DE3108603A1 - Extruderkopf - Google Patents
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Description
Ram6n RIBO CASALS
Jaime RIBO CASALS
Jaime RIBO CASALS
Canarias, 23
Barcelona /Spanien 10 957
EXTRUDERKOPF
Die Erfindung betrifft einen verbesserten Extruderkopf zur Herstellung von undurchlässigen, verstärkten Rohren,
die aus einem Gewebekern bzw. einer Verstärkung von röhrenförmiger Gestalt und zwei Schichten bestehen, welche
fest miteinander verbunden sind, um die innere Verstärkung zu umschließen und somit ein fortlaufendes Rohr zu bilden,
das sich insbesondere zur Verwendung als Schlauch eignet.
Es wurde gefunden, daß gebräuchliche Verfahren zum Herstellen derartiger Rohre, wie sie in der ES-PS 246 817
(Leonce Marie Henri Kraffe de Lanbarede) und in der ES-PS 338 021 (Jaime Ribo Batlle) beschrieben sind, eine Anzahl
von Nachteilen aufweisen, von denen folgende zu nennen sind:
a) Es ist nicht möglich, mit unterschiedlichen Materialien für die inneren und äußeren Schichten
des Rohres zu arbeiten.
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b) Auch kann man nicht das gleiche Material in quantitativ unterschiedlicher Zusammensetzung verwenden.
c) Die Arbeitsgeschwindigkeiten sind sehr gering, und es ist nicht möglich, das Vernetzungssystem so einzustellen,
daß man höhere Vulkanisationsgeschwindigkeiten erzielt, wenn vulkanisierbare Elastomere
verwendet werden.
d) Die Verwendung von Kombinationen aus elastomeren, thermoplastischen Massen, thermoplastischen Gummis,
Suspensionen und Lösungen ist nicht durchführbar.
e) Die Konstruktion gebräuchlicher Extruderköpfe gestattet
keine vollständige Steuerung der Temperatur der Materialien, die die Innenseite und die Außenseite
des Rohres bilden.
f) Da das Rohr aus einem einzigen Material hergestellt werden muß, ist eine kontinuierliche Messung der
Dicke der inneren und äußeren Schichten nicht möglich.
g) Das hergestellte Rohr muß immer innen und außen dieselbe Farbe haben, da ein und derselbe Extruderkopf
nicht in der Lage ist, gesondert unterschiedliche Abdichtungs- und Beschichtungsmaterialien zum Aufbringen
auf den verstärkenden Textilkern zu extrudieren.
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Der erfindungsgemäße Extruderkopf ist vor allem dadurch
gekennzeichnet j daß zwei Zuführ- oder Einlaßtrichter für
zwei unterschiedliche Materialien verwendet werden, mit denen der Kern bzw. die Verstärkung des Rohres innen und
außen beschichtet werden, wobei die Verstärkung in der Regel eine Röhre aus Gewebe ist, die durch den Extruderkopf
gefördert wird, welcher in seinem Inneren eine Anzahl gleichermaßen rohrförmiger Elemente enthält, die
für den Durchgang der verwendeten Materialien zwei ringförmige Kanäle bilden, von denen der eine das Material
für die Außenschicht des Rohres fördert und der andere das Material für die Innenschicht führt und es auf einen
freiliegenden Bereich der Gewebe-Verstärkung richtet, die
von diesem Material zur Bildung der inneren oder abdichtenden Schicht durchdrungen wird. Dies wird ermöglicht durch
die Gestaltung des die röhrenförmige Gewebe-Verstärkung tragenden Dorns, der in diesem Bereich einen entsprechenden
Hals bzw. eine ringförmige Vertiefung aufweist, welche das zugehörige Material durch die Maschen des Gewebes
hindurchtreten läßt.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal kann darin bestehen, daß der Dorn, über den das Gewebe bzw. der Verstärkungskern des Rohres in axialer Richtung wandert, konzentrisch
von drei rohrförmigen Hauptkörpern umgeben ist, von denen die beiden inneren aus einem zylindrischen Abschnitt und
einem Endabschnitt bestehen, der sich düsenförmig zu demjenigen Punkt hin verjüngt, an dem das Gewebe durchdrungen
und beschichtet werden soll. Jeder dieser drei Hauptkörper weist einen Temperaturregel-Durchlaß auf, und die beiden
Kanäle zwischen den Hauptkörpern führen die beiden von den zugehörigen Zufuhr-Trichtern kommenden Materialien,
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von denen das eine Material zur Bildung der Außenschicht auf die Außenseite des Gewebekerns geleitet wird, während
das andere Material zur Bildung der Innenschicht dem Durchdringungspunkt, an dem das Gewebe durchwandert wird, zugeführt
wird.
Vorzugsweise sind die beiden Zufuhr-Trichter entweder auf
gleicher Höhe, und zwar in der Horizontalebene oder im Winkel zueinander, oder aber einer hinter dem anderen angeordnet.
Im ersten Fall erfolgt das Extrudieren der beiden Materialien auf die Gewebe-Verstärkung gleichzeitig, während
im zweiten Fall die Außenschicht nach der Innenschicht ausgebildet wird.
Ein weiteres besonders vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daß bei Anordnung der beiden Zufuhr-Trichter auf gleicher
Höhe der Hals bzw. die ringförmige Vertiefung in dem das Gewebe führenden Dorn mit demjenigen Punkt zusammenfällt,
an dem der mit dem Trichter für das Innenschicht-Material verbundene Kanal auf das unbeschichtete Gewebe stößt, wobei
dieses Material das Gewebe von innen nach außen durchdringen kann, wohingegen bei Anordnung der Trichter hintereinander
diejenigen Punkte, an denen die beiden Materialien auf die Gewebe-Verstärkung extrudiert werden, voneinander
getrennt sind, so daß das Ablegen der Außenschicht erst erfolgt, nachdem das Gewebe die Innenschicht erhalten hat.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sieh
aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt in:
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Figur 1 eine schematische Ansicht eines Extruderkopfes zur Darstellung seines Arbeitsprinzips;
Figur 2 eine praxisgerechte Ausbildung des Extruderkopfes;
Figur 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III
in Figur 2;
Figur 4 bis 7 Detailschnitte von wesentlichen Teilen des
Extruderkopfes;
Figur 8 eine abgewandelte Ausführungsform des Extruderkopfes;
Figur 9 einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX in Figur 8;
Figur 10 eine Konstruktion mit einer abgewandelten Anordnung der Zufuhr-Trichter, wiederum in schematischer
Darstellung.
Zur Herstellung von Rohren der vorliegenden Art, die aus
einer röhrenförmigen Gewebe-Verstärkung 1, einer Innenschicht 2 und einer Außenschicht 3 bestehen, wird ein
Dorn 4 verwendet, über den die Gewebe-Verstärkung 1 wandert, wenn sie in d i.c Vorrichtung eintritt, wie es in
Figur 1 dargestellt ist.
Der Dorn 4 weist einen Hals bzw. eine ringförmige Vertiefung
5 auf, die dem für die Innenschicht 2 verwendeten und aus einem Trichter 6 der Vorrichtung kommenden Material
die Möglichkeit bietet, durch die Gewebe-Verstärkung 1 hin-
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durchzudringen. Die Außenschicht 3, deren Material aus einem zweiten Trichter 7 der Vorrichtung stammt, läuft
lediglich an der Außenfläche entlang und geht nicht durch die Maschen der Gewobe-Vor^tärkunp: 1 hindurch.
Bei dem Extruderkopf 8 nach Figur 1 sind die Trichter 6 und 7 senkrecht oder im Winkel zur Achse de» Rohres angeordnet.
Sie stehen mit völlig getrennten Leitung und konzentrischen Kanälen für die beiden Materialien der
Schichten 2 und 3 in Verbindung, so daß diese den Kern bzw. die Gewebe-Verstärkung 1 auf beiden Seiten dicht überziehen
können.
Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Figur 10 sind
die beiden Zufuhr-Trichter 6 und 7 einer hinter dem anderen angeordnet. Sie können entweder in der horizontalen oder
in der vertikalen Ebene liegen. Die Anordnung ist immer so getroffen, daß der Trichter 73 der das Material für die
Außenschicht 3 zuführt, näher an der Auslaßöffnung liegt, während der Trichter 6 für das Material der Innenschicht
2 dahintersitzt und mit dem Hals bzw. der ringförmigen Vertiefung 5 des Dorns 4 zusammenfällt, so daß das Material
der Schicht 2 nach innen fließen kann, um die Innenschicht des Rohres' zu bilden.
Bei der praxisgerechten Konstruktion nach den Figuren 2 bis 7 weist der Extruderkopf abweichend von der schematischen
Darstellung nach Figur 1 ein rückwärtiges Ende 9 mit einer zylindrischen öffnung 10 auf, deren Durchmesser
größer als der des Dornes 4 ist. Diese Durchmesserdifferenz ergibt einen ringförmigen Raum entsprechend der Dicke der
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Gewebe-Verstärkung 1. Am anderen Ende befindet sich eine
öffnung 11, die an die Dicke des fertigen, aus den Elementen 1,2 und 3 bestehenden Rohres angepaßt ist.
Der Körper des Extruderkopfes 8 weist ein äußeres rohrförmiges
Element 12 mit einem Durchlaß 13 auf, durch den ein Medium zur Temperaturregelung zirkuliert. Der Durchlaß
wird von einem Deckel 14 verschlossen. Ferner ist das rohrförmige Element 12 mit diametral einander gegenüberliegenden
öffnungen 15 und 16 versehen, die jeweils mit dem Trichter 6 bzw. mit dem Trichter 7 in Verbindung
stehen. Diese Konstruktion ergibt sich aus Figur 2.
Konzentrisch zur Außenwand des Elementes 12 ist ein ebenfalls rohrförrniges Element 17 angeordnet, das eine
mit der öffnung 15 des Elementes 12 zusammenfallende öffnung
l8 aufweist und bei 19 im Diagonalschnittverfahren bearbeitet ist, wie es sich eindeutig aus der Detaildarstellung
nach Figur 4 ergibt.
Im Anschluß an das Element 17 ist ein weiteres, ebenfalls rohrförmiges Element 20 angeordnet, das eine öffnung 21
entsprechend den öffnungen 15 und 18 aufweist. Die Form des Elements 20 wird von einem Zylinder und einem kegelstumpf
förmigen Konus gebildet, wobei der verjüngte Abschnitt mit einem inneren Durchlaß 22 für ein Fluid zur
Temperaturregelung versehen ist. Figur 5 zeigt die Konstruktion dieses Elementes 20. Innerhalb des Elementes
20 befindet sich ein weiteres rohrförmiges Element 23, das bei 24 ebenfalls im Diagonalschnittverfahren bearbeitet
ist, siehe Figur 6.
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Schließlieh ist konzentrisch zum Dorn 4 ein rohrförmiges
Element 25 angeordnet, das einen Durchlaß 26 zur Temperaturregelung aufweist und mit einer sanft verjüngten Spitze
versehen ist, wie es sich aus Figur 7 ergibt.
Am Auslaßende des Extruderkopfes «wischen den Elementen 20
und 12 befindet sich eine Art Düse 27, die ebenfalls einen Durchlaß 27' für ein Fluid zur Temperaturregelung aufweist.
Diese Düse richtet das aus dem Trichter kommende Material gegen eine Hülse 28, deren öffnung 29 in der Regel größer
als die Einlaß-Öffnung 10 ist.
Wenn alle diese Elemente zusammengebaut sind, bilden sich im Extruderkopf zwei ringförmige Kanäle 30 und 31, von
denen der erste für das Material der Innenschicht 2 und der zweite für das Material der Außenschicht 3 vorgesehen
ist.
Die ringförmigen Kanäle 30 und 31 enden an den Stellen 32
und 33. Die Gewebe-Verstärkung passiert die erste Stelle und wird dann an der zweiten Stelle von außen beaufschlagt,
nachdem sie vorher die Innenschicht 2 erhalten hat. Bei ihrem Weg von der Stelle 32 zur Stelle 33 wandert sie über
die Außenseite der Vertiefung 5 des Dorns 4. Im Bereich dieser Vertiefung 5 befindet sich ein weiteres ringförmiges
Element 34, das die Gewebe-Verstärkung 1 und das aus dem
Trichter 7 kommende Material führt. Der in Längsrichtung .
verlaufende Weg durch den gesamten Extruderkopf trägt das Bezugszeichen 35 in Figur 3·
Der Extruderkopf nach den Figuren 8 und 9 unterscheidet sich in seiner Konstruktion von der Vorrichtung nach
Figur 1. Im einzelnen bestehen die Elemente 20 und 25
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dieses Extruderkopfes jeweils aus zwei Elementen 20' und
20'' bzw. 25' und 25'', die jeweilige Durchlässe 22' bzw.
26' zur Temperatursteuerung bilden. Der Trichter 6 ist an die Stelle 32 bzw. den dortigen ringförmigen Auslaß angeschlossen,
um die Innenschicht der Gewebe-Verstärkung herzustellen, was allerdings in den Figuren 8 und 9 nicht dargestell
ist. Der Trichter 7 steht über einen Kanal 31' mit der
Stelle 33 in Verbindung, um die Außenschicht zu bilden. Der Extruderkopf nach diesem Ausführungsbeispiel funktioniert in
derselben Weise wie der nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Materialien für die Innenschicht 2 und die Außenschicht sind aus geeigneten Bestandteilen zusammengesetzt.Elastomere,
thermoplastische Massen, thermoplastische Gummis, Dispersionen und Lösungen kommen in Frage. Im folgenden werden aus der
Vielzahl von Zusammensetzungen einige Beispiele aufgeführt, die in gleicher Weise anwendbar sind:
Innenschicht
Außenschicht
NBR-PVC 70/30 100
Schwefel 2
Ausgefällte Kieselerde 28
Aktivierungsmittel 1
Stearinsäure 1
Zinkoxid 5
Plastifizierungsmittel 30
Nichtverstärkender
Füllstoff 20
Paraffin 2
Antioxidationsmittel 2
Antiozonisierungs-
mittel 2
Neopren 100
Magnesiumoxid 4 Ausgefällte Kieselerde 28
Stearinsäure 1
Zinkoxid 5
Plastifizierungsmittel 10 Nichtverstärkender
Füllstoff 100
Füllstoff 100
Paraffin 2
Antioxidationsmittel 2
Antiozonisierungsmittel 2
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Innenschicht
Außenschicht
Beschleuniger 2 Pigment nach Bedarf
Beschleuniger 2 Pigment nach Bedarf
Als thermoplastischer Werkstoff kommt folgende Zusammensetzung für beiden Schichten in Präge:
PVC | 100 |
Plastifizierungsmittel | 50 |
Stabilisator | 3 |
Paraffin | 0,1 |
Stearinsäure | 0,1 |
Pigment | nach Bedarf |
Füllstoff | 20 |
Die Arbeitsweise des Extruderkopfes ergibt sich aus einer Betrachtung der Zeichnungen. Sie kann folgendermaßen zusammengefaßt
werden:
Konstruktion nach den Figuren 1 und 2. Die Zuführtrichter
6 und 7 liegen auf gleicher Hohe, und zwar in einer horizontalen Ebene oder im Winkel zueinander. Wenn die röhrenförmige
Gewebe-Verstärkung 1 durch das Extrusionsende gefördert wird und die Materialien für die Innenschicht 2 und
die Außenschicht 3 zu diesem Ende gelangen, findet die Beschichtung der Innenseite und der Außenseite gleichzeitig
statt. Die Gewebe-Veratärkung 1 wird als Ganzes vollständig
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in der Masse eingebettet, die zwei eindeutig unterschiedliche , gesonderte Schichten bildet, welche durch die Maschen
des Gewebes hindurch untrennbar miteinander verbunden sind. Während der ganzen Zeit dieses Extrusionsvorganges wird der
gesamte Extruderkopf der Vorrichtung auf der richtigen Temperatur gehalten, und zwar durch ein Reguliersystem, das
mit einer geeigneten Flüssigkeit arbeitet, die durch die Durchlässe 13,22,26 und 27' zirkuliert. Im Falle von Figur
8 arbeitet der Extruderkopf in der gleichen Weise, wobei der einzige Unterschied in der Konstruktion bzw. der geometrischen
Form des Kopfes und der Durchlässe für die Flüssigkeit zur Temperatursteuerung liegt.
Konstruktion nach Figur 10. Die beiden Zufuhr-Trichter 6 und
7 sind hintereinander in umgekehrter Reihenfolge angeordnet, wobei der Trichter 7 das Material für die Außenschicht 3 und
der Trichter 6 das Material für die Innenschicht 2 liefert. Im vorliegenden Fall erfolgt die Extrusion nicht völlig
gleichzeitig, da die Gewebe-Verstärkung 1 auf der Außenseite beschichtet wird, nachdem sie die innere Beschichtung erhalten
hat. Das Endergebnis jedoch ist das gleiche, da das Rohr aus zwei Lagen von Beschichtungsmaterial besteht, zwischen
denen die röhrenförmige Gewebe-Verstärkung 1 eingebettet ist.
Die Vorteile, die mit dem erfindungsgemäßen Extruderkopf erzielt werden, sind vielfältig und von wesentlicher Bedeutung.
Im folgenden werden einige davon aufgeführt:
1) Die Materialien für die Innenschicht 2, die das Rohr undurchlässig macht, und für die Außenschicht 3
können unterschiedliche Eigenschaften besitzen.
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2) Die Innenschicht 2 und die Außenschicht 3 können von völlig unterschiedlicher Farbe und Dicke sein.
3) Selbst wenn das gleiche polymere Material für die Innenschicht 2 und die Außenschicht 3 verwendet
wird, können die Bestandteile quantitativ variieren, so daß die beiden Schichten ein unterschiedliches
physikalisches und chemisches Verhalten zeigen.
4) Es können Materialien verwendet werden, die bisher für die Rohrherstellung ungebräuchlich waren.
5) Man erzielt eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit und eine genaue Temperatursteuerung in allen Teilen des
Extruderkopfes.
Unabhängig von der durch die Erfindung erzielten Verbesserung sind folgende Merkmale: Die Materialien sowie die Form und
die Größe der den erfindungsgemäßen Extruderkopf bildenden
Bauteile; die Arten der elastomere, thermoplastischen Massen u.dgl., die zur Herstellung der inneren und äußeren
Schichten des den röhrenförmigen Gewebekern enthaltenden Rohres verwendet werden; die Anordnung der Zufuhr-Trichter
für die Beschichtungsmaterialien; sowie weitere Einzelheiten von sekundärer Bedeutung, die den Kern der Erfindung nicht
berühren.
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-Mo-Lee r s e i t e
Claims (4)
- Ramon RIBO CASALS
Jaime RIBO CASALSCanarias, 23Barcelona /Spanien 10 957PATENTANSPRÜCHEExtruderkopf zum kontinuierlichen Herstellen in undurchlässigen verstärkten Rohren, insbesondere von Schläuchen,
dadurch gekennzeichnet-,daß zwei Zuführ- oder Einlaßtrichter (6,7) für zwei Materialien zum Überziehen der Innenseite und der Außenseite des Kerns bzw. der Verstärkung (1) des Rohres vorgesehen sind, wobei die Verstärkung in der Regel eine Röhre aus Gewebe ist, die durch den Extruderkopf (8) gefördert wird, welcher in ne.inem Inneren eine Anzahl gleichermaßen rohrrörmiger Elemente (12,17,20,23,25) enthält, die zwei ringförmige Hauptkanäle (30,31) bilden, von denen der eine das Material für die Außenschicht (3) des Rohres fördert und der andere das Material für die Innenschicht (2) führt und es auf einen freiliegenden Bereich der Gewebe-Verstärkung richtet, die von dem Material zur Bildung der inneren oder abdichtenden Schicht durchdrungen wird, wobei ein die röhrenförmige Gewebe-Verstärkung tragender Dorn (1I) in diesem Bereich einen entsprechenden Hals bzw. eine ringförmige Vertiefung (5) aufweist, die das züge-130065/06913108503hörige Material durch die Maschen der Gewebe-Verstärkung hindurchtreten läßt. - 2. Extruderkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,daß der Dorn (4), über den die Gewebe-Röhre oder Verstärkung (1) des Rohres in axialer Richtung wandert, konzentrisch von drei rohrförmigen Hauptelementen (12,20,25) umgeben ist, von denen die beiden inneren (20,25) aus einem zylindrischen Abschnitt und einem Endabschnitt bestehen, der sich düsenförmig zu demjenigen Punkt hin verjüngt, an dem die Extrusion stattfindet, wobei jeder dieser drei Hauptkörper einen Temperaturregel-Durchlaß (13,22,26) aufweist und wobei die beiden Kanäle (30,31) zwischen den Hauptkörpern die beiden von den zugehörigen gesonderten Trichtern (6,7) kommenden Beschichtungsmaterialien führen, von denen das eine Material zur Bildung der Außenschicht (3) auf die Außenseite der Gewebe-Verstärkung (1) geleitet wird, während das andere Material zur Bildung der Innenschicht (2) dem Durchdringungsbereich der Verstärkung zugeführt wird. - 3. Extruderkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß die beiden Zufuhr-Trichter (6,7) entweder auf gleicher Höhe, und zwar in der Horizontalebene oder im Winkel zueinander, oder aber einer hinter dem anderen angeordnet sind, wobei im ersten Fall das Extrudieren der beiden Materialien auf die Gewebe-Verstärkung (1) gleichzeitig erfolgt, während im zweiten Fall die Außenschicht (3) im Anschluß an die Innenschicht (2) ausgebildet wird.130065/0691
- 4. Extruderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß bei Anordnung der beiden Zufuhr-Trichter (6,7) auf gleicher Höhe der Hals bzw. die ringförmige Vertiefung (5) in dem die Gewebe-Verstärkung (1) führenden Dorn (H) mit demjenigen Punkt zusammenfällt, an dem der mit dem Trichter (6) für das Innenschicht-Material verbundene Kanal (30) der unbedeckten Gewebe-Verstärkung gegenüberliegt, wobei diesem Material der Durchtritt durch das Gewebe von außen nach innen ermöglicht wird, während bei Anordnung der Trichter hintereinander diejenigen Punkte, an denen die beiden Materialien auf die Gewebe-Verstärkung extrudiert werden, voneinander getrennt sind, so daß das Ablegen der Außenschicht (3) erst erfolgt, nachdem die Gewebe-Verstärkung ihre Innenschicht (2) erhalten hat.130065/069 ■■·
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