NL8601883A

NL8601883A - Werkwijze en inrichting voor het door spuitgieten vervaardigen van een uit een aantal lagen van verschillende materialen bestaand voorwerp.

Info

Publication number: NL8601883A
Application number: NL8601883A
Authority: NL
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1986-07-21
Filing date: 1986-07-21
Publication date: 1988-02-16
Also published as: ATE56179T1; US4978493A; ES2018247B3; EP0254366A1; JPS6347115A; EP0254366B1; DE3764737D1; GR3002533T3

Description

♦

UdW/WP/ag STAMICARBON B.V. ---”--

Uitvinders: Jozef J.F.N. Kersenakers te Sittard ·& v* ^

Henricus E.H. Meijer te Obbicht 2tJUL19B6

Gerard Hartens te Stein -1- PN 5547

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET POOR SPUITGIETEN VERVAARDIGEN VAM EEN UIT EEN AANTAL LAGEN VAN VERSCHILLENDE MATERIALEN BESTAAND VOORWERP

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het door spuitgieten vervaardigen van een uit een aantal lagen van verschillende materialen bestaand voorwerp, waarbij de verschillende materialen in geplastificeerde toestand achtereenvolgens 5 en/of co-axiaal in een matrijs worden geinjecteerd.

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het spuitgieten van meerlagige dunwandige voorwerpen, d.w.z. voorwerpen met wanddikte welke klein is t.o.v. de hoofdafmetingen daarvan. Bij een groot aantal van de bedoelde voorwerpen ligt de wanddikte in 10 totaal, tussen 0,5 en 3,0 mm.

Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn bekend uit het

Engelse octrooischrift met publicatienr. 14 75 898.

Bij de bekende werkwijze worden bij het vullen van de matrijs achtereenvolgens van uit verscheidene injectie-eenheden verschillende 15 materialen in de matrijs geinjecteerd, hetgeen inhoudt, dat gedurende de injectiefase van de matrijs, door kleppen de injectie-eenheden aan-en weer afgesloten dienen te worden.

Bij dunwandige voorwerpen, dient de matrijs noodzakelijkerwijs binnen zeer korte tijd, d.w.z. in de orde van grootte van een 20 seconde, afhankelijk van de afmetingen van het voorwerp, te worden gevuld omdat de dunne zich in een plastische fase bevindende laag dagen) materiaal door de relatief koude matrijswanden betrekkelijk snel in vaste toestand overgaat (gaan). Bij (locale) voortijdige stolling of verharding van het materiaal, wordt de matrijs niet volle-25 dig gevuld en ontstaat er een voortbrengsel met een gebrek, hetgeen ongewenst is.

86 C 18 8 3 * -2-

Derhalve wordt er naar gestreefd om de injectie van de verschillende materialen binnen een zo kort mogelijke tijd te laten plaatsvinden.

Bewegende kleppen vertonen echter een zekere traagheid en 5 begrenzen derhalve een verdere verkorting van de injectietijd.

De uitvinding verschaft een werkwijze en een inrichting waarbij bovenvermeld nadeel niet optreedt.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat voorafgaande aan het injecteren, de verschillende materialen in de 10 gewenste volgorde en hoeveelheid in een holte worden gebracht en vervolgens de inhoud van de holte in de matrijs wordt geïnjecteerd.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt een belangrijke verkorting van de vultijd van de matrijs bereikt, omdat het vullen vanuit één enkele injectie-eenheid plaatsvindt.

15 De tijd die beschikbaar is om de holte te vullen omvat ook de afkoeltijd (per cyclus) en is dus wezenlijk langer dan de vul- of injectietijd welke beschikbaar is bij de bekende werkwijze. Hierdoor is het mogelijk geworden nagenoeg elke gewenste laagopbouw tot stand te brengen.

20 De kortere benodigde injectietijd voor het vullen van de matrijs is ook economisch van voordeel.

De holte, of voorkamer kan worden gevuld door diverse extruders tijdens de plastificeerfase. Bij deze uitvoeringsvorm kan worden volstaan met betrekkelijk eenvoudige en dus goedkope apparatuur, te 25 weten: een aantal plastificeereenheden en slechts één injectie-eenheid om de matrijs te vullen. Bij voorkeur echter worden de materialen door injectie na de plastificeerfase in de holte gebracht. Het voordeel hiervan is, dat de opbouw van de lagen in de holte nauwkeuriger kan geschieden en niet wordt beïnvloed door het plastificeerproces.

30 Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat de materialen middels een verdeel- inrichting in de gewenste volgorde en hoeveelheid in de holte worden gebracht, welke verdeelinrichting is opgebouwd uit elementaire modules welke elk een bepaalde combinatie en configuratie van materialen in de 35 holte kunnen doen ontstaan.

860 1 88 3 ·» -3-

Hierdoor wordt bereikt dat op betrekkelijk eenvoudige wijze, door verwisseling van nodules, een andere laagopbouw van het te spuitgieten voorwerp kan worden verkregen.

Bedoelde verdeelinrichting omvat bij voorkeur een aantal 5 schijfvornige elementen welke van zich in radiale richting uitstrekkende boringen zijn voorzien en welke door bewegingsmiddelen kunnen worden gepositioneerd.

Hiddels een gat of gaten in een schijf kan of kunnen één of meer plastificeer en/of injectie-eenheden op de holte (voorkamer) worden 10 aangesloten. Gaten kunnen ook over een gedeelte van hun lengte concentrisch zijn aangebracht, teneinde een aantal materialen co-axiaal te kunnen inbrengen.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor het door spuitgieten vervaardigen van uit een aantal lagen van 15 verschillende materialen bestaande voorwerpen, omvattende een matrijs en een aantal plastificeereenheden en ten minste één injectie-eenheid.

De uit de eerder vermelde Britse octrooipublicatie GB-A-1475898 bekende inrichting omvat een aantal onafhankelijke plastificeer-/ injectie-eenheden en een aantal in kamers heen en weer beweegbare 20 lichamen waarmee de matrijs selectief in verbinding kan worden gesteld met de plastificeer-/injectie-eenheden.

Het bezwaar van de bekende inrichting is, dat de lichamen niet onbeperkt snel heen en weer kunnen worden bewogen, teneinde de injectie-tijd zo kort mogelijk te doen zijn, omdat dan onvolkomenheden in de 25 opbouw (rangschikking en hoeveelheid) van de diverse materiaalstromen ontstaat. Bovendien is de bekende inrichting, bij drie of meer te spuitgieten (verschillende) materialen technisch zeer ingewikkeld. Dit bezwaar geldt ook indien een sterk getrapt snelheidsprofiel gewenst is.

30 De uitvinding heeft ten doel een inrichting te verschaffen waarbij bovenvermelde bezwaren althans in belangrijke mate zijn opgeheven.

De inrichting volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat een holle kamer is toegepast welke middels een verdeel-35 inrichting in verbinding staat met de plastificeereenheden, 8601883 -4- welke kamer is voorzien van middelen om de inhoud daarvan in de matrijs te injecteren.

Door toepassing van een van een injectie-eenheid voorziene kamer is het mogelijk geworden om de matrijs in een kortere tijd dan tot nu toe 5 mogelijk was, te vullen.

Een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat de verdeelinrichting een aantal elementaire modules omvat, waarmee elke plastificeereenheid afzonderlijk of in combinatie met een andere met de holle kamer kan worden 10 verbonden.

Hierdoor wordt bereikt, dat de inrichting op betrekkelijk eenvoudige wijze, nl. door het verwisselen van een module, geschikt kan worden gemaakt voor het vervaardigen van een voortbrengsel met een andere eigenschappen, zoals laagdikte, aantal lagen, plaats van een laag in 15 het voortbrengsel etc.

Bij voorkeur omvat de verdeelinrichting een aantal van zich in radiale richting uitstrekkende boringen voorziene schijfvormige elementen, welke tot een staafvormig lichaam zijn gegroepeerd, welk lichaam beweegbaar is door bewegingsmiddelen en in discrete posities fixeer-20 baar is.

De buitenomtrek van een schijfvormig element kan de vorm hebben van een regelmatige veelhoek (driehoek, vierhoek, etc.) of, bij voorkeur, een cirkel.

De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding worden 25 hierna verder verduidelijkt aan de hand van een aantal voorbeelden en tekeningen.

In de tekeningen is fig. 1 een schematische voorstelling, van bovenaf gezien, van een spuitgietmachine omvattende in hoofdzaak een matrijs, een aanspuit-30 kanaal, een verdeelinrichting en een 3-tal plastificeereenheden en een injectie-eenheid; fig. 2 een zij-aanzicht van het beweegbare, uit elementen opgebouwde staafvormige lichaam van de verdeelinrichting; fig. 3 een doorsnede volgens de lijn 3-3 in fig. 2; 35 fig. 4.1 resp. fig. 4.2, de laagopbouw in de voorkamer resp. in de 8601883 -5- * matrijs voor een 3 Laags voortbrengsel; fig. 5.1 en fig. 5.2, de laagopbouw in de voorkamer resp. in de matrijs voor een 5 laags voortbrengsel; fig. 6.1 en fig. 6.2, de laagopbouw in de voorkamer resp. in de 5 matrijs voor een 9 laags voortbrengsel; fig. 7.1 en fig. 7.2, de laagopbouw in de voorkamer resp. in de matrijs voor een 3 laags voortbrengsel met een excentrisch gelegen kernlaag (spuitzijde); fig. 8.1 en fig. 8.2, de laagopbouw in de voorkamer resp. in de 10 matrijs voor een 3 laags voortbrengsel met een excentrisch gelegen kernlaag (sluitzijde); fig. 9.1 en fig. 9.2, de laagopbouw in de voorkamer resp. in de matrijs voor een 3 laags voortbrengsel met een excentrisch gelegen kernlaag (sluitzijde), met een verbeterde laagdikteverdeling; 15 fig. 10.1 en fig. 10.2, de laagopbouw in de voorkamer resp. in de matrijs voor een 5 laags voortbrengsel met een excentrisch gelegen kernlaag.

fig. 11.1 t/, fig. 11.6 de toegepaste schijven in de verdeel-inrichting.

20 In figuur 1 is schematisch een spuitgietmachine weergegeven, omvattende een matrijs 1, een aanspuitkanaal 2, een verdeelinrichting 3, een eerste plastificeereenheid 4, een tweede plastificeereenheid 5, een derde plastificeereenheid 6 en een voorkamer met injectie-eenheid 7. In plaats van de getekende plunjer 27 kan ook een schroef of 25 plastificeereenheid (niet weergegeven) worden toegepast, ter voorkoming van een lange verblijftijd van (rest-)materiaal in injectie-eenheid 7.

De plastificeereenheden 4, 5 en 6 kunnen middels verdeelinrichting 3 elk afzonderlijk of in een combinatie op voorkamer/ 30 injectie-eenheid 7 worden aangesloten.

Verdeelinrichting 3 omvat een uit een aantal schijven 8 t/m 13 (zie fig. 11.1 t/m 11.6) samengesteld staafvormig lichaam 14 (zie ook fig.

2) welke in mantel 15 heen en weer beweegbaar is door bewegingsmid-delen (niet aangegeven). Elke schijf 8 t/m 13 is voorzien van een 35 typische boring. In fig. 11.3, bijvoorbeeld, is een schijf 10 weerge- 8601883 -6- * geven met een drietal boringen 17, 18 en 26 welke over een gedeelte van hun lengten concentrisch zijn uitgevoerd. De uitstroomopeningen 19, 20, 21 en 22 van resp. plastificeereenheden 4, 5 en 6 en voor-kamer/injectie-eenheid 7 liggen alle in ongeveer hetzelfde dwarsvlak 5 van verdeelinrichting 3.

In de figuur 4 t/m 10 zijn een aantal mogelijke combinaties aangegeven van toepasbare materialen en hun rangschikking in de voorkamer (géén limitatieve opsomming). In de figuren is laag 23, bijvoorbeeld van polypropeen, in de handel verkrijgbaar, o.a. onder de 10 aanduiding "Stam P56M10", laag 24, bijvoorbeeld, van etheenvinyl-alcohol (eval), in de handel verkrijgbaar, o.a., onder de ver-duiding "Eval EPG" en laag 25 van een materiaal dat de hechting verbetert tussen polypropeen en eval, bijvoorbeeld wat verkrijgbaar is onder de aanduiding "Admer OF 540".

15 De figuren 4.1, 5.1, 6.1, 7.1, 8.1, 9.1 en 10.1 kunnen worden gezien als doorsneden in langsrichting van de inhoud van de voorkamer.

Door de plastificeereenheden 4, 5 en 6 worden achtereenvolgens middels de daartoe in het vlak van uitstroomopeningen 19 t/m 21 gepositioneerde schijven de diverse materialen in de voorkamer/injectie-20 eenheid 7 gebracht.

Middels schijf 13 wordt tenslotte de inhoud van de voorkamer via aanspuitkanaal 2 in matrijs 1 geïnjecteerd.

De schijven 8 t/m 13 zijn bij voorkeur zodanig gedimensioneerd dat de inhoud daarvan aan te spuitgieten materiaal klein is 25 t.o.v. de matrijsinhoud.

Een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat een voorkamer welke is gepositioneerd tussen het aanspuitkanaal en de verdeelinrichting (niet weergegeven).

Het voordeel hiervan is, dat het restvolume na injectie vanuit de 30 voorkamer in de matrijs, minimaal is.

8601883

Claims

1. Werkwijze voor het door spuitgieten vervaardigen van een uit een aantal lagen van verschillende materialen bestaand voorwerp, waarbij de verschillende materialen in geplastificeerde toestand achtereenvolgens en/of co-axiaal in een matrijs worden gelnjec- 5 teerd, met het kenmerk, dat, voorafgaande aan het injecteren, de verschillende materialen in de gewenste volgorde en hoeveelheid in een holte worden gebracht en vervolgens de inhoud van de holte in de matrijs wordt geïnjecteerd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de materialen 10 door afzonderlijke injectie-eenheden in de holte worden gebracht.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de materialen middels een verdeelinrichting in de gewenste volgorde en hoeveelheid in de holte worden gebracht, welke verdeelinrichting is opgebouwd uit elementaire modules welke elk een 15 bepaalde combinatie en configuratie van materialen in de holte kunnen doen ontstaan.

4. Werkwijze volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de verdeelinrichting een aantal van zich in radiale richting uitstrekkende boringen voorziene schijfvormige elementen omvat, 20 welke door bewegingsmiddelen kunnen worden gepositioneerd.

5. Inrichting voor het door spuitgieten vervaardigen van uit een aantal lagen van verschillende materialen bestaande voorwerpen, omvattende een matrijs en een aantal plastificeereenheden, met het kenmerk, dat een holle kamer is toegepast welke middels een 25 verdeelinrichting in verbinding staat met de plastificeereenheden, welke kamer is voorzien van middelen om de inhoud daarvan in de matrijs te injecteren.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de verdeelinrichting een aantal elementaire modules omvat, waarmee elke 30 plastificeereenheid afzonderlijk met de holle kamer kan worden verbonden. 8601883 , -8- 4

7. Inrichting volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de ver-deelinrichting een aantal van zich in radiale richting uitstrekkende boringen voorziene schijfvormige elementen omvat, welke tot een staafvormig lichaam zijn gegroepeerd, welk lichaam 5 beweegbaar is door bewegingsmiddelen en in discrete posities fixeerbaar is.

8. Werkwijze, in hoofdzaak zoals beschreven en toegelicht in de voorbeelden.

9. Inrichting, in hoofdzaak zoals beschreven en toegelicht in de 10 figuren.

10. Product verkregen met de werkwijze volgens één der conclusies 1-4 of met de inrichting volgens één der conclusies 5-7. 860 1 88 3