NL1027261C2

NL1027261C2 - Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van kunststof producten.

Info

Publication number: NL1027261C2
Application number: NL1027261A
Authority: NL
Inventors: Hendricus Antonius Hoogland
Original assignee: Ecim Technologies Bv
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-24
Also published as: BRPI0516584A; NO20072472L; WO2006041286A1; IL182587A0; EP1819494A1; US20090121387A1; AR052020A1; KR20070094731A; RU2007117914A; MX2007004544A; CA2584282A1; JP2008516800A; CN101068671A; ZA200703821B; AU2005294938A1

Description

P70954NL00

Titel: Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van kunststof producten.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het vervaardigen van kunststof producten, in het bijzonder door spuitgieten, compression-injection moulding of dergelijke techniek.

Voor spuitgieten wordt gebruikelijk gebruik gemaakt van een 5 spuitgietmatrijs met één of meer matrijsholten, in één of meerdere lagen.

Bij gebruik wordt kunststof in gesmolten toestand vanuit een toevoerinrichting zoals een extruder in de matrijsholte gebracht. Daartoe wordt de matrijs, althans een eerste deel daarvan op een vaste montageplaat van een pers bevestigd, zodanig dat een invoereinde van een 10 zich door het betreffende matrijsdeel uitstrekkend kanaal, dat uitmondt in de of elke matrijsholte, aansluit op een uitvoeropening van de toevoerinrichting. Een tweede deel van de matrijs wordt op een tegenovergelegen, beweegbare montageplaat van de pers bevestigd, waardoor de matrijs met behulp van de pers geopend en gesloten kan 15 worden en in het bijzonder gesloten kan worden gehouden tijdens en direct na het vullen van de matrijsholte(n). Dit is van bijzonder belang daar bij injectie van de kunststof bij gebruikelijke spuitgietprocessen de injectiedruk bijzonder hoog is, met name bij het vormen van producten met relatief lange, dunne vloeiwegen en/of gecompliceerde vloeiwegen.

20 Matrijzen met meerdere matrijsholten of caviteiten hebben het voordeel boven matrijzen met een enkele matrijsholte dat daarmee in één spuitgietcyclus meerdere producten tegelijkertijd kunnen worden gemaakt. Nadeel daarvan is dat dergelijke matrijzen relatief duur en gecompliceerd zijn en bovendien leidt een probleem in één der matrijsholten tot stagnatie 25 van productie in alle matrijsholten.

1027261 2

De uitvinding beoogt een inrichting voor het vervaardigen van kunststof producten die relatief eenvoudig is in opbouw en in gebruik en een gebruiker relatief grote vrijheid biedt in gebruik.

Een verder doel van de uitvinding is een dergelijke inrichting te 5 verschaffen waarmee verschillende producten tegelijkertijd kunnen worden gemaakt.

Een nog verder doel van de uitvinding is een inrichting voor het vervaardigen van kunststof producten te verschaffen waarmee onderhoud wordt vereenvoudigd.

10 Een ander doel van de uitvinding is een inrichting voor het vervaardigen van kunststof producten door spuitgieten te verschaffen, waarmee op een relatief kleine pers producten kunnen worden vervaardigd met een relatief groot geprojecteerd oppervlak en relatief lange, nauwe vloeiwegen.

15 Voorts beoogt de uitvinding een inrichting te verschaffen voor het vervaardigen van kunststof producten, welke inrichting relatief goedkoop is in samenstelling en onderhoud.

De uitvinding beoogt verder een inrichting en werkwijze te verschaffen waarmee relatief snel en eenvoudig gecompliceerde, drie 20 dimensionale producten zoals containers, kratten en dergelijke kunnen worden vervaardigd, in grote aantallen en met korte cyclustijden.

Ten minste een aantal van deze en verdere doelen wordt bereikt met een inrichting en/of werkwijze volgens onderhavige uitvinding.

Bij een inrichting volgens onderhavige uitvinding zijn ten minste 25 twee afzonderlijke matrijzen voorzien die gezamenlijk op een toevoerinrichting voor kunststof, zoals een extruder, zijn aangesloten met behulp van een verdeler. Eerste matrijsdelen van de matrijzen zijn op de verdeler bevestigd en tweede matrijsdelen kunnen met behulp van daarvoor geschikte middelen tegen de eerste matrijsdelen worden bewogen voor het 30 sluiten van de matrijzen.

1 0 2 7 2 6 1 3

Het zal overigens direct duidelijk zijn dat ook meer gecompliceerde matrijzen kunnen worden toegepasts, bijvoorbeeld matrijzen die in meerdere delen zijn opgebouwd, etagematrijzen en dergelijke.

Onder verdeler dient in deze ten minste te worden begrepen een 5 inrichting waardoorheen zich een kanalenstelsel uitstrekt dat de aanvoerinrichting in fluïdumverbinding brengt met de matrijsholten van de op de verdeler aangebrachte matrijzen, althans de kanaaldelen die zich door de matrijzen uitstrekken vanaf de matrijsholten en bij normaal gebruik van matrijzen direct op een aanvoerinrichting voor kunststof worden 10 aangesloten. De verdeler dient er derhalve voor kunststof vanuit de aanvoerinrichting over de verschillende matrijzen te verdelen.

Door toepassing van een verdeler wordt het voordeel bereikt dat een serie matrijzen kan worden toegepast die elk voor zich een volledige spuitgietmatrijs vormen. De matrijzen kunnen identiek worden uitgevoerd, 15 waardoor een aanzienlijke besparing op de kosten van de individuele matrijzen kan worden bereikt. Daarmee kan een serie matrijsholten worden verkregen op relatief goedkope wijze in verhouding tot een meervoudige matrijs met hetzelfde aantal matrijsholten. Met name indien gecompliceerde matrijzen worden gebruikt, bijvoorbeeld voorzien van 20 bewegende delen zoals beweegbare kernen, wanddelen en dergelijke, samenvouwbare kernen, inserts en andere complicerende elementen. Een verder voordeel van een dergelijke inrichting is dat steeds een gewenst aantal matrijzen kan worden geplaatst, afhankelijk van de vraag naar het betreffende daarin te vormen product, terwijl bovendien verschillende 25 matrijzen in dezelfde inrichting tegelijkertijd kunnen worden toegepast. Zo kunnen bijvoorbeeld verschillende producten tegelijkertijd worden vervaardigd, waarbij steeds afhankelijk van de vraag matrijzen kunnen worden uitgewisseld. Een verder voordeel van een dergelijke inrichting is dat bij storing in één van de matrijzen, althans matrijsholten, de gehele 30 betreffende matrijs kan worden uitgenomen en vervangen. Dit is met name 1 0 2 7 2 6 1_ _ 4 voordelig indien genoemde relatief gecompliceerde matrijzen, althans holten worden toegepast. Daardoor wordt de "down time" van de inrichting tot een minimum beperkt.

In een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm wordt een inrichting 5 volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen volgens conclusie 6.

Een dergelijke inrichting biedt het voordeel dat daarmee gecompliceerde producten kunnen worden vervaardigd op relatief eenvoudige wijze. In het bijzonder kunnen daarmee producten worden vervaardigd met bijzonder lage drukken en derhalve lage sluitkrachten in 10 verhouding tot het spuitgieten van dergelijke producten op conventionele wijze met vaste matrijsholten, dat wil zeggen zonder beweegbare wanddelen.

In deze beschrijving dient onder teruggetrokken stand van het of elk beweegbaar wanddeel van een matrijsholte ten minste te worden 15 begrepen een stand waarbij het volume van de betreffende matrijsholte groter is dan het volume van een in de betreffende matrijsholte te vormen product. Onder vooruitgeschoven stand dient te worden begrepen een stand waarbij het betreffende wanddeel vanuit de genoemde teruggetrokken stand is bewogen, zodanig dat het genoemde volume is gereduceerd ten opzichte 20 van het volume bij de teruggetrokken stand.

Onder stijgen van de temperatuur boven de smelt temperatuur van een kunststof als gevolg van de adiabatische warmteontwikkeling dient in deze ten minste te worden begrepen dat in ten minste een gedeelte van de kunststof zodanige warmteontwikkeling optreedt dat een 25 temperatuurstijging wordt verkregen zodat de kunststof meer vloeibaar wordt, i.e. de viscositeit wordt verlaagd. Daarbij kan de temperatuur boven de smelttemperatuur van de betreffende kunststof worden gehouden of zodanig worden verhoogd dat deze terug daarboven komt.

Verrassenderwijs is gebleken dat door toevoer van energie aan de 30 kunststof door de beweegbare wanddelen de melt van de kunststof bijzonder 1027261 5 voordelig kan worden beïnvloed, ten minste plaatselijk, waardoor de vloei van de kunststof in de matrijs positief wordt beïnvloed. Door het of elk wanddeel eerst in een teruggetrokken stand te brengen kan de kunststof bovendien met lagere druk worden ingebracht in de of elke matrijsholte van 5 elke matrijs. Uit uitgevoerde tests lijkt naar voren te komen dat de energie noodzakelijk voor het bewegen van het of elk wanddeel lager is dein de extra energie die in een conventioneel spuitgietproces voor eenzelfde product zou moeten worden gebruikt voor het gesloten houden van de of elke matrijs en het verhitten en invoeren van de kunststof, in vergelijking met de energie 10 die daarvoor nodig is bij gebruik van een hier voorgestelde inrichting.

Zonder aan enige theorie gebonden te willen worden lijkt dit het gevolg te zijn van ten minste de lagere benodigde sluitkracht, waardoor derhalve een lichtere machine kan worden gebruikt en de matrijzen lichter kunnen worden uitgevoerd, een lagere temperatuur van de kunststof bij injectie in 15 de matrijzen, waardoor minder energie voor de verhitting gebruikt hoeft te worden en een lagere injectiedruk, waardoor minder energie hoeft te worden gebruikt voor het op druk brengen en houden van de kunststof. Bovendien is gebleken dan geen, althans minder nadruk gegeven hoeft te worden voor het tegengaan van spanningen, vervormingen en dergelijke.

20 Juist bij een dergelijke inrichting wordt bovendien het voordeel bereikt dat twee of meer matrijzen tegelijkertijd in een pers kunnen worden opgesteld waarin bij conventioneel spuitgieten slechts één matrijs kan worden opgesteld. Zo kan op optimale wijze gebruik worden gemaakt van een beschikbaar vermogen van een pers, althans opspanmiddel en 25 sluitmiddelen.

Met een inrichting volgens de uitvinding, in het bijzonder als gekenmerkt door ten minste de maatregelen volgens conclusie 9 is gebleken dat bijzonder voordelig kratvormige producten kunnen worden vervaardigd. Met dergelijke matrijzen kunnen beweegbare wanddelen worden gebruikt 30 die in een richting bewegen die een hoek insluiten met de sluitrichting van 1027261 6 de matrijzen en van een daarbij eventueel te gebruiken pers. Dat is bij conventionele spuitgiettechniek niet mogelijk zonder dat bijzonder zware matrijs- en pesrconstructies worden gebruikt, evenmin als bij compression of compression-injection moulding.

5 In deze beschrijving dient onder kratvormig product te worden verstaan een product met ten minste een bodem en zich vanaf de bodem uitstrekkende zijwanden die gezamenlijk een binnenruimte bepalen. De bodem en/of de zijwanden kunnen daarbij geheel of gedeeltelijk gesloten zijn en kunnen geheel of gedeeltelijk enkelwandig, dubbelwandig of meerwandig 10 zijn. In de binnenruimte kunnen scheidingswanden of andersoortige indelingselementen zoals vakken en dergelijke zijn aangebracht.

De uitvinding heeft verder betrekking op een op een verdeler en j een samenstel van een verdeler en een serie matrijzen. ' i

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het 15 vervaardigen van kunststof producten, gekenmerkt door de maatregelen j volgens conclusie 15.

In de verdere volgconclusies zijn nadere voordelige uitvoeringsvormen van een matrijs, samenstel, werkwijze en product volgens de uitvinding beschreven. Ter verduidelijking van de uitvinding ; 20 zullen uitvoeringsvormen van een matrijs, samenstel, werkwijze en product volgens de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

Daarin toont: fïg. 1 in zijaanzicht schematisch en gedeeltelijk in doorsnede een inrichting volgens de uitvinding; 25 fig. 2 in bovenaanzicht een houder volgens de uitvinding, hier getoond als krat; fig. 3 in doorgesneden zijaanzicht volgens de lijn II - II in fig. 2 een houder volgens de uitvinding; fig. 4 in doorgesneden zijaanzicht een matrijs volgens de 30 uitvinding, geplaatst in een pers, in gesloten toestand met een matrijsholte 1027261 7 met maximaal volume, dat wil zeggen met terugbewogen beweegbare wanddelen, doorgesneden langs een vlak overeenkomstig de snede van de houder als getoond in fig. 3; fig. 5 de matrijs volgens fig. 4, met vooruit bewogen beweegbare 5 wanddelen; en fig. 6 in doorgesneden zijaanzicht vergelijkbaar met fig. 4 en 5 een matrijs volgens de uitvinding, in een alternatieve uitvoeringsvorm.

Fig. 7 in gedeeltelijk doorgesneden zijaanzicht een inrichting volgens de uitvinding, met een gedeeltelijk geopende matrijs; 10 Fig. 8 in gedeeltelijk doorgesneden zijaanzicht een inrichting volgens de uitvinding, met een gesloten matrijs en teruggetrokken schuif;

Fig. 9 in gedeeltelijk doorgesneden zijaanzicht een inrichting volgens de uitvinding, met een gesloten matrijs en vooruit bewogen schuif;

Fig. 10 in gedeeltelijk doorgesneden zijaanzicht een alternatieve 15 uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding; en fig. 11 een afbeelding van een CD-doos vervaardigd volgens de uitvinding, fotografisch vastgelegd onder gebruik van kleurstof.

De getoonde uitvoeringsvormen zijn slechts gegeven als voorbeeld en dienen geenszins als beperkend te worden uitgelegd.

20 Fig. 1 toont in gedeeltelijk doorgesneden zijaanzicht schematisch een inrichting 100 volgens de uitvinding. Daarin is schematisch aangeduid een eerste opspanplaat 22 en een tweede opspanplaat 23 van een pers (verder niet getoond) geleid door holmen 101 als gebruikelijk in de spuitgiettechniek. De tweede opspanplaat is beweegbaar ten opzichte van de 25 eerste opspanplaat in de richting S.

Op de eerste opspanplaat 22 is een reeks eerste matrijsdelen 24 geplaatst, terwijl op de tweede opspanplaat complementaire tweede matrijsdelen 25 zijn geplaatst. De eerste en tweede matrijsdelen 24, 25 vormen steeds paarsgewijs een matrijs 103. Een aanvoerinrichting 114 is 30 voorzien nabij de eerste opspanplaat 22, waarmee op bekende wijze 1027261 8 kunststof kan worden aangevoerd voor injectie in matrijsholten 30 in de matrijzen 103. Tussen de eerste matrijsdelen 24 en de eerste opspanplaat 22 is een verdeler 104 aangebracht. Deze verdeler omvat een kanalenstelsel 105 met kanalen 106 die zich uitstrekken tussen een inlaat 107 verbonden 5 met de aanvoerinrichting en een reeks uitlaten 108. Op elke uitlaat 108 is een invoerkanaal 31 van een matrijs 103 aangesloten. Via de verdeler kunnen derhalve de verschillende matrijsholten 30 worden gevuld met kunststof. De kanalen 106 zijn zodanig uitgelegd dat vulling van de verschillende matrijsholten 30 gelijkelijk geschiedt. Daartoe is de 10 stromingsweerstand van de verschillende kanalen aangepast.

Als matrijzen 103 kunnen conventionele spuitgietmatrijzen of compression-injection matrijzen worden toegepast. Deze zullen hier niet nader worden beschreven. Bij voorkeur worden evenwel matrijzen toegepast voorzien van beweegbare wanddelen, zodat tijdens gebruik adiabatische 15 warmteontwikkeling in de kunststof in de verschillende matrijsholten kan worden opgewekt. Daardoor worden aanzienlijke voordelen bereikt. Uitvoeringsvormen van dergelijke matrijzen zullen hierna worden beschreven en besproken, als individuele matrijzen. Dergelijke matrijzen kunnen gecombineerd worden in een inrichting volgens fig. 1.

20 Fig. 2 toont in bovenaanzicht een houder 1 volgens de uitvinding, in de vorm van een flessenkrat, waartoe de uitvinding niet is beperkt. Fig. 3 toont de houder 1 in doorgesneden zijaanzicht. Deze houder 1 omvat een bodemvlak 2 en een zich daar vanaf uitstrekkende langswand 3. De langswand 3 is in hoofdzaak dubbelwandig, hetgeen betekent dat deze een 25 eerste wand 4, een tweede wand 5 en een daartussen gelegen holte of open ruimte 6 omvat. De wanddikte Dw is relatief klein ten opzichte van de afmetingen A, B van het bodemvlak 2 en de hoogte H. De wanddikte kan bijvoorbeeld liggen tussen enkele tienden van millimeters en enkele millimeters, afhankelijk van bijvoorbeeld de houderafmetingen, bedoeld 30 gebruik en dergelijke. Tussen de wanden 4, 5 kunnen dwarsschotten 7 zijn 1 0 27 26 1 9 voorzien, bij voorkeur met een vergelijkbare wanddikte, ter verstijving en vergroting van de draagkracht. Binnen de langswand 3 en het bodemvlak 2 is een binnenruimte 8 is een vakverdeling 9 voorzien door dwarswanden 10.

Deze reiken tot onder de bovenzijde 11 van de langswand 3. De boveneinden 5 van de wanden 4, 5 zijn onderling verbonden door een draagrand 12, bij voorkeur met een wanddikte vergelijkbaar met die van de wanden 4, 5. In het bodemvlak 2 kunnen openingen 13 zijn voorzien, bijvoorbeeld rond, zoals getoond rechtsonder, of gevormd door kruisspanten 14, zoals getoond rechtsboven. Door openingen te voorzien kunnen materiaal en gewicht, 10 koeltijd en/of sluitdruk worden beperkt. In de langswand 3 zijn aan tegenovergelegen zijden handvatten 15 voorzien.

Een houder 1 volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld worden vervaardigd in een matrijs 103 volgens fig. 4 en 5. De eerste bewegingsrichting S kan uiteraard elke oriëntatie hebben, bijvoorbeeld 15 verticaal als getoond in fig. 4 en 5, maar ook horizontaal, door kanteling van de pers.

Het tweede deel 24 omvat een centraal kerndeel 26, voor de vorming van de interne ruimte 8 van de houder 1. Dit centrale kerndeel 26 1 wordt alzijdig op een afstand Dl omgeven door een tweede kerndeel 27 dat 20 is voorzien op het eerste deel 24 van de matrijs 103. De afstand Dl correspondeert met de wanddikte D van de eerste wand 4 van de houder 1.

Het tweede kerndeel 27 correspondeert in vorm met de vorm van de holte 6 in de langswand 3 van de houder 1. Eventueel kunnen pennen 28 zijn voorzien in de bovenzijde van het tweede kerndeel 27 die passen in 25 uitsparingen in het tweede deel 25 van de matrijs ter ondersteuning daarvan. Hierdoor ontstaan openingen in de rand 12. Tussen een voorliggend einde 29 van het centrale kerndeel 26 en het eerste deel 24 is een ruimte 30 uitgespaard voor de vorming van het bodemvlak 2. In deze ruimte 30 komt een aanvoeropening 31 uit waardoorheen kunststof in de 30 matrijsholte 32 kan worden gebracht.

1027261 10

Aan de van het centrale kerndeel 26 afgekeerde zijde van het tweede kerndeel 27 is, in het getoonde voorbeeld aan vier zijden, een beweegbaar wanddeel 33 voorzien in de vorm van een schuif 34 die beweegbaar is in een tweede bewegingsrichting C. Het naar het tweede 5 kerndeel 27 gekeerde oppervlak heeft de vorm van de buitenzijde van het betreffende deel van de langswand 3. Eventueel kan op de schuif 34 een nok 35 zijn voorzien voor de vorming van het handvat 15, welke nok daartoe door een opening 36 in het tweede kerndeel 27 kan reiken. Nok 35 en opening 36 zijn ter vereenvoudiging slechts ter rechterzijde getekend.

10 In de in ftg. 4 getoonde stand zijn de schuiven 34 in een teruggetrokken stand getoond, dat wil zeggen op een afstand D2 van het tweede kerndeel 27 die groter is dan de gewenste wanddikte D3 van de tweede wand 5. Tussen de schuif 34 en het naastgelegen kerndeel 27 is derhalve een relatief grote, wijde ruimte 37 voorzien, waardoorheen 15 kunststof eenvoudig en zonder veel weerstand kan stromen.

Aan de achterzijde van de schuif 34 zijn hellende vlakken 38 voorzien, in de getoonde uitvoeringsvorm twee vlakken 38 die in tegengestelde richting hellen. Voorts is een vlak loopvlak 39 voorzien achter de schuif, dat wil zeggen aan de van het tweede kerndeel 27 afgekeerde zijde 20 daarvan. Tussen de hellende vlakken 38 en het loopvlak 39 zijn wiggen 40 voorzien met corresponderende hellende vlakken 38A en loopvlakken 39A. De wiggen 40 zijn verbonden met aandrijfmiddelen 41, in fig. 4 en 5 uitgevoerd als zuiger-cilinder samenstellen 42, waarmee de wiggen 40 vanuit de in fig. 4 getoonde eerste stand naar een in fig. 5 getoonde tweede 25 stand kunnen worden bewogen en vice versa. Door beweging van de wiggen 40 naar de tweede stand worden de schuiven 34 binnenwaarts bewogen, dat wil zeggen naar het tweede kerndeel 27. Daardoor wordt de ruimte 37 verkleind en daarmee zich daarin bevindende kunststof verdrongen en/of enigszins gecomprimeerd.

30 Een matrijs 103 met pers kan als volgt worden toegepast.

1 0 27 26 1_ 11

De matrijs 103 wordt in de in fig. 3 en 4 getoonde, gesloten stand gebracht en door de pers gesloten gehouden met een relatief lichte sluitdruk. De sluitdruk is kleiner dan noodzakelijk voor spuitgieten van eenzelfde houder met behulp van conventionele spuitgiettechniek en — 5 matrijs, welke gebruikelijk kan worden bepaald uit in hoofdzaak het geprojecteerde oppervlak in de richting S, de vloeiwegen, in het bijzonder de wanddikten, en de gebruikte kunststof.

De schuiven 34 worden in de teruggetrokken eerste stand gebracht, waarna kunststof via de aanvoeropening 31 met behulp van daartoe 10 geschikte middelen 3 IA in de ruimte 30 gebracht, bij voorkeur in gesmolten, althans in hoofdzaak vloeibare vorm. Vanuit de ruimte 30 stroomt de kunststof via de ruimten 30A tussen het centrale kerndeel 26 en het tweede kerndeel 27 over het tweede kerndeel 27 in de ruimten 37. Aangezien de kunststof in de ruimten 37 nagenoeg geen weerstand ondervindt kan deze 15 eenvoudig tot daarin vloeien zonder ongewenste drukopbouw en/of stolling van de kunststof. Vervolgens worden, wanneer in hoofdzaak alle benodigde kunststof in de matrijsholte 32 is gebracht, de aandrijfmiddelen 41 bekrachtigd, waardoor de wiggen 40 worden bewogen naar de tweede stand en de schuiven 34 in de richting van het tweede kerndeel 27 worden 20 gedwongen. Daardoor wordt de kunststof verder de matrijsholte 32 in gedwongen, met name tot het einde van de ruimte 37, voor een volledige vulling daarvan.

Daar de bewegingsrichting C ene hoek insluit met de bewegingsrichting S wordt een gunstige belasting van de verschillende 25 delen verkregen. Daar de kunststof zonder veel weerstand in en door de matrijsholte 32 kan stromen kan met relatief lage drukken worden volstaan. Daardoor wordt bijvoorbeeld verbuiging van de tweede kerndelen 27 verhinderd en wordt excessieve slijtage tegengegaan. Bovendien kan mede daardoor de benodigde sluitkracht laag worden gehouden.

1027261 12

Nadat de schuiven maximaal voorwaarts zijn bewogen kan de j kunststof stollen en kan, na eventueel terugtrekken van de schuiven en na openen van de matrijs 103, de houder 1 worden uitgenomen. Als gevolg van de relatief lage inspuitdruk zal het product nagenoeg spanningsloos zijn.

5 In fig. 4 en 5 zijn de openingen voor de vorming van de tussenwanden 10 weggelaten, ter verduidelijking.

De schuiven 34 van een matrijs 103 kunnen zodanig snel worden bewogen dat in de kunststof adiabatische warmteontwikkeling optreedt.

Daardoor kunnen de vloeieigenschappen van de kunststof nog verder 10 worden verbeterd en kan eventueel gestolde kunststof terug vloeibaar worden gemaakt. Alternatief kunnen de schuiven 34 ook langzaam bewegen, zodat de kunststof niet of slechts in zeer geringe mate wordt verwarmd en reeds tijdens invoeren enigszins stolt. Ook kan er voor worden gekozen de schuiven tijdens invoeren van de kunststof reeds in de richting 15 van de tweede stand (fig. 5) te bewegen, zodat de kunststof voortdurend in beweging wordt gehouden. Dit kan met name voordelig zijn bij bijvoorbeeld kristallijne kunststoffen en kunststoffen met een glasovergangspunt en/of een lage melt of wanneer producteigenschappen van de kunststof nauwkeurig dienen te worden behouden.

20 In fig. 6 is schematisch een matrijs 103 getoond, in een alternatieve uitvoeringsvorm. Deze matrijs 103 is geschikt voor de vorming van een in hoofdzaak afgeknot kegelvormige houder 50. Bij deze uitvoeringsvorm omvat het eerste kerndeel 27 twee eerste schuiven 51, die beweegbaar zijn in een tweede bewegingsrichting C. Tussen de eerste schuiven 51 is een 25 eerste wig 52 opgenomen die met behulp van een aandrijfmiddel 41, bijvoorbeeld een elektrisch aandrijfbare schroefspindel 53 beweegbaar is in de eerste richting S. Bij in fig. 6 neerwaarts bewegen van de wig 52 worden de eerste schuiven 51 buitenwaarts bewogen, tot in een productvormende tweede stand. Aan de buitenzijde van de matrijs 20, althans van de 30 matrijsholte 32 zijn tweede schuiven 54 voorzien, aandrijfbaar met 1027261 13 bijvoorbeeld aandrijfmiddelen 41 in de vorm van zuiger-cilinder samenstellen 55, tussen een teruggetrokken eerste stand en een vooruitgeschoven tweede stand. Onder de matrijsholte 32 is een derde schuif 56 voorzien, verplaatsbaar in de eerste richting S met behulp van 5 aandrijfmiddelen 41 in de vorm van bijvoorbeeld wederom een zuiger-cilinder samenstel 57.

In fig. 6A zijn de verschillende schuiven 51, 54 en 56 getoond in de teruggetrokken tweede stand, in fig. 6 in de vooruitgeschoven eerste stand, beide rond een houder 1. Zoals duidelijk blijkt uit de figuren kunnen in de 10 schuiven, in het bijzonder in de eerste schuiven 51 ondersnijdingen 59 zijn voorzien, bijvoorbeeld in een randgebied daarvan, waardoor nokken 60, ruggen, rillen of dergelijke in de houder kunnen worden voorzien die anders niet lossend zijn. In het bodemvlak 2 van de houder 1 is een verdunning 58 voorzien door verder doordrukken van de derde schuif 56.

15 Fig. 7 toont in doorgesneden zijaanzicht een inrichting volgens de uitvinding, voorzien van een matrijs 103 met daarin een matrijsholte 3. De matrijs omvat een eerste, beweegbaar deel 24 en een tweede, complementair en vast opgesteld deel 25.

In het tweede deel 25 is een schuif 208 voorzien, beweegbaar in de 20 richting S tussen een in fig. 7 en 8 getoonde teruggetrokken stand en een in fig. 9 getoonde uitgeschoven stand. Voor het bewegen van de schuif 208 zijn twee wiggen 209 te noemen wigvormige elementen voorzien die in een richting P beweegbaar zijn met behulp van zuiger-cilindersamenstellen 210 die bijvoorbeeld hydraulisch worden aangedreven vanuit een centrale 25 regeleenheid 211. De wiggen 209 bewegen in de richting P ongeveer haaks op de richting S. de schuif 208 is aan de onderzijde voorzien van twee in tegengestelde richtingen hellende vlakken 212, complementair aan de bovenvlakken 213 van de wiggen 209, zodanig dat indien de wiggen 209 binnenwaarts worden bewogen, naar elkaar toe, de schuif 208 omhoog wordt 1 o 27 2 6 1 14 bewogen (richtingen gezien in het vlak van tekening) naar de uitgeschoven stand en vice versa.

Een instroomopening 31 mondt uit in de matrijsholte 203.

Op het bovenvlak 220 van de schuif 208 zijn als voorbeeld twee 5 ruggen 221 voorzien die zich over de gehele breedte van de schuif 208 uitstrekken, haaks op het vlak van tekening. De afstand D tussen het in bewegingsrichting voorliggende einde 222 van de ruggen 220 en het tegenovergelegen vlak 223 van de matrijsholte wordt ingesteld bij teruggetrokken schuif 208, afhankelijk van de gewenste productwanddikte 10 en de te gebruiken kunststof, waarbij de afstand groter wordt ingesteld naarmate de melt van de kunststof hoger is en/of de smelttemperatuur van de kunststof lager is.

Met een inrichting volgens fig. 7-9 kan als volgt een product, bijvoorbeeld een vel met twee scharnieren uit een thermoplast zoals 15 polypropyleen of polyetheen worden gevormd.

De matrijs 103 wordt vanuit de in fig. 7 getoonde stand gesloten, zoals getoond in fig. 8. De afstand D wordt daarbij op de geschikte waarde ingesteld, zodanig dat de ruimte in de matrijsholte 203 relatief groot. Kunststof wordt door de instroomopening 214 onder relatief lage druk in de 20 matrijsholte gebracht, bijvoorbeeld met een druk tussen 1 en 10 bar overdruk. De vuldruk wordt gekozen zodanig dat een gewenste korte invoertijd wordt bereikt zonder dat de materiaaleigenschappen van de kunststof nadelig worden beïnvloed en zonder dat ongewenst hoge druk optreedt in de matrijsholte. Vervolgens wordt met relatief hoge snelheid de 25 schuif 208 vooruit bewogen, in de richting van de uitgeschoven stand, zoals getoond in fig. 9, door beweging van de wiggen 209. De snelheid wordt daarbij gekozen afhankelijk van de gewenste adiabatische warmteontwikkeling welke zodanig dient te zijn dat de temperatuur van de kunststof althans in hoofdzaak terug wordt gebracht op ongeveer de 30 smelttemperatuur daarvan. Eventueel enigszins gestolde kunststof wordt 1 0 2 7 2 6 1 15 daardoor terug vloeibaar en kan verder de matrijs in worden gedwongen | waardoor een volledige vulling van de matrijsholte wort verkregen terwijl het product wanddikten kan hebben die eigenlijk te klein zijn voor de melt flow index van de betreffende kunststof/product combinatie. Eventueel kan 5 na bewegen van de schuif nog enige nadruk worden gegeven met behulp van de injectieinrichting 15, waardoor ongewenste spanningen uit het product kunnen worden gedrukt.

j Aansluitend kan de matrijs weer worden geopend en het product worden uitgenomen.

10 De bewegingssnelheid van de of elke schuif is bij voorkeur zodanig hoog dat de bewegingstijd van de schuif tussen de teruggetrokken en de uitgeschoven stand relatief klein is ten opzichte van de cyclustijd voor de vervaardiging van een product, bijvoorbeeld tussen 0 en 10 % van die tijd, mede afhankelijk van de gewenste adiabatische verwarming. Dit zal voor 15 elke kunststof/product combinatie proefondervindelijk kunnen.worden vastgesteld dan wel worden berekend met behulp van standaard tabellen met betrekking tot kunststoffen, de producteigenschappen zoals afmetingen en vloeiwegen, de wrijving die zal optreden bij beweging van de schuif en de warmtecapaciteit en smelttemperatuur van de kunststof.

20 In fig. 10 is een alternatieve uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding getoond. Bij deze uitvoeringsvorm worden de kunststof via een zijinstroomopening 14 ingebracht en is aan weerszijden van de matrijsholte 3 een schuif 8 voorzien.Bij deze uitvoeringsvorm zijn deze onafhankelijk van elkaar beweegbaar doch het verdient de voorkeur 25 deze gekoppeld te bewegen, zodat een symmetrische belasting in de matrijs 2 optreedt.

1027261 16

Ter illustratie zal een uitvoeringsvorm van een matrijs en werkwijze volgens de uitvinding worden beschreven. Daarbij is als productvoorbeeld een kunststof ordner genomen. In tabel 1 zijn de spuitgietmachine gegevens opgenomen, in tabel 2 de matrijsgegevens, in 5 tabel 3 de productdimensies in tabel 4 de gegevens over de schuiven of drukplaat en in tabel 5 de bedrijfsparameters gegevens. In tabel 6 zijn de gebruikte drukken en snelheden tijdens een spuitgietcyclus gegeven.

Vervolgens is in de grafiek de temperatuur in de kunststof in een matrijs volgens de uitvinding, tijdens een spuitgietcyclus gegeven, afgezet tegen de 10 tijd.

Tabel 1: Machine gegevens [Machine I Stork SX 3000-215a

Machine nummer_- X2936_

Bouwjaar__2000_ [

Hoofdvoeding__400 V 50 Hz_ '

Hoofdstroom__354 A_

Stuurspanning__24 V_

Max Oliedruk__210 bar_

Max Luchtdruk__8 bar_

Gewicht Sluitkracht__8700 kg_

Gewicht Injectiekracht__5000 kg_

Schroefdiameter 65 mm_

Tabel 2: Matrijs gegevens

Lengte__1050 mm_

Breedte__455 mm_

Hoogte__495mm_

Aantal caviteiten 1 15

Tabel 3: Product afmeting

Lengte__655 mm_

Breedte__320 mm_

Dikte__1,7 mm_

Tabel 4: Drukplaatgegevens

Cilinder slag__50 mm_

Cilinder diameter__80 mm_

Werkdruk__300 bar_

Wig hoek_ 40 _ 1027261 17

Tabel 5: Parameters

Matrijstemperatuur_ 500

Temperatuur intrede__245°_

Dosering__128 mm_

Shotgewicht__295 gram _

Inkomen van de drukplaat__80 mm_

Decompressie__10 mm_

Sluitkracht__150 ton_

Nadruk__25 bar_

Stuwdruk__20 bar_

Snelheid van inkomen__0,4 S_ 5 Tabel 6: Cyclustijd __Sub tijd__Op tijdstip Totaal tijd

Sluiten__0,750 S__T = 0,000 S__0,750 S

Inspuiten__0,171 S 0,750 S__0,921 S

Inkomen 0,400 S 0,857 S 1,257 S

drukplaat____

Koelen__12,000 S__1,257 S 13,257 S

Openen__1,000 S__13,257 S 14,257 S

Handling 5,000 S 14,257 S 19,257 S

Bij een werkwijze volgens de uitvinding werd op een tijdstip 0 bij gesloten matrijs een hoeveelheid kunststof in de matrijsholte gebracht, 10 voldoende voor het vervaardigen van een eindproduct, in deze een ordner. In 0.1706 sec werd een shotgewicht van 128 gram PP in de matrijsholte gebracht. De matrijsholte omvatte een schuif met een frontaal oppervlak van ongeveer 200.000 mm2, welke over een afstand van 1,8 mm werd bewogen. De kunststof werd met een temperatuur van ongeveer 245°C 15 drukloos met een snelheid van 750 mm/s ingebracht, bij een matrijstemperatuur van ongeveer 50°C en werd in een eerste fase afgekoeld tot ongeveer 230°C. Op het tijdstip Tl, na ongeveer 0.107 sec werd de schuif in beweging gebracht, welke in ongeveer 0.4 sec volledig naar voren werd -1 0 27 2 6 1 —--- 18 gebracht, waarbij de temperatuur in de matrijs opliep tot vlak onder de temperatuur waarbij de kunststof zal ontleden. Vanaf het tijdstip T2, waarbij de schuif volledig naar voren was gebracht en in die stand is gehouden werd de kunststof in staat gesteld af te koelen naar een 5 temperatuur ruim onder de smelttemperatuur, dicht bij de kamertemperatuur, bijvoorbeeld 45 tot 55°C. Deze koeling geschiedde in ongeveer 12 sec. De productdikte was, afgezien van twee living hinges, op de kaften en de rug gemiddeld 1.7 mm, bij in frontaal oppervlak gezien 655 mm bij 320 mm. Tijdens het afkoelen was het geven van nadruk niet 10 noodzakelijk, als gevolg van het feit dat geen krimp opgevangen hoeft te worden. Het product blijkt spanningsvrij te zijn, waardoor een hoge vormstabiliteit wordt verkregen.

Als gevolg van de hoge snelheid van de schuif wordt kinetische snelheid omgezet in warmte, waarbij bovendien wrijving tussen de 15 kunststof en de matrijs alsmede in de kunststof zelf en de compressie tot adiabatische warmteontwikkeling leidt. De kunststof in de matrijs wordt tot ongeveer aan het moment T2 dat de schuif geheel voorwaarts is bewogen in beweging gehouden en bovendien boven de smelttemperatuur gehouden, waardoor stolling wordt verhinderd en het vloeigedrag van de kunststof 20 positief wordt beïnvloed. Daardoor wordt met geringe sluitkracht en vuldruk een volledige vulling van de matrijsholte verkregen.

De schuif werd bewogen met wiggen met een wighoek van ongeveer 4°.

Bij een werkwijze volgens de uitvinding zoals hier beschreven 25 wordt de schuif reeds bewogen naar de vooruitgeschoven stand terwijl de kunststof wordt ingespoten in de matrijsholte. Daardoor wordt mede bewerkstelligd dat de kunststof in beweging wordt gehouden.

In fig. 11 is een fotografische afbeelding gegeven van een CD-doos vervaardigd met een werkwijze volgens de uitvinding. Hierin is het 1027261 19 vloeipatroon van de kunststof duidelijk zichtbaar. De foto dient als volgt te worden uitgelegd.

Bij conventionele spuitingen zou een wirwar van lijnen zichtbaar zijn. Deze lijnen worden (bij conventioneel spuiten) veroorzaakt door het 5 onder druk toevoeren van kunststof. Een heel donker warrig patroon wordt zichtbaar en geeft aan dat er spanningen zitten in het materiaal. In deze foto komt juist een uiterst rustig beeld naar voren met mooie langdradige lichte patronen. Een lichte nadruk veroorzaakt de 2 donkere vlekken rond de inspuitpunten. Op zichzelf is deze nadruk niet noodzakelijk doch nadruk 10 kan voordelig zijn voor een nog verdere verbetering van het product, in het bijzonder de vlakheid daarvan. De enigszins donkere vlekken nabij het midden zijn het gevolg van deze nadruk die duidelijk bijzonder beperkt is gebleven.

15 In deze beschrijving hebben gelijke of corresponderende delen gelijke of corresponderende verwijzingscijfers. In deze beschrijving zal als voorbeeld een krat, in het bijzonder een krat voor flessen worden beschreven, althans in de fig. 8 -10. De uitvinding dient evenwel geenszins daartoe beperkt te worden uitgelegd. Vele andere houders, al dan niet 20 voorzien van vakverdelingen, met allerlei verschillende vormen bodemvlakken zoals rond, rechthoekig, vierkant of een andere vorm zijn mogelijk binnen het raam van de uitvinding. Ook kunnen houders worden gevormd met en zonder holten in de zijwanden en/of bodem. Voorts kunnen ook andere producten op dezelfde of vergelijkbare wijze worden vervaardigd, 25 bijvoorbeeld gedeeltelijk holle plaatvormige, staafvormige, buisvormige of andersvormige producten. De producten kunnen zowel haaks op een bodemvlak staande langswand of -wanden hebben maar de of een langswand daarvan kan ook hellen ten opzichte van genoemd bodemvlak.

In een matrijs en werkwijze volgens de uitvinding kunnen 30 verschillende kunststoffen worden toegepast, in het bijzonder 1027261 20 thermoplastische kunststoffen en blends. Ook kristallijne kunststoffen en mengsels daarvan zijn bijzonder goed toepasbaar binnen de uitvinding.

Zo kunnen in een matrijs volgens de uitvinding andere aantallen en/of vormen schuiven, althans beweegbare wanddelen worden voorzien, 5 welke bijvoorbeeld ook kantelend kunnen worden uitgevoerd. Verschillende typen aandrijfmiddelen kunnen zijn voorzien. De matrijsdelen 22, 23 kunnen op andere wijze worden bewogen en gesloten worden gehouden, terwijl ook meervoudige matrijzen en/of etage matrijzen op vergelijkbare wijze kunnen worden opgebouwd. Het zal voorts duidelijk zijn dat de eerste 10 en tweede bewegingsrichtingen ook andere hoeken kunnen insluiten dan de getoonde ongeveer 90°, terwijl de bewegingsrichtingen voor verschillende schuiven ook verschillend kunnen zijn. De bewegingen van de wiggen en schuiven kunnen elke gewenste oriëntatie hebben, zolang de eerste en een tweede bewegingsrichting onderling een hoek insluiten. Ook kunnen 15 andersoortige producten worden vervaardigd met een matrijs, althans samenstel volgens de uitvinding, bijvoorbeeld relatief kleine en/of lage producten, buisvormige producten en dergelijke.

Deze en vele vergelijkbare uitvoeringsvormen worden geacht binnen het door de conclusies geschetste raam van de uitvinding te vallen.

20 ' 1 0 ? 7 * « 1

Claims

1. Spuitgietinrichting, omvattende een aanvoerinrichting voor ten minste gedeeltelijk gesmolten kunststof en ten minste twee matrijzen, waarbij elke matrijs ten minste één matrijsholte omvat bepaald door ten minste een eerste matrijsdeel en een tweede matrijsdeel, waarbij een 5 verdeler is voorzien die de eerste matrijsdelen draagt en de matrijsholten verbindt met de aanvoerinrichting.

2. Spuitgietinrichting volgens conclusie 1, waarbij de eerste matrijsdelen op de verdeler zijn bevestigd en de verdeler is bevestigd op een eerste plaat van een pers, terwijl de tweede matrijsdelen op een tweede 10 plaat van de pers zijn bevestigd, zodanig dat de tweede delen beweegbaar zijn ten opzichte van de eerste delen voor openen en sluiten van de matrijzen.

3. Spuitgietinrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de verdeler een inlaat omvat, verbonden met de aanvoerinrichting, alsmede ten minste twee 15 uitlaten, waarbij elke uitlaat is verbonden met een toevoerkanaaldeel in een eerste matrijsdeel van één der matrijzen, waarbij tussen de inlaat en elke uitlaat een kanaal is voorzien voor doorvoer van genoemde kunststof.

4. Spuitgietinrichting volgens conclusie 3, waarbij de genoemde kanalen zodanig zijn gevormd dat de stromingsweerstand daarvan voor de 20 genoemde kunststof in elk kanaal tussen inlaat en uitlaat ongeveer gelijk is.

5. Spuitgietinrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de genoemde matrijzen gelijk in opbouw zijn en bijvoorkeur identieke matrijzen zijn.

6. Spuitgietinrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij 25 elke matrijsholte is voorzien van ten minste één beweegbaar wanddeel dat beweegbaar is tussen een vooruitgeschoven stand en een teruggetrokken stand, waarbij aandrijfmiddelen zijn voorzien voor het bewegen van elk 1027261 beweegbaar wanddeel vanuit de teruggetrokken stand naar de vooruitgeschoven stand, zodanig dat nadat kunststof in de betreffende matrijsholte is gebracht bij het betreffende wanddeel in de teruggetrokken stand het beweegbare wanddeel tegen de kunststof wordt bewogen en 5 adiabatische warmteontwikkeling wordt verkregen in genoemde kunststof, zodanig dat daarin de temperatuur stijgt boven de smelttemperatuur van de kunststof.

7. Spuitgietinrichting volgens conclusie 6, waarbij de aandrijfmiddelen voor een beweegbaar wanddeel een aandrijfrichting 10 hebben die een hoek insluit met de bewegingsrichting van het betreffende beweegbare wanddeel.

8. Spuitgietinrichting volgens conclusie 6 of 7, waarbij elke matrijsholte ten minste twee beweegbare wanddelen omvat, welke elk een bewegingsrichting hebben, welke bewegingsrichtingen onderling een hoek 15 insluiten die afwijkt van 180°.

9. Spuitgietinrichting volgens een der conclusies 6-8, waarbij elke matrijsholte is ingericht voor het vormen van een kratvormig product.

10. Spuitgietinrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij ten minste drie matrijzen zijn voorzien.

11. Spuitgietinrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij ten minste twee verschillende matrijzen zijn voorzien.

12. Spuitgietinrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij ten minste één der matrijzen ten minste twee matrijsholten omvat.

13. Samenstel van een verdeler en ten minste twee matrijzen, geschikt 25 en bestemd voor gebruik in een spuitgietinrichting volgens een der voorgaande conclusies.

14. Verdeler voor gebruik in een spuitgietinrichting volgens een der conclusies 1-12 en/of een samenstel volgens conclusie 13.

15. Werkwijze voor het spuitgieten van kunststof producten, waarbij 30 ten minste twee matrijzen op een verdeler worden geplaatst, welke verdeler 1027261 is voorzien van een kanalenstelsel tussen een kunststof inlaat en een serie kunststof uitlaten, waarbij elke matrijs zodanig op ten minste één kunststof uitlaat wordt aangesloten dat daardoorheen kunststof kan worden aangevoerd naar ten minste één matrijsholte in elk der matrijzen, waarbij 5 de verdeler met de inlaat op een aanvoerinrichting voor ten minste gedeeltelijk gesmolten kunststof wordt aangesloten en via het kanalenstelsel genoemde kunststof vanuit de aanvoerinrichting via genoemd kanalenstelsel in de matrijsholten van de verschillende matrijzen wordt gebracht.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, waarbij de verschillende matrijzen gezamenlijk worden geopend en gesloten met behulp van één pers.

17. Werkwijze volgens conclusie 15 of 16, waarbij in elke matrijs ten minste één beweegbaar wanddeel van een matrijsholte tegen zich in de matrijsholte bevindende kunststof wordt bewogen tijdens en/of direct 15 aansluitend aan het in de betreffende matrijsholte brengen van genoemde kunststof, op zodanige wijze dat in genoemde kunststof als gevolg van genoemde beweging van genoemd beweegbaar wanddeel adiabatische warmteontwikkeling optreedt in genoemde kunststof voor verlaging van de viscositeit van ten minste een deel daarvan. 20 1027261