DE2019629A1 - Umlenkspritzkopf fuer eine Schneckenpresse zum Ummanteln von Bandkabeln - Google Patents

Umlenkspritzkopf fuer eine Schneckenpresse zum Ummanteln von Bandkabeln

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DE2019629A1 DE19702019629 DE2019629A DE2019629A1 DE 2019629 A1 DE2019629 A1 DE 2019629A1 DE 19702019629 DE19702019629 DE 19702019629 DE 2019629 A DE2019629 A DE 2019629A DE 2019629 A1 DE2019629 A1 DE 2019629A1
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Description

IBM BeUisdU&na Internationale Büro-Masdiinen Gesellschaft mbH
Böblingen, 21. April 1970 kd/du '
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: Docket GE 969 010
Umlenkspritzkopf für eine'Schneckenpresse zum Ummanteln von Bandkabeln. · - ~
Die Erfindung bezieht sich auf einen Umlenkspritzkopf für' Schneckenpressen zum Ummanteln von Bandkabeln mit Kautschuk oder Kunststoff. ■" »
Gegenstand des älteren Patentes ......... (Patentanmeldung P 1 942 784.0) ist ein Verfahren zum Ummanteln von Bandkabeln mit Kunststoff, bei dem nach dem Extrudieren des Bandkabels wenigstens zwei Kühlstrecken vorgesehen sind und die Temperatur und/oder die Länge der zweiten Kühlstrecke in Abhängigkeit von der Bandbreite geregelt werden. In der in diesem Verfahren beschriebenen Vorrichtung wird zur Ummantelung der Drahtbahn eine Schneckenpresse mit Umlenkspritzkopf verwendet.
Bei Ümlenkspritzköpfen für die Draht- und Kabelummantelung muß der aus dem Schneckenkanal in das Spritzwerkzeug eintretende Strom der .plastifizieren bzw. aufgeschmolzenen Masse in eine zur Schneekenachse schräg oder rechtwinklig liegende neue Achse umgelenkt werden. Jede Änderung der Bewegungsrichtung eines in
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"* 2 ■"
einer transversalen Ebene ausgedehnten Massestromes führt aber zu unterschiedlichen Bahnlängen für die einzelnen Querschnittselemente. Aus diesen Bahnunterschieden ergeben sich nach Durchlaufen der Umlenkung in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung unterschiede in den physikalischen Kennzahlen, wie Massedruck, Fließgeschwindigkeit, Temperatur und Viskosität des Werkstoffes. Erfahrungsgemäß ist der Druck am Auslaufende des Innenbogens immer größer als am Auslaufende des Außenbogens der Umlenkung. Infolgedessen verläßt die Masse den Austrittspalt auf der Seite des Spritzkopfanschlusses mit einer höheren und auf der Gegenseite mit einer niedrigeren Geschwindigkeit. Der abgezogene Strang zeigt daher eine nach der Zulaufseite des Spritzkopfes hin zunehmende Wanddicke und innere Spannungen, die für den Gebrauch des hergestellten Produktes nachteilig sind.
Es sind bereits zahlreiche Lösungen für das Umlenkproblem bekannt. Ein Weg- und Druckausgleich wird beispielsweise erreicht, wenn der Innenbogen und alle zwischen den Grenzbögen gelegenen Wege durch Einbauten wie Herzstücke oder Staunocken auf das Maß des Außenbogens verlängert werden. Durch die Veröffentlichung von G. Schenkel "Rheologische Formgebung einfacher Spritzwerkzeuge für Extruder" in der Zeitschrift "Kunststoffe" 49_ (1959) , Seiten 2Ol bis 207 ist bekannt, den Massestrom nach der Unterteilung durch eine Schneide an den Leitkanten eines herzförmigen Einsatzstückes (Innenbogen) entlang um den zentral im Gehäuse des Spritzkopfes angeordneten Dorn zu führen. Bei einer anderen Bauart von Querspritzköpfen, die in derselben Veröffentlichung beschrieben wird, sind anstelle der festen Herzstücke verstellbare Staunocken auf dem Innenbogen vorgesehen. Nachteilig ist bei dieser Art der Regulierung, daß sich ein im ganzen Umfang ausgeglichener Massefliaß, wenn überhaupt, nur unter bestimmten Betriebsbedingungen erreichen läßt. Die Staunocken sindströmungstechnisch ungünstiger als Herzstücke und führen zu Totzonen im Massefluß.
In der in der französischen Patentschrift 1 024 205 beschriebenen
Docket GE 969 010 109845/1658
Art von Umlenkspritzköpfeh fließt die Masse in einer tangential zum Dorn gelegenen Ebene zu. Der Fluß wird dann in seinem vollen Querschnitt durch eine gewendelte Leitfläche schraubenförmig um den Dorn geführt. Durch eine besondere Ausbildung der Leitfläche geht die anfangs schraubenförmige Bewegung allmählich in eine axiale Bewegung über. Umlenkspritzköpfe dieser Art haben sich wegen der aufwendigen Konstruktionen und der iangen Fließwege bisher in der Praxis nicht durchsetzen können.
In der obengenannten Veröffentlichung ist weiterhin beschrieben, für die Produktion von gummi-isolierten Drähten Querspritzköpfe mit einem sogenannten Verteiler einzusetzen. Bei dieser Konstruktion wird der von der Schnecke kommende Massefluß zunächst in zwei Teilflüsse aufgespalten, die dann von zwei diametral einander gegenüberliegenden Punkten aus nochmals in je zwei Teilflüsse gespalten werden. Auf diese Weise wird eine immer bessere Symmetrie des Massestromes auf dem Weg zum Spritzmundstück erreicht. Die Konstruktion mit Verteiler hat jedoch wie die Umlenkspritzköpfe mit Herzstück den Nachteil, daß die mehrfache Aufteilung des Masseflusses infolge der verminderten Fließgeschwindigkeit in der Nähe der Leiterelemente zu unerwünschten Markierungen im gespritzten Kabelmantel führt. '
Zweck der Erfindung ist ein Umlenkspritzkopf für eine Schneckenpresse zum Ummanteln von Bandkabeln mit Kautschuk oder Kunststoff, bei dem das Umlenkproblem von Masseströmen rheologisch einwandfrei gelöst ist.
Das Neuartige des Umlenkspritzkopfes, bei dem ein Miassestrom in zwei Teilströme aufgespalten wird und die Querschnitte der Teilströme vor der Umlenkung in Rechteckquerschnitte umgeformt werden, besteht erfindungsgemäß darin, daß zur Führung und Umlenkung der Masseströme von rechteckförmigem Querschnitt zwei schraubenförmige Bahnen vorgesehen sind. .
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Docket GE 969 010
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die schraubenförmigen Bahnen als schraubenförmige Nuten von rechteckförmigen Querschnitt in der Mantelfläche von zwei Umlenkwalzen ausgebildet. Die Nut in der Mantelfläche einer jeden Umlenkwalze erstreckt sich nicht über eine volle Ganghöhe. Weiterhin läuft die Grundfläche jeder Nut in ihren beiden Endbereichen, in welchen der Massestrom aus- und eintritt, tangential aus. -
Die Umlenkwalzen werden dem gewünschten Umlenkungswinkel entsprechend zum Eintritt des Massestroms mit dem halben Umlenkungswinkel gestellt. Die Masseströme werden vorzugsweise um 90 umgelenkt. Für diesen Umlenkungswinkel werden die Umlenkwalzen mit einem Winkel von 45 zum Eintritt des Massestromes gestellt. Auch weniger scharfe Umlenkungen des Materials, beispielsweise um 45 und 60° sind vorteilhaft. Bei der Umlenkung der Masseströme von rechteckförmigem Querschnitt mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Bahnlänge für jedes einzelne Querschnittselement gleich.
Die Figuren zeigen in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Es zeigen;
Fig. 1: eine räumliche Darstellung des Massestromes auf dem Weg zwischen Extruderausgang und Ausgang aus dem Umlenkspritzkopf
Fig. 2: eine räumliche Darstellung der oberen und unteren Umlenkwalze und einen Schnitt durch dieselben
Fig. 3: einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Umlenk-: spritzkopf
Fig. 4: einen Schnitt entlang der Linie 44 der Fig. 3.
Docket GE 969 OXO 1Q984S/1B68
Der in Fig. 1 dargestellte Massestrom 18 aus Kautschuk oder aus einem Kunststoff wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen oder deren Copolymerisäten, oder Polyvinylchlorid und dgl. wird aus der Schneckenpresse kommend kontinuierlich durch den Spritzkopf ', der anhand der Fign. 3 und 4.näher erläutert wird, gedrückt« Gleichzeitig laufen von links die zu umhüllenden, nicht vorgeheizten Drähte 19 in den Spritzkopf ein. Das Bandkabel 20 wird· mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 m pro Min. abgezogen. Der Massestrom 18 wird im Spritzkopf in zwei symmetrische Teilströme 18a, 18b aufgespalten. Die Rundquerschnitte dieser Teilströme werden durch entsprechende Formgebung der Kanäle im Spritzkopf,, wie weiter unten näher erläutert wird, in Rechteckquerschnitte umgeformt. Der Extrusxonsquerschnitt des Massestroms nimmt auf dem Weg zwischen Ausgang aus der Schneckenpresse und Ausgang aus dem Spritzkopf gleichmäßig ab. Die beiden Teilströme 18a, 18b werden mittels der Umlenkwalzen 8, 9, die in Fig. 2 dargestellt sind, in eine zur Achse des Massestroms 18 schräg oder rechtwinklig liegende neue Achse umgelenkt und laufen nach der Umlenkung von oben und unten gegen die parallel geführten Drähte 19 zum Bandkabel 20 zusammen.
In den Fign. 3 und 4 ist der erfindungsgemäße Umlenksprxtzkopf gezeigt. Der Umlenksprxtzkopf ist mit dem Gewindeansatz des Flansches 3 an dem Extrudergehäuse mittels der Überwurfmuttern 2 befestigt. ,
Der thermoplastische Werkstoff oder der Kautschuk wird von einer Schneckenpresse, die nicht abgebildet ist, durch den Umlenksprxtzkopf gedrückt. Der Weg zwischen Ausgang aus der Schneckenpresse und Ausgang aus dem Umlenksprxtzkopf soll so kurz wie möglich sein. Der Massestrom verteilt sich zunächst in dem ringförmigen Kanal 6 zwischen dem konisch ausgebildeten Ende der Extrudersehnecke und einer entsprechenden konischen Ausdrehung des Formstückes 4. Die Spitze der Extruderschnecke 1 ist abgeschrägt, damit in dem Massestrom eine Taumelbewegung erzeugt wird end dadurch eine über-=
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Docket GE 969 010
hitäte Zone am Schneckenende vermieden wird. Bei Verwendung von Polyäthylen beträgt die Temperatur des Schneckenendes beispielsweise 175 C. Zur umformung der Taumelbewegung des Massestromes in eine Axialbewegung wird dieser durch einen Siebsats 5, bestehend aus vier Drahtgeflechtsieben mit unterschiedlicher Maschen-- zahl, beispielsweise 80, 3500, 900,· 80 Maschen pro cm gedrückt. Eine symmetrische Aufteilung des Massestroms erfolgt in dem V-förmigen Kanal 7, der in das Verteilerstück 10 eingelassen ist. Dera V-förmigen Kanal 7 folgen die Kanal ab schnitte 7a, 7b zwischen Deckplatte 13a (oben) und Formblock 12a (oben) bsw. Deckplatte 13b (unten) und Formbloek 12b (unten)o Der Querschnitt der Kanal» abschnitte 7a„ 7b nimmt in Richtung zu. den Umlenkwalgen 8, 9 hin kontinuierlieh ab» Durch entsprechende Formgebung der Formblöcke 12 und der Deckplatten 13 werden die Rundquerschnitt© der symmetrisch aufgeteilten Masseströme 18a, ISb (Figo 1) in Rechteckquerschnitte umgeformt»
Das thermoplastische Material fließt durch den ¥-=förmigen Kanal 7 in die ICanaiabsehnitte 7a„ 7b bis zn den Umlenkwalzen 8, 9, die Ζ'ΛΣ Führung und Umlenkiwj der Masseströme 18a, 18b von rechteck-
förmigoa Qaersetoiitt vorgesehen sImL In der Mantelfläche jeder ÖKiIOi&Iswaisis iff 9 ist zu diesem 2week eine eine Steigung aufweisende, flaeli© Hut SI, 91 angeordnet, die den Massestrom von rechteck-Querschnitt aufnimmt»
Eine Drahtbahn 19 aus sechsig Drähten mit einem Durchmesser des Elias©läicahtes von 0,18 mm/die von links in den Umlenkspritzkopf elslIniJfeρ wird zwischen der oberen und unteren Drahtführung 11a, 11b hiadurchgeführto Die beiden mittels der Umlenkwalzen 8, 9 Weg® leak tea !-Susses tr öme 18a, 18b von rechteckförmigem Querschnitt Ι^ντϋΘΏ ΐ'Οΐΐ ©ö©n und unten gegen die parallel geführten Drähte 19 s^iKüffiH^a uad umhüllen diese dicht mit plastischem Material„ Das U:«S:«Iii'O Baaclkabel verläßt den Umlenkspritzkopf durch ein Düsen= s- vhöfc seit »MMlsmf 17 j, das am Ausgang das Umienkspritskopfes vor-σ ~·ρ.(Βίι&~> ist-ο Qujfeh ©ntspraehende Posfmgsbung dieses Düsenstücks
_ 7 —
werden in dem Bandkabel 20 an den Stellen der Oberfläche, an denen kein Draht vorhanden ist, Rillen erzeugt. Die Breite des abgekühlten Bandkabels beträgt 29,2 nun, die Dicke 0,7 mm. Die Querschnittsabmessungen des Düsenstücks sind um das Maß der Vqlumensehr impfung, etwa IO % in Höhe und,Breite, größer als die des fertigen Bandkabels. Deckplatte 13a (oben) und Formblock 12a (oben) sind mittels des Handgriffs 16 der Arretierungsvorriehtung, durch die die Deckplatte und der Forxnblock in heruntergeklapptem Zustand festgehalten werden, um den Bolzen 15 ausschwenkbar, um eine Reinigung der Vorrichtung zu ermöglichen. Zur Temperaturmessung sind Thermoelemente 14 vorgesehen. Die Temperatur im Umlenkspritzkopf beträgt bei Verwendung von Polyäthylen maximal 240 0C. Vorrichtungen zum Heizen und konstruktive Einzelheiten sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.
In jeder der in Fig. 2 gezeigten Umlenkwalzen 8, 9 zur Führung und Umlenkung der Masseströme 18a, 18b von rechteckförmigem Querschnitt ist zu diesem Zweck in ihrer Mantelfläche eine eine Steigung aufweisende flache Nut angeordnet, die den flachen Massestrom aufnimmt. Die schraubenförmig ausgebildete Nut 81, 91 erstreckt sich über den größten Teil des Umfangs der zylindrischen Umlenkwalze und läuft in ihren Endbereichen 82, 92, in welchem der Massestrom ein- und austritt, flach aus. Zur Arretierung der Umlenkwalzen /8, 9 im Spritzkopf ist eine Längsnut 83, 93 vorgesehen.
«Der Umlenkspritzkopf gemäß der Erfindung, in dem der Massestrom auf seinem Weg der Düse symmetrisch in zwei Teilströme aufgespalten wird, die nach der Umformung ihres Querschnitts umgelenkt werden und von oben und unten gegen die Drahtbahn zusammenlaufen, besitzt den Vorteil, daß für alle Qüerschnittselemente des Massestroms der Weg zwischen Ausgang aus der Schneckenpresse und Ausgang aus dem Spritzkopf gleich lang ist. Ferner gibt es keine toten Winkel, in denen das Material zu lange liegen bleibt, so daß Abbau oder sogar Verbrennungen auftreten können. Die Fertigungsgeschwindigkeit von Bandkabeln mit dem erfindungsgemäßen
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Docket GE 969 010
ümlenkspritzkopf ist wesentlich größer als bei dem bekannten Laminierverfahren, bei dem Kunststoffbänder von beiden Seiten an die Drahtbahn herangeführt werden und durch Erhitzen miteinander verschweißt werden.
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Docket GE 969 010

Claims (1)

  1. - - _ α —
    PAT EN TAN S P RÜCHE
    Umlenkspritzkopf für Schneckenpressen zum Ummanteln von Bandkabeln mit Kautschuk oder Kunststoff, bei dem ein
    Massestrom (18) in zwei Teilströme (18a, 18b) aufgespalten wird und die Querschnitte der Teilströme in Rechteckquerschnitte umgeformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung und Umlenkung der Masseströme (18a, 18b) von rechteckformigem Querschnitt zwei schraubenförmige Bahnen vorgesehen sind. .
    Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei schraubenförmige Nuten "(81, 91) aufweisende Umlenkwalzen (8, 9) vorgesehen sind.
    Spritzkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Nut (81, 91) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
    Spritzkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmige Nut (81, 91) sich nicht über eine volle Ganghöhe erstreckt.
    Spritzkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche einer jeden Nut (81, 91) an ihren beiden Enden mit tangential auslaufenden Endabschnitten (82, 92) versehen ist. .
    Spritzkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umlenkwalzen (8, 9) in einem Winkel von maximal 75° zur Achse der Schnecke (1) gelagert sind.
    109345715S8
    Docket GE 969 010
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