DE2007979C3

DE2007979C3 - Extrusion head for continuously coating a carrier

Info

Publication number: DE2007979C3
Application number: DE19702007979
Authority: DE
Inventors: Henri Paris Meudec
Original assignee: Rol, Auxerre, Yonne (Frankreich)
Priority date: 1969-02-20
Filing date: 1970-02-20
Publication date: 1976-02-26

Description

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Die Erfindung betrifft einen Strangpreßkopf zum kontinuierlichen Überziehen eines Trägers mit einem strangpreßbaren Werkstoff, mit einer sich bis in den Bereich der Auslaßseite des Strangpreßkopfes erstrekkenden Führungshülse für den Träger, mit einer diese konzentrisch umgebenden, in Strömungsrichtung durch eine Strömungsquerschn'ttsverengung begrenzten Mischkammer und Einrichtungen zum Formen und Aufbringen des Überzuges auf den Träger.The invention relates to an extrusion head for continuously coating a carrier with a Extrudable material, with one extending into the area of the outlet side of the extrusion head Guide sleeve for the carrier, with a concentrically surrounding it, in the direction of flow a flow cross-constriction limited mixing chamber and facilities for forming and Applying the coating to the carrier.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DT-AS 79 327 bekannt. Bei dem Strangpreßkopf nach der DT-AS 12 79 327 wird jedoch der Druckunterschied zwischen der Eintrittsseite des Werkstoffes und der ge genüberliegenden Seite nicht restlos ausgeglichen, so daß die Wand des Überzuges ungleich dick wird Außerdem ist bei dieser bekannten Vorrichtung eine Absaugung zwischen dem Träger und dem gebildeten Überzug erforderlich.Such a device is known from DT-AS 79 327. In the extrusion head according to the DT-AS 12 79 327, however, the pressure difference between the inlet side of the material and the ge opposite side not completely balanced, so that the wall of the coating is unevenly thick In addition, in this known device there is a suction between the support and the formed Coating required.

Weiterhin ist aus der DT-AS 10 89 962 eine Strangpresse zum Überziehen eines Kernes mit Kautschuk oder Kunststoff bekannt, bei welcher der Überzug unmittelbar auf dem Träger gebildet wird, der praktisch den inneren Dorn des Strangpreßkopfes bildet.Furthermore, from DT-AS 10 89 962 an extrusion press for coating a core with rubber or plastic known, in which the coating is formed directly on the carrier, the practical forms the inner mandrel of the extrusion head.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher der durch die seitliche Einspeisung des Werkstoffes verursachte Druckunterschied voll ausgeglichen wird und zugleich eine einfache Umstellung auf unterschiedliche Querschnittsabmessungen und -formen der zu überziehenden Träger ermöglicht ist.The invention is based on the object of creating a device of the type mentioned at the beginning which fully compensates for the pressure difference caused by the lateral feed of the material and at the same time a simple conversion to different cross-sectional dimensions and shapes of the to be covered carrier is enabled.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der die Mischkammer begrenzenden Strömungsquerschnittsverengung eine Entspannungskammer nachgeordnet ist, die zur Bildung der Einrichtung zum Formen des Überzuges durch einen Ringspalt zwischen der Führungshülse und einem in Strömungsrichtung divergierenden Ausgangskegel begrenzt ist und daß die Einrichtung zum Aufbringen des Überzuges auf den Träger aus einem dem Ausgangskegel und der Führungshülse nachgeordneten Düsenring zum Umlenken des Überzuges auf den Träger besteht.To solve this problem, the invention provides that the flow cross-sectional constriction limiting the mixing chamber is followed by an expansion chamber which, in order to form the device for forming the coating, is limited by an annular gap between the guide sleeve and an output cone diverging in the direction of flow and that the device for applying the Coating on the carrier consists of a nozzle ring downstream of the output cone and the guide sleeve for deflecting the coating onto the carrier.

Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments and preferred embodiments of the subject matter of the invention result from the subclaims.

Gemäß der Erfindung wird erreicht, d^ß verschiedene Kautschuke oder verschiedene Mischungen nach einem einfachen Austausch eines leicht zugänglichen Bauteils verwendet werden können. Weiterhin ist es gemäß der [Mindung in besonders einfacher Weise möglich, Überzüge mit unterschiedlichen Durchmessern zu erzeugen.According to the invention it is achieved that different Rubbers or various mixtures after a simple exchange of an easily accessible Component can be used. Furthermore, it is particularly simple according to the statement possible to produce coatings with different diameters.

Weiterhin erübrigen sich gemäß der Erfindung Lösungsmittel, die zum Aktivieren der mit einem Überzug zu versehenden Oberfläche des Trägers verwendet werden. Weiterhin gestattet der erfindungsgemäße Strangpreßkopf auch das Überziehen von Hohlzylindern, da keine Gefahr eines Zusammendrückens des Trägers besteht.Furthermore, according to the invention, there is no need for solvents which are used to activate the with a coating to be provided surface of the carrier are used. Furthermore, the inventive Extrusion head also enables the coating of hollow cylinders, since there is no risk of the Carrier exists.

Als Überzug können sowohl Kautschuk als auch Kunststoffe verwendet werden. Die Kautschuke können entweder Natur-Kautschuk oder synthetischer Kautschuk sein, weiterhin können Copolymerisate wie Butadien-Styrol oder Butadien-Acrylnitril, Polybutadiene, Polyisoprene, Butylkautschuk oder spezielle Kautschuke wie Polyacrylate, fluorierte Kautschuke, Silikone oder Polyurethane verwendet werden.Both rubber and plastics can be used as the coating. The rubbers can either natural rubber or synthetic rubber, copolymers such as Butadiene-styrene or butadiene-acrylonitrile, polybutadienes, polyisoprene, butyl rubber or special rubbers such as polyacrylates, fluorinated rubbers, silicones or polyurethanes can be used.

Ein solcher Kautschuk kann direkt in Form einer Mischung stranggepreßt werden, die für die Vulkanisation vorbereitet ist. Eventuell können Füllstoffe, Weichmacher, Antioxydationsmittel, Vulkanisationsmittel und Beschleuniger zugesetzt werden.Such a rubber can be directly extruded in the form of a mixture necessary for vulcanization is prepared. Eventually fillers, plasticizers, antioxidants, vulcanizing agents and Accelerators can be added.

Weiterhin kann der Überzug aus Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyäthylen, Polypropylen, Polyesterharzen oder Phenolharzen bestehen.Furthermore, the coating can be made of polyvinyl chloride, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyester resins or phenolic resins.

Ein weiterer Vorteil gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Aufbringen des Überzuges, wenn die Oberfläche des zu überziehenden Trägers mit Klebstoff versehen werden soll, ohne ein Treiben des Klebfilms erfolgt, da der Träger je nach Belegung des Überzüge weiterrückt.Another advantage according to the invention is that the application of the coating when the Surface of the carrier to be coated is to be provided with adhesive without the adhesive film drifting takes place as the carrier depends on the occupancy of the covers moves on.

Weiterhin ist es gemäß der Erfindung möglich, nicht poröse Überzüge in Folge der aufeinanderfolgenden Entspannung des Überzugmaterials zu erhalten, wor aus sich die Möglichkeit ergibt, überzogene Zylinder teile herzustellen, die eine erhöhte Lebensdauer auf weisen. Kautschuküberzüge ohne Porosität sind für die Erfindung typisch, und derartige Überzüge erweisen sich insbesondere bei Farbwalzen oder Druckwalzen in Druckereimaschinen, bei Kalanderwalzen, Lackierwai-Furthermore, according to the invention, it is possible to apply non-porous coatings in succession To obtain relaxation of the coating material, which results in the possibility of coated cylinders to produce parts that have a longer service life. Rubber coatings without porosity are for that Typical of the invention, and such coatings are found particularly in inking rollers or pressure rollers in Printing machines, calender rolls, varnishing machines

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zen oder Prifinierwalzen als vorteilhaft.zen or Prifinierwalzen as advantageous.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des trfindungsgemäßen StrangprcSkopfcs besteht darin, daß derselbe Träger mehrfach durch den Strangpi_ßkopf hindurchgeführt werden kann, wenn es erwünscht ist, mehrere Oberzüge nacheinander auf denselben Träger aufzubringen. Another major advantage of the inventive StrandprcSkopfcs is that the same Carrier passed through the Strangpi_ßkopf several times when it is desired to apply several topcoats one after the other to the same carrier.

Die Erfindjng wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigenThe invention is illustrated below with reference to the drawing for example described; in this show

F i g. 1 bis 3 Schemata eines Strangpreßkopfes und F i g. 4 einen Schnitt durch einen Strangpreßkopf.F i g. 1 to 3 diagrams of an extrusion head and FIG. 4 shows a section through an extrusion head.

Der Strangpreßkopf 10 ist im wesentlichen zylindrisch und an den zwei Enden für den Eintritt bzw. den Austritt des zu überziehenden Trägers offen. Er umfaßt Kammern, durch die Kautschuk hindurchgeht, der einen Überzug 111 bilden soll. In der Strangpresse werden für die Einspritzung des Kautschuks Drücke angewendet, die 100 kp/cm² und mehr erreichen können.The extrusion head 10 is essentially cylindrical and open at the two ends for the entry and the exit of the carrier to be coated. It includes chambers through which rubber passes to form a coating 111. In the extrusion press, pressures that can reach 100 kp / cm ² and more are used for the injection of the rubber.

Der Strangpreßkopf 10 ist direkt mit dem Kopf eines Materialeingangs 20 für Kautschuk verbunden, beispielsweise mit einer Schneckenpresse. Als Gegengewicht zu dem Druck, der durch d;e Schneckenpresse am Materialeingang (20) ausgeübt wird, kann an dem entgegengesetzt zur Schneckenpresse liegenden Durchmesserende entweder eine Winde 30 gemäß Fig. 1, eine weitere Schneckenpresse gemäß F i g. 2 oder eine weitere Anordnung aus einer Schneckenpresse und einem Strangpreßkopf 10. wie sie in F i g. J dargestellt ist, vorgesehen sein, um die Standfestigkeit der Anordnung während des Strangpressens zu gewährlcisten. The extrusion head 10 is connected directly to the head of a material inlet 20 for rubber, for example with a screw press. As a counterweight to the pressure exerted by the screw press at the material inlet (20), either a winch 30 according to FIG. 1, another screw press according to FIG. 2 or a further arrangement of a screw press and an extrusion head 10 as shown in FIG. J is shown, provided in order to ensure the stability of the arrangement during extrusion.

Nach F i g. 4 umfaßt der Strangpreßkopf 10 in einer bevorzugten Anwendungsform von stromaufwärts nach stromabwärts in bezug auf die Bewegung eines zu überziehenden zylindrischen Trägers 40 eine Mischkammer 101, die die Form eines Zylinderringes aufweist, der den zu überziehenden Träger 40 umgibt. Diese Mischkammer 101 ist direkt mit dem Materialeingang 20 verbunden, und der Austritt des Kautschuks erfolgt durch einen Düsenring 102, der ebenfalls den zu überziehenden Träger 40 umgibt; er ist koaxial zu der Mischkammer 101 praktisch in deren Verlängerung angeordnet. According to FIG. 4, the extrusion head 10, in a preferred embodiment from upstream to downstream with respect to the movement of a cylindrical carrier 40 to be coated , includes a mixing chamber 101 which is in the form of a cylinder ring surrounding the carrier 40 to be coated. This mixing chamber 101 is connected directly to the material inlet 20, and the rubber is discharged through a nozzle ring 102, which also surrounds the carrier 40 to be coated; it is arranged coaxially to the mixing chamber 101 practically in its extension.

Der Düsenring 102 weist eine bestimmte Zahl von Kanälen 103, 104 auf, durch die der Kautschuk ausströmt. Die Kanäle 103, 104 weisen vorzugsweise als Funktion ihres Abstandes vom Materialeingang 20 variable Durchmesser auf. Tatsächlich besteht eine wesentliche Rolle dieses Düsenringes 102 darin, den Materialdurchsatz entlang dem Umfang des zu überziehenden Trägers 40 zu homogenisieren und zu verteilen. Auf diese Weise ist in F i g. 4, wo die dargestellte Einrichtung dem Schema der F i g. 1 entspricht, der Kanal 103 mit kleinem Durchmesser oben auf der dem Materialeingang 20 am nächsten gelegenen Seite und der Kanal 104 mit größerem Durchmesser unten auf der von dem Materialeingang 20 am weitesten entfernten Seite gezeigt Die Dimensionen der Kanäle 103, 104 des Düsenringes 102, die genau berechnet sind, variieren zwischen diesen zwei Extremen. Die Gesamtheit ihrer Durchmesser wird experimentell als Funktion des eingespritzten Kautschuktjps oder des Typs der Mischung bestimmt. Der Typ des Kautschuks oder der den Kautschuk enthaltenden Mischung wird durch den Überzug 111 festgelegt, den man auf den zu überziehenden 2:ylindrischen Träger 40 aufzubringen wünscht; wenn dieser Typ gewählt ist, sind die Temperatur- und Druckbedingungen der Strangpressung praktisch festgelegt oder lassen nur geringe Variationen zu; die Einstellung des Durchsatzes erfolgt durch Einwirkung im wesentlichen auf den Düsenring 102. The nozzle ring 102 has a certain number of channels 103, 104 through which the rubber flows out. The channels 103, 104 preferably have variable diameters as a function of their distance from the material inlet 20. Indeed, an essential role of this nozzle ring 102 is to homogenize and distribute the material throughput along the circumference of the carrier 40 to be coated. In this way, in FIG. 4, where the device shown corresponds to the scheme of FIG. 1, the small diameter channel 103 is shown at the top on the side closest to the material inlet 20 and the larger diameter channel 104 is shown at the bottom on the side furthest from the material inlet 20. The dimensions of the channels 103, 104 of the nozzle ring 102, the accurately calculated vary between these two extremes. The total of their diameters is determined experimentally as a function of the type of rubber injected or the type of mixture. The type of rubber or mixture containing the rubber is determined by the coating 111 which it is desired to apply to the 2: ylindric support 40 to be coated; when this type is chosen, the temperature and pressure conditions of the extrusion are practically fixed or allow little variation; the throughput is set by acting essentially on the nozzle ring 102.

Am Ausgang des Düsenrings 10? geht der Kautschuk, in Form von Fäden entlang dem Umfang verteilt, in eine Entspannungskammer 105 über, die ebenfalls die Form eines Zylinderringes aufweist, der der. zu überziehenden Träger 40 umgibt; sie ist ebenfalls koaxial zu der Mischkammer 101 und zu dem Düsenring 102 angeordnet und praktisch in der Verlängerung des letzteren gelegen, wie es in F i g. 4 gezeigt ist. Die Er.tspannungskammer 105 wird durch einen Ausgangskegel 106 begrenzt, der einen Ringspalt 107 aufweist, durch welchen der Kautschuk in Form einer kompakten Hülle verläuft.At the outlet of the nozzle ring 10? the rubber, distributed in the form of threads along the circumference, passes into an expansion chamber 105 , which also has the shape of a cylinder ring, which the. surrounds carrier 40 to be coated; it is also arranged coaxially with the mixing chamber 101 and with the nozzle ring 102 and is practically in the extension of the latter, as shown in FIG. 4 is shown. The initial voltage chamber 105 is delimited by an outlet cone 106 which has an annular gap 107 through which the rubber runs in the form of a compact envelope.

Schließlich lenkt ein weiterer Düsenring 108. der auf der äußeren Seite des ausgepreßten Überzuges 111 angeordnet ist, den Überzug 111 auf die Achs-j des Strangpreßkopfs 10 um. Dieser Düsenring 108 ist abnehmbar und kann in seinen Abmessungen den jeweiligen Erfordernissen somit leicht angepaßt werden. Der zu überziehende Träger 40, der koaxial zu der Strangpreßkopfachse gehalten ist, wird durch die Kautschukhülle erfaßt, die im allgemeinen ausreicht, den Träger 40 vorrücken zu lassen.Finally, a further nozzle ring 108, which is arranged on the outer side of the pressed-out coating 111 , deflects the coating 111 onto the axis-j of the extrusion head 10. This nozzle ring 108 is removable and can therefore easily be adapted in terms of its dimensions to the respective requirements. The carrier 40 to be coated, which is held coaxial with the extrusion head axis, is gripped by the rubber cover which is generally sufficient to cause the carrier 40 to advance.

Zur Führung von Trägern 40 mit unterschiedlichen Abmessungen ist in einem festen Ring 109 eine den jeweiligen Trägerabmessungen entsprechende Führungsbücbse UO auswechselbar angeordnet.To guide carriers 40 with different dimensions is in a fixed ring 109 a Guide bushing corresponding to the respective carrier dimensions UO arranged interchangeably.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Strangpreßkopfs 10 kann als Einrichtung zur Homogenisierung des Überzugsmaterials anstatt des Düsenringes 102 mit den Kanälen 103. 104 mit unterschiedlichen Durchmessern ein exzentrischer Düsenring verwendet werden, der einen minimalen Durchlaß auf der Seite des Materialeinganges 20 und einen maximalen Durchlaß auf der entgegengesetzten Seite gewährleistet; der Vorteil dieser Variante besteht darin, daß die Mischung nicht mehr in der Form von Fäden, sondern in einer kontinuierlichen Form durchtritt. Es wurde beispielsweise ein Zylinder mit 110 mm Durchmesser mit einer Kautschukmischung mittels eines Düsenringes überzogen, der einen äußeren Durchmesser von 140 mm und eine Exzentrizität von 0,75 mm aufwies.In a further embodiment of the extrusion head 10, instead of the nozzle ring 102 with the channels 103, 104 with different diameters, an eccentric nozzle ring can be used as a device for homogenizing the coating material, which has a minimum passage on the side of the material inlet 20 and a maximum passage on the opposite Side guaranteed; The advantage of this variant is that the mixture no longer passes in the form of threads, but in a continuous form. For example, a cylinder with a diameter of 110 mm was coated with a rubber mixture by means of a nozzle ring which had an outer diameter of 140 mm and an eccentricity of 0.75 mm.

Beim Betrieb des Strangpreßkopfs 10 wird das Überzugmaterial unter Druck in die Mischkammer 101 stranggepreßt, danach das Material in die Homogenisierungseinrichtung gebracht, um es möglichst gleichmäßig entlang des gesamten Umfangs des zu überziehenden Trägers 40 zu verteilen, die so erhaltene Mischung in eine Hülle passender Abmessung und Dicke umzuformen und schließlich durch den Düsenring 108 die Kautschukhülle so zu lenken, daß sie zur festen Anlage an dem zu überziehenden Träger 40 kommt. Der Kautschuk wird danach vulkanisiert.During the operation of the extrusion head 10, the coating material is extruded under pressure into the mixing chamber 101 , then the material is brought into the homogenization device in order to distribute it as evenly as possible along the entire circumference of the carrier 40 to be coated, the mixture thus obtained in a casing of suitable dimensions and To reshape the thickness and finally to direct the rubber casing through the nozzle ring 108 so that it comes into firm contact with the carrier 40 to be coated. The rubber is then vulcanized.

Der Durchsat/, durch den Strangpreßkopf 10 hängt \on dem der Schneckenpresse ab: dennoch kann man, da die Anordnung kontinuierlich arbeitet, bis zu bemerkenswerten Produktionsgeschwindigkeiten gehen. Auf diese Weise wird ein zylindrischer Trager 40 mit 25 mm Durchmesser und einer Länge von 370 mm in 31 Sekunden mit Kautschuk bis zu einem äußeren Durchmesser von 52 mm überzogen.The throughput / through the extrusion head 10 is hanging \ on that of the screw press: nevertheless you can as the arrangement works continuously, go up to remarkable production speeds. on this way, a cylindrical support 40 of 25 mm Diameter and a length of 370 mm in 31 seconds with rubber up to an outer diameter covered by 52 mm.

Hierzu 1 Platt ZeichnungenFor this 1 plate drawings

Claims

Patent claims:

1. Extrusion head for continuously coating a carrier with an extrudable material, with a guide sleeve for the carrier that extends into the area of the outlet side of the extrusion head, with a mixing chamber that surrounds it concentrically and is limited in the flow direction by a flow cross-sectional constriction and means for shaping and applying the Coating on the carrier, characterized in that the constriction of the flow cross-section delimiting the mixing chamber (101) is followed by a de-spantification chamber (105) which is used to form the device for forming the coating (111) through an annular gap (107) between the guide sleeve and an in Flow direction diverging output cone (106) is limited and that the device for applying the coating (111) to the carrier (40) consists of a nozzle ring (108) downstream of the output cone (! 06) and the guide sleeve for deflecting the coating (111) the carrier (40) consists.

2. Extrusion head according to claim 1, characterized in that the flow cross-section constriction is designed as an annular nozzle which is arranged eccentrically with respect to the guide sleeve (109, 110) that the flow cross-section at the material inlet (20) is smaller than on the opposite side.

3. The extrusion head according to claim 1, characterized in that the flow cross-sectional constriction consists of a nozzle ring (102) with a number of channels (103, 104) axially parallel to the carrier (40), the diameter of which increases with increasing distance from the material inlet (20).

4. Extrusion head according to one of claims 1 to 3, characterized in that the guide sleeve consists of a holding tube (109) with a stop ring and a replaceable sliding tube (110) arranged therein.