(57)【要約】  パイプ金型が、第１の壁部分及び第２の壁部分を有する内壁を備えたプラスチックパイプを製造する。当該パイプ金型は、パイプ壁を硬化させるにあたり役立つ二段冷却プラグを有する。第１の冷却段は、過度に冷却せずにパイプ壁から熱を除去してプラスチックの一部を硬化させるように制御される。次いで、一部が硬化したプラスチックパイプは、パイプの冷却があまり正確に行われない第２の段の上を通過する。一部が硬化したプラスチックは、より耐久性があるとともに損傷を受けにくい。好ましくは、第１の段及び第２の段の双方は、各段の冷却媒体の変化のための別個の温度センサ及び制御装置を有する。好ましい一実施形態では、冷却媒体は、所定の温度及び所定の流量で第１の段を循環して、冷却媒体の温度に関して狭い温度範囲内に第１の段を維持する。多段冷却プラグにより、初期起動時に動作条件が変わってもより良好に制御することが可能となる。
2007512157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システムであって、
複数の第１の移動金型ブロック部及び第２の移動金型ブロック部であって、該第１の移動金型ブロック部は該第２の移動金型ブロック部と閉じ合って移動金型トンネルを形成する、複数の第１の移動金型ブロック部及び第２の移動金型ブロック部と、
前記第１の移動金型ブロック部及び前記第２の移動金型ブロック部に溶融プラスチックを供給して前記プラスチックパイプを形成する手段と、
前記移動金型トンネル内で前記プラスチックパイプを硬化させる冷却プラグと
を備え、
前記冷却プラグは、第１の段及び第２の段に分割されており、該第１の段は、過度の冷却をせずに前記プラスチックパイプから十分な熱を除去して該プラスチックパイプの一部を硬化させる冷却回路及び制御装置を有し、前記第２の段は、冷却回路を有するとともに、前記プラスチックパイプから熱を引き続き除去して該プラスチックパイプをさらに硬化させ、前記第１の段は、該第１の段の条件変化に応じて別個に制御される、プラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項２】
前記冷却プラグは、前記第１の段及び前記第２の段に対応する２つの別個の冷却プラグ部に分割される、請求項１に記載のプラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項３】
前記冷却プラグ部間に熱破壊部材を有する、請求項２に記載のプラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項４】
プラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システムであって、
複数の第１の移動金型ブロック部及び第２の移動金型ブロック部であって、該第１の移動金型ブロック部は該第２の移動金型ブロック部と閉じ合って移動金型トンネルを形成する、複数の第１の移動金型ブロック部及び第２の移動金型ブロック部と、
前記第１の移動金型ブロック部及び前記第２の移動金型ブロック部に溶融プラスチックを供給して前記プラスチックパイプを形成する手段と、
前記移動金型トンネル内で前記プラスチックパイプを硬化させる冷却プラグと
を備え、
前記冷却プラグは、別個の第１の冷却回路を有する第１の冷却段と、別個の第２の冷却回路を有する第２の冷却段とを備え、前記第１の冷却回路は、過度の冷却による損傷を与えずに前記プラスチックパイプを冷却するとともに該プラスチックパイプの温度を下げる第１の温度範囲内に前記第１の冷却段を維持する第１の制御装置を有し、前記別個の第２の冷却回路は、前記プラスチックパイプから熱を引き続き除去して該プラスチックパイプをさらに硬化させる制御装置を有する、プラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項５】
前記第１の制御装置は、前記第１の冷却段の温度を監視するとともに該第１の冷却段の該温度に従って前記第１の冷却回路を循環する冷却媒体の流れを調節する装置を含む、請求項４に記載のプラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項６】
前記第２の制御装置は、前記第２の冷却段の温度を監視するとともに該第２の冷却段の該温度に従って前記第２の冷却回路を循環する冷却媒体の流れを調節する装置を含む、請求項５に記載のプラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項７】
前記第１の冷却段は、該第１の冷却段を循環する冷却媒体のリザーバを有し、該リザーバは、所定範囲内に前記冷却媒体の温度を維持する温度センサ及び冷却装置と、前記製品が前記第１の冷却段の上を通過する際の該製品の形状に関係なく前記第１の冷却段の温度範囲に維持されるように前記第１の冷却段に十分な冷却媒体を循環させるポンプ及び制御装置とを有する、請求項４に記載のプラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項８】
前記第１の冷却段の前記温度を監視する温度センサと前記第１の冷却回路内に可変制御弁と有し、該可変制御弁は前記第１の冷却段の監視された温度に従って変化する、請求項７に記載のプラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項９】
プラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システムであって、
複数の第１の移動金型ブロック部及び第２の移動金型ブロック部であって、該第１の移動金型ブロック部は該第２の移動金型トンネルと閉じ合って移動金型トンネルを形成する、複数の第１の移動金型ブロック部及び第２の移動金型ブロック部と、
前記第１の移動金型ブロック部及び前記第２の移動金型ブロック部に溶融プラスチックを供給してプラスチックパイプを形成する手段と、
該プラスチックパイプを前記移動金型トンネル内で硬化させる冷却プラグと
を備え、
前記プラスチックパイプは、前記冷却プラグの上を移動するとともに該冷却プラグと接触する第１の壁部分と、該冷却プラグの上を移動するとともに該冷却プラブから外向きに離隔している第２の壁部分とを有するパイプ壁を有し、前記第１の壁部分は、熱を前記冷却プラグに直接伝達するとともに、該第１の壁部分が該冷却プラグの上を移動する際に過度のプラグ冷却を防止する第１の温度制御部を提供し、該パイプ成形システムは、前記パイプ壁の前記第２の壁部分が前記冷却プラグの上を移動する際に前記過度のプラグ冷却を防止するにあたり前記第１の温度制御部に代わって作動する第２の温度制御部を有する、プラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項１０】
前記冷却プラグは、冷水供給により冷却され、前記第２の温度制御部は、前記パイプ壁の前記第２の壁部分が前記冷却プラグの上を移動する際に該冷却プラグへの冷水の流れを減らす水流量調節器を含む、請求項９に記載のプラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項１１】
前記冷却プラグは冷水供給により冷却され、該冷水は、前記第１の壁部分が前記冷却プラグの上を移動する際に第１の温度にあり、前記第２の温度制御部は、前記パイプ壁の前記第２の壁部分が前記冷却プラグの上を移動する際に前記第１の温度よりも高く前記冷水の温度を上げる水温制御部を含む、請求項９に記載のプラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項１２】
前記冷却プラグは冷水供給により内部冷却され、前記第２の温度制御部は、前記冷却プラグの外部にヒータを備えるとともに、前記プラスチックパイプの前記第２の壁部分が前記冷却プラグの上を移動する際に該冷却プラグに熱を導き、前記ヒータは、前記プラスチックパイプの前記内壁の前記第１の壁部分が前記冷却プラグの上を移動する際に停止状態になる、請求項９に記載のプラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【請求項１３】
前記パイプ成形システムは、前記第１の壁部分を前記冷却プラグとの接触状態に維持するのに役立つように、前記第１の壁部分が前記冷却プラグの上を移動する際に該冷却プラグにて真空を生じさせる手段を備え、該真空を生じさせる手段は、前記プラスチックパイプの前記内壁の前記第２の壁部分が前記冷却プラグの上を移動する際に前記第２の温度制御部が作動したときに停止する、請求項９に記載のプラスチックパイプを製造するためのパイプ成形装置。
【請求項１４】
前記冷却プラグは、第１のプラグ部及び第２のプラグ部から成り、該第１のプラグ部は、真空引きされ、前記第１の壁部分の熱の前記第１の温度制御部によってのみ温度制御されて、前記第１の壁部分が前記第１のプラグ部の上を移動する際に前記過度のプラグ冷却を防止すると同時に、前記第２のプラグ部は、真空引きされず、前記第２の温度制御部のみに晒され、前記プラスチックパイプの前記内壁の前記第２の壁部分が前記第２のプラグ部の上を移動する際に前記過度のプラグ冷却を防止し、次いで、前記プラスチックパイプが前記移動金型トンネルに沿って移動する際に、前記第１のプラグ部は真空引きされず、前記第２の温度制御部によってのみ温度制御されて、前記プラスチックパイプの前記内壁の前記第２の壁部分が前記第１のプラグ部の上を移動する際に前記過度のプラグ冷却を防止すると同時に、前記第２のプラグ部は真空引きされ、前記プラスチックパイプの前記内壁の前記第１の壁部分が前記第２のプラグ部の上を移動する際に前記第１の壁部分の熱の前記第１の温度制御部によってのみ温度制御される、請求項９に記載のプラスチックパイプを製造するためのパイプ成形システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、移動金型トンネル内でパイプの形状を硬化させる冷却プラグを備える、移動金型トンネルを用いるタイプのプラスチックパイプ金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
［発明の背景］
パイプ成形技術分野では、移動金型トンネルと一般に呼ばれる成形通路を移動する金型ブロックを用いることが既知である。金型ブロックは、プラスチック押出機から溶融プラスチックを供給され、溶融プラスチックは移動金型トンネル内で金型ブロックの輪郭形状に成型される。移動金型トンネル内には、産業界において冷却プラグとして知れられているプラスチック硬化装置が設けられる。
【０００３】
従来の冷却プラグは通常、冷却プラグの表面にあるコイルを流れる冷水によって冷却される。プラスチックパイプの内壁は、パイプ壁の形状を硬化させるにあたり役立つように真空引きにより冷却プラグの表面に引き出される。
【０００４】
上述の冷却プラグ動作は、パイプ壁と連続的に接触している限りは非常に効率的である。しかしながら、パイプによっては、冷却プラグと接触していない壁部分を有する内壁を備えて作られるものある。例えば、これらの壁部分は、パイプの壁に直接形成される継手部分（coupling portion：連結部分）であってもよい。このような継手部分は、パイプ本体よりも内径が大きく、それら自体が冷却プラグから外向きに離隔している。
【０００５】
パイプ本体、及びパイプ壁の継手部分の形成は連続プロセスである。したがって、継手部分の形成に続くのは、冷却プラグの外面と再び接触する直径に戻るさらなる壁部分である。しかしながら、壁の継手部分の形成時に、冷却プラグは許容不可能な低温に下がる。これは、冷却プラグの冷却は通常、被加熱溶融プラスチックとの接触により補償されるためである。継手部分の形成時の場合のように、被加熱溶融プラスチックが冷却プラグと接触していない場合は、冷却プラグの温度低下の制御はなされない。温度低下の制御が生じる場合は、継手部分の後に続くとともに、過度に冷却された冷却プラグと接触するパイプ壁部分が、プラグによって冷却され過ぎる場合である。冷却され過ぎると、パイプ壁の過度に早過ぎる硬化、さらには割れが生じることになる。冷却プラグの温度低下は、パイプ壁の被加熱プラスチックとさらに接触することによって冷却プラグの温度が許容可能なレベルに戻るまで続く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の結果、パイプ壁に形成される継手部分のすぐ後に続くパイプ壁の一部の不所望な損失が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、直前に述べた課題を克服するように設計されたパイプ成形システムを提供する。より詳細には、プラスチックパイプを製造する、本発明によるパイプ成形システムは、複数の第１の移動金型ブロック部及び第２の移動金型ブロック部を備える。第１の金型ブロック部は、第２の金型ブロック部と閉じ合って移動金型トンネルを形成する。当該システムは、第１の金型ブロック部及び第２の金型ブロック部に溶融プラスチックを供給してプラスチックパイプを形成する手段を備える。また、移動金型トンネル内で溶融プラスチックを硬化させる冷却プラグも備える。
【０００８】
プラスチックパイプは、冷却プラグの上を移動するとともに冷却プラグと接触する第１の壁部分と、冷却プラグの上を移動するとともに冷却プラグから外向きに離隔している第２の壁部分（例えばベル継手部分（belled coupling portion））を有する内壁層を有する。
【０００９】
パイプの内壁層の第１の壁部分は、冷却プラグに熱を直接加えるとともに、パイプの内壁層の第１の壁部分が冷却プラグの上を移動する際に過度のプラグ冷却を防止する第１の温度制御部を提供する。当該システムは、パイプの内壁層の第２の壁部分が冷却プラグの上を移動する際に過度のプラグ冷却を防止するにあたり第１の温度制御部に代わって動作する第２の温度制御部をさらに有する。
【００１０】
第２の温度制御は、冷却プラグを冷却するのに用いられる冷水の流れ又は温度若しくはその双方を変えることによって行われ得る。代替的に、第２の温度制御は、パイプの内壁層の第２の壁部分が冷却プラグの上を通過する際に冷却プラグに作用するヒータによって行われ得る。
【００１１】
本発明のさらなる好ましい特徴として、冷却プラグ自体が、真空制御及び温度制御の双方がそれぞれにて行われる複数のプラグ部を有することができる。これらの真空制御及び温度制御は、いずれの特定の壁部すなわち第１の壁部分又は第２の壁部分がそれぞれの冷却プラグ部の上に位置するかに従って行われる。
【００１２】
本発明の上記及び他の利点並びに特徴は、本発明の好ましい実施形態によってより詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［本発明の好ましい実施形態による詳細な説明］
図１は、全体的に１で示したパイプ成形装置を示す。この装置は押出機３を含み、この押出機は、ダイ工具５を介して装置１の移動金型トンネル（全体的に１１で示す）に溶融プラスチックを供給する。金型トンネル１１は、無端ベルトの周りに沿って移動する移動金型ブロック部７及び９により形成される。これらの金型ブロック部は金型トンネル１１を移動する際に互いに閉じ合う。
【００１４】
図面のうち図２は、金型ブロック部７及び９が様々な輪郭形状を有する内面を有することを示す。より詳細には、金型ブロック部のうち一部はほぼ正弦波形の輪郭形状（全体として１３で示す）を有する。金型ブロック部のうち他のものは、より広がった輪郭面領域１５を有するものもある。金型ブロック面の正弦波形の輪郭は、より開いた輪郭面領域１５の両側に与えられていることに留意されたい。
【００１５】
図２はまた、ダイ工具５が一対の溝路１７及び１９を有することを示す。これら溝路は、押出機３から溶融プラスチックを受け取り、その溶融プラスチックを、ダイ工具５を介して金型ブロック部７及び９の内面に供給する。
【００１６】
溝路１７及び１９の下流には、全体的に３５で示した冷却プラグが設けられる。
【００１７】
図４〜図７は、図３のダイ工具を用いて形成されるパイプ壁２１を示す。このパイプ壁は第１の壁部分及び第２の壁部分を有する。第１の壁部分は、波形外壁層２３の谷間（trough：トラフ）に固定された平滑で平らな内壁層２５で形成される。波形２３間の平滑な内壁層２５で形成される壁部分は、金型ブロック部の面の輪郭領域１３で成型される。
【００１８】
第２の壁部分は、ベル継手２７を含む。このベル継手では、パイプの内壁層及び外壁層が互いに連続的に固定される。ベル継手は金型ブロック部７及び９の面領域１５内に成型される。
【００１９】
当該技術分野において既知のように、溶融プラスチックは、通路１７を通って波形１３に直接供給されるとともに、金型ブロック面のベル形成部分１５にも直接供給される。吸引を用いて、溶融プラスチックを金型ブロック面のこれら領域に引き出すのに役立たせることができる。これにより、パイプ壁の外層が形成される。
【００２０】
パイプ壁の内層を形成するために、溶融プラスチックが通路１９を通って波形１３の底面に供給され、パイプの外壁層内に形成されるベル継手の内面にさらに供給される。このようなパイプ形成法は産業界で既知である。
【００２１】
本発明の重要点は、図面のうち図３〜図７を参照することで最もよく見られる冷却プラグ３５の制御にある。
【００２２】
パイプ壁が冷却プラグに対していかに形成されるかを最もよく説明するために、上述の第１の壁部分をパイプ本体と呼ぶことにする。ベル継手部分をその名称で呼ぶことにする。
【００２３】
図面のうち図４に最もよく見られるように、パイプの本体部分、より詳細にはパイプの本体部分の内壁層は、冷却プラグの上を移動するとともに冷却プラグの外面と直接接触する。より詳細に後述するように、冷却プラグは、好ましくは冷水によって冷却される。冷水の温度は、パイプ壁のプラスチックに損傷を与えることなく冷却プラグが硬化するようなレベルである。冷水の温度を決定するには、パイプ壁のプラスチックの補償すなわち冷却オフセット作用を考慮に入れねばならない。換言すれば、パイプの第１の壁部分は、冷却プラグと直接接触するため、また、冷却プラグに達したときに本質的に溶融状態にあるため、冷却プラグを加熱させる傾向がある。したがって、冷却プラグのパイプ壁の加熱作用を無効にするため又は補償するために、冷水は比較的低い温度に設定される。
【００２４】
したがって、上述から理解されるように、不所望な過度のプラグ冷却を防止するために第１の壁部分が温度制御部を提供する。
【００２５】
次に、図６を図４と比較する。図６では、冷却プラグ３５の第１の又は上流の端がパイプ壁のベル継手で形成されている第２の壁部分と接触していないことが分かるであろう。しかしながら、冷却プラグの下流端は依然としてパイプ壁に直接接触している。
【００２６】
図６の位置において、従来のパイプ形成装置の冷却プラグの上流端は許容不可能な低温に下がるが、この理由は、いかなるオフセット熱（offsetting heat）も冷却プラグの表面に直接加えられずに同レベルに冷却され続けるからである。このため、継手ベルは冷却プラグの上流端から外向きに離隔している。冷却プラグ上へのパイプ壁からの輻射熱がいくらかある場合もあるが、パイプ壁からのこの輻射熱は冷却プラグの上流端を所望の動作温度に保持するには十分ではない。
【００２７】
本発明以前に通常遭遇する過度の冷却により、直前に述べた冷却プラグの上流端では、パイプ壁、より詳細には、継手部分のすぐ後に続くパイプ壁本体は、冷却プラグのうち、プラスチックと直接接触しない部分によって不利に過冷却される。本体部分のプラスチック材料のこのような過冷却により、ベル継手の後に続くパイプ本体部分の少なくとも第１の波形又は第２の波形の硬化、さらには割れが生じることになる。これは最終的に廃棄物となるため、パイプからの切除が必要となる。
【００２８】
本発明によれば、第２の温度制御手段を設けて、パイプ壁が冷却プラグと直接接触していないときに、すなわち、ベル壁部分が冷却プラグの上を移動しているときに、冷却プラグの過度の冷却を防止するようにする。
【００２９】
第２の制御手段は多くの種々の形態をとることができる。例えば、第２の制御手段は、冷却プラグに対して冷水の流れを調節する水流量調節器とすることができる。流量が低い場合、冷却プラグはさほど迅速には冷却されないか、又はこのような低温には冷却されない。
【００３０】
第２の温度制御部はさらに、冷却プラグがパイプ壁と直接接触していないときに通常の冷水よりも高温の水を冷却プラグのコイルに流入させる水温調節器とすることができる。
【００３１】
さらなる代替形態として、第２の温度制御部は、冷却プラグの周りに外向きに位置するバンドヒータ等の外部ヒータとすることができる。このバンドヒータが冷却プラグに熱を与えることになる。外部ヒータは、溶融プラスチック及びパイプ壁と冷却プラグの外面との直接接触がない場合にのみ動作可能である。
【００３２】
図４〜図７は、本発明による温度制御下の冷却プラグの種々の一連の動作を示す。図４では、冷却プラグ３５の外面全体がパイプ壁の第１の壁部分と接触している。壁のベル継手部分２７は、冷却プラグに対してパイプ製造方向の上流に位置する。
【００３３】
図４の冷却プラグは、冷却プラグの全長にわたって通常の冷却温度の冷却水（chilling water）を受け取る。
【００３４】
図５では、冷却プラグの外面全体は依然としてパイプの第１の壁部分のプラスチックと直接接触したままである。しかしながら、ベル部分２７は、冷却プラグの上をすぐに移動できる位置に接近している。この位置は、第２の温度制御部が冷却プラグの上流端で動作を開始する位置である。冷却プラグの上流端での冷却の焼戻し効果は、必ずしも即座に所望の成果を見せるのではなく、ベル継手２７が図６の位置に達すると効果を見せ始める。この位置では、ベル継手は冷却プラグの下流端に接近しており、この下流端で第２の温度制御部の制御を直ちに受けることになる。
【００３５】
上記の結果として、パイプ壁が図７の位置に達すれば、冷却プラグの上流端は過度の冷却温度まで下がっていることはないであろう。したがって、ベル継手部分２７の上流にすぐ隣接するパイプ壁の第１の壁部分は、プラグの上流端によって過度に冷却されることはない。
【００３６】
また、図７の位置では、第２の温度制御部はプラグの上流端にて停止され、この上流端は、第１の温度制御、すなわち、パイプ壁のプラスチックによって冷却プラグの上流端に直接加えられる熱を再び受ける。
【００３７】
図７の位置では、ベル継手２７の後に続くパイプ本体が冷却プラグの全長を完全に覆うまで、冷却プラグの下流端は依然として第２の温度制御部の影響下にある。パイプ壁がこの位置に達すると、パイプ壁からプラグに伝達する熱によって行われる第１の温度制御部の制御下でプラグ全体（の温度が）が十分に下がる。
【００３８】
より詳細に後述するように、冷却水は冷却プラグのコイルを常に循環し続けることに留意されたい。しかしながら、冷却プラグに導入される水の温度は、図面のうち図４〜図７に示す種々のパイプ壁の位置において様々であり得る。
【００３９】
図面のうち図３は、冷却プラグ３５の好ましい実施形態の構成を示す。この構成では、冷却プラグは、第１の上流部３７及び第２の下流部３９を有する。流体搬送コイル４１はプラグ部３７に巻き付けられ、流体搬送コイル４３はプラグ部３９に巻き付けられる。コイル４１及び４３は互いに入り組まない（do not feed）。
【００４０】
ダイ工具５の上流端には冷水チラー５１が設けられている。ポンプ５３は、冷水チラー５１から水を引き出し、ダイ工具を介して冷却プラグ３５へ水を強制的に流し込む。
【００４１】
ポンプ５３は第１の流れライン５９及び第２の流れライン６９に水を送り込む。水流量制御弁５７は、ライン５９の上流端に設けられ、水流量制御弁６７はライン６９の上流端に設けられる。
【００４２】
図３に見られるように、流れライン５７はプラグ部分３７の水入口６１に水を送り込む。この入口６１はプラグ部３７の周りに巻き付くコイル４１に注ぎ込む。
【００４３】
ライン５９からの水が螺旋状に巻かれたコイル４１を通過し終えると、水出口６３によりこれらのコイルから出る。水出口６３は、戻りライン６５を介してチラー５１に戻る。
【００４４】
制御弁６７を通過してライン６９に沿って供給された水は、水入口７１に送り込まれる。この入口は、冷却プラグ３５の第２のプラグ部３９の連続的に巻き付けられた螺旋状コイル４３に注ぎ込む。コイル４３を通過し終えた水は戻りライン７５につながる水出口７３のそばの第２の冷却プラグ部に出る。戻りライン７５はチラー５１に水を搬送し戻す。
【００４５】
上述から理解されるように、チラーと冷却プラグの第１のプラグ部及び第２のプラグ部の双方との間に連続的な水流がある。チラーから冷却プラグ部に送り込まれる水は、最初は非常に低温であろう。しかしながら、この水は、２つの冷却プラグ部における螺旋状コイルを移動する際に徐々に温まる。これは、冷却水がパイプ壁の溶融プラスチックによって受ける熱のためである。第２の温度制御部が冷却プラグの外部にヒータを備える場合では、このヒータは、冷却プラグ部の水を温める傾向も高くなるであろう。この水は次いで、チラーに戻らなければならず、このチラーにおいて水の温度を下げてから、冷却プラグ部に戻される。
【００４６】
例えば、パイプ壁が図５の位置にある状態で図３の構成（setup）を用いる場合、ライン５９に沿って第１の冷却プラグ部３７に送り込む弁５７は、プラグ部３７への冷却水の流れを減らすように調節される。これは、ベル２７が冷却プラグ部３７に移動する直前になされる。冷却プラグ部３９への水流は、パイプ壁が図５の位置にあれば通常の動作で流れ続けるであろう。
【００４７】
パイプ壁が図６の位置に達し、図３の構成を再び用いると、弁５７は第１の冷却プラグ部３７への冷却水の流れを減らすように調節された位置にあるままとなる。それと同時に、弁６７は、冷却プラグ部３９への冷却水の流れも減らすように調節される。このような調節は、継手ベル２７が冷却プラグ部３９に移動する直前に行われる。
【００４８】
パイプ壁が図７の位置に達すると、弁５７はプラグ部３７への冷却水の通常の流れを再開するように順流位置に調節される。弁６７は、継手部分２７がプラグ部３９の上にある間は流れを減らす位置にあるままとなる。
【００４９】
パイプが図４の位置に戻ると、弁５７及び６７の双方は、冷却プラグ部の双方の全外面とパイプ壁との直接接触を補償するのに十分な冷却を行う全開位置に調節されるであろう。
【００５０】
本発明の別の特徴は、冷却プラグ部３７の真空スリット４５及び冷却プラグ部３９の真空スリット４７を設けていることに見られる。これら真空スリットは２つの別個の真空源に接続される。真空を用いて冷却プラグの外面にパイプ壁の第１の壁部分を保持する。しかしながら、冷却プラグ部のうち一方の上の位置に連結ベルが移動すると、当該一方の冷却プラグ部に対する真空引きは停止される。これは、第２の温度制御部の作動とともに行われて、冷却プラグの当該一方の冷却プラグ部の過度の冷却を防止する。
【００５１】
また、パイプ壁が図４の位置にある場合、例えば、十分な真空及び十分な冷水流の双方が両プラグ部に与えられる。パイプ壁が図６の位置にある場合、真空引きは第１のプラグ部にて停止され、第１のプラグ部は第２の温度制御部の制御を受ける。図６のパイプ壁の位置では、真空引きがなおも第２の上流プラグ部にて引き続き行われる。また、このパイプ壁位置では、第２の上流プラグ部３９は、パイプ壁からの熱によって行われる温度制御下に引き続き置かれる。
【００５２】
パイプ壁が図７の位置に達すると、真空引きは上流プラグ部３９にて停止され、第２の温度制御部が第１の温度制御部に代わって上流プラグ部の過度の冷却を防止するように引き継ぐ。
【００５３】
図７の位置では、真空引きは上流プラグ部３７にて再び行われ、第２の温度制御部は停止される。パイプ壁から第１のプラグ部３７へ直接到来する熱によって行われる第１の温度制御を用いて、このプラグ部が過度の低温に下がることを防止する。
【００５４】
図８に示す冷却システム１００は、二段冷却プラグ１０４の冷却を制御するのに用いられる。この冷却プラグは第１の段１０６及び第２の段１０８を有する。冷却供給ライン１０２は、第１の段制御弁１２４を通過した後で第１の段供給ライン１１０に冷却流体を供給する。第２の段供給ライン１１４は供給ライン１０２の温度制御弁１２４の上流に接続される。第２の段冷却プラグ１０８は、この場合では戻りライン１１６に連結して示す第２の段制御弁１２６を有する。
【００５５】
第１の段冷却プラグ１０６は、第１の段冷却プラグの温度に関するフィードバックを第１の段制御弁１２４に提供する温度センサ１２０を有する。第２の段温度センサ１２２は、第２の段制御弁１２６を制御するためのフィードバックを提供する。コントローラ１１８は、温度センサシングルスを受け取り、弁１２４及び弁１２６を適切に制御する。
【００５６】
図８に示す構成を用いれば、第１の段冷却プラグ１０６及び第２の段冷却プラグ１０８の正確な温度制御が達成される。これらシステムの双方を用いれば、特に押出される製品について温度を許容可能な範囲内に維持することができる。上記の構成を用いれば、製品に損傷を与えずに製品の所望量の冷却を行うように第１の段の正確な制御が達成される。過度の冷却は製品を脆くするが、一部の制御冷却により製品を冷却することが可能であり、これは焼戻しプラスチックと呼ばれる。図８に示す構成を用いれば、押出機は初期製品を損耗させずにはるかに高速に製品を形成することが可能である。このことは、制御冷却により可能であり、温度フィードバック構成及び２つの制御弁１２４及び１２６の制御により高精度に可能である。
【００５７】
代替的なシステムを図９に示す。ここでもまた、冷却プラグは第１の段冷却プラグ１３１及び第２の段冷却プラグ１３３を有する。温度センサ１４０は第１の段冷却プラグ１３１と連結されている。十分に後述するように、図９のシステム１３０は第１の段冷却、及び第２の段冷却プラグ１３３の一般冷却に対し正確な制御を行う。
【００５８】
システム１３０は、チラーの一部であるリザーバ１３２を有する。リザーバ１３２は、所望の温度で冷却媒体を維持するのに用いられる。基本的に、冷却媒体は第１の冷却プラグ１３１を介して圧送され、それにより、第１の段冷却プラグが本質的にリザーバの温度にあるとともにその温度に維持される。リザーバ１３２は自身のセンサ１４２を有し、このセンサ１４２はコントローラ１４４によって用いられて、供給ライン１４８を介して熱交換コイル１５０に供給される冷却水の量を変える。コイル１５０を通る流れの量は制御弁１６０によって調節される。したがって、制御弁１６０は温度センサ１４２及び／又は温度センサ１４０によって調節され、それにより、リザーバの温度が所望の設定温度に維持される。よって、操作者はリザーバの温度を設定することができ、このリザーバの温度が第１の段冷却プラグ１３１の温度を効果的に決定する。この構成を用いれば、冷却プラグは所望の温度に維持され、冷却プラグを介して圧送される流体の量により、押出製品に対し行われる冷却が冷却プラグの温度を実質的に変えないことが保証される。製造される製品の形状によるいかなるばらつきも、冷却プラグの温度に有害な変化を生じさせない。この構成を用いれば、操作者は、冷却プラグ１３１の所望の温度を比較的狭い範囲内に設定するとともにその温度に維持することができる。この構成を用いれば、用いられる製品の焼戻しは、製品が第１の段の上を通過する際に達成され、製品が効果的に焼戻しされると、第２の段冷却プラグ１３３によって製品から熱を引き続き除去することが可能である。第２の段の実際の温度の制御はさほど決定的に重要ではなく、この場合では第２の段に対する冷却は供給ライン１４８へ分岐させて（tapping）、第２の段の冷却プラグ１３３の供給ライン１５４用の冷却源を与えることによって行われる。第２の冷却プラグ用の戻りラインは１５６として示され、排出ライン１５２に分岐する。
【００５９】
図９に示す構成を用いれば、第１の段冷却プラグの正確な制御により、第２の段での一般冷却が可能となるとともに、製品の優れた制御が可能となる。この構成はまた、押出される初期製品に損傷を与えずに押出機を迅速に設置させるのにも適している。さらに、制御装置は、押出機の変化、製品速度の変化、周囲温度等のような他の環境条件に良好に応答する。このことは、図８のシステムにもあてはまるが、図８では、第２の段冷却プラグ１０８の追跡により、さらなる制御が達成される。
【００６０】
本願に記載されているシステムは、押出機のための制御システム全体を示す。第１の段冷却プラグ及び第２の段冷却プラグの冷却の別個の監視をこのように行うことができることは、レトロフィット（retro-fit：改良）用途においても有利である。理解されるように、図１０の二段冷却プラグに対応する長さを有する一段冷却プラグは、二段冷却プラグ１７０で代えることができる。このような二段冷却プラグは、図８及び図９の制御システムのいずれかとともに用いることができる。
【００６１】
押出機によっては、おそらく一段冷却プラグしか必要なく、冷却プラグ１７２を挿入することができる。この場合では、図８に記載されている温度制御部、又は図９の温度制御部を第１の段に用いることができる。冷却プラグの長さの変化は、必要であれば冷却プラグ１７２の下流部分でフィルインプラグ（fill-in plug）を使用することによって調節することができる。
【００６２】
図８及び図９に示す冷却プラグは、プラグ間で伝達される熱の量を減らすように互いに依存し合うことが好ましい。所望であれば、プラグは、プラグ間の伝熱をさらに減らすように接合部に追加的な構造を有することができる。基本的に、第１の段及び第２の段へのプラグの分断（breaking）により、所望であればプラグ間に部分的な熱破壊をもたらすことができるようにすることがまさに可能である。
【００６３】
先の図は第１の段及び第２の段と関連付けられた制御弁の変形形態を示す。製造される製品の形状に従って。製品の形状が分かっていれば、それを踏まえて所望の程度の冷却を達成するように制御弁を調節することができる。図８及び図９では、冷却プラグと関連付けられた温度及び／又は排出ラインにおける流体の温度の検知をフィードバック機構として用いて、制御弁の位置を変えることができる。このシステムでは、制御弁は所望の程度の冷却を達成するのが非常に迅速であるため、押出される製品を知っておく必要はない。図９のシステムでは、リザーバは所望の温度にて流体の冷却を行うように制御され、第１の段プラグに供給される流体の量は、押出される製品の形状が変わることによってあまり大きな影響が及ぼされないようなものである。このようなシステムは、製造される初期製品に対して、また、製造プロセスの際に生じるいかなる変化に対してもより許容性がある。
【００６４】
上述のシステムを用いれば、冷却プラグの過冷却が回避され、そのため、冷却プラグの温度は、製品を過度に冷却させるとともに製品に損傷を与える可能性があるほどに大きくは変化しない。製品に損傷を与えるこのような可能性は、第１の段冷却に関して多く示され、通常、第２の段冷却は、製品に損傷を生じさせる広範の温度変化を受けにくい。特定の用途及び製造される製品のタイプによっては、本願に記載の第２の段の制御も望ましい。
【００６５】
本発明の種々の好適な実施形態を詳細に説明してきたが、本発明の精神又は添付の特許請求の範囲から逸脱することなく変更形態を行うことができることが当業者には理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の好ましい一実施形態によるパイプ成形装置全体の側面図である。
【図２】図１のパイプ成形装置の金型トンネル内の断面図である。
【図３】図１の装置からのダイ工具及び冷却プラグアセンブリを示す概略図である。
【図４】図３に示すダイ工具の上での、図１の装置に形成されているプラスチックパイプの種々の段階移動のうちの１つを示す図である。
【図５】図３に示すダイ工具の上での、図１の装置に形成されているプラスチックパイプの種々の段階移動のうちの１つを示す図である。
【図６】図３に示すダイ工具の上での、図１の装置に形成されているプラスチックパイプの種々の段階移動のうちの１つを示す図である
【図７】図３に示すダイ工具の上での、図１の装置に形成されているプラスチックパイプの種々の段階移動のうちの１つを示す図である
【図８】流量制御弁を制御する温度フィードバックシステムの部分的な概略図である。
【図９】代替的な一実施形態の部分的な概略図である。
【図１０】代替の一段又は二段冷却プラグの図である。
【図１１】制御された一段冷却プラグの図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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