CN1419493A - 制造带管接头的热塑性塑料双壁管的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造带管接头的热塑性塑料双壁管的方法，在此方法中为了用低的费用准确和完整地形成管接头，规定，a)在造型通道(4)中挤出第一软管(1)，该造型通道由至少一排在轨道上导引的硬模(5)构成，b)第一软管(1)在至少一个第一段内制成波纹的形状以及在至少一个第二段内扩展成管接头，c)第二软管(6)挤压在第一软管内并压靠在第一软管(1)的波谷(8)上，d)在第一软管(1)制成波纹的形状和第二软管(6)挤压在第一软管内的过程中，两根软管(1)和(6)之间的腔(A)施加一个高于大气压的压力p1，e)在第一软管(1)开始扩展为管接头之前或之后的一个规定的时刻，两根软管(1和6)之间的腔(A)施加一个高于大气压的基本上恒定的压力p2≤p1或者可变的但不连续下降的压力p2，f)在第二软管(6)挤压在扩展成管接头的第一软管(1)内的过程中，第二软管(6)从内部施加一个高于大气压的压力p3并压靠在第一软管(1)上，g)接着，两根软管之间的腔(A)重新施加压力p1。

Description

制造带管接头的热塑性塑料双壁管的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于制造带管接头的热塑性塑料双壁管的方法和设备。
背景技术
比如由EP0563575A2已知这种方法。其中在造型通道中挤压第一软管，该造型通道由至少一列在轨道上被导引的硬模构成。第一软管在至少一个第一段中制成波纹的形状以及在至少一个第二段中扩展为管接头。第二软管挤压在第一软管中并且压靠在第一软管的波谷上，从而由一根外部软管和一根与这根外部软管焊接的内部软管构成一种复合管。在第一软管制成波纹的形状和第二软管挤压第一软管的过程中，在两根软管之间的腔内施加一个高于大气压的压力p1。压力p1按这样的方式确定，即在波谷处互相焊接的软管冷却之后，在这些地点之间的内部软管不会向里或向外隆凸。在软管冷却之后应该调整为准确的大气压。
通过从外部施加一个低于大气压的压力将第一软管制成波纹的形状。压力p1支持第一软管波纹状的构成，但是为了—如前面所述—避免在软管冷却时内部软管曲拱，通常只调整为比较少地超过大气压。
按照EP0563575A2，第一软管在第二段中在从外部施加部分真空度的情况下扩展为管接头。在第一软管扩展为管接头之后，在两根软管之间的腔内通大气压力。
在第二软管挤压在扩展为管接头的第一软管内的过程中，第二软管从内部施加一个高于大气压的压力p3并且压靠第一软管上。这样保证实现两根软管在管接头区域内达到全面焊接。
在通过两根软管成形出管接头之后以及第二软管在第一软管的下一个第一段内重新压靠在此第一软管的波谷上之后，在两根软管之间的腔重新施加压力p1。
按照EP0563575A2，通过从外部在第一软管上施加部分真空度来形成管接头的困难在于：在第一软管和造型通道所段涉及的区段之间的腔必须良好地密封以防止外界空气的侵入。如果不存在这种密封或者仅是不完全地密封，则第一软管不能准确地沿与管接头有关的区段扩展。所要求的密封性的前提是采取昂贵的技术措施。
发明内容
本发明的目的就是，创造一种用于制造带管接头的热塑性塑料双壁管的方法和设备，借此保证可以用低的费用却凿无疑地将第一软管沿造型通道所涉及的区段扩展成管接头。
按照本发明此目的通过权利要求1所述的特征达到。通过在第一软管扩展为管接头之前或之后的一个规定的时刻，在两根软管之间的腔施加一个高于大气压的基本上恒定的压力p2≤p1或者可变的但不连续下降的压力p2，第一软管沿造型通道的为此而设定的区段完全扩展成管接头。从外部在第一软管上施加部分真空度来形成管接头，不再需要以密封地封闭在第一软管与造型通道之间的腔为前提。尽管造型通道在所涉及的形成管接头的区段中仍然可以有抽气通道。然而，只有在第一软管沿管接头的整个区段贴靠在造型通道上时，这些抽气通道才在第一软管的外侧产生有效的部分真空度。
按照本发明将压力p2调整为，使第一软管在所涉及的区段中准确地扩展为管接头。如果压力p2太小，第一软管不能或者不能充分扩展为管接头。与此相反，如果压力p2过大，第一软管在挤压时膨胀，从而它在开始形成管接头的地方具有较薄的壁厚以及在管接头的末端具有较厚的壁厚。过大的压力会导致第一软管在扩展为管接头时断裂。
因此压力p2优选地调整为，使第一软管沿第二段完全扩展为管接头以及沿全部区段具有基本上相同的壁厚。
为此，恰当的是在形成管接头的过程中压力p2基本上保持恒定。在造型通道的普通型面中，在规定用于管接头的区段和对于第一软管一般的壁厚，p2小于p1是恰当的。如果在造型通道中管接头窝的型面高度小和/或者第一软管的壁厚大，p2可以基本上等于p1。当第一软管在管接头窝内的变形结束时，恰当的是将p2调整为大于p1。
原则上在两根软管在造型通道的管接头窝内的挤压过程中p2可以变化，但不调整为连续下降，从而第一软管沿所涉及的区段完全扩展为管接头并且具有相同的壁厚。
压力p3可以逐级提高，第二软管当挤压在扩展成管接头的第一软管内时用该压力p3加载并且压靠在第一软管上，从而为了抬高一点第二软管压力p3具有一个较小的值，接着具有一个较大的值。压力p3的改变比如可以分成两个阶段或者至少在开始阶段线性地进行。
压力p1转换为压力p2的时刻优选地选择为，当第一软管开始抬起形成管接头时，在两根软管之间的腔内的压力p2达到额定值。如果压力p2调整得很快，则就在第一软管开始抬起形成管接头前将压力p1转换到压力p2。如果压力p2在规定的时间之后才调整，则相对应这段时间在第一软管开始抬起之前转换压力。
压力p1在规定的时刻转换为压力p2，优选地根据硬模相对于挤压装置的位置进行，该硬模设有管接头窝，第一软管借助于该挤压装置挤压成波纹状或者管接头状。
为了使第二软管与第一软管有效地焊接，在第二软管挤压在扩展为管接头的第一软管内之前的规定的时刻，第二软管从内部用压力p3加载。
所涉及的时刻可以通过硬模相对于挤压装置的一个规定的位置来确定，该硬模设有管接头窝。
为了控制压力p1、p2和p3可以这样规定，记录硬模在其轨道上的一个规定位置上的占据，并且借助于这个记录控制压力p1、p2和p3的调整。此外，可以记录事件，通过该事件能够确定硬模在轨道上的经过的距离，并且借助于这个记录调整压力p1、p2和p3。
按照本发明用于执行上述工艺步骤的设备具有权利要求6所述的特征。
连结在第一气体通道上的压缩气体控制器可以具有一个调压器，借助该调压器能够控制流入在两根软管之间的腔内的气体的压力。
代替控制或调整流入在两根软管之间的腔内的气体的压力，压缩气体控制器可以具有一个流量计，借助该流量计可以控制或调整流入在两根软管之间的腔内的气体的体积。
为了控制或调整压力或者气体体积，可以设有用于测量在两根软管之间的腔内存在的压力的压力计。
为了准确地调整在两根软管之间的腔内的压力p1和p2，可以设有传感器，用于测量在两根软管之间的腔内存在的气体的温度和/或软管的热塑性塑料的温度。压缩气体控制器优选地设计为，可根据温度值调整为了达到压力p1和p2所需的气体压力或所需的气体体积。
按照本发明的用于两个气体通道的压缩气体控制器的一项进一步发展，可调整和优选地可以控制p1与p2之间的一个规定的压差。
为了接通压缩气体控制器，可以在一个硬模的外侧设置一个标记并设有一个固定的传感器，借助该传感器可以当此硬模在其轨道上处于规定位置时记录该标记。然后控制设备配备有一程序，借助该程序根据传感器对标记的记录控制压缩气体控制器的接通。
特别是，此标记可以是此硬模外侧处的隆凸或凹陷，以及作为传感器采用一邻近开关。
为了接通压缩气体控制器可以设有一个产生脉冲的脉冲发生器，脉冲的时间差取决于在这个时间差内硬模经过的轨道距离。脉冲由控制设备记录，该控制设备具有一程序，借助该程序根据这些脉冲控制压缩气体控制器的接通。
此外，控制设备可以这样设计，即，借助该控制设备可以可变地调整通过挤压装置的两个喷嘴各自挤出的热塑性塑料的料流和/或硬模在其轨道上的速度。
附图说明
下面借助附图说明本发明的实施例。附图中：
图1  在制造管接头之前通过部分喷头和造型通道的纵剖面；
图2  在开始制造管接头时通过部分喷头和造型通道的纵剖面；
图3  在造型通道的管接头窝内挤压第一软管期间通过部分喷头和造型通道的纵剖面；
图4  在第二软管挤压在扩展为管接头的第一软管内的过程中通过部分喷头和造型通道的纵剖面；
图5  在管接头通过第一软管成型后挤压第二软管期间通过部分喷头和造型通道的纵剖面；
图6  在制成管接头之后通过部分喷头和造型通道的纵剖面；
图7  示意表示压力p1、p2和p3的控制；以及
图8  压缩气体控制器的视图。
具体实施方式
图1至图6表示在制造带管接头的热塑性塑料双壁管时彼此相继的主要工艺步骤。
在图1所示的步骤中，第一软管1通过喷头3中的第一喷嘴2挤压到造型通道4内，以及在一个第一段内制成波纹的形状。
如从图7中得知，造型通道4由两排循环运动的半模5构成。
此外，图1表示第二软管6通过喷头3中的第二喷嘴7挤压到第一软管内并且压靠在第一软管1的波谷8上。沿生产方向在喷头3后面设有用于第二软管6的校准心棒9，该校准心棒可以设有一个冷却装置(图中未示出)。
在第一软管1制成波纹状和第二软管6压靠在第一软管1的波谷8上并与之焊接期间，两根软管1和6之间的腔A施加一高于大气压的压力p1。此压力通过压缩气体产生，该压缩气体从设置在喷头3上的两根喷嘴2和7之间的第一气体通道10排出。
压力p1调整为，在两根软管1和6冷却后将在两根软管之间的空隙11内调整为大气压，从而第二软管与第一软管1的波谷8的连结部位没有任何曲拱。
在图2中所示的工艺步骤中，喷头3的第一喷嘴2到达造型通道4内与管接头对应的管接头窝12的始端，而第二喷嘴7仍处于造型通道4与喷嘴7相对的构成波纹状壁13的区段内。通过将压力p1转换为一个基本上恒定的小于p1的压力p2，由第一喷嘴2排出的第一软管1，在管接头窝12位于朝加工方向的那一个端头处被抬高。在两根软管1和6之间的腔A内的压力p1这样设定，即，使软管1在随此之后成型为管接头的过程中完全压靠在管接头窝12上并沿整个管接头具有相同的壁厚。
图3表示了一个工艺状况，此时喷头3的第二喷嘴7到达造型通道4位于管接头窝12朝生产方向的那个始端，而第一软管1还挤压在管接头窝12内。在两根软管1和6之间的腔A内继续存在压力p2。第一软管1借助压力p2完全压靠在管接头窝12上。在管接头窝12的硬模内存在的(图中未示出)抽气通道，只是在软管1贴靠在管接头窝上时，才在第一软管1的外侧有效地施加真空。在图3中真空施加在沿生产方向在前部的区域内。在这个区域中，在该区域中通过第一喷嘴2排出的第一软管1朝管接头窝12方向已抬高了一些、但还没有贴靠在管接头窝12上，并不存在用于形成软管1的管接头的足够的部分真空度，因为通过抽气通道A仅仅抽出流入到第一软管1、喷头3和造型通道4之间的区域内的空气。因此，借助于在两根软管之间的腔A内的压力p2也有效地形成软管1的管接头。
如从图3中得知，压力p2调整为，使得从第一喷嘴2中挤出的第一软管1朝管接头窝12的方向抬高一些，然而没有隆起到这种产生一个太强烈的膨胀的程度，这种过分强烈的膨胀会导致软管1在管接头窝12的起始区与中间区的小的壁厚，而在管接头窝12背对生产方向的端部热塑性材料积聚并因而增大壁厚。
为了使第二软管6与扩展为管接头的第一软管1有效地熔合，在图3中所示的工艺状况下，第二软管6从内部通过第二气体通道14施加高于大气压的压力p3。压力p3在起始阶段设定为，使第二软管6在管接头窝12内轻微抬起，与此同时不使它过分强烈地膨胀。
在图4中所示的下一个阶段中，此时第二软管6已经扩展成管接头，压力3升高，从而保证第二软管6与第一软管1最佳地熔合。在两根软管1和6之间的腔A内的压力p2继续基本上保持恒定。重要之点在于，在图3中所示的阶段中，在该阶段中两软管1和6形成管接头，将压力p2和p3控制或调整为，在p2和p3之间保持规定的压差。借此使两根软管1和6在管接头区域内均匀和稳定地熔合。
图5表示了下一个工艺状况，其中，第一软管1重新被挤压在一个具有波纹状壁13的区段内，而第二软管6仍被扩展为管接头。在这里，两根软管1和6之间的腔A仍和前面一样施加压力p2，而第二软管6从内部借助压力p3压靠在第一软管1上。
在图6中所示的状况下，不仅通过第一软管1而且通过第二软管6的管接头成型均结束。切断从内部作用在第二软管6上的压力p3，以及为了在热塑性塑料冷却后第二软管6尽可能光滑地与第一软管1的波谷8焊接，两根软管1和6之间的腔A重新施加压力p1，其中，第二软管6通过校准心棒9更进一步成形为光滑的内壁。保持此压力状况，直到在下一个工艺过程中出现如图2所示的区段为止。
在软管1成型前几个波形时，如图6所示，为了硬模5的前几个波谷最佳地充填热塑性材料，腔A首先可以施加一个较高的压力，以及然后用一个较低的压力p1继续加工。
图7表示了借助连接在第一气体通道10和第二气体通道14上的压缩气体控制器15或16，通过控制设备17来控制压力p1、p2和p3，控制设备按时间接通压缩气体控制器15或16。
将用于产生压力p1、p2和p3的压缩气体通过压缩气体供给装置18引入压缩气体控制器15和16。压缩气体控制器15规定用于通过从第一气体通道10的出口排出的气体在两根软管1和6之间的腔A内产生压力p1和压力p2，而压缩气体控制器16用于通过从第二气体通道14的出口排出的压缩气体产生从内部施加到第二软管6上的压力p3。如下文所述，通过控制设备17按时间地接通压缩气体控制器15和16。
如在图1至6中所示的工艺步骤得知，按时间地接通压力p1、p2和p3取决于造型通道4的管接头窝12相对于喷头3、尤其相对于喷嘴2和7的位置。按简单的方式，这种按时间的接通可借助于在管接头窝12之前和之后的不接触式开关进行。然而，如果应通过调节器进行压力的调整并可随时间变化，恰当的是，对于一个规定的半模5’，记录在其循环回路内的对规定位置的占据，并且根据这个记录控制压力p1、p2和p3的按时间的调整。
为此，在半模5’的外侧可以作一标记，比如一个在半模外侧上的一个隆凸或凹陷，在这种情况下，在此规定的位置可以通过一个固定的传感器19，在本例中为一个邻近开关，记录半模5’的到达。控制设备17具有一程序，用该程序根据由传感器19对此位置的记录控制压缩气体控制器15和16的接通。
控制设备17的程序考虑到形成循环回路的半模5’轨道的规定的几何形状以及尤其是形成管接头窝12的那些半模的位置。根据对半模5’规定位置的记录，可以由控制设备17调整在上面所述的和尤其在图2、图3和图6中所示的工艺状况下的压力p1、p2和p3。
通过传感器19重复记录半模5’的规定的位置，用于控制程序的复位。
此外，可以设有脉冲发生器20，它提供脉冲给控制设备17，其中，两个脉冲的彼此相继取决于半模经过的一段规定的距离。脉冲发生器可以比如根据一个齿轮的转速或旋转行程产生脉冲，该齿轮用于在循环回路内运动的半模5’排的转向，并且进一步传给控制设备17。借助于这些脉冲可以确定构成管接头窝12的半模离在硬模轨道上的压力p1、p2和p3各自的开关位置的距离，并如前面所述实施压力的接通。传感器19仍旧用于起始记录或者复位。
借助于脉冲发生器20可以考虑半模5在其循环轨道上的速度变化。
此外，控制设备17可以有一个用于借助程序改变半模5的轨道速度的装置，该程序自动控制压力p1、p2和p3的接通，也就是说无需记录机器数据，该机器数据取决于半模5经过规定的距离。
在图8中表示了一个用于按时间接通压力p1、p2和p3的压缩气体控制器15和16的实施例。经过压缩气体供给装置18输入用于调整压力p1、p2和p3所需的压缩气体。压缩气体供给装置18通过支管连接在调压器21和22上。下游，在调压器21和22后面，通过压力计23或24测量从调压器流出的气体压力，并且将测量结果通知在调压器21和22内部的调节单元(在图8中未具体表示)。如从图8中得知，因为这些调节单元借助于由压缩气体供给装置18提供的然而在一较低压力值的压缩气体工作，所以要求有减压阀25或26，在图示的实施例中该减压阀可以手动调整。
此外，可以设有传感器(图中未示出)，用于测量在两根软管之间的腔A内存在的气体的温度和/或软管1与6的热塑性塑料的温度，在这种情况下，借助于这些温度值可以调整在缩气体控制器15和16的出口侧为在两根软管之间的腔A内达到压力p1和p2所需的气体压力。
此外，与调压器21和22连接的控制设备17(在图8中未示出)可以这样设计，可以借助于调压器21和22调整在p2与p3之间的一规定的压差。
附图标记列表1    第一软管                    14    第二气体通道2    第一喷嘴                    15    压缩气体控制器3    喷头                        16    压缩气体控制器4    造型通道                    17    控制设备5    半模                        18    压缩气体供给装置5’  半模                        19    传感器6    第二软管                    20    脉冲发生器7    第二喷嘴                    21    调压器8    波谷                        22    调压器9    校准心棒                    23    压力表10   第一气体通道                24    压力表11   两根软管之间的空隙          25    减压阀12   管接头窝                    26    减压阀13   波纹状模壁                  A     两根软管之间的腔

Claims (15)

1.一种用于制造带管接头的热塑性塑料双壁管的方法，其中：
a)在造型通道(4)内挤压出第一软管(1)，该造型通道由至少一排在轨道上导引的硬模(5)构成；
b)第一软管(1)在至少一个第一段内制成波纹的形状以及在至少一个第二段内扩展成管接头；
c)第二软管(6)挤压在第一软管内并且压靠在第一软管(1)的波谷(8)上；
d)在第一软管(1)制成波纹的形状和第二软管(6)挤压在第一软管内的过程中，两根软管(1)和(6)之间的腔(A)施加一个高于大气压的压力p1；
e)在第一软管(1)开始扩展为管接头之前或之后的一个规定的时刻，两根软管(1、6)之间的腔(A)施加一个高于大气压的基本上恒定的压力p2≤p1或者可变的但不连续下降的压力p2；
f)在第二软管(6)挤压在扩展为管接头的第一软管(1)内的过程中，第二软管(6)从内部施加一个高于大气压的压力p3并且压靠在第一软管(1)上。
g)接着，两根软管之间的腔(A)重新施加压力p1。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，就在第一软管(1)扩展成管接头之前将压力p1转换为压力p2。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第二软管(6)挤压在扩展成管接头的第一软管(1)内之前的一个预先规定的时刻，第二软管(6)从内部施加压力p3。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，记录一个硬模(5’)在其轨道上的一个规定位置的占据并且借助于这个记录控制压力p1、p2和p3的调整。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，记录可借助它们确定硬模(5)在轨道上经过的距离的事件，并且借助于这个记录控制压力p1、p2和p3的调整。
6.实施按照权利要求1至5之一所述的方法的设备，包括：
A)一个由至少一排在轨道上导引的硬模(5)构成的造型通道(4)，该造型通道在至少一个第一段内具有波纹状模壁(13)以及在至少一个第二段内具有一个与管接头对应的管接头窝(12)；
B)一个设有喷头(3)的挤压装置，其中喷头(3)具有用于在造型通道(4)内挤压第一软管(1)的第一喷嘴(2)和有沿硬模(5)的运动方向在造型通道(4)内设在下游的用于挤压第二软管(6)的第二喷嘴(7)；
C)在两个喷嘴(2)和(7)之间所设置的第一气体通道(10)，以及沿造型通道(4)的硬模(5)的运动方向在第二喷嘴(7)之后出口的第二气体通道(14)；
E)连接在第一气体通道(10)上的压缩气体控制器(15)，它用于通过从第一气体通道(10)的出口排出的压缩气体在两根软管(1)和(6)之间的腔(A)内产生压力p1和基本上恒定的压力p2≤p1或可变的但不连续下降的压力p2，其中p1和p2高于大气压；
F)连接在第二气体通道(14)上的压缩气体控制器(16)，它用于通过从第二气体通道(14)的出口排出的压缩气体在第二软管(6)的内侧产生高于大气压的压力p3；
G)控制设备(17)，用于控制压缩气体控制器(15)和(16)。
7.按照权利要求6所述的设备，其特征在于，连接在第一气体通道(10)上的压缩气体控制器(15)具有一个调压器(21)，借助该调压器可以控制流入两根软管(1、6)之间的腔(A)内的压缩气体的压力。
8.按照权利要求6所述的设备，其特征在于，连接在第一气体通道(10)上的压缩气体控制器(15)具有一个流量计，借助该流量计可以控制流入两软管(1、6)之间的腔(A)内的气体体积。
9.按照权利要求7或8所述的设备，其特征在于，设有用于测量在两根软管(1、6)之间的腔(A)内存在的压力的压力计。
10.按照权利要求7至9之一所述的设备，其特征在于，设有用于测量在两根软管(1、6)之间的腔(A)内存在的压缩气体的温度和/或软管(1、6)的热塑性塑料的温度的传感器，以及可以根据温度值借助压缩气体控制器(15)调整为了在两根软管(1、6)之间的腔(A)内达到压力p1和p2所需的气体压力或所需的气体体积。
11.按照权利要求5至10之一所述的设备，其特征在于，借助用于两个气体通道(10或14)的压缩气体控制器(15、16)可以调整在p2与p3之间的一个规定的压差。
12.按照权利要求5至11之一所述的设备，其特征在于，在一个硬模(5’)的外侧加上一个标记，并且设有一个固定的传感器(19)，借助该传感器在此硬模(5’)在其轨道上处于的一个规定的位置时可以记录此标记，以及控制器(17)具有一程序，借助该程序根据通过传感器(19)对标记的记录实施压缩气体控制器(15、16)的接通。
13.按照权利要求12所述的设备，其特征在于，标记是在硬模(5’)外侧的隆凸或凹陷，以及设有一邻近开关作为传感器(19)。
14.按照权利要求6至13之一所述的设备，其特征在于，设有一个产生脉冲的脉冲发生器(20)，脉冲的彼此相继取决于硬模(5)在其轨道上经过一规定的距离并且进一步传给控制设备(17)，以及控制设备(17)具有一程序，借助该程序根据这些脉冲实施压缩气体控制器(15、16)的接通。
15.按照权利要求6至14之一所述的设备，其特征在于，借助控制设备可以可变地调整通过挤压装置的两个喷嘴(2、7)各自挤出的热塑性塑料的料流和/或硬模(5)在其轨道上的速度。
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