließende Ringspalt für den Klebstoff geradlinig ausgebildet ist·
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der äußere Umfang des für das Verteilen der Kunststoffmantelschicht dienenden Stauringes und der Innenumfang des für das "Verteilen der Klebstoffschicht dienendenSStauringes jeweils ein Unrund ist, das aus mehreren Kreisbogenabschnitten mit unterschiedlich großen Radien gebildet ist·
Zweckmäßig ist ebenfalls, wenn der Innenumfang des Klebstoff-Stauringes ein Unrund ist, das aus drei Radien mit den entsprechenden Mittelpunkten gebildet ist, von denen zwei Mittelpunkte im Mittelpunkt des Stauringes liegen und der dritte Mittelpunkt davon um einen Abstand versetzt ist·
Vorteilhafterweise ist im Rahmen der Erfindung auch der Außenumfang des Kunststoff-Stauringes ein Unrund, das aus drei Radien gebildet ist, die auf einer waagerechten Mittellinie liegen, wobei ein Mittelpunkt im Mittelpunkt des Stauringes liegt und die beiden übrigen Mittelpunkte davon um einen Abstand versetzt sind.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der für das Verteilen der Kunststoffschicht dienende Stauring an seiner der Zuführung zugewendeten Seite eine umlaufende Vertiefung aufweist·
Durch die Anordnung der Kunststoffzuführung im Zwischenring des Extruderkopfes, wegen der unterschiedlich großen Durchmesser für Ringkanäle und Stauringe und infolge des Portfalles von Heizpatronen im Zwischenring ist der Extruderkopf gegenüber der bekannten Ausführung kürzer und damit kompakter ausgebildet. Durch die Tieferlegung des Klebstoff-Ringkanales ergibt sich ein kürzerer und geradliniger Spritzweg, ohne hohen Gegendruck· Durch die sich damit ergebende kürzere Verweilzeit des Klebers im Extruderkopf entfallen Abbauerscheinungen und Korrosionsschäden im Extruderkopf· Da auf die Stauringe wegen des Portfalles der Stellschrauben kein Druck von außen ausgeübt wird, sind keine bleibenden Verformungen möglich·
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Pig. 1 dent Extruderkopf im Längsschnitt; Pig· 2 einen Querschnitt durch den Sxtruderkopf gemäß
der Schnittlinie ѣ-λ in Pig. 1; Pig. 3 einen Querschnitt durch den Extruderkopf gemäß der Schnittlinie B-B in Pig.1;
Pig· 4 den für den Kleberringkanal vorgesehenen Stauring; Pig. 5 den für den Kunst st of fringk anal vorgesehenen Stauring; Pig. 6 die beiden Stauringe, wie sie gem· Pig. 1 axial hintereinander angeordnet sind.
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Wie gemäß der DE-OS 19 57 078 bekannt, ist der Extruderkopf aus den drei Gehäuseringen 1, 5 und 20 zusammengesetzt· Der Gehäusering 1 weist den Ringkanal 2 auf, der für die Zuführung des extrudierten Klebers dient und für diesen Zweck über die Bohrung 3 mit einem nicht dargestellten Anschluß für den Kleberextruder in Verbindung steht. In den Ringkanal 2 ragt der Stauring 4 in einer auswechselbaren Anordnung ortsfest hinein· An den Gehäusering 1 schließt sich axial der Gehäusering 5 an· Dieser weist einen Ringkanal 6 auf, der für die Zuführung des extrudierten Kunststoffes für die Mantelschicht dient und mit zwei Bohrungen 7 und 8 an je einen Extruder angeschlossen ist· In den Ringkanal 6 ragt der Stauring 9 hinein· Dieser weist an seiner den Bohrungen 7 und 8 zugewandten Seite die ringförmige Vertiefung 10 auf, welche die gleichmäßige Verteilung des zähflüssigen Kunststoffes unterstützt.
Die innere Umfangsflache 11 des Stauringes 4 und die äußere Umfangsflache 12 des Stauringes 9 sind für die Erzielung einer gleichmäßigen Schichtdicke des Klebers bzw· des thermoplastischen Kunststoff mantels auf der Rohroberfläche jeweils in Form eines Unrundes ausgebildet· Wie in Pig· 4 dargestellt, ist das Unrund für die innere Umfangsflache 11 des Kleber-Stauringes 4 aus den drei Radien R1, R2 und R3 gebildet. Die Radien R1 und R2 sind gleich groß. Ihre kittelpunkte M1, M2 liegen im Mittelpunkt des Stauringes 4· Der Radius R1 beschreibt im Bereich der Bohrung 3 der Klebstoffzuführung einen Winkel von 60° und der Radius R2 im gegenüberliegenden Bereich einen Winkel von 140°· Im Anschluß daran beschreiben die beiden Radien R3, die kleiner als R1/R2 sind, um ihre Mittelpunkte M3 je einen Winkel von 80°. Die Mittelpunkte M3 liegen auf einer gemeinsamen Linie G und sind um den Abstand Y zueinander versetzt, während die Linie C von der waagerechten
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Mittellinie des Stauringes den Abstand X aufweist· Durch diese Anordnung ergibt sich, daß die Breite des Ringkanals 2 an der Stelle 13 im Bereich der Kleberzuführung wesentlich kleiner ist als an der gegenüberliegenden Stelle 14 und daß die Verbreiterung kontinuierlich verläuft (Fig. 2 und 4).
Gemäß fig. 5 ist das Unrund der äußeren Umfangsfläche 12 des Kunststoff-Stauringes 9 aus den drei Radien R4, R5 und R6 gebildet, deren Mittelpunkte M4, M5 und Мб auf der gemeinsamen Mitellinie D liegen und voneinander die Abstände Y und Z aufweisen. Der Radius R4 mit dem Mittelpunkt M4, der auch der Mittelpunkt des Stauringes ist, beschreibt im Bereich der Bohrungen 7t 8 der KunststoffZuführungen jeweils einen Winkel von 30°· Die Radien R5 mit ihren zueinander versetzten Mittelpunkten M5 erstrecken sich daran anschließend jeweils über einen Winkel von 59°· Die Radien R6 mit ihren zueinander versetzten Mittelpunkten Мб schließen sich an R5 an und beschreiben je einen Winkel -von 32°. Die sich damit ergebende Außenkontur des Stauringes 9 ergibt in dem Kunststoff-Ringkanal 6 einen Spalt, der im Bereich der beiden Zuführringe an den Stellen 15 kleiner ist als an den dazu um 90° versetzten Stellen 16 (Pig. 3 und 5).
Der dornartige Teil 17 des Gehäuseringes 1 bildet mit dem ähnlich ausgebildeten Teil 18 des anschließenden Ringes 5 einen Ringspalt 19» aus dem der Kleber von dem Ringkanal 2 auf die Oberfläche dee nicht dargestellten Rohres gelangt. Die gegenüberliegende Fläche des Gehäuseringes 5 bildet mit dem Gehäusering 20 einen Ringspalt 21, der die Portsetzung des Ringkanals 6 ist und aus dem der thermoplastische Kunststoff auf die Kleberschicht gelangt· Die beiden Ringspalte 19 und 21 münden in bekannter Weise in einer gemeinsamen Ebene, womit
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sich die örtlich gemeinsame Erzeugung der Kleber/Kunststoff-Ummantelung ergibt. Die Gehäuseringe 1, 5 und 20 sind, wie ebenfalls bekannt, miteinander und mit dem Plansch 22 verschraubt·
Das in den Pig. 2 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel mit den speziellen Winkelangaben für die unrunden Stauringe bezieht sich auf das Aufbringen eines aus Polyäthylenacrylsäureester bestehenden Klebers und einer aus Polyäthylen bestehenden Mantelschicht, wobei der Kleber eine Viskosität von i 21,6=7-8 und das Polyäthylen eine Viskosität von i 2*16 = 0,3 - 0,4 aufweist. Dabei beträgt die Dicke der Kleberschicht * 0,2 0,3 mm und die Dicke der Mantelschicht 1,6 - 2,2 mm. Bei Verwendung von Klebern oder Kunststoffen anderer Viskositäten werden Stauringe in den Extruderkopf eingesetzt, deren unrunde Innen- bzw· Außenflächen angepaßte Radien und Winkelbereiche aufweisen und damit andere Spaltbreiten für die Ringkanäle ergeben. Unter Zugrundelegung einer gewünschten Dicke der Ummantelung für einen bestimmten Rohrdurchmesser können die optimalen Spaltbreiten durch Versuche mit vorgegebenen Leistungsdaten vermittelt werden, woraus sich die Maße für die Radien rechnerisch ermitteln lassen« Im allgemeinen gilt, daß die Radien und die Abstände ihrer Mittelpunkte voneinander umso größer sein müssen, je zäher Kleber und Kunststoff sind.

Claims (6)

  1. 61 511/27
    a· Q _
    Erfindungsanspruch
    Extruderkopf zum schlauchförmigen Ummanteln von Stahlrohren mit einer Schicht aus einem thermoplastischen Klebstoff, insbesondere Äthylencopolymerisat, und einer darüberliegenden Mantelschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, mit einem ersten Gehäusering, einem Zwischenring, und einem zweiten Gehäusering, wobei der erste Gehäusering mit dem Zwischenring einen in einer Ringöffnung mündenden ersten Ringspalt zum Aufbringen des Klebstoffes und der Zwischenring mit dem zweiten Gehäusering einen in einer Ringöffnung mündenden zweiten Ringspalt zum Aufbringen des Kunststoffes bildet, wobei der erste Gehäusering, der Zwischenring und der zweite Gehäusering im wesentlichen axial hintereinander angeordnet sind und die Ringöffnungen der beiden Ringspalte in einer gemeinsamen Ebene münden, und bei dem in den beiden mit den Ringspalten in Verbindung stehenden Ringkanälen für die Zuführung des Klebstoffes und des Kunststoffes je ein Stauring angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Zuführung für den thermoplastischen Kunststoff und der hieran angeschlossene Ringkanal in dem Zwischenring angeordnet sind, daß die Stauringe (4·, 9) in den Ringkanälen (2 bzw· 6) ortsfest und auswechselbar angeordnet sind, von denen der Stauring (A) mit seiner Innenumfangsflache (11) in den Klebstoff-Ringkanal (2) und der Stauring (9) mit seiner Außenumfangsfläche (12) in den Kunststoff-Ringkanal (6) hineinragt, daß die Durchmesser des Ringkanals (2) und des Stauringes (4) kleiner sind als die Durchmesser des Ringkanals (6) und des Stauringes (9)» und daß er sich an den Ringkanal (2) anschließende Ringspalt (19) für den Klebstoff geradlinig ausgebildet ist.
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  2. 2. Extruderkopf nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der äußere Umfang des für das Verteilen der Kunststoffmantelschicht dienenden Stauringes (9) und der Innenumfang des für das Verteilen der Klebstoffschicht dienenden Stauringes (4) jeweils ein Unrund ist, das aus mehreren Kreisbogenabschnitten mit unterschisCLich großen Radien (R) gebildet ist.
  3. 3· Estruderkopf nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Innenumfang des Klebstoff-Stauringes (4) ein Unrund ist, das aus drei Radien (R1, R2, R3) mit den entsprechenden Mittelpunkten (M1, M2, M3) gebildet ist, von denen die Mittelpunkte M1 und M2 im Mittelpunkt des Stauringes (4) liegen und die Mittelpunkte M3 davon um einen Abstand Σ exzentrisch voneinander um die Abstände Y versetzt sind.
  4. 4. Sxtruderkopf nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Außenumfang des Kunststoff-Stauringes (9) ein Unrund ist, das aus drei Radien (R4, R5, R6) mit den entsprechenden Mittelpunkten (M4, M5, Мб) gebildet ist, die auf einer waagerechten Mittellinie (D) liegen, wobei der Mittelpunkt M4 im Mittelpunkt des Stauringes (9) liegt und die Mittelpunkte M5 und Мб davon um die Abstände T bzw. Z versetzt sind·
  5. 5· Extruderkopf nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß der für das Verteilen der Kunststoffschicht dienende Stauring (9) an seiner der Zuführung (8) zugewendeten Seite eine Hinlaufende Vertiefung (10) aufweist.
    Hierzu
  6. 6 Seiten Zeichnungen
DD82245191A 1981-11-27 1982-11-24 Extrudenkopf zum ummanteln von stahlrohren mit kunststoff DD204882A5 (de)

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