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Selbstzentrierender Kopf für eine Strangpresse zum Ausstoßen von Massen
beim Herstellen von Schläuchen, insbesondere Uberzügen auf elektrischen Leitern
I)ie
Erfindung bezieht sich auf iNfaschinen zum Ausstoßen von ausstoßbaren Mssen, wie
Naturgummimischungen, synthetischen gummimischungen utid synthet i scheu Thermoplasten,
zusammen im nachfolgenden der Einfachheit halber als Masse bezeichnet, um ein Rohr
oder einen Überzug bzw. eine Umhüllung für eine Seele zu bilden. Solche Maschine
besitzen einen Zylinder, im allgemeinen Lauf genannt, in welchem ein Kolben oder,
wie es üblicher ist, eine sich drehende Speiseschnecke arbeitet, um die an einem
Ende des Laufs eingeführte Masse den Lauf entlang und dann in einen Ausstoßungskopf
am anderen Ende des Laufs zu fördern. Äns diesem Kopf wird die Masse durch eine
Matrize herausgedrückt, um entweder einen Überzug auf einer Seele zu bilden, welche
nach vorn durch die Formöffnung sich zu bewegen veranlaßt wird, oder um ein Rohr
zu bilden. Im ersten Fall wird die Seele durch den Kopf zu der Form durch ein Glied
geführt, welches dazu dient, die Seele in der'Formöffnung zu zentrieren oder sonstwie
zu lagern. Im letzteren Fall bildet das Glied einen Dorn oder lagert einen solchen,
zwischen welchem und der Formwand die Masse als Rohr ausgestoßen wird. Dieses Glied,
gleichgültig ob es für den Durchlaß einer Seele längs geschlitzt ist oder nicht,
wird im nachfolgenden als Seelerohr bezeichnet.
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Im besonderen betrifft die Erfindung Aus. stoßungsmaschinen der Art,
bei welchen der Kopf am Lauf in einer Weise befestigt ist, daß die Achse des Kopfes
quer, im allgemeinen rechtwinklig, zur
Laufachse liegt. Derartige
Köpfe sind bekannt, welche aus einem Block bestehen, der eine Durchbohrung und eine
seitliche Öffnung besitzt. Die seitliche Öffnung führt von der Ausgangsöffnung am
vorderen Laufende zur Durchbohrung, in deren eines Ende ein Seelerohr paßt, welches
in der Regel eine mittlere Öffnung besitzt, welche zur Führung einer Seele nach
einer Matrize hin dient, welch letztere selbst in dem anderen Ende der Bohrung angeordnet
ist. Zwischen der seitlichen Öffnung im Block und dem Ende des Seelerohrs, welches
der Matrize am nächsten liegt, im nachfolgenden als vorderes Ende bezeichnet, ist
das Seelerohr von verringertem Querschnitt, um zwischen ihm und der Wand der Durchbohrung
zwei Durchlässe von mehr oder weniger segmentförmigem Querschnitt zu schaffen. Je
einer dieser Querschnitte befindet sich auf jeder Seite einer mittleren Rippe, welche
die Masse von der seitlichen Öffnung zu einer Formkammer zwischen dem vorderen Ende
des Seelerohrs und der Matrize führt und allmählich ihre allgemeine Fließrichtung
ändert, wie sie sich den vorderen Enden der Durchlässe nähert. Köpfe dieser Art,
welche bisweilen bekannt sind und im nachfolgenden als selbstzentrierende Köpfe
bezeichnet werden, besitzen ein kleines Fassungsvermögen. Daher verbleilbt die Masse
nur kurze Zeit in ihnen im Vergleich zu der Zeit, welche sie in Köpfen verbleilbt,
welche ein Seelerohr von wesentlich geringerem Durchmesser als dem inneren Kopfdurchmesser
besitzen, während das volumetrische Verhältnis der Ausstoßung das gleiche ist. Infolgedessen
ist die Gefahr der Überhitzung der Masse in dem Kopf verringert.
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Indessen entstehen doch mitunter sogar mit sell) stzentrierenden
Köpfen Schwierigkeiten, zunächst in bezug auf das Erhalten von Rohren und überzügen
gleichmäßiger Wandstärke, und d ferner, wenn die ausgestoßene Masse eine in der
Wärme härtende Mischung, z. B. eine Naturgummimischung, ist, in bezug auf die Herstellung
von Rohren und Überzügen ohne gelegentliche Unterbrechung, wie sie durch das Verstopfen
der Form mit Klumpen der Masse verursacht wird. Diese Klumpen kommen aus ruhenden
Taschen der Masse, welche vorzeitig vulkanisiert geworden sind. Es ist ein Ziel
der Erfindung, eine verbesserte Kopfform zu schaffen, bei welcher diese Schwierigkeiten
verringert oder beseitigt sind.
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Demgemäß schafft die Erfindung einen selbstzentrierenden Kopf, bei
welchem die mittlere Rippe des Seelerohrs sich über die vordere Kante der seitlichen
Öffnung in der Kopfwand um eine Strecke von etwa dem halben Durchmesser dieser Öffnung
oder mehr hinaus erstreckt und bei welchem am vorderen Ende der mittleren Rippe
die zwei durch die Rippe getrennten Durchlässe von symmetrischem Querschnitt um
eine Ebene sind, welche die Ausstoßungsachse enthält und zur senkrechten Ebene der
Rippe die Normale ist. Der Ausdruck Vorderkante wird gebraucht, um die Kante zu
bezeichnen, welche dem Auslaßende des Kopfes am nächsten ist.
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Durch Verwendung eines Seelerohrs, dessen mittlere Rippe sich beträchtlich
über die Vorderkante der seitlichen Öffnung hinaus erstreckt, wird die Wirkung der
Ungleichbeit zwischen der größten und kleinsten Länge des Fließweg zwischen der
seitlichen Öffnung und der Formkammer beträchtlich im Vergleich zu der verringert,
welche bei den bekannten Formen selbstzentrierender Köpfe herrscht, bei denen die
mittleren Rippen der Seelerohre an oder nahe der Vorderkante der seitlichen Öffnung
enden. Dieser Umstand in Verbindung mit der svmmetrischen Form der Durchlässe am
Eingang zur Formkammer bewirkt Gleichmäßigkeit des Auslasses auf dem ganzen Umfang
der Form.
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Gemäß einem weiteren Alerlimal der Erfindung verringert sich die
Fläche des Querschnitts des Wegs für den Fluß der Masse durch den Kopf allmählich,
und zwar von einem Afaximum am Einlaßende der seitlichen iliffnung bis zu einem
Alinimutn in der Nähe des vorderen Endes des Seelerohrs in dem Nlaße, wie er sich
der Ausstoßungsöffnung nähert. Dies kann dadurch erzielt werden, daß der seitlichen
Öffnung konische Form gegeben wird und jeder der zwei zwischen der Rippe des Seelerohrs
und der Wand der Ourchlbollrung im Kopf gebildeten Durchlässe einen allmählich sich
verringernden Querschnitt durch geeignete Abanderung der Rippenstärke erhält. Hierdurch
wird eine Scheuerwirkung erzielt, welche zur Verhütung der Bildung ruhender I\fassetaschen
im Kopf beiträgt. Zur Verhütung einer ruhenden Tasche vor der Speiseschnecke kann
der mittlere Teil der Endfläche der Speiseschnecke mit einer Nase versehen sein,
welche in die konische Seitenöfinung im Kopfe hinein ragt.
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Um die Erfindung besser erläutern und ausführen zu können, soll eine
bevorzugte Ausführungsform eines selbstzentrierenden Kopfes nach der Erfindung an
Hand der Zeichnungen be schrieben werden. Es stellt dar Fig. I Schnitt des Kopfes.
welcher am vorderen Laufende einer Gummiausstoßungsmaschine angeordnet ist, Fig.
2 und 3 Teilquerschnitte von dem Kopf nach den Linien Il-II und III-III der Fig.
I, Fig. 4 einen Seitenriß und Fig. 5 und 6 Grundriß und umgekehrten Grundriß des
mit einer Nase ausgestatteten Seelerohrs.
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Nach diesen Zeichnungen besteht der Kopf aus einem Block I mit einer
Bohrung 2, welche sich von seiner hinteren Fläche 3 durch einen zylindrischen Fortsatz
4 zu seiner entgegengesetzten Fläche 5 erstreckt und mit einer seitlichen Öffnung
6, welche vom Auslaßende des Zylinders 7, in welchem die Speiseschnecke 8 arbeitet,
zum Innern der Bohrung 2 führt. Dieser Block von im wesentlichen rechteckiger Form
ist abnehmbar durch eine einzige Schraubenklemmvorrichtung 9, IO an seiner Stelle
befestigt.
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An ihrem vorderen Ende ist die Bohrung 2 zur Aufnahme einer Matrize
1 1 erweitert, welche an ihrem Platze durch eine Haltemutter 12 festgehalten wird,
welche auf den außen mit Gewinde
versehenen Fortsatz 4 aufgeschraubt
ist. Die Innenseite der Matrize enthält eine konische Oberfläche 13, welche zum
Hals der Form führt und die vordere Endwand des Kopfinnern bildet. Die hintere Endwand
des Kpfinnern wird durch ein Seelerohr 14 gebildet, welches in die zylindrische
Bohrung 2 paßt und an seinem hinteren Ende einen Kragen 15 besitzt, welcher in einen
erweiterten Teil der Bohrung 2 hineinragt. Dieser Kragen wird gegen eine Stufe I6
durch eine Mutter I7 gepreßt, welche iii einen hoch stärker erweiterten Teil der
Bohrung hineingeschraubt ist, wodurch das Seelerolir zwangsläufig in den1 Kopf in
axialer Richtung gelagert ist. Es ist winkelförmig mittels eines Keils 18 gelagert,
welcher in einem Keilschlitz in der Wand der Bohrung 2 eintritt.
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Zwischen dem lii uteren Innenrand der seitlichen Öffnung 6 in der
Wand der bohrung 2 und ihrem vorderen Ende besitzt das Seelerohr verringerten Querschnitt,
um zwischen sich und der Wand der Bohrung 2 ein Paar Durchlässe 19 zu schaffen.
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Diese Durchlässe führen von der seitlichen Öffnung zu einer Formkammer
20 zwischen dem vorderen Enile des Seelerohrs und der konischen hinteren Fläche
der Matrize. Je ein Durchlaß befindet sich auf jeder Seite einer mittleren Rippe
2I, durch welche sich ein mittlerer Durchlaß 22 für die umhüllende Seele erstreckt.
vorzugsweise erstreckt sich die Rippe 21 über die seitliche Öffnung 6 in dem Kopf
um ein Stück von 1 ½- bis 2mal des Durchmessers der Öffnung hinaus und verläuft,
wie in Fig. 1 gezeigt, bis zum hinteren Rand der konisch geforment Vorderwand I3
der Formkammer 20. Vorzugsweise wird ferner eine geschlitzte abnehmhare konische
Nase 23 als Stütze für die Seele bis nahe zu ihrem Eintritt in den Hals der Matrize
11 vorgesehen. An gegenüberliegenden Seiten der Nase 23 verjüngt sich die Rippe
21 zur Bildung stumpfer Messerkanten 24.
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Die Formen des Seelerohrs 14 und der Durchlässe 19 sind klarer in
den Fig. 2 bis 6 gezeigt. Aus Fig. 3 ergibt sich, daß am vorderen Ende der mittleren
Rippe 21 die zwei Durchlässe 19 im Querschnitt symmetrisch um die Ebene x-x sind,
welche die Ausstoßungsachse enthält und die Normale zur mittleren Ebene der rippe
ist.
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Gemäß Fig. 3 sind die Tragflächen 25a und 25b der mittleren Rippe,
welche auf die Wand der Durchbohrung 2 passen, breiter gemacht als die Stärke der
Rippenteile zwischen ihnen und dem geschlitzten mittleren Teil der Rippe. Die Ecken
zwischen den tragenden Teilen und den Seitenflächen der Rippe sind abgerundet, um
die Stöße von den segment- oder halbmondförmigen Fließdurchlässen 19 zwischen Rippe
und Wand der Durchbohrung zu beseitigen. Dieser Umstand verringert ferner die Gefahr
des Auftretens von ruhenden Nlassetaschen in diesen Durchlässen. Die gekrümmte Strecke
der Lagerfläche 25a des Rands der mittleren Rippe 21, welche auf der gleichen Seite
der .\usstoßungsachse wie die seitliche Öffnung 6 liegt, nimmt allmählich von einem
Punkt in der Nähe der seitlichen Öffnungenbis zu einem NIaximum etwa in der Mitte
zwischen der seitlichen Öfnung und dem vorderen Ende der Rippe 21 ZU und dann allmählich,
wie sie sich dem vorderen Ende nähert, auf ein Minimum ab, vorzugsweise derart,
daß die Lagerfläche, wie in Fig. 5 gezeigt, annähernd elliptisch ist. Der benachbarte
Teil der Rippe ist entsprechend in seiner Dicke verstärkt. Diese Ausbildung der
rippe hat zwei Vorteile. Sie versteift die rippe in einer zu ihrer senkrechten Ebene
normalen Richtung und verringert jede Neigung des Seelerohrs I4, im Falle seiner
Abnutzung, im Kopfe I in einer zur mittleren Ebene der Rippe normalen Richtung zu
schaukeln. Da sie ferner die geringste Länge jedes Fließdurchlasses 19 ohne Veränderung
der größten Länge vermehrt, sichert sie größere Gleichförmigkeit in der Stärke der
ausgestoßenen Umhüllung. Zusätzliche seitliche Versteifung kann dem Seelerohr dadurch
gegeben werden, daß ein Stift 26 durch die Kopfwand hindurch und in einer Aussparung
27 im vorderen Ende der mittleren Rippe des Seelerohrs durchgesteckt wird. Die Aussparung
kann in die Bohrung des Seelerohrs münden und der Stift dazu dienen, die Nase 23
im Seelerohr, wie in Fig. I gezeigt, zu halten.
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Die Art der allmählichen Verringerung der Fläche des Querschnitts
des Wegs für den Fluß der Masse durch den Kopf in seiner bevorzugten Form wird durch
die folgenden Zahlen für eine Maschine mit einer Speiseschnecke von 8,25 cm Durchmesser
gegeben: Fläche des Flußwegs am Einlaßende der seitlichen Öffnung 19,8 cm2, Fläche
des Flußwegs am Auslaßende der seitlichen Öffnung 15,5 cm2, Fläche des Fluß wegs
am Punkte des kleinsten Querschnitts (Linie III-III der Fig. 4) 10,3 cm2.
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Über diesen Punkt hinaus wächst naturgemäß der Querschnitt wieder
an, und am hinteren Ende der Formkammer beträgt die Fläche wieder 15,1 cm2.