DE69105331T2 - Vorrichtung zum dichten Verbinden eines Extrusionskopfes mit einem fixen Block in einer kontinuierlich arbeitenden Fertigungsstrasse. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Block zum dichten Verbinden eines Extrusionskopfes mit einem fixen Block in einer kontinuierlich arbeitenden Fertigungsstrasse, insbesondere in einem Extrusionssystem, welches zwei Extrusionsköpfe sowie einen Wechselapparat für die genannten Köpfe aufweist.
• Die Konstruktion eines solchen Gerätes erfordert besonders gute Mittel, um eine dichte Verbindung zwischen einem Extrusionskopf, der sich in einer Arbeitsstellung befindet, und dem oder den Kanälen, durch die das Kunststoffmaterial in eine Ausgangsöffnung eines Verbindungsstückes gelangt, herzustellen. Die Verbindung muss in einer vollkommenen Form sehr schnell erstellt werden können, damit sowohl ein Auslaufen von Kunststoffmaterial, welches sich unter einem hohen Druck und auf einer erhöhten Temperatur befindet, nach aussen als auch gegebenenfalls Störungen im Fliessverhalten beim Kontakt mit Unebenheiten in den Wänden, welche die Leitungen begrenzen, vermieden werden können. Keine bekannte Vorrichtung kann bis jetzt diese Forderungen auf befriedigende Art erfüllen.
• Das Patent US-A-3 632 279 beschreibt eine Zange, die erlaubt, einen Extrusionskopf an einem Extruderzylinder zu befestigen. Die Dichtheit der Vorrichtung ist nur schwierig zu erhalten, weil sie auf das Niveau von Kontaktoberflächen zwischen einer Fläche des Extrusionskopfes und einem Teil des Endes des Zylinders übertragen ist. Andererseits hat man dadurch, dass die Ausgangskanäle des Verteilers direkt in einen Hohlraum des Extrusionskopfes münden, Bereiche, wo die Fliessgeschwindigkeit niedrig, praktisch Null ist, was zu einer Verschlechterung des extrudierten Materials in diesen Regionen führen kann.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum dichten Verbinden zu schaffen, die in einem Wechselapparat für Extrusionsköpfe automatisch funktionieren kann.
• Zum Erreichen dieses Zieles ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum dichten Verbinden eines Extrusionskopfes mit einem fixen Block in einer kontinuierlich arbeitenden Fertigungsstrasse gemäss dem Patentanspruch 1 und ein Wechselapparat für Extrusionsköpfe gemäss dem Patentanspruch 6.
• Nachstehend ist beispielsweise eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Gegenstandes mit Bezug auf Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
• Fig. 1 eine schematische und in kleinem Massstab dargestellte Aufsicht auf einen Wechselapparat für Extrusionsköpfe,
• Fig. 2 einen schematischen Aufriss des Extrusionskopfes in Arbeitsstellung und eine Verriegelungszange, und
• Fig. 3 eine teilweise geschnittene Aufsicht, die schematisch die Verriegelungszange zeigt.
• Die Fig. 1 erlaubt, die Funktionen der verschiedenen Elemente des Apparates, der nachstehend beschrieben ist, zu verstehen.
• Schematisch sieht man auf der Fig. 1 einen Bereich eines Extrusionssystems, in welchem ein metallischer Draht mit einer extrudierten Kunststoffummantelung versehen wird, welche auf dem Draht in relativ komplexen Verfahrensschritten abgelegt wird. In der Zeichnung ist die Systemachse durch den Pfeil A gekennzeichnet und der Draht verschiebt sich in einer Annahme von links nach rechts, wobei die Vorrichtung auch so ausgeführt sein könnte, dass er sich in der anderen Richtung bewegen würde. Ein Extrusionskopf 2 ist in Arbeitsstellung gezeigt. Der Draht dringt blank in die Öffnung, die auf der linken Seite des Extrusionskopfes 2 angeordnet ist, ein, und tritt auf der rechten Seite des Extrusionskopfes, ein Spritzmundstück 3 durchquerend, aus. Dieses Spritzmundstück ist ein Element einer Extrusionswerkzeugbestückung, das mehr oder weniger aufwendig sein kann und derart ausgebildet ist, um auf dem Draht eine Umhüllung, die mehrere Teile umfassen kann, anzubringen, beispielsweise eine mehrlagige Umhüllung oder eine Umhüllung, in welcher eine äussere Schicht Maserungen aufweist, die eine andere Erscheinung haben, als der Rest der Umhüllung. Es ist bekannt, dass Drähte dieser Art als elektrische Leiter verwendet werden, insbesondere in der Automobilindustrie. Ein anderer Fall der Anwendung des hier beschriebenen Wechselapparates ist die Herstellung von Kabeln, beispielsweise von Niederspannungs- oder von Mittelspannungskabeln.
• Der Kopf 2 ist durch eine erste bewegliche Einheit 4 getragen, welche hier nicht im Detail beschrieben werden muss, die aber eine Drehbewegung um eine Achse, welche durch den Lagerzapfen 5 definiert ist, ausführen kann. Ein Zylinder 6 ist vorgesehen, um diese Drehbewegungen zu steuern, welche dem Kopf 2 eine kreisförmige Verschiebebewegung aufzwingen, mit welcher dieser in eine symmetrische Lage zu derjenigen eines Kopfes 7 gebracht werden kann, welcher sich in der Fig. 1 in einer Vorbereitungsstelle befindet. Der Kopf 7 ist mit einer zweiten beweglichen Einheit 4 verbunden, welche symmetrisch zur ersten beweglichen Einheit ist und die gleichen Bewegungen in inversen Richtungen ausführen kann
• Die Pfeile 8 geben die kreisförmigen Verschiebebewegungen der Köpfe 2 und 7 an. Eine für beide beweglichen Einheiten 4 gemeinsame Fussplatte 8 trägt im weiteren einen Verbindungsblock 9, welchem eine Verriegelungszange 10 zugeordnet ist. Wie man auf dem Teil der Fig. 1 rechts unten sieht, trägt jeder Extrusionskopf, der mit dem beschriebenen Wechselapparat verwendet wird, ein Verbindungsstück 11, das gegen eine zur Achse der Drehbewegung der beweglichen Einheiten 4 rechtwinkligen Fläche starr verbunden ist. Eine plane Oberfläche 12 des Verbindungsstückes 11 ist in Kontakt mit einer planen Gegenfläche eines Verbindungsstückes 13, das feststehend und mit dem Verbindungsblock 9 verbunden ist. Sobald die Bewegung einer beweglichen Einheit den ihr zugeordneten Extrusionskopf in die Arbeitsstellung gebracht hat, wird die Verriegelungszange 10 betätigt, derart, dass die zwei einander zugewandten gegeneinanderliegenden Verbindungsstücke 13 und 11 fest miteinander verbunden werden, wobei die Verbindung der Kanäle, die das Kunststoffmaterial zwischen dem oder den Extrudern (nicht gezeigt) führen, den Extrusionskopf speisen. Dieser ist derart dicht ausgeführt, um den Temperaturen und den Arbeitsdrücken bei den Extrusionsverfahren Stand zu halten.
• In der Fig. 1, welche eine schematische Figur ist, sieht man, dass das Verbindungsstück 13 an drei Leitungen für Kunststoffmaterial, die mit 14 bezeichnet sind, angeschlossen ist. Diese Leitungen durchqueren den Verbindungsblock, um in Eingangsöffnungen, die mit den Extrudern verbunden sind, zu münden. Die Anzahl und die Verbindungsart der Leitungen 14 an die Extruder zeigen keine Besonderheiten, die einen Fachmann vor Probleme stellen könnten. Es ist deshalb nicht notwendig, sie zu beschreiben. Das feste Verbindungsstück 13 trägt zwei Positionierstifte 34 für das Verbindungsstück 11.
• Es ist wichtig, dass das Zusammenpressen der Verbindungsstücke 11 und 13 auf einfache Weise automatisch und verlässlich ausgeführt werden kann, d.h., dass wenn einmal die Verriegelung ausgeführt ist, die Verbindungen zwischen den Leitungen 14 und den Leitungen 15 innerhalb des Extrusionskopfes und des Verbindungsstückes 11 dicht sind.
• Die Figuren 2 und 3 zeigen schematisch die Konstruktion der Verriegelungsmittel bzw. die Konstruktion der vorgesehenen Abdichtmittel.
• Wegen der Abdichtmittel (Fig. 3) ist die Anordnung der Verbindungsstücke 11 und 13 in diesen Figuren besonders gut ersichtlich. Man ersieht aus der Fig. 2 die äussere Form der Verbindungsstücke 11 und 13, welche einem horizontal gerichteten länglichen Rechteck entspricht, welches kreisbogenförmig abgerundete Enden aufweist. Die Verbindungsstücke 11, 13 sind zwei Platten, deren abgerundeten Seiten Facetten aufweisen, die mit dem Bezugszeichen 16 gekennzeichnet sind und die sich kreisbogenförmig erstrecken. Die ebene Fläche 12 des Verbindungsstückes 11 entspricht einer ebenen Fläche 17 des Verbindungsstückes 13, wobei jede dieser Flächen in Ihrem Zentrum eine Vertiefung aufweist, die durch vertikale Ränder 18 begrenzt ist. lm Grund dieser Vertiefungen sind zylindrische Bohrungen 19 angeordnet, die den Leitungen 14 und 15 zugeordnet sind. Hülsen 20 und 21 sind in die Bohrungen 19 eingetrieben, derart, dass ihre Enden in den Vertiefungen 18 vorstehend sind. Die Abmessungen und das Material der Hülsen sind so gewählt, dass bei der Verriegelung, wenn die Flächen 12 und 17 miteinander in Kontakt gebracht werden, die Enden der Hülsen aufeinandergepresst werden. Jede Hülse erleidet dadurch eine leichte elastische Deformation, wodurch die Dichtheit erreicht wird. Man kann feststellen, dass überall eine kleine Durchmesserdifferenz zwischen einer der Leitungen 14 oder 15 und der entsprechenden Bohrung 19 des Verbindungsstückes vorhanden ist, derart, dass die Hülsen im Grund der Bohrungen 19 abgestützt sind und dass nur ihr vom Grund der Vertiefungen 18 vorstehender Teil deformierbar ist.
• Es bleibt noch die Verriegelungszange zu beschreiben, welche erlaubt, die Verbindung automatisch herzustellen. Diese Verriegelungszange umfasst einen Druckzylinder 22, dessen Zylinder bezüglich des Verbindungsblockes 9 fest ist. Die Stange des Druckzylinders verschiebt sich in der Figur 2 in vertikaler Richtung und trägt an seinem oberen Ende einen Bügel 23, wobei die oberen Enden der beiden Schenke 1 des Bügels einen Lagerzapfen 24 stützen. Dieser letztere durchquert zwei Anlenkstangen 25, die den Bügel 23 mit einer ersten Backe 26 verbinden und durchquert andererseits eine Anlenkstange 27, die den Lagerzapfen 24 mit einem Rahmenelement 28 verbindet. Dieses Rahmenelement weist zwei Stäbe 29 und 30 auf, die in Bohrungen der Backe 26 gleiten und dessen Enden die Backe 30 tragen.
• Der Rahmen 28 selbst ist über einen Träger 31 mit einem Gelenk 33 des Druckzylinders 22 verbunden.
• Wenn ausgehend von der in der Fig. 2 dargestellten Stellung der Stab des Zylinders derart verschoben wird, dass er sich in den Zylinder zurückzieht, werden die zwei Backen 26 und 30 durch die Tätigkeit des Kniehebelgelenkes 23, 27, 25 voneinander entfernt. Die Backen 26, 30 weisen innere kreisbogenförmige Kerben mit schrägen Flanken auf, die Abschrägungen, welche an den Verbindungsstücken 11, 13 vorhanden sind, derart entsprechen, dass in der zusammengerückten Stellung der Backen (Fig. 2) diese auf die Verbindungsstücke 11, 13 Kräfte ausüben und die Verbindungsstücke gegeneinander drücken, wobei die Verbindung zwischen den deformierbaren Hülsen 20, 21 hergestellt wird.
• Die oben beschriebene Verriegelungszange und der Verbindungsblock können derart konzipiert sein, dass verschiedenartige Verbindungen zugelassen werden können und dass sie in einer sehr grossen Zahl von Fällen anwendbar sind, insbesondere wo Mehrfachextrusionen, ausgehend von mehreren Extrudern, ausgeführt werden müssen, wobei ein einheitlicher Extrusionskopf mit einer geeigneten Werkzeugbestückung verwendet werden soll. Das Wechseln und das Verbinden eines Extrusionskopfes kann unter rationellen Bedingungen erfolgen, ohne die Notwendigkeit eines lang dauernden Anhaltens des Extrusionssystemes und konsequenterweise ohne das Risiko von Funktionsstörungen bei den diversen Extrudern. Diese behalten ihren Temperaturzustand, was ein beträchtlicher Vorteil für die Verlässlichkeit des Systemes und für die Qualität der ausgeführten Umhüllungen ist.

Claims (6)

1 Vorrichtung zum dichten Verbinden eines Extrusionskopfes (2, 7) mit einem fixen Block (9) in einer kontinuierlich arbeitenden Fertigungsstrasse, ausgestattet mit mindestens einem Extruder, der einerseits auf dem Extrussionskopf und andererseits auf dem Block passende Verbindungsstücke (11, 13) und eine mechanische Verriegelungszange (26, 30) aufweist, die mit den Verbindungsstücken zur Fixierung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Paar von entsprechenden Leitungen (19), angebracht in den Verbindungsstücken, mit im Vergleich mit einer ebenen Kontaktfläche (12, io 17) zwischen den Verbindungsstücken vorstehenden Hülsen (20, 21) versehen ist, und dass die Verriegelungszange die Kontaktoberflächen der zwei entsprechenden Verbindungsstücke gegeneinander drückt so dass die Dichtheit des Uebergangs durch eine elastische Verformung der Hülsen gewährleistet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verbindungsstück (11, 13) zwei abgeschrägte hintere Flächen aufweist, und dass die Verriegelungszange zwei Greifer umfasst, wovon jede ein Paar von Backen umfasst, welche auf die hinteren Flächen der zwei Verbindungsstücke wirken und diese durch ein zentripetales Verschieben der Greifer in paralleler Richtung zur Ebene der Kontaktflächen (12, 17) zusammendrücken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verbindungsstück (11, 13) für jede Leitung (14) eine zyiindrische Bohrung (19) aufweist, die in eine in die Kontaktfläche angebrachte Aussparung mündet, wobei eine vorstehende Hülse (20, 21) spielfrei in jede Bohrung eingesetzt und gegen eine Schulter am Grund der Bohrung abgestützt ist

4 Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gelenkmechanismus (23, 25, 27), betätigt durch einen einzigen Hebel (22), welcher die symmetrische zentripetale Verschiebung der Greifer (26, 30) bewirkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen festen Block (9), der mehrere Kanäle (14) umfasst und mit einem Verbindungsstück (13) ausgestattet ist, dessen Hülsen (21) mit den genannten Verbindungskanälen verbunden sind, wobei der Block ausserdem Mittel zur Verbindung mit einem oder mehreren Extruder aufweist, welche fähig sind, die Kanäle zu versorgen, und durch einen mit einem Extrusionskopf (2) verbundenen Block (11), der die gleiche Anzahl von Leitungen umfasst, wie der feste Block, und ebensfalls mit Hülsen (20) ausgestattet ist.

6. Wechselapparat (2, 7) für Extrusionsköpfe, versehen mit einer Vorrichtung zum dichten Verbinden der Blöcke (11, 13), wovon der eine (13) mit mindestens einem Extruder und der andere (11) mit einem Extrusionskopf verbunden ist, wobei diese Blöcke mit passenden Verbindungsstücken (11, 13) und einer mechanischen Verriegelungszange (26, 30), die mit den Verbindungsstücken zusammenwirkt, ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Verbindungsstücke (11, 13) mindestens ein Paar passender Leitungen (19) umfassen, die mit im Vergleich mit einer ebenen Kontaktfläche (12, 17) zwischen den Verbindungsstücken vorstehenden Hülsen (20, 21) versehen sind, und dass die Verriegelungszange die Kontaktoberflächen der zwei entsprechenden Verbindungsstücke gegeneinander drückt, so dass die Dichtheit des Uebergangs durch eine elastische Verformung der Hülsen gewährleistet ist