DE2249484A1 - Kolbenstrangpresse fuer pressmasse - Google Patents

Description

• Kolbenstrangpresse für Pressmasse Die Erfindung betrifft eine Kolbenstrangpresse für Pressmassen, bei welcher mittels eines Trichters einem Presszylinder die Pressmasse zuführbar ist, welche mittels eines intermittierend bewegbaren Presskolbens aus der Düse eines beheizbaren Mundstücks in Form eines Stranges herauspressbar ist.
• Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Kolbenstrangpresse, Welche die Ummantelung von strangförmigen Gegenständen mit hoch- bis höchstmolekularem Polyolefin, vorzugsweise höchstmolekularem Niederdruckpolyäthylen, ermöglicht.
• Als strangfjrmige Gegenstdnue kommen jn Fra-ge Stahlseile und Kabel, Stahlrohre oder Rohre aus anderem metallischen Werkstoff, Voll- und Hohlprofile aus Stahl oder anderen metallischen Werkstoffen, Rohre und Profile aus Kunststoffen, insbesondere aus duroplastischen Formrr#assen, aber auch hohlprofile aus Thermoplasten, Rohre o Profile aus keramischen Werkstoffen, aus Glas, aus Holz unu Spanholz, aus tfartschäumen, sowie Stränge und Schnüre aus Glasfasern oder geeigneten synthettschen Fasern.
• Die zu schaffende Kolbenstrangpresse beschränkt sich somit auf die Verarbeitung solcher Ummantelungswerkstoffe,.
• welche auf kabelummantelungsschneckenextrudern zufolge ihrer Viskositätseigenschaften bei Anwendung der erforderlichen abbauvermeidenden Plastifizierung nicht hinreichend formbar sind, also insbesondere auf die bereits erwähnten hoch- bis höchstmolekularen Polyolefine.
• Die Formung solcher Ummantelungen erfordert bei Einhaltung zulässiger Plastifizierungstemperaturen erhebliche Drücke, 2 welche z.B. bis auf 1500 kp/cm² ansteigen können und auf die Verscl)leißfestigkeit verbessernd einwirken. Damit sollen die hervorragenden anwenoungstechnischen Eigenschaften solcher Werkstoffe, wie z.B. ihre niedrigen Reibungsbeiwerte, ihre einzigartige Verschleißfestigkeit, ihre chemische Beständigkeit, ihre wasserabweisenden Ligenschaf ten , ihre sehr gute Kerbzähigkeit auch bei sehr tiefen Temperaturen, für den Schutz von Seilen, Kabeln, Rohren, Profilen und ähnliche.' strangförmigen bauelementen nutzbar gemacht werden.
• Die Ereindung löst diese Aufgabe dadurch, daß zur Ummantelung von stangenförmigen Gegenständen mit hoch- bis höchstmolekularem Polvolefin, vorzugsweise höchstmolekularem Niederdrucklzolyeithylen, ein Ummantelungsdorn mit einem Querhaupt verbunden sowie zusammen mit dem beheizbaren Mundstück gegen win die Au#enkontur des zu ummantelnden Gegenstandes formendes WerkzPugteil abgestützt ist und etwa im Bereich der I)üse des Mundstücks endet, welche in den annähernd vollen Umnantelungsquerschnitt übergeht.
• In weiterer AusP,estaltung empfiehlt es sich, da die Lintrittseite des Mundstücks unmittelbar hinter der Arbeitshubendstellung des Press-Stempels angeordnet st. Hierdurch wird bewirkt, daß von dieser Stelle an in Förderrichtung der Pressmasse annähernd der volle Ummantelungsquerschniitt dem Fluß der Pressmasse freigegeben ist, während entgegen der Förderrichtung der Pressmasse lediglich ein geringer Spalt zwischen dem zu ummantelnden Profil oder Strang und dem Innern des Hohldornes vorhanden ist.
• Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß trotz der Anwendung relativ hohen Press-Stempeidruckes bei hochmolekularen, nur zu verhältnismäßig dickviskoser Konsistenz plastifizierbaren Werkstoffen keine der Förderrichtung entgegengesetzte, den Profilvorschub hemmende Gegenströmung des plastifi-zierten Materiales zwischen der öffnung des Hohldornes und dem zu ummantelnden Strang auftritt.
• Durch die Anordnung des Hohldornes wird ein gleichmäßiger Vorschub des zu ummantelnden Profiles 6der' Stranges in Förderrichtung bewirkt, der seiner Größe nach dem Vorschub des Ummantelungsmateriales er.tspricht.
• Es empfiehlt sich ferner, des vordere Ende des Ummantelungshohldornes kegelig zu verjüngen, wobei der Kegelwinkel mit der Vorschubrichtung des zu ummantelnden Profils einen Winkel von 10 bis 30 Grad bildet. Hierdurch wird gewährleistet, daß die hochviskose plastifizierte Pressmasse allseitig im spitzen Winkel zur Längsachse'und Förderrichtung des zu ummantelnden Profiles auf dessen Oberfläche auftrifft und sich dann unter Anwendung des verfahrens gemäßen Druckes zu einer einwandfrein Ummantelung schließt.
• Es erweist sich ferner als zweckmäßig, das vordere Ende des kegelig verengten Teils des Ummantelungs-Hohldornes über die se des Mundstücks hinaus in eine kegelige Ausnehmung des formenden Werkzeugteils hineinreichen zu lassen, deren Kegelwinkel demjenigen des kegelig verjüngten Endes des Ummantelungs-Hohldornes angepaßt ist. Diese Maßnahme trägt wesentlich zu einer einwandfreien Verdichtung der Oberfläche des gepressten Stranges oder Profiles bei, ohne daß Bindenähte bei der schubweise geförderten Pressmasse erkennbar sind.
• Eine besondere Ausführungsform des Hohldornes ist in jenen Anwendungsfällen erforderlich, in denen Strdnge oder Litzen in einem Hohlquerschnitt, z.B. Kreisringquerschnitt, voneinander isoliert, aber doch gemeinsam ummantelt werden sollen. Der gemeinsdme Hohlquerschnitt erfordert einen durch gehenden, festen Dorn, auf dem, wiederum bis an das Ende des Press-Stempenubes reichend, der Ummantelungs-Hohldorn angebracht ist.
• Schließlich ist es empfehlenswert, den Ummantelungs-Hohldorn an dem festen Querhaupt längsverstellbar zu befestigen.
• Denn eine gewisse Verstellbarkeit des Ummantelungs-Hohldornes ist zur Erzielung optimaler Verhältnisse vorteilhaft. Eine geringe Abweichung des Endes des Unmantelungs-Hohldornas vom Ende der Führung für das beheizbare Mundstück ist tolerierbar und in manchen Fällen sogar zweckmABig.
• Oberraschend ist ferner die Tatsache, daX den zu ummantelnden Profilen ein Spiel von ca. 1 mm oder bis zu 2 X des Nenndurchmessers des Hohidornes zugestanden werden kann, ohne daß eine den Profilvorschub hemmende (;egenstrdmung auftritt.
• In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Kolbenstrangpres F ~ nach der Erfindung beispielsweise und schematisch veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 eine Ko1.benstrangpresse, teilweise im Längsschnitt, in teilweise weggebrochener Dilrstellung, Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Kolbenstrangpresse, ebenfalls im Längsschnitt und in teilweise weggebrochener Darstellung, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 111-111 in Figur 2 und Fig. 4 einen Querschnitt durch das auf der Kolbenstrangpresse nach Fig. 3 hergestellte Endprodukt.
• Fig. 1 zeigt eine Kolbenstrangpresse für Pressmassen, bei welcher mittels eines Trichters 1 einem Presszylinder 2 Pressmasse zuführbar ist, welche mittels eines intermittierend bewegbaren Kolbens 3 aus der Düse 4 a eines Mundstücks 4 in Form eines Stranges herauspressbar ist.
• bur Ummantelung von strangförmigen Gegenständen mit hochbis höchstmolekularen Polyolefin, vorzugsweise höchstmolekularem liiederdruckliolyäthylen, ist mit einem Querhaupt 5 ein hohler Ummantelungsdorn 6 verstellbar verbunden. Die Verstelibarkeit wird gewährleistet durch ein Außengewinde 6 a.
• auf das beidseitig des Querhauptes 5 Muttern 7 aufgeschraubt sind.
• Der Hohldorn ist mit einer zylindrisehen Innenbohrung 6 b versehen, die sich konzentrisch durch den Dorn erstreckt.
• Ein zu ummantelnder strangförmiger oder prof ilförmiger Gegenstand 8 ist durch die Bohrung des Hohldornes hindurcIigeführt, wobei der freie Durchtrittsquerschnitt im Hohldorn für den zu ummantelnden Gegenstand ein Spiel von 1 mm oraler bis zu etwa 2 t des Endquerschnitts des zu ummantelnuen Gegenstandes 8 aufweisen kann.
• Der Hohldorn erstreckt sich mit radialem Spiel durch eine Öffnung 9 eines horizontalen, hin und her beweglichen Querhauptes 10. Das Querhaupt trägt an einer Seite ein hinterschnittenes Futter 11 zur Halterung des hylindrischen Press-Stempels 3, der mit einer ringförmigen Erweiterung 3 a in das Futter eingreift.
• Der Presszylinder 2 ist auf seiner Oberseite mit einer Einführöffnung 12 versehen, auf die der Fülltrichter 1 für die Pressmasse aufgesetzt ist. Der Presszylinder ist durch einen Kühlflansch 13 gehalten und nimmt in einer stirnseitigen Ausnehmung 13 a die rückwärtige Stirnseite des beheizbaren Mundstücks 4 auf. Die in Förderrichtung liegende vordere Stirnseite des Mundstücks 4 taucht in eine Ausnehmung 14 a eines die Außenkontur des Stranges formenden Werkzeugteils 14 ein, das in einem beheizbaren Formrahmen 15 befestigt ist, welcher in einer Traverse 16 der Presse fest angeordnet ist.
• Es ist ersientlich, daß die Eintrittsseite des Mundstücks 4 unmittelbar hinter der in Fig. 1 gezeigten Arbeits- und Endstellung des Press-Stempels angeordnet ist.
• Der Innencurchmesser des zylindrischen Presskolbens 3 ist so bemessen, daß eine möglichst weitgehende Abrichtung gegenüber aer Oberflache des Hohldornes ohne Beeinträchtigung der gegenseitigen horizontalen Bewegliciikeit gewährleistet ist.
• Das vordere Ende des Ummantelungs-Hohluornes 6 ist in einem konzentrischen Teil 4 b des Mundstücks geführt und zentriert, das durch nicht dargestellte Stege oder Brücken mit dem äußeren Teil des Mundstücks 4 verbunden ist und sowohl am Lintrittsende als auch am Austrittsen(-le kegelig verjüngt ist, so dass der burchtrittsquerschnitt für die Pressmasse in dem Mundstück an dessen Eintrittsende sich zunächst verengt und im Bereich der Austrittsseite sich in Form der Ringdüse 4 a wieder erweitert. Dabei geht die vordere kegelförmige Fläche 4 c des inneren Teils 4 b in einen entsprechenden kegeligen Teil 6 c des vorderen Endes des Ummantelungs-Hohldorns 6 über, welcher in eine kegelförmige Ausnehmung 14 b des Werkzeugteils 14 hineinragt und mit dessen Wandung einen kegelförmigen Ringkanal bildet, der mit der Vorschubrichtung des zu ummantelnden Gegenstandes 8 bzw. mit der Längsachse des Hohldornes einen spitzen Winkel von 10 bis 30 Grad bildet. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die hochviskose Pressmasse aus z.B. höchstmolekularem Niederdruckpolyäthylen unter Einhaltung zulässiger, abbauvermeidender Plastifizierungstemperaturen in ihrem dickviskosen Zustand unter der erheblichen Druckeinwirkung des Press-Stempels verdichtet und zu einem festen Verbund mit dem zu ummantelnden Gegenstand gebracht werden kann.
• Das Werkzeugteil 14 ist ebenfalls beheizt und erstreckt sich über eine L##'nge, die einem Vielfachen des zylindrischen hohlraums 17 entspricht, der von dem zu ummantelnden Gegenstand 8 und dem Werkzeugteil 4 gebildet wird.
• In Fig. 2 sind gleiche oder ähnliche Teile mit gleichen BezuRszei#eri versehen.
• Der wesentliche Unterschied zu Fig. 1 besteht darin, daß die mittlere Längsbohrung 20 eines ilohldornes 21 durch einen massiven Dorn 22 ausgefüllt ist.
• Wie Fig. 3 zeigt, ist der Hohldorn 21 auf seinem Außenumfang mit drei Längsnuten 21 a, 21 b und 21 c versehen, in denen zu ummantelnde Drähte in Nuten 23 a, 23 b und 23 c liegen. Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise die Drähte 23 a, 23 b, 23 c in Vorschubrichtung vor dem Hohldorn 21 in radialem Abstand von dem massiven Dorn 22 liegen, so daß die Drähte allseitig mit der Pressmasse ummantelt werden können.
• Dabei ist der Hohldorn 21 im Bereich eines Mundstücks 24 in diesem nicht, wie in Fig. 1, durch einen mittleren Teil zentriert oder geführt, sonder vielmehr durch Eine zylindrische Innenwandung 24 a des ebenfalls beheizbaren Mundsts in gleichem radialen Abstand umgeben. Auch hier ist das vordere inde des Hohldorns bei 21 b konisch verengt ausgebildet und in Förderrichtung der Pressmass~ vor d~r ringförmigen Austrittsöffnung des Mundstücks 24 innerhalb einer kegelförmigen Erweiterung 14 b des Werkzeugteils 14 angeordnet, derart, daß dessen kegelförmige Wandung sich zusammen mit der kegelförmigen Fläche 21 d des vordereri Endes des Hohldornes düsenartig erweitert und in den zylindrischen Ringkanal 17 mündet, der von dem Wertzeugteil 14 und dem Massivdorn 22 gebildet wird. Auch hier erfolgt die Umlenkung der Pressmasse aus dem zylindrischen Ringraum zwischen MundstÜck 24 und Hohldorn 21 in einem spitzen, der hochviskosen Pressmasse zuträglichen Winkel in dem erwähnten zylindrischen Raum 17.
• Das auf dise Weise hergestellte Endprodukt ist in Fig. 4 mit den drei Drähten 21 a, 23 b, 23 c gezeigt, die allseits in einer ein Hohlprofil bildenden Pressmasse 25 eingebettet sind.
• Es hat sich gezeigt, daß bei elastisch verformbaren Strängen, Kabeln, Seilen, thermoplastischen Röhrchen die Finfhrung keine Schwierigkeiten bereitet. Bei zu ummantelnden starren Profilen muß die Werkzeuganordnung so getroffen werden, daß das zu ummantelnde Stangenmaterial ohne Behinderung durch die Hydraulikeinrichtung in das Hohldornende eingeschoben werden kann. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, wie an sich bekannt, eine Teilung der Hydraulik in jeweils zweo Zylinder bei gleichzeitiger Verlegung an die Querhaupt-Außenseite vorzunehmen, so daß das Ummantelungswerkzeug in der Pressenmitte zentrisch eingespannt werden kann.
• Die erfindungsgemäße Kolbenstrangpresse hat sich auch zur Ummantelung von Rohren und Profilen aus duroplastischen Formstoffen und aus Werkstoffen mit guter Druck- und geringer Zugfestigkeit als vorteilhaft erwiesen. Überraschenderweise ist die erfindungsgemäße Kolbenstrangpresse auch bei der Ummantelung von thermoplastischen Rohr- oder Hohlprofilen einsetzbar. Eine solche Ummantelung gelingt vor allem in jenen Fällen, in denen die Profile durch Anwendung einer geeigneten Innenkühlurig noch in einem relativ kalten und formsteifen Zustand gehalten werden können.
• Von wesentlicher Bedeutung ist, die äußerste Endlage des Arbeitshubes des Press-Stempels sehr nahe an der Plastifizierzone zu justieren. Hierdurch wird der Kraftbedarf des Press-Stempels wesentlich beeinflußt.

Claims (7)

Patentansprt)che:

1. Kolbenstrangpresse tUr Pressmassen, bei welcher mittels eines Tricnters einem Presszylinder die Pressmasse zufahrbar ist, welche mittels eines intermittierend bewegbaren Presskolbens aus der Ddse eines beheizbaren Mundstücks in Form eines Stranges herauspressbar ist, dadurch gekennzeichnet daß zur Ummantelung von stangenförmigen Gegenständen mit hxcl- bis höchstmolekularem Polyolefin, vorzugsweise höchstmolekularen Niederdruckpolyäthylen, ein Ummantelungsdorn (6; 21) mit einen Querhaupt (5) verbunden sowie zusammen mit dem beheizbaren Mundstück (4; 24) gegen ein die Außenkontur des zu ummantelnden Gegenstandes (8) formendes Werkzeugteil (14) abgestützt istund etwa im Bereich der Düse (4a) des Mundstücks endet, welche in den annähernd vollen Umwandlungsquerschnitt übergeht.

2. Kolbenstrangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsseite des Mundstücks (4; 24) unmittelbar hinter der Arbeitshubendstellung des Press-Stempeis (3) angeordnet ist,

3. Kolbenstrangpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (4c; 21d) des Ummantelungs-Hohlraumes (6; 21) kegelig verjüngt ist, wobei der Kegelwinkel mit der Vorschubrichtung des zu ummantelnden Profils einen Winkel von 10 bis 30. Grad bildet.

4. Kolbenstrangpresse nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (6c; 21d) des kegelig verjüngten Teils des Uamantelungs-Hohlraumes über die Düse (4a) des Mundstücks (4, 24) hinaus in eine kegelige Ausnehmung (14b) des formenden Werkzeugteils (14) hineinreicht, deren Kegelwinkel demjenigen des kegelig verjüngten Endes des Ummantelungs-Hohlraumes angepaßt ist.

5. Kolbenstrangpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dab der Unimantelungs-Hohlraum (21) auf einem durchgehenden massiven Dorn (22) angebracht ist.

6. Kolbenstrangpressc nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Uiiunantelungs-Hohlraum (6;21) an dem festen Querhaupt (5) längsverstellbar befestigt ist.

7. Kolbenstrangpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Durchmesser des Hohldornes ca. 1 mm oder bis zu 2 8 größer als der Querschnitt des zu umaantelnden Profils bemessen ist.

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