DE7809183U1 - Vorrichtung zum spritzen von straengen aus plastischen massen - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Spritzen von Strängen aus plastischen Massen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zv.m Spritzen von Strängen aus plastischen Kassen, wie elasto-plastischen und gegebenenfalls klebrigen Kautschul:produkten bzw. Kitt, mit einer im Strang zentrisch eingebetteten Zwirnseele, mit Hilfe eines, insbesondere auf einen Extruder geschalteten, Spritzkopfes. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen solcher Stränge und einen mit Hilfe der Vorrichtung

hergestellten Strang mit rundem,

rechteckigen oder ähnlichem Querschnitt, zum Beispiel ein plastisches Dichtungsbandprofil.

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Blatt 5 zur Patentanmeldung D 5662 Bereich Patente und Literatur

Bekanntlich werden in der Kabelindustrie Drähte in Düsenköpfen ummantelt und anschließend durch eine Spezialvorrichtung aus dem Düsenkopf mit vorgegebener Geschwindigkeit herausgezogen. Vor dem Erreichen des nachgeschalteten Wicklers ist die Ummantelung in uer Regel ausgehärtet und stabil. Eine eventuelle Formänderung, die durch das Wickeln verursacht werden kann, ist gering und in der Regel unbeachtlich.

Entsprechende Verfahren lassen sich jedoch zum Extrudieren von Strängen aus plastischen Massen mit eingebetteter Zwirnseele nicht anwenden, da solche Stränge nicht durch einen Wickler oder eine andere Vorrichtung kraftvoll aus dem Extruderkopf herausgezogen werden können, weil durch die Zugkraft wegen der Verformbarkeit der plastischen Masse eine Strangverformung auftreten würde. Solche Stränge, die zum Beispiel bei der Fließbandfertigung in der Kraftfahrzeugindustrie, insbesondere zum Abdichten von Fensterscheiben und Karosserieteilen verwendet werden, dürfen - auch beim Konfektionieren auf Rollen oder abgelängt in Kartons - gegenüber dem vorgesehenen Querschnitt praktisch nicht abgeflacht werden. In typischen Fällen solcher Dichtungsbandprofile darf die Abflachung eines Strangs 0,5 mm nicht wesentlich überschrei-) ten.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die Zwirnseele - im Gegensatz zum formstabilen Draht - unter hohem Druck des strömenden Produkts im Extruder bzw. Spritzkopf in der Mitte einer konischen Düse vorschießt. Der "wirn wird hierbei aus als Seelenzuführung dienenden Pinolen kraftvoll durch das strömende Produkt herausgezogen und bei Widerstand sogar zerrissen. Das Ergebnis war bisher eine im Schnitt bis zu j50 %, in einigen Fällen sogar über 30 % längere Seele im Strang, weil die Seele nicht geradlinig, sondern wellenförmig in den Strang eingebettet wurde. V:erdsn hierbei dagegen die Pinolen so tief in die Düsen hineingedreht bzw. geschoben,

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daß das partielle Voreilen der Seele abgebremst ist und die Zwirnseele innerhalb des Strangs gerade liegt, so entsteht ein Eohlprofil, welches beim Ablegen des fertigen Stranges auf einer Rolle oder in einem Karton durch das Eigengewicht des Strangs flachgedrückt wird.

um ein rationelles fertigen zu ermöglichen, schaltet man im allgemeinen auf ein und denselben Extruder einen Spritzkopf mit mehreren Düsenöffnungen, so daß gleichzeitig mehrere Stränge mit eingebetteter Zwirnseele herstellbar sind. Natürlich sollen diese Stränge nicht nur in sich gleichmäßigen Querschnitt aufweisen sondern auch untereinander praktisch identisch sein. Bedingt durch die unterschiedlichen Fließeigenschaften plastischer Kassen verschiedener Zusammensetzung und Temperatur ist es insbesondere bei den Mehrfachdüsen ferner erforderlich, für eine verstellbare Mengenaufteilung der Strömungen auf die einzelnen Düsenausgänge zu sorgen. Bei bisherigen Vorrichtungen dieser Art können nach einem Produktwechsel auch einige Stränge schneller strömen als die anderen. Dadurch entstehen Kräuseleffekte auf der Oberfläche der Stränge. Eine v/eitere Folge können Veränderungen der Fließorientierung und Einschnürungen sein.

Bei der Vorrichtung und dem Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung zum Herstellen runder, rechteckiger oder ähnlicher Stränge aus plastischen Hassen nit eingebetteter Zv/irnseele eingangs genannter Art, ist es daher entscheidend, daß die Seele die gleiche Lanje erhält wie der Strang und gegebenenfalls die Querschnitte mehrerer Stränge untereinander gleich v/erden. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, den Spritzkopf εο auszubilden, daß ein hergestellter Streng durch die eingearbeitete Zwirncecle axial stabil wird und sich unter dor.i Eircnscv/icht nicht mehr strecken kann. Eine v/eitere Aufgabe besteht darin, die Vor-

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richtung und das Verfahren so auszugestalten, daß mehrere Stränge einer plastischen Masse mit einer für alle Stränge gleich wie der Strang langen, fest eingebetteten Zwirnseele spritzbar sind, ohne daß die erläuterten Schwierigkeiten betreffend die zu lange Seele und die unter anderem ge- \ schvindigkeitsbedingt ungleichmäßigen Strangabmessungen auf- | treten.

Die Lösung der Aufgabe besteht gemäß der Erfindung für die Vorrichtung darin, daß deren Spritzkopf mindestens eine als gerader Auslaßkanal ausgebildete Düse mit einem sich konkav in Richtung auf den Auslaßkanal verengenden Einlaufbereich aufweist und daß innerhalb des Spritzkopfes eine einen Längskanal zum Zuführen der Zwirnseele aufweisende Pinole zentrisch und in ihrer Längsrichtung verstellbar in den konkaven Einlaufbereich der Düse hineinragt.

Für ein Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung besteht die erfindungsgemäße Lösung der vorgenannten Aufgabe .darin, daß die Hohlspitze jeder Pinole \md gegebenenfalls eine darin eingesetzte Injektionsnadel durch Längsverschieben der Pinole so eingestellt wird, daß die Zwirnseele des gespritzten C Strangs die gleiche Länge erhält wie der Strang selbst und

gegebenenfalls mehrere gleichzeitig aus dem Spritzkopf gepreßte Stränge untereinander den gleichen Querschnitt erhalten .

Ein besonderes Kennzeichen eines erfindun^scemäß hergestell- j ten Stranges besteht daher darin, daß seine Zwirnseele die ! gleiche Länge aufweist v/ie der Strang selbst. Ein solcher Strang kann sich daher wc^en der Stabilisierung durch die Seele nicht re'ir unter eier. Eigengewicht strecken.

Durch die £rfindun~ ist eine cpsr.iolle Düsen- und Pinolenforn, insbesondere mit einer ütrör.-iunrjnumlcnkunf¹: in Produkt-

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kanal zwischen Extruder und Spritzkopf, geschaffen worden. Es kann dabei eine, insbesondere auswechselbare, Düsenplatte mit einer oder mehreren, vorzugsweise polierten, Düsen mit sich konkav verengendem Einlaui'Dereich vorgesehen sein. Der Einlaufbereich jeder Einzeldüse, der vorzugsweise Paraboloidform aufweisen kann, soll dabei jeweils in den geraden Auslaßkanal übergehen, der ja nach Wunsch einen kreisförmigen, rechteckigen oder anderen Querschnitt - also zum Beispiel einen zylindrischen oder quaderförmigen Innenraum - aufweist und zum Kalibrieren des Stranges dient. Außerdem ist jeder Einzeldüse eine Pinole zum Zuführen der Zwirnseele zugeordnet. Die Pinolen können vorzugsweise eine sich konvex, insbesondere ebenfalls parabolisch, verjüngende Hohlspitzs auf v/ei sen, die in den sich konkav verengenden Einlaufbereich der Düse nineinragt. Ferner kann zur Herstellung von kleinen Strängen mit z.B. h mm Qf in die Hohlspitze der Pinole eine (in typischen Fällen 6 mm lange) Injektionsnadel eingesetzt werden, durch dereu LängsboKrung die Zwirnseele in den sich bildenden Strang eingeführt wird. Die Pinolen sind axial, d. h. in ihrer Längsrichtung, verstellbar.

Während der Extrusion wird plastische Masse in den sich konkav verengenden Einlaufbereich der Düsen gedrückt und zum Fließen gezwungen. Ein eventuell noch vorhandenes geringes partielles Voreilen der Zwirnseele in der Kalibrierzone, d. h. im Auslaßkanal, ist so gering, daß der Zwirn nicht vorschießen kann, weil er durch das langsam fließende Produkt im konkaven Einlaufbereich der Düse abgebremst und gestreckt wird. Die Zwirnseele wird also fest und geradeliegend in den Strang eingebettet.

Der Materialfluß im Spritzkopf und in dessen Auslaßkanal wird u. a. durch die Produkteigenschaften der verarbeiteten plastischen Masse beeinflußt. Daher iso bei einer Vorrichtung eingangs genannter Art mit mehreren Düsen nach jedem Produktwechsel eine Korrektur der Stranggeschwindigkeit erforderlich, um ein«? gleichmäßige .Mengenaufteilung aur die Düsen zu er-

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zielen. Durch axiales Verstellen der einzelnen Pinolen können die .jeweiligen Stranggeschwindigkeiten in einen begrenzten aber ausreichenden Eereich korrigiert v/erden, ohne das Einführen der Seele in den Strang hinein zu stören, d. h. ohne die stramme und gerade Ausrichtung der Seele im Strang nachteilxg zu beeinflussen.

Durch die zusätzliche Injektionsnadel wird erreicht, daß der Zwirn erst außerhalb eines eventuell unvorteilhaft durch die Pinole beeinflußten Strömungsbereichs freigegeben wird. Auch in ungünstigen Fällen wird damit also sowohl ein Vorschießen des Zwirns als auch eine Schlauchbildung im Strang vermieden. Die Injektionsnadel darf jedoch nicht in den geraden, insbesondere zylindrischen, Auslaßkanal der Düse gelangen, v/eil dadurch ein hier eventuell noch vorhandenes schwaches partielles Voreilen verstärkt würde, nit der Folge eines Vorschießens UiiO. wellenförmigen Ablegens des Zwirns. Innerhalb des geraden Auslaßkanals ist nämlich die Bremswirkung des konkaven Einlaufbereichs unwirksam. V/enn also die In.iektionsnadel in den geraden AuslaGkanal hineinragt, könnte die Zwirnseele - wie bei früheren Vorrichtungen dieser Art - bis zu 30 ^CJ> langer werden als der Strang.

Das erfinduijsssenäße Zusammenwirken der Düsen und der Pinolen - gegebenenfalls zusammen mit einer Ströraungsumlenkung im Bereich zwischen Extruder und dem konkav sich verengenden Düseneinlaufbereich - führt unerwartet außerdem zu einer deutlichen Absenkung dos Dr'ickbedarfs und su einen wesentlich ausgeglicheneren Druclrvcrlauf im Spritskopf. Das ist besonders bei Produkten, die schonend behandelt v/erden müssen, von

Anhand der scherr.ntischen Zeichnung eines Ausführunrsbeicpicls fjind v; ei te::: 2 -^inselheitcn C.qo TlrfinduiTv orläuturt: es r:ei"^-on:

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10.Blatt zur Patentanmeldung D 5662 Bereich Patente und Literatur

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Fig. 1 eine Anordnung eines Extruders mit Spritzkopf; und Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch Fig. 1.

Die Vorrichtung besteht aus dem Extruder 1 und dem insgesamt mit 2 bezeichneten Spritzkopf. Im Anschluß an den Spritzkopf kann ein Trägerband 3 vorgesehen sein, das zum V/eiterführen des bzw. der aus dem Spritzkopf 2 gepreßten Stränge dient und mit dem zusammen letztere konfektioniert v/erden können. Der Spritzkopf 2 kann entsprechend den Erfordernissen der zu verarbeitenden plastischen Masse heiz- oder kühlbar sein.

Der Ausgang 4- des Extruders 1 und der Eingang 5» 3-es Spritzkopfes 2 sind in ihren Formen so angepaßt, daß ein glatter Übergang der zu transportierenden plastischen Hasse möglich ist. Vorzugsweise wird die Hasse im Ausgang 'I- des Extruders 1 in einen konisch sich verengenden Xündungsstück zus?rr,mengepreßt, in Anschluß an den Eingang 5 des Spritzkopfes 2 in einem strömungsgerechten Kanal 6 weiter gepreßt und schließlich über eine Strömungsumlenkung 7 in ein, vorzugsweise konisch, in den konkav sich verengenden Einlaufbereich 8 der Düse 9 mündendes Zuführteil 10 geführt.

Γ Der Spritskopf 1 besteht aus einen Fornatsats 11, beispielsweise für mehrere gleichseitig herzustellende Strange, in den die Pinolenführungen 12 der Pinolen 15 befestigt sind. In den Pinolen 15 ist je eine Axialbohrunj; vorhanden, die in typischen ?ällen eine lichte "exte von 2,5 nun hat. In die, vorzugsweise konve::, insbesondere parabolisch, sich verjüngende Hohlspitze 14 der Pinole 15 kann eine Injektionsnadel 15 eingesetzt sein, die beispielsweise einen Außendurchmesser von 1,5 nn und eine lichte 'Jeitc von 0,9 r-in sowie eine Länge von ca. G na aufweist. Dor Durchmesser und die Lp.nge dieser Injektionsnadel 15 können je nach Zwirn- und Strangstärke variiert worden. Der eigentliche Düsenteil mit dem konkaven Einlaufbereich 8 und der als gerader Auslaßkanal ausgebildeten

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Düse 9 kann Teil einer gesonderten, auswechselbaren Düsenplatte 16 sein, die entsprechend der Zahl der vorhandenen Pinolen 15 einen oder mehrere Auslaßkanäle auf v/eist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Herstellen von zylindrischen Strängen mit zum Beispiel 4 bis 12 mm Durchmesser und mit darin stramm eingebetteter Seele eingesetzt wei len. Bei Verwendung entsprechender Formatsätze 11 und Düüonplatten 16 können auch kleinere Rundprofiie oder flache Stränge extrudiert v/erden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein sorgfältiges Abstimmen der Düsen 9 und Pinolen 13 - sowohl v/as die Form als auch die relative Längsstellung (der Pinole) angeht - Voraussetzung dafür, daß die gewünschte Qualität herstellbar ist und wirtschaftlich produziert werden kann.

Mit einer Vorrichtung zum Herstellen mehrerer Stränge aus plastischen Hassen mit ,je -einer zentrisch eingebetteten Zv/irnseele können Profil stränge gespritzt werden, bei denen die eingebettete Seele die gleiche Länge aufv/eist uie der· Strang und die Querschnitte mehrerer Stränge gleich sind. Wesentlich ist dabei, daß der Spritshopf 2 einen Formatsatz 11 mit mehreren in ihrer Längsrichtung in Pinοlenführungen in Pfeilrichtung 17 verstellbaren Spozicl-Pinolcn 13 und eine Düsenplatte 16 mit mehreren Düsen 9 "*it konkavem Einlauf bereich S aufweist. V/ichtig ist ferner die konkave, insbesondere paraboloid^"örrniga, Ausbildung d-js Einlaufbereichs 3. Eine beispielsweise konisch, d. h. eis gerader Kegel, auf die gerade zylindrische oder rechteckige Auslaßöffnung der Düse 9 zulaufende Form des Einlaufboreichs 3 würde nicht zur Lösung der dor Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe geeignet seirj. In der Regel soll der Spritzkopf - entsprechend den Erfordernicccn des zu verarbeitenden Materials - einen bcheizbcrcij Kancltcil 5 und eine Ströirangsumleiikur-g 7 aufweisen, he da;:u beizutragen, daß der jeweils hergestellte Strang die ervrünsehte Qualität erhrjit.

£iatt zur Paientanmeldung D

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Liste der 3ezu^f~szeichen

1 = Extruder

2 = Spritskopf

3 = Trägerband

4 = Ausgang von

5 = Eingang von

6 = Kanal

7 = Stronungsuralenkung

8 = konkaver Einlaufbereich

9 = Düse

10 = konisches Zuführteil

11 = iOrnatsatz

12 = Pinolenführung 15 = Pinole

14 = Hohlspitze von

15 = Injektionsnadel

16 = Düsenplatte

17 = Pfeilrichtung

Claims (13)

Anlage zur Eingabe.SKjm ß:. 8*.·. 19£4, \ % " <■ Henkel Kommanditgesellschart auf Aktien Henkelstraße 67 4000 Düsseldorf, den 23. 3. 19// Bor/C D 5662 a Gebrauchsmusteranmeldung Vorrichtung zum Spritzen von Strängen aus plastischen Massen Schutzgnsprüche

1. Vorrichtung zum Spritzen von Strängen aus plastischen Massen, wie elasto-plastische und gegebenenfalls klebrige Kautschuk-Produkte bzw. Kitt, mit einer im Strang zentrisch eingebetteten Zwirnseele mit Hilfe eines, insbesondere auf einen Extruder geschalteten, Spritzkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkopf (2) mindestens

ί ' eine als gereder Auslaßlcanal ausgebildete Düse (9) mit

einem sich konkav in Richtung auf den Auslaßlcanal verengenden Einlaufbereich (8) aufweist und daß innerhalb des Spritzkopfes (2) eine einen Längsl-ranal zum Zuführen der Zv/irnseele aufweisende Pinole (13) zentrisch und in ihrer Längsrichtung verstellbar in den konkaven Einlaufbereich (3) der Düse (9) hineinragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düso (9) und deren Einlaufbereich (3) poliert sind.

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2. ^Blatt zur Patentanmeldivig 05662 Bereich Patente und Literatur

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einlaufbereich (8) der Düse (9) paraboloidförmig verengt und unmittelbar in die Düse (9) übergeht.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis _u 3» dadurch gekennzeichnet, daß auswechselbare Düsenplatten (16) auswählbaren Auslaßkanaldurchmessers und diesem angepaßten konkav sich verengendem Einlaufbereich (8)

{ ) vorgesehen sind.

5- Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pinole (13) eine sich konvex, insbesondere parabolisch, verjüngende Hohlspitze (14) aufweist _t die in den sich konkav verengenden Einlaufbereich K£>) der Düse (9) hineinragt.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß in die Hohlspitze (14)

der Pinole (13) eine Injektionsnadel (15) mit einer Längsbohrung zum zentrischen Zuführen der Zwirnseele eingesetzt -. ist und daß die Injektionsnadel (15) aus der Hohlspitze

^ (14) der Pinole (13) herausragt und innerhalb des konkaven

Einlaufbereichs (8) der Düse (9) endet.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem in Längsrichtung der als gerader Auslaßkanol geformten Düse (9) gegenüberliegenden V/andbereich des Spritzkopf es (2) eine zum Verstellen der Pinole (13) in deren Längsrichtung ausgebildete Pinolenführung (12) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch CO-ennseichnet, daß die Pinolen (15) mehrerer in

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einem Spritzkopf (2) vorgesehener Düsen (9) getrennt voneinander längsverstellbar sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß im Eingang (5) des Spritzkopfes (2), insbesondere im Anschluß an einen Extruder (1), eine Strömungsumlenkung (7) für die angeförderte plastische Masse vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß der gerade Auslaßkanal der Düse (9) einen kreis- oder rechteckförmigen Querschnitt aufweist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß im Eingang (5) des Spritzkopfes (2) Führungsmittel zum zentrischen Ausrichten des plastischen Hassenstromes auf ein, vorzugsweise konisch, in den konkav sich verengenden Einlaufbereich (8) der Düse (9) mündendes Format'teil (11) des Spritzkopfes vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem oder nehreren der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß im Eingang (5) des Spritzkopfes (2), insbesondere im Anschluß an einen Extruder (1), hittel zum Beheizen oder Kühlen der ankommenden plastischen Kasse vorgesehen sind.

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4. Blatt zur Patentanmeldung U 5*->52 Bereich Patente und Literatur

13. Strang aus einer plastischen Masse, insbesondere'einer elasto-plastischen kautschuk- oder kittartigen Messe, lit eingebetteter Zv/irnseele und mit runden, recht-' eckigem oder ähnlichem Querschnitt, der mit Hilfe einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 !hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirnseele die gleiche Länge aufweist wie der Strang selbst.