Устройство для пропитки и отжима однонаправленных волокнистых композиционных материалов

 

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Г СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

БЕД с

ОМСТВО СССР

ПАТЕНТ CCCP)

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. ф.,ql I- ЩЯ

Ы791, ;: Y-.Ó

ВИЕ„п.1.;,Т

BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4853444/05 (2i2) 18.07,90 (4 6) 07.02.93. Бюл, N. 5 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Искра" Луганского машино1 строительного института (72) Ю.И.Писклов. B.B.×åñíoêoâ, Г.E.Ôðår р и Е.А,Антипов (6) Авторское свидетельство СССР

1601231, кл. D 01 Н 13/16, 1988. (4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОПИТКИ И ОТЖИМА ОДНОНАПРАВ lEhHblX ВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИЦИОНЙЫХ МАТЕРИЛОВ (7) ИсГ ольэование: изобретение относится устройствам для обработки полимерных омпозиционных материалов и может быть

Изобретение относится к устройствам ля обработки полимерных компоэиционых материалов и может быть использовано, например, при изготовлении стержневых изделий из угле- или стеклопластиов, получаемых методом протяжки однонаправленных волокнистых армирующих материалов через формующие фильеры.

Известно устройство для отжима связущего, в котором предусмотрена автоматиеская очистка фильеры от пуха, За счет становки в отверстии фильеры переменноо сечения по длине винтовой направляюей, вращающейся от привода вокруг своей си и взаимодействующей с входящими с ей в зацепление иглами двух колес, смонированный по обе стороны осевой плоскости в зоне разъема полуфильер. Однако экспериментальная проверка этого устрой-!

„„. Ж„„1792838 А1 (я)5 B 29 В 15/12//В 29 L 9:00

2 использовано, например, при йзготовлении стержневых изделий из угле- или стеклопластиков, получаемых методом непрерывного протягивания однонаправленных волокнистых армирующих материалов через формующие фильеры. Сущность изобретения; отжимным фильерам сообщают возвратнопоступательное движение вдоль жгутов из зоны пропитанного в зону непропитанного волокйистого материала, а при подходе к пропиточйому ролику фильеры приподнимаются, при этом жгуты выходят иэ канавок ролика. Очистка фильер от пуха волокнистого материала осуществляется за счет увеличения сил трения. между сухими жгутами и мокрым пухом, В результате последний выносится иэ канала фильеры и ориентируется вдоль найравления жгутов, 2 ил, с тва при работе с углеро дным жгут ом показала недостаточную эффективность его работы, т,к. отжатое связующее, имеющее обратный ток; не полностью выносит из фильеры оборванные волокна и пух, Давление, создаваемое обратным потоком жидкости, явно не достаточное для преодоления сил трения частиц пуха о стенки фильеры. К тому же короткая частица волокна тому же короткая частица волокна (пух) как бы охватывает поперечное сечение проволоки, из которой изготовлена винтовая направляющая, увеличивая сопротивление, И, наконец, удаление пуха иэ жгута приводит к снижению степени наполнения композиционного материала армирующими волокнами. Отсутствие автоматизации процесса очистка фильер повышает интенсификацию труда обслуживающего персонала и снижа-..

1792838 ет. качество и стабильность получаемых изделий.

Целью изобретения является осуществление автоматизации процесса очистки отжимных фильер, повышение качества изделий, Цель достигается тем, что устройство пропитки и отжима, содержащее пропиточную ванну, частично погруженный в связующее и принудительно вращаемый пропиточный ролик, имеющий на боковой поверхности радиальные канавки, для заглубления прямолинейно движущегося волокнистого материала и отжимных фильер, установленных на платформе, согласно изобретению, снабжено расположенной над платформой и соединенной с приводом возвратно-поступательного перемещенйя ка, реткой, несущей электромагнит, сердечник которого через подпружиненные вертикальные стержни связан с платформой, а также средства регулирования перемещения каретки с датчиками ее положения, электрически связанными с приводом этой каретки и электромагнитом.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг..1,:

Устройство содержит ванну 1 со связующим, частично погруженный в нее и принудительно вращаемый пропиточйый ролик

2, имеющий на боковой поверхности канавки 3, в которые заглублен горизонтально расположенный и прямолинеййо .движущийся волокнистый материал 4, отжимные . фильеры 5, установленные на платформе 6.

Над платформой 6 расположена каретка 7, которая установлена на найравляющих 8.

Каретка 7 соединена с приводом поступательного перемещения, включающего электродвигатель 9, ременную передачу 10 и винтовую пару 11 и 12, Винт 11 установлен в подшипниковых узлах 13, Гайка 12 жестко закреплена в каретке 7, На каретке 7 с помощью стоек 14 устайовлен электромагнит

15, Сердечник 16 электромагнита через два вертикальных штока 17 соедийен с платформой 6. На штоках 17 расположены возвратные пружины 18.

Электромагнит 15 управляется с помощью датчика положения 19 и блока управления 20. Соответственно, реверсйрование электродвигателя 9 производится датчйками положения 21 и.блоком управления

22.

Устройство работает следующим образом.

Прямолинейно движущиеся жгуты 4, например, углеродные, поступают со шпулярника (на фиг. не показан) в канавки 3 вращающегося пропиточного ролика 2.

55 танных жгутов в пограничной зоне жгута уменьшается количество жидкости, что способствует увеличению сил трения между сухим жгутом и мокрым пухом, контактирующим со стенкой фильеры. В результате пух выносится из канала фильеры сухим

Ширина радиальных канавок 3 ролика 2 определена из условий капиллярного удержания связующего в них при подьеме выше уровня жидкости в ванне, а также достаточной для свободного прохождения жгутов сквозь йих. Пропитанные жгуты поступают в фильеры 5, в которых происходит отжатие излишка связующего. стекающего обратно в ванну 1, Далее пропитанные жгуты после"о довательно проходят технологическую цепочку изготовления композиционного изделия. Например, при изготовлении стержневых изделий жгуты проходят чередующиеся стадии термообработки и формо"5 вания e ..фильерах.

Каретка 7 имеет возможность возвратно-поступательного движения по направляющим 8, расположенным параллельно направлению движения жгутов в ванне 1, Движение каретка 7 получает от электродвигателя 9 через ременную передачу 10 и винт-гайки 11 и 12, Измейение направления движения каретки 7 осуществляется ва счет реверсирования электродвигателя 9 с помощью датчиков положения 21, закрепленныХ на направляющих 8. Датчики 21 установлены таким образом, что охватывают зоны пропитанных и сухих жгутов. Плат форма 6 с закрепленными в ней отжимными фильерами 5 соединена через промежуточные элементы с кареткой 7 и поэтому также совершает возвратно-поступательное движение вдоль жгутов. При подходе платформы 6 к пропиточному ролику 2 срабатывает

35 датчик положения 19 и через блок управления 20 электрический сигнал подается на обмотку электромагнита 15, сердечник 16 которого связан штоками 17 с платформой

6. Штоки 17 свободно перемещаются в кор40 пусе каретки 7. При втягивании сердечника

16 в корпус электромагнита 15 платформа 6 приподнимается вышеуровня ролика.2, При этом жгуты выходят из канавок 3. После прохождения платформой 6 ролика 2 в дат45 чике 19 исчезает электрический сигнал, обмотка электромагнита обеспечивается и платформа 6 под действием пружин 18 опускается в исходное положение, продолжая перемещаться горизонтально вдоль жгутов.

50 При обратном ходе каретки 7 траектория движения платформы 6 повторяется.

Процесс очистки фильер при этом следующий.

После выхода фильер в зону непропижгутом. При этом частицы волокон (пух) в осНоВНоМ ориентируются вдоль жгутов и в дальнейшем при последующей переработке остаются в структуре волокнистого материала, что увеличивает степень наполнения арматурой композита и уменьшает загрязненность связующего. Некоторые частицы пуха после прохождения фильеры могут иметь другую ориентацию относительно продольной оси жгутов. 8 этом случае при вхождении жгутов в канавки ролика 2 поток связующего уносит эти частицы в ванну 1, Это касается и твердых включений, образук щихся в связующем, например, при гелеобразовании, При заправке оборванных в локон каретка 7 останавливается в зоне пропитанных жгутов путем выключения э ектродвигателя 9.

: Если возможно использовать большую ирину радиальной канавки 3 в пропиточном ролике 2 (фиг. 2), то платформа выполняется в виде пластин 20 с закрепленными в них фильерами 5, Естественно, что толщины пластин должны быть меньше соответст5 вующих канавок для свободного прохождения и ориентироваться большими сторонами поперечного сечения вдоль жгутов для увеличения жесткости пластин, работающих на изгиб.

10 При этом жгуты, входящие в общую фильеру, должны также проходить через одну канавку ролика.

Таким образом, применение изобретения позволяет осуществить автоматизацию

15 процесса очистки фильер от пуха и посторонних включений в связующем, повысив эффективность очистки. Это в свою очередь влияет на качество пропитки и стабильность физико-механических характеристик пол20 учаемых изделий, Формула изобретения

Устройство для пропитки и отжима од.нонаправленных волокнистых композиционных материалов, содержащее пропиточную в нну, частично погруженный в нее и принудительно вращаемый" и ропиточн ый ролик, меющий на боковой поверхности радиальн ые канавки для заглубления движущегося волокнистого материала, и отжимные фильеры, установленные на платформе, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что. с целью осуществления автоматизации процесса очистки отжимныхфильер и повышения качества изделий, оно снабжено расположенной над платформой и соединенной с приводом возвратно-поступательного перемещения кареткой, несущей электромагнит, сердечник которого через подпружиненные вертикальные штанги связан с платформой, а также средствами регулирования перемещения каретки с датчиками ее положения, электрически связанными с приводом этой каретки и с электромагнитом.

1792838

f7

Составитель M. Осипова

Редактор С. Кулакова Техред М,Моргентал Корректор М. Максимищинец

Заказ 475 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 .

Производственно- издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101.