CZ226498A3 - Zařízení pro tvarování vstřikováním - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro tvarování vstřikováním, zejména gumy, kaučuku nebo podobných zpracovávaných materiálů, jako elastomerů, termosetů a zesíúovatelných polymerů.

Dosavadní stav techniky

EP 0 287 001 Al zpracovávaných látek výstup extruderu, a se týká zařízení pro vstřikování s piastifikační jednotkou, mající se vstřikovací jednotkou, která má vstřikovací píst a vstřikovací kanál s výstupním otvorem.

Pro plnění piastifikační vstřikovací j ednotky vstřikovacího pístu.

se výstup extruderu s výstupním otvorem vstřikování se výstup j ednotky spoj í Pro proces extruderu oddělí od výstupního otvoru a vstřikovací kanál se spojí s tvarovacím nástrojem.

DE 91 10 240 U1 popisuje zařízení pro tvarování vstřikováním, u kterého je piastifikační jednotka pevně spojena s vstřikovacím pístem, skrze který prochází plnící kanál, který vede do vstřikovacího válce. Konec odvrácený od vstřikovacího válce je spojen s výstupem extruderu piastifikační jednotky. Ústí plnícího kanálu se nachází na špičce kuželovité vytvořeného volného konce vstřikovacího pístu. Plocha dna vstřikovacího válce je tvořena vložkou a

72809 (72809a)

má kuželovitý tvar odpovídající tvaru volného konce vstřikovacího pístu, přičemž výstupní otvor ve vložce lícuje s ústím plnícího kanálu ve vstřikovacím pístu. Pro plnění vstřikovací jednotky se výstupní otvor uzavře uzavíracím hradítkem a zpracovávaný materiál se přivádí od plastifikační jednotky přes výstup extruderu plnícím kanálem do vstřikovacího válce, přičemž se vstřikovací píst příslušně pohybuje. Poté se uzavírací hradítko zatáhne zpět a vstřikovací jednotka se spojí s tvarovacím nástrojem. Pak se vstřikovací píst zasune do vstřikovacího válce, přičemž se zpětný ventil v plnícím kanálu zatlačí do uzavřené polohy a zpracovávaný materiál ze vstřikovacího válce se tlačí do dutiny formy nástroje. Když je vstřikovací píst zcela zasunut ve vstřikovacím válci, je ústí plnícího kanálu ve spojení s výstupním otvorem. Po určité době se vstřikovací jednotka od tvarovacího nástroje oddělí, přičemž se vytáhne zvulkanizovaná část ze vstřikovacího kanálu.

Podstata vynálezu

Vynález je založen na úkolu zhotovit zařízení pro tvarování vstřikováním, které by bylo jednoduché na obsluhu. Tento úkol je řešen znaky patentových nároků.

Zařízení pro tvarování vstřikováním podle vynálezu má zejména vstřikovací jednotku, která obsahuje vstřikovací válec a v něm pohyblivý vstřikovací píst. Vstřikovací válec je plnitelný prostřednictvím plnícího kanálu s alespoň jedním ústím. Vstřikovací válec je vyprázdnitelný prostřednictvím výstupního otvoru. Ústí plnícího kanálu je od výstupního otvoru prostorově a/nebo tepelně odděleno. To má tu výhodu, že při spojení vstřikovací jednotky • · · · • · · • · · « φ · • · s tvarovacím nástrojem není zpracovávaný materiál, přítomný v plnícím kanálu, ovlivněn příliš vysokou teplotou. Zejména se tak může kontrolovat zvulkanizování zpracovávaného materiálu ve výstupním otvoru. Při odpojení vstřikovací jednotky od tvarovacího nástroje se zpracovávaný materiál zvulkanizovaný na výlisku s ním z výstupního otvoru vytáhne. Výstupní otvor je tak prostý zbytků. Zejména je bezpečně zamezeno naplnění částečně zvulkanizovaných zpracovávaných látek do tvarovacího nástroje při následujícím vstřikovacím cyklu. Zařízení pro tvarování vstřikováním podle vynálezu tak dovoluje jednodušší obsluhu.

S výhodou má vstřikovací píst a vstřikovací válec vždy alespoň jednu těsnící plochu, které jsou v zasunuté poloze vstřikovacího pístu ve vzájemném záběru. To má tu výhodu, že zasunutím vstřikovacího pístu je dosaženo utěsnění ústí plnícího kanálu proti výstupnímu otvoru ve vstřikovacím válci. Tím způsobem je zajištěno, že zpracovávaný materiál, dosahující v plnícím kanálu až k ústí, je spolehlivě oddělen od zpracovávaného materiálu v tvarovacím nástroji. Dále se v následujícím plnění vstřikovacího válce získá přesně dávkované množství zpracovávaného materiálu.

V závislosti na zpracovávaném materiálu se teplota v oblasti plnícího kanálu řídí s výhodou tak, že je spolehlivě zamezeno vulkanizaci zpracovávaného materiálu, přítomného v plnícím kanálu. Při spojení zařízení pro tvarování vstřikováním s vstřikovacím nástrojem dochází v oblasti všech míst styku mezi tvarovacím nástrojem a vstřikovacím válcem a mezi vstřikovacím válcem a vstřikovacím pístem k přestupu tepla. V jednom provedení se teploty s výhodou řídí tak, že tvarovací nástroj má teplotu asi 180 °C, vstřikovací válec v oblasti výstupního otvoru má teplotu asi 120 °C, a • · · ·

vstřikovací píst v oblasti plnícího kanálu má teplotu asi 80 °C. Řízení teploty se >provádí pomocí vhodného ohřívání nebo chlazení, přičemž přestupu tepla, jakož jednotlivých součástí.

se berou v úvahu odpory proti i hodnoty tepelné vodivosti

Zvláště výhodně je volný konec vstřikovacího pístu vytvořen jako zužující se špička, a plocha dna vstřikovacího válce má doplňkový tvar. Přitom vrcholek špičky vstřikovacího pístu s výhodou vyčnívá do výstupního otvoru. Tím je výhodně dosaženo toho, že při zasunutí vstřikovacího pístu se náplň přítomná ve vstřikovacím válci úplně vytlačí přes výstupní otvor, a zvláště výhodně se zpracovávaný materiál ve výstupním otvoru alespoň částečně vyrazí.

S výhodou je dále ústí plnícího kanálu v zužující se oblasti vstřikovacího pístu uspořádáno v odstupu od špičky.

Ve výhodném vytvoření vynálezu je volný konec vstřikovacího pístu vytvořen kuželovitý a plocha dna vstřikovacího válce má doplňkový kuželovitý tvar, přičemž výstupní otvor je uspořádán v oblasti špičky. Současně je ústí plnícího kanálu uspořádáno v plášťové ploše kuželovitého konce.

S výhodou je na volném konci vstřikovacího pístu uspořádána vložka. Tato vložka tvoří alespoň jednu část zužujícího se volného konce vstřikovacího pístu. To má tu výhodu, že vložka je vyrobitelná z jiného materiálu než vstřikovací píst. Vložka dále může být vyrobena a opracována zvlášť. Vložka je vyrobena s výhodou z tepelně izolačního materiálu. Dále je výhodné, když má vstřikovací válec v oblasti dna vložku hubice s výstupním otvorem, který je s výhodou proveden jako tepelně izolující. Materiálem pro vložku hubice je s výhodou chrómniklová ocel jako V2A, V4A nebo keramika ze slinutých materiálů. To má tu výhodu, že při spojení vstřikovací jednotky s tvarovacím nástrojem je přerušeno nebo alespoň sníženo vedení tepla z výstupního otvoru k plnícímu kanálu a zejména k jeho ústí.

Podle dalšího vytvoření vynálezu je ve vstřikovacím pístu uspořádán šnek extruderu, s výhodou v axiálním směru. Dále je výhodné, když je mezi šnekem extruderu a plnícím kanálem uspořádán zpětný ventil, který se' uzavírá s výhodou samočinně, když je tlak ve vstřikovacím válci vyšší než v oblasti šneku extruderu.

Zpětný ventil je s výhodou uspořádán mezi zadním koncem vložky a volným koncem šneku extruderu. Toto uspořádání má tu výhodu, že plnící kanál ve vstřikovacím pístu má malou délku a odpovídá v podstatě délce vložky, a že zpětný ventil je snadno přístupný odstraněním vložky.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude detailněji objasněn za pomoci příkladu a výkresů, na kterých představuje obr. 1 výhodné provedení vynálezu při plnění vstřikovací jednotky, obr. la detail z obr. 1, obr. 2 výhodné provedení jako na obr. 1 při plnění tvarovacího nástroje, « « • · • · · · obr. 2a detail z obr. 2, obr. 3 výhodné provedení jako na obr. 1 po odpojení vstřikovací jednotky a otevření formy, obr. 3a detail z obr. 3.

Příklady provedení vynalezu

Na výkresech jsou stejné součásti označeny stejnými vztahovými značkami.

Výhodné provedení vstřikovacího zařízení obsahuje vstřikovací jednotku 1, která sestává v podstatě ze vstřikovacího válce 20 . a v něm pohyblivého vstřikovacího pístu 10. uspořádána pístu 10 s vložkou ie má

Na volném konci vstřikovacího vložka 16. Volný konec spolu kuželovitý tvar. Ve vložce je vytvořen plnící kanál 12 s rozvětvením z jednoho vstupu do tří výstupů. Ústí 14 tří výstupů jsou umístěna v odstupu od špičky a jsou rozdělena v odstupech 120° po obvodu plášťové plochy vložky.

Vstřikovací válec 20 je vytvořen v podstatě jako dutý válec, na jehož volném konci je uspořádána hubice 25. V hubici 25 je uspořádána vložka 26 hubice, které obě mají ve směru do vnitřního prostoru válce kuželovitou plochu, která je doplňková ke kuželovité špičce vstřikovacího pístu. Ve vložce 26 hubice je vytvořen vstřikovací kanál 22 s výstupním otvorem 24 . Vložka 26 hubice je zasazena svou horní částí do hubice 25 s výhodou pomocí šroubů. Tak je vytvořeno dobré tepelně vodivé spojení s hubicí 22. Hubice • · · ·

• * · · • · ·

9 kanálů až 80 °C.

volně ven.

hubice má rozšiřuj ící se pomocí temperovací kapaliny v systému udržuje, podle nastavení,· v rozmezí teploty 70 Spodní část vložky 26 hubice vyčnívá z hubice 25 V oblasti volně vyčnívající části vložky vstřikovací kanál 22 směrem ven se kuželovité difuzorový úsek.

V alternativním provedení (neznázorněném) jsou dutý válec a hubice vytvořeny jako jeden kus. V ostatním je konstrukce shodná s výše popsaným uspořádáním.

Vstřikovací píst 10 je pohyblivý uvnitř vstřikovacího válce 20 pomocí pohonu (neznázorněného) mezi zataženou polohou a vysunutou polohou, ve které je kuželovitý konec vstřikovacího pístu ve styku s kuželovitou plochou hubice popř. vložky hubice.

Ve vstřikovacím pistu 10 je uspořádána plastifikační jednotka 5- Plastif ikační jednotka 5 sestává v podstatě z dutého válce 32 . uspořádaného axiálně ve vstřikovacím pístu 10. a uvnitř něho uspořádaného šneku 30 extruderu. V oblasti zadního konce šneku extruderu se nachází vstup 34 extruderu, a v oblasti volného konce výstup 36 extruderu. Šnek extruderu je poháněn neznázorněným pohonem.

Mezi výstupem 36 extruderu a zadním koncem vložky 16 je uspořádán zpětný ventil 4 0 . Ve znázorněném případě sestává zpětný ventil z kuličky, která uzavírá výstup extruderu, jakmile tlak ve vstřikovacím válci překročí tlak v extruderu. Ve zbývajícím směru je průchod volný.

Tvarovací nástroj 5. sestává ze dvou částí, které sestaveny tvoří dutinu 52 formy. Dutina 52 formy je • · · · • · · · • · plnitelná prostřednictvím vstřikovacího otvoru 5A- V horní části tvarovacího nástroje je uspořádáno vybrání 77, do kterého se může zasunout vstřikovací jednotka 1.

Výhodné provedení má dále uzavírací hradítko 60 . pomocí něhož je uzavíratelný výstupní otvor 24 vstřikovacího válce 20. Uzavírací hradítko obsahuje uzavírací destičku 62. která je za pomoci pístu 64 pohyblivého ve válci 66 pohyblivá sem tam v podstatě kolmo k osovému směru vstřikovacího pístu.

Dále bude za pomoci výkresů blíže objasněna funkce vstřikovacího zařízení podle vynálezu.

Na obr. 1 a la je výstupní otvor uzavřen tím, že uzavírací destička 62 těsně přiléhá na vnější stranu vložky 26 hubice. Uvedením pohonu šneku 30 extruderu do chodu se zpracovávaný materiál 7 vede přes vstup 34 extruderu k výstupu 36 extruderu a odtud plnícími kanály 12 do vstřikovacího válce 27- Současně se vstřikovací píst 10 pomocí příslušného pohonu a/nebo nárůstem tlaku ve vstřikovacím válci 27 zatahuje. Přitom se do vstřikovacího válce 20 naplní tolik zpracovávaného materiálu 1, kolik je ho třeba pro následující vstřikovací cyklus.

Na obr. 2 a 2a se nachází uzavírací hradítko 60 v zatažené poloze. Vstřikovací jednotka 1 je zasunuta do vybrání 56 tvarovacího nástroje 7 a spojena s tvarovacím nástrojem 2. Vstřikovací kanál 22 je ve spojení se vstřikovacím otvorem 54 . Úplným zasunutím vstřikovacího pístu 10 do vstřikovacího válce 20 se zpracovávaný materiál úplně vtlačí do dutiny 52 formy. Během zasouvání vstřikovacího válce utěsňuje zpětný ventil 40 plnící kanál 12 proti výstupu 36 extruderu. V úplně zasunuté poloze tu· vstřikovacího pístu dosedá kuželovitý konec vstřikovacího pístu kuželovitý konec vstřikovacího pistu na kuželovité vybráni hubice 25 . Zejména dosedá špička vložky těsně na vložku 26 hubice. Tak je zpracovávaný materiál 7 přítomný v plnícím kanále 12 plně oddělen od zpracovávaného materiálu 70. 71 ve vstřikovacím kanálu 22 popř. v dutině 52 formy.

Na obr. 2a jsou udány teploty T_x, T₂ a T₃. Teplota Ti odpovídá v podstatě teplotě vhodné pro plastifikaci zpracovávaného materiálu. S výhodou je teplota Ti 60 až 90 °C, zvlášť, výhodně 70 až 80 °C.

Teplota T₃ odpovídá v podstatě teplotě vhodné pro vulkanizaci zpracovávaného materiálu ve tvarovacím nástroji. Tato teplota leží s výhodou v oblasti 160 až 180 °C. Teplota T₂ leží mezi teplotou T₃ a teplotou T₃. S výhodou činí asi 120 °C. Řízení teploty v oblasti vstřikovacího válce a vstřikovacího pístu zejména v oblasti plnícího kanálu slouží k nastavení teploty Ti. V popsaném příkladě má vstřikovací píst 10 systém 38 kanálů, kterým je vedeno médium o určité teplotě. Dále vykazuje vstřikovací válec systém 39 kanálů kterým je vedeno stejné nebo jiné médium s vhodnou teplotou. Teplota tvarovacího nástroje T₃ se řídí pomocí topných desek 57. které jsou uspořádány vždy na spodní straně spodního dílu 58 formy a na horní straně horního dílu 5 9 formy. Na vnějších plochách topných desek 57 je uspořádáno vždy několik desek, které mají kromě jiného tepelně izolační vlastnosti. Tím, že horní část vložky hubice má dobré tepelně vodivé spojení s hubicí 25. přičemž spodní část vložky 26 hubice volně vyčnívá z vložky 25. je dosaženo toho, že při dostatečně dlouhé době prodlení spodní části hubice 26 na desce 59 (T₃) hmota nacházející se ve vstřikovacím kanálu 22 dostatečně zvulkanizuje a při

zvednutí vložky 26 ústí z desky 5 9 se vytáhne ze vstřikovacího kanálu. Vstřikovací kanál je tím volný pro následující cyklus vstřikování. Teplota spodní části vložky ústí 26 je T₂.

Na obr. 3 a 3a je vstřikovací jednotka 1 odpojena od tvarovacího nástroje 5. a spodní část 58 formy oddělena od horní části 5 9 formy a výlisek 70 je vyjmut z formy. Na výlisku 70 je zřetelný zvulkanizovaný konec 71, který byl při oddělení částí formy vytažen ze vstřikovacího kanálu 22 popř. výstupního otvoru 24 a vstřikovacího otvoru 54. Vstřikovací kanál 22 a vstřikovací otvor 54 jsou prosté zbytků. Zařízení pro tvarování vstřikováním je k dispozici pro nový cyklus vstřikování.

Vynález má zejména tu výhodu, že při spojení vstřikovací jednotky s tvarovacím nástrojem není ovlivněn zpracovávaný materiál přítomný v plnícím kanálu. S výhodou se zpracovávaný materiál v plastifikační jednotce 1 a v plnícím kanálu 12 udržuje na plastifikační teplotě asi 70 až 80 °C. Ve tvarovacím nástroji se zpracovávaný materiál ohřeje na teplotu asi 160 až 180 °C potřebnou k vulkanizaci. Tepelným oddělením ústí plnících kanálů od výstupního otvoru je zamezeno tepelnému ovlivnění zpracovávaného materiálu, přítomného v plnících kanálech. Vložka ' 16 je s výhodou vytvořena z tepelně izolačního materiálu. Prostorovým oddělením je zamezeno vlivu teploty na zpracovávaný materiál v plnících kanálech.

Podle dalšího vytvoření vynálezu je vložka 26 hubice vytvořena tepelně izolační. Vložka 26 hubice sestává s výhodou z tepelně izolačního materiálu, s výhodou z CrNioceli jako V2A, V4A nebo keramiky ze slinutých materiálů.

Alternativně nebo navíc má vnitřní plocha vložky 26 hubice tepelně izolační povlak.

Základní myšlenka předloženého vynálezu spočívá v prostorovém a/nebo tepelném oddělení zpracovávaných materiálů v plnícím kanálu 12 a ve vstřikovacím kanálu 22. Zařízení pro tvarování vstřikováním podle vynálezu má jednoduchou a kompaktní konstrukci a je snadno obsluhovatelné.

Zastupuj e:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

• · · * • · · · • · · ·

Upravená strana • · · ·

JUDr. Miloš Všetečka - 12 advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims (15)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro tvarování vstřikováním pro gumu, kaučuk, nebo podobné zpracovávané materiály, obsahující vstřikovací jednotku, která má vstřikovací válec (20) a v něm pohyblivý vstřikovací píst (10) , přičemž vstřikovací válec je plnitelný přes plnící kanál, uspořádaný ve vstřikovacím pístu, a vyprázdnitelný přes výstupní otvor (24) ve vstřikovacím válci, vyznačující se tím, že plnící kanál (12) má alespoň jedno ústí (14) , které je tepelně odděleno od výstupního otvoru (24), a že příslušný prostředek řídí teplotu (Τχ) v oblasti plnícího kanálu tak, že je zamezeno zvulkanizování zpracovávaného materiálu (7) v plnícím kanálu.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že ústí (14) a výstupní otvor jsou prostorově odděleny.

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vstřikovací píst (10) a/nebo vstřikovací válec má alespoň jednu těsnící plochu, která v zasunuté poloze vstřikovacího pístu (10) odděluje ústí (14) od výstupního otvoru (24).

4. Zařízení podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že vstřikovací píst (10) se zužuje ke svému volnému konci a plocha dna vstřikovacího válce (20) je vytvořena doplňková, přičemž s výhodou je výstupní otvor (24) vytvořen v ploše dna tak, že vstřikovací

16 72809 (72809a) • .UpiíaveYiá.straah výstupního

- i3 - ::

• · · · píst špičkou (16) alespoň částečně vyčnívá do otvoru.

5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že ústí (14) plnícího kanálu je uspořádáno v zúžené oblasti vstřikovacího pístu (10) v odstupu od špičky (16).

6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že volný konec vstřikovacího pístu je vytvořen kuželovitý a ústí plnícího kanálu je uspořádáno v oblasti kuželovité plášťové plochy v odstupu od špičky, a plocha dna vstřikovacího válce (20) je kuželovitá a výstupní otvor (24) je uspořádán v oblasti špičky.

7. Zařízení podle některého z nároků '1 až 6, vyznačující se tím, že na volném konci vstřikovacího pístu je uspořádána vložka (16).

8. Zařízení podle nároku 7, tím, že vložka (16) je vytvořena materiálu.

vyznačující se z tepelně izolačního

9. Zařízení podle vyznačující se tím, dna hubici (25) s vložkou (24) .

některého z nároků 1 až 8, že vstřikovací válec má v oblasti (26) hubice s výstupním otvorem

10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že vložka (26) hubice je v první části v dobrém tepelně vodivém spojení s hubicí (25), a ve druhé části vyčnívá z hubice (25).

11. Zařízení podle některého z nároků 1 až 10,

16 72809(72809a) • ·« • · · · • · • · <· ·

12. Zařízení podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že příslušné prostředky řídí teplotu v oblasti výstupního otvoru (24) tak, že zpracovávaný materiál zavedený při vstřikování do tvarovacího nástroje (5) zvulkanizuje až k výstupnímu otvoru a tím se při otevření formy zvulkanizovaný materiál, nacházející se ve výstupním otvoru, spolu s vtokovým nálitkem vytáhne z výstupního otvoru.

13. Zařízení podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že vložka (26) hubice je vytvořena z tepelně izolačního materiálu a/nebo vnitřní plocha vložky (26) má tepelně izolační povlak.

14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že vložka (26) hubice nebo povlak je z chromniklové oceli jako V2A, V4A nebo z keramiky.

14 *‘Upravená*strana vyznačující tím, že teplota (T_x) v oblasti plnícího kanálu (12) zpracovávaného materiálu

80 °C.

je vhodná pro plastifikaci a s výhodou je v oblasti 70 až

15. Zařízení podle některého z nároků 7 až 14, vyznačující se tím, že vložka (16) je z chromniklové oceli jako V2A, V4A nebo z keramiky.

Zastupuj e: