DE2153667A1

DE2153667A1 - Spritzkopf fuer eine extrusionsmaschine

Info

Publication number: DE2153667A1
Application number: DE2153667A
Authority: DE
Inventors: Hans Jakob Maria Imping; Wilhelm Engelbert Keusgen; Robert Ney; Gottfried Johann Winnen
Original assignee: Lynenwerk KG
Current assignee: Lynenwerk KG
Priority date: 1971-10-28
Filing date: 1971-10-28
Publication date: 1973-05-03
Also published as: DE2153667C3; BE788168A; NL7211029A; FR2158185A1; DE2153667B2; IE36206L; AT320775B; FR2158185B1; GB1389246A; IE36206B1; AU472877B2; AU4766072A

Description

PATENTANWÄLTE Düsseldorf, den 26. Oktober 1971

DIPL.-IHG. ERICH KÜHMEMANii KK/sch 5 DIPL-IHG. KLMS KüHHEMAHI

k DÜSSELDOEF HOHO, Frailigraflisfraßa 13 91S3667

ToL 48265S Posfeeheckkto.: Köln 79^1^

Lynenwerk Kommanditgesellschaft

5180 Eschweiler Krs. Aachen

Dürener Straße o. Nr.

Spritzkopf für eine Extrusionsmaschine

Die Erfindung betrifft einen Spritzkopf für eine Extrusionsmaschine zum Aufbringen der Kunststoffmantel bewehrter oder zugentlasteter elektrischer Kabel verschiedenen Durchmessers mit in die Kunststoffmäntel eingebetteten Bewehrungs- oder Zugentlastungselementen, wobei die Zahl dieser Elemente bei den verschiedenen Kabeltypen unterschiedlich ist, mit Einrichtungen für die Zuführung der verseilten Adern und der Bewehrungs- oder Zugentlastungselemente, ferner mit Kanälen und Hohlräumen für die Zuführung und das Aufbringen des Mantelkunststoffes, mit einem Kanal, durch den das ummantelte Kabel den Spritzkopf verläßt, und mit Heizvorrichtungen sowie mit Mitteln zum Ausrichten der Teile gegeneinander, bestehend aus einem Gehäuse und darin gelagerten Bauteilen, die im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und durch Verschraubungen miteinander verbunden sind.

Spritzköpfe dieser Gattung sind in der Kabelindustrie bekannt; sie dienen zur Herstellung von Isolierhüllen, Schutzhüllen oder Mänteln aus Kunststoff oder anderen plastischen Massen. Die bekannten Spritzköpfe werden auch zur Herstellung eines selbsttragenden Luftkabels mit Zugentlastung benutzt, welches

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als Zugentlastungseinrichtung ein Geflecht aus Flachstahldrähten enthält, das zwischen einem die Seele des Kabels umgebenden Innenmantel und dem Außenmantel angeordnet ist. Durch die Eigenart dieses Aufbaues ist es erforderlich, den Innenmantel, das Flachdrahtgeflecht und den Außenmantel in jeweils getrennten Arbeitsgängen herzustellen. Dies bedeutet, daß dem Spritzkopf ein Kabel in Form eines halbfertigen Erzeugnisses, welches außen das Flachdrahtgeflecht aufweist, zugeführt wird.

Auch bei anders aufgebauten Zugentlastungseinrichtungen, beispielsweise parallel zur Kabelachse längslaufenden Elementen, ist mit den allgemein in der Kabelindustrie gebräuchlichen Spritzköpfen eine kontinuierliche, gleichzeitige Aufbringung der genannten Aufbauelemente nicht möglich.

Es sind zwar Spritzköpfe für Extruder bekannt, mit denen sich in einem Arbeitsgang zwei Umhüllungen auf ein Vorprodukt aufbringer lassen. Hierbei können die beiden Hüllen aus dem gleichen Werkstoff oder auch aus jeweils verschiedenen Werkstoffen gleichen thermoplastischen Verhaltens bestehen.

Diese Spritzköpfe sind jedoch mit zwei Extrudereinrichtungen verbunden, die das Material zur Bildung der Hüllen über getrennte Zuführungskanäle heranführen; sie ermöglichen nicht die gleichzeitige Einbringung von Aufbauelementen, die in die Umhüllungen des Kabels eingebettet sind.

Für die Herstellung von Schläuchen mit Verstärkungseinlagen im Extrudierverfahren sind weiterhin Spritzköpfe bekannt (DOS 1 945 675), mit denen in einem Arbeitsgang zunächst eine erste, innere Lage der Schlauchwand gespritzt wird, dann auf dem Umfang dieses Mantelteils strangförmiges Verstärkungsmaterial, in Schlauchlängsrichtung verlaufend, aufgelegt und das Ganze von einer weiteren Lage des Schlauchmaterials umgeben

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Das strangförmige Verstärkungsmaterial wird bei diesen Spritzköpfen durch Bohrungen im Spritzkopfgrundgehäuse den eigentlichen Spritzwerkzeugen zugeführt. Die Zahl der getrennt zu führenden Verstärkungselemente bzw. die Zahl der Bohrungen ist hierbei jedoch aus konstruktiven Gründen begrenzt, da bei der zur Spritzkopfachse konzentrischen Anordnung der Bohrungen im Spritzkopfgehäuse und ihrer gleichmäßigen Verteilung auf einem Kreis der zu verarbeitende Werkstoff im Übergangsteil des Spritzkopfes zum Schneckenteil des Extruders in einem Strang zwischen zwei der im Gehäuse eingebrachten Bohrungen hindurchgeführt werden muß.

Durch eine Bohrung müssen mehrere Verstärkungselemente gleichzeitig geführt werden, die erst im Spritzwerkzeug unmittelbar vor Auflegung auf die innere Lage der Schlauchwand durch Verbreiterung der Bohrung zum Breitschlitz mehr oder weniger gleichmäßig auf dem Umfang dieser inneren Lage oder in festgelegten Sektoren verteilt werden können.

Mit den bekannten Spritzköpfen sind selbsttragende Luftkabel neuer Konstruktion, insbesondere solcher mit von Polyäthylen umklammerten Zugentlastungselementen aus Glasgarn, beispielsweise nach der Patentanmeldung P 16 40 929.3-34, nicht herzustellen. Bei den beiden zuerst beschriebenen Spritzköpfen fehlt die Möglichkeit, längslaufende Elemente in die Umhüllung einzugeben. Bei dem zuletzt beschriebenen Spritzkopf ist vor allem die Anzahl der möglichen und getrennt zu führenden Zugentlastungselemente zu gering. Darüber hinaus ist die nichtgeradlinige Bohrungsführung bei der Herstellung von selbsttragenden Luftkabeln mit knickempfindlichem Zugentlastungsmaterial unzweckmäßig.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spritzkopf der eingangs erwähnten engeren Gattung zu schaffen, der mehrere notwendige Arbeitsgänge bei der Fabrikation eines bewehrten oder zugentlasteten elektrischen Kabels, insbesondere eines selbsttragenden Luftkabels gemäß der erwähnten Patentanmeldung mit einer Zugentlastung aus linienförmigen Erzeugnissen von Glasseide und mit einem Kunststoffmantel aus Polyäthylen, in einem Arbeitsgang zusammenfaßt und ein verbessertes Kabel dieser Art herzustellen in der Lage ist. Dabei sollen Elemente der Bewehrung oder Zugentlastung in der gleichen Bündelung, wie sie in den Mantel des Kabels eingelegt v/erden, den Spritzwerkzeugen voneinander getrennt in der Weise zugeführt werden, daß sie bei ihrem Weg von einer Bevorratungsstelle außerhalb des Spritzkopfes zu derjenigen Stelle innerhalb des Spritzkopfes, an der sie in den Mantelwerkstoff eingehen, nicht beschädigt werden. Eine weitere Aufgabe besteht darin, den Spritzkopf so einzurichten, daß eine unterschiedliche Anzahl von längslaufenden Elementen in Abhängigkeit von den verschiedenen Kabeldurchmessern eingebracht werden kann, wobei die Elemente auf einem Kreis gleichmäßig verteilt mit einem bestimmten Abstand voneinander im Mantel angeordnet sein sollen. Den einzelnen Elementen muß dabei die mit in die Zuführungskanäle eingeschleppte Feuchtigkeit und Luft entzogen werden, damit sich im Extruder keine Blasen oder Poren bilden und die Elemente in der gewünschten Weise vom Polyäthylen umklammert werden, d. h. daß im Augenblick der Einbettung der längslaufenden Elemente in das Polyäthylen keine Restluft frei wird, sich ausdehnt und der die Verklammerung der Zugentlastungselemente bewirkenden Schrumpfung des Polyäthylens entgegenwirkt. Weiterhin soll die Dicke des inneren Teils der Mantelwand vorzugsweise weniger als ein Drittel der Gesamtwanddicke betragen.

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ORIGINAL INSPECTED

Die Lösung geschieht nach der Erfindung durch einen gattungsgemäßen Spritzkopf mit dem Kennzeichen, daß zwei an sich bekannte mit kegeligen Flächen versehene Bauteile mit ihrer Längsachse in Richtung der Spritzkopflängsachse im Innern des Gehäuses hintereinander angeordnet sind und zwischen sich Hohlräume zum Zuführen von Teilmengen des Mantelkunststoffes freilassen, so daß der Kunststoffmantel als Ergebnis zweier Ummantelungsvorgänge, eines ersten inneren und eines zweiten äußeren, aufgebracht wird und die beiden Mängel nach ihrem Zusammentreffen miteinander verschmelzen, und daß die Einrichtungen für die Zuführung der Bewehrungs- oder Zugentlastungselemente als im wesentlichen kegelige Bauteile ausgebildet sind, die insgesamt wiederum ein kegeliges Bauteil bilden, welches austauschbar im Gehäuse eingelagert ist, wobei das zusammengesetzte kegelige Bauteil mit einem Kranz von sich von einem zum anderen Bauteil fortsetzenden, jeweils eine gerade Längsachse aufweisenden Zuführungskanälen für die Zugentlastungselemente versehen ist, die an derjenigen Stelle des in Durchlaufrichtung vorderen Bauteils münden, an der der zweite äußere Mantelteil aufgebracht wird.

Dabei ist ein wesentliches Merkmal die Auswechselbarkeit oder Austauschbarkeit derjenigen Teile des Spritzkopfes, durch die die Zugentlastungselemente geführt werden, damit Kabel verschiedener Konstruktion gefertigt werden können.

Der Mantelkunststoff wird von der Extrudierschnecke in den Spritzkopf eingepreßt, in seiner Fließrichtung zunächst in die Laufrichtung des zu ummantelnden Kabels umgelenkt und dann in einem sich ständig verjüngenden Ringkanal zwischen der Innenwandung des Spritzkopfgehäuses und den mit dem Gehäuse verschraubten, eine Einheit bildenden kegeligen Bauteilen dem Spritzwerkzeug im vorderen Teil des Spritzkopfes zugeführt. Auf der Innenseite des kegeligen Ringkanals zu den kegeligen

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Bauteilen hin und diese durchdringend wird ein Teil des Mantelkunststoffes über radiale kanäle einem vorderen Spritzwerkzeug zugeführt.

Die Zuführungskanäle für die Zügenclaatungselemente v/erden bevorzugt an eine Un erdruckquelle in der V/eise angeschlossen, daß der größte Unterdruck im Bereich des vorderen kegeligen Bauteils, des Verteilerkegels, liegt, wo die von den Zugentlastungselementen mit in die Zuführungskanäle eingeschleppte Luft und Feuchtigkeit auf die Temperatur der Kunststoffmasse aufgeheizt worden ist und damit die größte Ausdehnung erfahren hat oder verdampft. Für hohe Fertigungsgeschwindigkeiten ist vorgesehen, die Zuführungskanäle in Richtung Bevorratungsstelle der* Zugentlastungselemeni.e zu verlängern, um den Wirkungsgrad der Absaugung zu erhöhen und nach Anbringung besonderer Heizvorrichtungen im Bereich der vorgezogenen Zuführungskanäle oder auch bereits vor dem Spritzkopf im Bereich zwischen Bevorratungsstelle und den Mündungen der Zuführungskanäle die Aulheizung der Zügenclastungselemence und damic der mitgeschleppten Luft oder Feuchtigkeit auf die Temperatur der Kunststoffmasse bis zum Erreichen des Verteilerkegels im Spritzkopf sicherzustellen.

Die erfindungsgemäße Lehre hat den Vorteil zur Folge, daß in ein- und demselben Spritzkopf nacheinander zwei Umhüllungen auf ein Kabel aufgebracht werden können, welche miteinander zu einem einzigen Mantel verschmelzen, und daß gleichzeitig die Zugentlastungselemente an in bestimmten Grenzen wählbarer Stelle im Querschnitt des endgültigen Kunststoff mantels derart eingebracht werden können, daß die Zugentlastungselemence mit festen Abständen voneinander gleichmäßig auf einem Kreis verteilt sind. Dabei lassen sich Ausbildung und Werkstoff der Zugentlastungselemente verändern. Durch die Austauschbarkeit der kegeligen Bauteile ist zudem die Möglichkeit gegeben, die Anzahl der einzubringenden Zugentlastungselemente je nach den

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Erfordernissen der Abstände der Zugenulastungselemente voneinander "bei unterschiedlichen Durchmessern der zu ummantelnden Kabel und Leibungen in weiten Grenzen zu variieren.

Mil dem Spritzkopf gemäß der Erfindung können auch knickemplindliche Zügentlastungselemente, z. B. Glasgarne, verarbeitet werden, da sie auf ihrem Weg durch die verschiedenen Bauteile des Spritzkopfes keine Beschädigungen, z. B. durch mehrfache Umlenkungen, erfahren.

Ein weiterer Vorteil dieses Spritzkopfes ist es, daß im Gegensatz zu den erwähnten bekannten Spritzköpfen der engeren Gattung der Hauptstrom des heißen, nahezu flüssigen Mantelwerkstoffes in annähernd gerader Linie durch einen sich ständig im Durchmesser verkleinernden Ringkanal dem Spritzwerkzeug zugeführt wird. Auf diese Weise wird der Druckabfall in der Kunststoffmasse auf ihrem Weg von der Schneckenspitze des Extruders bis zum Werkzeug sehr gering gehalten.

Dadurch, daß der Teilstrom des Mantelwerkstoffes zur Bildung des inneren Mantelteils erst im vorderen Spritzkopfteil abgezweigt und über mehrere schlitzartige, radial verlaufende Ausfräsungen in das vordere kegelige Bauteil unter Raumtrennung durch die Zugentlastungselemente eingeleitet wird, ist gewährleistet, daß der Mantelwerkstoff auf kürzestem Weg den Spritzwerkzeugen zugeführt wird.

Die erfindungsgemäße Spritzvorrichtung hat sich vor allem bei der Fabrikation des bereits erwähnten selbsttragenden Luftkabels mit einer Zugentlastungseinrichtung aus linieniormigen Erzeugnissen von Glasseide und mit einem Kunststoffmantel aus Polyäthylen bewährt. Bei diesem Kabel werden unter der Voraussetzung, daß die Zugentlastungselemente in der richtigen V/eise, d. h. mit richtigen Abständen voneinander

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und unter Einhaltung der.Wanddicke des inneren Mantelteils in den Mantel eingebracht wurden, infolge der beim Erkalten des Polyäthylens auftretenden Volumenschrumpfung die Zugentlastungselemente vom Polyäthylen umklammert, so daß bei der üblichen Verlegung des Kabels mittels Abspannklemmen die bei der Überführung der über die Abspannklemmen in die Zugentlastung eingeleiteten Abspannkräfte das aus Kabelmantel und Zugentlastimg bestehende System als funktioneile Einheit wirksam werden lassen.

P Vorteilhafte Weiterbildungen des Grundgedankens der Erfindung gemäß dem Hauptanspruch ergeben sich aus dem Inhalt der Unteransprüche, die dieser Beschreibung angefügt sind. Auch die Ausführungsformen gemäß den Unteransprüchen bereichern die Technik in wesentlicher Weise.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben und wird nachstehend im einzelnen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den Spritzkopf als Ganzes in einem axialen Längsschnitt,

Fig. 2 den kegeligen Bauteil, über dessen Mantelfläche der zweite, äußere Kunststoffmantel aufgebracht wird,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Verteilerkegel des

zweiten kegeligen Bauteiles gemäß der Linie III - III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht auf die vordere Stirnseite des hinteren Teils des in Durchlaufrichtung der Leitung ersten kegeligen Bauteils.

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Der Spritzkopf besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse und

kegeligen aus zwei darin hintereinander angeordneten/Bauteilen. Sowohl das Gehäuse als auch die kegeligen Bauteile setzen sich jeweils aus mehreren Teilen zusammen, die vorzugsweise miteinander verschraubt sind. In seiner Achsenlängsrichtung wird der Spritzkopf von einem Kanal 1 für die zu bewehrende und zu ummantelnde elektrische Leitung durchsetzt. Die Leitung als solche ist nicht dargestellt. Die Durchlaufrichtung der Leitung verläuft in Figur 1 von rechts nach links, d. h. rechts treten die verseilten, zu ummantelnden Adern in den Spritzkopf ein,- und links verläßt das fertige Kabel den Spritzkopf.

Das Gehäuse, welches die kegeligen Bauteile in sich aufnimmt und festhält, setzt sich aus einem Grundgehäuse 2 und mehreren Verschraubungen und Zwischenringen zusammen, nämlich einer vorderen äußeren Verschraubung 3, einer vorderen inneren Verschraubung 4, einem als Außenmatrize dienenden vorderen Ringteil 5» einem ringförmigen Matrizenhalter 6, einer hinteren Verschraubung 7 und einem Stauring 8. Die Verschraubungen 3,

4 und 7 haben an ihrem äußeren Umfang jeweils Flächen zum Ansetzen eines Schlüssels. Zentrierschrauben 9 dienen zum Ausrichten des Matrizenhalters 6 und damit auch der Außenmatrize

5 in ihrer Lage zur Innenmatrize. An seiner Anschlußseite ist das Grundgehäuse 2 mit einer kegelförmigen Öffnung 10 für die Aufnahme der in den Spritzkopf hineinreichenden Extruderschnecke versehen, außerdem mit einer Anschlußgestaltung 11 für die Verbindung mit dem Maschinenzylinder des Kunststoff-Extruders, in welchem der Mantelwerkstoff auf- und für das Extrudieren vorbereitet wird. Sowohl das Hauptgehäuse 2 als auch der Matrizenhalter 6 sind mit Heizvorrichtungen in Gestalt einer Heizschale 12, einer Heizmanschette 13 und eines Heizringes 14 soweit wie möglich umschlossen, um den Mantelwerkstoff bei der Führung durch den Spritzkopf und während

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seines Aufbringens auf die durchlaufende Leitung in dem not,-wendigen Viskositätsniveau zu erhalten. Die Heizvorrichtungen werden mit elektrischem Strom betrieben.

Im Innern des Gehäuses sind hintereinander zwei kegelige Bauteile angeordnet, und zwar ein in Durchlaufrichtung des Kabels vorderes kegeliges Bauteil in Gestalt einer Innenmatrize 15 und ein in Durchlaufrichxung des Kabels hinteres kegeliges Bauteil, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen zwei Teilen zusammengesetzt ist, nämlich einem Verteilerkegel 16 und einem rückwärtigen Kegel 17. Dabei lagert der Verteilerkegel 16 mit einem zylindrischen Ansatz 18 in einer axialen Bohrung des rückwärtigen Kegels 17 und wira mittels einer Mutter 19 festgehalten und rnic dem rückwärtigen Kegel 17 zu einer Einheit verbunden. Die beiden kegeligen Bauteile, nämlich die Innenmatrize 15 und der aus Verteilerkegel 16 und rückwärtigem Kegel 17 bestehende Teil grenzen aneinander und sind durch eine Überwurfmutter- 20 miteinander zu einem Gen:: or, gegeneinander verdrehsicher verschraubc.

Der Verteilerkegel 16 und sein zylindrischer Ansatz 18 enthalcen eine axiale Bohrung, in welche ein rohrförmiger Nippel-P halter 21 eingesetzt ist, der vorn einen Nippel 22 trägt, während er an seinem rückwärtigen Ende eine als Führungsbüchse für die einlaufenden verseilten Adern dienende Verschraubungskombination 23 aufweist, welche den Nippelhalter 21 auch gegenüber dem zylindrischen Ansatz 18 des Verteilerkegels 16 fixiert» Die kegeligen Bauteile 15, 16 und 17 bilden gemeinsam einen vergleichsweise großen Kegel, der von hinten her in das Spritzkopfgehäuse hineinragt und mit seiner Spitze in die Durchlaufrichtung der Leitung zeigt. Die innere Gestaltung des Grundgehäuses 2 ist der äußeren Gestalt des zusammengesetzten kegeligen Bauteils angepaßt. Die grundsätzliche Zweiteilung des großen Kegels im Innern des Spritzkopfes ermöglicht das nacheinanderfolgende Aufbringen von zwei Kunststoffmärrteln

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auf das zu produzierende Kabel, wobei diese beiden Mäntel miteinander zu einem einzigen Mantel verschmelzen, und zwar geschiäat dies einerseits durch die Innenmatrize 15 für den inneren Mantelteil und durch die Außenmatrize 5 für den äußeren Mantelteil. Der erforderliche Kunststoff wird den beiden Matrizen von der Extruderschnecke über die kegelförmige öffnung 10 zugeführt, und zwar durch Hohlräume und Kanäle, die sowohl die eine als auch die andere Matrize bedienen.

Bevor eine weitere Beschreibung des Förderweges für den Mantelkunststoff zu den beiden Auibringungsstellen erfolgt, ist noch zu erläutern, wie die Zuführung der Zugentlastungselemenoe zu deren Aufbringungsstelle geschieht. Dazu dienen bei diesem Beispiel vierundzwanzig Zuführungskanäle 24, welche völlig geradlinig und auf dem gedachten Mantel eines Kegels als Kranz von Bohrungen innerhalb des aus den beiden kegeligen Bauteilen zusammengesetzten großen Kegels des Spritzkopfes angeordnet sind. Jeder Zuführungskanal 24 ist an seinem Eingang an der hinteren Stirnseite des rückwärtigen Kegels 17 mix einer Keramikbüchse 25 zur Führung des betreffenden Zugentlastungselementes ausgestattet und verringert sich im Durchmesser aus konstruktiven Gründen mehrmals absatzweise in Richtung auf seine Mündung in der Innenmatrize 15. Eine erste Durchmesserverkleinerung findet im Verteilerkegel 16 statt, und weitere mehrere Durchmesserverkleinerungen sind innerhalb der Innenmatrize 15 vorgesehen, was sich besonders gut aus Fig. 2 der Zeichnung ergibt.

Aus Fig. 1 ist zu entnehmen, daß die Zuführungskanäle 24 für die Zugentlastungselemente den Verteilerkegel 16 ziemlich an seinem äußeren Rand durchlaufen und dann vorn in die Innenmatrize 15 eintreten. Da die Stelle zum Aufbringen des inneren Mantelteils mit Hilfe des Nippels 22 aber im vorderen Bereich des die Spitze des hinteren kegeligen Bauteils bilden-

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den Verteilerkegels 16 liegt und sich damit innerhalb des Kranzes von Zuführungskanälen 24 befindet, muß der Mantelkunststoff, άβφη der Stelle des Nippels 22 benötigt wird, durch den Kranz von Kanälen 24, diese kreuzend, hindurchgeführt werden, wobei eine sorgfältige Raumtrennung unerläßlich ist. Hierzu dienen Hohlräume und Kanäle, die sich sowohl aus Fig. 1 als auch aus Fig. 3 entnehmen lassen. Der Weg des Kunststof!--Fördergutes wird nachstehend beschrieben:

A Von der Extruderschnecke über die kegelige Öffnung 10 gelangt das pastenartige Gut zunächst in einen ringförmigen Hohlraum 26 hinein, der in dem rückwärtigen Kegel 17 ausgebildet ist, was sich aus Fig. 4 entnehmen läßt. Die Ausgestaltung dieses Hohlraumes ist so, daß die Kunststoffmasse unter Beachtung ihrer fließtechnJSDhen Eigenschaften in ihrer Fließrichtung um 90° in die Laufrichtung des zu ummantelnden Kabels umgelenkt wird. Nach Erreichen der Verbindungsstelle Verteilerkegel 16 und rückwärtiger Kegel 17 bewegt sich der Massestrom in.einem konzentrisch zur Spritzkopflängsachse 1 liegenden Ringkanal mit ständig kleiner werdenden Durchmessern in Richtung Außenmatrize 5. Gleich an der Übertrittsstelle des Kunststoffes vom Kegel 17 zum Kegel 16 erfolgt eine Aufteilung in zwei Ströme, nämlich in einen zur Innenmatrize 15 hingeleiteten und in einejtzur Außenmatrize 5 weiterfließenden Teilstrom. Während die Höhlungen und Kanäle, die zur Innenmatrize 15 führen, im Verteilerkegel 16 selbst ausgebildet sind, wird der ringförmige Kanal, der das Gut zur Außenmatrize 5 weiterleitet, einerseits von der Oberfläche des zusammengefaßten kegeligen Bauteils 16, 17 unter Zuhilfenahme der Oberfläche der Überwurfmutter 20 und der Innenmatrize 15 und andererseits von der inneren Oberfläche des Gehäuses 2, des Staurings 8 mit Beilagering, des ringförmigen Matrizenhalters und der Außenmatrize 5 gebildet.

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Die Abzweigung der für die Innenmatrize 15 bestimmten Teilmenge des Mantelkunststoffes vom Hauptstrom aus dem Hohlraum 26 erfolgt im Bereich des Stauringes 8, und zwar an der Stelle einer ringförmigen Kanalverbreiterung 28. Hier tritt ein Teil des Fördergutes durch radiale Längsschlitze 29, die sich besonders guu aus Fig. 3 ergeben, in die inneren Höhlungen des Verteilerkegels 16 ein, und zwar kreuzt der V/eg dieser Teilmenge des Massestromes uncer Raumtrennung die Zuführungsbahnen 24 für die Zugentlastungselemence. Jeweils zwei parallele Längsschlitze 29 münden in einen zylindrischen Hohlraum 30, von dessen Art gemäß Fig. 3 insgesamt acht Stück in gleichmäßiger Verteilung im Kreis im Inneren des Verteilerkegels 16 angeordnet sind. Die Anzahl von acht Stück Hohlräumen 30 ist dabei nicht bindend, es können beispielsweise auch nur vier Stück sein, was u. a. von der notwendigen Menge des/zuführenden Mantelkunststoffes oder von der Anzahl der Zuführungskanäle 24 im Verteilerkegel 16 wie Kegel 17 und der Innenmatrize 15 abhängig ist. Die zylindrischen Hohlräume 30 sind gemäß Fig. mil ihrer Längsachse im wesentlichen in Durchlaufrichtung der Leitung angeordnet, liegen jedoch schräg nach vorn geneigt und münd-en mit ihrer Vorderseite in eine axiale zylindrische Bohrung 31 des Verteilerkegels 16, in welche das vordere Ende des Nippelhalterohres 21 hineinragt, wo es den aufgeschraubten Nippel 22 trägt. Dieser Nippel wiederum erstreckt sich mit seiner Spitze über die vordere Stirnfläche des Verteilerkegels 16 hinaus und ragt in die nach extrusionstechnischen Regeln ausgebildete rückwärtige Ausnehmung 33 der Innenmatrize 15 hinein, so daß zwischen der kegeligen Oberfläche des Nippels 22 und der kegeligen Oberfläche der Ausnehmung 33 ein kegeliger Kanal entsteht, dessen vordere ringförmige Öffnung in den Kanal 1 für die zu ummantelnde Leitung mündet.

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Aus Fig. 3 ist noch ersichtlich, daß die Schlitze 29 paarweise angeordnet sind, so daß zwischen den Schlitzen eines Paares ein Materialstück des Verteilerkegels 16 mit einem Zuführungskanal 24 für ein Zugentlastungselement stehenbleibt. Zischen eiriöi Paar von Schlitzen 29 und dem nächsten Paar rechts oder links (Fig. 3) befindet sich jeweils ein größerer Materialbereich des Kegels 16, wobei durch diesen Materialbereich jeweils zwei Zuführungskanäle 24 hindurchgehen.

. Diese besondere Ausbildungsweise des Spritzkopfes gewährleistet neben der Möglichkeit einer Aufbringung des inneren Kunststoffmantelteils an der gewünschten Stelle eine besonders intensive und gleichmäßige Erwärmung des Innern des Spritskopfes und damio auch die Erwärmung der Zugentlastungselemente auf dis Temperatur der Kunststoffmasse. Dies ist vor allem denn von Nutzen, wenn Glasgarne als Zugentlastungselemente verwendet werden, da die von diesen mit eingeschleppte Luft auf das größtmögliche Volumen ausgedehnt und besser abgesaugt werden kann. Me von den Zugentlastungselementen weiter mit in die Kunststoffmasse eingeschleppte verbliebene Resjtluft dehnt sich nicht mehr weiter aus, so daß sich in der extrÜierten Masse keine Blasen bilden können. Gerade diesem Umstand ist erhöhte P Beachtung zu schenken, wenn die Fertigungsgeschwindigkeit und damit Durchlaufgeschwindigkeit der Zugentlastungselemente gesteigert wird. Dann ist nämlich der Unterdruck in den Zuführungskanälen 24 zu erhöhen, was wegen der Gefahr der Beschädigung der sehr empfindlichen Glasgarne nur in begrenztem Maße möglich ist, beispielsweise durch Verlängerung der Zuführungskanäle 24 über den Einführungsnippel 25 hinaus und intensive Erwärmung dieser rohrförmigen Verlängerungen.

Der nicht durch die Schlitze 29 in das Innere des Verteilsrkegels 16 eintretende Teil des Mantelkunststoffes, der von der Extruderschnecke über die kegelige Öffnung 10 zugeführt wird,

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bewegt sich vom vorderen Ausgang des Ringraumes 28 über die ringförmigen Oberflächen des Kegels 16, der Überwurfmutter 20 und der Innenmatrize 15, die gleichzeitig Nippel für die Außenmatrize 5 ist, durch den bereits erwähnten ringförmigen und sich nach vorn immer mehr verjüngenden Kanal 34 weiter nach vorn, also nach links in Fig. 1, und tritt am Umfang der Spitze der Innenmatrize 15 in den Kanal 1 aus, dort den äußeren Teil des Kunststoffmantels der Leixung bildend. Dabei umschließt dei/heiße, nahezu flüssige Kunststoff den Kranz von Zugentlastungselementen, der unmittelbar vor dem Austritt des Kunststoffes aus dem Kanal 34 auf die unmittelbar vorher die Innenmatrize verlassende, mit dem inneren Teil des Mantels versehene Leitung aufgebracht worden ist. Jedes Zugentlastungselement wird rundherum vom Mantelkunststoff eingefaßt, wobei sowohl derjenige Kunststoff beteiligt ist, der bereits mit der Innenmatrize 15 aufgebracht wurde, als auch der mit der Außenmatrize 5 aufgebrachte Kunststoff. An der fertigen Leitung zeigt sich im Querschnitt nur ein einziger Mantel, der von den Zugentlastungselementen durchsetzt ist, welche im wesentlichen auf einem Kreis gleichmäßig verteilt jeweils mit Abständen voneinander im Mantelquerschnitt in Erscheinung treten. Die.se vollständige Einbettung ist auch eine Folge der Anordnung der vorderen Mündungen 36 der Zuführungskanäle 24, was sich gut aus Fig. 2 entnehmen läßt.

Die Innenmaxrize 15, gleichzeitig Nippel für die Außenmatrize 5, hat vorn innerhalb ihrer Kegelspitze eine absatzartige Aufweitung 35 ihrer mittleren Längsbohrung 1 für die Durchführung der Leitung, und die Mündungen 36 der Zuführungskanäle 24 für die Bewehrungselemente schließen derart an die Mantelfläche der Aufweitung 35 an, daß die gedachte Kreislinie, auf der die Mündungsdurchmesser der Zuführungskanäle aufliegen, mit der ringförmigen Rückseitenkante der Aufweitung 35 übereinstimmt. Somi- werden die Zugentlastungselemente, beispielsweise Glasgarne, sorgfältig auf die auf der Einlaufseite der Innenmatrize

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15 aufgebrachte Mantelkunststoffschicht in Längsrichtung des Kabels aufgelegt, wodurch sie an ihm anhaften, so daß ihre Lage gesichert ist.

Die bereits erwähnte notwendige Entfernung der mi; den Bewehrungselementen in die Kanäle 24 eingeführten Luft geschieht auf dem Wege über eine Anschlußöffnung 37 für eine nicht dargestellte Schlauchleitung, die zu einer Unterdruck-quelle führt. Es können auch mehrere Anschlüsse nach Art des Anschlusses 37 vorgesehen sein. Dieser Anschluß ist an dem rückwärtigen Kegel 17 (Fig. 1) vorgesehen und setzt sich in einer Bohrung 38 fort, die in Richtung der Längsachse des Kegels verläuft und in eine ringförmige Ausdrehung 39 an der vorderen Stirnseite des Kegels 17 einmündet. Auch aus Fig. 4 kann diese Ausdrehung entnommen werden, und zwar ergibt sich aus dieser Abbildung auch, daß hier insgesamt zwei diametral einander gegenüberliegende Bohrungen 38, wovon eine als Anschlußbohrung für ein Meßinstrument zum Messen des im Innern herrschenden Unterdrucks bestimmt ist, vorgesehen sind. Die Ausdrehung 39 hat eine solche radiale Breite, daß sie auch die im Kegel 17 vorderen Mündungen der ZufUhrungskanäle 24 für die Bewehrungselemente erfaßt, d. h. diese Mündungen liegen wie die Mündungen der Kanäle 38 im Tief- L· sten der Ausdrehung 39.

Der durch die Ausdrehung des Kegels 17 geschaffene Hohlraum im Innern des in Durchlaufrichtung der elektrischen Leitung hinteren kegeligen Bauteils findet eine Ergänzung durch eine weitere Ausdrehung 40, welche in Fortsetzung der Ausdrehung 39 in die rückwärtige Stirnfläche des Verteilerkegels 16 eingeschnitten ist (Fig. 1). An diese Ausdrehung 40 schließen sich ringförmig die Eintrittsöffnungen der durch den Kegel 16 verlaufenden Abschnitte der Zuführungskanäle 24 an, so daß der aus den Ausdrehungen 39 und 40 zusammengesetzte Hohlraum im Inneren des Spritzkopfes also mit zwei verschiedenen Durch-

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messerbereichen der Kanäle 24 in Verbindung steht. Die Unterdruckquelle am Anschluß 37 wirkt daher intensiv auch auf den in Durchiaufrichtung der Leitung vorderen Bereich der Zuführungswege für die Bewehrungselemente, so daß die durch diese mit in den Spritzkopf eingeführte Luft sehr weitgehend abgesaugt werden kann.

Der den Unterdruckanschluß 37 enthaltende Teil des rückwärtigen Kegels 17 ist an seinem rückwärtigen Ende auch zur Reduzierung des Gewichts dieses Austauschteils mit einer kegelstumpfförmigen Ausnehmung 41 versehen, durch deren kegelige Wandung 42 die Zuführungskanäle 24 für die Zugentlastungselemente hindurchgeführt sind. Die Mündungen der Anschlußkanäle 38 treten dagegen an der inneren Begrenzungsfläche der Ausnehmung 41 in Erscheinung, so daß der nicht dargestellte Anschlußschlauch als Verbindung zur Unterdruckquelle teilweise durch einen Innenraum des kegeligen Bauteiles 16, 17 verläuft* Hiermit ist einerseits der Vorteil verbunden, daß der Spritzkopf und damit die Maschine als Ganzes kurz gebaut werden kann, während andererseits die Zuführungskanäle für die Zugentlastungselemente so lang wie möglich sind und auf diese Weise eine besonders gute Führung dieser vergleichsweise empfindlichen Konstruktionsteile des Kabels sowie eine möglichst lange Strecke ergeben, auf der die Zugentlastungselemente aufgeheizt werden können. Die Anordnung der Anschlußkanäle für den Unterdruck innerhalb des Kranzes der Zuführungskanäle für die Zugentlastungselemente hat im übrigen den Vorteil, daß die Unterdruckleitung 38 die Kanäle 24 nicht zu kreuzen bracht. Die ungefähr gleiche Richtung der beiden Kanalarten vereinfacht die Bohrarbeit bei der Herstellung des Spritzkopt'es.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den nachfolgenden Patentansprüchen offenbarten Merkmale

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des Anmeldungsgegenstandes können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein«

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Spritzkopf für eine Extrusionsmaschine zum Aufbringen der Kunscstoff mantel bewehrter oder zugentlasteter elektrischer Kabel verschiedenen Durchmessers mit in die Kunststoffmantel eingebetteten Bewehrungs- oder Zugentlastungselementen, wobei die Zahl dieser Elemente bei den verschiedenen Kabeltypen unterschiedlich ist, mit Einrichtungen für die Zuführung der verseilten Adern und der Bewehrungs- oder Zugentlastungselemente, ferner mit Kanälen und Hohlräumen für die Zuführung und das Aufbringen des Mantelkunststoffes, mit einem Kanal, durch den das ummantelte Kabel den Spritzkopf verläßt, und mit Heizvorrichtungen sowie mit Mitteln zum Ausrichten der Teile gegeneinander, bestehend aus einem Gehäuse und darin gelagerten Bauteilen, die im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und durch Verschraubungen miteinander verbunden sind, insbesondere zur Herstellung selbsttragender Luftkabel mit Polyäthylen-Mantel und Zugentlastungselementen aus Glasgarnen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei an sich bekannte mit kegeligen Flächen versehene Bauteile (5, 22) mit ihrer Längsachse in Richtung der Spritzkopflängsachseim Innern des Gehäuses (2) hintereinander angeordnet sind und zwischen sich Hohlräume zum Zuführen von Teilmengen des Mantelkunststoffes freilassen, so daß der Kunststoffmantel als Ergebnis zweier Ummantelungsvorgänge, eines ersten inneren und eines zweiten äußeren, aufgebracht wird und die beiden Mäntel nach ihrem Zusammentreffen miteinander verschmelzen, und daß die Einrichtungen für die Zuführung der Bewehrungs- oder Zugentlastungselemente

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als im wesentlichen kegelige Bauteile (15, 16, 17) ausgebildet sind, die insgesamt wiederum ein kegeliges Bauteil bilden, welches austauschbar im Gehäuse eingelagert ist, wobei das Zusammengesetze kegelige Bauteil (15, 16, 17) mit einem Kranz von sich von einem zum anderen Bauteil fortsetzenden, jeweils eine gerade Längsachse aufweisenden Zuführungskanälen (24) für die Zugentlastungselemente versehen ist, die an derjenigen Stelle des in Durchlaufrichtung vorderen Bauteils (15) münden,an der der zweite äußere Mantelteil aufgebracht wird.
2. Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusammengesetzte kegelige Bauteile (15, 16, 17) mit unterschiedlichen Anzahlen von Zuführungskanälen (24) vorgesehen sind.
3. Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungskanäle (24) für die Zugentlastungselemente auf dem Mantel eines gedachten Kegels angeordnet sind, dessen Achse mit der Achse des Kanals (1) für die Durchführung der Leitung durch den Spritzkopf übereinstimmt und dessen Spitze vor der Mündung des ringförmigen Kanals (34) für das Aufbringen des äußeren Mantelteils liegt.
4. Spritzkopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vierundzwanzig Zuführungskanäle (24) für die entsprechende Zahl Zugentlastungselemence auf einer kreisförmigen Linie der Querschnitte der kegeligen Bauteile (15, 16, 17) mit gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind.
5. Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptstrom der Masse in einem im Bereich des Verteilerkegels (16) ringförmig werdenden Kanal zwischen dem zusammengesetzten Kegel (15, 16, 17) und der Gehäuseinnenwand

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unmittelbar der Außenmatrize (5) zugeführt wird.
6. Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verxeilerkegel (16) im Bereich von dessen Spitze der ersi;e, innere Mantel ceil aufgebracht wird, mit Höhlungen (29, 30, 31) versehen ist, welche die kranzförmig angeordneten Zuführungskanäle (24) für die Zugentlastungselemente unter Raumtrennung kreuzen und sich zu einer ringförmigen Mündung innerhalb der Kegelspitze rund um den Kanal (1) für die Adern vereinigen, auf diese Weise einen Förderweg für den Mantelkunstsüoff von einem Bereich außerhalb des Bauteils und außerhalb des Kranzes der Zuführungskanäle für die Zugentlastungselemente zu einer Sbelle innerhalb dieses Kranzes bildend, so daß die Zugentlastungselemente über den inneren Mantelteil hinweggeführt werden.
7. Spritzkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Förderweg für den Mantelkunststoff dienenden, die kranzförmig angeordneten Zuführungskanäle (24) für die Zugentlastungselemente kreuzenden Höhlungen aus mehreren Abschnitten von verschiedener Gestalt zusammengesetzt sind, nämlich - von außen nach innen betrachtet - aus länglichen Schlibzen (29), die zwischen zwei Zuführungskanälen für die Zügenblastungselemente hindurchverlaufen, und zwar jeweils paarweise, so daß zwischen den Schlitzen eines Paares ein Materials bück mit einem Zuführungskanal für ein Zugentlastungselement steherv-bleibt, ferner aus vorzugsweise zylindrischen Hohlräumen (30), deren Längsachsen in die Durchlaufrichbung der Leibung weisen und deren Mantelfläche Jeweils an ein Paar der erwähnten Schlitze anschließt, weiterhin aus einem zylindrischen oder im wesentlichen kegelstuapflormigen Hohlraum (31), in den die einzelnen zylindrischen Hohlräume (30) einmünden und von dem aus sich der Mant.elkunststoff um die zu ummantelnden Adern herumschließl.

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8. Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Durchlaufrichtung der Leitung erste kegelige Baute!^ der die Einführungsöffnungen (25) der kranzförmig angeordneten Zuführungskanäle (24) für die Zugentlastungselemente enthält, der rückwärtige Kegel (17), mit Hohlräumen und Kanälen versehen ist, die mit den Innenräumen der Zuführungskanäle für die Ziaentlastungselemente in Verbindung stehen und für den Anschluß an eine beispielsweise Schlauchleitung, in welcher Unterdruck herrscht, einge-

■ richtet sind.
9. Spritzkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungskanäle (24) durch Verlängerung des rückwärtigen kegeligen Bauteils (17) in Richtung Bevorratungsstelle der Zugentlastungselemente verlängert und besonders beheizt sind.
10. Spritzkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Anschluß an eine Unterdruckquelle versehene rückwärtige Kegel (17) an seiner vorderen Stirnseite mit einer ringförmigen Nut versehen ist, in deren Tiefstes sowohl die Zuführungskanäle für die Zugentlastungselemente als auch der Kanal oder die Kanäle (38) für den Anschluß an die Unterdruckquelle münden.
11. Spritzkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkanäle (37) für den Unterdruck innerhalb des Kranzes der Zuführungskanäle (24) für die Zugentlastungselemente angeordnet sind und im wesentlichen in der gleichen Richtung verlaufen.
12. Spritzkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der den Unterdruckanschluß enthaltende rückwärtige Kegel (17) mit einer kegelstumpfförmigen Ausnehmung (41) an

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seinem rückwärtigen Ende versehen ist, durch deren kegelige Wandung die Zuführungskanäle (24) für die Zugentlastungelemente hindurchgeführt sind, während die Mündungen der Anschlußkanäle (37) für den Unterdruck an der inneren Begrenzungsfläche der Ausnehmung (41) in Erscheinung treten, so daß der beispielsweise Anschlußschlauch teilweise durch einen Innenraum des rückwärtigen Kegels (17) verläuft.
13.Spritzkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkegel (16) an seiner rückwärtigen Stirnseite mit einer ringförmigen Nut (40) versehen ist, welche die ringförmige Nut. an der vorderen Stirnseite des rückwärtigen Kegels (17) zu einem größeren Hohlraum ergänzt, wobei die weiterlaufenden Zuführungskanälle (24) in dem Verteilerkegel (16) von dessen ringförmiger Nut (40) ausgehen.
14. Spritzkopf nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkegel (16) an seiner rückwärtigen Stirnseite mi, einem zylindrischen Ansatz (18) versehen ist, der sich nach hinten erstrecke und durch eine Bohrung des rückwärtigen Kegels (17) verläui"; und so lang ist, daß er in die kegelstumpfförmige Ausnehmung (41) des rückwärtigen Kegels (17) hineinragt, wobei der Kanal (1) für die Zuführung der verseilten Adern axial durch diesen zylindrischen Ansatz (18) gehi , und daß der Ansatz (18) hinten Mittel (23) zum Einrichten des Innennippels (22) gegenüber der Innenmatrize (15) ^J»- ragt.

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