FI98284C - Laite ja menetelmä muoviputken valmistamiseksi - Google Patents

Description

98284

Laite ja menetelmä muoviputken valmistamiseksi Tämän keksinnön kohteena on laite muoviputken valmistamiseksi, jossa on suulakepuristin sulan muovin 5 suulakepuristamiseksi vähintään yhdestä renkaanmuotoi- sesta suuttimesta, suulakepuristimen jatkeena oleva oleellisesti lieriömäinen muotti muoviputken ulkopinnan muotoilemiseksi, oleellisesti suulakepuristimen sisällä oleva pitkänomainen tuurna, ja tuurnan jatkeena suutti-10 men ulkopuolella oleva, oleellisesti lieriömäinen keer-na. Keksinnön kohteena on myös menetelmä muoviputken valmistamiseksi.

Tällainen laite on tunnettu esimerkiksi US-pa-tenttijulkaisusta 4 846 660. Muoviputken valmistuslait-15 teiden tuotantonopeuden kasvaessa laitteen keskiviivalla sijaitseva keerna on tehtävä yhä pitemmäksi, jotta muoviputki ennättäisi jäähtyä riittävästi ennen kuin keer-nan kalibroiva vaikutus putken sisäpintaan lakkaa. Tuurna ja siihen liitetty keerna voidaan kiinnittää laitteen 20 muihin osiin, useimmiten suulakepuristimeen, ainoastaan tuurnan alkupäästä, jossa kiinnitysvälineet eivät estä muovin virtausta. Tämän tunnetun kiinnitysratkaisun epäkohtana on, että tuurna ja keerna eivät ole koaksiaali-sia suulakepuristimen ja muotin keskiviivan kanssa vaan 25 sijaitsevat varsinkin keernan osalta sen alapuolella.

Tuurnan ja keernan epäkeskisen sijainnin seurauksena laitteessa valmistetun muoviputken seinämävahvuus vaih-telee kehän suunnassa, mikä on putken lujuuden kannalta haitallista. Erikoisen paljon ongelmia putken seinämän 30 epäkeskisyydestä aiheutuu valmistettaessa putkia materi aaleista, joiden kutistuvuus riippuu kiteisyysasteesta. Esimerkiksi polyeteeniputket taipuvat helposti banaanin muotoon juuri tästä ongelmasta johtuen.

Julkaisusta WO 91/06417 tunnetaan laite muoviput-35 ken valmistamiseksi, jossa tuurna on kiinnitetty jousta- 2 98284 vasti suulakepuristimeen, niin että tuurnaa ja siten myös keernaa voidaan säätää poikittaisessa suunnassa koaksiaalisuuden aikaansaamiseksi. Joustavuuden aikaansaamiseksi tuurna on kiinnitetty suulakepuristimeen toi-5 siinsa nähden säädettävien kalottimaisten pintojen välityksellä.

Edellä esitetyn tunnetun laitteen epäkohtana on, että sen avulla on lähes mahdotonta saada tuurnan ja keernan muodostava yksikkö koaksiaaliseksi suulakepuris-10 timen ja muotin keskiviivan kanssa. Käytäntö on nimittäin osoittanut, että sekä tuurnan että keernan saaminen koaksiaaliseen asentoon on käytännössä mahdotonta, koska niiden pituusakselit ovat useimmiten kulmassa keskenään. Jos siis tuurnaa säädetään sen kiinnityskohdasta niin, 15 että se sijaitsee koaksiaalisesti suulakepuristimen sisällä, asettuu keerna yleensä asentoon, jossa sen loppupää on alempana kuin tuurnaan kiinnitetty alkupää. Mainitussa WO-julkaisussa ei ole esitetty miten tuurnan kiinnityskohdan säätö käytännössä toteutetaan, mutta 20 tunnetuissa laitteissa, joissa tämä säätömahdollisuus on olemassa, laite on pysäytettävä säädön ajaksi.

Tämän keksinnön päämääränä on saada aikaan laite muoviputken valmistamiseksi, jossa sekä tuurna että keerna on saatettavissa koaksiaaliseen asentoon suulake-25 puristimeen ja muottiin nähden. Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että tuurna ja keerna on liitetty toisiinsa niin, että niiden keskiviivat ovat saatettavissa kulmaan keskenään liitoksen kohdalla, ja että tuurnan ja keernan välissä on välineet liitospinto-30 jen suhteellisen liikkeen aikaansaamiseksi.

Keksintö perustuu siihen tosiasiaan, että muovi-putkiaihio on huomattavasti pehmeämpi keernan alkupään kohdalla kuin sen loppupään kohdalla laitteen ollessa käytössä. Kun tuurnan ja keernan välistä kulmaa muute-35 taan, loppupäästään jäykkään putkiaihioon tukeutuva

Il I »lii l i lit· 3 98284 keerna kiertyy loppupään reunan pisteen ympäri, jolloin keernan alkupää siirtyy muotissa tämän poikkisuunnassa kuljettaen tuurnan loppupään mukanaan. Tuurnan ja keer-‘ nan välisten säätöelimien ansiosta säätötoimenpide voi- 5 daan suorittaa laitteen ajon aikana.

Keksinnön eräälle edulliselle suoritusmuodolle on tunnusomaista, että tuurnan kartiomaisesti laajenevan osan päätypinnassa on tuurnan keskiviivalla sijaitseva ulkoneva tappi, joka on tuurnan liitospinnan ympäröimä, 10 ja että keernan liitospinta sijaitsee renkaanmuotoisessa päätykappaleessa, joka ympäröi tappia. Tämä rakenne mahdollistaa yksinkertaisella tavalla tuurnan ja keernan keskinäisen säädön. Jotta tuurnan ja keernan väliin ei tunkeutuisi muoviainetta, on edullista, että tuurnan 15 tapissa on välineet tuurnan ja keernan liitospintojen puristamiseksi toisiaan vasten. Nämä välineet voivat olla muodostetut tapille kierretystä mutterista tai tappia ympäröivästä jousesta.

Keksinnön erään erittäin edullisen suoritusmuodon 20 mukaan tuurnan ja keernan välissä on lämpötilan vaikutuksesta muotoaan ja/tai kokoaan muuttava säätökappale, jonka avulla tuurnan ja keernan liitospintojen suhteellinen liike on aikaansaatavissa. Tällaisen säätökappa-leen avulla tuurnan ja keernan välistä kulma-asentoa 25 voidaan yksinkertaisesti muuttaa muuttamalla säätökappa-leen lämpötilaa esimerkiksi sähkövirran avulla. Tällaisesta säätökappaleesta on erityisesti se etu, että laitetta ei tarvitse pysäyttää säädön ajaksi. Tällainen säätökappale voi sijaita esimerkiksi edellä mainitun 30 tuurnan tapin ja keernan päätykappaleen välissä.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä muoviputken valmistamiseksi laitteen avulla, jossa on suulakepuristin sulan muovin suulakepuristamiseksi vähintään yhdestä renkaanmuotoisesta suuttimesta, suulakepuristimen jat-35 keena oleva oleellisesti lieriömäinen muotti muoviputken 4 98284 ulkopinnan muotoilemiseksi, oleellisesti suulakepuristimen sisällä oleva pitkänomainen tuurna, ja tuurnaan liitetty suuttimen ulkopuolella oleva oleellisesti lieriömäinen keerna.

5 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomais ta, että tuurnan sijainnin säätämiseksi muottiin nähden tämän keskiakselia vastaan kohtisuorassa suunnassa keer-nan ja tuurnan viivojen välistä kulmaa muutetaan, kunnes loppupäästään jo jäähtyneeseen putkiaihioon tukeutuvan 10 keernan alkupää on siirtänyt tuurnan loppupään haluttuun asemaan.

Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheiseen piirustukseen viitaten, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista laitetta peri-15 aatteellisena sivukuvana, kuvio 2 esittää laitteen yksityiskohtaa pituus-leikkauksena, kuvio 3 esittää laitteen toista suoritusmuotoa pituusleikkauksena, ja 20 kuvio 4 esittää laitteen kolmatta suoritusmuotoa pituusleikkauksena.

Kuvion 1 mukaisessa muoviputken valmistuslait-teessa on suulakepuristin 1, siihen liittyvä puristuspää 2 ja puristuspäästä ulkoneva suulakepuristushylsy 3. 25 Laitteessa on lisäksi lieriömäinen muotti, joka on muodostettu kahdesta päättömästä rivistä kokilleja 4 ja 5, jotka kohtaavat toisensa suulakepuristushylsyn 3 kohdalla muotin muodostamiseksi. Kokillit kulkevat muotin kohdalla ohjauskiskoja 6 pitkin. Kuviossa nähdään myös 30 laitteen tuottamaa valmista muoviputkea 7.

Suulakepuristimen ja kokillien 4, 5 muodostaman muotin keskiviivalla on muoviputken sisätilan muodostava tuurna 8 ja sen jatkeena oleva keerna 9 laitteen tuotantosuunnassa katsottuna. Tuurna koostuu muotonsa puolesta 35 kahdesta osasta, lieriömäisestä alkuosasta 10 ja kar- :» . . Ei;i ·ιιη mn 5 98284 tiomaisesti laajenevasta loppuosasta 11, jonka loppupää-' hän keerna on liitetty. Suulakepuristushylsy 3 päättyy olennaisesti tuurnan laajenevan osan loppupään kohdalla, * jossa siten suulakepuristimen suutin 12 sijaitsee. Esi- 5 tetyssä laitteessa on kaksi samankeskistä suutinta. Tuurna 8 on alkupäästään kiinnitetty suulakepuristimeen tai laitteen runkoon säädettävästi esimerkiksi julkaisusta WO-91/06417 esitetyllä tavalla tai vaihtoehtoisesti kiinteästi.

10 Kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa tuurnan laa jenevan osan 11 loppupäähän on ruuveilla 13 kiinnitetty pyöreä levy 14, jonka keskellä on tuurnasta ulkoneva ontto tappi 15. Tapin päässä on ulkopuoliset kierteet, joille on kierretty mutteri 16.

15 Keerna 9 on halkaisijaltaan vakio ja siinä on välineet, kuten kanavat 17, jäähdytysainetta varten. Keerna on siten tuurnasta poiketen jäähdytetty ja sen alkupää sijaitsee olennaisesti suuttimen 12 kohdalla, sopivimmin vähän suuttimen jälkeen. Keernan etupäässä on 20 renkaanmuotoinen päätykappale 18, joka ympäröi tappia 15 ja jonka tuurnaan päin oleva liitospinta 19 on poikkileikkaukseltaan kaareva. Päätykappaleen kaareva pinta 19 painautuu tuurnan laajenevan osan 11 takaosassa olevaan vastaavanmuotoiseen liitospintaan 20. Liitospinnat 19, 25 20 ovat kumpikin pallomaisen pinnan osia, jotka pinnat ovat kuperia laitteen tuotantosuunnassa katsottuna.

Keernan päätykappale 18 lepää mutteria 16 vasten kaarevan rengaspinnan 21 välityksellä liitospintojen 19, 20 painamiseksi vastakkain. Tapin 15 ja päätykappaleen 30 18 välissä on säätökappale 22, joka on ainetta, joka lämpötilan vaikutuksesta muuttaa muotoaan ja/tai kokoaan. Säätökappale on liitetty ei-esitetyn johdon kautta virranlähteeseen.

Keksinnön mukainen laite toimii seuraavalla ta-35 valla. Jos tuurnan 8 keskiviiva asettuu esimerkiksi pai- 6 98284 novoiman vaikutuksesta kulmaan suulakepuristimen ja muotin keskiviivaan nähden siten, että laitteen tuotantosuunnassa katsottuna tuurnan loppupään keskipiste on muotin keskiviivan alapuolella, säätökappaleen 22 lämpö-5 tilaan vaikutetaan sähköisesti niin, että se kasvattaa tapin 15 ja päätykappaleen 18 välistä etäisyyttä, jolloin keerna kiertyy liukupintojen 21 varassa ja liitos-pintoja 19, 20 pitkin tuurnan 8 ja siten myös tapin 15 keskiakselilla olevan kiertopisteen ympäri. Koska putkilo aihio on keernan loppupään kohdalla suhteellisen jäykkä, keernan loppupään ja kokillien 5 välinen etäisyys ei pienene, vaan keerna kiertyy loppupäänsä ympäri, jolloin sen alkupään yläreuna lähenee kokilleja 4. Keernan alkupään ylöspäin suunnattu liike siirtää tuurnan loppupäätä 15 ylöspäin, jolloin putkiaihion seinämäpaksuus pienenee tuurnan yläpuolella tuurnan keskipisteen sijoittuessa muotin keskiviivalle. Tuurnan ja keernan välistä kulmaa säädetään tämän jälkeen siten, että keerna tulee yhdensuuntaiseksi tuurnan keskiviivan kanssa.

20 Jos sitä vastoin oletamme, että laite valmistaa putkea, jonka seinämä on kuvion 2 yläosassa ohuempi kuin kuvion alaosassa, säätökappaleen 22 mittaa kuvion pystysuunnassa pienennetään. Tämän toimenpiteen seurauksena keernan loppupää pyrkii siirtymään ylöspäin. Koska lop-25 pupää tukeutuu jo kovettuneeseen muoviin, keernan loppupää ei kuitenkaan voi siirtyä ylöspäin, jolloin keernan päätykappale 18 on pakotettu siirtymään alaspäin taivuttaen tuurnaa 8 mukanaan alaspäin. Tällöin suuttimen 12 leveys kasvaa ylhäällä, minkä seurauksena myös putken 30 seinämän paksuus kasvaa ylhäällä kuviossa 2.

Kuviossa 3 on esitetty suoritusmuoto, jossa päätykappaletta 18 puristetaan pinta 20 vasten jousivoiman avulla, joka on saatu aikaan päätykappaleen ja mutterin 16 väliin sijoitetulla levyjousella 23. Kuviossa 3 näh-35 dään myös säätökappaleen 22 vaihtoehtoinen sijainti pää- 7 98284 tykappaleen 18 ja mutterin 16 välissä. Säätökappaleita ’ on esimerkiksi kolme kappaletta ja niiden välinen kulma- etäisyys noin 120°.

* Kuvioon 3 on sisällytetty myös sellainen vaih- 5 toehto, jossa säätökappaleiden 22 asemesta tai niiden lisäksi tapissa 15 on muutama sähkövastus 24. Jos vastuksia on kolme, on niiden kulmaetäisyys sopivimmin 120°. Yhden vastuksen lämpötilaa säätämällä saadaan tappi taipumaan haluttuun suuntaan tappimateriaalin lämpö-10 laajenemisen seurauksena, jolloin myös tuurnan ja keer-nan välinen kulma muuttuu. Keerna voi tässä tapauksessa olla haluttaessa kiinteästi asennettu tapin 15 varaan.

Kuvio 4 esittää suoritusmuotoa, jossa keerna 9 on etäällä suuttimesta 12.

15 Edellä esitetystä poiketen tuurnan ja keernan välinen liitos voidaan toteuttaa muillakin tavoin. Niinpä liitospintoja 19, 20 voidaan puristaa vastakkain asettamalla mutterin 16 ja keernan väliin tappia 15 ympäröivä kierrejousi. Säätökappaleet 22 ja vastukset 24 20 voidaan korvata erilaisilla mekaanisilla, hydraulisilla tai pneumaattisilla välineillä, esimerkiksi ruuveilla ja sylintereillä. Niinpä esimerkiksi tuurnan laajenevan osan 11 loppupään ja levyn 14 väliin voidaan sovittaa jouset, jotka ympäröivät kiinnitysruuveja 13, ja ruuvit 25 13 voidaan tehdä pituudeltaan säädettäviksi esimerkiksi sähkön avulla, jolloin tapin 15 ja sitä kautta keernan kulma-asentoa tuurnaan nähden on mahdollista säätää. Kuumennettavien säätöelimien lyhenemistä voidaan edesauttaa kiertävän jäähdytysnesteen avulla. Esitetyssä suo-30 ritusmuodossa tappi 15 on jäykkä, mutta se voidaan halutessa korvata taipuisalla tapilla, joka sallii keernan kulmasäädön.

Kuvion 2 mukaiset kokillit 4, 5 on varustettu sisäpinnaltaan ripalaippoja muodostavilla urilla. Vaih-35 toehtoisesti kokillien sisäpinta voi olla sileä tai 8 98284 liikkuvat kokillit voidaan korvata sileällä liikkumattomalla kalibrointihylsyllä. Putken jäähdytys keernan 9 alueella voidaan toteuttaa yllä mainitulla tavalla jäähdytetyn keernan avulla tai vaihtoehtoisesti jäähdytet-5 tyjen kokillien 4, 5 avulla, tai sekä keernan että ko-killien avulla.

;β i«;i Hill lit Ut .

Claims (14)

1. Laite muoviputken valmistamiseksi, jossa on suulakepuristin (1) sulan muovin suulakepurista-5 miseksi vähintään yhdestä renkaanmuotoisesta suuttimesta (12) , suulakepuristimen (1) jatkeena oleva oleellisesti lieriömäinen muotti (4,5) muoviputken (7) ulkopinnan muotoilemiseksi, 10 oleellisesti suulakepuristimen (1) sisällä oleva pitkänomainen tuurna (8), ja tuurnan jatkeena suuttimen ulkopuolella oleva, oleellisesti lieriömäinen keerna (9), tunnettu siitä, että 15 tuurna (8) ja keerna (9) on liitetty toisiinsa niin, että niiden keskiviivat on saatettavissa kulmaan keskenään liitoksen (15,16,18-21) kohdalla, ja että tuurnan ja keernan välissä on välineet (13,22,24) liitospintojen suhteellisen liikkeen aikaansaamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että tuurnan (8) ja keernan (9) välinen liitos (15,16,18-21) sijaitsee sinänsä tunnetusti oleellisesti suulakepuristimen suuttimen (12) kohdalla.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, t u n - 25. e t t u siitä, että tuurnassa (8) ja keernassa (9) on oleellisesti vastakkain olevat liitospinnat (19,20).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että tuurnan kartiomaisesti laajenevan osan (11) päätypinnassa on tuurnan keskiviivalla sijait- 30 seva ulkoneva tappi (15), joka on tuurnan liitospinnan (20) ympäröimä, ja että keernan liitospinta (19) sijaitsee renkaanmuotoisessa päätykappaleessa (18), joka ympäröi tappia (15).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, t u n - 35. e t t u siitä, että tapissa (15) on tapin kehän lä- 10 98284 heisyydessä välimatkan päässä toisistaan sijaitsevia elimiä, kuten sähkövastuksia (24), tapin taivuttamiseksi lämpölaajenemisen avulla.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, t u n -5 n e t t u siitä, että tappi (15) on kiinnitetty tuurnaan (8) kiinnityselimillä, kuten ruuveilla (13), jotka sijaitsevat tuurnan keskiviivaa ympäröivällä kehällä ja jotka ovat valikoidusti lämmitettävissä ja/tai jäähdytettävissä tapin ja tuurnan välisen kulma-asennon muut- 10 tamiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että tuurnan tapissa (15) on välineet (16) tuurnan ja keernan liitospintojen (20,19) puristamiseksi toisiaan vasten.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tun nettu siitä, että puristamisvälineenä on laajennus, kuten mutteri (16).

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että päätykappaleen (18) ja mutterin 20 (16) välissä on jousielin päätykappaleen puristamiseksi tuurnan liitospintaa (20) vasten.

9 98284

10. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että välineet (22) liitospintojen suhteellisen liikkeen aikaansaamiseksi sijaitsevat tapin 25 (15) ja päätykappaleen (18) välissä tuurnan keskiakse- liin nähden poikittaisen liikkeen aikaansaamiseksi keer-nassa.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että tuurnan (8) ja keernan (9) välis- 30 sä on lämpötilan vaikutuksesta muotoaan ja/tai kokoaan muuttava säätökappale (13,22,24), jonka avulla tuurnan ja keernan liitospintojen (20,19) suhteellinen liike on aikaansaatavissa.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, t u n- 35. e t t u siitä, että säätökappale (13,22,24) on lii- 11 98284 tettävissä virranlähteeseen.

13. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tun nettu siitä, että liitospinnat (19,20) ovat pallo-“ pintoja.

14. Menetelmä muoviputken valmistamiseksi lait teen avulla, jossa on suulakepuristin (1) sulan muovin suulakepurista-miseksi vähintään yhdestä renkaanmuotoisesta suuttimesta (12) , 10 suulakepuristimen (1) jatkeena oleva oleellisesti lieriömäinen muotti (4,5) muoviputken (7) ulkopinnan muotoilemiseksi, oleellisesti suulakepuristimen (1) sisällä oleva pitkänomainen tuurna (8), ja 15 tuurnaan liitetty suuttimen (12) ulkopuolella oleva, oleellisesti lieriömäinen keerna (9), tunnettu siitä, että tuurnan (8) sijainnin säätämiseksi muottiin (4,5) nähden tämän keskiakselia vastaan kohtisuorassa suunnassa keernan ja tuurnan keskiviivojen 20 välistä kulmaa muutetaan, kunnes loppupäästään jo jäähtyneeseen putkiaihioon tukeutuvan keernan (9) alkupää on siirtänyt tuurnan (8) loppupään haluttuun asemaan. 12 98284