NL9400451A - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van biaxiaal georiënteerde buis uit thermoplastisch kunststofmateriaal. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van biaxiaal georiënteerde buis uit thermoplastisch kunst-stofmateriaal.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van biaxiaal georiënteerde buis uit thermoplastisch kunststofmateriaal, omvattende het bij een oriëntatietemperatuur van het kunststofmateriaal over een doorn forceren van de buis, welke doorn een expansiedeel omvat, dat expansie in omtreksrichting van de buis bewerkstelligt, waarbij het over de doorn forceren wordt bewerkstelligd doordat stroomopwaarts van het expansiedeel van de doorn een duwkracht wordt uitgeoefend op de buis door middel van op de buitenzijde van de buis aangrijpende duwmiddelen en doordat stroomafwaarts van de doorn een trekkracht wordt uitgeoefend op de buis. In het kader van de onderhavige uitvinding heeft het begrip buis ook betreking op slangvormige produkten.

Tevens heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een inrichting voor het vervaardigen van biaxiaal georiënteerde buis uit thermoplastisch kunststofmateriaal, omvattende een doorn waar de buis bij een oriëntatietemperatuur van het kunststofmateriaal overheen wordt geforceerd, welke doorn een expansiedeel omvat, dat expansie in omtreksrichting van de buis bewerkstelligt, waarbij de inrichting voor het over de doorn forceren van de buis stroomopwaarts van het expansiedeel van de doorn geplaatste duwmiddelen omvat, die op de buitenzijde van de buis aangrijpend een duwkracht kunnen uitoefenen op de buis, en stroomafwaarts van de doorn geplaatste trekmiddelen voor het uitoefenen van een trekkracht op de buis.

Het biaxiaal oriënteren van het kunststofmateriaal van een buis, ook bekend als het biaxiaal verstrekken van een buis, heeft tot doel de eigenschappen van de buis te verbeteren door oriëntatie in twee onderling loodrechte richtingen van de moleculen van het kunststofmateriaal van de buis. Bij een bepaalde, algemeen bekende werkwijze wordt de biaxiale oriëntatie bewerkstelligd door de buis over een doorn te forceren, waardoor de buis wordt vervormd. Stroomopwaarts van de doorn wordt de buis op een geschikte oriëntatietemperatuur gebracht. In de praktijk is binnenin de buiswand een temperatuursverloop aanwezig dat binnen een geschikt bereik voor het biaxiaal oriënteren van de moleculen van het kunststof materiaal van de buis ligt.

Bij de bekende werkwijze wordt stroomafwaarts van de doorn een axiale trekkracht op de buis uitgeoefend. De massieve doorn omvat een conisch expansiedeel, dat het vergroten van de afmetingen in omtreksrichting van de buis bewerkstelligt. Doordat de buis dit expansiedeel passeert, wordt in hoofdzaak de oriëntatie van het kunststofmateriaal in omtreksrichting van de buis bepaald. De axiale trekkracht is in hoofdzaak bepalend voor de oriëntatie in axiale richting. De verkregen biaxiale oriëntatie wordt vastgelegd (ingevroren) door de buis af te koelen.

Een werkwijze en inrichting volgens de inleiding zijn bekend uit EP-A-0 563 721. In deze publikatie wordt beschreven dat met behulp van een extruder continu een buis met een cilindrische buiswand wordt vervaardigd. In bewegingsrichting van de buis gezien bevindt zich stroomafwaarts van de extruder een massieve, onvervormbare doorn met een conisch expansiedeel. De buis wordt bij een voor het betreffende kunststofmateriaal geschikte oriëntatietemperatuur over de doorn geforceerd, doordat stroomafwaarts van de doorn een trekkracht op de buis wordt uitgeoefend. Tevens wordt stroomopwaarts van het expansiedeel van de doorn een duwkracht op de buis uitgeoefend, dat wil zeggen een stuwende kracht in de richting van het expansiedeel van de doorn. De additionele duwkracht maakt een reductie van de op de buis uitgeoefende trekkracht, die in de praktijk wordt beperkt door de scheursterkte van het taaivloeibare kunststofmateriaal van de buis, en een grotere mate van verstrekking mogelijk.

De duwkracht wordt gerealiseerd met een zogenaamde "corru-gator". De getoonde corrugator omvat twee ketens met scharnierend gekoppelde blokken, die elk langs een bijbehorende gesloten baan worden bewogen. De beide gesloten banen hebben een werkzaam gedeelte waarin de te verstrekken buis wordt omsloten door de naar elkaar gekeerde buisaanlegvlakken van de blokken van de beide ketens. In het gebied waar deze blokken op de buitenomtrek van de buis aangrijpen, bevindt zich in het inwendige van de buis een in hoofdzaak cilindrisch oploopdeel van de doorn.

Om het voor het uitoefenen van een duwkracht op de buis benodigde contact tussen de buis en de blokken te verkrijgen, wordt in een bepaalde uitvoering (EP-A- 0 563 721) gebruik gemaakt van een in het buisaanlegvlak van de blokken aanwezig groevenpatroon. Door het insluiten van de buis tussen het oploopdeel van de doorn en de blokken vormt het groevenpatroon ribben op de buitenzijde van de dan nog warme en taaivloeibare buis, waardoor de voortbewegende blokken de buis kunnen meevoeren. In een andere uitvoering hebben de blokken van de corrugator een glad en half-cilindrisch buisaanlegvlak voor het voortstuwen van een gladde ronde buis. Om in die situatie voldoende radiale vlaktedruk tussen de buis en de blokken te bewerkstelligen, wordt voorgesteld de in de buis gebrachte koelvloeistof onder een verhoogde druk te brengen, zodat de buis radiaal geëxpandeerd wordt en tegen de blokken van de corrugator aan wordt geperst.

De uit EP-A-0 563 721 bekende werkwijze en inrichting kennen een aantal belangrijke nadelen die de uitvoering van de werkwijze in de praktijk problematisch maken en de kwaliteit van de vervaardigde buis negatief beïnvloeden. Ten eerste wordt de te verstrekken buis ter hoogte van de duwmiddelen in feite ingesloten tussen de onvervormbare blokken van de corrugator aan de buitenzijde van de buis en het oploopdeel van de doorn, dat in het aangrijpgebied van de blokken binnenin de buis ligt. Een dergelijke situatie van insluiting van de buis is bij een biaxiaal verstrekkingsproces ongewenst. Het is namelijk gebleken dat er, zelfs indien getracht wordt tussen de doorn en de buis een vloeistoffilm te handhaven, zoals in EP-A-0 563 721 is beschreven, een zeer grote kans bestaat dat de biaxiaal te oriënteren buis op het oploopdeel van de doorn vastklemt. Hiertoe is reeds het op één enkele plaats wegvallen of verstoord raken van de dikte van de vloeistoffilm voldoende aanleiding, een situatie die in de praktijk nauwelijks te vermijden is. Dit heeft tot gevolg dat de uitvoer van buismateriaal uit de extruder abrupt geblokkeerd wordt, hetgeen behalve tot het stilvallen van het proces tot ernstige schade aan de extruder zal leiden.

Een tweede nadeel is, dat met name bij het vervaardigen van een gladde buis, dus een buis zonder oppervlakteprofilering aan de buitenomtrek, met de bekende werkwijze en inrichting slechts een beperkte duwkracht op de buis kan worden uitgeoefend. Deze duwkracht is bij de bekende werkwijze en inrichting namelijk afhankelijk van de door de inwendige druk in de buis teweeggebrachte radiale vlaktedruk tussen de buis en de gladde buisaanlegvlakken van de blokken van de corrugator. De in de buis aan te brengen inwendige druk wordt echter beperkt door de geringe sterkte van het op dat moment nog taaivloeibare kunststofmateriaal van de buis.

Een ander belangrijk nadeel van de bekende werkwijze en inrichting betreft de gelijkmatigheid van de op de buis uitgeoefende duwkracht. Dit kan als volgt worden ingezien. Bij de bekende werkwijze zal een deel van de te verstrekken buis door een tweetal samenwerkende blokken van de corrugator zijn ingesloten, totdat de banen van de blokken het van elkaar vandaan bewegen van die blokken bewerkstelligen. Dit heeft een snelle overgang tot gevolg tussen de toestand waarin het betreffende buisdeel is ingesloten door de blokken en de toestand waarin dat buisdeel "vrij" is. Hierdoor treedt het verschijnsel op dat de afstand tussen het expansiedeel van de doorn en de plaats waar de buis door de blokken van de corrugator is ingesloten voortdurend varieert tussen een maximum en een minimum waarde. Met name het toenemen van de afstand van de minimum naar de maximum waarde vindt met een zeer snelle overgang plaats. Dit effect heeft tot gevolg dat de door de corrugator uitgeoefende duwwerking alsmede de spanningstoestand van het materiaal van de buis ter plaatse van de doorn voortdurend varieert.

Door de volgens EP-A- o 563 721 wezenlijk geachte opstelling van het expansiedeel van de doorn op korte afstand achter de corrugator is de relatieve verandering van de hiervoor bedoelde afstand zeer aanzienlijk. De op de wijze de buis uitgeoefende duwkracht is daardoor niet gelijkmatig maar pulserend. Dit heeft het resultaat dat in de uiteindelijk vervaardigde buis in axiale richting een ongewenst golvend verloop in de wanddikte en in de mate van verstrekking aanwezig is.

De onderhavige uitvinding beoogt bovengenoemde bezwaren op te heffen. Daartoe verschaft de uitvinding een werkwijze volgens de aanhef van conclusie 1, die wordt gekenmerkt, doordat de duwmiddelen op een afstand, stroomopwaarts, verwijderd van de doorn op de buis aangrijpen en doordat de buis tussen de plaats waar deze duwmiddelen aangrijpen en het expansiedeel van de doorn gesteund is. Met ander woorden stelt de uitvinding voor de duwende aandrijving zodanig te positioneren ten opzichte van de doorn, dat het risico wordt vermeden dat de buis tussen aan de binnenzijde en de buitenzijde van de buis aanwezige onvervormbare elementen kan vastlopen. Ook is de uitvinding gebaseerd op het inzicht dat een relatief grote afstand tussen de duwmiddelen en het expansiedeel van de doorn leidt tot een demping van de eventuele pulsaties in de door de duwmiddelen uitgeoefende duwkracht. Hierdoor blijft de spanningstoestand van het materiaal van de buis ter plaatse van de doorn zoveel mogelijk constant. De beoogde afstand tussen de duwmiddelen en het expansiedeel brengt echter wel het gevolg met zich mee dat de buis in dit gebied de neiging zal hebben om te knikken. Om dit knikken te vermijden, stelt de uitvinding voor de buis in dit gebied te steunen. Het steunen van de buis behoeft niet over de hele afstand plaats te vinden en kan inwendig dan wel uitwendig geschieden.

Bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zal de geschikte afstand tussen de duwmiddelen en het expansiedeel van de doorn van geval tot geval moeten worden vastgesteld. Hierbij zullen verschillende parameters, zoals bijvoorbeeld de afmetingen van de buis, de mate van vervorming in omtreksrich-ting van de buis tijdens het passeren van het expansiedeel van de doorn, de beoogde duwkracht, en de eigenschappen van het kunststofmateriaal van de buis van belang blijken.

Verder is het bij de werkwijze volgens de uitvinding, volgens welke binnenin de buis ter plaatse van de duwmiddelen geen massief element aanwezig is waar de buis in de praktijk gemakkelijk op kan vastlopen, met voordeel mogelijk dat de biaxiaal te oriënteren buis, die stroomopwaarts van de duw-middelen een uitgangsdoorsnede heeft, wordt aangedreven door duwmiddelen die op de buis aangrijpen onder vervorming van de uitgangsdoorsnede van de buis. Vervolgens wordt de buis over een doorn geforceerd die een doorsnede waarvan de vorm overeenstemt met de vorm van de binnendoorsnede van de te vervaardigen buis. Onder binnendoorsnede wordt hier verstaan de door het inwendige vlak van de buis begrensde oppervlakte in een richting loodrecht op de bewegingsrichting van de buis. Dit betekent bij het vervaardigen van een biaxiaal georiënteerde cilindrische buis, waar in de praktijk de grootste behoefte aan zal bestaan, dat de biaxiaal te oriënteren buis uit een extruder komt als een buis met een cilindrische buiswand, die dan door het op de buis aangrijpen van de duwmiddelen wordt vervormd, bijvoorbeeld tot een ovale vorm. Door de buis vervolgens over een doorn met een in hoofdzaak ronde doorsnede te forceren, wordt de uiteindelijk gewenste vorm van de buis verkregen. Overigens is het vanzelfsprekend dat het grootste doorsnede-oppervlak van de doorn groter is dan de beoogde binnendoorsnede van de te vervaardigen buis. Na het passeren van de doorn zal de buis ten gevolge van afkoeling immers krimpen.

De hierboven beschreven maatregel volgens de uitvinding gaat uit van het inzicht dat de stroomafwaarts van de duwmiddelen plaatsvindende biaxiale oriëntatie van de moleculen van het kunststofmateriaal het toelaat om de buis onder vervorming van zijn oorspronkelijke doorsnede, waarmee de buis uit de extruder komt, vast te grijpen. De hierdoor teweeggebrachte vlaktedruk tussen de duwmiddelen en de buis maakt het mogelijk dat een aanzienlijk grotere duwkracht op de buis worden uitgeoefend dan bij de bekende werkwijze.

Bij voorkeur wordt de buis duwend aangedreven door duwmiddelen die over een aangrijplengte op de buis aangrijpen, waarbij de aangrijping van de duwmiddelen wordt bewerkstelligd door meerdere werkzame elementen van die duwmiddelen, die de buis tussen hen in inklemmen, en waarbij de inklemming van de buis bij het verlaten van de duwmiddelen geleidelijk wordt opgeheven. Een ondergrens voor het oppervlak waarmee de duwmiddelen op de buitenzijde van de buis aangrijpen wordt gevormd door de maximaal toelaatbare vlaktedruk tussen de buis en de duwmiddelen. Deze vlaktedruk mag niet dusdanig groot zijn dat daaruit beschadiging van de buis kan resulteren.

In een bepaalde uitvoeringsvorm omsluiten de duwmiddelen de buitenomtrek van de buis. Dit betekent bij het onder vervorming aangrijpen van de duwmiddelen op de buis dat de op de buis aangrijpende werkzame elementen van de duwmiddelen een vorm moeten hebben die overeenkomt met de beoogde vervorming.

De onderhavige uitvinding verschaft tevens een inrichting volgens de aanhef van conclusie 5, die is gekenmerkt, doordat de duwmiddelen zodanig zijn opgesteld dat zij op een afstand, stroomopwaarts, verwijderd van de doorn op de buis aangrijpen en doordat de inrichting steunmiddelen omvat die de buis tussen de plaats waar de duwmiddelen aangrijpen en het expansiedeel van de doorn steunen. Met een dergelijke inrichting kan de hierboven beschreven werkwijze volgens de uitvinding op voordelige wijze worden gerealiseerd.

In een voordelige uitvoeringsvorm omvatten de ondersteu-ningsmiddelen een stroomopwaarts van het expansiedeel van de doorn gelegen oploopdeel van de doorn. Bij voorkeur is de doorsnede van het oploopdeel enigzins groter dan de binnendoor-snede van de buis stroomopwaarts van de duwmiddelen. Deze maatregel is gebaseerd op het inzicht dat de buis in het traject tussen de duwmiddelen en het expansiedeel van de doorn aan een axiale druk onderworpen is die kan leiden tot het knikken van de buis. Het steunen van de buis door middel van het oploopdeel van de doorn maakt de knik lengte korter, hierdoor kan een grotere duwkracht op de buis worden uitgeoefend.

Verder leidt de axiale druk op de buis tot het opstuiken van de buis. Dit heeft tot gevolg dat de binnenafmetingen van de buis op die plaats enigzins, in de regel een aantal procenten (1-5%) , groter zal zijn dan stroomopwaarts van de duwmiddelen. Voor een juiste geleiding van de buis ten opzichte van de doorn is het echter gewenst dat de buis stroomopwaarts van het expansiedeel van de doorn door een oploopdeel van die doorn wordt gecentreerd. Om een aanliggen van buis en oploopdeel te verkrijgen, dient dan de diameter van het oploopdeel te worden aangepast aan de toename van de binnendiameter van de buis tengevolge van het stuikeffect. De lengte van het oploopdeel bedraagt bij voorkeur ten minste driemaal de binnendiameter van de buis op deze plaats.

Een ander gevolg van het opstuiken van de buis is dat de werkelijk optredende vlaktedruk tussen de buis en de duwmiddelen groter zal zijn dan vlaktedruk die uitsluitend wordt bewerkstelligd door het aangrijpen van de duwmiddelen op de buis. Tengevolge van deze toename van de vlaktedruk kan een grotere duwkracht op de buis worden uitgeoefend.

In een voordelige uitvoeringsvorm is stroomopwaarts van de duwmiddelen een afdichtorgaan voor het inwendige van de buis geplaatst, en zijn middelen aangebracht .voor het tussen het afdichtorgaan en de doorn aan het inwendige van de buis toevoeren van een koelmiddel.

Tevens heeft de onderhavige uitvinding betrekking op duwmiddelen voor het uitoefenen van een duwkracht op een kunststof buis. Deze duwmiddelen volgens de uitvinding zijn in het bijzonder geschikt voor een hierboven beschreven werkwijze en inrichting voor het biaxiaal oriënteren van een buis uit thermoplastisch kunststofmateriaal. De duwmiddelen kunnen echter ook worden toegepast in andere processen waar een voortstuwende aandrijving van een kunststofbuis gewenst is. De duwmiddelen omvatten in een voordelige uitvoeringsvorm een gestel dat ten minste twee ketens van blokken draagt, die langs een bijbehorende gesloten baan kunnen worden bewogen, waarbij elke gesloten baan een werkzaam deel heeft waarin de bij de verschillende ketens behorende blokken gezamenlijk op de buitenzijde van de buis aangrijpen. Voor het aandrijven van een buis met een ronde uitgangsdoorsnede zijn de blokken bij voorkeur zodanig uitgevoerd dat samenwerkende blokken een holte met een ovale doorsnede voor het opnemen van de buis vormen. Dit betekent derhalve dat de in eerste instantie ronde buis door het daarop aangrijpen van de blokken wordt vervormd tot een ovale dwarsdoorsnede.

De door de vervormingweerstand van de buis veroorzaakte radiale vlaktedruk tussen de buis enerzijds en de blokken anderzijds maakt het mogelijk een grote duwkracht op de buis uit te oefenen zonder risico van slippen van de blokken ten opzichte van de buis. Dit is in het bijzonder van voordeel indien een buis met een gladde buitenzijde moet worden vervaardigd.

In een andere voordelige uitvoeringsvorm omvat de duwinrichting twee ketens van blokken, waarbij elk blok een door de grootste afmeting van de ovale doorsnede begrensde helft van de holte vormt. Ten opzichte van de bekende blokken die elk een helft van een cilindrische holte begrenzen heeft deze oplossing aanmerkelijke voordelen. Zo zal het voor het bewerkstelligen van een voldoende radiale vlaktedruk tussen de laatstgenoemde blokken en de buis noodzakelijk zijn de diameter van de cilindrische holte iets kleiner te kiezen dan de diameter van de daarin op te nemen buis. Dit leidt tot het vormen van bramen op de buiswand ter plaatse van de naden tussen de blokken hetgeen zeer ongewenst is. Door de maatregel volgens de utvinding wordt de buis eerst vervormd op een plaats waar geen naad aanwezig is. Door vervolgens te waarborgen dat de omtreksafmeting van het aanlegvlak voor de buis tegen de blokken enigzins groter is dan omtreksafmeting van de buis is het ontstaan van bramen uitgesloten. Verder wordt de radiale vlaktedruk tussen de buis en de blokken ook vergroot door het eerder beschreven "stuikeffect" van de buis tussen de duwinrichting en het expansiedeel van de doorn.

Met voordeel zijn de duwmiddelen voorzien van temperatuur-regelmiddelen voor het regelen van de temperatuur van de op de buis aangrijpende delen van de duwmiddelen.

Ten slotte heeft het gevraagde uitsluitend recht betrekking op een samenstel voor het vormen van een, in het bijzonder thermische, scheiding tussen de kop van een extruder en een koel/verwarmingsmedium, dat aanwezig is in een uit die extruder komende buis. Het samenstel volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt doordat het samenstel een aan de extruder te bevestigen afdichtorgaan omvat, dat op een afstand van de kop van de extruder een in hoofdzaak onvervormbaar deel heeft met een dwarsdoorsnede loodrecht op de richting van de buis die enigzins groter is dan de overeenkomstige inwendige doorsnede van de buis als deze buis de extruder verlaat, en een op grotere afstand van de extruder geplaatst doorlaatorgaan, dat een doorlaat voor de buis begrenst die kleiner is dan de buitendiameter van de buis als deze het afdichtorgaan passeert. Door middel van dit samenstel wordt bereikt dat de uit de extruder bewegende buis ter plaatse van het afdichtorgaan tijdelijk een grotere diameter heeft hetgeen een uitstekende aanligging van de buis en het afdichtorgaan waarborgt. Het doorlaatorgaan kan daarbij in de praktijk worden gevormd door een bus voor de uitwendige kalibrering van de buis. Bij voorkeur is het afdichtorgaan een onvervormbaar lichaam, waarvan de met de buis in aanraking komende delen zijn uitgevoerd in metaal. Het samenstel kan op voordelige wijze worden toegepast bij de hier beschreven werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een biaxiaal georiënteerde buis. Uiteraard is het samenstel ook toepasbaar in andere situaties waar inwendige koeling van geëxtrudeerde profielen plaatsvindt.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Daarbij toont: fig. 1 in een bovenaanzicht schematisch een uitvoerings-voorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding voor het vervaardigen van biaxiaal georiënteerde buis, f ig. 2 schematisch een weergave van een paar samenwerkende blokken van de in fig. 1 aangeduide duwinrichting voor de buis, en fig. 3 schematisch een weergave in doorsnede van een samenstel volgens de uitvinding voor het vormen van een scheiding tussen de kop van een extruder en een koel/verwarmingsmedium, dat aanwezig is in een uit die extruder komende buis, zoals kan worden toegepast bij de in fig. 1 getoonde inrichting.

In de fig. 1-3 wordt uitgegaan van een toepassing waarbij een buis uit thermoplastisch kunststofmateriaal met een gladde cilindrische wand wordt vervaardigd. Het zal duidelijk zijn dat de hier beschreven uitvindingsgedachte en oplossingen ook van toepassing kunnen zijn voor het vervaardigen van buisprofie- len met een andere dwarsdoorsnede, zonodig door aanpassing van de uitvoeringsvorm van de hierin beschreven onderdelen.

In fig. 1 is een extruder 1 getoond waarmee in een continu proces een buis 2 uit thermoplastisch kunststofmateriaal wordt vervaardigd, die de extruder 1 verlaat met een ronde uitgangs-doorsnede.

De buis 2 wordt biaxiaal verstrekt door de buis bij een geschikte oriëntatietemperatuur van het kunststofmateriaal over een met een trekstang 3 aan de extruder 1 bevestigde doorn 4 te forceren. De doorn 4 heeft een cilindrisch oploopdeel 5, een conisch expansiedeel 6, en een in hoofdzaak cilindrisch afloopdeel 7.

Om te bewerkstelligen dat de buis 2 in een zo homogeen mogelijke toestand de doorn 4 bereikt, wordt de buis 2 na het verlaten van de extruder 1 door een uitwendige kalibreerbus 8 geleid en daarna door temperatuurregelmiddelen 9, bijvoorbeeld met lucht- of waterkoeling, die van buitenaf de temperatuur van het kunststofmateriaal van de buis 2 beïnvloeden. Voor de regeling van de temperatuur van de buis 2 is verder voorzien in een inwendige koeling van de buis 2. Hiertoe wordt via een leiding 10 op een geschikte wijze koelmiddel toegevoerd aan het inwendige van de buis 2 tussen de doorn 4 en een afdichtor-gaan 11. Het getoonde afdichtorgaan 11 bestaat uit meerdere flexibele rubberen schijven, die tegen de binnenwand van de buis 2 aanliggen.

In het geval van polyolefines wordt de oriëntatietemperatuur van het kunststofmateriaal van de buis tijdens het forceren over de doorn gelijk of lager dan de kristallijne smelttempera-tuur van het kunststofmateriaal gehouden. In het geval van amorf kunststofmateriaal wordt de oriëntatietemperatuur van het kunststofmateriaal van de buis tijdens het forceren over de doorn juist boven de glasovergangstemperatuur van het kunststofmateriaal gehouden.

Voor het over de doorn 4 forceren van de buis 2 is op een afstand verwijderd van de doorn 4, in bewegingsrichting van de buis 2 gezien stroomopwaarts, een duwinrichting 12 aanwezig die op de buitenzijde van de buis 2 aangrijpt. De getoonde duwinrichting 12 zal verderop nader worden toegelicht.

Stroomafwaarts van de doorn 4 is een trekinrichting 25 aanwezig voor het uitoefenen van een axiale trekkracht op de buis 2. Deze trekinrichting 25 kan van een uit de stand van techniek algemeen bekende uitvoering zijn.

De duwinrichting 12 vertoont wat de opbouw betreft gelijkenis met een zogenaamde "corrugator". De duwinrichting 12 omvat een gestel, dat twee ketens 14, 15 van blokken resp. 16, 17 draagt, die langs een bijbehorende en door het gestel bepaalde gesloten baan kunnen worden bewogen. Voor de duidelijkheid zijn slechts een aantal paren van de blokken 16, 17 weergegeven. Elke gesloten baan heeft een werkzaam deel waarin de bij de beide ketens 14, 15 behorende blokken 16, 17 gezamenlijk op de buitenomtrek van de buis 2 aangrijpen en paarsgewijs de buis 2 omsluiten. Door het aandrijven van de beide ketens 14, 15 in de richting van de pijlen wordt de buis 2 in de richting van de doorn 4 geduwd. De duwinrichting 12 is voorzien van temperatuurregelmiddelen 18 voor het regelen van de temperatuur van de blokken 16, 17 van de duwinrichting 12.

In fig. 1 is te herkennen dat de inklemming van de buis 2 bij het verlaten van de duwinrichting 12 geleidelijk wordt opgeheven. Dit wordt bewerkstelligd door de vorm van de banen waarlangs de blokken 16, 17 worden geleid. Deze vorm is zodanig dat de bijdrage aan de duwkracht van het paar blokken 16, 17 dat het dichtste bij de doorn 4 ligt tot nul is gereduceerd op het moment dat het volgende paar blokken 16, 17 die positie bereikt.

De buis 2 wordt afgekoeld door een schematisch aangeduide koelinrichting 20, waardoor de verkregen biaxiale oriëntatie wordt vastgelegd (ingevroren).

Fig. 2 toont een paar blokken 16, 17 die resp. behoren tot de ketens 14, 15 van de in fig. 1 getoonde duwinrichting 12. De blokken 16, 17 zijn getoond in de stand waarin zij zich in het werkzame gedeelte van de gesloten baan bevinden waar zij langs bewegen. De samenwerkende blokken 16, 17 vormen een holte 22 met een ovale doorsnede voor het opnemen van de buis 2. Dit betekent dat de buis 2, die met een ronde uitgangsdoorsne-de de extruder 1 en de calibrator 3 verlaat, door het daarop aangrijpen van de blokken 16, 17 wordt vervormd tot een buis met een ovale dwarsdoorsnede. Voor een beter begrip van de uitvinding is de uitgangsdoorsnede van buis 2 in fig. 2 met streeplijnen weergegeven.

De door de vervorming van de buis 2 veroorzaakte radiale vlaktedruk tussen de buis 2 enerzijds en de blokken 16, 17 anderzijds maakt het mogelijk een grote duwkracht op de buis uit te oefenen zonder risico van slippen van de blokken ten opzichte van de buis 2. Wanneer een paar blokken 16, 17 tegen elkaar aan liggen, vormt elk blok 16, 17 een door de grootste afmeting van de ovale doorsnede begrensde helft van de holte 22. Bij het naar elkaar bewegen van de blokken 16, 17 wordt de buis 2 eerst vervormd (ingedrukt) op een plaats waar geen scheidingsnaad in of tussen de blokken 16, 17 aanwezig is, dit voorkomt het ontstaan van bramen aan de buitenzijde van de buis 2. De omtreksafmeting van het aanlegvlak voor de buis 2 tegen de samenwerkende blokken 16, 17 is enigszins groter dan omtreksafmeting van de buis 2. Dit voorkomt dat op de plaats van de scheidingsnaad tussen de blokken 16, 17 een braam zal ontstaan. Elk blok is voorzien van geleiderollen 23 waarmee de blokken 16, 17 langs hun door het gestel van de duwinrichting 12 gevormde gesloten baan worden geleid.

Uit fig. 2 blijkt verder dat het scheidingsvlak tussen de beide blokken 16, 17 niet samenvalt met het middenvlak van de ovale holte 22, maar dat de wangen van het blok 16 voorbij dat middenvlak steken. Dit heeft tot gevolg dat bij het uit elkaar bewegen van de blokken 16, 17 de buis 2 nog even in het blok 16 blijft liggen en door dit blok 16 wordt ondersteund en geleid.

In fig. 1 is te herkennen dat de blokken 16, 17 van de duwinrichting 12 op de buis 2 aangrijpen op een afstand stroomopwaarts verwijderd van de doorn 4. Verder is de trekstang 3 zodanig dun uitgevoerd dat de buis 2 op de plaats waar deze blokken 16, 17 op de buis 2 aangrijpen inwendig niet in contact kan komen met de trekstang 3. Aldus wordt het risico vermeden dat de buis 2 tussen aan de binnenzijde en de buitenzijde van de buis aanwezige onvervormbare elementen kan vastlopen. Tussen de plaats waar de blokken 16, 17 op de buis 2 aangrijpen en het expansiedeel 6 van de doorn 4 is een zodanig grote afstand aanwezig, bij voorkeur 5-10 maal de buisdiameter op deze plaats, dat er een demping van de bij een dergelijke duwinrichting 12 onvermijdelijke variaties in de duwende aandrijving plaatsvindt. Hierdoor blijft de spanningstoestand van het wandmateriaal van de buis 2 ter plaatse van de doorn 4 zoveel mogelijk constant. Dit is niet alleen van voordeel voor de beheersing van het verstrekkingsproces maar voorkomt met name dat er een ongewenste rimpeling van de wanddikte ontstaat in axiale richting van de vervaardigde buis 2.

Door de vorm van de blokken 16, 17, zoals beschreven aan de hand van fig. 2, wordt de buis 2 duwend aangedreven onder vervorming van de ronde uitgangsdoorsnede van de buis tot een ovale doorsnede. Door het teweegbrengen van een vervorming bewerkstelligt de weerstand van de buis tegen die vervorming dat een vlaktedruk tussen de buis en de aandrijfmiddelen ontstaat. Hierdoor kan een aanzienlijk grotere duwkracht op een buis, in het bijzonder een gladde buis, worden uitgeoefend dan bij de uit de stand van de techniek bekende werkwijze. Vervolgens wordt de buis 2 over een doorn 4 met een voor de te vervaardigen buis beoogde ronde doorsnede geforceerd. De door de duwinrichting 12 veroorzaakte tijdelijke vervorming van de op dat moment nog taaivloeibare buis is geoorloofd omdat de stroomafwaarts van de duwinrichting 12 plaatsvindende biaxiale oriëntatie van de moleculen van het thermoplastische kunststofma-teriaal bepalend is voor de uiteindelijk vervaardigde buis 2.

De hiervoor beschreven uitvoering van het oploopdeel 5 van de doorn 4 is gebaseerd op het inzicht dat de buis 2 in het traject tussen de duwinrichting 12 en het expansiedeel 6 van de doorn 4 aan een axiale druk is onderworpen die leidt tot het opstuiken van de buis 2. Dit heeft tot gevolg dat de binnenafmetingen van de buis 2 op die plaats enigzins, in de regel een aantal procenten (1-5%) , groter zal zijn dan stroomopwaarts van de duwinrichting 12. Voor een juiste geleiding van de buis 2 ten opzichte van de doorn 4 is het gewenst dat de buis 2 vóór het expansiedeel 6 van de doorn 4 wordt gecentreerd. Om een aanliggen van de buis 2 en het oploopdeel 5 te verkrijgen dient dan de diameter van het oploopdeel 5 te worden aangepast aan de toename van de binnendiameter van de buis 2 tengevolge van het stuikeffect. Opgemerkt wordt dat de buis 2 de duwinrichting 12 verlaat met een enigzins ovale doorsnede (zie fig. 2) . De binnendiameter van de buis op deze plaats is dan ook te zien als het gemiddelde van de grootste en kleinste afmeting van de buis 2. Tevens blijkt hieruit dat de plaatsing van de duwinrichting 12 op een afstand van de doorn 4 bij deze uitvoeringsvorm van de blokken 16, 17 een geleidelijke overgang van de ovale doorsnede naar de ronde doorsnede mogelijk maakt. De lengte van het oploopdeel 5 bedraagt bij voorkeur ten minste driemaal de binnendiameter van de buis 2 op deze plaats. Hierdoor bewerkstelligt het oploopdeel 5 tevens dat de omstandigheden die zouden kunnen leiden tot knikken van de buis 2 ten gevolge van de daarop uitgeoefende duwkracht worden vermeden, doordat de kniklengte wordt gereduceerd.

Fig. 3 toont een samenstel voor het vormen van een scheiding tussen de kop van een extruder 30 en een koel/verwar-mingsmedium, dat aanwezig is in een uit die extruder komende buis 31. Het samenstel volgens de onderhavige uitvinding omvat een aan de extruder 30 te bevestigen afdichtorgaan 32, dat op een afstand van de kop van de extruder een in hoofdzaak onvervormbaar deel 33 heeft met een dwarsdoorsnede loodrecht op de lengteas van de buis 31 die enigzins groter is dan de overeenkomstige inwendige doorsnede van de buis als deze buis de extruder verlaat. Verder omvat het samenstel een op grotere afstand van de extruder 30 geplaatst doorlaatorgaan 35, dat een doorlaatopening 36 voor de buis begrenst die kleiner is dan de buitendiameter van de buis als deze het afdichtorgaan 32 passeert. Door dit samenstel wordt bereikt dat de uit de extruder 30 bewegende buis 31 ter plaatse van het afdichtorgaan 32 tijdelijk een grotere diameter heeft hetgeen een uitstekende aanligging van de buis 31 en het afdichtorgaan 32 waarborgt. Het afdichtorgaan 32 is een onvervormbaar lichaam dat is opgebouwd uit een kern 37 van slecht warmtegeleidend materiaal, bijvoorbeeld een kunststofmateriaal, en een rondom de kern 37 aangebrachte metalen ring 38 die in aanraking komt met de warme buis 31. Het aan de hand van fig. 3 beschreven samenstel kan op voordelige wijze worden toegepast bij de aan de hand van fig. 1 beschreven werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een biaxiaal georiënteerde buis als vervanging voor het in fig. 1 getoonde afdichtorgaan 11. Hierbij wordt de functie van het doorlaatorgaan 35 verricht door de kalibreringsbus 8. De toepassing van het afdichtorgaan 11 op deze plaats is onwenselijk omdat de rubberen schijven van dat afdichtorgaan 11 niet bestand zijn tegen het contact met de buis 1 die direct na het verlaten van de extruder nog een zeer hoge temperatuur heeft. Uiteraard is het aan de hand van fig. 3 beschreven samenstel ook toepasbaar in andere situaties waar inwendige koeling van geëxtrudeerde profielen plaatsvindt.

Claims (14)

1. Werkwij ze voor het vervaardigen van biaxiaal georiënteerde buis uit thermoplastisch kunststofmateriaal, omvattende het bij een oriëntatietemperatuur van het kunststofmateriaal over een doorn forceren van de buis, welke doorn een expansiedeel omvat, dat expansie in omtreksrichting van de buis bewerkstelligt, waarbij het over de doorn forceren wordt bewerkstelligd doordat stroomopwaarts van het expansiedeel van de doorn een duwkracht wordt uitgeoefend op de buis door middel van op de buitenzijde van de buis aangrijpende duwmiddelen en doordat stroomafwaarts van de doorn een trekkracht wordt uitgeoefend op de buis, met het kenmerk, dat de duwmiddelen op een afstand, stroomopwaarts, verwijderd van de doorn op de buis aangrijpen en dat de buis tussen de plaats waar de duwmiddelen aangrijpen en het expansiedeel van de doorn gesteund is.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de biaxiaal te oriënteren buis stroomopwaarts van de duwmiddelen een uit-gangsdoorsnede heeft, met het kenmerk, dat de duwmiddelen op de buis aangrijpen onder vervorming van de uitgangsdoorsnede van de buis en dat de buis wordt geforceerd over een doorn die een doorsnede heeft met een vorm die overeenstemt met de vorm van de te vervaardigen buis.

3. Werkwijze volgens conclusie 2 voor het vervaardigen van een biaxiaal georiënteerde buis met een ronde doorsnede uitgaande van een buis met een ronde uitgangsdoor snede, met het kenmerk, dat de ronde uitgangsdoorsnede van de buis door de duwmiddelen tot een ovale doorsnede wordt vervormd.

4. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de buis duwend wordt aangedreven door duwmiddelen die over een aangrijplengte op de buis aangrijpen, waarbij de aangrijping van de duwmiddelen wordt bewerkstelligd door meerdere werkzame elementen van die duwmiddelen, die de buis tussen hen in inklemmen, en waarbij de inklemming van de buis bij het verlaten van de duwmiddelen geleidelijk wordt opgeheven.

5. Inrichting voor het vervaardigen van biaxiaal georiënteerde buis uit thermoplastisch kunststof mater iaal, omvattende een doorn waar de buis bij een oriëntatietemperatuur van het kunststof mater iaal overheen wordt geforceerd, welke doorn een expansiedeel omvat, dat expansie in omtreksrichting van de buis bewerkstelligt, waarbij de inrichting voor het over de doorn forceren van de buis stroomopwaarts van het expansiedeel van de doorn geplaatste duwmiddelen omvat, voor het aangrijpend op de buitenzijde van de buis uitoefenen van een duwkracht op de buis, en stroomafwaarts van de doorn geplaatste trekmiddelen voor het uitoefenen van een trekkracht op de buis, met het kenmerk, dat de duwmiddelen zodanig zijn opgesteld dat zij op een afstand, stroomopwaarts, verwijderd van de doorn op de buis aangrijpen en dat de inrichting steunmiddelen omvat die de buis tussen de plaats waar de duwmiddelen op de buis aangrijpen en het expansiedeel van de doorn steunen.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de steunmiddelen een stroomopwaarts van het expansiedeel van de doorn gelegen oploopdeel van de doorn omvatten.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de doorsnede van het oploopdeel enigzins groter is dan de binnendoor snede van de buis stroomopwaarts van de duwmiddelen.

8. Inrichting volgens een van de conclusies 5-7, met het kenmerk, dat stroomopwaarts van de duwmiddelen een afdichtorgaan voor het inwendige van de buis is geplaatst, en dat middelen zijn aangebracht voor het tussen het afdichtorgaan en de doorn aan het inwendige van de buis toevoeren van een koelmiddel.

9. Duwmiddelen voor het uitoefenen van een duwkracht op een kunststof buis, in het bijzonder geschikt voor een inrichting volgens een of meer van de conclusies 5-8, met het kenmerk, dat de duwmiddelen een gestel omvatten dat ten minste twee ketens van blokken draagt, die langs een bijbehorende gesloten baan kunnen worden bewogen, waarbij elke gesloten baan een werkzaam deel heeft waarin de bij de verschillende ketens behorende blokken gezamenlijk op de buitenzijde van de buis aangrijpen.

10. Duwmiddelen volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de blokken zodanig zijn uitgevoerd dat samenwerkende blokken een holte met een ovale doorsnede voor het opnemen van de buis vormen.

11. Duwmiddelen volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de duwmiddelen twee ketens van blokken omvatten, waarbij elk blok een door de grootste afmeting van de ovale doorsnede begrensde helft van de holte vormt.

12. Duwmiddelen volgens een of meer van de conclusies 9-11, met het kenmerk, dat de duwmiddelen zijn voorzien van temperatuurregelmiddelen voor het regelen van de temperatuur van de op de buis aangrijpende delen van de duwmiddelen.

13. Samenstel voor het vormen van een scheiding tussen de kop van een extruder en een koelmedium, dat aanwezig is in een uit die extruder komende buis, met het kenmerk, dat het samenstel een aan de extruder te bevestigen afdichtorgaan omvat, dat op een afstand van de kop van de extruder een in hoofdzaak onvervormbaar deel heeft met een dwarsdoorsnede loodrecht op de richting van de buis die enigzins groter is dan de overeenkomstige inwendige doorsnede van de buis als deze buis de extruder verlaat, en een op grotere afstand van de extruder geplaatst doorlaatorgaan, dat een doorlaat voor de buis begrenst die kleiner is dan de buitendiameter van de buis als deze het afdichtorgaan passeert.

14. Samenstel volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het afdichtorgaan een onvervormbaar lichaam is, waarvan de met de buis in aanraking komende delen zijn uitgevoerd in metaal.