专利名称：生产塑料管时用于调节心轴和型心的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于生产可造型材料，最好是塑料管的设备，它包括一个用于从至少一个环形喷嘴挤压熔融塑料的挤压机、一个作为挤压机的延伸，用于成形塑料管的外表面的基本呈圆筒形的模、一根基本在挤压机内的纵向心轴，以及一个作为心轴的延伸在喷嘴外的型心。本发明也涉及用于生产塑料管的方法。
例如，US 4,846,660公开了一种这样的设备。随着塑料管制造设备的生产速度的增加，位于设备中心线的型心应制得更长，以便使塑料管在型心对管的内表面的校准作用停止前可充分地冷却。心轴和连接于其上的型心可以连接于设备的其它零件，通常只在心轴的前端连接于挤压机，其中连接构件不应阻止塑料流动。这种公知的连接方法的缺点是，心轴和型心不与挤压机和模的中心线共轴，特别是型心会位于中心线以下。由于心轴和型心的偏心位置，在设备中生产的塑料管的壁厚在圆的方向上是变化的，这有害于管的耐用性。管壁的偏心当管是由收缩取决于结晶度的材料制造时特别会引起许多问题。例如，聚乙烯管正是由于这个问题而容易弯曲成香蕉形。
WO 91/06417公开了一种用于制造塑料管的设备，其中，心轴挠性地装入挤压机，因而使心轴，也使型心可在横向上调节，以便实现同轴度。为了形成挠性，心轴是借助可相互相对调节的帽状表面。
上述现有技术设备的缺点是，它几乎不可能使由心轴和型心构成的组件与挤压机和模的中心线共轴。实践表明实际上不可能使心轴和型心处于共轴位置，其纵轴线往往相互形成一个角度。因此，如果心轴在其安装点调节得共轴地处于挤压机内，那么，型心通常下沉至其尾端低于与心轴接合的前端的位置上。在上述WO参考文献中未表示出心轴的安装点实际上是怎样进行调节的，但是，在现有技术的可进行这种调节的设备中，在调节期间设备必须停机。
本发明的目的是提供一种生产塑料管的设备，其中，心轴和型心都可以相对于挤压机和模处于共轴位置。按照本发明的设备的特征在于心轴和型心以下述方式接合起来，即，它们的中心线之间的角度在接合部是可以调节的。
本发明是以下述事实为基础的当使用设备时，塑料管坯在型心前端要比在其尾端显著地较软。当心轴和型心之间的角度改变时，尾端支承于刚性管坯的型心绕着尾端边缘的一点转动，因而型心的前端在模中沿模的横向移动并使心轴的尾端随其移动。本发明特别适用于那些例如由于管的原料而使心轴和型心的组合长度必须特别长的设备。如果用于实现接合表面相对运动的装置设置在心轴和型心之间，那么，调节过程就可以在设备工作期间进行。
本发明的一个推荐实施例的特征在于心轴的圆锥形扩张部分的端面，在心轴中心线上包括一个伸出的销，该销由心轴的接合表面包围，而且型心的接合表面位于包围销的一个环形端件中，这种结构使心轴和型心的相互调节能以简单的方式进行。为了使塑料物质不进入心轴和型心之间，心轴的销包括使心轴和型心的接合表面相互压靠的装置。这些装置可由旋在销上的螺母或套在销上的弹簧构成。
按照本发明的一个特别推荐的实施例，在心轴和型心之间有一调节件，该调节件由于温度的作用可改变其形状和/或尺寸，从而实现心轴和型心接合表面的相对运动。借助上述调节件，通过例如用电流改变调节件的温度，可以简单地改变心轴和型心之间的角位。该调节件特别具有下述优点设备在调节期间无需停机。例如，调节件可以位于上述心轴的销和型心的端件之间。
本发明还涉及借助一种设备生产可造型材料，最好是塑料管的方法，该设备包括一个用于从至少一个环形喷嘴挤压熔融塑料的挤压机、一个作为塑料管的延伸，用于形成塑料管外表面的基本呈圆筒形的模、一根基本在挤压机内的纵向心轴，和连接于心轴，在喷嘴外的型心。
按照本发明的方法的特征在于为了垂直于模的中心线相对于模调节心轴的位置，调节型心和心轴的中心线之间的角度，直至尾端支承在已冷却的管坯上的型心之前端已将心轴(8)的尾端迁移至需要的位置为止。
下面对照附图详述本发明。
图1是按照本发明的设备的示意侧视图，图2是该设备细节的纵剖图，图3是该设备第二实施例的纵剖图，图4是该设备第三实施例的纵剖图，图5是该设备第四实施例的局部纵剖图。
图1所示可造型材料管，特别是塑料管的生产设备包括一挤压机1、与其连接的主机头2和一挤压壳3。该设备还包括一圆筒形模，它是由两个环列的冷却模4和5构成的，这两个环列在挤压壳3处相会合以形成一个模。冷却模沿模的导轨6运行。该图也表示一根由该设备生产而成的塑料管7。
在挤压机和冷却模4，5的中心线上有一形成塑料管内部空间的心轴8和一个沿设备生产方向看去作为其延伸部的型心9。该心轴包括两个部分一个圆筒形前部10和一个圆锥形扩张的尾部11，型心连接在尾部的端部上。挤压壳3基本在心轴扩张部分的端部，挤压机喷嘴12所在处终止。图示设备具有两个同心的喷嘴。心轴8在其前端连接于挤压机或者也可调节地连接于WO-91/06417中所示的设备的本体，或者也可固定地连接。
在图2所示实施例中，一个盘14安装在心轴的扩张尾部11的尾端上，一个从心轴伸出的中空销15位于盘心。在销端部有外螺纹，其上旋有螺母16。
型心9基本呈圆筒形，即，它具有不变的直径且它具有冷却剂通道17等装置。与心轴不同，型心被冷却，其前端基本位于喷嘴12处，在喷嘴后最好有些距离。在喷嘴前端有一环形端件18，它包住销15且它的朝向心轴的接合表面19在其横截面中是弯曲的。该端件的弯曲表面19压在心轴的扩张部分11的尾端处的相应形状的接合表面20上。接合表面19，20分别都是球形面的一部分，这两个表面在设备的生产方向看去时是凸形的。
型心的端件18借助弯曲的环形表面21压靠螺母16，以便使接合表面19，20相互抵压。一个调节件22处于销15和端件18之间，该调节件是随温度改变其形状和/或尺寸的媒介物。该调节件通过(未画出的)线连接于动力源。
按照本发明的设备以下述方式工作。如果心轴8的中心线例如由于重力而下沉，相对于挤压机和模的中心线成一个角度，因而当沿设备的生产方向看去时心轴的尾端中心低于模的中心线，调节件22的温度受到电的影响，它使销15和端件18之间的距离增加，因而型心在滑动表面21上，沿表面19，20绕心轴8，以及销15的中轴线上的转动点转动。当管坯在型心尾端较为刚性时，型心尾端和冷却模5之间的距离将不会减小，而是型心绕其尾端转动，因而其前端上缘更接近冷却模4。型心前端的向上运动使心轴尾端向上移动，因而当心轴中心趋近于模的中心线时，管坯的壁厚在心轴上方将减小。心轴和型心之间的角度在这种调节之后将使型心平行于心轴的中心线。
另一方面，如果我们假定设备所生产的管的管壁在图2的上部比在下部薄，那么，调节件22的尺寸则在图的垂向上减小。作为这种操作的结果，型心的尾端向上移动。当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被迫向下移动，并使心轴8随其向下弯曲。在这种情形中，喷嘴12的宽度在上部变宽，因此，在图2中，管的壁厚在上部增加。
图3表示的实施例中，端件18借助弹簧力压靠表面20，上述弹簧力是由设置在端件和螺母16之间的盘簧23实施的。图3也表示端件18和螺母16之间的调节件22的另一种位置。例如，可设有三个调节件，其间的角距为大约120°。
图3中也包括一种替代方案，其中在销15内有多个电阻以替代调节件22，或者作为它们的补充。如果有三个电阻，那么，它们的角距最好为120°。通过调节一个电阻的温度，由于销的材料的热膨胀，销可在需要的方向弯曲，因而心轴和型心之间的角度也将变化。如果需要，此例中的型心也可以固定地安装在销15上。
图4表示型心与喷嘴隔开一个距离的实施例。
与上面描述不同的是，心轴和型心之间的接合可以按照其它的方式实现。因此，通过在螺母16和型心之间设置螺簧，可以使接合表面19，20相互抵靠。调节件22可以由不同的机械、液压或气压装置如螺纹及缸替代。例如，弹簧可设置在心轴扩张部分的尾端和盘14之间，该弹簧包围固定螺钉13，例如通过电可调节螺钉13的长度，因而可调节销15以及型心相对于心轴的角位。缩短被加热的调节件可借助循环冷却液进行。在公开的实施例中，销15是刚性的，但是，当需要时，它可由挠性销替代，从而使型心的角度可被调节。
图5表示一个实施例，其中型心9延伸至一个放置在模25后面的校准件26，该校准件具有光滑的圆柱形表面，它使管的外表面得到精制，而且它通常受到冷却。本此设备中，本发明的优点特别明显，型心长并延伸至校准件，管的材料被完全硬化，因而为型心的转动形成一个良好的支承点。
在图5所示型心的尾端；在校准件处有一个塞27，该塞用连接管28连接于型心的前部，上述连接管的直径小于型心和塞27的直径，因而在连接管和塑料管的内表面之间形成一个环形空间29，例如，该空间可注入冷却水。连接管28也可以制得使其直径朝向型心的前部及塞27增大以避免突然的接合。塞也可以由轮替代。连接管28可设有外螺纹，其延伸至塑料管的内表面，其中循环冷却水。
图2所示的冷却模4，5在其表面上设有形成肋缘的槽。或者，冷却模的内表面也可以是光滑的，或者移动的冷却模可以由一光滑的静止的圆柱形模面替代。如上所述，管在型心9区域中的冷却可以借助被冷却的型心，或者借助被冷却的冷却模4，5即冷却的模面，或者借助型心和冷却模二者来实现。基本呈圆柱形的型心的直径可以向着型心的尾端减小，以防止管粘住型心。在心轴和型心之间的装置13，22，24，当需要时，可以由用于实现角度变化的其它装置，例如用一根穿过心轴直至型心的调节杆来替代。如果在调节期间停机，那么，角度改变也可以靠手动实现。
权利要求
1.用于生产可造型材料管，最好是塑料管的设备，它包括一个挤压机(1)，其用于从至少一个环形喷嘴挤压熔融的塑料，一个作为挤压机(1)的延伸的基本呈圆筒形的模(4，5，25)，其用于塑料管(7)外表面的成形，一个基本在挤压机(1)内的纵向心轴(8)，以及一个作为心轴的延伸，在喷嘴外的型心(9)，其特征在于心轴(8)和型心(9)以下述方式接合起来，即，在一接合部(15，16，18-21)，它们的中心线之间的角度是可调节的。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于在心轴(8)和型心(9)之间的接合部(15，16，18-21)如本身公知的那样基本位于挤压机(1)的喷嘴(12)处。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于心轴(8)和型心(9)包括基本相对的接合表面(19，20)。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于在心轴(8)和型心(9)之间具有用于实现所述接合表面的相对运动的装置(13，22，24)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于心轴的圆锥形扩张部分(11)的端面在心轴中心线上有一伸出的销15，该销由心轴的接合表面(20)包围，型心的接合表面(19)位于包围销(15)的一个环形端件(18)中。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于销(15)在销的圆附近包括相互间隔一个距离的构件，例如用于借助热膨胀使销弯曲的电阻(24)。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于销(15)通过固定件如螺钉(13)安装在心轴(8)上，这些固定件位于包围心轴中心线的一个圆上，它们可选择地被加热或冷却，以便改变销和心轴之间的角位。
8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于心轴的销(15)包括用于使心轴和型心的接合表面(19，20)相互压靠的装置(16)。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于一个压靠装置是一个扩张，如一个螺母(16)。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于在端件(18)和螺母(16)之间有一个弹簧，其用于将端件压靠在心轴的接合表面(20)上。
11.根据权利要求5所述的设备，其特征在于用于实现接合表面的相对运动的装置(22)位于销(15)和端件(18)之间，以便实现型心相对于心轴中轴线的横向运动。
12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于在心轴(8)和型心(9)之间有一调节件(13，22，24)，它可受温度影响而改变其形状和/或尺寸，借助它可实现心轴和型心的接合表面(19，20)之间的相对运动。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于调节件(13，22，24)可以连接于电源。
14.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述接合表面(19，20)是球形面。
15.借助一种设备生产可造型材料管，最好是塑料管的方法，上述设备包括一个挤压机(1)，其用于从至少一个环形喷嘴(12)挤压熔融的塑料，一个作为挤压机(1)的延伸的基本呈圆筒形的模(4，5，25)，其用于塑料管(7)外表面的成形，一根基本在挤压机(1)中的纵向心轴(8)，以及一个连接于心轴在喷嘴(12)外的型心(9)，其特征在于为了垂直于模的中心线相对于模(4，5，25)调节心轴(8)的位置，调节型心和心轴的中心线之间的角度，直至尾端支承在已冷却的管坯上的型心(9)的前端已将心轴(8)的尾端迁移至需要位置为止。
全文摘要
本发明涉及生产可造型材料,最好是塑料管的设备,它包括一个挤压机、一个包括冷却模(4,5)的圆筒形模、一根在挤压机内的心轴和一个作为心轴延伸的型心(9)。如果心轴和型心相互接合使其中心线之间的角度可以调节,那么,心轴(8)和型心(9)就可以同挤压机和模保持同心。
文档编号B29C47/22GK1196011SQ96196910
公开日1998年10月14日 申请日期1996年9月10日 优先权日1995年9月12日
发明者埃伊诺·赫尔瑟, 于里·耶尔文屈莱 申请人:尤玻诺尔公司