DE3619005A1 - Vorrichtung zum ausformen extrudierbarer metallischer oder nichtmetallischer werkstoffe - Google Patents
Vorrichtung zum ausformen extrudierbarer metallischer oder nichtmetallischer werkstoffeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aus
formen extrudierbarer metallischer oder nichtmetallischer Werkstoffe
zu im Querschnitt kreis- oder kreisringförmigem langgestrecktem Gut,
insbesondere zur Formgebung der konzentrischen Hülle elektrischer
Kabel, bei der die den Fließspalt begrenzenden Werkzeuge gegeneinander
verschieb- und feststellbar sind.
Bei einer solchen Ausformung der Werkstoffe in die kreis- oder kreis
ringförmige Querschnittsform kommt es vor allem auf einen zentrischen
Masseaustritt aus dem sog. Spritzkopf z. B. eines Extruders an. Durch
die unterschiedlichen Material-Durchflußmengen entsprechend der jewei
ligen Drehzahl des Extruders, durch die jeweilige thermische Einstellung
am Spritzkopf und am Extruder und nicht zuletzt durch die unterschied
lichen Werkstoffe selbst, etwa Gummi, Polyvinylchlorid oder Polylethylen,
hart oder weich, wenn man allein die nichtmetallischen Werkstoffe be
trachtet, ist es äußerst schwierig, die Extrusionseinrichtung so zu
gestalten oder einzustellen, daß die extrudierte Masse immer zentrisch
austritt.
Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, hat man bereits eine Fülle
unterschiedlicher Ausführungsformen für eine zentrische Einstellung des
Spritzgutes entwickelt. Da sind zum einen die sog. selbstzentrierenden
Spritzköpfe, die so gearbeitet sind, daß sie für eine bestimmte Durch
flußmenge das gespritzte Material zentrisch aus dem Spritzkopf aus
treten lassen. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß das Einrichten vor
Fertigungsbeginn sehr aufwendig ist und daß die Genauigkeit der Ein
stellung durch Verschleiß allmählich nachläßt. Hinzu kommt, daß ein
zentrischer Masseaustrag oft nur über eine gewisse Durchflußmenge er
reichbar ist und solche Spritzköpfe auf thermische Veränderungen sehr
empfindlich reagieren.
Andere Ausführungsformen sehen eine Zentriermöglichkeit vor, wobei die
Werkzeuge des Spritzkopfes so genau wie möglich gebaut und zusammenge
fügt werden und eine jeweilige Nachzentrierung vor der Extrusion vorge
nommen wird. So ist es beispielsweise bekannt (DE-OS 22 57 938), den Ring
spalt zwischen Dorn und Mundstück einer Spritzvorrichtung zum Ummanteln
elektrischer Kabel mittels einer über gegeneinander versetzte Schrauben
verstellbaren Blende zu verändern. Gängige Ausführungsformen sehen auch
eine gegenseitige Verstellung von Nippel und Mundstück mit Hilfe von
Verstell- und Festhalteschrauben vor. Müssen die Formwerkzeuge auf diese
Weise nachgestellt werden, bedeutet dies einen Ausfall an Produktions
zeit, außerdem geht Material verloren und die Genauigkeit der Einstellung
ist von der Geschicklichkeit des Bedienungspersonals abhängig. Da die
Verstellschrauben und die Festhalteschrauben oft gegeneinander arbeiten,
ist nicht zu vermeiden, daß bei Verstellungen der Formwerkzeuge sprung
hafte Veränderungen im Ringspalt zwischen den formgebenden Werkzeugen
auftreten.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung deshalb die
Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, die den Fließspalt be
grenzenden Werkzeuge kontinuierlich auch während des Betriebes ein- oder
nachzustellen, ohne auf die besondere Geschicklichkeit des Bedienungs
personals angewiesen zu sein.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das verschieb-
und feststellbare Werkzeug von einem konzentrischen Ring umgeben ist,
der mit seiner Innenfläche unmittelbar oder über ein Zwischenelement auf
das Werkzeug einwirkt und mit der hierzu konzentrischen Außenfläche dreh
bar gelagert ist, und daß der Ring zweigeteilt ist, wobei die Teilungs
ebene exzentrisch zwischen der konzentrischen Innen- und Außenfläche ver
läuft. Eine Verdrehung der durch die Teilungsebene gebildeten Einzelringe
gegeneinander bewirkt durch die sich gegenüberstehende äußere exzentrische
Fläche des inneren Einzelringes und die innere exzentrische Fläche des
äußeren Einzelringes eine stufenlose kontinuierliche Verstellung bei
spielsweise des Mundstückes eines Extruders, wenn der konzentrische
Ring das Mundstück oder den Mundstückhalter umgibt, oder des zum Mund
stück konzentrischen inneren Nippels, wenn dieser Nippel bzw. der Nippel
halter von dem zweigeteilten konzentrischen Ring umschlossen ist. Unab
hängig davon, ob das Mundstück oder der Nippel oder sogar beide Werk
zeuge nach der Erfindung verstellbar sind, ist wesentlich, daß durch Ver
drehen der Einzelringe jede beliebige Lage der den Fließspalt begren
zenden Werkzeuge eingestellt werden kann, wobei die maximale Abweichung
von der Mittellage durch die gewählte Exzentrizität der Einzelringe be
stimmt ist.
In Durchführung der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft er
wiesen, wenn die durch die Teilungsebene gebildeten Einzelringe jeweils
getrennt in Umfangsrichtung von außen antreibbar sind. Auf diese Weise
kann die Lage der den Fließspalt für die extrusionsfähige Masse begren
zenden Werkzeuge ständig oder nur vor Betriebsbeginn beim Einrichten neu
eingestellt oder korrigiert werden.
Zweckmäßig kann es in Weiterführung der Erfindung auch sein, daß zum
Antrieb der Einzelringe zusätzliche, in Achsrichtung neben den Einzel
ringen angeordnete zentrische Führungsringe verwendet werden, die selbst
von außen antreibbar sind. Zu diesem Zweck können die zentrischen Führungs
ringe vorteilhaft Antriebsmittel in Form von Zahnrädern aufweisen. In
diese Zahnräder können entsprechende Antriebsritzel eingreifen, etwa von
Verstellmotoren, die in Weiterführung der Erfindung eine vorteilhafte
Anwendung finden können.
Zur Kraftübertragung von den Führungsringen auf die exzentrischen Einzel
ringe weisen diese vorteilhaft stirnseitig quer zur Ausformrichtung ver
laufende Führungsnuten zur Aufnahme von an den zugekehrten Stirnseiten der
zentrischen Ringe angeodneten Mitnahmestiften auf. Eine andere vorteil
hafte Möglichkeit ist die, den jeweils inneren der exzentrischen Einzel
ringe schwimmend am Führungsring zu lagern.
Unabhängig von der Wahl des Antriebs der exzentrischen Einzelringe von
außen ergibt sich eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Vor
richtung dadurch, daß bei einer Einrichtung mit stirnseitig angeflanschter
Frontplatte diese quer zur Ausformrichtung zweigeteilt ist. Diese Teilung
hat den Vorteil, daß man eine getrennte Montage der gesamten Frontplatte
durchführen kann, und zwar unabhängig vom Spritzkopf eines Extruders bei
spielsweise, und daß man hierdurch die exzentrischen Einzelringe besser,
d. h. genauer fassen kann.
Die Verstellung oder Neueinstellung der formgebenden Werkzeuge erfolgt
im Innern des Spritzkopfes beispielsweise, und ist daher für das Be
dienungspersonal erst als Wirkung am ausgeformten Produkt erkennbar.
Um dem Bedienungspersonal die Verstellung oder Neueinstellung zu er
leichtern und Korrekturen außen sichtbar bzw. die Notwendigkeit einer
Korrektur außen erkennbar zu machen, ist nach einem weiteren Erfindungs
gedanken die Veränderung der Stellung der Einzelringe zueinander nach
außen auf eine Schablone oder einen Monitor übertragbar.
Eine solche Möglichkeit kann in Weiterführung der Erfindung noch dazu
eingesetzt werden, daß die Abweichung der Querschnittsform des Gutes von
einem Sollwert als Maß für die Verschiebung der Werkzeuge gegeneinander
automatisch eine Verdrehung der Einzelringe gegeneinander bewirkt. Schließ
lich kann man dazu übergehen, die Verdrehung der Einzelringe programmge
steuert in Abhängigkeitvon den Abmessungen des jeweiligen Fertigungsloses
durchzuführen. Die Erfindung liefert zudem eine baulich formschlüssige
Konstruktion, deren Teile motorisch überwacht werden könnne. Außerdem
sind handelsübliche Rechner zuschaltbar, die Daten speichern und die Er
gebnisse entsprechend ermitteln sowie auswerten. An den exzentrischen Ringen
sind zweckmäßig, etwa an den Stirnflächen, Markierungen angebracht, die
nach Verdrehung der Einzelringe gegeneinander die jeweilige Stellung der
Werkzeuge im Spritzkopf zueinander einwandfrei erkennen lassen.
Die Erfindung sei an Hand der in den Fig. 1 bis 4 als Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellten Spritzköpfe für die Kunststoff- oder Gummiver
arbeitung näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen solchen Spritzkopf 1, an den
stirnseitig die Frontplatte 2 angeflanscht ist. In dieser Frontplatte 2
ist der Mundstückhalter 3 gelagert, das zugehörige Mundstück ist mit 4
bezeichnet. Der Fließkanal 5 für das auszuformende Material wird einer
seits gebildet durch den Mundstückhalter 3 und das Mundstück 4, zum
anderen durch den Nippelhalter 6 bzw. 7 sowie den Nippel 8, der mit einer
Bohrung 9 zum Hindurchführen des Leiters 10 eines elektrischen Kabels
dient, wenn z. B. die Leiterisolierung 11 aufextrudiert werden soll.
Um hier die Zentrizität des Leiters 10 innerhalb der umgebenden Isolierung
11 von vornherein exakt einstellen bzw. im laufenden Betrieb ggf. notwen
dige Korrekturen vornehmen zu können, ist der konzentrische Ring 12 vor
gesehen. Dieser Ring 12 mit seiner Außenfläche 13 und der hierzu konzen
trischen Innenfläche 14 besteht, wie insbesondere aus der Fig. 2 ersicht
lich, aus den beiden durch die Teilungsebene 15 exzentrischen Einzelringen
16 und 17.
Wird der konzentrische Ring 12, wie in der Fig. 1 dargestellt, in der
Frontplatte 2 so gelagert, daß sich die Innenfläche 14 auf dem Mund
stückhalter 3 abstützt, dann erfährt der Mundstückhalter 3 eine Bewegung
oder Verschiebung aus der ursprünglichen Lage heraus, sobald die Einzel
ringe 16 und 17 gegeneinander verdreht werden. Wie die Fig. 2 veranschau
licht, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Exzentrizität
so groß, daß eine Verstellung oder Verschiebung der Mitte stufenlos um
1±8 mm in jeder Richtung erfolgen kann.
Anstatt eine Verschiebung des Mundstückhalters zu bewirken, ist es selbst
verständlich auch möglich, einen zweigeteilten Ring konzentrisch zum Nippel
halter 6 bzw. 7 anzuordnen, oder sogar Mundstück- und Nippelhalter ver
stell- oder verschiebbar entsprechend der Erfindung auszuführen.
Der innere Einzelring 17 ist mit seiner Fläche 14 auf der Oberfläche des
Mundstückhalters 3 gegen Verdrehen sicher gehalten. Bei Antrieb des äußeren
Einzelringes 16 in Umfangsrichtung erfolgt dann die Verschiebung des Mund
stückhalters 13 in jede beliebige Lage. Die Gleit- und Dichtflächen 18
und 19 haben die Aufgabe, daß die Bewegungsmöglichkeit des Mundstückhalters
3 gewährleistet ist, sie sorgen aber auch dafür, daß die zu extrudierende
Masse nicht aus dem Fließkanal austritt.
Damit die Einzelringe 16 und 17 gegeneinander verschoben werden können,
sind zusätzliche zentrische Ringe 20 und 21 vorgesehen. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel werden diese Ringe durch Zahnräder 22 und 23 in die
gewünschte Stellung bewegt, beispielsweise mit Hilfe der beiden Antriebs
motoren 24 und 25. Am Umfang verteilt angeordnete Schrauben 26 dienen der
Befestigung der Frontplatte 2 am Spritzkopf 1.
Die Fig. 3 zeigt noch einmal die Anordnung der exzentrischen Einzelringe
16 und 17 sowie der dem Antrieb dieser Ringe dienenden zentrischen Ringe
20 und 21. Im dargestellten Fall ist der Einzelring 17 schwimmend am zen
trischen Ring 21 angebracht.
Abweichend von den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen
ist in der Fig. 4 eine Anordnung dargestellt, bei der die Frontplatte, die
stirnseitig mittels der Schrauben 26 an dem Spritzkopf 27 angeflanscht ist,
in die beiden Einzelplatten 28 und 29 unterteilt ist. Diese Unterteilung
hat den Vorteil, daß eine getrennte Montage der gesamten Frontplatte 28/29
unabhängig vom Spritzkopf 27 durchgeführt werden kann. Die zur Verschiebung
des Mundstückhalters 30 verwendeten Ringe sind besser, d. h. genauer, zu
fassen. Das gilt sowohl für die exzentrischen Einzelringe 31 und 32 als
auch für die Antriebs- oder Führungsringe 33 und 34. Die hier mögliche
exaktere Führung und Fassung gilt selbstverständlich auch für den Mund
stückhalter 30 mit seinen Gleit- und Dichtflächen 35 und 36. Der zusammen
mit dem Mundstückhalter 30 bzw. dem Mundstück 37 den Fließkanal 38 bil
dende Nippelhalter ist mit 39 und der stirnseitig eingesetzte Nippel mit
40 bezeichnet.
Unabhängig von der Ausbidlung der Frontplatte ist für die Erfindung wesent
lich, daß die exzentrischen Einzelringe von außen angetrieben werden und
so je nach Einstellung ständig oder nur beim Einrichten in ihrer Lage zu
einander veränderbar sind. Dabei kann die Bewegung der Einzelringe zu
einander über einen Rechner gesteuert werden, d. h. die Abweichungen vom
Sollwert z. B. der Zentrizität eines in einer Isolierhülle befindlichen
Leiterseiles oder von Ungleichmäßigkeiten in der Wanddicke eines rohr
förmigen Gebildes, sowie das Maß der Verstellung werden in einen Rechner
gegeben, der so programmiert ist, daß durch schnelles kurzfristiges Drehen
der Ringe der gewünschte Ausgleich, d. h. die Rückführung auf den Soll
wert erfolgt.
Claims (11)
1. Vorrichtung zum Ausformen extrudierbarer metallischer oder nicht
metallischer Werkstoffe zu im Querschnitt kreis- oder kreisring
förmigem langgestrecktem Gut, insbesondere zur Formgebung der kon
zentrischen Hülle elektrischer Kabel, bei der die den Fließspalt
begrenzenden Werkzeuge gegeneinander verschieb- und feststellbar
sind, dadurch gekennzeichnet, daß das verschieb- und feststell
bare Werkzeug von einem konzentrischen Ring umgeben ist, der mit
seiner Innenfläche unmittelbar oder über ein Zwischenelement auf
das Werkzeug einwirkt und mit der hierzu konzentrischen Außenfläche
drehbar gelagert ist, und daß der Ring zweigeteilt ist, wobei die
Teilungsebene exzentrisch zwischen der konzentrischen Innen- und
Außenfläche verläuft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch
die Teilungsebene gebildeten Einzelringe jeweils getrennt in Umfang
richtung antreibbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Antrieb der Einzelringe zusätzliche, in Achsrichtung neben den Einzel
ringen angeordnete zentrische Führungsringe dienen, die selbst von
außen antreibbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrischen
Führungsringe Antriebsmittel in Form von Zahnrädern aufweisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
zum Antrieb der zentrischen Führungsringe Verstellmotoren dienen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge
kennzeichnet, daß der jeweils innere der Einzelringe schwimmend
am Führungsring gelagert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bei der zu
mindest ein Teil der den Fließspalt begrenzenden Werkzeuge durch
eine in Ausformrichtung stirnseitig angeflanschte Frontplatte ge
halten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte quer zur
Ausformrichtung zweigeteilt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einzelringe stirnseitig quer zur Ausform
richtung verlaufende Führungsnuten zur Aufnahme von an den zuge
kehrten Stirnseiten der zentrischen Ringe angeordneten Mitnahme
stiften aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Veränderung der Stellung der Einzelringe zu
einander nach außen auf eine Schablone oder einen Monitor übertrag
bar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abweichung der Querschnittsform des Gutes
von einem Sollwert als Maß für die Verschiebung der Werkzeuge gegen
einander automatisch eine Verdrehung der Einzelringe gegeneinander
bewirkt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver
drehung der Einzelringe programmgesteuert in Abhängigkeit von den
Abmessungen des jeweiligen Fertigungsloses erfolgt.
Priority Applications (2)
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DE19863619005 DE3619005A1 (de) | 1986-06-05 | 1986-06-05 | Vorrichtung zum ausformen extrudierbarer metallischer oder nichtmetallischer werkstoffe |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DE3619005A1 true DE3619005A1 (de) | 1987-12-10 |
Family
ID=6302391
Family Applications (1)
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CH673255A5 (de) | 1990-02-28 |
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8131 | Rejection |