DE2629114A1

DE2629114A1 - Verfahren und vorrichtung zum ummanteln von gegenstaenden mit einem polymeren werkstoff

Info

Publication number: DE2629114A1
Application number: DE19762629114
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: KUNSTSTOFFABRIK ERICH DITTRICH
Current assignee: KUNSTSTOFFABRIK ERICH DITTRICH
Priority date: 1976-06-29
Filing date: 1976-06-29
Publication date: 1978-01-12

Description

AKTENZEICHEN. Neuanmeldung
Verfahren und Vorrichtung zum Ummanteln von Gegenständen mit einem polymeren Werkstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ummanteln von Gegenständen aus starren, gekrümmten Profilstäben mit einem polymeren Werkstoff sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens und ein besonderes nach dem Verfahren hergestelltes Erzeugnis.
Es ist bekannt, Schraubenfedern aus Rundstahl für Kraftfahrzeuge dadurch mit polymerem Werkstoff zu ummanteln, daß ein aus jenem Werkstoff hergestellter Schlauch von einem Ende der Schraubenfederwendel manuell auf den Rundstahl aufgeschoben wird. Aufgrund des mit zunehmender Länge des aufgeschobenen Schlauches steigenden Reibungswiderstandes läßt sich die Ummantelung auf diese Weise nur über einige Gänge der Schraubenfeder von jedem Ende her bewerkstelligen. Bei längeren Schraubenfedern mußten daher die mittleren Gänge von der Ummantelung ausgenommen werden.
Vor allem aber verkehrte sich der Schutz zweck der Ummantelung insofern in sein Gegenteil, als von den Schlauchenden her Feuchtigkeit zwischen den Rundstahl und den Schlauch eindringen und an letzterem korrodierend angreifen konnte. Versuche, dem durch Verkleben der Schlauchenden mit dem Rundstahl beizukommen, hatten nur begrenzten Erfolg.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ummanteln von starren, gekrümmten Profilstäben (also beispielsweise eine Kraftfahrzeug-Schraubenfeder der vorstehend erörterten Art) auf relativ einfache Art und Weise mit einem Überzug aus einem polymeren Werkstoff (Kunststoff, natürlicher oder synthetischer Gummi etc.) zu versehen, welcher den Profilstab dicht umschließt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der polymere Werkstoff in plastischem Zustand kontinuierlich in einem Strang von dem Profilquerschnitt entsprechendem Hohlquerschnitt auf den sich um den Krümmungsmittelpunkt des Profilstabes bewegten Gegenstand aufgebracht wird. Dieses Umspritzen des Profilstabes mit dem polymeren Werkstoff, bei dem der Ummantelungsschlauch erst in situ auf dem Profilstab gebildet wird, gewährleistet eine dichte, gleichmäßige Verbindung zwischen dem Material des Profilstabes und dem Werkstoff der Ummantelung. Es kann dabei mit einfachen Mitteln so vorgegangen werden - was vorzugsweise geschieht - , daß der Strang vor und hinter dem Profilstab um dessen Enden verschlossen wird. Darüber hinaus läßt das neue Verfahren eine sehr viel raschere und vor allem auch vollmechanisierte Ummantelung der Profilstäbe zu, was beispielsweise beim Umhüllen der Rundstahlwendel einer Kraftfahrzeug-Schraubenfeder eine erhebliche Vereinfachung und Verbilligung bei der Herstellung bedeutet.
Es ist zwar bekannt, elektrische Kabel durch Umspritzen mit einem polymeren Werkstoff zu Ummanteln. Dort handelt es sich aber um ein elastisches Profil, welches ohne weiteres durch eine den Spritzvorgang ausführende Extrusionsanlage geführt werden kann. Es hat sich gezeigt, daß überraschenderweise auch ein starren Profilstab und sogar ein gekrümmter starren Profilstab durch Umspritzen ummantelt werden kann, wobei die Führung des Profilstabs in der Extruderdüse. zumindest weitgehend dem Ummantelungsmaterial selbst überlassen werden kann, so daß der Profilstab im ausgepreßten Ummantelungswerkstoff gewissermaßen schwimmt.
Vorteilhaft wird der polymere Werkstoff unmittelbar nach dem Aufbringen auf den Gegenstand gekühlt. Nicht nur, daß auf diese Weise der Ummantelungsschlauch auf dem Profilstab fixiert wird, es ist auch möglich, ein Polyurethan-Elastomer auf einen gewendelten Rundstab aus oberfläohengehärtetem Stahl aufzubringen, welcher bei höheren Temperaturen als beispielsweise 1500C seine Härtung (und damit beispielsweise Fedetungseigenschaften) verlieren würde.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens zeichnet sich aus durch einen Extruder mit einer ortsfesten, in Ausstoßrichtung gekrümmten Ringdüse und einer Vorschubeinrichtung für den Gegenstand derart, daß sich der Profilstab auf einer gekrümmten Bahn durch die Ringdüse bewegt. Sofern die Vorrichtung zum Ummanteln einer Schraubenfeder aus Rundstahl dient, ist insbesondere vorgesehen, daß die Vorschubeinrichtung aus einem Doppelrollenantrieb, auf dem die Schraubenfeder aufliegt, und einer Mitnehmereinrichtung besteht, welche das eine Rundstahlende in die Ringdüse einführt, die unter dem Steigungswinkel der Federgänge schräg zur Achsrichtung der Feder und der Antriebsrollen gestellt ist.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung skizzenhaft, und zwar zeigt, Fig. 1 in schematischer Darstellung die Ausbildung einer Vorrichtung zum Ummanteln einer Kraftfahrzeug-Schraubenfeder aus Rundstahl; und Fig. 2 das eine Ende der ummantelten Schraubenfeder in vergrößertem Maßstab.
Eine Schraubenfeder 1 aus oberflächengehärtetem Rundstahl 2 wird mit Hilfe eines Doppelrollenantriebes 3 um ihre Zentralachse 4 gemäß Pfeil 5 in Drehung versetzt. Eine (nicht dargestellte) Mitnehmereinrichtung schiebt ferner die Schraubenfeder 1 in Richtung des Pfeiles 6 derart und solange vor, bis das Ende 7 des gewendelten Rundstahls 2 in die nur schematisch angedeutete, entsprechend der Krümmung des Rundstahles 2 gekrümmte Ringdüse 8 eines Kunststoff-Extruders eindringt. Durch weiteren Antrieb der Rollen 3 wird der gesamte Rundstahl-Wendel 2 durch die Düse 8 geführt, wobei - in insoweit üblicher Weise -ein schlauchförmiger Mantel 10 auf den Rundstahl 2 gespritzt wird.
Im dargestellten Beispiel besteht die Ummantelung aus Polyurethan-Elastomer mit einer Shorehärte von etwa 85. Dieses Material hat eine hohe Abriebfestigkeit, erfordert zur Plastifizierung aber eine Temperatur von ca. 3000C. Die gute Wärmeleiteigenschaft des Rundstahles 2 sorgt - gegebenenfalls unterstützt durch eine (in Figur 1 nicht dargestellte) Kühleinrichtung - dafür, daß die Temperatur von ca. 1500C, bei der der Rundstahl 2 deutlich an Elastizität einbüßt, kaum und jedenfalls nicht während eines entscheidenden Zeitraumes überschritten wird.
Entweder durch entsprechende Steuerung des Extruders oder einen nachfolgenden Verschweißungsvorgang wird sichergestellt, daß sich der Mantel 10 um die Enden 7 und 11 des Rundstahles 2 schließt, wie dies auch Figur 2 deutlich macht. Dort ist auch der mittlere Krümmungsradius R sowohl des Rundstahles 2 als auch der Ringdüse 8 angegeben. In Figur 1 ist noch angedeutet, daß die Ringdüse 8 überdies um den Steigungswinkel a der Schraubenfeder 1 gegenüber der Senkrechten auf die Zentralachse 4 der Schraubenfeder 1 (welche parallel zu den Achsen der Rollen 3 verläuft) angestellt ist.
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Claims

Ansprüche 10 Verfahren zum Ummanteln von Gegenständen aus starren, gekrümmten Profilstäben mit einem polymeren Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Werkstoff in plastischem Zustand kontinuierlich in einem Strang von dem Profilquerschnitt entsprechendem Hohlquerschnitt auf den sich um den Krümmungsmittelpunkt des Profilstabes bewegten Gegenstand aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang vor und hinter dem Profilstab um dessen Enden verschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Werkstoff unmittelbar nach dem Aufbringen auf den Gegenstand gekühlt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyurethan-Elastomer auf einen gewendelten Rundstab aus oberflächengehärtetem Stahl aufgebracht wird.
5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch einen Extruder (9) mit einer ortsfesten, in Ausstoßrichtung gekrümmten Ringdüse (8) und einer Vorschubeinrichtung (3) für den Gegenstand (1) derart, daß sich der Profilstab (2) auf einer gekrümmten Bahn durch die Ringdüse (8) bewegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zum Ummanteln einer Schraubenfeder aus Rundstahl; dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung aus einem Doppelrollenantrieb (3), auf dem die Schraubenfeder (1) aufliegt, und einer Mitnehmereinrichtung besteht, welche das eine Rundstahlende (7) in die Ringdüse (8) einführt, die unter dem Steigungswinkel (#) der Federgänge schräg zur Achsrichtung der Feder (1) und der Antriebsrollen (3) gestellt ist.
7. Mit Polyurethan ummantelte Schraubenfeder aus Rundstahl, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundstahl (2) mit dem Polyurethan (10) umspritzt ist.
8. Schraubenfeder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Federenden (7, ii) das Polyurethan (10) verschweißt ist und die Stirnseiten des Rundstahls (2) überdeckt.