NO180285B - Fremgangsmåte og innretning for forming av et bend i et rör av termoplastisk materiale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for forming av et bend i et rør av termoplastisk materiale som angitt i innledningen i krav 1, og en innretning for utførelse av fremgangsmåten som angitt i innledningen i krav 4.

Her omfatter betegnelsen "rør " slanger, rørledninger og lignende kanaler, med en oppbygging av et enkelt eller flere lag.

Rør av plastmateriale anvendes i et stort antall inn-retninger og brukes vanligvis på det selvbevegende område som rørledningsforbindelser for ledninger for damp, ventilasjon, hydraulikk, brennstoff, kjølemiddel eller olje. Ved slike anvendelser kreves det ofte at røret må ha en bestemt form eller konf igurasjon.

Tidligere ble slike former oppnådd ved spesielle innsatser anbrakt inne i røret for å tilpasse røret til den nødvendige form fulgt av en oppvarming eller et herdetrinn for å sette den nødvendige form, hvoretter innsatsen fjernes.

Bruken av slike innsatser har vært ansett for å være avgjørende for å hindre rørveggen fra å falle sammen under forming, og dette har begrenset formene som kan fremstilles. Spesielt kan det ikke oppnås flere bend på en lett måte på grunn av kompleksiteten av innsatsen og vanskeligheten med å fjerne innsatsen.

GB 1 352 374 viser en fremgangsmåte for forming av et bend i et plastrør ved oppvarming av røret på steder med avstand fra hverandre i lengderetningen for å mykne plastmateri-alet før bøying av røret til den nødvendige form. Denne fremgangsmåte omfatter innhylling av røret med et maskinerings-materiale for å begrense oppvarming til smale tverrgående soner for å hindre at rørveggen skal falle sammen når det pre-formede rør tilpasses til den nødvendige bendkonfigurasjon med plastmateriale i en myknet tilstand.

GB 902745 beskriver innretning og fremgangsmåte for forming et et bend i et plastrør ved å feste røret til en former for å preforme bendet og å varmebehandle røret for å gi bendet den endelige form.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og innretning for forming av termoplastiske rør som overvinner de forannevnte ulemper.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette formål ved hjelp av de karakteristiske trekk angitt i krav 1 og 4.

Ved hjelp av oppfinnelsen tilveiebringes det et tids-opphold mellom påfølgende emisjoner av infrarød stråling som tillater varmeoverføring av absorbert energi rundt røret ved ledning som derved sikrer jevn oppvarming av røret. Som resultat unngås overoppheting og smelting av det termoplastiske materiale.

I tillegg eller alternativt kan emisjonen av infrarød stråling reguleres ved variering av effekten og/eller inten-siteten av den infrarøde stråling.

Emisjonen av infrarød stråling reguleres fortrinnsvis for å tilveiebringe maksimaleffekt ved korte bølgelengder, fortrinnsvis i området 0,7 - 2,0 p, og særlig ved 1 u.

Som det vil være klart må emisjonen av infrarød stråling reguleres i samsvar med massen av termoplastisk materiale i røret og rørets termiske karakteristikk avhengig av dets diameter og veggtykkelse og graden av varmeoverføring gjennom rørets masse.

Ved reguleringen med en jevn oppvarming av det termoplastiske materiale i bendet kan endefittings premonteres på røret uten risiko for skade, og prosessmyknere i plastmateria-let i røret blir bare delvis fjernet slik at krymping reduse-res og det opprettholdes en fleksibilitet i det ferdige rør. Som resultat kan det fremstilles rør som har den nødvendige form og lengde for en spesiell anvendelse på en lettere måte med lavere skrapkostnader.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følg-ende i forbindelse med noen utførelseseksempler og under hen-visning til tegningene, der fig. 1 er et sideriss av et termoplastisk rør fremstilt av fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen, fig. 2 er et sideriss av en jig for å holde røret i den nødvendige konfigurasjon, fig. 3 er et ende-riss av innretningen ifølge oppfinnelsen som viser røret på fig. 1 opplagret på jiggen på fig. 2, fig. 4 er et planriss av innretningen vist på fig. 3 som viser jiggen på en laststasjon (heltrukne linjer) og en oppvarmings- og kjølestasjon

(bruddlinjer), fig. 5 er et snittriss etter linjen 5-5 på fig. 4, fig. 6 er et snittriss etter linjen 6-6 på fig. 3, fig. 7 viser en alternativ former beregnet for sideoppvarming, og fig. 8 viser en annen former beregnet for fremstilling av komplekse konfigurasjoner.

På fig. 1 vises et termoplastisk rør 1 av polyamid som har forskjøvne parallelle endepartier la, lb som hver av-sluttes i den lc, ld på 180°, og et hellende sentralt parti le forbundet med endepartiene la, lb av endene lf, lg. hver på 135°.

Røret har sirkulært tverrsnitt med en diameter på 8 mm og en veggtykkelse på 1,0 mm. Røret 1 fremstilles ved kut-ting av nødvendig lengde fra en ekstrusjon med passende tverrsnitt og varmeforming av bendene lc, ld, lf,

lg., ved bestråling med intfrarød stråling mens røret 1 holdes i den nødvendige konfigurasjon fulgt av luftkjøling for å sette røret 1 i den nødvendige konfigurasjon.

Fig. 2 viser en jig 3 for å holde røret 1 i den nød-vendige konfigurasjon for varmeforming av bendene lc, ld, lf, lg_. Jiggen 3 er montert på et rektangulært fundament eller bord 4 og omfatter endeformere 5, 6 for hvert av bendene lc, ld, på 180° og mellomliggende formere 7, 8 for hvert av bendene lf, la På 135° montert av braketter 9, 10, 11, 12.

Hver former 5, 6, 7, 8 har en krummet føringsflate 5a, 6a, 7a, 8a mot hvilke røret 1 holdes elastisk ved å feste endene av røret 1 løsbart til respektive rørformede plugger 9a, 10a på formerbrakettene 9, 10 på enden. En plugg 9a er forbundet med et rør 13 med en lufttilførsel (ikke vist) for å la kjøleluft passere gjennom røret 1.

Hver krummede føringsflate 5a, 6a, 7a, 8a har mindre radius enn bendet lc, ld, lf, lg dannet for å tillate relak-sasjon av det termoplastiske materiale ved fjerning av røret 1 fra jiggen 3.

Hver former 5, 6, 7, 8 har et omkretsspor 14, 15, 16, 17 med en bunn som danner føringsflåtene 5a, 6a, 7a, 8a, og de motstående sider støtter røret 1 og hindrer rørveggen fra å falle sammen innover under varmeformingen av den. Hvert spor 14, 15, 16, 17 har en dybde på 5 - 6 mm.

Hver endeformer 5, 6 og en mellomliggende former 7 er ringformet, f.eks. et hjul eller en skive. Den andre mellomliggende former 8 er trekantformet og i tillegg anordnet for å lagre sentralpartiet le av røret 1 i et spor 18 langs en side-kant 8b.

Formerne 5, 6, 7, 8 er laget av transparent materiale såsom polykarbonat eller glass som ikke forstyrrer oppvarmingen av røret 1 og ikke nedbrytes i noen betydelig grad av den kortbølgede infrarøde stråling som anvendes for varmeforming av bendet lc, ld, lf, lg.

Formerne er løsbart festet til de tilknyttede monteringsbraketter 9, 10, 11, 12 for løsing av formeren for reparasjon eller utskifting av en slitt former eller tilpasning av en forskjellig former.

I en modifikasjon som ikke er vist er formerne 5, 6, 7, 8 innstillbare i forhold til hverandre for opplagring av en lengde av røret i ethvert valgt område med forskjellige konfigurasjoner som kan kreves for alternative endebruk av det formede rør.

På fig. 3 - 6 er det vist en innretning for varmeforming av bendet lc, ld, lf, lg av røret 1 opplagret på jiggen 3. Innretningen omfatter en rektangulær rammekonstruksjon med en åpen ende som har en øvre vegg 20 og en mellomliggende vegg 21 som strekker seg horisontalt mellom motstående parallelle sidevegger 22, 23 for å avgrense et langsgående ragende bear-beidningskammer 24.

Den mellomliggende vegg 21 har føringer 25 på den øvre flate 21a for glidbar opplagring av jiggens 3 fundament 4 for fremskridende bevegelse av jiggen 3 gjennom bearbeidingskammeret 24.

Som best vist på fig. 4 er innretningen anordnet for å oppta jiggen 3 i en ende av bearbeidingskammeret 24 fra en laststasjon 25 hvor røret 1 anbringes på formerne 5, 6, 7, 8 og jiggen 3 overføres til en oppvarming/kjølestasjon 26 hvor røret 1 utsettes for regulert oppvarming av infrarød stråling fulgt av luftkjøling for å sette røret 1 i den nødvendige konfigurasjon. Jiggen 3 overføres fra oppvarmings/kjølestasjonen 26 tilen utlastingsstasjon 27 i den motsatte ende av bearbeidingskammeret 24 for fjerning av det formede rør 1. Driften for fremflyttingen av jiggen 3 kan være et belte, en kjede eller andre passende anordninger (ikke vist) som påvirkes av en styreenhet 28 montert på sideveggen 22 på utsiden av kammeret 24.

Som best vist på fig. 5 er det montert flere infra-røde emittere 29 inne i kammeret 24 på topp-, side-, og mellomliggende vegger 20, 21, 22, 23 for bestråling av røret 1 opplagret på formerne 5, 6, 7, 8 i oppvarming/kjølestasjonen 26.

I denne utførelsesform er det tre emittere 29 for hver endeformer 5, 6, og to emittere for de melomliggende formere 7, 8. Antallet og posisjonen av emitterne 29 kan imidlertid endres etter ønske for å tilpasse størrelsen og formen av røret 1.

Hver emitter 29 har en infrarød lampe 30 og tilknyt-tet reflektor 31 for å rette den infrarøde stråling mot røret 1. Passende emittere 29 er wolfram-halogenlamper laget av et rør av transparent kvarts som har en lengde og diameter valgt for å tilfredsstille kravene for en gitt anvendelse.

Lampene 30 strekker seg i lengderetningen av bearbeidingskammeret 24 parallelt med bevegelsesretningen for jiggen 3 og tverrgående med lengden av røret 1 opplagret på formerne 5, 6, 7, 8.

Hver lampe 30 er montert i motstående ende av to opplagringsarmer 32. Hver arm 32 er svingbart forbundet i en ende med den tilstøtende rammevegg 20, 21, 22, 23 og er dannet med en sliss 32a i den andre ende hvor lampen 30 er glidbart montert for innstilling i lengderetningen langs armen 32. På denne måte kan vinkelposisjonen og/eller avstanden mellom hver lampe 30 i forhold til de tilstøtende former 5, 6, 7, 8 velges for best mulig resultater.

Særlig kan lampene 30 anordnes til å rette den infra-røde stråling for lokal oppvarming av røret 1 langs dens lengde for å danne bendene lc, lb, lf, lg.. Også posisjonen av lampene 30 kan tilpasses for forskjellige rørkonfigurasjoner, og innretningen er ikke begrenset til rørkonfigurasjonen vist på fig. 1.

Infrarød stråling emittert av lampene 30 er rettet mot og absorberes av ytterflaten av røret 1.

I denne utførelsesform er fundamentet 4 vist med bare én jigg montert for enkelhet. Det vil imidlertid være klart at lengden av lampene 30 kan velges til å tillate at flere jigger 3 som hver omfatter en eller flere formere kan monteres på fundamentet 4 for varmeforming av flere rør 1 samtidig. Alternativt kan jiggen 3 være oppbygget og anordnet til å feste flere rør 1 med mellomrom i forhold til hverandre. F.eks. kan formerne ha en langstrakt form med rørene 1 anbrakt med mellomrom langs lengden derav.

Lampene 30 reguleres for pulserende eller intermitterende drift av styreenheten 28 som er programmerbar for innstilling av varigheten av intervallet mellom påfølgende pulser av infrarød stråling.

På den måten oppnås det jevn oppvarming av røret 1 rundt omkretsen ved å tillate termisk ledning gjennom rørets masse mellom hver puls.

Den tidskoordinerte drift av lampene 30 bestemmes av flere faktorer omfattende diameteren av røret 1, tykkelsen av rørveggen, det termoplastiske materiale i røret, antallet, størrelsen og effekten av lampene 30 osv., og innstilles for å sikre at røret 1 bare oppvarmes i en tilstrekkelig grad til å mykne det termoplastiske materiale for tilpasning til den nød-vendige konfigurasjon, og overoppvarming som ville være tilstrekkelig til å smelte det termoplastiske materiale og bevirke at rørveggen faller sammen unngås.

Ved avslutningen av oppvarmingstrinnet for å danne bendene lc, ld, lf, lg, avkjøles røret 1 hurtig for å sette den nødvendige konfigurasjon.

Kjølingen utføres ved å blåse luft eller annen passende kjølegass inn i røret 1 og/eller gjennom røret 1 i en forutbestemt tidsperiode styrt av programmerings- og styreenheten.

For utvendig kjøling er det anordnet flere ut-løpsdyser 33 forbundet av forsyningsrør 34 med en kilde av blåseluft for å føre luften ned på overflaten av røret som er opplagret på formerne 5, 6, 7, 8. For innvendig kjøling er pluggen 9a forbundet av røret 13 med kilden av blåseluft for å la luft passere gjennom i røret 1.

I denne utførelsesform er to dyser 33 forbundet med hver endeformer 5, 6 og en dyse 33 med begge de mellomliggende formere 7, 8. Antallet og anordningen av utløpsdysene 33 kan imidlertid endres etter ønske for å tilpasse forskjellige rør-konfigurasj oner.

I tillegg kan dysene 33 være innstillbart montert for endring av vinkelposisjonen og avstand i forhold til de tilstøtende formere 5, 6, 7, 8 for å tilpasse forskjellige rørkonf igurasj oner.

Dysene 33 er anbrakt mellom lampene 30 og kjøletrin-net utføres etter varmetrinnet med jiggen 3 i den samme stas-jon 26 inne i kammeret 24. På denne måten kan det utføres hurtig kjøling av røret 1 som umiddelbart følger oppvarmingen av røret 1 tilstrekkelig til å rette seg etter den nødvendige form.

For bestemte anvendelser kan det imidlertid være fordelaktig å utføre oppvarmings- og kjøletrinnet i adskilte stasjoner anbrakt i avstand i lengderetningen av kammeret 24. En slik anordning reduserer syklustider og kan fordelaktig anvendes for automatisert masseproduksjon.

Som det vil være klart har fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen flere fordeler i forhold til fremgangsmåten og innretningene fra den kjente teknikk for forming av termoplastiske rør. Særlig elimineres bruken av innvendige formere ved bruk av styrt infrarød stråling under utvendig opplagring av røret i den nødvendige konfigurasjon.

Emisjonen av den infrarøde stråling og etterfølgende setting av den nødvendige konfigurasjon styres av en programmerbar styreenhet og kan innstilles til å passe et vidt område av forskjellige materialer og behov.

Innretningen kan tilpasses for forskjellige rørkon-figurasjoner ved passende valg av antall, størrelse, form og anordning av formere for å fremstille en jig for den nødvendige konfigurasjon.

Flere fundamenter eller bord 4 kan stilles sammen for å danne en endeløs sløyfe med tilstøtende kanter med nærlig-gende fundamenter 4 leddforbundet med hverandre ved passende svingeforbindelser. På den måten returneres tomme jigger auto-matisk fra utlastingsstasjonen til laststasjonen for kon-tinuerlig drift under styring fra kontrollenheten. Slik anordning er særlig passende for masseproduksjon av rør som har en

bestemt konfigurasjon.

Alternativt kan fundamentet eller bordet 4 anordnes og tilpasses for resiproserende bevegelse av jiggen mellom en felles laste- og lossestasjon og bearbeidingsstasjonen under styring av styreenheten. Denne anordning er mer kompakt og kan foretrekkes for korte produksjonsløp hvor det bare kreves et begrenset antall av spesielt formede rør.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til utførelsesformen beskrevet ovenfor, f.eks. kan formerne være bestemt for oppvarming av røret 101 av infrarøde strålingskilder 130 anordnet på én eller begge sider ved tilveiebringelse av passende utsparinger 114a i sidene av styresporet 114 som vist på fig. 7. Disse utsparinger bør ikke overskride dybden av sporet og er fortrinnsvis ikke mer enn halve dybden av sporet.

Komplekse bendformer kan fremstilles av en former som omfatter flere deler 205 anordnet for å avgrense den nød-vendige profil med en oppstilling av infrarøde varmekilder 230 for oppvarming av røret 201 som vist på fig. 8. Hver av delene 230 kan være montert slik at de er innstillbare i forhold til de andre for fremstilling av en rekke forskjellige profiler.

Selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med et termoplastisk rør av polyamid, vil det være klart at fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes for et vidt område av termoplastiske materialer som omfatter polyurethan, polyethylen, polypropylen, polyvinylklorid, poly-acetal og andre elastomere og kopolymerer av disse termo-plaster.

Videre kan rør fremstilt ved fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen omfatte et enkelt termoplastisk materiale eller kombinasjoner av to eller flere forskjellige termoplastiske materialer. F.eks. kan en rørvegg som omfatter lag av forskjellige termoplastiske materialer oppnås ved samekstrudering av de termoplastiske materialer.

I tillegg kan rør fremstilt av fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen være uforsterket som i ut-førelsesformen ovenfor eller ha en forsterkning. F.eks. kan det opptas et forsterkningslag såsom en metallisk eller ikke-metallisk hylse i rørveggen under fremstillingen. Alternativt kan det opptas forsterket materiale såsom glass eller karbon-

fibre i det termoplastiske materiale som danner rørveggen.

Rør fremstilt ved fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen kan brukes til et vidt område av forskjellige anvendelser omfattende brennstoffrør, brennstoffdamprør, ventilasjonsrør, dreneringsrør, vakuumrør, kjølemiddelslanger og hydrauliske slanger. Hver av disse anvendelser kan kreve at det anvendes bestemte grader av termoplastiske materialer med eller uten forsterkning som nevnt ovenfor og/eller endefester i én eller begge ender for å forbinde røret for dets tilsik-tede bruk.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for forming av et bend i et rør av termoplastisk materiale omfattende de trinn: å opplagre røret (1; 101; 201) utvendig på en former (5, 6, 7, 8; 105; 205) for å preforme et bend som svarer til en nødvendig bendkonfigurasjon, å oppvarme røret (1; 101; 201) for å mykne det termoplastiske materiale for tilpasning til den nødvendige bendkonfigurasjon mens røret (1; 101; 201) holdes stasjonært på formeren (5, 6, 7, 8; 105; 205), å avkjøle røret (1; 101; 201) for å sette det termoplastiske materiale og holde den nødvendige bendkonfigurasjon mens røret (1; 101; 201) holdes stasjonært på formeren (5, 6, 7, 8; 105; 205), og å fjerne røret (1; 101; 201) fra formeren (5, 6, 7, 8; 105; 205) med bendet formet deri, hvor det trinn med å oppvarme røret (1, 101; 201) utføres lokalt i området ved bendet av infrarød stråling fra en infra-rød kilde (30) anbrakt i avstand fra formeren (5, 6, 7, 8; 105; 205) og fra røret (1; 101; 201), idet emisjonen av infra-rød stråling reguleres slik at det termoplastiske materiale blir tilstrekkelig plastisk for å tilpasse seg den nødvendige bendkonfigurasjon, KARAKTERISERT VED at emisjonen av infrarød stråling reguleres for å tilveiebringe en pulserende eller intermitterende emisjon.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den pulserende eller intermitterende emisjon av infrarød stråling består av kortbølget infrarød stråling som har en topp-energi i området 0,7 - 2 u, fortrinnsvis omkring 1 u.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at den pulserende eller intermitterende emisjon av infrarød stråling reguleres ved innstilling av varigheten av og intervallet mellom suksessive pulser eller intermitterende emisjoner av infrarød stråling.

4. Innretning for forming av et bend i et rør av termoplastisk materiale ved fremgangsmåten ifølge ett av kravene 1-3, omfattende: utvendig formeranordning (5, 6, 7, 8; 105; 205) for opplagring av røret (1; 101; 201) for å preforme en nødvendig bendkonfigurasjon, anordninger (9a, 10a) for å holde røret (1; 101; 201) stasjonært i forhold til formeranordningen (5, 6, 7, 8; 105; 205), anordning (30, 130; 230) for oppvarming av røret (1; 101; 201) for å mykne det termoplastiske materiale for tilpasning til den nødvendige bendkonfigurasjon, og anordninger (34) for avkjøling av røret (1, 101; 201) for å sette det termoplastiske materiale og å holde den nød-vendige bendkonfigurasjon, hvor oppvarmingsanordningen omfatter en kilde (30, 130; 230) med infrarød stråling anbrakt med avstand fra formeranordningen (5, 6, 7, 8; 105; 205) og fra røret (1; 101; 201) lagret derpå, hvor kilden (30; 130; 230) er anordnet for å oppvarme røret (1; 101; 201) lokalt ved bendområdet, KARAKTERISERT VED at kilden (30; 130; 230) med infrarød stråling er betjenbar av styreanordninger (28) for å tilveiebringe en pulserende eller intermitterende emisjon av infrarød stråling.