DE2829746B1

DE2829746B1 - Querspritzkopf fuer die Ummantelung von Draehten fuer elektrische Leitungen oder Kabeln

Info

Publication number: DE2829746B1
Application number: DE2829746A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Reissenweber; Reiner Ing Schneider
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-07-04
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1979-09-13
Also published as: FI63888C; GB2025307B; DE2829746C2; FI792104A; CH641086A5; GB2025307A; FI63888B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Querspritzkopf für die Ummantelung von Drähten für elektrische Leitungen oder Kabeln, dem die Schmelze von einem zur Durchlaufrichtung des elektrischen Leiters bzw. des Kabels senkrecht stehenden Extruder zugeführt wird und der mit die Schmelze über den Umfang auf- und verteilenden Verteil- und Mischvorrichtungen ausgestattet ist.

Die Ablösung der bisher herkömmlichen Isolierungen für elektrische Kabel und Leitungen durch Kunststoffe ist bereits zum großen Teil erfolgt. Daher kommt den Vorrichtungen zum Aufbringen der Kunststoffumhüllungen in immer stärkerem Maße Bedeutung zu.

Da zumindest die Ausbringstelle des in Form einer Schmelze vorliegenden Kunststoffes vom Kabel bzw. von der Leitung (im folgenden wird der Kürze halber nur von der »Ader« gesprochen) durchlaufen werden muß, es aber sehr aufwendig ist, die Ader auch durch die Extruderschnecke zu führen, hat sich eine Anordnung

durchgesetzt, bei der der Extruder zur Durchlaufrichtung der Ader senkrecht steht, so daß die Ader nur durch den Spritzkopf hinaurchgefuhrt werden muß. Die bekannten Spritzköpfe weisen beachtliche Baulängen auf, die — in Abhängigkeit vom Durchmesser — bis zu 80 cm betragen. Diese großen Baulängen führen dazu, daß das Aufbringen mehrerer Umhüllungsschichten relativ komplizierte Vorrichtungen bedingt.

Die große Baulänge der bekannten Spritzköpfe hat ferner zur Folge, 'daß beim Aufbringen mehrerer Schichten die zentrische Führung durch den vorangehenden Spritzkopf größere Fehler aufweist.

Vor allem ist eine exakte Führung in geringem Abstand dann erforderlich, wenn die im ersten Spritzkopf aufgebrachte Hülle an der Durchführung des zweiten Spritzkopfes nicht anstreifen darf.

Außerdem ist es beim Aufbringen von Folien, Bändern o. dgl. auf das zu ummantelnde Element vor dem Spritzkopf und bei der SZ-Verseilung meist erforderlich, die Seele bis auf wenige Zentimeter vor dem Beschichtungspunkt zu führen. Diese Bedingungen sind jedoch wegen der relativ großen Baulänge der vorhandenen Querspritzköpfe nur schwer zu erfüllen.

Diese große Baulänge konnte bisher auch kaum verkürzt werden, wenn eine optimale Produktqualität gefordert wurde, da die Qualität durch das im Zuge eines Spritzkopfes vorgesehene Auf- und Verteilungssystem bedingt ist, das den Schmelzestrang von der Schneckenspitze des Extruders um den in Querrichtung laufenden Extrudatträger führen muß. Diese Teile sind bei den bekannten Spritzköpfen axial nacheinander angeordnet. Sie sind von großer Bedeutung, dienen sie doch dazu, die Schmelze möglichst gleichmäßig um das zu ummantelnde Element herumzuführen und die einzelnen Schmelzeströme nach dem Aufbringen wiederum zu vereinen und zu einem Rundstrang auszuformen. Der Nachteil bei dem herkömmlichen System besteht u. a. darin, daß an den Stellen, an denen die einzelnen Teilströme der Schmelze wieder zusammenfließen, eine sogenannte »Weldline« entsteht, das ist eine Schwachstelle im Ringquerschnitt des Kunststoffmantels. Mit diesem Problem befassen sich auch schon die DE-GM 76 19 648 und 76 19 649, die aber noch mit herkömmlich aufgebauten Spritzköpfen arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Baulänge der Spritzköpfe zu kürzen, die Vergleichmäßigung der über den Umfang im Ausform-Ringspalt verteilten Schmelze zu verbessern, d. h. an allen Stellen für möglichst konstanten Druck und konstante Temperatur zu sorgen sowie den »Weidline-Effekt« durch wesentlich verbesserte Vermischung auszuschalten.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Verteil- und Mischvorrichtungen im wesentlichen in einer zur Spritzkopfachse senkrecht stehenden Ebene nacheinander angeordnet sind.

Durch den neuen radial orientierten Aufbau eines Spritzkopfes gelingt es, die Baulänge gegenüber den axial aufgebauten herkömmlichen Spritzköpfen um mindestens die Hälfte kürzer auszuführen. Außerdem wird ein bisher nicht erreichbarer Vermischungsgrad realisiert, und die Schmelzequalität über den Umfang des Schmelzestranges am Düsenaustritt ist so gleichmäßig, daß ein Spritzkopf mit Festzentrierung verwendet werden kann, d. h. ein Spritzkopf, der keine einstellbaren Zentriermittel aufzuweisen braucht.

Die durch den neuen Spritzkopf ermöglichte relativ kurze Baulänge gestattet auch, mehrere dieser Spritzköpfe in kurzen Abständen innerhalb einer Fertigungsli-

INSPECTED

nie anzuordnen, so daß Drähte oder Kabel mit mehreren Schichten ummantelt werden können, wobei im Bedarfsfall zwischen den einzelnen Schichten noch irgendwelche geeigneten Einladungen, wie z. B. Bänder, Folien o. dgl., als Schirm o. dgl. eingebracht werden können.

Vorteilhaft wird man die Konstruktion so ausbilden, daß der Spritzkopf im wesentlichen aus zwei Ringscheiben besteht, die die Grundplatte und die Abschlußplatte bilden. Diese Ausführungsform ermöglicht einen besonders kurzen und gedrungenen Aufbau und außerdem eine sehr leichte Anpassung an verschiedene Aufgabe, wie z. B. das gleichzeitige Aufbringen mehrerer Schichten oder das Einbringen von irgendwelchen Zwischenlagen.

Das kann vorzugsweise mit Hilfe einer Konstruktion erreicht werden, bei der Zwischenplatten vorgesehen sind, die ringförmig ausgebildet und in ihrem Aufbau der Grund- und Abschlußplatte angepaßt sind. Dabei können die Zwischenplatten mit sehr geringem Aufwand den verschiedenen Aufgabenleicht angepaßt werden, z. B. kann eine Zwischenplatte als Träger eines weiteren Mischteils für eine zweite oder weitere Isolierschichten dienen.

Ferner ist es möglich, die ringscheibenförmigen Grund- und Abschlußplatten bzw. die ebenfalls ringscheibenförmigen Zwischenplatten als Träger der Dorn- und Düsenhalter vorzusehen, die ihrerseits als Träger der Mischvorrichtung ausgebildet sind.

Man kann auch die Mischvorrichtung in Form eines Kreuznutenmischers ausbilden, der in Form einer Ringscheibe aufgebaut ist, deren Stirnflächen geschlossene Flächen darstellen, während im Bereich der äußeren und inneren Mantelflächen die sich kreuzenden Nuten beginnen oder münden. Dabei erweist sich eine Ausführungsform als besonders vorteilhaft, bei der der Kreuznutenmischer aus zwei identischen Teilen besteht, die jeweils eine geschlossene Stirnfläche aufweisen, auf der etwa dreieckförmige Stege, die unter einem spitzen Winkel zu den Tangenten an den inneren Begrenzungskreis verlaufenden Nuten begrenzen.

Diese Mischvorrichtung trägt besonders dazu bei, daß auf der relativ kurzen Strecke, die in radialer Richtung für das Mischerteil zur Verfügung steht, ein ausreichender Mischeffekt durch die vielen sich kreuzenden Nuten bewirkt wird. Bei Anwendung des neuen Mischteiles braucht daher in axialer Richtung nur dann an eine zusätzliche Glättungsstrecke gedacht zu werden, wenn auf eine Kabelseele relativ großen Umfanges ein Mantel aufzubringen ist Außerdem kann dieses leicht austauschbare Teil durch verschiedene Variationen (der Mischergeometrie) einfach den zu extrudierenden Kunststoffen angepaßt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der teilweise schematisch dargestellten Zeichnung im einzelnen erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen radial orientierten Spritzkopf,

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt längs der Linie H-II in F ig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in F i g. 2,

F i g. 4 eine Ansicht eines Kreuznutenmischerteils,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines Kreuznutenmischers,

F i g. 6 einen senkrechten Schnitt analog F i g. 1 mit einer Zwischenplatte.

Der in F i g. 1 dargestellte radial orientierte Spritzkopf 10 besteht auf einer Grundplatte 20 und einer

Abschlußplatte 30. Ein ringförmiger Ansatz 31 der Abschlußplatte dient der Verbindung mit der Grundplatte, die zu diesem Zweck einen entsprechenden Einstich 21 aufweist. Die druckfeste Verbindung beider Teile erfolgt durch eine Mehrzahl von Schrauben 11.

In die Mittelöffnung 22 der ringförmigen Grundplatte 20 ist der Dornhalter 23 eingepreßt, der den Dorn 24 mit seiner konusförmigen Einführungsöffnung 25 für einen mit einer Umhüllung zu versehenden Leiter aufnimmt. Auf seiner Außenseite weist der Dornhalter einen in radialer Richtung nach außen weisenden kreisringförmigen Ansatz 26 auf, der zur Verschraubung des Dornhalters mit der Grundplatte dient.

Die Abschlußplatte 30 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet. Ihre Mittelöffnung 32 fluchtet mit der Mittelöffnung 22 der Grundplatte und dient als Führung für den Düsenhalter 33, der die Düse 34 mit der Aderaustrittsöffnung 35 aufnimmt Ein Einstich 36 an der Düse hintergreift einen in radialer Richtung nach innen weisenden ringförmigen Absatz 37 des Düsenkörpers. Düsenkörper und Düse werden so durch einen Verschraubungsring 12 fest miteinander und mit der Abschlußplatte verbunden.

Sowohl der Dornhalter 23 der Grund- wie der Düsenhalter 33 der Abschlußplatte weisen an ihrer Außenseite gegenüberliegend gleich große Einstiche 28 bzw. 38 auf, die gemeinsam zur Aufnahme des kreisringförmigen Kreuznutenmischers 40 dienen, der in den F i g. 4 und 5 in Einzelheiten dargestellt ist. In der Grund- wie in der Abschlußplatte sind miteinander fluchtende Bohrungen vorgesehen, die als Zuleitungen 27 bis 39 der vom nicht dargestellten Extruder kommenden Schmelze dienen.

Der Dorn- (23) und der Düsenhalter 33 sowie der Dorn 24 und die Düse 34 sind im Bereich ihrer Berührungsstellen so ausgebildet, daß sie gemeinsam einen kegelförmigen Spalt 19 begrenzen, über den die aus dem Kreuznutenmischer 40 austretende Schmelze der Düse 34 zugeführt wird.

Der in F i g. 2 gezeigte senkrechte Schnitt längs der Linie II-II der F i g. 1 entspricht einer Draufsicht auf die Innenseite der Grundplatte mit dem eingesetzten Teil des Kreuznutenmischers 40. Die Eintrittsöffnung 13 der die Schmelze vom Extruder zuführenden Zuleitungen 27 und 39 befinden sich vor einem schneidenförmig ausgebildeten Körper 14, der die Schmelze in zwei über die beiden Ringkanäle 15 geführten Ströme aufteilt. Die Ringkanäle lenken die Schmelze um etwa 90° um und führen sie jeweils gegen die Schneiden 17 der Verteilerinsel 16, die gemeinsam mit dem Segmentkörper 29 bzw. mit dem restlichen Teil der Grundplatte 20 die Überströmkanäle 18 begrenzen, die im Bereich der beiden Schneiden 16 mit ihrer größten Breite beginnend bis zum gemeinsamen Zusammentreffpunkt an der der Eintrittsöffnung 13 gegenüberliegenden Stelle enger und flacher werden, so daß auf der ganzen Strecke der Überströmkanäle 18 Schmelze über die Verteilerinsel 16 hinweg in den Kreuznutenmischer 40 eintreten kann.

Der kreisringförmige, in Einzelheiten in den Fig.4 und 5 dargestellte Kreuznutenmischer 40 besteht aus zwei identischen Teilen 41, die zwischen dreieckförmigen Stegen 42 eine große Zahl von Nuten 43 aufweisen, die jeweils mit der Tangente an der Mündungsstelle der jeweiligen Nute am inneren Begrenzungskreis 46,4 einen spitzen Winkel bilden. Durch Aufeinanderklappen der beiden Teile 41 entsteht ein an seinen Stirnflächen 44 geschlossenerKreisring, dessen äußere und innere Mantelfläche 45 und 46 zahlreiche Ein- bzw. Austritts-

öffnungen (43/4 bzw. 43B) aufweisen, die den Anfang und Enden der Nuten 43 entsprechen. Bei dem Aufeinanderklappen kommen die Nuten so aufeinander zu liegen, daß die Nuten des einen Teils z. B. nach links gerichtet, die des anderen Teils dann nach rechts gerichtet verlaufen, so daß sich jeweils mehrere Nuten miteinander kreuzen (F i g. 5).

In Fig.6 ist ein radial orientierter Doppelschicht-Spritzkopf 10/4 dargestellt, der dem Spritzkopf 10 gemäß Fig. 1 weitgehend entspricht, aber mit einer zwischen Grundplatte 20 und Abschlußplatte 30 gelegenen Zwischenplatte 60 versehen ist, die der Aufnahme ergänzender Teile, beispielsweise eines zweiten Kreuznutenmischers 4OA dient. Mit dem Spritzkopf 10Λ können daher gleichzeitig zwei Isolierschichten auf einen Leiter aufgebracht werden.

Die Zwischenplatte 60 ist entsprechend der Grundplatte 20 und der Abschlußplatte 30 auch als Ringscheibe ausgebildet und besitzt zum Zusammenbau mit der Grundplatte und der Abschlußplatte bzw. mit weiteren Zwischenplatten sowohl einen ringförmigen Ansatz 31 als auch einen Einstich 21. Die Zwischenplatte besitzt ferner ebenfalls eine Mittelöffnung 62, die zur Aufnahme eines Zwischenringes 63 dient, der den entsprechenden Einsätzen der Grund- und Abschlußplatte, dem Dornhalter 23Λ und dem Düsenhalter 33 angepaßt ist Wie diese ist der Zwischenring 63 an seiner Außenseite mit zwei Einstichen 68 versehen, die in

in Verbindung mit den entsprechenden Einstichen 28 bzw. 38 der Grund- und Abschlußplatte zur Aufnahme eines Kreuznutenmischers 40 bzw. 4OA dienen.

Der Zwischenring 63 bildet mit dem der Baulänge des Spritzkopfes tOA angepaßten Dornhalter 23/4 einen

Führungsspalt 69, über den die Schmelze vom ersten Kreuznutenmischer 40 für die erste Isolierschicht der Düse 34 zugeleitet wird.

Alle anderen Teile entsprechen den in den F i g. 1 bis 5 bezeichneten Teilen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Querspritzkopf für die Ummantelung von Drähten für elektrische Leitungen oder Kabeln, dem die Schmelze von einem zur Durchlaufrichtung des elektrischen Leiters bzw. des Kabels senkrecht stehenden Extruder zugeführt wird und der mit die Schmelze über den Umfang auf- und verteilenden Verteil- und Mischvorrichtungen ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteil-(13—18) und Mischvorrichtungen (40) im wesentlichen in einer zur Achse des Spritzkopfes (10) senkrecht stehenden Ebene nacheinander angeordnet sind.

2. Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkopf (10) im wesentlichen aus zwei Ringscheiben besteht, die die Grundplatte (20) und die Abschlußplatte (30) bilden.

3. Spritzkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenplatten (60) vorgesehen sind, die ringförmig ausgebildet und in ihrem Aufbau der Grund- und Abschlußplatte (20 bzw. 30) angepaßt sind.

4. Spritzkopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringscheibenförmigen Grund- und Abschlußplatten (20 bzw. 30) bzw. die ebenfalls ringscheibenförmigen Zwischenplatten (60) als Träger der Dorn- und Düsenhalter (23 bzw. 33) vorgesehen sind, die ihrerseits als Träger der Mischvorrichtung (40) ausgebildet sind.

5. Spritzkopf nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung in Form eines Kreuznutenmischers ausgebildet ist, der in Form einer Ringscheibe aufgebaut ist, deren Stirnflächen geschlossene Flächen darstellen, während im Bereich der äußeren und inneren Mantelflächen die sich kreuzenden Nuten (43) beginnen oder münden.

6. Spritzkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuznutenmischer (40) aus zwei identischen -Teilen (41) besteht, die jeweils eine geschlossene Stirnfläche aufweisen, auf der etwa dreieckförmige Stege (42) die unter einem spitzen Winkel zu den Tangenten an den inneren Begrenzungskreis verlaufenden Nuten (43) begrenzen.