DK164091B

DK164091B - Apparat til fremstilling af ribberoer

Info

Publication number: DK164091B
Application number: DK473087A
Authority: DK
Inventors: Jyri Jaervenkylae; Ingemar Carlsson
Original assignee: Uponor Nv
Priority date: 1986-01-13
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1992-05-11
Also published as: DE3622775A1; CN1006970B; AU591693B2; EP0290429B1; DE3622775C2; SU1565342A3; DK164091C; FI860135A0; CA1275773C; JPS63503296A; JPH0568340B2; FI74654B; NO873748L; WO1987004113A1; FI74654C; NO873748D0; HU206468B; BR8607206A; ATE61968T1; FI860135A

Description

i

DK 164091 B

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til fremstilling af med en glat inderside forsynede ribberør af en formbar masse, hvilket apparat omfatter et kerneområde bestående af en spindel, af en i apparatets produktionsretning efter spindlen beliggende dorn, der 5 udvider sig konisk, og af en efter dornen liggende kerne med en i det væsentlige konstant diameter, en mundstykkebøsning, der omgiver spindlen, og som sammen med kerneområdet danner en dyse for massen, og kokil ler, der omgiver mundstykkebøsningen og kerneområdet, hvilke kokiller kan bevæges langs en endeløs bane og på deres inderside har jO riller til dannelse af ribber på et rør, hvor en i afstand fra dysen liggende endezone af kernen har organer til afkøling af denne zone.

Ved et kendt apparat i henhold til DE 24 50 171 C2 bliver ribberne dannet ved, at plastmateriale føres til en dorn, der udvider sig j5 konisk og derefter langs en cylindrisk kerne. Ofte bliver plastmaterialet opvarmet, medens det omgiver den med voksende diameter forsynede dorn, samtidig med at kernen afkøles eller er neutral. På den anden side har de kolde kokiller til stadighed en afkølende virkning på rørvæggen.

20

En til dornens opvarmning hyppigt anført grund er tilvejebringelsen af glatte indersider af rørene.

Når plastmaterialet kommer ind i det kølige område, krymper det, 25 hvilket fører til en løsnelse af materialet fra kokillerne.

Denne løsnelse har imidlertid en negativ virkning på afkølingen af rørmaterialet og kvaliteten af slutproduktet.

30 Der har været foreslået forskellige apparater og fremgangsmåder til fremstilling af ribberør med vægge uden hulrum, men disse er imidlertid forbundet med ulemper. Eksempelvis GB patentskrift nr. 1.431.769 beskriver således en ekstruderingsformefremgangsmåde, der er kendetegnet ved det trin, at der tilvejebringes et forholdsvis 35 lavt formetryk, hovedsageligt ved hjælp af en ekstruder. DE 2.362 444 C2 og DE-AS 1.233.128 beskriver sprøjtestøbefremgangsmåder, som er kendetegnet ved et lille lukket formhulrum, hvori der hersker et højt tryk. Fra FI 60.825 og DE 2.709.395 C2 kendes der sådanne pressestøbemetoder, som er kendetegnet ved et åbent formhulrum og

DK 164091 B

2

ved tilvejebringelse af et tryk ved hjælp af en ekstruder på den ene side og ved hjælp af trækkraften fra en konisk udvidende del af formkernen, dvs. dornen, og fra køleforme på den anden side. En lignende konstruktion med retliniet kerne kendes også fra fremstil -5 lingsteknikken ved dobbeltvæggede, korrugerede rør, jfr. f.eks. CA

1.172.813.

En konstruktion svarende til det indledningsvis angivne apparat kendes fra EP patentbeskrivelse nr. 0.005.104 (US patentskrift nr.

10 4.365.948), hvor fig. 6 illustrerer et apparat, der arbejder efter ekstruderingsformefremgangsmåden, og ved hjælp af hvilket der kan fremstilles plastrør med inderside og korrugeret yderside. Denne figur viser en kerne, hvis køleorganer kun er anbragt ved kernens ende, hvorimod kernens begyndelsesdel ikke er kølet. Kernen har her 15 en konstant diameter.

En yderligere væsentlig ulempe ved de i det foregående nævnte fremstillingsmetoder består i, at det er meget vanskeligt ved hjælp af disse at fremstille rør, der har høje, smalle ribber, hvilket 20 ville være det mest fordelagtige under hensyntagen til brugen af røret. For at de dybe, smalle riller i indersiden af kokillerne skal kunne udfyldes, skal der udøves meget høje tryk, som stiller store krav til apparatets styrke. Disse problemer accentueres yderligere, når der anvendes en stiv form for plast, f.eks. en PVC uden noget 25 blødgøri ngsmi ddel.

Et andet væsentligt problem er overfladefinheden af rørets inderside. Indersidens glathed forringes f.eks. af de følgende faktorer:

Der dannes luftbobler i formerummet; den høje forskydningshastighed 30 forårsager smelterevner i materialet; ujævnheder og kolde sømme dannes på grund af lagstrukturen i materialet; indersiden kan klæbe til kernen; og en ujævn afkøling af materialet giver anledning til recesser og luftbobler inde i materialet. Af disse grunde har det ikke hidtil været muligt at fremstille ribberør med høj kvalitet 35 industrielt ved hjælp af de i det foregående nævnte fremgangsmåder.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at anvise et apparat til fremstilling af ribberør af den indledningsvis angivne art, ved hjælp af hvilke rørene kan forsynes med komplette ribber og en glat

DK 164091 B

3 inderside. Dette opnås ved hjælp af apparatet ifølge opfindelsen, der er ejendommeligt ved, at kernen i tilslutning til den koniske udvidelse af dornen har en begyndelseszone, hvis diameter tiltager noget i massens strømningsretning, og at begyndelseszonen har 5 opvarmningsorganer. Fordelagtige videreudformninger af apparatet ifølge opfindelsen er angivet i krav 2-6.

Ved apparatet ifølge opfindelsen er kernens begyndelseszone således opvarmet, og endvidere vokser dens diameter noget hen mod endezonen.

10 Ved en yderligere opvarmning af røret i kernens område og ved samtidigt at tvinge massen imod kokillerne bliver massen på overraskende måde bragt til med sikkerhed at fylde alle kokilleri 11 erne, medens indersiden af røret bliver fuldstændigt glat. Den fordelagtige indflydelse af konstruktionen ifølge opfindelsen kan forklares 15 således, at massen, efter extruderingstrykket har fyldt kokillerillerne i området omkring den koniske dorn, begynder at afkøles under indflydelse af kokillerne og dermed også at trække sig sammen. Ufuldstændigheder forårsaget af forskellige afkølingshastigheder og sammentrækningen af massen bliver forhindret ved, at der i kokille-20 rillerne tilvejebringes et betragteligt sluttryk med det resultat, at den formbare masse nøjagtigt følger overfladerne af kokillerne og kernen. Dette sluttryk er uafhængigt af extruderingstrykket og derfor let regulerbart ved ændring af opvarmningseffekten. Også længden af begyndelseszonen af kernen påvirker sluttrykket.

25

Opvarmningsorganerne kan være anbragt i kun en del af begyndelseszonen, men det er hensigtsmæssigt for virkemåden, at opvarmningsorganerne i begyndelseszonen forløber i hele zonens længde. Af den samme grund er det ønskeligt, at diameteren af begyndelseszonen 30 tiltager i det væsentlige ensartet.

Ved kernen skal der i den foreliggende beskrivelse forstås den del af formekernen, der har en i det væsentlige konstant diameter, og ved hjælp af hvilken indersiden af røret kalibreres. Det er derfor 35 klart, at diameteren ikke kan variere i nogen større grad. Ved de kendte apparater har kernen en konstant diameter, eller diameteren aftager i nogen grad mod enden, således at et rør under køling og sammentrækning ikke hænger ved kernen. Af denne grund tiltager diameteren af begyndelseszonen af kernen ifølge den foreliggende 4

DK 164091B

opfindelse kun lidt i produktionsretningen, således at diameteren af kernen ved enden af begyndelseszonen er 0,2 til 2,0%, fortrinsvis ca. 1,0% større end ved begyndelsen af begyndelseszonen.

5 For at kernens begyndelseszone skal have den ønskede virkning på rørets formning, skal den have en tilstrækkelig længde. Ifølge opfindelsen er længden af begyndelseszonen i apparatets aksi ale retning 10 til 100%, fortrinsvis ca. 50% af rørets yderdiameter.

10 En usædvanlig høj friktion eksisterer mellem massen og kernen på grund af sluttrykket. Enhver form for ufordelagtige virkninger, der kan fremkomme som resultater heraf, kan undgås ved at forsyne kernen med en passende plastafvisende beklædning, f.eks. ved hjælp af en borbehandling, ved anvendelse af et smøremiddel, eller ved at 15 forsyne en del af kernen med en eller flere lave, spiralformede riller, der forhindrer massen i at opsuges i kernens overflade.

Ved hjælp af opfindelsen kan der af en formbar masse fremstilles ribberør med glat inderside, idet den formbare masse i plastisk 20 tilstand indsprøjtes i et ringformet formningsrum, som er begrænset af en endeflade af mundstykkebøsningen, af en kernedel i apparatet, hvilken kernedel omfatter en spindel, en dorn, der udvider sig konisk, og en kerne med en i det væsentlige konstant diameter, og af mundstykkebøsningen og kokiller, som omgiver kernedelen. Kokilierne 25 bevæger sig i apparatets produktionsretning og har på indersiden riller til udformning af ribber, og den til et rør formede masse bliver afkølet af koki11erne og af kernens endezone.

I en begyndelseszone af kernen i tilslutning til den koniske udvi-30 delse af dornen bliver indersiden af massen opvarmet, og diameteren af indersiden af røret bliver forøget noget i begyndelseszonens område, så at kernens diameter vokser noget.

En foretrukken udførelsesform for opfindelsen skal herefter forkla-35 res nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et generelt billede af et apparat til fremstilling af ribberør, og fig. 2 i forstørret målestok viser et længdesnit gennem en detalje

DK 164091 B

5 af apparatet.

Det i fig. 1 viste apparat har to køleforme (kokiller) 1 og 2, der bevæges langs endeløse baner, og som møder hinanden inden for et 5 område for føringsskinner 3 til dannelse af en cylindrisk støbeform.

En extruderingsbøsning 4, der er forbundet med et extruder i ngshoved 6 til en ekstruder 5, strækker sig ind i formen. Det fremgår også af fig. 1, hvorledes et færdigt rør 7 rager ud fra den anden ende af formen, der dannes af køleformene.

10

Fig. 2 viser et mere detaljeret billede af de dele af apparatet, som tager del i formningen af røret. En spindel 8 er anbragt på appara-tets centrale linie og delvis inde i ekstruderingsbøsningen 4, hvilken spindel 8 er lige, dvs. at den har en konstant diameter. En 15 konisk udvidende dorn 9 er anbragt efter spindlen, således at dornen befinder sig helt uden for ekstruderingsbøsningen, og en kernedel 10, der har en i det væsentlige konstant diameter, er anbragt efter dornen. Spindlen 8, dornen 9 og kernedelen 10 danner tilsammen apparaters formekerne.

20

Ekstruderingsbøsningen 4 og spindlen 8 definerer mellem sig en ringdyse 11, hvorfra det materiale, der skal støbes, f.eks. plastmasse, fremføres ind i et formerum 12, der er afgrænset mellem ekstruderingsbøsningen 4, køleformene 1,2, spindlen 8 og dornen 9.

25 For at opnå et rør med ribbet yderside er køleformenes inderside forsynet med ringformede riller 13, der har afstand fra hinanden, og ind i hvilke plastmaterialet presses for dannelsen af ribberne.

Kernedelen 10 er dannet af to efter hinanden følgende parter: en 30 begyndelseszone 14 og en endezone 15. Disse zoner er adskilt fra hinanden ved hjælp af en rundtgående rille 16, ud gennem hvilken et smøremiddel, f.eks. luft, kan fremføres på overfladen af kernedelens endezone 15. Køleorganer 17 (vist skematisk på tegningen) er anbragt inde i endezonen 15 til f.eks. et væskeformet kølemiddel. Køleorga-35 nerne tillader, at overfladen af endezonen 15 og følgelig også indersiden af røret, der er støbt af materialet, kan køles, således at røret 7 bibeholder sin form, når det fjernes fra fremstillings-apparatet.

DK 164091 B

6

Diameteren af endezonen 15 aftager lidt fra rillen 16 og fremefter, således at diameteren Dj er ca. 1% større end diameteren Denne tilspidsning er således meget lille, men den er for overskuelighedens skyld vist overdrevet på tegningen.

5

Ifølge den foreliggende opfindelse udvider kernedelens begyndelseszone 14, der er anbragt mellem dornen 9 og rillen 16, sig lidt i retning mod rillen 16 og er forsynet med opvarmningsorganer.

10 Diameteren af begyndelseszonen 14 tiltager jævnt fra diameteren D3, som er diameteren af begyndelseszonen nærmest dornen 9, og til diameteren D^, som er diameteren af begyndelseszonen ved rillen 16, således at diameteren D^ er ca. 1 til 2% større end diameteren D3«

Skønt denne udvidelse er meget lille, har den vist sig at have stor 15 betydning i praksis. Begyndelseszonen er yderligere forsynet med opvarmningsorganer, der forløber i - zonens fulde længde, hvilke organer er vist skematisk på tegningen, og der er forsynet med henvisningsnummeret 18.

20 Længden af begyndelseszonen er 10 til 100%, fortrinsvis 50% af rørets yderdiameter, og længden af endezonen 15 er 50 til 200% af rørets yderdi amter.

Køleformene 1,2 er forsynet med ikke viste køleorganer til køling af 25 ydersiden af røret.

Det på tegningen viste apparat virker på følgende måde: En under tryk stående formbar masse, f.eks. en plastmasse, føres gennem dysen 11 mellem ekstruderingsbøsningen 4 og spindlen 8 ind i formerummet 30 12, hvori materialet presses udefter i kraft af virkningen fra den konisk udvidende dorn 9, således at materialet udfylder rillerne 13 i køleformene og det mellemrum, som findes mellem køleformene og apparatets formkerne. Det materiale, der presses ind i rillerne 13, danner rørets ribber, og det materiale, der forbliver mellem køle-35 formene og formkernen, danner rørets væg.

Når materialet får berøring med køleformene 1,2, begynder det at afkøles, medens de dele af materialet, som er anbragt nærmest kernedelen, holdes i en plastisk tilstand, idet kernedelens

DK 164091 B

7 begyndelseszone 14 er opvarmet ved hjælp af de nævnte organer 18. I kraft af opvarmningen af materialet og begyndelseszonen 14's tiltagende diameter, udfylder materialet på rigtig måde alle rillerne 13 og bliver meget homogent i området for begyndelseszonen, og i kraft 5 heraf bliver også indersiden af røret meget glat.

Efter at røret har passeret forbi rillen 16, begynder det også at blive afkølet på indersiden, nemlig ved hjælp af køleorganerne 17, hvorved materialet stivner i en sådan grad, at det bibeholder sin 10 form, når det fjernes fra apparatet. Røret trækker sig sammen under afkølingstrinnet, og endezonen af kernen tilspidser lidt i retning mod dennes ende for at forhindre røret i at klæbe fast til kernen.

Af samme grund føres et smøremiddel ud af rillen 16 på endezonens overflade.

15

Til forskel fra den i det foregående beskrevne udførelsesform kan opvarmningsorganerne 18 blot strække sig langs en del af længden af begyndelseszonen, og rillen 16 kan naturligvis udelades, hvis der ikke er noget behov for fremføring af et smøremiddel på overfladen 20 af kernen. Det skal yderligere bemærkes, at hældningen af overfladen af begyndelseszonen 14 er blevet overdrevet i nogen grad på tegningen for tydelighedens skyld.

25 30 35

Claims

1. Apparat til fremstilling af med en glat inderside forsynede ribberør af en formbar masse, hvilket apparat omfatter et kerneom-5 råde bestående af en spindel (8), af en i apparatets produktionsretning efter spindlen beliggende dorn (9), der udvider sig konisk, og af en efter dornen liggende kerne (10) med en i det væsentlige konstant diameter, en mundstykkebøsning (4), der omgiver spindlen, og som sammen med kerneområdet danner en dyse (11) for massen, og 10 kokiller (1,2), der omgiver mundstykkebøsningen (4) og kerneområdet, hvilke kokiller kan bevæges langs en endeløs bane og på deres inderside har riller (13) til dannelse af ribber på et rør (7), hvor en i afstand fra dysen liggende endezone (15) af kernen (10) har organer til afkøling af denne zone, kendetegnet ved, at 15 kernen (10) i tilslutning til den koniske udvidelse af dornen (9) har en begyndelseszone (14), hvis diameter (D^jD^) tiltager noget i massens strømningsretning, og at begyndelseszonen har opvarmningsorganer (18).

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at begyndel seszonens (14) opvarmningsorgan (18) strækker sig over hele denne zones (14) længde.

3. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at diameteren 25 (D^D^) begyndelseszonen stiger tilnærmelsesvis ensartet.

4. Apparat ifølge krav 1 eller 3, kendetegnet ved, at diameteren (DjjD^) af begyndelseszonen stiger 0,2 til 2,0%, fortrinsvis ca. 1,0%. 30

5. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at længden af begyndelseszonen (14) i apparatets aksi ale retning er 10 til 100%, fortrinsvis ca. 50% af den ydre diameter af røret.

6. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at overfladen af kernen (10) er behandlet med bor eller er forsynet med en eller flere skruel inieformede riller (16), der forløber omkring kernens akse.