(57)【要約】本発明は、処理キャビティ（Ａ，Ｂ）から出る又はそのようなキャビティに入る長手物体（１）の入口／出口ゲート通路をシールするためのシール構造に関する。シール構造は、通路を実質的に形成するとともに処理キャビティのフレーム構造（３）に取り外し可能に取り付けられた板金構造と、通路を取り囲む摺接シール部材（１３）とを含む。板金部材構造は、物体（１）の移動方向において傾斜するべく処理キャビティのフレーム構造（３）から離間テーパした形状を有するとともにそれらの間にシール部材（１３）を保持するべく互いに圧縮された状態に維持される少なくとも二つの板金部材（１４，１５）を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理キャビティ（Ａ，Ｂ）から出る又はそのようなキャビティへ入る長手物体（１）の入口／出口ゲート通路をシールするためのシール構造であって、前記シール構造は、前記通路を実質的に形成するとともに前記処理キャビティのフレーム構造（３）に取り外し可能に取り付けられた板金構造と、前記板金構造により所定位置に保持され、前記通路を通過する物体（１）の外面に対してシール作用を提供するよう、前記通路を取り囲む摺接シール部材（１３）とを含み、
前記板金構造は、前記物体（１）の意図された移動方向に傾斜するべく前記処理キャビティの前記フレーム構造（３）から離間テーパした形状を有するとともに、それらの間にシール部材（１３，１３ｘ）を把持すべく互いに圧縮された状態に維持される少なくとも二つの板金部材（１４，１５，１５ｘ）を有することを特徴とするシール構造。
【請求項２】
前記物体（１）の長手軸心に対して垂直な平面に対する前記板金部材の傾斜角度（α）は、１５°〜２０°である請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
前記板金部材は、それらの外周部の近傍において、張り出し状にスエージ加工された外側縁部、又は、同様の一体部分を有する請求項１に記載のシール構造。
【請求項４】
前記板金部材の前記張り出し状スエージ加工外側縁部は、処理される前記物体（１）の長手軸心に対して約１５°の張り出し角度（β）を有する請求項３に記載のシール構造。
【請求項５】
前記板金部材（１４，１５，１５ｘ）は、実質的に同形状の回転対称片である請求項１〜４のいずれか一項に記載のシール構造。
【請求項６】
前記板金部材（１４，１５，１５ｘ）は、円錐状に重ねられた構造を形成する請求項５に記載のシール構造。
【請求項７】
前記シール構造は、湾曲部分を備える部材を有する請求項５に記載のシール構造。
【請求項８】
前記板金構造（１４，１５，１５ｘ）の相互圧縮は、前記板金部材の前記処理キャビティの前記フレーム構造（３）に対する取り付け（１６）によって行われる請求項１〜７のいずれか一項に記載のシール構造。
【請求項９】
前記板金構造（１４，１５，１５ｘ）の相互圧縮は、別個の把持部材（１８，１８ｘ）によって行われる請求項１〜８のいずれか一項に記載のシール構造。
【請求項１０】
前記板金部材（１５，１５ｘ）は、前記シール部材（１３，１３ｘ）に向けられたガイド突起（１９）を有する請求項１〜９のいずれか一項に記載のシール構造。
【請求項１１】
前記板金部材（１５，１５ｘ）は、該板金部材と前記シール部材（１３，１３ｘ）との間のシール界面を形成するその表面（２０）に摩擦改善処理が施されている請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシール構造。
【請求項１２】
前記板金部材（１４，１５，１５ｘ）は、該板金部材と前記シール部材（１３，１３ｘ）との間のシール界面を形成するその表面（２０）に漏れ防止性改善処理が施されている請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシール構造。
【請求項１３】
前記板金部材（１４，１５，１５ｘ）間の空間は真空状態にされる請求項１に記載のシール構造。
【請求項１４】
前記板金部材（１４，１５，１５ｘ）間の空間には、前記シール部材（１３，１３ｘ）間の空間まで延出する通路が設けられている請求項１３に記載のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長手物体を処理キャビティを介して通過させる入口／出口端部ゲートにおいてシールされた通路を提供するのに適したシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
所与のシール環境において行われるそのような処理の具体例としては、ダイ押出成形によるパイプ、特にプラスチックパイプの製造、異なる連続部分の製造、ケーブルジャケット／シース（包皮体）のコーティング押出成形、等が挙げられる。
【０００３】
これらの種類の製造ラインにおいて、製造又は処理される長手製品は、一般に実質的に連続する物体として、その長手方向に沿って単数又は複数の処理キャビティを通過される。多くの場合、それら処理キャビティにおいて優勢な状態は、そのキャビティをその環境、又は場合によっては、その製品が次の処理工程を受ける別の空間、から隔離することを必要とするものである。
【０００４】
例えば、ダイ押出し成形によるプラスチックパイプの製造において、その押出しキャビティは一般に真空状態で作業される。パイプの最終外径は、このキャビティ内において、そのパイプパリソンの内側と外側との間に加えられる圧力差によって、押出成形機から出てくる予め形成された高温のパイプパリソンを膨張させることによって寸法決定される。ここで、前記パイプパリソンは筒状スリーブを通過させられ、それによって、パリソンはパイプに対して加えられる上述した差圧によって、前記キャリブレーションスリーブの内側ボアに向けて膨張する。このようにキャリブレーションされたパイプの形状と径は、パイプの材料を冷却することによって安定化される。一般に、冷却は複数の一連の工程で行われる。しかし、冷却は、少なくとも部分的には、パイプの最終外径寸法が決められるパイプサイジング又はキャリブレーションと称される工程、と同じ工程において行われる。
【０００５】
前記処理キャビティのその環境又は他の処理工程からの分離は、製品の入口／出口ゲート開口部に取り付けられるとともに、製品表面に沿って摺動接触することによって処理される製品に対応するべく寸法設計された通路を備える環状ディスクシール部材によって達成される。前記ゲートシール部を処理キャビティのその他の構造部分に取り付けるために種々の支持固定構造が使用される。ここで、例えば処理キャビティをその周囲の圧力に対して十分な部分真空状態に維持することによって処理キャビティ（単数又は複数）をその適当な作業条件下に保持するためには、これらの支持固定構造も又、それ自身、シールされなければならない。
【０００６】
プラスチックパイプ押出成形機における長手チャンバとして一般に実施されるキャリブレーション／冷却装置において、平面状ゲートシール部の支持固定手段は、一組の環状平フランジを有する。径の異なるパイプを製造するためのゲートシール部を提供するには、これらのフランジは、異なるサイズのものをセットで提供されることが必要である。
【０００７】
その主要な構成要素として、前記シール機構は、前記処理キャビティの断面寸法にほぼ適合する外径を有し、フランジを処理キャビティの端部又は中間壁構造部に取り付けるためのフランジ外周部において適切な手段を備える取り付けフランジを有する。前記フランジの処理キャビティ構造に対する取り付けは、一般に、前記取り付けフランジの周部周りで均等に離間配置された複数の固定ネジを備えるネジジョイントを使用して行われる。前記取り付けフランジの中心部には、製造されるパイプの外径よりも実質的に大きな直径を有する円形開口部が形成されている。
【０００８】
前記取り付けフランジの前記開口部に、平面端部ゲートシール部を適切に位置合わせするように構成された小さな内径の中央開口部を有するシールフランジ機構が取り付けられる。このシール機構は、更に、製造されるパイプの外径よりも僅かに大きな直径の中央開口部を有する支持フランジを備えている。この支持フランジは、前記平面端部ゲートシール部を処理キャビティの内部側、即ち、低圧に維持されるべき側、から支持するように取り付けられる。前記支持フランジには、実質的に同じ外径を有するシール取り付けリングが固定され、これによって、前記平面端部シールゲートは、前記フランジと前記取り付けリングとの間で把持された状態に維持される。前記取り付けリングと前記支持フランジとを共に、前記取り付けフランジに対して締め付け、これによって、それらの間に配設された前記シールも固定する。ゲートシール部の固定は、一般に、前記取り付けフランジの内周部周りで均等に離間配置された複数のネジを使用して行われる。前記取り付けフランジと前記支持フランジとの両方が、それら自身のリングシールによってそれらの取り付けベースに対してシールされなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記シール機構は、その平面端部ゲートシール部と共に、製造されるパイプの個々の外径寸法に対して別々に寸法構成されなければならない。構造的な制約から、設定直径の開口部を備える特定の取り付けフランジに適合する１つのシール機構では、標準的な、意図されたパイプ寸法の限られた範囲しかカバーすることができない。前記シール機構セットによってカバーされるものよりも大きな又は小さなサイズのパイプは、それぞれ、対応する組の平面端部ゲートシール部を備える大径又は小径の開口部の取り付けフランジを必要とする。
【００１０】
これらの従来のシール構造の１つの明らかな欠点は、先ず、その構造が大きいことにある。反ることなく過酷な作業条件に耐えてシール構造で必要な完全性を維持するために、十分に剛的な環状ディスクフランジ及びリングを作るにはそのような強固な構成が必要である。パイプ寸法変更中に大きなフランジを扱うことはやっかいである。更に、フランジ及びシール、特に、処理キャビティ内部に位置するゲート開口部を漏れのない状態で取り付けることもやっかいである。複数のフランジセットのための中間保管設備を配置する場合に更に別の問題に遭遇する。フランジの平面ディスク構造により、シールは、このシールを通過するパイプに対して垂直な平面に配置される。その結果、シール領域において摺接作用を行う平面端部ゲートは、大きな曲げ応力を受ける。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
より具体的には、従来のシール構造の問題は、添付のクレーム１に記載の特徴を有する本発明によるシール構造によって解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を参照すると、ここには、プラスチックパイプのダイ押出成形ラインのキャリブレーションスリーブキャビティＢの出口端部に使用された従来技術の平面端部ゲートシール部の具体例が図示されている。一般に、前記キャリブレーションスリーブキャビティＢは、押出成形されたパイプ１が外径キャリブレーション及びパイプ冷却の工程後に通過させられるキャビティＡよりも低い圧力に維持される。キャビティＡは、後処理キャビティ、又は、パイプ製造処理の出口空間とすることができる。
【００１３】
前記キャリブレーションキャビティの出口端部には、キャビティの筒状壁２に溶接によって固定された環状フランジ３が設けられ、これにより、該フランジはキャリブレーションキャビティの従来構造部の一部分を形成している。このフランジの外周部の周りに均等間隔でゲートシール部構造をキャビティの端部に締め付ける作用を提供する複数の軸心方向に突出するネジスタッドボルト４が固定されている。前記シール機構は、リングフランジとして構成されている取り付けフランジ５を有する。このフランジの中心開口部の周りには、上述したようものと同様に均等に離間されて、環状端部シール機構を取り付けるための複数の軸心方向に突出するネジスタッドボルト６が配置されている。前記環状端部シール機構は、実質的に同じ外径の二つの部分、即ち、取り付けリング７と環状フランジ８、とを有する。これら取り付けリングと環状フランジとの間には、押出成形されるパイプの外面に対して摺接作用的に密閉作用を提供する平面シール９が取り付けられている。前記キャリブレーションキャビティＢの内部空間に収納された前記環状フランジ８は、製造されるパイプ１の外径よりも僅かに大きな中心開口部を備える支持フランジとして作用するように構成されている。フランジ８は、シール９に対して、両キャビティＡ及びＢ間の差圧によってかかる負荷に対する必要な支持を与える。キャビティＢの一部分を形成する前記環状フランジ３と前記取り付けフランジ５との間には、環状ガスケットシール１０が設けられ、同様に、取り付けフランジ５と支持フランジ８との間には環状ガスケットシール１１が設けられている。キャビティＡ側から見た前記アセンブリのレイアウトが図２に図示さており、ここでは、図１に図示したものと同じ構成要素は同じ参照番号で示されている。
【００１４】
図３は、今度は、本発明によるキャビティシール構造を使用した、図１と同じアセンブリを図示している。キャビティＢは、キャリブレーションキャビティなどの真空キャビティとして想定されており、製造されるパイプ１はここから出てキャビティＡ内に入る。このキャビティＡは、後処理キャビティ、又は、最終パイプを処理から受け取る空間とすることができる。
【００１５】
前記キャリブレーションキャビティの一体フレーム部分を形成する前記リングフランジ３には、本発明のキャビティシール構造の実施例においてガイド／支持リングとして作用する環状部材１２が、溶接によって接続されている。
【００１６】
基本的に、前記キャビティシール構造の実際のシール部材１３は、従来技術構造に使用される弾性平面端部ゲートシール部と類似しているが、但し、従来、シール取り付けピン用に必要であった穴が無い。前記シールは、製造されるパイプの外径よりも僅かに小さな直径を有する中心開口部を有し、これにより、該シールは、シール開口部を通過するパイプ１の外面に沿って摺接状態を形成する。前記シールをその正しい作用位置に維持するために、図３のシール構造実施例は、二つの板金部材１４及び１５を含む。図示の構造において、これら板金部材は、それらの両方が前記キャリブレーションキャビティＢから出てくるパイプの長手軸心と一致する回転軸心を備えるカップ状回転対称片となるように加工されている。パイプ１を通過させるために、これらの板金回転対称部材の中心には中心開口部が設けられている。前記板金部材のカップ状形状は、前記キャリブレーションキャビティＢの端部から、通過するパイプＡの移動と同じ方向に向けて突出するように構成されている。それらの固定手段の補助によって、前記板金部材１４，１５は、互いに対して押し付けられた状態に維持され、これによって、前記シール部材１３は、板金部材１４，１５の開口部の縁部間で把持された状態に維持される。図示されている実施例において、前記板金部材１４は、それを通過するパイプ１の外径よりも僅かに大きな開口部を備える支持フランジとして作用する。従って、この板金部材１４は、キャビティＡ内における圧力に対してキャビティＢの圧力が低いことによってかかる負荷に対して実際のシール部材を背後から支持する。従って、前記キャビティシール構造において取り付けフランジとして作用する前記板金部材１５に形成された通路開口部はオーバーサイズに、但し、実際のシール部材１３に対する支持が常時十分なものであることを考慮に入れたうえで、構成してもよい。
【００１７】
前記板金部材１４，１５をキャビティシール構造に取り付けることにおける重要な特徴構成は、パイプ１の下流側進行方向において、これら部材の外側の固定されている周部からテーパー状に傾斜し、それによって該板金部材にそのカップ状形状を与える、これらの部材の傾斜した壁にある。前記板金部材の円錐形状を形成する角度αは、製造されるパイプの長手軸心に対して垂直な平面に対して好ましくは１５−２０°の範囲である。図３の実施例において、前記両板金部材は、前記環状部材１２に対する該板金部材の位置合わせと着座とを補助する縁を形成するべく、その外縁部の近傍において張り出し状にスエージ加工されている。好適には、これら板金部材は、それらの外周部において、約１５°の張り出し角度βにスエージ加工される。このように形成された部材の縁部も、これら板金部材１４，１５の形状の寸法安定性に大きく寄与している。
【００１８】
前記板金部材１４，１５は、これら部材を、前記環状部材１２に対して、下側の板金部材の縁部が環状部材に対して正しく位置合わせされるように互いに重ね合わせることによって、前記キャリブレーションキャビティＢの端部に適切に配置される。前記両板金部材は、例えば、トグル把持とすることができる適当なロック手段１６によって、前記環状部材１２に対して押し付けられる。前記環状フランジ３と前記重ね合わせシール機構の下側板金部材１４との間には、図３に図示されているリングシール１７等のシールを設けなければならない。前記シール１７としては、前記ロック手段１６の圧縮力によって両板金部材が前記環状部材１２に対して着座された時に、適当な圧縮性を提供するものを選択しなければならない。
【００１９】
上述したスエージ加工された縁部を備える板金部材１４，１５を有するこのタイプのシール構造は、前記環状部材１２と使用された時に、自動調心的に作用する。従って、キャビティシールの取り付けを、シール固定ボルト又はその他類似の部材に対して特殊な取り付けガイド又は正確な位置合わせを必要とすることなく行うことができる。
【００２０】
もしも、ある種の用途において、例えば、両キャビティＡ及びＢが、キャビティＡに対してキャビティＢ内においてより低い圧力を有するようにそれらの間で差圧を有さない状態で作業する場合等のように、シール１３がより改善されたシーリング能力を提供することを必要とされる場合には、本発明の前記シール部材構造を単純に多重に設ければよい。そのようなタイプの構造が添付の図４に図示されている。ここに図示されているシール機構において、外側の板金部材１５上に、類似の板金部材１５ｘが取り付けられ、これによって、これらの隣接する部材間に、シール部材１３と同等のシール部材１３ｘが配置されている。  勿論、前記ロック部材１６のスタッドボルトの長さの選択においては、キャビティシール構造におけるシール部材の数がいくつ必要となる可能性があるかを考慮に入れなければならない。前記多重構造のシール効率を更に高める１つの可能な方法は、板金部材１４，１５，１５ｘ間の空間を真空状態にし、それと同時に、例えば、実際のシール部材間に介在させるべき板金部材に、該板金部材の中心開口部の縁部から実際のシール部材の把持領域を越えて径方向外方に延出するように溝を形成することによって、実際の多重化されたシール部材１３及び１３ｘ間の空間も同様に真空状態にする方法である。真空の代わりに、ある種のケースでは、水等の滑材を、例えば、隣接するシール部材間で低圧力の状態で使用することも有利でありうる。勿論、これらの構成の場合も、しっかりとした完全にシールされた構造を有するためには、板金部材を周囲の空間に接続することが必要である。
【００２１】
前記シール構造の設置は、それが普通のものであっても、或いは、多重構造アセンブリであっても、前記キャビティシールコンポーネントを、添付の図５に図示されているように適当な把持部材１８，１８ｘによって即座に使用可能なアセンブリに予め組み立てておくことによって単純化される。これらの把持部材の形状は、前記板金部材１４，１５，１５ｘの周部の周りに把持部を適切に配置することよって、作動中においても板金部材間にシール部材１３，１３ｘを維持するのに十分な把持力が板金部材間に生じるように構成することができる。板金部材１４，１５，１５ｘ間の相互圧縮力を提供する又は増強するためのひとつの可能な代替方法は、板金部材間の空間を真空にすることである。勿論、この場合も、板金部材がしっかりとした構造であることと、これらの処理キャビティ構造に対する密閉した取り付けが必要である。
【００２２】
前記キャビティシール構造のアセンブリのより更なる補強は、板金部材１５，１５ｘに、これら各板金部材１５，１５ｘの中心に対するシール部材１３，１３ｘの位置合わせを形成するように構成されたガイド１９を設けることによって得られる。これらのガイドは、例えば、適当な切断具によって板金部材の外側からその内側へ穿孔されるタブとして構成することができる。
【００２３】
前記板金部材１５，１５ｘの中心開口部の間近を、シール部材１３，１３ｘを安定位置保持するべく、シール部材に面するその表面２０をざらつかせたり、パターン付したり、又は、コーティングなどの適当な手段によって処理することも可能である。それぞれ、前記板金部材１４，１５，１５ｘの前記シール部材に面する表面を、これら板金部材とシール部材１３，１３ｘとの間の界面の漏れ防止性を改善するべく処理することも可能である。
【００２４】
上述したロック固定手段１６がその一実施例である前記キャビティシール構造の固定手段は、その目的に適した任意の従来式構造を使用して実現してもよい。
【００２５】
添付の図面において、前記シール構造は、主として、パイプの出口ポイントを処理キャビティからシールすることを意図する用途において図示されている。それぞれ、前記シールを、類似のキャビティに入る、又は、二つのキャビティ間を分離する中間壁を通過するパイプなどの処理されるべき製品の入り側に取り付けることができ、低圧のキャビティから高圧のキャビティへと通過する製品のためのシールされた通路が必要な場合において本発明を好適に使用することができる。そのキャビティは、更に閉鎖された空間である必要はないが、その代わりに、たとえば、製品処理槽とすることができる。更に、オプションとして、前記処理キャビティの出口／入口断面を、上述した円形形状と異なる形状、例えば、矩形、六角形状、八角形状、又は、平面カバーで閉じられた槽の形状等、にすることも可能である。
【００２６】
更に、前記シール構造は、分解容易な取り付け構造を必要とする異なる種類の供給通過ポイントに使用したり、回転運動を行う円形物体のためのシール状態を形成するためにすら利用することが可能である。
【００２７】
このキャビティシール構造に必要とされる前記環状部材１２は、キャビティ構造の壁に直接形成してもよいし、あるいは、この環状部材を、上述した溶接以外の他の従来技術を使用してキャビティ構造に取り付けることも可能である。いずれにせよ、その取り付け方法は、キャビティシールの良好な気密性を確保するものでなければならない。
【００２８】
本発明によって実現される前記キャビティシール構造の寸法的安定性によって、前記シール１３，１３ｘを把持する構造、即ち、前記板金部材１４，１４ｘ及び１５，１５ｘを、従来のキャビティシール位置合わせにおいて必要であったものよりも遥かに薄い材料から形成することが可能になる。
【００２９】
本発明の実施においては、板金以外の材料も考慮可能である。例えば、射出成形法によって作られるポリマー構造、更に、ファイバ強化複合ポリマー構造も、本発明のキャビティシール構造を実現するために同様に使用可能である。
【００３０】
前記板金部材は互いに同形状であることによって、これらの部材を、原則的に、製造されるすべてのパイプ径に対して同じ素材サイズから簡単に製造することが可能である。又、従来のリングフランジでは、リング部材のサイズが異なり、それらの突出するネジボルトによってそれらのリング部材を積み重ねて保管することが困難であるという問題があったことと比較して、これらの板金部材を重ね合わせて保管することは簡単である。
【００３１】
シート１４，１４ｘ及び１５，１５ｘから回転対称片に形成される前記カップ状部材の形状は所望のものであってよい。ここで最も単純な形状は、湾曲部分を備えることも可能な円錐カップ形状である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来のシール構造の具体例の断面図
【図２】図１のシール構造が取り付けられた処理キャビティの端部
【図３】図１の例に適合された本発明によるシール構造の断面図
【図４】図３のシール構造の変形例
【図５】本発明によるシール構造を備える処理キャビティの端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2005533982.tif 000009
2005533982.tif 000010