KR910005175B1 - 플라스틱 파이프 압출 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

플라스틱 파이프 압출 방법

제1도는 파형 또는 리브형 파이프의 제조장치의 개략도.

제2도는 리브형 파이프의 제조에 사용되는 장치의 확대 종단면도.

제3도는 최종 리비형 파이프의 단면도.

제4도는 2중 파이프의 제조에 사용되는 장치의 종단면도.

본 발명은 가소성 플라스틱 재료로 형성된 호스가 맨드릴과, 맨드릴의 연장부를 형성하면서 거의 일정한 직경을 갖는 커넬(kernel)과, 맨드릴 및 커넬을 에워싸고 장치의 종방향으로 연속적으로 이동하는 냉각주형 사이를 통과하고 ; 호스는 프레스 성형에 의해 냉각주형의 주형면에 대해 프레스되고 ; 냉각주형의 주형면에 형성된 요홈속으로 호스 부분을 프레스 하여 슬리이브 부분의 모양에 해당하는 모양을 갖게함으로써 호스내에 슬리이브 부분이 형성되고, 상기 호스부분은 호스의 외부면보다 더 높은 매체의 압력에 호스의 내부면을 노출시킴으로써 요홈속으로 프레스 되는 플라스틱 파이프 압출 방법에 관한 것이다.

플라스틱 파이프의 단부들은 플라스틱 파이프를 파이프속에 접속시킬 수 있게하는 팽창부 즉, 슬리이브를 흔히 갖고 있는데, 때때로 연장(extension)조각이 사용되기도 한다. 그러한 연장조각은 양쪽 단부가 슬리이브를 갖추고 있는 짧은 파이프 조각이다.

오늘날, 일반적으로 슬리이브는 우선 파이프의 단부를 가열한 다음, 그것을 파이프의 내부 직경보다 큰 직경을 갖는 맨드릴상에 밀어넣어, 그 결과, 파이프의 단부가 슬리이브를 팽창되도록 함으로써 만들어진다. 맨드릴 대신, 팽창부는 매체에 의해 파이프의 단부를 외부 주형에 대해 프레스하는 방식으로 압력매체에 의해 만들어질 수 있다(독일 연방공화국 공개 공보 제 1801179호 참조). 압력매체는 기체 또는 액체일 수 있다.

상술한 제조방법은 비용이 많이 들뿐 아니라 느리다. 이 방법은 파이프의 제조가 2단계 즉, 가열, 성형 및 냉각을 포함하는 슬리이브 형성 단계를 필요로 하기 때문에 느리다. 게다가, 파이프가 슬리이브 기계로 그리고 그로부터 이송되어야 한다. 이 방법은 슬리이브가 보통, 특별한 자동기계에 의해 형성되기 때문에 비용이 많이 든다. 또한, 파이프 단부의 가열를 위해 에너지를 필요로 한다.

미합중국 특허 제4,003,685호는 블로잉 방법에 의해 파형 플라스틱 파이프를 제조하는 장치를 설명하고 있다. 이 장치는 노즐, 맨드릴, 돌출 파이프 그리고 파이프의 내부면과 접촉하도록 파이프의 단부에 제공된 플러그를 구비하고 있다. 파이프는 압력 공기가 노즐과 플러그 사이의 공간속으로 불어 넣어져서 플라스틱 호스가 냉각 주형의 주형면에 대해 프레스 되도록 하는 개구를 갖추고 있다. 냉각 주형중의 어떤 것의 주형면은 슬리이브의 형성을 위해 비교적 큰 요홈을 파이프에 구비하고 있다.

이러한, 장치의 단점은 구조가 복잡하고 플러그의 밀봉 효과가 불확실하다는 점과, 게다가, 바람직하지 않은 곳에서 조차 내부벽이 가라앉기 때문에, 이 방법에 의해 2중 파이프에 슬리이브를 제공하기가 불가능하다는 점이다.

본 발명의 목적은 종래의 방식보다 상당히 간단한 방식으로 슬리이브가 플라스틱 파이프에 형성될 수 있게 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명에 의한 방법은 호스내의 고압 매체를 위한 공간이 커넬과 냉각주형 사이에 위치한 플라스틱 재료에 의해 요홈의 전방벽 및 후방벽에 인접하여 형성되는 밀봉부에 의해 주형의 요홈 지역에 제한되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 방법에서는 플라스틱 재료 자체가 고압 매체 공간을 위한 밀봉부로 작용하기 때문에, 장치내에 어떠한 종류의 밀봉부재도 필요로 하지 않는다. 그러므로, 이 방법은 적은 비용으로 가능하다. 또한, 본 발명에 의한 밀봉 방법은 어떠한 누설도 일어나지 않기 때문에 대단히 신뢰할 수 있다.

리브형 외주면 및 평탄한 내부면을 갖는 파이프의 제조에 있어서, 상기의 것은 주형 요홈뒤에 먼저 위치한 냉각주형리브가 플라스틱 재료의 인입 지점에 있을 때 또는 냉각주형리브가 인입 지점을 지났을때 압력차이를 발생시킴으로써 실현될 수 있다. 리브는 커낼 지역내에 위치한 것이 양호하다.

슬리이브 부분을 형성하는 요홈이 냉각주형의 주형면의 나머지보다 맨드릴로부터 더 먼거리에 있기 때문에 통상적으로, 최종 슬리이브 부분의 벽을 파이프 부분의 벽보다 더 얇다. 리브 파이프에서, 슬리이브 부분은 얇음을 어느 정도 보충하는 리브를 갖추고 있지 않다. 필요하다면, 슬리이브 부분의 벽 두께는 요홈 지역내에 위치한 파이프 부분의 형성중에 표준속도보다 더 낮은 속도로 냉각주형을 전방으로 이송시킴으로써 파이프 부분의 두께와 동일하게 유지할 수 있다. 종래의 방법에 의해 제조된 슬리이브 부분의 벽 두께는 파이프의 부분의 벽 두께보다 항상 작았음을 주목해야 한다. 또한, 본 발명은 거의 실린더형 맨드릴과, 맨드릴의 연장부를 형성하면서 거의 일정한 직경을 갖는 커넬과, 주형을 형성하도록 에워싸고 무한 경로에 따라 연속적으로 이동하는 냉각주형을 구비하고 있고 ; 냉각주형의 주형면을 슬리이브 부분의 모양에 대응하는 하나의 요홈과, 가소성 플라스틱 재료로 형성된 호스를 맨드릴과 커넬과 냉각주형 사이로 공급하는 노즐과, 호스의 일부를 요홈속으로 프레스하는 수단을 갖고 있는 플라스틱 파이프 압출 장치에 관한 것이기도 하다.

본 발명에 의한 장치는 커넬이 커넬의 축방향으로 적어도 주형 요홈의 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 냉각주형의 주형면과 커넬 사이에 형성된 공간이 요홈의 전방벽 및 후방벽에서 플라스틱 재료로 완전히 채워지기 때문에, 커넬이 적어도 주형 요홈의 길이를 가질 때, 압력매체 공간의 밀봉부가 자체적으로 형성된다. 이 장치는 어떠한 별도의 밀봉이 필요하지 않기 때문에 간단하다.

호스 부분을 요홈속으로 프레스하는 수단은 커넬에 위치한 압력매체 공급부재에 의해 형성될 수 있다. 확실한 작동의 관점에서, 플라스틱 재료의 노즐로부터 공급부재까지의 거리는 동일 방향으로 적어도 요홈의 길이와 동일한 것이 유리하다.

가장 간단하다는 점에서, 압력매체 공급부재는 밸브를 갖춘 채널을 통해 과압원(over-pressure source)과 연통하도록 하여 커넬의 표면에 형성된 외주 그루우브일 수도 있다. 달리, 호스 부분은 요홈의 하부와 호스 사이에 생긴 저압이나 진공에 의해 요홈의 하부에 프레스될 수도 있다.

이제, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 보다 상세히 설명하겠다.

제1도에 도시된 장치는 두개의 무한 경로를 따라 이동하여 안내레일(3)지역에서 서로 만나 원동형 주형을 형성하는 냉각주형(1,2)을 구비하고 있다. 압축기(5)의 압축 헤드(6)에 연결된 압축 슬리이브(4)는 주형 속으로 연장하고 있다. 제1도는 냉각주형에 의해 형성된 주형의 다른 단부로부터 최종 파이프(7)가 어떻게 밀려나오는지를 보여주기도 한다.

제2도는 파이프의 성형에 참여하는 장치 부분을 보다 상세히 도시하고 있다. 직선부와 원뿔형 확장부를 갖고 있는 맨드릴(8)은 장치의 중심축상에 위치해 있고, 일정두께를 갖고 있는 커넬(9)은 맨드릴의 연장부를 형성한다. 커넬의 종단에는 냉각제를 위한 공동(도시되지 않음)이 제공된다. 압출 슬리이브(4)와 커넬(9)은 냉각주형과 맨드릴 사이에 형성된 공간속으로 가소성 플라스틱 재료가 호스의 형태로 공급되는 링 노즐(10)을 그들 사이에 형성한다. 파이프에 리브형 외부면을 제공하기 위해, 냉각주형의 내부면은 리브(14)의 형성을 위해 플라스틱 재료가 프레스되는 그루우부(13)가 사이에 형성되는 링형 리브(12)를 갖추고 있다. 냉각주형의 그루우부(13)는 제2도에 도시된 것처럼, 그루우브의 하부로부터 냉각주형의 외부면까지 연장하고 있는 채널(15)을 통해 대기와 연통할 수도 있다. 적어도, 한쌍의 냉각주형은 파이프의 슬리이브 부분의 외부면의 모양에 상당하기 때문에 일반적으로 그루우부(13)보다 장치의 측방향으로 더깊고 더 긴측벽 및 하부멱을 갖고 있는 더 큰 요홈(16)을 리브(12)와 그루우브(13) 자리에 갖추고 있다. 한편, 커넬(9)은 커넬의 표면에 형성된 외주 그루우브(17)를 갖추고 있고, 공기와 같은 압력매체의 매체원(도시되지 않음)과 연통하고 있는 채널(18)은 그루우브(17)의 측벽에서 개방되어 있다. 채널(18)은 밸브(19)를 갖추고 있다. 그루우브(17) 맨드릴에 가장 인접한 커넬의 워엄부와 커넬의 자유단부의 냉각부 사이에서 열 장벽으로서 작용한다. 제2도에 도시된 것처럼, 냉각주형과 커넬 사이의 공간을 채우는 플라스틱 재료는 요홈의 전방벽과 후방벽에 근접한 밀봉부(20,21)를 형성하고, 밀봉부(21)로부터 그루우브(17)까지의 거리는 장치의 축방향으로 요홈(16) 길이보다 더 멀다. 축방향으로의 커넬의 길이는 동일방향으로 적어도 요홈(16)의 길이와 동일하다.

제2도에 도시된 장치는 다음과 같은 방식으로 작동한다. 리브형 플라스틱 파이프 제조를 위해 플라스틱 재료가 냉각주형(1,2)과 맨드릴(8)사이에 형성된 공간속으로 호스(11) 형태로 노즐(10)를 통해 공급된다. 주형면상에 리브(12)와 그루우브(13)를 갖고 있는 냉각주형은 제2도에 도시된 것처럼 노즐(10)에 위치되고, 플라스틱 재료는 제2도에 도시된 것처럼 냉각주형과 맨드릴 사이의 공간을 완전히 채운다. 냉각주형(2)이 제2도의 오른쪽으로 이동할 때, 리브형 외부면과 평탄한 내부면을 갖는 고체벽 플라스틱 파이프가 형성된다. 그러나, 요홈(16)이 노즐(10)에 도달할 때, 호스(11)는 요홈의 큰 체적 때문에 전체 요홈을 채울수 없지만, 호스는 커넬(9) 주위의 표준 벽 두께보다 약간 더 두꺼운 층을 형성하는데, 증가된 두께는 리브(14)의 생략에 기인한 것이다. 이것은 요홈 전체가 노즐(10)을 지나가고 리브 파이프가 다시 형성되기 시작할 때까지 계속된다.

제2도는 요홈(16)이 노즐(10)을 막 지나고 요홈뒤에 처음에 위치한 그루우브(13)가 이미 플라스틱 재료로 채워진 상황을 도시한 것이다. 그결과, 호스(11)는 밀봉부(20,21)에서 요홈 전후의 냉각주형과 커넬사이의 공간을 완전히 채우기 때문에 고립된 지역이 요홈(16)에 형성된다. 요홈의 전방벽이 커넬의 그루우브(17)를 지난후, 압력 공기가 그루우브로부터 호스(11)와 커넬 사이로 화살표와 같이 불어넣어지고 그결과, 커넬에 대항하여 위치한 호스가 도면에 도시된 방식으로 요홈의 벽에 대해 프레스 된다. 압력 공기는 그루우브(17)로부터 연속적으로 공급될 수 있지만, 요홈(16)이 그루우브에 위치될때만 공기가 공급되는 방식으로 밸브(19)에 의해 공기 공급을 제어하는 것도 가능하다. 대기와 연통하고 있는 채널(15)은 요홈을 채운 공기가 슬리이브 부분의 성형과 관련하여 요홈으로부터 제거되도록 한다. 슬리이브 부분은 도면부호 22로 표시되어 있다. 장치내에 형성된 파이프는 커넬(9)의 자유단부의 채널(도시되지 않음)과 냉각주형(1, 2)에서 흐르는 냉각 액체에 의해 냉각 된다.

제3도는 본 발명에 의한 장치에 의해 제조된 파이프부분을 도시하고 있다. 냉각 파이프는 슬리이브 부분의 중간에서 절단되어 두개의 파이프를 형성하는데, 각 파이프의 한쪽 단부는 슬리이브를 갖추고 있다. 도면에서 알수 있듯이, 파이프 내측의 절단지점에 얕은 그루우브(23)가 제공된다. 이 그루우브는 요홈의 하부를 그에 대응하게 성형함으로써 쉽게 형성될 수 있다. 그루우브는 직선 파이프단부를 슬리이브 속으로 더쉽게 밀어넣을 수 있게 해준다. 필요하다면 파이프는 호스의 파괴 한계를 초과하는 파이프의 내부압력을 밸브에 증가시킴으로써 그 루우브(23)를 장치내에서 절단하여 그루우브에 위치한 호스부분을 체널(15)를 통해 제거할 수 있다. 압출공기 대신에, 또는 압출공기의 효과를 증가시키기 위하여 요홈(16)에 개방되어 있는 채널(15)을 진공원에 연결함으로써 요홈(16)의 벽에 대해 호스를 프레스하는 흡입 효과가 사용될 수 있다.

본 발명에 의한 방법 및 장치를 고체벽과 외부 리브를 갖는 파이프의 제조와 연관시켜 상술해왔지만, 본 방법은 평탄한 내부벽 및 외부벽을 갖는 파이프나 외부층이 파형인, 중공 2중벽을 갖는 파이프를 제조하기 위한 장치에도 적용될 수 있다. 이러한 종류의 실시예는 제4도에 도시되어 있다. 이 장치의 작동은 벽이 다르게 가라앉을 수 있기 때문에 요홈(16)이 그루우브에 위치될때만 압력 공기가 그루우브로부터 가해진다는점을 제외하고는 제2도에 도시된 장치의 작동과 일치하고 있다. 따라서, 주형 요홈 바로 다음에 위치한 냉각주형리브(12)가 커넬(9)에 도달할 때 압력차이가 생기고 이 압력차이는 상기 리브(12)가 커넬의 그루우브(17)에 도달하기 전에 사라진다.

그루우브(17)로부터 가해진 매체는 공기외에 어떤 다른 기체나 약체일 수도 있다. 또한, 비록 밀봉부(21)가 요홈과 노즐(10)사이에 형성될 때까지 호스는 요홈(16)의 벽에 대해 프레스 되지 않는 것이 제조공정의 관점에서 유리하지만, 전체 요홈이 노즐을 지나기 전에 슬리이브의 성형이 이미 시작되도록 노즐(10)로부터 그루우브(17)까지의 거리가 장치의 축방향으로 요홈(16)의 길이보다 더 짧게 하는 방식으로 장치를 제조하는 것도 가능하다.

슬리이브 부분(22)의 벽은 홈(16)이 노즐(10) 지역에 위치될 때 표준 속도보다 더 느린 속도로 냉각주형을 전방으로 이송함으로써 파이프 부분의 벽만큼 두껍게 만들어질 수 있고, 그 결과, 맨드릴 표면의 플라스틱층이 요홈 지역보다 특별히 두껍게 되고, 플라스틱 재료는 노즐을 통하여 표준 속도로 공급된다. 또한, 본 발명에 의해 이중 슬리이브 즉, 양쪽단부의 다른 방향에 슬리이브 개구를 갖는 짧은 조각의 파이프를 제조한 것도 가능함을 주목해야 한다. 그러한 이중 슬리이브는 연장조각으로서 사용된다.

Claims (2)

1. 맨드릴(8)의 원뿔형 확장부, 압출 슬리이브(4)및 이들 맨드릴과 압출 슬리이브를 에워싸고 있는 냉각주형(1,2)에 의해 형성된 형성 공간을 거의 채우도록 가소성 플라스틱 재료가 노즐(10)로부터 압출되고, 냉각주형은 장치의 종방향으로 이동하고, 냉각주형의 주형면은 리브(12)와 그루우브(13)를 번갈아 갖추고 있고, 파이프 벽의 외부면보다 더 높은 압력에 파이프 벽의 내부면을 노출시켜 냉각주형(1, 2)의 주형면에 제공된 요홈(16)속으로 파이프벽 부분을 가압함으로써 슬리이브 부분(22)을 파이프 벽에 형성하고, 맨드릴의 원뿔형 확장부를 형성하는 커넬(9)과 냉각주형 사이에 위치한 플라스틱 재료에 의해 요홈의 전방단부벽 및 후방단부벽 근처에 밀봉부(20, 21)를 형성함으로써 파이프내의 고압 매체용 공간이 주형의 요홈(16) 지역에 제한되는 리브형 외부면과 평탄한 내부면을 갖는 치밀한 벽을 갖고 있는 플라스틱 파이프의 압출 방법에 있어서, 상기 압력차이는 주형 요홈(16)의 후방 단부벽을 형성하는 냉각주형리브(12)가 노즐(10)을 막 지났을때 발생하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 파이프의 압출방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 압력 차이는 주형 요홈(16)의 후방 단부벽 다음의 첫번째 냉각주형 그루우브(13)가 압출된 플라스틱 재료로 채워졌을때 발생하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 파이프의 압출 방법.

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