專利名稱：生產塑料管時用于調節心軸和型心的設備和方法
技術領域：
本發明涉及用于生產可造型材料，最好是塑料管的設備，它包括一個用于從至少一個環形噴嘴擠壓熔融塑料的擠壓機、一個作為擠壓機的延伸，用于成形塑料管的外表面的基本呈圓筒形的模、一根基本在擠壓機內的縱向心軸，以及一個作為心軸的延伸在噴嘴外的型心。本發明也涉及用于生產塑料管的方法。
例如，US 4,846,660公開了一種這樣的設備。隨著塑料管制造設備的生產速度的增加，位于設備中心線的型心應制得更長，以便使塑料管在型心對管的內表面的校準作用停止前可充分地冷卻。心軸和連接于其上的型心可以連接于設備的其它零件，通常只在心軸的前端連接于擠壓機，其中連接構件不應阻止塑料流動。這種公知的連接方法的缺點是，心軸和型心不與擠壓機和模的中心線共軸，特別是型心會位于中心線以下。由于心軸和型心的偏心位置，在設備中生產的塑料管的壁厚在圓的方向上是變化的，這有害于管的耐用性。管壁的偏心當管是由收縮取決于結晶度的材料制造時特別會引起許多問題。例如，聚乙烯管正是由于這個問題而容易彎曲成香蕉形。
WO 91/06417公開了一種用于制造塑料管的設備，其中，心軸撓性地裝入擠壓機，因而使心軸，也使型心可在橫向上調節，以便實現同軸度。為了形成撓性，心軸是借助可相互相對調節的帽狀表面。
上述現有技術設備的缺點是，它幾乎不可能使由心軸和型心構成的組件與擠壓機和模的中心線共軸。實踐表明實際上不可能使心軸和型心處于共軸位置，其縱軸線往往相互形成一個角度。因此，如果心軸在其安裝點調節得共軸地處于擠壓機內，那么，型心通常下沉至其尾端低于與心軸接合的前端的位置上。在上述WO參考文獻中未表示出心軸的安裝點實際上是怎樣進行調節的，但是，在現有技術的可進行這種調節的設備中，在調節期間設備必須停機。
本發明的目的是提供一種生產塑料管的設備，其中，心軸和型心都可以相對于擠壓機和模處于共軸位置。按照本發明的設備的特征在于心軸和型心以下述方式接合起來，即，它們的中心線之間的角度在接合部是可以調節的。
本發明是以下述事實為基礎的當使用設備時，塑料管坯在型心前端要比在其尾端顯著地較軟。當心軸和型心之間的角度改變時，尾端支承于剛性管坯的型心繞著尾端邊緣的一點轉動，因而型心的前端在模中沿模的橫向移動并使心軸的尾端隨其移動。本發明特別適用于那些例如由于管的原料而使心軸和型心的組合長度必須特別長的設備。如果用于實現接合表面相對運動的裝置設置在心軸和型心之間，那么，調節過程就可以在設備工作期間進行。
本發明的一個推薦實施例的特征在于心軸的圓錐形擴張部分的端面，在心軸中心線上包括一個伸出的銷，該銷由心軸的接合表面包圍，而且型心的接合表面位于包圍銷的一個環形端件中，這種結構使心軸和型心的相互調節能以簡單的方式進行。為了使塑料物質不進入心軸和型心之間，心軸的銷包括使心軸和型心的接合表面相互壓靠的裝置。這些裝置可由旋在銷上的螺母或套在銷上的彈簧構成。
按照本發明的一個特別推薦的實施例，在心軸和型心之間有一調節件，該調節件由于溫度的作用可改變其形狀和/或尺寸，從而實現心軸和型心接合表面的相對運動。借助上述調節件，通過例如用電流改變調節件的溫度，可以簡單地改變心軸和型心之間的角位。該調節件特別具有下述優點設備在調節期間無需停機。例如，調節件可以位于上述心軸的銷和型心的端件之間。
本發明還涉及借助一種設備生產可造型材料，最好是塑料管的方法，該設備包括一個用于從至少一個環形噴嘴擠壓熔融塑料的擠壓機、一個作為塑料管的延伸，用于形成塑料管外表面的基本呈圓筒形的模、一根基本在擠壓機內的縱向心軸，和連接于心軸，在噴嘴外的型心。
按照本發明的方法的特征在于為了垂直于模的中心線相對于模調節心軸的位置，調節型心和心軸的中心線之間的角度，直至尾端支承在已冷卻的管坯上的型心之前端已將心軸(8)的尾端遷移至需要的位置為止。
下面對照附圖詳述本發明。
圖1是按照本發明的設備的示意側視圖，圖2是該設備細節的縱剖圖，圖3是該設備第二實施例的縱剖圖，圖4是該設備第三實施例的縱剖圖，圖5是該設備第四實施例的局部縱剖圖。
圖1所示可造型材料管，特別是塑料管的生產設備包括一擠壓機1、與其連接的主機頭2和一擠壓殼3。該設備還包括一圓筒形模，它是由兩個環列的冷卻模4和5構成的，這兩個環列在擠壓殼3處相會合以形成一個模。冷卻模沿模的導軌6運行。該圖也表示一根由該設備生產而成的塑料管7。
在擠壓機和冷卻模4，5的中心線上有一形成塑料管內部空間的心軸8和一個沿設備生產方向看去作為其延伸部的型心9。該心軸包括兩個部分一個圓筒形前部10和一個圓錐形擴張的尾部11，型心連接在尾部的端部上。擠壓殼3基本在心軸擴張部分的端部，擠壓機噴嘴12所在處終止。圖示設備具有兩個同心的噴嘴。心軸8在其前端連接于擠壓機或者也可調節地連接于WO-91/06417中所示的設備的本體，或者也可固定地連接。
在圖2所示實施例中，一個盤14安裝在心軸的擴張尾部11的尾端上，一個從心軸伸出的中空銷15位于盤心。在銷端部有外螺紋，其上旋有螺母16。
型心9基本呈圓筒形，即，它具有不變的直徑且它具有冷卻劑通道17等裝置。與心軸不同，型心被冷卻，其前端基本位于噴嘴12處，在噴嘴后最好有些距離。在噴嘴前端有一環形端件18，它包住銷15且它的朝向心軸的接合表面19在其橫截面中是彎曲的。該端件的彎曲表面19壓在心軸的擴張部分11的尾端處的相應形狀的接合表面20上。接合表面19，20分別都是球形面的一部分，這兩個表面在設備的生產方向看去時是凸形的。
型心的端件18借助彎曲的環形表面21壓靠螺母16，以便使接合表面19，20相互抵壓。一個調節件22處于銷15和端件18之間，該調節件是隨溫度改變其形狀和/或尺寸的媒介物。該調節件通過(未畫出的)線連接于動力源。
按照本發明的設備以下述方式工作。如果心軸8的中心線例如由于重力而下沉，相對于擠壓機和模的中心線成一個角度，因而當沿設備的生產方向看去時心軸的尾端中心低于模的中心線，調節件22的溫度受到電的影響，它使銷15和端件18之間的距離增加，因而型心在滑動表面21上，沿表面19，20繞心軸8，以及銷15的中軸線上的轉動點轉動。當管坯在型心尾端較為剛性時，型心尾端和冷卻模5之間的距離將不會減小，而是型心繞其尾端轉動，因而其前端上緣更接近冷卻模4。型心前端的向上運動使心軸尾端向上移動，因而當心軸中心趨近于模的中心線時，管坯的壁厚在心軸上方將減小。心軸和型心之間的角度在這種調節之后將使型心平行于心軸的中心線。
另一方面，如果我們假定設備所生產的管的管壁在圖2的上部比在下部薄，那么，調節件22的尺寸則在圖的垂向上減小。作為這種操作的結果，型心的尾端向上移動。當尾端受到已硬化的塑料支承，因而型心尾端不能上移，因而型心的端件18被迫向下移動，并使心軸8隨其向下彎曲。在這種情形中，噴嘴12的寬度在上部變寬，因此，在圖2中，管的壁厚在上部增加。
圖3表示的實施例中，端件18借助彈簧力壓靠表面20，上述彈簧力是由設置在端件和螺母16之間的盤簧23實施的。圖3也表示端件18和螺母16之間的調節件22的另一種位置。例如，可設有三個調節件，其間的角距為大約120°。
圖3中也包括一種替代方案，其中在銷15內有多個電阻以替代調節件22，或者作為它們的補充。如果有三個電阻，那么，它們的角距最好為120°。通過調節一個電阻的溫度，由于銷的材料的熱膨脹，銷可在需要的方向彎曲，因而心軸和型心之間的角度也將變化。如果需要，此例中的型心也可以固定地安裝在銷15上。
圖4表示型心與噴嘴隔開一個距離的實施例。
與上面描述不同的是，心軸和型心之間的接合可以按照其它的方式實現。因此，通過在螺母16和型心之間設置螺簧，可以使接合表面19，20相互抵靠。調節件22可以由不同的機械、液壓或氣壓裝置如螺紋及缸替代。例如，彈簧可設置在心軸擴張部分的尾端和盤14之間，該彈簧包圍固定螺釘13，例如通過電可調節螺釘13的長度，因而可調節銷15以及型心相對于心軸的角位。縮短被加熱的調節件可借助循環冷卻液進行。在公開的實施例中，銷15是剛性的，但是，當需要時，它可由撓性銷替代，從而使型心的角度可被調節。
圖5表示一個實施例，其中型心9延伸至一個放置在模25后面的校準件26，該校準件具有光滑的圓柱形表面，它使管的外表面得到精制，而且它通常受到冷卻。本此設備中，本發明的優點特別明顯，型心長并延伸至校準件，管的材料被完全硬化，因而為型心的轉動形成一個良好的支承點。
在圖5所示型心的尾端；在校準件處有一個塞27，該塞用連接管28連接于型心的前部，上述連接管的直徑小于型心和塞27的直徑，因而在連接管和塑料管的內表面之間形成一個環形空間29，例如，該空間可注入冷卻水。連接管28也可以制得使其直徑朝向型心的前部及塞27增大以避免突然的接合。塞也可以由輪替代。連接管28可設有外螺紋，其延伸至塑料管的內表面，其中循環冷卻水。
圖2所示的冷卻模4，5在其表面上設有形成肋緣的槽。或者，冷卻模的內表面也可以是光滑的，或者移動的冷卻模可以由一光滑的靜止的圓柱形模面替代。如上所述，管在型心9區域中的冷卻可以借助被冷卻的型心，或者借助被冷卻的冷卻模4，5即冷卻的模面，或者借助型心和冷卻模二者來實現。基本呈圓柱形的型心的直徑可以向著型心的尾端減小，以防止管粘住型心。在心軸和型心之間的裝置13，22，24，當需要時，可以由用于實現角度變化的其它裝置，例如用一根穿過心軸直至型心的調節桿來替代。如果在調節期間停機，那么，角度改變也可以靠手動實現。
權利要求
1.用于生產可造型材料管，最好是塑料管的設備，它包括一個擠壓機(1)，其用于從至少一個環形噴嘴擠壓熔融的塑料，一個作為擠壓機(1)的延伸的基本呈圓筒形的模(4，5，25)，其用于塑料管(7)外表面的成形，一個基本在擠壓機(1)內的縱向心軸(8)，以及一個作為心軸的延伸，在噴嘴外的型心(9)，其特征在于心軸(8)和型心(9)以下述方式接合起來，即，在一接合部(15，16，18-21)，它們的中心線之間的角度是可調節的。
2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于在心軸(8)和型心(9)之間的接合部(15，16，18-21)如本身公知的那樣基本位于擠壓機(1)的噴嘴(12)處。
3.根據權利要求1所述的設備，其特征在于心軸(8)和型心(9)包括基本相對的接合表面(19，20)。
4.根據權利要求1所述的設備，其特征在于在心軸(8)和型心(9)之間具有用于實現所述接合表面的相對運動的裝置(13，22，24)。
5.根據權利要求4所述的設備，其特征在于心軸的圓錐形擴張部分(11)的端面在心軸中心線上有一伸出的銷15，該銷由心軸的接合表面(20)包圍，型心的接合表面(19)位于包圍銷(15)的一個環形端件(18)中。
6.根據權利要求5所述的設備，其特征在于銷(15)在銷的圓附近包括相互間隔一個距離的構件，例如用于借助熱膨脹使銷彎曲的電阻(24)。
7.根據權利要求5所述的設備，其特征在于銷(15)通過固定件如螺釘(13)安裝在心軸(8)上，這些固定件位于包圍心軸中心線的一個圓上，它們可選擇地被加熱或冷卻，以便改變銷和心軸之間的角位。
8.根據權利要求5所述的設備，其特征在于心軸的銷(15)包括用于使心軸和型心的接合表面(19，20)相互壓靠的裝置(16)。
9.根據權利要求8所述的設備，其特征在于一個壓靠裝置是一個擴張，如一個螺母(16)。
10.根據權利要求9所述的設備，其特征在于在端件(18)和螺母(16)之間有一個彈簧，其用于將端件壓靠在心軸的接合表面(20)上。
11.根據權利要求5所述的設備，其特征在于用于實現接合表面的相對運動的裝置(22)位于銷(15)和端件(18)之間，以便實現型心相對于心軸中軸線的橫向運動。
12.根據權利要求1所述的設備，其特征在于在心軸(8)和型心(9)之間有一調節件(13，22，24)，它可受溫度影響而改變其形狀和/或尺寸，借助它可實現心軸和型心的接合表面(19，20)之間的相對運動。
13.根據權利要求12所述的設備，其特征在于調節件(13，22，24)可以連接于電源。
14.根據權利要求3所述的設備，其特征在于所述接合表面(19，20)是球形面。
15.借助一種設備生產可造型材料管，最好是塑料管的方法，上述設備包括一個擠壓機(1)，其用于從至少一個環形噴嘴(12)擠壓熔融的塑料，一個作為擠壓機(1)的延伸的基本呈圓筒形的模(4，5，25)，其用于塑料管(7)外表面的成形，一根基本在擠壓機(1)中的縱向心軸(8)，以及一個連接于心軸在噴嘴(12)外的型心(9)，其特征在于為了垂直于模的中心線相對于模(4，5，25)調節心軸(8)的位置，調節型心和心軸的中心線之間的角度，直至尾端支承在已冷卻的管坯上的型心(9)的前端已將心軸(8)的尾端遷移至需要位置為止。
全文摘要
本發明涉及生產可造型材料,最好是塑料管的設備,它包括一個擠壓機、一個包括冷卻模(4,5)的圓筒形模、一根在擠壓機內的心軸和一個作為心軸延伸的型心(9)。如果心軸和型心相互接合使其中心線之間的角度可以調節,那么,心軸(8)和型心(9)就可以同擠壓機和模保持同心。
文檔編號B29C47/22GK1196011SQ96196910
公開日1998年10月14日 申請日期1996年9月10日 優先權日1995年9月12日
發明者埃伊諾·赫爾瑟, 于里·耶爾文屈萊 申請人:尤玻諾爾公司