專(zhuān)利名稱(chēng)：連續(xù)制造具有承口的雙壁管的方法及實(shí)施該方法的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1的前序部分的方法和按照權(quán)利要求8的前序部分的設(shè)備。
EP 0 563 575 B1(相應(yīng)于美國(guó)專(zhuān)利第5 320 797號(hào))公開(kāi)了普通類(lèi)型的方法和設(shè)備。在外管和內(nèi)管擴(kuò)張以形成承口的過(guò)程中，通過(guò)減慢在模制路徑上結(jié)合成模具的半殼的前進(jìn)速度，外管和內(nèi)管比在生產(chǎn)設(shè)有橫向槽的雙壁管的過(guò)程中被擠壓得壁更厚。
EP 0 385 465 A2和WO 88/05377公開(kāi)了類(lèi)似的方法。降低輸出速度，即，降低內(nèi)管和外管從擠壓機(jī)輸出的速率并非總會(huì)產(chǎn)生理想的結(jié)果。由于結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)的內(nèi)模與外模的距離，模具的任何加速或減速會(huì)導(dǎo)致隨輸送方向變化的在雙壁管部位上出現(xiàn)的壁厚的需要改變。這會(huì)干擾制造過(guò)程，也對(duì)雙壁管產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是在承口附近。另外，由于承口的占優(yōu)勢(shì)的光滑幾何形狀，外管的熔融物流使承口附近與設(shè)有橫向槽的區(qū)域相比較壁厚增加，而內(nèi)管情況恰相反，在承口附近內(nèi)管被拉伸得超過(guò)雙壁管的外徑。在某些材料、管徑和壁厚的情形中，上述因素在模制過(guò)程中會(huì)引起顯著缺陷。
本發(fā)明的目的是在上述普通類(lèi)型的方法中在產(chǎn)生承口時(shí)使內(nèi)管和外管都具有理想的壁厚，以及提供實(shí)施上述方法的設(shè)備。
按照本發(fā)明，上述目的是借助在普通類(lèi)型的方法中權(quán)利要求1的特征部分的特征實(shí)現(xiàn)的。由于至少一個(gè)熔融物流，即，單位時(shí)間的熔融物體積，以及因而使在恒定溫度下單位時(shí)間熔融物的量，即，質(zhì)量流動(dòng)速率可以被改變，因而可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)管和外管壁厚的最佳化而在承口的行程上不會(huì)發(fā)生任何問(wèn)題。因此，在制造承口的過(guò)程中外管的熔融物流量得到維持或減少，而內(nèi)管的熔融物流量增加，以便在承口開(kāi)始時(shí)有足夠的壁厚用于內(nèi)管的拉伸。在按照本發(fā)明的方法中，通過(guò)相應(yīng)的控制可以得到相應(yīng)的熔融物流量曲線(xiàn)而不發(fā)生任何問(wèn)題。
適于實(shí)施這種方法的設(shè)備是由權(quán)利要求8的特征部分的特征限定的。
另外的有利實(shí)施例由從屬權(quán)利要求闡明。
通過(guò)對(duì)照以下附圖對(duì)實(shí)施例的描述，可理解本發(fā)明的進(jìn)一步的特征、優(yōu)點(diǎn)及細(xì)節(jié)。


圖1是基本包括兩臺(tái)擠壓機(jī)、一臺(tái)造型機(jī)和一個(gè)后冷卻器的用于制造帶有承口的雙壁管的設(shè)備的示意平面圖；圖2是造型機(jī)的模具頭和入口端的水平剖視圖；圖3至5是在制造承口的過(guò)程中承口凹部相對(duì)于模具頭的不同位置上造型機(jī)的垂直部分縱剖圖；圖6表示在設(shè)備上生產(chǎn)的帶承口的雙壁管。
圖1所示用于制造雙壁管的設(shè)備包括兩臺(tái)擠壓機(jī)1，2，它們分別由可變速的驅(qū)動(dòng)電機(jī)3和3′驅(qū)動(dòng)，相對(duì)于整個(gè)設(shè)備的輸送方向4而言，上述電機(jī)設(shè)置在擠壓機(jī)1，2的料斗5的上游。
造型機(jī)6相對(duì)于輸送方向4設(shè)置在擠壓機(jī)1，2的下游，后冷卻器7又設(shè)置在造型機(jī)6的下游。擠壓機(jī)1與造型機(jī)6和后冷卻器7對(duì)準(zhǔn)，在擠壓機(jī)1上裝有伸入造型機(jī)6的十字頭8。與擠壓機(jī)1并排設(shè)置的擠壓機(jī)2借助注射通道9連接于十字頭8，注射通道9側(cè)向通入十字頭8。如圖1所示，雙壁管10在造型機(jī)6中模制，沿輸送方向從造型機(jī)6排出，在后冷卻器7中冷卻，在后冷卻器下游被切成適當(dāng)長(zhǎng)度的段。
造型機(jī)6的結(jié)構(gòu)是公知的，已投入商業(yè)應(yīng)用，例如，在EP 0 563575 B1(相應(yīng)于美國(guó)專(zhuān)利第5 320 797號(hào))中有所描述，該文件引作參考，它基本包括一個(gè)機(jī)座11，在機(jī)座上設(shè)置的半殼12，12′結(jié)合成兩個(gè)所謂的鏈13，13′，相對(duì)于輸送方向4而言，在其上游入口端14和下游出口端15，這些鏈13，13′在轉(zhuǎn)向滑輪(未畫(huà)出)上被引導(dǎo)，在沿輸送方向4循環(huán)時(shí)，它們按照下述方式被引導(dǎo)，即，一次兩個(gè)半殼12，12′被結(jié)合成一個(gè)模對(duì)，在輸送方向4上相互接續(xù)的模對(duì)靠緊在一起。在模制路徑16上結(jié)合成模對(duì)的半殼12，12′借助驅(qū)動(dòng)電機(jī)17驅(qū)動(dòng)。
十字頭8包括兩條熔融物通道，其同心設(shè)置，有公共的縱向中心軸線(xiàn)18，這兩條通道是內(nèi)熔融物通道19和外熔融物通道20，相對(duì)于輸送方向4而言，它們?cè)谙掠畏謩e終止在內(nèi)模具21和外模具22中。內(nèi)熔融物通道19連接于與造型機(jī)6對(duì)準(zhǔn)的擠壓機(jī)1的注射通道23，而外熔融物通道20連接于另一擠壓機(jī)2的注射通道9。在內(nèi)模具21和外模具22之間，一條氣體管道24從十字頭8伸出，氣體管道24通過(guò)一個(gè)閥門(mén)可連接于壓縮氣源，一方面將空氣排向大氣，另一方面形成部分真空。
相對(duì)于輸送方向4而言，在十字頭8的下游端，一根校準(zhǔn)心軸25安裝在十字頭8上，也沿軸線(xiàn)18同心延伸，它包括引導(dǎo)冷卻劑的冷卻通道26，經(jīng)由冷卻劑流管27供應(yīng)并經(jīng)由冷卻劑回管28排放。另外，還設(shè)有空氣管29，其連接于一個(gè)氣隙30，該氣隙用作附加氣體管道，相對(duì)于輸送方向4而言，位于十字頭8和校準(zhǔn)心軸25之間緊靠?jī)?nèi)模具21的下游。管27，28，29通過(guò)基本呈管狀的供應(yīng)通道31被引導(dǎo)，供應(yīng)通道31是與軸18同心地在十字頭8中形成的。
半殼12，12′具有一個(gè)接一個(gè)以一定距離設(shè)置且連接于部分真空通道33的環(huán)形模具凹部32。當(dāng)半殼12，12′到達(dá)模制路徑16時(shí)，如圖2所示，部分真空通道33與部分真空源35，36接觸，使模具凹部32被部分真空驅(qū)動(dòng)。
從擠壓機(jī)2通過(guò)注射通道9送至十字頭8的塑料熔融物通過(guò)外熔融物通道20流至外模具22，在外模具22被擠壓成外管37。由于部分真空，外管移入模具凹部32，形成設(shè)有橫向槽38的管子。塑料熔融物從擠壓機(jī)1通過(guò)注射通道23送至十字頭8，通過(guò)內(nèi)熔融物通道19流向內(nèi)模具21，在內(nèi)模具21作為內(nèi)管39排出，到達(dá)校準(zhǔn)心軸25，該校準(zhǔn)心軸25沿輸送方向4從內(nèi)模具21稍許向外擴(kuò)張，直至內(nèi)管39移靠在外管37的波紋槽40上并與其焊接在一起。在冷卻后和硬化時(shí)，內(nèi)管39和外管37構(gòu)成雙壁管10。
具體如圖2，3，4所示，半殼12，12′使承口41以一定間隔在連續(xù)的雙壁管內(nèi)形成。為此目的，在一對(duì)半殼12，12′內(nèi)形成基本呈圓筒形的承口凹部42，其具有基本光滑的筒壁43。在承口凹部的筒壁43和沿輸送方向4引導(dǎo)的模具凹部32之間形成過(guò)渡部分44。承口凹部42的筒壁43沿輸送方向4的滯后端跟隨著一個(gè)截圓錐形的模具部分45，在該模具部分中模制承口41的向外擴(kuò)張的插入端46，其后又跟隨著通向在輸送方向4上滯后的下一個(gè)模具凹部32的一個(gè)過(guò)渡部分47。
對(duì)承口凹部42進(jìn)行空間分配，一根棒狀控制件48連接于相應(yīng)的半殼12，以下面將要描述的方式操縱開(kāi)關(guān)，從而改變速度，因此改變擠壓機(jī)1，2的擠壓速率，并且分別提供氣體管道24和氣隙30。為此目的，一根固定臂49安裝在造型機(jī)6上，沿輸送方向4在半殼12，12′上方延伸。由控制件48操縱的開(kāi)關(guān)50至57安裝在該固定臂49上，這些開(kāi)關(guān)50至57被操縱，如圖3至5所示。開(kāi)關(guān)50至57沿輸送方向一個(gè)在一個(gè)后面地成對(duì)設(shè)置。開(kāi)關(guān)50，51用于改變擠壓機(jī)2的速度，擠壓機(jī)2供應(yīng)塑料熔融物以形成外管37。開(kāi)關(guān)52，53用于控制從氣體管道24的空氣流并用于經(jīng)由上述空氣管道24通風(fēng)。開(kāi)關(guān)54，55用于控制來(lái)自校準(zhǔn)心軸25上的氣隙30的空氣流。開(kāi)關(guān)56，57用于改變速度，從而改變擠壓機(jī)1的擠壓速率，擠壓機(jī)1供應(yīng)生產(chǎn)內(nèi)管39的塑料熔融物。開(kāi)關(guān)50至57當(dāng)控制件48已達(dá)到每個(gè)開(kāi)關(guān)50至57中間時(shí)被操縱。
在生產(chǎn)圖3右側(cè)所示形狀的普通波紋雙壁管10的過(guò)程中，由于部分真空，外管37進(jìn)入模具凹部32并抵靠在其上。向氣隙30施加高于大氣壓0.05至0.15巴的低壓。同時(shí)向氣體管道24施加低壓，但該低壓為高于大氣壓0.2至0.3巴的稍高的低壓。在內(nèi)管39中低的超壓力可防止內(nèi)管39在外管37焊接在一起之前粘結(jié)在校準(zhǔn)心軸25上。在外管37和內(nèi)管39之間稍高的超壓力可保證在冷卻管37，39時(shí)內(nèi)管不致向外凸起，上述管37，39在波紋槽40處焊在一起以形成波紋雙壁管10。在管37，39冷卻時(shí)，在其間形成準(zhǔn)確的大氣壓力。在上述的普通波紋雙壁管10的制造過(guò)程中，擠壓機(jī)1，2以一定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，即，它們?cè)趩挝粫r(shí)間擠壓恒定質(zhì)量流量的塑料熔融物。
在圖3所示的瞬間，當(dāng)過(guò)渡部分44移入外模具22附近時(shí)，控制件48在輸送方向4上看去時(shí)到達(dá)第一個(gè)開(kāi)關(guān)50，第一開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)降低了擠壓機(jī)2驅(qū)動(dòng)電機(jī)3′的速度，因而降低了擠壓速率，即，單位時(shí)間塑料熔融物的質(zhì)量流量。擠壓機(jī)2速度的降低的效果是，抵靠在過(guò)渡部分44和承口凹部42的壁43上的外管37，其在雙壁管10的單位長(zhǎng)度上所接受的塑料要比具有模向槽38的普通波紋雙壁管10形成外管37′的附近所接受的塑料少。
相應(yīng)于圖4所示，當(dāng)過(guò)渡部分44達(dá)到內(nèi)模具21時(shí)，控制件48到達(dá)開(kāi)關(guān)52和54。這些開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)使得從氣隙30逸出的空氣的超壓力例如增加至高于大氣壓大約0.2至0.45巴的壓力。同時(shí)，通過(guò)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)54，超壓力從連接于真空源或大氣的氣體管道24取得，因而內(nèi)管39和外管37之間的空間58在承口凹部42附近被通氣，以便使內(nèi)管39被向外壓靠在外管37上。稍后，即，當(dāng)控制件48到達(dá)開(kāi)關(guān)56時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)過(guò)渡部分44已移過(guò)了內(nèi)管21時(shí)，擠壓機(jī)1的驅(qū)動(dòng)電機(jī)3被開(kāi)關(guān)56的啟動(dòng)而被觸發(fā)，使其速度增加，即，單位時(shí)間擠壓的塑料熔融物的質(zhì)量流量增加。因此，內(nèi)管39在形成承口41的附近在單位長(zhǎng)度上接受的塑料熔融物要比在普通波紋雙壁管10只形成光滑壁的內(nèi)管39′的部位附近接受的塑料熔融物多。
當(dāng)承口凹部42的過(guò)渡部分47移過(guò)了外模具22時(shí)，控制件48操縱開(kāi)關(guān)51，從而使形成外管37的擠壓機(jī)2的擠壓速率再次增加至原來(lái)的速率。擠壓機(jī)2再次供應(yīng)產(chǎn)生橫向槽38所需要的單位時(shí)間塑料熔融物量。
當(dāng)過(guò)渡部分47達(dá)到內(nèi)模具21時(shí)，控制件48如圖5所示操作開(kāi)關(guān)53，55，從而使氣隙30的氣體壓力再次降低，氣體管道24被壓縮氣或外管和內(nèi)管之間的流動(dòng)空氣啟動(dòng)。當(dāng)過(guò)渡部分47已移過(guò)了內(nèi)模具21時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3被開(kāi)關(guān)57的啟動(dòng)而觸發(fā)，擠壓機(jī)1的擠壓速率降至原來(lái)的速率，因而再次擠壓產(chǎn)生光滑內(nèi)管39′所需的單位時(shí)間塑料熔融物量。
這種設(shè)備與EP 0 563 575 B1(相應(yīng)于美國(guó)專(zhuān)利第5 320 797號(hào))所述設(shè)備的不同在于設(shè)有兩個(gè)擠壓機(jī)1，2，以及借助開(kāi)關(guān)50，51保證觸發(fā)及改變塑料熔融物的流動(dòng)速率。
圖6表示完成的擠制的雙壁管。在后冷卻器之后，借助公知的切斷裝置，它被由箭頭示意表示的兩個(gè)切片59，60切過(guò)，即，切出在承口41的插入端46和一個(gè)隨后的完全形成的波紋槽40之間的管段。
權(quán)利要求
1.用于連續(xù)制造雙壁管(10)的方法，所述雙壁管具有一個(gè)承口(41)并由一光滑內(nèi)管(39′)和一外管(37′)構(gòu)成，所述外管與內(nèi)管焊接在一起并設(shè)有橫向槽(38)，所述方法包括以下步驟—擠壓一根外管(37)；—從內(nèi)側(cè)向外側(cè)作用一個(gè)相對(duì)超壓力，使外管(37)形成橫向槽(38)的波紋；—將一根內(nèi)管(39)擠壓入外管(37)內(nèi)；—將內(nèi)管(39)壓靠在外管(37)的波紋槽(40)上，在那里內(nèi)管與外管(37)焊接在一起；—以一定的間隔，通過(guò)從內(nèi)側(cè)向外側(cè)施加相對(duì)超壓力使外管(37)擴(kuò)張，以便形成基本光滑壁的、大致呈圓筒形的承口(41)；其特征在于在產(chǎn)生承口(41)的過(guò)程中，用于產(chǎn)生外管(37)和內(nèi)管(39)的單位時(shí)間塑料熔融物的至少一個(gè)質(zhì)量流量獨(dú)立于另一個(gè)質(zhì)量流量被改變。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在產(chǎn)生承口(41)的過(guò)程中，用于產(chǎn)生外管(37)的質(zhì)量流量被降低。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于在產(chǎn)生承口(41)的過(guò)程中，用于產(chǎn)生內(nèi)管(39)的質(zhì)量流量被增加。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于從內(nèi)側(cè)向外側(cè)作用的相對(duì)超壓力至少部分地由從外側(cè)施加的部分真空產(chǎn)生。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在內(nèi)管(39)已擠壓入外管(37)之后且在內(nèi)管(39)被壓靠在外管(37)的波紋槽(40)上之前，在高于大氣壓力的壓力下的氣體被吹入外管(37)和內(nèi)管(39)之間的區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在外管(37)和內(nèi)管(39)之間的空間在外管(37)和內(nèi)管(39)被擴(kuò)張以形成承口(41)時(shí)被通氣。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于當(dāng)形成承口(41)時(shí)，內(nèi)管(39)被高于大氣壓力的壓力下的氣體從內(nèi)部驅(qū)動(dòng)并基本在其整個(gè)表面上壓靠在外管(37)上。
8.用于實(shí)施權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述方法的設(shè)備，—半殼(12，12′)設(shè)置在一個(gè)機(jī)座(11)上，以便沿輸送方向(4)循環(huán)和導(dǎo)向，所述半殼設(shè)有環(huán)形模具凹部(32)，且在一模制路徑(16)上成對(duì)地組合成一個(gè)帶有縱向中心軸線(xiàn)(18)的模具；—至少一對(duì)半殼(12，12′)設(shè)有承口凹部(42)；—設(shè)有用于產(chǎn)生從內(nèi)側(cè)向外側(cè)作用的相對(duì)超壓力的裝置；—第一擠壓機(jī)(1)的十字頭(8)設(shè)置在模制路徑(16)的上游；—所述十字頭(8)設(shè)有用于擠壓外管(37)的外模具(22)，以及在沿輸送方向(4)的下游設(shè)有用于擠壓內(nèi)管(39)的內(nèi)模具(21)，以及在其沿輸送方向(4)的下游端設(shè)有校準(zhǔn)心軸(25)；以及——內(nèi)模具(21)連接于第一擠壓機(jī)(1)；其特征在于第二擠壓在(2)連接于外模具(22)；至一個(gè)擠壓機(jī)(1，2)的擠壓速率是可改變的；設(shè)有開(kāi)關(guān)(50，51，56，57)，當(dāng)承口凹部(42)移在一個(gè)模具(21，22)上時(shí)借助上述開(kāi)關(guān)改變至少一個(gè)擠壓機(jī)(1，2)的擠壓速率。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于第一擠壓機(jī)(1)的擠壓速率可獨(dú)立于第二擠壓機(jī)(2)的擠壓速率改變，設(shè)有開(kāi)關(guān)(50，51)，在承口凹部(42)移在外模具(22)上時(shí)，借助上述開(kāi)關(guān)降低第二擠壓機(jī)(2)的擠壓速率。
10.如權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其特征在于第二擠壓機(jī)(2)的擠壓速率可獨(dú)立于第一擠壓機(jī)(1)的擠壓速率改變，設(shè)有開(kāi)關(guān)(56，57)，在承口凹部(42)移在內(nèi)模具(21)上時(shí)，借助上述開(kāi)關(guān)增加第一擠壓機(jī)(1)的擠壓速率。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于模具凹部(32)連接于半殼(12，12′)上形成的部分真空通道(33)。
12.如權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于至少一條氣體管道(24)從十字頭(8)排放在外模具(22)和內(nèi)模具(21)之間，并設(shè)有開(kāi)關(guān)(52，53)，借助這些開(kāi)關(guān)使氣體管道(24)由壓縮空氣啟動(dòng)或被通氣。
13.如權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于附加氣體管道(30)排放在內(nèi)模具(21)和校準(zhǔn)心軸(25)之間，并且設(shè)有借助壓力變化的壓縮空氣啟動(dòng)附加氣體管道30的開(kāi)關(guān)(54，55)。
14.如權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于開(kāi)關(guān)(50至57)可根據(jù)承口凹部(42)相對(duì)于十字頭(8)的位置操作。
全文摘要
為連續(xù)制造具有承口(41)及由光滑內(nèi)管和與內(nèi)管焊接在一起、設(shè)有橫向槽的外管構(gòu)成的雙壁管,設(shè)置經(jīng)由十字頭(8)擠壓外管(37)和內(nèi)管(39)的兩個(gè)擠壓機(jī)。為了產(chǎn)生承口(41),設(shè)置開(kāi)關(guān)(50,51,56,57),借助這些開(kāi)關(guān)改變擠壓機(jī)的速度,在產(chǎn)生承口(41)的過(guò)程中降低產(chǎn)生外管(37)的塑料熔融物的質(zhì)量流量和/或增加產(chǎn)生內(nèi)管(39)的塑料熔融物的質(zhì)量流量。
文檔編號(hào)B29L23/00GK1253070SQ9912158
公開(kāi)日2000年5月17日 申請(qǐng)日期1999年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月21日
發(fā)明者拉爾夫·P·赫格勒 申請(qǐng)人:拉爾夫·P·赫格勒