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Die Erfindung betrifft einen Strangpreßkopf zum Herstellen eines
aus zwei konzentrischen Schichten bestehenden Kunststoffrohres, mit einem in einem
Gehäuse mit einer radialen Zuführung des Kunststoffes für die innere Schicht befestigten
rohrförmigen Dorn, einer am Gehäuse radial einstellbar angeordneten, einen inneren
axialen Bereich des Domes unter Bildung eines Ringkanals für die innere Schicht
umschließenden Hülse, einer radialen Zuführung des Kunststoffes für die äußere Schicht
und einer einen äußeren axialen Bereich des Dornes unter Bildung eines gemeinsamen
Ringkanals für die beiden Schichten umschließenden und mit in einer an der Hülse
befestigten Büchse radial einstellbar angeordneten Düse.
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Bekannt ist ein Strangpreßkopf (USA.-Patentschrift 2 859 476), der
eine Einrichtung zum Zuführen eines zweiten Kunststoffes für die äußere Schicht
und eine Einrichtung zum radialen Einstellen der Hülse für die äußere Schicht aufweist.
Bei diesem Strangpreßkopf ist die vordere Düse für den beiden Schichten gemeinsamen
Ringkanal lediglich radial verschiebbar; es werden konzentrische Schichten, die
über den Umfang dieselbe Schichtdicke haben, hergestellt.
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Es ist ferner bekannt (deutsche Auslegeschrift 1244 383), eine Düse
sphärisch einstellbar in einem Strangpreßkopf zu lagern.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Strangpreßkopf
zu schaffen, zu dessen konzentrischer Einstellung gleichzeitig eine einseitige Drosselung
der Zufuhr des Kunststoffes für die äußere Schicht ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düse in
der Büchse mit einem Flansch mit einer kugeligen Gleitfläche sphärisch einstellbar
gelagert ist und die axiale Breite eines in der Zuführung des Kunststoffes für die
äußere Schicht liegenden radialen Ringspaltes durch das Schwenken des Flansches
in gegenüberliegenden Umfangszonen umgekehrt veränderbar ist.
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Mit dem Flansch der kardanisch gelagerten Düse wird in fortschrittlicher
Weise beim Schwenken der Düse zu deren konzentrischer Einstellung gleichzeifig eine
einseitige Drosselung der Zufuhr des Kunststoffes für die äußere Schicht durch Verschwenken
des Flansches der Düse in den radialen Zufuhr-Ringspalt erzielt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist dem im
wesentlichen parallele radiale Wände aufweisenden Ringspalt eine radial von außen
durch einen ringspaltförmigen Durchlaß gespeiste Ausgleichsrille vorgeordnet.
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Die Ausgleichsrille bewirkt einen konstanten regulierten Kunststoffstrom
auch dann, wenn das Material Verunreinigungen enthält. Besonders vorteilhaft und
leicht herzustellen ist eine Ausgleichsrille mit einem kreisförmigen Querschnitt.
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Auf Grund der unbeschränkten Leitungen für den Kunststofffluß ist
die Arbeitsweise des Strangpreßkopfes gemäß der Erfindung besser als bei den bekannten
Strangpreßköpfen, bei denen es auf Grund der vielen Steueröffnungen und damit verbundenen
rechten Winkel möglich ist, daß Kunststoff aus dem laufenden Strom gelangt und sich
dadurch »festhängt« und unbrauchbar wird.
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Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigt
Fig.
1 eine Querschnittsansicht eines Strangpreßkopfes, F i g. 2 eine Seitenansicht entlang
der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines kreisförmigen Schnittes
A der F i g. 1, welcher im einzelnen die Bauweise eines Teiles des Ringspaltes und
der Ausgleichsrille zeigt, und F i g. 4 eine vergrößerte Ansicht, welche den gesamten
Ringspalt und die Art seiner Justierung zeigt, die sich auf Grund der Schwenkung
der die äußere Schicht formenden Hülse ergibt.
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Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Strangpreßkopf weist das
Gehäuse einen mittigen Ring 3 und einen flachen Ring 4 auf, welche mittels mehrerer,
im Kreis angeordneter Schrauben 5 fest miteinander verbunden sind. Die mittels der
Ringe 3 und 4 gebildete, zusammengesetzte Bohrung hat eine Stufenkontur, die sich
aus den unterschiedlichen Innendurchmessern der beiden Ringe ergibt.
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Ein Stopfen 6 wird in die Bohrung des Ringes 3 eingesetzt und mit
diesem Ring mittels mehrerer, im Kreis angeordneter Schrauben 7 verbunden. Ein verjüngster
Dichtring 8 wird über dem Schaft des Stopfens 6 und innerhalb der Bohrung des Ringes
3 angeordnet. Ein Zufuhrrohr 9 für die innere Kunststoffschicht ist mit dem Ring
3 verbunden, und ein kreisförmiger Durchlaß 10 wird durch den mittigen Ring 3 in
axialer Ausrichtung zu der Bohrung des Rohres 9 gebildet. Die am weitesten links
befindliche Stelle des Durchlasses 10 ist nahe an der am weitesten rechts befindlichen
Kante der oberen Oberfläche des verjüngten Dichtringes 8 angeordnet, wodurch der
Fluß des flüssigen Kunststoffes durch das Zufuhrrohr 9 und den Durchlaß 10 in einen
Raum 11, teilweise durch den verjüngten Dichtring 8, führt. Das rechte Ende des
Stopfens 6 ist eingekerbt, so daß es mit einer passenden Schulter in Eingriff kommt,
welche in dem linken Ende eines in die zusammengesetzte Bohrung der Ringe 3 und
4 eingesetzten Dornrohres 12 gebildet ist. Der Stopfen 6 und das Dornrohr 12 sind
mittels einer Kupplung 13 fest miteinander verbunden. Der linke Teil des Dornrohres
12 ist mit einem Kopf 14 versehen, welcher als Dorn dient, um dem mittels des Zufuhrrohres
9 in die Form geführten Kunststoff eine röhrenförmige Gestalt zu geben. Es ist ersichtlich,
daß die Teile 3, 4, 6, 8, 12 und 13 auf einer einzigen gemeinsamen Längsachse fest
gelagert sind.
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Die Ringe 3 und 4 legen die Verbindung mit einer die innere Schicht
bildenden Hülse 15, welche einen abgestuften Außendurchmesser hat, mit dem Dornrohr
12 fest, so daß die nahe angrenzend angeordneten Oberflächen des Dornrohres 12 und
der Hülse 15 auch die röhrenförmige Schicht des Kunststoffs bilden, welcher über
den Dorn fließt und die innere Schicht darstellt. Ein Paar ringförmiger Räume 16
und 17 sind zwischen den sich überlappenden Teilen der Ringe3, 4 und der Hülse 15
vorgesehen, wodurch die Bewegung der Hülse 15 in radialer Richtung ermöglicht wird.
Mehrere im Kreis angeordnete Schrauben 18 führen durch eine am rechten Ende des
Ringes 3 gebildete Schulter. Durch die Schrauben 18 wird die Konzentrizität der
Hülse 15 mit Bezug auf die Längsachse 30 des Strangpreßkopfes justiert, die mit
der Achse des Dornrohres 12 fluchtet.
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Eine Büchse 19 ist am rechten Ende der Hülse 15 mittels mehrerer,
im Kreis angeordneter Schrauben
21 starr befestigt. Eine die äußere
Schicht formende Düse25 ist innerhalb der Bohrung der Büchse 19 angeordnet, und
ein Satz im Kreis angeordneter Schrauben26 stellt die Relativlage der die äußere
Schicht formenden Düse 25 zu der Büchse 19 und auch dem Dornrohr 12 ein, wie im
folgenden noch im einzelnen beschrieben wird.
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Wie am besten in der vergrößerten Ansicht A der Fig. 3 und aus Fig.
4 ersichtlich, ist die Düse 25 mit einem vorstehenden Flansch 27 versehen, welcher
sich am linken Ende der Düse 25, benachbart dem rechten Ende der die innere Schicht
formenden Hülse 15, befindet. Der Flansch 27 weist eine kreisförmige Gleitfläche
28 auf. Die Gleitfläche 28 ist sphärisch um einen Mittelpunkt 29 (Fig. 4) auf der
Längsachse 30 (Fig.4) gewölbt. Die Gleitfläche 28 gleitet an einer auf der Büchse
19 befindlichen, entsprechend gewölbten Gleitfläche. Durch geeignete Justierung
der Schrauben 26 wird die Düse25 auf den Gleitflächen um den Mittelpunkt 29 geschwenkt,
um eine winklige oder geneigte Anordnung der Düse 25 gegenüber dem Dornrohr 12 bzw.
der Längsachse 30 zu erreichen, wie dies in gestrichelten Linien in Fig. 4 veranschaulicht
ist.
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Das linke Oberflächenteil 31 des Flansches 27 und das benachbarte
Oberflächenteil 36 auf der Hülse 15 bilden einen Ringspalt33, welcher den die äußere
Schicht bildenden, strömenden Kunststoff in den Raum zwischen dem Dornrohr 12 und
der Düse 25 liefert. Der zur Bildung der äußeren Schicht vorgesehene, strömende
Kunststoff wird in ein Zufuhrrohr 32 geliefert, welches mit einem kreisförmigen
Raum 34 in Verbindung steht, der seinerseits mit dem Ringspalt 33 verbunden ist.
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Eine Ausgleichsrille 35 für den Fluß ist an der Hülse 15, unmittelbar
angrenzend an den Ringspalt 33, gebildet. Wie später im einzelnen beschrieben wird,
ist die Ausgleichsrille 35 für den Fluß in denjenigen Bereichen des Ringspaltes
33 wirksam, welche relativ zueinander durch eine spezielle Einstellung geschlossen
sind, wodurch die Düse 25 für die äußere Schicht so angeordnet wird, daß eine gleichmäßige
äußere Schicht stranggepreßt wird, auch wenn sich ein Fremdkörper am Eingang des
Zuführspaltes festgesetzt hat (siehe untere Hälfte des Ringspaltes 33 b, wie in
Fig. 4 veranschaulicht).
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Der Strangpreßkopf arbeitet im einzelnen wie folgt: Die Zufuhrrohre
9 und 32 werden mit den einzelnen Kunststoffquellen verbunden, welche die bei der
Herstellung der inneren bzw. äußeren Schicht der Rohrwand erforderlichen Kunststoffe
liefern. Es wird z. B. eine Quelle mit reinem Polyäthylenharz mit dem Zufuhrrohr
9 verbunden, und eine Quelle mit Polyäthylenharz, vermischt mit einem Ruß, wird
mit dem Zufuhrrohr 32 verbunden. Das reine Polyäthylenharz fließt aus dem Zufuhrrohr
9 durch den Durchlaß 10 in den Raum 11, füllt diesen um den Kopf 14 völlig und fließt
dann weiter über die äußere Oberfläche des Dornrohres 12. An dem engen Schaft des
Dornrohres 12 nimmt das pure Harz eine röhrenförmige Gestalt an, wobei der Innendurchmesser
dem Außendurchmesser des Dornrohres entspricht und der Außendurchmesser dem Innendurchmesser
der die innere Schicht formenden Hülse 15.
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Zusammen mit der Kunststoffzuführung für die innere Schicht in das
Zufuhrrohr 9 wird der Kunststoff für die äußere Schicht in das Zufuhrrohr 32 geführt.
Der Kunststoff für die äußere Schicht füllt den
Raum 34, fließt dann in den Ringspalt
33 und schließlich in den Raum zwischen dem Dornrohr 12 und der die äußere Schicht
formenden Düse 25, welcher andererseits teilweise durch die sich vorwärts bewegende,
innere Kunststoffschicht besetzt ist, die vom Zufuhrrohr 9 eingebracht wird. Der
eingebrachte Kunststoff für die äußere Schicht vereinigt sich daher schließlich
mit der inneren Schicht entlang des Dornrohres 12 so, daß zwei gut begrenzte konzentrische
Schichten geschaffen werden, die miteinander verbunden sind.
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Sollte die gesamte Rohrwand, einschließlich der inneren und der äußeren
Schicht, nicht konzentrisch zu der Bohrung des Rohres (Längsachse30) sein, so werden
die Schrauben 18 von Hand verstellt, so daß die die innere Schicht formende Hülse
gel5, welche auch die die äußere Schicht formende Düse 25 trägt, relativ zu dem
Dornrohr 12 verschoben wird. Die Konzentrizität der gesamten Rohrwand zu ihrer Bohrung
wird hierdurch geändert.
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Sollte die relative Konzentrizität der inneren und der äußeren Schicht
nicht zufriedenstellend sein, so werden die Schrauben 26 von Hand in der entsprechenden
Richtung verstellt, wodurch die die äußere Schicht formende Düse 25 auf den Gleitflächen
28 um den Mittelpunkt 29 geschwenkt wird. Hierdurch wird einerseits die ringförmige
Öffnung des Ringspaltes33 und andererseits die relative Menge des Kunststoffes für
die äußere Schicht, welche zu den verschiedenen Stellen auf der Peripherie der sich
vorwärts bewegenden inneren Schicht geliefert wird, eingestellt.
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Die Funktion der Ausgleichsrille 35 für den Strom wird mit Bezug
auf die speziellen Dimensionen eines Versuchsstrangpreßkopfes wie folgt beschrieben.
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Der bei dem Kopf verwendete Radius R (F i g. 4) beträgt 50mm. Eine
Abwärtsbewegung der Justierschraube 26a (Fig. 4) schließt den Ringspalt 33 im Bereich
33 b mehr als im Bereich 33 a. Dieser Unterschied ist bedeutsam, denn wenn der Ringspalt
33 durch die parallelen Oberflächenteile 31 und 36 (Fig.3) gebildet wird, beträgt
die Spaltbreite 0,75 mm.
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Der Kunststoff für die äußere Schicht wird gefiltert, bevor er in
das Zufuhrrohr 32 eintritt, indem er ein Sieb von 0,75 mm Maschenweite passiert.
Ist jedoch der Ringspaltbereich 33 b etwas geschlossen, indem die Schraube 26a nach
unten justiert wird, so beträgt die Spaltbreite des Ringspaltbereiches 33 b weniger
als 0,75 mm, z. B. 0,5 mm, in welchem Falle der entsprechende Ringspaltbereich 33
a sich auf lmm öffnen würde.
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Der Ringspaltbereich 33 a von 1 mm Spaltbreite verursacht keine Schwierigkeiten
beim Durchführen von Kunststoffen, welche das 0,75-mm-Sieb durchläßt, der Ringspaltbereich
33 b von 0,5 mm Spaltbreite fängt jedoch Fremdkörper auf, welche kleiner als 0,75mm,
jedoch größer als 0,5mm sind.
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Solche Fremdkörper würden dann in den Eidaßspalten aufgefangen, welche
zu dem Ringspaltbereich 33b führen, der Kunststofffluß würde dann jedoch um den
Fremdkörper herumfließen und Gelegenheit haben, erneut mit dem hydraulischen Fluß
zu konvergieren, welcher durch das Ausgleichsrillenteil 35 b für den Fluß ausgeglichen
wird, bevor er durch den Ringspaltbereich 33 b in den Ringspalt 33 fließt.
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In Verbindung mit der Ausgleichsrille 35 sieht der Raum 34 einen
unbeschränkten und gleichmäßigen
Kunststofffluß an dem vollständigen,
ringförmigen Spalt des Ringspaltes 33 vor.
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Patentansprüche: 1. Strangpreßkopf zum Herstellen eines aus zwei
konzentrischen Schichten bestehenden Kunststoffrohres, mit einem in einem Gehäuse
mit einer radialen Zuführung des Kunststoffes für die innere Schicht befestigten
rohrförmigen Dorn, einer am Gehäuse radial einstellbar angeordneten, einen inneren
axialen Bereich des Dornes unter Bildung eines Ringkanals für die innere Schicht
umschließenden Hülse, einer radialen Zuführung des Kunststoffes für die äußere Schicht
und einer, einen äußeren axialen Bereich des Dornes unter Bildung eines gemeinsamen
Ringkanals für die beiden Schichten umschließenden und mit dem Dorn in einer an
der Hülse be-
festigten Büchse radial einstellbar angeordneten Düse, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (25) in der Büchse (19) mit einem Flansch (27) mit einer kugeligen
Gleitfläche (28) sphärisch einstellbar gelagert ist und die axiale Breite eines
in der Zuführung des Kunststoffes für die äußere Schicht liegenden radialen Ringspaltes
(33) durch das Schwenken des Flansches (27) in gegenüberliegenden Umfangszonen umgekehrt
veränderbar ist.
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2. Strangpreßkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem
im wesentlichen parallele radiale Wände aufweisenden Ringspalt (33) eine radial
von außen durch einen ringspaltförmigen Durchlaß gespeiste Ausgleichsrille (35)
vorgeordnet ist.