FI70822C

FI70822C - ANORDINATION FOER FRAMSTAELLNING AV PLASTROER

Info

Publication number: FI70822C
Application number: FI852727A
Authority: FI
Inventors: Jyri Jaervenkylae; Ingemar Carlsson
Original assignee: Uponor Ab
Priority date: 1985-07-10
Filing date: 1985-07-10
Publication date: 1986-10-27
Also published as: FI852727A0; FI70822B

Description

1 708221 70822

Laite muoviputkien valmistamiseksi Tämän keksinnön kohteena on laite muoviputkien valmistamiseksi, joissa on ulkopuoliset rengasmaiset rivat 5 ja sileä sisäpinta, joka laite käsittää suulakepuristus-pään, jossa on sydän, jossa on muovimassan liikesuunnassa kartiomaisesti laajentuva osa, ja sydäntä ympäröivä suula-kehylsy, joka sydämen kanssa muodostaa rengasmaisen suulakkeen muovimassan syöttöä varten, sekä päätöntä rataa 10 kiertäviä kokilleja, jotka muodostavat suulakehylsyä ja sydäntä ympäröivän ontelomuotin ja joiden sisäpinnassa on rengasurat, jolloin suulakehylsyn rengasmainen päätypinta ja sydämen kartiomainen osa rajoittavat muoviputken muo-toilutilaa laitteen aksiaalisuunnassa ja kokillien sisä-15 pinta rajoittaa muotoilutilaa laitteen säteensuunnassa.The present invention relates to an apparatus for manufacturing plastic tubes having outer annular ribs 5 and a smooth inner surface, the apparatus comprising an extrusion head having a core with a conically expanding portion of the plastic mass in the direction of movement and a mouth frame surrounding the core. forms an annular die for feeding the plastic mass, and molds orbiting the endless path 10 forming a cavity mold surrounding the die sleeve and the core and having annular grooves in the inner surface, the annular end face of the die sleeve and the conical portion of the core in the radial direction of the device.

GB-patenttijulkaisussa 1 431 796 on esitetty laite letkujen jatkuvaksi valmistamiseksi, joiden ulkopinnassa on suhteellisen korkeita ja kapeita rengasmaisia ripoja, jotka ympäröivät putken tämän kehän suunnassa ja joiden 20 sisäpinta on sileä. Laitteessa on kahta päätöntä rataa pitkin kiertäviä kokilleja, jotka suulakepuristuspään kohdalla muodostavat suljetun ontelon ja joiden sisäpinnassa on vierekkäisiä uria, joiden välissä on ripoja. Ontelossa sijaitsee rengasmainen suulakehylsy, jonka ulkohalkaisija vastaa 25 oleellisesti kokillien sisähalkaisijaa, sekä laitteen kes-kiakselilla sijaitseva sydän, joka sijaitsee osittain suulakehylsyn sisällä ja ulottuu osittain suulakehylsyn ohi. Suulakehylsyn päädyn ja sydämen välissä on rengasmainen suutin, joka on suunnattu vinosti kokillien uritettua sisä-30 pintaa vasten ja joka avautuu pieneen rengasmaiseen muotoi-lutilaan, joka on sydämen kartiomaisen pinnan, suulakehylsyn päätypinnan ja kokillien sisäpinnan rajoittama.GB 1 431 796 discloses an apparatus for the continuous manufacture of hoses having relatively high and narrow annular ribs on the outer surface which surround the pipe in this circumferential direction and which have a smooth inner surface. The device has molds rotating along two endless paths, which at the extrusion head form a closed cavity and have adjacent grooves on the inner surface with ribs between them. The cavity houses an annular die sleeve having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the molds and a core on the central axis of the device which is located partially within the die sleeve and extends partially past the die sleeve. Between the end of the die sleeve and the core is an annular nozzle directed obliquely against the grooved inner surface of the molds and opening into a small annular shaping space delimited by the conical surface of the core, the end surface of the die sleeve and the inner surface of the molds.

Ripavahvisteisia letkuja valmistetaan mainitulla laitteella syöttämällä elastista massaa suuren paineen 35 alaisena suuttimesta muoviputken muotoilutilaan, jossaRib-reinforced hoses are manufactured by said device by feeding an elastic mass under high pressure 35 from a nozzle to a plastic tube forming space in which

____ — TTT____ - TTT

2 70822 kokillien sisäpinta muotoilee putken ulkopinnan ja sydän tämän sisäpinnan. Massaa voidaan syöttää muotoilutilaan suurella paineella, koska tila on pieni ja suljettu, ja se toimii sen vuoksi käytännössä ruiskupuristustilana.The inner surface of the 2 70822 molds shapes the outer surface of the tube and the core of this inner surface. The pulp can be fed into the shaping space at high pressure because the space is small and closed, and therefore acts in practice as an injection molding space.

5 Tässä periaatteessa hyvässä valmistusmenetelmässä on eräitä epäkohtia, mistä syystä sitä ei ole toteutettu käytännössä muoviputkien valmistukseen. Merkittävin epäkohta on vaikeasti poistettavat käyttöhäiriöt prosessin aikaisemmissa vaiheissa. Nämä ovat seurausta siitä, että 10 koska kokillien sisäpinnassa on vuorottain uria ja ripoja, korkeapaineisella muovimassalla täytettävän muotoilutilan tilavuus vaihtelee nopeasti ja jyrkästi kokillien liikkuessa eteenpäin suulakehylsyyn ja sydämeen nähden. Muotoilu-tilan äkkinäiset tilavuudenmuutokset aiheuttavat muovimas-15 sassa painesysäyksiä, jotka, kuten edellä mainittiin, saattavat johtaa käyttöhäiriöihin.5 There are some disadvantages to this principle of good manufacturing practice, which is why it has not been implemented in practice for the manufacture of plastic pipes. The most significant drawback is the malfunctions that are difficult to eliminate in the earlier stages of the process. These are the result of the fact that since the inner surface of the molds has alternating grooves and ribs, the volume of the shaping space to be filled with the high-pressure plastic mass varies rapidly and sharply as the molds move forward relative to the die sleeve and the core. Sudden volume changes in the design space cause pressure impulses in the plastic mass, which, as mentioned above, can lead to malfunctions.

Tämän lisäksi painesysäykset kohdistavat kokillei-hin säteensuuntaisia voimia, minkä seurauksena kokillien väliin saattaa hetkellisesti muodostua rako, johon voi 20 työntyä muovia.In addition, the pressure impulses apply radial forces to the molds, as a result of which a gap may momentarily form between the molds into which plastic can protrude.

Näiden ongelmien ratkaisemiseksi on US-patentti-julkaisussa nro 4 365 948 ehdotettu, että kokillien etenemisnopeutta muutetaan jatkuvasti siten, että muotoilu-tilan tilavuuden ollessa pieni, nopeus on suurempi kuin 25 silloin, kun muotoilutilan tilavuus on suuri. Tämän sinänsä muusta muoviputken yleisestä valmistustekniikasta tunnetun ajatuksen ansiosta muovimassan virtaus pysyy vakiona eikä painesysäyksiä esiinny.To solve these problems, it has been proposed in U.S. Patent No. 4,365,948 that the rate of advance of the molds be continuously changed so that when the volume of the shaping space is small, the speed is greater than 25 when the volume of the shaping space is large. Thanks to this idea, which is known per se from other general manufacturing techniques for plastic pipes, the flow of plastic mass remains constant and no pressure impulses occur.

Mainitun ratkaisun epäkohtana on kuitenkin monimut-30 kainen nopeuden säätölaite. Lisäksi kokillijonon nopeutta on vaikea muuttaa nopeasti, joten laitteen tuotantonopeus jää varsin alhaiseksi.However, the disadvantage of this solution is the complicated speed control device. In addition, the speed of the mold queue is difficult to change quickly, so the production speed of the device remains quite low.

Tämän keksinnön päämääränä on saada aikaan laite, joka erittäin yksinkertaisella tavalla poistaa muotoilu-35 tilan tilavuuden vaihteluista johtuvat ongelmat. Keksinnön 3 70822 mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että muoviputken muotoilutilaa laitteen aksiaalisuunnassa rajoittavista pinnoista ainakin toisessa on laitteen aksiaalisuunnassa eri kohdissa sijaitsevia osia.It is an object of the present invention to provide a device which, in a very simple manner, eliminates the problems caused by variations in the volume of the design space. The device according to the invention 3 70822 is characterized in that at least one of the surfaces delimiting the shaping space of the plastic tube in the axial direction of the device has parts located at different points in the axial direction of the device.

5 Muotoilutilan ainakin toisen rajoitusseinän erityi sen muodon ansiosta muotoilutilan tilavuuden muutokset pienenevät ratkaisevasti, minkä vuoksi painesysäyksiä ei kulkeudu muovimassan kautta prosessin aikaisempiin vaiheisiin. Tämä johtuu siitä, että kokillien urat avautuvat 10 muotoilutilaan ja/tai poistuvat sen kohdalta aluksi vain hyvin pieneltä matkalta, joka kokillien edetessä pitenee kunnes ura on avautunut muotoilutilaan tai poistunut sen kohdalta koko pituudeltaan. Keksinnön mukaisessa laitteessa ei siten tapahdu sitä muotoilutilan yhtäkkistä tilavuuden-15 muutosta, joka tunnetuissa laitteissa on seurauksena siitä, että kokillien urat avautuvat heti koko pituudeltaan muotoilutilaan.5 Due to the special shape of at least the second partition wall of the shaping space, the changes in the volume of the shaping space are decisively reduced, so that the pressure impulses do not pass through the plastic mass to the earlier stages of the process. This is because the grooves of the molds open into and / or exit at the shaping space 10 initially only a very small distance, which lengthens as the molds progress until the groove has opened or exited at the shaping space along its entire length. Thus, in the device according to the invention, there is no sudden change in the volume of the shaping space, which in the known devices results from the grooves of the molds opening immediately into the shaping space along their entire length.

Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan pintaan voidaan muodostaa eri kohdissa sijaitsevia osia 20 asettamalla pinta tasoon, joka muodostaa suorasta kulmasta poikkeavan kulman laitteen aksiaaliviivan kanssa.According to a preferred embodiment of the invention, parts 20 located at different points can be formed on the surface by placing the surface in a plane which forms an angle deviating from a right angle with the axial line of the device.

Vaihtoehtoisesti pinnan päätaso voi olla kohtisuorassa aksiaaliviivaa vastaan, jos pinta tehdään aaltomaiseksi, esimerkiksi siniviivan muotoiseksi, tai hammasmai-25 seksi.Alternatively, the main plane of the surface may be perpendicular to the axial line if the surface is made corrugated, for example blue-shaped, or toothed.

Keksinnön mukaista laitetta selitetään seuraavassa tarkemmin oheiseen piirustukseen viitaten, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitetta periaatekuvana , 30 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen laitteen yhtä suoritusmuotoa suuremmassa mittakaavassa pituusleikkauksena , kuvio 3 esittää toista suoritusmuotoa pituusleikkauksena ja 35 kuvio 4 esittää kolmatta suoritusmuotoa pituusleik kauksena.The device according to the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows the device according to the invention in principle, Figure 2 shows one embodiment of the device according to the invention on a larger scale in longitudinal section, Figure 3 shows another embodiment in longitudinal section and Figure 4 shows a third embodiment in longitudinal section.

4 708224,70822

Kuviossa 1 esitetty laite koostuu kahta päätöntä rataa kiertävistä kokilleista 1 ja 2, jotka ohjauskiskojen 3 kohdalla kohtaavat toisensa lieriömäisen ontelon muodostamiseksi. Mainittuun onteloon työntyy suulakehylsy 4, jo-5 ka on yhteydessä suulakepuristimen 5 puristinpäähän 6. Kuviossa 1 on myös esitetty, kuinka valmista putkea 7 työntyy ulos kokillien muodostaman ontelon toisesta päästä.The device shown in Figure 1 consists of two endless orbiting molds 1 and 2 which meet at the guide rails 3 to form a cylindrical cavity. A nozzle sleeve 4 protrudes into said cavity, which is connected to the press end 6 of the extruder 5. Figure 1 also shows how the finished tube 7 protrudes from the other end of the cavity formed by the molds.

Kuvioissa 2 - 4 on kuvattu tarkemmin laitteen niitä osia, jotka osallistuvat putken muotoilemiseen. Laitteen 10 keskiviivalla sijaitsee sydän, joka koostuu karasta 8, jossa on vakiohalkaisijän omaava osa sekä kokillien liikkumissuunnassa kartiomaisesti laajeneva osa 9, ja kartio-maisen osan 10 jälkeen seuraavasta, oleellisesti vakiohalkaisi jän omaavasta keernasta 12. Kokillien 1, 2 sisäpin-15 nassa on kehänsuuntaisia, rengasmaisia uria 13 ja urien välisiä ripoja 14. Kokillien uritettu sisäpinta, karan kartiomainen osa 9 ja suulakehylsyn 4 päätypinta 15 rajaavat väliinsä pienen renkaanmuotoisen muotoilutilan 16, johon muovimassaa 17 syötetään suurella paineella karan 20 kartiomaisen osan 9 ja suulakehylsyn 4 pään välisestä ren-gassuuttimesta 18.Figures 2 to 4 show in more detail those parts of the device which are involved in shaping the tube. At the center line of the device 10 there is a core consisting of a mandrel 8 with a constant diameter part and a conically expanding part 9 in the direction of movement of the molds, and a core 12 having a substantially constant diameter after the conical part 10. The inner surface of the molds 1, 2 is circumferential. , annular grooves 13 and ribs 14 between grooves. The grooved inner surface of the molds, the conical part 9 of the mandrel and the end surface 15 of the die sleeve 4 define a small annular shaping space 16 into which the plastic mass 17 is fed at high pressure from the conical part 9 .

Suulakehylsyn päätypinta 15 ja karan kartiomainen osa 9 rajaavat muotoilutilaa laitteen aksiaalisuunnassa ja karan kartiomainen osa 9 ja kokillit 1 , 2 laitteen säteen-25 suunnassa.The end face 15 of the die sleeve and the conical part 9 of the mandrel define the shaping space in the axial direction of the device and the conical part 9 of the mandrel and the molds 1, 2 in the radial direction 25 of the device.

Keksinnön mukaisesti suulakehylsy 4 on kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa katkaistu vinosti siten, että hylsyn päätypinta 15 sijaitsee tasossa, joka muodostaa suorasta kulmasta poikkeavan kulman laitteen keskiviivan kans-30 sa. Kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa mainittu kulma on selvyyden vuoksi noin 10°, mutta se voi vaihdella alueella 1° - 20°. Kulma on edullisesti noin 6°. Kuviossa 2 nähdään, kuinka karan yläpuolella sijaitseva suulakehylsyn osa ulottuu muovimassan liikesuunnassa pitemmälle kuin karan ala-35 puolella sijaitseva osa.According to the invention, in the embodiment according to Fig. 2, the nozzle sleeve 4 is cut obliquely so that the end surface 15 of the sleeve is located in a plane which forms an angle deviating from a right angle with the center line 30 of the device. In the embodiment according to Figure 2, said angle is for clarity about 10 °, but may vary between 1 ° and 20 °. The angle is preferably about 6 °. Figure 2 shows how the part of the die sleeve located above the mandrel extends further in the direction of movement of the plastic mass than the part located below the mandrel-35.

5 708225,70822

Keksinnön mukainen laite toimii seuraavalla tavalla. Muovisen ripaputken valmistamiseksi plastisoitua muovimas-saa 17 syötetään suuttimesta 18 muotoilutilaan 16, josta se kulkeutuu kokillien 1, 2 mukana kuvioissa vasemmalle ja 5 poistuu lopulta laitteesta. Valmistuksen kuluessa muotoilu-tilaan 16 avautuu jatkuvasti uusia uria 13, joihin muovi-massa 17 voi työntyä, samalla kun toisia uria poistuu muo-toilutilan alueelta saapuessaan keernan 12 kohdalle. Tunnetuissa laitteissa muotoilutilan 16 tilavuus suurenee ja 10 pienenee jatkuvasti sysäyksenomaisesti riippuen siitä, onko päätypinnan 15 kohdalla ura 13 vai ripa 14. Koska muovi-massaa syötetään muotoilutilaan jatkuvasti samalla puris-tuspaineella, aiheuttavat tilavuuden muutokset normaalisti painevaihteluita muotoilutilassa olevassa muovimassassa, 15 jotka siirtyvät painesysäyksinä prosessin alkuvaiheisiin tai pyrkivät haitallisesti avaamaan kokilliketjun.The device according to the invention operates in the following way. To make the plastic rib tube, the plasticized plastic mass 17 is fed from the nozzle 18 to the shaping space 16, from where it travels to the left with the molds 1, 2 in the figures and finally exits the device. During manufacture, new grooves 13 are continuously opened in the shaping space 16 into which the plastic mass 17 can enter, while the other grooves leave the area of the shaping space when they arrive at the core 12. In known devices, the volume of the molding space 16 increases and 10 decreases continuously in an impulsive manner depending on whether the end surface 15 has a groove 13 or a rib 14. Since the plastic mass is continuously fed into the molding space at the same compression pressure, volume changes normally cause pressure fluctuations in the molding in the early stages or adversely seek to open the mold chain.

Keksinnön mukaisessa laitteessa nämä painesysäykset on vältetty varustamalla laite vinosti katkaistulla suula-kehylsyllä 4, jonkapäätypinta 15 on terävässä kulmassa tuur-20 nan keskiviivaannähden. Tämän järjestelyn ansiosta kukin ura 13 avautuu muotoilutilaan 16 ensin vain hyvin lyhyeltä matkalta, kuviossa 2 alhaalla, joka matka tämän jälkeen kasvaa tasaisesti kunnes ura on ohittanut päätypinnan 15 kuviossa 2 ylhäällä, jolloin ura on koko pituudeltaan yh-25 teydessä muotoilutilaan. Tällöin muotoilutilaan ei synny äkillisiä painesysäyksiä.In the device according to the invention, these pressure impulses are avoided by providing the device with an obliquely cut mouth-frame sleeve 4, the end surface 15 of which is at an acute angle to the center line of the mandrel. Thanks to this arrangement, each groove 13 first opens into the shaping space 16 only a very short distance, at the bottom in Fig. 2, which distance then increases evenly until the groove has passed the end surface 15 in Fig. 2 at the top, the groove being in its entire length in the shaping space. In this case, no sudden pressure pulses are generated in the shaping space.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen laitteen toinen suoritusmuoto, jossa karan 8, 9 ja keernan 12 välissä on tuurna, joka koostuu suorasta osasta 11 ja kar-30 tiomaisesti laajenevasta osasta 10, jonka pinta voi vaihtoehtoisesti olla kaareva. Tuurnan kartiomainen osa 10 on vinossa sydämen pituusakseliin nähden. Vaikutus on tässä tapauksessa jokseenkin sama kuin kuvion 2 mukaisessa laitteessa ja se perustuu siihen, että kokillien urat 13 pois-35 tuvat muotoilutilan 16 alueelta eli saapuvat keernan 12 6 70822 kohdalle vähitellen. Urasta poistuu ensin kuviossa 3 ylhäällä sijaitseva osa ja lopulta alhaalla sijaitseva osa.Figure 3 shows another embodiment of the device according to the invention, in which between the mandrel 8, 9 and the core 12 there is a mandrel consisting of a straight part 11 and a conically expanding part 10, the surface of which may alternatively be curved. The conical part 10 of the mandrel is inclined with respect to the longitudinal axis of the heart. The effect in this case is somewhat the same as in the device according to Fig. 2 and is based on the fact that the grooves 13 of the molds leave the area of the shaping space 16, i.e. arrive at the core 12 6 70822 gradually. The groove first leaves the upper part in Fig. 3 and finally the lower part.

Kuvioissa 2 ja 3 esitetyt ratkaisut voidaan luonnollisesti yhdistää siten, että sekä päätypinta 15 että 5 kartiomainen osa 10 ovat vinoja, jolloin niiden on, päinvastoin kuin kuvioissa, oltava vinoja samansuuntaisesti.The solutions shown in Figures 2 and 3 can, of course, be combined in such a way that both the end surface 15 and the conical part 10 are oblique, in which case, contrary to the figures, they must be oblique in parallel.

Kuviossa 4 on esitetty kolmas suoritusmuoto, jossa kartiomaisen osan 10 reunat ja pinnan 15 päätaso sijaitsevat sydämen akseliin nähden kohtisuorassa tasossa, mutta 10 päätypinta 15 on sivusta katsottuna aaltomainen, esimerkiksi siniviivan muotoinen. Tässäkin tapauksessa urat 13 avautuvat muotoilutilaan 16 ensin vain muutamasta kohdasta ja koko pituudeltaan vasta ohitettuaan koko päätypinnan. Vaihtoehtoisesti kartiomainen osa 10 voi olla aaltomainen.Fig. 4 shows a third embodiment in which the edges of the conical part 10 and the main plane of the surface 15 are located in a plane perpendicular to the axis of the core, but the end surface 10 is wavy, e.g. blue-shaped when viewed from the side. Again, the grooves 13 first open into the shaping space 16 at only a few points and only after passing the entire end surface. Alternatively, the conical portion 10 may be corrugated.

15 Päätypinta 15 voidaan vaihtoehtoisesti muotoilla sellaiseksi, että itse pinta on säteen suuntainen, mutta samanaikaisesti vinossa tasossa laitteen keskiviivaan nähden. Samoin on ajateltavissa, että vain osa pinnasta 15 tai kartiomaisesta osasta 10 on vino, muun osan ollessa ta-20 vanomaisella tavalla kohtisuora sydämen akseliin nähden.Alternatively, the end surface 15 may be shaped so that the surface itself is radial, but at the same time in an oblique plane with respect to the center line of the device. It is also conceivable that only a part of the surface 15 or the conical part 10 is oblique, the rest being conventionally perpendicular to the axis of the heart.

Pinta 15 tai 10 voi myös olla hammasmainen. Vinon päätypinnan ansiosta voidaan paineen jakautumista säädellä muotoilut ilassa. Tällä on oleellinen merkitys valmistettaessa epäsymmetrisiä putkia, joilla on enemmän massaa jollain 25 aksiaalisella osallaan. Järjestettäessä vino päätyhylsy 4 kierrettäväksi voidaan helposti vaikuttaa sydämen keskitykseen, joka muutoin on vaikea operaatio.Surface 15 or 10 may also be toothed. Thanks to the oblique end surface, the pressure distribution can be regulated by the designs in the evening. This is essential in the manufacture of asymmetric tubes with more mass on any of their axial portions. By arranging the oblique end sleeve 4 for rotation, the concentration of the heart, which is otherwise a difficult operation, can easily be affected.

lili

Claims

7 Claims: 70822

An apparatus for manufacturing plastic tubes having outer annular ribs and a smooth inner surface, the apparatus comprising an extrusion head (6) having a core (8-12) with a conically expandable portion (9; 10) in the direction of movement of the plastic mass (17) , and a mouth-sleeve (4) surrounding the heart, which together with the heart forms an annular nozzle (18) for feeding the plastic mass, and endless 10-orbit molds (1, 2) forming a mouth-sleeve (4) and a core (8 to 12). ) surrounding the cavity mold and having annular grooves (13) on the inner surface, the annular end surface (15) of the die-sleeve and the conical part (9; 10) of the core delimiting the plastic tube shaping space (16) 15 in the axial direction of the device and the mold surface (1, 2) 16) in the radial direction of the device, characterized in that at least one of the surfaces (9; 10, 15) delimiting the shaping space (16) of the plastic tube in the axial direction of the device has parts located at different points in the axial direction of the device.

Device according to claim 1, characterized in that the at least one surface (10, 15) is located in a plane which forms an angle deviating from a right angle with the axial line of the device.

Device according to claim 2, characterized in that at least a part of the end surface (15) of the die sleeve and / or the outer edge of the conical part (10) of the mandrel is located in said plane.

Device according to claim 2, characterized in that the angle between said plane and the center line of the device is 1 ° to 20 °, preferably about 6 °.

Device according to Claim 1, characterized in that the surface (10, 15) is corrugated.

Device according to Claim 1, characterized in that the surface (10, 15) is toothed.

Device according to Claim 1, characterized in that the nozzle sleeve (4) is rotatable.

- '"*!' 8 Patent: 70822