DE2037367A1 - Selbsttätige Abdichtungseinrichtung fur die Spieisskammer eines kontinuierlich arbeitenden Vulkamsiergerates - Google Patents

Description

Selbsttätige Abdichtungseinrichtung für die Spleisskammer eines kontinuierlich arbeitenden VuI-kanisiergerätes

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Abdichtungseinrichtung für die Spleisskammer eines kontinuierlich arbeitenden Vulkanisiergerätes mit einer langgestreckten Vulkanisierkammer in 3?orm einer Halbkettenlinie, durch die das vulkanisierbare Material hindurchwandert,Die Erfindung findet Anwendung in einem Gerät zur kontinuierlichen Vulkanisierung langgestreckter Erzeugnisse.

Langgestreckte vulkanisierbare Erzeugnisse, wie mit Gummi oder gummiähnlichen Materialien beschichtete Kabel werden herkömmlicherweise dadurch vulkanisiert, dass sie aus einem Extruderkopf in eine längliche Kammer geführt werden, die mit Dampf von hohem Druck und hoher temperatur gefüllt ist. Das Erzeugnis wird durch die Kammer gezogen und nach erfolgter Vulkanisierung in eine Abkühlkammer eingebracht. Das vulkanisierte und leicht abgekühlte Erzeugnis wird dann aus

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der Abkühlkammer entnommen und auf einer Trommel aufgewickelt gelagert.

Um leichter zugänglich zu sein, sind bei einer grossen Anzahl von Vulkanisiersystemen die Kammern horizontal angeordnet. Da Gummi und gummiartige Werkstoffe durch das Extrudieren klebrig werden, wird der untere Teil des Kabels leicht beschädigt, falls es auf der unteren Innenfläche des Zugangs zur Vulkanisiertrommel schleift·

Bei ander® Systemen sind die Kammern vertikal angeordnet, um die Beschädigung des Kabels zu vermeiden. Da die Kammern zumindest eine Länge von etwa 30 m haben müssen, sind die vertikalen Kammern sehr schwierig zu unterhalten.

Bei den moderneren Systemen werden die Vorteile der horizontalen und vertikalen Systeme miteinander vereinigt. Bei diesen Systemen hat der Zugang im wesentlichen die Form einer HaIbkettenlinie. Das zu vulkanisierende Erzeugnis tritt in das obere Ende der Kettenlinie ein und bewegt sich kettenlinienartig abwärts bis es eine Zone erreicht, in der es im wesentlichen tangential zur Horizontalen verläuft.

Das kontinuierlich arbeitende Vulkanisiersystem, insbesondere zum Ummanteln eines Kerns, beispielsweise eines Drahtes oder Kabels, enthält gemeinhin einen Bearbeitungsbereich oder eine Spleisskammer, die dicht am Ausgang des Extruderkopfes und am Eingangsende der Vulkanisierkammer angeordnet ist. In derartigen Beschichtungssystemen tritt der Kern oder das zu ummantelnde Erzeugnis in den Presskopf ein und der beschichtete Kern wird unverzüglich in das Eingangsende der Vulkanisierkammer überführt. Bei einem solchen System ist eine Vorrichtung erforderlich, die das Eingangsende der Vulkanisierkammer unmittelbar hinter dem Extruderkopf öff- * net, damit das hintere Ende einer bereits ummantelten Kern-

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länge mit dem vorderen Ende einer noch, zu ummantelnden Kern-' länge verspleisst werden kann. Um einen ausreichenden Raum zur Ausführung einer Spleissung "bereitzustellen, ist die · öffnung einer wesentlichen Länge der Vulkanisierkammer erforderlich. Dieses ist dadurch erreicht worden, dass ein Abschnitt des Einführungskanals in einem anderen Abschnitt in teleskopartiger Weise gleitbar ausgeführt wurde. Zwischen dem bewegbaren Kanalabschnitt oder der Spleisskammer und dem festen Kanalabschnitt waren Dichtungen vorgesehen, die mit dem festen Abschnitt und dem Extruderkopf zusammenwirken .

Die Abdichtung der Spieisskammer gegen den Extruderkopf ist wegen des hohen Dampfdruckes in der Vulkanisierkammer ein ständig gegenwärtiges Problem gewesen. Es ist schwierig, eine gute Abdichtung der Spieisskammer gegen den Extruderkopf herzustellen, da viele Faktoren zu Undichtigkeiten führen können. Einige dieser Faktoren sind unterschiedliche Herstellungs- und Bearbeitungstoleranzen, Fehler bei der Montage und Installation, Wärmeverwerfungen in der Spieisskammer oder im Extruderkopf und Ausdehnung des Extrudergefässes. Dieser letzte Faktor hat die grösste Bedeutung. Das von dem Extruderkopf zu extrudierende Material kommt aus einem Extrudergefäss mit einer zur Vulkanisierkammer rechtwinkligen Achse. Das zu extrudierende Material wird an einem Ende des Gefässes in ungeschmolzenem Zustand eingebracht und mit Hilfe einer Förderschnecke dem anderen oder Extrusionsende zugeführt. Über die Länge des Gefässes verteilt sind Heizungen angeordnet, um das Material- auf seinem Wege von einem Ende des Gefässes zum anderen zu schmelzen. Das geschmolzene Material gelangt in den manchmal auch Kreuzkopf genannten Extruderkopf, wo es durch eine Matrize gepresst und in die Vulkanisierkammer geleitet wird. Falls ein Kern ummantelt werden soll, so läuft dieser in einer Richtung durch den Extruderkopf, die mit der Vulkanisierkammer über-

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einstimmt und mit der Längsachse des Extrudergefässes einen · rechten Winkel bildet.

Aufgrund der hohen Temperatur und der Länge des Extrudergefässes findet eine beträchtliche Ausdehnung des Gefässes statt· Diese Ausdehnung versucht den Extruderkopf in eine zur Vulkanisierkammer rechtwinklige Richtung zu drücken, was zu einer Fehl einrichtung des Extruderkopfes hinsichtlich der Spleisskammer führt.

Die Eehleinrichtung der Spleisskammer hinsichtlich des Ex- W truderkopfes kann dazu führen, dass sich die Dichtungsflächen nicht berühren oder dass die Dichtungsflächen, falls sie sich doch berühren, nicht parallel zu einander sind, was zu einem Entweichen des Dampfes führt.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kontinuierlich arbeitendes Vulkanisiergerät mit einer Verbindungseinrichtung zwischen dem Extruderkopf und der Spleisskammer zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Einrichtungen vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch einen als ^ Spleisskammer dienenden Einführkanal, der den Zugang zur ' Vulkanisierkammer bildet und einen ringförmigen Materialaufnahme durchtritt mit einer ringförmigen Eingangsöffnung besitzt, einen Extruderkopf mit einem ringförmigen Auslass durchtritt und einer ringförmigen Ausgangsöffnung des Auslassdurchtritts, durch die das vulkanisierbare Material heraustritt, und durch ein Universal-Kugelgelenkverbindungsstück mit einer sich hindurch erstreckenden öffnung und äusseren sphärischen Oberflächenabschnitten zum Eingreifen in die Einlass- und Auslassdurchtritte, um eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Kugelgelenkverbindungsstück

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und dem Extruderkopf sowie zwischen dem Kugelgelenkverbindungsstück und der Spieisskammer zu gestatten und ausserdem den Durchtritt des vulkanisierbaren Materials durch die öffnung des Kugelgelenkverbindungsstückes aus dem Extruderkopf in die Spieisskammer zu ermöglichen.

Durch die Erfindung wird also eine neuartige Anordnung von Spieisskammer und Extruderkopf vorgeschlagen, wobei die Spieisskammer mit Hilfe eines Universalverbindungsstückes mit dem Extruderkopf verbunden ist.

Der Eingang zu der Spieisskammer und der Ausgang aus dem Extruderkopf besitzen jeweils eine ringförmige sich nach innen verjüngende Wandung zur Aufnahme der jeweiligen sphärischen Abschnitte der Verbindung. Die Eingangs- und Ausgangswandungen der Spieisskammer und des Extruderkopfes besitzen jeweils eine ringförmige Hut zur AufnahuB eines Dichtringes. Jeder Dichtring ist weiter von seiner jeweiligen Durchtrittsöffnung entfernt angeordnet als derjenige Punkt, an dem die sphärischen Abschnitte der Verbindung die Wandung des Durchtrittes berühren. Der Dichtring ist jedoch gross genug, um die sphärische Oberfläche des Verbindungsstückes zu berühren und eine Abdichtung zwischen der sphärischen Oberfläche und der Wandung des Durchtrittes herzustellen.

Das Verbindungsstück hat eine innere öffnung oder einen Durchlas^, durch den das extrudierte Material aus dem Extruderkopf in die Spieisskammer fliessen kann.

Die Erfindung gestattet dem Extruderkopf eine Fehleinrichtung hineichtlich der Spieisskammer, ohne dass die Dichtung zwischen den verbundenen Teilen darunter leidet.

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. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Spleisskammer und der Extruderkopf in verschiedenen Winkeln entlang der Kettenlinie des Kabels angeordnet werden können. Der Kreuzkopf kann mit dem optimalen Winkel hinsichtlich der Kabelkettenlinie angeordnet werden, wodurch der schleifende Teil verringert und die Konzentrität zwischen dem Kabel und seiner Isolierung aus extrudiertem Material verbessert wird.

Auch die Spleisskammer kann unter einem optimalen Winkel angeordnet werden, um einen maximalen Abstand zwischen dem isolierten Kabel und der inneren Wandung der Spleisskammer zu ermöglichen. Dadurch wird die Verarbeitung eines ausgedehnteren Kabels als bisher ermöglicht;.

Die inneren sich verjüngenden Wandungen der Durchtritte der Spleisskammer und des Extruderkopfes werden vorzugsweise geradlinig ausgeführt, so dass die sphärischen Flächen der Verbindung eine linienförmige Berührung mit den Wandungen haben.

Ein Vorteil der linienförmigen Berührung zwischen den jeweiligen sphärischen Oberflächen des Verbindungsstückes und den sich verjüngenden Oberflächen der Durchtritte von Spleisskammer und Extruderkopf liegt darin, dass grössere Herstellungs- und Bearbeitungsfehler toleriert werden können als bei gekrümmter Wandung, um die Krümmung der sphärischen Kontaktabschnitte der Verbindung passend zu gestalten.

Ein weiterer aus der linienförmigen Berührung herrührender Vorteil ist der der geringeren Wärmeübertragung von der Spleisskammer auf die Extrudermatrize» Da die Dampftemperatur in der Spleisskammer weit oberhalb der Matrizentemperatur liegt, ist eine beträchtliche Wärmeleitung von der

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Spieisskammer auf die Matrize sehr unerwünscht. Falls die Matrize zu heiss wird, kann die Vulkanisierung im Extruderkopf erfolgen. Da sich die Dichtung selbsttätig einrichtet, kann sie der Kabelgrösse besser angepasst und der Matrizenhalter noch weiter verkleinert werden, was zu einer weiteren Verringerung der Wärmeübertragung von der Splerisskammer auf die Matrize führt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des Zuführungsabschnittes eines kontinuierlich arbeitenden Vulkanisiergerätes, an dem die Erfindung Anwendung findet,

Fig. 2 eine in Richtung des Pfeiles 2 in Fig. 1 gesehene vergrösserte Seitenansicht, die die Kettenliniengestalt der Vulkanisierkammer zeigt,

Fig. 5 einen Längsschnitt in vergrössertem Massstab entlang der Linie 3-3 in S"ig· 1 und

Fig. 4- einen der Fig. 3 ähnlichen Schnitt, jedoch mit von dem Extruderkopf abgetrennter Spieisskammer.

Wie insbesondere die Fig. 1 und 2 zeigen, ist ein kontinuierlich arbeitendes Vulkanisiergerät dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen ΊΟ bezeichnet. Die mit vulkanisierbarem Isolationsmaterial zu ummantelnde Kabelseele 12 wird von rechts in Richtung des Pfeiles in Fig. 1 aus einem nicht dargestellten Vorrat zugeführt. Die Seele durchläuft

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einen Extruder- oder Kreuzkopf 14_f in dem die Seele mit einem Mantel aus vulkanisierbarem Material versehen wird. Das Material wird dem Kopf 14 aus einem länglichen Extrudergefäss 16 zugeführt. Das Material wird einem Behälter 18 in kaltem oder trockenem Zustand in Form von Pellets oder als Pulver zugeführt, und dann mit Hilfe einer in dem Gefäss enthaltenen Mischerschnecke o.dgl. nach unten in den Kopf 14 gefördert. Auf seinem Weg von dem Behälter 18 in den Kopf 14 wird es durch Heizungen 20 in den geschmolzenen Zustand überführt. Das geschmolzene vulkanisierbare Material wird durch eine innerhalb des Kopfes 14 angeordnete Matrize gepresst und dadurch als gleichförmige Ummantelung auf die Seele 12 aufgebracht, während diese den. Kopf durchläuft. Die ummantelte Seele gelangt aus dem, Kopf durch ein Verbindungsstück 22 in eine Spieisskammer 24, in der die Vulkanisierung der Ummantelung der Seele beginnt. Die Spieisskammer 24 bildet den Zuführungsabschnitt der Vulkanisierkammer, die mit Dampf von hohem Druck und hoher Temperatur gefüllt ist. Das zu vulkanisiexende Material wird durch die Spieisskammer in einen ersten mit der Spleisskammer verbundenen Kanalabschnitt 26 gezogen. Das Material wandert sodann durch anschliessende Kanalabschnitte, die ganz allgemein entlang einer Kettenlinienbahn angeordnet sind, welche in Fig. 2 allgemein mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet ist. Dann gelangt das Material in eine Abkühlkammer, die durch eine Verlängerung der Vulkanisierkammer gebildet werden kann. Das vulkanisierte und leicht abgekühlte Erzeugnis wird dann herausgezogen und gelagert. Da der gesamte Vulkanisierprozess nicht Bestandteil vorliegender Erfindung ist, wird auf das USA-Patent 5 108 521 verwiesen, welches eine detaillierte Darstellung des gesamten Systems gibt. Einzelheiten eines Extruderkopfes sind dem USA-Patent 2 794 213 zu entnehmen.

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Wie Pig. 3 zeigt, "besitzt die Spleisskammer 24 einen mit Gewinde versehenen Abschnitt 28 zur Aufnahme einer rohrförmigen Manschette 30, die eine Eingangsöffnung der Spleisskammer bildet. Die Manschette 30 besitzt einen kegelstumpfförmigen Eingangsdurchtritt 32, der von einer sich nach innen verjüngenden ringförmigen Wandung 34- gebildet wird. In der Wandung 34 ist eine ringförmige !Tut 36 ausgebildet, die einen Dichtring 38 aufnimmt.

Eine Matrizenhalterverankerung 40 bildet den Ausgangsabschnitt des Kopfes 14 und besitzt eine Ausgangsöffnung 42. Die Halterverankerung 40 besitzt einen stumpf kegeli- '

gen Ausgangsdurchtritt 44. Die Wandung 46, die den Durchtritt 44 bildet, verjüngt sich nach innen. In der Wandung 46 befindet sich eine ringförmige Nut 48 zur Aufnahme eines Dichtringes 50.

Das Verbindungsstück 22 besitzt einen ersten sphärischen Aussenoberflächenabschnitt 52 und einen zweiten äusseren sphärischen Oberflächenabschnitt 54. Der Abschnitt 52 sitzt innerhalb des Durchtrittes 32 und berührt die Wandung 34 auf einer mit 56 bezeichneten ringförmigen Linie, die sich näher an der äusseren öffnung der Manschette 30 befindet als der Dichtring 38_f Der Dichtring λ 38 wird jedoch leicht von der Oberfläche 52 ergriffen, um eine Dichtung zwischen dem Verbindungsstück 22 und der Manschette 30 herzustellen. Ein Haltebund 58 ist mit einer oder mehreren Schrauben 60 an der Manschette 30 befestigt. Der Haltebund 58 hat eine sich nach innen verjüngende Bohrung 62, deren Wandungen sich in einer der Wandung 34- entgegengesetzten Richtung verjüngen, wenn der Haltebund montiert wird.

Während der Montage wird das Verbindungsstück 22 in den Durchtritt 32 eingebracht und der Haltebund 58 an der Manschette 30 befestigt. Wenn der Haltebund 58 an seinem

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Qrt ist, so bildet er eine neue öffnung 64 der Spieisskammer, deren Durchmesser kleiner als der grösste Durchmesser des sphärischen Abschnittes 52 ist. Das Verbindungsstück 22 wird dadurch vor seiner Verbindung mit dem Extruderkopf 14 an seinem Platz festgehalten.

Das Verbindungsstück 22 wird in den Durchtritt 44 im Kopf hineingesteckt. Der sphärische Abschnitt 54 hat einen solchen Durchmesser, dass er mit der Wandung 44 auf einer ringförmigen Linie in Verbindung steht, die zwischen der öffnung 42 und dem Dichtring 50 liegt. Diese ringförmige Linie ist W mit 66 bezeichnet und liegt nahe genug am Dichtring 50, um den Ring ausreichend zu ergreifen und eine Dichtung zwischen der Halterverankerung 40 und dem Verbindungsstück 22 zu bilden.

Das Verbindungsstück 22 besitzt eine öffnung 68, die es der ummantelten oder mit Isolierung versehenen Kabelseele 70 gestattet, aus dem Extruderkopf 14 in die Spieisskammer 24 zu gelangen.

Wenn das kontinuierlich arbeitende Vulkanisiergerät richtig in Betrieb ist, drückt der Dampfdruck In der Vulkanisierkam-H mer die Spleiskammer 24 nach rechts^ oben in Fig. 3· Die Spleisskammer ihrerseits drückt gegen das Verbindungsstück 22 und presst es nach rechts gegen die Fläche 46 der. Halterverankerung 40. Der Dampf wird daran gehindert, durch die Dichtringe 38 und 50 zu entweichen, da jeder der aus den Durchtritten 32 und 44 auf die Dichtungen wirkende Dampfdruck dazu führt, dass die Dichtungen zwischen dem Verbindungsstück 22 und den Oberflächen 34 und 46 verstärkt werden. Wenn der Dampfdruck ansteigt, so steigt auch die Pressung in den Berührungslinien 56 und 66, wodurch von den Berührungslinien ein verstärkter Druck auf die Dichtungen ausgeübt wird. Ein Anwachsen des Dampfdruckes führt deshalb

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zu einer Verstärkung des Dichtvermögens.

Aus der oben stehenden Beschreibung und der Darstellung " in Fig. 3 wird deutlich, dass das Verbindungsstück 22 über einen weiten Bereich von Fehleinrichtungen zwischen dem Kopf und der Spleisskammer eine Dichtung zwischen dem Kopf 14 und der Spleisskammer 24 aufrecht erhält. Auch wenn das Verbindungsstück 22 seine Stellung hinsichtlich des Extruderkopfes und der Spleisskammer verändert, so bleiben dennoch die Berührungslinien 56 und 66 wegen der sphärischen Gestalt der Oberflächenabschnitte 52 und 54 die gleichen.

Falls es aus irgendeinem Grund notwendig wird, die Spleisskammer 24 von dem Extruderkopf zu lösen, so wird die Spleisskammer teleskopartig in den ersten Kanalabschnitt 26 hineingeschoben, so dass die Bedienperson eine Reparatur ausführen oder ein Kabel spleissen kann. __Wie Fig. 4 zeigt, kann das Verbindungsstück 22 hinsichtlich der Spleisskammer in einem grösseren Winkel als in Fig. 3 gezeigt angeordnet werden, so dass es nicht mit der ummantelten Seele 70 kollidiert.

Patentansprüche;

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Claims (6)

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   Patentansprüche

   (1.j Selbsttätige Abdichtungseinrichtung für die Spleisskammer ^ eines kontinuierlich arbeitenden Vulkanisiergerätes mit einer langgestreckten Vulkanisierkammer in Form einer Halbkettenlinie, durch die das vulkanisierbare Material hindurchwandert, gekennzeichnet durch einen als Spleisskam mer (24) dienenden Einführungskanal, der den Zugang zur Vulkanisierkammer bildet und einen ringförmigen Materialauf nahmedurchtritt (32) mit einer ringförmigen Eingangsöffnung besitzt, einen Extruderkopf (14) mit einem ring-, förmigen Auslassdurchtritt (44) und einer ringförmigen Ausgangsöffnung (42) des Auslassdurchtrittes, durch die das vulkanisierbare Material heraustritt, und durch ein Universal-Kugelgelenkverbindungsstück (22) mit einer sich hindurch erstreckenden Öffnung (68) und äusseren sphärischen Oberflächenabschnitten (52, 54) zum Eingreifen in die Einlass- und Auslassdurchtritte (32, 44), um eine relative Schwenkbewegung zwischen dem Kügelgelenkverbindungsstück und dem Extruderkopf sowie zwischen dem Kugelgelenkverbindungsstück und der Spleisskammer zu gestatten und ausserdem den Durchtritt des vulkanisierbaren Materials durch die Öffnung (68) des Kugelgelenkverbindungsstückes aus dem Extruderkopf in die Spleisskammer zu ermöglichen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die die Einlass- und Auslassdurchtritte bildenden Wandungen (34, 46) von den jeweiligen Durchtrittsoffnungen aus nach innen verjüngen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Man schette (30), mit der auf die Spleisskammer ein Druck in

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   eine Richtung ausgeübt wird, so dass die sphärischen Oberflächenabschnitte zum Eingreifen in die sich verjüngenden Oberflächen des Einlass- und Auslassdurchtritts gebracht werden.
4. 4·. Einrichtung nach Ansprueh 3» gekennzeichnet durch einen Haltebund (58)» der das Universal-Kugelgelenkverbindungsstück in Abwesenheit jenes Druckes bei der Montage des Vulkanisiergerätes im Eingriff mit der sich verjüngenden Oberfläche des Einlassdurchtritts hält.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslass- und Einlassdurchtritte jeweils eine ringförmige Nut (4-8, 36) besitzen, wobei jede der Nuten weiter von der öffnung des zugehörigen Durchtrittes entfernt ist als der Punkt, an dem die jeweiligen sphärischen Abschnitte des Universalverbindungsstückes die Wandungen des Auslass- und Einlassdurchtrittes berühren, und dass in den Nuten Dichtringe (38, 50) angeordnet sind«
6. 6. Einrichtung nach Ansprueh 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslass- und Einlassdurchtritte kegelstumpfförmige Gestalt haben.

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