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Spritzmaschine zum Erzeugen von gestreiften Isolierstoffmänteln auf
elektrischen Leitern oder zur Herstellung von gestreiften Schläuchen oder ähnlichen
fortlaufenden hohlen oder vollen Gebilden
Die Erfindung ,ezieht sich auf eine Spritzmaschine
zum Erzeugen von längs- oder schraubenförmig gestreiften Isolierstoffmänteln auf
elektischen Leitern o. dgl. oder zur Herstellung von längs- oder schraubenförmig
gestreiften Schläuchen oder ähnlichen fortlaufenden hohlen oder vollen Gebilden
aus einem durch Wärme und/oder Druck verformbaren Werkstoff, bei der zwei oder mehr
Ströme von im Aussehen unterschiedlichen, z. B. verschieden gefärbten Werkstoffen,
die in Förderschnecken verformbar gemacht, verdichtet und unter Druck gesetzt werden,
in einem gegebenenfalls gedrehten Spritzkopf zusammengeführt und aus diesem gemeinsam
ausgepreßt werden.
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Von bereits bekannten Maschinen dieser Art unterscheidet sich der
Erfindungsgegenstand in erster Linie dadurch, daß die Förderschnecken um den Spritzkopf
sich drehende Umlaufkörper mit wenigstens an einer Stirnseite angeordneten Spiralnuten
sind, welche die ihren äußeren Windungsteilen zugeführten Werkstoffe an die Nuten
abdeckenden, stillstehenden und gegebenenfalls beheizten Wänden entlang im wesentlichen
radial einwärts fördern und in die Zuführungskanäle des Spritzkopfes drücken. Die
mit Spiralnuten versehenen Förderschnecken können zwei oder mehrgängig sein. Die
die Spiralnuten enthaltenden Stirnflächen der Umlaufkörper können mehr oder weniger
kegelig sein; vorzugsweise werden sie eben ausgeführt. Durch die neuartige Anordnung
und
Ausbildung der Förderschnecken wird zunächst eine besonders
gedrungene, raumsparende Bauform und zugleich ein sehr einfacher und übersichtlicher
Aufbau der Spritzmaschine erreicht. Die Bauart wird besonders einfach, wenn man,
wie dies bei der Erfindung möglich ist, zwei Schnecken an einem Umlaufkörper vereinigt,
indem dieser an beiden Stirnseiten mit Spiralnuten versehen wird. Das hat überdies
den Vorteil, daß die von beiden Seiten auf den Umlaufkörper ausgeübten Axialdrücke
sich gegenseitig ausgleichen. Die aus Umlaufkörpern mit stirnseitigen Spiralnuten
bestehenden Förderschnecken zeichnen sich außerdem durch eine lange Lebensdauer
aus, weil der auftretende Verschleiß durch Verstellung der die Spiralnuten abschließenden
Wände leicht und vollkommen ausgeglichen werden kann. Ein weiterer wesentlicher
Vorteil der neuen Anordnung und Ausbildung der Förderschnecken liegt darin, daß
diese die Werkstoffe unmittelbar in die Zuführungskanäle des Spritzkopfes austragen.
Damit fallen nicht nur die bei bekannten Maschinen zwischen dem Spritzkopf und den
davon räumlich getrennten Schneckengehäusen nötigen Rohrverbindungen fort, sondern
es werden zugleich die durch die langen, vielfach geknickten Wege von den Schnecken
zur Kaliberdüse bedingten Druckverluste und Druckschwankungen vermieden. Die verformbar
gemachten und unter Druck gesetzten Werkstoffe fließen auf dem kürzesten Wege zur
Kaliberdüse des Spritzkopfes, so daß dieser die zu verspritzenden Werkstoffe in
stetigem Strom und mit gleichmäßigem Druck zugeführt werden, was für die Erzielung
scharf abgegrenzter Farbstreifen am herzustellenden Mantel, Schlauch o. dgl. von
wesentlicher Bedeutung ist.
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Zur Erzielung von stetigen, unter ständig gleichmäßigem Druck stehenden
Werkstoffströmen trägt auch der Umstand bei, daß die neuen Förderschnecken so ausgebildet
werden können, daß ihre Spiralnuten ringsum den Spritzkopf nach dessen die Mündungen
der Zuführungskanäle enthaltenden Mantelfläche offen sind. Zu dem Zweck brauchen
nur die die ineinanderliegenden Windungen der Ringnuten voneinander trennenden Wände
schmal gehalten zu werden, indem die Nuten von den Zwischenräumen schmaler, spiralförmig
verlaufender Rippen gebildet sind. Die im Spritzkopf ausgesparten Zuführungskanäle
stehen dann mit den Austragenden der Spiralnuten unabhängig von der jeweiligen Drehstellung
des Umlaufkörpers zum Spritzkopf ständig in unmittelharer Verhindung, so daß die
Werkstoffe stets mit vollem Druck in die Kanäle eintreten können. Damit sind die
Druckverluste und vor allem die Druckschwankungen vermieden, die bei bekannten Maschinen
dadurch eintreten, daß zwischen den im Spritzkopf ausgesparten Kanälen und den Kanälen
eines zum Abschluß der von den Schnecken kommenden Zuführungsrohre dienenden, stillstehenden
Spritzkopfgehäuses Ringnuten eingeschaltet sein müssen, die von den Kunststoffströmen
je nach der Drehstellung des Spritzkopfes auf einem längeren oder kürzeren Weg durchlaufen
werden.
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Das Ziel, die verschiedenfarbigen Streifen am herzustellenden Mantel,
Schlauch 0. dgl. scharf voneinander zu trennen, kann nach der Erfindung weiter noch
dadurch gefördert werden, daß die Kaliberdüse des Spritzkopfes mit den axial in
ihr einmündenden Zuführungskanälen für die Werkstoffströme durch Offnungen verbunden
sind, die sich, innerhalb des lichten Querschnittes der Düse liegend, je über einen
dem Anteil des von ihnen geführten Werkstoffes am Schlauch o. dgl. Querschnitt entsprechenden
Flächenteil des lichten Düsenquerschnittes erstrecken.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
wobei der Einfachheit halber nur die zum Verständnis der Erfindung nötigen Teile
dargestellt sind. Dabei zeigen Fig. I einen Achsenschnitt einer Maschine zum Ummanteln
eines elektrischen Leitungsdrahtes, Fig. 2 einen Teilquerschnitt nach der Linie
4-S in Fig. I.
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I und 2 sind zwei an einer Grundplatte befestigte senkrechte Wände,
die je aus zwei Platten zusammengesetzt sind. In der hinteren Wand I ist eine Welle
3 drehbar gelagert, die durch ein (nicht mit dargestelltes) Getriebe mit regelbarer
Drehzahl angetrieben werden kann. Die Welle 3 enthält eine zentrale Längsbohrung
4, die am vorderen Wellenende in zwei Stufen erweitert ist. In der hinteren Erweiterung
5 sitzt unverdrehbar ein Bolzen 6, der eine zentrale Längsbohrung zur schließenden
Führung eines durch die Bohrung 4 der Welle 3 hindurch zugeführten Drahtes enthält
und an seiner vorderen Stirnfläche einen keilförmigen Vorsprung 8 trägt. (Bei der
Herstellung lichter Gebilde, z. B. Schläuche, trägt der Bolzen 6 einen Dorn.) In
der vorderen Erweiterung 9 der Wellenbohrung 4 sitzt dagegen unverdrehbar eine Platte
IO, die eine vorn offene zentrale Bohrung II enthält, an die sich hinten eine auf
den Keil 8 passende Öffnung anschließt. Durch diese Öffnung greift der Keil hindurch,
der so in der Bohrung 1 1 eine mittlere Scheidewand bildet. Außerdem ist die Platte
IO mit zwei gegenüberliegenden radialen Kanälen I2, I2' versehen, die innen in die
Bohrung 1 1 münden und an die sich außen zwei im vorderen Wellenende ausgesparte
schräge Kanäle 13, 13' anschließen, die auf gegenüberliegenden Seiten, aber in Achsrichtung
der Welle versetzt, am Wellenumfang ausmünden. In den vor der Platte IO liegenden
Teil der vorderen Erweiterung 9 der Wellenbohrung greift eine Büchse 14 ein, die
sich mit ihrem hinteren Stirnende dicht an die Platte 10 anschließt, während sie
mit einem an ihrem vorderen Ende vorgesehenen Flansch 15 und einem Schraubring I6
an der vorderen Maschinenwand 2 befestigt ist. Die Büchse I4 hat eine zentrale Bohrung
17, die auf dem hinteren Teil ihrer Länge zylindrisch ist und sich zweckmäßig vorn
konisch erweitert. Die Büchse 14, deren zylindrische Bohrung I7 die gleiche Weite
hat wie die Bohrung II der Platte 10, bildet eine Kalibrierdüse zur Führung und
äußeren Formgebung des auf dem Draht aufgebrachten Kunststoffmantels. Der Werk-
stoff
für diesen Malltel wird in zwei getrennten Strömen durch die Kanäle I3, I2 und 13',
I2' zugeführt, von denen die inneren I2, 12 durch den Keil 8 voneinander getrennt
von hinten her in die Bohrung I7 der Büchse 14 einmünden. Die Mündung eines jeden
Kanals I2, I2' entspricht, wie ersichtlich, einem halben Querschnitt der Büchsenbohrung
I7, so daß die beiden in letztere eintretenden Werkstoffströme sich zu einem den
Draht 7 rings umhüllenden Schlauch ergänzen.
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Zur Speisung des vom vorderen Ende der Welle 3 und der Büchse 14
gebildeten Spritzkopfes mit Werkstoff, z. B. einem thermoplastischen Kunststoff,
sind zwei Förderschnecken vorgesehen, die im Beispiel zu einem Bauteil vereinigt
sind. Im Zwischenraum der beiden Wände I, 2 ist eine Kreisscheibe I8 angeordnet,
die mit einer zentralen Bohrung auf dem vorderen Wellenende und mit ihren Stirnflächen
an den Wänden I, 2 dicht geführt ist. Die Kreisscheibe I8 ist an ihrem Außenrand
mit einem Zahnkranz 19 versehen und kann durch ein nicht dargestelltes Getriebe
mit regelbarer Drehzahl gedreht werden. Sie ist in der \Veise als l)ol)l)elsclineeke
ausgebildet daß sie an beiden Stirnflächen in Spiralform verlaufende Nuten 20, 21
aufweist, die durch die Wände I, 2 abgedeckt sind. Die Nuten 20, 21 werden durch
die Zwischenräume von schmalen, spiralförmig verlaufenden Rippen 26 gebildet. Jede
Stirnfläche der Scheibe I8 könnte eine einzige Spiralnut enthalten.
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Es ist jedoch vorteilhafter, auf jeder Seite zwei ineinander angeordnete
Spiralnuten vorzusehen, die von der Kreisscheibe I8 gebildeten Förderschnecken also
zweigängig auszubilden. Während die Spiralnuten 20 und 21 an ihren äußeren Enden
in einiger Entfernung vom Zahnkranz 19 geschlossen sind, sind sie an ihren inneren
Enden nach der Bohrung der Scheibe I8 offen. Sie stehen hier mit den auf den Wellenumfang
mündenden Kanälen I3, I3' der Welle 3 in Verbindung, und zwar die Spiralnuten 20
der einen Schnecke mit dem Kanal I3 und diejenigen 2I der anderen Schnecke mit dem
Kanal 13'.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, erstreckt sich die Mündung einer jeden
Spiralnut über einen halben Kreisumfang, so daß jede Förderschnecke mit dem zugehörigen
Kanal I3 bzw. I3' unabhängig von der jeweiligen Drehstellung der Scheibe i8 zur
Welle 3 in unmittelbarer Verbindung steht. Infolgedessen findet ein stetiger Austritt
des Werkstoffes aus den beiden Förderschnecken in die Kanäle I3, I3' statt, wodurch
eine gleichmäßige Speisung des Spritzkopfes mit den beiden durch die Schnecken I8,
20, 21 geförderten Werkstoffen gewährleistet ist.
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)hen in den beiden Wänden I, 2 sind zwei auf die Stirnflächen der
Kreisscheibe 18 führende, trichterartige Aussparungen 22, 23 vorgesehen, durch welche
hindurch der zu verarbeitende Werkstoff den Spiralnuten 20 und 2I zugeführt wird.
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.\n die i\usspnruigell 22, 23 schließen sieh ollen zwei (nicht gezeichnete)
Fülltrichter von angemessenem Fassungsvermögen an. Die beiden die Kreisscheibe zwischen
sich fassenden Wände I, 2 können gegeneinander verstellbar sein, um den Verschleiß
an den Stirnflächen der Kreisscheibe Ig auszugleichen und ein dauernd dichtes Anliegen
der Wände zu gewährleisten. Sie enthalten je einen über den größten Teil der Stirnflächen
der Scheibe I8 sich erstreckenden, ringförmigen Hohlraum 24 von flach rechteckig-m
Querschnitt. In jedem Hohlraum 24 ist ein elektrischer Heizwiderstand 25 angeordnet,
der dazu dient, die die Spiralnuten 20, 21 abschließenden Wände I, 2 zu beheizen,
wobei durch Wärmeleitung auch die die Nuten enthaltende Kreisscheibe I8 sowie der
vom vorderen Ende der Welle 3 und der Büchse 14 gebildete Spritzkopf angemessen
erwärmt werden.
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Den beiden Förderschnecken 20, 2I werden durch die Trichter 22, 23
zwei verschieden gefärbte thermoplastische Kunststoffe in vorgespritztem pulverförmigem
oder ähnlichem Zustand zugeführt.
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Die Kunststoffe werden in den Spiralnuten 20, 21 nach der Mitte der
Scheibe I8 hin befördert, wobei sie durch ihre Berührung mit den Wänden I, 2 erhitzt
und allmählich in einen zu ihrem Verspritzen geeigneten plastischen, z. B. zähflüssigen
Zustand übergeführt werden, während sie gleichzeitig zusammengepreßt und verdichtet
werden. Dabei besteht deshalb, weil die Windungen der Spiralnuten nach der Mitte
der Scheibe zti stetig kürzer werden, der wesentliche Vorteil, daß auch die Reibungswege
der Kunststoffe entlang den von den Wänden I, 2 gebildeten Heizflächen mit wachsendem
Druck abnehmen. Aus den Förderschnecken gelangen die plastischen Kunststoffe in
die Kanäle 12, 13 und 12', I3' und fließen durch diese mit gleichmäßigem Druck zum
Spritzkopf, wo sie beiderseits des zugeführten Drahtes x in zwei stetigen Strömen
in die Bohrung 17 der Büchse 14 austreten. Die beiden Ströme vereinigen sich in
der Büchse 14 zu einem den Draht x rings umschließenden Schlauch, wobei sie infolge
ihrer Wärme und des Druckes, dem sie beim Hindurchtreiben durch die Büchse 14 ausgesetzt
sind, zu einem einheitlichen Körper zusammeuschweiflen, der bei seinem Erkalten
den beispielsweise gummiartigen Endzustand des benutzten Kunststoffes annimmt. Der
auf diese Weise ummantelte Draht x wird durch ein geeignetes Abzugswerk fortlaufend
abgezogen und aufgewickelt.
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Steht die Welle 3 während der Arbeit still, dann erhält man auf dem
Draht einen Schlauch, bei dem die beiden verschiedenfarbigen Kunststoffe zwei längs
v erlaufende. gerade Farbstreifen bilden. Wird die Welle 3 gedreht, dann tritt während
des Hindurebtretens des Schlauches durch die Bohrung 17 der Büchse 14 ein Verwinden
der verschiedenfarbigen Längshälften des gebildeten Schlauches ein, so daß man zwei
schraubenförmig verlaufende Farbstreifen erhält. Die Steigung der schraubenförmigen
Streifen kann durch Regelung der Drehzahl der Welle 3 im Verhältnis zur Abzugsgeschwindigkeit
des Drahtes beliebig gewählt werden. Sowohl bei stillstehender als auch bei gedrehter
Welle sind die verschieden farbigen Streifen durch scharfe Begrenzungslinien voneinander
getrennt. Ein Ineinanderlaufen oder Vermischen tritt nicht ein, so daß ein Verwischeii
der Begrenzungslinien vermieden ist.
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Zu diesem Erfolg trägt der Umstand bei, daß die beiden Kunststoffströme
deshalb, weil die Kanäle 13, I3' mit den Mündungen der Spiralnuten 20, 21 in dauernder
Verbindung stehen, stetig und mit gleichmäßigem Druck in die Düsenbohrung I7 austreten
und ferner, daß die Mündungen der Kanäle I2, I2' in die Büchse 14 je die Fläche
eines Halbkreises haben, so daß die Ströme schon in Form eines halben Schlauchquerschnittes
in die Büchsenbohrung 17 eintreten, sich darin also nicht mehr seitlich auszubreiten
brauchen. Zweckmäßig können auch die Kanäle I2, I2' schon einen ihrer Mündung in
die Büchse 14 angepaßten, nämlich länglichen Querschnitt haben.
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Im Rahmen der Erfindung sind Abänderungen des dargestellten Beispiels
sowie andere Ausführungsformen und Anwendungen möglich So könnte die neue Vorrichtung
außer zum Isolieren von elektrischen Leitungsdrähten auch zum Ummanteln von anderen
Drähten, von Kabeln o. dgl. benutzt werden.
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Ferner ist sie in solchen Fällen anwendbar, wo es sich um die Herstellung
von Hohlschläuchen, z. B. zum Aufschieben auf Leitungsenden o. dgl., handelt.
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Ferner kann die Vorrichtung zur Herstellung von farbig gestreiften
Kordeln oder Fäden oder farbig gestreiften und verwundenen Effektkordeln oder Fäden
benutzt werden, die nach Belieben hohl, d. h. schlauchförmig oder voll sein können.
Bei der Herstellung von hohlen Schläuchen, Kordeln oder Fäden wird in der Büchse
14 in der Verlängerung des Keiles 8 ein Dorn angeordnet. Mit der beschriebenen Vorrichtung
können neben thermoplastischen Kunststoffen beliebige andere Kunst-oder auch Naturstoffe
verarbeitet werden. die unter dem Einfluß von Wärme und/oder Druck in einen zum
Hindurchdrücken durch einen Spritzkopf geeigneten plastischen oder mehr oder weniger
flüssigen Zustand gebracht werden können und in diesem Zustand durch Druck zu einem
einheitlichen Körper verschweißen.
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Wenngleich die geeignete Vereinigung der beiden Förderschnecken zu
einem gemeinsamen Schneckenkörper wegen des Ausgleichs der auftretenden Axialdrücke
besonders vorteilhaft ist, könnte jede der beiden Schnecken von einer getrennten
Kreisscheibe gebildet sein. Statt daß die die Spiralnuten tragenden Stirnflächen
der Scheibe IS eben sind, könnten sie, natürlich zusammen mit den die Spiralnuten
abdeckenden Flächen der Wände I, 2. mehr oder weniger kegelig gestaltet sein. Die
Erfindung ist auch dann anwendbar, wenn der herzustellende Schlauch 0. dgl. mehr
als zwei verschiedenfarbige Streifen aufweisen soll. Es können dann mehrere Förderschnecken
der beschriebenen Art in Richtung der Welle 3 hintereinander angeordnet sein, die
in mehr als zwei in der Welle 3 ausgesparte und in die Bohrung der Düse 14 ausmündende
Kanäle fördern. Die verschiedenfarbigen Streifen des Schlauches o. dgl. können gewünschtenfalls
unterschiedliche Breite haben. Ihre Breite kann durch Änderung des Mündungsquerschnittes
der Zuführungskanäle I2, I2' oder gegebenenfalls auch durch Änderung des Druckes
der zum Spritzkopf geführten Werkstoffströme bzw. durch Regelung der Förderleistung
der Zuführungsschnecken eingestellt werden. Um bei der Herstellung einer Ummantelung
mit schraubenförmig verlaufenden Farbstreifen ein Mitdrehen des Drahtes x zu verhindern,
können nötigenfalls hinter dem Spritzkopf unter Federdruck am Draht anliegende stillstehende
Führungsbacken vorgeseheii sein. Die Büchse 14 kann gewünschtenfalls statt an der
Wand 2 an der Welle 3 befestigt sein und sich mit dieser drehen.