NO324319B1 - Fremgangsmate for rotasjonsstoping av et sylindrisk produkt - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for rotasjonsstøping av et sylindrisk produkt, fortrinnsvis en fender (10) i myk PVC-plast Fremgangsmåten omfatter følgende trinn- a) et rørformet formverktøy (20) med åpne ender (21, 22) anordnes i en vertikal stilling, b) en prefabrikkert nedre endeavslutning, fortrinnsvis et nedre taufeste (11), føres inn og plasseres innvendig i formverktøyets nedre område, c) PVC-pasta (13) føres inn og doseres innvendig i formverktøyet (20), d) en prefabrikkert øvre endeavslutning, fortrinnsvis et øvre taufeste (12) med ventil, føres inn og plasseres innvendig i formverktøyets øvre område, e) formverktøyet (20) roteres til en horisontal stilling og anbringes i et formingsapparat (6), f) formverktøyet (20) settes i rotasjon med høy hastighet inntil pastaen er fordelt jevnt innvendig på formverktøyets vegger mellom endeavslutningene (11, 12), g) rotasjonshastigheten reduseres og formverktøyet (20) oppvarmes over en tidsperiode hvorved PVC-matenalet og det støpte produktet (10) herdes og oppnår sin maksimale styrke, h) formverktøyet (20) med det støpte produktet (10) avkjøles og roteres til en vertikal stilling og plasseres i et avformingsapparat (7) hvor et gripeverktøy tar grep om det støpte produktets øvre endeavslutning (12), det støpte produktet (10) vakuumeres ved hjelp av ventilen hvorved en del av det støpte produktets overflate frigjøres fra den innvendige formvegg, og i) det støpte produktet (10) roteres ved hjelp av gripeverktøyet og formverktøyet (20) trekkes nedover hvorved det støpte produktet (10) frigjøres.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for rotasjonsstøping av et sylindrisk produkt, fortrinnsvis en fender i myk PVC-plast.

Et automatisert anlegg som anvender fremgangsmåten for rotasjonsstøping av fortrinnsvis en fender som angitt ovenfor, er også omtalt.

Det finnes i dag flere metoder for å produsere eller støpe sylindriske produkter av typen som angitt ovenfor. Ved støping benyttes det et formverktøy som roterer hvorved den flytende PVC-pastaen fordeles på formverktøyets innvendige flater. Rotasjon om formverktøyet utføres normalt på én av de følgende måter: 1) dobbeltrotasjon d.v.s. rotasjon om to akser med ulik hastighet for hver enkelt akse, og 2) rotasjon om formens senterlinje og bikking av formverktøyet om midten. Formene roteres normalt med en hastighet på 30-50 omdreininger pr minutt, og pastaen legger seg på formens innervegg etter hvert som temperaturen i pastaen oppnår en gitt temperatur. Dette gir en ujevn duktykkelse og et unødven-dig materialeforbruk.

Dagens formverktøy er fremstilt i aluminium med 4-6 mm veggtykkelse. Aluminiumsformer krever mye vedlikehold for å bevare høy glans på støpeflatene.

Sylindriske fendere i myk PVC-plast er normalt anordnet med taufeste i hver ende. Dagens formverktøy har oppspenningsmekanisme for prefabrikkerte

taufester, eller form for rotasjonsstøping av taufester integrert i formverktøyet.- Det sistnevnte formverktøy krever en totrinns støpeprosess. Støpeformene har en de-ling på midten for å kunne ta ut det ferdige produktet. Denne formdelingen medfø-rer en synlig skjøt på duken av det ferdige produktet. Dette medfører en kvalitets-forringelse både med hensyn til styrke og utseende av det ferdige produktet. Kvalitet på et produkt kan for eksempel måles på bakgrunn av dukens tykkelsesvaria-sjon d.v.s. jevnhet. Hvis duktykkelsen ikke er jevn kan dette resultere i at for eksempel fenderen ved oppblåsing kan få utbulinger og styrkemessig svakheter der duken er tynnest. Videre vil fenderen innta en "bananform" dersom duktykkelsen ikke er jevn.

Norsk patent nr 135.405 beskriver en anordning for uttaking av støpte produkter fra en rotasjonsstøpemaskin. Med én eller flere todelte støpeformer med formdeler som er bevegelige montert mellom en åpen og lukket stilling i maskinen på roterbare bæreorganer. Rotasjonsstøpemaskinen er anordnet med innretninger for uttaging av støpte produkter fra maskinen.

US 3.966.386 omtaler en anordning for rotasjonsstøping av et plastisk produkt, som består av blant annet et todelt formutstyr og et utstyr for automatisk gri-ping og fjerning av det ferdige produktet.

US 4.531.704 beskriver en sprøytestøpeanordning for produksjon av fendere, som omfatter et todelt formverktøy.

US 2005/0040563 omtaler en fremgangsmåte for fremstilling av et plastisk hult legeme påfylt med skum ved bruk av rotasjonsmetoden.

GB 1.521.121 viser en fremgangsmåte for fremstilling av hule artikler (blant annet fendere) laget av et PVC-materiale.

Et mål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for rotasjonsstøping av et sylindrisk produkt hvor det endelige produktet har høy kvalitet og god finish. Det vil si at produktet skal ha en jevn duktykkelse og et tiltalende utseende, d.v.s støpeskjøter etc. skal unngås.

Et annet mål er at fremgangsmåten skal være kostnadseffektiv, d.v.s. både med hensyn til materialforbruket og produksjonskostnader i forbindelse med fremstilling av produktet. Minimalt materialforbruk oppnås ved jevn duktykkelse, som omtalt ovenfor, og god styring av materialmatingen. Anvendelse av automatisert produksjonsteknologi ved hjelp av moderne apparater og roboter medfører at pro-duksjonskostnadene kan reduseres. Produksjonsfremgangsmåten skal være mest mulig automatisert, slik at færrest mulig operatører er nødvendig for å utføre pro-duksjonen.

Et videre mål med oppfinnelsen er at produksjon og anvendelse av prefabrikkerte (sprøytestøpte) taufester kombineres på en rasjonell måte.

Et ytterligere mål med oppfinnelsen er at formverktøyet skal kreve lite vedlikehold.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en fremgangsmåte for rotasjonsstøping av et sylindrisk produkt, fortrinnsvis en fender i myk PVC-plast, kjennetegnet ved at den omfatter følgende trinn:

a) et rørformet formverktøy med åpne ender anordnes i en vertikal stilling,

b) en prefabrikkert nedre endeavslutning, fortrinnsvis et nedre taufeste

(11) , føres inn og plasseres innvendig i formverktøyets nedre område,

c) PVC-pasta føres inn og doseres innvendig i formverktøyet,

d) en prefabrikkert øvre endeavslutning, fortrinnsvis et øvre taufeste (12) med ventil, føres inn og plasseres innvendig i formverktøyets øvre område, e) formverktøyet roteres til en horisontal stilling og anbringes i et formingsapparat, f) formverktøyet settes i rotasjon med høy hastighet inntil pastaen er fordelt jevnt innvendig på formverktøyets vegger mellom endeavslutningene (11, 12),

g) rotasjonshastigheten reduseres og formverktøyet) oppvarmes over en tidsperiode hvorved PVC-materialet og det støpte produktet herdes og oppnår

sin maksimale styrke,

h) formverktøyet med det støpte produktet avkjøles og roteres til en vertikal stilling og plasseres i et avformingsapparat hvor et gripeverktøy tar grep om

det støpte produktets øvre endeavslutning,

i) det støpte produktet vakuumeres ved hjelp av ventilen hvorved en del av det støpte produktets overflate frigjøres fra den innvendige formvegg, og

j) det støpte produktet roteres ved hjelp av gripeverktøyet og formverk-tøyet trekkes nedover hvorved det støpte produktet frigjøres.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er videre utdypet i kravene 2 til og med 6.

Foreliggende oppfinnelse skal nå nærmere forklares med referanse til de vedføyde tegninger, hvor Fig. 1 viser en prinsippskisse for rotasjonsstøping av et sylindrisk produkt ifølge oppfinnelsen, Fig. 2a viser, sett fra siden, et automatisert anlegg for fremstilling av et sylindrisk produkt, fortrinnsvis en fender i myk PVC-plast, og

Fig. 2b viser, sett ovenfra, det automatiske anlegget i fig. 2a.

Med henvisning først til fig. 1 skal trinnene i fremgangsmåten forklares i forbindelse med rotasjonsstøping av et sylindrisk produkt som i denne utførelse er en fender 10.

Trinn a) viser et rørformet formverktøy 20 med åpne ender 21, 22 som er anordnet i en vertikal stilling. Formverktøyet 20 er fremstilt av standard rør i syrefast stål med fortrinnsvis 2 mm godstykkelse. Innvendig mekanisk polering med etterfølgende elektropolering er utført, slik at det oppnås en overflate med høy glans og stor mekanisk styrke. Dette medfører at formverktøyet krever lite vedlikehold.

Trinn b) viser formverktøyet 20 anordnet i den samme vertikale stilling hvor en prefabrikkert nedre endeavslutning, fortrinnsvis et nedre taufeste 11, er ført inn og anordnet innvendig i formverktøyets nedre område.

Trinn c) viser formverktøyet 20 med det nedre taufestet 11 i samme vertikale stilling. PVC-pasta 13 er nå ført inn og dosert innvendig i formverktøyet 20.

Trinn d) viser formverktøyet 20 i den samme vertikale stilling. En prefabrikkert øvre endeavslutning, fortrinnsvis et øvre taufeste 12 med ventil, er nå ført inn og anordnet innvendig i formverktøyets øvre område.

Trinn e) viser formverktøyet 20 rotert til en horisontal stilling og anbrakt i et formingsapparat 6 som er nærmere vist på fig. 2. PVC-pastaen 13 er her også vist innvendig i formverktøyet 20.

Trinn f) viser formverktøyet 20 fremdeles i formingsapparatet 6 og i horisontal stiling og satt i rotasjon med høy hastighet inntil pastaen 13 er jevnt fordelt på formverktøyets innvendige veggoverflate mellom endeavslutningene 11,12.

Trinn g) viser formverktøyet 20 formdeles i horisontal stilling og plassert i formingsapparatet 6. Formverktøyet 20 oppvarmes nå over en tidsperiode hvorved PVC-materialet og det formede, støpte produktet 10 herdes og oppnår sin maksimale styrke.

Trinn h) viser formverktøyet 20 med det innvendige støpte produktet 10. Formverktøyet 20 er rotert til en vertikal stilling, avkjølt og plassert i et avformingsapparat 7, som vist på fig. 2, hvor et gripeverktøy tar grep om det støpte produktets øvre endeavslutning 12.

Trinn i) viser formverktøyet 20 med det støpte produktet 10 i en vertikal stilling hvor det støpte produktet 10 vakuumeres ved hjelp av ventilen hvorved en del av det støpte produktets overflate frigjøres fra den innvendige formvegg.

Trinn j) viser det støpte produktet 10 frigjort fra formverktøyet 20. Frigjø-ringen av det støpte produktet 10 er utført ved at gripeverktøyet, som har grep om det støpte produktets øvre endeavslutning 12, roterer det støpte produktet 10 innvendig i formverktøyet 20 samtidig med at formverktøyet 20 trekkes nedover hvorved det støpte produktet 10 frigjøres fra formverktøyet 20.

Med henvisning til fig. 1 og trinn f) skal det nevnes at formverktøyet 20 roterer med høy hastighet, fortrinnsvis mellom 5 og 8G, for pastaen i leggeprosessen. Her utnyttes sentrifugalkraften for å fordele pastaen mellom taufestene, og duktykkelsen blir dermed svært jevn (+/- 0,1 mm). Rotasjonshastigheten reduseres i her-deprosessen til ca 50 omdreininger pr. minutt.

Med henvisning til fig.. 2a og 2b skal fremgangsmåten for rotasjonsstøping ifølge oppfinnelsen forklares anvendt i forbindelse med et automatisert produk-sjonsanlegg I.

Produksjonsanlegget I omfatter et magasin 1 for endeavslutninger eller taufester 11,12. Anlegget består videre av en robot 2 for håndtering av taufestene

11,12. Roboten 2 vil velge ut det riktige taufeste d.v.s. nedre taufeste 11 for plas-sering i formverktøyets nedre område eller øvre taufeste 12 med ventil for plasse-ring i formverktøyets øvre område. Det utvalgte taufeste 11,12 mates så av roboten 2 til en anordning 3 for isetting av det utvalgte taufeste 11,12. Som omtalt tid-ligere blir det nedre taufeste 11 først ført inn i det rørformede formverktøyet 20.

Etter at det nedre taufeste 11 er anordnet innvendig i formverktøyets nedre område vil en stasjon 4 for dosering av pasta 13 innføre pastaen 13 i formverktøyet 20. Anordningen 3 for isetting av det øvre taufeste 12 med ventil er så aktivert og taufeste 12 føres inn og plasseres innvendig i formverktøyets øvre område. En robot 5 for betjening av formverktøyet 20 roterer så dette til en horisontal stilling og formverktøyet 20 med en avslutning 11,12 og pastaen 13 anbringes i formingsapparatet 6 for støping, herding og avkjøling av produktet. Formverktøyet 20 med det støpte produktet eller fender 10 er så plassert i et avformingsapparat 7 hvor et gri-peverktøy tar grep om det støpte produkts øvre endeavslutning 12. Det støpte produktet 10 er så videre rotert ved hjelp av gripeverktøyet og formverktøyet 20 trukket nedover hvorved det støpte produktet 10 er frigjort.

En stasjon 8 for bytting av formverktøy 20 er også vist på figuren.

Et antall forskjellige dimensjoner av formverktøyet 20 vil være tilgjengelig, slik at fendere med forskjellig størrelse kan fremstilles.

Anvendelse av fremgangsmåten for rotasjonsstøping av et sylindrisk produkt, som for eksempel en fender, i forbindelse med det ovenfor omtalte produk-sjonsapparat muliggjør en meget rasjonell produksjon av en slik fender med høy kvalitet. Produksjonsfremgangsmåten utnytter moderne produksjonsteknologi som kombinerer produksjon og anvendelse av prefabrikkerte (sprøytestøpte) taufester for fortrinnsvis små fendere på en svært rasjonell måte.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for rotasjonsstøping av et sylindrisk produkt, fortrinnsvis en fender (10) i myk PVC-plast, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: a) et rørformet formverktøy (20) med åpne ender (21, 22) anordnes i en vertikal stilling, b) en prefabrikkert nedre endeavslutning, fortrinnsvis et nedre taufeste (11) , føres inn og plasseres innvendig i formverktøyets nedre område, c) PVC-pasta (13) føres inn og doseres innvendig i formverktøyet (20), d) en prefabrikkert øvre endeavslutning, fortrinnsvis et øvre taufeste

(12) med ventil, føres inn og plasseres innvendig i formverktøyets øvre område, e) formverktøyet (20) roteres til en horisontal stilling og anbringes i et formingsapparat (6), f) formverktøyet (20) settes i rotasjon med høy hastighet inntil pastaen er fordelt jevnt innvendig på formverktøyets vegger mellom endeavslutningene (11.12), g) rotasjonshastigheten reduseres og formverktøyet (20) oppvarmes over en tidsperiode hvorved PVC-materialet og det støpte produktet (10) herdes og oppnår sin maksimale styrke, h) formverktøyet (20) med det støpte produktet (10) avkjøles og roteres til en vertikal stilling og plasseres i et avformingsapparat (7) hvor et gripeverktøy tar grep om det støpte produktets øvre endeavslutning (12), i) det støpte produktet (10) vakuumeres ved hjelp av ventilen hvorved en del av det støpte produktets overflate frigjøres fra den innvendige formvegg, og j) det støpte produktet (10) roteres ved hjelp av gripeverktøyet og formverktøyet (20) trekkes nedover hvorved det støpte produktet (10) frigjøres.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at rotasjonshastigheten under trinn f) er mellom 5 og 8 g for pastaen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at rotasjonshastigheten under trinn g) er ca 50 omdreininger pr minutt.

4. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at det rørformede formverktøyet (20) tilveiebringes i syrefast stål.

5. Fremgangsmåte følge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at det rørformede formverktøyet (10) tilveiebringes med godstykkelse på 2 mm.

6. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, karakterisert ved at de prefabrikkerte øvre og nedre endeavslutninger (12,11) utformes med en ytre diameter noe større enn formverktøyets indre diameter.