DE2813217C2 - Extrusionskopf zum Aufbringen einer Kautschukmasse auf einen Faden - Google Patents
Extrusionskopf zum Aufbringen einer Kautschukmasse auf einen FadenInfo
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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 (1)
- 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.
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