NL2010781C2 - Matrijs voor het tot een vooraf bepaald profiel extruderen van een extrudeerbaar materiaal, eindstuk voor een matrijs, alsmede een extrusie-inrichting omvattende een matrijs. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Matrijs voor het tot een vooraf bepaald profiel extruderen van een extrudeerbaar materiaal, eindstuk voor een matrijs, alsmede een extrusie-inrichting omvattende een matrijs.

BESCHRIJVING

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op het extruderen van allerlei materialen, zoals bijvoorbeeld veevoer, afval, houtzaagsel, voor het verschaffen van producten met een bepaalde vorm, zoals bijvoorbeeld hondenbrokken in de vorm van een vierkant, een hartje, een ster, etc.

Een bovengenoemde vorm wordt doorgaans verkregen doordat de matrijs extrusie-kanalen omvat met een dergelijk profiel. Doordat het extrudeerbaar materiaal door de extrusie-kanalen wordt geperst, neemt het materiaal de vorm van het profiel aan.

Een probleem wat ontstaat bij reeds bekende matrijzen is dat het lastig is om vormen te creëren met relatief gezien een kleine diameter. Denk hierbij bijvoorbeeld aan hondenbrokken, kamelenvoer, etc. Hondenbrokken worden bijvoorbeeld gemaakt door hondenvoer door de extrusie-kanalen te persen, en de door de extrusie-kanalen uitgeperste hondenbrokken op maat af te snijden. Er zijn momenteel slechts enkele vormen, i.e. vormen van een dwarsdoorsnede van een hondenbrok, beschikbaar die je met reeds bestaande matrijzen kunt maken. Een veel voorkomende vorm is simpelweg de “ronde” vorm, aangezien deze vorm eenvoudig gemaakt kan worden door extrusie-kanalen te creëren door middel van boorgaten.

De onderhavige uitvinding beoogt een flexibele matrijs te verschaffen, waarmee het mogelijk is om materiaal te extruderen in allerlei vormen, zelfs wanneer de diameter van deze vormen relatief gezien klein is.

In een eerste aspect verschaft de uitvinding een matrijs voor het tot een vooraf bepaald profiel extruderen van een extrudeerbaar materiaal, omvattende een veelheid extrusie-kanalen met een invoereinde en een uitvoereinde, een veelheid separate eindstukken met een doorvoer met een dwarsdoorsnede overeenkomstig het profiel, waarbij de einstukken zijn gemonteerd op de uitvoereinden van de extrusie-kanalen.

Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag dat wanneer gebruik wordt gemaakt van separate eindstukken met een doorvoer met een dwarsdoorsnede overeenkomstig het gewenste profiel, meerdere vormen van profielen kunnen worden gerealiseerd dan bij traditionele matrijzen. Dit komt onder andere doordat de lengte van de eindstukken kleiner of gelijk mag zijn aan de lengte van de extrusie-kanalen. Hierdoor beschik je als fabrikant van de matrijzen over meerdere procesvariabelen die aangepast mogen worden om zodoende een matrijs te verschaffen.

Daarnaast is het tevens mogelijk om de diameter van de extrusie-kanalen tot een bepaalde hoogte zelf, als fabrikant van de matrijs zijnde, te bepalen. Een restrictie die hierbij geldt, is dat de diameter van de extrusie-kanalen groter is dat de diameter van de uiteindelijke gewenst vorm van het profiel.

Het gevolg van bovenstaande is dat het niet langer nodig is om lastige bewerkingen rechtstreeks op een matrijs uit te voeren. Deze bewerkingen kunnen eenvoudiger, sneller en met meer mogelijkheden op de separate eindstukken plaatsvinden.

Separate eindstukken volgens de onderhavige uitvinding worden beschouwd als eindstukken die los van de rest van de matrijs geproduceerd kunnen worden, en dus, bijvoorbeeld, ook op een aparte locatie in de matrijs gemonteerd kunnen worden.

Daarnaast kunnen de veelheid van eindstukken onderling gekoppeld worden, zodanig dat een schil ontstaat die als geheel gemonteerd wordt op de matrijs.

Bovenstaande heeft een extra positief effect wanneer de lengte van de extrusie-kanalen groter is dan de diameter van de extrusie-kanalen. Een bekende vuistregel is dat de diameter van een gat, i.e. extrusie-kanaal, niet kleiner mag zijn dan de dikte van een plaat, i.e. de lengte van het extrusie-kanaal. Hoe meer de verhouding tussen diameter en lengte deze ondergrens nadert, hoe hoger de belasting van het gereedschap wordt en hoe groter de kans op gereedschapsbreuk tijdens het fabriceren van de matrijzen. Tevens worden daarmee de vervorming en spanning in de matrijs nadelig beïnvloed.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de eindstukken in de extrusie-kanalen gemonteerd via ten minste één van een schroefverbinding, lasverbinding, lijmverbinding, etc.

Bepalend hierbij is dat de verbinding dusdanig sterk is dat deze de druk uitgeoefend door het te extruderen materiaal kan weerstaan. Een combinatie van schroeven met lijmen blijkt hierbij goede resultaten te geven, echter zijn er voldoende montagemiddelen bekend bij een vakman om de verbinding voldoende sterk te maken.

In een andere uitvoeringsvorm komt de lengte van de eindstukken overeen met de lengte van de veelheid extrusie-kanalen.

De uitvinders hebben ingezien dat als de eindstukken volledig worden opgenomen in de matrijs, het minste risico wordt gelopen dat het materiaal tijdens het extruderen vast komt te zitten. Doordat de eindstukken zowel, in de huidige uitvoeringsvorm, het invoereinde als het uitvoereinde vormen, zijn er geen overgangen tussen een extrusie-kanaal en een doorvoer waar eventueel het materiaal vast kan lopen.

In een verdere uitvoeringsvorm, is de dwarsdoorsnede overeenkomstig het profiel verzonken in de doorvoer. Doordat het profiel verzonken ligt in de doorvoer, i.e. er is in lengterichting van het eindstuk, aan het uiteinde, een invallende rand, neemt het risico op het vastlopen van het materiaal af.

In een nog verdere uitvoeringsvorm is de diameter van de extrusie-kanalen bij het uitvoereinde groter dan bij het invoereind.

Daarbij is het volgens de onderhavige uitvinding mogelijk dat de extrusie-kanalen bij het uitvoereinde zijn voorzien van schroefdraad, en de separate eindstukken schroefdraad omvatten, zodanig dat de doorvoer van de gemonteerde eindstukken aansluit op de extrusie-kanalen.

In een uitvoeringsvorm zijn de extrusie-kanalen gevormd door boorgaten, met grootte tussen M2 en M24.

In een tweede aspect, voorziet de uitvinding in een eindstuk voor toepassing in een matrijs volgens een van de bovengenoemde matrijzen.

In een uitvoeringsvorm van het eindstuk is de dwarsdoorsnede overeenkomstig het profiel verzonken in de doorvoer.

In een derde aspect, voorziet de uitvinding in een extrusie-inrichting voor het tot een vooraf bepaald profiel extruderen van een materiaal, omvattende een matrijs volgens een bovengenoemde uitvoeringsvormen, een materiaalvoorraad omvattende het te extruderen materiaal, een toevoer ingericht voor het toevoeren van het te extruderen materiaal aan de matrijs, en middelen om het materiaal door de matrijs te persen.

In een uitvoeringsvorm hiervan omvat de inrichting verder snijmiddelen voor het op maat snijden van uit de matrijs geperst materiaal. Een voorbeeld van een extrusie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding is een inrichting geschikt voor het verschaffen van veevoer-brokken.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de beschrijving van een uitvoeringsvorm van de uitvinding onder verwijzing naar de navolgende figuren.

Figuren 1a en 1b tonen schematisch een dwarsdoorsnede weer van een matrijs volgens de onderhavige uitvinding.

Figuren 2a en 2b tonen schematisch een voorbeeld van een eindstuk volgens de onderhavige uitvinding.

Bij alle figuren zijn meerdere keren dezelfde referentiecijfers gebruikt, echter deze tonen dan dezelfde of soortgelijke aspecten en/of kenmerken aan.

De getekende matrijs 1 in figuur 1a is verder uitvergroot in figuur 1b. De matrijs 1 omvat een veelheid (in de figuur slechts één getekend) extrusie-kanalen 2 met een invoereinde 6 en een uitvoereinde 7. Materiaal, aanwezig in de matrijs 1, wordt onder hoge druk via het invoereinde 6 naar het uitvoereinde 7 van de extrusie-kanalen 2 naar buiten toe geperst.

De vorm van het extrusie-kanaal 2 bepaalt bij reeds bekende matrijzen de uiteindelijke vorm van het naar buiten toe geperste materiaal. Echter, in de huidige vinding wordt gebruik gemaakt van een veelheid separate eindstukken 3 (slechts één getekend) met een doorvoer met een dwarsdoorsnede overeenkomstig het gewenste profiel. Dit betekent dat de doorvoer van het eindstuk 3 de vorm, i.e. het gewenste profiel, van het naar buiten toe geperste materiaal bepaalt.

Het voordeel hierbij is dat de fabrikant van matrijzen veel meer flexibiliteit verkrijgt doordat deze relatief kleine onderdelen, ten opzichte van de complete matrijs 2, bewerkelijker zijn dan de matrijs 1 zelf.

De onderhavige uitvinding is hierboven toegelicht met behulp van een aantal voorbeelden. Zoals een deskundige zal begrijpen, kunnen verschillende wijzigingen en aanvullingen worden gemaakt binnen de omvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies.

In figuur 1b is één extrusie-kanaal 2 van de matrijs 1 verder uitvergroot om het geheel duidelijker zichtbaar te maken. De totale lengte 8 van het extrusie-kanaal, i.e. de dikte van de matrijs 1, is in dit geval opgesplitst, waarbij het ene deel het invoereinde 6 is, en het andere deel het uitvoereinde 7 is.

In de getoonde matrijs 1, is het eindstuk 3 gemonteerd in de matrijs 1 met behulp van een schroefverbinding 4. Deze schroefverbinding 4 is dusdanig sterk dat de druk van het uitgeperste materiaal op het eindstuk 3 deze niet in beweging zal krijgen.

Daarnaast is te zien dat het gewenste profiel verzonken 5 is in het eindstuk 3. Als het ware loopt de dwarsdoorsnee van de doorgang van het extrusie-kanaal naar de doorvoer geleidelijk af. Dit heeft als voordeel dat het uitgeperste materiaal niet vast komt te zitten, aangezien er bijvoorbeeld geen randen zitten bij de overgang waar materiaal achter blijft haken.

De matrijs 1 uit dit voorbeeld toont de extra voordelige eigenschappen van de onderhavige uitvinding. Zoals op te maken is uit de figuur is de dikte van de matrijs, i.e. de lengte van de extrusie-kanalen 2, groter dan de diameter 9 van het extrusie-kanaal. Dit betekent dat het praktisch niet mogelijk is om een gewenst profiel rechtstreeks in de matrijs 1 te realiseren.

Doordat gebruik wordt gemaakt van relatief kleine eindstukken 3, wordt het hiermee mogelijk gemaakt om het gewenste profiel in deze eindstukken 3 te verschaffen, aangezien de verhouding tussen breedte en de lengte van de eindstukken 3 voordeliger is.

Figuren 2a en 2b tonen in schemavorm een voorbeeld van een eindstuk 10 volgens de onderhavige uitvinding. In het huidige voorbeeld in het eindstuk 10 voorzien van een schroefdraad 12 om het eindstuk stevig te monteren in de matrijs 1 met behulp van een schroefverbinding.

In het huidige voorbeeld is het eindstuk 10 een inzetstek, dat wil zeggen het eindstuk 10 wordt in zijn geheel in een extrusie-kanaal gemonteerd.

Het eindstuk 10 omvat verder een vierkant profiel (te zien in figuur 2b), welk profiel verzonken 11 ligt in het eindstuk 10. In figuur 2b is te zien dat dit betekent dat het profiel als het ware geleidelijk in het eindstuk 14 komt te liggen, zodat er geen abrupte overgangen aanwezig zijn voor het uitgeperste materiaal.

De totale diameter 14 van het eindstuk is groter dan de diameter van de doorvoer 13. Dit komt doordat er gebruik wordt gemaakt van een schroefdraad 12 aan de buitenzijde van het eindstuk 10. Dit houdt verder in dat de diameter van het uitvoereinde van de extrusie-kanalen groter is dan de diameter van het invoereinde van de extrusie-kanalen.

Om het risico op het vastlopen van het materiaal tijdens het uitpersen hiervan te verminderen, is het nodig om de diameter 13 van de doorvoer af te stemmen met de diameter van het invoereinde van de extrusie-kanalen van de matrijs.

De bovenstaande omschreven uitvoeringsvorm van een matrijs en een eindstuk dient geenszins beperkend te worden geïnterpreteerd voor de strekking van de onderhavige uitvinding. Een vakman begrijpt dat ongeacht het soort matrijs, i.e. bijvoorbeeld één met een continue perstechniek en/of een discontinue perstechniek, de voordelen van de uitvinding behaalt zullen worden.

Claims (14)

1. Matrijs voor het tot een vooraf bepaald profiel extruderen van een extrudeerbaar materiaal, omvattende een veelheid extrusie-kanalen met een invoereinde en een uitvoereinde, een veelheid separate eindstukken met een doorvoer met een dwarsdoorsnede overeenkomstig het profiel, waarbij de eindstukken zijn gemonteerd aan de uitvoereinden van de extrusie-kanalen.

2. Matrijs volgens conclusie 1, waarbij een lengte van de extrusie-kanalen groter is dan een diameter van de extrusie-kanalen.

3. Matrijs volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de eindstukken in de extrusie-kanalen zijn gemonteerd via ten minste één van een schroefverbinding, persverbinding, lasverbinding en lijmverbinding.

4. Matrijs volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een lengte van de eindstukken overeenkomt met de lengte van de veelheid extrusie-kanalen.

5. Matrijs volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de dwarsdoorsnede overeenkomstig het profiel is verzonken in de doorvoer.

6. Matrijs volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een diameter van de extrusie-kanalen bij het uitvoereinde groter is dan bij het invoereinde.

7. Matrijs volgens conclusie 6, waarbij de extrusie-kanalen bij het uitvoereinde zijn voorzien van schroefdraad, en waarbij de separate eindstukken schroefdraad omvatten zodanig dat de doorvoer van de gemonteerde eindstukken aansluit op de extrusie-kanalen.

8. Matrijs volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de extrusie-kanalen boorgaten zijn, met grootte tussen M2 en M24.

9. Eindstuk voor toepassing in een matrijs volgens een van de voorgaande conclusies.

10. Eindstuk volgens conclusie 9, waarbij de dwarsdoorsnede overeenkomstig het profiel is verzonken in de doorvoer.

11. Eindstuk volgens een van de conclusies 9-10, waarbij een lengte van de doorvoer groter is dan een diameter van de doorvoer.

12. Extrusie-inrichting voor het tot een vooraf bepaald profiel extruderen van een materiaal, omvattende: een matrijs volgens een van de conclusies 1 tot en met 8; een materiaalvoorraad omvattende het te extruderen materiaal; een toevoer ingericht voor het toevoeren van het te extruderen materiaal aan de matrijs; middelen om het materiaal door de matrijs te persen.

13. Extrusie-inrichting volgens conclusie 12, waarbij de inrichting verder snijmiddelen omvat, voor het op maat snijden van uit de matrijs geperst materiaal.

14. Extrusie-inrichting volgens een van de conclusies 12 en 13, waarbij de inrichting geschikt is voor het verschaffen van veevoerbrokken.