NL8601946A

NL8601946A - Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van geribde pijpen.

Info

Publication number: NL8601946A
Application number: NL8601946A
Authority: NL
Original assignee: Uponor Ab
Priority date: 1986-01-13
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1987-08-03
Also published as: CA1275773C; CN1006970B; DK164091C; DK473087D0; AU6134386A; SU1565342A3; DE3622775A1; AU591693B2; JPS63503296A; ATE61968T1; DK164091B; JPH0568340B2; FI74654C; NO873748L; DE3622775C2; CN87100116A; DK473087A; NO873748D0; FI860135A; EP0290429B1

Description

< NL 33.628-Me/hp

Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van geribde pijpen

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het vervaardigen van geribde pijpen met een glad binnenoppervlak uit kunststofmateriaal, welke inrichting is voorzien van een kern, die bestaat uit een spil, een co-5 nische verwijdingsdoorn, die in relatie tot de produktie-richting van de inrichting na de spil is geplaatst, en een kernlichaam, dat een althans ongeveer constante diameter bezit en dat na de doorn is geplaatst; een extrusiemantel, die de spil omgeeft, teneinde tezamen met de kern een spuit-10 mond voor het materiaal te vormen; en koelvormen, die de extrusiemantel en de kern omgeven en die verplaatsbaar zijn langs een eindloze baan en waarvan het binnenoppervlak is voorzien van groeven voor het vormen van de ribben op een pijp, waarbij een, op afstand van de spuitmond gelegen, 15 eindgebied van het kernlichaam is voorzien van middelen voor het koelen van dit gebied. De uitvinding betreft eveneens een werkwijze voor het vervaardigen van geribde pijpen.

Voor het vervaardigen van geribde pijpen met massieve wanden zijn verschillende inrichtingen en 20 werkwijzen voorgesteld; geen van deze is evenwel in de industrie in gebruik wegens een aantal belangrijke nadelen hiervan. Het Britse octrooischrift 1.431.769 beschrijft een extrusieperswerkwijze, die wordt gekenmerkt door het, in hoofdzaak met behulp van de extruder opbouwen van een vrij 25 lage persdruk. De Duitse octrooipublikaties 2.362.444 en 1.233.128 en de Franse octrooipublikatie 7.315.485 tonen en beschrijven spuitgietwerkwijzen, die worden gekenmerkt door een kleine, gesloten vormruimte, waarin een hoge druk heerst. Uit de Finse octrooipublikatie 60.825 en de Duitse 30 octrooipublikatie 2.709.395 zijn dergelijke persvorm-werkwijzen bekend, die worden gekenmerkt door een open vormruimte en door het opbouwen van een druk door middel van de extruder enerzijds en door middel van de trekkracht van een conisch verwijdingsdeel van de kern, dat wil zeggen de 35 doorn en de koelvormen anderzijds. Een overeenkomstige constructie van een recht kernlichaam is eveneens bekend uit de vervaardigingstechniek van dubbelwandige, gegolfde 8601946 i 'ï “2“ pijpen, zie bijvoorbeeld de Canadese octrooipublikatie 1.172.813.

Een met de in de aanhef beschreven inrichting overeenkomende constructie is bekend uit de Europese octrooi-5 publikatie EP-0 005 104 (Amerikaans octrooischrift 4.365.948), waarvan fig. 6 een inrichting toont, die werkt volgens de extrusiepersmethode, en door middel waarvan kunststofpijpen met een massieve wand en met een glad binnenoppervlak en een gegolfd buitenoppervlak kunnen worden Ί0 vervaardigd. Deze figuur toont een kernlichaam, waarvan de afkoelmiddelen slechts bij het einde van het kernlichaam zijn geplaatst, terwijl het begingedeelte van het kernlichaam ongekoeld is. Het kernlichaam bezit een constante diameter.

15 Een belangrijk nadeel van de in het voorgaande ge noemde vervaardigingsmethodes is, dat het zeer moeilijk is door middel hiervan pijpen te vervaardigen met hoge smalle ribben, die met het oog op het gebruik van de pijp het meest voordelig zouden zijn. Teneinde de diepe smalle groeven op 20 het binnenoppervlak van de koelvormen op te vullen, moeten zeer hoge drukken worden toegepast, die een hoge duurzaamheid van de inrichting vereisen. Deze problemen worden nog verder verergerd, indien een stijve soort kunststof, zoals een PVC zonder enige weekmaker, wordt gebruikt, 25 Een ander belangrijk probleem is de oppervlakteaf- werking van het binnenoppervlak van de pijp. De gladheid van het binnenoppervlak wordt nadelig beïnvloed door bijvoorbeeld de volgende factoren: in de vormruimte worden luchtbellen gevormd; de hoge afschuifsnelheid veroorzaakt 30 gietbarsten in de smelting; ten gevolge van de laagstructuur van het materiaal worden onregelmatigheden e-n koude naden gevormd ; het binnenoppervlak kan aan het kernlichaam hechten; en een ongelijkmatige koeling van de materie veroorzaakt het ontstaan van holtes en luchtbellen in het ma.te-35 riaal. Om deze redenen was het tot op heden niet mogelijk door middel van de in het voorgaande genoemde werkwijzen geribde pijpen van hoge kwaliteit industrieel te vervaardigen .

De uitvinding beoogt een inrichting en een werkwijze 8601946 -3- voor het vervaardigen van geribde pijpen te verschaffen, door middel waarvan de pijpen kunnen worden voorzien van volmaakte ribben en een glad binnenoppervlak.

Hiertoe wordt de inrichting volgens de uitvinding 5 daardoor gekenmerkt, dat in het begingebied van het kernli-chaam tussen de doorn en het eindgebied van het kernlichaam middelen zijn aangebracht voor het verwarmen van dit begingebied, terwijl de diameter van het begingebied van het kernlichaam in de bewegingsrichting van het materiaal in 10 geringe mate toeneemt.

Bij de inrichting volgens de uitvinding wordt het begingebied van het kernlichaam verwarmd en neemt zijn diameter in geringe mate toe in de richting van het eindgebied. Indien de pijpen nog in het bereik van het kernlichaam 15 worden verwarmd en de kunststofmassa of het kunststof- materiaal tegelijkertijd naar de koelvormen wordt gedwongen, dan treedt het onverwachte effect op dat het materiaal alle groeven van de vormen betrouwbaar vult, terwijl het binnenoppervlak van de pijpen volledig glad wordt. De 20 voordelige invloed van de constructie volgens de uitvinding kan een gevolg zijn van het feit, dat, nadat de groeven van de koelvormen zijn gevuld door de inwerking van de persdruk in het bereik van de conische doorn, de vormen aanvangen met het afkoelen van het materiaal, dat begint te krimpen. Elke 25 onvolkomenheid, die wordt veroorzaakt door de verschillende afkoelsnelheden en het krimpen van het materiaal wordt voorkomen door het creeren van een aanzienlijke einddruk in de groeven van de koelvormen, waardoor het te vormen materiaal nauwkeurig de oppervlakken van de koelvormen en het 30 kernlichaam volgt. Deze einddruk is onafhankelijk van de persdruk, en deze is derhalve gemakkelijk instelbaar door het veranderen van het warmte-effeet. De lengte van het begingebied van het kernlichaam beïnvloedt eveneens de einddruk.

35 De verwarmingsmiddelen kunnen slechts in één ge deelte van het begingebied zijn geplaatst, doch het is van voordeel met het oog op de werking, dat de verwarmingsmiddelen van het begingebied zich over de gehele lengte van dit gebied uitstrekken. Om dezelfde reden is het gewenst dat de 8801946 -4- diameter van het begingebied in hoofdzaak gelijkmatig toeneemt.

Het kernlichaam in de onderhavige beschrijving duidt dat deel van de kern aan, dat een in hoofdzaak con-5 stante diameter bezit en door middel waarvan het binnenop— pervlak van de pijp wordt gecalibreerd. Derhalve zal het duidelijk zijn dat de diameter niet in enige grotere mate kan variëren. Bijgevolg bezit het kernlichaam van bekende inrichtingen een constante diameter, of de diameter neemt 10 enige mate af in de richting van het eind, zodat een afkoelende, krimpende pijp niet aan het kernlichaam zal hechten. Hierdoor neemt de diameter van het begingebied van het kernlichaam volgens de uitvinding slechts in geringe mate toe in de produktierichting, zodat de diameter van het kernlichaam 15 aan het einde van het begingebied 0,2 tot 2,0 procent, en bij voorkeur ongeveer 1,0 procent groter is dan aan het begin van het begingebied.

Teneinde te waarborgen, dat het begingebied van het kernlichaam het gewenste effect heeft op het vormen van de 20 pijp dient dit voldoende lang te zijn. Volgens de uitvinding bedraagt de lengte van het begingebied in de axiale richting van de inrichting 10 tot 100 procent, en bij voorkeur ongeveer 50 procent van de buitendiameter van de pijp.

Ten gevolge van de einddruk is een ongebruikelijk 25 hoge wrijving aanwezig tussen het materiaal en het kernlichaam. Elk hierdoor ontstaan nadelig effect kan worden geëlimineerd door het kernlichaam te voorzien van een geschikte afstotende kunststoflaag, bijvoorbeeld door een behandeling met borium, door het gebruik van een smeermiddel, of 30 door een gedeelte van het kernlichaam te voorzien van een diepe spiraalvormige groef of groeven, die voorkomen, dat het materiaal aan het oppervlak van het kernlichaam vastkleeft .

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een 35 werkwijze voor het vervaardigen van geribde pijpen met een glad binnenoppervlak uit kunststofmateriaal, waarbij een materiaal in geplastificeerde toestand wordt geëxtrudeerd in een ringvormige ruimte, die is begrensd door het eindvlak van een extrusiemantel, een kern van de inrichting, welke 40 kern is voorzien van een spil, een conische verwijdingsdoorn 860 1 94 6 -5- > ς en een kernlichaam met een althans ongeveer constante diameter, en door koelvormen, die de extrusiemantel en de kern omgeven en in de produktierichting van de inrichting bewegen, en waarvan het binnenoppervlak is voorzien van 5 groeven voor het vormen van de ribben, waarbij het tot een pijp gevormde materiaal door de koelvormen en door een eindgebied van het kernlichaam wordt afgekoeld.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat het binnenoppervlak van het tot een pijp ge-10 vormde materiaal wordt verwarmd vanaf het begingebied, terwijl de diameter van het binnenoppervlak van de pijp bij het begingebied in geringe mate wordt vergroot.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekening, die een uitvoeringsvoorbeeld van de 15 uitvinding weergeeft.

Fig. 1 is een algemeen aanzicht van een inrichting voor het vervaardigen van geribde pijpen volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een op grotere schaal weergegeven langs-20 doorsnede van een gedeelte van de inrichting volgens fig. 1.

De in fig. 1 weergegeven inrichting is voorzien van twee koelvormen 1 en 2, die in eindloze banen bewegen en die elkaar ontmoeten in het gebied van geleidingsrails 3, teneinde een cilindrische vorm te vormen. Een extrusie-25 mantel 4, welke met een spuitkop 6 van een extruder 5 is verbonden, steekt in deze vorm. Fig. 1 toont eveneens op welke wijze een afgewerkte pijp 7 uit het andere uiteinde van de door de koelvormen gevormde vorm steekt.

Fig. 2 is een gedetailleerder aanzicht van die on-30 derdelen van de inrichting die deelnemen aan het vormen van de pijp. Een spil 8 is op de centrale lijn van de inrichting geplaatst en verloopt gedeeltelijk in de extrusiemantel 4, waarbij de spil 8 recht is, dat wil zeggen dat deze een constante diameter bezit. Een conische verwijdingsdoorn 9 is 35 na de spil geplaatst, zodat deze zich geheel buiten de extrusiemantel bevindt, terwijl een kernlichaam 10 met een in hoofdzaak constante diameter na de doorn is geplaatst. De spil 8, de doorn 9 en het kernlichaam 10 vormen tezamen de kern van de inrichting.

360 1 94 δ * , -6-

De extrusiemantel 4 en de spil 8 begrenzen hiertussen een ringvormige spuitmond 11, vanwaar het te vormen materiaal, dat wil zeggen een kunststofmaterie, in een vorm-ruirnte 12 wordt toegevoerd, welke vormruimte 12 is begrensd 5 door de extrusiemantel 4, de koelvormen 1, 2, de spil 8 en de doorn 9. Teneinde een pijp met een geribd buitenoppervlak te verkrijgen, is het binnenoppervlak van de koelvormen voorzien van, op afstand van elkaar aangebrachte ringvormige groeven 13, waarin het kunststofmateriaal wordt gedwongen 10 voor de vorming van de ribben.

'Het kernlichaam wordt gevormd door twee na elkaar geplaatste delen: een begingebied 14 en een eindgebied 15. Deze gebieden zijn van elkaar gescheiden door middel van een omtreksgroef 16 waaruit een smeermiddel, bijvoorbeeld lucht, 15 kan worden toegevoerd aan het oppervlak van het eindgebied 15 van het kernlichaam. Koelmiddelen 17 (in de tekening schematisch weergegeven) zijn aangebracht binnen het eindgebied 15 voor bijvoorbeeld een koelvloeistof. De koelmiddelen maken een koeling van het oppervlak van het 20 eindgebied 15 en bijgevolg van het binnenoppervlak van de van het materiaal gevormde pijp mogelijk, zodat de pijp 7 zijn vorm behoudt, wanneer deze uit de. produktie-inrichting wordt verwijderd.

De diameter van het eindgebied 15 wordt enigszins 25 verkleind vanaf de groef 16, zodat de diameter D^ ongeveer 1 procent groter is dan de diameter D2. Deze coniciteit is derhalve zeer gering, alhoewel dit in de tekening duid-lijkshalve is overdreven.

Volgens de uitvinding verwijdt het begingebied 14 30 van het kernlichaam, welk gebied tussen de doorn 9 en de groef 16 is gelegen, in geringe mate naar de groef 16 toe, terwijl dit begingebied 14 is voorzien van verwarmingsmiddelen .

De diameter van het begingebied 14 neemt gelijkma-35 tig toe van de diameter D^, welke de diameter is van het begingebied nabij de doorn 9, tot de diameter D^, welke de diameter is van het begingebied bij de groef 16, zodat de diameter D^ ongeveer 1 tot 2 procent groter is dan de 8601946 -7- diameter D^. Alhoewel deze vergroting zeer klein is, is gebleken dat deze in de praktijk van groot belang is. Het begingebied is voorts voorzien van, over de gehele lengte van dit gebied verlopende verwarmingsmiddelen, welke sche-5 matisch in de tekening zijn weergegeven en hierin door het verwijzingscijfer 18 zijn aangeduid.

De lengte van het begingebied bedraagt 10 tot 100 procent, en bij voorkeur ongeveer 50 procent van de buitendiameter van de pijp, terwijl de lengte van het eindgebied 10 15 50 tot 200 procent van de buitendiameter van de pijp be draagt.

De koelvormen 1, 2 zijn voorzien van koelmiddelen (niet weergegeven) voor het koelen van het buitenoppervlak van de pijp.

15 De in de tekening weergegeven inrichting werkt als volgt. Een onder druk gebracht, te vormen materiaal, zoals een kunststofmaterie, wordt vanuit de spuitmond 11 tussen de extrusieraantel 4 en de spil 8 in de vormruimte 12 toege— voerd, waarin het buitenwaarts wordt gedwongen door de wer-20 king van de conische verwijdingsdoorn 9, zodat het de groeven 13 van de koelvormen en de door de koelvormen en de kern van de inrichting begrensde ruimte vult. Het materiaal, dat in de groeven 13 is gedwongen, vormt de ribben van de pijp, terwijl het materiaal, dat tussen de koelvormen 25 en de kern blijft de wand van de pijp vormt.

Wanneer het materiaal in aanraking komt met de koelvormen 1, 2 dan begint het af te koelen, terwijl dat deel van het materiaal, dat het dichtst bij het kern-lichaam is gelegen in een geplastificeerde toestand wordt 30 gehouden, aangezien het begingebied 14 van het kernlichaam wordt verwarmd door de middelen 18, Ingevolge het verwarmen van het materiaal en de toenemende diameter van het begingebied 14 vult het materiaal op de juiste wijze alle groeven 13 en wordt het materiaal in het bereik van het begingebied 35 zeer homogeen, waardoor het binnenoppervlak van de pijp eveneens zeer glad wordt.

Nadat de pijp de groef 16 is gepasseerd, begint ook het koelen hiervan aan de binnenzijde, door middel van de koelmiddelen 17, waardoor het materiaal stijf wordt in zoda- 860 1 94 6 "l· 'y “8“ nige mate, dat het zijn vorm behoudt wanneer het uit de inrichting wordt verwijderd. De pijp krimpt tijdens de af-koelstap, waarbij het eindgebied van het kernlichaam naar het uiteinde hiervan enigszins taps toeloopt, teneinde te 5 voorkomen dat de pijp aan het kernlichaam vasthecht. 0'm dezelfde reden wordt een smeermiddel uit de groef 16 aan het oppervlak van het eindgebied toegevoerd.

In tegenstelling tot het in het voorgaande beschrevene, kunnen de verwarmingsmiddelen 18 slechts over een ge-10 deelte van de lengte van het begingebied verlopen en kan de groef 16 uiteraard worden weggelaten indien er geen behoefte is aan het toevoeren van een smeermiddel aan het oppervlak van het kernlichaam. Voorts wordt opgemerkt, dat de helling van het oppervlak van het begingebied 14 in de tekening 15 duidelijkshalve enigszins overdreven is weergegeven.

De uitvinding is niet beperkt tot het in dè tekening weergegeven uifevoeringsvoorbeeld, dat op verschillende manieren binnen het kader van de uitvinding kan worden gevarieerd.

86 0 1 9 4 6

Claims

1. Inrichting voor het vervaardigen van geribde pijpen met een glad binnenoppervlak uit kunststofmateriaal, welke inrichting is voorzien van een kern, die bestaat uit een spil, een conische verwijdingsdoorn, die in relatie tot 5 de produktierichting van de inrichting na de spil is geplaatst, en een kernlichaam, dat een althans ongeveer constante diameter bezit en dat na de doorn is geplaatst; een extrusiemantel, die de spil omgeeft, teneinde tezamen met de kern een spuitmond voor het materiaal te vormen; en koelvor- 10 men, die de extrusiemantel en de kern omgeven en die verplaatsbaar zijn langs een eindloze baan en waarvan het binnenoppervlak is voorzien van groeven voor het vormen van de ribben op een pijp, waarbij een, op afstand van de spuitmond gelegen, eindgebied van het kernlichaam is voorzien van mid- 15 delen voor het koelen van dit gebied, met het kenmerk, dat in een begingebied (14) van het kernlichaam tussen de doorn (9) en het eindgebied (15) van het kernlichaam middelen (18) zijn aangebracht voor het verwarmen van dit begingebied, terwijl de diameter (D3, D4) van het begin- 20 gebied (14) van het kernlichaam in de bewegingsrichting van het materiaal in geringe mate toeneemt.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verwarmingsmiddelen (18) van het begingebied over de gehele lengte van dit gebied (14) verlo- 25 pen.

3. Inrichting volgens conclusie 1, m e t h e t kenmerk, dat de diameter (D3, D4) van het begingebied in hoofdzaak gelijkmatig toeneemt.

4. Inrichting volgens conclusie 1, met het 30 kenmerk, dat de diameter (D3, D4) van het begingebied 0,2 tot 2,0 procent, en bij voorkeur 1,0 procent toeneemt.

5. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lengte van het begingebied (14) in de axiale richting van de inrichting 10 tot 100 procent, en bij 35 voorkeur ongeveer 50 procent van de buitendiameter van de pijp bedraagt.

6. Inrichting volgens conclusie 1, met het 860 1 94 6 -10- ken m e r k, dat het oppervlak van het kernlichaam (10) met borium is behandeld, of is voorzien van een schroeflijnvormige groef, of van schroeflijnvormige groeven, welke om de as van het kernlichaam verlopen.

7. Werkwijze voor het vervaardigen van geribde pij pen met een glad binnenoppervlak uit kunststofmateriaal met behulp van de inrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een materiaal in geplastificeerde toestand wordt geëxtrudeerd in een ringvormige ruimte, die is 10 begrensd door het eindvlak van een extrusiemantel, een kern van de inrichting, welke kern is voorzien van een spil, een conische verwijdingsdoorn en een kernlichaam met een althans ongeveer constante diameter, en door koelvormen, die de extrusiemantel en de kern omgeven en in de produktierichting 15 van de inrichting bewegen, en waarvan het binnenoppervlak is voorzien van groeven voor het vormen van de ribben, waarbij het tot een pijp gevormde materiaal door de koelvormen en door een eindgebied van het kernlichaam wordt afgekoeld, met het kenmerk, dat het binnenoppervlak van 20 het tot een pijp gevormde materiaal wordt verwarmd vanaf het begingebied (14), terwijl de diameter (D^, D ^) van het binnenoppervlak van de pijp in het begingebied in geringe mate wordt vergroot.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, m e t h e t 25 kenmerk, dat de diameter (D3, D4) van het binnenoppervlak 0,2 tot 2,0 procent en bij voorkeur ongeveer 1,0 procent wordt vergroot. 8501946