Способ получения термоформуемых деталей и установка для его осуществления

 

Использование: изготовление крупногабаритных деталей или толстостенных деталей из термопластичной полосы. Сущность изобретения: нагрев участка ленты перед входом в устройство для термоформования осуществляют при перемещении нагревателя с той же скоростью и в том же направлении , что и ленты. В устройстве для осуществления способа средства термоформуемой ленты установлены на подвижной системе возвратно-поступательного перемещения на стороне, обращенной к каландру . 2 и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 29 С 51/02

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4028117/05 . (22) 10.09.86 (31) 8513483 (32) 11.09.85 (33) FR (46) 07.05,93, Бюл, ¹ 17 (75) Жоэль Керель (FR) (56) Патент Франции ¹ 1436900, кл. В 29 С, 1969.

Патент франции № 1549532, кл. В 29 С, 1970.

Патент США ¹ 3562859, кл. В 29 С 3/02, 1971.

Завгородний В.К. Механизация и автоматизация переработки пластических масс, М,; Машиностроение, 1964, с. 406, рис. 247а.

Изобретение относится к области переработки синтетического материала в изделия, Целью изобретения является получение крупногабаритных или толстостенных деталей из непрерывно экструдируемой полосы.

На фиг, 1 изображен продольный схематический вид с частичны разрезом, íà KQтором изображено устройство согласно изобретению; на фиг, 2 — схематичный вид в плане устройства согласно изобретению; на фиг, 3 и 4 — два частичных схематичных вида, изображающих оба крайних положения подвижной системы, несущей форму, действующей согласно способу по изобретению, и установку для подогрева; на фиг, 5- частичный схематичный вид, изображающий вариант осуществления изобретения, „„Я3, „1814616 АЗ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОФОРМУЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: изготовление крупногабаритных деталей или толстостенных деталей из термопластичной полосы, Сущность изобретения: нагрев участка ленты перед входом в устройство для термоформования осуществляют при перемещении нагревателя с той же скоростью и в том же направлении, что и ле нты. В устройстве для осуществления способа средства термоформуемой ленты установлены на подвижной системе возвратно-поступательного перемещения на стороне, обращенной к каландру. 2 и 6 з,п. ф-лы, 6 ил, позволяющий обеспечить перемещение вперед и назад подвижной системы в координации с перемещением подлежащей термоформованию ленты; на фиг, 6 — частичный схематический вид в плане, на котором изображен тот же вариант осуществления.

Установка согласно изобретению содержит экструдер 1, в бункер которой 2 поступают через распределительную воронку

3 гранулы, находящиеся в распределительном резервуаре 4.

Зкструдер 1 любого известного типа, Он соединен с экструзионной головкой 5, отверстие б которой имеет ширину и высоту, соответствующие ширине и толгдине ленты, которая должна быть экструдирована.

Сразу по ходу за экструзионной головкол 5 находится vëëçíäð 7 также любого

1814616 известного типа, предназначенный для придания ленте точной толщины и хорошей механической прочности.

На фиг, 1 изображено только два нагревательных цилиндра 8 и 9, в то время кэк на практике лучше располагать каландром с тремя цилиндрами, Каландры с тремя цилиндрами известного типа предназначены для получения ленты, в которой пластины вырезаются до хранения и отгрузки, в результате чего ниже каландра лента после экструдирования должна иметь относительно низкую температуру. Ниже будет подробно пояснено, почему способ согласно изобретению предусматривает существенно отличающиеся температуры из-за того, что незачем так сильно охлаждать.

Экструдированная лента должна иметь на выходе из каландра температуру, значительно превышающую температуру в известных установках, что дает возможность разогревать ее затем до температуры термоформования легче, без потери при этом ее механической стойкости, благодаря наличию "холодной" зоны между выходом каландра и нагревательной установкой.

За пределами каландра 7 находятся параллельные продольные балки 10 и 11, опирающиеся на опоры 12, находящиеся по обе стороны от ям4 13, над которой проходят продольные балки 10 и 11.

Вблизи своих противолежащих концов продольные балки 10 и 11 имеют шестерни

15, 16, 17, 18, Шестерни 16 и 18 соединены осью 19, а шестерня 19 связана с приводным двигателем 20.

На шестерни 15 и 16 с одной стороны и на шестерни 17 и 18 с другой стороны надеты две ленты с зубчиками 21 и 22, при этом зубчики, которые не видны на фиг. 6, предназначены для проникновения в материал ленты вблизи от ее продольных кромок, как только она достигает продольных балок 10 и 11; то есть сразу же после каландра 7 перед местом, в котором лента должна подвергнуться трансформированию. Зубчики служат для увлечения ленты горизонтально путем протягивания вдоль продольных балок 10 и 11 от ее выхода из каландра 7, а также для ее удержания в поперечном направлении, так как при ее разогреве она стремится осесть и следовэтелbío создать усилие в боковом направлении.

Снаружи продольной балки 11 находятся две шестерни 23 и 24, находящиеся на одной линии с шестернями 17 и 18 и связанные с последними для приведения в движе5

55 ние в том же направлении и с той же скоростью.

В целях безопасности можно предусмотреть сцепление, работающее в режиме включено-выключено между шестерней 24 и шестерней 18 с тем, чтобы шестерня 24 могла быть быстро выведена из зацепления и остановлена, хотя шестерня 18 и продолжает приводиться во вращение осью 19 и двигателем 20.

На шестерни 23 и 24 надета цепь 25, которая входит в зацепление с шестерней

26 с помощью двух шестерен обратного хода 27 и 28, причем зти три последние шестерни установлены на платине 29, жестко скрепленной с подвижной системой 30, которая несет также кронштейн 31 для двигателя 32, приводящего во вращение управляющую шестерню 33, с которой соединена шестерня 26 с помощью цепи или ремня 34.

При такой конструкции ясно видно, что цепь 25 приводится в движение в том же направлении и с той же скоростью, что и цепи с зубчиками 21 и 22, и что, если предположить, что двигатель 32 остановлен, цепь 25 увлекает за собой платину 29, так как шестерни 26, 27, 28 и 33 не могут вращаться, Так как платина 29 жестко скреплена с подвижной системой 30, последняя таким образом приводится в движение в том же направлении и с той же скоростью, что и цепи с зубчиками 21 и 22.

Если, напротив, запускается двигатель

32 в направлении, обратном тому, в котором приводится верхняя ветвь цепи 25, система

30 может быть заблокирована или приводится в движение в том или ином направлении в зависимости от скорости двигателя 32 и цепи 25, В данном случае, так как идет речь о том, чтобы вернуть систему 30 в ее исходное положение, когда она была перемещена на необходимое заранее заданное расстояние с той же скоростью и в том же направлении, что и верхние ветви цепей 21 и 22, устанавливают скорость двигателя 32 таким образом, чтобы она превышала скорость цепи 25 для того, чтобы узел платины 29 — подвижная система 30 — кронштейн 31 — перемещался в направлении, обратном тому, в котором перемещается лента с помощью цепей с зубчиками 21 и 22.

Подвижная система 30 может направ ляться в своем горизонтальном возвратно поступательном перемещении либо роликовыми узлами 35, взаимодействующи ми с горизонтальными направляющими 36

1.814616 либо роликами 37, катящимися по продоль- сти от характеристик ленты можно располоным балкам 10 и 11, жить нагревательные элементы 51 иным обПодвижная система 30 имеет боковые разом, чтобы они нагревали в большей или стойки 38 и 39, которые проходят снаружи меньшей степени определенные зоны с продольных балок 10 и 11 для того, чтобы 5 целью облегчения деформирования ленты отпрессованная лента могла пройти через во время термоформования. подвижную систему 30. По той же самой причине нагревательПоследняя включает в себя два узла, ные элементы 51 могут регулироваться кажрасположенных соответственно выше и ни- дый отдельно, чтобы они излучали тепла же плоскости, в которой должна находиться 10 больше или меньше. Таким образом, можно, лента. например, нагреть ленту более интенсивно

Верхняя часть имеет прижимы 40 изве- в ее части, близкой к системе 30, чем в ее стного типа, которые установлены подвиж- удаленной части, так как последняя нахонопо отношению к подвижной системе30с дится ближе, чем первая, к калэндру 7 и помощью силовых цилиндров 41. 15 более горяча, следовательно, у нее было

Нижняя часть подвижной системы 30 меньше времени для остывания. имеет кожух 42, в котором находится подь- С другой стороны ямы 13 по отношению емный стол 43, несущий основание 44 для к каландру 7 находится машина 52. предназформы 45 необходимой конфигурации для наченная для отрезания и измельчения лентермотрансформирования ленты. 20 ты, которая остается после

Кожух может быть поднят или опущен термоформования и удаления отформованблагодаря силовым цилиндрам 46 независи- ных деталей, мо от подъемного стола, который сам может Машина 52 может быть типа ножниц перемещаться вертикально с помощью кре- или измельчителя и производит относительстовин 47, связанных с одним или несколь- 25 но крупные фрагменты, которые удаляются кими силовыми цилиндрами 49. по наклонной плоскости 53 и падают на

С помощью этих устройств кожух 42 мо- подъемный транспортер 54, доходящий до жет быть поднят в сторону горизонтальной верха воронки 55 размалывателя 56, плоскости, в которой проходит лента, в за- Размалыватель 56 выдает продукт в висимости от конфигурации формы, которая 30 один или несколько резервуаров, которые в может быть с выпуклостями, с вогнутостями данном случае не изображены с целью упили смешанной, то есть иметь выпуклости рощения изложения, изображен исключинад плоскостью только ленты или вогнуто- тельно трубопровод 57. подведенный к сти ниже этой самой плоскости или одно- буферному резервуару 58. снабженному временно выпуклости и вогнутости. по 35 лотком 59. выходящим над загрузочным обеим сторонам этой плоскости. бункером 2 экструдера 1.

Необходимо, кроме того, предусмот- Осуществление способа поясняется на реть случай, когда лента могла бы иметь примере работы устройства. прогиб иэ-эа своего веса и из-за расстояния, На выходе иэ каландра 7 прессованная разделяющего обе цепи с зубчиками 21 и 22. 40 лента 60 поддерживается и ри более в ысоС целью предупреждения черезмерных натя- кой температуре, чем та, которая обычно жений целесообразно придать цепям 21 и применяется и которая должна быть опти22 возможность перемещения в боковом на- мальной с точки зрения механической прочправлении. ности, требующей относительно низкую

Таким образом, во всех случаях лента 45 температуру, и с точки зрения необходимоможет перемещаться свободно. сти экономить затраты энергии нагреваНа стороне подвижной системы 30, ко- тельными элементами 51, необходимыми торая находится ближе всего к каландру 7, для повышения температуры ленты 60 в монаходится нагревательный узел, который мент ее термоформования, содержит раму 50, опирающуюся на распор- 50 В положении, изображенном на фиг. 1, ки и служащую опорой для нагревательных подвижная система 30 находится в крайнем . элементов 51„прикрепленных с возможно- положении выше по ходу, то есть как можно стью снятия к раме 50 с целью обеспечения ° ближе к каландру 7, и лента 60, которая была возможности регулировать их положение. раэогрета нагревательными элементами 51, Нагревательные элементы 51 простира- 55 протягивается с помощью зубчиков цепей ются на часть ленты, расположенную выше 21 и 22 для того, чтобы ее наиболее нагретая по ходу установки термоформования и соот- часть находилась над формой 45. Последняя ветствующуютому,чтотребуетсядлятермо- находится в нижнем положении, то есть формования, Кроме того, в зависимости от подъемный стол 43 опущен вместе с кожуконфигурации формы 45 и/или в зависимо- хом 42.

1814616

55

Над лентой 60 прижимы 40 находятся в верхнем положении, а силовые цилиндры 41 — во втянутом положении.

В момент осуществления операции термоформования двигатель 32 блокируется, вследствие чего подвижная система 30 приводится в движение точно с такой же скоростью, что и лента 60, так как источником перемещения является двигатель 20, который приводит в движение цепи с зубчиками

21 и 22 и цепь 25, с которой подвижная система 30 жестко скреплена с помощью двигателя 32, как пояснено выше.

Как только обеспечено приведение в движение подвижной системы 30Ä áëîê управления любого известного типа вызывает опускание прижимов 40 и подъем кожуха 42 до того, пока лента 60 не будет зажата и захвачена вокруг эоны термоформования, как это изображено на фиг, 3.

Обеспечивают подачу воздуха по стрелке F1 внутрь кожуха 42 для создания повышенного давления под лентой 60, что деформирует ее в виде купола 61; данная операция на практике известна под названием "создание пузыря".

Эта предварительная деформация ленты 60 сообщает ей хорошие возможности для более точного и более значительного деформирования и предупреждает образование напряжений, вызываемых более или менее острыми гранями, которые может иметь форма 45.

Блок управления вызывает в этом случае автоматический подъем подъемного стола 43, следовательно, подъем формы 45, как это изображено на фиг. 4, Собственно операция термоформования далее осуществляется и создает разрежение по стрелке F2 для того. чтобы лента плотно прижалась к профилю формы 45, Можно предусмотреть не разрежение для

"всасывания" формуемого материала, а давление для "поддувания" его.

Придание формы материку, из которого состоит лента 60, представляет само по себе известную операцию, которая не будет в данном случае подробнее описана.

Во время этой операции термоформования лента и подвижная система 30 перемещались совершенно синхронно и в конце цикла система 30 оказывается около конца ямы 13 по ходу процесса.

В то же время, когда было осуществлено термоформование ленты 60. последнюю отрезали вокруг части, подлежащей термоформоввнию для того, чтобы в ленте 60 оставалась вуаль, которая остается в зацеплении с зубчиками цепей 21 и 22 и которая, следовательно, продолжает свое перемещение вниз по ходу процесса, то есть к отрезной машине 52, После термоформования прижимы 40 поднимаются, в то время как форма 45 и кожух 42 опускаются, и блок управления обеспечивает кроме того в конце цикла запуск двигателя 32, передача 34 которого приводит во вращение шестерню 26, которая катится по цепи 25 в противоположном направлении к последней, причем эта цепь

25 продолжает свое перемещение вниз по ходу, в то время как подвижная система 30 возвращается s свое исходное положение к началу процесса, в начале цикла, как это изображено на фиг. 1 и 2, Когда подвижная система 30 возвращается в свое исходное положение, сформованная деталь 62 продолжает перемещаться с "вуалью" ленты 60, и эту деталь 62 удаляют любыми известными средствами.

На фиг. 1 и 2 эта операция изображена схематически с помощью стрелки F3, указывающей усилие. поперечно направленное к направлению перемещения ленты 60, к отводящемуу транспортеру.

"Вуаль" продолжает свое перемещение к машине 52, которая разрезает ее поперечно и продольно на более или менее калиброванные фрагменты 63, которые падают на транспортер 54, при этом данные фрагменты падают B бункер 55 измельчителя 56, где переводятся в гранулы требуемых размеров для их правильного расплавления после транспортировки через трубопровод 57 до резервуара 58, Возвращенные в цикл гранулы смешиваются с гранулами нового материала из резервуара 4 и в любой требуемой пропорции, с тем, чтобы в бункер 2 экструдера 1 поступала правильная смесь для обеспечения необходимого состава ленты, экструдируемой через головку 5, Целесообразно предусмотреть такую температуру ленты на выходе из каландра 7, чтобы эта лента 60 была одновременно достаточно прочна для выдерживания непрерывного тянущего усилия цепей с зубчиками

21 и 22 и достаточно реформируемой для того, чтобы детали были должным образом термоформированы.

Обеспечивая примерно температуру

100 С выводного цилиндра каландра 7, позволяют нагревательным элементам 52 по- высить температуру ленты примерно до

150-190 С в течение относительно непродолжительного времени, которое соответствует циклу хода вперед подвижной системы

30, то есть в течение операции термоформования. Зона ленты 60, заключенная между

1814616

10 каландром и нагревательной установкой, янным непрерывным движением эа краеявляется наименее нагретой: примерно вые области, нагревают часть ее, расноло100 С, благодаря этому лента 60 имеет хо- женную перед входом в устройство для

powye механическую прочность, обеспечи- термоформования, до температуры, совмевающую ее стойкость усилию 5 стимой с ее способностью к термоформовИпротаскивания, которое оказывают в дан- нию, в обеспечением менее нагретой другой ном случае зубчики цепей во время хода части, которая находится между зоной ка. вперед, нагревательные элементы нагрева- ландрирования и разогретой частью, затем ют часть ленты 60, которая непосредствен- разогретую часть формуют путем встречноно идет после термоформования вниз по 10 го сближения расположенных по обе стороходу. Как показано на фиг, 2, кожух 42 от.- ны ленты частей формы и перемещают крывается предпочтительно с одной иэ сво- сомкнутую форму с той же скоро".TblU и в том ихсторондля того, чтобы можно было иметь же направлении, что и ленту, а после офордоступ внутрь,.в частности к держателю мления изделия осуществляют вырубку деформы 45. 15 тали из ленты с одновременным

Благодаря этому очень легко заменить протягиванием оставшейся части ленты за форму 45 другой формой другой конфигура- краевые области ленты, о т л и ч а ю щ и и ции за несколько минут беэ.остановки уста- . с я тем, что, с целью получения крупногаба новки, самое большее при замедлении ритных или толстостенных деталей из неперемещения ленты 60; 20 прерывной экструэионной ленты, нагрев . Малое значение имеет в данном случае участка ленты перед входом в устройство наличие потерь материала ленты 60, то есть для термоформования осуществляют при не используемых частей по длине для тер- перемещении нагревателя с той же скоромоформования деталей, так как в связи с стью и в том же направлении, что и ленты. возвратом материала в цикл он полностью 25 2; Установка для получения термофорне теряется.. муемых деталей, содержащая экструдео с

Из приведенного описания следует, что экструзйонйой головкой, каландр. устройстспособ согласно изобретению позволяет . во для термоформования ленты, включаюосуществлять термоформование деталей . щее средства подогрева части сразу же после получения ленты из гранул 30 термоформуемойленты,расположенной пе. беэ какого бы то ни было теплового удара, ред входом в устройство для термоформовабез изготовления промежуточных продук- ния, подвижную систему для тов, без хранения и без транспортировки, возвратно-поступательного горизонтально. что приводит к.снижению себестоимости и го перемещения с установленными на ней к повышению качества, 35 по обе стороны от термоформуемой ленты с

Изобретение применяется особеннохо- . - воэможностью встречного сближения час- рошо для термоформования деталей иэ тол- тями формы, средства для непрерывного гостой ленты — от нескольких миллиметров до ризонтального перемещения через более чем один сантиметр и широкой — два установку за продольные кромки термоформетра и более. Успешное манипулирование 40 муемой ленты, вышедшей из экструзионной значительной массой материала, который головки и каландра, выполненные в виде содержится в ленте, имеющей укаэанные перемещаемых замкнутых цепей, и привод размеры, обеспечивается в результате осу- их перемещения, средства для разрезания ществления изобретения, в то время как. лентынатермоотформованнуючастьсотдеранее известные средства не были приме- 45 лением детали и оставшуюся часть, которая нимы кроме как к.гонким пленкам для пол- .. должна оставаться соединенной со средстучения тонких и малых предметов. вами ее горизонтального перемещения, и

Можно выполнить регулируемой часть средства для удаления детали и остатков подвижной системы 30, противоположную ленты, отличающаяся тем,чтосредства той, которая несет нагревательный узел и 50 подогрева термоформуемой ленты установкоторая содержит стойки 39, прижимы 40 и лены на подвижной системе возвратно-по-, т.д., как и кожух 42 для регулирования их ступательного перемещения на стороне, длины.и для ее приведения в соответствие . обращенной ккаландру. с размерами трансформируемых Деталей. 3, Установка по и. 2, о т л и ч а ю щ а яФ о р м у л а и з о б р е т е н и я 55 с я тем, что средства подогрева содержат

1. Способ получения термоформуемых раму и нагревательные элементы, установдеталей, согласно которому экструдируют в ленные на ней с возмох<ностью регулировагорячемсостояниисинтетический материал ния их положения относительно рамы для в виде горизонтальной ленты, каландриру- обеспечения различного положения отдельют ее, протягивают горизонтально с посто- ных нагревателей в разных местах в эависи- .

1814616

12 мости от характеристик термоформуемой ленты и/или от подлежащей термоформованию ее части.

4, Установка по и. 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что средства подогрева содержат 5 раму и нагревательные элементы с индивидуально регулируемой мощностью.

5. Установка по п.4, отл ича ю ща яс я тем, что подвижная система содержит установленный с возможностью вертикаль- 10 ного перемещения нижний кожух и соединенный с ним подъемный стол, установленный с возможностью вертикального перемещения относительно кожуха, при этом одна иэ частей формы съемно при- 15 креплена к подъемному столу.

6. Установка по и. 5, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что кожух выполнен с боковым отверстием, которое в открытом состоянии обеспечивает доступ к форме.. 20

7. Установка поп.2, отл ича ю ща яс я тем, что средства непрерывного перемещения ленты, выполненные в виде по крайней мере одной приводной от двигателя замкнутой цепи, снабжены средствами 25 сцепления для обеспечения кинематической связи цепи с подвижной системой в момент ее перемещения вперед и нейтрализации цепи в момент перемещения подвижной системы назад.

8, Установка по и. 7, о т л и ч à ю щ а яс я тем, что средства сцепления содержат замкнутую в виде петли цепь, находящуюся в зацеплении с двигателем ее перемещения, жестко скреплейные между собой две шестерни, одна из которых находится в зацеплении с цепью, а другая — с цепью средства непрерывного перемещения ленты, и пластину, жестко соединенную с подвиж-. ной системой и снабженную системой шестерен, находящихся в зацеплении с укаэанной цепью, причем одна из этих шестерен кинематически связана с двигателем для обеспечения при блокировке двигателя перемещения пластины с подвижной системой в том же направлении и с той же скоростью, что и перемещение цепи средства непрерывного перемещения термоформуемой ленты, при этом двигатель выполнен с. возможностью блокирования для обеспече-: ния перемещения пластины с подвижной системой в направлении, обратном направлению перемещения цепи при запуске двигателя.

1814616

1814616

1814616

Составитель И.Фролова

Техред М.Моргентал

Редактор Л.Волкова г

Корректор M.Àíäðóøåíêî

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

Заказ 1839 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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