FI66477C - Formnings- och taetningsring - Google Patents

Description

γβΊ ««kuulutusjulkaisu LCAnn lBJ °1) UTLAGGNINGSSKHIPT 664 /7 ^ T ^ (51) Kv.Mu/taco.3 F 16 L 1*7/06 SUOMI—FINLAND (21) ριμμνκμ^μμμ—^μμημμμ·· 752^58 (22) H«k>mhE*hH — AmBknfcipdt 01.09.75 (23) AHnpaM—GHtlgMadag 01.09.75 (41) TuNiK JulklMfcsi— BRvK offantRf 03.03.76

Patent- och ragitterttyfalMn (*> SSTfi^ 29.06.84 (32)(33)(31) >*η*·«τ ««will— »t«rt» pdortM 02.09.74 04.11.74, 04.11.74, 24.04.75 Norja-Norge(NO) 743130, 743954, 743955, 751460 (71) Rieber ε Stfn A/S, NeSstegatan 58, 5000 Bergen, Norja-Norge(NO) (72) Gunnar Parmann, Mathopen, Norja-Norge(NO) (74) Oy Heinänen Ab (54) Muovaus- ja tiivistysrengas - Formnings- och tätningsring

Esillä olevan keksinnön kohteena on muovaus- ja tiivistysrengas, joka on joustavaa materiaalia ja tarkoitettu termoplastista materiaalia olevan putken muhviin, joka muodostuu työnnettäessä putki lämpöä hyväksikäyttäen renkaan päälle, jolloin rengas on asetettavissa muhvin muovaamista varten sylinterimäisen karan päälle, ja rengas jää muovausvaiheen jälkeen muhviin tiivistysrenkaaksi.

Keksinnön mukainen muovaus- ja tiivistysrengas on tarkoitettu muhvi-pään ja sisäänpantavan pään välisen liitoksen tiivistämiseen kahdessa toisiinsa liitetyssä putkessa, jotka on valmistettu termoplastisesta materiaalista.

Keksinnön mukaista rengasta käytetään lisäksi osana muottirunkoa valmistettaessa muhvipäätä toiseen putkeen, jolloin rengas samanaikaisesti jää syntyvän muhvipääri sisään.

Keksinnön mukaisella muovaus- ja tiivistysrenkaa1 la on siis kaksi erillistä ja erilaista tehtävää, toinen muottielementtinä ja toinen 66477 tiivistysrenkaana. Tästä syystä seuraavassa kuvauksessa käytetään vastaavasti ilmaisuja "muottielementti" ja ”tiivistysrengas", kun näillä ilmaisuilla halutaan selvittää renkaan tehtävää kussakin tapauksessa. Kumpikin ilmaisu viittaa siis yhteen ja samaan elimeen.

Aikaisemmin on tunnettu yhden ja saman rakenrieyksi kön käyttäminen yhdistettynä muottielementtinä ja tiivistysrenkaana. Tässä yhteydessä viitataan US-patenttijulkaisuun 3.776.Π0? sekä US-patenttiju 1-kaisuun 3.520.047.

US-patenttijulkaisussa 3.77S.6Ö2 on kuvattu kumista valmistettu yhdistetty muottielementti ja ti ivistysrengas. Muottielementti on tuettu karaan tukirenkaan avulla, joka liikkuu karalla aksiaalisessa suunnassa.

US-patenttijulkaisussa 3.520.047 on kuvattu tiivistysrengas, joka on sivuttaisesti yhdistetty yhteistoiminnassa oleviin tukirenkaisiin. Yksi tukirenkaista on tuettu karaan eräässä tapauksessa karalla olevan ulokkeen avulla ja toisessa tapauksessa pysäytyselimien avulla, joka liikkuu karalla säteettäisessä suunnassa.

Yleensä yhdistetyn muottie 1ementin ja tiivistysrenkaan käyttämiseen liittyy useita erilaisia ongelmia. Nämä ongelmat kohdistuvat seuraa-viin seikkoihin: - tällaisen yhdistetyn muott ie lementi n ja t i i v i s ty srenkaari muotoileminen ja valmistaminen, - menettely, johon kuuluu muottie 1ementin käyttäminen osana muotti-runkoa ja sen käyttäminen tiivistysrenkaana tällä tavoin valmistetussa muhvipäässä olevassa sisäpuolisessa urassa, - sisäänpantavan pään ja muhvipään, joka on ohjattu tiivistysrenkaal-la, yhteenpanemisen ja sisääntyöntämisen käsittävä valmistusvaihe, - tiivistysrenkaan käyttämisen putkijohdossa, joka käsittää sisään-pantavien päiden ja muhvipäiden liitoksia.

Tällaisia ongelmia, jotka myöskin ilmenevät seuraavasta kuvauksesta, ei ole tähän asti tarkasteltu riittävässä määrin kokonaisuutena. Useita ongelmista on tähän saakka tarkasteltu yksittäisesti.

Esillä olevan keksinnön eräänä tehtävänä on ratkaista mahdollisimman monta mainituista ongelmista yhdellä ainoalla keksinnön mukaisella 3 66477 ratkaisulla.

Yhdistetyn muottielementin ja tiivistysrenkaan muotoileminen ja valmistaminen

Dn ilmeistä, että tiivistys rengas, joka ori valmistettu kokonaan joustavasta peräänantavasta materiaalista kuten kumista, voidaan valmistaa yksinkertaisella muotoilulla ja suhteellisen helposti melko yksinkertaisen valmistuslaitteiston avulla. Kuitenkin tällaiseen valmistukseen voi sisältyä ongelmia valmistustoleranssien suhteen. Lisäksi sellaiselta tiivjstysrenkaa1 ta, joka on valmistettu kokonaan joustavasta peräänantavasta materiaalista, puuttuu välttämätön tuki-vaikutus, ja tästä voi aiheutua ongelmia, kun sitä käytetään sekä muottielementtinä että tiivistysrenkaana. Jotta voitaisiin ratkaista nämä ongelmat, on tähän saakka ehdotettu erilaisia ratkaisuja puuttuvan tukivaikutuksen kompensoimiseksi tiivistysrenkaissa, jotka on valmistettu joustavasta peräänantavasta materiaa 1 i stca . Eräs ratkaisu on esitetty US-patenttijulkaisussa 3.770.002, jossa käytetään erillistä tukiosaa tukemaan mu o11ie 1ementtiä, kun muhvipäätä valmistetaan. Kuitenkin tämä elementti tulee olemaan enemmän tai vähemmän vailla tukea toimiessaan tiivistysrenkaana. US-patenttijulkaisussa 3.520.047 on ehdotettu toista ratkaisua, jossa käytetään kahta muottielementin muodostavaa tukirengasta, jotka on yhdistetty tiivistysrenkaaseen. Tässä viimeksimainitussa sovellutusesimerkissä on tiivistysrengas jätetty ainoastaan toimimaan tiivistysrenkaana muottielementin muodostavien tukirenkaiden välisessä välitilassa. On ilmeistä, että tällainen yhdistetty muott i e 1 ementt i ja t i i vi stysrerigas , joka muodostuu .· kolmesta erillisestä osasta, tekee ratkaisun monimutkaiseksi. Täi.-' lainen mutkikas rakenneyksikkö vaatii kuitenkin enemmän tai vähemmän samoja 1isätukie 1imiä kuin ensiksi mainittu ra kenneyksikkö,xjo ka on valmistettu ainoastaan joustavasta peräänantavasta mater.Laa 1 i sta . Lisäksi tällainen monimutkainen rakenne-elementti aiheuttaa lisäongelmia vaImi stus toleranssien suhteen ja vaihtelevien ominaisuuksien suhteen eri käyttöolosuhteissa.

Esillä olevan keksinnön eräänä tehtävänä on säilyttää joustavan pe-räanantavan materiaalin vaikutus yhdistetyssä muo11ie 1ementissä ja tiivistysrenkaassa ja jopa parantaa viimeksimainitun joustavia ominaisuuksia tekemällä ne paremmin hallittaviksi.

« 66477 f

Edelleen keksinnön tehtävänä on ohjata joustavaa peräänantavaa vaikutusta muodostamalla paikallinen tukivaikutus itse tiivistysrenkaaseen .

Huottielementin käyttö

Kun käytetään tiivistysrengasta muu11ie 1ementtinä, tämä pannaan karan päälle, sijoitetaan karalla haluttuun asemaan, tuetaan riittävästi ja pidetään halutun muotoisena muhvipää n valmistuksen aikana.

Esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on sisällyttää paikallinen tukivaikutus tiivistysrenkaaseen ja täten mahdollistaa se, että muottielementti joustaa hallitulla tavalla, kun se saatetaan karalle ja tuetaan sitä vasten, sekä se, että muottielementti saadaan karalla tuetuksi tarkasti paikalleen.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edelleen mahdollistaa, että yhdistettyä muottielementtiä ja tiivistysrengasta voidaan käyttää eri valmistusläitteissa, kuten niissä laitteissa, jotka on kuvattu US-patenttijulkaisussa 3.776.682 ja 3.520.047, ja siinä laitteessa, joka on kuvattu US-patenttijulkaisussa 3.793.427.

Sisäänpantavien päiden ja muhvipäiden kokoaminen ja liittäminen

Koottaessa ja liitettäessä sisäänpantavia päitä ja muhvipäitä tiivis-tysrengas tulee puristumaan kokoon sellaisella tavalla, joka suurin piirtein vastaa sitä puristusta, joka kohdistuu paikalleen saatettuun muottielementtiin vedettäessä muhvipäätä ja muottielementtiä pois karalta.

Niiden pienten hai kaisijatoleranssien perusteella, jotka saavutetaan putken päiden kutistuessa suoraan tuetulle muottielementi1 le (tiivis-tysrenkaalle) ovat asennusvoimien vaihtelut pieniä, minkä vuoksi halkaisijatoleransseja voidaan pitää alhaisina ja vakiotaso1 la. Keksinnön lisätehtävänä on mahdollistaa yksinkertainen muhvipäiden valmistus niin, että muhvipaat ovat valmiit käytettäväksi käyttämättä voiteluaineita tai viistämättä sisäänpantavia päitä.

Tiivistysrenkaan käyttö putkijohdossa

Ennen kaikkea on tärkeätä säilyttää tiivistysrenkaan joustavat perään-antavat ominaisuudet, kun tiivistysrengasta käytetään putkijohdossa, mutta on rn^ös ratkaisevaa merkitykseltään, että tällaisia joustavia ominaisuuksia hallitaan ja että rengas on riittävästi tuettu.

5 66477

Muhvipään uraosassa, johon t1ivistysrengas tukeutuu, tapahtuvan laajenemisen johdosta putken seinämät venyvät, ja tämä aiheuttaa sen, että muodostuu su titer 11 i sen ohut ja heikentynyt putken seinämä, joka voi olla riittämätön tukitarkoituksiin.

Varastoitaessa ja kuljetettaessa putket ovat tavallisesti alustaa vasten eniten venyneiden put kenpäiden osien välityksellä. Tämän mukaisesti näiden osien tehokas tuki voi estää ei-haluttuja muodonmuutoksia tai jopa murtumisen', joka voi olla seurauksena iskusta, joka helposti syntyy putken kuljetuksen ja käsittelyn aikana.

Myös silloin, kun on olemassa hyvin suuri maamassojen aiheuttama kuormitus, kuten liikenteen, kivien jne. aiheuttama kuormitus, kohdistuu kuormitus etupäässä eniten ulkonevoin muhvipään osiin, mikä helposti voi aiheuttaa muodonmuutoksia ja siitä johtuvaa vuotamista liitoksissa.

Tehokas tuki renkaanmuotoiseile uralle muhvipäässä vaikuttaa täten siten, että se pienentää ei-toivotun muodonmuutoksen ja vuotamisen sekä murtumisen vaaraa.

Putkessa olevien lämpöjännityksien yhteydessä, joita voi syntyä varastoitaessa (putkia pinottaessa) lämpimällä kesäilmalla tai käytettäessä lähellä 1ämmön 1ähteitä (jos on kiinnitetty höyryputkia samaan kaivantoon) jne., voisi renkaan muotoisen uran tukeminen käytettäessä vaistottua tiivistysrengasta lisätä varmuutta materiaalin muodonmuutoksia ja kutistumista vastaan ja näistä johtuvia vuotoja jne. vastaan.

Erityisesti kun on kysymyksessä putket, joita käytetään sisäpuolisella ylipaineella, ohuista seinämäpaksuuksista rengasurassa aiheutuu putken vakava heikkeneminen.

Käytettäessä tavanomaisia kumi tiivistysrenkaita nämä puristetaan yhteen sisäpuolisen paineväliaineen välityksellä, ja renkaan muotoiseen uraan kohdistuva paine muodostuu renkaiden välisestä paineesta ja itse paineva 1iaineesta johtuvasta paineesta.

6 66477 Tähän saakka on ulospäin venytettyjen ja ohennettujen putkiuran alueiden painekuormituksen pienentämiseksi, ilman että rajoitettaisiin sallittua sisäpuolista ylipainetta, muodostettu termoplastisia paineputkia, joissa on paikallinen jäykistys, käyttämällä suurempia seinä-paksuuksia venytetyllä alueella.

Tällaiset paksunnetut seinämöosat on valmistettu kahdella tavalla, jotka kumpikin aiheuttavat putken valmistamisen mutkistumisen ja kallistumisen lisääntyneen putken painon ja ylimääräisten valmistus-laitteiden vuoksi jne. GB-patenttiju1 kaisussa 997 551 on ehdotettu seinämäpaksuuden vahvistamista muhvipäissä suulakepuristusprosessi1 la lisäämällä ylimääräinen valmistusvaihe, joka kuitenkin vaatii ylimääräisen mekaanisen vaImi stus 1 aitteiston ja lisäksi aiheuttaa vaaran siitä, että paksuntaminen ei tapahdu oikeassa kohdassa. Myöskin on ehdotettu, että käytetään vahvistusrengasta putkenpään ulkopuolella, kuten on esitetty länsisaksalaisessa patenttijulkaisussa 1 742 41Θ. Kahden seinämäpaksuuden valvonta ei myöskään ole toivottavaa valmistamisen kannalta. Vahvistusrenkaan käyttäminen aiheuttaa ylimääräistä työtä, kuten leikkaamista, renkaan sovittamista ja kiinnittämistä putken päähän muhvin valmistamisen aikana. Kun venyneet ura-alueet usein murtuvat muhvipäätä valmistettaessa, on erittäin epätoivottavaa, että murtumia esiintyisi renkaan ja itse putken välissä, koska tällaisia murtumia ei voida havaita.

Yleiset tuotantotavat vaikeuttavat muhvin valmistuksen automaatiota sen lisäksi että, valmistuskapasiteetti pienenee paksumpia putken päitä varten tarvittavien pitempien lämmitys- ja jäähdytysaikojen vuoksi.

Keksinnön eräässä sovellutusmuodossa on lisäksi tarkoituksena muodostaa hallittu tiivistys pakkauspaineen, samoin kuin painevä1 iaineen aiheuttaman suoran paineen vaikutuksesta siten, että painevä1iainetta ei johdeta voimakkaasti ohennettuihin renkaanmuotoisen uran osiin, vaan se sen sijaan johdetaan valvotulla tavalla muhvipään paksumpiin osiin. Totta voitaisiin estää paineen muodostuminen sisäpuolisesta paineväliaineesta tiivistysrenkaan ja tiivistysuran ohennetun osan väliin, pyritään tiivistysrenkaan ja muhvin pään väli tiivistämään ennen tätä osaa niin, että painevä1iainetta ei voi puristua rengas-muotoisen uran heikennetyille alueille.

Totta varmistettaisiin, että painetta ei voi syntyä Li ivistysienkaan 7 66477 ja renkaanmuotoisen uran heikennettyjän osien väliin, muotoillaan tiivistysrengas niin, että mahdollinen sisääntuleva paineväliaine johdetaan poispäin tiivistysrenkaan ja muhvipään ylemmän tai ulomman pinnan välisissä saumapinnoissa olevien rakojen kautta.

Esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaansaada paikallinen tukivaikutus t i i v i sty r.renkaaseen , jotta varmistettaisiin tiivis-tysrenkaan pysyminen tarkasti paikallaan rnuhvipäähän riippumatta siitä paineesta, joka kohdistuu tiivistysrenkaaseen putken sisä- tai ulkopuolelta. Tiivistysrengas siis estää sisäpuolisen paineen kohdistumista heikennettyyn uralla varustettuun muhvipääosaan ja jopa tukee uralla varustettua muhvipääosaa ulkoisten painekuormitusten kompensointi seks i .

Keksinnön määrittely

Esillä oleva keksintö kohdistuu siten yhdistettyyn muottielementtiin ja tiivistysrenkaaseen, joka on järjestetty tiivistämään kahden toisiinsa liitetyn, termoplastisesta materiaalista valmistetun putken muhvipään ja sisäänpistettävän pään välisen sauman ja on käytettävissä muotin osana toisen putken muhvipään valmistuksessa, jolloin rengas tulee samalla sijoitetuksi rnuhvipäähän muodostuvaan sisäpuoliseen uraan.

Keksinnön mukaiselle muovaus- ja tiivistysrenkaalle on tunnusomaista se, että renkaaseen on upotettu rengasmainen, renkaan akseliin nähden suunnilleen samankeskinen jäykiste kappa 1 e, ja että jäykiste kappa 1 ees -ta sisäänpäin oleva osa renkaan koko alueella sekä ainakin yksi sä-teettäisesti sisäänpäin ulkoneva, karan ulkokehälle ulottuva osa ovat joustavaa rengasmateriaa 1ia.

On erittäin tärkeää, että rengasmaisen jäykistekappaleen muoto ja sijainti muovaus- ja tiivistysrenkaassa voivat vaihdella niin, että jäykistekappaleen avulla saadaan aikaan haluttuja erityisvaikutuksia.

Jäykistekappaleen ansiosta muovaus- ja tiivistysrenkaan halkaisijan toleranssit pienenevät ratkaisevasti. Käyttämällä jäykis te kappa 1 et ta, joka on sijoitettu muovaus- ja tiivistysrenkaan ulkopintaan, viimeksi mainitun halkaisijatoleranssit pienentyvät siihen, joka saavutetaan jäykistekappaletta valmistettaessa.

8 66477

On myöskin mahdollista kontrolloida elastista peräänantavaa vaikutusta muovaus- ja tiivistysrenkaassa tiivistystarkoituksia varten sekä tukivaikutusta muovaus- ja tiivistysrenkaan tietyissä osissa erilaisten muhvinvalmistuslaitteiden, muhvipään ja sisäänpistettävän pään yhteenliittämisen ja ko. liitoksen käsittävien putkijohtojen käytön asettamien vaatimusten mukaan.

Jotta vältyttäisiin esittämästä mutkikkaampia karoja kuin on välttämätöntä, on kaikkien tiivistysrenkaiden esitetty olevan muodoltaan sellaisia, että kuuma putkenpää on työnnettävissä suoraan niiden päälle.

On kuitenkin selvää, että voidaan käyttää myös muita muovaus- ja tiivistysrenkaan poikkileikkausmuotoja ilman, että tällöin poikettaisiin keksinnön ajatuksesta.

Myöskin on ymmärrettävää, että esillä olevan keksinnön suojapiiriä ei tule käsittää rajoitetuksi erityisiin tässä kuvattuihin sovellu-tusesimerkkeihin, vaan keksintö voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Esillä olevan keksinnön muut yksityiskohdat käyvät selville seuraa-vasta selityksestä.

Esillä olevan keksinnön selvittämiseksi lähemmin sitä kuvataan eräiden sopivien sovellutusesimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin. joissa:

Kuv. 1 ja 2 esittävät pysty leikkausta ensimmäisen sovellutusesimerkin mukaisesta muottilaitteesta putken muhvipään valmistamiseksi siihen kuuluvine muovaus- ja tiivistysrenkaineen esitettynä kahdessa peräkkäisessä valmistusvaiheessa.

Kuv. 3 esittää pystyleikkausta suuremmassa mittakaavassa ensimmäisen putken sisäänpistettävän pään ja toisen putken muhvipään välisen sauman yksityiskohdasta asiaankuuluvine muovaus- ja tiivistysrenkaineen.

Kuv. 4,5,7 esittävät pystyleikkausta suuremmassa mittakaavassa kolmesta erilaisesta muovaus- ja tiivistysrenkaan sovellutus-muodosta .

9 66477

Kuv. 6 esittää pystyisikkausta kuvan 5 mukaisesta muovaus-ja tiivistysrenkaasta kuormittamattomassa tilassa.

Kuv. 8 esittää pystyleikkausta putkisaumasta, jossa on keksinnön mukainen muovaus- ja tiivistysrengas paikoilleen pantuna muhvipään ja sisäänpistettävän pään välissä.

Kuv.9 esittää pysty leikkauksena suuremmassa mittakaavassa kuvan 8 mukaista muovaus- ja tiivistysrengasta kuormittamattomassa tilassa.

Kuv. 10 esittää pysty1 eikkausta suuremmassa mittakaavassa kuvan 9 viivaa A - A pitkin.

Kuv. 11 esittää sivusuunnassa osittain pysty leikkauksena toisen sovellutusmuodon mukaista laitetta muhvipään vaImistamiseksi, jossa on keksinnön mukainen muovaus- ja tiivistysrengas.

Kuv. 12 esittää kuvan 11 osan pysty leikkausta esitettynä suuremmassa mittakaavassa ja muovaus- ja tiivistysrenkaan ollessa kiinnitettynä paikoilleen.

Kuv. 13-16 esittävät muhvipään valmistuksen eri vaiheita.

Kuv. 17 esittää pystyleikkausta kuvan 11 mukaisessa laitteessa käytettäväksi tarkoitetun muovaus- ja tiivistysrenkaan toisesta sovellutuksesta.

Kuv. 18 esittää pysty leikkausta suuremmassa mittakaavassa kuvan 11 mukaisesta laitteesta käytettäessä muunnetun sovellu-tusmuodon mukaista muovaus- ja tiivistysrengasta.

Kuv. 19 esittää pystyleikkausta kuvan 18 mukaisesta muovaus-ja tiivistysrenkaasta kuormittamattomassa tilassa.

Kuv. 20 esittää pystyleikkausta suuremmassa mittakaavassa kuvan 11 mukaisen laitteen muunnetusta sovellutuksesta käytettäessä vielä toisen muunnetun sovellutuksen mukaista muovaus- ja tiivistysrengasta.

10 66477

Kuv. 21 esittää pystyleikkausta kuvan 20 mukaisesta muovaus-ja tiivistysrenkaasta kuormittamattomassa tilassa.

Kuvissa 1 ja 2 on esitetty muottilaite ensimmäisen putken A muhvi-pään valmistamiseksi termoplastisesta materiaalista. Kuvissa on esitetty a) suurinpiirtein sy1interimäinen kara 10, ja b) yhdistetty muovaus- ja tiivistysrengas 11, joka voidaan helposti vetää karan pääpinnan 12 päälle ja siitä pois, sekä c) tukirengas 13, jota voidaan siirtää aksiaa1isesti edestakaisin karan pääpinnalla 12. Tällainen muottilaite on lähemmin esitetty US- patenttijulkaisussa 3.776.682. Tällaisen muhvipään valmistusmenetelmät on myös esitetty mainitussa patenttijulkaisussa.

Kara 10 on varustettu umpinaisella päätypänna1la 14, joka ensimmäisen sisääntulopinnan muodostavan kartiopinnan 15 kautta muuttuu ensimmäiseksi sylinterimäiseksi pinnaksi 16, jolla on halkaisija d, joka vastaa sen putken sisähalkaisijaa, joka saatetaan karan 10 päälle. Sylin-teripinnasta 16 lähtee vinosti ulospäin toinen, muodon antava kartio-pinta 17, joka ulottuu toiseen suurin piirtein sylinterimäiseen pintaan 18, jolla on halkaisija D, joka suurin piirtein vastaa karalla valmistettavan muhvipään sisähalkaisijaa.

Mainittu pinta 18 on samalla korkeudella kuin kolmas suurin piirtein sylinterimäinen pinta 19, joka yhdessä pinnan 18 kanssa muodostaa karan pääpinnan 12.

Pintojen 18 ja 19 välissä on kaksi karan ympäri kulkevaa uraa 20 ja 21 sekä niiden välissä oleva suurin piirtein sylinterimäinen pinta 22.

Urat 20 ja 21 on, kuten on esitetty US-patenttijulkaisussa 3.776.682, yhdistetty säteittäisi1lä porauksilla 23, 24 yhteiseen keskiporauk-seen 25 karassa. Poraukset 23, 24 ovat yhteydessä lähemmin esittämättä jätetyn aiipainelähteen kanssa keskiporauksen 25 kautta.

Karan ympäri kulkevat urat toimivat tunnetulla tavalla hyvän ilman imemisen varmistamiseksi karan koko kehältä tiivistyselementin molemmilla puolilla, niin että lämmin putken pää ei voi sulkea ilmaa poistavia säteittäisiä porauksia. Lisäksi karan ympäri kulkevat urat 11 66477 rajaavat Karan pinnan osat 18, 19 ja 22 niin, että näiden yksilöllinen työstö helpottuu.

Pinnat 18, 22 ja 19 muodostetaan suurin piirtein sy1interimäisiksi, mutta tätä säädetään aina niiden päämäärien ja toleranssien mukaan, joita halutaan valmiin muhvipään sisäpuolella. Siten pinta 18 muodostetaan jonkin verran kartiomais eksi valmistettaessa sellaisia muhvipäitä, joilla tulee aikaansaada puristustiukkuus muhvipään ja sisäänpistettävän pään välille niin, että em. muhvisauma voidaan vaihtoehtoisesti liimata venymistä kestävien saumojen ollessa kysymyksessä. Pinta 19 pyritään saamaan halkaisijaltaan yhtä suureksi kuin sisäänpistettävä pää, joka myöhemmin asennetaan muhvipään sisään, koska tämä vähentää ti ivistysrenkaan ulospuristurnisen vaaraa muhvipään ja sisäänpistettävän pään välisestä rengasvälistä putkessa vallitsevan sisäpuolisen ylipaineen aikana.

Pinta 22 toimii US-patenttiju1 kaisu n 3.776.682 mukaan tiivistysren-kaan vasteena ja sovitetaan karan muiden pintojen tapaan haluttuihin sisäpuolisiin mittoihin valmiissa ja muotostabii1issa muottipäässä.

Puristustiivisteissä, joissa tiivistysrengas puristetaan kokoon sisäänpistettävän pään yläpintaa vasten, käytetään tunnetulla tavalla tiivis tysrengas ta , jonka mi nimi hai kai sija on jonkin verran pienempi kuin sisäänpistettävä pää.

Koska muovaus- ja tiivistysrengas sijoitetaan karalle käyttäen yleensä lievää esijännitystä elastisilla alueilla, karan ulkohalkaisija osassa 22 on useimmiten hieman suurempi kuin renkaan pienin halkaisija.

Esitetyt karan ympäri kulkevat urat 20 ja 21 ovat erittäin matalia ja niiden maksimisyvyys esitetyssä sovellutusesimerkissä on n. 3 % karan halkaisijasta.

Tarvittaessa lisää aksiaalista muovaus- ja tiivistysrenkaan keskitystä voidaan käyttää toista tai kumpaakin tyhjiöuraa renkaan asennon asettamista varten, kuten on esitetty kuvan 4 sovellutusesimerkissä.

Sekä paineputkissa että paineettomissa putkissa ha 1 kai sija-alueella 90-315 mm edellä mainituissa tapauksissa uran syvyys vaihtelee n. 1 ja 2 %:n välillä putken halkaisijasta, io? tätä u^- ^-^tään 12 66477 muovaus- ja tiivistysrenkaan puristusosan vastaanottamiseksi tai pienimmän halkaisijan omaavan muovaus- ja tiivistysrenkaan osan vastaanottamiseksi.

Yhdistetty muovaus- ja tiivistysrengas 11 on valmistettu pääosaltaan elastisesta materiaalista, joka esitetyssä sovellutusmuodossa muodostuu kumista. Tätä päämassaa on paikallisesti jäykistetty suhteellisen elastisella materiaalilla kuten teräksellä, metallilla, jäykällä muovilla tai vastaavalla jäykällä tai puolijäykällä materiaalilla. Esitetyissä sovellutusesimerkeissä jäykistekappale muodostuu rengasosasta 26, joka on terästä ja joka yhdessä kumista muodostuvan päämassan kanssa muodostaa yhtenäisen elementin, jonka uiko- ja sisäpintojen rajaamalla rungolla on pisaramainen poikki1 eikkausmuoto.

Kuvissa 1 ja 2 on esitetty yhtenäisen muovaus- ja tiivistysrenkaan 11 käyttö muovauslaitteen aktiivisena osana. Kuvassa 1 rengas on esitetty muovauslaitteen kartiomaisena osana, jonka tarkoituksena on putken A muhvipään 27 säteittöinen laajentaminen. Putken päälle-työntövoima rengasta vasten on esitetty nuolella 28. Tukirengasta 13 takaisinvedettäessä kuvassa 1 esitetystä asennosta kuvassa 2 esitettyyn asentoon putken A ulkopää seuraa sisäänpäin karan pintaa 19, kuten on esitetty kuvassa 2, sen tyhjövaikutuksen avulla, joka saavutetaan säteittäisporauksien 24 ja kehäuran 21 kautta. Muodostetun, vielä lämpimän muhvipään jäähtymisen jälkeen valmiiksi muodostettu muotostabii1i muhvipää vedetään karalta nuolen 29 suuntaan. Porauksen 3D (kuvat 4 ja 7) avulla, joka avautuu pintaan 22 urien 20, 21 väliin, voidaan johtaa voiteluainetta muottielementin alapinnalle karan ja muhvipään ja siihen kuuluvan tiivistysrenkaan välisen kitkan pienentämiseksi vedettäessä muhvipäätä tiivistysrenkaineen karalta.

Yleisesti muovaus- ja tiivistysrengas tulee puristetuksi suurin piirtein vastaten sitä puristusta, jonka alaiseksi rengas joutuu, kun putkiliitos myöhemmin muodostetaan johtamalla sisäänpistettävä pää 31 muhvipään 27 sisään. Samanaikaisesti rengas tulee voidelluksi voiteluaineella, mikä on välttämätöntä myöhempää asennusta varten. Tällä tavalla voidaan putket toimittaa asennusvaImiina käyttäjille, mikä merkitsee olennaista edistystä putken asennuksessa. Kuvassa 3 on esitetty putket A ja B näiden toisiinsa liittämisen jälkeen.

Kuvassa 4 esitetty muovaus- ja tiivistysrengas on varustettu ensimmäisellä kartiomaisella alasivupinnal la 11a, joka i.ojaa ^hictuiien 13 66477 tiiviisti karan sy1interimäistä pintaa 22 vasten. Pinta 11a muuttuu kuperaksi alasivupinnaksi 11c ja ulottuu sisäänpäin tasoon, joka on säteittäisesti pinnan 22 sisäpuolella nojaten uran 21 toisen sivun pohjaa vasten porauksen 24 sivulla. Pinta 11c muuttuu edelleen ulospäin kuperaksi takapinnaksi 11d, joka alaosallaan muodostaa vasteen vastaavasti muodostettua tukirenkaan 13 pintaa vasten.

Takapinta 11d muuttuu edelleen kuperaksi taivutetuksi pinnaksi 11e, joka jälleen muuttuu vinosti kulkevaksi ohjauspinnaksi 11f. Pinta 11f kulkee suurin piirtein suoralinjaisesti terävää, ohjaavaa reunaa 11g kohti.

Kuvan 4 mukaisessa sovellutusesimerkissä on käytetty nauhamaista ' teräsrengasta 26a muovaus- ja tiivistysrenkaan yläosassa, jolloin teräsrenkaan yläpinta on sijoitettu siten, että se muodostaa ohjaus-pinnan 11f osan. Rengas 26a päättyy jonkin matkan päässä pinnasta 11e muovaus- ja tiivistysrenkaan ylimmässä osassa niin, että renkaan tämä osa voi mukautua joustavasti sen kehäuran mukaan, joka muodostuu muhvipään sisäsivulle, enemmän tai vähemmän riippumatta jäykistys-renkaasta 26a. Lisäksi rengas 26a päättyy jonkin matkan päässä muovaus- ja tiivistysrenkaan ohjaavasta reunasta 11g niin, että muodostuu kiilamainen joustavasti peräänantava osa renkaan ohjaavassa reunassa pintojen 11a ja 11f väliin. Kuvassa 4 tämä osa on esitetty sijoitettuna tasoon pinnan 18 tai 22 sisäpuolelle, samalla kun kiilamainen osa ulottuu uran 20 päälle koskettamatta uran pohjaa. Kiilamainen osa voi mahdollisesti joustaa jonkin verran sisäänpäin urassa 20 muhvipäätä valmistettaessa ja se voi mahdollisesti muodostaa huu-litiivistyksen putken B sisäänpistettävää päätä vasten putkien A ja B yhteenliittämisen aikana tai ylipaineen esiintyessä putkien A ja B välisessä liitoksessa putkijohtoja käytettäessä.

Rengas 26a voi esitetyssä sovellutusmuodossa tukea muovaus- ja tii-vistysrengasta tehokkaalla tavalla niin, että tämä pysyy paikallaan karalla muotostabii1issa, mutta kuitenkin osittain joustavassa tilassa, ja vastaavasti se tukee rengasta valmiiksi valmistetussa muh-vipäässä. Rengas 26a ei jäykistä muovaus- ja tiivistysrengasta ainoastaan sillä alueella, joka nojaa välittömästi renkaaseen 26a, vaan myöskin jonkin verran kauempana olevilla muovaus- ja tiivistysrenkaan alueilla, ja erityisesti sen alueen sisäpuolella, joka rajoittuu pintojen 11a ja 11f väliin. Ne alueet, jotka rajoittuvat pintojen 11c, 11d, 11e ja osittain myöskin pinnan 11b väliin, ovat sitä vastoin 14 66477 jäykistämättömät ja niitä voidaan puristaa ja/tai liikuttaa pintojen 11a ja 11f välisen jäykemmän alueen suhteen. Pintojen 11c ja 11e välinen alue vaikuttaa olennaisesti tiivistävästi puristusvaikutuk-sella sen nokkaosan avulla, joka muodostetaan pinnan 11c sisäpuolelle.

Kuvassa 5 on esitetty vastaava sovellutusmuoto kuin kuvassa 4. Olennaisena erona on se, että kuvan 5 mukainen rengasosa 26b ulottuu alaspäin terävään reunaan 11g saakka. Tässä tapauksessa pinta 11a on sylinterimäinen ja samalla korkeudella karan pintojen 1Θ ja 22 kanssa.

Toisena olennaisena erona on, että kuvan 4 mukainen puristustiivistys on korvattu huulitiivistykse1la. Tästä syystä on muodostettu syvennys 11b huulitiivistyksen muodostamiseksi muovaus- ja tiivistysren-kaan pisaramaisen rungon sisäpuolelle, kuten on esitetty kuvassa 5. Kuvassa 6 on esitetty muovaus- ja tiivistysrengas ja sen tiivistyshuu-li kuormittamattomassa tilassa. Kuvassa 6 on rengas siihen kuuluvine tiivistyshuulineen puristettu tiiviisti karan sylinterimäistä pintaa 22 vasten, joka on suurin piirtein samassa tasossa pintojen 1Θ ja 19 kanssa.

Kuvassa 7 on esitetty enemmän poikkeava sovellutus, jossa rengasosa 26d on sijoitettu muovaus- ja tiivistysrenkaan rengasmaisen pinnan 11d viereen niin, että rengasosa muodostaa suuren vasteen tukirengasta 13 vasten. Muovaus- ja tiivistysrenkaan yhtenäisen rungon poikkileikkaus on suurin piirtein pisaramainen. Kartiomaisen ensimmäisen sisäpintaosan 11a ja kuperaksi käyristetyn toisen sisäpintaosan 11c väliin on muodostettu koveraksi loveutettu pintaosa 11b. Selkäosa 11d on tämän sovellutuksen mukaan kuitenkin koveraksi käyristetty. Tällaisessa tilanteessa voidaan sallia muovaus- ja tiivistysrenkaan huomattava aksiaalinen ja säteittäinen puristus, renkaan reunan 11g suhteellisen suuren liikkumismahdollisuuden yhteydessä, samalla kun tiivistysrenkaan muotostabiliteetti ja itsekeskittävä kyky kuitenkin säilyvät. Rengasosa 26d on sijoitettu tasoon, joka on säteettäisesti reunaa 11g ulompana, jotta täten varmistettaisiin ohjaavan reunan 11 g tarkoitettu puristuminen työnnettäessä lämmintä putkenpäätä muovaus- ja tiivistysrenkaan päälle.

Olennaista on, että jäykkä rengasosa voidaan sijoittaa niin, että se ottaa vastaan aksiaalisesti vaikuttavat voimat, jotka syntyvät työnnettäessä lämmintä putkenpäätä muovaus- ja tiivisty Sr&i, \ä£il r't3uxj.B· 15 66477

Niinpä voidaan rengasosaa Käyttää muovaus- ja tiivistysrenkaan tukemiseen aksiaalisesti siirtyvää tukiosaa vasten, kuten on esitetty kuvassa 7, tai renkaan tukemiseen säteittäisesti ulkonevien tappien muodostamia pistemäisiä painautumisosia vasten, kuten on esitetty US-patenttiju1kaisussa 3.520.047 tai renkaan tukemiseen karaan kiinteästi liitettyjä tukireunoja vasten, kuten myös on esitetty mainitussa US-patenttijulkaisussa.

On itsestään selvää, että rengasosa voidaan muotoilla ja sijoittaa myös esitetyistä sovellutusesimerkeistä poikkeavasti, jotta rengas-osa voitaisiin sovittaa olemassa oleviin muotti laitteen tukielimiin tai jotta voitaisiin tyydyttää muovaus- ja tiivistysrenkaan muita vaatimuksia. Haluttaessa voidaan yhdistää yhteen ja samaan muovaus-ja tiivistysrenkaaseen kaksi tai useampia rengasosista 26a (26b), 26d ja mahdollisesti voidaan tällaiset rengasosat yhdistää toisiinsa yhtenäiseksi jäykäksi osaksi, esim. erillisillä osien välisillä yhdyselimillä (ei esitetty lähemmin).

Kuvassa Θ on esitetty putki A, johon on muodostettu muhvipää 27, ja toinen putki B, jossa on vastaava sisäänpistettävä pää 31. Muhvipää on valmistettu edellä esitettyyn tapaan ja sisäänpistettävän pään reuna 31a on ulkoa viistetty kartiomaiseksi. Sen johdosta, että muovaus- ja tiivistysrengas on pysyvästi paikallaan, voidaan kartio-mainen reuna 31a jättää poiskin ilman vaaraa siitä, että tiivistys-rengas siirtyisi paikaltaan asennettaessa sisäänpistettävää päätä muhvipään sisään.

/

Kuvassa Θ on esitetty viitenumerolla 27a muhvipään osa, jossa aines-^ paksuus on pienentynyt, mikä on syntynyt muhvipään materiaalin jentumisen seurauksena muodostettaessa sisäpuolista uraa 27b n>iio-vaus- ja tiivistysrengasta 11 varten. Jotta kompensoitaisvrfi muhvi- y.j" pään se heikentyminen, jonka mainittu laajentuminen on,.aiheuttanut, on muovaus- ja tiivistysrengas 11 muodostettu vielä vahvemmaksi kuin ne renkaat, jotka on kuvattu edellä olevissa esimerkeissä. Tässä yhteydessä on käytetty rengasosaa 36, joka ulottuu leveyssuunnassa suurimmalle osalle muovaus- ja tiivistysrengasta, ts. esitetyssä sovellutusmuodossa renkaan yläpintaosien 11d, 11e, 11f suurimman osan yli, mutta jättää yläpintaosan 11 h samoin kuin renkaan reunan 11g paljaaksi. Esitetyssä sovellutusesimerkissä on rengasosa 36 sijoitettu niin, että se muodostaa muovaus- ja tiivistysrenkaan yläpinnan suurimmalla osalla tiivistysrenkaan leveyttä. Näin ^ tehty, jot- 16 66477 ta varmistettaisiin tehokas kontrolloitu muovaus- ja tiivistysren-kaan yläpinnan vahvistaminen. Vastaava vahvistus voidaan kuitenkin myös saavuttaa sijoittamalla rengasosa säteittäisesti juuri tiivis-tysrenkaan ulkopinnan sisäpuolelle.

On erityisesti korostettava sitä etua, joka saavutetaan muotoilemalla rengasosa 36 kaksinkertaisesti taivutetuksi jäykistysrungoksi, koska tällöin voidaan käyttää suhteellisen ohutseinämäistä metalli-nauharengasta, jonka muoto on erityisen jäykkä ja joka on erittäin edullinen ottaessaan säteittäiset kuormitukset vastaan niin, että rengasosan muodonmuutos on minimaalinen. Rengasosa voidaan kuitenkin muotoilla eri tavoin poikkeamatta keksinnön ajatuksesta. Rengasosan 36 kartiomainen osa 36a on erittäin sopiva sisäpuolisen tuen muodostamiseen muhvipäälle 27 heikennetyssä osassa 27a, joka ympäröi uraa 27b, ja niiden sisäpuolisten painekuormitusten vastaanottamiseen, jotka vaikuttavat säteittäisessä suunnassa ulospäin tiivistysrengas-ta vasten, ilman että tällöin kuormitettaisiin muhvipään heikennettyä osaa 27a. Kuperaksi taivutettu rengasosan 36 osa 36b muodostaa lisäksi tehokkaan tuen tiivistysrenkaalle ja estää tätä puristumasta sisäänpäin sisäänpistettävän pään ja muhvipään väliseen rengasmaiseen tilaan putkijohdossa esiintyvän sisäpuolisen ylipaineen vaikutuksesta .

Jäykistettäessä muovaus- ja tiivistysrenkaan ulkopintaa kohdissa 11d-11f rengasosalla voidaan käytettäessä tavallista teräslevyä tai vastaavaa pintakäsittelemätöntä materiaalia helposti tehdä yläpinta riittävän epätasaiseksi, jotta varmistettaisiin tiivistysrenkaan ja muhvipään uran välisen raon tyhjeneminen valmiissa muhvi-päässä. Jotta varmistettaisiin tällainen tyhjeneminen, on esitetyssä sovellutusmuodossa rengasosan ulkopinta varustettu suhteellisen kapeilla ja matalilla, V-muotoisi 1la urilla 36c, jotka kulkevat rengasosan poikkisuunnassa. Vaikka rengasosa sisältyy muovaus- ja tiivistysrenkaassa itse muottipintaan, voidaan se, että muhvipää-materiaali täyttäisi koko raon, välttää sillä, että urat tehdään riittävän kapeiksi. (Urien kokoa on jonkin verran liioiteltu piirustuksessa ) .

Kun rengasosan yläpinnalle muodostunut rako tyhjennetään, saavutetaan tehokas tiivistys muovaus- ja tiivistysrenkaan sille osalle, jolla ei ole jäykistystä, ts. sille osalle, joka rajoittuu pintaan 11h ja joka sijaitsee uran 27b reuna-aluetta vasten. Se pai i .evä 1 i a a ,ie , joka 17 66477 vaikuttaa muovaus- ja tiivistysrenkaan alapuolta vasten, ts. pintaa 11a vasten, puristaa normaalisti pintaa 11 h ulospäin niin, että se tiivistyy uraa 27b vasten, mutta jos paineväliainetta kuitenkin vuotaisi edelleen ulospäin pinnan 11 h ja uran 27b välistä tilaa pitkin, tällainen paineväliaine voisi tyhjentyä siihen rakoon, joka muodostuu uran 27b ja pintojen 11f, 11e, 11d väliin. Käytännössä on osoittautunut, että voidaan saavuttaa erittäin tehokas tiivistys pinnassa 11 h juuri sen tyhjenemisen seurauksena, joka tapahtuu pinnan 11 h takana, koska saavutetaan paineväliaineesta riippuva huuli-tiivistyksen tapainen tiivistys tiivistysrenkaan reunan 11g kohdalle.

Jos paineväliainetta puristuu ulospäin siihen tilaan, jonka muodostaa muovaus- ja tiivistysrenkaan sisäpuolella oleva ontelo 11b, voidaan estää paineen leviäminen muhvipäähän tiivistysrenkaan välityksellä, koska tiivistysrenkaassa on jäykistyselimen muodostava ren-gasosa kiinnitettynä niin, että se peittää onkalon 11b.Mainitussa tilassa tapahtuva paineenlisäys vain lisää huulitiivistyksen vaikutusta reunassa 11 g ja pinnassa 11 h vaikuttamatta muhvipään heikennettyyn osaan 27a. Se tiivistysosa, joka sijaitsee muovaus- ja tiivistysrenkaan vastakkaisessa päässä pinnan 11c alueella, on olennaisesti jäykistetty rengasosan 36 säteittäisesti sisäänpäin suunnatun reunaosan 36b avulla ilman, että tämä osa pienentää tiivistys-renkaan joustavia tiivistysominaisuuksia tiivistysosan vastepinnalla sisäpuolista putken sisäänpistettävää päätä vasten. Haluttaessa voidaan tiivistyspinta 11c mahdollisesti varustaa lisätiivistyshuulella, joka painetaan alas sisäänpistettävää päätä 31 vasten sisäpuolisen ylipaineen vallitessa putkessa.

Kuvassa 11 on esitetty toinen sovellutusmerkki laitteesta, jolla valmistetaan muhvipää termoplastista materiaalia olevaan putkeen. Kuvassa on esitetty tukiosa 50, joka kannattaa paineilmasy1interiä 51, jossa on aksiaalisesti liikkuva mäntä 52 kiinnitettynä varteen 53. Männänvarsi 53 kulkee poikittain sylinterin 51 läpi ohjausten 54 ja 55 kautta, jotka ovat sylinterin vastakkaisissa päissä. Viitenumerolla 56 on esitetty tiivistysrenkaita männänvarren tiivistämiseksi ohjausten 54, 55 ja männän 52 suhteen. Varsi 53 on putkimainen ja varren 53 poraus 57 on toisesta päästään liitetty taipuisaan letkuun 58, joka esittämättä jätetyllä tavalla ohjausventtii1 in välityksellä saattaa porauksen yhteyteen paineväliainelähteen kanssa (merkitty nuolella E^) ja tyhjölähteen (merkitty nuolella E2) kanssa. Varren 53 vastakkainen pää kannattaa karaa 59, jossa on pääosa 60, ie 66477 joka sulkee männän porauksen 57 pään. Jonkin matkaa männänpään sisäpuolella kulkee säteittäisiä porauksia 61 ulospäin kohti karassa olevassa aksiaalisessa porauksessa 63 olevaa sisäpuolista rengas-uraa 62 (kuva 12) ja rengasurasta 62 kulkee säteittäisiä porauksia 64 ulospäin karassa olevaan ulompaan rengasuraan 65. Männän varsi 53 ulottuu aksiaaliporaukseen 63 ja se on tiivistetty karan suhteen tiivistysrenkaiden 66 avulla, jotka on sijoitettu porausten 61 eri puolille rengasuran 62 ulkopuolella. Tukiosaan 50 on kiinnitetty ulompi tukiosa 67, jossa on sisäpuolinen poraus 68, joka ympäröi karaa vapaalla sovituksella karan sisäpäässä kuvassa 11, ts. karan pisimmälle ulospäinvedetyssä asennossa, ja ympäröi koko karaa sen pisimmälle sisäänvedetyssä asennossa (kuva 16). Karan 59 yläpuolelle on kiinnitetty vedenruiskutuslaite 09, johon johdetaan vettä nuolen F mukaisesti.

Kuvassa 12 on esitetty rengasmainen lukituselin 7D joustavasta pe-räänantavasta materiaalista kuten kumista, joka elin on sijoitettu rengasuraan 65. Toimimattomassa asennossa, joka on esitetty kuvassa 12, lukituselin sijaitsee säteittäisesti rengasuran 65 suhteellisen matalan ja leveän yläosan 65a pohjan tasalla. Lukituselimen 70 tarkoituksena on lukita muovaus- ja tiivistysrengas 11 määrättyyn asentoon karalle 59. Tämä asento on varmistettu rengasuran osan 65a avulla, joka muodostaa syvennyksen karan pääpintaan 72. Kuvasta 12 käy selville, että rengasta 11 voidaan työntää suhteellisen helposti karan pintaa 72 pitkin renkaan sisäpinnan osien 11a, 11b ja 11c nojatessa karaan. Kuvassa 12 esitetyssä asennossa, jossa muovaus- ja tiivistysrengas on kuormittamaton, ulottuvat sisäpintaosat 11a, 11c ainoastaan sen verran sisäänpäin rengasuraan 65a, että ne eivät kosketa uran pohjaa.

Esitetyssä sovellutusesimerkissä käytetään lukituselintä 70, joka muodostaa poikkileikkaukseltaan suorakulmainen joustava kumirengas. Kumirenkaaseen on muodostettu esim. 4-6 säteittäistä porausta 75, joiden halkaisija on suhteellisen pieni.

Sen jälkeen kun muovaus- ja tiivistysrengas on sijoitettu paikoilleen uraosaan 65a karalle, kuten on esitetty kuvassa 12, johdetaan paineväliainetta lukituselimen 70 alasivulle lähteestä männän varren 53 porauksen 57, säteittäisporausten 61, karan sisemmän ren- 19 66477 gasuran 62 ja säteittäisporausten 64 kautta rengasuran 65 pohjaan. Joustava lukituselin siirtyy tällöin säteittäisesti ulospäin ura-osan 65a läpi tartuntaan muovaus- ja tiivistysrenkaan lovetun koveran sisäpintaosan 11b kanssa. Vain vähäisiä määriä painevällainetta valuu ulospäin lukituselimen porausten 75 kautta, ja kumirengas muodostaa heti vasteen pintaosaan 11b vasten, jolloin muovaus- ja tiivistysrengas sulkee poraukset 75. Paineväliaineen avulla varmistetaan tehokas painautuminen lukituselimen ja muovaus- ja tiivistysrenkaan välillä.

Kuvassa 13 on esitetty termoplastista materiaalia oleva putki A, jonka esitetty pää on lämmitetty sopivaan plastiseen tilaan, niin että se voidaan muotoilla karalla 59, joka on esitetty vasemmalla kuvassa 13 ja sen jälkeen muovaus- ja tiivistysrenkaalla 11, kuten on esitetty kuvassa 14. Päälle työntämisen aikana saatetaan lämmin putkenpää aksiaalisesti karan päälle, kunnes se törmää tukiosassa 67 olevaan vasteeseen 77.

Sen jälkeen kun putkenpää on varustettu muhvipäällä 27, poistetaan lukituselimeen 70 kohdistuva paine, jolloin tämä putoaa takaisin siihen asentoon, joka on esitetty kuvassa 15. Tämän jälkeen saatetaan lukituselin tyhjön vaikutuksen alaiseksi lähteestä mainittujen käytävien 57,61,62,64,65 kautta, jolloin tyhjö leviää lukituselimen porausten 75 kautta uraosaan 65a ja huolehtii siitä, että muhvipään ulkopää painuu tiiviisti muovaus- ja tiivistysrenkaan ympärille ja alaspäin karaa vasten. Kuvasta 15 käy selville, että muhvipään ulkopää tällöin vetäytyy irti vasteesta 77 tukiosassa 67. Tämän jälkeen suljetaan tyhjö ja muhvipää jäähdytetään ennen kuin se poistetaan karalta 59 vetämällä kara tukiosan 67 sisään, kuten on esitetty kuvassa 16.

Kuvissa 11-16 esitetyissä laitteissa käytettävä muovaus- ja tiivistys-rengas, on sitä tyyppiä, joka on esitetty kuvassa 9. Rengasta voidaan kuitenkin muunnella, kuten on esitetty kuvassa 17. Olennainen muutos muodostuu rengasosan muotoilemisesta siten, että se vastaa kuvien 3 ja 4 mukaista rengasosaa 26.

Kuvien 9 ja 17 sovellutusesimerkeissä koveraksi lovettu pintaosa 11b sijaitsee juuri rengasosan 26b yhden osan alapuolella niin, että ne säteittäiset voimat, jotka kohdistuvat lukituselimestä 70 muovaus- ja tiivistysrenkaaseen, otetaan vastaan j ki t·" ' rengas- 20 66477 osalla ilman, että olennaisesti vaikutetaan muovaus- ja tiivistys-renkaan päämassaan. Rengasosa sijaitsee aksiaalisessa suunnassa sisäpintaosan 11b ja sisäpintaosan 11a välillä, ja on lisäksi sijoitettu säteittäisesti koveran sisäpintaosan 11b ulkopuolella niin, että päälletyöntövoima lämpimästä putken päästä muovaus- ja tiivis-tysrengasta vasten voidaan siirtää rengasosasta aksiaalisesta luki-tuselimeen 70 niin, että rengasosa tukeutuu säteittäisesti luki-tuselintä vasten.

Kuvassa 1Θ on esitetty kuvissa 11-16 esitetyn karan muunnettu sovellutus. Keskenään erilaiset halkaisijat omaavat kaksi rengasmaista uraa 65 ja 86 on muodostettu karan pintaan muovaus- ja tiivistys-renkaan 11 sylinterimäisen pintaosan 11a ja kuperaksi muodostetun sisäpintaosan 11c tukemista varten. Säteittäisesti juuri rengasmaisten urien 85, 86 sisäpuolella kulkee joukko yhdensuuntaisia aksiaalisia uria 87. Urat 87 kulkevat aksiaalisesta urien 85,86 ohi, mutta niillä on leveys- ja korkeusmitat, jotka estävät muovaus- ja tiivistysrengasta sulkemasta niiden muodostamia käytäviä.

Urat 87 ovat yhteydessä tyhjölähteeseen (merkitty nuolella kuvassa 111 porausten 88, 89 kautta ja avautuvat säteittäisesti uriin 85, 86 ja lisäksi muovaus- ja tiivistysrenkaan sivulla säteittäisesti putken sisäpintaa vasten.

Kuten kuvassa 18 on esitetty, muovaus- ja tiivistysrenkaan kupera sisäpintaosa 11c on muunnettu siten, että lisänä oleva kovera sisä-pintaosa 11i ja lisänä oleva kupera selkäpuoliosa 11j kulkevat mainitusta kuperasta sisäpintaosasta 11c kuperaan selkäpintaosaan 11d. Katkoviivojen avulla on esitetty muovaus- ja tiivistysrenkaan takaosan puristuminen niiden kokoonpuristavien voimien vaikutuksesta, jotka kehittyvät lämmitetyn putkenpään jäähtyessä. Kuvasta 18 käy selville, että muovaus- ja tiivistysrenkaan takaosa on enemmän tai vähemmän jäykistämätön ja sen seurauksena voi puristua kokoon riippumatta rengasosasta 26, joka tukee muovaus- ja tiivistysrenkaan muita osia.

Keksinnön mukaisen jäykistetyn muovaus- ja tiivistysrenkaan käyttämisestä muhvipään valmistuksessa saavutetut edut a) Muovaus- ja tiivistysrenkaan kiinnittyminen karalle on aikaansaatavissa jäykän rengasosan ansiosta erityisen yksar.^ei täisestä 21 66477 siten, että säteittäisesti liikkuva lukituselin puristetaan ulospäin muovaus- ja tiivistysrengasta vasten, jolloin se pitää renkaan paikallaan jäykisteen toimiessa pysäyttimenä.

b) Niiden voimien, jotka puristavat lukituselimiä (yhtenäinen kumi-rengas, terästapit tai vastaavat) säteittäisesti ulospäin, voidaan sallia vaihdella laajojen toleranssien rajoissa vaikuttamatta muh-vin muodostamiseen. Säteittäisesti ulospäin muovaus- ja tiivistys-rengasta vasten vaikuttavat voimat vastaanottaa jäykiste ilman, että se muuttaisi muotoaan sellaisella tavalla, että lämpimän muovisen putkenpään työntäminen renkaan päälle estyy.

c) Erityisesti ei estetä lämpimän putkenpään kulkua muovaus- ja tiivistysrenkaan päälle, koska lämmintä putkenpäätä vastassa oleva renkaan sisääntuloreuna ei jäykisteen ansiosta voi nousta karan päälle.

d) Lukituselimet eivät ota osaa putkenpään muotoiluun ja sen vuoksi ne voidaan tehdä ilman ankaria vaatimuksia mitoille ja toleransseille. Lukituselimien ei jäykistyksen ansiosta tarvitse myöskään tukea muovaus- ja tiivistysrengasta sen koko piiriltä, vaan ne voivat muodostua kolmesta tai useammasta erillisestä elementistä.

e) Koska jäykistetty muovaus- ja tiivistysrengas on mahdollista jännittää säteittäisesti, pitää lukituselimillä aikaansaatu itse-lukitus renkaan aksiaalisuunnassa paikallaan karalla lämpimän putkenpään työntövoiman kohdistuessa siihen. y f) Jäykisteen mahdollistama muovaus- ja tiivistysrenkaan sätj^ittäi-nen kiinnilukitseminen johtaa erittäin yksinkertaiseen ja^vastaavasti halpaan ja käyttövarmaan muhvinvalmistuslaitteeseen. ,

Keksinnön mukaisen muovaus- ja tiivistysrenkaan asennuksessa käytettävällä laitteella voi olla erittäin yksinkertaiset liikkeet eikä se tarvitse mutkikkaita osia.

g) Kun lämmin putkenpää on työnnetty jäykistetyn muovaus- ja tiivis-tysrenkaan päälle, lukituselin vapautuu ja putkenpää muotoutuu renkaan ympärille tyhjön ja sisäisten elastisten voimien vaikutuksesta. Muovaus- ja tiivistysrenkaan jäykistyksen seurauksena saavutetaan se, että rengas pitää halutun muodon, ja se, ett·:', lämmin p..LKenpää kutistuu renkaan ympärille, niin että muhvipäälle saadaan optimaa linen muoto ja optimaaliset toleranssit.

22 66477

Kuvassa 19 on esitetty muovaus- ja tiivistysrengas 11 kuormittamattomana ja karan pinta 72 ja urat Θ5, 66, 87 on esitetty katkoviivoin. Mainitusta kuvasta käy selville, että renkaan sy1interimäisen sisä-pintaosan 11a sisähalkaisija on pienempi kuin uran Θ5 halkaisija ja suurempi kuin uran 87 halkaisija, kun taas kuperan sisäpintaosan 11c sisähalkaisija on pienempi kuin mainitun sisäpintaosan 11a sisähal-kaisija ja uran 66 sisähalkaisija, mutta suurempi kuin uran 87 sisähalkaisija.

Muovaus- ja tiivistysrenkaan ollessa paikallaan karalla (kuva 18) on lukituselin 70a paineväliaineen (paineväliainelähteestä kuten on esitetty kuvassa 11) puristamana säteittäisesti ulospäin koveraa sisäpintaosaa 11b vasten, kuten on esitetty edellä viittaamalla kuviin 11-16, ja sisäpintaosat 11a ja 11c on puristettu vastaavien urien 85 ja 86 pohjaa vasten. Muovaus- ja tiivistysrenkaan voimakkaasti kokoonpuristetut osat on esitetty rasteroituna (viitemerkin-tä c) kuvassa 18. On mahdollista ohjata näitä muovaus- ja tiivistys-renkaan voimakkaasti kokoon puristuneita osia ja estää muhvipäätä kuormittumasta tarpeettomasti käyttämällä jäykkää rengasosaa 26, joka on sijoitettu säteittäisesti ulospäin voimakkaasti kokoonpu-ristetuista osista. Siten on mahdollista sijoittaa muovaus- ja tii-vistysrengas tarkasti ja varmasti paikalleen karalle sen puristus-vaikutuksen avulla, joka muodostuu rengasosan 26 ja karan uran 85 väliin, ja sen puristusvaikutuksen avulla, joka syntyy rengasosan 26 ja lukituselimen väliin.

Kuvan 20 sovellutusesimerkissä on esitetty yksi ainoa ura 95 muovaus- ja tiivistysrenkaan sylinterimäisen sisäpintaosan 11a ja kuperan sisäpintaosan 11c tukemiseksi. Kaksi rengasmaista uraa 96, 97 on tehty uran 95 sivuille, yksi sen kummallekin puolelle, ja kumpikin on yhteydessä oman porauksensa 88, 89 kanssa. Muovaus-ja tiivistysrengas on varustettu rengasosalla 126. Rengasosa 126 muodostuu kartiomaisesta osasta 126c, joka vastaa kuvien 18 ja 19 rengasosaa 26, ja toisesta osasta 126d, joka kulkee mainitusta kartiomaisesta osasta 126c muovaus- ja tiivistysrenkaan selkäosaa kohti. Mainittu toinen osa 126d on erään edullisen sovellutuksen mukaan sylinterimäinen muodoltaan, mutta on selvää, että voidaan kävttää 23 6 6 4 7 7 myös muita muotoiluja poikkeamatta keksinnön ajatuksesta.

Toisen rengasosan 126d avulla on muovaus- ja tiivistysrenkaan voimakkaasti kokoonpuristettua osaa C laajennettu toisella voimakkaasti kokoonpuristetulla osalla C^, joka on säteittäisesti mainitun toisen rengasosan 126d sisäpuolella. Täten saadaan muovaus- ja tii-vistysrenkaalle ylimääräistä tukea ja ylimääräistä kitkaa, joka johtuu pintaosaan 11c rajoittuvasta kokoonpuristetusta renkaan osasta. Tämä puolestaan antaa mahdollisuuden päästä lukituselimen 70 käytöstä, jota on käytetty kuvioiden 16 ja 19 sovellutuksissa. Tyhjö-lähteen (esitetty nuolella kuvassa 11) kanssa yhteydessä oleva ura 65 on yhteydessä suoraan muovaus- ja tiivistysrenkaan koveran sisäpintaosan 11b kanssa ja muodostaa kiinnityslaitteen renkaan sijoittamiseksi ja lukitsemiseksi uran 95 suhteen. On kuitenkin selvää, että kuvien 20 ja 21 muovaus- ja tiivistysrengasta voidaan käyttää myös kuvien 1 ja 2 laitteissa. Tällaisessa tapauksessa voi tukirenkaan 13 ulkopintahalkaisija enemmän tai vähemmän vastata rengas-osan 126d ulkopintahalkaisijaa. Kummassakin tapauksessa voi rengas-osa 126d toimia erotusseinänä muovaus- ja tiivistysrenkaan voimakkaasti kokoonpuristuneen osan ja säteittäisesti ulompana olevan kuperaan ulkopintaosaan 11e ja mainittuun rengasosaan 126d rajoittuvan osan välissä.

Kun lämmin putkenpää työnnetään muovaus- ja tiivistysrenkaan päälle, johdetaan tyhjö sisään porausten 88 ja 89 kautta. Lämmin putkenpää painautuu tällöin rengasta vasten ilmakehän paineella ja puristaa kokoon renkaan säteittäisesti ulompaa osaa, joka rajoittuu kuperan u1kopintaosan 11e ja mainitun rengasosan 126d väliin.

Kun lämmintä putkenpäätä jäähdytetään vesiruisku1la, kutistuu putkenpää säteittäisesti kokoon ja saavutetaan tiivis liitos putken uran muodostavan osan ja muovaus- ja tiivistysrenkaan välille. Rengasosan 126d avulla ylläpidetään tiiviyttä uran suhteen vielä senkin jälkeen, kun muhvipää on poistettu karalta, ja kun muovaus-ja tiivistysrenkaan osan 11c halkaisijatoleraneseihin ei vaikuteta, voidaan varmistua hyvin tyydyttävistä halkaisijatoleransseista.

Ne erittäin tyydyttävät toleranssit, jotka saavutetaan jäykistettyä muovaus- ja tiivistysrengasta valmistettaessa, yhdistettynä erit- 24 66477 täin tyydyttäviin halkaisijatoleransseihin renkaassa sen jälkeen, kun tämä on saatettu muhvipään uraan, tekevät mahdolliseksi pienentää renkaan elastisen osan tilavuutta. Pienentynyt elastinen massa puolestaan pienentää venymistä ja putkimateriaa1 in ohentumista uran alueella, mikä lisää putken tämän osan lujuutta.

Muovaus- ja tiivistysrenkaan tiivis sovitus estää myöskin vieraiden kappaleiden tunkeutumisen uraan kuljetuksen ja varastoimisen aikana.

Claims (6)

66477 25

1. Muovaus- ja tiivistysrengas (11), joka on joustavaa materiaalia ja tarkoitettu termoplastista materiaalia olevan putken (A) muhviin, joka muodostuu työnnettäessä putki lämpöä hyväksikäyttäen renkaan päälle, jolloin rengas on asetettavissa muhvin muovaamista varten sylinterimäisen karan (10) päälle, ja rengas jää muovausvaiheen jälkeen muhviin ti i vistysi'enkaaksi, tunnettu siitä, että renkaaseen (11) on upotettu rengasmainen, renkaan akseliin nähden suunnilleen samankeskinen jäykistekappale (26, 36), ja että jäykis-tekappaleesta sisäänpäin oleva osa renkaan koko alueella sekä ainakin yksi säteettäisesti sisäänpäin ulkoneva, karan (10) ulkokehälle ulottuva osa ovat joustavaa rengasmateriaa1 ia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rengas, tunnettu siitä, että jäykistekappaleen (26) ulkopinta on ainakin osittain renkaan (11) ulkopinnan osana.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen rengas, tunnettu siitä, että jäykistekappaleen (26) ulkopinta muodostaa ainakin osan muovausvaiheen aikana venytettävää putken (A) päätä (27) vasten olevaa renkaan (11) sivua.

4. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen rengas, tunnettu siitä, että jäykistekappaleen (36) ulkopinta on kaareva ja ulottuu renkaan (11) putkea vasten olevalta sivulta renkaan toiselle sivulle.

5. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen rengas, tunnettu siitä, että jäykistekappaleen (36) ulkopinta on varustettu suurin piirtein akselin suunnassa kulkevilla kanavilla tai urilla (36c).

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen rengas, tunnettu siitä, että jäykistekappale (26, 36) on metallia, erityisesti terästä, tai muovia. 66477 26