SE465363B - Saett och anordning foer att tillverka en ihaalig plastprodukt med olika diametrar - Google Patents

Description

465 563 2 fig 2a, nædan en del A, som har större tvärsektion, visar en benägenhet att bli olikformig i sin tjocklek, såsom framgår av fig 2b. Om med andra ord delen A med större tvärsektion är unge- fär oval till sitt utseende kommer de övre och nedre rundade delarna att visa en benägenhet att få större tjocklek i jämförel- se med de raka sidodelarna. l Ett huvudändamål med föreliggande uppfinning är således att undanröja de ovannämnda olägenheterna inom tidigare kända teknik och att åstadkomma ett förbättrat sätt och en förbättrad anord- ning för tillverkning av ett plaströr.

Ett annat ändmål med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat sätt för formblåsning och en förbättrad anordning för tillverkning av ett plaströr-vars tvärsektionsarea varierar åt- minstone delvis utefter rörets längdaxel. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat sätt och en anord- ning för att framställa ett plaströr med komplicerad form utan att en avsevärd mängd skägg bildas. Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat sätt och en anord- ning för att framställa ett plaströr med likformig tjocklek och således konstant styrka, även om rörets form är ganska komplice- rad.

Andra ändamål, fördelar och nya kännetecken hos uppfinningen kommer att framgå av den följande detaljbeskrivningen vid studium av denna i anslutning till bifogade ritningar, på vilka fig 1 schematiskt visar en tidigare känd metod för framställning av ett plaströr vars tvärsektionsarea ändras utefter rörets längdaxel, fig 2a och 2b är tvärsektionsvyer av rörämnet 1 efter formblås- ning, varvid nämnda vyer är tagna vid linjerna IIA-IIA resp IIB- IIB i fig 1, fig 3 visar schematiskt en i enlighet med en ut- föringsform av uppfinningen utförd anordning för formblåsning av ett rörämne, fig 4 är ett diagram som visar den tidsberoende variationen av för-blåsningstrycket p och mängden extruderat material m, varvid nämnda diagram kommer till användning då det gäller att förklara arbetssättet hos den i fig 3 visade anordnin- gen, och fig 5 är en schematisk illustration som visar ett me- delst systemet enligt fig 3 framställt rörämne 1 placerat inuti ett formrum såsom en förberedelse för formblåsning.

Fig 3 visar schematiskt en enligt en utföringsform av före- »fi/ 465 563 3 liggande uppfinning framställd anordning för formning av en skiljevägg, varvid nämnda anordning utgör en del av formblås- ningsapparatur enligt föreliggande uppfinning. Såsom är visat inkluderar formblåsningsanordningen en rörämnessprutmaskin 2 inuti vilken finns en inmatningsskruv 3. Ehuru det inte är sär- skilt visat skall det framhållas att rörämnessprutmaskinen 2 är vid sin basände förbunden med ett magasin (inte visat), i vilket finns en mängd syntetiskt hartsmaterial, såsom polyeten och poly- propen, på för fackmannen känt sätt. Vanligen är en uppvärmnings- remsa lindad kring sprutmaskinen så att det syntetiska hartset smälter efter hand som det matas längs sprutmaskinen 2 när inmat- ningsskruven 3 drivs på så sätt att den vrids i en förutbestämd riktning. Ett munstycke 4 är placerat vid sprutmaskinens 2 främre ände och består av en vertikalt rörlig dorn 4a och en yttercylin- der 4b som är fastsatt vid den främre änden hos sprutmaskinen 2.

En ringformig kanal 5 är belägen mellan dornen 4a och yttercylin- dern 4b, och nämnda kanal står i fluidumförbindelse med en kanal 2a inuti sprutmaskinen 2.

Dornens 4a nederände har konvergerande form, och yttercylin- derns 4b inre omkretsyta är så utförd att den vid sin nedre del skjuter inåt. En extruderingsöppning E för rörämnet är således bildad mellan dornens 4a nederände och yttercylinderns 4b inre omkretsyta. Storleken eller kanalbredden hos öppningen E kan varieras genom att man omställer dornen 4a vertikalt i förhållan- de till yttercylindern 4b, och mängden rörämne som extruderas genom öppningen E per tidsenhet kan således anpassas på lämpligt sätt genom att man reglerar de inbördes lägena hos dornen 4a och yttercylindern 4b. När således dornen 4a är så belägen, att dess nedre ändyta ligger i nivå med yttercylinderns 4b nedre ändyta, dvs vid höjden H0 i den visade utföringsformen, kommer mängden extruderat rörämnesmaterial att få ett minimum. Mängden extrude- rat rörämnesmaterial ökar successivt efter hand som dornen 4a förs uppåt mot läget som är antytt medelst en streckprickad linje i förhållande till yttercylindern 4b.

Dornen 4a genomlöps av ett centrumhål eller' mitthål 4c, vilket används för att tillföra under tryck stående gas till ett rörämne som extruderas genom öppningen E. Dornens 4a övre del skjuter ut ur munstycket 4 och bildar en del av en hydraulcylin- 465 363 4 der 5' som är operativt förbunden med en oljepump 7 via en servo- ventil 6, som i sin tur är ansluten till en dator 8. Servoven- tilen 6 arbetar således i överensstämmelse med order från datorn 8 för att reglera tillförseln av manöverolja från pumpen 7 till hydraulcylindern 5', varigenom läget hos dornen 4a inregleras i förhållande till yttercylindern 4b eller tvärsektionsarean hos öppningen E.

Såsom också är visat i fig 3 är mitthålet 4c fluidumdyna- miskt förbundet med en källa 10 för under tryck stående gas via ett organ 9 för reglering av gastrycket. I den visade utförings- formen inkluderar organet 9 för reglering av gastrycket fyra avgrenade strömningskanaler Bl-B4, vilka vid varsin ände är an- slutna antingen till mitthålet 4c eller till källan 10 för under tryck stående gas. Var och en av de fyra avgrenade strömnings- kanalerna är försedd med en tryckregulator 9a och ett par ven- tiler 9b, 9b, vilka är belägna uppströms resp nedströms i förhål- lande till tryckregulatorn 9a. Det bör observeras att en av ven- tilerna 9b, 9b kan utelämnas. Då man emellertid anordnar ett par i var och en av de avgrenade kanalerna såsom i den visade ut- föringsformen kan man inreglera gastrycket mera noggrant och med utmärkt gensvar. Var och en av ventilerna 9b är ansluten till datorn 8, varför öppet resp stängt tillstånd hos var och en av ventilerna 9b kan styras automatiskt i enlighet med order från datorn 8.

En reduceringsströmningskanal P är avgrenad från den gemen- samma strömningskanalen som sträcker sig nællan organet 9 för reglering av gastrycket och mitthålet 4c, och en reduceringsven- til ll är anbragt i reduceringsströmningskanalen P. Reducerings- ventilen ll är ansluten till datorn 8, och dess öppna och stängda tillstånd kan således också styras automatiskt i överensstämmelse med order från datorn 8. När reduceringsventilen eller avlast- ningsventilen ll är öppen står reduceringsströmningskanalen P och sålunda mitthålet 4c i förbindelse med atmosfären.

Den j. fig 3 visade anordningens arbetssätt kommer nu att beskrivas. Innan extrudering av ett rörämne påbörjas inställs vardera av tryckregulatcrerna 9a i organet 9 för reglering av gastrycket med fördel till en önskad trycknivå. Exempelvis in- ställs trycknivån hos den i den första avgrenade strömningskana- 465 363 s len Bl belägna tryckregulatorn 9a på så sätt att gas under tryck av storleken 1,2 kg/cm2 kan tillföras till ett rörämne när denna strömningskanal Bl utväljs för drift genom att de korresponderan- de ventilerna 9b, 9b öppnas. Dessutom inställs tryckregulatorerna 9a hos de återstående avgrenade strömningskanalerna B2, B3 och B4 till värdena 1,3, 1,4 resp 1,5 kg/cm2. Då dessa fyra avgrenade strömningskanaler Bl-B4 har olika inställda trycknivåer kan trycket hos en gas som skall matas till ett rörämne ändras vid fyra olika nivåer genom att man väljer ut en av de fyra kanalerna för drift. Om anordningen dessutom är så utformad, att två eller flera av de avgrenade strömningskanalerna också kan utväljas för drift samtidigt kan ett ökat urval gastryck tillföras till ett rörämne. Det skall antas att källan 10 för under tryck stående gas tillför en gas som står under ett tryck av ca 5 kg/cm2 till organet 9 för reglering av gastrycket.

Med alla ventilerna 9b stängda och endast reduceringsven- tilen ll öppen bringas sprutmaskinen 2 i drift så att extrudering av ett rörämne genom öppningen E påbörjas. Samtidigt som rör- ämnesmaterialet extruderas genom öppningen E inregleras på lämp- ligt sätt det relativa läget hos dornen 4a i förhållande till yttercylindern 4b jämte trycket hos en gas som skall matas in i ett rörämne under reglering av datorn 8. I överensstämmelse med ett program och data som hänför sig till en produkt som skall tillverkas, vilka är lagrade i datorn 8, utförs således en lämp- lig reglering av mängden rörämnesmaterial som skall extruderas och för-blåsningstrycket eller trycket hos gasen som skall föras in i ett rörämne vid extrudering. Resultatet blir att man er- håller ett rörämne vars tjocklek är likformig och vars tvärsek- tionsarea eller diameter varierar utefter rörets längdaxel vä- sentligen i överensstämmelse med utformningen av ett formrunu Denna aspekt kommer att beskrivas mera i detalj under hänvisning till fig 4 och 5 nedan.

Fig 5 visar schematiskt en formhalva 12 som är försedd med en formurtagning l2a med en bestämd utformning. Såsom torde vara uppenbart för fackmannen går man så tillväga, att när rörämnet l har placerats i formurtagningen l2a bringas en annan formhalva som är försedd med en motsvarande formurtagning till kontakt med formhalvan 12, varpå de båda på detta sätt till kontakt med 465 365 6 varandra bragta formhalvorna låses samman såsom förberedelse för att en under tryck stående gas skall kunna föras in i rörämnet l för formblåsning. Formurtagningarna bildar således ett formrum vars utformning svarar mot den yttre omkretsformen hos en plast- produkt som skall formblåsas. Det bör observeras att en produkt som skall formblåsas under användning av formhalvan 12 är kompli- cerad i struktur i och med att dess diameter eller tvärsektions- area ändras kontinuerligt utefter produktens längdaxel.

Då man formger rörämnet 1 som skall placeras i formurtagnin- gen l2a i den i fig 5 visade formhalvan 12 inleds extrudering av rörämnet genom öppningen E med gastrycket p inuti rörämnet 1 vid atmosfärstryck och mängden m extruderat rörämnesmaterial vid ett minimum. Först bildas således en rörämnesdel gA med liten diame- ter i motsvarighet till ett avsnitt GA med ringa diameter i form- urtagningen l2a och placeras däri. Under dess förhållanden är dornens 4a nederändes yta belägen vid höjden H0 i nivå med den yttre cylinderns 4b nederändyta. Därpå, i motsvarighet till ett första avsnitt GB med större diameter i formurtagningen l2a öpp- nas selektivt ventilparet 9b, 9b i den första avgrenade ström- ningskanalen Bl under styrning av datorn 8, samtidigt som servo- ventilen 6 påverkas så att hydraulcylindern 5'påverkas av denna, varigenom dornen 4a bringas att höja sig i förhållande till yttercylindern 4b så att mängden extruderat rörämnesmaterial ökas i överensstämmelse med ökningen i diameter i formurtagningen l2a.

Det är viktigt att reglering utförs medelst datorn 8 på så sätt att för-blåsningstrycket tillförs efter en tidsfördröjning Ta räknat från tidpunkten då mängden Q extruderat skiljeväggsmate- rial har börjat ökas. Såsom är visat i fig 4 sker ökningen i mängden m extruderat rörämnesmaterial inte så tvärt, och denna ökning har en bestämd lutning som står i relation till egenska- perna hos rörämnesmaterialet, varför det är nödvändigt att reg- lera driften hos för-blåsningstrycket p inuti rörämnet 1 så att detta tryck stiger likartat, vilket lätt kan ske genom att man på lämpligt sätt påverkar ventilparet 9b, 9b i var och en av de avgrenade strömningskanalerna i den i fig 3 visade aktuella anordningen.

Genom att ventilerna 9b och servoventilen 6 får arbeta på det ovan beskrivna sättet ökar mängden _m_ extruderat rörämnes- c-»f/ 465 363 7 materiaLA m, varjämte för-blåsningstrycket 1,2 kg/cmz införs i det under extrudering varande rörämnet 1. Tillståndet då en ökad mängd rörämnesmaterial extruderas får fortgå under en tidsperiod T1, och tillståndet då den under tryck stående gasen tillförs med trycket 1,2 kg/cm2 får fortgå under en tidsperiod T2 då det gäller det första avsnittet GB med större diameter. Därpå åter- ställs betingelserna till de ursprungliga betingelserna som sva- rar mot avsnittet GA med den näst minsta diametern. Under styr- ning av datorn 8 öppnas således reduceringsventilen, ll medan ventilerna 9b, 9b i. den första avgrenade strömningskanalen Bl stängs, varjämte servoventilen 6 öppnas för omkoppling av till- förselriktningen för manöverolja till hydraulcylindern 5. Såsom följd av detta återgår dornen 4a till utgångsläget med sin neder- ändyta i nivå med yttercylinderns 4b nederändyta vid höjden H0.

Samtidigt med fallet då den extruderade mängden Q rörämnes- material och för-blåsningstrycket Q ökas på sätt som har beskri- vits ovan är det också nödvändigt att den extruderade mängden m och för-blåsningstrycket Q skall minska till utgångsvärdena med ungefär samma lutning. Vad emellertid beträffar tidpunkten för att inleda minskningen bör de korresponderande ventilerna få arbeta på så sätt att den extruderade mängden rörämnesmaterial börjar sjunka med tidsfördröjningen Tß räknat från tidpunkten då för-blåsningstrycket. p_ börjar' minska. Anledningen till att en dylik tidsfördröjning anordnas mellan operationerna för att reg- lera den extruderade mängden E :rörämnesmaterial och för-blås- ningstrycket p är att, såsom är visat i fig 5, materialet visar en benägenhet att bli knappt i ett expanderande avsnitt Q1 där rörväggen 1 plötsligt vidgar sig från delen gA med mindre diame- ter till delen gB med större diameter, varför en ökad mängd mate- rial bör tillhandahållas till detta avsnitt Ql så att denna del av rörämnet 1 hindras från att bli alltför tunn. Likartade argu- ment gäller med avseende på ett sammandragande avsnitt Q2.

AI motsvarighet till ett i formhåligheten l2a beläget avsnitt BB' med näst största diametern bildas därpå en del gB' av röräm- net 1 med näst störst diameter. Eftersom i detta fall diametern D' hos avsnittet GB med näst störst diameter är större än diame- tern D hos det första avsnittet GB med större diameter kommer för-blåsningstrycket p och den extruderade nångden m rörämnes- 465 363 8 material att inställas så att de blir i korresponderande grad större. Under styrning av datorn 8 kommer således dornen 4a att föras uppåt förbi den tidigare punkten, varjämte den andra avgre- nade strömningskanalen B2 utväljs för drift, varigenom för-blås- ningstrycket inställs till 1,3 kg/cm2. På likartat sätt som då det gällde det föregående för-blåsningsmomentet anordnas också en tidsfördröjning Ta', varvid dess längd i tiden väljs längre med hänsyn till utvidgningstakten vid avsnittet GB' med den näst största diametern. Hålltidperioderna T1', T2' och tidsfördröjnin- gen Tß' bestäms också i motsvarighet till längden L' och diame- tern D' hos avsnittet GB' med den näst största diametern, var- jämte ventilerna 9b, 9b drivs av datorn 8 i överensstämmelse med dessa tidigare fastställda värden.

Såsom har beskrivits ovan gäller att i överensstämmelse med föreliggande uppfinning bestäms arabetsbetingelserna för ven- tilerna 9b, 6 och ll på förhand i motsvarighet till formen hos en plastprodukt som skall tillverkas, varjämte dessa betingelser lagras såsom data i datorn 8, varigenom man erhåller ett rörämne 1 med lokalt utvidgade delar gB och gB' med likformig tjocklek.

Då rörämnet 1 formas när det extruderas från munstycket 4 genom öppningen E placeras det kontinuerligt i formurtagningen l2a utefter sin längdaxel från den ena änden till den andra.

Med rörämnet 1 placerat i formurtagningen l2a i formhalvan 12 bringas den andra formhalvan (inte visad) till korresponde- rande kontakt med formhalvan 12, varefter de båda i kontakt med varandra varande formhalvorna låses samman. Därpå införs en gas som står under tryck och som har ett tryck som är högre än nivån hos för-blåsningstrycket p_ i rörämnet. 1 inuti de sammanlåsta formhalvorna så att rörämnet l anpressas mot formrummets yta, varigenom formblåsningen utförs. Den resulterande produkten får en form vars tvärsektionsarea varierar väsentligen utefter pro- duktens längdaxel, men dess tjocklek blir densamma vid delarna GA, GB och GB' med större och mindre diameter.

Organet 9 för reglering av gastrycket för att reglera nivån hos för-blåsningstrycket p i den ovan beskrivna utföringsformen inkluderar fyra avgrenade parallellströmningskanaler Bl-B4. Emel-D lertid bör antalet avgrenade kanaler inte begränsas till endast fyra, utan det kan bestämmas på ett lämpligt sätt i enlighet med ny: 465 365 9 en önskad form hos en produkt som skall tillverkas. Alternativt kan organet 9 för reglering av gastrycket inkludera en enda kanal som är försedd med en enda variabel strömregleringsventil vars tryckinställningsläge är variabelt styrt av datorn 8. I stället för datorn 8 kan man utnyttja en sekvensstyrkrets som t ex består av tidgivare för att reglera ventilernas drift för inställning av för-blåsningstrycket Q och den extruderade mängden m rörämnes- material.

Ehuru den ovan givna beskrivningen är fullständig och komp- lett då det gäller föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning kan skilda modifikationer, alternativa konstruktioner och ekvivalenter utnyttjas inom uppfinningens ram. Den ovan givna beskrivningen och det som där åskådliggjorts får således inte tolkas såsom utgörande en begränsning av uppfinningens omfatt- ning, utan denna gräns sätts av bifogade patentkrav.

Claims (9)

465 363 10 PATENTKRAV

1. Sätt att tillverka en ihålig plastprodukt vars tvärsektions- area varierar åtminstone lokalt längs produktens längdaxel, in- kluderande momenten att extrudera ett smält plastmaterial från ett munstycke (4) för att bilda ett rörämne (1), att placera det därvid extruderade rörämnet (1) i ett formrum, och att införa en gas under tryck i nämnda rörämne (1) som är placerat i nämnda formrum för att utföra formblåsning, k ä n n e t e c k n a t därav, att (a) en spetsände hos nämnda rörämne förseglas och att (b) när under extrudering, extruderingstakten hos nämnda smälta plastmaterial ökas, ökas trycket hos gasen inuti nämnda rörämne, medan när extruderingstakten hos nämnda smälta plastprodukt mins- kas, minskas trycket hos gasen inuti nämnda rörämne i enlighet med en bestämd form hos produkten som skall tillverkas.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att under extruderingsmomentet ökas trycket inuti rörämnet och mängden extruderat material i väsentligen samma första takt och minskas i väsentligen sama andra takt.

3. Sätt enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att under extruderingsmomentet börjar trycket inuti rörämnet (1) ökas efter en första tidsfördröjning från påbörjandet av ökningen av mängden extruderat material och börjar trycket inuti rörämnet (1) minskas efter en andra tidsfördröjning från påbörjandet av minskningen av mängden extruderat material.

4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att under nämnda extruderingsmoment varieras tidlängden hos var och en av de första och andra tidsfördröjningarna beroende på storleken hos tvärsektionsarean hos den korresponderande delen av produkten som skall tillverkas.

5. Anordning för att tillämpa sättet enligt kraven 1-4 för att tillverka en ihålig plastprodukt, vars tvärsektionsarea varierar utefter produktens längdaxel, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda anordning innefattar extruderingsorgan (2) för att extru- dera ett smält plastmaterial för att bilda ett rörämne (1), var- vid nämnda extruderingsorgan (2) inkluderar organ för inreglering av den extruderade mängden material för att inreglera den extru- derade mängden av nämnda plastmaterial, organ (9) för inreglering av gastryck inkopplade mellan en källa (10) för under tryck v; . ti" 465.365 ll stående gas och det inre (4c) i nämnda rörämne (1), och styrorgan (8) kopplade till nämnda organ för inreglering av den extruderade mängden material och till nämnda organ (9) för inreglering av gastryck, varvid nämnda styrorgan (8) styr nämnda organ för in- reglering av den extruderade mängden material och nämnda organ (9) för inreglering av gastrycket på så sätt att den extruderade mängden material blir ökad när trycket inuti rörämnet (1) skall bli ökat och den extruderade mängden material blir minskad när trycket inuti rörämnet (1) skall bli minskat i enlighet med en bestämd form hos produkten som skall tillverkas.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda organ för inreglering av den extruderade mängden inklude- rar en yttercylinder (4c), en dorn (4a) som sträcker sig genom nämnda yttercylinder (4b) och som är åtskild från densamma genom att en öppning (E) är bildad mellan dem samt som är omställbar i förhållande till nämnda yttercylinder (4b), och till nämnda dorn (4a) kopplade cylinderorgan (5) för att omställa dornen (4a) i förhållande till yttercylindern (4b), varigenom storleken hos nämnda öppning (E) blir ändrad.

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda dorn (4a) är försedd med ett mitthål (4c) som sträcker sig genon1 dornen och att organen (9) för inreglering av' gastryck inkluderar åtminstone en tryckregulator och åtminstone en ventil anordnad i en strömningskanal som. sträcker sig :mellan nämnda källa (10) för under tryck stående gas och mitthålet (4c) hos nämnda dorn (4a). '

8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda organ (9) för inreglering av gastryck vidare inkluderar en reduceringsventil (ll) som är anordnad att ansluta det inre hos nämnda strömningskanal till astmosfären.

9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda cylinderorgan inkluderar en till nämnda dorn (4a) ansluten hydraulcylinder (5'), en oljepump (7) och en mellan nämnda hyd- raulcylinder (5') och nämnda oljepump (7) inkopplad servoventil (6) för att reglera strömningen av olja däremellan och att nämnda styrorgan inkluderar en dator (8) som är ansluten till nämnda åtminstone en ventil, nämnda reduceringsventil (11) och nämnda servoventil (6).