DE3147709A1 - Extruderkopf zum ummanteln von stahlrohren mit kunststoffen - Google Patents
Extruderkopf zum ummanteln von stahlrohren mit kunststoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Extruderkopf zum schlauchförmigen Ummanteln von
Stahlrohren mit einer Schicht aus einem thermoplastischen Klebstoff, insbesondere
Äthylencopolymerisat, und einer darüberllegenden Mantelschicht aus einem
thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, mit einem ersten Gehäusering,
einem Zwischenring, und einem zweiten Gehäusering, wobei der erste
Gehäusering mit dem Zwischenring einen in einer Ringöffnung mündenden ersten Ringspalt zum Aufbringen des Klebstoffes und der Zwischenring mit dem zweiten
Gehäusering einen in einer Ringöffnung mündenden zweiten Spalt zum Aufbringen
des Kunststoffes bildet, wobei der erste Gehäusering, der Zwischenring und der zweite Gehäusering im wesentlichen axial hintereinander angeordnet sind und
die Ringöffnungen der beiden Ringspalte in einer gemeinsamen Ebene münden, und
bei dem in den beiden mit den Ringspalten in Verbindung stehenden Ringkanälen für die Zuführung des Klebstoffes und des Kunststoffes je ein Stauring angeordnet
ist.
Ein Extruderkopf dieser Art ist mit der DE-OS 19 57 078 bekanntgeworden. Hierbei
sind in dem ersten Gehäusering die Zuführung und der hieran angeschlossene Ringkanal für den Klebstoff, in dem Zwischenring die für die Beheizung dienenden
Heizpatronen und in dem zweiten Gehäusering die Zuführung und der hieran angeschlossene Ringkanal für den Kunststoff angeordnet. Die beiden Ringkanäle
mit ihren Stauringen liegen hintereinander in der gleichen Ebene und weisen
die gleichen Durchmesser auf. Die Stauringe sind von außerhalb des Extruderkopfes
mittels Stahl schrauben in bezug auf ihre Längsachse exzentrisch verstellbar angeordnet, und ihre inneren in die Ringkanäle hineinragenden Umfangsflachen
weisen eine elliptische Form auf. Damit soll der Zweck verfolgt werden, daß der Klebstoff und der Kunststoff unter Berücksichtigung ihres
unterschiedlichen Fließverhaltens in einer gleichmäßig bleibenden Schichtdicke
auf dem Umfang des Stahlrohres verteilt wird.
Es hat sich in einigen Fällen als nachteilig ergeben, daß ein Verstellen der
Stauringe während des Betriebes gegen den relativ hohen Arbeitsdruck von Klebstoff
bzw. Kunststoff, der beispielsweise 100 bis 300 bar bei einer Betriebstemperatur
von 150 bis 170°C beträgt, mit großem Kraftaufwand erfolgen muß, was häufig zu einer bleibenden Verformung der Stauringe und zu einer un-
3UHÖ9 -f- 5
gleichmäßigen Beschichtung führt sowie ein Auswechseln der Stauringe
erforderlich macht.
Durch die beschriebene Anordnung der Ringkanäle ergibt sich ferner eiile äehkrecht
auf das zu ummantelnde Stahlrohr gerichtete Abwinklung der mit äeri Ringkanälen
in Verbindung stehenden Ringspalte für Klebstoff und Kunststoffs.wodurch
für diese ein relativ langer Weg mit erhöhtem Gegendruck durch deri-Extruderkopf
bei hohen Arbeitstemperaturen bis zu der gemeinsamen AuStrittsöffnung
entsteht. Dadurch können sich insbesondere für einen temperatürempfindlichen
Klebstoff Abbauerscheinungen ergeben, was zu einer VerschilscHterüng
der Haftfestigkeit der Ummantelung und zu einer Korrosion der innereil Teile des Extruderkopfes durch die dabei frei werdende Säure führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Extruderkopf zu schaffen, der
zur Vermeidung der erwähnten Nachteile eine kompakte Bauweise und kurze Wege für Klebstoff und Kunststoff aufweist und mit dem es ermöglicht wird» als
Klebstoff ein vorgetrocknetes Äthylencopolymerisat zu verwenden, mit welchem
sich verbesserte Hafteigenschaften ergeben.
Gelöst vrird die Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche.
Durch die Anordnung der Kunststoffzuführung im Zwischenring des Extruderkopfes
j wegen der unterschiedlich großen Durchmesser für Ringkanäle und
Stauringe und infolge des Fortfalles von Heizpatronen im Zwischenring ist der
Extruderkopf gegenüber der bekannten Ausführung kurzer und damit kompakter ausgebildet. Durch die Tieferlegung des Klebstoff-Ringkanales ergibt sich ein
kürzerer und geradliniger Spritzweg, ohne hohen Gegendruck. Durch die sich
damit ergebende kürzere Verweil zeit des Klebers im Extruderkopf entfallen Abbauerscheinungen und Korrosionsschäden im Extruderkopf. Da auf die StauHnge
wegen des Fortfalles der Stellschrauben kein Druck von außen ausgeübt Wird»
sind keine bleibenden Verformungen möglich.
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In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigen:
Figur 1 den Extruderkopf im Längsschnitt
Figur 2 einen Querschnitt durch den Extruderkopf gem. A-A
Figur 3 einen Querschnitt durch den Extruderkopf gem. B-B Figur 4 den für den Kleberringkanal vorgesehenen Stauring,
Figur 5 den für den Kunststoffringkanal vorgesehenen Stauring und
Figur 6 die beiden Stauringe, wie sie gem. Figur 1 axial hintereinander
IQ angeordnet sind.
Wie gemäß der DE-OS 19 57 078 bekannt, ist der Extruderkopf aus den drei Gehäuseringen
1, 5 und 20 zusammengesetzt. Der Gehäusering 1 weist den Ringkanal 2 auf, der für die Zufährung des extrudierten Klebers dient und für diesen
Zweck über die Bohrung 3 mit einem nicht dargestellten Anschluß für den Kleberextruder
in Verbindung steht. In den Ringkanal 2 ragt der Stauring 4 in einer auswechselbaren Anordnung ortsfest hinein. An den Gehäusering 1 schließt
sich axial der Gehäusering 5 an. Dieser weist den Ringkanal 6 auf, der für die Zuführung des extrudierten Kunststoffs für die Mantel schicht dient und mit
zwei Bohrungen 7 und 8 an je einen Extruder angeschlossen ist. In den Ringkanal
6 ragt der Stauring 9 hinein. Dieser weist an seiner den Bohrungen 7 und 8 zugewandten Seite die ringförmige Vertiefung 10 auf, welche die gleichmäßige
Verteilung des zähflüssigen Kunststoffes unterstützt.
Die innere Umfangsflache 11 des Stauringes 4 und die äußere Umfangsfläche 12
des Stauringes 9 sind für die Erzielung einer gleichmäßigen Schichtdicke
des Klebers bzw. des thermoplastischen Kunststoffmantels auf der Rohroberfläche
jeweils in Form eines Unrundes ausgebildet. Wie in Fig. 4 dargestellt,
ist das Unrund für die Innenseite 11 des Kleber-Stauringes 4 aus den drei
Radien Rl, R2 und R3 gebildet. Die Radien Rl und R2 sind gleich groß. Ihre
Mittelpunkte Ml, M2 liegen im Mittelpunkt des Stauringes. Der Radius Rl
beschreibt im Bereich der Klebstoffzuführung 3 einen Winkel von 60" und der
Radius R2 im gegenüberliegenden Bereich einen Winkel von 140°. Im Anschluß
daran beschreiben die beiden Radien R3, die kleiner als R1/R2 sind, um ihre Mittelpunkte M3 je einen Winkel von 80". Die Mittelpunkte M3 liegen auf einer
gemeinsamen Linie C und sind um den Abstand Y zueinander versetzt, während die
Linie C von der waagerechten Mittellinie des Stauringes den Abstand X aufweist»
Durch diese Anordnung ergibt sich, daß die Breite des Ringkanals 2 a^,
der Stelle 13 im Bereich der Kleberzuführung 3 wesentlich kleiner ist als an
der gegenüberliegenden Stelle 14 und daß die Verbreiterung kontinuierlich
verläuft (Figuren 2 und 4).
Gemäß Figur 5 ist das Unrund der Außenseite 12 des Kunsttoff-Stauringes 9 aus
den drei Radien R4, R5 und R6 gebildet, deren Mittelpunkte M4, M5 und M6 auf der gemeinsamen Mittellinie D liegen und voneinander die Abstände Y und Z
aufweisen. Der Radius R4 mit dem Mittelpunkt M4, der auch der Mittelpunkt des
Stauringes ist, beschreibt im Bereich der KunststoffZuführungen 7 und 8 jeweils
einen Winkel von 30*. Die Radien R5 mit ihren zueinander versetzten
Mittelpunkten M5 erstrecken sich daran anschließend jeweils über einen Winkel
von 59°o Die Radien R6 mit ihren zueinander versetzten Mittelpunkten M6
schließen sich an R5 an und beschreiben je einen Winkel von 32°. Die sich
damit ergebende Außenkontur des Stauringes 9 ergibt in dem Kunststoff- Ringkanal
6 einen Spalt, der im Bereich der beiden Zuführringe 7 und 8 an den Stellen 15 kleiner ist als an den dazu um 90' versetzten Stellen 16 (Figuren
und 5).
Der dornartige Teil 17 des Gehäuseringes 1 bildet mit dem ähnlich ausgebildeten
Teil 18 des anschließenden Ringes 5 einen Ringspalt 19, aus dem der
Kleber von dem Ringkanal 2 auf die Oberfläche des nicht dargestellten Rohres j gelangt. Die gegenüberliegende Fläche des Gehäuseringes 5 bildet mit dem
Gehäusering 20 den Ringspalt 21, der die Fortsetzung des Ringkanals 6 ist und aus dem der thermoplastische Kunststoff auf die Kleberschicht gelangt. Die
beiden Ringspalte 19 und 21 münden in bekannter Weise in einer gemeinsamen
Ebene, womit sich die örtlich gemeinsame Erzeugung der Kleber/Kunststoff-Ummantelung
ergibt. Die Gehäuseringe 1, 5 und 20 sind, wie ebenfalls bekannt, miteinander und mit dem Flansch 22 verschraubt. Mit 19 sind die Heizpatronen
im ersten und zweiten Gehäusering bezeichnet.
Das in den Figuren 2 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel mit den speziellen
Winkel angaben für die unrunden Stauringe bezieht sich auf das Aufbringen eines
]_5 aus Polyäthylenacrylsäureester bestehenden Klebers und einer aus Polyäthylen
bestehenden Mantel schicht, wobei der Kleber eine Viskosität von i 2,16=7-8
und das Polyäthylen eine Viskosität von i 2,16 = 0,3 - 0,4 aufweist. Dabei
beträgt die Dicke der Kleberschicht = 0,2 - 0,3 mm und die Dicke der Mantelschicht
= 1,6 - 2,2 mm. Bei Verwendung von Klebern oder Kunststoffen
20anderer Viskositäten werden Stauringe in den Extruderkopf eingesetzt, deren
unrunde Innen- bzw. Außenflächen angepaßte Radien und Winkelbereiche aufweisen
und damit andere Spaltbreiten für die Ringkanäle ergeben. Unter Zugrundelegung
einer gewünschten Dicke der Ummantelung für einen bestimmten Rohrdurchmesser
können die optimalen Spaltbreiten durch Versuche mit vorgegebenen Leistungsdaten
vermittelt werden, woraus sich die Maße für die Radien rechnerisch ermitteln lassen. Im allgemeinen gilt, daß die Radien und die Abstände ihrer
Mittelpunkte voneinander umso größer sein müssen, je zäher Kleber und Kunststoff
sind.
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Leerseite
Claims (5)
1.) Extruderkopf zum schlauchförmigen Ummanteln von Stahlrohren mit einer Schicht aus einem thermoplastischen
Klebstoff, insbesondere Äthylencopolymerisat, und einer darüberliegenden Mantelschicht aus einem then,.ο plastischen
Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, mit einem ersten Gehäusering, einem Zwischenring, und
einem zweiten Gehäusering, wobei der erste Gehäusering mit dem Zwischenring einen in einer Ringöffnur^,
mündenden ersten Ringspalt zum Aufbringen des Klebstoffes und der Zwischenring mit dem zweiten Gehäusering
einen in einer Ringöffnung mündenden zweiten
Ringspalt zum Aufbringen des Kunststoffes bildet, wobei der erste Gehäusering, der Zwischenring und der
zweite Gehäusering im wesentlichen axial hintereinander angeordnet sind und die Ringöffnungen der
beiden Ringspalte in einer gemeinsamen Ebene münden, und bei dem in den beiden mit den Ringspalten in
Verbindung stehenden Ringkanälen für die Zuführung des Klebstoffes und des Kunststoffes je ein Stauring
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung (7) für den thermoplastischen Kunststoff und
der hieran angeschlossene Ringkanal (6) in dem Zwischenring (5) angeordnet sind, daß die Stauringe (4,9) in
den Ringkanälen (2 bzw. 6) ortsfest und auswechselbar angeordnet sind, von denen der Stauring (4) mit
^ seinem Innenumfang (11) in den Klebstoff-Ringkanal
(2) und der Stauring (9) mit seinem Außenumfang (12) in den Kunststoff-Ringkanal (6) hineinragt, daß die
Durchmesser des Ringkanals (2) und des Stauringes (4) kleiner sind als die Durchmesser des Ringkanals
(6) und des Stauringes (9), und daß der sich an den Ringkanal (2) anschließende Ringspalt (19) für den
Klebstoff geradlinig ausgebildet ist.
2. Extruderkopf nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Umfang (12) des für das Verteilen der
Kunststoffmantelschicht dienenden Stauringes (9) und der Innenumfang (11) des für das Verteilen der
Klebstoffschicht dienenden Stauringes (4) jeweils ein Unrund ist, das ausmehreren Kreisbogenabschnitten
mit unterschiedlich großen Radien (R) gebildet ist.
3. Extruderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenumfang (11) des Klebstoff-Stauringes (4)
ein Unrund ist, das aus drei Radien (Rl, R2, R3) mit den Mittelpunkten (Ml, M2, M3) gebildet ist, von denen
die Mittelpunkte Ml und M2 im Mittelpunkt des Stauringes (4) liegen und die Mittelpunkte M3 davon um
einen Abstand X exzentrisch voneinander um die Abstände Y versetzt sind.
einen Abstand X exzentrisch voneinander um die Abstände Y versetzt sind.
4. Extruderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des Kunststoff-Stauringes (9)
ein Unrund ist, das aus drei Radien (R4, R5, R6) mit den Mittelpunkten (M4, M5, Mo) gebildet ist, die auf einer waagerechten Mitellinie (D) liegen, wobei der Mittelpunkt M4 im Mittelpunkt des Stauringes (9) liegt und die Mittelpunkte M5 und M6 davon um die Abstände Y bzw. Z versetzt sind.
ein Unrund ist, das aus drei Radien (R4, R5, R6) mit den Mittelpunkten (M4, M5, Mo) gebildet ist, die auf einer waagerechten Mitellinie (D) liegen, wobei der Mittelpunkt M4 im Mittelpunkt des Stauringes (9) liegt und die Mittelpunkte M5 und M6 davon um die Abstände Y bzw. Z versetzt sind.
5. Extruderkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der für das Verteilen der Kunststoffschicht dienende
Stauring (9) an seiner der Zuführung (8) zugewendeten Seite eine umlaufende Vertiefung (10) aufweist.
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