JP2000512227A - プラスチツク管の端部スリーブの製造方法及びこの方法を実施する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 熱い状態で成形可面なプラスチツク特にボリオレフイン又はPVCから成るプラスチツク管１の所に端部スリ−ブ２を製造する方法において、管１の端部のほぼスリ−ブ長を持つ範囲が、加熱場所においてその変形温度又はそれ以上に加熱され、この状態で、管端部３から導入されるスリ−ブ形成工具５によりスリ−ブ２に成形され、スリ−ブ形成工具５の引抜き前又は後に変形温度以下に冷却される。スリ−ブ形成工具５を導入するため、管１が、スリ−ブ範囲２の外側端部において、スリ−ブ形成工具の導入を可能にしかつ管量の外側及び内側に係合する締付け装置13,14により保持されるので、スリ−ブ範囲がスリ−ブ形成工具５上へかぶさり、はめられない。この方法を実施する装置が示されている。

Description

【発明の詳細な説明】 プラスチツク管の端部スリ−ブの製造 方法及びこの方法を実施する装置 本発明は、熱い状態で成形可能なプラスチツク特にポリオレフイン又はPVCか らプラスチツク管の端部スリ−ブを製造する際、管の端部でほぼスリ−ブ長を持 つ範囲を、加熱場所でその変形温度又はそれ以上に加熱し、この状態で管端部か ら導入されるスリ−ブ形成工具によりスリ−ブに成形し、スリ−ブ形成工具の引 抜き前又は後に熱変形温度以下に冷却する、プラスチツク管の端部スリ−ブの製 造方法に関する。 更に本発明は、スリ−ブ形成場所において、例えば導入端部で円錐状に先細に なるスリ−ブ形成心棒として構成されるスリ−ブ形成工具が、相対縦方向移動し ながら、例えば加熱場所で変形温度又はそれ以上に加熱されかつほぼスリ−ブ長 を持つプラスチック管の端部の範囲へ、この範囲をスリ−ブとなるように広げか つ変形しながら導入可能である、この方法を実施する装置に関する。 このようなプラスチツク管の製造材料の例は、ポリオレフインでは高圧及び低 圧ポリエチレン、ポリプロピレン又は他の熱変形可能なプラスチツク（熱可塑性 プラスチツク）特にPVCである。変形可能性は、製造材料及び変形の際使用可能 な温度に大幅に関係し、その際変形可能性は主要製造材料によるだけでなく、使 用される充填材の種類、量及びコンシステンシ−により影響される。一般に言え ることは、スリ−ブにするために必要な管の広げ、管の肉厚、及び製造すべきス リ−ブの長さが小さいほど、スリ−ブの製造が簡単になることである。従つて材 料により規定されて、このようなスリ−ブは大量に限界寸法まで 製造できるので、例えば特定の管において、この限界値以上の直径及び長さを持 つスリ−ブが要求されると、管全体のために、僅かな充填材及び有利な熱変形可 能性を持つ比較的高価な製造材料を使用せねばならない。端部スリ−ブにおける 特別な形状は、例えば厚いか又は直径の大きい管のために、しばしば別個の射出 成形過程で端部スリ−ブを製造し、管に結合するか又は射出成形過程で既存の管 の端部へ直接一体に形成するようにしてのみ、設けることができる。このことは 、一体形成部例えばスリ−ブの基本形状が管の基本形状と大幅に相違し、例えば 丸い管へ角形のスリ−ブを接続する時にも、当てはまる。ここで慣用の過程は、 接続すべき部材を丸い管付加部を持つ継手として構成し、管の通常の端部スリ− ブへこの継手を差込むか、又は上述したような大量生産の場合この部材を再び一 体に射出成形される部材として構成することである。 比較的容易に変形可能な材料でも、管直径に比較してスリ−ブの直径及び長さ が大きい場合、重要な問題が生じる。今までは、スリ−ブ形成区域とは反対の端 部に管を保持し、スリ−ブ形成工具を加熱された管端部へ押込むか又は逆にスリ −ブ形成工具例えば適当な心棒を固定し、管をこの固定した心棒上へはめること によりスリ−ブを製造することが普通であつた。いずれの場合もせん断力を吸収 又は生じるため、管の支持は管の全く又は僅かしか加熱されない範囲で行われる 。強い変形を可能にするためスリ−ブ範囲が強く加熱されると、スリ−ブ形成工 具を導入する際、管の加熱が行われても導入の際スリ−ブ形成工具がまだ達しな かつた範囲に波が形成されることがある。これは望ましくなく、実際に廃物を生 じる。導入端部におけるスリ−ブ形成心棒の非常にゆるやかな円錐傾斜は、管へ の導入を 助長しかつ容易にするが、望ましくない長すぎる移行区域を正常な管と完全な端 部直径を持つスリ−ブ範囲との間に生じる。この問題の一部の救済策は、長いス リ−ブでは、スリ−ブの形成に用いられる管端部の範囲を大抵は経験的に求めら れる値に従つて異なる強さに加熱し、従つて外側端部を内側端部より著しく強く 加熱し、それにより結局スリ−ブ形成工具に係合するスリ−ブの範囲がスリ−ブ 形成前に端部範囲より大きい強度を持つようにすることによつて、得られた。し かしそれにより、低温の範囲の大きい拘束能力のため、加えるべき変形力が再び 増大する。使用される殆どすべてのプラスチツク及びこれから製造される管にお ける欠点は、いわゆる記憶効果、すなわち予め製造される部品の熱変形により得 られる成形部品が加熱の際又は通常の温度でも完全に又は一部最初の形状に戻ろ うとすることである。スリ−ブの製造の際維持すべき他の条件のため、熱変形温 度を溶融温度に比べて低く保たねばならないほど、記憶効果が一層強く発揮され る。長いスリ−ブの上記の例では、従つて記憶効果はスリ−ブの内側端部へ向か つて強くなるので、そこではこの効果により時間の経過と共に端部範囲における より強い変形が起こる。 本発明の課題は、スリ−ブの寸法通りの製造を簡単化し、今までの方法による より直径及び長さの大きいスリ−ブの製造を可能にするにもかかわらず、適当な 材料から成る管のいわゆる記憶効果による寸法変化を大幅に又は全く防止するた め、最初にあげた種類の方法を改良することである。本発明の一部の課題は、こ の改良された方法を実施するための簡単な装置を提供することである。 方法に関してこの課題は、スリ−ブ形成工具を導入するため、 スリ−ブ範囲の外側端部で管を、外側及び内側で管壁に係合してスリ−ブ形成工 具の導入を可能にする締付け装置により保持することによつて解決される。 本発明の根本思想は、後になつて極めて簡単に、可撓性外被を導入端部で保持 する場合、この外被を心棒上へ張ることが、他方の端部へ圧力を及ぼして外被を この心棒上へかぶせるより著しく簡単である、という点にある。管材料は、変形 を可能にする温度へ加熱されるだけでなく、熱可塑性プラスチツクのそれ自体結 晶の組織において記憶効果自体を生じる結晶のうち今までの方法による変形のた めに許容される温度におけるより著しく大きい部分が液化する著しく高い温度へ 、加熱されることができる。それにより管範囲は著しく可撓的にかつ容易に変形 可能になるので、同じ材料で従来の方法によるより比較的大きい直径及び長さの スリ−ブ範囲を製造でき、更に記憶効果の影響を受ける材料における後の変形が 大幅に防止される。なぜならば、結晶の大部分が液化し、従つて最初の形状につ いての記憶が失われるからである。締付け装置がスリ−ブ形成工具の導入を可能 にせねばならないという条件を維持しながら、この締付け装置の多数の構造が可 能である。これらの構造は、原理的には、初期直径から最終直径へ半径方向に移 動可能な締付け爪、又は拡張芯及び揺動芯のように直径の可変な内側部分を持つ ことができ、これらの内側部分は、保持範囲で管内側から僅かしか突出しないか 又は管内側へ押込まれ、それによりスリ−ブ形成工具を通すことができるように 、設計可能である。 本発明による方法を実施する好ましい装置の特徴によれば、管のスリ−ブ範囲 の外側端部のために保持装置が設けられ、締付け装置が管壁の内側に係合する広 げ部材を持ち、この広げ部 材が、管材料を伸ばしながら、管端部の初期直径に相当する基本位置から外方へ 、スリ−ブ形成工具を通しかつ管端部の外側を対向保持体へ押付ける締付け位置 へ移動可能である。 広げ部材のために別個の駆動装置を使用することが可能である。しかし広げ部 材の移動を管に対するスリ−ブ形成工具の相対移動から直接誘導するのが、特に 有利かつ簡単である。この場合既存のスリ−ブ形成場所に後で適当な締付け装置 を設ける可能性も得られる。それにより構造的に、保持装置が外側スリ−ブを持 ち、この外側スリ−ブを通つてスリ−ブ形成工具が管端部へ導入可能であり、外 側スリ−ブが、広げられた管の管端都の外側を対向保持体へ当てる環状座を管側 に持ち、この環状座から離れて導入側で工具案内路外に広げ部材としての広げ腕 が外側スリ−ブに保持され、不動作位置で広げ腕の自由端が、小さい入射角をな して内方へ環状座の縦方向範囲内へ突出し、そこでまだ変形されない管端部へは まることができ、入るスリ−ブ形成工具が、この工具の導入補助手段を同時に形 成する広げ腕を、管端部を広げながら広げ、それにより広げ腕が、スリ−ブ形成 工具の通るのを可能にしながら、自由端で管端部を管内側から環状座の対向保持 体へ押付け、引続くスリ−ブ形成中に管を保持する、という特に簡単な解決策が 得られる。対向保持体が最高でも密封片の受入れに用いられるスリ−ブの環状玉 縁の所までしか延びないように、設けられるのが好ましい。環状玉縁自体は、公 知のように、場合によつては分割可能な外型を使用して、外型へ溝範囲を膨らま すことにより、又はスリ−プ形成工具の繰出し可能な揺動芯を使用して、製造す ることができる。 本発明の発展によれば、広げ腕が、外側スリ−ブへ入射角を なして締付けられかつ均一な周囲分布で取付けられる板ばねから成つている。広 げ腕として板ばねの使用は、継手が必要でなく、広げ運動の有利な過程が起こり 、スリ−ブの内側又は浅い溝の所でスリ−ブ形成工具の導入のため容易に受入れ られる薄い板ばねが使用可能である、という利点を持つている。 環状座の対向保持体として１つ又は複数の環状室が設けられ、広げ腕の端部と 同様に、締付け位置で加熱される管材料へ押込まれることができる。それにより スリ−ブ端部は確実に保持され、王冠の外縁に類似なきれいな外観をとる。 本発明による基本装備のため、特別な形のスリ−ブも製造される。従つてスリ −ブ形成工具及び外側スリ−ブが、広げ腕の適当な配置により、少なくとも縁範 囲で、回転体の基本断面形状とは相違し例えば四角又は多角断面形状を、適当な スリ−ブの製造のために持つている。 HD‐PEから長いスリ−ブを製造する最初にあげた例では、104mmの内径及び5mm の肉厚の管では、122mmの最終内径及び400mmの長さを持つスリ−ブが必要である と、適当な困難さで、異なる温度への加熱を行い、その際スリ−ブ範囲の内側端 部は最高120℃になり、外側端部は140℃に達する。本発明による方法では、同じ 管が全範囲で140℃以上しかもなるべく200℃の範囲に保たれ、従つて溶融限界の 非常に近くまで加熱され、それから変形される。 本発明のそれ以上の詳細及び利点は、以下の図面の説明からわかる。 図面には本発明が例として示されている。 図１は本発明により製造される端部スリ−ブを持つ管を示し、 図２は、スリ−ブ形成前において導入される管端部を持つス リ−ブ形成場所の本発明による保持装置を断面で示し、 図３は、図２に相当する図示のやり方で、管端部が保持されかつ管へ部分的に 入るスリ−ブ形成場所のスリ−ブ形成心棒を示している。 図１によれば、管１の端部に、管直径に比較して非常に長くかつ大きい直径を 持つスリ−ブ２が一体に形成され、スリ−ブ形成中にその端部３を保持され、端 部３から離れた所に、例えば外型へ膨らますことにより形成されて密封環を受入 れる環状玉縁４を持つている。製造の際管１のスリ−ブ範囲2,3,4は、その全長 の範囲を比較的高い温度に加熱されるので、完成したスリ−ブにおける記憶効果 は、この効果に敏感な材料から製造しても、実際上阻止されている。 図２及び３によるスリ−ブ形成場所のために、管１用の公知の保持装置又は送 り装置、及び管に対してその長さ方向に繰出し可能で円錐状終端部分６を持つス リ−ブ形成心棒５が設けられ、この心棒５は後で玉縁４を形成する範囲に吹出し ノズルを持つことができ、これらの吹出しノズルは、適当なスリ−ブ範囲を、分 割されかつ玉縁の製造後再び玉縁の釈放のため分解可能な外型へ吹込む。玉縁を 製造するため、心棒５にある揺動芯も使用することができる。 本発明にとつて重要なのは、実施例では図２及び３による保持装置７である。 この保持装置７は外側スリ−ブ８を含み、この外側スリ−ブ８は、外側端部９の 所及び内側端部11にある環状座10の近くで、心棒５より僅かだけ直径を大きくさ れ、内側端部11自体から少し円錐状に引込み部分12の所まで広がつている。引込 み部分12は三角形断面を持つ環状溝であり、この環状溝の外側側面は端部９の方 へ向かつて再び下降してい る。端部11の方へ下降する溝の傾斜側面には、不動作状態で端部11及び環状座10 の方へゆるやかに下降する入射角を持ちかつ広げ腕として役立つ板ばね又はばね 舌片13が取付けられている。ばね舌片13の自由端は円上で近くに集まつている。 例えばばね舌片13は10mmの程度の幅及び1mmの程度の厚さを持つている。 図２によれば、加熱される管１はその適当な端部を外側スリ−ブ８へ導入され て、端縁が極めて僅かだけ環状座10から突出し、ばね舌片13の端部がこの管端郎 ３へ係合している。さてスリ−ブ形成心棒５が右から入り、それにより外側スリ −ブ８の内壁へ殆ど接するまでばね舌片13を広げ、その際管端部３へ係合する板 ばね又は板ばね13がこの管端部を広げて、環状座10へ押付ける。環状座10には縁 に対して平行に１つ又は復数の環状室14が存在して、板ばね13の完全に広がる際 に外から今やスリ−ブ端部を形成する管端部３へ押込まれる。板ばね13の端部も 外方へスリ−ブ端部３へ押込まれる。この位置から、板ばね13の外方揺動により いずれにせよ広げられるスリ−ブ端部が外側スリ−ブ８に保持されるので、更に 入るスリ−ブ形成心棒は板ばね13を介して導入補助手段を得るのみならず、心棒 ５上へかぶさる際管のスリ−ブ範囲の圧縮が確実に防止される。上述したように スリ−ブ形成過程及び環状玉縁４の取付けの完了後、スリ−ブ２が必要な安定性 を持つまで、スリ−ブ範囲の予備冷却を行うことができ、それからスリ−ブ形成 心棒が引出されるか、又は完成したスリ−ブ２を持つ管１がスリ−ブ形成心棒か ら引出される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱い状態で成形可能なプラスチツク特にポリオレフイン又はPVCからプラス チツク管の端部スリ−ブを製造する際、管の端部でほぼスリ−ブ長を持つ範囲を 、加熱場所でその変形温度又はそれ以上に加熱し、この状態で管端部から導入さ れるスリ−ブ形成工具によりスリ−ブに成形し、スリ−ブ形成工具の引抜き前又 は後に熱変形温度以下に冷却する、端部スリ−ブの製造方法において、スリ−ブ 形成工具(5)を導入するため、スリ−ブ範囲(2)の外側端部で管(1)を、外側及び 内側で管壁に係合してスリ−ブ形成工具の導入を可能にする締付け装置(13,14) により保持することを特徴とする、プラスチツク管の端部スリ−ブの製造方法。 ２ スリ−ブ形成場所において、例えば導入端部で円錐状に先細になるスリ−ブ 形成心棒として構成されるスリ−ブ形成工具が、相対縦方向移動しながら、例え ば加熱場所で変形温度又はそれ以上に加熱されかつほぼスリ−ブ長を持つプラス チツク管の端部の範囲へ、この範囲をスリ−ブとなるように広げかつ変形しなが ら導入可能であるものにおいて、管(1)のスリ−ブ範囲(2)の外側端部(3)のため に保持装置(7)が設けられ、締付け装置(13,14)が管壁に係合する広げ部材(13)を 持ち、この広げ都材(13)が、管材料を伸ばしながら、管端部(3)の初期直径に相 当する基本位置から外方へ、スリ−ブ形成工具(5)を通しかつ管端部(3)の外側を 対向保持体(14)へ押付ける締付け位置へ移動可能であることを特徴とする、請求 項１に記載の方法を実施する装置。 ３ 保持装直(7)が外側スリ−ブ(8)を持ち、この外側スリ−ブを通つてスリ−ブ 形成工具(5)が管端部(3)へ導入可能であり、 外側スリ−ブ(8)が、広げられた管(1)の管端部(3)の外側を対向保持体(14)へ当 てる環状座(10)を管側に持ち、この環状座(10)から離れて導入側で工具案内路外 に広げ部材としての広げ腕(13)が外側スリ−ブ(8)に保持され、不動作位置で広 げ腕(13)の自由端が、小さい入射角をなして内方へ環状座(10)の縦方向範囲内へ 突出し、そこでまだ変形されない管端部(3)へはまることができ、入るスリ−ブ 形成工具(5)が、この工具の導入補助手段を同時に形成する広げ腕(13)を、管端 部を広げながら広げ、それにより広げ腕(13)が、スリ−ブ形成工具(5)の通るの を可能にしながら、自由端で管端部(3)を管内側から環状座(10)の対向保持体(14 )へ押付け、引続くスリ−ブ形成中に管(1)を保持することを特徴とする、請求項 ２に記載の装置。 ４ 広げ腕(13)が、外側スリ−ブ(8)へ入射角をなして締付けられかつ均一な周 囲分布で取付けられる板ばね(13)から成つていることを特徴とする、請求項３に 記載の装置。 ５ 環状座(10)の対向保持体として１つ又は複数の環状室(4)が設けられ、広げ 腕(13)の端部と同様に、締付け位置で加熱される管材料へ押込まれることを特徴 とする、請求項３又は４に記載の装置。 ６ スリ−ブ形成工具及び外側スリ−ブが、広げ腕の適当な配置により、少なく とも縁範囲で、回転体の基本断面形状とは相違し例えば四角又は多角断面形状を 、、適当なスリ−ブの製造のために持つていることを特徴とする、請求項２〜５ の１つに記載の装置。