NO138402B - Apparat til fremstilling av et roer av plastmateriale - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår i korthet et apparat til fremstilling au et rør eller rørledninger au plast, hvilket apparat omfatter et kjernerør, på hvilket et bærebånd er montert og matet frem ved hjelp au et antall inntil hverandre liggende v/iklinger au en beuegelig ouerflate som danner en spiralformet bane for å bære plastmaterialet, idet kjernerøret har en hovedsakelig sylindrisk båndbærende flate. Friksjonsminskende forholdsregler er anordnet ued grenseflaten mellom den sylindriske bærende flate og den indre flate au de skruelinjeformede vindinger au bærebåndet. Forholdsregler er også anordnet for dannelse au gjenstander ued ekstrudering au plastmateriale på den bevegelige sylindriske flate, som.fremkommer gjennom bærebåndets skruevindinger.

Oppfinnelsen omfatter således et utstyr for ekstrudering og/eller uikling au plastrør eller plastrørledninger au ubestemt lengde. Utstyret omfatter en bærende konstruksjon,

f.eks. et hult kjernerør som er åpent ued begge ender, rundt hvilket kan mates et endeløst bånd som bærer plastrøret.

Båndet følger en skruelinjeformet bane, slik at båndets vindinger ligger tett inntil hverandre og når man har nådd den ytre ende au kjernerøret, mates båndet inn i rørets hule indre, og omstyres ued den indre ende til å begynne den skruelinjeformede bane på nytt.

Det finnes et kjent utstyr au den uanlige art som er be-skreuet ouenfor, huor radialt fremstikkende støtteanordninger er montert på den ytre flate au kjernerøret og strekker seg houedsakelig i langsgående retning, og huilket utstyr omfat-

ter et antall endeløse kulebånd anbragt parallelt med kjerne-rørets akse. Huert kulebånd består au et endeløst bånd,huori er laget huller og en kule er anbragt i hvert hull. Kulene holdes på plass ved hjelp av styringer anbragt rundt båndet.

Kulene i kulebåndet bærer den del au et endeløst bærebånd som følger et skruelinjeformet spor. Den ytre overflate au bærebåndet tjener som bæreflate for et plastrør som formes på og leueres fra utstyret, og garanterer at røret bæres inntil det er tilstrekkelig stiunet. Når dette utstyr arbeider, uil kjernerøret og de bærende anordninger rotere og på samme tid uil bærebåndet bli viklet omkring kulebåndet på de bærende anordninger. Da disse kulebånd som allerede neunt, er paral-lelle med kjernerørets lengdeakse og anbragt i en viss av-stand fra hverandre, vil de individuelle vindinger av bærebåndet ha en tendens til å anta polygonal form fordi det finnes grenser°for hvor nær hverandre de langsgående kulebånd kan anbringes rundt kjernerøret. Denne polygonale form brin-ger det formede rørs indre flate til å anta en tilsvarende polygonal form, hvilket ikke er hensiktsmessig. Denne tendens er særlig markert ved liten diameter. En annen ulempe er at utformningen av kjernerøret med tilhørende detaljer er ganske komplisert og derfor ganske tung.

Et av hovedformålene med foreliggende oppfinnelse er å. skaffe til veie et utstyr av den ovenfor nevnte art, men som dessuten gjør det mulig å fremstille ekstruderte plastrør med perfekt jevne'indre ouerflater, huis tverrsnitt er hovedsakelig sirkulært, (i stedet for polygonalt) og hvilket utstyr dessuten, omfatter en meget lett og enkel rørkjerne eller bærende konstruksjon.

Utstyret ifølge oppfinnelsen utmerker seg ued at bærebåndet er forsynt med en fremstikkende støtteflik ued en ende au samme forskutt innover fra båndet, slik at den motstående kant av de spiralformede viklinger av båndet overlapper fliken på tilstøtende spiralformede viklinger. Utstyret ifølge oppfinnelsen utmerker.seg videre ued at båndets flik tjener til åadskille båndet fra den underliggende sylindriske støtte-plate, samt at f riksjonsnedsettende organer.er anordnet omfattende organet for innføring av et f riksjonsnedsettende fluidum i mellomrom mellom båndet og kjernerørets overflate.

Ued anvendelse av en av disse friksjonsminskende forholdsregler og spesielt ved anvendelsen av et fluidum under-støttes bærebåndet over hovedsakelig hele sin flate og vil derfor bibeholde en vesentlig sylindrisk form i stedet for en polygonal form når de skruelinjeformede vindinger beveger seg over den understøttende konstruksjons overflate.

l/ed anvendelse av utstyret kan rørformede plastgjen-stander, f.eks. rør, formes på et antall måter, f.eks. ved vikling på det bevegelige bærebånd av fiberarmeringer (f.eks. glassfiber) impregnert med et varmeherdbart, flytende plastmateriale, idet den rørformede gjenstand som formes på denne måte, bringes til å stivne f.eks. ved at et parti av bærebåndets skrueformede bane anbringes i en ovn. Som et alterna-tiv kan plastmateriale av forskjellig art anbringes på bære-flaten som fremskaffes ved hjelp av skruevindingene av bærebåndet, f.eks. ved ekstrudering av et termoplastmateri ale som kan utføres ved anbringelse av et parti av den skrueformede bane for bærebåndet i et ekstruderingsmunnstykke eller vinkel-hode, som frembringer ekstrudering av et sylindrisk legeme av mykgjort termoplastisk materiale på den bevegelige flate. Apparatet har hensiktsmessig en slik lengde.at forholdsregler kan anordnes for stivning eller herdning av plastmaterialet'

mens dette fortsatt bæres på den flate som dannes av bærebåndet. Når det gjelder et termoplastisk materiale kan denne herdning påskyndes ved anvendelsen av kjøleanordninger..

l/ed forskjellige anvendelser av utstyret kan den bær-

ende konstruksjon for bærebåndet enten være dreibart montert eller ikke dreibart montert som det skal forklares nærmere i det følgende.

Den kontinuerlige støtte for bærebåndet har til følge

at de plastrør som fremstilles enten ved ekstrudering eller ved påvikling, på bærebåndets ytre overflate vil bli fullkom-men jevne og bøyd på innersiden. Kjernerørets ytre overflate er polert og.har ikke noen radialt fremstikkende støtteanord-ninger, slik tilfellet var ved det tidligere kjente kjernerør. Derfor blir kjernerøret meget lett.

En utførelsesform au utstyret ifølge oppfinnelsen går ut på at bærebåndet på undersiden og tett inntil en kant er forsynt med en bærende flens som stikker frem forbi denne kant og strekker seg over hele bærebåndets lengde, slik at huer fri båndende au en skrueuinding kommer til å ouerlappe og bæres au den bærende flens på den tilstøtende bånduinding. Den bærende flens uil uidere komme til å hjelpe til å styre de .individuelle vindinger i forhold til hverandre og huis to bånduindinger skiller seg fra huerandre, slik at der dannes en liten spalte mellom dem, uil den bærende flens dekke ouer spalten. Den bærende flens er særlig uiktig huis et frik-' ejn<p>sminsk^nde medium er innført mellom bærebåndet og kjerne-rørets ytre ouerflate fordi flensen hindrer mediumet i å tvinge seg inn i neunte spalte. Det skal her tilføyes at den bærende flens beuirker en meget sikker forbindelse mellom bånduindingene, særlig når forgarn ("rouings") tilføres til det myke plastrør som dannes. Den ouerlappende forbindelse hindrer nemlig at disse rouings danner sin egen uei under båndvindingene.

Bærebåndet kan drives av elektrisk drevne, ved hjelp av friksjon virkende anordninger, f.eks. en eller flere fr.ik-sjonsskiuer som er montert på kjernerøret eller på den bærende konstruksjon, hensiktsmessig nær rørets aller ytterste ende. Dette uil garantere sikker fremmatning au det bærende bånd på kjernerørets ytre ouerflate.

For å oppnå en sikker forbindelse mellom bærebåndet og den understøttende flens, kan disse deler uære utført au stål og sveiset sammen.

Uidere kan bærebåndet med de understøttende flenser være dekket med et permanent frigjøringsmiddel, f.eks. polytetrafluoreten. Dette vil ytterligere redusere friksjonen mellom bærebåndet og kjernerørets ytre overflate. Uidere kan ifølge oppfinnelsen et dekkende lag av en tettende forbindelse være anordnet på den frie overside av flensen og/eller på tilstøtende frie endeparti av bærebåndet på dettes underside, hvilket dekkende lag f.eks. kan utgjøres av syntetisk

eller naturlig gummi som eventuelt kan innsettes i en utsparing. Dette vil bevirke en særlig god forbindelse mellom til-

støtende båndvindinger, slik at det friksjonsminskende medium ikke kan eller bare med vanskelighet kan strømme bort mellom vindingene.

Uidere kan i samsvar med oppfinnelsen de f riksjonsminsk-ende forholdsregler omfatte anordninger bestående av små roterende kuler eller smådreibare ruller som er anordnet dia-gonalt eller parallelt med kjernerørets symmetriakse, anbragt i utsparinger i kjernerørets bøyde overflate. Rullene ligger vanligvis langs den bane som er identisk med bærebåndets skruelinjebane. Dette vil ytterligere redusere friksjonen ved kjernerørets overflate.

I et utførelseseksempel på utstyret ifølge oppfinnelsen, hvor kjernerøret er montert for å rotere om sin lengdeakse, omfatter oppfinnelsen at de drivende anordninger er slik anordnet at de kan dreie kjernerøret med en periferihastighet som er lik hastigheten for og dreiningen i motsatt retning sammenlignet med båndets vindinger når hastigheten måles i kjernerørets tverrsnitt, hvorved vindingene bare beveger seg aksialt langs kjernerørets ytre flate. Denne utførelse er spesielt hensiktsmessig når det kreves at det fremstilte plast-rør, når dette leveres fra utstyret, skal monteres eller leg-ges ned på bakken og derfor ikke må rotere. Denne versjon er særlig hensiktsmessig .ved fremstilling av rørledninger for. olje.

I samsvar med oppfinnelsen kan kjernerøret utgjøres av en robust, frittbærende konstruksjon som hviler på en sentral hul aksel, hvilken er åpen ved sin ytre ende og gjennom hvilken bærebåndet kan passere etter å ha forlatt kjernerørets ytre flate og i hvilken aksel det kan være et hull, gjennom hvilken' bærebåndet tas ut, slik at det kan nå noen styringer før inngrep med og styring av båndet til kjernerørets ytre flate ved dets innerste ende. Drivanordningene kan omfatte en motor forsynt med en utvekslingsanordning koblet til akselen. Dette gir stor. pålitelighet, ved fremstilling av f.eks. oljerørledninger, fordi drivanordningene kan være meget nøyaktig regulert med hensyn til hastigheten ved hvilken bærebåndet trekkes bort fra kjernerørets ytre ende og løper inn gjennom den hule aksel.

Som nevnt angår oppfinnelsen også en fremgangsmåte for vikling og/eller ekstrudering av plast eller plastrbr med ubestemt lengde, ved hvilken fremgangsmåte man anvender et utstyr med et kjerneror, omkring hvilket et endelost bærebånd, som tjener som en bærer for plastroret, kan mates i en skruelinjeformet bane, og denne fremgangsmåte utmerker seg ved .at man anordner et friksjons - minskende medium mellom bærebåndet og kjernerorets ytre flate sam-tidig med at man trekker båndet over kjernerorets boyde ytre flate, slik at det folger en skruelinjeformet bane og ligger i direkte kon-takt med denne ytre flate. På denne måte reduseres friksjonen på kjernerorets ytre flate meget effektivt og på en meget enkel måte.

I samsvar med oppfinnelsen kan det anordnede eller til-forte medium utgjores av en meget tynn luftpute, men det er også mulig ifolge oppfinnelsen at mediumet utgjores av en oljefilm som bibeholdes ved en oljesirkulasjon. Dette gir enkel regulering og kontroll av friksjonen på kjernerorets ytre flate.

Oppfinnelsen skal i det folgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 skjematisk viser et perspektiv av en utforelse av utstyret i samsvar med oppfinnelsen, fig. 2 viser en del av kjernerorets flate, hvor friksjonsminskende organer i form av ruller er anordnet for opptak i utsparinger, fig.

3 viser en del av kjernerorets flate, hvor. friksjonsminskende organer i form av kuler er montert i utsparinger, fig. 4 viser en del av et lengdesnitt av et kjerneror ifolge oppfinnelsen, hvor et fluidum kan tilfores til overflaten og hvor bærebåndet er forsynt med bærende flenser, fig. 5 viser en del av et lengdesnitt av kjerneroret, hvor overflaten er forsynt med innsatte kuler og hvor bærebåndet er forsynt med bærende flenser, fig. 6 viser skjematisk en annen utforelse av utstyret ifolge oppfinnelsen, fig. 7 viser en del av et lengdesnitt av et kjerneror ifolge oppfinnelsen, hvor den understottende flens på bærebåndet er forsynt med tetningsmateriale, og fig. 8 viser en del av et lengdesnitt av et kjerneror i samsvar med oppfinnelsen, hvor den understottende flens på bærebåndet i likhet med det frie endeparti av båndet er forsynt med et dekkende lag av tetningsmateriale.

Det på fig. 1 viste apparat består av et ikke dreibart eller med andre ord fast kjerneror 1 som er slik montert at det strekker seg gjennom en gjennomgang i et tverrstykke eller en munnstykkekonstruksjon på en ekstruderingsanordning, f.eks. den med 2a skjematisk antydede skrueekstruder. En ringformet ekstru-deringsåpjiing 2 tjener til å tilfore plastmateriale, f.eks. et termoplastisk harpiksmateriale, til den overflate som dannes av skruevindingen 4a og 4b av et endelost bærerbånd eller bærestrim-mel 4. Porter eller passasjer 3 for tilforsel av friksjonsminskende medium, f.eks. trykkluft eller olje, fordeler mediumet over kjernerorets overflate la. Det endelose bærebånd 4 glir umiddelbart på kjernerorets flate la og som vist på tegningen,.. er dets bane skruelinjeformet. Bærebåndet trekkes fremover ved hjelp av en elektrisk motor 5, hvis aksel er forsynt med en friksjonsskive 6. Den elektriske motor er montert på en plate 7 og det endelose bærebånd passerer mellom friksjonsskiven og platen 7 og trekkes på denne måte fremover. Etter å ha passert friksjonshjulet 6 ved kjernerorets ytre ende, mates båndet inn i kjernerorets hule indre og det loper ut av kjerneroret ved dettes innerste ende 9, fra hvilket punkt det omboyes opp på rorets ytre overflate la.. En f jærbelastet skinne 10 sikrer at båndet får korrekt spenning. "

For at figurene skal bli oversiktlige og lette å for-stå er bare vist visse deler av båndet og de bånddrivende og bånd-styrende deler. Forskjellige slike deler er allerede tidligere kjent, f.eks. fra amerikansk patent 3.464.879.

De på de forskjellige bånddeler angitte piler indikerer disses bevegelsesretning. Rorets flate la er polert for å minske friksjonen mellom båndet og denne flate. Det friksjonsminskende medium som strommer ut fra hullene, sikrer en. ytterligere reduksjon av friksjonen. Hvis dette medium utgjores av trykkluft, vil en luftpute bli dannet på kjernerorets overflate og hvis olje tilfores, vil der dannes en oljefilm. Det vil innsees at selv om bare to rekker huller 3 er vist, finnes det huller 3 over hele kjernerorets overflate. Det vil også forståes at det iblant kan være hensiktsmessig å ha huller mellom de som er vist, for retur av olje og luft. Når utstyret er under arbeide, ligger de enkelte vindinger 4a, 4b tett inntil hverandre og danner på denne måte en bærende flate for det plastror med ubestemt lengde som leveres fra ekstrudermunn-stykket 2. Når vindingene 4a, 4b roterer, vil plastroret også rotere under fremstillingen.

I stedet for å tilfore et friksjonsminskende medium

til roroverflaten la er det mulig (som vist på fig. 2) å frembringe en betydelig minsking' av friksjonen ved å anordne små ruller 13 i utsparinger 12 i overflaten. Disse ruller kan dreie seg rundt en aksel 14, idet bare den aller overste del av rullene stikker frem over overflaten la. Et bånd som passerer over rullene, vil således få bare meget liten friskjon på det punkt hvor rullen er anbragt.

Rullene er plassert i rekker som folger en skrueformet bane med hovedsakelig samme stigningsvinkel som bærebåndet 4 har.

Som vist på fig. 3, er det mulig i stedet for ruller 13

å anbringe kuler 15 i runde utsparinger 16. Kulene holdes på plass ved hjelp av ikke viste styringer og deres stilling velges slik at bare de aller overste deler av kulene stikker frem over flaten la.

Bærebåndet 4 kan på sin underside nær en kant være forsynt med en bærende flens (se fig. 4). Denne flens på båndvindingen 4a er merket med 4a1, mens flensen på vindingen 4b er merket med 4b'. Som det vil fremgå, bærer den understottende 4a' den frie kant av den tilstotende vinding 4b og den ldfter dessuten båndvindingen litt fra flaten la. I utforelsen på fig. 4 tilfores olje gjennom hullene 3 og det er derfor olje i hulrommene 24. De bærende flenser 4a', 4b<1> vil komme til å dekke en mulig spalte mellom vindingene 4a, 4b og vil således komme til å hindre olje i hulrommene 24 i å lekke ut mellom vindingene. Oljen som strdmmer gjennom hullene 3, tilfores ved hjelp av et ror 23.

På fig. 5 er vist et bærebånd som er bygget på samme måte som på fig. 4, og som glir på et kjernerors overflate la forsynt med kuler i utsparinger. Båndet 4 kan være dekket med et glidemiddel, f.eks. polytetrafluoreten. Polytetrafluoreten kan også anvendes som et glidemiddel på bærebåndets overflate.

I stedet for et kjerneror som danner en stasjonær frittbærende konstruksjon, hvor bærebåndet beveger seg langs en skrue-linjef ormet bane, er det mulig å ha et roterende kjerneror som dreier seg med en omkretshastighet som er lik hastigheten for bærebåndet målt i et tverrsnitt eller plan rettvinklet på kjernerorets akse, men som dreier seg i motsatt retning, på denne måte vil bærebåndet, sett fra yttersiden, mates langsomt frem i aksial retning på kjerneroret-. Denne utforelsesform av utstyret ifolge oppfinnelsen har den fordel at plastroret ikke vil rotere når det fremstilles. Fig. 6 viser en anordning av denne art. Kjerneroret er av en fritt - bærende konstruksjon og montert på en hul aksel drevet av en skjematisk antydet elektrisk motor 21 med regulerbar hastighet. På tegningen er vist akselens lagringer 22. Mellom lagerstottene og de skruelinjet forlopende vindinger av bærebåndet eller bærestrimmelen har akselen 20 et hull 25, gjennom hvilket bærebåndet 4, som etter å ha forlatt kjernerorets ytre flate er rettet gjennom akselen,

kan tas ut på kjernerorets ytre overflate på nytt på den generelle måte som allerede er beskrevet ovenfor. Motoren 21 driver akselen med en slik vinkelhastighet at vindingene deretter skrider lang-

somt frem fra kjernerorets innerste del til dets ytterste del uten noen dreiebevegelse.

I den på fig. 6 viste utforelsesform kan tilforsel av plastmateriale til båndvindingenes ytre overflate finne sted enten ved ekstrudering gjennom et ringformet munnstykke (som vist på fig. 1) eller ved påvikling av plastimpregnerte "rovings". Hvis den bærende kjernes dreiebevegelse for bærebåndet er slik at vindingene bare har en aksial bevegelse, vil påvikling av slike "rovings" nød-vendiggjore anvendelsen av planetviklingsutstyr som kan være av kjent type. På den annen side kan ved utforelsesformen på fig. 6 stotten eller kjerneroret roteres med en valgt hastighet for derved å frembringe viklingen av impregnerte rovings uten planetutstyr.

Som nevnt kan bærebåndet trekkes fremover ved hjelp av

en friksjonsskive ved kjernerorets ytterste ende, men hvis onsket kan skiven, som drives ved hjelp av en elektrisk motor, anbringes ved kjernerorets innerste ende.

Oppfinnelsen kan modifiseres på mange måter uten å fra-vike oppfinnelsens grunntanke. Bærebåndet eller båndene er vanligvis av stål og den understottende flens, som likeledes vanligvis er laget av stål, kan være fiksert til båndet ved sveiseing. Et bærebånd foretrekkes vanligvis med en bredde mellom 40 og 88 mm.

Som vist på fig. 7 er det dessuten mulig å anordne bærebåndets bærende flens 4a' med en utsparing på den ovre overflate og i denne anbringe et tetningsmateriale 40 og dette materiale kan f.eks. bestå av syntetisk eller naturlig gummi. I den på fig. 8 viste utforelsesform er tetningsmaterialet 4l anbragt (i en utsparing) på undersiden av det tilstotende frie kantparti 4b av bærebåndet. Dette vil oke tetningseffekten på de punkter hvor båndkantene motes.

Oppfinnelsen kan anvendes ved fremstilling av plastror eller rørledninger dannet enten ved vikling eller ved ekstrudering eller ved kombinasjoner av ekstrudering og vikling. Fiberarmeringer eller andre armeringer kan, men behover ikke forekomme og forskjellige lag kan anbringes, slik at fremstilling av sandwich-konstruk-sjoner er mulig.

Mange vanlig tilgjengelige plastmaterialer kan anvendes til fremstilling av gjenstander ifolge oppfinnelsen, hvilke mate-rialer omfatter velkjente termoplastmaterialer og også et stort antall varmeherdende harpiksmaterialer som anvendes til fremstilling av fiberarmerte gjenstander. Et eksempel på en komposisjon som er egnet for ekstrudering, utgjores av folgende (angitt i vektdeler):

100,0 polyesterharpiks

0,1 koboltnaftenat (6 %)

1,0 M.E.K, peroksyd (60 %)

100,0 lerfylling

10,0 glassfiberflokk (6-10 mm)

1-3 kiselsyrestov (viskositetsregulator for å bevirke ikke myknende pasta)

Denne komposisjon kan ekstruderes ved lavt trykk og herdes hurtig ved lave temperaturer (romtemperatur opptil 60°C).

Til tross for at oppfinnelsen ovenfor er vist og beskrevet med henvisning til visse for tiden foretrukne praktiske og effektive utforelseseksempler, er oppfinnelsen ikke begrenset til de detaljer som er vist, men oppfinnelsens ramme bestemmes bare av de folgende kravs omfang, og oppfinnelsen omfatter alle ekviva-lente utfdreiser.

Claims (4)

1. Apparat til fremstilling au et rør au plastmateriale og omfattende et kjernerør (l), på huilket et bærebånd (4) er montert og matet frem ued hjelp au et antall inntil huerandre liggende uiklinger au en beuegelig ouerflate som danner en spiralformet bane for å bære plastmaterialet, idet kjerne-røret har en houedsakelig sylindrisk båndbærende flate, karakterisert ued at bærebåndet (4) er forsynt med en fremstikkende støtteflik (4a', 4b' osu.) ued en ende au samme forskutt innover fra båndet, slik at den motstående kant au de spiralformede uiklinger au båndet (4) ouerlapper fliken på tilstøtende spiralformede uiklinger.

2. Apparat ifølge krau 1, karakterisert ved' at båndets flik tjener til å adskille båndet fra den underliggende sylindriske støtteflate, samt at f riksjonsnedsettende organer er anordnet omfattende organet (3, 23) for inn-føring au et friksjonsnedsettende fluidum i mellomrom (24) mellom båndet (4) og kjernerørets ouerflate (la).

3. Apparat ifølge krau.l, karakterisert ued at båndfliken er belagt méd et permanent slippmiddél.

4. Apparat ifølge krau 2, karakterisert ued at et tetningsmateriale (40) er anbragt på båndfliken . og båndets ouerlappende kant.