JP3234518B2 - 遠心注型法による合成樹脂管の製造装置 - Google Patents

遠心注型法による合成樹脂管の製造装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、遠心注型法により
次の原材料、即ち含有合成樹脂の充填物、グラスファイ
バー及び例えば砂のような希望により加えられる物質か
ら合成樹脂管を製造する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の装置は、なかんずくスイス特許
公報684 326号及びPCT WO93/08009
で知られている。この公知の装置は、例えば6m以上
というように長さが大きく且つ少なくとも30cmの内径
の管を製造するために用いられる。今や、そのような装
置を用いた、例えば10−20cmの直径というような小
さい径の管の製造が場合によっては可能であること、に
も拘わらずそのような管を製造するために、そのために
必要な外形寸法が能力に比例して増大せずに大きな能力
を有する装置を持ちたいという要望があること、が明ら
かになった。
【0003】ドイツの公開公報29 11 369により
ポリアミドから管を作るための装置が知られている。こ
の装置では、カプロラクタム又はラウリンラクタムが一
定の排出温度で回転型の中に供給される。次いで、管を
形成するために、供給材料は回転型の高速回転により型
の壁に押し付けられる。遠心工程の後に、回転型を遠心
時間の繰り返しを総和した時間内で冷却し、これにより
生成管の直径は若干減少して該管は容易に回転型から引
き出される。
【0004】前述の装置の一つは、内部に配設されて両
側に移動可能で且つ加熱自在の5個の円筒状室を備えた
回転胴を有し、それではそれぞれの円筒状室の内部に、
軸方向に引き出し得る回転型が収納されている。回転型
の遠心運動を行うために、唯一の駆動モータが用いられ
る。回転胴のステップ状の回転により、室はその中に設
けられた回転型がその駆動モータにより回転され得る位
置を順々に占める。回転胴の、その間に製品の温度が低
下する、複数のステップ状回転の後に、完成製品を持つ
回転型が該室から軸方向に取り出され、そして後に完成
管が回転型から引き出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述の装置の欠点は、
層状化された構成部分の壁を有するものでなく、異なる
が互いに堅く連結された層から形成された壁を有するも
のでもない、均質な材料から構成される管が該装置によ
り製造される点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明により、10−5
0cmの直径の管というような相対的に細長い管で、重量
部に重ねられる管の外壁がその大径に適合しているよう
な外壁を備えていて自由に選択できる層構造の管を製造
できる機械乃至装置を提供するという課題が解決され
る。これは、比較的狭い空間において、1本の管の製造
中に少なくとも5本の他の管の製造を時間的にずらして
始めるようにして、同時に複数の管を製造するように機
械乃至装置を構成することにより達成される。請求項1
の前提部分に従うかかる機械乃至装置は、回転装置が6
個乃至8個の遠心注型金型を有し、その各々は駆動モー
タを具備しており、前記回転装置のステップ状の回転の
ために駆動装置と保持装置が設けられており、加熱要素
が各前記金型をその占める位置の少なくとも1箇所で加
熱するために設けられており、排気器が、硬化により自
由になったガスを個々の金型から吸い出すために設けら
れており、運転中に軸と平行に移動自在な供給装置が、
管が製造される材料を1個又は同時に2個の金型に入れ
るために設けられており、仕上げ装置が、所定の固定位
置で製造完了管を金型から引き出すように設けられてお
り、次の事項即ち該回転装置のステップ状の回転、各金
型のその存在する位置によって決まる回転数の回転、該
回転装置に対する前記供給装置の移動運動と瞬間的な及
び全部の供給材料の量、及び前記仕上げ装置の作動要領
を制御する制御装置が設けられていることを特徴とす
る。
【0007】
【発明の実施の形態】次に比較的強調されて図式化され
た添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図
面において、個々の図面は異なる尺度で描かれている。
図1に極めて図式的に示された装置全体の上方からの斜
視図から、該装置が基本的に2つの部分、即ち図におい
て符号1で概括的に示され水平軸を有する回転装置と符
号2で概括的に示された供給装置とから構成されること
が明らかである。回転装置1は、供給装置2に面する端
部に回転板11を有し、これは多数のロッド12とスポ
ーク13とを介して回転板11と同軸の短軸14に連結
されている。リング11iを備えた回転板11自体は、
図3に見られるように、2個の自由に回転できるローラ
15,16に支持され、そのローラ15,16は一方横
桁17の上に回転自在に保持されている。
【0008】回転板11には、規則的に配設された8個
の保持ラグ11a,11b,11c,11d,11e,
11f,11g,11hが取着されており、これらの各
は穴を備えている。横桁17に固定されたケーシング1
8の中には、ソレノイド19によって操作される保持ピ
ン21が内蔵されていて、これは回転板軸11k、これ
は回転装置の軸でもあるが、に関して下側にある保持ラ
グの穴、即ち図において保持ラグ11aの穴、の中に、
回転板11が回転しないように挿入される。回転装置1
の他端において、回転板11に同軸の短軸14が軸受2
2の中に回転自在に支持されていて、その軸受22は一
方支持フレーム23に保持されている。この短軸14の
自由端に、ソレノイド25により操作される係合ピン2
6を備えた連結ケース27が支持されている。この係合
ピン26の到達範囲で、短軸14は規則的に配設された
8個の穴、溝或いはノッチを有し、これを使用して係合
ピン26は軸と係合可能である。連結ケース27は、一
方2個のアーム27a,27bを備えており、これらの
自由端が空圧或いは水圧式シリンダ28のピストン28
aに連接されている。
【0009】上述において、アーム27a,27bの寸
法とピストン28aの摺動経路は、ピストンの1動作で
連結ケース27が45度の枢動を行うように調整されて
いる。この結果、回転装置は8個の回転ステップの後に
再び元の位置に着く。それ故、回転装置1が静止してい
るときに個々の遠心注型金型が占める位置乃至場所は、
A,B,C,D,E,F,G及びHの符号が付けられ、
ここにおいてAの符号が付けられた位置が最下位置であ
り、そしてそれらは供給装置2から回転装置1を視たと
きに反時計方向に並んでいる。
【0010】回転装置1のロッド12には、16個の軸
受30、その内の各2個が8個の遠心注型金型31,3
2,33,34,35,36,37及び38の1個をそ
れぞれ支持するように機能する、が回転装置軸11kに
対してこれらの部材を平行に保持するように取着されて
いる。これらの8個の部材の各々は、1個のベルト伝動
装置39を介して駆動モータ40の一つに連絡されてい
る。
【0011】図において8個の遠心注型金型は同一の内
径を有しているけれども、1個の回転装置に異なる内径
の(複数の)遠心注型金型を配置することはなんらの問
題もなく可能である。このような場合、各遠心注型金型
に2個の軸受30を具備させ、そして軸受ケース30a
が簡単な手段で回転装置1に取着され且つ再び取り外せ
るように構成するのが適当であり、ここにおいて個々の
金型の内径とは関係なく、回転装置1に取着された全て
の金型の幾何学的な軸31aが回転装置軸11kに対し
て等しい距離を有するように軸受ケース30aの寸法が
決められる。このような場合において、しかしながら全
ての該金型のベルト車31bが等しい外径を持つのが有
利である。
【0012】図4から明らかなように、回転装置1の外
側には5個の固定式ヒータ41,42,43,44,4
5が回転装置1を部分的に囲んで配置されている。各ヒ
ータは遠心注型金型の全長に亙って延びていて、その直
ぐそばにある遠心注型金型を予め定めた温度まで他の部
材を用いることなく昇温させ、乃至は昇温された部材を
所定温度に保持することができる。図示された回転装置
1の位置において、又遠心注型金型38,31,32,
33,34が昇温され得、且つその部材は位置H,A,
B,C,Dにある。各ヒータは1個又は多数の加熱要素
を持っていて、これは電気的に、或いは高温ガス、高温
水又は高温蒸気により加熱可能であるが、ここにおいて
後述する制御装置20を用いて管製造に必要な温度が制
御される。
【0013】該金型の加熱は、しかしながら、他のやり
方でも行われる:図5に示された金型31は、それに巻
かれた電気加熱要素31cを有し、そのリード線は制御
装置により制御される電源に図示しないスリップリング
接続器を介して接続されている。
【0014】図5及び図8から明らかなように、各遠心
注型金型31は、供給口31eとは反対側の端部に円錐
形の端部調整ナット31kを有し、ここにおいて全ての
端部調整ナットは管の内径に関わり無く同一の開口直径
を持つのが好ましい。この31fの符号を付けられた開
口は、図6及び図7に示された固定の端部環状板50に
隣接しており、これは入口開口50aの裏側にそれぞれ
配設された8個の排気器50bを備えており、その出口
開口50cが図示しない吐き出し管に開口している。
【0015】各遠心注型金型は、図8から特によく分か
るように、テーパー付きの端部調整ナット31kのテー
パー面の起点の前に環状の挿入体31rを有し、これは
一方において製造中の遠心注型管に精確な限界的前面を
付与するように機能すると共に他方において4本の取り
出し棒31sのガイドとして機能する。この4本の棒
は、それぞれテーパー付きの端部調整ナット31kのス
ロット31eを貫通しこれにより外側へ案内され、そこ
でリング31iに固定される。
【0016】端部環状板50に位置Gにおいて半径方向
に延びた2枚の板51が取り付けられており、これに排
出シリンダ46がそれぞれ取着されていて、そのピスト
ンロッドが2本の戻しばね48による力に抗してリング
31iを押して端部環状板50から離すように作動し、
そしてこれにより完成遠心注型管を距離s乃至ほんの数
センチだけ右方へ即ち供給口31eに向かう方向へ変位
させ、これにより遠心注型管は最早遠心注型金型の内壁
に固着しておらず、それから引出し装置により容易に引
き出される。この目的のために、同じ位置Gにある遠心
注型金型31の反対側に引出し装置が配設され、その基
本的な構成要素が図9及び図10に図示されている。引
出し装置は、長手方向に可動な引出しロッド52を有し
ている。その前方の、遠心注型金型に向いた自由端に圧
縮空気の供給及び空気排出のためのライン53bを備え
たシリンダ53が固定されている。多数の半径方向穴5
3aを備えたシリンダ53に閉じたゴム製ベローズ54
が設けられ、これはシリンダ53がこのような合成樹脂
管100の中にあるときに、穴53aから内部に流入し
た圧縮空気により膨らまされ、遠心注型金型31の中で
形成された合成樹脂管100の内面に一杯に且つしっか
りと密着することができる。
【0017】全体として符号2が付けられた供給装置
は、互いに連結された2個の基台55,56を有し、こ
れは回転装置軸11kに対して平行な案内レール59に
沿って延びていて、ケーシング24の中に収納されたモ
ータにより図では見えないケーブルを介して図示の位置
から左へ、そして再び図示の位置に戻るように動くこと
ができる。この2個の基台55,56はそれぞれ、PC
T/ WO93/ 08009から知られているように、液
体プラスチック材料の個々の成分即ち樹脂、硬化剤及び
砂のための、計量ポンプ付き貯蔵箱及びグラスファイバ
ー線リールのため必要な貯蔵所を有している。2個の基
台55及び56のそれぞれは、1個の供給アーム57又
は58を備えており、その中にこの導出される材料のた
めの輸送及び排出装置、例えば液体プラスチック材料成
分のために端部のノズルを備えた管、砂輸送のためのス
クリュウコンベヤ及びグラスファイバー線用の牽引装置
と回転切断刃が内装されている。そこで、供給アーム5
7が位置Aにある遠心注型金型の供給口31e内へ、そ
して供給アーム58が隣の位置Bにある金型32の供給
口内に同時に挿入されるように幾何学的配置が構成され
ている。その2個の供給アーム57,58は、合成樹
脂、砂及びグラスファイバーのための供給口が配置され
た自由端部が、その移動端部においてその円筒部分31
gが円錐形部分31kに連結される遠心注型金型の内部
の位置にあるような長さとなっている。
【0018】ライン29aを介して回転装置1に連絡し
且つライン29bを介して供給装置2に連絡された箱2
9の中に、該装置全体の為に、なかんずく回転装置のた
めに、部材22,25,26,27及び28から構成さ
れた回転装置の駆動装置のための、部材19及び21か
ら構成される固定装置の為の、駆動モータ40の為の、
引き出し装置の圧縮空気作動型シリンダ46の為の、引
き出し装置の操作即ち引き出しロッドの駆動及びゴム製
ベローズの膨張と収縮のための、そして金型加熱の起動
及び停止をするためにプログラム及び金型に隣接して設
けられた温度指令器とにより制御されるコントローラの
ための制御装置、計量装置及びモニタリング装置が設け
られている。
【0019】自明のことながら、材料が金型の壁に固着
することを防止するため、製造が完了した管の取り出し
の後に、且つ次の管の製造に使用される材料の供給の前
に各遠心注型金型の中に分離剤を入れる図示しない装置
が設けられ得る。
【0020】その供給装置のための駆動装置及び制御装
置には、とりわけこの装置を押し込み押し出すための制
御部材、そして当然のことながら管製造のための原料の
供給のための計量装置及び配量装置、それ故樹脂成分の
ための計量ポンプ、砂のためのスクリュウコンベヤそし
てグラスファイバ用のねじ装置及び研磨装置が含まれて
いる。
【0021】更に前述した装置の運転方法を次に説明す
る。図示の状態において、回転装置1は、保持ラグ11
aに差し込まれた保持ピン21により回転に対し保持さ
れている。金型31は位置Aにあり、金型32は位置B
に、金型33は位置Cに、金型34は位置Dに、金型3
5は位置Eに、金型36は位置Fに、金型37は位置G
にそして金型38は位置Hにある。すべての金型は、位
置Gにある金型37を除いて、それに属する駆動モータ
40によりベルト伝動装置39を介して駆動される、例
えば位置Hで回転数毎分200、位置Aで毎分455、
位置Bで毎分655、位置C,H,D及びEで毎分30
0で駆動され、そして位置Fで金型が静止するまで回転
数が減少される。
【0022】位置Hにある金型38の中に、図では見え
ないノズルにより離型剤が噴霧され、続いて供給されて
管の成形に使用される原料が金型の壁に粘着するのを防
止する。該金型は、内面全面に離型剤の一様な分布が確
保される回転数で回転する。
【0023】位置A及びBにおいて、供給アーム57又
は58は、前面にあって大回転数で回転している金型3
1又は32に同時に一定の移行速度で入って行きそして
再びこれから出てくる。これは1回乃至複数回行われ
る。これにより、グラスファイバー強化型合成樹脂管1
00の製造に必要な原料、即ち充填物を富化した樹脂、
そして砂及びグラスファイバを運転装置に記憶されたプ
ログラムに従って放出する、ここにおいて供給アーム5
7は管の外層を生成し、供給アーム58は内層を生成す
る。運転時に金型加熱が行われ、合成樹脂の凝固が同時
に開始する。
【0024】位置C,D及びEにおいて、遠心によって
管になる注入原料は、若干低められた回転数で完全に硬
化されるが、初期に即ち位置Cにおいては材料はなおか
なり柔らかく、なお硬化が起こる。金型に挿着された温
度指令器により設定され、そして管径、管壁強度及び当
然の事ながらその場の室温に依存しないというニーズに
従い、位置H,A,B,C及びDにおいて加熱要素によ
り熱が供給される。このように製造された管は、位置F
では尚硬化は完了しておらず、金型の回転数は、それが
静止するまで低下される。同時に位置Gにある金型の中
で先ず排出シリンダ46が、前述したように、恐らく金
型の中に密着している合成樹脂管100を取り外すため
に作動される。同時に他方側からゴム製ベローズ54が
管の中に完全に入るまで引き出し装置が合成樹脂管10
0の中に挿入される。これらが全工程を殆ど終了する
と、ゴム製べローズは流入した圧縮空気により強く膨張
して管の中に堅く定着し、そしてこれは取り出しロッド
52の次の動作時に右方へ引っ張り出される。
【0025】合成樹脂の硬化の際に蒸気又はガスが自由
状態で存在する全ての位置において、制御装置により対
応の排気器50bが接続され、これはそのガスを排気管
に吹き出す。
【0026】これらの前述した、同時進行の作動が終了
すると、油圧シリンダ28のピストン28aが外された
上で、ソレノイド19が保持ラグ11aの穴から保持ピ
ン21を引き抜き、そして短軸14を引き抜き、これに
伴い回転板11が2個のローラ15、16の上で動いて
回転装置1全体が45度回転して、保持ラグ11bが保
持ピン21の前にきて、これがこの保持ラグの穴の中に
押されてこれにより該装置が新しい姿勢で再び固定され
る。
【0027】この新しい姿勢において、金型31は位置
Bに、金型32は位置Cに、というように位置し、即ち
各金型において、前述したような次段の作動工程が行わ
れる。このようにして、各8回目回転の後に完成した合
成樹脂管が引き出される。そして格別の問題なく可能で
あるように、保持ラグの解放及び係合のために2.5秒
が、そして回転装置1の45度回転のために7秒が必要
な場合には、192秒サイクルの下でこの供給アーム5
7,58の各々の進入及び退出の繰り返しのために18
0秒が使われ、従って1本の管を作るのに必要な材料を
供給するために全体として6分が使われ、これらは経験
から見て一般的に完全に満足される。換言すれば、1本
の管を製造するために25分36秒の時間を必要とし、
従って該設備は192秒毎に1本の管即ち4時間に75
本の管を生産する。
【0028】
【発明の効果】そのような性能では、かかる品質的に高
位であり強化された合成樹脂管の製造コストは、金属管
の製造コストより大きくない。かかる合成樹脂管は、し
かしながら本質的に軽量なので、輸送運搬コストは金属
管のそれよりも小さい。その上、使用寿命は金属管のそ
れの何倍もあるので、そのように製造された管は、対応
する寸法を持つ全ての既知の管に対して本質的に優れた
点を示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】加熱要素と引出し装置と形成装置と制御装置と
を除いた装置全体の鳥瞰図である。
【図2】回転装置の駆動装置の詳細図である。
【図3】回転装置の駆動装置及び保持装置の図である。
【図4】回転装置の前面図である。
【図5】個別の遠心注型金型の斜視図である。
【図6】端部環状板の斜視図である。
【図7】端部環状板の斜視図である。
【図8】遠心注型金型の一端の断面図である。
【図9】引き出し装置の主要部の作動状態図である。
【図10】引き出し装置の主要部の作動状態図である。
【符号の説明】
1 回転装置 2 供給装置 11 回転板 11a〜11h 保持ラグ 11i リング 11k 回転板軸 12 ロッド 13 スポーク 14 短軸 15,16 ローラ 17 横桁 18 ケーシング 19 ソレノイド 20 制御装置 21 保持ピン 22 軸受 23 フレーム 24 ケーシング 25 ソレノイド 26 係合ピン 27 連結ケース 27a,27b アーム 28 シリンダ 28a ピストン 29 箱 29a,29b ライン 30 軸受 30a 軸受ケース 31 金型 31a 軸 31b ベルト車 31c 電気加熱要素 31e 供給口 31f 開口 31g 円筒部分 31i リング 31k 端部調整ナット 31r 挿入体 31s 取り出し棒 32〜38 金型 39 ベルト伝動装置 40 駆動モータ 41,42,43,44,45 ヒータ 46 排出シリンダ 48 戻しばね 50 端部環状板 50a 入口開口 50b 排気器 50c 出口開口 51 板 52 引き出しロッド 53 シリンダ 53a 半径方向穴 53b ライン 54 ベローズ 55,56 基台 57,58 供給アーム 59 案内レール 100 合成樹脂管 A,B,C,D,E,F,G,H 位置
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B29C 41/52 B29C 41/52 // B29L 23:00 B29L 23:00 (56)参考文献 特開 昭61−94723(JP,A) 特開 昭48−59162(JP,A) 特公 昭49−27434(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 41/04 B29C 33/10 B29C 41/36 B29C 41/40 B29C 41/46 B29C 41/52

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 含有合成樹脂の充填物、グラスファイバ
    ー及び希望により加えられる物質から構成される管を遠
    心注型法で製造するように作動し、水平軸を持つ回転装
    置(1)を備えた装置であって、水平軸回りに回転自在
    に支持され、モータ駆動される複数の遠心注型金型が該
    回転装置軸(11k)から等しい軸間距離で互いに等間
    隔で前記回転装置に配設されていて、該回転装置はステ
    ップ状に回転可能であって各回転ステップ毎に金型(3
    2)が隣接する金型(31)のある位置に達するように
    なっていて、 前記回転装置は6個乃至8個の遠心注型金型(31,3
    2,33,34,35,36,37,38)を有し、そ
    の各々は駆動モータ(40)を具備しており、 前記回転装置(1)のステップ状の回転のために駆動装
    置(25,26,27,28)と保持装置(11a,1
    1b,11c,11d,11e,11f,11g,11
    h,19,20)が設けられており、 加熱要素(41,42,43,44,45,31c)が
    各前記金型をその占める位置の少なくとも1箇所で加熱
    するために設けられており、 排気器(50b)が、硬化により自由になったガスを個
    々の金型から吸い出すために設けられており、 運転中に軸と平行に移動自在な供給装置(2)が、管が
    製造される材料を1個又は同時に2個の金型に入れるた
    めに設けられており、 仕上げ装置が、所定の固定位置で製造完了管を金型から
    引き出すように設けられており、 該回転装置のステップ状の回転、各金型のその存在する
    位置によって決まる回転数の回転、該回転装置に対する
    前記供給装置の移動運動と瞬間的な及び全部の供給材料
    の量、及び前記仕上げ装置の作動要領を制御する制御装
    置(29)が設けられていることを特徴とする遠心注型
    法による合成樹脂管の製造装置。
  2. 【請求項2】 前記遠心注型金型の全てが同一の内径を
    有していることを特徴とする請求項1記載の遠心注型法
    による合成樹脂管の製造装置。
  3. 【請求項3】 前記遠心注型金型の少なくとも一つがそ
    れに隣接する遠心注型金型の一つとは異なる内径を有し
    ていることを特徴とする請求項1記載の遠心注型法によ
    る合成樹脂管の製造装置。
  4. 【請求項4】 複数の加熱要素(41,42,43,4
    4,45)が、その直近にある遠心注型金型を加熱する
    ために固定して配設されていることを特徴とする請求項
    1乃至請求項3のいずれか一に記載の遠心注型法による
    合成樹脂管の製造装置。
  5. 【請求項5】 遠心注型金型(31)の各々がスイッチ
    オン及びスイッチオフ自在の加熱装置(31c)を備え
    ていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれ
    か一に記載の遠心注型法による合成樹脂管の製造装置。
  6. 【請求項6】 各金型の為に前記供給装置に向いた端部
    に排出装置の固定した出口開口(50a)が設けられて
    いることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか
    一に記載の遠心注型法による合成樹脂管の製造装置。
  7. 【請求項7】 供給装置(2)が2個の供給アーム(5
    7,58)を有しており、該供給アーム(57,58)
    が該供給装置の軸方向に平行な移動に際し互いに隣接し
    た管に進入するように配設されていることを特徴とする
    請求項1乃至請求項6のいずれか一に記載の遠心注型法
    による合成樹脂管の製造装置。
  8. 【請求項8】 各遠心注型金型用の前記制御装置が、該
    金型を予めプログラム可能の温度で加熱するように金型
    加熱の制御を行う温度指令器を有していることを特徴と
    する請求項1乃至請求項7のいずれか一に記載の遠心注
    型法による合成樹脂管の製造装置。
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