PL158199B1 - Thermoplastic moulded pieces production method and a device for their production - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyprasek z termoplastycznego tworzywa sztucznego poprzez nagrzewanie materiału termoplastycznego, formowanie półfabrykatu za pomocą dyszy, w danym przypadku pierścieniowej, i rozdzielanie, w tym przypadku przy zastosowaniu strumienia gorącego gazu skierowanego na miejsce rozdziału, wprowadzenie wypraski do formy, zamknięcie formy, uformowanie wypraski poprzez przyłożenie ciśnienia i schłodzenie wypraski co najmniej częściowo pod ciśnieniem, jak również urządzenie do wytwarzania wyprasek z wytłaczarką ślimakową do nagrzewania termoplastycznego tworzywa sztucznego z zamykaną dyszą, przystosowaną do dozowania materiału, która w tym przypadku jest otoczona przez dyszę pierścieniową do nadmuchiwania nagrzanego strumienia powietrza na miejsce rozdziału porcji materiału, z co najmniej jedną zamykaną formą prasowniczą składającą się z matrycy i patrycy, przy czym z jednej strony matryca może być umieszczana pod dyszą i z drugiej strony współosiowo do patrycy i przy czym na patrycę i/lub matrycę przykładane jest i utrzymywane ciśnienie.

Sposób tego rodzaju jest znany z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej nr 3 313 975. W tym przypadku tworzywo termoplastyczne jest wyprowadzane z dyszy pierścieniowej i nakładane na przedłużenie dyszy, przy czym połączenie ze szczeliną dyszy pozostaje utrzymane i zaczepia się ono za przedłużenie dyszy, skąd jest później usuwane przy

153 199 zamykaniu formy. W wyniku tego następuje schłodzenie wypraski już zanim dojdzie do formy i z drugiej strony powstają problemy wynikające z zaczepiania, klejenia się tworzywa termoplastycznego do przedłużenia dyszy przy pracy oddzielacza.

Podoony sposób jest opisany w niemieckim opisie patentowym nr 3 023 415. W tym przypad ku półfabrykaty oddzielone przez jej zamknięcie są doprowadzane z dyszy, spadając swooodnie ao wnęki. Dzięki temu rozdzielone porcje materiału podczas ich ruchu w przód nie wchodzą w kontakt z cnłoonymi powierzchniami formy prasowniczej. Półfabrykaty pozostają jednak dłuższy czas, który odpowiada kilkukrotnemu czasowi wypadania, w chłodnej formie prasowniczej, mianowicie do chwili odsunięcia formy prasowniczej od dyszy do pionowego położenia stempla prasującego. Przy tym posiadają one względnie duże powierzcnnie styku z chłodną formą, tak że tworzywo sztuczne zaczyna schładzać się na powierzcnniach kontaktu i nie daje się już dobrze prasować, tak że pogarsza się jakość otrzymanej wypraski. Jeżeli dysza i/lub jej zawór nie są wykonane z najwyższą precyzją, lub posiadają zaczepiające zanieczyszczenia, rozdzielenie półfabrykatu nie następuje dokładnie równocześnie na całym obwodzie, tak że półfabrykat ne wchodzi do przestrzeni formującej dokładnie, co samo przez się lub w połączeniu z częściami masy tworzywa schłodzonymi na zimnych ściankach formy prowadzi do niejednorodnych wyprasek, a więc wytwarza się braki. Równie niekorzystny efekt może powstać także w wyniku tego, że w danym przypadku pierścieniowy strumień powietrza skierowany przez dyszę na miejsce rozdziału półfabrykatu działa na nią nierównomiernie i przez to z jednej strony powoduje nierównomierne uwalnianie półfabrykatów, a z drugiej popycha je w kierunku rneosiowyrn, skutkiem czego półfabrykat dochodzi do komory formującej w położeniu niewycentrowanym.

Z następujących opisów patentowycn USA nr 3 313 875, RFN nr 3 023 415 oraz 2 842 515 znane są urządzenia, przy pomocy których można zrealizować soosoby eliminujące wyżej przedstawione oroolemy.

Celem wynalazku jest ulepszenie sposobu i urządzenia wymienionego w stanie techniki, tak aoy siyk półfabrykatu ze scnłodzuną formą pył ograniczony do minimum.

Cel ten został spełniony przy użyciu sposobu polegającego na tym, że cały nagrzany materiał termoplastyczny potrzebny do wykonania wypraski jest odkładany na powierzcnni wysuwnego wspornika nośnego pod dyszą, tworzącego część formy prasowniczej i oddzielany przy pomocy dyszy, przy czym wspornik pośredni przy zamykaniu formy prasowniczej jest opuszczany.

Poprzez odkładanie nagrzanego materiału termoplastycznego wychodzącego z dyszy na powierzchnię wspornika pośredniego, tworzącego część formy prasującej, z jednej strony z powodu krótkiej drogi, uzyskuje się skierowane a przez to centrowane wyprowadzanie, dzięki czemu nierównomierne oddzielenie względnie zanieczyszczenia na obwodzie nie mogą wywierać żadnego wpływu na położenie wypraski. Odpowiedni do uzyskania tego efektu jest strumień gazu, pierścieniowy w tym przypadku. Uypraska leży tylko na jednej części formy, tak że występujące tam schłodzenie nie ma praktycznie żadnego wpływu na jakość wypraski. Przez utrzymywanie wspornika pośredniego w pozycji wyprowadzonej wypraska jest opływana przez otaczające ciepłe powietrze, tak ze wypraska dopiero wtedy wchodzi w kontakt z większą częścią schłodzonej formy, jeśli także ustawiony jest właściwy proces prasowania.

Skutkiem tego, że od momentu wytworzenia wypraski aż do sprasowania półfabrykatu podlega ona tylko niewielkiemu schłodzeniu, i to praktycznie tylko w tych miejscach, które przy końcowym formowaniu nie mogą być poruszone, temperatura ogrzanego tworzywa sztucznego może być niższa niż w przypadku znanych sposobów, co z jednej strony oszczędza energię przeznaczoną na stopienie, a z drugiej strony przyspiesza utwardzanie, ponieważ nie musi być ona tak długo schładzana. Dzięki temu wynalazek przyczynia się znacznie do zaoszczędzenia energii i przyspieszenia procesu wytwarzania.

Według korzystnego wykonania sposobu według wynalazku wypraski są odkładane w ten sposób na powierzchnię górną wspornika pośredniego, że zachodzi on na nie na obwodzie. W wyni4

158 199 ku tego powierzchnia kontaktu wyprasek ze wspornikiem pośrednim jest dalej zmniejszona, tak że może on być jeszcze mniej schłodzony.

Cel wynalazku został· osiągnięty w urządzeniu sprzężonym z wytłaczarką ślimakową do nagrzewania termoplastycznego tworzywa sztucznego z zamykaną dyszą, przystosowaną do dozowania tworzywa, która w tym przyoadku jest otoczona przez dyszę pierścieniową do nadmucniwania w tym przypaoku nagrzanym strumieniem gazu skierowanym przez dyszę na miejsce rozdziału porcji materiału, z co najmniej jedną zamykaną formą prasowniczą składającą się z matrycy i patrycy, orzy czym z jednej strony matryca może oyć umieszczana pod dyszą i z drugiej strony współosiowo względem patrycy i przy czym na patrycę i/lub matrycę przykładane jest i utrzymywane ciśnienie. Urządzenie to charakteryzuje się według wynalazku tym, że w matrycy umieszczony jest wysuwany wspornik pośredni, którego swobodna powierzchnia w pozycji wsuniętej stanowi część powierzchni formującej matrycy odtwarzającej kształt wypraski.

Korzystnie we wsporniku pośrednim umieszczony jest współosiowo pręt przesuwny wzdłuż osi.

Korzystnie powierzchnia swobodna wspornika pośredniego posiada na obwodzie podwyższenie.

Ponieważ powierzchnia wspornika pośredniego jest częścią formy prasującej ograniczającej ostateczny kształt wypraski, w obszarze kontaktowym możliwe niewielkie chłodzenie wypraski nie jest wadą, ponieważ tworzywo sztuczne z tego obszaru centralnego nie musi być usunięte podczas właściwego procesu formowania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania urządzenia do wytwarzania nakrętek do tuo, przy czym równocześnie korpus tuoy może być połączony z wytwarzaną nakrętką, w scnematycznych przekrojach na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia otwartą dyszę do podawania termoplastycznego tworzywa sztucznego i wspornik pośredni, który jest częścią składową matrycy formy, fig. 2 - to samo co fig. 1, przy czym dysza jest zamknięta, fig. 3 - matrycę formy według fig. 1 i 2, do której dostawiona jest patryca, fig. 4 - położenie sprasowania matrycy formy i patrycy formy.

Na fig. 1 i 2 przedstawiono dyszę 1 służącą do wyprowadzania materiału termoplastycznego z nie przedstawionej wytłaczarki ślimakowej celem nagrzewania materiału termoplastycznego tworzywa sztucznego. Dysza 1 posiada zawór 2, przy pomocy którego może być wyprowadzana dowolna ilość tworzywa sztucznego w postaci pierścieniowego półfabrykatu 3. Otwór wyjściowy dyszy 1 jest otoczony przez dyszę pierścieniową 4. Do dyszy pierścieniowej 4 może być doprowadzone na przykład gorące powietrze, które może służyć do łatwiejszego rozdzielenia półfaorykatu 3 przy zamykaniu zaworu 2 dyszy 1, a także do opływania półfabrykatu 3 utrzymywanego w swoim położeniu przez gorące powietrze i zabezpieczanie go przed schłodzeniem.

Osiowo do dyszy 1 jest umieszczona matryca 5, tworząca część formy prasującej do wytwarzania nakrętki 6 do tub (fig. 4). Wnętrze matrycy 5 jest wykonane w ten sposób, że odtwarza ono zewnętrzną postać wytwarzanej nakrętki 6. Zwykle matryca 5 jest skonstruowana jako wieloczęściowa i posiada część 7 dla szyjki nakrętki 6 wyposażonej w gwint. W matrycy 5 pomiędzy ogranicznikiem górnym 9 i ogranicznikiem dolnym 10 przesuwany jest centralnie i osiowo wspornik pośredni 8. W górnym położeniu końcowym ograniczonym przez ogranicznik górny 9 wspornik pośredni jest umieszczony w takiej odległości do dyszy 1, że materiał wychodzący z dyszy 1 jest odkładany bezpośrednio na powierzchnię 11 nośnika pośredniego 8. Odległość pomiędzy powierzchnią 11 i dyszą 1 może być wybrana w taki sposób, że niezbędna ilość materiału znajduje dla siebie miejsce. Jest także możliwe umieszczenie powierzchni 11 wspornika pośredniego 8 bezpośrednio pod dyszą 1 i obniżenie wspornika pośredniego.8 odpowiednio do ilości wyprowadzanego materiału.

Centralnie wewnątrz wspornika pośredniego 8 jest umieszczony współosiowo dający się wysuwać pręt 12, który wystaje ponad powierzchnię 11 wspornika pośredniego 8 i z jednej strony służy do centrowania przy pomocy pierścieniowego przekroju strumienia tworzywa sztu158 199 cznego tworzącego wypraskę 3, wypływającego z dyszy 1 i z drugiej strony przy prasowaniu nakrętki 6 utrzymuje swobodny otwór wyjściowy.

Wyprowadzanie i wprowadzanie wspornika pośredniego 8 i pręta 12 może odbywać się przy pomocy dowolnego znanego napędu (nie pokazanego) na przykład sprężynowego, hydraulicznego lub pneurmtycznego.

Powierzchnia 11 może oyć wykonana na płasko aloo być dostosowana do ootrzeo ukształtowania neK-ętki 6. Korzystnie powierzchnia 11 wspornika pośredinegc 3 może oyć wklęsła luo w kształcie talerza albo z podwyzszonę krawędzią. Pornerzchnia 11 tworzy w stanie wprowadzania wspornika oośredniego 6 (fig. i) część matrycy tworzącą otaczającą powierzchnię zewnętrzną otworu wylotowego nakrętki 6 tworzącą część matrycy 5 formy.

Na fig. 3 przedstawiony jest dolny koniec patrycy 15 formy. Stempel formy posiada tuleję 15 utrzymującą korpus 14 tuby na osi której jest umieszczony przesuwnie stempel 16 prasy odtwarzający wewnętrzny kształt nakrętki 6 tuby, ruchomy względem tulei 15.

Sposób według wynalazku jest zrealizwwany w urządzeniu następująco. Matryca 5 jest umieszczona pod dyszą 1 nie przedstawionej wytłaczarki ślimakowej. Po otwarciu zaworu 2 dyszy 1 strumień rozgrzanego maleriału termoplastycznego. o przekroju pieΓścizniwwym przeoływa z otworu dyszy i opiera się na powierzcnni 11 wspornika pośredniego G przy otwartej dyszy 1. dysza powinna zostać otwarta tak długo, az wypłynie odpowiednia ioość maferiału, przy czyni powinien on korzystnie pokrywać swooodnie krawędzie powierzchni 11 wspornika pośredniego. Podczas gdy dysza 1 jest otwarta, pręt 12 w wsporniku pośrednim 8 styka się z zaworem 2 dyszy 1, w wyniku czego wycnodzący rurowo maaeriał tworzywa jest doprowadzany co wnętrza i tam centrowany. Przez zamRożęcie zaworu 2, w tym przypadku pod naciskem nagrzanego strumienia gazu wychodzącego z pierścieniowej dyszy 4, dopływ dalszego nateriału tworzywa zostaje occięty i pierśceenowwa wypraska 3 zostaje oddzielona od nakrywających się krawędzi, jak wioać to na fig. i. --ak nGao z lig. 2, powstaje niewielki, w porównaniu z masą całkowitą wypraski 3, kontakt ze wspornikeem pośrednim 8 względnie prę^m 12, tak że nie może nastąpić znaczne aauriału, także z tego względu, że ani pręt 12 ani wspornik pośredni 8 w przeciwieństwie do matrycy formującej nie są schłodzone bezpośrednio (zwykłe cnlodzenie matrycy formującej, dla zaprwnzrnia szybszego schłodzenia, nie jest przedstawione). Niewielkie sch'łobiemr w pozycji styku może nie tylko mieć miejsce, ale także oyć ocenione pozytywnie, ponieważ położenia styku przy właśdwym przebiegu prasowania nie muszą pyć przesuwne praktycznie wcale ałoc tylko w niewielkum stopniu, tak że nie jest wymagana ouża mobilność maaeriału tworzywa sztucznego.

Skutkiem izolacji powietrznej od chłodzonej matrycy formującej na wypraskę 3 nie może się przenieść praktycznie żadne działanie chłodzące. Jeśli z dyszy pierścieniowej wychodzi nagrzane powietrze, wtedy wypraska 3 jest opływana i może być u^y^ywana w wymaganej temperaturze przez regulację tempera tury powietrza, to jest w tym przypadku także nagrzewana.

W górnym położeniu wypraska 3 jest ut iZi[]lywana tak długo, aż matryca 5 zostanie ustawiona współosiowo do patrycy 13. Ponieważ matryce 5 zwykle są umieszczone w stole obrotowym, może to następować w przeciągu jednego lub kilku kroków taktujących, bez obawy o zasadnicze schłodzenie wypraski 3, jak to się dzieje w przypadku odkładania wypraski 3 z dyszy bezpośrednio na chłodną maarycę. Przy zestawianiu patrycy 13 formującej (patrz fig. 3), to jest jeśli jej stempel 16 wchodzi w kontakt z górnym końcem pręta 12, przy dalszym opuszczaniu patrycy 13 obniżany jest także wspornik pośredni 8 z prętem 12 do dolnego ogranicznika 10. Przy tym także tuleja 15 z korpusem tuby dochodzi w przewidzianej pozycji do wnętrza matrycy 5 formującej, po czym wyłącznie stempel 16 wewnząΓi tulei 15 pod działaneem ciśnienia prasującego jest opuszczany dalej do matrycy formującej 5, przy czym jest on przesuwany także względem pręta 12 do wspornika pośredniego w pozycję pokazaną na fig. 4, przy czym powstaje zarówno końcowa postać nakrętki 6 do tub, jak również jej połączenie z korpusem

15D 19S tuby. li tym położeniu stempel 16 prasujący jest utrzymywany pod ciśnieniem aż do cia czasu potrzebnego do schłodzenia. Jest oczywiście możżiwe, że tylko matryca jest przesuwana względem stałej patrycy lup na odwrót, jest jednak takżs możliwe, cs ) matryca ooruszają się nawza^^m względem siebie.

osiąnnięforrnująca że patry158 199

15Β 199

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania wyprasek z termoolastycznego tworzywa sztucznego poprzez nagrzewanie materiału termoplastycznego, formowanie półfaorykatu za pomocą dyszy, korzystnie pierścieniowej, i rozdzielanie, korzystnie za pomocą strumienia gorącego gazu skierowanego na miejsce rozdziału, worowadzenie wypraski do formy prasującej, zamknięcie formy, uformowanie wypraski poprzez przyłożenie ciśnienia i schłodzenie wypraski co najmniej częściowo Doo ciśnieniem, znamienny tym, że cały nagrzany materiał termoplastyczny potrzebny do wykonania wypraski odkłada się na powierzchni wysuwnego wspornika nośnego pod dyszą, tworzącego część formy prasowniczej i oddziela się go przy pomocy dyszy, przy czym wspornik pośredni przy zamykaniu formy prasowniczej opuszcza się.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wypraskę odkłada się w ten sposób na powierzchnię wspornika pośredniego, że pokrywa on ją na obwodzie.
3. 3. Urządzenie do wytwarzania wyprasek z termoplastycznego tworzywa sztucznego, zawierające sprzężenie z wytłaczarką ślimakową do nagrzewania termoplastycznego tworzywa sztucznego, z zamykaną dyszą, przystosowaną do dozowania materiału, która korzystnie jest otoczona przez dyszę pierścieniową do nadmuchiwania korżystnie nagrzanym strumieniem gazu skierowanym przez dyszę na miejsce rozdziału porcji materiału, z co najmniej jedną zamykaną formą prasowniczą składającą się z matrycy i patrycy, przy czym z jednej strony matryca jest umieszczana pod dyszą i z drugiej strony współosiowo względem patrycy i przy czym na patrycę i/lub matrycę przykładane jest i utrzymywane ciśnienie, znamienne t y m, że w matrycy (5) umieszczony jest wysuwany wspornik pośredni (8), którego swobodna powierzchnia (11) w pozycji wsuniętej stanowi część powierzchni formującej matrycy (3) odtwarzającej kształt wypraski.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, z n a m i e η n e t y m, że w wsporniku pośrednim (8) umieszczony jest współosiowo pręt (12) przesuwny wzdłuż osi.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, ze powierzchnia (11) posiada na obwodzie podwyższenie.