PL191255B1 - Proces kształtowania elementów z tworzywa sztucznego i urządzenie do kształtowania elementów z tworzywa sztucznego - Google Patents

Abstract

1. Proces ksztaltowania elementów z tworzywa sztucznego, w którym stopione tloczywo, przed ksztaltowaniem w gniezdzie formy, zostaje umiesz- czone w komorze zasobnikowej, której objetosc jest prawie równa objetosci formy, a komora zasobniko- wa ma ksztalt cylindra i jest polaczona z gniazdem formy majac swoje ujscie w gniezdzie formy, a masa tloczywa jest tloczona z komory zasobnikowej do gniazda formy za pomoca stempla poruszajacego sie osiowo w komorze zasobnikowej, znamienny tym, ze na poczatku procesu wtryskiwania stopione- go tloczywa stempel (S) znajduje sie w pierwszym punkcie martwym, w którym czolo stempla styka sie z krawedzia komory zasobnikowej (A) i ze sciankami formy, a mala ilosc stopionego tloczywa dociera bezposrednio do gniazda formy (KV), a nastepnie stempel (S)……………………… 6. Urzadzenie do ksztaltowania elementów z two- rzywa sztucznego zawierajace urzadzenie do przyrza- dzania tloczywa, urzadzenie dozujace i gniazdo formy utworzone przez pierwsza i druga plyte, która jest wy- pelniana tloczywem, przy czym wylot urzadzenia do przyrzadzania tloczywa jest polaczony z komora zasob- nikowa …………………………... PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest proces kształtowania elementów z tworzywa sztucznego i urządzenie do kształtowania elementów z tworzywa sztucznego, w szczególności elementów z tworzywa sztucznego w procesie tłoczenia wtryskowego z zastosowaniem, połączonej z formą, komory zasobnikowej, która służy do krótkotrwałego gromadzenia ciekłego tłoczywa.

Obróbka półfabrykatów z tworzywa sztucznego, przykładowo granulatów i im podobnych, polega na przygotowaniu ciekłego tłoczywa oraz wtłoczeniu go, pod wysokim ciśnieniem, do formy, w której następuje schłodzenie masy, a po otwarciu formy, wyrzuceniu wypraski. Wymagane w tym celu ciśnienie stanowi istotne kryterium konstrukcji maszyn i form, przede wszystkim w zakresie sił zwierających formę, które należy przezwyciężyć. W dziedzinie redukcji ciśnienia w procesie formowania części z tworzywa sztucznego znane są rozwiązania, w których ciekła masa tworzywa przed właściwym wtryskiwaniem wprowadzana jest do komory i z tej komory przenoszona jest do formy, i tak niemieckie zgłoszenie patentowe DE 196 31 209 A1 opisuje proces i urządzenie do formowania wtryskowego części z tworzywa sztucznego, które działa w taki sposób, że określona z góry ilość tłoczywa wprowadzana jest poprzez kanał wtryskowy do gniazda formy, przy czym co najmniej jedna część masy wprowadzana jest najpierw do gniazda rezerwowego znajdującego się w formie, a następnie wprowadzana jest do gniazda formy. Pojemność gniazda rezerwowego może być przy tym równa lub mniejsza niż objętość zdefiniowanego tłoczywa. Powyższy proces jest realizowany za pomocą opisanego urządzenia. Posiada ono formę z gniazdem formy, agregat wtryskowy przyłączany do formy i co najmniej jeden kanał, który łączy gniazdo formy z agregatem wtryskowym. Forma posiada ponadto gniazdo rezerwowe, które jest połączone z kanałem i jest wyposażone w odpowiedni element umożliwiający doprowadzenie masy z gniazda rezerwowego do gniazda formy. Wersja określona jako preferowana polega na tym, że gniazdo rezerwowe ma kształt otworu cylindrycznego, a element doprowadzający ma kształt tłoka przesuwającego się osiowo w cylindrze, przy czym doprowadzenie masy z gniazda rezerwowego do gniazda formy odbywa się poprzez przyłożenie siły do tłoka, która oddziałuje poprzez sprężynę naciskową lub regulowany cylinder dociskowy wyposażony w drugi tłok.

Wada tego znanego rozwiązania polega na tym, że pewna część ciekłego tłoczywa przedostaje się pod wysokim ciśnieniem bezpośrednio z cylindra wtryskowego do gniazda formy, zanim napełni się gniazdo rezerwowe, na skutek czego tłoczywo ma różny czas krzepnięcia. To z kolei prowadzi do wad struktury obrabianej części. Takie wady struktury nie są wprawdzie istotne przy produkcji bardzo płaskich, to znaczy w istocie dwuwymiarowych przedmiotów takich jak Smart-Cards lub Compact-Discs, jednak odgrywają istotną rolę przy produkcji przedmiotów o skomplikowanej geometrii.

Inną technologią jest tłoczenie wtryskowe. W dokumencie firmy Hoechst AG Frankfurt/Main „Wprowadzenie do technologii tworzyw sztucznych”, inż. dypl. Hans Domininghaus opisuje taki proces. Przy wytwarzaniu wyprasek o dużych powierzchniach, które przekraczają możliwości wtryskarki, w szczególności pod względem siły zwierania oraz siły wtrysku, forma napełniana jest mniejszą ilością masy pod działaniem ciśnienia wtryskiwania. Po wtryśnięciu całej objętości masy w jednym suwie dociskania wykorzystywana jest cała siła zwierania. Warunkiem zastosowania jest urządzenie z tłokiem nurnikowym, które przy nie całkowicie zamkniętych połówkach formy uszczelnia jej wnętrze. Korzystny efekt polega na lepszym wykorzystaniu maszyny oraz wytwarzaniu produktów o niewielkich naprężeniach wewnętrznych na skutek docisku równomiernie działającego na całą powierzchnię masy. W wyniku użytego procesu następuje podwyższenie wydajności wtryskarki oraz jakości wytwarzanych artykułów, dzięki wyrównaniu ubytków za pomocą elastycznego rozszerzania się trzonu w zakresie setnych milimetra.

Negatywne zjawisko znanych metod tłoczenia wtryskowego polega na tym, że połówki formy zamykają się szczelnie dopiero po wtryśnięciu masy, przez co wprowadza się za dużą ilość masy do gniazda. Na skutek tego powstają zadziory na krawędziach zwieranych połówek formy, co stwarza konieczność dodatkowej kosztownej obróbki mechanicznej przedmiotów obrabianych.

Obróbka półfabrykatów z tworzywa sztucznego, przykładowo granulatów i im podobnych, polega na przygotowaniu tłoczywa oraz wtłoczeniu go pod wysokim ciśnieniem do formy, w której następuje schłodzenie masy, a po otwarciu formy, wyrzuceniu wypraski. Wymagane w tym celu ciśnienie stanowi istotne kryterium w konstrukcji maszyn i form, przede wszystkim w zakresie sił zwierających, które należy przezwyciężyć.

Z niemieckiego opisu patentowego 11 74 491 znana jest wtryskarka do obróbki termoplastycznych tworzyw sztucznych, w której masa nie jest doprowadzana bezpośrednio do formy z ustnika

PL 191 255 B1 wtryskarki przyłączonego do wytłaczarki ślimakowej, lecz za pomocą cylindra, w którym porusza się tłok ruchem postępowym, tworzący komorę na masę, która jest opróżniana za pomocą tłoka. W tym celu tłok wyposażony jest w kanał, którego ujście tworzy ustnik i który wielkością odpowiada otworowi wtryskowemu w formie. Tłok zawieszony jest na jarzmie połączonym na sztywno z wylotem wytłaczarki ślimakowej, za pomocą liny prowadzonej na rolkach, przy czym na wolnych końcówkach liny umieszczone są obciążniki. Przesuw tłoka jest realizowany w ten sposób, że forma dociskana jest do tłoka, wciska go do cylindra, na skutek czego cylinder zostaje opróżniony poprzez kanał do formy poprzez otwór wtryskowy. Obciążniki mają za zadanie redukowanie sił powstających podczas procesu.

Wada tej znanej wtryskarki polega na tym, że opróżnianie komory następuje bardzo wąską drogą, która utworzona jest z kanału tłoka zakończonego ustnikiem oraz korespondującym otworem wtryskowym. Dlatego istnieje potrzeba zastosowania dużych sił, które są redukowane poprzez energię potencjalną obciążników. Dalsza wada polega na dodatkowych kosztach technologicznych, polegających na potrzebie mechanicznego usuwania stożka wlewowego powstałych wyprasek.

Z publikacji międzynarodowego zgłoszenia patentowego WO 98/09786, 95 opierającego się na pierwszeństwie południowoafrykańskiego zgłoszenia 96/7509 i 97/4923, znana jest komora, do której doprowadzana jest masa, która następnie jest wciskana za pomocą stempla do gniazda formy, w celu zapewnienia możliwości wytworzenia bogactwa form w technologii formowania wtryskowego oraz redukcji ciśnienia roboczego większych objętości i formatów, niż przy wtryskiwaniu. Znane urządzenie do wytwarzania wyprasek obejmuje jednostkę przekazującą, otaczającą komorę przyjmującą część tłoczywa. Tłoczywo w stanie granulatu lub w stanie ciekłym dociera do rury poprzez podgrzane przejście za pomocą wrzeciona, a następnie za pomocą stempla przesuwane jest do komory. Następnie jednostka przekazująca przestawia sięw położenie, w którym komora zbiega się z otworem w płycie kształtowej. Otwór połączony jest z gniazdem wtryskowym formy wypraski. W tym położeniu drugi stempel przesuwa partię stopionej masy przez otwór z komory do gniazda wtryskowego formy. W pozycji napełniania komora jest otwarta z jednej strony, w wyniku czego pierwszy stempel wpycha tłoczywo do środka. W pozycji opróżniania komora jest otwarta z obu stron, w wyniku czego stemple wypychające mogą się zanurzyć, a tłoczywo może opuścić komorę. Zmiana pozycji jednostki przekazującej z pozycji napełniania do pozycji opróżniania odbywa się w wyniku ruchu postępowego lub w wyniku ruchu rotacyjnego zaworu dwudrożnego.

Wada tego znanego urządzenia polega na tym, że jednostka przekazująca przesuwana jest za pomocą specjalnego napędu, co powoduje znaczne nakłady w zakresie konstrukcji i techniki sterowania.

Najnowszy stan techniki reprezentuje rozwiązanie przedstawione w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym WO 98/09768, które nie stanowi przeciwstawienia dla obecnego rozwiązania.

Cel wynalazku polega na tym, aby poprawić przedstawiony powyżej proces wytłaczania wtryskowego w taki sposób, aby wykluczyć wady struktury oraz zminimalizować koszty mechanicznej obróbki końcowej przedmiotów obrabianych oraz obniżyć nakłady w zakresie konstrukcji i techniki sterowania urządzeń do obróbki plastycznej, dzięki wstępnemu dozowaniu tłoczywa redukującego ciśnienie robocze.

Zadanie to zostało poprzez niniejszy wynalazek rozwiązane w ten sposób, że stopione tłoczywo przed kształtowaniem w formie wprowadzane jest do komory o objętości w przybliżeniu równej objętości formy, która to komora ma kształt cylindra i jest połączona z formą, w taki sposób, że komora ma ujście w gnieździe formy, a masa tłoczywa jest tłoczona z komory do gniazda formy za pomocą stempla poruszającego się osiowo w komorze. Na początku procesu wtryskiwania stempel znajduje się w pierwszym martwym punkcie, w takiej pozycji, że czoło stempla zbiega się z krawędzią komory i ścianką gniazda formy, w wyniku czego mała ilość stopionego tłoczywa dociera do gniazda formy. Następnie stempel przesuwa się w cylindrze. Następuje przy tym prawie bezciśnieniowe napełnianie stale powiększającej się komory zasobnikowej w taki sposób, że stopione tłoczywo jest tłoczone do plastycznego rdzenia, do momentu osiągnięcia przez stempel drugiego martwego punktu. W tym momencie doprowadzanie płynnego tłoczywa jest zakończone. Następnie stempel przesuwany jest do położenia zbliżonego do pierwszego martwego punktu i w ten sposób następuje całkowite napełnienie gniazda tłoczywem. W czasie przestoju w celu wyrównania ubytków stempel jest dalej przesuwany do pierwszego martwego punktu.

Sposób ten, według wynalazku, jest korzystnie realizowany wtedy, gdy tłoczywo z komory zasobnikowej jest tłoczone do gniazda formy w taki sposób, że ze wzrostem drogi przesuwu stempla z drugiego punkt martwego do pozycji bliskiej pierwszemu punktowi martwemu, maleje prędkość przesuwu.

PL 191 255B1

Inna zaleta polega na tym, że maksymalna objętość komory zasobnikowej jest niewiele większa niż pojemność gniazda formy, dzięki czemu ubytki mogą być wyrównywane poprzez dodatkowe doprowadzenie tłoczywa z komory zasobnikowej.

Korzystna realizacja procesu według wynalazku polega na tym, że tłoczywo przedostaje się do komory zasobnikowej przez kanał przebiegający przez wnętrze stempla i znajdujący swe ujście w powierzchni czołowej stempla. Będący przedmiotem wynalazku proces kształtowania charakteryzuje się tym, że komora zasobnikowa napełniana jest prawie bez ciśnienia. Objętość komory zasobnikowej odpowiada w każdym momencie objętości tłoczywa, w wyniku czego w masie nie tworzą się pęcherzyki powietrza. Ze względu na to, że tłoczywo wtryskiwane jest stale do plastycznego rdzenia masy w komorze zasobnikowej, zapobiega to powstawaniu swobodnego strumienia, którego szybkie chłodzenie, w szczególności przy ściankach formy i komory zasobnikowej, mogłoby doprowadzić do wad strukturalnych. Wraz ze spadkiem szybkości przesuwu stempla podczas przetłaczania tłoczywa z komory zasobnikowej do gniazda formy oraz wyrównaniem ubytków w czasie przestoju poprzez dodatkowe doprowadzenie tłoczywa z komory zasobnikowej do gniazda formy pod wysokim ciśnieniem, wytwarzany przedmiot uzyskuje jednorodną strukturę. Ze względu na to, że połówki formy są podczas trwania procesu kształtowania zamknięte, krawędzie zaciskania są zbędne, na skutek czego nie tworzą się zadziory.

Do przeprowadzenia procesu, będącego przedmiotem niniejszego wynalazku proponuje się urządzenie, które ma formę urządzenia dozującego w maszynach kształtujących, z urządzeniem do przygotowywania tłoczywa oraz gniazdem formy. Gniazdo formy utworzone jest z pierwszej i drugiej płyty i wypełniane jest tłoczywem. Ustnik urządzenia przyrządzającego tłoczywo jest połączony z komorą o zmiennej objętości, która z kolei połączona jest otworem z gniazdem formy. Komora zasobnikowa powstaje w cylindrze pomiędzy powierzchnią czołową stempla poruszającego się ruchem postępowym i gniazdem formy. Gdy stempel znajduje się w tylnej pozycji końcowej, komora odbierająca ma objętość równą co najmniej objętości gniazda formy. Stempel służy do przesuwania tłoczywa z komory odbierającej do gniazda formy. W momencie, gdy stempel znajduje się w przednim położeniu, jego powierzchnia czołowa znajduje się w jednej płaszczyźnie z krawędzią otworu. Stempel połączony jest sztywno z urządzeniem przygotowującym tłoczywo i wyposażony jest w kanał, do którego ujście ma wylot urządzenia do przygotowywania tłoczywa. Cylinder wykonany jest w pierwszej płycie i posiada pierwszy otwór, w który jest wsuwany stempel, oraz drugi otwór, który znajduje się naprzeciwko pierwszego otworu. Drugi otwór jest połączony w taki sposób z gniazdem formy, że cylinder bez zwężenia znajduje ujście w gnieździe formy. Stempel wyposażony jest w zderzak, który w przednim położeniu krańcowym stempla przylega do krawędzi otaczającej pierwszy otwór cylindra.

Urządzenie będące przedmiotem wynalazku jest skonstruowane w taki sposób, że posiada dużą ilość cylindrów i taką samą ilość stempli. Stemple są przymocowane do belki kanału gorącego, połączonej z urządzeniem do przygotowania tłoczywa i posiadającej co najmniej jeden kanał gorący, do którego uchodzi ustnik urządzenia do przyrządzenia tłoczywa. Kanały stempli są połączone z kanałem gorącym. Belka kanału gorącego stanowi zderzak ograniczający ruch względny pomiędzy stemplem i cylindrem.

Korzystnie przynajmniej końcowa część stempla jest wykonana z materiału przewodzącego ciepło.

W celu zapewnienia dobrej wymiany ciepła, druga płyta wykonana jest co najmniej w strefie położonej naprzeciwko drugiego otworu tulei z materiału przewodzącego ciepło.

Korzystnie zderzakiem stempla jest nakrętka złączkowa z trzpieniem przymocowanym do ustnika urządzenia do przyrządzania tłoczywa.

Korzystnie drugi otwór cylindra jest zamykalny mechanicznie w momencie, gdy stempel zajmuje tylną pozycję krańcową.

Przez połączenie z ustnikiem urządzenia do przyrządzenia tłoczywa stempel znajduje się w położeniu tylnym, gdy urządzenie do przyrządzenia tłoczywa znajduje się w położeniu oddalonym od formy. W tylnym położeniu stempla jest utworzona komora zasobnikowa wypełniona tłoczywem. Ruch urządzenia do przyrządzania tłoczywa przesuwa stempel ruchem postępowym w cylindrze z tylnego położenia w kierunku gniazda, przez co zmniejsza się objętość komory zasobnikowej i tłoczywo z komory zasobnikowej wyciskane jest przez drugi otwór cylindra do gniazda formy. Konieczne do tego ciśnienie jest zredukowane do poniżej 30% w stosunku do ciśnienia stosowanego standardowo w technologii wtryskiwania. Dzięki takiemu rozwiązaniu można było z jednej strony zastosować mniejsze urządzenia do przyrządzania tłoczywa, natomiast z drugiej strony, ze względu na stabilność formy

PL 191 255 B1 otaczającej gniazdo, zmniejszyć nakłady oraz pokusić się o rozszerzenie jego wielkości oraz złożoności. Po osiągnięciu przedniego położenia krańcowego stempla, które wyznacza zderzak stempla na obrzeżu pierwszego otworu cylindra, objętość komory zasobnikowej zostaje zredukowana do minimum.

Cała partia tłoczywa znajduje się w gnieździe formy, w wyniku czego następuje schłodzenie tłoczywa a następnie wyrzucanie przedmiotu obrabianego.

Do uzyskania lub osiągnięcia właściwej konsystencji tłoczywa zostało przewidziane ogrzewanie kanału w stemplu lub komorze zasobnikowej, do czasu wtłoczenia całego tłoczywa do gniazda formy.

Do chłodzenia stempla w cylindrze służy, w myśl niniejszego wynalazku, wymiennik ciepła, najkorzystniej w kształcie cylindra, przyłączony do obiegu chłodzenia oraz znajdujący się pomiędzy ogrzewaniem i powierzchnią boczną stempla. W preferowanej wersji chłodzenie odbywa się za pomocą cieczy krążącej w obiegu chłodzenia, przy czym obieg chłodzenia może być wyposażony w regulację.

Chłodzenie drugiej płyty, przewidziane w myśl niniejszego wynalazku, optymalizuje stabilność gniazda formy, a tym samym powierzchnie wytwarzanych części. Wymiennik ciepła, umieszczony najkorzystniej w pozycji płaskiej, w płycie naprzeciwko drugiego otworu cylindra, może być przyłączony do tego samego obiegu chłodzącego co wymiennik ciepła znajdujący się w stemplu.

Urządzenie dozujące, będące przedmiotem niniejszego wynalazku, charakteryzuje się szybkim odprowadzaniem powstającego ciepła, dzięki temu, że co najmniej jedna powierzchnia czołowa stempla i/lub obszar drugiej płyty, położony naprzeciw drugiego otworu cylindra, charakteryzują się dobrą przewodnością ciepła i są sprzężone cieplnie z wymiennikami ciepła.

Rozszerzona wersja przedmiotu wynalazku, wyposażona w większą ilość cylindrów i stempli, charakteryzuje się analogicznym sposobem działania. Poprzez ruch względny pomiędzy stemplami i cylindrami powierzchnie czołowe stempli przesuwają się z tylnego położenia do ograniczenia gniazda formy, przez co zmniejszeniu ulega objętość komory zasobnikowej i tłoczywo tłoczone jest z komory zasobnikowej do gniazda formy przez drugi otwór cylindra. Po osiągnięciu przedniego położenia krańcowego stempli, objętość komór zasobnikowych zmniejsza się do minimum. Cała partia tłoczywa znajduje się w gnieździe formy, w wyniku czego następuje chłodzenie tłoczywa i wyrzucenie przedmiotu. Ruch względny pomiędzy stemplami i cylindrami może być realizowany zarówno przez ruch stempli przymocowanych do belki kanału gorącego, przez wykorzystanie przesuwu urządzenia do przyrządzania tłoczywa, jak również poprzez ruch zestawu płyt tworzących gniazdo formy realizowany dzięki odpowiedniej konstrukcji napędu wyrzutnika.

Ogrzewanie belki kanału gorącego zapewnia, właściwy dla procesu, przepływ tłoczywa. Jest zrozumiałe, że poszczególne komory zasobnikowe mogą mieć różną objętość.

W wersji preferowanej przedmiot wynalazku, w przykładach wykonania, został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 schematycznie przedstawia urządzenie znajdujące się w fazie dozowania, fig. 2 przedstawia schematycznie urządzenie po zakończeniu kształtowania i fig. 3 rozszerzoną wersję urządzenia podczas fazy dozowania.

Figura 1 przedstawia urządzenie E do przyrządzania tłoczywa i ustnik ED. Urządzeniem E do przyrządzania tłoczywa może być, przykładowo, wytłaczarka ślimakowa. Ustnik ED jest połączony na stałe ze stemplem S za pomocą nakrętki złączkowej M. Stempel S jest wsunięty w pierwszy otwór cylindra przechodzącego w formę, która składa się z pierwszej płyty PF1 oraz drugiej płyty PF2, oraz w płytę do mocowania formy PS. Znajdująca się w cylindrze powierzchnia czołowa stempla S wykonana jest z materiału WS przewodzącego ciepło. Pomiędzy pierwszą płytą PF1 i drugą płytą PF2 jest uformowane gniazdo formy KV posiadające kształt przedmiotu, które jest połączone z drugim otworem cylindra. Stempel S posiada kanał K, który łączy się z ujściem ustnika ED wytłaczarki ślimakowej i którego wylot znajduje się na powierzchni czołowej stempla S. W wersji preferowanej kanał K jest opasany na prawie całej swojej długości elementami grzewczymi HS o regulowanej mocy grzewczej. Pomiędzy elementami grzewczymi HS i zewnętrzną powierzchnią boczną stempla znajduje się wymiennik ciepła cieczy KS połączony z układem chłodzenia. Znajdująca się naprzeciwko drugiego otworu płyta PF2 wykonana jest tak jak powierzchnia czołowa stempla S z materiału WF przewodzącego ciepło, który ma kontakt cieplny z wymiennikiem ciepła cieczy KF podłączonym do układu chłodzenia opisanego już w kontekście chłodzenia stempla S. Ponieważ wylot urządzenia E do przyrządzania tłoczywa i tym samym stempel S znajdują się w tylnym położeniu, pomiędzy powierzchnią czołową stempla S i gniazdem formy KV utworzona jest komora zasobnikowa A. Otwór łączący komorę zasobnikową A z gniazdem formy KV jest zamknięty zasuwą SP. W ściankach cylindra, w obszarze komory zasobnikowej A, znajdują się elementy grzewcze HA w kształcie taśmy opasającej cylinder.

PL 191 255B1

Figura 2 przedstawia urządzenie dozujące, będące przedmiotem wynalazku, po zakończeniu fazy kształtowania. Różnica w stosunku do fazy dozowania ukazanej na fig. 1 polega na tym, że stempel S znajduje się w pozycji przedniej. Przednie położenie stempla S definiowane jest za pomocą zderzaka utworzonego przez nakrętkę złączkową M w zetknięciu się z płytą mocującą formę PS. W przednim położeniu powierzchnia czołowa stempla S zbiega się z drugim otworem cylindra, a tym samym z gniazdem formy KV, przy czym zasuwa SP jest cofnięta, w wyniku czego komora zasobnikowa A jest zlikwidowana i tłoczywo wypełnia gniazdo formy KV. Luz stempla S w cylindrze można zoptymalizować poprzez niewielkie przesunięcie osiowe stempla S, który jest wyrównywany za pomocą nakrętki złączkowej M. Stempel S jest chłodzony przez wymiennik ciepła KS. przez który przepływa ciecz chłodząca. Chłodzenie stempla S cieczą chłodzącą przepływającą przez wymiennik ciepła KF, w połączeniu z chłodzeniem drugiej płyty PF2 w obszarze znajdującym się naprzeciwko cylindra, powoduje, że tłoczywo oddaje ciepło i tym samym następuje chłodzenie przedmiotu obrabianego. Proces chłodzenia jest szczególnie wydajny dzięki dobrej przewodności cieplnej obszarów WS i WF.

Figura 3 przedstawia dalsze rozwiązanie konstrukcyjne urządzenia będącego przedmiotem wynalazku, w którym przewidziano większą ilość komór zasobnikowych A i taką samą ilość stempli S. Do ustnika wytłaczarki ślimakowej ED zamocowany jest dźwigar T. Z dźwigarem T połączona jest belka kanału gorącego B, do której z kolei przymocowane są stemple S. Z ustnika wytłaczarki ślimakowej ED do kanału gorącego KH, umieszczonego w belce B kanału gorącego, prowadzi kanał łączący V. Do kanału gorącego KH przyłączone są kanały K stempli S. Ustnik wytłaczarki ślimakowej ED jest opasany taśmą grzewczą HB, która posiada urządzenie do regulacji wydzielanego ciepła. Kanał gorący KH oraz kanały K stempli S posiadają urządzenia grzewcze HK o regulowanej ilości wydzielanego ciepła. Naprzeciwko tego układu znajduje się forma składająca się z pierwszej płyty PF1 oraz drugiej płyty PF2. Płyty PF1 i PF2 tworzą gniazdo formy KV, która jest odwzorowaniem negatywowym wytwarzanego elementu. W pierwszej płycie PF1 znajduje się kilka cylindrów, w których znajdują się stemple S, przy czym pomiędzy powierzchniami czołowymi stempli S a otworami cylindra, przechodzącymi w gniazdo formy KV, znajdują się komory zasobnikowe A. Elementy grzewcze HA opasujące komory zasobnikowe A są zintegrowane z pierwszą płytą PF1.

Tłoczywo z ustnika wytłaczarki ślimakowej ED przepływa przez kanał łączący V do kanału gorącego KH. Kanał gorący KH służy do rozdzielania tłoczywa do kanałów K stempli S, z których tłoczywo jest następnie tłoczone do komór zasobnikowych A. Po wypełnieniu komór zasobnikowych A faza dozowania jest zakończona. Na skutek pierwszego ruchu postępowego R1, na który składa się ruch posuwowy ustnika ED i połączonego z nim dźwigara T podzespołów oraz ruch belki kanału gorącego KH i stempli S w kierunku formy utworzonej w płytach PF1 i PF2, lub drugiego ruchu postępowego R2. na który składa się ruch posuwowy formy utworzonej w płytach PF1 i PF2 w kierunku ustnika wytłaczarki ślimakowej ED oraz połączonego z nim dźwigara T podzespołów, belki kanału gorącego KH oraz stempli S, tłoczywo wyciskane jest z komór zasobnikowych A do gniazda formy KV za pomocą powierzchni czołowych stempli S, które poruszają się w cylindrach, do momentu zderzenia się belki kanału gorącego B i skierowanej w jej stronę powierzchni pierwszej płyty PF1. po wykonaniu suwu o długości H. Objętości komór zasobnikowych Amogą być tak różne, jak różne mogą być kształty powierzchni czołowych stempli S, ponieważ w poszczególnych komorach zasobnikowych A tłoczywo jest dozowane do różnych stref gniazda formy KV. Po zastygnięciu tłoczywa gotowy element jest wyrzucany w opisany już sposób na skutek rozsunięcia się płyt PF1 i PF2. Udoskonalania mogą obejmować urządzenia chłodzące oraz strefy odprowadzania ciepła, w celu przyśpieszenia chłodzenia elementów obrabianych, co skraca czas produkcji.

Opisane powyżej przykłady realizacji prezentują zoptymalizowaną wersję urządzenia. Wynalazek obejmuje oczywiście każdą kombinację cech opisanych w przykładach realizacji.

Claims (22)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Proces kształtowania elementów z tworzywa sztucznego, w którym stopione tłoczywo, przed kształtowaniem w gnieździe formy, zostaje umieszczone w komorze zasobnikowej, której objętość jest prawie równa objętości formy, a komora zasobnikowa ma kształt cylindra i jest połączona z gniazdem formy mając swoje ujście w gnieździe formy, a masa tłoczywa jest tłoczona z komory zasobnikowej do gniazda formy za pomocą stempla poruszającego się osiowo w komorze zasobnikowej, znamienny tym, że na początku procesu wtryskiwania stopionego tłoczywa stempel (S) znajduje się w pierwszym

   PL 191 255 B1 punkcie martwym, w którym czoło stempla styka się z krawędzią komory zasobnikowej (A) i ze ściankami formy, a mała ilość stopionego tłoczywa dociera bezpośrednio do gniazda formy (KV), a następnie stempel (S) przesuwa się w cylindrze i prawie bezciśnieniowe napełnia stopionym tłoczywem powiększającą się stale komorę zasobnikową (A) do momentu osiągnięcia przez stempel (S) jego drugiego punktu martwego, po czym doprowadzanie stopionego tłoczywa jest zakończone, a następnie stempel (S) zostaje przesunięty w pobliże pierwszego martwego punktu i gniazdo formy (KV) zostaje w całości wypełnione stopionym tłoczywem, zaś w czasie przestoju stempel (S) zostaje przesunięty dalej do położenia pierwszego punktu martwego.
2. 2. Proces kształtowania według zastrz. 1, znamienny tym, że wraz z wydłużeniem się drogi przemieszczenia się stempla (S) z drugiego punktu martwego do położenia w pobliżu pierwszego punktu martwego, zmniejsza się szybkość przesuwu.
3. 3. Proces kształtowania według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że maksymalna objętość komory zasobnikowej (A) jest niewiele większa niż 30 objętość gniazda formy (KV).
4. 4. Proces kształtowania według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że tłoczywo jest doprowadzane do komory zasobnikowej (A) przez kanał (K) przebiegający we wnętrzu stempla (S) i mający swe ujście w powierzchni czołowej stempla.
5. 5. Proces kształtowania według zastrz. 3, znamienny tym, że tłoczywo jest doprowadzane do komory zasobnikowej (A) przez kanał (K} przebiegający we wnętrzu stempla (S) i mający swe ujście w powierzchni czołowej stempla.
6. 6. Urządzenie do kształtowania elementów z tworzywa sztucznego zawierające urządzenie do przyrządzania tłoczywa, urządzenie dozujące i gniazdo formy utworzone przez pierwszą i drugą płytę, która jest wypełniana tłoczywem, przy czym wylot urządzenia do przyrządzania tłoczywa jest połączony z komorą zasobnikową o zmiennej objętości, której pojemność odpowiada co najmniej objętości gniazda formy, a komora zasobnikowa w kształcie cylindra jest połączona otworem z gniazdem formy i jest utworzona pomiędzy gniazdem formy a powierzchnią czołową stempla, poruszającego się ruchem postępowym w cylindrze i służącego do przetłaczania tłoczywa z komory zasobnikowej do gniazda formy oraz posiadającego kanał przelotowy do wypełniania komory zasobnikowej, przy czym stempel znajduje się w tylnej pozycji, gdy komora zasobnikowa ma maksymalną objętość, a gdy powierzchnia czołowa stempla znajduje się w jednej płaszczyźnie z krawędzią otworu, to stempel znajduje się w przedniej pozycji, znamienne tym, że stempel (S) jest połączony sztywno w sposób mechaniczny z urządzeniem (E) do przyrządzania tłoczywa zintegrowanym z pierwszą płytą (PF1) posiadającą pierwszy otwór w kształcie cylindra, do którego wsuwany jest stempel (S), oraz drugi otwór, położony naprzeciwko pierwszego otworu i połączony bezpośrednio z gniazdem formy (KV), i że stempel (S) jest wyposażony w zderzak (M), który w przednim położeniu krańcowym stempla (S) styka się z krawędzią otaczającą pierwszy otwór cylindra.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że przynajmniej końcowa część stempla (S) jest wykonana z materiału przewodzącego ciepło (WS).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że stempel (S) posiada wymiennik ciepła (KS), który jest przyłączony do układu chłodzenia.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że wymiennik ciepła (KS) jest sprzężony cieplnie co najmniej z powierzchnia czołową stempla (S).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że układ chłodzenia ze zintegrowanym wymiennikiem ciepła (KS) wyposażony jest w regulację.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że układ chłodzenia ze zintegrowanym wymiennikiem ciepła (KS) wyposażony jest w regulację.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że druga płyta (PF2) wykonana jest, co najmniej w strefie położonej naprzeciwko drugiego otworu tulei, z materiału (WF) przewodzącego ciepło.
13. 13. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że druga płyta (PF2) jest wyposażona w wymiennik ciepła (KF), który jest zintegrowany z układem chłodzenia.
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że wymiennik ciepła (KF) jest sprzężony cieplnie ze strefą drugiej płyty (PF2) wykonanej z materiału (WF) przewodzącego ciepło.
15. 15. Urządzenie według zastrz. 13 lub 14, znamienne tym, że układ chłodzenia ze zintegrowanym wymiennikiem ciepła (KS) wyposażony jest w regulację.
16. 16. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że zderzakiem (M) stempla (S) jest nakrętka złączkowa z trzpieniem przymocowanym do ustnika (ED) urządzenia do przyrządzania tłoczywa (E).

    PL 191 255 B1
17. 17. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że drugi otwór cylindra jest zamykalny mechanicznie w momencie, gdy stempel (S) zajmuje tylną pozycję krańcową.
18. 18. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że przewidziano większą ilość cylindrów oraz taką samą ilość stempli (S), które są przymocowane do belki kanału gorącego (B), przy czym belka kanału gorącego (B) jest połączona z urządzeniem do przyrządzania tłoczywa i posiada co najmniej jeden kanał gorący (KH), do którego uchodzi ustnik (ED) urządzenia do przyrządzania tłoczywa, a kanały (K) stempli (S) są połączone z kanałem gorącym (KH) i belka kanału gorącego (B) tworzy zderzak ograniczający ruch względny pomiędzy stemplami (S) i cylindrami.
19. 19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że gorący kanał (KH) wyposażony jest w wyloty uchodzące do kanałów (K) stempli w liczbie odpowiadającej ilości stempli (S) i cylindrów.
20. 20. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że ułożone w kształcie gwiazdy kanały gorące (KH) w liczbie odpowiadającej ilości stempli (S) i cylindrów łączą ujście ustnika (ED) urządzenia (E) do przyrządzania tłoczywa z kanałami (K) stempli.
21. 21. Urządzenie według zastrz. 18 albo 19, albo 20, znamienne tym, że belka kanału gorącego (B) posiada urządzenie grzewcze (HK).
22. 22. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że urządzenie grzewcze (HK) posiada regulację wydzielanego ciepła.