PL193278B1

PL193278B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania elementu kształtowego o profilu zamkniętym

Info

Publication number: PL193278B1
Application number: PL340027A
Authority: PL
Inventors: Erwin Bunnhofer
Original assignee: Caprano & Brunnhofer
Priority date: 1999-05-08
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2007-01-31
Also published as: PL340027A1; DE50014399D1; CA2307732C; JP3662169B2; ES2284436T3; BR0002083B1; US6582643B1; AR018720A1; CA2307732A1; JP2000326386A; BR0002083A; EP1052079B1; ATE364488T1; EP1052079A1; DE19921458A1; DE19921458B4

Abstract

1. Sposób wytwarzania elementu kszta ltowego o profilu zamkni etym z termoplastycznego tworzywa sztucznego, maj a- cego na ca lej d lugo sci sta ly przekrój, metod a zimnej dyszy, przy czym stopione tworzywo sztuczne przet lacza si e przez ogrzewan a stref e narz edzia profiluj acego i bezpo srednio za ni a, jeszcze pod ci snieniem t loczenia, przez ch lodzon a stref e narz edzia kalibruj acego z wewn etrznym i zewn etrznym ch lo- dzeniem elementu kszta ltowego o profilu zamkni etym, zna- mienny tym, ze stopione tworzywo sztuczne wyprowadza si e ze strefy narz edzia profiluj acego (1) w postaci niezale znych od siebie, otwartych, cz esciowych elementów kszta ltowych, ustawionych odpowiednio do swego po lo zenia w elemencie kszta ltowym o profilu zamkni etym i maj acych pomi edzy przy- porz adkowanymi ko ncówkami (9) zeber nadal brakuj ace cz esci (10) zeber, za s te nadal brakuj ace cz esci (10) zeber uzupe lnia si e w strefie narz edzia kalibruj acego (2) przez na- p lywaj ace pod ci snieniem t loczenia, stopione tworzywo sztuczne i zgrzewa si e je w stanie stopionym z przyporz adkowanymi im ko ncówkami (9) zeber. 4. Urz adzenie do wytwarzania elementu kszta ltowego o profilu zamkni etym z ogrzewanym narz edziem profiluj acym i ch lodzonym narz edziem kalibruj acym z ch lodzonym uk ladem rdzeni do wytwarzania komór, przy czym narz edzie profiluj ace i narz edzie kalibruj ace s a wraz z umieszczon a pomi edzy nimi warstw a izolacyjn a po laczone w zamkni ety uk lad z rozprze- strzeniaj acym si e ci snieniem wyt laczania, znamienne tym, ze …………………. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania elementu kształtowego o profilu zamkniętym. W szczególności, przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elementu kształtowego o profilu zamkniętym z termoplastycznego tworzywa sztucznego, mającego na całej długości stały przekrój, metodą zimnej dyszy, przy czym stopione tworzywo sztuczne przetłacza się przez ogrzewaną strefę narzędzia profilującego i bezpośrednio za nią, jeszcze pod ciśnieniem tłoczenia, przez chłodzoną strefę narzędzia kalibrującego z wewnętrznym i zewnętrznym chłodzeniem elementu kształtowego o profilu zamkniętym. Ponadto, przedmiotem wynalazku jest urządzenie do realizacji takiego sposobu, z ogrzewanym narzędziem profilującym i chłodzonym narzędziem kalibrującym z chłodzonym układem rdzeni do wytwarzania komór, przy czym narzę dzie profilujące i narzędzie kalibrujące są wraz z umieszczoną pomiędzy nimi warstwą izolacyjną połączone w zamknięty system z rozprzestrzeniającym się ciś nieniem wytłaczania.

W ramach znanych rozwią zań tego rodzaju (WO 96/30188) stopione tworzywo sztuczne przechodzi z narzędzia profilującego do narzędzia kalibrującego, mając już nadany ostateczny kształt elementu o profilu zamkniętym. Mający regulowaną temperaturę, to znaczy ogrzewany lub chłodzony, układ rdzeni do wytwarzania komór jest zamocowany w narzędziu profilującym i wchodzi do narzędzia kalibrującego. Jeżeli element kształtowy o profilu zamkniętym ma być przy tym wykonany z niewielkimi tolerancjami, wówczas zachodzi konieczność stosowania dość małej szybkości wytłaczania. Dotyczy to zwłaszcza przypadków, w których elementy kształtowe o profilu zamkniętym zawierają obszary ścianek o silnie zróżnicowanej grubości.

Ponadto z opisu EP 0 584 467 B1 znane jest rozwiązanie, polegające na wytwarzaniu elementu kształtowego o profilu zamkniętym z tworzywa sztucznego, w którym wytłacza się w odstępie względem siebie otwarte częściowe elementy kształtowe, które po kalibrowaniu, na przykład po ponownym podgrzaniu łączy się ze sobą w gotowy element kształtowy o profilu zamkniętym. Suma częściowych elementów kształtowych daje tu w efekcie gotowy element kształtowy o profilu zamkniętym, zaś częściowe elementy kształtowe należy połączyć ze sobą po ponownym podgrzaniu.

Natomiast z dokumentu US 5783286 znany jest wydrążony budulec z tworzywa sztucznego, zwłaszcza z tworzywa termoplastycznego, stanowiący alternatywę dla surowca drzewnego, zawierający wytłoczony człon z materiału termoplastycznego o długości znacznie większej niż jego wymiary przekroju poprzecznego, przy czym ten przekrój poprzeczny ma kształt prostokątny. Człon ten jest w ś rodku pusty, to znaczy ma centralny otwór, i ma ściany zewnętrzne na tyle grube, by umoż liwiały operacje wbijania w niego gwoździ, wkręcania śrub, jak również operacje piłowania i klejenia. W centralnym otworze usytuowane jest przynajmniej jedno niewytłaczane żebro usztywniające, łączące ze sobą dwie przeciwległe ściany i wykonane z tego samego materiału, co zewnętrzne ściany. Żebro usztywniające jest utworzone z powłoki zewnętrznej, po tym jak wytłoczona powłoka zewnętrzna opuści wytłaczarkę. Sposób wytwarzania takiego wydrążonego budulca z tworzywa sztucznego polega na tym, że stopiony materiał termoplastyczny wytłacza się przez pierścieniowy otwór, mający przewężenia w wybranych miejscach, a następnie przetłacza się stopione tworzywo sztuczne przez drugi otwór, tak by wytłoczyć zewnętrzną powłokę, bez wewnętrznego żebra usztywniającego. Już po opuszczeniu wytłaczarki, jeszcze miękki materiał plastyczny odkształca się i w miejscu przewężeń, gdzie występowały największe naprężenia, tworzą się wybrzuszenia. Po osiągnięciu odpowiedniej wielkości, wybrzuszenia te łączą się ze sobą i wzajemnie stapiają dzięki lepkości materiału, tworząc żebro usztywniające.

Celem wynalazku jest rozwiązanie problemu technicznego, polegającego na wytwarzaniu z dużą dokładnością i dużą szybkością skomplikowanych elementów kształtowych o profilu zamkniętym.

Sposób wytwarzania elementu kształtowego o profilu zamkniętym według wynalazku polega na tym, że stopione tworzywo sztuczne wyprowadza się ze strefy narzędzia profilującego w postaci niezależnych od siebie, otwartych, częściowych elementów kształtowych, ustawionych odpowiednio do swego położenia w elemencie kształtowym o profilu zamkniętym i mających pomiędzy przyporządkowanymi końcówkami żeber nadal brakujące części żeber, zaś nadal brakujące części żeber uzupełnia się w strefie narzędzia kalibrującego przez napływające pod ciśnieniem tłoczenia, stopione tworzywo sztuczne i zgrzewa się je w stanie stopionym z przyporządkowanymi im końcówkami żeber.

W sposobie według wynalazku łączenie częściowych elementów kształtowych jest przesunięte do strefy narzędzia kalibrującego.

PL 193 278 B1

W korzystnej postaci wykonania, co najmniej znajdujące się w obszarze koń cówek żeber, stopione tworzywo sztuczne utrzymuje się w określonym zakresie temperatur na początkowej części długości strefy narzędzia kalibrującego, aby zapewnić wytworzenie połączenia względnie zgrzania końcówek żeber z napływającym stopionym tworzywem sztucznym. Ponadto korzystne jest, jeżeli wewnętrzne chłodzenie elementu kształtowego o profilu zamkniętym stosuje się dopiero w strefie narzędzia kalibrującego, a nie już w strefie narzędzie profilującego, jak to ma miejsce w opisanych na wstępie, znanych rozwiązaniach.

Urządzenie do wytwarzania elementu kształtowego o profilu zamkniętym według wynalazku charakteryzuje się tym, że narzędzie profilujące ma na swej zwróconej ku narzędziu kalibrującemu, czołowej powierzchni rozmieszczone w odstępie względem siebie wyloty kanałów częściowych elementów kształtowych, zaś kanały częściowych elementów kształtowych przechodzą w narzędziu kalibrującym w poprowadzony do końca narzędzia kalibrującego, kanał elementu kształtowego o profilu zamkniętym. Ponieważ w urządzeniu według wynalazku narzędzie profilujące zawiera jedynie kanały dla otwartych częściowych elementów kształtowych, układ rdzeni do wytwarzania komór znajduje się tylko w narzędziu kalibrującym.

Istnieje szereg możliwości wykonania urządzenia według wynalazku. Tak na przykład korzystnie, co najmniej jeden kanał doprowadzający dla stopionego tworzywa sztucznego jest rozgałęziony w narzędziu profilującym na kanały częściowych elementów kształtowych, jednak możliwe jest oczywiście także rozwiązanie, w którym każdy z kanałów częściowych elementów kształtowych jest zasilany przez własny kanał doprowadzający narzędzia profilującego. Szczególne znaczenie ma przy tym postać wykonania wynalazku, w której w kanały narzędzia kalibrującego wchodzą, połączone termicznie z narzędziem profilującym obok wzdłużnych końców kanałów częściowych elementów kształtowych, występy przewodzące ciepło. Pod względem konstrukcyjnym jest to stosunkowo łatwe do realizacji, jeżeli przyporządkowane sobie wzajemnie występy przewodzące ciepło są umieszczone na poszczególnych, osadzonych w narzędziu profilującym, wkładkach przewodzących ciepło. W tym aspekcie szczególnie korzystne jest również, jeżeli pomiędzy obydwoma występami przewodzącymi ciepło wkładek przewodzących ciepło umieszczony jest przyrząd mocujący dla rdzeni, który przykładowo może mieć postać mostka.

Wynalazek pozwala na obejście problemów związanych z szybkością wytłaczania, dzięki temu, że element kształtowy o profilu zamkniętym wytwarza się niecałkowicie w postaci otwartych częściowych elementów kształtowych w strefie narzędzia profilującego i te częściowe elementy kształtowe uzupełnia się do postaci elementu kształtowego o profilu zamkniętym dopiero w strefie narzędzia kalibrującego, przez napływające pod ciśnieniem tłoczenia, stopione tworzywo sztuczne.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony, częściowo schematycznie i w różnej skali, w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do wytwarzania elementu kształtowego o profilu zamkniętym, w widoku perspektywicznym, fig. 2 - powierzchnię wylotową narzędzia profilującego, stanowiącego część urządzenia z fig. 1, w widoku z przodu, fig. 3 - powierzchnię wylotową narzędzia profilującego, przy usuniętym narzędziu kalibrującym, w widoku perspektywicznym, fig. 4 - przedmiot uwidoczniony na fig. 1 i 2 w przekroju A-A, fig. 5 - przedmiot uwidoczniony na fig. 1 i 2 w przekroju B-B, fig. 6 - przedmiot uwidoczniony na fig. 4 w przekroju C-C, zaś fig. 7 - przedmiot uwidoczniony na fig. 4 w przekroju D-D.

Urządzenie przedstawione na figurach służy do wytwarzania elementu kształtowego o profilu zamkniętym z termoplastycznego tworzywa sztucznego, mającego na całej długości stały przekrój, metodą zimnej dyszy. Kształt przekroju elementu kształtowego o profilu zamkniętym jest uwidoczniony zwłaszcza na fig. 1. W swej zasadniczej konstrukcji urządzenie składa się z ogrzewanego narzędzia profilującego 1, i chłodzonego narzędzia kalibrującego 2 z chłodzonym układem 3 rdzeni do wytwarzania komór. Narzędzie profilujące 1 i narzędzie kalibrujące 2, pomiędzy którymi znajduje się warstwa izolacyjna 4, przykładowo cienka warstwa powietrza, są połączone w nieprzedstawiony szczegółowo, zamknięty układ z rozprzestrzeniającym się ciśnieniem wytłaczania.

Narzędzie profilujące 1 jest po stronie odwrotnej do narzędzia kalibrującego 2 zaopatrzone w kanał y doprowadzają ce 5 dla uplastycznionego stopionego tworzywa sztucznego, które rozgałęziają się w kanały 6 dla otwartych częściowych elementów kształtowych. Jak widać na fig. 3, kanały 6 częściowych elementów kształtowych uchodzą w odstępie względem siebie do wylotów 7 znajdujących się w zwróconej ku narzędziu kalibrującemu 2, powierzchni czołowej 8. Z wylotów 7 wychodzą niezależnie od siebie, otwarte częściowe elementy kształtowe; są one rozmieszczone odpowiednio do swego

PL 193 278 B1 położenia w gotowym elemencie kształtowym o profilu zamkniętym i mają, pomiędzy przyporządkowanymi końcówkami 9 żeber, nadal brakujące części 10 żeber.

W narzę dziu kalibrują cym 2 kanał y 6 częściowych elementów kształ towych przechodzą w poprowadzony do końca narzędzia kalibrującego 2 kanał 11 elementu kształtowego o profilu zamkniętym (porównaj fig. 5, 7). W obszarze przejściowym brakujące jeszcze części 10 żeber są uzupełniane przez napływające pod ciśnieniem tłoczenia, stopione tworzywo sztuczne, łączone względnie zgrzewane w stanie stopionym z odpowiednimi końcówkami 9 żeber.

Temu uzupełnianiu i zgrzewaniu sprzyja dodatkowo fakt (porównaj fig. 3, 5), że w kanały 6 narzędzia kalibrującego 2 wchodzą, połączone termicznie z narzędziem profilującym 1 obok wzdłużnych końców kanałów 6 częściowych elementów kształtowych, występy przewodzące 12 ciepło. Te występy przewodzące 12 ciepło utrzymują w określonym zakresie temperatur przynajmniej końcówki 9 żeber, poza tym wymuszają napływ stopionego tworzywa sztucznego do sąsiednich obszarów. Wspomniane występy przewodzące 12 ciepło są rozmieszczone parami na włożonej w narzędzie profilujące 1, miedzianej wkładce przewodzącej 13 ciepło.

Na fig. 5 widoczne jest ukształtowanie przyrządu mocującego 14 dla chłodzonego układu 3 rdzeni do wytwarzania komór. Urządzenie mocujące 14 z układem 3 rdzeni, składającym się tutaj z dwóch rdzeni 15, 16, stanowi jedną część z narzę dziem kalibrują cym 2; moż liwe jest również wykonanie kilkuczęściowe. Otwory 17 dla chłodziwa do chłodzenia rdzeni 15, 16 są jedynie zaznaczone.

Opisany sposób wytwarzania elementów kształtowych o profilu zamkniętym z termoplastycznego tworzywa sztucznego obejmuje po pierwsze przebieg procesu typowy dla zimnych (p dysz, w którym to procesie ciśnienie wytłaczania, panujące zarówno w dyszy, jak też w układzie kalibrującym, utrzymuje się na stałym poziomie za pomocą regulacji - albo wytłaczarki, albo wylotu. Opisany sposób wytwarzania nadaje się również do przerobu stopionych tworzyw, zawierających środki porotwórcze, przy wykorzystaniu typowej dla metody zimnej dyszy regulacji ciśnienia i/lub regulacji gęstości porów poprzez stosunek liczby obrotów wytłaczarki (ilość wytłaczanej masy) i szybkości odbierania.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania elementu kształtowego o profilu zamkniętym z termoplastycznego tworzywa sztucznego, mającego na całej długości stały przekrój, metodą zimnej dyszy, przy czym stopione tworzywo sztuczne przetłacza się przez ogrzewaną strefę narzędzia profilującego i bezpośrednio za nią, jeszcze pod ciśnieniem tłoczenia, przez chłodzoną strefę narzędzia kalibrującego z wewnętrznym i zewnętrznym chłodzeniem elementu kształtowego o profilu zamkniętym, znamienny tym, że stopione tworzywo sztuczne wyprowadza się ze strefy narzędzia profilującego (1) w postaci niezależnych od siebie, otwartych, częściowych elementów kształtowych, ustawionych odpowiednio do swego położenia w elemencie kształtowym o profilu zamkniętym i mających pomiędzy przyporządkowanymi końcówkami (9) żeber nadal brakujące części (10) żeber, zaś te nadal brakujące części (10) żeber uzupełnia się w strefie narzędzia kalibrującego (2) przez napływające pod ciśnieniem tłoczenia, stopione tworzywo sztuczne i zgrzewa się je w stanie stopionym z przyporządkowanymi im końcówkami (9) żeber.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej znajdujące się w obszarze końcówek (9) żeber, stopione tworzywo sztuczne utrzymuje się w określonym zakresie temperatur na początkowej części długości strefy narzędzia kalibrującego (2).
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wewnętrzne chłodzenie elementu kształtowego o profilu zamkniętym stosuje się dopiero w strefie narzędzia kalibrującego (2).
4. Urządzenie do wytwarzania elementu kształtowego o profilu zamkniętym z ogrzewanym narzędziem profilującym i chłodzonym narzędziem kalibrującym z chłodzonym układem rdzeni do wytwarzania komór, przy czym narzędzie profilujące i narzędzie kalibrujące są wraz z umieszczoną pomiędzy nimi warstwą izolacyjną połączone w zamknięty układ z rozprzestrzeniającym się ciśnieniem wytłaczania, znamienne tym, że narzędzie profilujące (1) ma na swej zwróconej ku narzędziu kalibrującemu (2), czołowej powierzchni rozmieszczone w odstępie względem siebie wyloty (7) kanałów (6) częściowych elementów kształtowych, zaś kanały (6) częściowych elementów kształtowych przechodzą w narzędziu kalibrującym (2) w poprowadzony do końca narzędzia kalibrującego (2), kanał (11) elementu kształtowego o profilu zamkniętym.

PL 193 278 B1
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że co najmniej jeden kanał doprowadzający (5) dla stopionego tworzywa sztucznego jest rozgałęziony w narzędziu profilującym (1) na kanały (6) częściowych elementów kształtowych.
6. Urządzenie według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że w kanały (6) narzędzia kalibrującego (2) wchodzą, połączone termicznie z narzędziem profilującym (1) obok wzdłużnych końców kanałów (6) częściowych elementów kształtowych, występy przewodzące (12) ciepło.
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że przyporządkowane sobie wzajemnie występy przewodzące (12) ciepło są umieszczone na poszczególnych, osadzonych w narzędziu profilującym (1), wkładkach przewodzących (13) ciepło.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że pomiędzy występami przewodzącymi (12) ciepło wkładek przewodzących (13) ciepło umieszczony jest przyrząd mocujący (14) dla rdzeni.