DE1904564A1

DE1904564A1 - Verfahren zur Herstellung eines aus mindestens zwei Kunststoffen bestehenden Strangartikels

Info

Publication number: DE1904564A1
Application number: DE19691904564
Authority: DE
Inventors: Meneides Petros Aharnae
Original assignee: LAVREOTIKI SOC IND ANONYME
Current assignee: LAVREOTIKI SOC IND ANONYME
Priority date: 1968-02-14
Filing date: 1969-01-30
Publication date: 1969-09-18
Also published as: AT310428B; GB1246726A; IL31538A0; ES363681A1; SE345229B; BE728196A; US3642396A; LU57966A1; IL31538A; FR2001894A1; NL6902147A

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 einzel gepresste und kalibrierte Stra#nge zusammengeführt und miteinander entweder durchVerklebung oder durch nanhträgliche Verschweissu#g verbunden wurden. Solche Verfahren besitzen u.a.
den Nachteil, dass sie verhältnismässig vieler E.inzelperationen bedürfen, wobei die einzelnen Kunst,stoffe in dem enist@enden Strangartikel sich oft nicht zu einem genügend homogenen Strangartikel verbinden.-Ausserde 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 nlit einem zweiten Kunststöffstrang 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 grundsätz-.
lich 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.3. 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 Eigenschäften 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 Binhaltung von Betriebsbedingungen weitgehend unkritisch ist, asferne.r.
eine sehr einegrosse Herstellungsgeschwindigkeit erlaubt und. daher sehr wirtschaftlich ist, wobei der entstehende Strangartikel.
weitgehend von den genannten lWachteilen befreit ist.
Das Verfahren ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass ein erster und wenigstens ein zweiter Strang aus Kunststoff gebildet werden, dass der zweite Strang im Zuge seiner Entstehung wendelförmig um. den ersten, in Entstehung begriffenen Strang geltrickelt wird, wonach der so entstehende zusammengesetzte Strang kalibriert wird.
Zur Durchführung des Verfahrens wirdein Spritzkopf vorpesckilagen, 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 vorge#ehen ist, das mindestens eine in den Düsenkanal mündende Oeffnung aufweist, die als Austrittsdüse für den aus dem zweiten Kunststoff verpressten Strang ausgebildet ist.
Der nach dem Verfahren hergestellte Strangartikel zeichnet sich erfindungegemäss dadurch aus, dass der Kunststoff des ersten Stranges sich bezüglich des Kunststòffes des zweiten Stranges in mindestens einer physikalischen Eigenschaft unterscheidet.
Dabei kann die-se 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, während für den oder die zweiten Stränge. ein steiferer Kunststoff mit hoher mechanischer Festigkeit, insbesonKdere einer hohen Zugfestigkeit gewählt. lurch die wendelförmige Gestalt des zweiten Stranges im fertigen Strangartikel bleiben diesem im wesentlichen die Flexibilitäts- oder Biegsamkeitseigenschaften des Kunststoffes des ersten Stranges erhalten, während in diesem Falle der Kunst stoff des zweiten Stranges dem fertigen hohlen Strangartikel eine besonders hohe Formbeständigkeit und Widerstandsfähigkeit genen innere Ueber- oder Unterdrucke verleiht.
Andererseits wenn die unterschiedlichen physikalischen Wigenschaften der beiden Kunststoffe nur die Farbe betreffen, kann der Strangartikel als Isolation um einen elektrischen Leiter gepresst werden und somit können mit einer kleinen Anzahl verschiedener Farben, z.B. vier Farben sechs verschiedene Farbkombinationen,. d.h sechs verschiedene Indentifizierungskombinationen für den Leiter hergestellt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nachstehend rein beispielsweise anhand von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Spritzkopfes 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 Ausführungsforin 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 Lings- oder als 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 aufgeschraubt ist, und daher ortsfest inbezug 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 dem Grund der Anschlussöffnung 18 führt 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 Spritzdorn 14 konzentrischen Ringnut 21 in Verbindung steht. Es geht daraus hervor, dass ein vom zweiten Extruder in die Platte 17 gepresster Kunststoffstrang durch die Anschlussöffnung 18, die Durchlässe 19 und 20 bis zur Ringnute 21 vordringen wird.
Die Ringnute ist an der vom Ende des ersten Extruders abgekehrten Stirnseite 13 der Platte 17 ausgebildet und in der Nähe des Düsenkanals 22, der durch den ganzen ~I)Usenkörper 16 hindurchführt, angeordnet.
Obwohl in der Zeichnung mit Spiel dargestellt, ist im Anschluß 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 angeordnet ist. Die Bestandteile 17,24 und 26 unischliessen und bilden zusammen den mantelförmigen Düsenkanal 22, der seinerseits den Spritzdorn 14 koaxial umgibt.
Das Teil 24 ist an seinem Umfang als Kettenrad ausgsbildet 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 übergieift. In dem drehbaren Teil 24 ist ferner eine gneigte Bohrung 32 vorgesehen, die einerends in die Ringnut 21 und andernends in den Düsenkanal 22 mündet. Wie aus Fig. 5 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 Däsenkanal 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 bestreichtsomit 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 Extrudern 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 Waxialw bezeichnet, die des #weiten 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 fliessenden 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 Ueberlagerung der radialen, umlaufenden Fliessrichtung mit der axialen Fliessrichtung eine wendelförmige Gestalt.
Die beiden Stränge werden anschliessend durch das nachfolgende Naterial gemeinsam durch den von der Platte 26 umschloesenen Teil des Düsenkanale 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 Hohlstrang in seiner Form vollkommen gleichmässig ist.
Dieser 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 Hohlstrang kann somit als solcher, d.h. als Schlauch oder Rohr weierverwendet werden oder aber auch als Halbfabrikat für gepresste oder geblasene Behälter z.
B. Tuben Flaschen oder zum Umpresssn z.B. eines elektrischen Leiters.
Bs wird nun auf Fig. 4 bezug genommen. Darin sind dieselben Zinceieziffern wie in den Fig. 1-3 verwendet.
Man erkennt wiederum das Ende 11 des ersten Extruders auf das mittels des Gewindes 15 die Platte 17 aufgeschraubt ist.
Das Kugellager 25 ist jedoch auf eine hülsenförmige 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 18 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 sie nicht an einer ebenen Fläche an das drehbare Teil 24 stösst. Dieses besitzt seinerseits eiN möglichst spielfrei,' aber dennoch drehbar in die hohlzylindrische Wand 38 passende nabenartige Verlängerung 39, in welcher ein der Bohrung 32 entsprechender Durchlass 40 ausgebildet ist. Dieser Durchlass 40 ist an seinem der Ringnut 37 gegenüberliegenden Ende trichterförmig erweitert und führt mit seinem andern Ende durch einen ringfdrmigen, 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 ausfüllt, und bei der Drehung des Teiles 24 diese Ringnut 37 ständig bestreicht, somit das darin befindliche Material ständig vor sich herst#sst, so dass zwischen diesem Material und dem Durchlass 40 bei der Drehung des Teiles praktisch keine das Material Scherkräften aussetzende 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 A#sführungsform ist gewissermassen die Umkehrung der in Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsform, mit dem weiteren Unterschied, dass die Uebertrittsstelle des vom zweiten Extruder verpressten Stranges von den ortsfesten Teilen zum drehbaren Teil 24 nicht in einer Ebene, sondern auf einer Zylinderfläche erfolgt.
husserdem ist die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform inbezug 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 Punktras-terung 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

Patentansprüche

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, dass der zweite Strang im Zuge seiner Entstehung wendelförmig um den ersten, in Entstehung begriffenen Strang gewickelt wird, wonach der so entstehende, zusammengesetzte Strang kalibriert wird.

2. verfahren nach Anspruch 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.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressgeschwindigkeit des ersten auf die Pressgeschwindigkeit des zweiten Kunststoffes abgestimmt wird, um die Steigung der Wendel zu regeln.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zweite Stränge gepresst werden, die gegensinnig um den ersten Strang gewickelt werden.

5. Spritzkopf zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein an den Düsenkanal eines Ddsenkdrpers zum Verpressen des ersten Kunststoffes angrenzendes und um die Achse des Düsenkörpere (11) drehbar angetriebenes Teil (24) vorgesehen ist, das mindestens eine in den Düsenkanal (22) mündende Oeffnung (32,40) aufweist, die als !#ustrittsdüse für den aus dem zweiten Kunststoff verpressten Strang ausgebildet ist.

6. Spritzkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das an den Düsenkanal (22) angrenzende Teil (24) eine Oberfläche aufweist, die einen Abschnitt der Innenfläche des Düsenkanals (22) bildet.

7. Spri kogf Anspruch 7 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, 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 (21) bilden und von denen wenigstens der eine Bestandteil (24) drehbar an einem der übrigen ortsfest mit einem Pressengehäuse (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 (21,34) mündet, welcher einen nach aussen führenden Durchlass (bp,19,20) aufweist, an den eine Kunststoffpresse anschliessbar ist.

e. Spritzkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am drehbaren Bestandteil (24) ein den Stauraum (21,37) in seinem Querschnitt ausfüllenden Flügel (33,42) befestigt ist.

9. Spritzkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der drehbare Bestandteil (24) des Düsenkörpers radförmig ausgebildet und zwischen den zwei ortsfesten Bestandteilen (17,26) angeordnet ist, von dem der eine die Lagerung (25) für den drehbaren Bestandteil (24) trägt, und von denen der andere den Stauram (21,37) trägt.

10. Spritzkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das das hintere Ende der Pressdüse (32) in einer quer zur Achse des Düsenkörpers (10) stehenden Ebene (23) an den Stauraum (21) stosst.

11. Spritzkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Ende der Pressdüse (40) in einer zur Achse des Düsenkörpers (10) koaxialen Zylinderfläche (38) an den Stauraum (37) stösst.

12. Spritzkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der radförmig ausgebildete, drehbare Bestandteil (24) des Büsenkörpers (10) einen Zahnkranz (28) aufweist, der mit einem zu einer Antriebsquelle führenden Kraftübertragungsmittel (29) kämmt.

13. Spritzkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe des drehbaren Bestandteils auf der einen Seite von dem den Stauraum aufweisenden ortsfesten Bestandteil umschlossen ist und auf der andern Seite den die Lagerung tragenden ortsfesten Bestandteil umschliesst.

14. Nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 hergestellter Strangartikel, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des ersten Stranges sich bezüglich des Kunststoffes des zweiten Stranges in mindestens einer physikalischen Eigenschaft unterscheidet.

15. Strangartikel nach Anspruch 14, 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.

16. Strangartikel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kunststoff sich in seiner Farbe von dem zweiten Kunststoff unterscheidet.

17. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von mit einem Kunststoff verstärkten Hohlkörpern aus Kunststoff.

18. Anwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper ein Druck- oder ein Vakuumschlauch ist.

L e e r s e i t e