DK174823B1 - Fremgangsmåde til termoplastisk støbning af et rørformet emne - Google Patents

Description

i DK 174823 B1

Fremgangsmåde til termoplastisk støbnmg af et rørformet emne

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af et langt rørformet termoplastisk emne med bund i den ene ende 5

Lange rørformede termoplastiske emner med bund i den ene ende kan anvendes til mange formål, for eksempel til trykluftcylmdre, stilladsstænger, konstruktionselementer til gitterkonstruktioner og kosteskafter 10 Det kendes at fremstille rørformede emner ved hjælp af ekstrudenng eller sprøjtestøbning i termoplastiske materialer Såfremt det rørformede emne skal være lukket i den ene ende, er det almindeligt at lukke et åbent rør efter selve støbeprocessen Ligeledes eftermonteres eventuelle separate komponenter såsom udvendige fastspændingsanord-ninger, montageflader, grebsmuligheder eller ophængsmuligheder 15

Det er kendt at fremstille rørformede emner med bund i den ene ende ved sprøjtestøbning typisk er disse emner ret korte på grund af manglende stabilitet af støbekemen i det hule, rørformede emne under støbeprocessen Der kan således fremstilles greb til håndredskaber, for eksempel som beskrevet i europæisk patentansøgning EP 901 887 20 af Hoepfl og Thomson

Det kendes dog at fremstille længere rørformede emner, der er lukket i den ene ende For eksempel kendes en fremstillingsmetode til en hockeystav, som beskrevet i International patentansøgning WO 91/08803 af Motley Denne gasinjektionsteknik fører til 25 emner, hvor det indvendige hul har en ikke veldefineret diameter For eksempel kan en sådan teknik ikke benyttes til at fremstille teleskoprør Lignende problemer opleves med en beslægtet teknik, der betegnes væskeinjektionstekmk, hvor væske, typisk vand, injiceres sammen med den smeltede plastmasse 30 Der findes yderligere teknikker til formstøbning af rørformede emner, for eksempel formblæsmng og sprøjteblæsmng, som benyttes til tyndvæggede plastflasker, for ek sempel shampoobeholdere eller limonadeflasker med skruelåg 2 DK 174823 B1

Ved dog at kunne benytte en fast kerne under støbeprocessen opnås en række fordele For eksempel sikres, at hullet har en veldefineret diameter og en veldefineret positionering også ved meget lange emner, hvorved der opnås en veldefineret vægtfordeling 5 og vægt af emnet samt tillader benyttelse af emnet til teleskoprør Desuden kan der ved en sprøjtestøbning integreres de fornævnte ellers separate komponenter i et emne Derved bliver det komplette emne hurtigere og billigere i fremstilling, der opnås en række design frihedsgrader og man undgår samlinger, hvor dette er uønsket Samlinger er især uønsket ved emner, der skal være lette at rengøre, for eksempel rengø-10 nngsværktøjer, som benyttes i levnedsmiddelindustrien

Der er erkendt en række problemer ved at sprøjtestøbe et langt rørformet emne, hvor der benyttes en støbekeme Et af problemerne er uensartet trykpåvirkning af sprøjtemassen på støbekemen, hvilket far støbekemen til at bøje til en side med et ikke cen-15 trait hul som konsekvens

For at undgå en bøjning af støbekemen kræves en meget nøjagtig og ensartet indsprøjtning i sprøjtekammeret, således at der opnås en ensartet kraftpåvirkning på hele kernens omkreds Desuden er det en fordel, at kernen har en meget stor bøjestyrke 20 Disse to faktorer bestemmer, hvor lange støbekemer, der kan anvendes i afhængighed af deres tværsmtsareal

Et andet problem kendt problem er, at plastmassen efter størkningen binder til støbekemen Ved afformnmg af plastemner på lange støbekemer tilstræber man derfor i dag 25 at udforme støbekemen konisk, således at spændekraften omkring støbekemen af det størknede termoplastiske materiale bevirker, at støbekemen glider lidt op af de koniske flader og dermed reducerer spændekraften Herefter sker afformningen, for eksempel ved at støbekemen trækkes bagud igennem et hul af samme tværsnit som støbekemen ved sit bredeste tværsnit eller at en plade med et hul af samme tværsnit som 30 støbekemen ved sit bredeste tværsnit skubbes frem over støbekemen og skubber emnet af støbekemen Ved at gøre friktionen på støbekemen så lille som mulig og even- DK 174823 B1 3 tuelt have en høj temperatur på selve støbekemen kan denne afformning hjælpes på lange støbekemer

Det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe en fremstillingsmetode til sprøjte-5 støbning aflange rørformede emner, hvor der benyttes en støbekeme

Dette formål opnås ved en fremgangsmåde til kompaktsprøjtestøbmng af et langt rørformet termoplastisk emne med delvist gennemgående hul, således at det rørformede emne er lukket i den ene ende, hvor metoden omfatter tilvejebringelse af en sprøjte-10 støbemaskine med en sprøjtestøbeform med hulrum, som har et indre volumen, der definerer emnets dimensioner, i hvilken sprøjtestøbeform der er tilvejebragt en støbekeme til dannelse af det delvist gennemgående hul i emnet, mjicenng af smeltet termoplastisk materiale i sprøjtestøbeformens hulrum, størkning af det smeltede plastmateriale, åbning af formen, fjernelse af emnet fra støbekemen, hvor metoden tillige om-15 fatter central understøtning af støbekemens frie ende i sprøjtestøbeformen ved begyndelsen af mjicenngen af det smeltede termoplastiske materiale ind i sprøjtestøbeformen, og hvor støbekemen inden afslutning af mjicenngen af plastmaterialet frigøres fra understøtningen for at tillade den smeltede plastmasse at udfylde hulrummet mellem sprøjtestøbeformens indre væg og den frie ende af støbekemen for at tilvejebringe 20 en lukket ende af det lange rørformede emne

Ifølge opfindelsen omfatter understøtningen mindst to stifter der med hver med deres ene ende hviler mod støbekemens ende på modsatte sider af støbekemen, hvor stifterne trækkes ud af sprøjtestøbeformens hulrum umiddelbart inden afslutningen af f 25 plastmjicenngen til frigørelse af støbekemen fra understøtningen

Idet støbekemen kan have svært ved at forblive centralt under støbeprocessen, opnås en forbedret stabilitet af støbekemen ved at støbekemen har et cirkulært tværsnit og er forsynet med en rotationsleje, der fastklemmes mellem de mindst to stifter til under-30 støtmng af støbekemen Støbekemen omfatter en yderligere del, der roterer i sprøjte-støbeformens hulrum og inden i rotationslejet under mjicenngen af plastmassen indtil 4 DK 174823 B1 umiddelbart inden afslutningen af injicenngen, hvor rotationen stoppes og stifterne trækkes tilbage til frigørelse af støbekemen fra understøtningen Når stifterne er trukket tilbage, danner de en del af formhulrummets sider, og den 5 smeltede termoplast i den sidste fase af injicenngen vil fylde de huller ud som stifterne dannede inden tilbagetrækningen Stifterne kan eksempelvis aktiveres frem og tilbage ved hjælp af hydraulikcylindre

Hvis støbekemen er meget lang, kan der sættes flere sæt af minimum 2 stifter ind i 10 formhulrummet for at støtte støbekemen flere steder

Rotationen af støbekemen under støbningen hvor støbekemen er lejret i den ene ende og støttet af minimum to stifter bevirker at der vil blive færrest radiale kræfter på støbekemen hvis den roterer i centrum af hulrummet, hvorfor den vil søge denne positi-15 on, medens den roterer Denne løsning kræver, at der er tale om en støbekeme med et cirkelformet tværsnitsareal Rotationslejet forhindrer slitage på støbekemen og stifterne under fastklemningen af støbekemen mellem stifterne

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er det muligt at fremstille rørformede emner, 20 hvor længden af det delvist gennemgående hul i emnet er ti, tyve eller flere endnu gange gennemsnitsdiameteren af hullet Typisk vil længden af hullet være mindst tyve gange gennemsnitsdiameteren af hullet

For at afforme emnet fra støbekemen, er støbekemen forsynet med en indre kanal til 25 passage af trykluft, hvor plastemnet afformes fra støbekemen ved at blæse trykluft ind ' gennem kanalen og ud i støbekemens frie ende, således at der opbygges en trykluftpude mellem det færdigstøbte termoplastiske emne og støbekemen, hvorved emnet ved trykluftpåvirkning glider af kernen 30 Støbekemens fhe ende er forsynet med en luftafblæseventil som via en fjeder er lukket, når der ikke er overtryk i støbekemen Ved afformning sættes der et overtryk bag på ventilen, som derpå åbner og lader trykluften passere ind i det omsluttende færdig- DK 174823 B1 5 støbte emne Sådanne ventiler har været anvendt i mange år ved støbning af termopla-stiske emner, hvor der har været afformningsproblemer på grund af fastklæbning af tennoplastiske materialer til formhulrummet eller hvor emnerne har været så tynde eller bløde, at normale udstøderstifter ikke har kunnet skubbe emnet ud af formhul-5 rummet

Ved det lange rørformede termoplastiske emne med lukket hul i den ene ende vil trykluften udvide emnet, så det ikke spænder omkring støbekemen, og emnet vil glide af støbekemen på en luftpude Lufttrykket skal reguleres i forhold til størrelsen af de 10 kræfter, som emnet spænder omknng støbekemen med, og emnets godstykkelse skal dimensioneres efter at kunne modstå dette lufttryk uden at sprænges Et lufttryk på op til 40 - 50 bar er ikke usædvanligt

Et typisk langt, rørformet emne ifølge opfindelsen har en længde, der er mindst 20 15 gange den indvendige gennemsmtsdiameter Hullet kan være cirkulært men kan også have andre former, for eksempel ovalt eller polygonalt, hvor det imidlertid foretrækkes, at hullet ikke har skarpkantede tværsnit, idet det har vist sig, at afblæsningen er vanskeligere ved skarpe kanter 20 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan med fordel anvendes til fremstilling af trykluftcylindre, stilladsstænger, konstruktionselementer til gitterkonstruktioner, samt skafter, for eksempel til malerværktøjer eller rengønngsværktøjer, såsom koste Især ved fremstilling af teleskoprør er fremstillingsmetoden ifølge opfindelsen egnet, idet f der ved opfindelsen kan fremstilles sprøjtestøbte rørformede emner med en meget vel- 25 defineret indre huldiameter

Opfindelsen vil blive forklaret yderligere i forbindelse med tegningen På FIG 1 vises støbeformens 10 to formhalvparter 1, der inden støbningen lukkes 30 sammen for at danne et formhulrum 3 Inde i dette formhulrum 3 ligger en støbekeme 6 som skal bevirke, at det støbte emne bliver hult indvendigt Denne støbekeme 6 støttes af mindst to støttestifter 2, som trækkes frem og tilbage ved hjælp af hydraulikcy- 6 DK 174823 B1 lindre 5 Hydraulikcylindrene 5 trækkes tilbage umiddelbart før plastmjicenngen afsluttes På tidspunktet, hvor cylindrene trækkes tilbage er formhulrummet 3 stort set fyldt med plastmasse, hvorefter stort set kun volumenet af stifterne 2 skal udfyldes 5 Støbekemen 6 er indvendig forsynet med en luftafblæsmngsventil 4, der forsynes med trykluft fra en indre kanal 7 i støbekemen 6 Luftafblæsningsventilen 4 omfatter et leje 41, i hvilket leje et stempel 42 er anbragt forskydeligt i lejets 41 længderetning Stemplet 42 har en komsk ende 44, der slutter tæt mod en tilsvarende konisk del 45 af lejet 41 En fjeder 43 holder stemplet 42 fast i lejet 41 med stemplets koniske ende 45 pres-10 set mod den tilsvarende koniske del 44 af lejet 41 Når ventilen 4 er lukket, kan plastmassen derfor ikke presses ind i den mdre kanal 7 Højt pres fra plastmassen vil presse stemplet 42 mod den koniske del 45 af lejet 41, hvorved der opnås en yderligere effektiv tætning af ventilen 4 Efter størkning af plastemnet, vil dannelse af overtryk i stø-bekemens indre kanal 7 forskyde stemplet 42 udad i lejet 41, hvorved trykluft kan 15 passere i mellemrummet mellem lejet 41 og stemplet 42 for derefter at udvide det sprøjtestøbte emne og fylde rummet mellem plastemnet og støbekemen 6, hvorved plastemnet glider af støbekemen 6

Støbekemen 6 kan via en motor roteres aksialt under støbningen Støttestifteme 2 kan 20 ved aktivering af hydraulikcylindre 5 klemmes imod et rotationsleje 12 med udvendig bøsning 13, der fastholdes mellem støttestifteme 2, mens støbekemen 6 med sit endestykke 14 roterer inden i rotationslej et 12

Claims (4)

1 Fremgangsmåde til kompaktsprøjtestøbmng af et langt rørformet termoplastisk emne med delvist gennemgående hul, således at det rørformede emne er lukket i den ene ende, hvor metoden omfatter 5. tilvejebnngelse af en sprøjtestøbemaskine med en sprøjtestøbeform (10) med hulrum (3), der har et indre volumen, der definerer emnets dimensioner, i hvilken sprøjtestøbeform (10) der er tilvejebragt en støbekeme (6) til dannelse af det delvist gennemgående hul i emnet, - injicenng af smeltet termoplastisk materiale i sprøjtestøbeformens hulrum (3), 10. størkning af det smeltede plastmateriale, - åbning af formen (10), - fjernelse af emnet fra støbekemen (6), - central understøtning af støbekemens (6) frie ende (14) i sprøjtestøbeformen (10) ved begyndelsen af injicenngen af det smeltede termoplastiske materiale md i sprøjtestø- 15 beformen (14), hvor støbekemen (6) inden afslutning af injicenngen af plastmatenalet frigøres fra understøtningen for at tillade den smeltede plastmasse at udfylde hulrummet (3) mellem sprøjtestøbeformens (10) indre væg og den frie ende af støbekemen (6) for at tilvejebnnge en lukket ende af det lange rørformede emne, hvor understøtningen omfatter mindst to stifter (2) der hver med deres ene ende hviler mod 20 støbekemens (6) endestykke (14) på modsatte sider af støbekemen (6), hvor stifterne (2) trækkes ud af sprøjtestøbeformens hulrum (3) umiddelbart inden afslutningen af plastinjicenngen til frigørelse af støbekemen (6) fra understøtningen, kendetegnet ved, at støbekemen (6) har et cirkulært tværsnit og er forsynet med et rotationsleje (12), der 25 fastklemmes mellem de mindst to stifter (2) til understøtning af støbekemen (6), hvor støbekemen (6) omfatter en yderligere del, der roterer i sprøjtestøbeformens hulrum og inden i rotationslej et under injicenngen af plastmassen indtil umiddelbart inden afslutningen af injicenngen, hvor rotationen stoppes og stifterne (2) trækkes tilbage til frigørelse af støbekemen (6) fra understøtningen 30 8 DK 174823 B1

2 Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendetegnet ved, at støbekemen (6) er forsynet med en indre kanal (7) til passage af trykluft, hvor plastemnet afformes fra støbekernen (6) ved at blæse trykluft igennem kanalen (7) og ud i støbekemens (6) frie ende, således at der opbygges en trykluftpude mellem det færdigstøbte termoplastiske emne 5 og støbekemen (6), hvorved emnet ved trykluftpåvirkning glider af støbekemen (6)

3 Rørformet emne fremstillet ved en fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at længden af det delvist gennemgående hul i emnet er mindst tyve gange gennemsnitsdiameteren i hullet 10

4 Anvendelse af en fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2 til fremstilling af en trykluft-cylinder, en stilladsstang, et konstruktionselement til gitterkonstruktioner eller en skaft til rengønngsværktøjer, såsom et kosteskaft