DE3027200C2 - Vorrichtung zum Extrudieren von Kautschuk und thermisch vernetzbaren Kunstharzen - Google Patents

Vorrichtung zum Extrudieren von Kautschuk und thermisch vernetzbaren Kunstharzen

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Description

nicht ausreichend vulkanisiert ist, selbst nachdem er durch die Düse hindurchgetreten ist wird seine Vulkanisation dadurch vervollständigt, daß er auf dem Weg vom Düsenauslaß zu einem erforderlichen Abstand im wesentlichen auf der vorerwähnten hohen Temperatur gehalten wird. Eine entsprechend erwärmte Luft kann in das Luftloch 19 geblasen werden, um den Dorn 17 zu erwärmen, und wenn der erwähnte nicht ausreichend vulkanisierte Kautschuk einer weiteren Vulkanisierung unterzogen wird, kann Heißluft vom Ende des Doms 17 herausgeblasen werden, um dadurch die zylindrischen Preßlinge von innerhalb zu erwärmen. Das Widerstandsheizrohr 12 kann beispielsweise ein Rohr aus rostfreiem Stahl sein mit einem Innendurchmesser von 1,0 bis 1,5 mm und einer Dicke von etwa 0,15 bis 0,2 mm, und der Heizkanal wird durch die Verwendung von 50—500 Rohren gebildet Als Heizrohr 12 kann nicht nur ein kreisförmiges Rohr verwendet werden, sondern natürlich auch ein Rohr von abweichender Form. Außerdem kann es möglich sein, daß ein Rohr von kleinerem Kaliber in ein Rohr von größerem Kaliber eingesetzt wird und die Masse durch den Kanal geleitet wird, der zwischen den Rohren gebildet wird. Die elektrische Energie, die dem Widerstandsheizrohr 12 zugeführt werden muß, ist normalerweise ein Strom von niedriger Spannung und hoher Amperezahl von etwa 3—8 V und 300—3000 A. Wenn die Notwendigkeit zur Regelung der Wärmezufuhr besteht wird das thermische Gleichgewicht bei einer Veränderung in der Wärmezufuhr bald hergestellt, da die Wärmekapazität der Heizrohre sehr gering ist was die Durchführung des Extrudiervorgangs unter Aufrechterhaltung eines thermisch stationären Zustandes ermöglicht
F i g. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab die Auslässe der Widerstandsheizrohre 12, die in im wesentlichen gleichen Abständen innerhalb der kreisförmigen Düse 18 angeordnet sind.
Fig.3 ist ein der Fig.2 ähnlicher Querschnitt der Düse 18 zur Herstellung von Preßteilen, die den Querschnitt eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks haben. Die Heizkanäle 12' sind in wahlweiser Dichte innerhalb des Dreiecksquerschnitts verteilt. Wie sich ferner aus der Zeichnung ergibt ist nahe jedem Scheitel des Dreiecks ein Widerstandsheizrohr 12a mit einem größeren Kaliber angeordnet. Der Grund, warum die Rohre unterschiedlich dicht und/oder mit einem abweichenden Kaliber angeordnet werden, besteht darin, wünschenswerte Veränderungen der Geschwindigkeit-(Druck-) Verteilung der Masse herbeizuführen.
F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform der Extrudiervorrichtung, bei welcher die Masse, die am Einlaß 8' des Heizkanals eintrifft, unter Druckanwendung in das Widerstandsheizrohr 12 gespritzt und auf eine erhöhte Temperatur erwärmt wird, worauf sie in die Düse 18 eintritt, um ein Kabel 21 zu beschichten. Mit 21' ist ein metallisches Führungsformstück für das Kabel 21 bezeichnet während 22 das kautschukbeschichtete Kabel bezeichnet Die anderen Elemente sind wie diejenigen, die bereits in Verbindung mit F i g. 1 beschrieben wurden,
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung fließt die ganze Menge der Kautschukmasse durch die Widerstandsheizrohre 12, ohne an den Rohrwänden zu haften, so daß die Kautschukmasse mit einer festen (veränderlichen) Strömungsgeschwindigkeit fließt, ohne irgendeine Vernetzung innerhalb des Rohres zu verursachen. Sie wird der Düse zugeführt, während sie auf der erwähnten wünschenswerten hohen Temperatur gehalten wird.
Wenn innerhalb des Rohres infolge fehlerhafter Regelung der elektrischen Heizleistung der Kautschuk vulkanisiert so kann dieser unter dem Extrudierdruck ausgeschoben werden. Infolgedessen kann der Extrudiervorgang in seinen ursprünglich guten Zustand dadurch zurückgebracht werden, daß die fehlerhafte Regelung des Heizeinganges ohne Störung oder Abstellen des Betriebs des Extruders korrigiert wird.
Die Widerstandsheizrohre sind nicht nur in Verbindung mit der vorerwähnten geraden Schlauchduse und der Kabelbeschichtungsdüse, sondern auch mit Extrudierdüsen für einen beliebig geformten Gegenstand (Profildüse, T-Düse oder dgl.) verwendbar.
Die Erfindung kann zum Extrudieren nicht nur von Kautschuk, sondern auch von Kunstharzen, beispielsweise thermoplastischen Harzen, gemischt mit Vernetzungsmitteln, verwendet werden. Zusätzlich ermöglicht die Erfindung ein kontinuierliches Formpressen von Schaumstoffkörpern mit Kautschuk und Kunstharzen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnunger

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Extrudieren von Kautschuk und thermisch vernetzbaren Kunstharzen mit einer beheizten Extruderdüse und einer der Extruderdüse vorgeordneten, von der zu extrudierenden Masse durchflossenen Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß für den Durchfluß der zu extrudierenden Masse eine Anzahl von Heizkanäle (12*) bildenden Widerstandsheizrohren (12) vorgesehen ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Widerstandsheizrohre (12) wenigstens 1,0 mm und höchstens etwa 1,5 mm beträgt
Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt einer Extrudiervorrichtung;
Fig.2 einen Querschnitt längs der Linie A-A in
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren von Kautschuk und thermisch vernetzbaren Kunstharzen mit einer beheizten Extruderdüse und einer der Extruderdüse vorgeordneten, von der zu extrudierenden Masse durchflossenen Heizeinrichtung.
Eine solche Vorrichtung zum Extrudieren vernetzbarer Kunststoffe beschreibt die DE-OS 23 05570. Die Extruderdüse bzw. das Formwerkzeug begrenzt dort zwischen einem inneren Kegelstumpf und einem den Kegelstumpf umgebenden Mantel einen ringspaltförmigen Raum, durch den das zu verarbeitende Material gepreßt wird. Die Beheizung erfolgt durch Heizleitungen, die innerhalb des Kegelstumpfes und innerhalb des Mantels angeordnet sind.
Aus der GB-PS 944 015 ist es bekannt, als Heizeinrichtung zur Beheizung der zu extrudierenden Masse einen Heizkörper im Bereich der Extruderdüse auf der Außenfläche des Extruderkopfs anzubringen.
Mit diesen vorbekannten Heizeinrichtungen ist es sehr schwierig, in der zu extrudierenden Masse, wie gewünscht einen scharfen Temperaturanstieg unmittelbar vor der Extruderdüse zu erreichen und ein vorzeitiges Vernetzen zu verhindern. Auf Grund der Trägheit der Heizeinrichtungen verstreicht ein relativ langer Zeitraum, bis nach einer möglichen Störung des thermischen Gleichgewichts ein neuer Gleichgewichtszustand wiederhergestellt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zum Extrudieren von Kautschuk und thermisch vernetzbaren Kunstharzen die der Extruderdüse vorgeordnete Heizeinrichtung so auszubilden, daß der Beheizungsvorgang im wesentlichen trär;heitsfrei gesteuert werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß für den Durchfluß der zu extrudierenden Masse eine Anzahl von Heizkanäle bildenden Widerstandsheizrohren vorgesehen ist. Der Innendurchmesser der Widerstandsheizrohre beträgt vorteilhaft wenigstens 1,0 mm und höchstens etwa 1,5 mm.
Nach der Erfindung erfolgt die rasche Aufheizung der zu extrudierenden Masse durch Hindurchleiten dieser Masse durch eine Anzahl von Widerstandheizrohren relativ geringen Querschnitts. Dadurch werden relativ dünne Materialschichten mit Heizwänden kontaktiert, so daß eine rasche Durch- und -durch-Erwärmung der Masse auf die gewünschte Temperatur möglich ist.
Die Erfindung wird nachfolgend durch ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert.
F i g. 3 einen der F i g. 2 entsprechenden Querschnitt einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung;
Fig.4 einen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Extrudiervorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Extruders zum Preßformen eines Schlauches, wobei mit 1 ein zylindrischer Plastifizierzylinder bezeichnet ist in den eine drehbare Schnecke 2 zum Mischen und Fördern der Masse eingebaut ist Mit 3 ist ein Durchlaß für die Masse bezeichnet die innerhalb des Plastifizierzylinders geformt wird, 4 bezeichnet eine Lochplatte, 5 bezeichnet ein Zwischenstück, 6 einen Materialdurchlaß, Her innerhalb des Zwischenstücks geformt ist 7 bezeichnet einen vorderen Dorn, 8 bezeichnet einen Preßmassekanal, 8' einen Heizkanaleinlaß^ 8" einen Heizkanalauslaß, 9 ein Armkreuz, 10 einen vorderen Extrudierkopf, 11,11' einen Heizkörper, 12 ein Widerstandsheizrohr, 12* einen Heizkanal, 13,14 eine Heizabschnittwand, 15,15' einen Verbindungsanschluß, 16 einen Führungsmantel, 17 ei nen Dorn, 18 eine Düse, 19 ein Luftloch und 20,20* einen elektrischen Heizk&f-per. Die durch die Lochplatte 4 geleitete Masse fließt vom Materialdurchlaß 6, der innerhalb des Zwischenstücks 5 ausgebildet ist durch das Armkreuz 9 im Kanal 8, der so geformt ist daß der Masse eine erforderliche Geschwindigkeitsverteilung mitgeteilt wird, und erreicht dann den Heizkanaleinlaß 8', währenddessen die Masse mit Hilfe der Heizkörper 11 und 11' in einem vernetzungsfreien Sicherheitstemperaturbereich gehalten wird, beispielsweise auf einer festen Temperatur im Bereich von 80—1300C. Als Widerstandsheizrohre 12 werden eine Anzahl verhältnismäßig enger Rohre verwendet die aus einer Nickel-Chrom-Legierung, einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, einer Eisen-Kohlenstoff-Legierung, rostfreiem Stahl oder anderen Metallen hergestellt und als elektrisches Widerstandsmaterial erhältlich sind. Der Einlaß 8' dieser mehreren Rohre befindet sich in Übereinstimmung mit der Querschnittsgestaltung des Kanals 8 und ist an der Heizabschnittwand 13 befestigt, wodurch die Masse aus dem Kanal 8 in den Heizkanal 12' eingeleitet wird. Andererseits ist der Heizkanalauslaß 8" in Übereinstimmung mit der Einlaßquerschnittsgestaltung der Düse 18 angeordnet und an der Heizabschnittwand 14 so befestigt, daß die durch das Rohr hindurchtretende Masse unter Druck in die Düse 18 eingeleite» werden kann. Eine Stromquelle ist mit den Verbindungsanschlüssen 15, 15' verbunden, um dadurch Joulesche Wärme im Widerstandsheizrohr 12 zu erzeugen, durch welches die Masse hindurchtritt, wobei die so erzeugte Wärme dazu verwendet wird, die Masse, die durch den Heizkanal 12' fließt, auf eine erhöhte Temperatur von beispielsweise im Bereich von 80—1800C zu erwärmen. Die Temperatur von beispielsweise 18O0C ist eine hohe Temperatur, welche die Masse beispielsweise in etwa 10 Sekunden vulkanisieren kann, so daß das Höchtemperaturmaterial, das unter einem Druck der Düse 18 zugeführt wird, einen im wesentlichen vulkanisierten Zustand erreichen kann, während es innerhalb der Düse preßgeformt und extrudicrt wird. Die Düse 18 ist ein Kanal, begrenzt von dem Führungsmantel 16 und dem Dorn 17, und hat eine im wesentlichen unveränderte rechteckige Querschnittsgestalt mit Bezug auf die Richtung des Strömungsmaterials. Wenn der Kautschuk
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