FI70387C - Foerfarande och anordning foer framstaellning av kamflaensroerav plast med glatt inneryta - Google Patents

Description

1 70387

Menetelmä ja laite sileällä sisäpinnalla varustettujen muovisten ripaputkien valmistamiseksi Tämän keksinnön kohteena on menetelmä muoviputkien 5 valmistamiseksi, joissa on ulkopuoliset rivat ja sileä sisäpinta, jonka menetelmän mukaan plastisoitua muovimassaa syötetään oleellisesti aksiaalisuunnassa suulakehylsyn ja tuurnan välisestä suuttimesta ja tämän jälkeen kartiomai-sesti ulospäin tuurnaa ympäröivien kokillien muottipintaan 10 asti. Keksinnön kohteena on myös laite menetelmän toteuttamiseksi .

Muoviputkia, joissa on sileä sisäpinta ja rengasmaisilla tai ruuviviivan muotoisilla rivoilla varustettu ulkopinta, käytetään varsinkin maahan- tai veteen-15 asennettuina putkina, koska ne kestävät hyvin ulko puolisia voimia. Tällaiset putket voidaan valmistaa siten, että suulakepuristetaan ohutseinäinen aaltomainen putki , jonka sisäpintaan liitetään toisesta suuttimesta puristettu sileä putki. Tällainen valmistusmenetelmä on monimutkainen 20 ja kallis, eikä se anna aina riittävää lopputulosta. Tämän vuoksi on kehitetty erilaisia menetelmiä ja laitteita massiivisten, ulkopuolisilla rivoilla varustettujen muoviputkien valmistamiseksi yhdessä työvaiheessa.

Eräs tunnettu ratkaisu on esitetty SE-kuulutusjul-25 kaisussa nro 381 001, jossa päätöntä rataa kiertävät kokil-lit, joiden sisäpinnassa on kehänsuuntaiset urat, muodostavat suulakepuristimen suuttimen kohdalla muotin, jonka keskiakselilla on kiinteä tuurna ja jäähdytyslaite. Aksiaalisesta rengassuuttimesta syötetyn plastisoidun muovimassan 30 pakottamiseksi kokillien rengasuriin tuurnassa on suuttimen jälkeen kartiomainen laajennus, joka siirtää muovimassaa ulospäin kokillien sisäpintaa kohti, ja jonka suurin halkaisija vastaa valmiin tuotteen sisähalkaisijaa. Muovia syötetään suuttimesta sellaisella nopeudella, että se täyttää 35 tuurnan kartiomaisen osan ja kokillien sisäpinnan välisen 2 70387 muotoilutilan suurelta osalta, joten muovi kohtaa kokillien sisäpinnan jo hyvissä ajoin ennen saapumistaan tuurnan kar-tiomaisen osan loppupäähän. Tuurnan kartiomaisen osan päätehtävänä on siten varmistaa kokillien urien täyttyminen 5 muovilla.

Tämän periaatteessa hyvän tunnetun menetelmän kaupallisen hyödyntämisen ovat estäneet sen muutamat epäkohdat, joista merkittävin on kokillien urien epätäydellinen täyttyminen. Tämä johtuu siitä, että muovi on syötettävä 10 suuttimesta suhteellisen alhaisella puristuspaineella, kos ka suuri puristuspaine aiheuttaisi sen, että kokillit aukeavat. Mainitulla menetelmällä voidaan siten tuottaa vain putkia, joissa rivat ovat verrattain matalia.

Edellä esitettyjen ongelmien ratkaisemiseksi on eh~ 15 dotettu laitetta, jossa suulakepuristimen suutin on tuotu kokillien sisäpinnan välittömään läheisyyteen, niin että kokillien sisäpuolella muodostuu pieni renkaanmuotoinen, suljettu tila, johon muovimassa voidaan syöttää vinosti ko-killeja kohti ja suurella paineella, ks. US-patenttijulkai-20 su nro 4 365 948. Suuren paineen ansiosta kokillien täytös- aste paranee, mutta tässäkin menetelmässä on omat epäkohtansa, jotka ovat estäneet menetelmän taloudellisen hyödyntämisen. Merkittävin ongelma aiheutuu puristustilan pienestä tilavuudesta. Koska kokillien sisäpinnassa on vuorottain 25 uria ja ripoja, puristustilan tilavuus vaihtelee huomattavasti sen mukaan, onko tilan kohdalla enemmän uria vaiko ripoja. Valutilavuuden sysäyksittäinen vaihtelu aiheuttaa sen verran vaikeita käyttöhäiriöitä prosessin aikaisemmissa vaiheissa, että tätä menetelmää ei ole sovellettu käytäntöön.

30 Vielä eräs laite massiivisten rivallisten muoviput kien valmistamiseksi on esitetty kansainvälisessä patenttihakemus julkaisussa WO 81/000823. Tässä tunnetussa suulakepu-ristuslaitteessa on vakiohalkaisijän omaava pyörivä tuurna, jota ympäröi kiinteä muottipinta, jossa on ruuviviivan 35 muotoinen ura. Laitteella on tarkoitus valmistaa putkia, joiden ulkopintaa kiertää ruuviviivan muotoinen ripa, 3 70387 saattamalla tuurnaa ympäröivä muovimassa muottipinnan urien suuntaiseen liikkeeseen pyörivän tuurnan avulla. Tuurnan ja muovimassan välisen kitkan lisäämiseksi tuurnan alkuosassa voi olla aksiaalisia tai ruuviviivan muo-5 toisia uria. Uria ei voida kuitenkaan sijoittaa tuurnan loppupäähän, koska putken sisäpintaan muuten muodostuisi urien mukaiset rivat.

Tällä tunnetulla laitteella ei voida valmistaa putkia, joiden ulkopinnassa on rengasmaisia ripoja. Sillä ei 10 voida myöskään valmistaa ruuviviivan muotoisilla rivoilla varustettuja putkia, koska muovin korkea puristuspaine aiheuttaa niin suuren kitkan muovimassan ja tuurnaa ympäröivän muottipinnan urien välille, että muottipinnan urissa olevaa muovia ei saada siirretyksi uria pitkin tuurnan pyö-15 rimisliikkeen avulla. Tähän on osasyynä se, että, kuten mainittu, tuurnan loppupäässä ei voida käyttää kitkaa lisääviä uria. Siinäkin tapauksessa, että edellä mainittu ongelma voitaisiin ratkaista, laitteella voidaan valmistaa ainoastaan putkia, joissa on matalat ja leveät rivat, kuten 20 julkaisun piirustuksessa on esitetty. Tällaiset rivat parantavat putken ominaisuuksia vain vähän.

Tämän keksinnön päämääränä on saada aikaan menetelmä, jonka avulla voidaan valmistaa ripaputkia SE-kuulutus-julkaisussa nro 381 001 esitettyä laitetta käyttäen. Kek-25 sinnon mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että muo-vimassaa syötetään ulospäin suuntautuvan liikkeensä aikana tuurnan keskiakselia kiertävän ruuviviivan suuntaisesti. Keksinnön mukaisesti muovimassalle annetaan siten kehän-suuntainen liikekomponentti massan sijaitessa tuurnan kar-30 tiomaisen osan ja kokillien sisäpinnan välisessä muotoilu-tilassa. On yllättäen havaittu, että tämä poikittainen liikekomponentti edistää muovimassan tunkeutumista kokillien uriin, minkä ansiosta menetelmällä saadaan aikaan virheettömiä putkia jo niillä alhaisilla puristuspaineilla, 35 joille mainitussa SE-kuulutusjulkaisussa esitetty laite on tarkoitettu. Kokillien urien parempi täyttöaste saattaa ai- 4 70387 heutua siitä, että muovimassan mainittu kehänsuuntainen liikekomponentti on oleellisesti yhdensuuntainen urien' pituussuunnan kanssa, joten muovimassa hakeutuu uriin nyt myös osittain urien pituussuunnassa eikä ainoastaan uriin 5 nähden kohtisuorassa suunnassa, kuten on asianlaita mainitussa SE-kuulutusjulkaisussa. Menetelmän etuna on myös pyörivän liikkeen ansiosta aikaansaatava putken kehänsuuntainen orientoituminen, jolla on merkitystä erityisesti työstettäessä kuitulujitteisia kestomuoveja.

10 Muovimassan kehänsuuntainen liikekomponentti saadaan yksinkertaisimmin aikaan tuurnaa pyörittämällä.

Keksinnön kohteena on myös laite muoviputkien valmistamiseksi, joissa on ulkopuoliset rivat ja sileä sisäpinta, joka laite käsittää suulakehylsyn, suulakehylsyn 15 sisällä sijaitsevan tuurnan, jossa on kartiomaisesti laajentuva osa suulakehylsyn jälkeen ja joka muodostaa suulakehylsyn kanssa rengasmaisen suulakkeen muovimassan syöttöä varten, sekä päätöntä rataa kiertäviä kokilleja, jotka ympäröivät tuurnan kartiomaista osaa ja joiden sisäpinnassa 20 on urat. Tällainen laite on ennestään tunnettu SE-kuulutus-julkaisusta nro 381 001.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että tuurnan kartiomainen osa on pyöritettävä ja että laitteessa on välineet mainitun osan pyörittämiseksi.

25 Tuurnan kartiomaisen osan pyörimisen seurauksena ympäröivä muovimassa saa aksiaalisen liikekomponentin lisäksi kehän-suuntaisen liikekomponentin, minkä ansiosta kokillien urat täyttyvät yllättäen huomattavasti paremmin kuin jos muovi-massa liikkuu pelkästään aksiaalisessa suunnassa. Lait-30 teella on mahdollista valmistaa korkeilla ulkopuolisilla rivoilla varustettuja massiivisia muoviputkia, joiden kaikki rivat ovat täydellisiä.

Tuurnan kartiomaisen osan ja muovimassan välisen kitkan parantamiseksi on edullista, että tuurnan kartiomai-35 sen osan pinnassa on aksiaaliset tai spiraalinmuotoiset urat.

5 70387

Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan on edullista, että tuurnan kartiomaisen osan pinnassa on vähintään yksi reikä, joka on yhteydessä tuurnan keskikana-vaan. Keskikanavan ja reiän kautta muovimassaan voidaan 5 tällöin syöttää esim. lujitetta tai toista muovimassaa, joka kartiomaisen osan pyörimisen seurauksena kulkee putken seinässä ruuviviivan muotoista rataa pitkin. Tämä suoritusmuoto on erityisen suositeltava siinä tapauksessa, että putken ulkopintaan muodostetaan ruuviviivan muotoinen ripa, 10 jolloin lujitenauha saadaan kartiomaisen osan pyörimisnopeuden ja kokillien kulkunopeuden sopivan synkronoinnin seurauksena kulkemaan rivan sisällä.

Keksinnön yhtä edullista suoritusmuotoa selitetään seuraavassa tarkemmin oheiseen piirustukseen viitaten, 15 jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitetta periaatekuvana , kuvio 2 esittää laitteen muotoilutilaa suuremmassa mittakaavassa pystyleikkauksena ja 20 kuvio 3 esittää keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettua tuotetta pituusleikkauksena.

Piirustuksen kuviossa 1 esitetyssä laitteessa on kahta päätöntä rataa pitkin liikkuvia vierekkäisiä muotti-kokilleja 1 ja 2, jotka ohjauskiskojen 3 kohdalla asettuvat 25 toisiaan vasten ja muodostavat tällöin lieriömäisen muotti- pinnan. Kokillien sisäpinnassa on kehän- tai ruuviviivan-suuntaisia uria 4, joiden välissä on ripoja 5. Kokillien suljetun osuuden yhteyteen on sovitettu ruuvipuristin 6 ja puristinpää 7, johon liittyy kokillien väliin ulottuva 30 suulakehylsy 8.

Suulakehylsyn 8 sisällä ja laitteen keskiakselilla sijaitsee tuurna 9, jonka ulkopinta sijaitsee välimatkan päässä suulakehylsyn sisäpinnasta, niin että suulakehylsyn ja tuurnan väliin muodostuu rengassuutin 10. Rengassuutti-35 men ulkopuolella eli prosessin etenemissuunnassa katsottuna 6 70387 suuttimen perässä tuurnassa on kartiomaisesti laajeneva osa 11, jonka emäviiva muodostaa 10° - 60° kulman tuurnan pituusakselin kanssa. Tuurnan kartiomaisen osan perässä on lieriömäinen pää 12, jonka pinta sijaitsee putken sei-5 nämäpaksuutta vastaavan etäisyyden päässä kokillien sisäpinnasta. Tuurnan kartiomaisen osan 11 ja kokillien 1, 2 välisessä renkaanmuotoisessa muotoilutilassa oleva plasti-soitu muovimassa on merkitty viitenumerolla 13.

Keksinnön mukaisesti tuurnan 9 kartiomainen osa 11 10 on tehty pituusakselinsa ympäri pyöriväksi. Piirustuksessa esitetyssä suoritusmuodossa tämä on toteutettu siten, että koko tuurnaa pyöritetään moottorin 14 avulla ja hammaspyörien 15 ja 16 välityksellä. Tuurnan kartiomaisessa osassa 11 on aksiaalitasossa sijaitsevia uria 17.

15 Tuurnassa on lisäksi katkoviivoilla merkitty keski- kanava 18, jonka kuviossa 2 näkyvä pää avautuu kartiomaisen osan 11 pinnalle reiän tai reikien 19 avulla, jotka sijaitsevat osan 11 paksumman pään läheisyydessä. Keskikanavan 18 toinen pää on yhteydessä ei-esitettyyn säiliöön, joka 20 sisältää esim. kuitumaista lujitetta tai massasta 13 poikkeavaa massaa.

Kuviossa 3 esitetty putki valmistetaan seuraavalla tavalla. Päätöntä rataa pitkin nuolien suunnassa kuljetettavat kokillit 1, 2 muodostavat ohjauskiskojen 3 koh-25 dalla suljetun muottitilan, johon ruiskutetaan plastisoi-tua muovimassaa 13 suuttimesta 10. Muovimassaa syötetään muotoilutilaan niin suurella nopeudella verrattuna kokillien etenemisnopeuteen, että massa 13 täyttää muotoiluti-lasta huomattavan osan, kuten kuviosta 2 ilmenee. Muovi-30 massa työntyy kokillien uriin jo saapuessaan tuurnan kartiomaisen osan 11 kohdalle ja koska muovimassa siirtyessään eteenpäin puristuu kartiomaisen osan vaikutuksesta yhä enemmän kokillien sisäpintaa vasten, kokillien urat täyttyvät yhä enemmän muovimassalla.

35 Sen ansiosta, että muovimassa 13 ei liiku ainoas taan aksiaalisuunnassa, vaan sillä on myös kehänsuuntainen 70387 7 liikekomponentti, saavutetaan yllättäen se merkittävä etu, että kokillien urat 4 täyttyvät aina täydellisesti ennen urien saapumista tuurnan pään 12 kohdalle. Muovimassa 13 liikkuu siten tuurnan kartiomaisen osan 11 kohdalla tuurnan 5 9 keskiakselia kiertävän ruuviviivan suuntaisesti. Tämä spiraalinmuotoinen liike saadaan aikaan tuurnaa 9 pyörittämällä ja tuurnan vaikutusta voidaan tehostaa varustamalla kartiomainen osa urilla 17. On huomattava, että nämä urat eivät synnytä ripoja valmistuvan putken sisäpintaan, koska 10 tuurnan pää 12 poistaa mahdolliset epätasaisuudet muovi- massan sisäpinnassa, joten keksinnön mukaisessa laitteessa ei esiinny samaa ongelmaa kuin kansainvälisessä hakemus-julkaisussa WO 81/00823 esitetyssä laitteessa, jossa kitkaa lisääviä uria ei voida käyttää tuurnan loppupäässä.

15 Kuten jo edellä todettiin, tuurna voidaan rakentaa joko siten, että vain kartiomainen osa 11 pyörii, tai siten että koko tuurna pyörii. Viimeksimainittu ja piirustuksessa esitetty suoritusmuoto on edullisin, koska muovimassa saa tällöin kiertoliikkeen jo aksiaalisessa suuttimessa 10.

20 Samoin suulakehylsyn 8 sisällä sijaitseva tuurnan 9 osa voidaan varustaa urilla 17. Urat 17 voivat myös olla spi-raalinmuotoiset ja ne voidaan luonnollisesti korvata muilla kitkaa lisäävillä elimillä, kuten tuurnan karhealla pinnalla.

25 Jos kartiomaisessa osassa 11 on reikä 19, siitä voidaan syöttää putken seinään ruuviviivan muotoinen luji-tenauha tai vastaava. Siinä tapauksessa, että kokillien urat 4 ovat ruuviviivan muotoisia, mainittu nauha voidaan sijoittaa ripoihin, millä on suotuisa vaikutus putken lu-30 juuteen.

Kuviossa 3 on esitetty pätkä kuvioiden 1 ja 2 mukaisella laitteella valmistetusta putkesta 20, jossa on sileä sisäpinta 21 ja jonka ulkopinnassa on renkaan tai ruuviviivan muotoisia, kehänsuuntaisia ripoja 22, jotka 35 keksinnön ansiosta voidaan tehdä korkeiksi ja kapeiksi.

Claims (6)

1. Menetelmä muoviputkien valmistamiseksi, joissa on ulkopuoliset rivat (22) ja sileä sisäpinta (19), jonka 5 menetelmän mukaan plastisoitua muovimassaa (13) syötetään oleellisesti aksiaalisuunnassa suulakehylsyn (8) ja tuurnan (9) välisestä suuttimesta (10) ja tämän jälkeen kartiomai-sesti ulospäin tuurnaa ympäröivien kokillien (1, 2) muotti-pintaan asti, tunnettu siitä, että muovimassaa 10 (13) syötetään ulospäin suuntautuvan liikkeensä aikana tuur nan (9) keskiakselia kiertävän ruuviviivan suuntaisesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovimassan (13) kehänsuuntai-nen liikekomponentti saadaan aikaan tuurnaa (9) pyörittä- 15 mällä.

3. Laite muoviputken valmistamiseksi, jossa on ulkopuoliset rivat (22) ja sileä sisäpinta (19), joka laite käsittää suulakehylsyn (8), suulakehylsyn sisällä sijaitsevan tuurnan (9), jossa on kartiomaisesti laajentuva osa 20 (11) suulakehylsyn (8) jälkeen ja joka muodostaa suulake hylsyn kanssa rengasmaisen suulakkeen (10) muovimassan (13) syöttöä varten, sekä päätöntä rataa kiertäviä kokilleja (1, 2), jotka ympäröivät tuurnan kartiomaista osaa (11) ja joiden sisäpinnassa on urat (4), tunnettu siitä, 25 että tuurnan kartiomainen osa (11) on pyöritettävä ja että laitteessa on välineet (14 - 16) mainitun osan pyörittämiseksi .

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että tuurnan kartiomaisen osan (11) pin- 30 nassa on aksiaaliset tai spiraalinmuotoiset urat (17).

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että tuurna (9) on pyöritettävä koko pituudeltaan.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, t u n -35 n e t t u siitä, että kartiomaisen osan (11) pinnassa on reikä (19), joka on yhteydessä tuurnan keskikanavaan (18).