NL2011060C2 - Inrichting voor het gieten van polyurethaan en werkwijze voor het afzonderlijk bekleden van een aantal objecten met een laag polyurethaan. - Google Patents

Description

INRICHTING VOOR HET GIETEN VAN POLYURETHAAN EN WERKWIJZE VOOR HET AFZONDERLIJK BEKLEDEN VAN EEN AANTAL OBJECTEN MET EEN LAAG

POLYURETHAAN

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het gieten van polyurethaan en een werkwijze voor het afzonderlijk bekleden van een aantal objecten met een laag polyurethaan.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel een inrichting en werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, die het mogelijk maken om kleine hoeveelheden polyurethaan foutloos te gieten.

De inrichting volgens de uitvinding omvat daartoe een aantal matrijzen, een houder voor de matrijzen, een deksel voor de houder, waarin het deksel is voorzien van een aantal gietopeningen, waarin rondom de gietopeningen een uitsparing is aangebracht voor opname van een voorafbepaalde hoeveelheid polyurethaan, welke hoeveelheid tenminste overeenkomt met de voor een vormartikel of bekledingslaag benodigde hoeveelheid, en waarin de gietopeningen zijn ingericht voor het druppelsgewijs doorlaten van de polyurethaan in de matrijzen.

Door de polyurethaan in de matrijs te laten druppelen, zal er geen luchtinsluiting in de bekledingslaag optreden, zodat een vormartikel of bekledingslaag van hoge kwaliteit wordt verkregen. De inrichting volgens de uitvinding maakt het mogelijk om een reeks matrijzen gelijktijdig of vlak na elkaar vol te gieten. Bij kleine vormartikelen of bij objecten met een relatief klein bekledingsoppervlak, bijvoorbeeld gevormd uit een hoeveelheid van 0,5 tot 25 gram polyurethaan, kan het gietproces extra snel worden uitgevoerd.

In een eerste voorkeursuitvoeringsvorm is de inrichting volgens de uitvinding ingericht voor het afzonderlijk bekleden van een aantal objecten met een bekledingslaag polyurethaan. Daartoe is elke matrijs ingericht voor opname van ten minste één object.

De kunststof polyurethaan combineert een hoge sterkte en stijfheid aan hoge elasticiteit en is derhalve uitstekend geschikt als bekledingslaag ter bescherming van objecten tegen slijtage, die bijvoorbeeld kan ontstaan door weersinvloeden, veelvuldig (ruw) gebruik et cetera. Dankzij het lage soortelijke gewicht draagt een polyurethaan bekledingslaag nauwelijks bij aan het totale gewicht van het object.

In een praktische voorkeursuitvoeringsvorm komt het volume van de uitsparingen overeen met tussen 100% en 200%, bij voorkeur tussen 135% en 165%, van de vooreen vormartikel of bekledingslaag benodigde hoeveelheid polyurethaan.

In een elegante voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting is de houder voorzien van positioneermiddelen voor het definiëren van posities voor de matrijzen en bevinden de gietopeningen zich boven de matrijsposities. De matrijzen kunnen snel en nauwkeurig in de houder worden geplaatst.

Volgens een praktische voorkeursuitvoeringsvorm is het deksel losneembaar op de houder bevestigbaar. Het deksel kan snel en nauwkeurig op de houder worden geplaatst.

Bij een verdere voorkeursuitvoeringsvorm bestaat elke matrijs uit twee delen die losneembaar aan elkaar bevestigbaar zijn onder inklemming van het object. Elk object kan snel en nauwkeurig in de matrijs worden geplaatst.

Volgens een optimale voorkeursuitvoeringsvorm is de uitsparing trechtervormig. De trechtervorm vertraagt de uitstroming en draagt bij aan de druppelsgewijze toevoer. Bij voorkeur is de uitsparing voorzien van een centrale gietopening.

De werkwijze volgens de uitvinding omvat de volgende stappen: a) het plaatsen van elk object in een matrijs; b) het verwarmen van elke matrijs bij een voorafbepaalde eerste temperatuur en gedurende een voorafbepaalde eerste tijdsperiode; c) het druppelsgewijs toevoeren van een voorafbepaalde hoeveelheid polyurethaan, welke hoeveelheid tenminste overeenkomt met de voor de bekledingslaag benodigde hoeveelheid, aan elke matrijs; d) het na een voorafbepaalde tweede tijdsperiode verwijderen van de objecten met bekledingslaag uit de matrijzen; e) het bij een voorafbepaalde tweede temperatuur en gedurende een voorafbepaalde derde tijdsperiode laten uitharden van de objecten met bekledingslaag.

In een eerste voorkeursuitvoeringsvorm wordt de werkwijze volgens de uitvinding uitgevoerd onder gebruikmaking van de inrichting volgens de uitvinding.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze ligt de eerste en/of de tweede temperatuur tussen 60 en 110 graden.

Volgens een praktische voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze bedraagt de voorafbepaalde hoeveelheid polyurethaan tot tweemaal de voorde bekledingslaag benodigde hoeveelheid.

Bij voorkeur omvat de werkwijze de stap van het bewerken van de bekledingslaag.

De inrichting en werkwijze volgens de uitvinding zijn bijzonder geschikt voor het bekleden van metalen objecten, bijvoorbeeld magneten. Polyurethaan hecht goed op metaal. Bij magneten zal een dunne laag polyurethaan de magneetwerking bovendien niet of nauwelijks beïnvloeden.

De uitvinding zal nu in meer detail worden besproken aan de hand van de tekeningen, waarin

Figuur 1 een schematisch aanzicht toont van een inrichting volgens de uitvinding in een eerste voorkeursuitvoeringsvorm;

Figuur 2 de inrichting uit figuur 1 in doorsnede toont; en

Figuur 3 een schematisch aanzicht toont van een inrichting volgens de uitvinding in een tweede voorkeursuitvoeringsvorm.

In alle figuren zijn gelijke onderdelen voorzien van gelijke verwijzingscijfers.

Figuur 1 toont een schematisch aanzicht van een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting 1 volgens de uitvinding. Inrichting 1 is in doorsnede getoond in figuur 2. Inrichting 1 omvat een houder 20, die is bestemd voor opname van matrijzen 40. De objecten, die volgens de uitvinding dienen te worden bekleed met een laag polyurethaan, worden elk afzonderlijk in een matrijs 40 opgenomen. In figuur 2 is een magneet 50 opgenomen in de matrijs 40.

De houder 20 kan worden afgesloten middels een deksel 30. Deksel 30 is voorzien van gietopeningen 34, die zijn aangebracht in een uitsparing 33. Het volume van de uitsparing 33 is afgestemd op een vooraf bepaalde hoeveelheid polyurethaan, die nodig is voor het vormen van de gewenste bekledingslaag op het object 50. Voor het vormen van een dunne bekledingslaag zijn de gietopeningen 34 ingericht voor het druppelsgewijs toevoeren van de polyurethaan aan de matrijzen 40. In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm is de uitsparing 33 algemeen trechtervormig. De gietopening 34 is bij voorkeur centraal in de uitsparing 33 gelegen.

De houder 20 is voorzien van positioneermiddelen voor het definiëren van posities voor de matrijzen 40, zodanig dat de matrijsposities onder de gietopeningen 34 zijn aangebracht. In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm is houder 20 voorzien van een basis of onderzijde 21 waarop de houder rust. In de basis 21 zijn positioneergaten 24 aangebracht voor opname van positioneerpennen 25. De afstand tussen aangrenzende positioneergaten 24 stemt overeen met de afmetingen van de matrijs in longitudinale richting van de basis 21. Tussen de positioneergaten 24 zijn centreergaten 26 aanwezig.

In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm strekken de centreergaten 26 zich in transversale richting door de basis 21 heen uit.

Het deksel 30 is losneembaar bevestigbaar op de houder 20. In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm is de basis 21 aan weerszijden voorzien van opstaande wanden 22, waarop het deksel 30 rust. Deksel 30 is aan weerszijden voorzien van uiteinden 31, die enigszins verdikt zijn uitgevoerd. De uiteinden 31 zijn voorzien van fixatiegaten 32 voor opname van fixatiepennen 23 die uit de wanden 22 steken.

In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm in figuur 2 is te zien dat elke matrijs 40 uit twee delen 41,42 bestaat, die losneembaar aan elkaar bevestigbaar zijn onder inklemming van het object 50. De twee matrijsdelen zijn middels centreerpinnen 43 en centreergaten 44 aan elkaar bevestigbaar. Elke matrijs 40 is aan de bovenzijde voorzien van een instroomopening 45. Elke matrijs 40 is aan de onderzijde voorzien van een verdere centreerpen 46.

De houder 20, het deksel 30 en de matrijs 40 zijn in de voorkeursuitvoeringsvorm zodanig uitgevoerd dat in gebruik de instroomopeningen 45 in de matrijs onder de gietopeningen 34 in het deksel zijn gelegen. In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm zijn de centreergaten 26 ingericht voor opname van de verdere centreerpennen 46.

In de praktijk zal de vooraf bepaalde hoeveelheid polyurethaan meer bedragen dan de voorde gewenste bekledingslaag exact benodigde hoeveelheid. De overtollige polyurethaan bedraagt gemiddeld 40 tot 60% en blijft achter in de uitsparingen 33.

VOORBEELD

Een tiental permanente magneten 50 worden elk afzonderlijk in een matrijsdeel gelegd, waarna de matrijs wordt gesloten door het andere deel erop te drukken. Elke matrijs 40 wordt in de houder 20 van inrichting 1 geplaatst. Als de houder 20 gevuld is, wordt het deksel 30 erop geplaatst. Vervolgens wordt de inrichting 1 in de oven geplaatst. Na een opwarmtijd van vijfentwintig minuten bij een temperatuur van 85 °C kan de polyurethaan in de matrijzen worden gegoten. Per magneet 50 wordt in hoofdzaak vier gram polyurethaan 80 Shore A in de uitsparing 33 boven de matrijs 40 gegoten. Na tien minuten kunnen de matrijzen worden geopend en kunnen de magneten met bekledingslaag worden gelost. Vervolgens wordt de bekledingslaag bewerkt. Bramen worden verwijderd, de bekledingslaag wordt ontvet, et cetera. Vervolgens dienen de magneten uit te harden gedurende zestien tot vierentwintig uur bij een temperatuur van bij voorkeur 100 °C. De magneten zijn nu bekleed met laag polyurethaan met een dikte van in hoofdzaak 0,5 millimeter.

Aan de hand van het bovengenoemde voorbeeld zullen de stappen van de werkwijze volgens de uitvinding hieronder nader worden besproken.

In een eerste stap wordt elk object 50, in dit voorbeeld een magneet, in een matrijs 40 geplaatst. De twee delen 41 en 42 van de matrijs worden uiteengenomen, waarna de magneet 50 in één van de delen wordt geplaatst. De centreerpinnen 43 worden in het betreffende matrijsdeel aangebracht, waarna de magneet 50 visueel recht wordt gesteld. Vervolgens wordt de matrijs gesloten door het andere deel met behulp van de centreergaten 44 op de centreerpinnen 43 te drukken.

In de voorkeursuitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van inrichting 1 volgens de uitvinding. De matrijzen 40 worden op de matrijsposities tussen aangrenzende positioneerpennen 25 geplaatst. Als de houder 20 vol is, wordt deze afgesloten door het deksel 30 erop te plaatsen. Vervolgens wordt inrichting 1 met matrijzen 40 bij een vooraf bepaalde eerste temperatuur en gedurende een vooraf bepaalde eerste tijdsperiode verwarmd. De eerste tijdsperiode ligt tussen de twintig en veertig, bij voorkeur dertig minuten, met meer voorkeur 25 minuten. De eerste temperatuur ligt tussen 60 en 110 °C, bij voorkeur tussen 80 en 900 C, met meer voorkeur 85 0 C.

Een vooraf bepaalde hoeveelheid polyurethaan wordt druppelsgewijs toegevoerd aan elke matrijs 40. Daartoe wordt een vooraf bepaalde hoeveelheid gegoten in elke uitsparing 33. De vooraf bepaalde hoeveelheid polyurethaan komt tenminste overeen met de voorde gewenste bekledingslaag benodigde hoeveelheid. De uitsparing 33 en de gietopening 34 zorgen voor de gewenste druppelsgewijze toevoer aan de eronder gelegen matrijs 40. Hoewel in het voorbeeld een polyurethaan met een hardheid 80 Shore A is gebruikt, zal het voor een deskundige duidelijk zijn dat de inrichting 1 en de werkwijze volgens de uitvinding geschikt zijn voor diverse soorten polyurethaan met verschillende hardheden variërend van 25 Shore A tot 75 Shore D.

Na een vooraf bepaalde tweede tijdsperiode worden de magneten 50 met bekledingslaag verwijderd uit de matrijzen 40. De tweede tijdsperiode bedraagt tien tot twintig minuten. Het deksel 30 wordt van de houder 20 verwijderd. Alle matrijzen 40 worden bij voorkeur voorzien van een kapje.

In de praktijk dient de bekledingslaag te worden bewerkt. Het bewerken kan verschillende handelingen inhouden, waaronder het verwijderen van bramen, het ontvetten, het aanbrengen van een primerlaag, het vullen van kleine gaatjes in de bekledingslaag, et cetera.

Tenslotte dienen de beklede objecten uit te harden bij een vooraf bepaalde tweede temperatuur en gedurende een vooraf bepaalde derde tijdsperiode. De derde tijdsperiode bedraagt zestien tot vierentwintig uur. De tweede temperatuur bedraagt 90 tot 110 0 C, bij voorkeur 100 °C.

Figuur 3 toont een schematisch aanzicht van een inrichting 101 volgens de uitvinding in een tweede voorkeursuitvoeringsvorm. Inrichting 101 heeft een alternatieve vorm, die plaats biedt aan 25 matrijzen. De verwijzingscijfers in figuur 3 zijn vergehoogd met het getal 100 ten opzichte van figuur 1.

De vorm van de houder 120 en het deksel 130 is algemeen cirkelvormig. Het deksel 130 is losneembaar bevestigbaar op de houder 120. In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm rust het deksel 130 op staanders 122 die in de basis 121 zijn aangebracht. Nabij de omtreksrand van deksel 130 zijn fixatiegaten 132 voorzien voor opname van fixatiepennen 123 die uit de staanders 22 steken.

De uitsparingen 133 met gietopeningen 134 zijn in concentrische cirkels aangebracht in het deksel 130. De positioneergaten 124 en de centreergaten 126 definiëren matrijsposities die in meerdere overeenkomstige concentrische cirkels in de basis 121 onder de gietopeningen zijn gelegen.

De inrichting 101 biedt een hogere capaciteit, waardoor grotere aantallen matrijzen kunnen worden gevuld in een lagere vultijd per matrijs. Bovendien heeft inrichting 101 geen voorkeursrichting en leent deze zich uitstekend voor automatische aanvoeren afvoer, bijvoorbeeld middels een transportband.

De uitvinding is vanzelfsprekend niet beperkt tot de getoonde en beschreven voorkeursuitvoeringsvormen. De beschreven en getoonde voorkeursuitvoeringsvormen hebben betrekking op het bekleden van magneten met een beschermlaag van polyurethaan, die voldoende dun is om de gewenste magneetwerking te garanderen. Het zal voor een deskundige op het vakgebied duidelijk zijn dat de inrichting en werkwijze volgens de uitvinding in het algemeen geschikt zijn voor het bekleden van uiteenlopende objecten met een dunne laag van alle soorten polyurethaan. Het zal voor een deskundige op het vakgebied verder duidelijk zijn dat de inrichting en werkwijze volgens de uitvinding tevens geschikt zijn voor het vormen van kleine artikelen uit alle soorten polyurethaan.

De uitvinding berust in het algemeen op het inzicht dat door relatief kleine hoeveelheden polyurethaan druppelsgewijs toe te voeren aan matrijzen kleine vormartikelen of dunne bekledingslagen op kleine objecten foutloos kunnen worden gevormd. Na het lezen van deze beschrijving moet een deskundige op het vakgebied in staat worden geacht dit uit te voeren.

De uitvinding strekt zich derhalve in het algemeen uit tot elke uitvoeringsvorm die valt binnen de reikwijdte van de bijgevoegde conclusies bezien in het licht van de voorgaande beschrijving en tekeningen.

Claims (15)

1. Inrichting voor het gieten van polyurethaan, omvattende Een aantal matrijzen; Een houder voor de matrijzen; Een deksel voor de houder, waarin het deksel is voorzien van een aantal gietopeningen, waarin rondom de gietopeningen een uitsparing is aangebracht voor opname van een voorafbepaalde hoeveelheid polyurethaan, welke hoeveelheid tenminste overeenkomt met de voor een vormartikel of bekledingslaag benodigde hoeveelheid, en waarin de gietopeningen zijn ingericht voor het druppelsgewijs doorlaten van de polyurethaan in de matrijzen.

2. Inrichting volgens conclusie 1 voor het afzonderlijk bekleden van een aantal objecten met een bekledingslaag van polyurethaan, waarin elke matrijs is ingericht voor opname van ten minste één object.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarin het volume van de uitsparingen overeenkomt met tussen 100% en 200%, bij voorkeur tussen 135% en 165%, van de voor een vormartikel of bekledingslaag benodigde hoeveelheid polyurethaan.

4. Inrichting volgens conclusie 1,2 of 3, waarin de houder is voorzien van positioneermiddelen voor het definiëren van posities voor de matrijzen en waarin de gietopeningen zich boven de matrijsposities bevinden.

5. Inrichting één van de voorgaande conclusies, waarin het deksel losneembaar op de houder bevestigbaar is.

6. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de uitsparing trechtervormig is.

7. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de uitsparing is voorzien van een centrale gietopening.

8. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 2-7, waarin elke matrijs uit twee delen bestaat die losneembaar aan elkaar bevestigbaar zijn onder inklemming van het object.

9. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 2-8, waarin de objecten metalen objecten, bijvoorbeeld magneten, zijn.

10. Werkwijze voor het afzonderlijk bekleden van een aantal objecten met een laag polyurethaan, omvattende de volgende stappen: a) het plaatsen van elk object in een matrijs; b) het verwarmen van elke matrijs bij een voorafbepaalde eerste temperatuur en gedurende een voorafbepaalde eerste tijdsperiode; c) het druppelsgewijs toevoeren van een voorafbepaalde hoeveelheid polyurethaan, welke hoeveelheid tenminste overeenkomt met de voor de bekledingslaag benodigde hoeveelheid, aan elke matrijs; d) het na een voorafbepaalde tweede tijdsperiode verwijderen van de objecten met bekledingslaag uit de matrijzen; e) het bij een voorafbepaalde tweede temperatuur en gedurende een voorafbepaalde derde tijdsperiode laten uitharden van de objecten met bekledingslaag.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij stap a) verder omvat het plaatsen van elke matrijs in een inrichting volgens één van de voorgaande conclusies 2 t/m 9.

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, waarbij de eerste en/of de tweede temperatuur tussen 60 en 110 graden ligt.

13. Werkwijze volgens conclusie 10, 11 of 12, waarbij de voorafbepaalde hoeveelheid polyurethaan tot tweemaal de voorde bekledingslaag benodigde hoeveelheid bedraagt.

14. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies 10 t/m 13, waarbij stap d) verder omvat het bewerken van de bekledingslaag.

15. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies 10 t/m 14, waarbij de objecten metalen objecten, bijvoorbeeld magneten, zijn.