NL9300206A - Spuitgietmatrijs alsmede werkwijze voor het spuitgieten van een voorwerp. - Google Patents

Description

Spuitgietmatrijs alsmede werkwijze voor het spuitgieten van een voorwerp.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een spuitgietmatrijs omvattende ten minste twee een vormholte begrenzende en ten opzichte van elkaar beweegbare matrijsdelen, ten minste een aanspuitkanaal aangebracht in een matrijsdeel en middelen om de aanspui ttak uit het aanspui tkanaal te verwijderen.

Een dergelijke spuitgietmatrijs is in de stand der techniek algemeen bekend. Daarbij strekt het aanspui tkanaal zich uitsluitend door de betreffende matrijshelft uit. Aan de zijde weg van het voorwerp is het aanspuitkanaal verbreed uitgevoerd. Vanaf de inspuitkop ten opzichte waarvan dit matrijsdeel beweegbaar opgesteld is strekken zich wigvormige delen in deze verbreding van het aanspui tkanaal uit. Na het stollen van de aanspuittak worden deze wigvormige delen opgenomen in de kunststofmas-sa. Door het vervolgens bewegen van het matrijsdeel waarin het aanspuit-kanaal opgenomen is ten opzichte van deze wigvormige delen wordt getracht de aanspuittak uit het aanspuitkanaal te verwijderen terwijl gelijktijdig de verbinding tussen aanspuittak en produkt verbroken wordt.

In de praktijk is echter gebleken dat deze wigvormige delen of tak-trekkers in onvoldoende aangrijping met de kunststof voorzien waardoor de aanspuittak in het aanspui tkanaal achterblijft. Met name is het niet mogelijk op reproduceerbare wijze de aanspuittak van het voorwerp los te maken zodat tijdens produktie soms op ongewenste wijze het voorwerp aan het matrijsdeel blijft hechten waarin zich de aanspuittak bevindt terwijl de aanspuittak zelf hetzij niet verwijderd wordt uit het aanspuitkanaal hetzij niet van de taktrekker. Begrepen zal worden dat dit uit proces-technische overwegingen een bijzonder ongewenste situatie is.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding deze nadelen te vermijden en te waarborgen dat de aanspuittak steeds gestuurd en op dezelfde wijze uit de matrijs valt.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven spuitgietmatrijs verwezenlijkt doordat het aanspuitkanaal bovendien aangebracht is in een aan dat matrijsdeel grenzende bus, waarbij die bus ten opzichte van het ma-trijsdeel beweegbaar aangebracht is. Volgens de uitvinding bevindt het aanspuitkanaal zich in twee delen. Enerzijds in het matrijsdeel zoals in de stand der techniek en anderzijds in een bus. In deze bus kan eveneens de hierboven beschreven verbreding gevormd zijn waarop dan wigvormige delen gekoppeld met het inspuitmondstuk aan kunnen grijpen. Echter de van belang zijnde scheiding tussen de aanspuittak en het produkt vindt thans plaats doordat de bus ten opzichte van het matrijsdeel bewogen wordt. Een dergelijke beweging kan een zeer beperkte beweging zijn. Het is slechts noodzakelijk de verbinding tussen aanspuittak en voorwerp \e verbreken. Döbrdat de beweging van de bus ten opzichte van het matrijsdeel beperkt kan zijn, is het besturingstechnisch eenvoudig mogelijk deze te koppelen met de verwijderende beweging van de aanspuittak uit de bus welke op volgens de stand der techniek bekende wijze plaats kan vinden. Bij voorkeur is het zich in de bus bevindende deel van het aanspuitkanaal taps uitgevoerd en loopt in de richting van het inspuiten van de kunststof taps toe zodat later eenvoudig lossen gewaarborgd is.

Een dergelijke constructie kan gebruikt worden bij een spuitgiet-matrijs waarbij de vormholte begrensd wordt door twee matrijsdelen. Het is vanzelfsprekend mogelijk de vormholte op te bouwen uit drie of meer matrijsdelen. Dit is met name uit proces technische overwegingen vaak wenselijk. Op deze wijze kunnen zeer gecompliceerde voorwerpen vervaardigd worden en kan het inspuiten en stollen van de kunststofmassa beheerst worden.

Volgens een van voordeel zijnde uitvoering van de hierboven beschreven spuitgietmatrijs zijn hoofdbedieningsmiddelen aanwezig om het ma-trijsdeel, dat tegenover het matrijsdeel ligt dat het aanspuitkanaal omvat, ten opzichte daarvan te bewegen. Dit is in de stand der techniek algemeen bekend, maar daarbij wordt voorgesteld hulpbedieningsmiddelen toe te passen om het matrijsdeel dat het aanspuitkanaal bevat te verplaatsen ten opzichte van een vast aangebrachte inspuitkop.

Door het aanbrengen van hulpbedieningsmiddelen kan de beweging van de verschillende matrijsdelen geoptimaliseerd worden. Dit leidt enerzijds tot de mogelijkheid een grotere opening voor het uitstoten van het produkt te verkrijgen en anderzijds tot de mogelijkheid de tijdcyclus te verkorten omdat op efficiëntere wijze de matrijsdelen gesloten kunnen worden.

Hoewel de uitvinding bij alle spuitgietmatrijzen volgens de stand der techniek toegepast kan worden, wordt deze in het bijzonder gebruikt bij een zogenaamde snelwisselmatrijs. Bij het vervaardigen van verhoudingsgewijs kleine series is de omsteltijd naar de matrijs voor een ander produkt in hoge mate bepalend voor de prijs van de uiteindelijk verkregen produkten. Daarom wordt er naar gestreefd wisselen van de matrijs zo snel mogelijk uit te voeren. In de stand der techniek is de wisseltijd in de laatste jaren teruggelopen van 5 tot 6 uur naar 2 uur.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding in een snelwissel-matrijs te voorzien waarbij het wisselen nog sneller uitgevoerd kan worden.

Dit wordt verwezenlijkt bij een hierboven beschreven spuitgiet-matrijs omvattende een moedermatrijs met daarin verwisselbaar opgenomen een hulpmatrijs, welke hulpmatrijs omvat ten minste twee de vormholte begrenzende matrijsdelen, die elk aan de moedermatrijs te bevestigen zijn, waarbij een matrijsdeel van de ten opzichte daarvan beperkt beweegbare bus voorzien is, die met de moedermatrijs te verbinden is, terwijl het andere matrijsdeel voorzien is van uitstotermiddelen, waarbij de moedermatrijs is voorzien van een inspuitmondstuk en middelen om de bus ten opzichte van het matrijsdeel te bewegen. Daarbij worden bij het wisselen slechts de ten minste twee matrijsdelen de bus en de uitstotermiddelen vervangen.

De beperkte beweging van de bus ten opzichte van het matrijsdeel wordt bij een van bijzonder voordeel zijnde uitvoering verwezenlijkt doordat de middelen voor het bewegen van de bus ten opzichte van het matrijsdeel omvatten een montageplaat waaraan het matrijsdeel bevestigd kan worden, een beperkt ten opzichte daarvan beweegbare verbindingsplaat waaraan de bus bevestigd kan worden, en tussen deze platen werkende vij-zelmiddelen.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het spuitgieten van een voorwerp omvattende het sluiten van matrijsdelen die een vormholte begrenzen, het in die vormholte inbrengen van kunststof door een aanspuitkanaal, het verwijderen van de aanspuittak, het openen van de vormholte en het verwijderen van het voorwerp.

Volgens de uitvinding wordt deze werkwijze gekenmerkt doordat het verwijderen van de aanspui ttak omvat het verplaatsen van een deel van het aanspui tkanaal dat op afstand ligt van de vormholte.

De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij toont:

Fig. 1 een moedermatrijs met daarin opgenomen een hulpmatrijs gedeeltelijk in dwarsdoorsnede in de positie van het inbrengen van kunststof;

Fig, 2 de inrichting volgens fig. 1 gedurende de eerste stap van het lostrekken van de aanspuittak van het produkt;

Fig. 3 de inrichting volgens fig. 2 gedurende de tweede stap van het uittrekken van de aanspuittak;

Fig. 4 de inrichting volgens fig. 3 gedurende de derde stap van het losmaken en het verwijderen van de aanspuittak; en

Fig. 5 de inrichting volgens fig. 1 gedurende de stap van het uitstoten van het voorwerp.

De spuitgietmatrijs volgens de uitvinding is in het -geheel met 1 aangegeven. Daarbij wordt de vormholte begrensd door de rechter matrijsplaat 2, de middenmatrijsplaat 3 en de linker matrijsplaat 4. Inwendig wordt de vormholte begrensd door kern 7 met vrij uiteinde 46 en een uit-stoter 42. Deze vormholte is met 18 aangegeven. In rechter plaat 2 bevindt zich een deel van het aanspuitkanaal dat met 5 aangegeven is. Een verder deel van het aanspui tkanaal bevindt zich in bus 8 en dat deel is met 6 aangegeven. Deel 6 van het aanspuitkanaal mondt uit in een verbreding 19. Bus 8 is met bouten 53 aan matrijsdeel 2 bevestigd. Daarbij zijn deze bouten 53 met de koppen daarvan in kamers in de bus 8 opgenomen met een zodanige speling dat bus 8 en matrijsdeel 2 ten opzichte van elkaar over een geringe afstand verplaatst kunnen worden. Bus 8 is langs een deel van de omtrek daarvan voorzien van een groef 20 die bij montage van bus 8 in verbindingsplaat 15 overeenkomt met een groef 21 in deze plaat 15 waardoor een cirkelvormige opening begrensd wordt waarin een paspen 10 of dergelijke aangebracht wordt om bus 8 vast met plaat 15 te verbinden. Verbindingsplaat 15 is voorzien van een getrapte opening 22 waarin een bout 23 aangebracht kan worden die vast bevestigd kan worden aan montage-plaat 14. Doordat de lengte van de steel van bout 23 groter is dan de daaronder liggende dikte van verbindingsplaat 15, kan montageplaat 14 een beperkte slag ten opzichte van verbindingsplaat 15 uitvoeren. Montageplaat 14 is voorzien van bevestigingen 11 voor het op vaste wijze opnemen van rechter matrijsplaat 2. Verbindingsplaat 15 is voorzien van een zui-gerkamer 17 waarin een zuiger 16 heen en weer beweegbaar aangebracht is. Zuigerkamer 17 is via een leiding 24 verbonden met een plunjereenheid 25 waarvan het huis 26 vast verbonden is met montageplaat 14 terwijl de met zuiger 27 verbonden stang 28 aan kan grijpen op plaat 29 die vast verbonden is met het machineframe 9· In plaat 29 is inspuitkop 30 aangebracht die eventueel op niet nader getoonde wijze van een afsluiter voorzien is en verbonden is met een bron vloeibaar kunststofmateriaal. Nabij inspuit-kop 30 bevinden zich stangvormige trekkers 31 die bij de vrije uiteinden voorzien zijn van een taps gedeelte 32 dat zoals uit fig. 1 en 2 blijkt opgenomen kan worden in de holte ontstaande door de verbreding 19 in bus 8. Tussen verbindingsplaat 15 en plaat 29 is plaat 48 aanwezig die voorzien is van openingen voor het opnemen van trekkers 31 en ten opzichte van plaat 29 beperkt verplaatsbaar is. Deze verplaatsing wordt verwezenlijkt door haakdeel 49. Deze grendel 49 is met pen 50 aan plaat 48 bevestigd en ten opzichte van plaat 29 beperkt verplaatsbaar opgenomen door aanslag 51· Grendel 49 wordt bewogen door (verschuifbare) verbinding met ïnontageplaat 14. Montageplaat 14 is op niet nader afgebeeldé wijze geleid ten opzichte van plaat 29 zodat deze onder invloed van de plunjereenheid 25 gestuurd heen en weer kan bewegen ten opzichte van plaat 29. Daartoe is de zijde liggend achter zuiger 27 behalve voorzien van de verbinding voor leiding 24 die hierboven beschreven is, verbonden via leiding 33 net' een stuurinrichting 34. Het deel liggend voor zuiger 27 is via een leiding 35 verbonden met stuurinrichting 34. Anderzijds is de stuurinrichting 34 voorzien van leidingen 36, 38 gaande naar een vijzeleenheid 39» 40 waarvan het huis 39 verbonden is met het machineframe 9 terwijl de zuigerstang 40 verbonden is met plaat 4l die deel uitmaakt van de andere matrijshelft. In plaat 4l is een uitstoter 42 aangebracht die via een jukmechanisme 43 aangrijpt op een uitstootvijzel 44 die met het frame 9 verbonden is. Op deze uitstootvijzel zijn leidingen 45 en 52 aangesloten. Op kern 7 kan een niet nader afgebeeld toe- en afvoerstelsel voor koelof verwarmingsfluïdum aanwezig zijn om de temperatuur van het vrije uiteinde 46 tijdens de spuitgiethandeling te kunnen sturen. Aan plaat 4l is een vulstuk 47 bevestigd dat op zijn beurt van bevestigingen 12 voorzien is voor het verwisselbaar bevestigen van platen 3 en 4 die de vormholte begrenzen.

De hierboven beschreven inrichting werkt als volgt. Uitgaande van de in fig. 1 getoonde positie zijn zowel de vormholte als de aanspuittak met stroombaar vormmateriaal zoals kunststof of een legering gevuld. Het verloop van de stolling kan door het sturen van de toevoer van fluïdum door kern 7 geregeld worden. Bovendien kunnen in de verschillende de vormholte begrenzende matrijsplaten 2-4 afzonderlijke kanalen voor de toevoer van fluïdum aanwezig zijn. De verbinding tussen de koelkanalen van de matrijsplaten met bijvoorbeeld vulstuk 47 kan verwezenlijkt worden door ten opzichte van elkaar gecentreerde kanalen, die met behulp van 0-ringen worden afgedicht. Op deze wijze is het op eenvoudige wijze mogelijk bij het verwisselen van bijvoorbeeld matrijsdeel 4 direkt een afdichting voor de koelkanalen te verkrijgen en is het niet noodzakelijk afzonderlijke slangen en dergelijke op een dergelijk matrijsdeel aan te brengen. Na het voldoende stollen van het produkt wordt uitgaande van de toestand in fig. 1 met behulp van stuurinrichting 34 een fluïdum onder druk zoals perslucht via leiding 33 aan de linker zijde van zuiger 27 en via leiding 24 aan zuiger 16 toegevoerd. Bij het opbrengen van druk op zowel zuiger 16 als zuiger 27 zal in eerste instantie geen effekt optreden omdat de matrijs door vijzelsamenstel 39. 40 in gesloten positie wordt gehouden. Bij het terugtrekken van stang 40 beweegt vulblok 47 naar links en door passende keuze van de verhouding van diameters" en zuiger 16 ten opzichte van zuiger 27 zal eerst zuiger 16 uit de in fig. 1 getoonde toestand naar links bewegen en zo montageplaat 14 en verbindingsplaat 15 over een geringe afstand uit elkaar bewegen. Daardoor zal de aan verbindingsplaat 15 bevestigde bus 18 in geringe mate bewegen ten opzichte van rechter matrijsplaat 2. Dat wil zeggen het aanspuitkanaal 5. 6 wordt enigszins verlengd. Door taps toelopen van het aanspui tkanaal 6 in bus 8 en de verbreding 9 zal bij het uitoefenen van een trekkracht op bus 8 het aanspuitkanaal altijd op gestuurde wijze ter plaatse van de aanhechting met het produkt breken. Met behulp van zuiger 16 wordt de grootste kracht voor het losnemen van de aanspuittak van het voorwerp en verwijderen uit het aanspuitkanaal overwonnen (fig. 2). Bij het verder terugbewegen van stang 40 kunnen op een gegeven moment de platen 14 en 15 door aanslag van bout 23 niet meer verder uit elkaar worden gedreven waarna zuiger 27 naar rechts gedreven wordt, dat wil zeggen huis 26 met montageplaat 14 naar links bewogen. Door de aanwezigheid van de tapse delen 32 van trekkers 31 wordt de aanspuittak op de in de stand der techniek bekende wijze uit aanspui tkanaal 6 en verbreding 9 van bus 8 getrokken (fig. 3)· Bij verder bewegen van plaat 14 naar links wordt plaat 48 ten opzichte van plaat 29 naar links getrokken door haakdeel 49· Daarbij komen de trekkers geheel binnen plaat 48 te liggen zodat de aanspuittak loskomt zoals in fig. 4 getoond is. Bij het van fig. 2 naar fig. 3 naar links bewegen van huis 26 beweegt het linker deel van de matrijs mee naar links. Dat wil zeggen vijzeleenheid 39. 40 belemmert de beweging niet. Bij het verder terugtrekken van stang 40 Daardoor wordt in een verhoudingsgewijs grote door-gangsopening voor het uit te stoten produkt voorzien en woret de totale open loopweg van de matrijs beperkt wardoor tijd gespaard wordt. Bij het einde van de terugtrekkende beweging van stang 40 wordt stoter 42 met behulp van uitstootvijzel 44 bediend waardoor het produkt uit de vormhol-te valt zoals aangegeven is in fig. 5· Op deze wijze wordt altijd gegarandeerd dat de aanspuittak gestuurd op steeds dezelfde wijze uit de matrijs valt.

Bij het weer naar elkaar toe bewegen van platen 14 en 29 wordt zuiger 16 eveneens weer in de uitgangspositie terugbewogen en wordt plaat 48 weer naar plaat 29 bewogen zodat de tapse einden 32 van de trekkers 31 zich weer in de verbreding 9 bevinden. Vervolgens worden bediend door vijzeleenheid 39* 40 de linker delen van de matrijs weer naar rechts bewogen en is de matrijs gesloten zodat een nieuwe spuitgiethandeling plaats kan vinden.

Voor het wisselen van de matrijs voor het vervaardigen 'van een ander produkt is het slechts noodzakelijk de bevestigingen 10, 11 en 12 los te nemen. Daardoor zullen de matrijsplaten 2, 3 en 4 samen met de bus 8 losgekoppeld worden eventueel vergezeld van het uitstotermechanisme 42, Dit laatste is afhankelijk van de vorm van het volgende te vervaardigen produkt. In bepaalde gevallen wordt geen busvormige uitstoter gebruikt maar een aantal uitstootpennen. Eventueel kunnen tussen de verschillende matrijsplaten 2, 3 en 4 en de platen 47 resp. 14 aan- en afvoeren voor een koelfluïdum aanwezig zijn. Deze kunnen op de hierboven beschreven wijze door inwendige kanalen met vaste delen van de inrichting verbonden zijn. Door het op verschillende wijze koelen van het produkt met behulp van huls 45 en de buitenwanden van het produkt met behulp van koeling in de matrijsplaten 2-4 kan gerichte stolling verkregen worden. Het is duidelijk dat een dergelijke vervanging van de matrijsdelen bijzonder snel verwezenlijkt kan worden. Als voorbeeld kan een omsteltijd van 2-5 minuten genoemd worden in vergelijking met de omsteltijd van 2 uur die volgens de stand der techniek gebruikelijk is.

Met de bovenstaande constructie kan op bijzonder eenvoudige wijze decentraal en centraal inspuiten van produkten verwezenlijkt worden. Een bijzonder hoge stabiliteit kan verwezenlijkt worden omdat de vaste delen van de zogenaamde moedermatrijs zwaar uitgevoerd kunnen worden. Door verder niet getoonde koeling kan op nauwkeurige wijze het procesverloop gestuurd worden. Centreren van de verschillende platen 2-4 ten opzichte van de aangrenzende delen kan op alle in de stand der techniek bekende wijzen uitgevoerd worden. Een mogelijkheid is het aanbrengen van verdikkingen die in overeenkomstige holten passen. Verwisselen van de matrijsplaten 2, 3 en 4 samen met bus 8 is met de inrichting volgens de uitvinding zodanig eenvoudig dat dit met behulp van een robot plaats kan vinden zodat volcontinu bedrijf zonder noemenswaardige personele inzet mogelijk wordt.

Hoewel de uitvinding hierboven aan de hand van een voorkeursuitvoering beschreven is moet begrepen worden dat daaraan talrijke wijzigingen aangebracht kunnen worden. Zo is het mogelijk het mechanisme voor het verwijderen aan de aanspuittak toe te passen bij andere soorten matrijzen die in de stand der techniek bekend zijn. Dit kan eveneens spuitgiet- matrijzen betreffen voor zeer grote series die niet de constructieve eigenschappen van het snel wisselen vertonen zoals bij de onderhavige uitvinding. Al dergelijke wijzigingen liggen binnen het bereik van de onderhavige aanvrage.

Claims (7)

1. Spuitgietmatrijs omvattende ten minste twee een vormholte begrenzende en ten opzichte van elkaar beweegbare matrijsdelen, ten minste een aanspuitkanaal (5) aangebracht in een matrijsdeel (2) en middelen om de aanspuittak uit het aanspuitkanaal (5) te verwijderen, met- het kenmerk, dat het aanspuitkanaal (6) bovendien aangebracht is in een aan dat ma-trijsdeel (2) grenzende bus (8), waarbij die bus (8) ten opzichte van het matrijsdeel beweegbaar aangebracht is.

2. Spuitgietmatrijs volgens conclusie 1, waarbij het aanspuitkanaal (6) in die bus vanaf de zijde weggericht van het matrijsdeel (2) naar de zijde grenzend aan het matrijsdeel (2) toeloopt.

3· Spuitgietmatrijs volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij middelen (39) aanwezig zijn om het matrijsdeel (4), weg van het matrijsdeel (2), dat het aanpuitkanaal omvat, ten opzichte van dat laatste matrijsdeel (2) te bewegen en waarbij hulpbedieningsmiddelen (25) aanwezig zijn om het matrijsdeel (2) dat het aanspuitkanaal bevat, te verplaatsen ten opzichte van een vast aangebrachte inspuitkop (30).

4. Spuitgietmatrijs volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de middelen voor het verwijderen van de aanspuittak aangrijpen nabij de zijde van de bus weggericht van het matrijsdeel (2).

5« Spuitgietmatrijs volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende een moedermatrijs met daarin verwisselbaar opgenomen een hulp-matrijs, welke hulpmatrijs omvat ten minste twee de vormholte begrenzende matrijsdelen (2, 4), die elk aan de moedermatrijs te bevestigen zijn, waarbij een matrijsdeel (2) van de ten opzichte daarvan beperkt beweegbare bus (5) voorzien is, die met de moedermatrijs te verbinden is, terwijl het andere matrijsdeel (4) voorzien is van uitstotermiddelen, waarbij de moedermatrijs is voorzien van een inspuitmondstuk (30) en middelen om de bus (5) ten opzichte van het matrijsdeel (2) te bewegen.

6. Spuitgietmatrijs volgens conclusie 4, waarbij die middelen voor het bewegen van de bus ten opzichte van het matrijsdeel (2) omvatten een montageplaat (14) waaraan het matrijsdeel (2) bevestigd kan worden, een beperkt ten opzichte daarvan beweegbare verbindingsplaat (15) waaraan de bus (5) bevestigd kan worden, en tussen deze platen (14, 15) werkende vijzelmiddelen (16, 17).

7. Werkwijze voor het spuitgieten van een voorwerp omvattende het sluiten van matrijsdelen die een vormholte begrenzen, het in die vormholte inbrengen van kunststof door een aanspuitkanaal, het verwijderen van de aanspuittak, het openen van de vormholte en het verwijderen van het voorwerp, met het kenmerk., dat het verwijderen van de aanspuittak omvat het verplaatsen van een deel van het aanspuitkanaal dat op afstand ligt van de vormholte.