FI56788C - Foerfarande och anordning foer framstaellning av en roerboej av termoplastiskt material - Google Patents

Description

@ SUOMI —FINLAND patenttijulkaisu—patentskrift 56788 ® Kv.lk^Int.CI.3 B 29 D 23/04- ® @ Patenttihakemus — Patentansöknlng 3678/73 φ (g) Hakemispäivä — Ansökningsdag 29.11.73 • jijpifö (g) Alkupäivä —Glltlghetsdag 29.11.73 S@ Tullut julkiseksi — Bllvit offentlig 02.06.7l* @ Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm.—

Ansökan utlagd och utl.skriften pubi ice rad 31.12.79

Patentti- ja rekisterihallitus © Patentti myönnetty - Patent meddelat 10.0U.80

Patent- och registerstyrelsen Λ Λ Λ

Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 01.12.72

Norja-Norge(NO) UU35/72 (73) Forenede Plast A/S R?Srfabrikk, Storgaten 70, N-3900 Porsgrunn,

Norja-Norge(NO) (72) Arnold Aalo, Porsgrunn, Norja-Norge(NO) (7U) Berggren Oy Ab (5U) Menetelmä ja laite putkitaipeen valmistamiseksi kestomuoviaineesta -Förfarande och anordning för framställning av en rörböj av termoplas-tiskt material

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään putkitaipeen valmistamiseksi suulakepuristamalla kestomuovista, jolla putkella on vakio seinämäpaksuus sekä halkaisija, joka on huomattava taipeen kaarevuussäteeseen nähden, jolloin puristettavan putken seinämä-paksuus kehän suunnassa vaihtelee ja putki puristetaan pääasiallisesti tasaisella ulostulonopeudella puristuspään ulostuloraosta. Keksintö koskee myös laitetta mainitun menetelmän suorittamista varten.

On olemassa useita tunnettuja menetelmiä putkitaipeen valmistamiseksi ja eniten käytetty menetelmä perustuu siihen, että putki-taive hitsataan yhteen segmenteistä. Tämä menetelmä vaatii suuret työkustannukset koska se yleensä suoritetaan käsin, ja on vaikeata aikaansaada varma hitsien tarkistus. Eräs toinen menetelmä lähtee suorasta putkesta, jota taivutetaan samalla kun sitä kuumennetaan. Menetelmän haittapuolet ovat siinä, että taipeeseen syntyy ylimääräisiä jännityksiä sekä epätasainen seinämäpaksuus.

Kolmas tunnettu tapa valmistaa putkitaipeita on muottiin valun käyttö. Muottiin valulla valmistetut putkitaipeet ovat yleensä halkaisijoiltaan pieniä, ja kun taipeet on usein hitsattava kiinni suu-lakepuristettuihin putkiin, on pakko käyttää suulakepuristuslaatuista raaka-ainetta. Tämä tekee valmistamisen hankalaksi, ja käytännössä on osoittautunut, että suulakepuristuslaatuisesta muovista muottiin 2 56788 valulla valmistettujen putkitaipeiden laatu on liian huono, jotta taipeita voitaisiin käyttää paineenalaisissa järjestelmissä.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on voittaa edellä mainitut ongelmat ja aikaansaada menetelmä kestomuovia olevan putki-taipeen valmistamiseksi, jolla on hyvä laatu ja joka voidaan valmistaa kohtuulliseen hintaan laitteessa, jolle on ominaista yksinkertaisuus .

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että putki johdetaan halutun kaarevuuden omaavaan jäähdytysmatriisiin siten, että sille putken vaippaosalle, jolla on ulostuloaukon kohdalla suurin seinämäpaksuus, annetaan suurin kaarevuussäde jäähdytys-matriisissa, jonka jälkeen jäähdytysmatriisista ulostuleva kaareva putki vedetään pois matriisista.

Keksinnön kautta on myös aikaansaatu laite mainitun menetelmän suorittamiseksi, joka laite käsittää putken suulakepuristuspään, jonka tuurna ja matriisi voidaan sovittaa epäkeskeisesti toisiinsa nähden ja jolle laitteelle on tunnusomaista, että suulakepuristuspään yhteyteen on sovitettu kaareva jäähdytysmatriisi, niin että sille putken osalle, jolla on suulakepuristuspään kohdalla suurin seinämä-paksuus, annetaan suurin kaarevuussäde, ja että jäähdytysmatriisiin on liitetty vetolaite kaarevia putkia varten, jossa vetolaitteessa on vetopyörät, joiden kehänopeudet ovat sovitettavissa vastaamaan kaarevan putken kaarevuussäteitä ja halkaisijaa.

Saksalaisesta patentista n:o 529 5^8 tunnetaan menetelmä tasaisen seinämäpaksuuden omaavien kaarevien letkujen tai putkien valmistamiseksi. Tämän patentin mukaan käytetään suulakepuristuspäätä, ja puristetun putken kaarevuus aikaansaadaan jarruttamalla tai kuristamalla puristettua ainetta määrätyissä kehäosissa. Tämä aikaansaadaan kuristamalla aineen läpikulkurakoa ennen ulostuloaukkoa, ja muuttuva ainenopeus aiheuttaa siten sen, että puristettu putki kaartuu nopeusjakautuman mukaan ulostuloaukon jälkeen.

Saksalaisen patentin mukainen menetelmä vaatii sekä epäkäytännöllisen että monimutkaisen laitteen, koska jokaista putkenmittaa varten on oltava erikoistyökaluja. Sen lisäksi on jokaista työkalu-tyyppiä ja jokaista putkenmittaa varten välttämätöntä suorittaa sarja koeajoja ja työkalujen sovituksia ennen kuin saavutetaan haluttu kaarevuus ja ainepaksuus tuotteelle. Tämä aiheuttaa kasvavia kustannuksia laitteen osien osalta sen ohella, että työkustannukset tulevat hyvin suuriksi laitteen koeajossa. Lisäksi on kyseenalaista voidaanko patentin mukaista laitetta ilman muuta käyttää kestomuovia olevan putkitaipeen valmistamiseksi, koska kestomuovituotteiden vai- 5 56788 mistus tavallisesti vaatii tarkemmin määritetyt olosuhteet esim. mitä jäähdytystekniikkaan tulee.

Norjalainen patentti n:o 107 062 esittää puolivalmistetta kalastusvälineiden muovisiin tukirenkaisiin, ja patentista ilmenee, että tuote on kelatun suulakepuristetun putken muodossa. Putken halkaisija on kuitenkin tässä pieni kelan halkaisijaan nähden. Ei ole erityistä mainintaa siitä, millä tavalla tätä puolivalmistetta valmistetaan, mutta koska on ilmeistä, ettei keksinnössä ole olennaista se, että aikaansaadaan hyvä kaarevuus, haluttu halkaisija sekä seinämä-paksuus putkelle , saa ammattimies viittauksen vain hyvin yksinkertaisista tunnetuista menetelmistä, jotka eivät sovellu putkitaipeen valmistamiseksi.

Keksinnön muita piirteitä ja etuja selostetaan seuraavassa lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 on pituussuuntainen leikkaus keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseen aiotusta laitteesta, ja kuvio 2 esittää laitteen sivukuvantoa.

Kuviossa 1 on esitetty suulakepuristinruuvi 1, joka voi pyöriä vaakasuoran pituusakselinsa ympäri sylinterissä 2, johon on liitetty putken suulakepuristuspää 3· Sylinterin 2 ja puristinpään 3 välissä on aukollinen levy 2'. Puristuspää 3 muodostuu kiinteästä suppilonmuotoisesta työkalupitimestä 3’ ja torpedonmuotoisesta tuurnasta 4, joka on kiinnitetty työkalupitimeen 3’ kiinnikkeillä 5, sekä suppilonmuotoisesta työkalumatriisista 8. Ilmakanava 6 ulottuu ilmanottoaukon 7 ja yhden kiinnikkeen 5 läpi sekä edelleen säteettäi-sesti tuurnan 4 sisään tämän keskiosaan saakka sekä tuurnasta 4 ulos sen pituusakselia myöten.

Matriisi 8 on säädettävästä kiinnitetty työkalupitimeen 3' puristusrenkaalla 9, joka kiinnityselimien (esittämättä) avulla puristuu matriisissa 8 olevaa ulkopuolista vastetta 10 vastaan niin, että tämän etumainen päätereuna 11 pysyy kiinni kitkan avulla työ-kalupitimessä 3' olevaa sisäpuolista vastetta vastaan. Esitetyssä suoritusesimerkissä pidetään tuurna 4 kiinni kiinnikkeillä 5, kun taas matriisi 8 voidaan asetella epäkeskeisesti tuurnaan 4 nähden. Tällöin aikaansaadaan vaihteleva leveys poikkileikkaukseltaan renkaan-muotoiselle raolle 13, joka on tuurnan 4 ja matriisin 8 välissä. Puristuspäästä 3 tulevan putkiprofiilin seinämäpaksuus tulee siten vaihtelemaan raon 13 leveyden mukaan.

Matriisin 8 laippoihin 14 on kiinnitetty kaareva jäähdytys-matriisi 15, joka pysyy kiinni laipoissa 14 omien laippojensa 16 4 56788 sekä kiinnityselimien (esittämättä) avulla. Jäähdytysmatriisi 15 jäähdyttää puristimen 3 reiästä tulevaa juoksevaa kestomuovimassaa ja antaa putkitaipeelle halutun geometrisen muodon. Piirustuksessa on jäähdytysmatriisi 15 tehty kaksoisseinämäiseksi (17 vast. 18), joiden seinämien välissä kierrätetään jäähdytysvettä, joka tulee sisääntulony-sien 19 kautta ja poistuu poistonysän 20 kautta. Jäähdytysmatrii-sista 15 tulevan putken liikesuuntaan on sovitettu vetolaite 21, joka muodostuu käyttöketjusta 22, vetopyörästä 23 sekä toisista vetopyö-ristä 24.

Kuvio 2 esittää kaaviomaisesti vetolaitetta 21 sekä veto-pyörien 23 ja 24 käyttölaitetta. Käyttölaite muodostuu moottorista 25 variaattoreineen, joka akselin 26 välityksellä käyttöpyörän 27 avulla käyttää ketjua 22, joka vuorostaan pyörittää vetopyöriä 23 ja 24 ketjupyörien 23* ja 24' sekä akselien 23" ja 24" välityksellä.

Kestomuoviaine, joka voi olla esim. HD (high density)-poly-etyleeni, johdetaan sylinterin 2 sisään sitkeänä massana lämpötilassa noin 200°C. Puristusruuvin 1 avulla puristetaan massa aukollisen levyn 2’ läpi puristimen pään 3 sisään. Edelleen puristetaan massa kiinnikkeiden 5 ohi tuurnan 4 ja työkalumatriisin 8 välisestä raosta 13, ja näin ollen on puristetulla aineella renkaanmuotoinen profiili sen joutuessa kaarevan jäähdytysmatriisin 15 sisään, joka antaa syötetylle putkelle halutun kaarevuuden. Syötön aikana on putki sisältä 0,5-0,6 kp/cm ylipaineen alaisena, joka aikaansaadaan kanavan 6 kautta sLsäänpainetun ilman avulla. Jotta putki olisi syötön aikana tiivis, sijoitetaan tulppa sen päähän.

Valmiiksi puristettu kaareva putki voidaan puristuksen aikana katkaista valmiiksi mutkakappaleiksi halutun kulman, esim. 45° tai 90° mukaan. Putki voidaan myös poikkeuttaa niin, että sen kierrokset tulevat olemaan vierekkäin ruuviviivan tapaan. Kun putki katkaistaan puristetaan se ensin ilmatiiviisti kiinni jottei sen ylipaine häviäisi. Katkaisun jälkeen asetetaan tulppa paikoilleen eteenpäin syötetyn putken päähän putken ollessa vielä tiivistettynä.

Jotta putkitaipeessa saataisiin tasainen seinämäpaksuus asetetaan tuurna 4 ja työkalumatriisi 8 epäkeskeisesti toisiinsa nähden niin, että rako 13 on suurimmillaan siinä, jossa ainesyöttö on suurin. Epäkeskeisyys voidaan laskea etukäteen, missä käytännössä sitä voidaan säätää jälkeenpäin riippuen vallitsevista tuotanto-olosuhteista. Suurilla ainepaksuuksilla tai korkeilla tuotantonopeuksilla voi olla tarpeen suorittaa lisäjäähdytys jäähdytysmatriisissa tapahtuvan jäähdytyksen ohella, ja tämä voidaan toteuttaa esim. jäähdytysmatrii- 5 06768 sin 15 ja vetolaitteen 21 väliin järjestetyn vesisuihkun avulla.

Suulakepuristuksen ja syötön aikana on sillä putkitaipeen pinnalla, jota vasten vetopyörät 2*1 ovat, aina suurempi kehänopeus kuin sillä putkitaipeen pintaosalla, jota vasten vetopyörä 23 on. Jotta saavutettaisiin vetopyörille kehänopeus, joka vastaa pyörää vasten olevan putken vaippaviivan kaarevuussädettä, voidaan vetopyö-rien 24 halkaisija tehdä vastaavasti suuremmaksi kuin pyörän 23 halkaisija, kuten piirustuksessa on esitetty. Toinen mahdollisuus on antaa pyörille eri pyörimisnopeudet muuttamalla välityssuhdetta käyt-tömoottoriin 25 nähden. Koska vetopyörät 23 ja 24 nojaavat putken niihin vaippaviivoihin, joilla on pienin vast, suurin kaarevuussäde, voidaan vetopyörien kehänopeuksien suhde määrätä lausekkeesta (Rm + 0,5D)/(Rm - 0,5D), jossa Rm tarkoittaa putkitaipeen kaarevuus-sädettä keskiviivan kohdalla ja D tarkoittaa putkitaipeen halkai-sij aa.

»

Claims (4)

1. 56788 6
2. 1. Menetelmä putkitaipeen valmistamiseksi suulakepuristamalla kestomuovista, jolla putkella on pääasiallisesti vakio seinämä-paksuus sekä halkaisija, joka on huomattava taipeen kaarevuussätee-seen nähden, jolloin suulakepuristuspään tuurna ja matriisi sijaitsevat epäkeskeisesti toisiinsa nähden, jolloin puristettavan putken seinämäpaksuus kehän suunnassa vaihtelee ja putki puristetaan pääasiallisesti tasaisella ulostulonpeudella puristuspään ulostulo-raosta, tunnettu siitä, että putki johdetaan suoraan halutun kaarevuuden omaavaan jäähdytysmatriisiin siten, että sille putken vaippaosalle, jolla on ulostuloaukon kohdalla suurin seinämäpaksuus, annetaan suurin kaarevuussäde jäähdytysmatriisissa, jonka jälkeen jäähdytysmatriisista ulostuleva kaareva putki vedetään pois matriisista .
3. 2. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, joka laite käsittää putken suulakepuristuspään (3), jonka tuurna (4) ja matriisi (8) sijaitsevat epäkeskeisesti toisiinsa nähden, tunnettu siitä, että suulakepuristuspään (3) yhteyteen on sovitettu kaareva jäähdytysmatriisi (15), niin että sille putken osalle, jolla on suulakepuristuspään kohdalla suurin seinämäpaksuus, annetaan suurin kaarevussäde, ja että jäähdytysmatriisiin (15) on liitetty vetolaite (21) kaarevia putkia varten, jossa vetolaitteessa (21) on vetopyörät (23, 2k), joiden kehänopeudet ovat sovitettavissa vastaamaan kaarevan putken kaarevuussäteitä ja halkaisijaa.
4. 1. Förfarande för framställning av en rörböj medelst extrudering av termoplast med huvudsakligen konstant väggtjocklek och med en rördiameter som är avsevärd i förhällande tili böjens kröknings-radie, varvid extruderhuvudets dorn och matris är belägna excentriskt i förhällande tili varandra i det att röret som extruderas har en i omkretsriktningen varierande väggtjocklek och röret extruderas med huvudsakligen ensartad utloppshastighet kring extruderhuvudets ut-loppsspalt, kännetecknat av att röret föres direkt in i en kylmatris med önskad krökning sä att det mantelparti av röret som vid utloppsöppningen har den största väggtjockleken ges den största krökningsradien i kylmatrisen, varefter det krökta röret som kommer ut frän kylmatrisen drages bort fran matrisen.