专利名称：连续制造带管接头的复壁管的方法、复壁管和实施该方法和制造该复壁管的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种权利要求1前序部分所述的方法、一种权利要求6前序部分所述的复壁管和一种权利要求9前序部分所述的装置。
背景技术：
由EP0563575A2(对应于US5,320,797)已知一种这样的方法，一种这样的复壁管和这样的装置。管子的名义直径越大，波峰也越大，因此管接头相对于复合管的内径的相对加大也较大。这是因为正常的复壁管在许多情况下也用作管子的尖端，即带有波峰的复壁管插入管接头内。在在线制造时位于前面的复壁管和管接头与管接头和位于后面的复壁管之间的交接段具有一较大的径向延伸部分。特别是在连续管条切断后留下的复壁管和管接头之间的交接段也应该具有一大的径向延伸部分，即相对于径向中心轴线陡峭地朝外布置，从而在尖端插入管接头直至碰到交接段为止不形成其中可能沉积污物的死区或明显的死区。名义直径越大和/或生产速度越快，在交接段区域内和接头起点和接头终点处内管与外管不完全贴合的危险便越大。
发明内容
本发明的目的是，这样地设计这种类型的方法、复壁管和装置，使得在交接段区域内内管与外管完全贴合，从而相互熔合。
按照本发明，这个目的对于方法通过权利要求1特征部分中的特征来实现，对于复壁管通过权利要求6特征部分中的特征来实现，对于装置通过权利要求9的特征部分中的特征来实现。
本发明的核心在于，在交接段区域即在复壁管插入管接头的位置附近，内管和外管之间排气，使得内管通过从内部施加在其上的压力完全压紧在外管相应的区域内，并与外管熔合。排气不是向外，而是向相邻的波峰内，有时还向另一个相邻波峰进行。因为挤出的空气量小，这就足够了。重要的是，本发明的结构在复壁管和管接头之间的交接段处实现，在制成的复壁管中该交接段留在管接头和复壁管之间。在在线制造复壁管后，管接头和复壁管之间的交接段被切掉。本发明的措施可以设置在这个交接段内；但不是必需的。
其它有利的结构由从属权利要求得到。
从下文借助于附图对实施例的说明可以看到本发明其它的特征、优点和细节。其中图1以示意性俯视图示出一主要由两台挤出机，一台成形机和一个后冷却装置组成的用来制造带管接头的复壁管的设备；图2是注射头和成形机入口端的水平剖视图；图3是在制造普通复壁管期间成形机的垂直局部纵剖视图；图4是在开始制造管接头的位置相应于图3的垂直局部纵剖视图；图5是按图4中线V的局部放大图；图6是在结束制造管接头的位置相应于图3和4的垂直局部纵剖视图；图7是带有补充的按图3、4、6的垂直局部纵剖视图；图8是在这种设备上制造的带管接头的复壁管；图9是图8中线IX-IX上的复壁管的剖视图；图10是图9中线X-X上的复壁管的局部纵剖视图；图11是图9中线XI-XI上的复壁管的纵剖视图；图12是图8中线XII-XII上的复壁管的剖视图；图13是相应于图12中的线XIII-XIII的复壁管的局部纵剖视图；以及图14是按图12中线XIV-XIV的复壁管的局部纵剖视。
具体实施例方式
在图1中所示的用来制造复壁管的设备具有两台分别由转速可调的驱动电机3和3’驱动的挤出机，该挤出机相对于整个设备的输送方向4设置在挤出机1、2的进料斗5的上游。
相对于输送方向4在挤出机1、2的下游设置一成形机6，即所谓的起皱机，在其后面又设置一后冷却装置7。在一与成形机6和后冷却装置7成一条直线设置的挤出机1上安装一横向注射头8，该横向注射头伸入成形机6。设置在这台挤出机1侧部的另一台挤出机2通过一从侧向通入横向注射头8内的注射通道9与横向注射头8连接。如在图1中示意性示出的那样，复壁管10在成形机6内成形、沿输送方向从成形机6中输出、然后在后冷却装置7中冷却。在后冷却装置7后面，该复壁管可以被切断成适当长度的段。
成形机6在其结构方面是公知的，在实际中是常见的。例如在EP0563575B1(对应于US-PS5,320,797)中介绍过，这里详细参照这份资料。该成形机主要具有一工作台11，半模12、12’安装在此工作台上，这两个半模分别相互连接成两条所谓的链13、13’。这些链13、13’相对于输送方向4在上游的入口端14处和下游的出口端15处通过未示出的转向辊引导。这两个链在沿输送方向4循环时这样行进，使得每两个半模12、12’分别结合成一个模对，其中后续的模对又紧密地顺序排列。在成形路径16上分别合并成模对的半模12、12’的驱动借助于驱动电机17进行。
横向注射头8具有两条与一共同纵向中心轴线18同轴设置的熔液通道，即一内熔液通道19和一外熔液通道20，它们相对于输送方向在下游终止于一内喷嘴21和一外喷嘴22。内熔液通道19连接在与成形机6成一直线设置的挤出机1的注射通道23上，而外熔液通道20连接在另一挤出机2的注射通道9上。一气体通道24从注射头8通向内喷嘴21和外喷嘴22之间，气体通道一方面可通过一阀连接在一加压气体源上，以吹入所谓的支承空气，或者另一方面可与大气连通或连接在一部分真空上。
相对于输送方向4，在注射头8的下游端处的该注射头上安装一也与轴线18同轴的校准芯轴25。该校准芯轴具有用于冷却水流过的冷却通道26，冷却水通过一冷却水输入管27输入，并通过冷却水回流管28排出。此外设置一空气管道29，该空气管道连接在一用作附加的气体通道的气体缝隙30上，并且该空气管道相对于输送方向4紧靠内喷嘴21下游位于注射头8和校准芯轴25之间。管道27、28、29穿过一与轴线18同轴地在注射头8内形成的大致为管状的供给通道31。
半模12、12’具有环形型腔32、32’，该环形型腔按规则的间距顺序设置，并分别连接在部分真空通道33上。在半模12、12’进入成形路径16时，如由图2可见，部分真空通道33到达部分真空源35和36上，使得型腔32产生部分真空。
由挤出机2通过注射通道9输送给注射头8的塑料熔液经过外熔液通道20流向外喷嘴22，并在那里挤出，从而形成外管37。由于部分真空该软管37贴合在型腔32、32’上，从而形成一具有环形波峰38的软管。由挤出机1通过注射通道23将塑料熔液输送给横向注射头8，并经过内熔液通道19流向内喷嘴21，在那里喷出成内管39，该内管靠近校准芯轴25。此芯轴25从内喷嘴21起沿输送方向4向外略微扩展，直至内管39碰到外管37的波谷40为止，并在这里与外管熔合在一起。内管39和外管37在冷却后硬化形成复壁管10。
如特别是由图2、3、4、6和7所见，半模12、12’设计成这样，即分别按规定的间距在做成连续的复壁管10上形成管接头41。为此在一对半模12、12’内形成接头型腔42，该接头型腔具有基本上光滑的圆柱形壁43。在接头型腔42的壁43和沿输送方向4在前面的型腔32之间形成一交接面44。管接头型腔42的壁43沿输送方向4位于后面的末端上连接一周向槽34，以加强管接头41，并连接一圆锥台形的成形段45，在该成形段上形成管接头41的向外扩展的插入端46。在该成形段后面又连接一交接面47，该交接面通向一沿输送方向4位于后面的下一型腔32。
至此为止所介绍的装置基本上是由EP0995579A2(对应于US6,458,311)已知的，这里详细参照此资料。
如图3至7可见，在沿输送方向4位于前面的交接面44上和在沿输送方向4位于后面的交接面47上在待产生波谷40的区域内，在半模12、12’的形成相应交接面44和47的环形筋48和49上形成沿轴线18的方向分布的槽形缺口50、51，也就是说这些缺口使相应的交接面44和47与最接近的环形波峰38连接。每个环形筋48、49的这些缺口50、51借助于在相应交接面44和47的圆周上延伸并在交接面上形成的连接槽52，53相互连接。
如图3、4、6、7所示，容纳管接头型腔42的半模12在这样的长度上延伸，使得环形筋48、49完全包含在该半模里面。与在这方面在图2中仅仅示意性示出的不同，相邻半模12的分隔不是通过环形筋48和49进行，这在制造工艺方面是有利的。如果管接头型腔42的长度使该接头型腔在一个以上的半模12上延伸，那么便相应地适用于这样半模12。
按与管接头型腔42固定的空间，配置一与相应的半模12连接的杆状控制元件55，该控制元件操纵一开关56，借助于该开关来改变挤出机1、2的转速从而改变挤出速度，并借助于该开关给气体通道24和气体缝隙30供气。为此在成形机6上安装一固定臂57，该臂在半模12、12’上方沿输送方向4延伸。在该固定臂57上安装由控制元件55操纵的开关56。该开关56如由图3至5所示的那样操作。供给用来制造外管37的塑料熔液的挤出机2的转速的改变、从气体通道24流出的所谓支承空气的控制、通过该气体管道24的排气、在校准芯轴25处的气体缝隙30的控制、以及最后供给用来制造内管39的塑料熔液的挤出机1的转速从而还有其挤出速度的改变，都通过控制装置的软件进行，开关56在操作时提供用于此控制装置的基准信号。
在生产图3右边所示形式的普通波纹复壁管10期间，外管37由于部分真空而吸入型腔32内并紧贴在其上。这时在气体缝隙30上给予一超过大气压0.05至0.15bar的小的正压。同时在气体通道24上给予一同样不大的、但比大气压高0.2至0.3bar的较高的正压。通过在内管39内小的正压，防止该内管39在与外管37熔合之前粘接在校准芯轴25上。代替正压也可以在气体缝隙30上给予部分真空。通过在外管37和内管39之间的略微高一些的正压，确保在波谷40处相互熔合的软管37、39在冷却形成复壁管10时内管39不会径向向外拱起并进入波峰38内。在软管37、39冷却时在它们之间形成准确的大气压。在制造普通波纹复壁管10时，挤出机以规定的转速运转，即它们在单位时间内分别挤出定量的塑料熔液流。根据组成内管39的塑料熔液的性能的不同，在校准芯轴25处的部分真空可以用来得到内管39和以后的内管39’的光滑的内表面，这里牵涉到所谓的真空校准。
如果在图3中所示的瞬间交接面44进入外喷嘴22区域内，控制元件55到达开关56，通过该开关操纵挤出机2的驱动电机3’，使其转速下降，从而挤出速度即单位时间内塑料熔液的流量降低。通过降低挤出机2的转速，使得由于部分真空贴合在交接面44和管接头型腔42的壁上的外管37在复壁管10的单位长度上包含比在正常的波纹复壁管10的区域内少的塑料，在该区域内外管形成一带波峰38的外管37’。根据转速减小的程度的不同，在管接头41区域内的壁厚可以等于、大于或小于在复壁管10的波峰38区域内的壁厚。在管接头41区域内壁厚的相应匹配和改变也可以按已知的方法通过提高构成模具32的半模12、12’的速度达到。另一方面也可以通过提高挤出机2的转速或降低模具32的速度实现在管接头41区域内壁厚的加大。
大致相应于图4中的图示，如果交接面44到达内喷嘴21，那么从气体缝隙30中喷出的正压或低气压空气例如提高到约0.2至0.45bar的正压。同时去除气体通道24的正压，并使它连接到真空源或大气，从而使管接头型腔42区域内内管39和外管37之间的中间空腔58排气。内管39向外压紧在外管37上。
如图4和5所示，外管37紧贴在环形筋48和交接面44上，其中同时在槽形缺口50区域内形成一通向相邻波峰38的溢流通道59。在连接槽52内，外管37也紧贴在交接面44上，由此在待成形外管37’内形成连接通道60。内管39由于在其中存在的压力虽然压紧在外管37上，但是不挤入或占据溢流通道59和连接通道60，因此在外管37和内管39之间保留有这些通道。在这个区域内的空气可以流入沿输送方向位于前面的波峰38内。也就是说在正常复壁管10和在线成形的管接头41之间的交接段61内，外管37和内管39几乎完全相互熔合，仅仅在溢流通道59和连接通道60区域内没有熔合。这种结构使得交接段61相对于输送方向4可以做成径向急剧升高，即较陡地升高。
如果交接面44越过内喷嘴21，那么便控制挤出机1的驱动电机3，使得例如其转速提高，即单位时间内挤出的塑料熔液的流量加大。也就是说在要形成管接头41的区域内，在单位长度上内管39得到比在由它仅仅形成光滑壁内管39’的正常的波纹复壁管10的区域内多的塑料熔液。
如果管接头型腔42的交接面47越过外喷嘴22，那么供给外管37的挤出机2的挤出速度便重新回到原来的速度，即挤出机2重新提供在单位时间内用来产生波峰38所需要的塑料熔液量。外管37紧贴在交接面47上并进入在该交接面中形成的连接槽53内，由此在外管上形成连接通道62。接着外管紧贴在环形筋49上，并成形到槽形缺口51内，从而形成溢流通道63。
如果交接面47到达内喷嘴21，那以气体缝隙30处的气体压力重新降低，气体通道24输入加压空气或所谓的支承空气，即工艺条件重新恢复到生产正常复壁管10时所存在的状态。当交接面47越过内喷嘴21时，便控制驱动电机3，由此使挤出机1的挤出速度恢复到原来的速度，使得在单位时间内重新挤出产生光滑内管39’所需要的塑料熔液量。如上所述，内管39平整地紧贴在外管37上，但是不挤入连接通道62和溢流通道63。因此位于管接头41和一相对于输送方向4位于后面的正常复壁管10之间的交接段64内的空气被排到后面的波峰38内。
如图7所示，在校准芯轴25内可以设置一附加的加压空气通道65，通过穿过此通道再一次输入相应的加压空气，利用加压空气对还有变形能力的内管39的作用，使在交接段61或64区域内还可能存在的空气通过通道59，60和62，63排入相邻的波峰38内。只有在沿输送方向4位于前面的环形筋48、沿输送方向4位于后面的环形筋49、以及位于它们之间的管接头型腔42都完全位于校准芯轴25上时，才进行附加的短时加压空气作用，由此通过位于环形筋48、49和校准芯轴25之间的波谷40内的塑料熔液使位于所形成的管接头41内部的内腔沿输送方向4和逆输送方向4进行密封。通过加压空气通道65输入的加压空气的控制按上面所述的方法通过开关56进行。
特别是在图8中所示的在线制造的连续复壁管在沿输送方向4位于后面的交接面47的区域内被切断，而且带有两个切口66、67，其中沿输送方向4位于后面的切口66通过交接段64后面的波谷，而沿输送方向4位于前面的切口67沿管接头41的插入端46进行。
从例如EP0509216B(对应于US5,346,384)和EP0834386B(对应于US6,045,347)已知，代替两台挤出机1、2和一个横向注射头8，也可以采用一台挤出机和一个注射头，本文参照这些资料。
权利要求
1.一种用来连续制造复壁管(10)的方法，该复壁管由光滑的内管(39’)和与该内管(39’)熔合并具有波峰(38)的外管(37’)组成并具有管接头(41)和纵向中心轴线(18)，该方法包括以下工步-与纵向中心轴线(18)同轴地挤出外管(37)；-通过从外部施加的部分真空使外管(37)形成带波峰(38)和波谷(40)的波纹；-与纵向中心轴线(18)同轴地在外管(37)内挤出一内管(39)；-使内管(39)与外管(37)的波谷(40)熔合；-通过从外部施加部分真空而按规定间距使外管(37)扩大，以制造管接头(41)；-向内管(39)内部输入具有高于大气压的压力的气体，使内管胀大并整个面压紧在外管(37)的扩大的区域上，以制成管接头(41)；以及-在管接头(41)和相邻的波谷(40)之间形成一交接段(61，64)，该交接段(61，64)由内管(39)和外管(37)形成并相对于纵向中心轴线(18)朝向外，其特征在于在内管(39)和外管(37)之间的区域内的交接段(61，64)向相邻的波峰(38)内排气。
2.按权利要求1的方法，其特征在于外管(37)在交接段(61，64)区域内设有至少一个通向相邻波峰(38)的通道(59，63)。
3.按权利要求1或2的方法，其特征在于外管(37)在交接段(61，64)区域内设有至少一个穿过相邻波谷(40)并沿纵向中心轴线(18)方向延伸的溢流通道(59，63)。
4.按权利要求2或3的方法，其特征在于外管(37)在交接段(61，64)区域内设有至少一个连接通道(60，62)，该连接通道(60，62)横向于纵向中心轴线分布并通入通向相邻波峰(38)的通道(59，63)。
5.按权利要求1的方法，其特征在于向还处于能变形状态的管接头(41)内吹送加压空气。
6.特别是按权利要求1至5中任一项的方法制造的复壁管，该复壁管具有-纵向中心轴线(18)，-沿纵向中心轴线(18)同轴延伸的光滑壁内管(39’)，-波纹外管(37’)，该外管具有--波峰(38)和--位于波峰(38)之间的波谷(40)，波谷(40)与内管(39’)熔合，-一体地形成的管接头(41)，-在波谷(40)和管接头(41)之间形成的交接段(61，64)，--该交接段在外管(37’)和内管(39’)之间形成；其特征在于位于外管(37’)和内管(39’)之间的交接段(61，64)的内部借助于至少一个溢流通道(59，63)与相邻的波峰(38)连接。
7.按权利要求6的复壁管，其特征在于溢流通道(59，63)在外管(37’)区域内沿纵向中心轴线方向穿过波谷(40)。
8.按权利要求6或7的复壁管，其特征在于在交接段(61，64)区域内在外管(37’)中设置至少一个连接通道(60，62)，该连接通道(60，62)通入溢流通道(59，63)并切向于纵向中心轴线(18)延伸。
9.一种用于实施按权利要求1至5中任一项的方法和用于制造按权利要求6至8中任一项的复壁管的装置，-其中设有循环地沿输送方向(4)行进的半模(12，12’)，该半模设有环形型腔(32)，并沿成形路径(16)分别构成一带纵向中心轴线(18)的模具；-其中型腔(32)连接到在半模(12，12’)内形成的部分真空通道(33)上；-其中在成形路径(16)前面设置至少一台挤出机(1，2)的注射头(8)；-其中注射头(8)设有一用来挤出外管(37)的外喷嘴(22)，沿输送方向(4)在后面设有一用来挤出内管(39)的内喷嘴(21)，并沿输送方向(4)在该内喷嘴后面的端部上设置一校准芯轴(25)；-其中在外喷嘴(22)和内喷嘴(21)之间从注射头(8)中引出至少一条气体通道(24)；-其中在内喷嘴(21)和校准芯轴(25)之间从注射头(8)中引出至少一条附加的气体通道(30)；-其中至少一对半模(12，12’)设有管接头型腔(42)；以及-其中在位于管接头型腔(42)和相邻型腔(32)之间的环形筋(48，49)上形成一相对于纵向中心轴线(18)朝向外的交接面(44，47)；其特征在于在至少一个环形筋(48，49)上设置一使交接面(44，47)与相邻环形型腔(32)连通的缺口(50，51)。
10.按权利要求9的装置，其特征在于在交接面(44，47)内形成至少一条通入缺口(50，51)内的连接槽(52，53)。
11.按权利要求9或10的装置，其特征在于校准芯轴(25)设有一加压空气通道(65)。
全文摘要
本发明涉及连续制造带管接头的复壁管的方法、复壁管和实施该方法和制造该复壁管的装置。复壁管(10)具有一内管(39’)和一外管(37’)，该外管设有带波峰(38)和波谷(40)的波纹。此外复壁管(10)设有一管接头(41)。在复壁管(10)和管接头(41)的交接段(61)内设有至少一条溢流通道(59)，该溢流通道使交接段(61)区域内的外管(37’)和内管(39’)之间的中间空腔与相邻的波峰连通。
文档编号F16L11/15GK1976798SQ200580021443
公开日2007年6月6日 申请日期2005年6月10日 优先权日2004年7月3日
发明者拉尔夫-彼得·赫格尔 申请人:拉尔夫-彼得·赫格尔