FI66786C - Formsprutningsfoerfarande och -apparat - Google Patents

Description

I- -^".'1 r_, KUULUTUSjULKAISU ssnos ^ ^ UTLAGGNINGSSMIIPT 667 8 6 C (45J Patentti uyitirsUy 10 12 1984 Patent meddoiat (51) K*Jlifl«.CL B 29 F 1/10, B 29 D 23/02 SUOMI—FINLAND pi) ρ*»ηλ^-ν««λλι 800951 (22) Hikttitopihrl—AiaSMnp*« 27.03.80 ' (23) AHoifaM—GIWdkMdag 27.03.80 (41) TmWwImIHmIwI — MW»ggtWt 13.10.80

Patentti- ja rekisterihallitus M|t|[| .............μ hM|ijHHla|IMI pvm.—

Patent· och registerstyrelen ' ' Awekw w*iie<edi wdakret* peWwwi 31.08.84 (32)(33)(31) Pjrtfmr wokiw law ertertw* 12.04.79

Etelä-Afrikan Tasavalta-Sydafrikanska Republiken(ZA) 79/1782 (71) Aeci Limited, 161h Floor, Office Tower, Carlton Centre, Commissioner Street, Johannesburg, Transvaal, Etela-Arfikan Tasavalta-Sydafrikanska Republiken(ZA) (72) Basil Henfrey, Kloof, Natal, Kenneth Roy Hart, Durban, Natal,

Etelä-Afrikan Tasavalta-Sydafrikanska Republiken(ZA) (74) Berggren Oy Ab (54) Ruiskuvalumenetelmä ja -laitteisto - Formsprutningsförfarande och -apparat Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitteistoa onttojen muovikappaleiden ruiskuvalamiseksi.

Aikaisemmin tunnetussa ruiskuvalukoneessa käytetään muotteja, jotka jakautuvat kahteen tai useampaan osaan valetun tuotteen vapauttamiseksi. Kyseessä olevissa ruiskuvalukoneissa on kaksi muottipöytää, joista ainakin toinen ja mahdollisesti molemmat ovat liikuteltavia. Muotit on kiinnitetty muottipöytiin ja liikkuvat niiden kanssa. Ruiskutettaessa muovimateriaalia ja sen jälkeisen jäähdytyksen aikana muotin osia pidetään yhdessä muottipöytiin vaikuttavan korkean paineen avulla. Tämä vaatii tarkkuutta muotin osien saattamiseksi tarkasti yhteen ja tekee välttämättömäksi käyttää ruiskuvalukonetta, jolla on huomattava koko ja hinta.

Toisen tunnetun ruiskuvalumenetelmän mukaan on mahdollista valmistaa rivoitettu muoviputki jatkuvana kappaleena vaiheittaisella tavalla. Rivoitettu putki valmistetaan ruiskuvalamalla putkipituus koiras- ja naarasmuottiosien väliin, irrottamalla naarasmuotti valetusta putkipituudesta, työntämällä valettua 2 66786 putkea ulos pitkin koirasmuottia, kiinnittämällä naarasmuotti valetun putkipituuden sisäpäähän sulun muodostamiseksi muotti-onteloon, ruiskuttamalla lisää materiaalia muottionteloon putken lisäpituuden muodostamiseksi hitsautuneena homogeenisesti ensimmäiseen pituuteen ja toistamalla näitä toimenpiteitä, kunnes haluttu putken pituus on valmistettu.

Tämä aikaisempi menetelmä tekee mahdolliseksi valmistaa rivoi-tettuja putkia suurella halkaisijalla (halkaisija esim. n. 500 mm). Tällaisilla putkilla on monta käyttöä mukaanluettuna käyttö viemäriputkina. Tässä menetelmässä ei ole mitään portteja sulkemassa muottia. Sen sijaan rivoitetun putkipituuden taka-pää, joka on valettu ja työnnetty ulos pitkin muottia, toimii pään sulkuna muotille, kun jaetut naarasmuotit suljetaan jälleen. Seuraavassa vaiheessa valettu uusi putkipituus on lujasti kiinnitetty sanottuun edellisestä vaiheesta saatuun takapäähän .

Vaikka menetelmällä on suuria kaupallisia mahdollisuuksia, sillä on yllä mainitut haitat.

Tämä keksintö tarjoaa käytettäväksi laitteen onttojen muovikappaleiden ruiskuvalamiseksi, joka laite käsittää muotin, jossa on avoin, yhden tai useamman portin sulkema pää, sisätuurnan muotin sisällä, joka sisätuurna määrää ulkopintansa ja muotin sisäpinnan väliin valettavan kappaleen muodon, ja syöttölaitteen kuumennetun muovimateriaalin ruiskuttamiseksi muotin ja sisätuurnan väliseen tilaan, ja keksinnön mukainen laite on tunnettu siitä, että ulkotuur-na, jonka poikkileikkaus ei ole suurempi kuin sisätuurnalla, on sijoitettu porttien ulkopuolelle valun aikana ja että laitteeseen on liitetty iskumäntälaite sisätuurnan siirtämiseksi aksiaalisesta kohti portteja ja poispäin niistä, jotta ulkotuurnan olisi mahdollista ainakin osittain korvata sisätuurna juuri valetun onton kappaleen sisällä, jolloin sen jäähdytys voi tapahtua ulkotuurnan päällä muotin ulkopuolella.

Keksintö koskee myös menetelmää onttojen muovikappaleiden ruiskuvalamiseksi, jossa menetelmässä aikaansaadaan muotti, jossa on avoin, yhden tai useamman portin sulkema pää, ja sisätuurna muotin sisällä, joka määrää ulkopintansa ja muotin sisäpinnan väliin valetta- 3 66786 van kappaleen muodon, ruiskutetaan sulaa muovimateriaalia muotin ja sisätuurnan väliseen tilaan, minkä jälkeen työnnetään juuri valettu onton muovikappaleen yksikkö ulos muotin avoimen pään läpi porttien avaamisen jälkeen ja ruiskutetaan sitten uutta muovimateriaalia muottiin porttien sulkemisen jälkeen uuden yksikön muodostamiseksi hitsautuneena edellä muodostetun yksikön takapäähän, ja keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että onton muovikappaleen juuri valettu yksikkö siirretään ainakin osittain tuurnan päälle, joka oli muotin porttien ulkopuolella, kun sulaa muovimateriaalia ruiskutettiin, kappaleen yksikön takapään jäädessä muottiin porttien kohdalle uuden yksikön hitsaamiseksi siihen suoritettaessa ruiskuvalu, ja että onton muovikappaleen muodostetun yksikön annetaan jäähtyä muotin ulkopuolella ja että ruisku-, ulostyöntö-ja jäähdytysvaiheita toistetaan, kunnes onton muovikappaleen haluttu pituus on muodostettu.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella voidaan valmistaa onttoja sylinterimäisiä kappaleita mukaanluettuna kappaleet, joiden toisessa päässä on laippa, yksinkertaisella, jatkuvalla tavalla. Keksinnön avulla ei ole välttämätöntä jakaa muotin runkoa. Tämä tekee mahdolliseksi tulla toimeen ilman suurta osaa siitä koneistosta, jota tavanomaiset ruiskuvalukoneet vaativat, mikä aikaansaa säästöä konekustannuksissa ja lattiatilassa. Aivan ensimmäisen valetun yksikön kohdalla avoimen pään sulkeminen porttien ja tuurnien välillä voi tapahtua käyttäen poistettavaa rengasmaista sulku-laitetta.

Itse muotti voi olla koneistettu metallikappaleesta ja ruuvattu kiinni yhteen kiinteään muottipöytään, joka voi olla asennettu ruiskuvalukoneen ruiskutusyksikköön sopivasti mitoitetuilla tangoilla. Muovimateriaalin ruiskutus muottiin voi tapahtua muotti-pöytään sopivasti sijoitetun reiän kautta.

Muottiontelo voi olla ontto, muodoltaan oleellisesti sylinteri-mäinen. Ulospäin suuntautuva rengasmainen tila voidaan aikaansaada porttien viereen, jolloin muodostettava ontto kappale on ri-voitettu putki. Muotin toinen pää voi olla suljettu kappaleella, joka pitää sisätuurnaa paikallaan tavalla, joka sallii sisätuur-naa liikutettavan edestakaisin sen keskiasennosta määrän, joka riittää tekemään mahdolliseksi tuotteen poiston siltä ulkotuurnan päälle. Liikkeen määrä voi olla ainakin yhtä suuri kuin muotissa valmistettavan kappaleen pituus.

4 66786

Ulkotuurna voi olla kiinnitetty sisätuurnaan, mutta keskimääräiseltä poikkileikkaukseltaan sitä pienempi. Ulkotuurna voi olla termisesti eristetty sisätuurnasta tuotteen jäähdyttämisen auttamiseksi. Ulkotuurna voi kaveta aksiaalisesti sisätuurnasta poispäin.

Muotin avoin pää on sopivaa sulkea kahdella liikkuvalla laatalla, jotka on muotoiltu sulkeutumaan sisätuurnan ympärille täydentäen täten itse muotin. Laattoja voidaan pitää paikallaan joko mekaanisesti tai hydraulisesti ruiskutuksen aikana.

Sen jälkeen kun ruiskutus on tapahtunut, kappaleen voidaan antaa jäähtyä suljetussa muotissa lyhyt jäähdytysaika, jonka ei tarvitse olla pitempi kuin mitä vaaditaan antamaan muotissa olevan materiaalin kovettua riittävästi tuotteen poistamiseksi sisätuurnalta.

Sen jälkeen kun valetun muovikappaleen yksikkö on muodostettu sisätuurnalle, se on siirrettävä sisätuurnalta ulkotuurnalle jäähdytettäväksi sen päällä. Eräässä toteutusmuodossa iskumän-tä voidaan sovittaa siirtämään sisätuurnaa ainakin osittain porttien ulkopuolelle ja se liikkuu sitten takaisin alkuasentoonsa samalla, kun tartuntalaite pitää riittävästi kiinni juuri valetusta kappaleesta sen liuottamiseksi ainakin osittain ulko-tuurnan päälle.

Toisessa ja tällä hetkellä suositeltavassa toteutusmuodossa is-kumäntälaite voidaan sovittaa siirtämään sisätuurna aluksi poispäin porteista sen saamiseksi vetäytymään ainakin osittain pois juuri valetun onton muovikappaleen yksiköstä samalla, kun se saa ulkotuurnan liukumaan juuri valetun onton muovikappaleen yksikön sisäpuolella sen ollessa vielä muotissa ja sen jälkeen siirtämään sisätuurnan takaisin sen alkuasentoon niin, että ulkotuurna ja sen päällä oleva juuri valettu kappale ovat tällöin ainakin osittain muotin ulkopuolella. Portit avataan sopivin ajoin ulkotuurnalla olevan yksikön sallimiseksi kulkemaan läpi ja suljetaan sitten seuraavaa ruiskutusvaihetta varten.

5 66786

Ulkotuurnalla on sopivasti pienempi poikkileikkaus kuin sisä-tuurnalla. Kappaleen juuri valettu yksikkö kutistuu tällöin ulkotuurnan päälle niin, että kun iskumäntä liikkuu jälleen eteenpäin (ts. kohti porttia) kappaleen juuri valettu yksikkö on oikeassa asennossa muovimateriaalin seuraavaa ruiskutusta ja muotissa olevan materiaalin päälle hitsautumista varten.

Ensimmäisessä toteutusmuodossa käytetään erillistä tartuntalai-tetta, mutta kappaleen yksikön on annettava jäähtyä riittävästi, jotta vältettäisiin tartuntalaitteesta siihen jäävät kohtuuttomat merkit. Toisessa toteutusmuodossa muotin sisäpinta toimii tartuntalaitteena ssumalla, kun sisätuurnaa vedetään takaisin.

Sillä aikaa kun kiertojaksoa toistetaan, kappaleen aikaisemmin valmistetun yksikön etuosaa jatkotuurnalla voidaan jäähdyttää samalla, kun uusi yksikkö hitsataan sen takapäähän ruiskuvala-malla. Jäähdytys voidaan suorittaa vesisuihkulla tai saattamalla kappale kosketukseen jäähdytettyjen metallilevyjen kanssa, joilla on sama profiili kuin valetulla kappaleella. Jäähdytetyt levyt voi olla kiinnitetty portteihin avautumaan ja sulkeutumaan porttien mukana. Kun kappale kerran on jäähdytetty, sitä voidaan käsitellä.

Ontto sylinterimäinen kappale voi sopivasti olla putken, kourun tai vastaavan pitkänomaisen kappaleen moduuliyksikkö. Se voi olla ulkopinnaltaan rivoitettu tai rivoittamaton. Kuten voidaan havaita putki voidaan kokoonpanna moduuliyksiköistä, joiden pituus on sama kuin muotin sisäosan pituus. Moduuliyksiköt voidaan liittää yhteen muotin sisällä.

Keksintöä voidaan käyttää suhteellisen laajan putkien kokoalueen valmistukseen, esimerkiksi halkaisija-alueella n. 100-300 mm. Moduulin pituus riippuu muotin koosta. Sopiva pituus kullekin moduulille on välillä n. 100-200 mm. Putkia tai vastaavia, jotka on valmistettu keksinnön mukaisesti, voidaan käyttää paineettomiin vesiputkiin, painevesiputkiin, kaapelikouruihin tms. Yhden moduulin valmistukseen kuluva aika voi olla alle yhden minuutin luokkaa, sopivasti n. 30 sekuntia moduulia kohti.

6 66786

Sen lisäksi,että keksintö tarjoaa käytettäväksi vaivattoman menetelmän valmistaa moduulikappaleita, erityisesti putkia, se tekee myös mahdolliseksi saavuttaa suuren pääomakustannusten pienentämisen ja lattiatilan säästön. Esimerkiksi konetyyppi» jota hakemuksen tekijä nykyään käyttää yllä mainitun kokoisten putkien valmistukseen voi maksaa tällä hetkellä luokkaa n. 1-25· TaUlj. markkaa. Sitä vastoin keksinnön mukainen putkea tuottava kone voi maksaa vain luokkaa 250 000 -500 000. Sitä paitsi koska muottia ei tarvitse valmistaa kahdesta osasta, joiden on sovittava yhteen, muotin valmistuksessa saadaan huomattavaa säästöä. Muotti voidaan sorvata umpimetallista ja paria tavanomaisia liukulevyjä voidaan käyttää portteina.

Valmistettaessa rivoitettua putkea, putki voidaan varustaa yhdellä rivalla, joka on sijoitettu päähän liukuporttien viereen niin,että yhden rivan sisältävä yksikkö voidaan helposti poistaa muotista siirtämällä kappaletta aksiaalisesti muotista. Useita rivoitettuja moduuleja voidaan liittää yhteen muoviliitosmenetelmillä, esim. jättämällä lyhyt pätkä aikaisemmin valetusta kappaleesta muottiin ja ruiskuttamalla uuden, muodostettavan kappaleen kuumennettua muovimateriaalia sen ympärille. Ympärysripojen lisäksi putket voivat sisältää pituussuuntaisia ripoja.

Keksintöä kuvataan viitaten liitteenä olevaan piirrokseen, jossa kuva 1 on tasokuvanto keksinnön mukaisesti käytettävästä ruiskuvalukoneesta; kuva 2 on poikkileikkaus pitkin kuvan 1 viivaa II-II ja kuva 3 on toinen poikkileikkaus pitkin viivaa II-II, mutta suorassa kulmassa kuvan 2 leikkaukseen nähden.

Näissä kuvissa standardi ruiskuvaluyksikkö 10 syöttää kuumaa muovimateriaalia lämpötilasäädettyyn muottiin 12.

Muotissa 12 on sisätuurna 14, joka rajoittaa sen ja muotin 12 sisäpinnan väliin muodostettavan kappaleen muodon, tässä tapauksessa rivoitetun putken. Muotissa 12 on rengasmainen 7 66786 loveus 16 porttien 18, 18.1 vieressä. Sisätuurna 14 on yhtenäinen ulkotuurnan 20 kanssa, jolla ei ole suurempi poikkipinta-ala, mutta joka on erotettu siitä termisellä eristyksellä 22.

Sisätuurnassa 14 on rengasmaiset reiät 24, 24.1 ja muotissa 12 on reiät 26, 26.1 jäähdytysvettä varten. Samanlaiset reiät 28, 28.1 jäähdytysvettä varten on muodostettu ulkotuurnaan 20.

Portit 18, 18.1 toimivat hydraulisesti sylinterien 30, 32 avulla. Sulaa muovimateriaalia ruiskutetaan yksiköstä 10 kanavaa 34 pitkin sisätuurnan 14 ja muotin 12 väliseen tilaan.

Sisätuurna 14 liittyy hydraulisen iskumännän 38 männäntankoon 36.

Laitetta käytettäessä tuurnat ovat aluksi esitetyissä asemissa. Sulan muovimateriaalin ruiskutuksen ja lyhyen jäähdytysajän jälkeen männäntanko 36 siirtää tuurnia 14 ja 20 oikealle, mikä saa rivoitetun putken yksikön 40 asettumaan ulkotuurnalle 20, kun se siirretään muottiin. Portit 18, 18.1 avataan ja ulko-tuurna 20 putken yksikkö 40 päällään siirretään vasemmalle niin, että yksikkö 40 on muotin ulkopuolella. Jäähdytysvesi auttaa antamaan putkiyksikön jäähtyä muotin ulkopuolella. Portit 18, 18.1 suljetaan jälleen ja laite on kuvissa 2 ja 3 esitetyssä asemassa seuraavaa ruiskuvalua varten.

Claims (8)

66786 8

1. Laite onttojen muovikappaleiden ruiskuvalamiseksi, joka laite käsittää muotin, jossa on avoin, yhden tai useamman portin sulkema pää, sisätuurnan muotin sisällä, joka sisätuurna määrää ulkopintansa ja muotin sisäpinnan väliin valettavan kappaleen muodon, ja syöttölaitteen kuumennetun muovimateriaalin ruiskuttamiseksi muotin ja sisätuurnan väliseen tilaan, tunnettu siitä, että ulkotuurna (20), jonka poikkileikkaus ei ole suurempi kuin sisätuurnalla (14), on sijoitettu porttien (18, 18.1) ulkopuolelle valun aikana ja että laitteeseen on liitetty iskumäntälaite (38) sisätuurnan (14) siirtämiseksi aksiaalisesti kohti portteja (18, 18.1) ja poispäin niistä, jotta ulkotuurnan (20) olisi mahdollista ainakin osittain korvata sisätuurna (14) juuri valetun onton kappaleen sisällä, jolloin sen jäähdytys voi tapahtua ulkotuurnan (20) päällä muotin (12) ulkopuolella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että muotilla (12) on ontto sylinterimäinen muoto, jossa on ulospäin suuntautuva rengasmainen tila (16) porttien vieressä, jolloin siinä muodostettava ontto valettu kappale on rivoi-tettu putki (40).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnet-t u siitä, että ulkotuurnan (20) keskimääräinen poikkipinta-ala on pienempi kuin sisätuurnan (14) poikkipinta-ala.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että ulkotuurna (20) on kiinni sisätuurnassa (14) ja termisesti eristetty siitä eristeellä (22).

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että iskumäntälaite (38) on sovitettu siirtämään sisätuurna (14) ainakin osittain porttien (18, 18.1) ulkopuolelle ja sitten takaisin sen alkuasentoon samalla, kun tartuntalaite pitää riittävästi kiinni juuri valetusta kappaleesta (40), jotta se liukuisi ainakin osittain ulkotuurnan (20) päälle.

6. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että iskumäntälaite (38) on sovitettu 9 66786 siirtämään sisätuurna (14) aluksi poispäin porteista (18, 18.1) ulkotuurnan (20) saamiseksi liukumaan juuri valetun kappaleen sisään sen ollessa vielä muotissa (12) , ja sen jälkeen siirtämään sisätuurna (14) takaisin sen alkuperäiseen asentoon niin, että ulkotuurna (20) ja sen päällä oleva juuri valettu kappale (40) ovat tällöin ainakin osittain muotin (12) ulkopuolella.

7. Menetelmä onttojen muovikappaleiden ruiskuvalamiseksi, jossa menetelmässä aikaansaadaan muotti (12) , jossa on avoin, yhden tai useamman portin (18, 18.1) sulkema pää, ja sisätuurna muotin sisällä, joka määrää ulkopintansa ja muotin sisäpinnan väliin valettavan kappaleen muodon, ruiskutetaan sulaa muovimateriaalia muotin (12) ja sisätuurnan väliseen tilaan, minkä jälkeen työnnetään juuri valettu onton muovikappaleen yksikkö (40) ulos muotin avoimen pään läpi porttien (18, 18.1) avaamisen jälkeen ja ruiskutetaan sitten uutta muovimateriaalia muottiin porttien sulkemisen jälkeen uuden yksikön muodostamiseksi hitsautuneena edellä muodostetun yksikön takapäähän, tunnettu siitä, että onton muovikappaleen juuri valettu yksikkö (40) siirretään ainakin osittain tuurnan (20) päälle, joka oli muotin porttien (18, 18.1) ulkopuolella, kun sulaa muovimateriaalia ruiskutettiin, kappaleen yksikön takapään jäädessä muottiin porttien (18, 18.1) kohdalle uuden yksikön hitsaamiseksi siihen suoritettaessa ruiskuvalu, ja että onton muovikappaleen muodostetun yksikön annetaan jäähtyä muotin ulkopuolella ja että ruisku-, ulostyöntö- ja jäähdytysvaiheita toistetaan, kunnes onton muovikappaleen haluttu pituus on muodostettu.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sisätuurnaa (14) vedetään ainakin osittain takaisin muotissa olevasta juuri valetun onton muovituotteen yksiköstä (40) samalla, kun korvataan se muotissa olevan juuri valetun onton muovikappaleen yksikössä ulkotuurnalla (20), sisätuurnaa (14) siirretään sitten kohti portteja (18, 18.1), jotka on avattu, mikä saa ulkotuurnan (20) päällä olevan, juuri valetun onton muovikappaleen yksikön (40) työntymään ainakin osittain ulos muotista (12), ja tämän jälkeen portit (18, 18.1) suljetaan. 66786 10