DE2835139A1 - Strangpressverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Strangpressverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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Description

GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER
The General Engineering Co. (Radcliffe) Limited
Manchester / England
Strangpreßverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
PATENTANWÄLTE
2835133
DR.-ING. RICHARD GLAWE, MÖNCHEN DIPL.-ING. KLAUS DELFS, HAMBURG DIPL.-PHYS. DR. WALTER MOLL, MÖNCHEN D1PL.-CHEM. DR. ULRICH MENGDEHL, HAMBURG
8000 MÖNCHEN 26 POSTFACH 37 L1EBHERRSTR. 20 TEL. (089) 2265 48 TELEX 52 25 05
MÜNCHEN
Δ 07
2000 HAMBURG POSTFACH 2570 ROTHENBAUM-CHAUSSEE TEL. (040)41020 TELEX 21 29
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Strangpreßverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Insbesondere betrifft die Erfindung die gleichzeitige Herstellung von stranggepreßten Kunststoffmaterialien, die "verschiedene Eigenschaften" 5 aufweisen. Der Ausdruck "verschiedene Eigenschaften" wird im nachfolgenden für verschiedene physikalische und/oder chemische Eigenschaften verwendet. Z.B. sind verschieden farbige Materialien und Materialien mit verschiedenen Dichten als Materialien mit verschiedenen chemischen Eigenschaften eingeschlossen, die man z.B. dadurch. 10 erhält, daß einem Kunststoffausgangsmaterial Brennbarkeitsverzögerer,
909809/0854
BANK: DRESDNER BANK, KAMBURG, 4 030 448 (BLZ 200 800 00) · POSTSCHECK: HAMBURG 147607-200 · TELEGRAMM: SPECHTZIES
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UV-Licht-Abschirmmittel, Treibmittel und dgl. zugesetzt werden.
Strangpreßlinge aus Kunststoff sind z.B. aus der Herstellung von Fernmelde- und elektrischen Kabeln für die Leitungsverlegung in Haushalt, Behörden und Industrie bekannt, bei denen üblicherweise eine Farbkodierung verwendet wird. Bei derartigen Kabeln wird oft eine verschieden^arbige oder viel_farbige Isolierung verwendet. Manchmal kann es auch erforderlich sein, Zusatzstoffe zuzugeben, die die Empfindlichkeit des extrudierten Materials gegenüber UV-Licht, Feuer od.dgl. vermindern. In einigen Fällen kann es auch erforderlich sein, ein schaumbildendes Mittel oder ein Treibmittel zuzusetzen.
Es ist bekannt, eine Verbindung oder Kabelmasse herzustellen, die alle Zusatzstoffe entsprechend den jeweiligen Benutzerwünschen enthält, wobei diese Kabelverbundmasse erzeugt wird, bevor die Einzelbestandteile einem End-Strangpreßgerät zugeführt werden.
Es ist auch bekannt, die Kabelverbundmasse im End-Strangpreßgerät zu erzeugen und es sind verschiedene Verfahren zur Erzeugung von Preßlingen aus der so erzeugten Kabelverbundmasse bekannt. Z.B. wird bei der Erzeugung von Preßlingen, bei denen ein Kunststoffausgangsmaterial durch die Hinzufügung eines Zusatzstoffes verändert wird, üblicherweise das sogenannte Muster-Chargenverfahren (master batch method) angewendet, bei dem eine
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kleine Menge von Ktmststoffmaterial einschließlich des Zusatzstoffes in einer Strangpresse mit einer Menge von Kunststoff ausgangsmaterial gemischt wird. Bei einer anderen Vorrichtung wird ein in einem flüssigen Trägermedium "befindlicher Zusatzstoff am Zuführungsende einer Strangpresse einer Menge von Kunststoffausgangsmaterial zugeführt. Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine Menge von Kunststoffausgangsmaterial mit einem trockenen pulverisierten Zusatzstoff beschichtet, bevor es einer Strangpresse zugeführt wird. Dabei können die Zusatzstoffe, wie etwa Farbstoffe, Brennbarkeitsverzögerer, TJV-Lichtwiderstandsmittel und Treibmittel dem Kunststoffausgangsmaterial auf irgendeine bekannte Art zugeführt werden.
Bei all diesen Verfahren ist es erforderlich, eine getrennte Strangpresse zur Herstellung von jedem einzelnen Strangpreßmaterial zu verwenden,, In einigen Fällen stellt das Bndprodukt einen Preßling aus einem mehrteiligen Preßkopf dar, bei dem die Ströme von verschiedenen Kabelverbundmassen, jeweils von ihrer eigenen Strangpresse, kombiniert werden, um zoB. eine gestreifte Isolierung eines elektrischen Drahtes zu erzeugen. Oder aber es wird das Ergebnis von jeder der Reihe von getrennten Strangpressen einem eigenen Preßkopf zugeführt, um an jedem Preßkopf eine einzelne Farbisolierung auf einen elektrischen Draht aufzubringen Bei einer anderen Ausführungsform werden die Ströme von homogenisiertem Kunststoff material von verschiedenen Strangpressen jeweils zu ihrem
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eigenen Preßkopf zugeführt, die hintereinander angeordnet sind, um ein aus mehreren Schichten von Kunststoffmaterial bestehendes Endprodukt zu erzeugen, bei dem z.B. die äußerste Schicht feuerbeständig oder gegenüber den Auswirkungen von UV-Licht widerstandsfähig ist, während eine innere Schicht nicht notwendigerweise eine der oben erwähnten chemischen Eigenschaften aufweisen muß. In einigen Fällen wird ein Endprodukt mit mehr als zwei Schichten erzeugt oder aber, im Falle von zwei Strömen verschiedenen Materials, wird das Endprodukt derart erzeugt, daß es z.B. drei oder mehr verschieden farbige Streifen auf seiner Außenfläche aufweist.
Derartige Verfahren, die die Verwendung von mehreren Strangpressen erfordern, haben den Nachteil, daß die Herstellungskosten der Anlage sehr hoch sind.
Demgegenüber hat die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren der oben beschriebenen Art zu schaffen, das mit einer einzigen Strangpresse für Kunststoffmaterial durchgeführt werden kann.
Eine weitere wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, «ine Vorrichtung zur zuverlässigen Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum gleichzeitigen Erzeugen eines Produktes oder einer Reihe von Produkten verschiedener
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Formen aus einer einzigen Quelle von Kunststoffausgangsmaterial ist dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Verfahrensschritte aufweist : Zuführen eines Kunststoffausgangsmaterials durch eine Schneckenstrangpresse, Aufteilen des Ausgangsstromes von homogenisiertem Kunststoffmaterial in mehrere getrennte Ströme, Injizieren einer vorbestimmten Menge an flüssigen Zusatzstoffen mit einem das Kunststoffmaterial verändernden Reaktionsmittel in mindestens einen der Ströme, Steuerung des Flusses mindestens des mit dem Zusatzstoff injizierten Stromes, Verteilen des Zusatzstoffes in dem Strom von Kunststoffausgangsmaterial und Zuführen der verschiedenen Ströme von Kunststoffmaterial zu der das extrudierte Produkt formenden Vorrichtung.
Die bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist t Eine Schneckenstrangpresse zum Homogenisieren eines Kunststoffausgangsmaterials, eine Einrichtung zum Zuführen des homogenisierten Materials zu einer Bohrverzweigung zur Erzeugung mehrerer Einzelströme, eine Injektionsvorrichtung zur Zuführung einer vorbestimmten Menge an flüssigem Reaktionsmittel in mindestens einen Strom von Kunststoffausgangsmaterial, eine Einrichtung zum Steuern des Flusses des veränderten Kunststoffmaterials und zum Verteilen des Heaktionsmittels in diesem Strom sowie eine das extrudierte Produkt formende Vorrichtung.
- 5 909809/0854
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen :
Fig. 1 eine einfache Anordnung zur Herstellung von zwei Strömen von Kunststoffmaterial mit verschiedenen Eigenschaften;
Fig. 1af 1b und 1c im vergrößerten Haßstab Schnittansichten von einigen Formen von Strangpreßlingen, wie sie mit dem Gerät nach Fig. 1 erzeugt werden können;
Fig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform der Anordnung
nach Fig. 1;
Fig. 3 eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 1 und
Fig. 3a im vergrößerten Maßstab eine Schnittansicht einer Form eines Strangpreßlings, wie er unter Verwendung
des Gerätes nach Fig. 3 erzeugt werden kann.
In der folgenden Beschreibung soll das Gerät nach Fig. 1 in seiner Anwendung auf das Beschichten von elektrischen Drähten mit Isoliermaterial beschrieben werden. Und zwar sollen dabei
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Streifen mit zwei Farben in Längsrichtung auf den Draht aufgebracht werden.
Das erfindungsgemäße Gerät weist eine einzelne Schneckenstrangpresse 10 zur Herstellung eines homogenisierten und stranggepreßten Kunststoffmaterials auf. im Ausgang der Strangpresse ist eine Rohrverzweigung 11 vorgesehen, die bei der dargestellten Ausführungsform zwei Zweige 11a und 11b besitzt. Im ersten Zweig 11b der Rohrverzweigung ist eine Flußsteuerungsvorrichtung 12 vorgesehen, die die Form einer Meßvorrichtung annehmen kann, oder die eine Drossel in der Form eines Ventils sein kann. Zwischen der Vorrichtung 12 und dem Ausgang der Strangpresse ist ein Zuführungsrohr 13 zur Zuführung eines flüssigen Zusatzstoffes vorgesehen. Das Zuführungsrohr 13 weist eine Meßvorrichtung 14 für das Messen des flüsLgen Zusatzstoffes auf, die vorzugsweise in der Form einer Zahnradpumpe ausgebildet ist. Zwischen dem Zuführungsrohr 13 und einem Preßkopf 15 ist eine Mischvorrichtung 1-6 vorgesehen, die sicherstellen soll, daß der flüssige Zusatzstoff im ganzen Kunststoffmaterial verteilt wird, das bei Gebrauch entlang des Zweigs 11b der Verzweigung 11 fließt.
Der zweite Zweig 11a der Rohrverzweigung 11 ist direkt mit dem Preßkopf 15 verbunden. Der Preßkopf 15 ist bo gebaut, daß ein zu beschichtender Draht 17 hindurchtreten kann. An einer bestimmten Stelle im Preßkopf 15 wird ein erstes Kunststoffmaterial
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auf den Draht 17 aufgebracht. Beim beschriebenen Gerät ist das erste Kunststoffmaterial dasjenige, das direkt von der Strangpresse entlang des zweiten Bereichs 11a der Rohrverzweigung zugeführt wird. Das auf den Draht 17 aufgebrachte Kunststoffmaterial weist daher seine Naturfarbe auf.
An einer zweiten Stelle im Preßkopf ist eine Vorrichtung zum Aufbringen des Kunststoffmaterials vorgesehen, und zwar dee Kunststoffmaterials, dem der flüssige Zusatzstoff hinzugeführt wurde. In diesem Fall ist der flüssige Zusatzstoff farbig (z.B. grün).
Bei der Durchführung des Verfahrens gelangt das Kunststoff material von der Strangpresse 10 in zwei Strömen zum Preßkopf 15, wobei der eine Strom des Kunststoffmaterials beim Erreichen des Preßkopfes dahingehend vom anderen verschieden ist, daß er farbig ist. Die sich ergebende Isolierung auf dem durch den Preßkopf 15 hindurchtretenden Draht 17 ist mehrfarbig. Venn das Kunststoffmaterial sich in seinem ungefärbten Zustand befindet, d.h. cremefarben ist, ist die sich ergebende Beschichtung gestreift, wie es in Fig. 1a dargestellt ist, wobei die Streifen grün und cremefarben sind. Durch Verändern der Form des Preßkopfes 15 kann ein geschichteter Preßling erzeugt werden, wie er in Fig. 1b dargestellt ist.
Das oben beschriebene Garät kann in vielfältiger Weise verändert werdon, Z0B0 können in beiden Zweigen 11a, 11b der Eohr-
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verzweigung Flußsteuerungsvorrichtungen und Injektionsvorrichtungen für den flüssigen Zusatzstoff vorgesehen sein, wobei das ursprünglich neutral gefärbte Kunststoffmaterial so behandelt werden kann, daß zwei verschieden farbige Ströme von Kunststoffmaterial erzeugt werden. Natürlich kann auch das Messen des flüssigen Zusatzstoffes durch andere Geräte als die Zahnradpumpe erfolgen, z.B. mit Hilfe einer Kolbenpumpe. Erforderlichenfalls kann das Gerät zum Messen des Kunststoffmaterials auch zum Mischen des Zusatzstoffes mit dem Kunst-Stoffmaterial dienen. Daraus folgt, daß die Punktionen der Flußsteuerungsvorrichtung 12 und der Mischvorrichtung 16 in einem einzigen Gerät, wie etwa einer Zahnradpumpe kombiniert werden können.
Es können auch mehr als zwei Zweige in der Eohrverzweigung 11 vorgesehen sein. Wenn jeder Zweig seinen eigenen Preßkopf 15 hat, so können mehrere Drähte 17, jeweils mit einer Beschichtung aus verschieden farbiger Kunststoffisolierung, gleichzeitig unter Verwendung des Kunststoffmaterials von einer einzigen Strangpresse 10 erzeugt werden. Ein Beispiel für ein derartiges Gerät mit nur zwei Zweigen der Rohrverzweigung, der besseren Übersichtlichkeit wegen, ist in Fig. 2 dargestellt. Daraus ist zu ersehen, daß die Elemente 12, 13, 14 und 16 auch im Zweig 11a vorgesehen sind, der mit dem zusätzlichen Preßkopf 15 verbunden ist.
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Selbstverständlich kann das in Fig. 1 dargestellte Gerät auch für die Herstellung von anderen Preßlingen verwendet werden und nicht nur für die Drahtisolierung. Beispielsweise kann ein rohrförmiger Preßling hergestellt werden, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Fall wird ein Rohr z.B. aus einer inneren Schicht mit einem naturfarbenen Kunststoffmaterial und einer farbigen Außenschicht erzeugt. Dabei kann das Kunststoffmaterial der Ausgangsschicht dadurch chemisch verändert werden, daß dem durch einen Zweig der Bohrverzweigung hindurchtretenden Kunststoffausgangsmaterial Zusatzstoffe hinzugefügt werden, um es z.B. feuerbeständig zu machen. Der Preßling nach Fig. 1 kann unter Verwendung des Gerätes nach Fig. 1 erzeugt werden, wenn eine geeignete Form des Preßkopfes 15 vorgesehen wird.
Das in Fig. 2 dargestellte Gerät weist z.B. eine Rohrverzweigung mit vier Zweigen auf, wobei die zusätzlichen beiden Zweige mit gestrichelten Linien dargestellt sind. Jeder der zusätzlichen Zweige kann natürlich mit den Vorrichtungen 12, 13F 14 und. 16 versehen sein, wobei jeder der Drähte 17 mit einem gestreiften Kunststoffmaterial beschichtet wird. Durch Auswechseln der Preßköpfe 15 können zwei rohrförmige Preßlinge der in Fig. 1c dargestellten Art erzeugt werden.
TTm einen geschichteten Preßling zu erzeugen, bei dem die Außenschicht selbst einen Farbkode aufweist, der durch die Er-
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zeugung eines LängeStreifens gebildet wird, sind als absolutes Minimum drei Zweige für die Rohrverzweigung erforderlich. Ein AusführungBbeispiel einer derartigen Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt, bei der die Zweige 11a, 11b und 11c mit einem gemeinsamen Preßkopf 15 verbunden sind. Jeder Zweig hat sein eigenes Zuführungsrohr 13 zur Einführung eines Zusatzstoffes und seine eigene Meß- und Verteilungsvorrichtung, wobei die zuletzt genannten Elemente als Zahnradpumpe ausgebildet sein können. Ein Endprodukt, wie es mit dem Gerät nach Fig. 3 etranggepreßt werden kann, ist im Schnitt in Fig. 3a dargestellt. Dieses Endprodukt weist eine Innenschicht und eine Außenschicht auf, die wiederum aus zwei verschiedenen Materialien, z.B. verschieden farbigen Materialien,besteht. Diese zusammengesetzte äußere Schicht kann selbst wiederum verschiedene chemische Eigenschaften aufweisen, z.B. die Widerstandsfähigkeit gegen UV-Licht. Bei einer anderen Aueführungsform ist ein Zweig der Rohrverzweigung direkt mit dem Preßkopf 15 verbunden. In diesem Fall kann der direkt verbundene Zweig der Rohrverzweigung dazu dienen, entweder das unveränderte Kunststoffausgangsmaterial für die Außenschioht zuzuführen, wobei einer der anderen beiden Zweige in diesem Fall das veränderte Kunststoffmaterial dem Preßkopf zuführt, um die innere Schicht zu bilden, und der andere Zweig das farbige Kunststoffmaterial zuführt, um den Farbkodestreifen oder die Farbkodestreifen für die Außenschicht zu bilden. Anderer-
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eeits kann das unveränderte Kunststoffmaterial zur Bildung der Innenschicht zugeführt und die anderen "beiden Ströme mit verändertem Kunststoffmaterial zur Bildung der farbkodierten Außenschicht verwendet werden.
Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für den Fachmann ohne weiteres möglich und fallen in den Rahmen der Erfindung. So können dem Kunststoffmaterial mehr als ein flüssiger Zusatzstoff zugeführt werden,- um ihn z.B. durch einen ersten Zusatzstoff farbig und durch einen zweiten Zusatzstoff gegen W-Licht widerstandsfähig zu machen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1./ Verfahren zum gleichzeitigen Erzeugen eines Produktes oder einer Reihe von Produkten verschiedener Formen aus einer einzigen Quelle von Kunststoffausgangsmaterial, dadurch gekennzeichnet , daß es die folgenden Verfahrensschritte aufweist : Zuführen eines Kunststoffausgangsmaterials durch eine Schneckenstrangpresse, Aufteilen des Ausgangsstromes von homogenisiertem Kunststoffmaterial in mehrere getrennte Ströme, Injizieren einer vorbestimmten Menge an flüssigen Zusatzstoffen mit einem den Kunststoff verändernden Reaktionsmittel in mindestens einen der Ströme, Steuerung des Flusses mindestens des mit dem Zusatzstoff injizierten Stromes, Verteilen des Zusatzstoffes in dem Strom von Kunststoffausgangsmaterial und Zuführen der verschiedenen Ströme von Kunststoffmaterial zu der das extrudierte Produkt bildenden Vorrichtung.
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    2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß sie aufweist s Eine Schneckenstrangpresse (10) zur Homogenisierung eines Kunststoffausgangsmaterials, eine Einrichtung zum Zuführen des homogenisierten Materials zu einer Rohrverzweigung (11) zur Erzeugung mehrerer Einzelströme, eine Injektionsvorrichtung (13) zur Zuführung einer vorbestimmten Menge an flüssigem Reaktionsmittel in mindestens einen Strom (lib) von Kunststoffausgangsmaterial, eine Einrichtung (12, 16} zum Steuern des Flusses des veränderten Kunststoffmaterials und zum Verteilen des Reaktionsmittels in diesem Strom sowie eine das extrudierte Produkt formende Vorri chtung (15)·
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2 , dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Rohrverzweigung (11) zwei Zweige (Ha, 11b) aufweist, von dener der eine direkt mit der Vorrichtung (15) verbunden ist, um das unveränderte Kunststoffmaterial zuzuführen.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 2 , dadurch g e k e η η zeiohnet, daß jeder Zweig der Rohrverzweigung (11) eine Injektionsvorrichtung (13) für einen Zusatzstoff, eine Flußsteuerungsvorrichtung (12) sowie eine Verteilungsvorrichtung (16) aufweist und für alle Zweige der Rohrverzweigung gemeinsam eine Formvorrichtung (15) vorgesehen ist.
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    5. Yorri.eh.tung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daß jeder Zweig der Rohrverzweigung (ti) eine Injektionsvorrichtung (13) für einen Zusatzstoff, eine Flußsteuerungsvorrichtung (12) sowie eine Verteilungsvorriehtung (16) aufweist und für jeden Zweig der Rohrverzweigung eine Formvorrichtung (15) vorgesehen ist.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 5 » dadurch gekennzeichnet , daß die Injektionsvorrichtung eine Meßvorrichtung (14) für den Zusatzstoff aufweist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , daß die Meßvorrichtung (I4) eine Zahnradpumpe ist.
    8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2,4 oder 5 »
    dadurch gekennzeichnet , daß die Flußsteuerungsvorrichtung (12) ein Drosselventil ist.
    9* Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2,4 oder 5 »
    dadurch gekennzeichnet , daß die Verteiltmgsvorrichtung (16) eine Zahnradpumpe ist.
    1Oo Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 "bis 5 » dadurch gekennzeichnet , daß die Formvorrichtung (15) eine Preßform isto
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    11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 , 4 oder 5 » dadurch gekennzeichnet , daß die ■Verteilungsvorrichtung (16) eine Zahnradpumpe ist, die gleichzeitig die Flußgeschwindigkeit des veränderten Kunststoffmaterials steuert.
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