CN101878103A - 用于制造包括管接头的双壁的热塑性的波纹管的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明描述一种用以制造连续的双壁的管方法和装置，所述管包括多个波纹管部分和多个接头管部分。在一个包括具有波形成型表面和光滑的圆柱形接头成型表面的成型通道(10)中通过一个构成双壁管的外管的外软管(Sa)和一个构成双壁管的内管的内软管(Si)的挤塑成型实现制造。为了成型接头部分，在接头成型表面中挤塑成型外软管并且将其贴靠在接头成型表面上。然后在已沿接头成型表面的轴向全长贴靠的外软管(Sa)中挤塑成型内软管(Si)并同时将其贴靠在紧贴的外软管的内面上。

Description

用于制造包括管接头的双壁的热塑性的波纹管的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用以制造一种双壁的由优选热塑性塑料制成的波纹管的方法和装置，该波纹管包括管接头。
背景技术
由EP 0 563 575 B1已知一种这样的方法以及所配属的装置。波纹管涉及一种复合波纹管，其包括光滑的内管和波形的外管，该外管在其各波谷的区域内与内管焊接。复合管具有接头部分，在该接头部分中，外管具有一个光滑的圆柱形的或略微圆锥形的接头成型部，并且接头内管也具有一个相应的光滑的圆柱形的或略微圆锥形的接头部分，其紧贴于外管的接头成型部的内侧上并在那里焊接。通过制成包括依次接连的波纹管部分和接头成型部的双壁的连续管，连续地实现接头套管的制造。将连续管定长切断，以便由此制造包括一个波纹管部分和一个接头部分的接头套管(Muffenrohr)。
连续管的制造这样地进行，即：经由一个挤塑成型装置的喷头挤塑成型一个双壁的塑料熔体软管，其中由喷头的第一喷嘴挤塑成型一外软管和经由喷头的后接的第二喷嘴将内软管同心挤塑成型到外软管中。在一后接于喷头的波纹成型机中，亦即在其成型通道中实现波纹和接头部分的成型，该成型通道由于环绕的成型夹料模对具有接连不断的波形的和圆柱形的或略微圆锥形的成型表面。
就外软管和内软管在波纹成型机的成型通道中的成型而言，在方法方面例如描述于EP 0 563 575 B1中。需要复杂地控制作用到内软管和外软管上的压力。压力必须分别很精确地匹配于外软管和内软管的相应的成型过程。由于外软管的扩径和内软管的扩径时间上错开地开始但重叠地同时进行，待作用到内软管和外软管上的不同的压力关于其时间上的顺序和关于压力的高低的匹配是很复杂的。
相应地，对于WO 02/070238A1和DE 10335518A1中描述的制造方法和装置也是如此。在那里同时作用到内软管和外软管上的不同的压力的匹配也是很复杂的。
发明内容
本发明的目的在于，开发一种开头所述型式的方法和装置，目的得到特别简单而可靠的方法过程。
本发明利用按照权利要求1的方法和按照权利要求14的装置达到该目的。在这方面重要的是，方法和装置能够实现方法过程，其中首先将外软管完全贴靠于成型表面的圆柱形的或略微圆锥形的接头成型部中，并然后才将内软管贴靠在已贴靠在圆柱形的或略微圆锥形的接头成型部上的外软管的内面上。借此特别简单的压力控制是可能的，因为在接头成型时对作用到内软管和外软管上的压力不需要复杂的压力控制。
对于外软管和内软管的接头成型的时间上的顺序可以选择成不出现时间上的重叠。当将在挤塑成型外软管的第一喷嘴和挤塑成型的第二喷嘴之间的轴向间距选择成大于待构成的接头的轴向长度时，按照装置可以特别简单地转变该方案。对该间距决定性的是输出外软管或内软管的各喷嘴末端的间距。
借助示出一个优选的实施例的附图，讨论可能的实施形式的其他的特征和优点。
附图说明
现在对于优选的实施例借助附图更详细地说明本发明。其中：
图1至图7成型通道的一部分在成型段的开始区域内的示意的剖视图，包括伸入到成型通道中的喷嘴装置，示出不同的依次顺序的过程阶段。
具体实施方式
波纹成型机在所示的实施例中具有成型夹料模1n、1m。将它们在一直线的成型段10中成对地接连地沿生产方向X前进地引导。各成型夹料模对以其面向内部的成型表面分别围成一基本上圆柱形的成型空腔。在成型段10中轴向依次引导的各成型夹料模对形成一个由各圆柱形的成型空腔组成的成型通道，其沿图中画出的中心的中轴线M延伸。
成型通道10的在各图中所示的开始区域内伸进一未示出的挤塑机的一喷嘴装置5。喷嘴装置5沿中心的中轴线M定向。波纹成型机以其各成型夹料模1n、1m和喷嘴装置5分别对称于中心的中轴线M构成。在各图中只示出右边的对称面，亦即只示出各右边的成型夹料模1n、1m和仅示出对称的喷嘴装置的右边。因此在各图中未示出相应构成的和设置的左边的成型夹料模1n、1m和喷嘴装置5的左边。
从喷嘴装置5两同心的热塑性塑料熔体软管进入成型通道中。塑料熔体软管涉及外软管Sa和内软管Si。这些塑料熔体软管在成型段10中沿生产方向X通过成型通道。同时使它们在各成型夹料模1n、1m的成型表面上成形并且冷却和离开成型通道作为双壁的包括接头部分的连续波纹管。
在成型通道中，为了沿生产方向X的向前运动经由一未示出的驱动电机驱动各成型夹料模1n、1m。驱动电机可以在底面设置在机械工作台中，并且经由一输出小齿轮与在各成型夹料模1n、1m上在底面构成的齿条相啮合。各成型夹料模1n、1m在该机械工作台上导向，将各成型夹料模1n、1m分别从成型段10的终端返回成型段的起端。这未示于各图中。可以经由一电机驱动的夹持装置、优选一用于左边的成型夹料模的夹持装置和一用于右边的成型夹料模的夹持装置实现返回或也可以在环绕的导轨中优选经由电机驱动的夹具引导左边的和右边的成型夹料模。
在各图中装入成型段10的各成型夹料模中划分为标准成型夹料模1n和接头成型夹料模1m。标准成型夹料模1n具有波形成型表面，用以成型波形的管部分。接头成型夹料模1m具有一优选光滑的圆柱形的或略微圆锥形的接头成型表面并且用于成型优选光滑的圆柱形的接头管部分。优选在成型夹料模循环中并从而在成型段10中分别引导多对的标准成型夹料模1n和只一对或几对的接头成型夹料模1m。在所谓往复式波纹成型机中，例如由EP 0 270 694 B1已知的，将各接头成型夹料模如果需要也可以分别只暂时地送入循环中，亦即在其送入以后再从循环中除去并且停放在机械工作台上的一停放站。
喷嘴装置5在所示的情况下构造成使从喷嘴装置排出的塑料熔体软管(如上所述)构造成两个塑料熔体软管，亦即构造成一个内软管Si和一个外软管Sa。喷嘴装置5具有一个外喷嘴5a和一个内喷嘴Si。在外喷嘴5a的出口端排出外软管Sa。在内喷嘴5i的出口端排出内软管Si。外喷嘴5a的出口端沿生产方向X连接在内喷嘴5i的出口端的前面。因此可以说，内软管Si伸入外软管Sa内挤塑成型。在内喷嘴5i上沿生产方向X后接一冷却心轴5d。
为外喷嘴5a配置一空气通道5ak并且为内喷嘴Si配置一空气通道5ik。空气通道5ak的出口端沿生产方向X连接在外喷嘴5a的后面。经由空气通道5ak将空气(所谓外部空气)作为外软管Sa的支撑空气吹进空间A中，该空间A构成在外软管Sa的内壁与内软管Si的外壁之间。经由空气通道5ik以相应的方式将空气(所谓内部空气)作为内软管Si的支撑空气吹入在内软管Si的内壁与冷却心轴5d的外壁之间的空间B中。大气的压力pa可以经由一与空气通道5ak连接的压力调节器例如取决于所使用的成型夹料模在成型通道中的相应的位置和/或按照一预定的压力曲线来调节。以相应的方式可以经由一与空气通道5ik连接的压力调节器调节内部空气的压力pi。
在所示的实施例中重要的是，在外喷嘴5a的出口端与内喷嘴5i的出口端之间的间距大于接头成型表面L的轴向长度。在所示的情况下在各图中喷嘴间距为接头成型表面的轴向长度L的约1.4倍。
在所示的实施例中，接头成型表面总是通过仅仅一个接头成型夹料模对构成。接头成型夹料模1m的成型表面总是具有一个光滑的圆柱形的或略微圆锥形的包括轴向长度Lm的成型表面，朝生产方向X看，在该接头表面之前和之后分别紧接着存在一过渡区域，其具有轴向长度Lv和Ln。由Lv、Lh、Lm的总和得出接头成型表面的轴向全长L(见图3)。
各标准成型夹料模1n的成型表面分别具有一波形成型表面，具有轴向接连地设置的平行的波纹分别同心绕成型通道的中心的中轴线M设置，该波纹包括许多周期性重复的波峰和波谷。
各成型夹料模1n、1m(如本来已知的)在成型表面上具有真空孔，它们利用在各成型夹料模中的真空通道经由一未示出的真空装置构成，以便外软管的支承面支承在成型表面上。
在所示的情况下，在成型段10中成型的连续管在各标准成型夹料模1n的作用的各部分中得到一双壁的波纹管的成型部，所述成型部包括波形的外管和一光滑的圆柱形内管，该内管与外管分别在各波谷的区域内焊接。在各接头成型夹料模1m作用的各部分中连续管得到接头部分，亦即一接头成型部，该接头成型部包括轴向长度L＝Lm+Lv+Lh。在接头成型部的长度L的全部区域内，外软管和内软管整面地相互焊接。
现在借助图1至7描述工作方式，各图示出在成型通道10中在喷嘴装置5的区域内的不同的过程阶段。不同的过程阶段这样地确定，哪一个成型夹料模对，亦即哪一个成型表面是否一波形成型表面或一接头成型表面正好在成型段10的开始区域内通过喷嘴装置5的区域。因此在以下的过程描述中分别只提及和考虑成型表面，亦即波形成型表面或接头成型表面并因此与它们是否分别由一个或多个成型夹料模构成无关。但在各图中为了更好地示出画出为各相应的成型表面配置的成型夹料模1n、1m。
图1：
图1示出在接头成型表面的前边缘延伸越过外喷嘴5a不久前的阶段。接头成型表面的轴向全长仍处在外喷嘴5a之前。波形成型表面朝生产方向X分别前接和后接于接头成型表面，从而因此在外喷嘴5a与内喷嘴5i之间的区域内和在内喷嘴5i的区域内分别设置波形成型表面。
通过在空间A中的外部空气调节的压力正好从压力pa1降到压力pa2。通过在空间B中的内部空气调节的压力处在pi1。
从外喷嘴5a排出的外软管Sa正好在空间A中存在的压力的作用下紧贴于波形成型表面上。全部示出的向生产方向X在图1中紧接着的外软管Sa已紧贴于波形成型表面上。
从内喷嘴5i排出的内软管Si在空间B中调节的压力pi1的作用下和/或通过冷却心轴5d压向紧贴于波形成型表面上的外软管的波谷，以便在那里焊接。全部向生产方向X在图1中延伸的内软管Si已作为光滑的圆柱形内软管紧贴于外软管Sa的各波谷上并在那里分别焊接。
图2：
图2示出在接头成型表面正好处在越过外喷嘴5a时的阶段。接头成型表面的一第一部分已通过外喷嘴5a。接头成型表面的一第二部分仍在外喷嘴5a之前。
在空间A中的压力调节成不变的压力pa2或调节成随着时间下降的压力pa2。在空间B中的压力在pi1上仍保持不变。
从外喷嘴5a排出的外软管Sa正好在空间A中存在的压力的作用下紧贴于接头成型表面上。其他的外软管沿生产方向X已紧贴于波形成型表面上。
内软管Si(如同在图1中)在其从内喷嘴5i排出以后正好在空间B中调节的压力pi1的作用下和/或通过冷却心轴5d压向紧贴于波形成型表面上的外软管，以便在那里焊接。
图3：
图3示出在接头成型表面已完全通过外喷嘴5a时的阶段。图1中沿生产方向X在延伸的外软管Sa已沿接头成型部的轴向全长平面地紧贴于其上，并且在其向X方向继续的延伸中，它紧贴于波形成型表面上。
在空间A中的压力从pa2再次提高到pa1。在空间B中的压力在pi1上继续保持不变。
从外喷嘴排出的外软管Sa正好在空间A中存在的压力的作用下紧贴在接头成型表面的后端的区域内。
如同在图1和2中，内软管Si正好在空间B中调节的压力pi1的作用下压向紧贴于波形成型表面上的外软管并在那里焊接。向生产方向X延伸的内软管Si已作为光滑的圆柱形内软管紧贴于外软管的各波谷上。
图4：
图4示出在接头成型表面正好到达内喷嘴5i的位置时的阶段。
在空间A中调节图3中转变的压力pa1。在空间B中的压力正好从压力pi1提高到压力pi2。
从外喷嘴5a排出的外软管Sa在空间A中存在的压力的作用下支承在越过外喷嘴5a的波形成型表面上。在外软管5a向生产方向X的继续延伸中，外软管已紧贴于接头成型表面上和紧贴于沿生产方向X位于前面的波形成型表面上。
从内喷嘴排出的内软管Si正好在空间B中存在的压力的作用下压向紧贴于成型表面上的外软管Sa，而且压向在接头成型之前的最后波谷并焊接。
图5：
图5示出在接头成型表面正好处在越过内喷嘴5i的位置的阶段，亦即接头成型表面的一第一部分已通过内喷嘴和一第二部分仍处在内喷嘴5i的位置之前。
在空间A中调节继续不变的压力pa1。在空间B中调节继续恒定的或下降的或交替变化的压力pi2。
从外喷嘴5a输出的外软管5a正好支承在越过外喷嘴5a的波形成型表面上。在外软管Sa沿生产方向X继续延伸中，外软管Sa已支承在接头成型表面上并支承在位于前面的波形成型表面上。
从内喷嘴5i排出的内软管正好在空间B中调节的压力pi2的作用下压向已贴紧在接头成型表面上的外软管的内面并且平面地接触。图6：
图6示出在接头成型表面正好已通过内喷嘴5i的位置时的阶段。
在空间B中的压力正好降到压力pi1。在空间A中压力继续设定在pa1上保持不变。
从外喷嘴5a排出的外软管正好在空间A中存在的压力的作用下支承在越过外喷嘴5a设置的波形成型表面上。在外软管Sa向生产方向X继续延伸中，它支承在波形的外表面上并且支承在前接的接头成型表面上。
从内喷嘴5i排出的内软管Si正好在空间B中控制的压力的作用下平面地支承在已贴靠于接头成型部中的外软管上。内软管Si在其沿生产方向X继续延伸中已平面地支承在贴靠于接头成型表面中的外软管Sa上。
图7：
图7的阶段是，接头成型表面已完全通过内喷嘴5i并且在接头成型表面后面连接的波形成型表面的一第一部分已通过内喷嘴5i和也沿在内喷嘴5i与外喷嘴5a之间的整个区域设置波形成型表面。
在空间B中的压力继续设定在pi1上保持不变并且在空间A中的压力继续调节在pa1上保持不变。
从外喷嘴5a排出的外软管正好在压力pa1的作用下支承在波形成型表面上。在外软管Sa沿生产方向X继续延伸中，它已支承在相应的成型表面上。
从内喷嘴5i排出的内软管Si正好在空间B中调节的压力pi1的作用下和/或通过冷却心轴5d压向紧贴于波形成型表面上的外软管的波谷并在那里焊接。沿生产方向X位于前面的外软管Sa紧贴于波形成型表面上并且沿生产方向X前面的内软管作为光滑的圆柱形软管紧贴于外软管的各波谷上焊接。
图1至7的这些过程阶段由于在循环中引导的各成型夹料模分别循环地在成型段的开始重复。
在成型段10的终端，排出由交替设置的多个波纹管部分和多个接头管部分组成的连续的双壁管。通过连续的管的定长切断构成具有管接头的波纹管。
优选例如为了制造具有管直径为100mm和典型的壁厚0.3mm的波纹管以0.5bar的pa1和0.45bar的pa2的外部空气和以0.5bar的pi1和0.7bar的pi2的内部空气进行。规定的压力值pa1、pa2、pi1和pi2在这里分别是高于环境压力的超压值，亦即分别是在作用到所涉及的软管的内表面上的压力与存在的环境压力之间的压差值。
附图标记清单
1n    标准成型夹料模
1m    接头成型夹料模
5     喷嘴装置
5a    外喷嘴
5ak   外部空气的空气通道
5i    内喷嘴
5ik   内部空气的空气通道
5d    冷却心轴
10    成型段
Sa    外软管
Si    内软管
X     生产方向
M     中心的中轴线
pa1   外部空气在空间A中的压力
pa2   外部空气在空间A中的压力
pi1   内部空气在空间B中的压力
pi2   内部空气在空间B中的压力
Lm    光滑的圆柱形接头成型表面的轴向长度
Lv    接头成型表面的前过渡区域的轴向长度
Lh    接头成型表面的后过渡区域的轴向长度

Claims (17)

1.用于制造连续的双壁的由优选热塑性塑料材料制成的管的方法，所述管包括波纹管部分和接头管部分，
通过在一成型通道(10)中挤塑成型一构成双壁管的外管的外软管(Sa)和一构成双壁管的内管的内软管(Si)，所述成型通道包括至少一个具有波形成型表面的部分和至少一个具有优选光滑的圆柱形的或略微圆锥形的接头成型表面的部分；
其中设定，
为了成型一波纹管部分，在波形成型表面中挤塑成型外软管(Sa)并使该外软管贴靠在波形成型表面上，并且在外软管(Sa)中挤塑成型内软管(Si)并在外软管(Sa)的各波谷的区域内将内软管贴靠在贴紧于波形成型表面上的外软管(Sa)上；
为了成型一接头部分，在接头成型表面中挤塑成型外软管(Sa)并将外软管贴靠在接头成型表面上，并且在已沿接头成型表面的轴向全长贴靠的外软管(Sa)中挤塑成型内软管(Si)并且同时将该内软管贴靠在已沿接头成型表面的轴向全长紧贴于接头成型表面上的所述外软管(Sa)上的内面上。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，当在接头成型表面中挤塑成型外软管(Sa)不久之前或同时(图1)，使作用到外软管(Sa)的内面上的压力(pa1)降低到(pa2)。
3.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，只要进行外软管在接头成型表面中的挤塑成型(图2)，所述作用到外软管(Sa)的内面上的压力(pa2)不变地或下降地或交替地进行。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，对于作用到外软管(Sa)的内面上的压力(pa2)，在外软管在接头成型表面中挤塑成型时对于增大的外管直径和/或增大的外管壁厚和/或增大的内管壁厚选择下降的、亦即较小的压力值。
5.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，一旦外软管(Sa)在接头成型表面中的挤塑成型结束，就将所述作用到外软管(Sa)的内面上的压力(pa2)提高到(pa1)。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，作用到外软管(Sa)的内面上的压力(pa2、pa1)在外软管(Sa)在接头成型表面中的挤塑成型结束时发生的压力增加具有一个与在接头成型表面中挤塑成型外软管(Sa)不久之前或瞬时所述作用到外软管(Sa)的内面上的压力(pa1)的压力减小至少大致相同的数值。
7.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，在已紧贴于接头成型表面上的外软管(Sa)中挤塑成型内软管之前或同时(图4)，将所述作用到内软管(Si)的内面上的压力(pi1)提高到(pi2)。
8.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，只要在紧贴于接头成型表面上的外软管(Sa)中挤塑成型内软管(Si)(图5)，所述作用到内软管(Si)的内面上的压力(pi2)设定为不变的或下降的或交替的。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，对于作用到内软管(Si)的内面上的压力(pi2)，在已紧贴于接头成型表面上的外软管(Sa)中挤塑成型内软管(Si)时，对于增大的外管直径和/或增大的外管壁厚和/或增大的内管壁厚选择下降的、亦即较小的压力值。
10.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，一旦内软管(Si)在紧贴于接头成型表面上的外软管(Sa)中的挤塑成型(图6)结束，将所述作用到内软管(Si)的内面上的压力(pi2)降低到(pi1)。
11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，作用到内软管(Si)的内面上的压力(pi1、pi2)在紧贴于接头成型表面上的外软管(Sa)中挤塑成型内软管(Si)结束时发生的压力减小具有一个与在已紧贴于接头成型表面上的外软管(Sa)中挤塑成型内软管之前或同时所述作用到内软管(Si)的内面上的压力(pi1)的压力增加至少大致相同的数值。
12.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，对于作用到外软管(Sa)的内面上的压力(pa1)，在波形成型表面中挤塑成型外软管(Sa)时对于增大的外管直径和/或增大的外管壁厚和/或增大的内径壁厚选择下降的、亦即较小的压力值。
13.按照上述权利要求之一项所述的方法，其特征在于，对于作用到内软管(Si)的内面上的压力(pi1)，在贴靠在波形成型表面上外软管(Sa)中挤塑成型内软管(Si)时对于增大的外管直径和/或增大的外管壁厚和/或增大的内管壁厚选择下降的、亦即较小的压力值。
14.用以实施按照上述权利要求之一项所述的方法的用于制造连续的双壁的由优选热塑性塑料制成的管的装置，所述管包括波纹管部分和接头管部分，包括：
成型通道(10)，其由环绕的各成型夹料模对(1n、1m)的成型表面构成，其中成型通道(10)的至少一部分具有波形成型表面和成型通道(10)的至少另一部分具有优选光滑的圆柱形的或略微圆锥形的接头成型表面，
挤塑成型装置，包括喷头(5)，该喷头具有用以挤出外软管(Sa)的第一喷嘴(5a)和用以挤出内软管(Si)的第二喷嘴(5i)，其中第二喷嘴(5i)沿在成型通道(10)中导引的成型夹料模(1n、1m)的运动方向(X)连接在第一喷嘴(5a)的后面，
在第一喷嘴(5a)与第二喷嘴(5i)之间通入成型通道(10)的第一成型通道(5ak)，用以供给一与外软管(Sa)的内面配合作用的支撑空气，
沿在成型通道(10)中导引的成型夹料模(1n、1m)的运动方向(X)连接在第二喷嘴(5i)后面的、同样通入成型通道(10)中的第二空气通道(5ik)，用以供给一与内软管(Si)的内面配合作用的支撑空气；
其特征在于，在第一喷嘴(5a)与第二喷嘴(5i)之间的轴向间距大于或等于成型通道(10)的具有接头成型表面的部分(1m)的轴向长度。
15.按照权利要求14所述的装置，其特征在于，与外软管(Sa)的内面配合作用的支撑空气连接于一个与第一空气通道(5ak)连接的压力调节器。
16.按照权利要求14或15所述的装置，其特征在于，与内软管(Si)的内面配合作用的支撑空气连接于一个与第二空气通道(5ik)连接的压力调节器。
17.按照权利要求15或16所述的装置，其特征在于，压力调节器能够根据构成成型通道(10)的各成型夹料模(1n、1m)相对于第一喷嘴(5a)和/或相对于第二喷嘴(5i)的位置控制。
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