NL8005539A - Werkwijze en inrichting voor het spuitgieten van voorwerpen meer in het bijzonder van kunststofproducten. - Google Patents

Description

s μ ' #-.-3 SSi/wd/449 -1-

Werkwijze en inrichting vcor het spuitgieten van voorwerpen meer in het bijzonder van kunststofproducten

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het spuitgieten van voorwerpen, meer in het bijzonder van kunststofproducten, met behulp van een inrichting, waarbij door een schroefspindel onder hoge druk bij verhoogde 5 temperatuur geplastificeerd materiaal wordt geïnjecteerd in de vormholen van een matrijs, waarvan de delen tijdens het injecteren met een bepaalde sluitkracht gesloten worden gehouden. De sluitkracht van de matrijs wordt bepaald door het aantal, de vorm en het oppervlak van de in de matrijs 10 uitgespaarde productvormholten. Hierdoor wordt het aantal producten dat tegelijkertijd in de matrijs kan worden vervaardigd, bepaald door de doseercapaciteit enerzijds en door de maximaal op te brengen sluitkracht van de inrichting anderzijds. Bij het vervaardigen van kunststofproducten op de 15 hiervoor beschreven wijze is de cyclustijd t in seconden opgebouwd uit deeltijden voor: het injecteren, het nadrukken, het koelen (inclusief doseren of plastificeren) en het openen alsmede sluiten (inclusief het uitwerpen). Wanneer het aantal producten dat tegelijkertijd in een matrijs kan worden 20 vervaardigd, wordt gesteld op 1, dan kunnen met een spuit-gietmachine per uur p producten worden vervaardigd, . .. 3600 , a waarbij p = _- t

De uitvinding beoogt nu een werkwijze te 25 verschaffen waarbij men de capaciteit van een spuitgietmachine van een bepaalde grootte groter kan maken zodat men voor een bepaalde productiecapaciteit minder machines nodig heeft.

Volgens de uitvinding gebruikt men een matrijs met twee of meer groepen van productvormholten, spuit men 3.0 eerst éèn groep vol en daarna een volgende groep en opent men na het volspuiten van alle groepen en het laten afkoelen de 'matrijs en verwijdert men de gevormde producten. Men kan hierbij elke groep zo groot kiezen dat bij het vullen van die groep vormholten de beschikbare sluitkracht niet wordt over- 8005539 * .- * -2- schreden. Wanneer men bijvoorbeeld twee groepen vormholten heeft,zal de tijd voor twee cycli nu bestaan uit tweemaal de tijd voor het injecteren, tweemaal de tijd voor het nadrukken en eenmaal de tijd voor het koelen en openen in 5 vergelijking met de bekende wijze van vervaardigen van de producten. Aangezien de tijden voor het injecteren en nadrukken klein zijn in vergelijking met de tijd die nodig is voor het koelen en voor het openen,krijgt men bij een dergelijke werkwijze waarbij twee groepen achter elkaar 10 worden gevuld bijna een verdubbeling van de productiecapaciteit.

Volgens de uitvinding kan men bij begin van de koelfase van de voorgaande groep producten eerst een tussen-dosering in de spuitgietinrichting laten plaatsvinden, 15 voordat men de volgende groep productvormholten volspuit.

Een dergelijke werkwijze kan men toepassen wanneer de doseercapaciteit van de spuitgietinrichting onvoldoende is om alle groepen vol te spuiten. Men vult dan de hoeveelheid geplastificeerd materiaal tussentijds aan.

20 De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor het spuitgieten van voorwerpen meer in het bijzonder van kunststofproducten, waarbij door een schroef-spindel onder hoge druk bij verhoogde temperatuur geplastificeerd materiaal wordt geïnjecteerd in de vormholten van een 25 matrijs, waarvan de delen tijdens het injecteren met een bepaalde sluitkracht gesloten worden gehouden, welke inrichting kan worden gebruikt voor het toepassen van de hiervoor beschre-* ven werkwijze.

Volgens de uitvinding bevat de matrijs twee of meer 30 groepen van productvormholten, welke groepen elk een eigen stelsel toevoerkanalen vertonen,en is elk stelsel via een bediend verdeelorgaan achtereenvolgens aansluitbaar op de toevoer van het onder hoge druk staande geplastificeerde materiaal. Hierbij kan men op eenvoudige wijze de groepen na elkaar 35 volspuiten.

Volgens de uitvinding kan elk stelsel toevoerkanalen in de matrijs voor een groep productvormholten zijn afgetakt van een hoofd toevoerkanaal van de betrokken groep. Men behoeft dan het materiaal slechts toe te voeren aan de bij elke groep 8005539 « * * -3- behorende hoofdtoevoerkanalen,

Volgens de uitvinding kan elk hoofdtoevoerkanaal voor een groep productvormholten aansluiten op een meerstanden-verdeelorgaan dat anderzijds aansluit op een uitlaatkanaal 5 van de spuitkop, van welk verdeelorgaan het aantal standen overeenkomt met het aantal groepen productvormholten.

Men hoeft hier het verdeelorgaan slechts in de verschillende standen te plaatsen om te bereiken dat alle groepen productvormholten na elkaar worden gevuld.

10 Volgens de uitvinding kan het verdeelorgaan draaibaar zijn uitgevoerd.

Ook kan volgens de uitvinding het verdeelorgaan schuifbaar zijn uitgevoerd.

Volgens de uitvinding kunnen de productvormholten 15 van elke groep zodanig over de matrijs zijn verdeeld dat bij het volspuiten van elke groep de matrijs gelijkmatig wordt belast. Men krijgt hier een wat ingewikkeld verloop van het stelsel toevoerkanalen voor de verschillende groepen doch de belasting van de matrijs kan dan symmetrisch blijven.

20 Volgens de uitvinding kan het verdeelorgaan zijn aan gebracht in een tussen de matrijs en de spuitkop van de inrichting geplaatst afzonderlijk huis. Hierdoor wordt het gemakkelijker een bestaande inrichting geschikt te maken voor toepassing van de nieuwe werkwijze.

25 Verder kan het verdeelorgaan in de spuitkop van de eigenlijke spuitinrichting zijn ondergebracht,terwijl het ook mogelijk is het verdeelorgaan in de matrijs aan te brengen. Dit heeft echter het nadeel dat de matrijs veel ingewikkelder en kostbaarder wordt.

30 De uitvinding zal nader worden toegelicht in de vol gende beschrijving van enige uitvoeringsvoorbeelden aan de hand van de tekening.

In de tekening toont: fig. 1 schematisch in doorsnede een spuitinrichting 35 volgens de uitvinding, fig. 2 schematisch de spuitcyclus bij een bekende inrichting, fig. 3 schematisch een spuitcyclus bij toepassing van de uitvinding, 8005539 ' » ί -4- fig. 4 eveneens een schematische weergave van een spuitcyclus bij toepassing van de uitvinding waarbij een tussendosering wordt toegepast, fig. 5 schematisch in perspectief een matrijs van 5 de inrichting volgens de uitvinding met toevoerkanalen en vormholten, fig. 6 in doorsnede een gedeelte van een spuitin-richtinq met een matrijs en de spuitkop, fig. 7 in een gedeelte uit figuur 6 in een doorsnede 10 volgens de lijn VII-VII, en fig. 8 een doorsnede van de spuitkop van de inrichting volgens de uitvinding in een andere uitvoeringsvorm.

De in figuur 1 afgebeelde inrichting bestaat uit een geleiding 1 waarop een injectie-inrichting 2 is geplaatst.

15 De injectie-inrichting omvat een injectiecylinder 3 die met spuitmondstukken 4 en 5 kan drukken tegen een opspanplaat 6 waarin kanalen zijn aangebracht die leiden naar productvorm-holten in een matrijs 7. De matrijshelften van de matrijs 7 worden tussen de vaste opspanplaat 6 en een beweegbare op-20 spanplaat 8 met de gewenste kracht tegen elkaar gedrukt.

De kracht wordt geleverd door een kniehefboomstelsel 9 dat mechanisch of hydraulisch kan worden aangedreven via de stang 10. Het stelsel 9 vindt steun op de achterplaat 11 die door middel van trekstangen 12 is verbonden met de op-25 spanplaat 6 voor het opnemen van de sluitkracht waarmee de helften van de matrijs 7 tegen elkaar worden gedrukt.

Zoals in het volgende nog nader zal worden uiteengezet, zijn in de matrijs 7 twee groepen vormholten aanwezig, welke groepen elk afzonderlijk kunnen worden gevuld via de 30 mondstukken 4 en 5. De tweede groep vormholten wordt pas gevuld wanneer de eerste reeds geheel gevuld is.

In figuur 2 is schematisch aangegeven hoe de tijd ta voor het volbrengen van een spuitcyclus voor een enkele groep vormholten is opgebouwd. Wanneer men begint met injec-35 teren is de tijd t1 de tijd die nodig is voor het eigenlijke vullen van de vormholten. Vervolgens krijgt men het nadrukken waarvoor de tijd t2 nodig is. Dan laat men de vorm afkoelen wat een tijd t3 in beslag neemt. Vervolgens krijgt men een tijd die nodig is voor het openen, uitwerpen van het product en het weer sluiten van de matrijs, hiermee is een tijd t4 8005539 -5- gemoeid. De cyclustijd ta = t1 + t2 + t3 + t4. Wanneer men de dubbele injectie op de wijze volgens de uitvinding toepast zonder tussendosering, is de totale cyclustijd tb als volgt opgebouwd. Eerst krijgt men weer het injecteren van de eerste 5 groep vormholten waarmee de tijd t1 is gemoeid en daarna het nadrukken wat de tijd t2 in beslag neemt. Daarna begint voor de eerste groep vormholten de afkoelperiode die normaal t3 zou bedragen. Gelijktijdig wordt echter de tweede groep vormholten geïnjecteerd waarmee weer de tijd t1 is gemoeid 10 en daarna wordt nagedrukt hetgeen de tijd t2 in beslag neemt.

Daarna koelt de tweede groep vormholten af gedurende de tijd t3 en daarna wordt de matrijs geopend/worden de producten uitgeworpen en wordt weer gesloten. Dit kost weer de tijd t4.

15 De totale cyclustijd tb is nu zoals gemakkelijk is te zien gelijk aan: 2t1 + 2t2 + t3 +t4.

Bij het dubbele injectiesysteem volgens de uitvinding heeft men dus: 2. t1 * H * fc3 + fc4 20 2t1 + 2t2 + t3 + t4 + fc5 zoveel productiecapaciteit als bij de enkele injectie,zoals vroeger werd toegepast. Daar de tijden voor injecteren en nadrukken in het algemeen aanmerkelijk kleiner zijn dan de tijden t3 en t4 zal de factor tl + t2 + t3 + t4 25 2t1 + 2t2 + t3 + t4 weinig van 1 verschillen doch wel altijd iets kleiner zijn dan 1. Dit betekent dat men bijna de dubbele productiecapaciteit heeft,wanneer men te werk gaat op de wijze volgens de uitvinding.

30 In figuur 4 is nog aangegeven dat men tussen het in jecteren van de eerste groep en de tweede groep een tussendosering toepast waarmee de tijd t^ is gemoeid. In dit geval wordt de productievergroting bepaald door de formule: 35 2· *1 + *2 + *3 + *4 2t1 + 2t2 + t3 T ^ + t5

Het aantal vornholten per groep wordt bepaald door de beschikbare sluitkracht. Men moet er voor zorgen dat ook bij ongelijke producten tijdens elke injectiebewerking de belasting van de matrijs gelijkmatig is.

8005539 -6-

Figuur 5 laat schematisch zien dat een aantal gelijke vormholten 13 zijn verbonden door kanalen 14 die aansluiten op een gemeenschappelijk toevoerkanaal 15. De vormholen 13 vormen bijvoorbeeld een eerste groep. Een tweede stel holten 16 5 die groter zijn, zijn door met een stippellijn aangegeven kanalen 17 verbonden met een gemeenschappelijk toevoerkanaal 18, Het is duidelijk dat, zowel wanneer de vormholten 13 worden gevuld als wanneer de vormholten 16 worden gevuld, men een gelijkmatige belasting van de matrijs krijgt.

10 De figuren 6 en 7 laten een gedeelte zien van een uit voer ingvorm van een spuitinrichting volgens de uitvinding. De spuitkop 20 is voorzien van een verwarmingsmantel 21 ten behoeve van het plastificeren van het materiaal. De spuitkop 20 vertoont een doseerruimte 22 met een doseerschroef 23. Op de 15 doseerruimte 22 sluit een kanaal 24 aan. De spuitkop 20 vertoont verder een draaibaar verdeelorgaan 26 met doorlaatkanalen 26 en 27. In de getekende stand verbindt het doorlaatkanaal 27 van het verdeelorgaan 25 het kanaal 24 met een kanaal 28 dat aansluit op de spuitneus 29. Wanneer het verdeelorgaan wordt 20 gedraaid, kan het kanaal 26 het kanaal 24 verbinden met een kanaal 30 dat aansluit op een spuitneus 31, Het verdeelorgaan 25 verbindt dus naar keuze êên van de kanalen 28 of 30 met de doseerruimte 22, waarbij het andere kanaal dan is geblokkeerd.

In de bedrijfsstand passen de spuitneuzen 29 en 31 25 in de opname-openingen 32 en 33 van de matrijs 34. De matrijs bestaat uit sluitplaten 35 en 36 met daartussen een afstand-stuk 37,waarbij in de plaat 36 vormstukken 38 met vormholten 39 en vormstukken 40 met vormholten 41 zijn opgenomen. Tussen de platen 35 en 36 ligt verder een aansluitplaat 42. Een 30 aandrukplaat 43 levert op niet nader aangegeven wijze de sluitkracht waarmee de platen 35 en 36 tegen elkaar worden gedrukt. De opname-openingen 32 en 33 sluiten via kanalen 44 en 45 aan op kanalen 46 en 47 in de aansluitplaat 42 die weer aansluiten op de vormholten 39 en 41.

35 De vormholten 39 behoren tot een groep vormholten die in een maal gevuld kan worden via de kanalen 44 en 46. De vormholten 41 behoren tot een andere groep die gevuld kan worden via de kanalen 45 en 47.

In de getekende stand zal door de schroef 23 het 8005539 i 3

X

,i ' -7- geplastificeerde materiaal uit de ruimte 22 via de j kanalen 24, 27, 28, 44 en 46 naar de groep holten 39 worden1 geperst.

; Vervolgens wordt het verdeelorgaan 25 in de stand 5 geplaatst waarbij het kanaal 26 het kanaal 24 verbindt met het kanaal 30. Het materiaal kan dan door de schroef 23 uit het kanaal 22 via de kanalen 24, 26, 30 45 en 47 naar de groep vormholten 41 worden geperst.

In de uitvoering volgens figuur 8 heeft men een 10 spuitkop 48 met een centraal toevoerkanaal 49 dat aansluit op een doseerruimte 50 met een injectieschroef 51. Het kanaal 49 sluit via een dwarskanaal 52 aan op kamers 53 en 54. Op de kamers 53 sluit een boring 55 aan waarin een naald 56 verschuifbaar is gelegerd. De naald 56 kan worden bediend 15 door middel van een drukstuk 57. In de getekende stand laat de naald een uitlaatopening 58' van de ruimte 53 vrij. Deze opening 58 sluit aan op een kanaal 59 in de spuitneus 60.

Op de ruimte 54 sluit een boring 61 aan waarin een naald 62 is gelegen die kan worden bediend door een drukstuk 63.

20 In de getekende stand sluit de naald 61 een opening 64 af.

De opening 64 van de ruimte 54 sluit aan op een kanaal 65 in de spuitneus 66.

Evenals in de uitvoering volgens de figuren 6 en 7 kunnen spuitneuzen 60 en 65 worden gedrukt in opname-openingen 25 van de matrijs die hier niet is afgebeeld. De drukstukken 57 en 63 worden zodanig bediend,dat wanneer de naald 56 de opening 58 vrij geeft dat dan de naald 62 de opening 64 afsluit en omgekeerd. In bedrijf kan dus het materiaal uit de doseerruimte 50 door de schroef 51 via het kanaal 49, het 30 kanaal 52, de ruimte 53, de opening 58 en het kanaal 59 naar een groep vormholten worden geperst. Vervolgens wordt de naald 56 naar links bewogen en de naald 62 naar rechts. Daarna kan men opnieuw materiaal uit de ruimte 50 via het kanaal 49, het kanaal 52, de ruimte 54, de opening 64 en het kanaal 35 65 naar een tweede groep vormholten persen.

De uitvoeringsvormen die hiervoor zijn besproken vertonen een dubbele injectie. Men kan echter op analoge wijze een meervoudige injectie toepassen,waarbij men meerdere groepen vormholten in een matrijs heeft,die na elkaar worden volgespoten 8005539 -8- * ' «· f

In de uitvoeringsvormen die zijn getekend,is verder het verdeelorgaan in de spuitkop ondergebracht. Het is echter ook mogelijk om het verdeelorgaan in de matrijs aan te brengen. De matrijs wordt dan wel veel ingewikkelder.

5 Daarentegen kan men dan een spuitkop toepassen met slechts êên spuitneus.

Verder kan men een afzonderlijk huis met een verdeelorgaan toepassen, welk huis tussen de matrijs en de spuitkop kan worden geplaatst. Men heeft dan het voordeel 10 dat men de spuitkop niet hoeft te wijzigen om de uitvinding te kunnen toepassen,terwijl de matrijs eenvoudiger kan blijven doordat geen verdeelorgaan in de matrijs behoeft te worden aangebracht.

8 0 G 5 3 3 9

Claims (10)

1. Werkwijze voor het spuitgieten van voorwerpen, meer in het bijzonder kunststofproducten, met behulp van een inrichting waarbij door een schroefspindel onder hoge druk bij verhoogde temperatuur geplastificeerd materiaal wordt 5 geïnjecteerd in de vormholten van een matrijs, waarvan de delen tijdens het injecteren met een bepaalde sluitkracht gesloten worden gehouden, met het kenmerk, dat men een matrijs gebruikt met twee of meer groepen van productvormholten, dat men eerst één groep en daarna een volgende groep volspuit 10 en dat men na het volspuiten van alle groepen en het laten afkoelen de matrijs opent en de gevormde producten verwijdert.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men bij het begin van de koelfase van de voorgaande groep producten, eerst een tussendosering in de spuitinrichting 15 laat plaatsvinden, voordat men de volgende groep productvormholten volspuit.

3. Inrichting voor het spuitgieten van voorwerpen meer in het bijzonder van kunststofproducten, op de wijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij door een schroefspindel 20 onder hoge druk bij verhoogde temperatuur geplastificeerd materiaal wordt geïnjecteerd in de vormholten van een matrijs, waarvan de delen tijdens het injecteren met een bepaalde sluitkracht gesloten worden gehouden, met het kenmerk, dat de matrijs twee of meer groepen van productvormholten bevat, 25 welke groepen elk een eigen stelsel toevoerkanalen vertonen en dat elk stelsel via een bediend verdeelorgaan achtereenvolgens aansluitbaar is op de toevoer van het onder hoge druk staande geplastificeerde materiaal.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, 30 dat elk stelsel toevoerkanalen in de matrijs voor een groep productvormholten is afgetakt van een hoofdtoevoerkanaal voor de betrokken groep. hoofk volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat elk toevoerkanaal voor een groep productvormholten aan-35 sluit op een meer-standen verdeelorgaan, dat anderzijds aan- 8005539 T.» ‘ V -10- sluit op êên of meer uitlaatkanalen van de spuitkop en van welk verdeelorgaan het aantal standen overeenkomt met het aantal groepen productvormholten,

6. Inrichting volgens êên of meer conclusies 3 tot en 5 met 5, met het kenmerk, dat het verdeelorgaan in de spuitkop is ondergebracht.

7. Inrichting volgens één of meer der conclusies 3 tot en met 5, met het kenmerk, dat het verdeelorgaan is de matrijs is aangebracht.

8. Inrichting volgens één of meer der conclusies 3 tot en met 5, met het kenmerk, dat het verdeelorgaan is aangebracht in een tussen de matrijs en de spuitkop geplaatst afzonderlijk huis.

9. Inrichting volgens êén of meer der conclusies 15. tot en met 8, met het kenmerk, dat het verdeelorgaan draaibaar is uitgevoerd.

10. Inrichting volgens êên of meer der conclusies 3 tot en met 8, met het kenmerk, dat het verdeelorgaan schuifbaar is uitgevoerd.

11. Inrichting volgens één of meer der conclusies 3 tot en met 10, met het kenmerk, dat de productvormholten van elke groep zodanig over de matrijs zijn verdeeld dat bij het volspuiten van elke groep de matrijs gelijkmatig wordt belast. 8005539