DE2459842A1

DE2459842A1 - Spritzkopf mit variierbarer oeffnung

Info

Publication number: DE2459842A1
Application number: DE19742459842
Authority: DE
Inventors: Joseph Elwood Betts; Milton Shaples Greenhalgh
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-12-20
Filing date: 1974-12-18
Publication date: 1975-06-26
Also published as: JPS50100164A; NL7416242A; FR2255163B3; FR2255163A1; ES433105A1; SE7416075L; IT1027818B

Description

Bei Spritz- bzw. Extrusionsverfahren für das kontinuierliche Beschichten langgestreckter Körper Undefinierter Längen, wie das Umspritzen von Drähten und das Isolieren elektrischer Leiter, umfassen Änderungen der Dicke der Beschichtung oder Isolation oder Einstellungen dieser Dicken zur Beibehaltung gewisser Toleranzen ebenso wie die Steuerung der Konzentrizität des Kernes und der Beschichtung während des kontinuierlichen Herstellens diffizile und zeitaufwendige Versuche und mit Fehlern behaftete Arbeitsgänge. Darüber hinaus können bei den sehr hohen Ausstoßgeschwindigkeiten der modernen Extruder, z.B. bis zu etwa 300 m/min, (entsprechend 1000 US-Fuß/min.) oder mehr, beträchtliche Verluste durch das Aufbringen von überschüssigem Beschichtungsmaterial in überdicken Beschichtungen oder aufgrund der Zurückweisung des Produktes wegen einer zu geringen Schichtdicke auftreten, bevor Änderungen oder Einstellungen der Schichtdicke bewirkt werden können.

Die "vorliegende Erfindung umfaßt eine neue Spritzkopf-Konstruktion für das kontinuierliche Beschichten langgestreckter Körper unde-

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finierter Längen, wie Drähte, und das Isolieren elektrischer Leiter. Der Spritz- bzw. Extruderkopf nach der vorliegenden Erfindung ist mit einem beweglichen ringförmigen Düsenteil in Kombination mit einem Führungsrohr für den Durchgang des langgestreckten Körpers oder Drahtes, der beschichtet wird, versehen und dies gestattet rasche und genaue Änderungen oder Einstellungen der Dicke der Beschichtung oder Isolierung, die kontinuierlich auf einen rasch vorwärtsbewegten langgestreckten Körper aufgebracht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt mit Teilen im Aufriß eines gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierten Spritzkopfes mit dem beweglichen Düsenteil, das in einer extremen Position befindlich dargestellt ist, und

Fig. 2 ebenfalls einen Querschnitt mit Teilen im Aufriß der gleichen Extruderkonstruktion wie in Fig. 1 mit dem Unterschied, daß sich das bewegliche Werkzeugteil in der entgegengesetzten extremen Position befindet.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Spritzkopfeinheit 10 zur Beschichtung langgestreckter Körper, wie Draht, die in konventioneller Weise mit einem typischen Extruder 14 (nur teilweise dargestellt) kombiniert ist, wobei der Extruder einen Zylinder 16 umfaßt, der eine rotierbare Schnecke 18 für "das kontinuierliche Vorwärtsbewegen und Zuführen von plastifiziertem, nicht dargestelltem Material zur Formkopfeinheit 10 enthält. Die Spritzkopfeinheit 10 ist in Form einer üblichen sogenannten Querkopfanordnung dargestellt, doch ist die Erfindung gleicherweise anwendbar und wirksam mit direkten oder in Reihe liegenden Kopfanordnungen, in denen der zu beschichtende langgestreckte Körper durch eine Bohrung in der rotierbaren Schnecke verläuft und sich in der gleichen Rich.-tung wie das aus dem Extruder austretende plastifizierte Material bewegt.

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Der neue Extrusionskopf 10 nach der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Gehäuse 20 mit einer Einlaßöffnung 22 und einem Auslaßende 24 für das Hindurchfließen des plastifizierten Materials. Der Gehäuseeinlaß 22 steht in Verbindung mit einem Extruder 14, wie dargestellt, oder einer anderen geeigneten Quelle für die kontinuierliche Zufuhr plastifizierten Materials.

Ein Führungsrohr 26 für den Durchgang und Eintritt des langgestreckten Körpers 12 ist im wesentlichen zentral innerhalb des Gehäuses 20 angeordnet und mit einer Längsbohrung 28 versehen, die sich durch dessen Länge erstreckt. Das Führungsrohr 26 und seine Bohrung 28 enden in einem sich nach innen verjüngenden Nippelabschnitt 30 benachbart dem Gehäuseauslaßende 24, wobei die Verjüngung innen in Richtung auf das Auslaßende zuläuft. Ein Teil des Führungsrohres 2b einschließlich des sich verjüngenden Nippelabschnittes 30 ist mit einem Abstand vom Gehäuse 20 angeordnet, um eine ringförmige Kammer 32 zu schaffen, welche den konischen Nippelabschnitt 30 des Führungsrohres 26 umgibt. Die Kammer 32 steht in Verbindung mit dem Gehäuseeinlaß 22 und öffnet sich zum Gehäuseauslaßende 24 hin und dient der ringförmigen Verteilung und Zuführung von plastifiziertem Material im wesentlichen gleichförmig über das gesamte Führungsrohr 26 und den langgestreckten Körper 12.

Ein ringförmiges Werkzeugteil 34 mit einer inneren konvergierenden Werkzeugfläche 36 ist innerhalb des. Gehäuses 20 in einer hin- und herbewegbaren, dicht angepaßten TeleskopanOrdnung benachbart dem Gehäuseauslaßende 24 angeordnet. Die innere Werkzeugfläche 36 läuft nach innen in Richtung auf das Auslaßende 24 des Gehäuses zu und ist im wesentlichen der nach innen gerichteten Konvergenz des kegelförmigen Nippels 30 des Führungsrohres angepaßt. Die innere konvergierende Werkzeugfläche 36 des beweglichen ringförmigen Werkzeugteiles 3^ umgibt den kegelförmigen Nippelabschnitt des zentral angeordneten Führungsrohres 26 konzentrisch und ist ra-.dial in einem Abstand außerhalb des sich verjüngenden Nippelabschnittes 30 angeordnet und definiert dadurch einen ringförmigen Formauslaß um das Führungsrohr herum für das Formen und das Aus-

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strömen des geformten plastifizieren Materials, das sich durch diesen Raum vorwärtsbewegt. Die reziproke Bewegung des ringförmigen Werkzeugteiles 34 erfolgt in axialer Ausrichtung mit dem Führungsrohr 2o und seiner Längsbohrung 28.

Die Anregung der reziproken Bewegung des ringförmigen Werkzeugteiles 3^ innerhalb des Gehäuses 20 auf das Auslaßende 24 zu und davon weg kann durch einfache mechanische Mittel geschaffen werden, wie einen drehbaren Gewindering 38, der mit einem äußeren peripheren Gewinde versehen ist, das innerhalb eines komplementären Gewindes in dem Gehäuse 20 benachbart dem Auslaßende 24 bewegt wird. Der Druck des plastifizierten Materials, das durch die Kammer 32 gelangt, nält an der Werkzeugfläche 36' des Werkzeugteiles 3^ eine Kraft aufrecht, die das Werkzeugteil gegen das Auslaßende 2 4 des Gehäuses bewegt und preßt, und seine Gegenbewegung weg vom Auslaßende wird erreicht durch Überwinden der Kraft mit geeigneten Mitteln, einschließlich hydraulischen oder pneumatischen Geräten, ebenso wie mechanischen Anordnungen, wie dem Gewindering 38. Um eine einstellbare Bewegung des ringförmigen Werkzeugteiles 3^ zu schaffen, können auch automatische Mittel verwendet werden, die in Abhängigkeit von Durchmessergrüßen oder Meßgeräten betätigt werden.

Als Vorsorgemaßnahme zur Verhinderung der Unterbrechung des Betriebes wegen versehentlicher Entfernung des Gewinderings 38 ist das Gehäuse 20 vorzugsweise mit einer inneren Schulter 40 oder einer Vielzahl sich nach innen erstreckender Halteteile versehen, um das unbeabsichtigte Ausstoßen des ringförmigen Werkzeuges unter Druck zu blockieren. Das ringförmige Werkzeugteil 3^ kann auch mit einer ergänzenden Schulter 42 versehen werden, wie dargestellt. Die Hin- und Herbewegung des'ringförmigen Werkzeugteiles 3^ zwischen den in den Figuren 1 und.2 gezeigten Stellungen ändert und stellt die Dimensionen des aus der Einheit gepreßten plastischen Körpers ein, was wiederum die Dicke der Beschichtung oder Schicht, die auf den langgestreckten Körper 12 aufgebracht wird, ändert oder einstellt und somit den Durchmesser des beschichteten Produktes. Durch einfaches Drehen des Gewinderinges 38 oder Bedienen anderer anregender Geräte und Bewegen des ringförmigen

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Werkzeuges kann die Dicke der Beschichtung, die kontinuierlich auf den Kern aufgebracht wird, rasch und/geandert oder eingestellt werden, um entweder die Dicke ohne Unterbrechung der Produktion zu vergrößern oder zu verringern.

Ein weiterer sehr vorteilhafter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, daß der Extruderkopf der vorliegenden Erfindung die Ausführung eines Extrudierens mit geringem Druck gestattet, was manchmal als "Rohrwerkzeug-Extrusion" (im Englischen "tubing die extrusion") bezeichnet wird. Bei dem Strangpressen mit geringem Druck wird der Körper der Beschichtung aus Kunststoffmaterial als Zylinder oder.Rohr geformt, das den Kern umgibt, und wird dann mit einem Druckunterschied oder durch Schrumpfen auf und um den Kern herum gezogen, während beim Hochdruckverfahren das plastische Material direkt auf den Kern gepreßt wird und darauf innerhalb des Werkzeuges unter hohen Drucken zu der Beschichtung geformt wird. Das System zum Strangpressen bei geringem Druck wird geschaffen, indem man das ringförmige Werkzeug mit seiner wirkenden Werkzeugfläche um das Führungsrohr herum anordnet, wobei sich die Fläche von dem Ende des Führungsrohres nach rückwärts erstreckt und den konisch zulaufenden Nippel einschließt, wie in der Zeichnung dargestellt, anstatt das ringförmige Werkzeug stromabwärts davon anzuordnen. Mit dieser Anordnung des Endstückes des Führungsrohres, das sich mindestens für das Verfahren bei geringem Druck durch das ringförmige Werkzeugteil erstreckt, werden örtliche Variationen oder Ungleichförmigkeiten der Hochdruckbedingungen des Plastischen Materials, das aus der Werkzeugöffnung ausströmt, nicht auf den Kern übertragen, was diesen aus seiner zentralen oder konzentrischen Lage drücken könnte und damit unerwünschte ungleichmäßige Schichtdicken verursachen würde. Darüber hinaus erzeugt das Niederdrucksystem keinen hohen zurückwirkenden Druck des plastischen Materials in dem Bereich des Freiraumes zwischen der Führungsrohrbohrung und dem daraus austretenden Kern und drückt also auch das plastische Material nicht dort hinein, was die Notwendigkeit für enge und genaue Toleranzen zwischen dem Bohrauslaß und Kerndurchmesser vermeidet und somit auch den dadurch bedingten Abrieb. Das Niederdrucksystem gestattet daher den Gebrauch einer Bohrung relativ großen Durchmessers in dem Führungsrohr, was die Ab-

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nutzung reduziert und Spielraum hinsichtlich der Größen und Toleranzen der Kerndurchmesser gibt und es dem Kern gestattet, sich selbst innerhalb des Zylinders oder Rohres aus plastischem Material zu zentrieren, daß um ihn herum geformt wird.

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Claims

Patentansprücne

1. Spritzkopf mit einer variablen Austrittsöffnung für das kontinuierliche Beschichten langgestreckter Körper Undefinierter Länge, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

a) ein Extruderkopf-Gehäuse (20) mit einem Einlaß- (22) und einem Auslaßende (2¹O für das Hindurchströmen des plastifizierten Beschichtungsmaterials₃

b) ein Führungsrohr (26), das zentral innerhalb des Gehäuses (20) angeordnet ist und eine Längsbohrung (28) für den Durchgang eines langgestreckten Körpers (12) aufweist, wobei das Führungsrohr (26) und die Bohrung (28) in einem sich verjüngenden Nippel (30) benachbart dem Auslaßende (24) des Gehäuses (20) enden, und

c) ein ringförmiges Werkzeugteil (3*0, das innerhalb des Gehäuses (20) benachbart seines Auslaßendes (24) angeordnet ist und im radialen Abstand von dem sich verjüngenden Nippel (30) des Führungsrohres (26) angeordnet ist und diesen konzentrisch umgibt und dabei einen ringförmigen Auslaß um das Führungsrohr herum für das ρlastifizierte Material definiert, wobei das ringförmige Werkzeugteil (34) in axialer Ausrichtung mit dem Führungsrohr (2b) zur Einstellung der Dimensionen des ringförmigen Auslasses hin- und herbewegbar ist.

2. Spritzkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mechanische Mittel (38) zur Hin- und Herbewegung des ringförmigen Werkzeugteiles (34).

3. Spritzkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das mechanische Mittel einen in das Auslaßende (2-4) des Gehäuses (20) geschraubten Gewindering (38) umfaßt.

4. Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn-r zeichnet , daß das Gehäuse (20) mit einem inneren

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Anschlag (40) benachbart seinem Auslaßende (.2*1) versehen ist,
um den Auswurf des ringförmigen Werkzeugteiles (3*0 zu blockieren.

Spritzkopf mit einer variablen Werkzeugöffnung für das kontinuierliche Beschichten langgestreckter elektrischer Leiter mit einer Isolation, gekennzeichnet durch
folgende Bestandteile:

a) ein Spritzkopfgehäuse (20) mit einem Einlaß- (22) und einem Auslaßende (24) für das Hindurchfließen von plastifiziertem isolierendem Material,

b) ein Führungsrohr (26), das zentral innerhalb des Gehäuses (20) angeordnet ist und eine durchgehende Längsbohrung (2&) für das Hindurchführen eines langgestreckten
Leiters (12) aufweist, wobei das Führungsrohr (26) und die
Bohrung (26) in einem kegelförmigen Nippel (30) benachbart
dem Auslaßende (24) des Gehäuses (20) enden,

c) einen Teil des zentral angeordneten Führungsrohres (26) einschließlich des sich verjüngenden Nippels (30), der im Abstand von dem Gehäuse (20) angeordnet ist und so zwischen
beiden eine ringförmige Kammer schafft, die mit dem Gehäuseeinlaß (22) in Verbindung steht und sich zum Gehäuseauslaßende (24) öffnet für die Verteilung des hindurchfließenden plastifizierten isolierenden Materials, und

d) ein ringförmiges Werkzeugteil (34), das innerhalb des Gehäuses (20) benachbart seinem Auslaßende (24) und radial im Abstand von dem sich verjüngenden Nippel (30) des Führungsrohres (26) angeordnet ist und diesen konzentrisch umgibt
und dabei einen ringförmigen Auslaß um das Führungsrohr (26) herum für das plastifizierte Isolierungsmaterial definiert, wobei das ringförmige Werkzeugteil (34) in axialer Ausrichtung mit dem Führungsrohr (26) hin- und herbewegbar ist, um den Bereich des ringförmigen Auslasses einzustellen und dabei die Dicke der auf den: elektrischen Leiter (12) gebildeten Isolationsbeschichtung zu regulieren.

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6. Spritzkopf nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mechanische Mittel (38) zur Hin- und Herbewegung des ringförmigen Werkzeugteiles (34).

7. Spritzkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennz e i chne t , daß das mechanische Mittel einen in das Auslaßende (24) des Gehäuses (20) geschraubten Gewindering (38) umfaßt. ■·.. .

8. Spritzkopf für das kontinuierliche Formen einer Beschichtung aus plastischem Material auf einem langgestreckten elektrischen Leiter mit einer variablen Werkzeugoffnung zur Regelung der Dicke der Beschichtung, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

a) ein Spritzkopf-Gehäuse (20) mit einem Einlaß- (22) und einem Auslaßende (24) für das Hindurchströmen von plastifiziertem Material,

b) ein Führungsrohr (26), das innerhalb des Gehäuses (20) zentral angeordnet ist und eine sich durchgehend erstreckende Längsbohrung (2S) für das Hindurchführen eines langgestreckten Leiters (12) aufweist, wobei das Führungsrohr (26) in einem sich verjüngenden Nippel (30) benachbart dem Auslaßende (24) des Gehäuses (20) endet,

c) einen Teil des zentral angeordneten Führungsrohres (2b) einschließlich des sich verjüngenden Nippels (30), der im Abstand von dem Gehäuse (20) angeordnet ist und dazwischen eine ringförmige Kammer schafft, die mit dem Gehäuseeinlaß (22) in Verbindung steht und sich zum Gehäuseauslaßende (24) hin öffnet zur Verteilung des hindurchströmenden plastifizierten Materials über den Umfang, und

d) ein ringförmiges Werkzeugteil (34), das innerhalb des Gehäuses (20) benachbart seinem Auslaßende (24) angeordnet ist und eine nach innen zulaufende Werkzeugfläche (36) aufweist, die radial im Abstand von dem sich verjüngenden Nippel (30) des Führungsrohres (2b) angeordnet ist und diesen konzentrisch umgibt und dadurch einen ringförmigen Formauslaß für

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das plastifizierte Material um das Führungsrohr (26) herum definiert, wobei das ringförmige Werkzeugteil (3²O in axialer Ausrichtung mit dem Führungsrohr hin- und herbewegbar ist, um den Bereich des ringförmigen Auslasses einzustellen und dabei die Dicke der auf einem langgestreckten Leiter (12) gebildeten Beschichtung zu regulieren.

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