NO129892B - - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av rørbend eller generelt sirkulært krummede rør ved en ekstruderingsprosess, hvor røret under anvendelse av innvendig lufttrykk eller utvendig sug føres gjennom en fortrinnsvis kjølt kalibreringsmatrise, mens materialmengden i røret kan reguleres ved avtrekkshastigheten, og hvor det ekstruderte materiale gis en krumning ved å føres gjennom et tilsvarende utformet løp mens det er i formbar tilstand.

Der finnes flere kjente metoder til fremstilling av rørbend, og den mest brukte metode går ut på å sveise sammen rørbend av segmenter. Denne metode krever store arbeidsomkostninger da den vanligvis må ut-føres manuelt, og det er vanskelig å få en sikker kontroll av sveisene. En annen metode går ut på å bruke et rett rør. som utgangsmateriale og bøye det etter oppvarming. Metoden er imidlertid beheftet med den u-lempe at rørbendet får ekstra spenninger og ujevn veggtykkelse.

En tredje kjent måte å fremstille rørbend på er ved hjelp av sprøytestøpning. Rørbend fremstilt ved hjelp av sprøytestøpning er som regel av små dimensjoner, og da bendene ofte skal sveises til ekstruderte rør, er det nødvendig å bruke en ekstruderingskvalitet på råstoffet. Dette vanskeliggjør produksjonen, og i praksis har det vist seg at kvaliteten på sprøytestøpte bend av plast av ekstruderingskvalitet er for dårlig til at bendene kan anvendes for trykkrørsystemer.

Den foreliggende oppfinnelse overvinner de mange ulemper som

er omtalt ovenfor og har til hensikt å skaffe en fremgangsmåte til fremstilling av rørbend av termoplast med god kvalitet og til rimelig pris.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er fremgangsmåten kjenne-tegnet ved at det ekstruderte materiale umiddelbart fra ekstruderingsdysen føres gjennom en sirkulært krummet kalibreringsmatrise/ og at ekstruderingsdysens dor og matrise er eksentrisk anordnet, hvorved det ekstruderte materiales tverrsnitt avpasses til å gi i alt vesentlig jevn godstykkelse i tverrsnittet til det ferdig krummede rør.

Herved oppnås en fremgangsmåte som er enkel og følgelig også kan utføres på et apparat som utmerker seg ved sin enkelhet.

Fra DT-PS 529 548 er der kjent en metode til fremstilling av krumme slanger eller rør med jevn veggtykkelse. Ifølge dette patentskrift blir der benyttet et ekstruderhode, og krumningen på det ekstruderte rør oppnås ved bremsing eller strupning av det ekstruderte materiale på visse partier av omkretsen. Dette oppnås ved innsnevring av materialpassasjen foran utløpsåpningen, og den ulike mateterialhastighet skal så bevirke at det ekstruderte rør utenfor utløpsåpningen avbøyes i avhengighet av hastighetsfordelingen.

Metoden ifølge det tyske patentskrift krever et apparat som er både upraktisk og komplisert, idet man for hver enkelt rørdimensjon må anskaffe et spesialverktøy. Dessuten vil det for hver av verktøytypene og for hver rørdimensjon være nødvendig med en rekke innkjøringsforsøk og tilpasninger av verktøydelene før man kan oppnå den ønskede krumning og godstykkelse på produktet. Dette medfører økede omkostninger ved innkjøp av de deler som utgjør apparatet, foruten at arbeidskostnadene ved innkjøring av apparatet vil bli meget store. Dessuten er det tvil-somt om apparatet ifølge patentskriftet uten videre kan benyttes generelt til fremstilling av rørbend av termoplastisk materiale,da fremstil-lingen av visse termoplastiske produkter vanligvis krever ytterligere forholdsregler f.eks. på det kjøletekniske område. Heller ikke er der ved fremgangsmåten ifølge dette patentskrift gitt anvisning på at man trenger å utsette det rørformede produkt for et innvendig overtrykk når dette forlater ekstruderingshodet, noe som i praksis vil føre til at

rørprodukter av termoplastisk materiale vil klappe sammen.

Fra DT-AS 1 039 741 er der kjent en fremgangsmåte til fremstilling av rette rør eller rørprofiler, idet det ekstruderte materiale føres gjennom en åpen kjølematrise hvor kjølevannet omslutter det ekstruderte rør direkte. Ved en slik fremgangsmåte er det følgelig ikke mulig å utføre krumningen av det ekstruderte produkt i kjølematri-sen. En åpen kjølematrise gir dessuten ingen mulighet for regulering av materialmengden i røret, da dette nedkjøles umiddelbart etterat det forlater ekstruderingsdysen. Røret er stivt hår det befinner seg i kjølematrisen,og den trekkbenk som benyttes i forbindelse med denne fremgangsmåte kan kun gi det ekstruderte rør en viss strekking i lengde-retningen for å oppnå god herding og måltrohet.

I DT-PS 906 011 er der beskrevet en fremgangsmåte til fremstilling av gassavgivende slukkerør av termoplastisk materiale ved hjelp av en sprøytedyse. Her blir det ekstruderte materiale gitt en krumning mens det er i formbar stand, idet sprøytedysen er utført med et tilsvarende formet løp. Fremgangsmåten ifølge dette patentskrift er imidlertid ikke generelt anvendbar for alle typer termoplastiske materialer, og patentskriftet gir ingen anvisning på hvordan der skal kunne oppnås jevn godstykkelse i tverrsnittet til det ferdig krummede rør, eller hvordan godstykkelsen kan varieres på en meget enkel måte. Utøvelsen av denne fremgangsmåte i praksis vil også innebære den fare at rørpro-dukter av termoplast vil klappe sammen, idet der ikke er gitt anvisning på behovet for å utsette det rørformede produkt for et innvendig overtrykk når dette forlater sprøytedysen.

DT-OS 2 046 466 omtaler en fremgangsmåte som går ut på å vikle strengformede produkter av termoplastisk materiale kontinuerlig rundt en formgiver som hovedsakelig består av et dreibart hjul. Etter formin-gen på hjulet vikles produktet av dette, og vil sluttelig foreligge som en kveilformet streng. I NO-PS 107 062 er der beskrevet et halvfabrikat for plastavstivningsringer for fiskeredskaper, og dette produkt foreligger også som en kveilformet ekstrudert streng, i dette tilfelle en hulstreng. For begge de sistnevnte skrifter gjelder det at diameteren på strengen er forholdsvis liten i forhold til kveildiameteren, men da det åpenbart ikke kommer an på en nøyaktig krumning, diameter og veggtykkelse av strengen, vil en fagmann bare få veiledning om meget enkle, kjente metoder som ikke vil være brukbare til fremstilling av rørbend.

De dimensjoner på rørbend som kan fremstilles ved den foreliggende oppfinnelse, er av en helt annen størrelsesorden enn de man anven- - der ved DT-OS 2 046 466 og NO-PS 107 062. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan der fremstilles rørbend med en utvendig diameter som ligger i størrelsesorden 355 - 1600 mm, uten at dette angir noen øvre eller nedre grense. Videre følger dimensjonsrekken for de rørprodukter som kan fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, NS 928 og NS 379, R20. Et gunstig forhold mellom den utvendige diameter på rør-bendet og bendets krumningsradius vil være 1,5.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse under henvisning til tegningen. Fig. 1 er et lengdesnitt av et apparat til utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 er et sideriss av apparatet.

På fig. 1 er vist en ekstruderskrue 1 som kan rotere om sin hori-sontale lengdeakse i en sylinder 2, som er tilsluttet et rør-ekstruderhode 3. Mellom sylinderen 2 og ekstruderhodet 3 finnes en hullplate 2'. Ekstruderhodet 3 består av en fast anordnet traktformet verktøyholder

3', og en torpedoformet dor 4 som er festet til verktøyholderen 3' ved holdere 5, og en traktformet verktøymatrise 8. En luftkanal 6 strekker seg gjennom et luftinntak 7, gjennom en av holderne 5 og videre radialt inn i doren 4 til dennes midte og ut av doren 4 langs dennes lengdeakse.

Matrisen 8 er stillbart festet til verktøyholderen 3' ved en pressring 9 som ved hjelp av (ikke viste) festeorganer presses mot en utvendig avsats 10 på matrisen 8, slik at dennes fremre endekant 11 fastholdes ved friksjon mot en innvendig avsats 12 i verktøyholderen 3'. Ved det foreliggende utførelseseksempel er doren 4 fastholdt ved holderne 5, mens matrisen 8 kan stilles eksentrisk i forhold til doren 4. Derved oppnås forskjellig bredde av den i tverrsnitt ringformede spalte 13 som befinner seg mellom doren 4 og matrisen 8. Veggtykkelsen av det rørprofil som kommer ut fra ekstruderhodet 3, vil derfor variere med bredden av spalten 13.

Til flenser 14 på matrisen 8 er der festet en krummet kjøle-matrise eller kalibreringsmatrise 15 som fastholdes til flensene 14 ved hjelp av sine flenser 16 og (ikke viste) festeorganer. Kjølematrisen 15 kjøler ned den flytende termoplastiske masse som kommer gjennom ekstruderhodet 3, og gir rørbendet den ønskede geometriske form. På tegningen er kjølematrisen 15 utført med dobbelte vegger, henholdsvis 17 og 18, mellom hvilke der kan sirkulere kjølevann som kommer inn gjennom innløps-stusser 19 og strømmer ut gjennom en avløpsstuss 20. I bevegelsesret-ningen for det rør som kommer ut av kjølematrisen 15, er der anordnet en trekkanordning 21 bestående av en trekk-kjede 22, et trekkhjul 23 og andre trekkhjul 24.

Fig. 2 viser skjematisk trekkanordningen 21 og drivanordningen for trekkhjulene 23 og 24. Drivanordningen består av en motor 25 med variator som via en aksling 26 med et drivhjul 27 driver kjeden 22

som igjen driver trekkhjulene 23 og 24 rundt via kjedehjul, henholdsvis 23' og 24' og akslinger 23'' og 24<1>'.

Det termoplastiske materiale, som f.eks. kan være HD (high density) - polyetylen, føres inn i sylinderen 2 som en seig masse med en temperatur på ca. 200° C. Ved hjelp av ekstruderskruen 1 presses massen gjennom hullplaten 2' og inn i ekstruderhodet 3. Videre presses massen forbi holderne 5 og gjennom spalten 13 mellom doren 4 og verk-tøymatrisen 8, og det ekstruderte materiale vil derfor ha ringprofil når det føres inn i den krumme kjølematrise 15 som gir det fremmatede rør den ønskede krumning. Under fremmatningen av røret vil dette innvendig stå under et overtrykk på 0,5 - 0,6 kp/cm 2, som tilveiebringes av luft som presses inn gjennom kanalen 6. For å holde røret tett under fremmatningen settes en propp i enden av røret.

Det ferdig ekstruderte, krumme rør kan kappes under ekstruderin--gen i ferdige bend i ønskede vinkler, f.eks. på 45° eller 90°. En slik kapping i produksjonslinjen vil lett kunne utføres ved at hastigheten på det fremmatede rør kan avpasses, og ved utgangen av kjølematrisen er røret så mykt at det lett lar seg klemme sammen for at overtrykk inne i det etterfølgende parti kan opprettholdes. Eventuelt kan røret avbøyes slik at der fås vindinger som ligger ved siden av hverandre og danner en skruelinje. Ved kappingen av røret klemmes røret først lufttett sammen for at overtrykket inne i røret ikke skal gå tapt ved kappingen. Etter kappingen settes proppen på plass på den fremmatede rørende mens røret ennå er sammenklemt. Dessuten kan overtrykket i det ekstruderte rør opprettholdes ved hjelp av en innvendig hette (flytepropp) som skyves innover i røret, noe som medfører at røret ikke trenger å klemmes sammen før kappingen. Dessuten kan man alternativt sette kjølematrisen under vakuum. Bend som er større enn 180°, har naturligvis svært få direkte praktiske anvendelser, men blir fremstilt for lagring og senere kapping til mindre bend, og i et slikt tilfelle vil røret måtte avbøyes fra matriseplanet og trekkes frem etter en skruelinje. Men selv om røret blir trukket frem etter en skruelinje og da fortrinnsvis i ganske lange snodde rørlengder, og man ved en senere kapping til 45° - og 90° -bend riktignok blir stående igjen med "skrue-avsnitt", vil de avvik fra "rette rørbend" som måtte forekomme, være uten praktisk betydning.

For å gi en jevn godstykkelse i rørbendet må doren 4 og verk-tøymatrisen 8 stilles eksentrisk i forhold til hinannen, slik at spalte-åpningen 13 blir størst der hvor der må mates frem mest materiale. Eksentrisiteten kan forhåndsberegnes, men må i praksis etterjusteres avhengig av de produksjonsbetingelser som foreligger. Ved store godstykkelser eller høye produksjonshastigheter kan det være nødvendig med en ytterligere kjøling enn den som skaffes ved kjølematrisen, og dette kan utføres f.eks. ved hjelp av en vanndusj mellom kjølematrisen 15 og trekkanordningen 21.

Under ekstruderingen og fremmatningen.vil den del av rørbøyens overflate som trekkhjulene 24 ligger an mot, alltid ha en større periferihastighet enn den del av rørbøyens overflate som trekkhjulet 23 ligger an mot. For å oppnå en periferihastighet på trekkhjulene som er avpasset krumningsradien av den mantellinje av røret som hjulet ligger an mot, kan diameteren på trekkhjulene 24 gjøres motsvarende større enn diameteren for hjulet 23 slik som vist på tegningen. En annen måte er å gi hjulene 24 og 23 forskjellige omdreiningshastigheter ved forskjellig utvekslingsforhold i overføringen fra drivmotoren 25. Dersom trekkhjulene 23 og 24 ligger an mot de mantellinjer av røret som har minst, henholdsvis størst krumningsradius, kan forholdet mellom periferihastighetene for trekkhjulene bestemmes ved forholdet (Rm + 0,5D) /(Rm - 0,5D) hvor Rm betegner rørbendets bøyeradius til midtlinjen og D betegner rørbendets diameter.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av rørbend eller generelt sirku- j lært krummede rør ved en ekstruderingsprosess, hvor røret under anvendelse av innvendig lufttrykk eller utvendig sug føres gjennom en fortrinnsvis kjølt kalibreringsmatrise, mens materialmengden i røret kan reguleres ved avtrekkshastigheten, og hvor det ekstruderte materiale gis en krumning ved å føres gjennom et tilsvarende utformet løp mens det er i formbar tilstand, karakterisert ved at det ekstruderte materiale umiddelbart fra ekstruderingsdysen føres gjennom en sirkulært krummet kalibreringsmatrise (15) , og at ekstruderingsdysens dor (4) og matrise (8) er eksentrisk anordnet, hvorved det ekstruderte materiales tverrsnitt avpasses til å gi i alt vesentlig jevn godstykkelse i tverrsnittet til det ferdig krummede rør.