DE2820987C2

DE2820987C2 - Rotationsspritzkopf zum Anspritzen einer Wendelrippe an den Innenleiter eines Koaxialkabels

Info

Publication number: DE2820987C2
Application number: DE2820987A
Authority: DE
Inventors: Yasunori Yokohama Kanagawa Saito
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1977-05-17
Filing date: 1978-05-12
Publication date: 1983-11-10
Also published as: US4181486A; JPS5731771B2; CA1099468A; JPS53141486A; DE2820987A1

Description

40

Die Erfindung betrifft einen Rotationsspritzkopf zum Anspritzen einer Wendelrippe aus plastifizierbarem Kunstharz an den Innenleiter eines Koaxialkabels gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Rotationsspritzkopf, ist in der GB-PS 629207 beschrieben. Er hat einen Extrusionskanal, welcher schräg geneigt in die freie Stirnfläche des Spritzkopfes ausmündet, die ihrerseits senkrecht auf der Spritzkopfachse steht. Der Rotationsspritzkopf hat kleineren Außendurchmesser als eine ihn umgebende Extruderöffnung, so daß zugleich mit der Wendelrippe ein Außenmantel aus Kunstharz an den Innenleiter des Koaxialkabels angespritzt wird. Die Wendelrippe ist somit sowohl an ihrem radial innenliegenden Ende als auch an ihrem radial außcnliegenden Ende durch plastifiziertes Kunstharz gehalten. So kann sich das Kunstharzmaterial nach dem Extrudieren noch umlagern; dies zwar ohne Gefahr eines Reißens aber unter Verbiegung und Querschnittsänderung.

Ein Kabel, bei welchem die Wendelrippe sowohl innen als auch außen an einen durchgehenden Hohlzylinder angeformt ist, hat auch verhältnismäßig hohe Biegesteifigkeit, da das einheitlich gleich zu wählende Material im Hinblick auf die Funktion der Wendelrippe als Abstandskörper nicht zu weich gewählt werden darf. Um ein Kabel mit guter Flexibilität zu erhalten, sollten die Ränder der Wendelrippe freibleiben oder allenfalls durch ein gesondertes, weicheres Material verbunden werden.

In der US-PS 3411182 ist ein Spritzkopf zum Anspritzen einer Wendelrippe mit freiem äußeren Rand an den Innenleiter eines Koaxialkabels beschrieben, welcher einen exakt axial verlaufenden Extrusionskanal aufweist, der in die transversal zur Spritzkopfachse stehende Stirnfläche des letzteren ausmündet Auch bei diesem Spritzkopfmuß sich das Material nach dem Extradieren umlagern, um die Wendeliippe zu bilden, wobei die Gefahr einer Schwächung der Ränder der Wendelrippe besteht.

In der DE-OS 24 34 407 "ist ein Rotationsspritzkopf zum Anspritzen einer Wendelrippe an den Innenleiter eines Koaxialkabels beschrieben, welcher dem Rotationsspritzkopf nach der GB-PS 6 29 207 im wesentlichen entspricht, jedoch einen genau in axialer Richtung verlaufenden Extrusionskanal aufweist. Das mit diesem Spritzkopf hergestellte Koaxialkabel hat ebenfalls nur geringe Flexibilität.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Rotationsspritzkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß eine Wcndclrippc mit stabiler. Rändern und im wesentlichen rechteckigem Querschnitt an den Innenleiter eines Koaxialkabels angespritzt werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Rotationsspritzkopf gemäß Anspruch '.

Bei dem erfindu.igsgemäßen Rotationsspritzkopf ist der den Extrusionsschlitz enthaltende Abschnitt der Spritzkopfstirnfläche unter einem Winkel zur Spritzkopfachse geneigt, welcher der Ganghöhe der Wendelrippe, dem Radius des Innenleiters und dem Außenradius der Wendelrippe Rechnung trägt. Wird diese Stirnflächenneigung eingehalten, so läuft das extrudierte Material ohne nenneswerte mechanische Beanspruchung auf den Innenleiter auf, auch wenn der Extrusionskanal selbst geradlinigen Verlauf hat. Ein geradlinig verlaufender Extrusionskanal ist einerseits im Hinblick auf ein einfaches Herstellen des Spritzkopfes von Vorteil, weil der Extrusionskanal so zugleich in radialer Richtung rp.it eint:n Profil versehen werden kann, welches die gekrümmten seitlichen Begrenzungen des Extrusionsschlitzes vorgibt. Andererseits ist ein geradliniger Extrusionskanal im Hinblick auf ein einfaches Reinigen des Spritzkopfes von Vorteil.

Aus dem Buch „Kabel und Leitungen" von Jan Arbauer, 1961, Berliner Union, Stuttgart, Seiten 161 und 162 ist zwar bekannt, daß man den Steigungswinkel von Drähten in einem Seil aus einem Drahtmittendurchmesser und der Ganghöhe des Seildralles über die Tangens-Beziehung berechnen kann. Dieser Tatsache wird auch schon bei dem Rotationsspritzkopf nach der GB-PS 629207 Rechnung zu tragen gesucht, indem der Ex-•rusionskanal des Rotationsspritzkopfes entsprechend schräggesteilt wird. Die vorliegende Erfindung hebt dagegen auf die Neigung des den Extrusionsschlitz enthaltenden Stirnflächenabschnittes des Rotationsspritzkopfes zur Spritzkopflängsachse ab und trägt so dem viskosen Charakter des vom Extrusionskanal abgegebenen plastifizierten Kunststoffmateriales richtig Rechnung.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, daß die Dicke der Wendelrippe in radialer Richtung in etwa gleichbleibt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen Roiationsspritzkopf zum Anspritzen einer Wendelrippe an den Innenleiter eines Koaxialkabels;

Fig. 2: eine vergrößerte Detailansicht des freien Endes des Spritzkopfes und der von diesem auf dem Innenleiter erzeugten Wendelrippe; und

Fi g. 3: eine Aufsicht auf den den Extrusionsschlitz enthaltenden Stirnflächenabschnitt des Spritzkopfes gesehen in Richtung der Schnittlinie IH-III von Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen Innenleiter 1 eines herzustellenden Koaxialkabels, welcher durch nicht näher gezeigte Antriebsrollen in der Zeichnung von links nach rechts bewegt wird. Ein insgesamt mit 5 bezeichneter Rotationsspritzkopf dient zum Anspritzen einerWendelrippe 21 aus thermoplastischem KunststofFmaterial an den Innenleiter 1. DerRotationsspritzkepf 5 wird durch einen nicht näher gezeigten Antrieb in Drehung versetzt

Der Rotationsspritzkopf 5 hat eine Mittelbohrung, durch welche der Innenleiter 1 hindurchläuft, eine zur Achse der Mittelbohrung schräg geneigt verlaufende Stirnfläche 5' und einen Extrusionskanal 5", welcher in die Stirnfläche 5' ausmündet.

Ein zum Rotationsspritzkopf 5 koaxial angeordneter Extruderkopf 4 hat eine rotationssymmetrische Extruder-Öffnung 32, welche eine äußere Umhüllung für die Wendelrippe 21 erzeugt. Diese besteht ebenfalls ai;s thermoplastischem KunststofTmaterial und wird in einer Kalibrierform 31 auf die Wendelrippe 21 aufgeführt. Die Kalibrierform 31 dient zur Vergleichmäßigung des Durchmessers der Umhüllung über deren Gesamtlänge hinweg und zur Herstellung einer Schmelzverbindung zwischen Wendelrippe und Umhüllung.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Neigungswinkel der Stirnfläche 5' zur Achse der den Innenleiter 1 aufnehmenden Mittelbohrung des Rotationsspritzkopfes, also zur Spritzkopfachse näher erläutert. Der zwischen der Stirnfläche 5' und der Spritzkopfachse eingeschlossenen Winkel ist mit Θ bezeichnet, P ist die Steigung der Wendelrippe 21, und mit 2r. und 2λ, sind der Außendurchmesser des Innenleiters 1 bzw. der Wendelrippe 21 bezeichnet. In Abhängigkeit von den soeben angesprochenen Größen ist der Winkel Θ so gewählt, daß der Extrusionsschlitz 15, welcher durch die Durchschneidung von Extrusionskanal 5" und Stirnfläche 5' vorgegeben ist, so geneigt ist, daß die Wendelrippe den Extrusionsschlitz 15 praktisch senkrecht zur Stirnfläche 5' verläßt. Bei Einhaltung dieser Geometrie tritt in Radialrichtung des Innenleiters 1 keine Krümmung der Wendelrippe 21 auf.

Nunmehr wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 die Querschnitlsform des Extrusionsschlitzes 15 beschrieben. Der Extrusionsschlitz 15 hat grob gesprochen zwei kreisbogenformig gekrümmte Seitenwände, deren kleinster Abstand in Fi g. 3 mit <5„ bezeichnet ist. Zwischen der minimalen Breite <5„ des Extrusionsschlitzes 15 und der Breite δ d<;r Wendelrippe 21 (vgl. Fig. 2) ist folgende Beziehung einzuhalten:

0,3 < öjö < 0,5. (1)

Dieser Bereich ist aufgrund der Art des Kunststoffes einhaltbar.

In F i g. 3 ist der Krümmungsradius der Seitenwände des Extrusionsschlitzes 15 mit ^bezeichnet. Für den Radius r„ gilt

H^ 0,5 (2)

Aus der Gleichung (2) ergibt sich
0,15 (r]~ rf)/d_Q<r₀<0,25 (r;-

Die obige Gleichung (2) beruht auf der Annahme, daß der Radius r₀ proportional zur Höhe der Wendelrippe (r, — /·,) und umgekehrt proportional zu deren Breite ist. Dies bedeutet

-γ,) Ι δ

ίο Eine gut gleichförmige Wendelrippe erhält man dann, wenn man den Koeffizienten K der Gleichung (3) zu (r, + r,)/2 wählt. Aus der Gleichung (3) erhält man dann die Gleichung

δ= (r\- r

I (4)

Gleichung (2) erhält man aus Gleichung (1) unter Verwendung von Gleichung (4).

Wie aus F ig. 3 ersichtlich, liegt der Mittelpunkt des eine Seitenwand des Extrusionsschlitzes 15 vorgegebenen Kreises mit dem Radius r_a auf einer abfallenden Geraden L, welche iTrit der Mittellinie B des Extrusionsschlitzes 15 einen Winkel ψ einschließt und durch in Mittelpunkt des Extrusionsschlitzes 15 geht, welcher von Jer Spritzkopfachse den Abstand r= (r, +r.)/2 hat. Der Winkel ψ läßt sich experimentell ermitteln.

Erhält der Extrusionsschlitz 15 kreisbogenformig gekrümmte Seitenwände mit einem Radius r₀ wie oben angegeben, so erhält man einen regelmäßigen rechteckigen Querschnitt der Wendelrippe 21. Vorzugsweise wird für ö„ nach Gleichung (1) und für /■„ nach Gleichung (2) ein Mittelwert gewählt, um die günstigste Form der Wendelrippe 21 zu erzielen.

Die Krümmung der Seitenwände des Extrusionsschlitzes 15 kann man statt aus Gleichung (2) auch aus der nachstehenden Gleichung (5) berechnen, welche ein kartesisches Koordinatensystem zugrunde liegt, dessen Ursprung in der Achse des Innenleiters 1 liegt und dessen >-Achse mit der Mittellinie B des Extrusionsschlitzes 15 zusammenfällt:

r„- r„)/2)²= 1 (5)

In dieser Gleichung bedeuten 2 /·,, den Außendurchmesser und 2/·,, den Innendurchmesser des Extrusions-Schlitzes 15.

In Abwandlung des oben im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispieles ist es möglich, den Extrusionsschlitz 15 am radial innenliegenden Ende oder am radial außenliegenden Ende zu verbreitern, um einen verbreiterten Fuß bzw. einen verbreiterten Rand der Wendelrippe 21 zu erzeugen und so die Berührflächen zwischen Wendelrippe und Innenkriter und/oder Umhüllung zu verbessern.
Wird die Wendelrippe 21 mit einer Umhüllung umgebe η, so wird das vordere Ende des Rotationsspritzkopfes 5 innerhalb der Kalibrierform 31 angeordnet, wobei dann der Außendurchmesser 2r_2ldes Extrusionsschiüzes 15 um 1 bis 3 mm kleiner gewählt wird als der Innendurchmesser der Umhüllung. Das Problem der Exzentrizität kann vermieden werden, wenn der Innendurchmesser des Extrusionsschlitzes 2r_u um 0,2 bis 0,5 mm größer gewählt wird als der Außendurchmesser des Innenleiters 1 (Ir₁).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rotationsspritzkopf zum Anspritzen einer Wendelrippe aus plastifizierbarem Kunstharz an den Innenleiter eines Koaxialkabels, mit einer Mittelbohrung, durch weiche der Innenleiter axial hindurchbewegbar ist, und mit einem Extrusionskanal für plastifiziertes Harz, dessen freies Ende zusammen mit der Stirnfläche des Spritzkopfes einen Extrusionsschlitz bildet, dadurch gekennzeichnet, daß zum direkten Anspritzen der Wendelrippe (21) an den Innenleiter

(I) der Extrusionskanal (5") geradlinig in axialer Richtung verläuft und derjenige Abschnitt (5") der Stirnfläche des Spritzkopfes (S), in weiche der Extrusions- j kanal (5") den Extrusionsschlitz (15) bildend einmündet, zur Achse der Mittelbohrung unter einem vorbestimmten Winkel (0) geneigt ist, derart, daß die extrudierte Wendelrippe (21) durch den Innenleiter (1) in im wesentlichen senkrechter Richtung von dem den Exürujionsschlitz (15) enthaltenden Stirnflächenabschnitt (S") wegbewegt wird; und daß der Extrusionsschlitz (15) derart symmetrisch konkav gekrümmte seitliche Begrenzungen aufweist, daß seine Breite in der Mitte am kleinsten ist und sich in radialer Richtung nach innen und außen allmählich vergrößert.

2. Rotationsspritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Begrenzungen des Extrusionsschlitzes Kreisbögen sind und deren Mittelpunkt jeweils auf einer Geraden (A) liegt, welche durch den Mittelpunkt des schmälsten mittleren Teiles des Extrusionsschlif es (15) "erläuft und mit der Mittellinie (B) des Extrusionsschlitzes (15) einen Winkel einschließt, derart, daß sich de-- Extrusionsschlitz (15) in radialer Auswärtsrichtung stärker erweitert als in radialer Einwärtsrichtung, so daß ein rechteckiger Rippenquerschnitt erhalten wird.