DEP0011374DA - Pressenkopf für Strangpressen, insbesondere zur Herstellung von Kabelmänteln - Google Patents

Description

Die in den meisten Kabelwerken vorwiegend in Gebrauch befindlichen Kabelmantelpressen stehender Bauart sind mit Pressenköpfen ausgestattet, die in Bezug auf einwandfreies Funktionieren, insbesondere hinsichtlich der Masshaltigkeit des erzeugten Kabelmantels vielfach Mängel aufweisen. Diese Mängel der bekannten Pressenköpfe liegen vor allem darin, dass sich die in den Pressenkopf eingebauten Presswerkzeuge, wie Pressdorn und Dornhalter, als Folge des hohen einseitigen Pressdruckes im Innern der Presskammer aus ihrer zentrischen Mittenlage verschieben, wodurch die Wandstärken der Kabelmantel ungleichmässig ausfallen. Da aus Sicherheitsgründen eine Mindestwandstärke des Mantels an keiner Stelle unterschritten werden darf, muss man notgedrungen beim Pressen des Kabelmantels eine grössere Wandstärke einstellen, um den unvermeidlichen Unregelmässigkeiten des Pressvorganges Rechnung zu tragen. Das bedeutet aber nicht nur eine Verschwendung von kostbarem Mantelmetall, sondern bedingt auch eine Gewichtserhöhung und Durchmesservergrösserung des Kabels.

Die Verschiebung des Hohldornes aus seiner zentrischen Mittenlage ist darauf zurückzuführen, dass bei den jetzt meist gebräuchlichen Winkelpressköpfen das unter hohem Pressdruck von obenher in die Presskammer des Presskopfes einmündende Pressgut einseitig von oben auf den Hohldorn bzw. auf den Dornhalterkopf auftrifft, wodurch der Hohldorn, hauptsächlich aber seine Massehaltigkeit des Kabelmantels beeinflussende Dornspitze, leicht nach unten gedrückt, also aus seiner zentrischen

Mittenlage verschoben wird, weil nur ein ungenügend hoher Pressdruck auf der gegenüberliegenden Seite der Dornspitze von unten wirksam ist, der dem von obenher wirkenden Pressdruck nicht das Gleichgewicht halten kann. Die frei in die Presskammer hineinragende Hohldornspitze federt bei Druckschwankungen während des Pressvorganges sowie bei jeder Stillsetzung der Presse zwecks Neufüllung mit Pressgut. Das Hin- und Herpendeln der Dornspitze, wenngleich in der Grössenordnung nur unbedeutend, verursacht im Hinblick auf die äusserst gering bemessenen Wandstärken der Kabelmäntel eine wesentliche, technische und wirtschaftliche nicht tragbare Ungleichmässigkeit der Kabelmantel-Wandstärken.

Die Erfindung hat zum Ziel, das unter wechselnden Pressdrücken erfolgende Pendeln der Dornspitze bzw. des Dornhalterkopfes zu vermeiden. Das geschieht dadurch, dass die Pressgutzuführungskanäle des Pressenkopfes an der Einmündung in die Presskammer derart angeordnet und gestaltet werden, dass das Pressgut innerhalb der Presskammer an wenigstens zwei diametral gegenüberliegenden Seiten und symmetrisch zur Mittenachse der Presswerkzeuge auf die Dornspitze bzw. auf den Dornhalterkopf auftrifft, so dass der Hohldorn und das Kopfende des den Hohldorn umschliessenden Dornhalters beim Pressvorgang rundum einseitig gleichmässigen, gegenseitig sich die Waage haltenden Pressdrücken ausgesetzt sind. Hohldorn und Dornhalter "schwimmen" somit gewissermassen in dem sie umgebenden Pressgutstrom, so dass auch bei wechselnden Druckhöhen während des Pressvorganges und nach einer Presspause, während der der Aufnehmer mit Pressgut neu gefüllt worden ist, keine einseitigen Pressdrücke auftreten können, die eine Mittenverschiebung der Dornspitze herbeiführen könnten. Die Kabelendungen an den Einmündungen in die Presskammer können so liegen, dass ihre Ebene mit der Achse der Presswerkzeuge einen Winkel, vornehmlich einen rechten Winkel, bilden. Die zu verendenden Presswerkzeuge, wie Hohldorn, Dornhalter und Matrize, können die bei sogenannten Winkel-Pressköpfen allgemein übliche Form haben; sie sind nicht Gegenstand der Erfindung.

Die Gestaltung der Pressgutführungskanäle gemäss der Erfindung bedingt eine besondere, von den bisher üblichen Ausführungen abweichende Linienführung, vornehmlich an den Einmündungsstellen in die Presskammer. Für die bei stehenden Einstempelpressen jetzt allgemein üblichen Kanalführungen, die das Pressgut haupt- sächlich von der oberen Seite des Pressdornes in die Presskammer einmünden lassen, war die leichte Ausführbarkeit der Einarbeitung der Fliesskanäle, die hauptsächlich aus Bohrarbeit bestand, ausschlaggebend.

Bei der Gestaltung der Pressgutführungskanäle gemäss der Erfindung mit ihrem diametral gegenüberliegenden, in die Presskammer radial einmündenden Kanalendungen ist eine solche Einarbeitung durch Bohrungen von oben nicht ausführbar. Der Pressenkopf kann deshalb in der Ebene der Zuführungskanäle geteilt werden, so dass die Kanäle durch Ausfräsen eingearbeitet werden können. Aber auch bei einteiligen Pressenköpfen lässt sich eine Gestaltung der Zuführungskanäle ausführen, indem von beiden Seiten des Stahlblockes Bohrungen angebracht werden, deren Austrittsöffnungen durch Verschlusstücke nachträglich wieder verschlossen werden. Durch die Gestaltung der Stirnflanschen dieser eingesetzten Verschlusstücke kann die bogenförmige, rohrkrümmerähnliche Umlenkung vor der Einmündung des Pressgutstromes in die Presskammer fliesstechnisch überzeugend bequem gestaltet werden. Dies ist besonders vorteilhaft und wichtig, wenn es sich um die Verpressung von schwer verpressbarem Mantelmetall, wie z.B. Aluminium und Aluminiumlegierungen, handelt, wobei die auftretenden hohen Pressdrücke bedingen, dass für den Pressenkopf ein massiver, ungeteilter Stahlblock von höchster Warmfestigkeit verwendet wird. Geteilte Pressenköpfe, deren innere Kanalführung sowie die Gestaltung der Presskammer für die Bearbeitung leichter zugänglich sind, haben soch für das Verpressen von Aluminium bisher nicht bewährt, weil die Standfestigkeit der heute dafür zur Verfügung stehenden Stahlqualität nicht ausreichend ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an den Figuren 4 bis 7 beispielsweise veranschaulicht. Im Gegensatz dazu sind in den Figuren 1 bis 3 zwei Hauptvertreter der bisher meist gebräuchlichen Presskopfbauarten gezeigt.

Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt in der Fliesskanalebene durch einen zweiteiligen Zweinaht-Pressenkopf mit verzweigten Fliesskanälen l der bisher üblichen Bauart. Fig. 2 stellt einen ungeteilten Einnaht-Pressenkopf der bisher üblichen Bauart mit nur einem Pressgut-Fliesskanal 1 im Schnitt dar. Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt von a nach b der Fig. 2 und zeigt hauptsächlich die frei in die Presskammer 2 hineinragenden, den Kabelmantel formenden Press- werkzeuge, wie Dornhalter 3 und Hohldorn 4 sowie die Matrize 5 mit dem Matrizenhalter 6. Die eingezeichneten Pfeile deuten die Strömungsrichtungen für das Pressgut an, wie sie sich bei den alten Pressenkopf-Bauarten ergeben.

Aus den zeichnerischen Darstellungen ist ersichtlich, dass der hauptsächlich von oben her kommende, auf das Pressgut ausgeübte Pressdruck auf die Presswerkzeuge, nämlich den Dornhalter 3 und den Hohldorn 4, nachteilig einwirken muss, weil der von unten her wirkende Gegendruck infolge seines längeren Strömungsweges an Wirkung eingebüsst hat und daher dem von oben wirkenden Pressdruck das Gleichgewicht zu halten nicht in der Lage ist. Die Presswerkzeuge können dadurch leicht aus ihrer zentrischen Mittenlage verdrängt werden. Es ist auch an sich technisch schwer vorstellbar, dass ein von oben her, um den Dornhalterkopf herum nach unten gerichteter Pressgutstrom durch Umkehrung seiner Strömungsrichtung nach oben dem Austrittsspalt zwischen Dornspitze und Matrize zuströmen soll, ohne Komplikationen im Strömungsvorgang zu verursachen. Als Folge dieser Mängel entstehen im Strome des Pressgutes eine Art turbulente Stromwirbel, die den Pressvorgang beeinträchtigen. So bilden sich z.B. in der Presskammer tote Räume, vornehmlich in den Ecken, in denen sich Pressgut ablagert, dass gelegentlich teilweise wieder vom Pressgutstrom mitgerissen wird, wodurch dann im Kabelmantel unganze Stellen entstehen oder eine einwandfreie Verschweissung der Mantelnähte verhindert wird. Die bei diesen Pressenköpfen zur Regulierung des Druckausgleichs erforderlichen, z.T. recht verwickelten Einbauten, wie der sogenannte Ablenkungssattel, Drosselkragen, einfache oder mehrfache Drosselringe u.dgl. mehr, die die Ströumgsvorgänge komplizieren und kraftfressend wirken, sind in den Figuren fortgelassen, um das Bild nicht unklar erscheinen zu lassen.

In den Figuren 4 und 5 ist beispielsweise ein Teil der Erfindung dargestellt. Fig. 4 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Mittenebene der fingerförmig verzweigten Pressgut-Strömungskanäle und Fig. 5 einen Vertikalschnitt längs der eingebauten Presswerkzeuge. In Fig. 4 bedeutet 20 einen massiven, ungeteilten Zweinaht-Pressenkopf, in den eine obere Eintrittskammer 21 für das Pressgut und zwei von hieraus fingerförmig abzweigende Strömungskanäle 22 eingearbeitet sind, die bei 23 in die kreisförmige Presskammer 24 einmünden. Die Einmündungsrichtung zur Presskammer 24 liegt mit ihrer Achse auf einer Geraden, die mit der Achse des gezeichneten Presstempels, an dem sich oberhalb des Pressenkopfes in Pfeilrichtung vorzustellen hat, einen rechten Winkel bildet. Die zwei Pressguteinmündungen 23 sind diametral und symmetrisch zur Mittenachse der Presswerkzeuge angeordnet.

Die beiden Strömungskanäle 22 sind von gleicher Gestalt und gleicher Weglänge, so dass die von dem Pressgut auf den Dornhalterkopf 25 und auf die Dornspitze 26 der Fig. 5 übertragenen Pressdrücke ebenfalls von gleicher Grössenordnung sind und sich daher gegenseitig die Waage halten, so dass sie keine die Mittenlage der Presswerkzeuge beeinträchtigende Wirkung ausüben können.

Die beiden Einmündungsbogen 27 der Strömungskanäle 22 in Fig. 4, deren Bearbeitung im ungeteilten Stahlblock nicht zugänglich wäre, sind durch zwei seitliche Bohrungen 28 gebildet. Die Kanäle 22 können in ihrem oberen Teil ebenfalls durch einfache Bohrarbeit hergestellt werden. Die Bohrungen 29 sind nach aussen hin durch eingesetzte Verschlusstücke 29 verschlossen, deren innere gekrümmte Stirnflächen 30 die Umlenkung der Strömungskanäle bei 27 fliesstechnisch gestalten. Die Verschlusstücke 29, die gegen Drehung durch Nasen 31 gesichert sind, sind gegen axiale Verschiebungen mit Druckschrauben 32 gesichert.

In Fig. 5, die einen Schnitt von a nach b der Fig. 4 darstellt, ist 37 die Druckschraube, mit deren Hilfe der Dornhalter axial einstellbar ist. Die Druckschraube 33 dient zum Einstellen des Hohldornes auf die gewünschte Wandstärke des Kabelmantels. Die Druckschraube 34 bildet den Träger der Matrize 35, der ein Grundring 36 vorgelagert ist. Die allgemein üblichen bekannten Einstellvorrichtungen für die Matrize in der Druckschraube 34 sind als für die Erfindung unwesentlich in der Zeichnung fortgelassen. Die verzweigten beiden Strömungskanäle 22 münden bei 23 (in Fig. 5) in die kreisförmige Presskammer 24 ein.

In den Figuren 6 bis 8 sind zwei verschiedene Ausführungen eines geteilten Pressenkopfes dargestellt. Mit 46 ist der Stahlblock des Pressenkopfes bezeichnet, in den die ausgebaucht gestalteten Strömungskanäle 47, ausgehend von einer oben liegenden gemeinsamen Eintrittskammer 48 eingearbeitet sind. Wegen der geschwungenen, ausgebauchten Linienführung der Kanäle, die für eine gut ausgerundete Bogenführung 49 vor der Einmündung bei 50 in die Presskammer 51 strömungstechnisch günstig ist, kann die Einarbeitung der Kanäle in die Wandung des Stahlblockes nicht durch einfache Bohrarbeit erfolgen. Zu diesem Zweck ist der Pressenkopf in der Ebene der Strömungskanäle geteilt, und zwar entweder, wie in Fig. 7 gezeigt, in einem von oben nach unten gehenden geradlinigen Schnitt oder, wie in Fig. 8 gezeigt, in einem Winkelschnitt, der von oben lotrecht bis zu der Mittenlinie reicht und von da waagerecht nach der Austrittsseite des Kabels geführt ist. Nach Einarbeitung der Kanäle, die auf diese Weise bequem eingefräst werden können, werden die Blockteile wieder zusammengeführt und mit aufgeschrumpften Halteringen 52 und 53, die durch Schraubenbolzen 54 und 55 gesichert werden, wieder dicht und druckfest verschlossen. Zur grösseren Sicherheit der Abdichtung gegen etwaiges Entweichen von unter Druck stehendem Pressgut können die Strömungskanäle gegebenenfalls noch mit in den Trennfugen angebrachten, sogenannten Staudämmen, bestehend aus ineinandergreifenden Nuten und Federn umschlossen werden.

Die Bohrungen 56, 57 und 58 dienen zur Aufnahme der Einbauteile, die in der Zeichnung als nebensächlich für diese Erfindung fortgelassen sind.

Die Erfindung ist nicht an die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele gebunden. Beispielsweise können mehr als zwei, vorzugsweise drei oder vier, gleichmässig radial in die Presskammer einmündende Zuführungskanäle vorgesehen werden. Die Ausbildung der Pressenköpfe kann je nach Bedarf von der dargestellten Ausführungsform abweichen.

Claims (6)

1.Pressenkopf für Strangpressen, insbesondere zur Herstellung von Kabelmänteln, gekennzeichnet durch mindestens zwei symmetrisch zur Mittenachse des Pressdornes (26) angeordnete, diametral gegenüberliegende, radial in die Presskammer (24) einmündende Zuführungskanäle.

2. Pressenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Achse der Kanaleinmündungen in die Presskammer (24) auf einer zur verlängerten Achse des Presstempels rechtwinklig verlaufenden, die Presstempelachse kreuzenden Geraden liegt.

3. Pressenkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressgutzuführungskanäle (22) an ihren rohrkrümmerähnlichen Einmündungsbögen (27) vor der Presskammer (24) mit Hilfe von mit Verschlusstücken (29) verschlossen, vorzugsweise in Form von Bohrungen ausgeführten seitlichen Ausnehmungen (28) ausgekehlt bzw. fliesstechnisch gestaltet sind (30).

4. Pressenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlblock in der Ebene der Strömungskanäle vertikal geteilt ist.

5. Pressenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlblock durch einen Winkelschnitt geteilt ist, der von oben lotrecht bis zu der Mittenlinie reicht und von da waagerecht nach der Austrittsseite des Kanals geführt ist.

6. Pressenkopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der geteilte Stahlblock durch aufgeschrumpfte und gegebenenfalls mit Schraubenbolzen (54, 55) gesicherte Halteringe (52 und 53) zusammengehalten ist, wobei erforderlichenfalls die Teilfugen an den den Fliesskanälen benachbarten Zonen noch mit ineinandergreifenden Nuten und Federn gegen Undichtigkeit gesichert sind.