PL149530B1

PL149530B1 - Method of making finned plastic tubes and apparatus therefor

Info

Publication number: PL149530B1
Application number: PL1987264744A
Authority: PL
Priority date: 1986-03-20
Filing date: 1987-03-20
Publication date: 1990-02-28
Also published as: FI77405C; PL264744A1; DK162926B; ES2011780B3; IL81935A0; DD255506A5; IE870709L; MX168748B; PH23756A; ATE48560T1; AU7015587A; KR950000191B1; BR8701240A; JPH0568339B2; NO871106D0; DK139987D0; GT198700013A; ZA871980B; IN169391B; CS273323B2

Description

POLSKA	OPIS PATENTOWY	149 530
RZECZPOSPOLITA LUDOWA
Patent dodatkowy do patentu nr-
		CZYTELNIA
l\|\|\|i	Zgłoszono: ⁸⁷ 03 20 /P · 264744/		Urzędu Potentowego ItKzww!''·]
	Pierwszeństwo: 86 03 20 Finlandia
		^Int· ^Cl·⁴ B29D 23/18
URZĄD PATENTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: 88 oi 21
PRL	Opis patentowy opublikowano: 1990 06 30

Twórca wynalazku: Iyri Jarvenkyla

Uprawniony z patentu: Oy Uponor. Ab, Nastola /Finlandia/

URZĄDZENIE DO WYTWAAZAAIA RUR ŻEBROWYCH Z TWORZYWA SZTUCZNEGO I SPOSÓB WYTWAZJAIIA RUR ŻEBROWYCH Z TWORZYWA SZTUCZNEGO

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wytwarzania rur żebrowych z tworzywa sztucznego i sposób wytwarzania rur żebrowych z tworzywa sztucznego·

Znane jest z opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 1 431 796 urządzenie do ciągłej produkkji przewodów giętkich, których zewnętrzna powierzchnia posiada stosunkowo wysokie, wąskie żebra pierścieniowe, otaczające przewód obwodowo, zaś wewwęęrzna powwerzchnia pozostaje gładka· Urządzenie zawiera formy metalowe, przesuwające się okrężnie, które w pobliżu pierwszej głowicy wytłaczarki tworzą zamknięta wgłębienia, a ich wewwntrzna powwerzchnia Jest rowkowana, odpowiednio z obu stron· Pierścienoowa tuleja podająca o zewnętrznej średnicy zasadniczo zgodnej z wewnntrzną średnicą form medalowych umieszczona jest wewnntrz wgłębienia, łącznie z prostym trzpienemm /o stałej średnicy/, który osadzony jest w osi urządzenia, częściowo w tulei podlącej częściowo z niego wschodząc· Pierścienoowa dysza umieszczona jest między końcem tulei podającej a trzpieneem· Dysza ta jest skierowana ukośnie do rowkowanej wsK^^znej powwerzchni form medalowych i otwiera się do mmłej przestrzeni formującej utworzonej przez stożkową powńerzchnię trzpienia, końcową płaszczyznę rękawa i iewintrzną powierzchnię form ^^^al^owych· Przewody giętkie usztywnione żebrami mogą być produkowane w tym urządzeniu przez wprowaddanie elastycznego maaeriału pod wysokim ciśnienemm przez dyszę do pierwszej przestrzeni formi^ącej w której zewnętrzna powwerzchnia giętkiego przewodu formowana jest przez iθwiitrzią powńerzchnię form meealowych, a waN^ę^na powiβrzchnij - przez trzpień. Waw^^z^ gładka warstwa podawana jest do drugiej przestrzeni formujęcβt · Ten w zasadzie dobry sposób produkcji ma pewne niedogodnoo^i, z powodu których nie jest stosowany przy produkcji rur z tworzyw sztucznych· Naabardziej niekorzystne efekty wynikają z braku specjalnego sposobu postępowania wymaganego przez sztywne tworzywa sztuczne dla polepszenia

149 530

149 530 warunków przepływu, jak też z faktu, że w procesie występuję zakłócenia trudne do usunięcia· Zakłócenia te wynikają z nagłej, gwałtownej zmiany objętości pierwszej przestrzeni formującej wypełnionej niesprężalyym materiałem pod wysokim ciśnieniem, gdy formy metalowe przesuwają się do przodu względem tulei podaaącej i trzpienia· Ta zmiana z kolei spowodowana jest przez hówki i żebra 'występujące naprzemiennie w wewnętrznej powierzchni form meblowych. Takie nagłe zmiany objętościowe wywołują skoki ciśnienia· To pownOaje, na przykład, że tworzywo jest ściskaną między formami meblowymi, co potem przybiera w gotowym produkcie formę niekorzystnych wytłocz«.k· ;

Dla wyeliminowania tych efektów, sugeruje się w opisie patentowym St.Zjedn· Ammeyki nr 4 365 948, że prędkość przesuwu form medalowych powinna być stole sterowana w ten sposób, że gdy objętość przestrzeni formuuącej jest prędkość jest większa niż wtedy, gdy objętość przestrzeni formującej jest duża. Dzięki temu por^słow^ znanemu zresztą z technologii przetwarzania tworzyw sztucznych w ogóle, przepływ tworzyw sztucznych pozostaje stały i nie występują skoki ciśnienia· Dednakże niekorzystną cechą tego rozwiązania jest łkłιnmPikowane sterowanie prędkością urządzenia Żebrującego· Ponadto szybkie dostosowywanie prędkości przesuwu rzędu form medalowych jest utrudnione występowaniem sił inercji, przez co wydajność urządzenia jest maa· Dba powyższe sposoby nazywane są miodami wytłaczaj ącymi i polegają na tym, że średnica trzpienia, a właściwie elementu głównego nie powiększa się, lecz raczej zmniejsza od dyszy wgłąb urządzenia, w wyniku czego ciśnienie wciskające matoelał do rowków fom medalowych w całości pochodzi z poda^ika· Ciśnienie wytwarzane jest przez mιtθłi.tł chłodzący, tworzący zatyczkę· Ważnym zagadnieniem w tych sposobach jest kontrola ciśnienia wyyłaczania tworzyw o wysooiej lepkości i równoomeeności p^c^^l^naę^· Podawemie zbyt dużych ilości stanowi czynnik stałego ryzyka, trudny do wyeliminowania, gdyż jakość produktu pogarsza się wraz ze spadkiem tomppeatury, tzn· powneΓzchnit wewnntrzęa staje się chropowata i/uub rowki nie wyppeniają się całkłwkcie· Z tych powodów nie jest wskazane, aby sposoby te stosować przy produkcci dużych rur z tworzyw sztucznych lub przetwarzania tworzyw o wysokich modłach sprężystośći, jak np· nie zmiękczone PCW·

Rozwięzanie znane z opisu patentowego RFN nr 2 362 444 różni się od poprzednich· Cechą charakterystyczną jest to, że przestrzeń formująca jest bardzo mmła i zamknięta· Trzpień i tuleja podająca są stożkowe· Część uchwytu wychodząca poza rękaw tworzy linowe przedłużenie części znajdującej się newnętΓz·

Element główny jest prosty· Ponieważ przestrzeń formująca jest zamknęto także z tyłu, sposób ten może być uznany za podobny do wytłaczania wtryskowego ciągłego· Dlatego też trudności występujące w procesie są tak duże, że nigdy nie został on zastosowany w praktyce. Sterowanie ciśnienem jest niezwykle trudne, a teoretyczna wydajność jest mmła ze względu na duże prędkości ścinania, gdyż ciśnienie jest zbyt niskie·

Znany jest z francuskiego opisu patentowego nr 7 315 485 sposób produk^i oparty na formowaniu wtrysłnwym z p^st^owym pomysłem, przypominającym sposoby omówione wżee · W opisie tym krótki odcinek rury 10 ? 40 cm, wytłaczany jest między dwiema połowami formy i przesuwany do przodu i czynność ta jest powtorzana, a kolejne części zgrzewane z poprzednią· Sposób jest korzystny przez to, że można stosować niezwykle wysokie ciśnienie Grysiki, co zapewnia gładką powkeΓzchnię newnętrzną· Czynnikami niekorzystnymi są min· wysoki koszt urządzenia powodowany w/w ciśnieniami i problemy związane z synchronizacją cykli produ^yynych.

W opisie patentowym RFN nr 1. 233 128 jest opisane trzecie rozwiązanie formowania wtryskowego· Trzpień jest przedłużony linowo poza dyszę, element główny jest prosty, a przestrzeń zamknięta z przodu i z tyłu· Wyssępują takie same trudności jak wyżej i sposób także nie jest stosowany w produkeci rur z tworzyw sztucznych·

Znany jest z fińskiego opisu patentowego nr 60 825 i niemieckiego opisu patentowego nr 2 709 395 trzeci podstawowy sposób produk^i rur żebrowanych o gładkiej powiθΓzchni wewnntrznθł· Stożkowo powkększająct się część trzpienia w tych urządzeniach umi.eszczona jest dość daleko od tulei ρoddtęcθł , a przestrzeń formująca utworzona między tuleją podaaącą, trzpientom i środkami formującymi, tzn·, formami mmtolowymi, jest otwarta z tyłu przez szczelinę pomięazs tuleją podającą a formami mitolłwyii· W tych sposobach tworzywo sztuczne płynie swobodnie z dyszy osiowej ukośnie na zewnntrz, ku newnntrznej powńerzchni form migowych i

149 530 wciskane jest do rowków w niej umieszczonych rosnącą średnicę trzpienia i siłę pociągową urządzenia żebrującego· Dlatego ten sposób może być uznany za sposób wyyłaczania. Pomimo, że zasadnicza idea jest poprawna, to sposoby w praktyce nie zdaję egzaminu· Rezultatem jest rura, której żebra sę prawidłowo wypełnione, a wewnntrzne powierzchnie sę niezwykle szorstkie·

Proces jest dodatkowo hamowany przez zakłócenia związane ze sterowaniem, jak już omówiono ·'W zwięzku z tym proces nie jest stosowany· Nie zwrócono uwagi na to, co zdecydowanie jest ważne w procesie formowania przez wytłaczanie· Przy objętości przestrzeni formuJącej zbyt dużej w stosunku do objętości rury, tworzywo jest nadmiernie oziębiane formami metalowymi i sztywnieje. Jeśśi zwiększy się ' temper aturę tworzywa, zacznie się ono palić· Tak więc długość trzpienia, która w firiskim opisie patentwwym nr 60 325 określona jest jako około 4 do' 5-krotnie większa od średnicy, jest za duża i prowadzi do dysproppocji między objętością rury i · objętością przestrzeni formującej

Jak stwierdzono povwżee , różnice w objętości przestrzeni formującej powodują skoki ciśnienia, które z kolei powodują powstawanie nadlewek między formami imtalowymi· Madlewki takie są niekorzystne z punktu widzenia jakości roboczej rury, np· nadlewki podłużne na powierzchni zewn^rznej rury pornmędzy dwoma żebrami, uniemσżeiwiają korzystanie z tej pownθrzjhnl przy wymogu szczelności· Tworzyłyby jedynie szczelną naturalną pownerzjhnię pod pierścienemm gumowym, który miałby dobre oparcie na żebrach·

Poza zmienną objętością występuje jeszcze inna przeszkoda powodująca pow^^anie nadlewek· Zakłócenie to wynika z naturalnych wahań prędkości łańcucha żebrującego i zmienności przepływu mmteriału z wytłaczarki· W sposobach konwnenjonalnyjh, wpływ tego rodzaju zakłóceń może być powstrzymany jedynie przez zwiększenie siły domyyania form meBlowych· Niezbędna jest ogromna siła domytatąca, gdyż p^vw.^rzchn^e formujące są zwymiarOwane w sposób ^^i^m^^aący w/sokich ciśnień· To z kolei powoduje niezwykły wzrost kosztów rozwiązania· Istotą problemu jest więc takie zwymiacooanie przestrzeni foriuJęcet, aby żebra wypeeniały się łatwo i całkowicie bez potrzeby zwiększania ciśnienia do takiego poziomu, jak w'dotychczas stosowanych procesach formow^ia wtryskowego·

Trudności wstępujące w procesie technolog cennym w znanych śposobach omówiono pow^że · Same te trudności jednakże nie ' wystarczają do wytłumaczenia faktu, że żadna z tych metod nie jest stosowana na skalę przemysłową do produk^i rur z tworzyw sztucznych· Najważniejszym powodem może być to, że warunki tłoczenia nie są prawidłowe pod względem fizycznym·

Produkcja przemysłowa ciał termoplastycznych oparta jest na podatności tworzyw termoplastycznych przy użyciu ciśnienia i ciepła· Jednoczesna obecność ciepła i ciśnienia niezbędna jeet, gdy połączone m^ą być dwa' rodzaje tworzywa· Całkowite zgrzanie może mieć miejsce wyłącznie wtedy, gdy to dwa czynniki działają na m^telał dostatecznie długo· Stwierdzono, iż czynnik czasu zależny jest od powolność i ruchu łańcuchów molekularnych, tzn, relaksami· Wymmgany okres zgrzewania może być skrócony' przez tempp ratury zgrzewania lub odkształceń przeważających w tworzywie· Nieprawidłowe zgrzewanie powoduje w następstwie rozwarstwianie się pod wpływem temppeatury, zimne szwy i obniżone własności mmeceanczne·

W sposobach omówionych powotet, problemy te stają się oczywiste z powodu niezgodności celów· W celu podnneeienia wydaa ności produk^i stosuje się duże szybkości wtrysku, przez co rosną szybkości ścierania i wzrasta ryzyko postania piknięć z powodu nadtopienia· Łańcuchy mmją zbyt mało czasu na ponowne związanie się, gdyż jednocześnie spada temppratura wskutek styczności z formami i/uub trzpienia·

Celem obecnego wynalazku jest dostarczenie urządzenia do produkec! rur żebrowych, które: zapewnia gładki laminarny przepływ tworzywa z dyszy poprzez przestrzeń formującą do rejonu elementu głównego, wymaga umiarkowanych ciśnień i pomimo to produkuje rury z ktmmPβtnymi żebrami·

Szwedzki opis opublikowany nr 381 001 stwierdza, że TS winno być podawane z szybkością wybaczającą, aby rowki środków formujących nappeniły się całkowicie i że niewystarczająca prędkość podawania daje niekompletne żebra· Według tego opisu prędkość podawemia jest dobierana ne bazie osiągniętego rezultatu, co jest niedobrą mmtodą dostosowywana, gdyż wymaga stałej konnroli 1 czasem daje wynik w formie rur uszkodzonych·

Urządzenie do wytwarzania rur żebrowych z tworzywa sztucznego o gładkiej pownθrzchni wθwnnteznnt, według wynalazku składa się z tulei eoddtęcθt, rdzenia umieszczonego na głównej tulei eodatęcθt, zawieraj ącego trzpień uiszczony wewrntrz tulei, trzpień wychodzący z

149 530 tulei posiadający część rozszerzającą się zasadniczo stożkowo w kierunku dalszego procesu produkcyjnego i element o zasadniczo stałej średnicy stanowiący przedłużenie trzpienia, przez co rdzeń tworzy z tuleją podającą cylindryczny kanał, który jest połączony z wytłaczarką tworzywa sztucznego oraz z form metalowych otaczających tuleję podającą i rdzeń, umieszczonych w linii okrężnej i przesuwających się zgodnie z kierunkiem cykl.u produkcyjnego, których wewnętrzne powierzchnia mmją rowki do formowania żeber, przy czym objętość skokowa przestrzeni ^^erścieni^ow^e , określona płaszczyzną przechodzącą poprzecznie do osi rdzenia, przylegającą do płaszczyzny końcowej tulei poddjęcei, powwerzchnią trzpienia i płaszczyzną, zawierającą powwerzchnię otaczającą element, zasadniczo odpowiada połączonej objętości wypalającej tych rowków, znajdujących się przy trzpieniu w każdym momeenii_n Korzystnie objętości te mogą się różnić od siebie o nie więcej niż 25%. Korzystnie, długość trzpienia zasadniczo jest równa wielokrotności odległości między rowkami form, por^nn^eszonej o jedną szerokość rowka· Korzystnie tworząca zasadniczo stożkowej części rozszerzającej się trzpienia nachylona jest do głównej osi rdzenia pod kątem od 2° do 30°, korzystnie około 15°· Korzystnie, kąt między tworzącą stożkowej części rozszerzającej się trzpienia i centralną osią rdzenia ma wartość zmieniającą się tak, że posiada największą wartość na początku trzpienia, przy końcowej części trzpienia, a najmniejszą wartość na końcu trzpienia stykającą się z elementem· Korzystnie, powwerzchnia części trzpienia ma kształt paroboliczny· Korzystnie, oprócz rowków formujących żebra na wewnętrznej powwerzchni form „talowych znajdują się także rowki wyrównujące ciśnienie, które są znacznie węższe od rowków i tak zwymiarowane, że pozostają całkowicie lub częściowo puste przy normalnych ciśnieniach mmteriałowych urządzenia, co spowodowane jest lepkością mte^ejiału· Korzystnie, stosunek głębokośći rowków wyrównujących ciśnienie do ich szerokości jak co najnniej dwuurotnie większy, w porównaniu z odpowiadającym mu stosunkiem rowków żebrowych· Korzyssnie, stosunek głębokości rowków wyrównuuących ciśnienie do ich szerokości wynosi od 3:1 do 15:1, korzystnie około 10:1· Korzystnie szerokość rowków wyrównujących ciśnienie vwynosi 0,3 - 3 rn, korzystnie około 1 mm· Korzystnie, rowki ^^rów^i^;jące ciśnienie umieszczone są w pobliżu rowków żebrowych i są do nich rówr^^o^c^głe· Korzyssnie, rowki wyróinująci ciśnienia umieszczone są po obu stronach rowków żebrowych·

Sposób wytwarzania rur żebrowych z tworzywa sztucznego o gładkiej powwerzchni weN^t^ne^ według wynalazku polega na tym, że dobiera się objętość nnteiiału podawanego kanałem pierścinniiwym w jednostce czasu tak, aby jej wartość była zasadniczo co najmniej równa sumie objętości ścianki formowanej rury i objętości wyρpiniającej tych rowków, która przesuwają się wzdłuż kanału w ciągu tej jednostki czasu i nie była większa od połączonych objętości tych rowków, które przesuwają się wzdłuż kanału pierścieniiwego i ścianki rury w tej samej jednostce czasu· Korzystnie, prędkość przepływu maoriał^ w kierunku podłużnym i promieni o wym reguluje się poprzez zmianę stosunku temperatur rdzenia i fom meal-owych. Korzystnie, matθiiał podaje się kanałem eiirέcinniiwym w formie dwu współśrodkowych warstw z osobnych wytłaczarek, Korzystnie, prędkość podawwnia maoriał w kanale eierściniiiwmi pomędzy tuleją podającą a rdzeniem Jest zasadniczo równa prędkości przesuwu fom mmealowych· Korzystnie, różnica pomiędzy prędkością podawwnia mat^ei-ału, a prędkością przesuwu środków formujących nie może być większa niż 25%·

Niespodziewanie stwierdzono w wynalazku, że cechy niekorzystna występujące w rozwiązaniach stanu techniki mogą być wyeliminowane przez taką konstrukcję urządzenia, aby powyższe objętości były niemal identyczne, z dozwolonymi odchyleniami nie przekraczającymi 25%· Powód tego nie jest na pewno znany, lecz można założyć, że korzystny stosunek jest wtedy osiągany pomiędzy objętością rury 1 objętością przestrzeni fornujęcei, dzięki czemu można uniknąć niepożądanych turbulencji tworzywa i tworzeniu zimnych spawów· Oak by nie było przeprowadzono badanna, które wskazują, że tworzywo przepływające przez tuleję naabliżej trzpienia przechodzi wzdłuż powwerzchni trzpienia, zasadniczo bez wstrząsów, do rejonu elementu głównego, gdzie tworzy ściankę rury bez wado Warstwa tworzywa przepływająca przez tuleję przy jej ściance, całkowicie wchodzi w rowki form iiialowycho W ten sposób osiągany jest bardzo gładki przepływ bez zawirowań, z którego powwsają rury o wysokiej jakości· W urządzeniu według wynalazku nie występują także skoki ciśnienia, gdyż długość objętości skokowej jest tak zwyrmarowana, że jednocześnie z zamknięciem jednego rowka formy „talowej inny rowek otwiera się przy dyszy, tak więc objętość przestrzeni formującej jest zasadniczo na stałym poziomie·

149 530

Praktyczne testy wskazuję, że przepływ tworzywa jest najrówniejszy, gdy długość trzpienia równa się zasadniczo wielokrotności odległości między rowkami, korzystnie 4-krotnej odległości. Z tego samego powodu niezbędne jest, aby kęt pomiędzy tworzącą stożkowej części trzpienia, a głównę osię rdzenia wynosśł 2° - 30°, korzystnie około 15°·

Ze względu na równość przepływu, korzystne jest także, aby kęt' pomiędzy tworzęcę części stożkowej, a centrannym wałem był zróżnicowany w ten sposób, że na poczętku trzpienia jest największy, a oajmnOejszn przy końcu. Powierzchnia tej części trzpienia w ten sposób może ' być np· paraboliczna·

Według jednego z przykładów wykonania objętość wyppeniajęca rowków jest tylko częścię połęczonej objętości rowków, co zapobiega występowaniu skoków ciśnienia w mmieerale·

W obecnym przykładzie wykonnana, uzyskuje się to przez wykonanie w waM^irznej powieΓzchni form mmtalowych nie tylko rowków tworzęcych przestrzeń wyppeniajęcę lecz znacznie węższych rowków wyrównujęcych ciśnienie, które mmję takie że przy danej lepkości tworzywa pozostaję całkowicie lub częściowo puste· Dzięki tym rowkom, w przestrzeni formuuęcej nie powwtaję większe skoki ciśnienia, gdyż w mmsienie, gdy ciśnienie wzrasta, mitelał jest wciskany w rowki wyrównuuęce ciśnienie· Dzięki tym rowkom także, można znacznie rozszerzyć zakres stosowania urzędzenia według wynalazku· Na przykład można je użyć do produucji rur żebrowych w sposób ksroiienjonalnn tak, aby rowki żebrujęce były wypełnione całkowicie i wtedy rowki wyrównujęce ciśnienie likwiduję skoki ciśnienia, co jak wyżej opisano jest korzystne· Można też w nim produkować rury o żebrach nierównej wysokości poprzez sterowanie stopniem wypełnienia rowków i wtedy rowki wyrównuuęce ciśnienie mogę pomagać w utrzymaniu tego stopnia wyppenienia na st^ym poziomie ·

Aby mt^riał pod ciśnieneem wyppenił najpierw rowki żebrujęce, a rowki ^^^ówr^i^^ęce ciśnienie tylko wtedy, gdy ciśnienie wzrasta nadmiernie jest niezbędne, aby w^p^pei^l-enie rowków żebrujęcych było o wiele łatwiejsze niż wyRpenienie rowków wyrównu jęcych ciśnienie· Dlatego też korzystne jest by stosunek głębokości do szerokości rowków wyrównuuęcych ciśnienie był co najmniej podwójny w porównaniu z odpowiednim stosunkiem rowków żebrujęcych. W ko^wecconalnych urzędzeniach do produk^i rur, stosunek głębokości do szerokości rowków wyrównujęcych ciśnienie może wynosić między 3:1 i 15:1, korzystnie około 10:1· Testy praktyczne że stosowna szerokość tych rowków wynosi od 0,1 do 3,0 mm, korzystnie około 1,0 mm· □ednakże należy zauważyć, że wymienione stosunki i wymiary sę jedynie wskazówkami i mogę one się różnić w zależności od lepkości surowca i normalnego ciśnienia urzędzenia· Dla spe^al^ty dobór sdpowiednijh wymiarów do rodzaju maaeriału nie będzie trudny· Aby wyppkłości mogące powiać w miejscach, gdzie były rowki wyrównujęce ciśnienie, jak najmniej przeszkadzały w dalszym stosowaniu rur, korzystne jest aby rowki te były umieszczone w pobliżu rowków żebrujęcych i aby były one do nich równ^^egłe· Nierówność i pow^ełe przy żebrach nie będę przeszkadzały np· w umieszczeniu pierścienia uszczelniającego wokół rury między żebrami·

W celu zapewr^j^^n^a wystarczającego równowiżenia ciśnienia, rowki ^^rów^i^^ęce ciśnie nie powinny być umieszczone po obu stronach rowka żebrujęcego·

Wynalazek dotyczy także sposobu wytwarzania rur żebrowych o gładkiej powiθΓzchni iewioteznnj, w którym tworzywo sztuczne podaje się poprzez kanał pierścienoowy utworzony pomiędzy tuleję podaaęcą, a rdzeniem do przestrzeni formuuęcej utworzonej pomiędzy płaszczyznę końcowę tulei pod^ęcce, stożkowo powwększającym się rdzeniem i ruchomymi środkami formujęcymi posiadajęcymi rowki i otaczającymi tuleję podajęcę i rdzeń·

Przy użyciu sposobu według wynalazku mmoiiwe jest produkowanie cięgłe rur bez defek tów. Niekorzystne występowanie turbulencci i nad lewek mmże być uniknięto przez dostosowanie prędkości podawania tworzywa tak, aby była zasadniczo równa prędkości przesuwu form mmealowych·

Przykład wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig·! przedstawia urzędzenia do wytwarzania rur żebrowych z tworzyw sztucznych według wynalazku; fig.2 - urzędzenie według wynalazku, w pierwszym przykładzie wykonn^a, w przekroju poprzecznym; fig· 3 urzędzenia według wynnlazku, w drugim przykładzie wykonania w przekroju poprzecznym; fig. 4 przepływ mmaeriału z tworzywa sztucznego i formowanie się rury żebrowce; fig.5 - urządzenie według wynalazku, w trzecim przykładzie wykonania w przekroju poprzecznym; fig.6 - szczegół

149 530 urządzenia z fig.5 w powiększonej skali, w przekroju poprzecznym.

Urządzenie pokazane na fig.l składa się z form mmtalowych 1 i 2» obracających się wzdłuż dwóch okrężnych ścieżek i spotykających się w rejonie szyn prowadzących 3» tworząc formę cylindryczną. Do tej formy wchodzi tuleja podająca 4 przymocowana do głowicy 5 wytłaczarki 5· Na fig· 1 pokazano też jak już gotowa rura 7 wysuwa się z drugiej strony formy utworzonej z form mmtalowych.

Figura 2 jest bardziej szczegółwwym rzutem tych części urządzenia, które biorą udział w kształto^waniu rury. Obrotowy trzpień 8 umieszczony jest w osi centralnej urządzenia, całkowicie wow^^z tulei podającej 4. Obrotowy trzpień 8 składa się z części mmjącej stałą średnicę oraz części 8a, która, rozszerza się znacznie m^ąc ksziait stożka. Trzpień 9 także znacznie rozszerza się stożkowo i umieszczony jest z rozszerzającą się częścią trzpienia 8a, całkowicie poza tuleją podającą 4. Za trzpieneem 9 umieszczony jest zasadniczy element 10, o stałej średnicy. Zasadniczy element 10 wyposażony jest w środki chłodzące, powocidjące stężenie rury. Obrotowy trzpień 8, trzpień 9 oraz element 10 tworzą razem rdzeń urządzenia.

Pomiędzy tuleją podającą 4 oraz częścią 8a trzpienia 8 tworzy się dysza pierścieniowa 11, przez którą wydootaje się tworzywo sztuczne, które ma być formowane w przestrzeni formi^ącej 12, utworzonej między tuleją podającą 4 a formami 1 i 2 oraz t^peon^m

9.

W celu otrzymania rury ^^aącej żebrowaną płaszczyznę zewnntrzną, wewrintrzna ρowiβrzchnia form ^^^al^^wych pokryta jest rowkami 13 umieszczonymi w pewnej odległości od siebie, do których wciskane jest tworzywo sztuczne w celu utworzenia żeber.

Zgodnie z wynalazkiem urządzenie zapewnia niezwykle równomarny przepływ tworzywa sztucznego dzięki odpowiedniemu doborowi wzajemnego stosunku objętości obu części przestrzeni formujących 12.

Na figurze 2 obszary te są zakreskowane 1 oznaczone liczbami 14 i 15, odpowiednio obszar 14, którego objętość nazwana jest objętością skokową ma kształt pierścienia o przekroju zasadniczo trój kątnym. Obszar 14 znajduje się pomiędzy płaszczyzną 20 przylegającą do powiβrzihni czołowej tulei ^^<^^J|ącej 4 ustawioną prostopadle do osi trzpienia 9, powierzchnią 16 trzpienia 9i płaszczyznę 17 obejmującą obwiednię elśmentu 10. Oszar 15» którego objętość nazywana Jest objętością wyceniającą utworzony jest z połączonych objętości rowków 13 i znajduje się pomiędzy tuleją podającą 4 a elementem 10» to znaczy w pobliżu lub w obszarze trzpienia 9» w każdym momennie. Według wynlazku, objętości obszaru 14 i 15 są zasadniczo identyczne, mLkssymlnie odchylenia nie przekraczają 25%.

Z figury 2 wynika, że długość trzpienia 9 jest trzykrotnie większa od odległości między żebrami 13. Ogólnie rzecz biorąc wskazane jest, aby długość trzpienia 9 zasadniczo odpowóadała wielokrotności tej odległości. Naakorzystniejsze jest, aby długość trzpienia 9 łdpowiadała wielokrotności odległości pomiędzy żebrami, pomitejszonych o szerokość rowka. Następuje wtedy minimalna zmiana ciśnienia.

W przykładzie wykonania przedstawoonym na fig.2 tworząca powiθΓzchni 16 trzpienia 9 nachylona jest pod kątem 20° do głównej osi rdzenia. Kąt ten może się zmieniać od 2° do 30°, korzystnie w większości przypadków wynosi 15°. Dokładna wartość kąta określona jest żądaną objętością skokową. Na fig.2 widać równneż, że powierzchnia 16 nie jest idealnie cylindryczna, lecz wygięta w łuk tak, że kąt pomiędzy tworzącą a^główną osią rdzenia mm największą wartość na początku trzpienia 9, a najmntθjszą na jego końcu. Korzystnie powierzchnia 16 ma kształt parabol.

Na figurze 3 pokazano drugi przykład wykonanla urządzenia według wynalazku. W tym przypadku, trzpień 9 składa się z części prostej 9a znajdującej się najbliżej trzpienia 8 położonej za nią i częścią stożkową 9b połączonej z prostym głównym elementem 10. Objętość skokowa 14 tego urządzenia utworzona jest podobnie jak w urządzeniu przedstawoonym na fig.l, tzn. znajduje się pomiędzy płaszczyznami 20 i 17 oraz powieΓzchnią 16, która w tym przypadku rozciąga się także na prostą część 9a trzpienia 9. Obbętość wypeeniająca 15 urządzenia utworzona jest przez rowki 13 umieszczone w rejonie rzchni 16. Rowki te są zakreskowane.

Figura 4 przedstawia formowanie tworzywa sztucznego w mmomence, gdy dochodzi one do przestrzeni for^m^^ącej 12. Warstwa 18 tworzywa sztucznego usytuowana najbliżej obrotowego

149 530 trzpienia 8 i trzpienia 9, zakreskowana liplami krzyżujęcymi się, przesuwa się bez przeszkód do przestrzeni pomiędzy elementem 10 i formami metalowymi 12, gdzie tworzy ściankę rury· Warstwa 19 tworzywa sztucznego znajdująca się naabliżej tulei podaaącej 4 zakreskowana liniami równoległymi jest z kolei wciskana do rowków 13 umieszczonych w formach mmtalowych 1, 2 i nadaje się jej kształt wewnntrznej powierzchni form mmtalowych 1, 2· Przy produkcji rur przy użyciu urządzenia według wynalazku, tworzywo sztuczne wyciskane jest pod ciśnieniem z dyszy 11 do> przestrzeni formującej 12· W sposobie według wynalazku ważne jest, 'aby objętość ιαοΙθ^ιłu podawanego kanałem pierśdenimy/m w jednostce czasu była tak dobrana, aby była zasadniczo co najmniej równa sumie objętości formowanej ścianki rury 1 objętości nypplniająclj tych rowków, które się przesuwają obok kanału pieΓŚcleninwegi w tej jednostce czasu i nie większa od łącznej objętości tych rowków, które przesuwają się obok kanału pieΓŚcleninwego oraz ścianki rury formowanej w tej jednostce czasu.

W praktyce sposób ten może być przeprowadzony tak, aby prędkość podawania mmteriału przez dyszę 11 była zasadniczo równa prędkości przesuwu form medalowych 1, 2· Różnice tych prędkości nie mogą przekraczać 25%· Warstwa 18 tworzywa sztucznego tworzy ściankę 17, rury zaś warstwa 19 wciskana jest do rowków 13 form mmtalowych 1, 2, ^ppeniając jo w trakcie' ich przesuwu w kierunku wskazanym strzałką na rysunku· Ponieważ objętość skokowa 14 i objętość ^ppeniająca 15 pokazana na fig· 2 i 3 są identyczne, to przepływ matθritłu w przestrzeni 12 jest ciągły i równomierny tak, że pomiędzy różnymi warstw wami mmaeriału w rejonie elementu 10 nie występują słabe złącza ani bąbelki pownetrzα·

Zgodnie z wynalazkiem przepływ mmaeriału może być stero dany zarówno osiowo jak 1 promieniowo poprzez zróżnicowanie relacji pommędzy temperaturami form mmtalowych - rdzenia·

Na przykład, jeśli rowki form m^alo^ych nie są całkowicie wy pen ione, temperatura rdzenia może być obniżona, zaś teipplatura form ^^^al^^wych podwyższona, co zwolni przepływ mmaeriału wzdłuż osi, natomiast przyspieszy promieniowy przepływ, w wyniku czego rowki będą lepiej wypełniane niż poprzednio·

Pzięki wynalazkowi można łatwo produkować rury, których żebra zrobione są z tworzyw o innych własnościach niż tworzywo z którego zrobione są rury· Tworzywa te mogą na przykład różnić się kolorem lub żebra mogą być wykonane z tworzyw o zmmoyfikowanej odporności udaΓiwnl, gdy same rury wykonane są z tworzyw zwykłych· W takim przypadku tworzywa sztuczne podawane są z kanału pilΓŚcleninwβgo 11 jako dwie i^półśrodkowe warstwy, ' iypowiedająjl warstwom 18, 19 z fig.4. Warstwy te podawane są z dwóch osobnych wytłaczarek· □ak już stwierdzono nczeenael, objętość wyppeniająca rowków 13 oznacza objętość, która powinna być wypełniona tworzywem sztucznym tak, że całkowita objętość wszystkich rowków 13 może być większa od objętości przestrzeni 14· Można to osiągnąć przy zastosowaniu trzeciego przykładu wykonania pokazanego na fig.5 i 6. Jak pokazano, rdzeń 108 uLeszczony jest w osi centralnej urządzenia i składa się z części prostej i części stożkowo się rozszerzającej, za którą znajduje się część chłodząca o stałej średnicy, zawierająca wydTężenie /nie pokazane/ na czynnik chłodzący· Pommędzy tuleją podającą 104 i rdzeniem 108 tworzy slę dysza pier^śc^^nó^wa 109, którą podawane jest tworzywo sztuczne do' przestrzeni formującej'110, ,utworzonej między formami metalowymi 101,102,rdzeniem 108 i tuleją podającą 104· W celu otrzymania rury z żebrową powiθΓZjhnią zewnntrznę, w wθwintrznych powiθrzchniach form metalowych znajdują się koliste rowki 111 umieszczone ' w pewnej odległości od siebie po obu stronach, do których wciskane jest tworzywo sztuczne cel^^m uformowania żeber 112·

W tym rozwiązaniu wynalazku, poza rowkami 111 formującymi żebra, w newnntrznyjh. pownerzchaiαch form mitalinfjh 101, 102 znajdują się także rowki 113 wyrównujące ciśnienie·

Są one tak zwymiariwane, aby przy danej lepkości matni-ału i przy normalnym ciśnieniu mmaeriału, pozostały całkowicie lub częściowo puste.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig.5 i 6 rowki ciśnienionl 113 są bardzo wąskie, umieszczone po obu stronach rowków 111 formujących żebra i równolegle do nich· Rowlci 113 są bardzo głębokie w stosunku do swej szerokości. ' W tym przykładzie stosunek głębokości do szerokości rowków w/nosi około 10:1, tzn, że jeśli szerokość rowka wynosi np. 1 mm, to głębokość wynosi 10 mm. W ten sposób zwymitrintae rowki wyrównujące ciśnienie zwykle towarzyszą rowkom 111 formującym żebra o szerokości 4 mm i głębokości 14 mm· Należy jednak zauważyć.

149 530 że wymmary rowków wyrównujących ciśnienie oraz proporcje między rowkami 111 i 113 zależę od materiału użytego do produkcji rury· a zwłaszcza Jego lepkości·

W urządzeniu pokazanym na fig^5 1 6 tworzywo sztuczne jest podawane pod ciśnienimm z dyszy 109 do przestrzeni formującej 110· Część mmaeriału tworzy ściankę rury· zaś reszta wciskana Jest do rowków 111 form mmealowych w miarę ich przesuwu w kierunku wskazanym strzałkę na fig.5· Objętość przestrzeni formujęcej 110 zmienia się gwaHownie· gdy rowek 111 dociera do tej przestrzeni·. Z tego powodu· a mooiiwe że także z powodu nlθóównomiirnigo podawania mat^rrLa^u i prędkości przesuwu form metalowych ciśnienie przepł ywu mmaeriału przez przestrzeń formujęcę 110 znacznie zmienia się· Oednakże dzięki rowkom 113 w/równujęcym ciśnienie· skoki ciśnienia nie sę tak wysokie jak w innych znanych urzędzenia^, gdyż mmateieł może się wcisnęć także w rowki 113· Spełniaję więc one rolę pewnego rodzaju zaworów bezpieczeństwa· Stopień wyppinienia rowków 113 zależy od wysokoóci skoków ciśnienia· W normalnych warunkach maaeriał nie wchodzi głęboko tak· że tworzy się jedynie niska krawędź 114 w miejscach gdzie były rowki wyrównujęce - patrz fig.6· Oak widać z powyższego· rowki 113 ^równujęce ciśnienie mogę być umieszczone nie tylko w bezpośrednim sęsiedztwie rowków 111· ale też np· po środku· między nimi· Rowki wyrównuuęce 113 nie muszę też być równoległe do rowków żebrowych 111* lecz mogę mieć dowolny dogodny kierunek·

Obbętość materiału podawanego kanałem pierściniikw/m 11, 108 w jednostce czasu dobiera się tak· aby jej wartość była zasadniczo co najmniej równa sumie objętości ścianki formowanej rury 1 objętości wypeeniajęcej tych rowków· które przesuwaję się wzdłuż kanału pieΓŚcienikwego 11· 108 w cięgu tej jednostki czasu i nie była większa od połęczonych objętości rowków 13· 111· 113 form metalowych l, 2, 101· 102· które przesuwaję się wzdłuż kanału piiΓŚcienikWθgo 1 ścianki rury w tej samej jednostce czasu·

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1· Urzędzenie do wtwarzania rur żebrowych z tworzyw sztucznych o gładkiej powierzchni kewknteznei· składające się z tulel podaaęcej· rdzenia umieszczonego na głównej osi tulei podaaęcej zawierającego trzpień umieszczony wewnntrz tulei, trzpień wychodzęcy z tulei, posiadajęcy część rozszerzejęcę się zasadniczo stożkowo w kierunku dalszego procesu produkcyjnego i element o zasadniczo stałej średnicy 8tanokięcy przedłużenie trzpienia· przez co rdzeń tworzy z tuleję posiadajęcę cylindryczny kanał· który jest połęczony z wytłaczarkę tworzywa sztucznego oraz z form meealowych otaczających tuleję podajęcę i rdzeń· umieszczonych w linii okrężnej i erzesukajęcych się zgodnie z kierun^em cyklu produkcyjnego· który ch ^^«^^^ęrzne eowkeΓzchnii mej rowki do formowania żeber· znamienne tym, że objętość skokowa przestrzeni pierścieniowej /14/, określona płaszczyznę przechodzęcę poprzecznie do osi rdzenia /108/ przylegającę do płaszczyzny końcowej tulei ^^i^^^ęcej /4, 1Q4/ powkerzchnit /16/ trzpienia /9/ 1 płaszczyznę /11/« zawierajęcę powierzchnię otaczajęcę element /10/ zasadniczo odpowiada połęczonej objętości wyppiniajtcej tych rowków /<13· 111/ znajdujących się przy trzpieniu /9/ w każdym mooiinie·
2· Urzędzenie według zastrzel· znamienne tym, że objętości te różnię się od siebie o nie więcej niż 25%·
3· Urzędzenie według zastrzel· znamienne tym, że długość trzpienia /9/ zasadniczo jest równa wielokrotności odległości między rowkami /13/ form /1/, /2/, pomnejszonej o jednę szerokość rowka /13/·
4· ' Urzędzenie według zastrzel· znamienne tym, że tworzęca zasadniczo stożkowej części rozszerzajęcej się /9, 9b/ trzpienia· nachylona jest do głównej osi rdzenia ^pod k^ętem od 2° ^do ³0⁰· tarz^tnle o^ko^ło 1⁵°.
5· Urzędzenie według zastrz_e4· znamienne tym, że kąt między tworz^ę stożkowej części rozszerzajęcej się /9, 9b/ trzpienia 1 centralnę osię rdzenia ma wartość zmieniajęcę się tak· że posiada największę wartość na początku trzpienia /9/, przy końcowej części trzpienia /8/, a najmniejezę wartość na końcu trzpienia /9/ stykającego się z elementem /10/·

149 530
6. Urzędzenie według zastrz.5, znamienn-a tym, że powierzchnia części /9, 9b/ trzpienia ma kształt paraboliczny·
7· Urządzenie według zastrz.1, znamienne tym, że oprócz rowków /13, 111/ formujących żebra na wewnntrznej powierzchni form metalowych znajdują tię także rowki /113/ wyrównujące ciśnienie, które tę znacznie węższe od rowków /111/ i tak zwymiarowana, że pozostają całkowicie lub częściowo puste przy normalnych- ciśnieniach ϋ.ίβΓίβΙϋνχΚί urzędzenia, co spowodowane jett lepkością materiału·
8· Urządzenie według zastrz.7, z rowków /113/ ^^rów^i^^ących ciśnienie do ich w porównaniu z odpowiadającym mu stosunkiem
9· Urządzenie według zastrz.8, z rowków /113/ ^^rów^i^^jących ciśnienie do ich około 10:1·
10· Urządzenie według zastrz.9, z /113/ wyrównuuących ciśnienie ynoei 0,3 - :
11· Urządzenie według zastrz»7, z ce ciśnienie umieszczone tą w pobliżu rowkói nam i enna tym, że stosunek głębokości szerokości jest co najmnnej dwuurotnie większy rowków żebrowych /111/· namienna tym, że stosunek głębokości szerokości wrnosi od 3:1 do 15:1, korzystnie namienna tym, że szerokość rowków mm, korzystnie około 1 mm· namianne tym, że rowki /113/ wyrównuuąi żebrowych /111/ i są do nich równoległe·
12· Urządzenie według zastrz.ll, znamienna tym, że rowki /113/ wyrównujące ciśnienie, umieszczone są po obu stronach rowków żebrowych /111/·
13· Sposób wytwarzania rur żebrowych o gładkiej powwerzchni wewnoteznor, w którym tworzywo sztuczne podaje się kanałem pierścrθnlowyi, utworzonym pornmędzy tuleją podającą i rdzeniem do przestrzeni foriujęcer, utworzonej pornmędzy płaszczyzną końcową tulei poddjącse, stożkowo rozszerzajccym się rdzeniem i ruchomymi formami „talowymi posiadającymi rowki i otaczającymi tuleją podającą i rdzeń, znamienny tym, że dobiera sią objętość mteriału podawanego kanałem pieΓŚcrnnlnwym w jednostce czasu tak, aby jej wartość była zasadniczo co najmniej równa sumie objętości ścianki formowanej rury i objętości wypeeniającej tych rowków, które przesuwają sią wzdłuż kanału w ciągu tej jednostki czasu i nie była większa od połączonych objętości tych rowków, które przesuwają* sią wzdłuż kanału i ścianki rury w tej samej jednostce czasu·
14· Sposób według zastrz.13, znamienny tya, że prędkość przepływu materiału w kierunku podłużnym i proiienlnwyi reguluje się poprzez zmianą stosunku rdzenia i form ^^^^l^owych.
15· Sposób według zastrz.13, znamienny tym, że mmteeiαł podaje sią kanałem ρieΓŚcrnnlnwym w formie dwu /^półśrodkowych warstw z osobnych wytłaczarek·
16. Sposób według zastrz.13, znamienny tym, że prędkość podawania mteriału w kanale ρirΓŚcrnnlnwym por^ądzy tuleją podającą a rdzeniem, jest zasadniczo równa prędkości przesuwu form ^^e^lo^^ch·
17· Sposób według zastrz.16, znamienny tym, że różnica pommądzy prędkością podawnia mteriału a prędkością przesuwu środków formujących nie może być większa niż 25%·

149 530. .·

FIG. 3

1 12

8 11 20

149 530

8a 18 9

FIG, 4

FIG. 6

107