PL182128B1

PL182128B1 - Injection moulding apparatus

Info

Publication number: PL182128B1
Application number: PL97327822A
Authority: PL
Inventors: Alfred Steinl
Original assignee: Alfred Steinl
Priority date: 1996-01-17
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 2001-11-30
Also published as: EP0874723B1; CZ226498A3; TW402557B; DE19601556C2; KR100312765B1; DE19601556A1; CA2242372C; EP0874723A1; PL327822A1; BR9707052A; KR19990077307A; AU1312097A; CN1208370A; CZ294486B6; ATE215879T1; DE59706963D1; ES2171879T3; JP3174346B2; US6056537A; RU2164869C2

Abstract

1. Urzadzenie do formowania wtrysko- wego, zawierajace zespól wtryskowy m ajacy cy- linder z otworem wylotowym i kanalem w trysko- wym, zas w cylindrze jest osadzony przesuwnie tlok, zawierajacy kanaly zasilajace, uformowane w umieszczonej na swobodnym koncu tloka wkladce, przy czym kanaly zasilajace m aja co najmniej jeden otwór, a swobodny koniec tloka jest uksztaltowany stozkowo, znamienne tym, ze dolna czesc cylindra (20) ma ksztalt odpowia- dajacy ksztaltowi swobodnego konca tloka (10), zas otwór wylotowy (24) cylindra (20) jest ufor- m owany w dolnej czesci cylindra (20), przy czym wkladka (16) tloka (10) jest um ieszczona co najm niej czesciow o w otworze w y lo to w y m (24) c y lin d ra (2 0 ), a co n ajm n iej je d e n o tw ó r (14) k an alu zasilajaceg o (12) je s t u sy - tuow any w o d step ie od otw oru w y lotow ego (24) cylindra (20). F i g . 1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do formowania wtryskowego.

Tego typu urządzenie jest stosowane zwłaszcza do formowania wyrobów z tworzyw takich jak kauczuk lub podobne materiałów jak na przykład elastomery, termoutwardzalne tworzywa sztuczne i polimery sieciujące.

Z opisu patentowego EP 0 287 001 Al znane jest urządzenie do formowania wtryskowego materiałów, zawierające zespół uplastyczniający, posiadający otwór wylotowy wtryskarki, oraz

182 128 zespół wtryskowy mający tłok oraz kanał z otworem wlotowym. Otwór wtryskarki, w zespole uplastyczniającym jest połączony z otworem wylotowym tłoka i jest przeznaczony do zasilania zespołu wtryskowego. W celu wykonania wtrysku, otwór wylotowy wtryskarki jest oddzielany od otworu wylotowego kanału, przy czym kanał łączy się z formą.

Z opisu patentowego DE 91 10 240 U1 znane jest urządzenie do formowania wtryskowego, w którym zespół uplastyczniający jest trwale połączony z tłokiem. Tłok zawiera kanałek zasilający, prowadzący do cylindra. Końcówka cylindra jest połączona z otworem wylotowym wtryskarki zespołu uplastyczniającego. Ustnik kanału zasilającego jest umieszczony w swobodnym końcu tłoka, zakończonego stożkowo. Spodnia powierzchnia cylindra jest utworzona przez wkładkę, o kształcie stożkowym odpowiadającym kształtowi swobodnego końca tłoka. Otwór wylotowy we wkładce jest zakończony równo z ustnikiem kanałka zasilającego w tłoku. Przy napełnianiu zespołu wtryskowego materiałem otwór wylotowy zespołu zamykającego zamyka się, zaś materiał przenosi się z zespołu uplastyczniającego do cylindra poprzez otwór wylotowy wtryskarki i kanał zasilający, przy odpowiednim przemieszczeniu tłoka. Po odciągnięciu płyty zamykającej, zespół wtryskowy łączy się z formą. Tłok wprowadza się w cylinder, a zawór zwrotny w kanale zasilającym przestawia się do położenia zamkniętego zaś materiał wtryskuje się z cylindra w komorę matrycy formy. Gdy tłok zostanie całkowicie umieszczony w cylindrze, dyszę kanału zasilającego łączy się z otworem wylotowym. Po pewnym czasie zespół wtryskowy odłącza się od formy, co powoduje wyciągnięcie nadlewu z kanału wtryskowego.

Z niemieckiego opisu patentowego DE 4304489 znane jest urządzenie do formowania wtryskowego zawierające cylinder, w którym jest osadzony ruchomo tłok do wtryskiwania tworzywa do formy. Tłok posiada na końcu zawór zwrotny uniemożliwiający cofanie się tworzywa. Kanały dla tworzywa są utworzone przez ruchomą wkładkę. Tworzywo wypływa z cylindra do dyszy wylotowej i dalej do formy. Kanały wylotowe są odizolowane i usytuowane w pewnej odległości do dyszy wylotowej.

Urządzenie do formowania wtryskowego, według wynalazku, zawiera zespół wtryskowy mający cylinder z otworem wylotowym i kanałem wtryskowym, zaś w cylindrze jest osadzony przesuwnie tłok, zawierający kanały zasilające, uformowane w umieszczonej na swobodnym końcu tłoka wkładce, przy czym kanały zasilające mają co najmniej jeden otwór, a swobodny koniec tłoka jest ukształtowany stożkowo, charakteryzuje się tym, że dolna część cylindra ma kształt odpowiadający kształtowi swobodnego końca tłoka, zaś otwór wylotowy jest uformowany w dolnej części cylindra, przy czym wkładka tłokajest umieszczona co najmniej częściowo w otworze wylotowym cylindra, a co najmniej jeden otwór kanału zasilającego jest usytuowany w odstępie od otworu wylotowego cylindra.

Tłok i cylinder mająco najmniej jedną powierzchnię styku, usytuowanąpomiędzy otworami kanału zasilającego i otworem wylotowym cylindra. Otwór kanału zasilającego jest usytuowany w odstępie od swobodnego końca tłoka.

Korzystne jest gdy otwór kanału zasilającego jest usytuowany w stożkowo ukształtowanej części tłoka, a w szczególności na swobodnym końcu tłoka jest umieszczona wkładka. Wkładka tłoka jest izolatorem ciepła.

Cylinder posiada ustnik, usytuowany na dolnym jego końcu, przy czym ustnik zawiera element końcowy, którego otwór wylotowy jest otworem wylotowym cylindra.

Element końcowy ustnika i ustnik stanowią zespół o dobrym przewodnictwie cieplnym, przy czym element końcowy wystaje z ustnika. Kanał zasilający wkładki ma temperaturę T_fw zakresie od około 70 do 80°C. W pobliżu otworu wylotowego cylindrajest usytuowany zespół regulacji temperatury. Korzystne jest gdy element końcowy ustnika jest izolatorem ciepła, a na wewnętrznej powierzchni elementu końcowego ustnika jest usytuowana warstwa pokryciowa izolująca cieplnie.

Element końcowy i warstwa pokryciowa sąze stali chromoniklowej, korzystnie typu V2A, V4A lub ceramiki, zaś wkładka tłokajest ze stali chromoniklowej, korzystnie typu V2A, V4A lub ceramiki.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest prosta konstrukcja i łatwa obsługa.

Inną zaletąjest to, że połączenie zespołu wtryskowego z formą nie powoduje pogorszenia właściwości doprowadzanego materiału. Nie następuje wulkanizacja i przywieranie materiału do powierzchni kanałów.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do formowania wtryskowego podczas napełniania formy, fig. 1 a szczegół urządzenia z fig. 1, fig. 2- napełnioną formę, fig. 2a - szczegół z fig. 2, fig. 3 - zespół wtryskowy urządzenia odłączony do formy, fig. 3a - szczegół z fig. 3.

Jak to przedstawiono na fig. 1 urządzenie do formowania wtryskowego zawiera zespół wtryskowy 1 mający cylinder 20 i przesuwający się w nim tłok 10. Na swobodnym końcu tłoka 10 jest usytuowana wkładka 16. Swobodny koniec tłoka 10 wraz z wkładką 16 mająkształt stożkowy. We wkładce 16 ukształtowany jest kanał zasilający 12 (patrz fig. 1a), który zawiera centralną cześć wlotową i odgałęzienia wylotowe. Otwory 14 trzech odgałęzień wylotowych są rozmieszczone na powierzchni wkładki 16 co 120°.

Jak to przedstawiono na fig. 1, w tłoku 10 umieszczony jest zespół uplastyczniający 3 zawierający rurowy cylinder 32 usytuowany osiowo w tłoku 10 i ślimak 30 umieszczony w tym cylindrze. Na końcu ślimaka 30 jest otwór wlotowy wtryskarki, a na swobodnym końcu jest otwór wylotowy 36. Ślimak 30 jest napędzany mechanicznie (nie pokazano).

Pomiędzy otworem wylotowym 36 i tylnym końcem wkładki 16 jest usytuowany zawór zwrotny 40. W tym przykładzie zawór zwrotny 40 ma element kulisty, zamykający wylot wtryskarki, gdy ciśnienie w cylindrze 32 przekroczy wartość ciśnienia w tłoku 10. W przeciwnym kierunku zawór 40 jest otwarty.

Według fig. 1 forma 5 zawiera dwie części, wspólnie tworzące gniazdo 52 formy 5. Gniazdo 52 formy 5 napełnia się poprzez otwór wtryskowy 54. W górnej części formy 5 jest wgłębienie 56, w które wchodzi zespół wtryskowy 1.

W korzystnym przykładzie wykonania urządzenie zawiera ponadto zespół zamykający 60, przeznaczony do zamykania otworu wylotowego 24 cylindra 20. Zespół zamykający 60 ma płytę zamykającą62, pionowo przemieszczająca się ruchem posuwisto-zwrotnym, względem osiowego kierunku cylindra 20, którajest napędzana przez tłok siłownika 64 poruszający się w cylindrze 66.

Jak to przedstawiono na fig. 1 i 1a otwór wylotowy 24 zamyka się płytą 62, która szczelnie styka się od zewnątrz z elementem końcowym 26 ustnika 25. Na skutek ruchu ślimaka 30 wprowadza się materiał 7 do cylindra 20 poprzez otwór wlotowy 34 wtryskarki, a następnie materiał 7 przemieszcza się do otworu wylotowego 36 i wypełnia kanału zasilające 12. Równocześnie tłok 10 wycofuje się na skutek oddziaływania napędu oraz ciśnienia wytworzonego w cylindrze 20. W rezultacie cylinder 20 napełnia się odpowiednią ilością materiału 7 do kolejnego wtrysku.

Jak to przedstawiono na fig. la w dolnej części cylindra 20 jest usytuowany ustnik 25. W ustniku 25 umieszczony jest element końcowy 26 ustnika 25, przy czym obie te części posiadaj ą stożkowy kształt wewnątrz cylindra 20, który odpowiada stożkowemu kształowi swobodnego końca tłoka 10. W elemencie końcowym 26 ustnika 25 uformowany jest kanał wtryskowy 22 z otworem wylotowym, któryjestjednocześnie otworem wylotowym 24 cylindra 10. Górna część elementu końcowego 26 ustnika 25 jest połączona z ustnikiem 25, korzystnie połączeniem gwintowym. Element końcowy 26 ustnika 25 i ustnik 25 stanowią połączony zespół o dobrym przewodnictwie cieplnym. Temperatura ustnika 25 jest utrzymywana w zakresie od 70°C do 80°C, przez gorącąciecz płynącąw zespole kanałów 39, w zależności od ustawienia. Dolna część elementu końcowego 26 ustnika 25 swobodnie wystaje z ustnika 25. W pobliżu swobodnie wystającej części elementu końcowego 26 ustnika 25 kanał wtryskowy 22 stanowi część dyfuzorową, stożkowo rozbieżną na zewnątrz.

W alternatywnym przykładzie wykonania (nie pokazano) cylinder 20 i ustnik 25 są wytworzone integralnie. Poza tym budowajest identycznajak w przypadku układu opisanego powyżej.

182 128

Tłok 10 przemieszcza się w cylindrze 20 pod wpływem działania napędu (nie pokazano) pomiędzy położeniem wysuniętym i wsuniętym, w którym stożkowy koniec tłoka 10 styka się ze stożkową powierzchnią w ustniku 25 lub elemencie końcowym 26.

Na figurach 2 i 2a zespół zamykający 60 znajduje się w położeniu wycofanym. Zespół wtryskowy 1 umieszcza się we wgłębieniu 56 formy 5 i łączy się go z formą 5. Kanał wtryskowy 22 (patrz fig. 1 a) styka się z otworem wtryskowym 54. Tłok 10 jest całkowicie wprowadzony w cylinder 20, w wyniku czego cała objętość materiału 7 jest wprowadzona do gniazda 52 formy 5. Podczas wkładania cylindra 20 zawór zwrotny 40 odcina kanał zasilający 12 od otworu wylotowego 36 wtryskarki. Po całkowitym wprowadzeniu tłoka 10 stożkowy swobodny koniec tłoka 10 dochodzi do stożkowego wgłębienia w ustniku 25. Końcówka wkładki 16 bezpośrednio styka się z elementem końcowym 26 ustnika 25. Tak więc materiał 7 w kanale zasilającym 12 wkładki 16 zostaje całkowicie oddzielony od materiału 70, 71 w kanale wtryskowym 22 lub w gnieździe 52 formy 5.

Na figurze 2a zaznaczono rejony o temperaturze T_b T₂ i T₃. Temperatura T, odpowiada temperaturze uplastycznienia materiału 7. Korzystnie uplastycznienie następuje w temperaturze zawartej w zakresie od T1 60°C do 90°C, a zwłaszcza w zakresie od 70°C do 80°C.

Temperatura T₃ odpowiada temperaturze wulkanizacji materiału w formie 5. Korzystnie temperatura T3j’est w zakresie od 160° do 180°C. Temperatura T₂ zawiera się pomiędzy temperaturą T i temperaturą T3 i korzystnie wynosi około 120°C. Temperatura T_tjest uzyskiwana i utrzymywana przez zespół regulacji temperatury w pobliżu cylindra 20 i tłoka 10, a zwłaszcza w sąsiedztwie kanałów zasilających 12. W tym przykładzie tłok 10 posiada zespół kanałów 38, poprzez które przepływa ciecz o określonej temperaturze. Ponadto w cylindrze 20 jest usytuowany układ dodatkowych kanałów 39, poprzez które przepływa ta sama lub inna ciecz o odpowiedniej temperaturze. Temperatura T3 w formie 5 jest kontrolowana przez płyty grzejne 57, umieszczone poniżej dolnej części formy 58 i powyżej górnej części formy 59. Po zewnętrznych stronach płyt grzejnych 57 umieszczone są liczne płyty stanowiące korzystnie izolację cieplną. Górna część elementu końcowego 26 ustnika 25 stanowi zespół łączący o dobrym przewodnictwie cieplnym z ustnikiem 25, a dolna część elementu końcowego 26 swobodnie wystaje z ustnika 25. Tak więc gdy dolna część elementu końcowego 26 ustnika 25 pozostaje dostatecznie długo na płycie 59 (w temperaturze T3) masa w kanale wtryskowym 22 ulega wystarczającej wulkanizacji i zostaje wyciągnięta z kanału wtryskowego 22, gdy element końcowy 26 ustnika 25 unosi się z płyty 59. W ten sposób kanał wtryskowy 22 zostaje przygotowany do następnego wtrysku. Temperatura dolnej części elementu końcowego 26 ustnika 25 wynosi T2.

Na figurach 3 i 3a przedstawiono zespół wtryskowy 1 odłączony od formy 5, przy czym dolna część 58 formy 5 jest odłączona od części górnej 59, zaś z formy 5 wyjęto gotowy element 70. Na górnym elemencie występuje nadlew wtryskowy 71, który został wyciągnięty z kanału wtryskowego 22 lub z otworu wylotowego 24 i otworu wtryskowego 54 przy rozdzielaniu części 58, 59 formy 5. W kanale wtryskowym 22 i w otworze wtryskowym 54 nie występują pozostałości tworzywa. W wyniku tego urządzenie jest przygotowane do kolejnego wtrysku.

Korzystnie materiał 7 w zespole uplastyczniającym 3 i w kanale zasilającym 12 jest utrzymywany w temperaturze uplastycznienia około 70°C do 80°C. W formie 5 materiał 7 ogrzewa się do temperatury wulkanizacji około 160-180°C. Otwory 14 kanałów zasilających 12 są termicznie oddzielone od otworu wylotowego, dlatego materiał w kanałach zasilających 22 nie ulega termicznej degradacji. Wkładka 16 tłoka 10 jest wykonana z materiału izolującego cieplnie. Materiał 7 w kanałach zasilających 22 jest rozdzielany przestrzennie i nie ulega zbędnym wpływom temperatury.

Element końcowy 26 ustnika 25 jest izolatorem cieplnym. Element końcowy 26 jest wykonany z materiału izolującego cieplnie, korzystnie stali CrNi, na przykład typu v2a, V4A, bądź ceramiki materiałów spiekanych. Alternatywnie i dodatkowo wewnętrzna powierzchnia elementu końcowego 26 ustnika 25 posiada powłokę izolującą cieplnie.

182 128

a.

182 128

W

Si

182 128

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do formowania wtryskowego, zawierające zespół wtryskowy mający cylinder z otworem wylotowym i kanałem wtryskowym, zaś w cylindrze jest osadzony przesuwnie tłok, zawierający kanały zasilające, uformowane w umieszczonej na swobodnym końcu tłoka wkładce, przy czym kanały zasilające mają co najmniej jeden otwór, a swobodny koniec tłoka jest ukształtowany stożkowo, znamienne tym, że dolna część cylindra (20) ma kształt odpowiadający kształtowi swobodnego końca tłoka (10), zaś otwór wylotowy (24) cylindra (20) jest uformowany w dolnej części cylindra (20), przy czym wkładka (16) tłoka (10) jest umieszczona co najmniej częściowo w otworze wylotowym (24) cylindra (20), a co najmniej jeden otwór (14) kanału zasilającego (12) jest usytuowany w odstępie od otworu wylotowego (24) cylindra (20).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że tłok (10) i cylinder (20) mają co najmniej jednąpowierzchnię styku, usytuowanąpomiędzy otworami (14) kanału zasilającego (12) i otworem wylotowym (24) cylindra (20).
3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że otwór (14) kanału zasilającego (12) jest usytuowany w odstępie od swobodnego końca tłoka (10).
4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że otwór (14) kanału zasilającego (12) jest usytuowany w stożkowo ukształtowanej części tłoka (10).
5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że na swobodnym końcu tłoka (10) jest umieszczona wkładka (16).
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że wkładka (16) tłoka (10) jest izolatorem ciepła.
7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że cylinder (20) posiada ustnik (25), usytuowany na dolnym jego końcu, przy czym ustnik (25) zawiera element końcowy (26), którego otwór wylotowy jest otworem wylotowym (24) cylindra (20).
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że element końcowy (26) ustnika (25) i ustnik (25) stanowią zespół o dobrym przewodnictwie cieplnym, przy czym element końcowy (26) wystaje z ustnika (25).
9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kanał zasilający (12) wkładki (16) ma temperaturę T, w zakresie od około 70 do 80°C.
10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w pobliżu otworu wylotowego (24) cylindra (20) jest usytuowany zespół regulacji temperatury.
11. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że element końcowy (26) ustnika (25) jest izolatorem ciepła, a na wewnętrznej powierzchni elementu końcowego (26) ustnika (25) jest usytuowana warstwa pokryciowa izolująca cieplnie.
12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że element końcowy (26) i warstwa pokryciowa są ze stali chromoniklowej, korzystnie typu V2A, V4A lub ceramiki.
13. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że wkładka (16) tłoka (10) jest ze stali chromoniklowej, korzystnie typu V2A, V4A lub ceramiki.