FI81301B - Saett och anordning foer kristallisation av termoplastiskt material. - Google Patents

Description

81 301

Menetelmä ja laite termoplastisen materiaalin kiteyttämiseJsi Sätt och anordning för kristallisation av ternoplastiskt material

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää ja laitetta 5 kappaleen tai aihiosta muodostetun esituotteen tai esimuodon seinämämateriaalin kiteytymisen aikaansaamiseksi ja tällöin esituote on edullisesti tarkoitettu säiliön muodostamista varten. Aihio muodostuu kiteyttämiseen soveltuvasta termo-muovimateriaalista ja on edullisesti polyeteenitereftalaat-10 tia. Lähemmin määriteltynä keksintö käsittää aihion seinämän varustamisen kahdella sivuttain siirretyllä materiaalialuee]-la ja sen, että materiaalin kiteyttämiseksi mekaanisella nuo-vailuelimellä pienennetään ainespaksuutta materiaalin seinämässä alkaen siitä seinämän alueesta, jossa molemmat mate-15 riaalialueet ovat sivuttain siirretyt toistensa suhteen.

Ternomuovituotteiden muovailun monissa teknisissä sovellutuksissa on tarve muotoilun aikana tai vaihtoehtoisesti valmiissa tuotteessa aikaansaada tarkka siirtymäkohta orientaatiolla kiteytetyn materiaalin ja sen materiaalin välillä, 20 joka ei ole kiteytetty orientoimalla, joka toisin sanoen on tavallisesti pääasiassa amorfista materiaalia. Esimerkkinä tällaisesta teknisestä sovellutuksesta on termomuovista materiaali olevan säiliön valmistaminen, jossa säiliö valmistetaan pääasiassa amorfista ainesta olevista esituotteista 25 (esimuodoista). Esimuodot valmistetaan esimerkiksi ruiskumuo-vaamalla, esimerkiksi arkkimaisen termomuovin lämpömuovaami-sen kautta tai sulkemalla toinen pää suulakepuristetuista putkista katkaistuissa paloissa, jolloin toisesta päästä muodostuu tulevan säiliön (pullon) suuosa.

30 Keksintöön soveltuvista termomuovimateriaaleista muo dostavat esimerkin polyesterit, polyamidit tai vastaavat materiaalit. Esimerkkeinä sopivista polyestereistä tai polyamideista ovat polyetyleenitereftalaatti, polyheksametyleeni-adipamidi, polykaprolaktaami, polyheksametyleenisebasiini-35 amidi, polyetyleeni-2, 6- ja 1,5-naftalaatti, polytetramety- 2 81 301 leeni-1,2-dioksibentsoaatti ja etyleenitereftalaatin, ety-leeni-isoftalaatin sekä muiden vastaavien kopolymeerit. Keksintö ei kuitenkaan ole rajoitettu ainoastaa lueteltuihin materiaaleihin, vaan on myös sovellettavissa moniin muihin 5 termomuoveihin, esimerkiksi polyvinyylialkohleihin, polykar-bonaatteihin ja yllämainittujen yhdistelmiin.

Esillä olevaa keksintöä kuvataan seuraavassa polyety-leenitereftalaatti-termomuovin (jatkossa yleensä lyhennetty PETP) yhteydessä. Me lämpötilan, veto-olosuhteiden, materiaa-10 lipaksuuden pienenemisen jne. arvot, jotka esitetään selityksessä koskevat tätä materiaalia. On kuitenkin tunnettua, että suurella ryhmällä termoplastisia materiaaleja on samanlaiset ainesominaisuudet kuin PETP:11a ja keksintö sellaisenaan on sen tähden sovellettavissa myös näihin materiaalei-15 hin. On välttämätöntä, että jäljempänä esitetyt arvot lämpötiloille, veto-olosuhteille, paksuuden pienenemisille jne. keksintöä sovellettaessa sovitetaan vastaaville termoplastisille materiaaleille, jotta saadaan vastaavat vaikutukset kuin seuraavassa keksinnön kuvauksessa.

20 PETP:a, kuten monia muita termomuoveja, voidaan orien toida vetämällä materiaalia. Tavallisesti tapahtuu tällainen vetäminen materiaalin lasittumislämpötilan (TG) yläpuolella. Orientaation avulla parannetaan materiaalin lujuusominaisuuksia. Kirjallisuudesta käy ilmi, että PETP-termomuoville 25 aiheuttaa vetosuhteen lisääminen, toisin sanoen vedetyn materiaalin pituus jaettuna vetämättömällä pituudella, myös lisäyksen materiaaliominaisuuksien parantumisessa. Lisättäessä vetosuhdetta 2:sta 3-kertaiseksi ovat muutokset materiaaliominaisuuksissa erityisen suuret. Lujuusominaisuudet orien-30 taatiosuunnassa paranevat ilmeisesti samanaikaisesti kun tiheys ja kiteisyysaste nousevat ja lasittumislämpötila TG kohoaa. Kirjallisuudesta on tunnettua, että materiaali, jota on vedetty vastaamaan vetosuhdetta 3,1 kykenee vastustamaan vetoa (vetojännitystä) hyvin pienellä venymällä, kun taas 35 vetosuhteen 2,8 venyminen on olennaisesti paljon suurempaa.

3 81 301

Kirjallisuudesta on edelleen tunnettua, että orientaation, tiheyden ja kiteisyyden välillä vallitsee sellainen yhteys, että kiteisyys(aste) muodostaa materiaalin orientaation mitan. Kiteisyydellä tarkoitetaan kirjallisuudessa sitä 5 kiteytymistä, joka syntyy materiaalin orientaation yhteydessä.

Tämän orientaatiokiteytymisen lisäksi voidaan materiaali, ennen tai jälkeen orientaation, kiteyttää täydentävästi termisesti. Seuraavassa kuvauksessa tarkoitetaan ksäitteellä 10 kiteytyminen, mikäli muuta ei ole nimenomaisesti esitetty, ainoastaan sitä kiteytymistä, joka liittyy materiaalin orientoimiseen vetämällä ja/tai ohentamalla paksuutta. Kiteytymisestä, joka on syntynyt vetämällä ja/tai ohentamalla käytetään jatkossa usein ilmaisua "vetokiteytyminen". Ilmaisua 15 termokiteytyminen käytetään välistä seuraavassa tarkoittaen täydentävää termistä kiteytymistä.

Parantuneet materiaaliominaisuudet vastaten niitä, jotka saavutetaan edellä kuvatulla vetämisellä, saavutetaan myös kun materiaalipaksuutta pienennetään esimerkiksi mekaanisel-20 la muovailuelimellä ja pienennys vastaa sitä pienennystä, joka aikaansaadaan materiaalin kun sitä vedetään niin että juoksuraja ylitetään.

Eräänä ongelmana valmistettaessa säiliötä esimuodoista (aihioista) on, että puhallettaessa esimuotoa säiliöksi jär-25 jestetään tarpeeksi materiaalia esimuodon pohjaosaan säiliön pohjan muodostamiseksi. Erityisesti suurten halkaisijoiden ollessa kysymyksessä on materiaalipuute ilmeinen.

Jotta voitaisiin parhaimmalla tavalla käyttää hyväksi aineksen materiaaliominaisuuksia, pyritään siihen, että nii-30 den esimuodon osien halkaisijalla, jotka puhallusmuokkauksen jälkeen muodostavat itse säiliön rungon, on arvo, jonka seurauksena materiaali puhallusmuokatussa säiliön rungossa saa toivotun orientaation. PETP:sta olevien säiliöiden yhteydessä pyritään usein siihen, että materiaalia puhallusmuokkauk-35 sen yhteydessä vedetään biaksiaalisesti siten, että tuote 4 81 301 vetämisen johdosta on noin 9-kertainen huippuarvossaan.

Sovellettaessa yleisesti tunnettua tekniikkaa ei mate-riaalimäärää suuosassa määritetä sen arvioidun rasituksen mukaan, vaan säiliön rungon suurimman halkaisijan mukaan.

5 Tämä aiheuttaa yleensä merkittävän materiaalin yliannostuksen suuosassa. Esimerkiksi 1 litran PETP-pullossa saattaa nykyistä tekniikkaa sovellettaessa suuosa sisältää aina 25-30 % kokonaismateriaalimäärästä. Suuosan epäesteettisen ylimitoituksen ohella merkitsee tämä myös huomattavaa materiaa-10 lihukkaa esineiden massatuotannossa.

Tähän asti käytetyssä tekniikassa muodostuvat suuosa ja lähellä olevat kaulaosat orientoimattomasta, ts. tavallisesti pääasiassa amorfisesta materiaalista. Tämän johdosta materiaalilla on suuosassa sekä läheisissä kaulanosissa eri 15 ominaisuudet kuin säiliön rungossa. Esimerkiksi PETP:a olevan säiliön suuosassa on materiaalin lasittumislämpötila (TG) noin 70°C kun taas säiliön rungon materiaalin lasittumislämpötila on noin 80°C. Tämän seurauksena suuosan materiaali pehmenee alemmassa lämpötilassa kuin säiliön rungon materiaa-20 li.

Entuudestaan on tunnettua kylmäpuristamalla aihion suu-osaa siirtää materiaalia suuosasta alas niihin aihion alueisiin, jotka myöhemmin muodostavat säiliön rungon seinäosat. Täten saavutetaan teitty materiaalimäärän sopeuttaminen suu-25 osassa tulevia rasituksia vastaan, mutta itse säiliön rungon ja suuosan välillä syntyy kaulaosia, joissa materiaalia vedetään vähemmän kuin 3-kertaiseksi. Muodostetussa säiliössä sisältävät nämä kaulaosat siten riittämättömästi orientoitua materiaalia samanaikaisesti kun seinämän paksuus on ei-toi-30 votun suuri. Suuosan ja juuri mainittujen kaulaosien materiaalilla on myös alhaisempi lasittumislämpötila kuin säiliön rungon materiaalilla mikä aiheuttaa alhaisempaan pehme-nemislämpötilaan liittyvät aikaisemmin mainitut haitat suu-osan ja rajoittavien kaulaosien materiaalissa. Tämä tekniik-35 ka on tunnettu englantilaisesta julkaisusta GB 2 016 360.

Julkisesta patenttihakemuksesta GB 2 067 952 on tunnettua mekaanisilla elimillä muotoilla aihio esimuodoksi 5 81 301 (muototuotteeksi) pienentämällä ainespaksuutta sellaisen esimuodon aikaansaamiseksi, joka puhalluksessa muodostaa säiliön tasa-aineisesti aktiaalisesti orientoidusta materiaalista ja jolla on pääasiassa sama lasittumislämpötila (TG) 5 sekä suuosassa että säiliön rungossa. Julkaisu ei kuitenkaan esitä ratkaisua muodostetun säiliön suuosan ja säiliön rungon halkaisijoiden välisen riippuvuuden selvittämistarpeeseen ja siitä johtuvaan säiliön suuosan ylimitoitukseen.

Julkaistusta patenttiahekmuksesta GB 2 076 734 on tun-10 nettua muodostaa alku-ura, johon rengasmainen vetoelin viedään ja vetoelin siirtyessään alku-urasta pienentää ainespaksuutta materiaalin samanaikaisesti kiteytyessä (orientoituessa) . Julkaisu esittää tekniikan, jossa esimuoto (muovailtu aihio) pääasiassa säilyttää alkuperäisen halkaisijansa.

15 Esillä oleva keksintö välttää ylläkuvatun tekniikan sovellutuksessa olevat rajoitukset. Keksinnön avulla aikaansaadaan esimuoto, joka puhallettaessa muodostaa säiliön, jonka suuosan, kaulaosien ja säiliön rungon halkaisijat valitaan periaatteessa toisistaan riippumatta, säiliön kosotuessa ma-20 teriaalista, jokka on likipitäen samat materiaaliominaisuudet (tiheys, aksiaalinen orientaatio, kiteisyys, lasittumislämpötila jne.). Keksintö mahdollistaa edelleen mainittujen säiliön osien seinämävahvuuden mitoituksen vastaamaan odotettuja mekaanisia ja termisiä rasituksia. Materiaalilla on esi-25 tetyissä säiliön osissa vetokiteisyys, joka vastaa sitä, joka saavutetaan kun materiaali vedetään vähintään noin 2,5 kertaiseksi. Keksintö on riippumaton siitä aihion valmistustekniikasta, josta esimuoto valmistetaan ja mahdollistaa siten esimuodon valmistamisen ruiskumuovaillusta aihiosta, läm-30 pömuovaillusta aihiosta tai aihiosta, joka on muodostettu suulakepuristetusta putkesta.

Keksintö mahdollistaa edelleen sellaisen säiliön valmistamisen, jonka suuaukon halkaisija on pääasiassa riippumaton säiliön rungon halkaisijasta ja säiliön rungon mitoi-35 tus vastaa säiliön säilytystilavuutta säiliön materiaalimää-rän minimoimiseksi tilavuusyksikköä kohden säilytystiloissa.

Keksintö mahdollistaa myös aihion muotoilemisen säi- 6 81 301 liöksi, jolla on mielivaltainen kaulaosan muoto, jossa suu-osan ja kaulaosan materiaali on orientoitunut ja jonka veto-kiteisyys ylittää 10 % siten aikaansaatuna, että ainespak-suutta on pienennetty ja materiaali on siten pidentynyt 5 aihion aksiaalisuunnassa vähintään noin 2,5 kertaiseksi.

Eräässä keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa on esimuodolla lieriömäinen materiaaliosa, joka on orientoitunut esimuodon akselin suuntaisesti ja kiteisyys ylittää 10 %, jolloin kiteytetyn lieriömäisen materiaaliosan aksiaalinen 10 pituus on sopeutettu ja tietyissä keksinnön sovellutusesimerkeissä täsmää esimuodosta muovaillun säiliön aksiaalisen leikkauksen profiilipituuden kanssa mitä tulee muovaillun säiliön niihin materiaaliosiin, jotka sijaitsevat alueella säiliön suureunasta säiliön keskeiseen pohjaosaan.

15 Eräs olennainen keksinnön etu on, että aihiosta muo vaillun esimuodon siirtymä vedettyyn ja kiteiseen materiaaliin voidaan sijoittaa vastaamaan esimuodosta muodostettua lopputuotetta. Keksintö mahdollistaa siten sellaisen esimuodon aikaansaamisen, joka aina täyttää ne vaatimukset, jotka 20 sille asetetaan valmistetun säiliön materiaalin käytön optimoimiseksi riippumatta sen muodosta (vrt. esimerkiksi tölkin ja pullon muotojen eroa).

Keksinnön mukaisesti muodostetaan aihion seinämä ensimmäisellä materiaalialueella, toisella materiaalialueella ja 25 niiden välissä sijaitsevalla siirtymäalueella. Siirtymäalueel-la ovat molemmat ensinmainitut materiaalialueet sivuttain siirretyt toistensa suhteen. Muotoiluelimen ensimmäisen osan ja toisen osan suhteellisen liikkeen avulla samanaikaisesti sulkemalla sisään materiaalia siirtymäalueella, pienennetään 30 materiaalipaksuutta nauhamaisella alueella sellaisissa puitteissa, jotka aiheuttavat materiaalin valumisen siinä, jolloin siirtymävyöjykkeitä muodostuu materiaalin valumisen kautta vetokiteytetyn ja ympäröivän ei-kiteytetyn materiaalin välille. Ainakin yksi siirtymävyöhyke siirretään aihios-35 sa mekaanisen muovailuelimen avulla ja sen nojatessa materiaalia vasten siirtymävyöhykkeessä materiaalin seinämäpak-suus peientyy jäljelle jäävään materiaalipaksuuteen, joka

II

7 81 301 vastaa suurimmillaan noin 2/5 alkuperäisestä paksuudesta. Paksuuden pienenemisen läpikäynyt materiaali on sen yhteydessä saavuttanut vetokiteisyyden, joka on vähintään noin 10 % ja enintään noin 17 %.

5 Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa tapah tuu siirtymävyöhykkeiden suhteellinen siirtyminen siten, että muotoi]uelimen ensimmäistä osaa ja toista osaa siirretään toistensa suhteen niiden ollessa materiaalia vastaan siirty-mävyöhykkeessä.

10 Vielä eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa vastaa, siirtymävyöhykkeen siirtyessä aihiossa, muotoilueli-men ensimmäisen osan, joka on kosketuksessa aihion yhden pinnan kanssa siirtymävyöhykkeessä ja muotoiluelimen aihiota vasten siirtymävyöhykkeen kosketusalueella olevan toisen 15 osan välinen pienin etäisyys suurimmilleen noin puolta materiaalin paksuudesta ennen kiteyttämistä.

Eräässä keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa järjestetään ensimmäinen materiaalialue, toinen materiaalialue ja siirtymäelu putkimaiseen aihioon, jonka poikkileikkauksella 20 siirtymäalueella on sisäiset ja ulkoiset rajalinjat, joiden pituudet muuttuvat aihion akselin suunnassa. Poikkileikkaus on tietyissä sovellutuksissa ympyrän muotoinen, suorakaiteen muotoinen tai neliömäinen ja sillä on toisissa sovellutuksissa mielivaltaisen monikulmion tai kaaripinnan muoto.

25 Eräässä keksinnön vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa muo dostetaan siirtymäalue aihion ruiskupuristuksen yhteydessä, kun taas eräässä keksinnön toisessa suoritusmuodossa siirty-mäelue muodostetaan muokkaamalla pääasiassa putkimaista esimuotoa, joka tietyissä sovellutusesimerkeissä on valmistettu 30 suulakepuristetusta putkesta ja toisissa esimerkeissä se on valmistettu lämpömuovaamalla arkkimaista termoplastista materiaalia tai edelleen toisissa esimerkeissä se on valmistettu ruiskupuristamalla. Esimuodon muovailu aihioksi tapahtuu tavallisesti säilyttäen materiaalin pääasiallisesti amorfi-35 nen rakenne. Aihio on edullisesti suljettu toisesta päästään ennen muovailua.

Vielä eräässä keksinnön suoritusmuodossa varustetaan 8 81 301 muovailuelin ulkoisella rengasmaisella vetoelimellä ja sen kanssa yhteistoiminnassa olevalla sisäisellä tuurnalla. Ve-toelin asetetaan siirtymäalueen ulkopintaa vasten ja sitä siirretään aihion akselin suunnassa etäisyyden pienentyessä 5 tuurnan ulkopintaan. Tällöin pienenee aihion materiaalin sei-nämäpaksuus vetoelimen ja tuurnan välisellä alueella jäljelle jäävään suurimpaan paksuuteen, vastaten noin 2/5 alkuperäisestä paksuudesta, jolloin materiaali kiteytyy siirtymäalueen nauhamaisella alueella ja siirtymävyöhykkeet ei-kitey-10 tetyn ja kiteytetyn materiaalin välillä muodostuvat siirtymä-alueella. Vetoelimen jatketun liikkeen aikana tuurnan suhteen siirtää vetoelin siirtovyöhykettä aihion akselin suunnassa tuurnaa ympäröivän materiaalin paksuuden pienentyessä ja tämän materiaalin kiteytyessä.

15 Eräässä keksinnön vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa va rustetaan muotoiluelin sisäisellä rengasmaisella vetoelimellä ja tämän kanssa yhteistoiminnassa olevalla hylsyllä, joka ympäröi aihiota. Vetoelin asetetaan aihion siirtymäalueen sisäpintaa vasten ja sitä siirretään aihion akselin suunnassa 20 etäisyyden hylsyn sisäpintaan pienentyessä. Tällöin pienenee aihion materiaalin seinämäpaksuus nauhamaisella alueella vetoelimen ja hylsyn välillä jäljelle jäävään suurimpaan paksuuteen vastaten noin 2/5 alkuperäisestä paksuudesta, jolloin materiaali kiteytyy siirtymäalueen nauhamaisella alueella ja 25 siirtymävyöhykkeet ei-kiteytetyn ja kiteytetyn materiaalin välillä muodostuvat siirtymäalueella. Vetoelimen jatketun liikkeen aikana hylsyn suhteen siirtää vetoelin siirtovyöhykettä aihion akselin suunnassa hylsyn ympäröimän materiaa]i-paksuuden pienentyessä ja tämän materiaalin kiteytyessä.

30 Vielä eräässä vaihtoehtoisessa keksinnön suoritusmuo dossa on tuurna varustettu pääasiassa putkimaisella ulkopinnalla, joka muodostaa raon vetoelimen sisäpinnan kanssa sillä alueella, jolla tällä on pienin ympärysmitta. Tällä alueella on tietyissä suoritusmuodoissa suhteellisen rajoitettu 35 aksiaalinen pituus. Tuurnan ja vetoelimen suhteellisen liikkeen aikana siirtyy rako pitkin lieriömäistä pintaa. Välittömästi kiteytyneet materiaalin nauhamaisen materiaalialueen 9 81 301 muodostumisen jälkeen vastaa raon leveys suurimmillaan noin 2/5 aihion alkuperäisestä materiaalipaksuudesta ja sen jälkeen jatketun suhteellisen liikkeen aikana vastaa raon leveys suurimmillaan noin puolta alkuperäisestä materiaalipak-5 suudesta. Raon siirtyessä pitkin tuurnan lieriömäistä pintaa pienenee aihion seinämän ainesvahvuus materiaalin kiteytyessä.

Vielä eräässä keksinnön suoritusmuodossa on muovailu-elimen hylsy varustettu siirtymäpinnalla kahden pääasiassa putkimaisen sisäpinnan välissä, joilla on toisistaan poikkea-10 va ympärysmitta. Tavallisesti on suuremman ympärysmitan omaavalla pinnalla hyvin pieni aksiaalinen pituus ja se puuttuu kokonaan tietyissä sovellutuksissa. Siirtymäpinta muodostaa muovailuelimen vetoelimen. Myös tuurna on varustettu siirty-mäpinnalla kahden pääasiassa putkimaisen ulkopinnan välillä, 15 joilla on toisistaan eroavat ympärysmitat. Toiselta puolen hylsyn sisäpintojen ja siirtymäpinnan ja toiselta puolen tuurnan ulkopintojen ja siirtymäpinnan väliin muodostuu siten ra-konainen tila, jonka ympärysmitta muuttuu siirtymäpintojen alueella. Hylsy on edelleen varustettu hylsyn akselin suun-20 taisesti liikkuvalla vastimella. Alkuasemassaan tämä on ylemmässä asemassa ylöspäin auki olevan putkimaisen aihion vastaanottamiseksi hylsyn samanaikaisesti sulkiessa vähintään aihion pohjaosan. Tuurnan hylsyn suhteen aksiaalisen liikkeen kautta tapahtuvan aihion muovauksen alkuvaiheessa ovat vas-25 tin ja siten myös aihio pidätetyt alkuasemissaan, jolloin tuurna liikkeensä aikana lisää aihion ympärysmittaa ainakin aihion suuta lähinnä olevalla alueella. Täten muodostuu aihion siirtymäalue kahden pääasiassa putkimaisen materiaali-osan väliin, joilla on toisistaan eroava ympärysmitta.

30 Keksinnön vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa on hylsy edullisesti varustettu pääasiallisesti putkimaisella sisäpinnalla, jonka ympärysmitta kasvaa vetoelimen (tuurnan) ulkopintaa kohti sillä alueella, jolla tällä on suurin ympärysmitta. Tällä alueella on tetyissä suoritusmuodoissa suhteel-35 lisen rajoitettu aksiaalinen pituus. Muovailuelinten suhteellisen liikkeen johdosta siirtyy rako pitkin putkimaista sisäpintaa. Välittömästi kiteisen materiaalin nauhamaisen ma- 10 81 301 teriaalialueen muodostumisen jälkeen on raon leveydellä arvo, joka suurimmillaan on noin 2/5 aihion alkuperäisestä ainespaksuudesta ja tämän jälkeen jatketussa suhteellisessa liikkeessä on raon leveys suurimmillaan noin puolet alkupe-5 räisestä ainespaksuudesta. Raon siirtyessä pitkin hylsyn lieriömäistä pintaa pienenee aihion seinämän ainespaksuus materiaalin kiteytyessä siinä.

Vielä eräässä keksinnön suoritusmuodossa on muotoilu-elimen tuurna varustettu kahden pääasiassa putkimaisen ulko-10 pinnan, joilla on toisistaan poikkeavat ympärysmitat, väliin muodostuvalla siirtymäpinnalla. Tavallisesti on suurimman ym-pärysmita omaavalla pinnalla hyvin pieni aksiaalinen pituus ja se puuttuu kokonaan tietyissä sovellutuksissa. Siirtymä-pinta muodostaa muovailuelimen vetoelimen. Myös hylsy on va-15 rustettu kahden pääasiassa putkimaisen sisäpinnan, joilla on toisistaan eroavat ympärysmitat, väliin muodostuvalla siirtymäpinnalla. Toiselta puolen hylsyn sisäpintojen ja siirtymä-pinnan ja toiselta puolen tuurnan ulkopintojen ja siirtymä-pinnan väliin muodostuu rakomainen tila, jonka ympärysmitta 20 muuttuu siirtymäpintojen alueella hylsyn ja tuurnan ollessa siinä asemassa toistensa suhteen, joka vastaa sitä asemaa välittömästä ennen kuin aihion siirtymäalueen ainespaksuuden pieneneminen alkaa. Muovailuelin on lisäksi varustettu hylsyn ja tuurnan suhteen aksiaalisesti asetettavissa olevalla vas-25 taanottoelimellä. Aihion ollessa asetettuna vastaanottoeli- meen sulkee tämä sisäänsä ainakin yhden aihion pohjaan liittyvät materiaalialueen. Tuurnan aihion suuta kohti tapahtuvan aksiaalisen liikkeen alkuvaiheessa seuraa hylsy tuurnaa sen liikkeen mukana, jolloin hylsy, aihion materiaalin ympä-30 röidessä sen aihion suuta lähinnä olevalla alueella, pienentää aihion ympärysmittaa sanotulla alueella siten, että materiaali jää sen raon sisään, joka muodostuu hylsyn ja tuurnan väliin. Täten muodostuu aihioon pienemmän ympärysmitan omaava materiaalia lue kuin aihiolla on lähinnä aihion pohja-35 osaa sekä siirtymää lue näiden kahden materiaa 1 ialueen väli;n. Siirtymäalueen asema aihion pohjan ja vast, aihion suurennan suhteen määrätään vastaanottoelimen aksiaalisella asetuksella.

11 81301

Vielä eräässä keksinnön suoritusmuodossa on tuurna varustettu vastimella, joka on aksiaalisesti liikkuva tuurnan suhteen. Vastimen liike liittyy tuurnan liikkeeseen siten, että vastin on kosketuksessa aihion pohjaa vasten ja kiinnit-5 tää aihion edellisessä kappaleessa esitettyä vastaanottoelin-tä vasten ainakin tuurnan liikkeen aikana hylsyn suhteen ainespaksuuden pienentämiseksi siirtymäalueel]a.

Keksintöä kuvataan lähemmin oheisiin kuvioihin liittyen, joissa 10 kuvio 1 a-f esittää periaateluonnoksia leikkauksina laitteesta aihion materiaalin kiteyttämiseksi, kuvio 2 a-f esittää periaateluonnoksia leikkauksina erään vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaisesta laitteesta aihion materiaalin kiteyttämiseksi, 15 kuvio 3 a-b esittää periaateluonnoksia leikkauksina aihiosta juuri kun materiaalin valuminen alkaa kiteisen materiaalin nauhamaisen materiaalialueen muodostamiseksi, kuvio 4 a-e esittää leikkausta muovailuelimestä toisiansa seuraavissa muovailuasemissä aihion kiteyttämiseksi 20 sen materiaalipaksuutta pienentämällä, jolloin suuosan sisä-ympärysmitta kasvaa aihion muokkauksen yhteydessä, kuvio 5 a-e esittää leikkausta muovailuelimestä toisiansa seuraavissa muovailuasemissa aihion kiteyttämiseksi sen materiaalipaksuutta pienentämällä, jolloin suuosan sisä-25 ympärysmitta pienenee aihion muokkauksen yhteydessä.

Kuvioissa 1-3 havainnollistetaan sekä keksinnön mukaista menetelmää materiaalin kiteyttämiseksi aihion 10 seinämässä että periaatteellista laitetta tällaisen kiteyttämisen aikaansaamiseksi. Kuviot esittävät laitteen suoritusmuotoa, 30 jossa pääasiallisesti tasomaisen aihion materiaali muotoillaan välimuodoksi, jossa aihiolla on kaksi sivuttain siirrettyä materiaalialuetta ja jossa toisessa materiaalialueessa aines kiteytetään ainespaksuutta pienentämällä.

Kuviot 1 a-f esittävät muovailu- ja kiteytyselintä 20, 35 21, 22, jota jakossa nimitetään muovailuelimeksi ja joka koostuu ensimmäisestä osasta 20, toisesta osasta 21 ja käyttö- ja asetteluelimestä 22, jota jatkossa nimitetään asette- 12 81 301 luelimeksi. Aihio 10 on kokonaan tai osittain muovailuelimen ympäröimä. Nestekanavat 200, 210 ovat järjestetyt säätämään muovailuelimen ensimmäisen ja toisen osan lämpötiloja. Aset-teluelin 22 on varustettu olakkeella 220, joka nojaa muovai-5 luelimen ensimmäiseen osaan 20 sekä lisäksi olakkeella 221, joka nojaa muovailuelimen toiseen osaan 21, jonka lisäksi asetteluelimen alaosa 222 on sovitettu koskettamaan aihiota 10. Jatkossa käytetään ilmaisuja alempi ja ylempi vast, oikea ja vasen yksinkerstamaan kuvausta, jolloin ilmaisut viittaa-10 vat niihin muovaikuelimen vast, aihion suuntiin, iotka esiin tyvät kuvioissa. Kuvioissa valitut suunnat ovat kuitenkin täysin mielivaltaiset. Tämä koskee myös muovailuelimen suuntia kuvioissa 4-5. tluovai.luelimen ensimmäisellä osalla ja toisella osalla on toisiaan vastaan käännetyt pinnat 201 ja 15 vast. 211. Molemmilla pinnoilla on ylempi vertikaalinen pin-taosa 202, 212 ja alempi vertikaalinen pintaosa 203, 213, jotka ovat yhdensuuntaissiirretyt toistensa suhteen S-muotois-ten siirtymäpintojen 204 vast. 214 avulla. Molemmat S-muotoi-set siirtymäpinnat 204, 214 muodostavat muovailuelimet, jot-20 ka ensimmäisen osan 20 suhteellisen liikkeen toiseen osaan 21 nähden siirtävät materiaalia aihion alaosassa sivuttain aihion yläosan materiaalin suhteen ja siten muovailuelimen osien 20 ja 21 jatketun suhteellisen liikkeen johdosta pienentävät ainespaksuutta aihion venyessä osien suhteellisessa 25 liikesuunnassa alkaen sivuttain siirrettyjen materiaalialuei-den välissä sijaitsevasta siirtymäalueesta. Ylemmän ja vast, alemman pinnan yhdensuutanissiirtymä on edelleen siten valittu, että vertikaalisella tasolla, joka muodostaa jatkeen ylemmälle pintaosalle 202 muovailuelimen ensimmäisessä osas-30 sa, on etäisyys alempaan pintaosaan vastaten materiaalipak-suutta aihiosta muodostetun esimuodon 13 kiteytetyssä materiaalissa. Asetteluelimen 22 muodostaa alemman molempien olak-keiden 220, 221 alapuolella oleva levy 223, jonka paksuus täsmää aihion 10 paksuuden kanssa. Levy muodostaa välielimen 35 muovailuelimen ylempien pintaosien 202, 212 välillä, joilla siten on keskinäinen etäisyys, joka suuressa määrin täsmää aihion materiaalipaksuuden kanssa. Edelleen on sillä verti- 13 81 301 kaalisella tasolla, joka muodostaa alemman pintaosan 203 jatkeen muovailuelimen ensimmäisessä osassa, etäisyys alempaan pintaosaan 213 muovailuelimen toisessa osassa vastaten aihion materiaalipaksuutta. Asetteluelin 22, muovailuelimen ensim-5 mäinen osa 20 ja muovailuelimen toinen osa 21 ovat liitetyt käyttöelimiin ja laakeroitu vertikaalisesti liikkumaan. Käyt-töelintä ja laakerointia ei ole esitetty kuvioissa.

Kuviot 1 a-f ja 3 a esittävät askeleittain kuinka aihio 10a muovaillaan esimuodoksi 13. Kuviossa 1 a on aihio 10 si-10 joitettu molempien ylempien pintaosien 202, 212 väliin ja on kosketuksessa asetteluelimen alemman osan 222 kanssa. Käyttö-elin siirtää asetteluelintä alaspäin, jolloin olake 220, joka on kosketuksessa muotoiluelimen esimmäisen osan 20 kanssa, siirtää sitä alaspäin kuviossa siihen asti, että asettelueli-15 men olake 221 nojaa muotoiluelimen toista osaa 21 vasten (kuvio 1 c). Asetteluelimen alempi osa 222 siirtää samanaikaisesti aihiota alaspäin, jolloin aihiota muovataan siten, että ylempi materiaalialue 102 ja alempi materiaalialue 103 muodostuvat. Kumpaakin materiaalialuetta erottaa toisistaan siir-20 tymäalue 104. Asetteluelimen 22 asema on nyt kiinteä muovailuelimen toisen osan suhteen. Käyttöelimet siirtävät edelleen muovailuelimen ensimmäistä osaa alaspäin, jolloin siirtymä-pinta 204 pienentää ainespaksuutta siirtymäalueessa 104 nauhamaisella alueella 105 jäljelle jäävään paksuuteen, joka 25 vastaa sitä paksuutta, jonka materiaali saa vapaassa vedossa plastiseen muodonmuutostilaan (juoksurajaan). Tällöin materiaali kiteytyy nauhamaisella alueella ja siirtymävyähykkeet 106, 107 ei-kiteisen ja kiteisen materiaalin välillä muodos tuvat. Muotoiluelimen ensimmäisen osan jatketun liikkeen 30 aikana siirtyy alempi siirtymävyöhyke 107 alaspäin aihion alemmassa materiaalialueessa 103 aihion materiaalin kiteytyessä ja sinämäpaksuuden pienentyessä materiaalissa jäljelle jäävään materiaalipaksuuteen, joka vastaa sitä, jonka materiaali saa vapaassa vedossa palastiseen muodonmuutokseen as-35 ti. Aihion ylempi materiaalialue 102 on sen jälkeen kun asetteluelimen olake 221 on korkettanut muovailuelimen toista osaa täysin muovailuelimen ympäröimä, minkä johdosta ylemmän '4 81 301 materiaalialueen muoto ei muutu siirtymävyöhykkeiden 106, 107 muodostumisen aikana ja alemman siirtymävyöhykkeen siirtymisen aikana.

Kuviot 2 a-f vastaavat aiemmin kuvattuja kuvioita 1 a-5 f. Yhdensuuntaissiirtymä ylempien pintaosien ja alempien pin-taosien välillä muovailue1imen ensimmäisessä osassa 20a ja muovailuelimen toisessa osassa 21a on kuitenkin suurempi kuin kuvioissa 1 a-f esitetyssä suoritusmuodossa. Asetteluelin 22a on sovitettu vastaamaan tätä suurempaa yhdensuuntaissiirtvmää. 10 Siinä asemassa, iossa asette.1 uelimen 22a vasen olake 220a koskettaa muovailuelimen ensimmäistä osaa, muodostaa asette-luelimen 22a alin osa osittain kosketuspinnan aihion 10 yläreunan ja vasemman sivupinnan kanssa, osittain osapinnan 204a' S-muotoisessa siirtymäpinnassa 204a, joka liittyy muovailu-15 elimen ensimmäiseen osaan.

Aihion muovaileminen kahden sivuttain siirtyneen materiaalialueen 102a, 103a muodostamiseksi sekä niiden väliin jäävän siirtymäalueen 104a muodostamiseksi ja aihion materiaalin kiteyttämiseksi on täysin analoginen sen kanssa, mi-20 tä on kuvattu kuvioiden 1 a-f yhteydessä.

Kuvio 3 a vast. 3 b esittää aihiota 10c vast. 1Og kun ainespaksuutta pienennetään nauhamaisella alueella 105 vast.

105a jäljelle jäävään paksuuteen, joka vastaa sitä paksuutta, jonka materiaali saa vapaassa vedossa plastiseen muodonmuu-25 tokseen asti.

Yllä olevassa yksityiskohtaiessa kuvauksessa liittyen kuvioihin 1-3 on oletettu, että pääasiassa tasomaisen aihion materiaalia muotoillaan. Yllä esitetty liikekaavio muovailu elimen osille, tiedot keskinäisistä etäisyyksistä, ainespak-30 suus kiteytetyssä ja vast, ei-kiteytetyssä materiaalissa voidaan soveltaa mielivaltaisen muotoiselle aihiolle. Seuraavas-sa kuvataan keksinnön sovellutusta putkimaiselle aihiolle, jonka akselin suuntaa vastaan kohtisuoralla poikkileikkauksella on mi clivaItäinen muoto.

35 Kuvioissa 4 a-e esitetään leikkaus mekaanisesta muovai- luelimestä 49 putkimaisen aihion materiaalin kiteyttämiseksi, Kuvioissa on vasen puoli esitetty ilman aihiota vast, esimuo- 15 81 301 toa ja oikea puoli aihion vast, esimuodon kanssa.

Kuvioissa esitetään aihio 30 eri vaiheissa 30 a-d muovailtaessa sitä esimuodoksi 33. Aihion vast, esimuodon sisäpinnalla on kuvioissa viitemerkinnät 300 vast. 330 ja ulko-5 pinnoilla merkinnät 301 vast. 331. Kuvioissa 4 a-e ympäröi vastaanottohylsy 43 jälleen vastinta 42, joka yläpinnastaan on varustettu syvennyksellä, jonka pohjapinta on 420. Tämä liittyy vastaanottohylsyn sisäpintaan 430 ja yhdessä vastaan-ottohylsyn kanssa muodostaa kuppimaisen vastaanottoelimen 10 aihion 30a vastaanottamiseksi. Vastin 42 on aksiaalisesti siirrettävissä vastaanottohylsyn 43 suhteen kuppimaisen vastaanottoelimen syvyyden asettamiseksi. Kuvion esittämässä suoritusmuodossa on vastimeen kiinnitetty keskeinen, kuviossa alaspäin suuntautuva, kierteinen akseli 425, joka on yh-15 teistoiminnassa vastaanottohylsyn keskeisesti kierteisen reiän 432 kanssa. Lukitusmutteri 426 kiinnittää akselin 425 ja siten vastimen siihen aksiaaliseen asemaan vastaanottohylsyn suhteen, johon vastin asetetaan.

Vastaanottohylsyä 43 ympäröi vuorostaan muotoiluhylsy 20 40, joka sisäpinnallaan 402 on kosketuksessa vastaanottohyl syn ulkopinnan 431 kanssa. Muotoiluhylsy on varustettu kanavilla 407 nestettä varten lämpöenergian kuljettamiseksi muo-toiluhylsyyn tai pois siitä. Käyttöelimet (ei esitetty kuvioissa) siirtävät muotoiluhylsyä aksiaalisesti kuppimaisen 25 elimen suhteen. Vastaanottohylsyn sisäpinta 430 muodostaa suuaukossaan pyöristetyn (kuperan) suureunapinnan 434, joka liittyy muotoiluhylsyn sisäpintaan muotoiluhylsyn suun reunassa. Tällä on kovera sisempi suureunapinta 404, jonka kup-pisen vastaanottoelimen aksiaalisessa asemassa muotoiluhyl-30 syn suhteen kuviossa 4 a muodostaa kuppimaisen elimen suun reunapinnan jatkeen ja yhdessä tämän kanssa muodostaa S-muo-toisen sisemmän suun reunapinnan.

Tuurna 41 on järjestetty liikkumaan aksiaalisesti sekä vastaanottohylsyn 43, muotoiluhylsyn 40 että vastimen 42 suh-35 teen (käyttöelimiä ei ole esitetty kuvioissa). Tuurna on varustettu nestekanavi11a 417 lämpöenergian kuljettamiseksi tuurnaan tai pois siitä. Tuurnalla on edelleen ylempi osa 16 81 301 416, jolla on pääasiallisesti lieriömäinen ulkopinta 413 sekä alempi osa 415, jolla on pääasiassa lieriömäinen ulkopinta 412, jonka ympärysmitta on pienempi kuin ylemmän pinnan. Edelleen on tuurnassa siirtymäpinta 414, joka muodostaa siir-5 tymän molempien pääasiassa lieriömäisten pintojen 412, 413 välillä, ja jonka muoto vastaa edellisessä kappaleessa kuvatun S-muotoisen sisemmän suureunapinnan muotoa.

Vastaanottohylsyn 43 ja muotoiluhylsyn 40 yhteyteen on järjestetty rajoitinolakkeet 44, jotka ovat yhteistoiminnas-10 sa aksiaalisesti asetettavissa olevien välielinten 45 kanssa tuurnan 41 yhteydessä. Kuvioissa esitetyssä suoritusmuodossa on välielimet kierretty pidikkeisiin 450 ja ne kiinnitetään asettavaan asemaan lukitusmuttereiden 451 avulla.

Aihio 30a viedään laitteeseen vastimen 42, vastaanotto-15 hylsyn 43 ja muotoiluhylsyn 40 ollessa siinä aksiaalisessa asemassa, joka esitetään kuviossa 4 a. Aihio 30a tulee siten lepäämään vakaasti pohjapintaa 420 vasten vastimen syvennyksessä ja vastaanottohylsy 43 ympäröi sitä. Säilyttäen vasta-mainittujen elimien asemat siirtää käyttöelin tuurnaa 41 20 alaspäin kuviossa siirtyen alemmalla lieriömäisellä pinnallaan aihioon, jolloin aihio 30a ensin kiinnittyy pohjapintaa 420 ja sen ylempää osaa vasten, jonka jälkeen se levitetään tuurnan siirtymäpinnan 414 ja ylemmän lieriömäisen pinnan 413 vaikutuksesta. Aihio saa täten ylemmän lieriömäisen osan 25 303 ja alemman lieriömäisen osan 302, jonka ympärysmitta on pienempi kuin ylemmän osan, samalla kun molempien osien välille muodostuu siirtymäalue 304 (vrt. kuviota 4 b). Kiinnittämällä aihio pohjapintaa 420 vasten varmistetaan se, että siirtymäalue saa oikean sijoituksen aihion suuosan ja sulje-30 tun pohjan suhteen. Tuurnan liike vastinta, vastaanottohyl-syö ja muotoiluhylsyä kohti loppuu kun välielimet 45 kohtaavat rajoitinolakkeet 44. Välielinten asemaa asettamalla saavutetaan se, että tuurnan siirtyminen lakkaa kun rakomaisel-la tilalla, joka muodostuu toiselta puolen tuurnan 41 ja 35 toiselta puolen muotoiluhylsyn 40 sekä vastaanottohylsyn 43 väliin, on leveys, joka vastaa muovaillun aihion 30b mate-riaalipaksuutta. Huovailuelinten asemat vastaavat niitä ase- li 17 81 301 mia, joita on aikaisemmin kuvattu kuvioiden 1 c ja 2 c yhteydessä. Tähän asti on siten tapahtunut ainoastaan aihion materiaalin muovausta ilman, että materiaalia aihiossa olisi venytetty aihion aksiaalisuunnassa. Aihion yläosassa ta-5 pahtunut ympärysmitan lisäys on normaalisti niin vähämerkityksellinen, että se ei aiheuta mitään merkittävää orientaatiota aihion poikkitasossa.

Muotoiluhylsyä 40 (vrt. kuvio 4 c) siirretään nyt ylöspäin kuviossa säilyttäen tuurnan 41 etäisyys vataanottohyΙ-ΙΟ syyn 43 ja vastimeen 42. Iluotoiluhylsyn sisempi kovera suu-reunapinta 404 lähestyy siten tuurnan 41 siirtymäpintaa 414 ja pienentää ainespaksuutta aihion siirtymäalueella 304 arvoon, joka vastaa sitä paksuutta, jonka materiaali saa vapaassa vedessä plastiseen muodonmuutostilaan. Täten kiteytyy ma-15 teriaali nauhamaisella alueella 305 siirtymäalueessa (vrt.

kuviot 1 d, 2d, 3 a, b) ja siirtymävyöhykkeet 306, 307 muodostuvat paksuuden pienentymisen kautta ei vielä kiteytyneeseen materiaaliin.

Käyttöelimet (vrt. kuvio 4 d) siirtävät sen jälkeen 20 muotoiluhylsyä 40 edelleen ylöspäin kuviossa seinämäpaksuu-den pienentyessä samalla vastaten aihion pidentymisestä sen aksiaalisuunnassa. Samanaikaisen seinämäpaksuuden pienenemisen kanssa aihion yläosassa kiteytyy materiaalia. Vastin 42 ja vastaanottohylsy 43 eivät enää ota osaa aihion muovailuun 25 ja viedään siksi pois.

Tietyissä sovellutusesimerkkeissä jatketaan muotoilu-hylsyn liikettä tuurnan 41 suhteen kunnes kaikki aines aihion yläosassa on läpikäynyt paksuuden pienenemisen (vrt. kuvio 4 e). Täten saadaan esimuoto, jossa ainoastaan esimuodon ylä-30 osan materiaali on läpikäynyt paksuuden pienenemisen ja siten saavuttanut vetokiteytymisen. Tämän jälkeen vapautetaan esimuoto laitteistosta. Muovaillusta esimuodosta muodostetaan säiliö, jonka suuaukko, kaula, rinta ja säiliörunko käsittävät säiliön aksiaalisuunnassa vetokiteytettyä materiaalia.

35 Hudosotuneessa säiliössä on juuri mainittujen osien kiteisyys sellainen, että muovailtaessa aihiosta esimuotoa muodostaa syntynyt vetokiteisyys noin 10-17 % koko kiteisestä ma- is 81301 teriaalista säiliön seinämässä. Toisissa sovellutusesimerkeissä muodostaa muovailtu esimuoto toivotun lopputuotteen.

Sellaisissa sovellutusesimerkeissä, joissa toivotaan, että muodostuneen esimuodon suun reunus ei ole vetokiteytet-5 tyä materiaalia keskeytetään muotoiluhylsyn liike ennen kuin kaikki materiaali aihion yläosassa on läpikäynyt paksuuden pienenemisen. Suun reunan materiaali lämpökiteytetään sen jälkeen tietyissä sovellutusesimerkeissä erityisen jäykkää materiaalia olevan ylemmän renkaan muodostamiseksi, johon 10 esimerkiksi voidaan sopivasti liittää kruunukorkki.

Tietyissä sovelltusesimerkeissä, etenkin sellaisissa, joissa toivotaan voitavan käyttää jo olemassa olevaa laitteistoa, ruiskupuristetaan aihion, jonka suuosa on vaurstettu kierteellä ja jonka suuosaan liittyvällä aihion seinämän 15 alueella on sisempi tai ulompi siirtymäpinta materiaalialueel-le, jolla on pienempi ympärysmitta kuin edellä mainitulla. Suuosaan liittyvä alue vetokiteytetään soveltamalla yllä kuvattua tekniikkaa, jonka jälkeen muodostettu esimuoto muotoillaan säiliöksi tavanomaisella puhallustekniikalla.

20 Yllä on kuvattu keksinnön lukuisia suoritusesimerkkejä, joista selvästi käy ilmi, että näihin sisältyy mahdollisuudet mitä suurimmissa määrin valinnaisesti sijo8ttaa ne mate-riaalialueet, jotka vetokiteytetään sekä vapaasti valita niiden aksiaalinen pituus.

25 Kuvioissa 5 a-e esitetään leikkaus mekaanisen muovailu- elimen 59 suoritusmuodosta putkimaisen aihion materiaalin ki-teyttämiseksi. Kuviot esittävät muovailuelintä toisiansa seu-raavissa työasennoissa aihion materiaalin kiteyttämiseksi. Kuviot ovat symmetriset vertikaalisen symmterialinjän suhteen. 30 Vasen puolisko esittää laitetta ilman aihiota 60 vast, esimuotoa 63 ja oikea puolisko laitetta aihion vast, esimuodon kanssa.

Kuvioissa esitetään myös aihio 60 eri muotoiluvaiheis-sa 60 a-d esimuodoksi 63. Aihion sisäpinnalla on kuvioissa 35 viitemerkintä 600 ja sen ulkopinnalla on viitemerkintä 601.

Vastaaville pinnoille esimuodossa 63 on käytetty merkintöjä 630 vast. 631.

19 81 301

Kuvioissa 5 a-e on jälleen vastaanottohylsy 52, jolla on sisäpinta 520, joka muodostaa kuppimaisen elimen aihion 60a vastaanottamiseksi.

Vastaanottohylsyn yläpuolelle on järjestetty vetotuur-5 na 50, joka alaosassaan päättyy vastimeen 507, jolla on ulompi rajapinta 508, jonka muoto on sovitettu vastaamaan aihion sisäpintaa sen suljetussa osassa. Vetotuurnalla on ylempi osa, jolla on pääasiallisesti lieriömäinen ulkopinta 502 ja alempi osa, jolla on pääasiallisesti lieriömäinen ulkopinta 503, 10 jolla on suurempi ympärysmitta kuin ylemmällä ulkopinnalla. Molemmat 1ieriöpinnat liittyvät toisiinsa siirtymäpinnan 504 välityksellä. Vastin 507 on aksiaalisesti siirrettävissä ve-totuurnan suhteen siten, että vastin on kiinnitetty liuku-tangon 505 alaosaan, joka kulkee vetotuurnassa olevassa kes-15 keisessä lieriömäisessä ontelossa. Liukutankoon järjestetty pysäytyselin 509 määrää pääteaseman liukutangon alaspäin suunnatulle liikkeelle ja siten vastimen alimman aseman.

Vetotuurnaa ympäröi ainakin alemman lieriömäisen pinnan 503 yläosassa, siirtymäpinnalla 504 ja ylemmän lieriömäisen 20 pinnan 502 alaosassa sijaitsevalla alueella muotoiluhylsy 51, jonka sisäpinta yhdessä vetotuurnan ulkopintojen kanssa muodostaa raon, jonka rakoleveys pääasiallisesti täsmää aihion seinämän paksuuden kanssa. Siten myös muotoiluhylsyn sisäpinnalla on ylempi osa, jolla on pääasiallisesti lieriömäinen 25 sisäpinta 512 ja alempi osa, jolla on pääasiallisesti lieriömäinen sisäpinta 513, jolla on suurempi ympärysmitta kuin ylemmällä sisäpinnalla. Molemmat lieriöpinnat liittyvät toisiinsa siirtymäpinnan 514 välityksellä.

Muotoiluhylsyyn 51 on edelleen kiinnitetty pidätyselin 30 54, johon liukutangon 505 ylempi osa on ruuvattu ja kiinni tetty mutterin avulla. Tämän rakenteen ansiosta vastimen 507 etäisyys muotoiluhylsyyn 51 ja erityisesti sen siirtymäpin-taan 514 on säädettävissä. Esitetty rakenne muodostaa ainoastaan esimerkin siitä, miten tällainen säädettävä asennus vas-35 timen 507 ja muotoiluhylsyn 51 etäisyyden välillä voidaan aikaansaada.

Muotoiluhylsy 51 on laakeroitu liukuelimiin (ei esi- 20 81 301 tetty kuvioissa), joita pitkin muotoiluhylsyä siirretään kiinteän liukutangon 505 ja siihen järjestetyn vastimen 507 kanssa muotoiluhylsyn aksiaalisuunnassa siihen asemaan, ja pois siitä (vrt. kuvio 5 b), jossa muotoiluhylsy sulkeutuu 5 vastaanottohylsyä 52 vasten ja jossa toiselta puolen veto-tuurnan alemman lieriömäisen pinnan 503 ja vastimen ulomman rajapinnan 508 sekä toiselta puolen vastaanottopinnan 520 väliin muodostuu rako, jonka leveys pääasiassa täsmää aihion 60 materiaalipaksuuden kanssa. Vasta mainittu rako liittyy 10 siirtyen aikaisemmin kuvattuun rakoon vetotuurnan 50 ja muotoiluhylsyn 51 välillä.

Kuvioissa 5 c ja 5 d esitetään eräs mekaanisen muovai-luelimen suoritusmuoto, jossa vastaanottohylsy 52 käsittää pääasiallisesti lieriömäisen hylsyosan 522 ja tämän sisällä 15 sijaitsevan pohjaosan 523, jolla on maljamainen ylempi rajapinta, joka on sovitettu vastaamaan aihion suljetun pohjan muotoa. Säätöruuveilla 524 asetetaan pohjaosa aksiaalisuunnassa lieriömäisen hylsyosan 522 suhteen ja siten muotoilu-hylsyn 51 suhteen, kun tämä on liittynyt vataanottohylsyyn 20 52. Sekä muotoiluhylsy että vetotuurna 50 ovat varustetut kanavilla 516 vast. 506 nesteenkuljetusta varten lämpöenergian viemiseksi tai poiskuljettamiseksi hylsystä vast, veto-tuurnasta. Jotta kuviot eivät olisi tarpeettoman monimutkaisia, ovat kanavat esitetty ainoastaan kuvioissa 5 c ja 5 d.

25 Aihion 60a muokkaamiseksi esimuodoksi viedään aihio vastaanottohylsyyn 52 (vrt. kuvio 5 a), jonka jälkeen käyttö-elimet (ei esitetty kuvioissa) siirtävät vetotuurnan 50 ja vastimen 507 vastaanottohylsyä vastaan asemaan, jossa vastin 507 pitää aihion paikallaan vastaanottohylsyn pohjaosaa 523 30 vasten ja jossa vetotuurnan 50 siirtymäpinta 504 on asemassa, joka aihion jatketussa muokkauksessa määrää mihin aihion siirtymäalue 604 muodostuu.

Sen jälkeen käyttöelimet siirtävät muotoiluhylsyn 51 kosketukseen vastaanottohylsyä 52 vasten, jolloin muotoilu-35 hylsyn alempi sisäpinta 513 sulkee sisäänsä aihion ylemmän osan, jolloin muotoiluhylsyn siirtymäpinta 514 muotoiluhylsyn liikettä jatkettaessa kuristaa materiaalia aihion ylem- 21 81301 mässä osassa siinä raossa, joka esiintyy muotoiluhylsyn ylemmän lieriömäisen pinnan 512 ja vetotuurnan ylemmän lieriömäisen pinnan 502 välissä (vrt. kuvio 5 b). Kuristuksen yhteydessä aihioon muodostuu ylempi pääasiassa lieriömäinen mate-5 riaalialue G02, jolla on pienempi ympärysmitta kuin aihion alemmalla, pääasiallisesti lieriömäisellä materiaalialueella 603. Molempia materiaalialueita erottaa siirtymäalue 604. Muotoiluelimen asemat vastaavat siitä asemia, jotka on kuvattu kuvioiden 1 c ja 2 c yhteydessä.

10 Käyttöeliraet (ei esitetty kuvioissa) siirtävät (vrt.

kuvio 5 c) sen jälkeen vetotuurnaa kuviossa ylöspäin, jolloin materiaalipaksuus nauhamaisella alueella 605 siirtymäalueel-la aihion ylemmän lieriömäisen osan 602 ja aihion alemman lieriömäisen osan 603 välissä pienenee paksuuteen, joka vas-15 taa sitä paksuutta, jonka materiaali saa vapaassa vedessä plastiseen muodonmuutostilaan. Tällöin materiaali kiteytyy nauhamaisella alueella ja siirtymävyöhykkeet 606, 607 muodostuvat sen materiaalin, jolla on muuttumaton paksuus, ja kiteytyneen materiaalin välille. Vetotuurnan jatketun aksiaa-20 lisen siirtymisen aikana muotoiluhylsyn 51 suhteen siirtyy ylempi siirtymävyöhyke 607 ylöspäin kuviossa aihion samanaikaisesti pidentyessä aksiaalisuunnassaan ja aihion materiaalin kiteytyessä kuristetussa ylemmässä materiaalialuees-sa. Aihion kiteytyessä säilytetään aihion kuristamisen yhtey-25 dessä saamat ulommat halkaisijat muuttumattomina.

Kun paksuuden pieneneminen ja siten kiteytyminen on päättynyt aihion yläosan koko materiaalissa (vrt. kuvio 5 e) on siten muodostunut esimuoto, jonka alaosa ei ole vetoki-teytettyä materiaali ja jonka yläosa käsittää vetokiteytettyä 30 materiaalia.

Kuvioiden 4-5 yhteydessä on aihio esitetty suljetun pohjaosan kanssa. Kuvattu tekniikka on kuitenkin sovellettavissa myös molemmista päsitään avoimiin putkiin. Vrt. esimerkiksi kuvion 4 mukaista suoritusmuotoa, jossa aihion sul-35 jettu pohja ei ole mukana vaikuttamassa muovailu- ja kitey-tystapahtumaan, vaan ainoastaan muodostaa välineen aihion asettamiseksi oikeaan asemaan muovailu- ja kiteytyselimessä.

22 81 301

Kuvioiden 4-5 selityksessä on käytetty ilmaisuja lieriömäinen muoto, lieriömäinen pinta, halkaisija jne. Kuten jo on osoitettu, on keksintö kuitenkin sovellettavissa putkimaisille aihioille, sekä avoimille että suljetuille, joil-5 la on mielivaltainen, esimerkiksi neliömäinen, suorakaiteen muotoinen, monikulmainen poikkileikkaus, tai poikkileikkauksella on käyrä, suljettu tai avoin raja jne.

Siirtymäalueen 304, 604 asema toistensa suhteen sivuttain siirrettyihin materiaalialueisiin 302, 602 vast. 303, 10 603 nähden voidaan pääasiassa valita mielivaltaisesti muoka tun aihion aksiaalisuunnassa. Tämä antaa myös mahdollisuuden tarpeen vaatiessa järjestää materiaalia lähinnä suljettua pohjaa olevalle raateriaalialueelle 302 sitä säiliön pohjaa varten, joka muodostetaan esimuodosta.

15 Muodostettaessa nauhamaista aluetta 105, 305, 605, jo ka käsittää kiteisen materiaalin ja jatkettaessa aihion materiaalin kiteyttämistä siirtymävyöhykkeitä 106, 107; 306, 307; 606, 607 siirtämällä, ei materiaalin lämpötilan sallita nousevan yli tietyn suurimman arvon. Tämän aikaansaamiseksi 20 pidetään ainakin ne muovailuelimen pinnat, jotka ovat materiaalia vasten siirtymävyöhykkeissä ja/tai kiteytettyä materiaalin vasten 125°C alittavassa lämpötilassa ja edullisesti lämpötila-alueella 70-105°C.

On yllättäen osoittautunut, että toivottu vaikutus saa-25 vutetaan myös kun muotoiluelimen ensimmäisten osien 20, 40 50 ja muotoiluelimen toisten osien 21, 41, 51 välinen etäisyys siirtymävyöhykkeen siirron yhteydessä on pienempi kuin se paksuus, jonka materiaali saisi vapaassa vedossa plastiseen muodonmuutostilaan. Siten muodostuu myös tässä tapauk-30 sessa vetokiteytettyjä materiaalialueita materiaalipaksuuden pienenemisen yhteydessä.

Kaikissa keksinnön kuvatuissa suoritusmuodoissa on putkimaisen aihion siirtymäalue ja siirtymävyöhykkeet saatu muokkaamalla aihion ylempää osaa, joka liittyy aihion suuhun. 35 On kuitenkin yllättäen osoittautunut mahdolliseksi teityissä keksinnön suoritusmuodoissa aikaansaada siirtymäalue ja siirtymävyöhykkeet pienentämällä aihion alemman (pohja)osan ym-

Claims (10)

23 81 301 pärysmittaa. Sen jäljeen tapahtuu vetäminen ja materiaalin kiteytys sen tekniikan mukaisesti, jota jo on kuvattu. Erityisesti suuren aksiaalisen pituuden omaavien esimuotojen yhteydessä on ilmeistä, että siirtymäalueen aikaansaaminen aihion alempaa osaa muovaamalla on suuri etu.

1. Menetelmä esimuodon (13, 33, 63) muodostamiseksi muovaamalla ja kiteyttämällä materiaalia lämpömuovautuvan aihion (10, 30, 60) seinämässä, jolloin kiteyttäminen tapahtuu pienentämällä yhdessä tai useammassa vaiheessa materiaalin paksuutta, jolloin pienennys vastaa sitä, jonka materiaali saa vapaassa vedossa plastiseen muodonmuutostilaan (juoksura-jaan), jolloin aihion seinämään muodostetaan ensimmäisessä muovailuvaiheessa ensimmäinen materiaalialue (102, 302, 602), toinen materiaalialue (103, 303, 603) ja niiden välissä sijaitseva siirtymäalue (104, 304, 604), jossa molemmat mate-riaalialueet ovat sivusuunnassa toistensa suhteen siirretyt, ja että toisessa muovailuvaiheessa mekaanisen muovailuelimen (29, 49, 59) ensimmäisen osan (20, 40, 50) ja toisen osan (21, 41 vast. 51) välisellä suhteellisella liikkeellä siir-tymäalueella materiaalipaksuus pienennetään siirtymäalueen nauhamaisella alueella (105, 305, 605) jäljelle jäävään paksuuteen, joka vastaa sitä paksuutta, jonka materiaali saa vapaassa vedossa juoksurajaan materiaalin kiteyttämiseksi nauhamaisella alueella ja siirtymävyöhykkeiden (106, 107; 306, 307; 606, 607) muodostamiseksi kiteytymättömään materiaaliin, tunnettu siitä, että toisessa muovailuvai-hessa mekaanisen muovailuelimen muovailupinnat sulkevat sisään materiaalin molemmat rajapinnat ja ovat kosketuksessa niihin nauhamaisella alueella ja että ainakin yhtä siirtymä-vyöhykettä (106, 305, 606 tai 107, 307, 607) siirretään aihiossa mekaanisen muovailuelimen avulla sanotun vyöhykkeen rajapintojen ollessa kosketuksessa muovailuelimen materiaa- 24 81301 Iin kiteytyessä aihiossa muovailuelimen pienentäessä kiteyty-mättömän materiaalin seinämäpaksuutta paksuuteen, joka vastaa sitä, jonka materiaali saisi vapaassa vedossa juoksura-j aan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiteytysmenetelmä, tunnettu siitä, että siirtymävyöhykkeen (107, 307, 607) siirtyessä aihiossa, pienin etäisyys muovailuelimen en simmäisen osan (20, 40, 50), sen kosketusalueella aihion yhtä pintaa vasten siirtymävyöhykkeessä, ja toisen osan (21, 41, 51) välillä, sen kosketusalueella aihion vastakkaista pintaa vasten, on sellaista suuruusluokkaa, että se vastaa sitä paksuutta, jonka materiaali saisi vapaassa vedossa plastiseen muodonmuutostilaan ja, että etäisyys silloin edullisesti ylittää tämän paksuuden.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiteytysmenetelmä, tunnettu siitä, että siirtymävyöhykkeen (107, 307, 607) siirtyessä aihiossa pienin etäisyys muovailuelimen ensimmäisen osan (20, 40, 50), sen kosketusalueella aihion yhtä pintaa vasten siirtymävyöhykkeessä, ja muovailuelimen toisen osan (21, 41, 51) välillä, sen kosketusalueella aihion vastakkaista pintaa vasten, on sellaista suuruusluokkaa, ci tä se vastaa sitä paksuutta, jonka materiaali saisi vapaassa vedossa platiseen muodonmuutostilaan ja, että etäisyys silloin edullisesti alittaa tämän paksuuden.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen kiteytysmenetelmä, tunnettu siitä, että putkimaiseen aihioon (30), jolla on sisäpinta (300) ja ulkopinta (301), muodostetaan ensimmäinen mater iaalialue (302), toinen materiaalisia (303) ja siirtymäalue (304), jossa siirtymäalueen poikkileikkauksella on sisempi ja ulompi rajaviiva, joiden pituuksia muutetaan siirrettäessä poikkileikkausta aihion akselisuun-nassa, että siirtymäalue (304, 604) muodostetaan muokkaamalla pääasiassa putkimaista aihiota (30, 60), joka on edullisesti suljettu toisesta päästään, säilyttäen materiaalin pääasiassa amorfinen rakenne tai että siirtymäalue (304) muodostetaan aihion (30c) ruiskupuristuksen yhteydessä. 25 81 301

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kiteytysmenetelmä, tunnettu siitä, että ulkoinen, edullisesti rengasmainen vetoelin (40) muotoiluelimessä (49) sijoitetaan siir-tymäalueen (304) ulompaa pintaa (301) vasten, että vetoelin-tä (40) siirretään aihion akselisuunnassa etäisyyden pienentyessä siirtymäalueen sisäpintaa (300) vasten koskettavan muotoiluelimen toisen osan pintaa (414), 413) kohti, joka edullisesti on muotoiltu tuurnaksi (41), jolloin aihion materiaalin seinämäpaksuus nauhamaisella alueella (305) veto elimen (40) ja muotoiluelimen toisen osan välissä pienenee jäljelle jäävään suurimpaan paksuuteen, vastaten polyetylee nitereftalaatilla noin 2/5 alkuperäisestä materiaalipaksuu-desta siirtymäalueella, jolloin siirtymävyöhykkeet (306, 307) muodostuvat ja että vetoelin (40), liikettä jatkettaessa muotoiluelimen toisen osan (41) suhteen, siirtää yhtä siirtymä-vyöhykettä (307) aihion akselisuunnassa aihion materiaalin kiteytyessä kiteytymättömän materiaalin seinämäpaksuuden pienentyessä.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kiteytysmenetelmä, tunnettu siitä, että muotoiluelimen (59) sisempi edullisesti rengasmainen vetoelin (50) asetetaan siirtymäalueen (604) sisäpintaa (630) vasten, että vetoelintä (50) siirretään aihion aksiaalisuunnassa siten, että etäisyys siirtymäalueen ulkopintaan (601) kosketuksessa olevaan muotoiluelimen toisessa, edullisesti hylsyksi (51) muodostetussa osassa sijaitsevaan pintaan (512, 514) nähden pienenee, jolloin aihion materiaalin seinämäpaksuus nauhamaisella alueella (605) vetoelimen (50) ja muotoiluelimen toisen osan välillä pienenee jäljelle jäävään suurimpaan paksuuteen vastaten sitä paksuutta, jonka materiaali saa vapaassa vedossa plastiseen muodonmuutostilaan (polyetyleenitereftalaatUla noin 2/5 siirtymäalueen alkuperäisestä materiaalipaksuudes-ta), jolloin siirtymävyöhykkeet (606, 607) muodostuvat ja että vetoelin (50) sen jatketun liikkeen aikana muotoiluelimen toisen osan suhteen siirtää yhtä siirtymävyöhykettä (607) aihion akselisuunnassa aihion materiaalin kiteytyessä kitey- 26 81 301 tymättömän materiaalin seinämäpaksuuden pienentyessä.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiteytysmenetelmä, tunnettu siitä, että muotoiluelimen muotoilupintojen lämpötila, materiaalin ollessa polyetyleenitereftalaattia, on alle noin 125°C ja edullisesti lämpötila on alueella 7C-105°C.

8. Mekaaninen muotoiluelin (49, 59) esimuodon (33, 63; valmistamiseksi putkimaisesta aihiosta (30, 60) kiteyttämällä aihion materiaali, tunnettu siitä, että siinä ci. ulompi hylsy (40, 51) ja sisempi tuurna (41, 50) järjestet tynä aksiaalisesti liikkumaan toistensa suhteen hylsyn ja tuurnan sulkiessa väliinsä aihion (30, 60) materiaalin ja että hylsyllä (40, 51) ja tuurnalla (41, 50) on kehämäiset siirtymäpinnat (404, 514 ja 414, 504), joiden ympärysmitta kasvaa tai vaihtoehtoisesti vähenee akselisuuntaa vastaan kohtisuorissa poikkileikkauksissa, jotka siirtymäpinnat muodostavat vetoelimessä (40, 50) tai vetoelimen (40, 50) kanssa yhteistoiminnassa olevassa muotoiluelimessä (41, 51) pinnat, jotka ovat kosketuksessa siirtymäalueen (304, 604) kanssa aihion materiaalialueiden (302, 303; 602, 603) välillä, joilla on keskenään erisuuruinen etäisyys aihion akseliin j-että vetoelin (40, 50) ja muotoiluelin (41, 51) ovat sovitetut asettumaan suhteellisen liikkeen aikana pienimpään etäisyyteen toisiinsa nähden, vastaten polyetyleenitereftalao-h la arvoa, joka suurimmillaan on noin 2/5 aihion alkuperäisestä materiaalipaksuudesta siirtymäalueella, minkä johdosta materiaali kiteytyy nauhamaisella materiaalialueelia (305, 605) ja siirtymävyöhykkeet (306, 307; 606, 607) muodostuva'; kiteytymättömään materiaaliin ja että vetoelin ja muotoilu -elin jatketun aksiaalisen toistensa suhteen tapahtuvan liikkeen johdosta siirtävät ainakin yhtä siirtymävyöhykettä (307, 607) aihiossa ollessaan kosketuksessa materiaalia vasten sii: tymävyöhykkeen tai siirtymävyöhykkeiden rajapinnoissa aihior materiaalin kiteytyessä materiaalin seinämäpaksuuden pienenemisen johdosta jäljelle jäävään materiaalipaksuuteen va? täten polyetyleenitereftalaatilla arvoa, joka suurimmillaan 27 8 1 301 on noin 2/5 alkuperäisestä materiaalipaksuudesta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen mekaaninen muotoilu-elin (49), tunnettu siitä, että tuurna (41) on varustettu rengasmaisella tai pylväsmäisellä ulkopinnalla (413), joka muodostaa raon vetoelimen (40) sisäpinnan (402) kanssa sillä alueella, jossa sisäpinnalla on pienin ympärysmitta, joka rako tuurnan ja vetoelimen suhteellisesta liikkeestä siirtyy pitkin ulkopintaa (413) ja jolla välittömäsi:1 kiteisen materiaalin nauhamaisen materiaalialueen (305) muodostumisen jälkeen on rakoleveys vastaten polyetyleenitere-ftalaatilla suurimmillaan arvoa noin 2/5 aihion alkuperäisestä materiaalipaksuudesta ja sen jälkeen jatketun suhteellisen liikkeen yhteydessä on raolla rakoleveys, joka polyety-leenitereftalaatilla suurimmillaan on noin puolet aihion alkuperäisestä materiaalipaksuudesta, jolloin suhteellisen liikkeen aikana kiteytyneen materiaalin nauhamaisen materiaalialueen (305) muodostumisen jälkeen vetoelin (40) siirtää siirtymävyöhykettä (307) aihion akselisuunnassa aihion materiaalin kiteytyessä materiaaliseinämän paksuuden pienenemisen johdosta.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen mekaaninen muotoilu-elin (59), tunnettu siitä, että hylsy (51) on varustettu suljetulla rengasmaisella tai pylväsmäisellä sisäpinnalla (lieriöpinnalla) (512), joka muodostaa raon vetoelimen (50) ulkopinnan (503) kanssa sillä alueella, jossa ulkopinnalla on suurin ympärysmitta, joka rako hylsyn ja vetoelimen suhteellisesta liikkeestä siirtyy pitkin sisäpintaa (512) ja jolla välittömästi kiteisen materiaalin nauhamaisen materiaalialueen (605) muodostumisen jälkeen on rakoleveys, joka po-lyetyleenitereftalaatilla vastaa suurimillaan arvoa noin 2/5 aihion alkuperäisestä materiaalipaksuudesta ja sen jälkeen jatketun suhteellisen liikkeen yhteydessä on raolla rakoleveys, joka polyetyleenitereftalaatilla vastaa suurimmillaan noin puolta aihion alkuperäisestä materiaalipaksuudesta, jolloin suhteellisen liikkeen aikana kiteytyneen materiaalin nauhamaisen materiaalialueen (605) muodostumisen jälkeen ve- 28 81 301 toelin (50) siirtää siirtymävyöhykettä (607) aihion akseli-suunnassa aihion materiaalin kiteytyessä materiaalin seinä-mäpaksuuden pienentymisen johdosta.