SK40499A3

SK40499A3 - Method of throttle-valving control for the co-extrusion of plastic materials as for molding and the like, and apparatus therefor

Info

Publication number: SK40499A3
Application number: SK404-99A
Authority: SK
Inventors: Paul Swenson
Original assignee: Kortec Inc
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 2000-03-13
Also published as: ES2183015T3; CA2266381C; US6187241B1; JP3544992B2; EP0929390B1; KR100443136B1; HUP9904276A2; CZ292815B6; AU7637496A; PT929390E; PL182365B1; US5914138A; JP2001504763A; CZ105999A3; CN1234763A; IL129069A0; DE69622763D1; AU719376B2; BR9612791A; HU222153B1

Description

Spôsob na ovládanie spoločného vytláčania plastových materiálov pri tvarovaní a podobne pomocou škrtiaceho ventilu a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu

Oblasť techniky

Prihlasovaný vynález sa týka spoločného vytláčania dvoch alebo viacerých prúdov plastových materiálov a podobne pri zavádzaní do tvarovacieho zariadenia alebo pri podobnom uplatňovaní; osobitne sa zameriava na problémy súvisiace s dosahovaním dokonalejšieho ovládania takého spoločného vytláčania a rovnomernejšieho tvarovania vytláčaných materiálov a s väčšou pružnosťou využívania širokej škály rôzne volených materiálov, teplôt pri vytláčaní a ďalších podmienok.

S konkrétnym odkazom na vstrekovacie systémy pre spoločné vstrekovanie prinajmenšom dvoch materiálov sa prihlasovaný vynález zameriava na zdokonalený spôsob a zariadenie pre kombinovanie rozdielnych vytekajúcich prúdov materiálov, v ktorom sa v systéme na dodávanie taveniny vytvára taký rýchlostný profil združovaného prúdu, ktorý sa podobá rýchlostnému profilu združovaného prúdu vo vstrekovacej dutine formy zaisťujúcemu rovnomernosť výsledného tvarovaného predmetu.

Doterajší stav techniky

Známy problém technickej oblasti spoločného vstrekovacieho tvarovania sa odvíja od potreby udržiavania rovnomernosti vedúceho okraja jadrovej (vnútornej) vrstvy s ohľadom na hrúbku vlečených časti jadrovej (vnútornej) vrstvy a pri ich vstupovaní do tvarovacej dutiny. Zužujúci sa vedúci okraj jadrovej (vnútornej) vrstvy bude vytvárať tvarovanú časť, ktorej vlastnosti nebudú rovnaké v blízkosti miesta najvzdialenejšieho prieniku vnútornej vrstvy.

Vedúci okraj jadrovej (vnútornej) vrstvy sa začína obvykle zužovať v dôsledku prúdenia cez valcovitý stredový kanálik dýz na spoločné vstrekovanie, ktoré sú v tejto oblasti techniky známe a ktoré sa umiestňujú zhodne so smerom prúdenia za združovaciu oblasť dýzy, pri prechode cez valcovitú vtokovú časť dutiny formy. Typické príklady takých dýz sú popísané napríklad v patentových dokumentoch USA č. 4,895,504 a 4,892,699.

Rozsah zužovania závisí na rýchlostnom profile združeného • prúdu, ktorý spôsobuje gradient rýchlosti medzi časťou vedúceho okraja, ktorá je v zmysle radiálneho smeru najviac vnútri, a * časťou vedúceho okraja, ktorá je v zmysle radiálneho smeru najviac von. Rozsah zužovania tiež závisí na celkovej axiálnej vzdialenosti valcovitého prúdu medzi združovacou oblasťou a tým koncom valcovitého vtoku, ktorý ústi do dutiny.

Z dôvodu dosahovania minimálneho zužovania vedúceho okraja využívalo konštrukčné riešenie dýz podlá doterajšieho stavu techniky skracovanie axiálnej vzdialenosti prúdenia medzi združovacou oblasťou a tým koncom valcovitého vtoku, ktorý ústi, do dutiny. Typický rozmer takej vzdialenosti je v rozsahu od 5 mm do 25 mm a výsledná dĺžka zužovania vedúceho konca je väčšia než približne 1,8 mm v prípade kratšej axiálnej vzdialenosti prúdenia a 9 mm v prípade dlhšej axiálnej vzdialenosti prúdenia. Táto kratšia axiálna vzdialenosť vyžaduje to, aby združovacie prostriedky boli súčasťou dýzy.

Ďalší problém súvisiaci s doterajším stavom v tejto oblasti techniky spočíva v tom, že priemer vonkajšieho konca dýzy na spoločné vstrekovanie, ktorý sa nachádza v blízkosti vtoku, je väčší než priemery dýz, ktoré sa používajú pri tvarovacom vstrekovaní jediného materiálu. Tento väčší rozmer „ vyžaduje, aby sa vo forme vytvorila diera s väčšou svetlosťou, čo spôsobuje ťažkosti pri primeranom ochladzovaní tvarovacej dutiny v blízkosti vtoku. Niektoré konštrukčné riešenia podlá doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky využívajú združovacie prostriedky, ktoré majú tvar podobajúci sa kuželu alebo skosenému kuželu, v záujme dosiahnutia čo možno najmenšieho priemeru vonkajšieho konca dýzy v blízkosti vtoku;

avšak aj napriek takémuto opatreniu môže byť rozmer priemeru dýzy v blízkosti vtoku dvakrát väčší než rozmer priemeru dýzy na vstrekovanie jediného materiálu.

Podstata vynálezu

Cielom prihlasovaného vynálezu je vyvinúť nový a zdokonalený spôsob a zariadenie na spoločné vtláčanie, ktorý nebude trpieť spomenutými a ďalšími nevýhodami doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky, ale naopak vytvorí na základe podstatnej premeny dýzy na vytláčacie zariadenie ovládané škrtiacim ventilom podmienky pre významne vylepšenú, rovnomernejšiu a pružnejšiu činnosť.

Ďalším cielom tohto vynálezu je vyvinúť nové vytláčacie zariadenie, v ktorom sa vytvára združený prúd majúci v združovacej oblasti na združovanie materiálu a za ňou v smere prúdenia taký rýchlostný profil, ktorý vykazuje v podstate nulový gradient rýchlosti na vedúcom okraji jadrovej (vnútornej) vrstvy, pričom taký rýchlostný profil umožňuje, aby sa vedúci okraj jadrovej (vnútornej) vrstvy nezačal pri prúdení zo združovacej oblasti ku koncu vtoku do tvarovacej dutiny zužovať ako v prípade dýz podlá doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky.

Ešte ďalším cielom tohto vynálezu je vyvinúť nové zariadenie, v ktorom sa budú združovacie prostriedky umiestňovať natolko vzdialene od vtokovej oblasti dýzy, aby sa konštrukčné riešenie formy a ochladzovanie formy vzájomne neohrozovalo.

Nasledujúcim cielom tohto vynálezu je dosiahnutie nových výsledkov na základe podstatnej premeny konštrukčných riešení valcovitých dýz podlá doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky na vytláčaciu štruktúru obsahujúcu škrtiace alebo obmedzovacie ihly, tyčinky alebo koliky, ktoré zintenzívňujú kruhové vytláčanie; a v prípade tvarovania vnútorného jadra vytvárajú sústredné vonkajšie a vnútorné kruhové vytláčacie prúdy s kruhovým prúdom tvarujúcim jadro, ktoré je uzavreté v kruhovej, spoločne vytláčanej, vonkajšej prúdovej a vnútornej prúdovej vrstve.

Ďalším cielom tohto vynálezu je vyvinutie takého nového vytláčacieho zariadenia, v ktorom na tvarovanej časti zostáva len taká malá stopa, ako je stopa, ktorá sa môže objavovať pri používaní tvarovacích systémov pre jediný materiál.

Navyše je cielom tohto vynálezu poskytnúť nový spôsob a zariadenie na spoločné vytláčanie, v ktorom sa vytvára taký rýchlostný profil združeného prúdu plastových materiálov za združovacou oblasťou v zmysle prúdenia, ktorý je v podstate rovnaký ako rýchlostný profil združeného prúdu v dutine, v dôsledku čoho sa dosahuje zdokonalovanie vlastností dielov a lepšie využívanie časových cyklov.

Ďalšie a súvisiace ciele tohto vynálezu budú vysvetlené v ďalšom texte a budú konkrétnejšie definované v pripojených patentových nárokoch.

Na základe zhrnutia možno z hľadiska jedného širšieho znaku uviesť, že tento, vynález zahŕňa spôsob na spoločné vytláčanie niekoľkých plastových materiálov ich vstrekovaním cez vtokovú oblasť do tvarovacej dutiny pre vytvorenie tvarovaného výrobku, kde tento spôsob obsahuje kroky združovania prúdov takých pretekajúcich plastových materiálov do prinajmenšom jedného vnútorného prúdu, ktorý má slúžiť ako vnútorné jadro výsledného, tvarovaného, plastového výrobku vo vnútornom a vonkajšom prúde plastového materiálu slúžiaceho ako pokrývajúce vrstvy plastového materiálu; obmedzovanie združovaných prúdov na prúdenie pozdĺž sústredných, kruhových prúdových dráh a pozdĺž pozdĺžne vedeného, valcovitého vytláčača do oblasti vtoku do dutiny, pričom vnútorné a vonkajšie prúdy krycích vrstiev plastového materiálu uzatvárajú kruhový prúd jadra; rozdeľovanie sústredných, kruhových prúdov v oblasti toku pozdĺž opačne vedených, priečnych smerov na vstrekovanie do zodpovedajúcich, opačne umiestnených, priečnych úsekov dutiny.

V nasledujúcom texte bude uvedený podrobnejší popis uprednostňovaných a najlepších vyhotovení návrhov spôsobu a zariadenia na uplatňovanie nového spôsobu podľa tohto vynálezu.

Prehľad obrázkov na výkresoch,

Prihlasovaný vynález bude teraz popísaný v súvislosti s pripojenými nákresmi, na ktorých:

obr. 1 predvádza priečny rez úplného systému obsahujúceho zdroj materiálu, systém rozvádzania a združovania materiálu a tvarovaciu dutinu;

obr. 2 je pohľad na priečny rez vedenia prúdu z oblasti združovania materiálu do tvarovacej dutiny, ktorý predvádza, že jadrová (vnútorná) vrstva prúdi pozdĺž nulového gradientu rýchlostného profilu v súlade so spôsobom a konštrukčným riešením prihlasovaného vynálezu;

obr. 3 predvádza priečny rez kruhového prúdového kanálika podľa tohto konštrukčného riešenia, pričom tiež ukazuje jadrovú (vnútornú) vrstvu s nulovým gradientom rýchlostného profilu;

obr. 4 je pohľad na priečny rez kruhového prúdového kanálika nakresleného na obr. 3, avšak s odchýlkou rozvádzania vonkajšej a vnútornej kruhovej prúdovej vrstvy spôsobujúcou vychyľovanie jadrovej (vnútornej) vrstvy od strednej hodnoty priemerov kruhov;

obr. 5 predstavuje priečny rez valcovitého vedenia prúdu podľa doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky predvádzajúci jadrovú (vnútornú) vrstvu v oblasti vysokého gradientu rýchlosti pre znázornenie odlišnosti od podmienok tohto vynálezu ukázaných na obr. 3 a 4;

obr. 6 sa podobá vyobrazeniu na obr. 5, avšak s tým rozdielom, že predvádza valcovité vedenie prúdu so zlým rozvádzaním vonkajšej a vnútornej vrstvy;

obr. 7 je pohľad na priečny rez znázorňujúci rýchlostné profily jadrovej (vnútornej) vrstvy v kruhovej prúdovej oblasti dýzy, kruhovom prúdovom vtoku a dutine;

obr. 8 sa podobá vyobrazeniu na obr. 7, avšak s tým rozdielom, že predvádza účinok odchýlky rozdeľovania prúdu vonkajšej a vnútornej vrstvy na príslušnú polohu vedúceho okraja jadrovej (vnútornej) vrstvy v tvarovacej dutine;

obr. 9 a 10 sa podobajú zodpovedajúcim vyobrazeniam na obr. 7 a 8, avšak s tým rozdielom, že predvádzajú valcovité vedenie prúdu v dýzovom vtoku a dutine podlá doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky;

obr. 11 je pohlad na priečny rez tvarovanej časti vytvorenej s použitím štruktúry podlá tohto vynálezu predvádzajúci rozsah zužovania vedúceho okraja spôsobovaného kruhovou prúdovou dĺžkou, ktorá je znázornená na obr. 8, meria 75 mm a je vedená od združovacej oblasti ku vtokovej strane dutiny, kde hodnota odchýlky vnútorného a vonkajšieho rozdelovania je 10%;

obr. 12 sa podobá vyobrazeniu na obr. 11, avšak s tým rozdielom, že ukazuje rozsah zužovania tvarovanej časti, ktorá bola zhotovená použitím valcovitej dýzovej štruktúry podlá doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky, ktorá je nakreslená

I na obr. 10, spôsobovaného odchýlkou vnútorného a vonkajšieho rozdelovania valcovitého prúdu v hodnote 10%;

obr. 13 je pohlad na priečny rez upraveného vytláčača, ktorý je skonštruovaný podlá tohto vynálezu a v ktorom prechádza prúd z rozdeľovača cez ploché, kotúčové združovacie prostriedky s prostriedkami upevneného škrtiaceho ventilu, cez kruhovú prúdovú dýzu a cez vtok do dutiny;

obr. 14 je pohlad na priečny rez ďalšej modifikácie, v ktorej axiálne združovacie prostriedky tvoria spolu s prostriedkami upevneného škrtiaceho ventilu súčasť vlastnej dýzy;

obr. 15 je pohlad na úplnejši priečny rez axiálnych združovacích prostriedkov spolu s prostriedkami upevneného škrtiaceho ventilu podlá obr. 14, kde tento pohlad na priečny rez predvádza združovacie prostriedky obsahujúce tri súosové axiálne valce okolo prostriedkov stredového, upevneného škrtiaceho ventilu, ktoré sú vedené cez združovaciu oblasť, cez oddelenú dýzu a cez vtok do dutiny;

obr. 16 je pohlad podobajúci sa vyobrazeniu na obr. 13, avšak s tým rozdielom, že predvádza prostriedky pohyblivého škrtiaceho ventilu;

obr. 17 je zväčšený pohľad na priečny rez združovacích prostriedkov a pohyblivého škrtiaceho ventilu nakresleného na obr. 16;

obr. 18 a 19 sa podobajú obr. 17 a predvádzajú ventil v neutrálnej polohe s vyznačením príslušných polôh škrtiaceho ventilu pre znížený a zvýšený prietokový pomer vnútornej vrstvy;

obr. 20 predvádza vo zväčšenej mierke príslušné polohy konca dýzy a vtoku do dutiny, pričom škrtiaci ventil udržiava požadované kruhové prúdenie do dutiny;

obr. 21 sa podobá vyobrazeniu na obr. 20, avšak s tým rozdielom, že predvádza kužeľovitý ventil, ktorý zodpovedá kužeľovitému vtoku preto, aby sa na tvarovanej časti vytváralo zmenšené vyznačenie vtoku;

obr. 22 sa opäť podobá vyobrazeniu na obr. 20, avšak s tým rozdielom, že škrtiaci ventil je ukončený pred vtokom, aby bolo možné vykonávať tvarovanie plastov, ktoré vyžaduje otvorený vtok;

obr. 23 sa ešte raz podobá vyobrazeniu na obr. 20 a 22, avšak s tým rozdielom, že škrtiaci ventil sa nastavuje tak, aby účinkoval ako vtokový ventil, pričom je predvedený v otvorenej polohe; zatiaľ čo na obr. 24 je predvedený v uzavretej polohe;

obr. 25 je pohlad na priečny rez konca dýzy podľa tohto vynálezu, vtoku a čiastočne vyplnenej dutiny predvádzajúci vonkajšie vrstvy a jadrovú (vnútornú) vrstvu majúcu rovnakú teplotu; zatiaľ čo na obr. 26 sa vonkajšie vrstvy vstrekujú pri podstatne vyššej teplote než je teplota, pri ktorej sa vytvára jadrová (vnútorná) vrstva;

obr. 27(a) až obr. 27(d) predvádzajú postupnosť plnenia jadrovej (vnútornej) vrstvy, ktorá sa rovnomerne rozvádza v tvarovanej časti;

obr. 28 (a) až obr. 28 (d) sa podobajú obr. 27 (a) až obr. 27(d), avšak s tým rozdielom, že predvádzajú postupnosť plnenia jadrovej (vnútornej) vrstvy, v priebehu ktorej sa maximálne množstvo jadra vstrekuje do tvarovanej časti použitím upevneného škrtiaceho ventilu;

obr. 29(a) až obr. 29(d) sa podobajú vyobrazeniam na obr. 27(a až d) a 28(a až d), avšak s tým rozdielom, že predvádzajú postupnosť plnenia jadrovej (vnútornej) vrstvy, v ktorej priebehu sa maximálne množstvo jadra vstrekuje do tvarovanej časti použitím združovacich prostriedkov, ktoré sú konštrukčne riešené na vytváranie väčšieho prietokového pomeru prúdu vonkajšej vrstvy vo vzťahu k vnútornej kruhovej vrstve, aby sa zhotovovala hrubšia vonkajšia vrstva na vtokovej strane tvarovanej časti; zatial čo obr. 30 predvádza opak;

obr. 31 je pohlad na priečny rez oblasti vtoku a dutiny predvádzajúci postupnosť plnenia s použitím pohyblivého škrtiaceho ventilu pri zväčšovaní prúdu vnútornej kruhovej vrstvy v pomere k vonkajšej kruhovej vrstve v priebehu prúdenia ukázaného na obr. 31(b), na základe ktorého sa do vtokovej strany tvarovanej časti vstrekuje viac materiálu jadrovej (vnútornej) vrstvy;

obr. 32 je pohlad na priečny rez oblasti vtoku a dutiny predvádzajúci postupnosť plnenia, v priebehu ktorej sa škrtiaci ventil pohybuje tak, aby znižoval prúd vnútornej kruhovej vrstvy v pomere k vonkajšej kruhovej vrstve (t.j. opačne v porovnaní s prúdom na obr. 31) pri prúdení predvedenom na obr. 32 (b), na základe čoho sa do opačnej strany, než je vtoková strana tvarovanej časti, vstrekuje viac materiálu jadrovej (vnútornej) vrstvy;

obr. 33 je graf znázorňujúci vzťah rýchlosti/priemernej rýchlosti a prietokového úseku v kruhovom kanáliku a dutine; a obr. 34 je graf znázorňujúci pre porovnanie s výsledkami predvedenými na obr. 33 vzťah rýchlosti/priemernej rýchlosti a prietokového úseku pred valcovitým kanálikom.

Príklady vyhotovení vynálezu

S odkazom na obr. 1 a v súvislosti s príkladom používania prihlasovaného vynálezu pri spracovaní plastov (ako PET, E VO H, polykarbonáty a podobne) sa tvarovacie systémy pre spoločné vstrekovanie upravujú na vstrekovanie prinajmenšom dvoch materiálov do dutiny formy, kde taký systém obsahuje príslušné zdroje Si a S₂ pre každý materiál, prostriedky rozdelovača D na privádzanie každého prúdu materiálu do združovacich prostriedkov C, ktoré sa nachádzajú pred každým vtokom do formy v zmysle smeru prúdenia, a nový Škrtiaci ventil ovládajúci vytláčacie dýzové prostriedky E na vytláčanie prúdov materiálu cez vtok do formy M. Zdroje Si a S₂ každého z materiálov sú predvedené v podobe vratných, skrutkových, vstrekovacích jednotiek; prostriedky na vytláčanie prúdov materiálu majú tvar rozvádzacieho bloku D s príslušne oddelenými kanálikmi C_x a C₂pre každý prúd materiálu, ktoré sa rozmiestňujú tak, aby bolo zaistené vyrovnávanie prúdu a jeho rovnomernosť; združovacie prostriedky C sa umiestňujú v zmysle smeru prúdenia pred

I prostriedky E škrtiaceho ventilu s jeho vnútornou, spoločne predlžovatelnou, škrtiacou ihlou T, ktorá vytláča združený prúd do každej vtokovej oblasti G formy M. V súvislosti s obr. 2 je možné uviesť, že v tu popisovaných vyhotoveniach sa prostriedky vytvárajúce každú vrstvu L tvarovaného výrobku umiestňujú v určitom usporiadaní vnútri kruhového kanálika A združovacich prostriedkov C tak, aby sa vedúci okraj jadrovej (vnútornej) vrstvy I nachádzal v úseku nulového gradientu rýchlosti združeného prúdu, ako bude podrobnejšie vysvetlené v ďalšom texte. Pozdĺžne vedené vytláčacie dýzové prostriedky E so svojou stredovou, pozdĺžne vedenou škrtiacou ihlou alebo prúdovým obmedzovačom T umiestneným za združovacimi prostriedkami C v zmysle smeru prúdenia zaisťujú neprerušovaný, súvislý priechod kruhového prúdu vytvoreného v združovacich prostriedkoch.

V trojvrstvovom združenom prúde produkovanom vo vyhotovení, ktoré je znázornené na obr. 2, sa uplatňujú dva materiály L a I, kde každý z týchto materiálov L a 1^ má svoj vlastný zdroj; pričom prvý materiál L, z ktorého sa zhotovujú vonkajšie alebo krycie vrstvy OLi a ILi tvarovanej časti vytvára vonkajšiu vrstvu OL a vnútornú vrstvu IL kruhového združeného prúdu v A na základe prítomnosti stredového škrtiaceho obmedzovača T; druhý materiál .1, z ktorého sa zhotovuje jadrová (vnútorná) vrstva Ιχ tvarovanej časti, vytvára prostriedok či vnútrajšok alebo vnútornú kruhovú vrstvu IA kruhového združeného prúdu A. Prvý materiál L sa privádza cez príslušný prúdový kanálik do združovacích prostriedkov C, v ktorých sa z jediného prúdu rozdeľuje do dvoch prúdov tak, že jeden vytvára spomenutú vnútornú kruhovú vrstvu IL združeného kruhového prúdu a druhý vytvára spomenutú vonkajšiu kruhovú vrstvu OL. Druhý materiál sa privádza cez príslušný prúdový kanálik do združovacích prostriedkov C, v ktorých sa zaraďuje tak, aby vytváral prostrednú alebo vnútornú kruhovú vrstvu IA sústredného kruhového prúdu skladajúceho sa zo združených prúdov, ako je to tiež predvedené vo vyobrazení priečneho rezu kruhového prúdového kanálika na obr. 3. Na týchto vyobrazeniach vidno, že škrtiaca ihla alebo stredový obmedzovač má zmenšený priemer T' v blízkosti výstupného konca otvoru výtláčača a vstrekovacieho konca dýzy nadväzujúceho na vtok do dutiny. V tejto súvislosti možno uviesť, že dýzové prostriedky majú vnútorné vŕtanie, ktoré obklopuje ihlu škrtiaceho ventilu tak, aby bol vytvorený kruhový kanálik na vtláčanie združeného prúdu do vtoku pri udržiavaní spomenutého rýchlostného profilu. Na základe dosiahnutia stavu, v ktorom je jadrová (vnútorná) vrstva materiálu v nulovom gradiente rýchlostného profilu VPx, sa vedúci okraj jadrovej (vnútornej) vrstvy nezačína zužovať bez ohľadu na axiálnu prietokovú vzdialenosť medzi združovacimi prostriedkami a vtokom do dutiny. Na rozdiel od dýz, ktoré sa zhotovujú podlá doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky, sa môže v súlade s týmto vynálezom voliť taká axiálna dĺžka dýzy, ktorej rozmer vyhovuje požiadavkám dobrého ochladzovania formy. Je typické, že vonkajší priemer dýzy nie je väčši než priemer, ktorý sa vyžaduje na tvarovanie jediného materiálu, čo neohrozuje konštrukčné riešenie formy alebo ochladzovanie formy. Navyše toto vyhotovenie tiež umožňuje vykonávať také zmeny na formách určených na tvarovanie jediného materiálu, ktoré umožnia spoločné vstrekovanie združených materiálov. V blízkosti vtokovej oblasti G, ktorá nadväzuje na koniec obmedzovača alebo škrtiacej ihly, tyčinky alebo prvku T¹ nachádzajúci sa v blízkosti výstupu z dýzy, sa kruhové prúdy rozdeľujú smerom do bokov a každý prúd sa vstrekuje v opačných smeroch priečne do zodpovedajúcich otvorených častí tvarovacej dutiny tak, ako to znázorňujú šípky na obr. 2.

V tomto a neskôr popisovaných vyhotoveniach, v ktorých sa materiál tvoriaci jadrovú (vnútornú) vrstvu tvarovanej časti začleňuje do združeného prúdu v tvare prostrednej vrstvy, existuje možnosť ľahkého tvarovania časti v situácii, keď je taviaca teplota jadrovej (vnútornej) vrstvy nižšia než teplota vonkajších vrstiev tvarovanej časti. Avšak v prípade tvarovania jedinej vrstvy musí existovať natolko vysoká teplota, aby sa

1) znížila viskozita uľahčujúca prúdenie medzi stenami vystrekovacej dutiny a 2) vytvoril dobrý kozmetický vzhlad na vonkajších povrchoch tvarovanej časti. Vzhladom na to, že materiál časti zhotovovanej tvarovaním jedinej vrstvy poskytuje jediný zdroj materiálu, bude teplota jeho vnútornej vrstvy teplotou potrebnou na uľahčenie prúdenia v dutine a pre vzhlad povrchu, pričom čas ochladzovania potrebný na ochladenie vnútrajška tvarovanej časti závisí od taviacej teploty vyvíjanej v zdroji. Avšak uplatňovanie tohto vynálezu umožňuje vytváranie jadrovej (vnútornej) vrstvy pri takej teplote, ktorá sa značne líši od teploty materiálu vonkajších vrstiev, čo v porovnaní s tvarovaním jedinej vrstvy prináša niekolko neočakávaných zlepšení. Hoci niektoré systémy, ktoré sú známe z doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky, môžu tiež zaistiť podobný účinok, uplatňovanie tohto spôsobu a zariadenia podlá tohto vynálezu umožňuje dosahovanie potrebných výsledkov mimoriadne jednoducho a účinne.

Ku zlepšeniam, ktoré možno dosahovať vytváraním vonkajších vrstiev pri normálnej alebo vyššej než normálnej teplote a vytváraním jadrovej (vnútornej) vrstvy pri zodpovedajúcej nižšej teplote, patri:

1) tlak pri vypĺňaní dutiny bude nižší, pretože viskozita vonkajšej vrstvy bude nižšia, než je to obvyklé;

2) kvalitnejší povrchový vzhľad časti v dôsledku vyššej taviacej teploty vonkajšej vrstvy;

3) čas ochladzovania a týin aj čas trvania cyklu bude' skrátený, ak pomerné zvýšenie taviacej teploty vonkajšej vrstvy bude menšie než zodpovedajúci pokles taviacej teploty jadrovej (vnútornej) vrstvy, takže celkový tepelný obsah združenej taveniny je menší, než je obvyklé v prípade tvarovania jediného materiálu;

4) zvýšená viskozita taveniny jadrovej (vnútornej) vrstvy zväčší objem jadrovej (vnútornej) vrstvy vo vzťahu ku zmenšenému objemu vonkajšej vrstvy v prípade, ak bude toto opatrenie vytvárať požadované vlastnosti tvarovanej časti;

5) možnosť používania takého materiálu jadrovej (vnútornej) vrstvy, ktorý má vyšší koeficient tepelnej rozťažnosti, než je koeficient tepelnej rozťažnosti vonkajších vrstiev, bez vyvolávania nadmerných pnutí v tvarovanej časti atď.

Ďalšie zlepšenia sa môžu dosahovať ná základe účinku rozdielnych, pomerných teplôt materiálov jadrovej (vnútornej) vrstvy a vonkajších vrstiev. Jedným takým cieľom je ovládanie -pomerného zmršťovania medzi vrstvami vtedy, keď sa koeficient tepelnej rozťažnosti jadrovej (vnútornej) vrstvy odlišuje od koeficientu tepelnej rozťažnosti materiálu vonkajších vrstiev. Ďalším cieľom je zhotovovanie časti, ktoré v sebe vykazujú nižšie tvarovacie pnutie na základe využívania teplotných rozdielov podporujúcich obmedzovanie pomerného zmrašťovania medzi jadrovou (vnútornou) vrstvou a vonkajšími vrstvami bez nežiaduceho ovplyvňovania kozmetického vzhľadu tvarovaných časti.

V súvislosti s návratom k rozdeľovaniu prúdu znázorneného na obr. 2 možno uviesť, že vytláčacia štruktúra podľa prihlasovaného vynálezu môže naprávať nerovnomerne rozvádzané alebo nesúmerné vonkajšie a vnútorné kruhové prúdy združených vrstiev, čo môže spôsobovať, ako vidno na obr. 4, vychyľovanie jadrovej (vnútornej) kruhovej vrstvy IA zo strednej hodnoty kruhových priemerov obklopujúcej vnútornej vrstvy IL a vonkajšej vrstvy OL. Z rýchlostného profilu VPi¹, ktorý je znázornený na obr. 4, možno vypozorovať, že aj napriek určitému vychýleniu je jadro pomerne blízko nulového gradientu rýchlostného profilu, čo stále umožňuje dosahovanie zlepšených výsledkov. Toto je odlišné od valcovitých prúdov vytváraných dýzami E¹ podlá doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky, ktoré sú predvedené na obr. 5 a 6 v súvislosti so stavom súmernosti a nesúmernosti a v ktorých sa jadrová vrstva vystavuje účinkom oblasti s vysokým gradientom rýchlosti v rýchlostných profiloch VPi¹' a VPi''' so všetkými, už spomínanými, sprievodnými obmedzeniami a nevýhodami.

V škrtiacom alebo stredovo obmedzovacom vytláčači nakreslenom na obr. 7, ktorý ukazuje pripojenie vytláčača E ku kruhovému prúdovému vtoku G' a dutine, sú predvedené všetky rýchlostné profily kruhovej jadrovej vrstvy IA, a to v kruhovej vytláčacej oblasti (VP₂), v prúdovej oblasti kruhového vtoku (VP₃) a v dutine (VP<), ktoré demonštrujú udržiavanie nulového gradientu v priebehu procesu privádzania prúdu a jeho vstrekovania do dutiny podlá prihlasovaného vynálezu. Tieto užitočné výsledky sa v podstate tiež dosahujú v prípade odchýleného alebo nerovnomerného rozdeľovania prúdu vonkajších a vnútorných vrstiev, ktorého účinok je predvedený na obr. 8 v tvare nerovnomerne rozdeleného prúdu vonkajšej a vnútornej vrstvy ovplyvňujúceho príslušnú polohu Δ/ vedúceho konca jadrovej (vnútornej, vrstvy v tvarovacej dutine.

Obr. 9 a 10 predvádzajú valcovité dýzy podľa doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky, ktoré príslušne zodpovedajú vytláčaču podľa tohto vynálezu nakreslenému na obr. 7 a 8, pričom tieto obr. 9 a 10 ukazujú nežiaduce úrovne gradientov rýchlosti prúdu jadrovej (vnútornej) vrstvy v dýze E¹ (VP₂') a vo vtoku (VP₃') s nulovým gradientom rýchlostného profilu dosiahnutým iba v dutine (VP4¹).

Obr. 10 predvádza vývoj zužovania vedúceho okraja jadra spôsobovaný účinkom rýchlostného rozdielu na zle rozdeľovanom vedúcom okraji pri prietoku vytláčačom E¹. Ak prúdi vedúci okraj laminárneho toku IA'l vyššou rýchlosťou než IA'3, Δ7 zúženie spôsobuje rozdiel v čase pri vstupovaní jadra do dutiny cez vtok G'. Napriek tomu, že jadrová vrstva I_t zostáva odchýlená od stredovej osi dutiny, udržiava sa malý rozdiel rýchlosti na zúženom vedúcom okraji v dutine, takže nárast Δ/ v dutine je malý v porovnaní s Δ/ vytváraným v prípade vytláčača E¹ podlá doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky.

Ďalej na zdôraznenie odlišností významne zlepšených tvarovacích výsledkov a vôl, ktoré sú dosiahnuteľné s použitím kruhovej prúdovej konštrukcie podlá tohto vynálezu, od výsledkov valcovitých dýz podlá doterajšieho stavu techniky prispieva obr. 11, ktorý predvádza minimálne prijateľný rozsah zúženia vedúceho okraja vedeného v tvarovanej časti s 10% nerovnomernosťou rozdeľovania kruhového prúdu štruktúry podlá tohto vynálezu (obr. 8) pri stanovení dĺžky kruhového prúdu v rozsahu 75 mm od združovacej oblasti C k okraju vtoku G ústiacemu do dutiny; zatial čo obr. 12 ukazuje podstatne väčšie zúženie vedúceho okraja tvarovanej časti, ktoré -musel doterajší stav tejto oblasti techniky pripúšťať v súvislosti s používaním valcovitých prietokových dýz pri existencii tej istej 10% nerovnomernosti rozdeľovania a dĺžke kruhového prúdu v rozsahu 75 mm od združovacej oblasti k okraju vtoku ústiacemu do dutiny (obr. 10).

Pre dosahovanie minimálne prijateľného rozsahu (do 6 mm) zúženia vedúceho okraja, ako je to predvedené na obr. 11, s použitím doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky by nemala dĺžka združeného prúdu v stredovom kanáliku meraná od združovacej oblasti k povrchu tvarovanej časti presahovať približne 11 mm, ak existuje tá istá nerovnomernosť pri rozdeľovaní, aká je predvedená na obr. 6 a obr. 34. Pre zaistenie minimálnej úrovne chladenia formy v blízkosti vtoku vzniká v súvislosti s malou dĺžkou stredového kanálika podľa doterajšieho stavu techniky požiadavka, aby združovacie prostriedky mali tvar kužeľa alebo skoseného kužeľa. Taký tvar ešte vyžaduje, aby rozmer výstupného konca dýzy bol takmer dvojnásobkom vonkajšieho priemeru dýzy pre jediný materiál, čo spôsobuje komplikácie pri ochladzovaní časti v blízkosti vtoku.

Obr. 13 predvádza ďalšie vyhotovenie tohto vynálezu, v ktorom sa trojvrstvové združovacie prostriedky skladajú zo štyroch plochých kotúčov FD obklopujúcich upevnený, stredový kolik T-T¹, ktorý vytvára vnútornú stenu prúdového kanálika pre vnútornú vrstvu združeného prúdu. Prúdové kanáliky C/_, C₂/_ atď., ktoré sú vytvorené medzi tromi tvarovo zodpovedajúcimi povrchmi kotúčov FD pre privádzanie jednotlivých vrstiev, zaisťujú rovnomerné prúdenie príslušného materiálu pritekajúceho z každého kanálika do oblasti združovania C, v ktorej každá vrstva združeného prúdu zaujíma rovnomernú kruhovú polohu a naďalej ju udržiava pri prietoku zo združovacích prostriedkov cez obmedzovacie alebo škrtiace dýzové prostriedky E a vtok G do dutiny.

Združovacie prostriedky s rozdelovačom sa môžu navyše včleňovať ako súčasť vlastnej vytláčacej dýzovej štruktúry tak, ako je to napríklad predvedené na obr. 14, kde v tejto vytláčacej dýzovej štruktúre sú na vrchu vlastného vytláčača E vytvorené axiálne združovacie kanáliky Ci¹¹, C₂*¹ atď., pričom upevnený škrtiaci ventil T prechádza pozdĺžne a vnútri vytláčacej dýzy.

Ďalšie vyhotovenie (predvedené na obr. 15) využíva tri súosové puzdrá S₂^, S₂^ a S₃^ obklopujúce stredovú škrtiacu ihlu T, ktorá vytvára vnútornú stenu prúdového kanálika pre vnútornú vrstvu združeného prúdu. Prúdové kanáliky, ktoré sú vytvorené medzi puzdrami a medzi najvnútornejším puzdrom a ihlou škrtiaceho ventilu sú konštrukčne riešené tak, aby zaisťovali rovnomerné prúdenie príslušného materiálu pritekajúceho z každého kanálika do oblasti združovania C, v ktorej každá vrstva združeného prúdu zaujíma rovnomernú kruhovú polohu a naďalej ju udržiava pri prietoku zo združovacích prostriedkov cez obmedzujúce alebo škrtiace dýzové prostriedky a vtok do dutiny. V tomto vyhotovení majú združovacie prostriedky C tvar samostatnej zostavy začlenenej medzi prívodný rozdelovač D a vytláčaciu dýzu E. Toto umožňuje, aby konštrukčné riešenie vytláčacej dýzy bolo rovnaké ako konštrukčné riešenie vytláčacej dýzy používané pri tvarovaní jediného materiálu. Združovacie prostriedky sú súosové vo vzťahu k vytláčacej dýze, takže škrtiaca ihla T a valcovitá stena vytláčacej dýzy spoločne tvoria pravidelný kruhový kanálik A.

Zatial čo spomenuté, pozdĺžne vedené, stredové obmedzovače alebo škrtiace ihly sú upevnené' ako napríklad vo vyhotovení nakreslenom na obr. 13, môžu tiež existovať pohyblivé škrtiace prostriedky, ako je nastavovacia tyčinka R predvedená na obr. 16, ktorá slúži na rôzne užitočné účely škrtiaceho obmedzovania alebo nastavovania, čo predstavuje ďalšiu výhodu, ktorá sa nevyskytuje v prípade používania valcovitých dýz podlá doterajšieho stavu v tejto oblasti techniky.

Pohyblivá ihla T-Τ' škrtiaceho alebo obmedzovacieho ventilu môže obmieňať percentuálny podiel materiálu vonkajších vrstiev vo vzťahu k prúdu vnútornej kruhovej vrstvy na úkor vonkajšej kruhovej vrstvy združeného prúdu vychádzajúceho zo združovacej oblasti. Zmeny pomerných objemov vonkajších vrstiev posúvajú polohu jadrovej (vnútornej) vrstvy v tvarovacej dutine, výsledkom čoho je zhotovovanie časti s riadenou hrúbkou na oboch povrchoch tvarovanej časti. Ak sa bude prúd vonkajšej vrstvy rovnomerne rozvádzať medzi prúdom vnútornej kruhovej vrstvy a prúdom vonkajšej kruhovej vrstvy, potom bude hrúbka vonkajšej vrstvy podobná na oboch povrchoch tvarovanej časti. Ak bude prúd vonkajšej vrstvy pružne tlačiť na vnútorný z oboch prúdov vonkajších kruhových vrstiev, bude hrúbka vonkajšej vrstvy tvarovanej časti podobne tlačená na zodpovedajúci povrch, ktorý je tvarovaný účinkom pruženia kruhových vrstiev. Materiál z prúdu vnútornej kruhovej vrstvy vytvára vonkajšiu vrstvu časti tvarovanej podlá steny dutiny, ktorá sa nachádza na opačnej strane od vtoku do dutiny a materiál z prúdu vonkajšej kruhovej vrstvy vytvára vonkajšiu vrstvu časti tvarovanej podlá steny dutiny v blízkosti vtoku.

Používanie pohyblivej škrtiacej ihly je typicky prijateľné v prípadoch, keď je výhodné obmieňať v priebehu každého vstrekovania pomerné percentuálne množstvo materiálu vonkajších vrstiev v prúde vnútornej kruhovej vrstvy na úkor prúdu vonkajšej kruhovej vrstvy. Pohyblivá škrtiaca ihla sa nepoužíva na vyvolávanie ani ukončovanie prúdenia akéhokoľvek materiálu ktorejkoľvek vrstvy. V prípadoch, keď pomerná hrúbka vonkajšej vrstvy na oboch povrchoch tvarovanej časti zostáva vo vzájomne stálom pomere, využíva vyhotovenie nepohyblivú ihlu škrtiaceho ventilu.

Na zväčšených vyobrazeniach označených ako obr. 17, 18 a 19 je predvedený škrtiaci ventil T v neutrálnej polohe vymedzenej tyčinkou R, keď sú kanáliky Ci^, C₂^ atď. otvorené, aby vyrovnávali prúd vnútornej vrstvy vo vzťahu k prúdu vonkajšej vrstvy; v zníženej polohe na obmedzovanie prietokového pomeru vnútornej vrstvy vo vzťahu k prietokovému pomeru vonkajšej vrstvy (obr. 18) a vo zvýšenej polohe (obr. 19) na zväčšovanie prietokového pomeru vnútornej vrstvy vo vzťahu k prietokovému pomeru vonkajšej vrstvy.

Teraz sa pozornosť zameria na výstupný alebo vtokový koniec vytláčacich dýzových štruktúr majúcich schopnosť nastavovania polohy škrtiacej ihly, kde poloha predvedená na obr. 20 umožňuje, aby ihla škrtiaceho ventilu udržiavala privádzanie kruhového prúdu do dutiny tak, ako to bolo popísané v predchádzajúcom texte. Pre vytváranie stopy po vtoku so zmenšenou výškou sa výstupný koniec škrtiaceho ventilu T¹ ďalej kužeľovito zužuje v úseku T' * v súvislosti s približovaním ku koncu vtoku G ústiaceho do dutiny, čo vidno na obr. 21. Tvar tohto výstupného konca s ohľadom na dĺžku vtoku, zužovanie a priemer má rovnakú podstatu ako tvar výstupného konca používaného pri vytváraní stopy po vtoku so zmenšenou výškou na tvarovaných častiach zhotovovaných z jediného materiálu, pretože materiálom nachádzajúcim sa vo vtokovej oblasti pri začínaní a ukončovaní každého cyklu je len materiál vonkajšej vrstvy.

Avšak niektoré materiály, ako je PET (polyetylén tereftalát), vyžadujú, aby vtokový prúd bol skôr valcovitý než kruhový. Vo vyhotoveni nakreslenom na obr. 22, ktoré je nastavené pre také materiály, končí ihla škrtiaceho ventilu pri výstupe z dýzového ventilu, takže valcovitý prúd sa formuje iba pri priechode vtokom G, Čim sa minimalizujú nežiaduce účinky pôsobiace na vedúci okraj jadrovej (vnútornej) vrstvy.

Aby bolo možné vytvárať stopu po vtoku s nulovou výškou, možno používať škrtiaci ventil s pohyblivou ihlou, ktorého výstupný koniec sa zužuje s ohladom na dĺžku vtoku a má taký priemer, ktorý je obdobou priemerov používaných pri vytvárani stopy po vtoku s nulovou výškou v prípade tvarovania jediného materiálu.

Škrtiaci ventil sa môže navyše nastavovať tak, aby slúžil, ak existuje taký konštrukčný zámer, ako vtokový ventil pri vtoku do oblasti dutiny; také riešenie je predvedené v otvorenej polohe na obr. 23 a v uzavretej polohe na obr. 24.

V predchádzajúcom texte bolo uvedené, že nové vyhotovenia podlá tohto vynálezu vykazujú širokú pružnosť pri používaní v podmienkach podobných alebo rozdielnych teplôt. V súvislosti s vytláčaním do dutiny predvedeným na obr. 25, ktoré je obdobou vytláčania spomínaného v súvislosti s obr. 2, sa v systéme popisuje ovládanie vodorovne prúdiacich, kruhových, vonkajších vrstiev OL a IL, ktoré obklopujú kruhovú, jadrovú (vnútornú) vrstvu, pri rovnakej taviacej teplote 'napríklad približne 500”F (t.j. 260’C) v prípade plastov typu ABS (terpolymér akrylonitrilu, butadiénu a styrénu) počas priečneho rozvádzania v opačných smeroch do bokov dutiny zaisťujúce plnenie dutiny pri rovnakej teplote vonkajších vrstiev OL_t a IL_lf ktoré pokrývajú alebo uzatvárajú jadrový materiál Ιχ. Avšak v súvislosti s obr. 26 systém umožňuje spracovávanie chladnejšieho jadrového materiálu I_lf napríklad približne 400^eF (t.j. 204,5°C), na základe dôvodov, ktoré boli v predchádzajúcom texte vysvetlené, vytláčaného a tvarovaného spolu s vonkajšími vrstvami OL_l a ILi majúcimi vyššiu teplotu, napríklad približne 500’F (t.j. 260°C); a tak ďalej v rôznych prevádzkových situáciách v závislosti na vlastnostiach plastových materiálov a požadovaných výsledkoch tvarovania.

Teraz nasleduje vyhodnotenie postupnosti plnení tvarovacej dutiny kruhovo vytláčaným materiálom v prípade jadrovej (vnútornej) vrstvy I napríklad s označením EVOH (v SR sa používa označenie EVAL - etylén vinyl alkohol), kde táto postupnosť je predvedená na významovo nadväzujúcich obr. 27(a), (b), (c) a (d), ktoré znázorňujú pozoruhodne rovnomerné rozdeľovanie dosahované činnosťou štruktúr podľa tohto vynálezu, ktoré rozdeľujú sústredný, kruhový prúd plastu na opačných stranách škrtiacej alebo obmedzovacej súčiastky T¹ a vykonávajú vstrekovanie do opačných strán tvarovacej dutiny (pomerne hrubé vonkajšie vrstvy sú napríklad z PET) . Na obr. 28 je predvedená tá istá postupnosť plnenia znázorňujúca vstrekovanie maximálneho množstva jadrového materiálu I' do tvarovanej časti (napríklad polykarbonátu), kde také vstrekovanie sa vykonáva s použitím upevnenej ihly škrtiaceho ventilu, ktorá zaisťuje rovnomerné rozvádzanie prúdu vonkajšej vrstvy (napríklad z recyklovaného polykarbonátového plastu) do tvaru vnútornej kruhovej vrstvy IL a vonkajšej kruhovej vrstvy OL.

Pružnosť používania nastavovateľnej škrtiacej štruktúry podľa tohto vynálezu je ďalej predvedená na obr. 29(a), (b), (c) a (d), na ktorých je opäť znázornená postupnosť plnenia maximálneho množstva materiálu vnútorného jadra do tvarovanej časti, avšak s využitím takého nastavenia škrtiaceho ventilu, ktoré vytvára väčší prietokový pomer prúdu vonkajšej kruhovej vrstvy OL vo vzťahu k vnútornej kruhovej vrstve IL pre vytvorenie väčšej hrúbky vonkajšej vrstvy OLi na strane vtoku tvarovanej časti [obr. 29(d)], než je hrúbka vnútornej vrstvy ILi. Postup znázornený na obr. 30 vytvára naopak vrstvu IL_Xs väčšou hrúbkou, než je hrúbka vrstvy OL na strane vtoku tvarovanej časti [obr. 30(d)]. Poloha pohyblivej škrtiacej ihly R, ktorá je predvedená na obr. 20, bude zaisťovať vytváranie zväčšenej OL a OL_X tak, ako je to nakreslené na obr. 29. Poloha pohyblivej škrtiacej ihly R, ktorá je predvedená na obr. 19, bude zaisťovať vytváranie zväčšenej IL a ILi tak, ako je to nakreslené na obr. 30. V prípade vyhotovení využívajúcich upevnenú škrtiacu ihlu, ako je napríklad T na obr. 15, sa môže vytvoriť pomerný rozdiel hrúbky OL_X a IL_X príslušne zodpovedajúcou konštrukčnou úpravou združovacich prostriedkov 2Ú ^a 2Ú predvedených na obr. 13 a C_x'' predvedených na obr. 14 a 15.

Obr. 31(a), (b), (c), (d) a obr. 32(a), (b), (c), (d) sa podobajú priečnym rezom predvádzajúcim postupnosti plnenia dutiny s použitím pohyblivej súčiastky škrtiaceho ventilu, ktorá primerane zväčšuje prúd vnútornej kruhovej vrstvy a prúd vonkajšej kruhovej vrstvy pre príslušné vstrekovanie väčšieho množstva jadrovej (vnútornej) vrstvy 1¹ do blízkosti strany vtoku a do oblasti nachádzajúcej sa opačne ku strane vtoku tvarovanej časti.

Nastavovanie pomerného prietokového pomeru OL, IA a IL sa vykonáva v priebehu každého vytláčania. Pomerné pomery objemu a prietoku jadrovej vrstvy a pokrývajúcich vrstiev sa ovládajú prostriedkami zdrojov Si a S₂, zatial čo pomerné prietokové pomery medzi pokrývajúcimi vrstvami sa ovládajú nastavovaním pohyblivej súčiastky škrtiaceho ventilu R, ako je to napríklad predvedené na obr. 17. V priebehu každého vytláčania sa S_x, S₂ a R ovládajú tak, aby zaisťovali vytváranie jadrovej vrstvy I¹majúcej vedúci okraj LEi prúdiaci pozdĺž laminárneho toku, ktorý má pomer rýchlosti V/V, ktorý znemožňuje prenikanie LEi do prednej časti FF prúdu pokrývajúcich vrstiev. Po tom, ako FF postúpi ďalej do dutiny z vtoku G, sa pomer prietoku jadrovej vrstvy ľ zvýši vo vzťahu k prúdu pokrývajúcich vrstiev OL a IL a príslušné prietokové pomery OL a IL zodpovedajú nastaveniu blížiacemu sa k neutrálnej polohe škrtiaceho ventilu R, takže pri maximálnej rýchlosti laminárneho prúdu pretekajúceho celou dĺžkou dutiny sa vytvára vedúci okraj LE₂. LE₂, ktorý prúdi vyššou rýchlosťou než LEi, bude prenikať nehlboko, rovnako alebo hlbšie do dutiny než LEi v závislosti na časovej postupnosti nastavovania S_x, S₂ a R v priebehu vytláčania. Pohyblivá škrtiaca ihla umožňuje vytváranie LEi pred vytvorením LE₂, na základe čoho sa môže vstrekovať do dutiny väčší objem jadrovej vrstvy, než umožňuje doterajší stav v tejto oblasti techniky, ktorý má schopnosť vytvárať iba jeden vedúci okraj v priebehu jednotlivých vytláčacich cyklov.

Porovnanie grafov zlomku prúdu a rýchlostného profilu, ktoré sú nakreslené na obr. 33 a obr. 34 a ktoré príslušne znázorňujú charakteristiky škrteného prúdu v kruhovom kanáliku podlá tohto vynálezu a prúdu vo valcovitom kanáliku podlá doterajšieho stavu techniky, dokazuje významné zdokonalenia, ktoré tento vynález poskytuje.

Obr. 33 je rýchlostný profil V_r = VIV a zlomok objemu kruhového prúdu medzi kanálikom tvoreným ihlou škrtiaceho ventilu a valcovitou stenou vytláčaného telesa, čo je príslušne vyjadrené ako -50% a +50% na vodorovnej osi grafu. Strednú hodnotu priemeru prúdu predstavuje „0“ na vodorovnej osi. Rýchlostný profil a zlomok prúdu vychádza z vedeckej štúdie „Silový Lw model pre nenewtonovské tekutiny“ (autor menom J. S. Brydson, „Prietokové vlastnosti polymérových tavenín“, druhé vydanie, George Godwin Limited v spolupráci s „Ústavom plastov a gumy“).

Ak konštrukčné riešenie kanálikov C_x a C₂ atď. predvedené na obr. 13 a ďalších vyobrazeniach združovacích prostriedkov vytvorí dokonale kruhový prúd vnútornej kruhovej vrstvy a

I vonkajších kruhových vrstiev, bude vedúci okraj jadrového toku vystredený na strednej hodnote priemeru prúdu, a preto bude mať rýchlosť V_M rovnajúcu sa 1,44-násobku priemernej rýchlosti a

a je kanálikového a rozdielov odchýlky je

V združeného kruhového prúdu.

V podmienkach prevádzkového technického vybavenia činnosti nebýva kruhové rozvádzanie vnútornej vrstvy vonkajších vrstiev dokonalé a 10% odchýlka rozvádzania nie ničím neočakávaným v rozsahu obvyklých vôl spracovávania, rozloženia pracovných teplôt vlastností plastových tavenín. Účinok takej znázornený na obr. 4, kde je jadrová kruhová vrstva IA pružne odtláčaná od strednej hodnoty priemeru kruhového kanálika. Tri laminárne prúdy IA1, IA2 a IA3 predvedené na obr. 33 zodpovedajú trojici bodov jadrových kruhových vrstiev označených na obr. 4 odkazovými značkami IA1, IA2 a IA3. Maximálny rozdiel rýchlosti medzi bodmi na vedúcom okraji jadra je niečo medzi laminárnymi prúdmi IA1 a IA2. Možno tiež vypozorovať, že zúženie vedúceho okraja sa vypočita podlá nasledujúcej rovnice:

ΔΖ =ΔΚχ£ kde ΔΖ = zúženie vedúceho okraja

ΔΚ = rozdiel v rýchlosti IV L = celková dĺžka združeného prúdu

V prípade spomínanej odchýlky rozdeľovania ΔΚ = V_u - V, = 1,44 Ť - 1.36Γ = 0,08V kde

L = 75mm v prípade predvedenom na obr. 11 a preto

ΔΖ = 6mm, ako je predvedené na obr. 11

Pretože dokonalý kruhový prúd nie je, ako už bolo spomínané, prakticky realizovateľný, povedie účinok 10% odchýlky rozdeľovania, ktorý je predvedený na obr. 6, kde je jadrová vrstva odtláčaná od strednej hodnoty priemeru, k výslednému prúdeniu, ktoré bude mať vysokú a nízku rýchlosť vedúceho okraja jadra zodpovedajúcu ΙΑ¹1 a IA'3 na obr. 6 a obr. 34. S použitím uvedených výpočtov vytvorí rozdiel 0,53 V medzi vysokou rýchlosťou a nízkou rýchlosťou vedúceho okraja 39,8 mm zúženie v dutine, ako je to predvedené na obr. 12, za predpokladu, že dĺžka valcovitého kanálika medzi združovacou oblasťou a stranou vtoku smerujúcou do dutiny bude 75 mm. Táto veličina je činiteľom takmer desaťkrát väčším než je to v prípade minimálne prijateľného zúženia vo väčšine vyhotovení.

Je zrejmé, že doterajší stav v tejto oblasti techniky vyžaduje, aby ochladzovanie dutiny bolo kompenzované skracovaním dĺžky združeného prúdu. Pre dosiahnutie rovnakého zúženia približne 6 mm, ako predvádza obr. 11, musi byť dĺžka prúdu podlá doterajšieho stavu techniky približne 11 mm v prípade 10% odchýlky rozdeľovania. Toto je približná dĺžka, ktorá sa používa v súčasných tvarovacích systémoch.

Zúženie vedúceho okraja 6 mm predstavuje približne najvyšší prijateľný rozsah zúženia jadrovej vrstvy používanej ako prekážka zabraňujúca prenikaniu plynu vo vopred tvarovaných nádobách vyrábaných z PET. Preto kruhový, združený prúd prúdiaci zo združovacích prostriedkov môže absolvovať 75 mm dlhý úsek od oblasti združovania do vtoku do dutiny. Toto umožňuje vykonávať chladenie formy v normálnom rozsahu v okolí vtokovej oblasti formy.

Obr. 34 je rýchlostný profil a objemový zlomok kruhových prietokových kanálikov, ktoré sa používajú v doterajšom stave techniky medzi združovacou oblasťou a vtokom do dutiny. Stenu prietokového kanálika predstavuje označenie -100% a +100% na vodorovnej osi. Stredná hodnota prúdu, čo je 50% objemu prúdu pretekajúceho v tomto priemere a 50% pretekajúceho medzi týmto priemerom a stenou kanálika, je predvedená ako IA¹ na obr. 5 a obr. 34. V prípade prúdov, v ktorých jadrová vrstva IA* preteká medzi vonkajšou kruhovou vrstvou OĽ a vnútornou valcovitou vrstvou IL¹ majúcou rovnaký pomer objemu prietoku ako vonkajšia kruhová vrstva OĽ na obr. 5, bude vedúci okraj jadrovej vrstvy pretekať pozdĺž laminárneho toku na strednej hodnote priemeru prúdu. Ak bude prúd vytváraný združQvacimi prostriedkami dokonale kruhový, nebude existovať žiadne zúženie jadrového vedúceho okraja pri výstupe tohto vedúceho okraja z vtoku do dutiny.

Claims

1. Spôsob spoločného vytláčania niekoľkých plastových materiálov, ako je vstrekovanie cez oblasť vtoku do dutiny formy pri zhotovovaní tvarovaného výrobku, vyznačujúci sa tým, že obsahuje združovanie prúdov takých plastových materiálov s najmenej jedným vnútorným prúdom, ktorý má slúžiť ako vnútorné jadro výsledného, tvarovaného plastového výrobku, vnútri vnútorného prúdu a vonkajšieho prúdu plastového materiálu, ktorý má slúžiť ako materiál pokrývajúcich plastových vrstiev; obmedzovanie združených prúdov pri pretekaní pozdĺž sústredných, kruhových dráh vnútri a pozdĺž pozdĺžne vedeného, rúrkovitého vytláčača do oblasti vtoku do dutiny, kde vnútorná kruhová vrstva a vonkajšia kruhová vrstva prúdu pokrývajúceho, plastového materiálu obklopujú kruhový prúd jadra; rozvádzanie súosových kruhových prúdov privádzaných do oblasti vtoku pozdĺž opačných priečnych smerov na vstrekovanie do zodpovedajúcich, opačne a priečne vedených úsekov dutiny.

2. Spôsob spoločného vytláčania niekoľkých plastových materiálov podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že obmedzovanie sa dosahuje vsúvaním škrtiacej ihly, ktorá sa vedie pozdĺžne stredom vnútri a pozdĺž vytláčača smerom k výstupnému koncu ústiacemu do vtokovej oblasti.

3. Spôsob spoločného vytláčania niekolkých plastových materiálov podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že škrtiaca ihla je v upevnenej polohe.

4. Spôsob spoločného vytláčania niekolkých plastových materiálov podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že škrtiaca ihla je pozdĺžne, pohyblivo

Χζ nastavovatelná pri obmieňaní polôh výstupného konca ihly a otvoru vytláčača vo vtokovej oblasti.

5. Spôsob spoločného vytláčania niekolkých plastových materiálov podlá nároku 2, vyznačujúci sa tým, že prúd sa nastavuje tak, aby kruhová, vnútorná jadrová vrstva pretekala po dráhe v podstate nulového gradientu rýchlostného profilu prúdu naprieč vytláčačom.

6. Spôsob spoločného vytláčania niekolkých plastových materiálov podlá nároku 5, vyznačujúci sa tým, že prúd pretekajúci cez vtokovú oblasť sa nastavuje tak, aby sa udržiavala dráha vnútornej jadrovej vrstvy pri v podstate nulovom gradiente rýchlostného profilu naprieč prúdom.

7. Spôsob spoločného vytláčania niekolkých plastových materiálov podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že teploty prúdiaceho jadra a vonkajšieho a vnútorného prúdu plastu sa nastavujú na v podstate rovnaké hodnoty vnútri dutiny.

8. Spôsob spoločného vytláčania niekolkých plastových materiálov podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že teploty prúdiaceho jadra a vonkajšieho a vnútorného prúdu plastu sa nastavujú na rozdielne hodnoty vnútri dutiny.

9. Spôsob spoločného vytláčania niekolkých plastových materiálov podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že teplota prúdu plastového jadra sa nastavuje na hodnotu, ktorá je nižšia než teplota(y) vonkajšieho a vnútorného prúdu plastu.

10. Spôsob spoločného vytláčania niekolkých plastových materiálov podlá nároku 2, vyznačujúci sa tým, že združovanie prúdov sa uskutočňuje vedením prúdov pozdĺž postupného priechodu medzi rovnobežnými rovinami.

ΛΖ

- 26

11. Spôsob spoločného vytláčania niekoľkých plastových materiálov podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že škrtiaca ihla sa na svojom konci pri výstupe zužuje.

12. Spôsob spoločného vytláčania niekoľkých plastových materiálov podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že prúdenie sa nastavuje tak, aby sa vytváral silnejší alebo slabší vnútorný prúd v pomernom vzťahu k vonkajšiemu prúdu.

13. Spôsob spoločného vytláčania niekoľkých plastových materiálov podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že kruhové prúdy sa vedú po dĺžke vytláčača uzavreto medzi súosovými valcovitými puzdrami.

14. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekoľkých plastových materiálov, ako je vstrekovanie cez oblasť vtoku do dutiny formy pri zhotovovaní tvarovaného výrobku, vyznačujúce sa tým, že má prúdovú zostavu zdrojov plastových materiálov; prostriedky na združovanie prúdov týchto plastových materiálov s najmenej jedným vnútorným prúdom, ktorý má slúžiť ako vnútorné jadro výsledného, tvarovaného plastového výrobku, vnútri vnútorného prúdu a vonkajšieho prúdu plastového materiálu, ktorý má slúžiť ako materiál pokrývajúcich plastových vrstiev; pozdĺžne vedený, dutý vytláčač, do ktorého vstupuje vnútorný prúd a vonkajšie prúdy cez pripojenie ku združovacim prostriedkom;

prostriedky obmedzovača, ktoré sa umiestňujú vnútri a po dĺžke vytláčača tak, aby vypudzovali združené prúdy pozdĺž sústredných, kruhových dráh prúdov vnútri a pozdĺž pozdĺžne vedeného, rúrkovitého vytláčača do oblasti vtoku do dutiny za situácie, keď vnútorná kruhová vrstva a vonkajšia kruhová vrstva prúdu pokrývajúceho, plastového materiálu obklopujú kruhový prúd jadra; prostriedky na rozvádzanie súosových kruhových prúdov privádzaných do oblasti vtoku pozdĺž opačných priečnych smerov na vstrekovanie do zodpovedajúcich, opačne a priečne vedených úsekov dutiny.

15. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 14, vyznačujú'c e sa tým, že obmedzovač prúdu obsahuje škrtiacu ihlu, ktorá sa vedie pozdĺžne stredom vnútri a pozdĺž vytláčača smerom k výstupnému koncu ústiacemu do vtokovej oblasti.

16. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 14, vyznačujúce sa tým, že škrtiaca ihla je v upevnenej polohe.

17. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 14, vyznačujúce sa tým, že Škrtiaca ihla je pozdĺžne, pohyblivo nastavovatelná pri obmieňaní polôh výstupného konca ihly a otvoru vytláčača vo vtokovej oblasti.

I *

18. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 15, vyznačujúce sa tým, že má nastavovacie prostriedky na také nastavovanie prúdu, ktoré zaisťujú pretekanie kruhovej, vnútornej jadrovej vrstvy po dráhe v podstate nulového gradientu rýchlostného profilu prúdu naprieč vytláčačom.

19. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 18, vyznačujúce sa tým, že sa v ňom prúd pretekajúci cez vtokovú oblasť nastavuje tak, aby sa udržiavala dráha vnútornej jadrovej vrstvy pri v podstate nulovom gradiente rýchlostného profilu naprieč prúdom.

20. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 14, vyznačujúce sa tým, že obsahuje zariadenie na nastavovanie teplôt prúdiaceho jadra a vonkajšieho a vnútorného prúdu plastu na v podstate rovnakú hodnotu vnútri dutiny.

21. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 14, vyznačujúce sa tým, že sa v ňom teploty prúdiaceho jadra a vonkajšieho a vnútorného prúdu plastu nastavujú na rozdielne hodnoty vnútri dutiny.

22. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 21, vyznačujúce sa tým, že sa v ňom teplota prúdu plastového jadra nastavuje na hodnotu, ktorá je nižšia než teplota(y) vonkajšieho a vnútorného prúdu plastu.

23. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 17, vyznačujúce sa tým, že sa v ňom združovanie prúdov uskutočňuje vedením prúdov pozdĺž postupného priechodu medzi rovnobežnými rovinami.

' I ¹ ,

24. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 14, vyznačujúce sa tým, že škrtiaca ihla sa na svojom konci pri výstupe zužuje.

25. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 14, vyznačujúce sa tým, že sa v ňom prúdenie nastavuje tak, aby sa vytváral silnejší alebo slabší vnútorný prúd v pomernom vzťahu k vonkajšiemu prúdu.

26. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 15, vyznačujúce sa tým, že sa v ňom kruhové prúdy vedú po dĺžke vytláčača uzavreto medzi súosovými valcovitými puzdrami.

27. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekolkých plastových materiálov podlá nároku 18, vyznačujúce sa tým, že v ňom jadrová vrstva nepreteká v dráhe nulového

4/ gradientu bezprostredne pred oblasťou vtoku v zmysle smeru prúdenia a cez túto oblasť vtoku.

28. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekoľkých plastových materiálov podlá nároku 18, vyznačujúce sa tým, že škrtiaca ihla konči bezprostredne pred tou stranou oblasti vtoku, ktorá smeruje do dutiny.

29. Zariadenie na spoločné vytláčanie niekoľkých plastových materiálov podlá nároku 18, vyznačujúce sa tým, že obsahuje také prostriedky na nastavovanie prúdu, ktoré zaisťujú prúdenie vedúceho okraja jadrovej vrstvy pozdĺž nulového gradientu pred alebo . po tom, ako vedúci okraj ďalšej vrstvy preteká s odchýlkou od dráhy nulového gradientu.