PL184641B1

PL184641B1 - Sposób wytwarzania rur z tworzywa sztucznego urządzenie do wytwarzania rur z tworzywa sztucznego i rura z tworzywa sztucznego

Info

Publication number: PL184641B1
Application number: PL97332453A
Authority: PL
Inventors: Prevotat@Bernard; Acket@Jean@Jacques
Original assignee: Alphacan Sa
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 2002-11-29
Also published as: WO1998013190A1; BR9711392A; CN1231634A; EP0932490B2; JP2001504048A; DE69708317T3; KR100472979B1; EP0932490A1; US6447710B1; NO312347B1; AU736521B2; DK0932490T4; IL128464A0; PT932490E; CZ294202B6; CN1076269C; TW351699B; DK0932490T3; ES2167734T5; FR2753648B1

Abstract

1. Sposób wytwarzania rur z tworzywa sztucznego, w którym pólfabrykat rury doprowadzony do temperatury zblizonej do tempe- ratury orientacji czasteczek poddaje sie dwuosiowemu rozciaganiu na drodze rozprezania promieniowego pólfabrykatu rury znaj- dujacej sie w tulei formujacej, której wewnetrzna srednica jest rów- na wymaganej srednicy rury, z wylaczeniem rozciagania termicznego, w którym ponadto tworzy sie na jednym koncu rury specherzenie wypraski i poddaje sie je kontrolowanemu przemiesz- czaniu az do drugiego konca rury, która rozciaga sie równiez w kie- runku podluznym, znamienny tym, ze rozprezanie promieniowe przeprowadza sie w co najmniej dwóch etapach, a mianowicie w pierwszym etapie, w którym pólfabrykat (Te) rury rozdmuchuje sie do osiagniecia posredniej srednicy (Di) wyznaczonej przez dwuscienna oslone (21) wprowadzona do formujacej tulei (2), przy czym miedzy dwiema sciankami oslony krazy goracy plyn, zas tworzenie sie specherzenia wypraski zachodzi pod koniec tego pierwszego etapu,.................................................................................. 19. Urzadzenie do wytwarzania rur z tworzywa sztucznego po- siadajace formujaca tuleje, do której wklada sie pólfabrykat rury oraz zaciskajace i zamykajace urzadzenia dla obu konców pólfabry- katu, jak równiez elementy umozliwiajace wprowadzenie plynu, zwlaszcza cieczy, do pólfabrykatu rury oraz zmienianie cisnienia tego plynu, znamienne tym, ze wyposazone jest w dwuscienna oslone (21) oraz elementy doprowadzajace (22, 23) umozliwiajace krazenie goracego plynu w oslonie (21).......................................... 24. Rura z tworzywa sztucznego, posiadajaca gniazdo wyposa- zone w rowek na pomieszczenie uszczelki, znamienna tym, ze gru- bosc rury (T) jest stala na calej jej dlugosci i w obszarze gniazda (E). FIG. 2 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania rur z tworzywa sztucznego, urządzenie do wytwarzania rur z tworzywa sztucznego i rura z tworzywa sztucznego.

W znanych sposobach wytwarzania rur z tworzywa sztucznego półfabrykat rury doprowadzony jest do temperatury zbliżonej do temperatury orientacji cząsteczek, poddaje się go dwuosiowemu rozciąganiu na drodze rozprężania promieniowego półfabrykatu rury, znajdującej się w tulei formującej, której wewnętrzna średnica jest równa wymaganej średnicy rury, z wyłączeniem rozciągania termicznego, w którym ponadto tworzy się na jednym końcu rury spęcherzenie wypraski i poddaje się je kontrolowanemu przemieszczaniu aż do drugiego końca rury, którą rozciąga się również w kierunku podłużnym.

Sposób ten umożliwia wytwarzanie rur z tworzywa sztucznego o cząsteczkach zorientowanych i ulepszonych właściwościach mechanicznych.

W opisie patentowym GB-A-1,432,539 przedstawiono podobny sposób, który jednak okazuje się trudny do zastosowania w przypadku rur o dużej długości. Faktycznie, w czasie zwiększania ciśnienia, rozdmuchiwanie (tworzenie spęcherzenia wypraski), a co za tym idzie, orientacja cząsteczek zostaje zainicjowana w wielu miejscach jednocześnie. To trudne do kontrolowania zjawisko powoduje powstawanie wyraźnych różnic grubości w kierunku podłużnym, lub nawet fałd w miejscach styku dwóch stref rozprężania.

Rozwiązanie przedstawione w opisie patentowym US-A-4,098,857 wprowadza ulepszenie do wyżej opisanego sposobu nadawania dwuosiowej orientacji cząsteczek przez zastosowanie tulei wewnątrz formy, która obejmuje półfabrykat. Na początku procesu tuleja ta ogranicza promieniowe rozprężanie, po czym zostaje stopniowo usunięta, by umożliwić przesuwanie się strefy rozciągania.

184 641

W rozwiązaniu przedstawionym w opisie patentowym EP-B-0,072,064 również zastosowano taką tuleję, która obejmuje półfabrykat rury. W trakcie procesu wytwarzania tuleja zostaje stopniowo usunięta, zaś wprowadzany jest układ przeciwnaprężenia, który dostosowuje przemieszczenie osiowe tulei, która na jednym końcu (stykającym się ze ścianką półfabrykatu rury w czasie rozciągania) wyposażona jest w pierścieniowy tłok w kształcie poszerzonego stożka ściętego. Podłużne rozciąganie półfabrykatu rury uzyskuje się w zasadzie wskutek tarcia tulei na przekroju rury podczas przemieszczania tulei względem rury. Rozwiązanie to, umożliwia kontrolę przemieszczenia spęcherzenia wypraski, wykorzystuje siły tarcia do zapewnienia rozciągania podłużnego. Obecnie wiadomo, że dokładna kontrola sił tarcia między dwiema poruszającymi się częściami jest trudna, a w związku z tym podłużne rozciąganie powoduje ryzyko powstania wyraźnych różnic na długości rury. Ponadto, tarcie tulei na zewnętrznej powierzchni rury z tworzywa sztucznego może spowodować powstanie skaz na tej powierzchni.

W rozwiązaniu według opisu patentowego EP-A-0,404,557 przedstawiono kontrolę rozciągania podłużnego półfabrykatu rury. Kontroli takiej pozbawiony jest sposób opisany powyżej. Koniec półfabrykatu rury, znajdujący się naprzeciw końca, przy którym początkowo tworzy się spęcherzenie wypraski, zamocowany jest do tłoka wywierającego siłę rozciągającą na półfabrykat rury, dzięki czemu tarcie między półfabrykatem, a tuleją nie jest już potrzebne dla zapewnienia istnienia takiej siły. Sposób według powołanego opisu EP-A-0,404,557 umożliwia więc poprawę jednorodności i stopnia podłużnego rozciągania na długości rury.

Jednakże, dla zapewnienia właściwych warunków rozciągania rury z tworzywa sztucznego, konieczne jest doprowadzenie rury do odpowiedniej temperatury i utrzymywanie jej w tej temperaturze, zbliżonej do temperatury orientacji cząsteczek, za pomocą gorącego płynu, który według powołanego opisu EP-A-0,404,557, krąży nie tylko w półfabrykacie rury ale także wokół tulei. Gorący płyn opływający tuleję styka się bezpośrednio z wewnętrzną powierzchnią tulei formującej, która w związku z tym utrzymywana jest w stosunkowo wysokiej temperaturze.

Według powołanego opisu EP-A-0,404,557, pod koniec rozprężania promieniowego, półfabrykat rury z tworzywa sztucznego zostaje zetknięty z gorącą wewnętrzną powierzchnią tulei formującej i nie zestala się szybko, nawet w przypadku zastosowania zimnego płynu krążącego wewnątrz rury. To stosunkowo powolne studzenie zewnętrznej warstwy rury przyczynia się do wydłużenia czasu trwania cyklu formowania i zmniejszenia wydajności sposobu.

Sposób wytwarzania rur z tworzywa sztucznego, w którym półfabrykat rury doprowadzony do temperatury zbliżonej do temperatury orientacji cząsteczek poddaje się dwuosiowemu rozciąganiu na drodze rozprężania promieniowego półfabrykatu rury znajdującej się w tulei formującej, której wewnętrzna średnica jest równa wymaganej średnicy rury, z wyłączeniem rozciągania termicznego, w którym ponadto tworzy się na jednym końcu rury spęcherzenie wypraski i poddaje się je kontrolowanemu przemieszczaniu aż do drugiego końca rury, którą rozciąga się również w kierunku podłużnym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że rozprężanie promieniowe przeprowadza się w co najmniej dwóch etapach, a mianowicie w pierwszym etapie, w którym półfabrykat rury rozdmuchuje się do osiągnięcia pośredniej średnicy wyznaczonej przez dwuścienną osłonę wprowadzoną do formującej tulei. Między dwiema ściankami osłony krąży gorący płyn, zaś tworzenie się spęcherzenia wypraski zachodzi pod koniec tego pierwszego etapu, następnie osłonę stopniowo wyjmuje się z formującej tulei i, w drugim etapie, promieniowo rozpręża się rurę z tworzywa sztucznego do osiągnięcia wewnętrznej średnicy formującej tulei oraz wzdłużnie rozciąga się rurę, przy czym formującą tuleję chłodzi się od zewnątrz.

Półfabrykat rozciąga się wzdłużnie w drugim etapie, w którym mocuje się oba końce półfabrykatu w odpowiednich zamykających urządzeniach i odsuwa się oba zamykające urządzenia od obu końców półfabrykatu.

Między zewnętrzną ściankę półfabrykatu a wewnętrzną ściankę osłony wtryskuje się gaz pod ciśnieniem, w szczególności sprężone powietrze, dla ułatwienia przesuwania się tych dwóch ścianek względem siebie i uniknięcia niepożądanego tarcia podczas wyjmowania rury z osłony.

184 641

Ponadto wewnątrz formującej tulei pozostawia się wolną przestrzeń tworzącą wgłębienie między tym końcem przesuwnej osłony, który jest całkowicie wprowadzony do tulei, a przylegającym doń końcem tulei. We wgłębieniu doprowadza się do powstania spęcherzenia wypraski w wyniku wzrostu wewnętrznego ciśnienia w półfabrykacie, bez potrzeby przemieszczania najpierw przesuwnej osłony.

Korzystnie, koniec półfabrykatu, który jest oddalony od strefy, w której powstaje spęcherzenie wypraski popycha się w kierunku tej strefy w chwili wytwarzania się spęcherzenia wypraski, i doprowadza się do wzrostu grubości materiału, przy czym grubość ścianki spęcherzenia wypraski jest równa grubości pozostałej części rury.

Podczas powstawania spęcherzenia wypraski, na jednym końcu rury wytwarza się gniazdo z rowkiem na pomieszczenie uszczelki.

Podczas gdy ścianka spęcherzenia wypraski zetknie się ze ścianką wgłębienia gniazda, wówczas przyległy koniec półfabrykatu popycha się w stronę gniazda, przy czym w rejonie rowka grubość ścianki jest równa grubości reszty gniazda i rury.

Formującą tuleję chłodzi się korzystnie przez spryskiwanie.

Drugi wariant sposobu wytwarzania rur z tworzywa sztucznego, według wynalazku charakteryzuje tym, że rozprężanie promieniowe przeprowadza się w co najmniej dwóch etapach, a mianowicie w pierwszym etapie, w którym półfabrykat rury rozdmuchuje się równomiernie do osiągnięcia pośredniej średnicy, przy której wydłużenie obwodowe pozostaje poniżej lub na poziomie wydłużenia odpowiadającego granicy plastyczności materiału, z którego wykonana jest rura. Ten pierwszy etap zachodzi prawie bez żadnego wydłużenia wzdłużnego, zaś tworzenie się spęcherzenia wypraski zachodzi pod koniec tego pierwszego etapu, i co najmniej w innym etapie, w którym osiąga się wewnętrzną średnicę formującej tulei, przy rozciąganiu wzdłużnym.

Pośrednią średnicę półfabrykatu wyznacza się poprzez wprowadzenie do formującej tulei przesuwnej osłony, zwłaszcza posiadającej podwójną ściankę, wewnątrz której krąży gorący płyn, której wewnętrzna średnica jest równa pośredniej średnicy, i którą po pierwszym etapie rozprężania stopniowo wyjmuje się z formującej tulei, dla umożliwienia przeprowadzenia drugiego etapu rozprężania promieniowego.

Półfabrykat rozciąga się wzdłużnie w drugim etapie, w którym mocuje się oba końce półfabrykatu w odpowiednich zamykających urządzeniach i odsuwa się oba zamykające urządzenia od obu końców półfabrykatu. Korzystnie koniec półfabrykatu, który jest oddalony od strefy, w której powstaje spęcherzenie wypraski popycha się w kierunku tej strefy w chwili wytwarzania się spęcherzenia wypraski, i doprowadza się do wzrostu grubości materiału, przy czym grubość ścianki spęcherzenia wypraski jest równa grubości pozostałej części rury.

Wewnątrz formującej tulei pozostawia się wolną przestrzeń tworzącą wgłębienie między tym końcem przesuwnej osłony, który jest całkowicie wprowadzony do tulei, a przylegającym doń końcem tulei, a we wgłębieniu doprowadza się do powstania spęcherzenia wypraski w wyniku wzrostu wewnętrznego ciśnienia w półfabrykacie, bez potrzeby przemieszczania najpierw przesuwnej osłony.

Ponadto, koniec półfabrykatu, który jest oddalony od strefy, w której powstaje spęcherzenie wypraski popycha się w kierunku tej strefy w chwili wytwarzania się spęcherzenia wypraski, i doprowadza się do wzrostu grubości materiału, przy czym grubość ścianki spęcherzenia wypraski jest równa grubości pozostałej części rury.

Formującą tuleję chłodzi się korzystnie przez spryskiwanie.

184 641

Urządzenie do wytwarzania rur z tworzywa sztucznego posiadające formującą tuleję, do której wkłada się półfabrykat rury oraz zaciskające i zamykające urządzenia dla obu końców półfabrykatu, jak również elementy umożliwiające wprowadzenie płynu, zwłaszcza cieczy, do półfabrykatu rury oraz zmienianie ciśnienia tego płynu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wyposażone jest w dwuścienną osłonę oraz elementy doprowadzające umożliwiające krążenie gorącego płynu w osłonie, która zamocowana jest przesuwnie w formującej tulei i która ma wewnętrzną, średnicę odpowiadającą pośredniej średnicy rozprężania półfabrykatu, którego, koniec zaopatrzony jest w zamykające urządzenie wyposażone w tłok zamocowany przesuwnie w osłonie i będący integralną częścią cylindrycznej rury rozciągającej się poza koniec osłony. Zarówno osłona jak cylindryczna rura z tłokiem zamykającego urządzenia wyposażone są w niezależne mocujące i sterujące urządzenie i urządzenie prowadzące.

Tłok zamykającego urządzenia, zamocowany na końcu cylindrycznej rury zaopatrzony jest w przewód do wtryskiwania gazu pod ciśnieniem, zwłaszcza sprężonego powietrza, między zewnętrzną ściankę półfabrykatu, a wewnętrzną ściankę osłony.

Urządzenie przy końcu formującej tulei, który znajduje się naprzeciw cylindrycznej rury zawiera zaciskające i zmykające urządzenie do zaciskania końca półfabrykatu, jak również elementy formujące, które zamykają formującą tuleję i tworzą wgłębienie na gniazdo przy końcu.

Ponadto wgłębienie na gniazdo zawiera co najmniej pierścienie, wieniec i pierścień do formowania rowka (k) na uszczelkę i które połączone są ze sobą przesuwnie, przy czym wieniec i pierścień znajdujące się od zewnętrznej strony półfabrykatu są przesuwne względem pierścieni.

Urządzenie zaopatrzone jest w urządzenie do detekcji zetknięcia ścianki gniazda z odpowiednią częścią wgłębienia, przez co wieniec i pierścień przemieszcza się po tym zetknięciu.

Przedmiotem wynalazku jest rura z tworzywa sztucznego, posiadająca gniazdo wyposażone w rowek na pomieszczenie uszczelki, która charakteryzuje się tym, że grubość rury jest stała na całej jej długości i w obszarze gniazda.

Korzystnie, względne wydłużenie osiowe gniazda jest większe, niż względne wydłużenie osiowe pozostałej strefy gotowej rury, a względne wydłużenie osiowe całego gniazda jest co najmniej równe 1,5 względnego osiowego wydłużenia pozostałej części rury.

Zastosowanie dwuściennej osłony, wraz z krążeniem wewnątrz niej gorącego płynu, umożliwia utrzymanie temperatury półfabrykatu rury, przy jednoczesnym uniknięciu bezpośredniego ogrzewania wewnętrznej powierzchni tulei formującej, dzięki czemu skrócony zostaje czas trwania cyklu formowania i podniesiona zostaje wydajność.

Według innego wariantu wynalazku, który może być stosowany niezależnie lub jednocześnie z wariantem poprzednio opisanym, w wynalazku jest ujednolicane rozprężanie promieniowe na całej długości rury, niezależnie od stopnia rozprężania.

Według kolejnego, korzystnego wariantu wynalazku sposób umożliwia wykonanie gniazda na jednym końcu rury, zaopatrzonego w rowek przeznaczony do pomieszczenia uszczelki, przy jednoczesnym utrzymaniu prawie stałej grubości rury na całej długości, również w okolicy gniazda.

Sposób według wynalazku jest stosunkowo prosty i oszczędny w stosowaniu.

Sposób i urządzenie według wynalazku umożliwiają otrzymanie rury, której właściwości są jednakowe na całej jej długości.

Właśnie wydłużenie osiowe przyczynia się do wzmożonej dwuosiowej orientacji w obszarze gniazda i do uzyskania dobrych właściwości mechanicznych gniazda. Ponadto, w rurach uzyskanych sposobem według wynalazku pomimo, że wydłużenie osiowe jest większe w obszarze gniazda, jego grubość ścianki pozostaje w zasadzie taka sama, jak grubość pozostałej części rury.

Przedmioty wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wykres ilustrujący wzrost wartości średnicy rury z tworzywa sztucznego, odkładany na osi odciętych, wyrażony w procentach w zależności od ciśnienia wewnątrz rury, wyrażonego w 10⁵ Pa, odkładanego na osi rzędnych, fig. 2 - uproszczony schemat wycinków

184 641 części urządzenia według wynalazku, fig. 3 - przekrój, w większej skali, końca tulei formującej wyposażonego w elementy formujące gniazdo, fig. 4 jest to uproszczony schemat ilustrujący w przekroju, półfabrykat rury umieszczony w formującej tulei, fig. 5 przedstawia, podobnie jak fig. 4, rozdmuchiwaną rurę pod koniec pierwszego etapu rozprężania promieniowego, fig. 6 przestawia, podobnie jak fig. 5, kolejny etap sposobu, który poprzedza tworzenie gniazda, fig. 7 ilustruje proces powstawania gniazda, fig. 8 - szczegół ilustracji powstawania gniazda, w powiększeniu, fig. 9 stanowi schemat podobny do fig. 7, ilustrujący rozprzestrzenianie się spęcherzenia wypraski i związane z tym rozprężanie promieniowe rury, fig. 10 stanowi schematyczny przekrój urządzenia ukazujący wtrysk sprężonego powietrza w etapie przedstawionym na fig. 9, fig. 11 jest to wykres ilustrujący cykl formowania, fig. 12 jest to częściowy przekrój gniazda w powiększeniu.

Na fig. 1 przedstawiono wykres ilustrujący zmiany średnicy rury z tworzywa sztucznego, wyrażone w procentach, odkładane na osi odciętych (w temperaturze zbliżonej do temperatury orientacji cząsteczek), gdy rura poddana jest działaniu wewnętrznego ciśnienia, którego wartość odkładana jest na osi rzędnych. Wynalazek oparto na analizie zjawiska rozprężania półfabrykatu rury w wyniku wzrostu ciśnienia wewnętrznego i na rozważaniach dotyczących rzeczywistych naprężeń powstających w przekroju rury. Wynika z niego, że zmiany średnicy następują w kilku etapach. Pierwszy etap, odpowiadający prostoliniowej, rosnącej części wykresu, charakteryzuje się równomiernym wzrostem średnicy rury do około 30% wraz ze wzrostem ciśnienia wewnętrznego. Drugi etap, w którym naprężenia w ściance osiągają maksimum a następnie nieco spadają, osiągając pewną stałą wartość, podczas, gdy średnica wzrasta. Odpowiada to zjawisku powstawania spęcherzenia wypraski. Zjawisko to może zakończyć się trzecim etapem, w którym wartość rzeczywistych naprężeń w ściance nieco się zmniejsza.

W procesie wytwarzania konieczne jest więc podniesienie wewnętrznego ciśnienia w rurze do wartości krytycznej, w celu zapoczątkowania powstawania spęcherzenia wypraski, a następnie ustalenie ciśnienia dla uniknięcia nagłego rozerwania rury.

W pierwszym etapie, odpowiadającym równomiernemu wzrostowi średnicy rury, wydłużenie obwodowe spowodowane rozprężeniem pozostaje poniżej lub na poziomie równym wydłużeniu odpowiadającemu granicy plastyczności materiału rury. W drugim etapie, odpowiadającym zjawisku spęcherzenia wypraski, wydłużenie obwodowe przekracza wydłużenie odpowiadające granicę plastyczności materiału rury.

Figura 2 przedstawia schematycznie i częściowo urządzenie 1 do wytwarzania rur z tworzywa sztucznego o dwuosiowej orientacji. Urządzenie to obejmuje formującą tuleję 2, którą stanowi cylindryczna rura wykonana z metalu, na przykład ze stali, służąca jako forma na produkt końcowy. Wewnętrzna średnica formującej tulei 2 jest nieco większa, niż zewnętrzna średnica gotowej rury z tworzywa o dwuosiowej orientacji w związku ze skurczem termicznym. Formująca tuleja 2 zaopatrzona jest na jednym końcu ( prawy koniec na fig. 2), w pierścień 3, który stanowi część formy gniazda E (fig. 7-10) na odpowiednim końcu rury T.

Zewnętrzna ścianka formującej tulei 2 chłodzona jest przez spryskiwanie wodą zewnętrznej powierzchni tulei 2 za pomocą spryskiwacza R. Chłodzenie zewnętrznej ścianki pierścienia 3 przeprowadza się również regulując temperaturę w zakresie od 20°C do 30°C.

Jak widać dokładniej na fig. 3, pierścień 3 posiada, od strony tulei 2, otwór 4 o średnicy równej zewnętrznej średnicy tulei 2, wprowadzonej w ten otwór. Pierścień 3 łączy się z tuleją 2 jakimkolwiek odpowiednim sposobem, zwłaszcza za pomocą spawania. Otwór 4 ograniczony jest od wewnątrz promieniowym występem 5, umożliwiającym przejście do drugiej, mniejszej niż średnica otworu 4, średnicy 6, lecz większej, niż wewnętrzna średnica tulei 2. Promieniowe odsądzenie 7 umożliwia przejście od średnicy 6 do końcowej, większej średnicy, która rozciąga się na dłuższym odcinku aż do zewnętrznego końca pierścienia 3.

Pomiędzy końcem tulei 2 i występem 5 umieszczony jest metalowy pierścień 8, którego wewnętrzna średnica od strony tulei 2, jest równa wewnętrznej średnicy tulei 2, zaś dalej stopniowo wzrasta tworząc ukośne ścięcie 9 o kształcie wycinka stożka, którego większa średnica równa jest średnicy 6. Średnica 6 wyznacza zewnętrzną powierzchnię gniazda E. Średnica jego jest tak dobrana, że do wnętrza gniazda E, w obszarze średnicy 6, można

184 641 wprowadzić gotową rurę T z tworzywa, podobną do tej zaopatrzonej w gniazdo, z lekkim tarciem na jej zewnętrznej powierzchni.

Na odsądzeniu 7 opiera się ustawiony osiowo następny pierścień 10. Wewnętrzna średnica tego pierścienia 10 jest taka sama jak średnica 6, zaś od strony przeciwnej do obszaru średnicy 6 powiększa się tworząc ukośne ścięcie 11, które wyznacza obszar ścianki formy, służący do wytworzenia zewnętrznego żeberka na gotowej rurze T. Rowek k (fig. 7) na uszczelkę na wewnętrznej ściance rury odpowiada temu żeberku. Pierścień 10 ma na swej zewnętrznej, cylindrycznej powierzchni, przy końcu, brzegowe wybranie 12 o ukośnym ścięciu 11. Wybranie 12 umożliwia wytworzenie pierścieniowej przestrzeni, w której można umieścić cylindryczny wieniec 13 mający możliwość przesuwania się wzdłuż osi. Ten wystający wieniec 13 połączony jest z końcem pierścienia 14, wprowadzonym z lekkim tarciem do otworu pierścienia 3. Pierścień 14 ma wewnętrzną średnicę 14a, takasamąjak średnica 6.

Wewnętrzne ukształtowanie pierścienia 14, wraz z kształtem pierścienia 3 i wewnętrzną, cylindryczną powierzchnią wieńca 13, wyznacza wgłębienie G dla gniazda E. W przykładzie wykonania wynalazku przestawionym na fig. 3, wewnętrzny profil pierścienia 14 jest symetryczny do profilu części pierścienia 3, znajdującej się na lewo od wieńca 13 względem płaszczyzny środkowej wieńca. Przekrój poprzeczny rowka k na uszczelkę może mieć kształt inny, niż litera V, jak na rysunku, na przykład może być prostokątny.

Na zewnętrznej powierzchni pierścienia 14 znajduje się rowek 15, w którym, pomiędzy pierścieniami 3 i 14, umieszcza się uszczelkę.

Na zewnętrznym końcu pierścienia 14 mocowane jest szczelnie zamykające urządzenie 16 służące do zamykania i zaciskania przyległego końca półfabrykatu Te rury. Zamykające urządzenie 16 może być zastosowane aby, za sprawą osiowego ściskania pierścienia z elastomeru, zapewnić promieniowy zacisk końca półfabrykatu Te rury, przy czym zacisk ten uszczelnia i utrzymuje ten koniec. Zastosowano również środki (nie pokazane), umożliwiające przesuwne przemieszczenie pierścienia 14 względem pierścienia 3 oraz unieruchomienie wspomnianego pierścienia 14 w wymaganym położeniu.

Drugi koniec półfabrykatu Te rury jest zamknięty szczelnie i zablokowany w zaciskającym i zamykającym urządzeniu 17 (fig. 2), podobnym do zaciskającego i zamykającego urządzenia 16 i posiada tłok będący integralną częścią końca cylindrycznej, metalowej rury 18, znajdującej się po stronie przeciwnej do pierścienia 3.

Przez oba zamykające urządzenia 16, 17 przechodzi wzdłuż ich osi kanał odpowiednio 16a, 17a służący do wprowadzania i/lub krążenia w półfabrykacie Te płynu, zwykle wody.

Rura 18, ustawiona współosiowo w stosunku do formującej tulei 2, może przesuwać się w prowadnicy 19, umieszczonej przy jej końcu znajdującym się po stronie przeciwnej niż tuleja 2 i zaciśnięta jest w urządzeniu prowadzącym B, umożliwiającym przemieszczanie rury 18 w kierunku jej osi. Wewnątrz rury 18 rozciąga się przewód C1, w szczególności przewód giętki, który połączony jest z kanałem 17a, służącym do wprowadzania płynu do półfabrykatu Te.

W rurze 18 rozciąga się jeszcze jeden przewód C2, na przykład również wykonany z rury giętkiej, który połączony jest z przewodem 20 (fig. 2 i 10) i zaopatrzony jest w zamykające urządzenie 17, z tłokiem. Przewód 20 zawiera skierowaną w kierunku promienia część, która wychodzi na zewnętrzną, cylindryczną powierzchnię brzegową tłoka zamykającego urządzenia 17.

Na formującej tulei 2 zamocowana jest przesuwnie osłona (lub tuleja) 21, posiadająca dwie współosiowe, cylindryczne ścianki o różnych średnicach, między którymi znajduje się pierścieniowa komora. Wewnętrzna średnica Di osłony 21 jest równa zewnętrznej średnicy tłoka zamykającego urządzenia 17, który może się przesuwać z lekkim tarciem. Zewnętrzna średnica osłony 21 jest nieco mniejsza niż wewnętrzna średnica tulei 2.

Osłona 21 tworzy wewnętrzną komorę zamkniętą na obu końcach, wyposażoną w elemety doprowadzające 22, 23, na przykład w postaci dysz przedstawionych schematycznie na fig. 2, doprowadzające gorący płyn, w szczególności olej o temperaturze zbliżonej do temperatury orientacji cząsteczek tworzywa sztucznego, z którego wykonany jest półfabrykat Te. Jeżeli półfabrykat Te wykonany jest z PCW, którego temperatura orientacji cząsteczek

184 641 jest w granicach około 90°C do 110°C, korzystne jest, by w osłonie 21 krążył gorący olej o temperaturze około 100°C.

Od strony swego zewnętrznego końca, osłona 21 zamocowana jest do mocującego i sterującego urządzenia 24, które zawiera elektryczny silnik przekładniowy 25, który może napędzać zębaty wałek 26 współpracujący z zębatką 27, zamocowaną nieruchomo w stosunku do formującej tulei 2, równolegle do osi tej tulei.

Wewnętrzna średnica Di osłony 21 odpowiada zewnętrznej średnicy półfabrykatu Te, gdy został on już poddany rozprężaniu, co prowadzi do wydłużenia obwodu rury z tworzywa, które może osiągnąć najwyżej wartość wydłużenia odpowiadającego granicy plastyczności tworzywa sztucznego.

Zgodnie z tym, co zostało wyjaśnione w odniesieniu do fig. 1, średnica ta odpowiada wzrostowi o około 30% początkowej, zewnętrznej średnicy H cylindrycznego półfabrykatu Te.

Długość osłony 21 dobrana jest w taki sposób, by w sytuacji, gdy osłona 21 zagłębiła się prawie całkowicie w formującej tulei 2, jak na fig. 4, osłona 21 zakrywała półfabrykat Te rury prawie na całej długości, z wyłączeniem strefy końcowej, znajdującej się w obszarze wgłębienia G, które służy do formowania gniazda E oraz z wyłączeniem cylindrycznej strefy o zredukowanej długości e, która rozciąga się od wspomnianego wgłębienia G po stronie przeciwnej do zamykającego urządzenia 16.

Korzystnie, przedni koniec 28 osłony 21, zwrócony w stronę strefy gniazda E, ma kształt poszerzonego stożka ściętego, co umożliwia stopniowe przejście od wewnętrznej średnicy osłony 21 do wewnętrznej średnicy tulei 2.

W pierścieniu 3 (fig. 3) znajduje się korzystnie urządzenie S służące do detekcji zetknięcia się tworzywa sztucznego ze ścięciem 11 podczas rozprężania. Urządzenie S korzystnie zaopatrzone jest we włókno optyczne połączone z przyrządem transmitującym i odbierającym światło (nie pokazanym), umożliwiającym optyczne wykrywanie zbliżania się tworzywa. Kanał służący do przeprowadzenia włókna optycznego wychodzi, przez otwór O na wewnętrzna powierzchnię pierścienia 10, w pobliżu ścięcia 11.

Alternatywnie można zastosować detekcję ultradźwiękową.

Urządzenie przeznaczone do stosowania sposobu według wynalazku działa następująco.

Cylindryczny półfabrykat Te, wykonany z tworzywa sztucznego umieszcza się najpierw w formującej tulei 2. Półfabrykat Te ma zewnętrzną średnicę H mniejszą, niż wymagana średnica gotowej rury i stosunkowo dużą grubość, większą niż grubość gotowej rury. Przykładowo półfabrykat Te z PCW może mieć początkową średnicę zewnętrzną 85 mm, przy grubości 20 mm, podczas gdy gotowa rura o dwuosiowej orientacji ma średnicę 160 mm, przy czym pośrednia średnica Di, odpowiadająca równomiernemu rozprężaniu promieniowemu, jest równa w tym przykładzie około 125 mm.

Półfabrykat Te, pochodzący na przykład z urządzenia do obróbki rur z tworzywa sztucznego, ma temperaturę bliską temperaturze orientacji cząsteczek tego tworzywa.

Aby umieścić półfabrykat Te w odpowiednim miejscu, wyjmuje się pierścień 14 z pierścienia 3 (fig. 3), zaś cylindryczną rurę 18 popycha się w prawo w taki sposób, by zamykające urządzenie 17 było dostępne za pierścieniem 3 i aby można było uchwycić lewy koniec półfabrykatu Te.

Po zamocowaniu końca półfabrykatu Te w zamykającym urządzeniu 17, rurę 18 wraz z tłokiem przesuwa się w lewo (fig. 2) i wprowadza się półfabrykat Te do tulei 2 oraz osłony 21, których rozmieszczenie przedstawiono na fig. 4.

Gorący półfabrykat Te umieszcza się w taki sposób, by uniknąć zetknięcia półfabrykatu Te z częściami zimnymi, na przykład o temperaturze otoczenia.

Gdy prawy koniec (na rysunku) półfabrykatu Te zbliży się do pierścienia 3, zamykające urządzenie 16 mocuje się do końca półfabrykatu Te, a następnie blokuje się na pierścieniu 14, który na koniec umieszcza się w pierścieniu 3. W przestrzeni 12 między pierścieniem 10 i wieńcem 13 pozostaje podłużny luz, co pozwala na późniejsze przesuwanie pierścienia 14.

Rozmieszczenie elementów pod koniec wprowadzania półfabrykatu Te przedstawione jest na fig. 4. Jak widać, wewnętrzna strefa G pozostaje nie zasłonięta osłoną 21.

184 641

Gorący płyn, o temperaturze bliskiej temperatury orientacji cząsteczek tworzywa sztucznego, z którego wykonany jest półfabrykat Te, wprowadzany jest do półfabrykatu przez przewód Cl i kanał 17a. W przypadku PCW płyn wprowadzany do półfabrykatu Te stanowi gorąca woda o temperaturze około 100°C. Po zamknięciu kanału 16a za pomocą zaworu (nie pokazanego), ciśnienie wody w półfabrykacie zostaje podniesione, aby zapoczątkować pierwszy etap równomiernego rozprężania promieniowego rury stykającej się z wewnętrzną powierzchnią osłony 21, którajest gorąca wskutek krążącego w niej oleju.

Jak wspomniano powyżej, pierwszy etap rozprężania promieniowego rury odpowiada rozprężaniu wraz z wydłużeniem obwodu materiału, który nie przekracza wydłużenia odpowiadającego granicy plastyczności tworzywa sztucznego. W strefie odpowiadającej wgłębieniu na gniazdo, tam gdzie półfabrykat Te nie jest zakryty osłoną 21, rozprężanie pozostaje równomierne. Podczas pierwszego etapu rozprężania promieniowego, zamykające urządzenia 16 i 17 pozostają nieruchome w kierunku osi. Grubość półfabrykatu Te zmniejsza się, zaś materiał nie jest poddany prawie żadnemu rozciąganiu wzdłużnemu. Sytuację tę ilustruje fig. 5.

Jak przedstawiono schematycznie na fig. 6, półfabrykat Te zostaje następnie popchnięty od strony lewego końca, za pomocą tłoka zamykającego urządzenia 17, zaś cylindryczna rura 18 popychana jest przez urządzenie B (fig. 2) w stronę strefy gniazda E. Jednocześnie popchnięta zostaje w kierunku osi osłona 21, aby również przemieścić ją w stronę strefy gniazda E, kompensując odległość e. Dzięki jednoczesnemu przemieszczaniu półfabrykatu Te i osłony 21, korzystnie z tą samą prędkością unika się niepożądanego tarcią które mogłoby uszkodzić zewnętrzną powierzchnię półfabrykatu Te.

Materiał odkrytej strefy N półfabrykatu Te zostaje w ten sposób ściśnięty, przez co zwiększa się jego grubość.

Następnie zwiększa się ciśnienie gorącej wody wewnątrz półfabrykatu Te w celu utworzenia spęcherzenia wypraski w strefie N i zapoczątkowania formowania gniazda E, jak przedstawiono na fig. 7. Podczas etapu rozprężania wydłużenie obwodowe materiału przekracza wartość wydłużenia odpowiadającego granicy plastyczności tworzywa sztucznego. Wzrost grubości w strefie N, zapoczątkowane w etapie przedstawionym na fig. 6, umożliwia uzyskanie ścianek gniazda E o prawie stałej grubości, równej grubości gotowej rury T poza gniazdem, przy czym grubość ta jest dostateczna dla uzyskania cech stabilności gniazda, na które działa ciśnienie.

Jak zostało wyjaśnione powyżej, w gnieździe E wykonuje się rowek k na uszczelkę. Ścianka ograniczająca ten rowek k jest trudna do wykonania, szczególnie z uwzględnieniem kształtu, wymiarów i grubości ścianki w obszarze rowka k.

Sposób według wynalazku przewiduje następujące postępowanie w celu uzyskania rowka k, który jest możliwie najdokładniej wykonany. Bezpośrednio przed zetknięciem się ścianki spęcherzenia wypraski z zimną powierzchnią formującej tulei 2 w okolicy pierścienia 3, podczas rozprężania (fig. 3), pierścień 14 zostaje popchnięty zgodnie z kierunkiem osi, w stronę tłoka zamykającego urządzenia 17, zgodnie ze strzałką na fig. 7. Wieniec 13 wchodzi wówczas głębiej do przestrzeni 12 (fig. 3). W rezultacie ścianka spęcherzenia wypraski staje się grubsza w trakcie formowania, głównie w obszarze planowanego rowka k, który pod koniec procesu wytwarzania osiągnie pożądaną grubość. Pchnięcie pierścienia 14 kontrolowane jest przez detektor S zaopatrzony we włókno optyczne. Na fig. 8 przedstawiono sytuację pod koniec dosuwania pierścienia 14.

Ścianka gniazda E chłodzona jest i osiąga odpowiedni kształt wskutek kontaktu z zimną ścianką formującej tulei 2.

Ciśnienie wewnątrz półfabrykatu Te zostaje następnie zmniejszone w celu poluzowania go na wewnętrznej ściance osłony 21. Osłonę 21 przesuwa się w lewo, jak widać na fig. 9, aby stopniowo uwolnić powierzchnię półfabrykatu Te. Ciśnienie wewnątrz półfabrykatu Te pozostaje wystarczające dla utrzymania drugiego etapu rozprężania promieniowego i przemieszczania się spęcherzenia wypraski. Niedługo po rozpoczęciu ruchu osłony 21 w lewo (zgodnie z fig.9), rozpoczyna się przesuwanie w tym samym kierunku cylindrycznej rury 18, która ciągnie zamykające urządzenie 17 i półfabrykat Te. Zapoczątkowane jest w ten sposób wzdłużne rozciąganie półfabrykatu Te, które zachodzi jednocześnie z rozprężaniem

184 641 promieniowym. Osłona 21 napędzana jest przez uruchomienie silnika 25 (fig. 2), który napędza zębaty wałek 26 współpracujący z zębatką 27. W celu dokonania przemieszczenia wzdłużnego można zastosować jakiekolwiek odpowiednie urządzenie, na przykład prowadnicę kulkową lub system hydrauliczny.

Osłona 21 przesuwana jest zwiększą prędkością, niż zamykające urządzenie 17, w związku z czym spęcherzenie wypraski zbliża się do urządzenia 17 pod koniec cyklu formowania.

Dla uniknięcia tarcia między półfabrykatem Te, a osłoną 21, jak widać na fig. 10, przez kanał 20 wtryskuje się do przestrzeni zawartej między półfabrykatem Te, a wewnętrzną powierzchnią osłony 21, sprężone powietrze. Powietrze to przemieszcza się w stronę końca 28 osłony 21, zawraca dookoła tego końca, po czym wydostaje się do atmosfery przemieszczając się w przeciwnym kierunku między zewnętrzną powierzchnią osłony 21, a wewnętrzną powierzchnią formującej tulei 2. Wtryskiwanie powietrza można rozpocząć od samego początku przesuwania osłony 21 w lewo. Ciśnienie powietrza zastosowane do tego etapu jest stosunkowo niskie, korzystnie wynosi około 4 x 10⁵ Pa.

Rozciąganie wzdłużne półfabrykatu Te jest więc doskonale kontrolowane w wyniku kontroli przemieszczenia zamykającego urządzenia 17, zaś zewnętrzna powierzchnia półfabrykatu Te chroniona jest przed uszkodzeniami, które mogłoby spowodować tarcie.

Podczas przesuwania się spęcherzenia wypraski, co zilustrowano na fig. 9, formująca tuleja 2 pozostaje zimna, w związku z czym ścianka rury T z tworzywa sztucznego stykając się z zimną ścianką natychmiast zestala się, dzięki czemu czas trwania cyklu formowania skraca się. Należy zauważyć, że temperatura wewnętrznej powierzchni formującej tulei 2 pozostaje stosunkowo niska ponieważ krążenie gorącego oleju odbywa się wewnątrz osłony 21. Jakikolwiek przepływ ciepła między zewnętrzną ścianką osłony 21 a wewnętrzną ścianką formującej tulei 2 możliwy jest tylko przy zetknięciu się pełnych ścianek lub przez promieniowy luz i cienką warstwę powietrza. Przepływ ciepła jest więc wyraźnie zmniejszony w porównaniu z sytuacją, gdy gorący płyn, którego zadaniem jest utrzymywanie półfabrykatu Te w temperaturze odpowiedniej do wytworzenia spęcherzenia wypraski, krąży bezpośrednio przy wewnętrznej ściance formującej tulei 2. W takim przypadku chłodzenie rury bezpośrednio po uformowaniu trwałoby dłużej, co wydłużałoby czas trwania cyklu formowania i prowadziłoby do osiągnięcia dużo niższej wydajności, niż wydajność przy stosowaniu sposobu według wynalazku.

Po zakończeniu cyklu formowania, przed wyjęciem rury z formującej tulei 7, do gotowej rury T wprowadza się zimną wodę w celu obniżenia temperatury rury i utwardzenia materiału.

Ponieważ wzrost średnicy rury z tworzywa sztucznego w etapie przemieszczania się spęcherzenia wypraski, przedstawionym na fig. 9, jest stosunkowo niewielki, nie ma potrzeby projektowania końca 28 osłony 21 o specjalnym kształcie. Ścianka spęcherzenia wypraski ma dostateczną wytrzymałość na ciśnienie, by zachowywała kształt bez potrzeby wspierania jej specjalną powierzchnią.

Tłok zamykającego urządzenia 17 umożliwia śledzenie i/lub kontrolowanie rozciągania osiowego rury podczas rozwoju spęcherzenia wypraski.

Figura 11 przedstawia wykres ilustrujący zmiany różnych parametrów podczas cyklu formowania. Na wykresie tym trzy krzywe L1, L2 i L3 ilustrują odpowiednio. I tak L1 ilustruje zmiany ciśnienia wewnątrz półfabrykatu, L2 zmiany poziomu wody w zbiorniku, z którego pobierana jest gorąca woda wtryskiwana następnie do półfabrykatu Te, i do którego jest zawracana podczas wprowadzania zimnej wody do półfabrykatu Te, L3 przemieszczenie tłoka zamykającego urządzenia 17 i odpowiadającego mu końca półfabrykatu Te.

W przypadku krzywej L1, zmiany ciśnienia w Pa odkładane są na osi rzędnych w funkcji czasu, wyrażonego w sekundach, odkładanego na osi odciętych. Pierwszy poziomy odcinek L1a, przy względnym ciśnieniu równym zeru, odpowiada napełnianiu półfabrykatu rury; następuje po nim idący do góry odcinek L1b, odpowiadający wzrostowi ciśnienia w rurze. Następny poziomy odcinek L1c odpowiada krążeniu wody w półfabrykacie rury przy stałym ciśnieniu. Następny idący do góry odcinek L1d odpowiada wzrostowi ciśnienia

184 641 towarzyszącemu tworzeniu się spęcherzenia wypraski. Ciśnienie to utrzymywane jest na odcinku L1e, następnie zaś zostaje zmniejszone, by pozostało na poziomie L1f podczas przesuwania się spęcherzenia wypraski wzdłuż całej długości rury (etap przedstawiony na fig. 9). Przy końcu formowane ciśnienie może zostać znowu podwyższone do szczytu w punkcie L1g w celu zetknięcia gniazda E z formą. Następnie, podczas krążenia chłodzącej wody i odprowadzania wody gorącej, ciśnienie spada znowu do wartości odpowiadającej poziomemu odcinkowi L1h, która jest zasadniczo równa wartości ciśnienia odpowiadającego odcinkowi L1c. Ciśnienie wraca do względnej wartości zero na odcinku schodzącym w dół L1i.

W przypadku krzywej L2, na osi rzędnych odkładany jest poziom wody w zbiorniku, zaś na osi odciętych odkładany jest czas w sekundach. Równomiernemu rozprężaniu promieniowemu półfabrykatu, odpowiadającemu odcinkom L1b, L1c, towarzyszy wzrost objętości wody wewnątrz półfabrykatu rurowego i związany z tym spadek poziomu wody w zbiorniku.

Ten wzrost objętości wody wewnątrz półfabrykatu rurowego utrzymuje się podczas powstawania spęcherzenia wypraski i jego przesuwania się aż do końca formowania, któremu odpowiada początek szczytu L1g.

Po wprowadzeniu wody chłodzącej, na początku odcinka L1h, gorąca woda zawracana jest do zbiornika, w którym poziom wody znowu wzrasta, co odzwierciedla odcinek L2h.

W przypadku krzywej L3, na osi rzędnych odkładana jest wielkość przemieszczenia tłoka zamykającego urządzenia 17 w funkcji czasu wyrażonego w sekundach, odkładanego na osi odciętych. Po pierwszym, poziomym odcinku L3a, odpowiadającym przemieszczeniu zerowemu, następuje schodzący w dół odcinek L3b, odpowiadający przemieszczeniu ujemnemu to znaczy przemieszczeniu tłoka zamykającego urządzenia 17 w stronę strefy gniazda G, w etapie przedstawionym na fig. 6. Następnie przemieszczenie wzrasta zgodnie z odcinkiem L3c, co odpowiada przesuwaniu się spęcherzenia wypraski aż do zatrzymania tłoka zamykającego urządzenia 17, czemu odpowiada poziomy odcinek L3d.

W końcu rurę T o dwuosiowej orientacji wyjmuje się z tulei 2 i w razie potrzeby chłodzi się ją powtórnie spryskując wodą jej zewnętrzną powierzchnię, zaś zamykające urządzenia 16 i 17 zdejmuje się. Nierozprężone końce rury T, które były zaciśnięte w zamykających urządzeniach 16 i 17 odcina się, wprowadzając do formującej tulei nowy półfabrykat Te.

Przeanalizowano właściwości rury otrzymanej sposobem według wynalazku, zwłaszcza właściwości w obszarze gniazda E lub kielicha, który dla celów analizy podzielono na kilka teoretycznych odcinków Ea, Eb...Ee.

Ea odpowiada strefie wejścia do gniazda, do której najpierw wchodzi koniec rury, która ma być połączona z rurą zaopatrzoną w gniazdo przedstawione na fig. 12.

Eb odpowiada pierwszej ukośnej ściance rowka k i połowie dna rowka.

Strefa Ec odpowiada pozostałej połowie dna rowka k i drugiej ukośnej ściance.

Ed odpowiada cylindrycznej części dna gniazda, znajdującej się między rowkiem k, a częścią przejściową w kształcie stożka ściętego, odpowiadającą strefie Ee.

W końcu strefa f (tuleja) odpowiada początkowi rury cylindrycznej i nie stanowi części właściwego gniazda E.

W celu przeanalizowania zmian osiowej długości poszczególnych odcinków półfabrykatu Te, które odpowiadają zmianom długości odcinków gotowego gniazda E, przyjęto następujący sposób postępowania.

Próbkę kielicha lub gniazda E, wykonanego sposobem według wynalazku z PCW, odcięto i umieszczono w piecu w temperaturze 150°C na 1 godzinę.

Następnie, po wykonaniu powyższych czynności, wyłączono piec, by temperatura spadła do poziomu temperatury otaczającej część. Operacja ta trwała około 15 godzin.

Po zakończeniu tej operacji gniazdo E odzyskuje początkowy, cylindryczny kształt próbki (temperatura przekroczyła temperaturę zeszklenia polimeru). Granice poszczególnych stref Ea, Eb...Ee, f zostały uprzednio oznaczone n1, n2...n6.

Przed przeprowadzeniem obróbki termicznej, która spowodowała powrót do półfabrykatu, długości poszczególnych rozciągniętych stref Ea...Ee zostały pomierzone na gotowym gnieździe. Odcinki te odpowiadają rozciągniętym odległościom między znakami n0...n6.

184 641

Długości tych samych stref pomierzono w obszarze gniazda, które wróciło do kształtu półfabrykatu po obróbce termicznej.

Względne wydłużenie osiowe Δ1/1 jest określone jako równe:

(długość rozciągniętego odcinka danej strefy gotowej rury - długość rozciągniętego odcinka po powrocie do półfabrykatu) / długość rozciągniętego odcinka po powrocie do półfabrykatu.

Uzyskano następujące wyniki (długości w mm):

	Ea	Eb	Ec	Ed	Ee	Samo gniazdo w całości	Tuleja
Długość na półfabrykacie	28	19	20	67	24	158	50
Długość na gotowej rurze	35	24	20	74	28	181	54,5
Osiowe wydłużenie Δ1/1 w %	21%	26%	0%	10%	17%	15%	9%

Z powyższego wynika, że względne wydłużenie osiowe Δ1/1 samego gniazda na całej jego długości, to znaczy na obszarze stref Ea-Ee, jest rzędu 15%, podczas gdy względne wydłużenie osiowe Δ1/1 rury (w strefie f) wynosi tylko około 9%. Innymi słowy, względne wydłużenie osiowe Δ1/1 w obszarze gniazda jako całości jest większe, niż względne wydłużenie pozostałej części rury, a nawet 1,5 raza większe, niż względne wydłużenie osiowe Δ1/1 pozostałej części rury.

184 641

C1 17

FIG.10

FIG.8

L3>

L3d

CltNlENlŁ 25* pO³ Hi) z

u ^LV y ^LJ’

FIG.11 . ¹¹ » > V . . ._. , ^J t , , - . ¹ °L3b) ^{40 80} W 160 200 240

184 641

FIG.3

.Te

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania rur z tworzywa sztucznego, w którym półfabrykat rury doprowadzony do temperatury zbliżonej do temperatury orientacji cząsteczek poddaje się dwuosiowemu rozciąganiu na drodze rozprężania promieniowego półfabrykatu rury znajdującej się w tulei formującej, której wewnętrzna średnica jest równa wymaganej średnicy rury, z wyłączeniem rozciągania termicznego, w którym ponadto tworzy się na jednym końcu rury spęcherzenie wypraski i poddaje się je kontrolowanemu przemieszczaniu aż do drugiego końca rury, którą rozciąga się również w kierunku podłużnym, znamienny tym, że rozprężanie promieniowe przeprowadza się w co najmniej dwóch etapach, a mianowicie w pierwszym etapie, w którym półfabrykat (Te) rury rozdmuchuje się do osiągnięcia pośredniej średnicy (Di) wyznaczonej przez dwuścienną osłonę (21) wprowadzoną do formującej tulei (2), przy czym między dwiema ściankami osłony krąży gorący płyn, zaś tworzenie się spęcherzenia wypraski zachodzi pod koniec tego pierwszego etapu, następnie osłonę (21) stopniowo wyjmuje się z formującej tulei (2) i, w drugim etapie, promieniowo rozpręża się rurę z tworzywa sztucznego do osiągnięcia wewnętrznej średnicy formującej tulei (2) oraz wzdłużnie rozciąga się rurę, przy czym formującą tuleję (2) chłodzi się od zewnątrz.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że półfabrykat (Te) rozciąga się wzdłużnie w drugim etapie, w którym mocuje się oba końce półfabrykatu (Te) w odpowiednich zamykających urządzeniach (16,17) i odsuwa się oba zamykające urządzenia (16, 17) od obu końców półfabrykatu (Te).
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że między zewnętrzną ściankę półfabrykatu (Te) a wewnętrzną ściankę osłony (21) wtryskuje się gaz pod ciśnieniem, w szczególności sprężone powietrze.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnątrz formującej tulei (2) pozostawia się wolną przestrzeń tworzącą wgłębienie (G) między tym końcem przesuwnej osłony (21), który jest całkowicie wprowadzony do tulei (2), a przylegającym doń końcem tulei (2), a we wgłębieniu (G) doprowadza się do powstania spęcherzenia wypraski w wyniku wzrostu wewnętrznego ciśnienia w półfabrykacie (Te).
5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że koniec półfabrykatu (Te), który jest oddalony od strefy (N), w której powstaje spęcherzenie wypraski popycha się w kierunku tej strefy (N) w chwili wytwarzania się spęcherzenia wypraski, i doprowadza się do wzrostu grubości materiału, przy czym grubość ścianki spęcherzenia wypraski jest równa grubości pozostałej części rury.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że podczas powstawania spęcherzenia wypraski, na jednym końcu rury wytwarza się gniazdo (E) z rowkiem (k) na pomieszczenie uszczelki.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że podczas gdy ścianka spęcherzenia wypraski zetknie się ze ścianką wgłębienia (G) gniazda (E), wówczas przyległy koniec półfabrykatu (Te) popycha się w stronę gniazda (E), przy czym w rejonie rowka (k) grubość ścianki jest równa grubości reszty gniazda (E) i rury (T).
8. Sposób według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że formującą tuleję (2) chłodzi się, korzystnie, przez spryskiwanie.
9. Sposób wytwarzania rur z tworzywa sztucznego, w którym półfabrykat rury doprowadzony do temperatury zbliżonej do temperatury orientacji cząsteczek poddaje się dwuosiowemu rozciąganiu na drodze rozprężania promieniowego półfabrykatu rury znajdującej się w tulei formującej, której wewnętrzna średnica jest równa wymaganej średnicy rury, z wyłączeniem rozciągania termicznego, w którym ponadto tworzy się na jednym końcu rury spęcherzenie wypraski i poddaje się je kontrolowanemu przemieszczaniu aż do drugiego koń184 641 ca rury, którą rozciąga się również w kierunku podłużnym, znamienny tym, że rozprężanie promieniowe przeprowadza się w co najmniej dwóch etapach, a mianowicie w pierwszym etapie, w którym półfabrykat (Te) rury rozdmuchuje się równomiernie do osiągnięcia pośredniej średnicy (Di), przy której wydłużenie obwodowe pozostaje poniżej lub na poziomie wydłużenia odpowiadającego granicy plastyczności materiału, z którego wykonana jest rura (T), przy czym ten pierwszy etap zachodzi prawie bez żadnego wydłużenia wzdłużnego, zaś tworzenie się spęcherzenia wypraski zachodzi pod koniec tego pierwszego etapu, i co najmniej w innym etapie, w którym osiąga się wewnętrzną średnicę formującej tulei (2), przy rozciąganiu wzdłużnym.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że pośrednią średnicę (Di) półfabrykatu (Te) wyznacza się poprzez wprowadzenie do formującej tulei (2) przesuwnej osłony (21), zwłaszcza posiadającej podwójną ściankę, wewnątrz której krąży gorący płyn, której wewnętrzna średnica jest równa pośredniej średnicy (Di), i którą po pierwszym etapie rozprężania stopniowo wyjmuje się z formującej tulei (2), dla umożliwienia przeprowadzenia drugiego etapu rozprężania promieniowego.
11. Sposób według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że półfabrykat (Te) rozciąga się wzdłużnie w drugim etapie, w którym mocuje się oba końce półfabrykatu (Te) w odpowiednich zamykających urządzeniach (16, 17) i odsuwa się oba zamykające urządzenia (16,17) od obu końców półfabrykatu (Te).
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że koniec półfabrykatu (Te), który jest oddalony od strefy (N), w której powstaje spęcherzenie wypraski popycha się w kierunku tej strefy (N) w chwili wytwarzania się spęcherzenia wypraski, i doprowadza się do wzrostu grubości materiału, przy czym grubość ścianki spęcherzenia wypraski jest równa grubości pozostałej części rury.
13. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że między zewnętrzną ściankę półfabrykatu (Te) a wewnętrzną ściankę osłony (21) wtryskuje się gaz pod ciśnieniem, w szczególności sprężone powietrze.
14. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że wewnątrz formującej tulei (2) pozostawia się wolną przestrzeń tworzącą wgłębienie (G) między tym końcem przesuwnej osłony (21), który jest całkowicie wprowadzony do tulei (2), a przylegającym doń końcem tulei (2), a we wgłębieniu (G) doprowadza się do powstania spęcherzenia wypraski w wyniku wzrostu wewnętrznego ciśnienia w półfabrykacie (Te).
15. Sposób według zastrz. 9 albo 10, albo 13, albo 14, znamienny tym, że koniec półfabrykatu (Te), który jest oddalony od strefy (N), w której powstaje spęcherzenie wypraski popycha się w kierunku tej strefy (N) w chwili wytwarzania się spęcherzenia wypraski, i doprowadza się do wzrostu grubości materiału, przy czym grubość ścianki spęcherzenia wypraski jest równa grubości pozostałej części rury.
16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że podczas powstawania spęcherzenia wypraski, na jednym końcu rury wytwarza się gniazdo (E) z rowkiem (k) na pomieszczenie uszczelki.
17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że podczas gdy ścianka spęcherzenia wypraski zetknie się ze ścianką wgłębienia (G) gniazda (E), wówczas przyległy koniec półfabrykatu (Te) popycha się w stronę gniazda (E), przy czym w rejonie rowka (k) grubość ścianki jest równa grubości reszty gniazda (E) i rury (T).
18. Sposób według zastrz. 9 albo 10, albo 14, znamienny tym, że formującą tuleję (2) chłodzi się, korzystnie, przez spryskiwanie.
19. Urządzenie do wytwarzania rur z tworzywa sztucznego posiadające formującą tuleję, do której wkłada się półfabrykat rury oraz zaciskające i zamykające urządzenia dla obu końców półfabrykatu, jak również elementy umożliwiające wprowadzenie płynu, zwłaszcza cieczy, do półfabrykatu rury oraz zmienianie ciśnienia tego płynu, znamienne tym, że wyposażone jest w dwuścienną osłonę (21) oraz elementy doprowadzające (22, 23) umożliwiające krążenie gorącego płynu w osłonie (21), która zamocowana jest przesuwnie w formującej tulei (2) i która ma wewnętrzną średnicę (Di) odpowiadającą pośredniej średnicy rozprężania półfabrykatu (Te), którego koniec zaopatrzony jest w zamykające urządzenie (17) wyposażo4

184 641 ne w tłok zamocowany przesuwnie w osłonie (21) i będący integralną częścią cylindrycznej rury (18) rozciągającej się poza koniec osłony (21), przy czym zarówno osłona (21) jak cylindryczna rura (18) z tłokiem zamykającego urządzenia (17) wyposażone są w niezależne mocujące i sterujące urządzenie (24) i urządzenie prowadzące (B).
20. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że tłok zamykającego urządzenia (17), zamocowany na końcu cylindrycznej rury (18) zaopatrzony jest w przewód (20) do wtryskiwania gazu pod ciśnieniem, zwłaszcza sprężonego powietrza, między zewnętrzną ściankę półfabrykatu (Te), a wewnętrzną ściankę osłony (21).
21. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że przy końcu formującej tulei (2), który znajduje się naprzeciw cylindrycznej rury (18) zawiera zaciskające i zmykające urządzenie (16) do zaciskania końca półfabrykatu (Te), jak również elementy formujące, które zamykają formującą tuleję (2) i tworzą wgłębienie (G) na gniazdo (E) przy końcu rury (T).
22. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że wgłębienie (G) na gniazdo (E) zawiera co najmniej pierścienie (3, 10), wieniec (13) i pierścień (14) do formowania rowka (k) na uszczelkę, które połączone są ze sobą przesuwnie, przy czym wieniec (13) i pierścień (14) znajdujące się od zewnętrznej strony półfabrykatu (Te) są przesuwne względem pierścieni (3, 10).
23. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że zaopatrzone jest w urządzenie (S) do detekcji zetknięcia ścianki gniazda (E) z odpowiednią częścią, wgłębienia (G).
24. Rura z tworzywa sztucznego, posiadająca gniazdo wyposażone w rowek na pomieszczenie uszczelki, znamienna tym, że grubość rury (T) jest stała na całej jej długości i w obszarze gniazda (E).
25. Rura według zastrz. 24, znamienna tym, że względne wydłużenie osiowe (Δ1/1) gniazda (E) jest większe, niż względne wydłużenie osiowe pozostałej strefy (f) gotowej rury (T).
26. Rura według zastrz. 25, znamienna tym, że względne wydłużenie osiowe (Δ1/1) całego gniazda (E) jest co najmniej równe 1,5 względnego wydłużenia osiowego pozostałej części rury (T).