用于制造股状制品的方法和设备与流程

本发明涉及用于制造股状制品的方法和设备。

背景技术：

在此将通过挤出方法制造并且特别是制造为连续产品的长条构件称为股状制品。作为股状制品，在此特别地理解为(电)线缆以及软管。在这两种情况中，股状制品具有(外)护套，护套通过所提及的挤出方法来构造。

股状制品一般地具有芯，护套被施加到芯上。在软管的情况中，芯例如具有中空空间。在线缆的情况中，芯是具有至少一个电线路的线缆芯。根据线缆的类型，线缆芯具有不同的结构。经常在线缆上提供成形部分，例如插头壳体、套管、密封件或它们的组合。

软管通常多层地构造，最外部的层形成所述的护套。因此，护套施加在由多层结构制成的软管芯上。软管芯典型地是中空的。此类软管例如也被用于在中空空间内引导电缆或电线路，或也用于引导流体。在软管的情况中，也在护套上提供成形部分，例如在联接区域内提供成形部分。

从本申请人的随后公开的pct/ep2016/061426中给出了用于制造此类股状制品的方法，其中，直接在挤出单元后借助于成形单元从护套的仍能塑形的材料来构造各自的成形元件。为此设置的是，将具有两个构造为成形器具的成形半体的成形单元在径向方向上进给且然后近似通过刮出部分护套材料来拦截材料，使得以材料来填充成形器具，以构成成形部分。

考虑到连续的方法设置了循环的构思，其中将成形器具例如在盘上移动，或也通过环绕的带而环绕地移动。一般地已表明，由于材料在造型过程期间的拦截施加了显著的压力，以此存在将各个成形半体相互压开的风险。为解决此问题，例如可构造且布置反压力设备，特别是反压力板，反压力设备在造型过程期间向着股状制品的方向将(附加的)反压力施加到成形单元上，以使得成形单元在造型过程期间保持相对于股状制品的期望的相对位置。

一般地，力图将用于构造出成形部分的此类造型过程整合到具有通常的挤出速度的常规的挤出过程中，以实现在制造股状制品时的通常的线速度。

技术实现要素：

由此出发，本发明的任务在于，可以过程可靠地且以高速度实现具有成形成型的成形部分的股状制品的构造方案。

此任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的方法以及通过具有权利要求15的特征的设备解决。优选的构造方案在从属权利要求中给出。在方法方面例举的优点和优选设计方案可以合理地转移到设备。

该方法用于制造股状制品，特别是线缆或软管，股状制品具有护套，该护套通过挤出单元以预定的壁厚挤出。在输送或挤出方向上在挤出单元之后借助成形单元在造型过程期间拦阻部分仍能塑形的材料，使得在护套上一件式地构造出成形部分。使成形单元在此根据预定的工作循环来运动，该工作循环包括如下步骤：首先将成形单元从原始位置在输送方向上加速，且近似与用以挤出护套的线速度同步。成形单元在原始位置处典型地具有零速度。然后将成形单元向着股状制品的方向进给。通常理解的是，将成形单元进给使得成形单元接合到护套的仍能塑形的材料中，使得实现材料的期望的拦阻且特别是实现构造出成形部分。因此，在造型过程期间，成形单元处于被进给的状态中。在造型过程之后又将成形单元从股状制品移回，使得成形单元因此不再与护套接合。最后，将成形单元制动且从结束位置反向于输送方向地向原始位置的方向移动返回。

方法循环或工作循环的特征因此在于具有成形单元的正和负的加速的序列，以使得成形单元在原始位置和结束位置之间周期性往复地移动。在速度-时间图表中，因此特别地在零速度线以上和以下的所有面积之和为零，这些面积给出了所经过的路径的度量。

符合目的地，成形单元在此沿在原始位置和结束位置之间的直线引导部直线移动。总体上已表明的是，在过程技术上可以特别简单地施行这种具有成形单元沿着在输送方向上和反向于输送方向上的直线的移动路径的移动的设计方案，用以构造出成周期性往复的工作行程，以便可以实现期望的高的过程速度，并且特别地也可以构造出充分耐用的设备，该设备特别地在造型过程中可以承受特别高的反压力。特别地通过直线引导部的构造方案，可以可靠地吸收力。除了在造型过程时的压力外，特别地也涉及由于高过程速度且因此由于对于成形单元所需的高的加速度导致的动态载荷。

在工作循环中，此外符合目的地设置的是，成形单元在造型过程期间以与线速度不同的成形速度移动。成形速度在此有选择地高于或低于线速度，使得因此调节了在成形单元和股状制品之间的相对速度，以此实现在成形单元内的期望的拦阻。

线速度在此优选地处在0.1m/s或0.5m/s至4m/s之间的范围中，且特别地大致为2m/s。

在优选的设计方案中，从原始位置起成形单元首先加速到线速度，使得相对速度首先因此为零。然后进行成形单元向股状制品的方向的进给，以此保证了特别是垂直于输送方向定向的行进，且特别地对于待构造的成形部分可以构造出限定的面。在成形单元进给之后，即在成形单元至少部分地行进到护套的材料内之后，将成形单元加速且使成形单元处于成形速度。在此，加速一般地理解为正向加速或负向加速(制动)。转变到成形速度在此优选地以最大加速度进行。

成形速度在此具有与线速度的差异，其中差异在0.01m/s至0.3m/s之间，且特别地在0.05m/s至0.2m/s之间。差异优选地在线速度的大约5％至20％之间，且特别是为线速度的大约10％。

根据第一实施变体，成形速度在造型过程期间是恒定的。在替代的设计方案中，成形速度在造型过程期间是变化的。在此，例如设置有成形速度的连续的增加或降低。特别地，在此也设置的是，成形速度改变为使得成形速度在第一子区段内高于线速度，且在第二子区段内低于线速度。以此，因此实现了在输送方向上或反向于输送方向的拦截。一般地，因此可以通过调节成形速度特别是与成形单元的几何形状相结合地来调节待构造的成形部分的不同的型廓和形状。

在造型过程后又将成形单元从股状制品收回。此过程在下文中称为脱模。为进行此脱模过程，符合目的地设置的是，实现将成形单元从成形速度带到脱模速度。一般地，因此将成形单元相对于成形部分在输送方向上或反向于输送方向地移开至少一个部段，然后进行脱模。符合目的地，在此脱模速度又是线速度，使得因此成形单元和股状制品之间的相对速度又为零。在此变体中，例如实现精确的90°脱模。但原理上也可已设置另外的脱模速度，使得例如也可以构造出特殊的脱模轮廓。

根据第一优选设计方案，原始位置和/或结束位置在多个工作循环上且优选地在所有工作循环上是相同的。特别地，原始位置和结束位置都是相同的。这意味着成形单元在每个工作循环中分别从相同的原始位置移动到相同的结束位置且又移回。在构造周期性重复的相同的成形部分的情况下尤其是如此。

在替代的设计方案中，在两个相继的工作循环之间，原始位置和/或结束位置是变化的，或在一个工作循环期间移过中间位置。因此，在替代的设计方案中构成了多个工作位置和/或结束位置或中间位置。但在此符合目的地设置有有限数量的不同的工作位置和/或结束位置，例如最多三个不同的工作位置和/或三个不同的结束位置。在设置有例如在其尺寸和造型方面不同的不同的成形部分时，特别地设置有不同的工作位置和/或结束位置。替代地，在两个相继的成形部分之间有不同间距时，原始位置和结束位置也不同。

一般地，借助于在此所述的方法产生了周期性重复的结构。在此设置有总工作循环，总工作循环优选地可以划分为多个工作循环，其中，多个总工作循环彼此相继，且在总工作循环期间进行优选多个成形部分的相同的序列，这些成形部分特别是也可以不同地构造。

以总循环例如制成限定的线缆子部段，且整个制成的线缆束分别根据此类线缆部段被分开并且必要时配有插头等地批量预制造。此类线缆子部段随后构成用于线缆段的限定的长度。

各自的初始位置和结束位置之间的间距总体上限定了成形单元的(在一个方向上的)移动路径。此间距在此优选地处在0.5m至5m的范围内，且特别地处在1m至2m的范围内。

原理上，除了在输送方向上或反向于输送方向上的直线运动外，也附加地要求在朝向或背离股状制品指向的方向上的附加的进给运动。此进给在此优选地精确地垂直于输送方向进行。为了进行此进给运动，除了用于在输送方向/反向于输送方向上的直线运动的(直线)驱动器外，构造有附加的进给驱动器。成形单元的总运动因此通过两个运动的叠加进行，这两个运动特别地一方面的在输送方向/反向于输送方向上的直线运动和另一方面的垂直于输送方向且在进给方向或反向于进给方向上的直线运动。

附图说明

本发明的实施变体在下文中根据附图详细解释。这些附图部分地以简化的图示示出：

图1示出了股状制品，该股状制品被引导通过挤出单元和用于构造出成形部分的设备；

图2示出了在具有成形单元的设备的区域内的放大的截段图；

图3示出了具有成形成型的成形部分的线缆的示例性的侧视图；

图4a示出了用于成形单元的工作循环的速度-时间图表(v-t图表)；

图4b示出了从属于图4a的速度-路径图表(v-s图表)；

图5示出了简化的速度-时间图表，其具有用于具有进给速度的进给运动的第三轴线；

图6a至图6d示出了用于图示不同的工作循环的不同的速度-时间图表；

图7示出了具有能直线移动的成形单元的设备的示例性图示。

在附图中，作用相同的部分以相同的附图标号标示。

具体实施方式

首先，根据图1解释了用于通过拦阻材料来制造股状制品2的方法的基本步骤。该图在纵截面中示出了在纵向方向l上延伸的股状制品2，该股状制品包括内置的芯4和施加到芯上的护套6。股状制品2在此构造为具有芯的线缆，芯对应地是线缆芯且例如具有一个或多个导体、芯线、线路和/或子线缆。替代地，股状制品2是软管且芯4因而对应地为软管芯。在此处所示的实施例中，护套6特别地是股状制品2的外护套。股状制品2可以构造为半成品且仍被继续加工。为了施加护套6，首先沿输送方向f将芯4供给到挤出单元8。借助该挤出单元将预定的材料(通常是塑料)挤出成型到芯4上作为护套6。

沿输送方向f，挤出单元8后接有用于对成形部分12进行造型的设备10。挤出单元8和设备10是生产线的如下部分，即，以线速度将股状制品引导通过生产线的这部分。线速度，特别是挤出成型速度，和成形单元10与挤出单元8的间距d选择为使得护套6的材料在到达设备10时护套6仍能塑形。通过此设备10首先拦阻护套6的材料的至少一部分，且将其用于构造出成形部分12。在此，成形部分12直接由股状制品2的护套6的材料成形出。因此，护套的材料近似从首先制成的护套6刮出且被拦阻以用于成形部分的造型。

在图1中示范性地示出了实施为护套6的柱形增厚部的成形部分12。此外，该成形部分仅构造在股状制品2的特定的成形区段d1上，具有护套6的基本上均匀的壁厚w的股状制品区段d2联接至该特定的成形区段上。在此处所示的实施例中，此外在周期性重复的纵向位置上构造出多个成形部分12，使得尤其不受成形单元10影响的股状制品区段ad以特定的长度在两个沿纵向方向l相继的成形部分12之间延伸。为了构造出成形部分，设备10包括成形单元14，例如在图2中详细图示的那样。

成形单元14特别地多件式构造，且特别地包括两个被称为成形器具16的成形半体。两个成形器具16优选地同步地朝向彼此运动。总体上，成形单元14在输送方向f上以及与之垂直地在进给方向z上直线运动，特别是垂直于输送方向f运动，且由此向着护套6进给。在此，各自的成形器具16优选地仅部分地行进到护套6中且成形单元10近似闭合。由于在成形单元14和股状制品2之间的不同的速度，实现了护套材料的刮出和拦截，并将其收集在成形单元14的成形腔18内，使得此成形腔优选地完全地以材料填充。然后，成形单元通过成形器具16的移回又被打开，使得构造出具有对应于成形腔18的预定规格的限定轮廓的成形部分12。

在图2中图示的成形单元12在如下变体中使用，在其中股状制品2沿输送方向f的速度比成形单元14的速度更快，因此实现了向后的拦阻。当然原理上也存在如下可能性，即成形单元14以比股状制品2更快的速度沿输送方向f移动，使得产生前侧的拦截，也称为推移。原理上可使用在图2中图示的成形单元在镜面对称的设计方案或转动方案中也产生推移的成形部分12。

根据图3图示了作为股状制品2的线缆20的变体，其中构造出根据套管类型的两个成形部分12，套管例如具有梯形的横截面。在此实施变体中，在两个成形部分12之间线缆20的各个线芯22被暴露。在此变体中因此特别地并非仅刮出部分护套6，而是将整个护套材料拦截。如可见，成形部分相对于垂直于输送方向f构成的平面镜面对称的制成。在右侧上图示的成形部分12在此通过推移制成，且在左半图上图示的成形部分12通过向后的拦截制造。

为了制造成形部分12，根据预定的工作循环移动成形单元14或多个成形单元14。在此，特别地使两个直线移动路径重叠。一方面，成形单元14在输送方向f上和与之相反的方向上直线移动。补充地，成形单元14，特别是成形器具16垂直于输送方向地在进给方向z上和与之相反的方向上移动。各自的工作循环在下文中接下来根据图4a、图4b详细解释。

在工作循环在原始位置a处开始时，成形单元14首先具有零速度。从此处成形单元优选地以最大可能的加速度在第一步骤中加速到速度v1，该速度特别地是用以在输送方向f上输送股状制品2的线速度。此线速度在实施例中为2m/s。在第二步骤中保持线速度v1。在此时，进行在向着股状制品12的方向的进给运动，使得成形器具16至少部分地接合到护套材料中。然后进行成形单元14的进一步的加速，在实施例中为制动，也优选地以最大的负加速度进行制动，使得获得成形速度v2，该成形速度与线速度v1不同。差异例如在0.05m/s至0.2m/s之间。由于此差异，实现将成形腔18填充以护套材料。在图4a、图4b的实施例变体中，因此在一定的时间段内保持成形速度v2，直至成形腔18优选地被完全填充。此步骤也称为造型过程。

在造型过程完成之后进行进一步的加速，在此情况中为正加速，又优选地以最大的正加速度加速到脱模速度，且优选地又加速到线速度v1，然后在脱模过程内保持该线速度。在脱模过程期间实现成形器具16反向于进给方向z地打开。只要成形单元14被完全打开，则在进一步的步骤中又进行加速，即将成形单元14制动到零且加速到负的特别是最大的移回速度v3。此移回速度优选地大于线速度，特别地大1.5至2倍。在此，在制动过程期间可采用不同的加速度值。制动到零优选地又以最大可能的负加速度进行。然后到移回速度的加速例如以稍低的负加速度进行。移回速度v3与线速度v1相比为负，即成形单元14又在向着原始位置a的方向上移回。在达到零速度时，成形单元14到达作为在输送方向f上的最大位置的工作循环的结束位置e。成形单元10又从移回速度v3被制动直至零速度。在此时刻，又到达原始位置a。原始位置a和结束位置e相互具有例如1m至3m的间距a。

最大的正和负的加速度优选地是相同的。最大加速度值优选地处在20m/s²至50m/s²的范围内，或也处在20m/s²至100m/s²的范围内并且尤其在40m/s²。

然后，由重新开始工作循环。

在图5中根据简化的速度-时间图表补充地还在另外的轴线上图示了在成形器具16行进时或在成形器具16打开时在进给方向z或反向于进给方向z的第二直线运动的进给速度vz。在这两种情况中，各自的成形器具16在此以最大可能的加速度垂直于输送方向f移动，且在到达驶入位置时被会制动，并且保持在此位置中。相反地，即在移出时，成形器具维持在移回的位置中。

与图6a至图6d相结合示出了不同的速度-时间图表。图6a示出了类似于在图4a中图示的速度曲线的直至构成成形部分12的移动循环。在此，进行制动直至移回速度v3，然后在一定的时间段内保持该移回速度。在图6a至图6c中，部分地作为垂线绘出加速。这是理想化的图示，且仅给出最大的加速度。在图6b的实施变体中图示了如下情况，其中例如在第一步骤中，加速沿预定的曲线延伸到线速度v1。达到成形速度v2的加速也可以是变化的。

应强调的是图6示出了总循环的变体，总循环由两个上下相叠的子循环组成。具体而言，在构造出第一成形部分12后虽然将成形单元14制动直至负的速度v4，且相对于股状制品2移回一个部段，但不移回直至最初来的原始位置，而是移回到成形单元10的第二原始位置。从此第二原始位置又进行正向加速直至正的速度v5，该速度小于成形速度v2。

此附加的步骤可以与另外的进给运动叠加，使得例如构造出附加的成形部分12，例如与第一成形部分12相比缩小的成形部分12。然后通过再次制动实现直至最初的原始位置a的返回。总体上，零速度以上的面积和零速度以下的面积之和相等。

在图6c、图6d的实施变体中图示了两种情况，其中在造型过程期间采取可变的成形速度v2或不同的但恒定的成形速度v2。在图6c的实施变体中，例如在制动到最小的成形速度v2之后设置有成形速度v2的连续增加，特别是连续的线性增加。特别地，进行增加直至速度大于线速度v1。因此，以此措施可以以已进给的成形单元12实现向后的拦阻和前侧的推移。

符合目的地，首先进行前侧的推移并且然后进行后侧的拦阻。与在图6c中所图示不同，在此首先将成形速度v2调节到线速度v1以上，然后降低该成形速度。

在图6d中图示了类似的情况，但在此成形速度v2不连续地变化。而是第一子区段34设置有低于线速度v1的成形速度v2且第二子区段36设置有高于线速度的成形速度v2。

以此也可实现拦截和推移以构造出两个在输送方向f上相互分开的成形部分12，例如在图2中图示的线缆20。优选地，反向于图6d的图示地，在此首先前侧的推移通过高的成形速度v2产生在图2中可见的成形部分12，且然后后侧的拦截通过较低的成形速度v2产生在图2中可见的成形部分12。

总体上，以这种移动构思在具有特别是两个相叠的直线运动的工作循环的范围内可以实现不同的速度和移动曲线，从而也可以构造出不同的成形部分12。

在图7中示例地图示了设备10的变体。整个设备10在此具有长度l，该长度仅略大于原始位置a和结束位置e之间的间距a。例如，长度l仅比间距a大了10％至30％。设备10在实施例中具有支承架24，支承架优选地位置固定地与地面连接。在此支承架24上布置有直线引导部26。滑块28以能在输送方向f上移动的方式布置在此直线引导部26上。滑块28在此可以在原始位置a和结束位置e之间移动。在此滑块28上布置有成形单元14，该成形单元因此与滑块28一起移动。

以未详细图示的方式沿直线引导部26设置有驱动器，特别是直线驱动器，特别是电动的直线驱动器，以用于移动滑块28。补充地设置有在此未详细图示的进给驱动器，该进给驱动器负责两个成形器具16在进给方向z上的进给运动。

整个设备10此外具有入口开口30和出口开口32，通过入口开口和出口开口将股状制品2引入到设备10内或从设备10又移出。

设备10如在图1中所图示那样整体上整合在用于制造股状制品2的生产线内。成形部分12因此在在线过程的范围内在近似不间断的股状制品12上连续地以周期性重复的间距构造出。