DE2813217C2

DE2813217C2 - Extrusionskopf zum Aufbringen einer Kautschukmasse auf einen Faden

Info

Publication number: DE2813217C2
Application number: DE2813217A
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl.-Ing. 5657 Haan Lauer; Paul Dipl.-Ing. 4019 Monheim Macura; Georg 4010 Hilden Woithe
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1978-03-25
Filing date: 1978-03-25
Publication date: 1984-04-05
Also published as: NL7809657A; FR2420418A1; DE2813217A1; FR2420418B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Extrusionskopf zum konzentrischen Aufbringen einer plastischen, klebrigen Kautschukmasse auf wenigstens einen Faden, mit je einer als gerader Auslaßkanal ausgebildeten Düse für jeden der Fäden und mit einem dem Zuführen je eines der Fäden dienenden, einen Längskanal aufweisenden Führungsdorn, der zentrisch zu der Düse und in seiner Längsrichtung in einer Führung verstellbar mit einer sich in Richtung auf die Düse verjüngenden Hohlspitze in einen konkav ausgebildeten Einlaufbereich ragt, wobei der Einlaufbereich sich in Richtung auf die Düse verengend und unmittelbar in diese übergehend verläuft.

Gemäß der DE-OS 20 45 606 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, mit der ein Kautschuk-Überzug auf einen Kernfaden für die Karkasse eines Reifens aufgebracht wird. Dies wird im wesentlichen dadurch bewerkstelligt, daß man den Kernfaden mittels einer zusätzlichen Einrichtung aus dem Extrusionskopf herauszieht. Wesentlich ist dabei auch eine Regeleinrichtung, welche auf Änderungen der Dicke des den Überzug tragenden Kernfadens anspricht, womit dann die Geschwindigkeit des Herausziehens des Kernfadens aus dem Extrusionskopf geregelt wird. Diese Regeleinrichtung soll aus einem linear verstellbaren Differentialtransformator, der seinerseits an einen Regler mit einem Verstärker angeschlossen ist, bestehen. Die Dicke des mit dem Überzug versehenen Kordfadens wird dann schließlich durch Variieren der Drehgeschwindigkeit einer Scheibe, welche ihrerseits vor dem Extruderkopf angeordnet ist, geregelt. Der Kordfaden wird also jeweils schneller oder langsamer aus dem Kopf herausgezogen. Hierbei muß der Überzug auf dem Kordfaden relativ dünn ausgeführt werden, damit eine weitere Verarbeitung zu einer Reifenkarkasse möglich ist. Das Problem hierbei ist das Bewirken eines gleichmäßigen und relativ dünnen Kautschuküberzugs, um auf diese Weise Material einzusparen. Auch soll das Problem der ständigen Führung einer ausreichenden Materialmenge gelöst werden.

Dieses bekannte Verfahren läßt sich jedoch zum Extrudieren von Strängen aus plastischen Kautschukmassen mit eingebetteter Zwirnseele nicht anwenden, da solche Stränge nicht durch einen Wickler oder eine andere Vorrichtung kraftvoll aus dem Extrusionskopf herausgezogen werden können, weil durch die Zugkraft wegen der Verformbarkeit der plastischen Kautschukmasse eine Strangverformung auftreten würde. Solche Stränge, dre zum Beispiel bei der Fließbandfertigung in der Kraftfahrzeugindustrie, insbesondere zum Abdichten von Fensterscheiben und Karosserieteilen verwendet werden, dürfen — auch beim Konfektionieren auf Rollen oder abgelängt in Kartons — gegenüber dem vorgesehenen Querschnitt praktisch nicht abgeflacht werden. In typischen Fällen solcher Dichtungsbandpro-

file darf die Abflachung eines Strangs 0,5 mm nicht wesentlich überschreiten.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die Zwirnseele — im Gegensatz zum formstabilen Draht — unter hohem Druck des strömenden Produkts im Extruder bzw. Spritzkopf in der Mitte einer konischen Düse vorschießt. Der Zwirn wird hierbei aus als Seelenzuführung dienenden Pinolen kraftvoll durch das

. strömende Produkt herausgezogen und bei Widerstand sogar zerrissen. Das Ergebnis war bisher eine im Schnitt bis zu 30%, in einigen Fällen sogar über 30% längere Seele im Strang, weil die Seele nicht geradlinig, sondern wellenförmig in den Strang eingebettet wurde. Werden hieroei dagegen die Pinolen so tief in die Düsen hineingedreht bzw. geschoben, daß das partielle Voreilen der Seele abgebremst ist und die Zwirnseeele innerhalb des Strangs gerade liegt, so entsteht ein Hohlprofil, welches beim Ablegen des fertigen Stranges auf einer Rolle oder in einem Karton durch das Eigengewicht des Strangs flachgedrückt wird.

J5 Um ein rationelles Fertigen zu ermöglichen, schaltet man im allgemeinen auf ein und denselben Extruder einen Spritzkopf mit mehreren Düsenöffnungen, so daß gleichzeitig mehrere Stränge mit eingebetteter Zwirnseele herstellbar sind. Natürlich sollen diese Stränge nicht nur in sich gleichmäßigen Querschnitt aufweisen sondern auch untereinander praktisch identisch sein. Bedingt durch die unterschiedlichen Fließeigenschaften plastischer Massen verschiedener Zusammensetzung und Temperatur ist es insbesondere bei den Mehrfaches düsen ferner erforderlich, für eine verstellbare Mengenaufteilung der Strömungen auf die einzelnen Düsenausgänge zu sorgen. Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art können nach einem Produktwechsel auch einige Stränge schneller strömen als die anderen. Dadurch

>° entstehen Kräuseleffekte auf der Oberfläche der Stränge. Eine weitere Folge können Veränderungen der Fließorientierung und Einschnürungen sein.

Bei der Herstellung runder, rechteckiger oder ähnlicher Stränge aus plastischen Kautschukmassen mit eingebetteter Zwirnseele eingangs genannter Art ist es daher entscheidend, daß die Seele die gleiche Länge erhält wie der Strang und gegebenenfalls die Querschnitte mehrerer Stränge untereinander gleich werden. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, den Extrusionskopf so auszubilden, daß Dichtungsprofile aus einer plastischen, klebrigen Kautschukmasse hergestellt werden können, welche eine Zwirnseele enthalten, die im Strang zentrisch eingebettet ist. Dabei soll es auch ermöglicht werden, mehrere

^bl Stränge der Kautschukmasse mit einer für alle Stränge gleich wie der Strang langen, fest eingebetteten Zwirnseele zu spritzen, ohne daß die erläuterten Schwierigkeiten betreffend die zu lange Seele und die

unter anderem geschwindigkeitsbedingt ungleichmäßigen Strangabmessungen auftreten.

Die Lösung der Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß für das Herstellen ein>;s Dichtungsbandes mit einem als Zwirnseele ausgebildeten Faden der Einlaufbereich paraboloidförmig und die Hohlspitze insbesondere paraboloidförmig ausgebildet sind, wobei axial an der Hohlspitze eine im Einlaufbereich endende nadeiförmige Spitze mit einer Längsbohrung für das Führen der Zwirnseele angeordnet ist.

Aus der DE-PS 9 09 820 ist zwar ein Extrusionskopf zum konzentrischen Aufbringen einer plastischen Masse auf einen Kern bekannt mit einer als gerader Auslaßkanal ausgebildeten Düse für den Kern und mit einem dem Zuführen des Kernes dienenden, einen Längskanal aufweisenden Führungsdorn, der mit einer in Richtung auf die Düse sich verjüngenden Hohlspitze in einen konkav ausgebildeten Einlaufbereich ragt, wobei der Einlaufbereich sich in Richtung auf die Düse verengend und unmittelbar in diese übergehend verläuft, bei dem der Einlaufbereich und die Hohlspitze paraboloidförmig ausgebildet sind. Es wird jedoch für diese Merkmale an sich kein Schutz begehrt, sondern nur im Zusammenhang mit den übrigen anspruchsgemäßen Merkmalen.

Bei den erfindungsgemäß hergestellten Strängen ι : es wesentlich, daß die Zwirnseelen die gleiche Länge aufweisen, wie die Stränge selbst. Die Stränge können sich daher wegen der Stabilisierung durch die Seelen nicht mehr unter dem Eigengewicht strecken.

Durch die Erfindung ist eine spezielle Düsen- und Pinolenform, insbesondere mit einer Strömungsumlenkung im Produktkanal zwischen Extruder und Spritzkopf, geschaffen worden. Es kann dabei eine, insbesondere auswechselbare, Düsenplatte mit einer oder mehreren, vorzugsweise polierten, Düsen mit sich konkav verengendem Einlaufbereich vorgesehen sein. Der Einlaufbereich jeder Einzeldüse, der vorzugsweise Paraboloidform aufweisen kann, soll dabei jeweils in den geraden Auslaßkanal übergehen, der je nach Wunsch einen kreisförmigen, rechteckigen oder anderen Querschnitt — also zum Beispiel einen zylindrischen oder quaderförmigen Innenraum — aufweist und zum Kalibrieren des Stranges dient. Außerdem ist jeder Einzeldüse eine Pinole zum Zuführen der Zwirnseele zugeordnet. Die Pinolen können vorzugsweise eine sich konvex, insbesondere ebenfalls parabolisch verjüngende Hohlspitze aufweisen, die in den sich konkav verengenden Einlaufbereich der Düse hineinragt. Ferner wird zur Herstellung von kleinen Strängen mit z. B. 4 mm 0 in die Hohlspitze der Pinole eine (in typischen Fällen 6 mm lange) nadeiförmige Spitze eingesetzt, durch deren Längsbohrung die Zw^:rnseele in den sich bildenden Strang eingeführt wird. Die Pinolen sind axial, d. h. in ihrer Längsrichtung, verstellbar.

Während der Extrusion wird die Kautschukmasse in den sich konkav verengenden Einlaufbereich der Düsen gedrückt und zum Fließen gezwungen. Ein eventuell noch vorhandenes geringes partielles Voreilen der Zwirnseele in der Kalibrierzone, d. h. im Auslaßkanal, ist so gering, daß der Zwirn nicht vorschießen kann, weil er durch das langsam fließende Produkt im konkaven Einlaufbereich der Düse abgebremst und gestreckt wird. Die Zwirnseele wird also fest und geradeliegend in den Strang eingebettet.

Der Materialfluß im Spritzkopf und in dessen Auslaßkanal wird u. a. durch die Produkteigenschaften der verarbeiteten Kautschukmasse beeinflußt. Daher ist bei einer Vorrichtung eingangs genannter Art mit mehreren Düsen nach jedem Produktwechsel eine Korrektur der Stranggeschwindigkeit erforderlich, um eine gleichmäßige MengenaufteiJung auf die Düsen zu erzielen. Durch axiales Verstellen der einzelnen Pinolen können die jeweiligen Stranggeschwindigkeiten in einem begrenzten aber ausreichendem Bereich korrigiert werden, ohne das Einführen de.' Seele in den Strang hinein zu stören, d. h. ohne die stramme und gerade Ausrichtung der Seele im Strang nachteilig zu beeinflussen.

Durch die nadeiförmige Spitze wird erreicht, daß der Zwirn erst außerhalb eines eventuell unvorteilhaft durch die Pinole beeinflußten Strömungsbereichs freigegeben wird. Auch in ungünstigen Fällen wird damit also sowohl ein Vorschießen des Zwirns als auch eine Schlauchbildung im Strang vermieden. Die Spitze darf jedoch nicht in den geraden, insbesondere zylindrischen, Auslaßkanal der Düse gelangen, weil ^. jdurch ein hier eventuell noch vorhandenes schwaches partielles Voreilen verstärkt würde, mit der Folge eines Vorschießens und wellenförmigen Ablegens des Zwirns. Innerhalb des geraden Auslaßkanals ist nämlich die Bremswirkung des konkaven Einlaufbereichs unwirksam. Wenn also die nadeiförmige Spitze in den geraden Auslaßkanal hineinragt, könnte die Zwirnseele — wie bei früheren Vorrichtungen dieser Art — bis zu 30% länger werden als der Strang.

Das erfindungsgemäße Zusammenwirken der Düsen und der Pinolen — gegebenenfalls zusammen mit einer Strömungsumlenkung im Bereich zwischen Extruder und dem konkav sich verengenden Düseneinlaufbereich — führt unerwartet außerdem zu einer deutlichen Absenkung des Druckbedarfs und zu einem wesentlich

3"' ausgeglicheneren Druckverlauf im Extrusionskopf. Das ist besonders bei Produkten, die schonend behandelt werden müssen, von Bedeutung.

Anhand der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels sind weitere Einzelheiten des Extrusionskopfes nach der Erfindung erläutert.

in einem Extruder 1 ist ein Extrusionskopf 2 angeordnet, der entsprechend den Erfordernissen der zu verarbeitenden plastischen Kautschukmasse heiz- oder kühlbar ist.

Der Ausgang 4 des Extruders 1 und der Extrusionskopf 2 sind in ihren Formen so angepaßt, daß ein glatter Übergang der zu transportierenden Kautschukmasse möglich ist. Dazu wird die Kautschukmasse im Ausgang 4 des Extruders 1 in ein konisch sich verengendes Mündungsstück 5 zusammengepreßt, im Anschluß daran in einem beheizbaren strömungsgerechten Kanal 6 weiter gepreßt und schließlich über eine Strömungsumlenkung 7 in ein konisch in einem konkav sich verengenden Einlaufbereich 8 einer Düse 9 mündendes Zuführteil 10 geführt.

Der Extrusionskopf 1 besteht aus einem Formatsatz 11 für mehrere gleichzeitig herzustellende Stränge, in dem Führungen 12 für je einen in Pfeilrichtung 17 verstellbaren Führungsdorn 13 befestigt sind. In jedem

^b0 der Führungsdorne 13 ist eine nicht dargestellte Axialbohrung vorhanden, die in typischen Fällen eine lichte Weite von 2,5 mm hat. In die sich parabolisch verjüngende Hohlspitze 14 des Führungsdornes 13 ist eine nadeiförmige Spitze 15 eingesetzt, die beispielswei-

^b5 se einen Außendurchmesser von 1,5 mm und eine lichte Weite von 0.9 mm sowie eine Länge von ca. 6 mm aufweist. Der Durchmesser und die Länge dieser Spitze 15 können je nach Zwirn- und Strangstärke variiert

	28 13 21	Auslaßkanal 8	7	6
5		gesonderten, 9	= Strömungsumlenkung
werden. Der eigentliche Düsenteil mit dem konkaven 7	10	= Einlaufbereich
Einlaufbereich 8 und der als gerader	■> 11 12	= Düse
ausgebildeten Düse 9 ist Teil einer	13	= Zuführteil
auswechselbaren Diisenplatte 16.	14	= Formatsatz = Führung
Liste der Bezugszeichen	15	= Führungsdorn
1 = Extruder	ίο 16	= Hohlspitze
2 = Extrusionskopf	17	= Spitze
4 = Ausgang	= Düsenplatte
5 = Mündungsstück	= Pfeilrichtung
6 = Kanal	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Extrusionskopf zum konzentrischen Aufbringen einer plastischen, klebrigen Kautschukmasse auf wenigstens einen Faden, mit je einer als gerader Auslaßkanal ausgebildeten Düse für jeden der Fäden und mit einem dem Zuführen je eines der Fäden dienenden, einen Längskanai aufweisenden Führungsdorn, der zentrisch zu der Düse und in seiner Längsrichtung in einer Führung verstellbar mit einer sich in Richtung auf die Düse verjüngenden Hohlspitze in einen konkav ausgebildeten Einlaufbereich ragt, wobei der Einlaufbereich sich in Richtung auf die Düse verengend und unmittelbar in diese übergehend verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß für das Herstellen eines Dichtungsbandes mit einem als Zwirnseele ausgebildeten Faden der Einiaufbereich (8) paraboloidförmig und die Hohlspitze (14) insbesondere paraboloidförmig ausgebildet sind, wobei axial an der Hohispitze (14) eine im Einlaufbereich (8) endende nadeiförmige Spitze (15) mit einer Längsbohrung für das Führen der Zwirnseeele angeordnet ist.