SK2362000A3 - Apparatus for continuous vacuum forming - Google Patents

Description

Zariadenie na kontinuálne vákuové tvarovanie matariálu

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na kontinuálne vákuové tvarovanie plastifikovaného materiálu, v ktorom sa ohybný vzorovaný pás s otvormi môže kontinuálne otáčať s perforovaným plochým oporným pásom nad vákuovou komorou, aby sa poskytla zlepšená stabilita pásov a zlepšené charakteristiky vákua medzi pásmi a materiálom.

Doterajší stav techniky

Zariadenia doterajšieho stavu techniky na kontinuálne tvarovanie lisovaných plastových vrstiev používali kontinuálne sa pohybujúci dopravný pás, kde sa vrstva vákuovo tvaruje. Ako je opísané v US patente č. 3 982 868, extrudér ukladá termoplastický materiál na formu nekonečného dopravného pásu. Forma nekonečného dopravného pásu je vyrobená z ohybného materiálu, profilovaného drážkovým obrazcom, ktorý sa zobrazí na výrobku. Forma nekonečného dopravného pásu má viaceré priebežné otvory, aby sa vytvorili prostriedky na pôsobenie vákua na termoplastický materiál, uložený na páse. Vákuová komora, umiestnená pod formou dopravného pásu, vytvára prostriedky, ktoré vyvíjajú saciu silu na termoplastický materiál, aby sa materiál vytvaroval do obrazca povrchu formy.

US patent č. 3 966 383 opisuje zariadenie na výrobu reliéfnej termoplastickej vrstvy, v ktorom sa používa nekonečný bezšvový raster ako reliéfny povrch. Raster sa otáča viacerými otočnými valcami. Perforovaný raster sa pohybuje tou istou rýchlosťou ako zahriaty film. Vákuové zariadenie vytvorí vákuum na časti spodného povrchu perforovaného rastra, aby vtiahlo zahriaty film do styku s horným povrchom rastra, aby sa spôsobilo, že film nadobudne tvar, vytvorený na hornom povrchu rastra alebo pásu. Vákuové zariadenie zahrnuje vákuové rozdeľovacie potrubie, spojené s koncovými platňami. Tesniace valce sú otočné podopreté a dotýkajú sa spodnej strany rastra. Dva pohyblivé tesniace členy sú spojené s koncovými

-2platňami v tesnej blízkosti tesniacich valcov na vytvorenie klzného tesniaceho styku s rozdeľovacím potrubím, tesniacimi valcami a spodnou stranou rastra. Tesniace valce môžu byť skonštruované z polymérneho materiálu, ktorý obsahuje fluór, ako je Teflon®. Jediný dopravný pás, ktorý používajú vyššie opísané patenty, má nevýhodu, že sa často pretrhne počas aplikácie vákua na pás. Použitie jediného dopravného pásu má tiež nevýhodu, že vonkajší povrch pásu má tendenciu pohybovať sa rýchlejšie než vnútorný povrch, čo vyvoláva tečenie pásu, keď sa naň aplikuje vákuum.

US patent č. 5 314 325, vydaný jednému z vynálezcov tejto prihlášky vynálezu, opisuje zariadenie na kontinuálne vákuové tvarovanie, zahrnujúce pár ohybných pásov na uľahčenie operácie vákuového tvarovania a poskytujúce plochý povrch, voči ktorému sa vákuum môže vytvoriť. Horný pás je vytvorený z ohybného gumového materiálu a spodný pás je vytvorený z riedko tkaného kovového materiálu, aby sa umožnilo preťahovať cezeň vzduch. Na horný pás sa aplikuje forma s pružne poddajným vzorom, vrátane viacerých otvorov. Tkaný oporný pás je vytvorený z riedko tkaného materiálu, vrátane pozdĺžnych a bočných úsekov, impregnovaných gumovým materiálom, ktorý je nepriepustný pre prúd vzduchu. Tieto úseky tvoria viaceré pravouhlé vákuové úseky, cez ktoré vzduch môže prejsť k riedko tkanému materiálu. Tieto úseky koncentrujú vákuum do pásov alebo kanálov. Otvory vo forme so vzorom sú prietokovo prepojené s vákuovými úsekmi, aby sa horúci plastifikovaný materiál natiahol na vzorovanú formu. Tento patent má nevýhodu, že použitie tkaného pásu s impregnovanými úsekmi vytvára pás, ktorý nie je úplne plochý, čo vedie k strate vákua v okolí zvýšených povrchov. Tiež použitie širokých kanálov pre vákuum vytvára pozdĺž pásu úseky bez vákua.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je zariadenie na kontinuálne vákuové tvarovanie materiálu, ktoré zahrnuje:

pár od seba odsadených otočných valcov;

-3oporné pásové prostriedky, uložené na páre otočných valcov a otáčané týmito valcami, pričom tieto oporné pásové prostriedky sú ploché a majú v sebe perforácie; a ohybné vzorované pásové prostriedky, ktoré sú uložené na oporných pásových prostriedkoch, pričom sa otáčajú s opornými pásovými prostriedkami a tieto ohybné vzorované pásové prostriedky majú v sebe otvory; a vákuové prostriedky, umiestnené tesne pri oporných pásových prostriedkoch, pričom vákuové prostriedky sú prietokovo prepojené s perforáciami oporných pásových prostriedkov a otvormi ohybných vzorovaných pásových prostriedkov na natiahnutie materiálu na ohybné vzorované pásové prostriedky.

V zariadení na vákuové tvarovanie materiálu podľa vynálezu sa ohybný vzorovaný pás, ktorý má v sebe otvory, dá kontinuálne otáčať s plochým oporným pásom, ktorý má v sebe perforáciu. Plochý oporný pás je uložený na otočných valcoch a vzorovaný pás je uložený na opornom páse. Na vzorovaný pás sa nanesie materiál, ktorý sa má vákuovo tvarovať. Pásy sú otáčané otočnými valcami nad vákuovými prostriedkami. Vákuové prostriedky vytvárajú vákuum v otvoroch v ohybnom materiáli a v perforácii v opornom páse na natiahnutie materiálu na vzorovaný pás. Plochý oporný pás bráni tomu, aby sa ohybný vzorovaný pás nepravidelne naťahoval vákuovými prostriedkami a vytvára zlepšené charakteristiky vákua medzi pásmi.

Ohybný vzorovaný pás je výhodne vytvorený z gumy, pogumovaného materiálu alebo z tkanej vrstvy umiestnenej vnútri pogumovaného materiálu, pričom tkaná vrstva môže byť vytvorená z Kelvar®-u. Oporný pás môže byť výhodne vytvorený z kovového materiálu, ako je nehrdzavejúca oceľ. Drážkovaná vrstva môže tvoriť alebo byť pripevnená k hornému povrchu vákuových prostriedkov na vytvorenie vákua pozdĺž drážok. Drážky sú prietokovo prepojené s perforáciami v opornom páse. Drážkovaná vrstva je výhodne vytvorená z materiálu s nízkym koeficientom trenia, ako je polymérny materiál, ktorý obsahuje fluór.

V priebehu tohto opisu budú použité rovnaké čísla na označenie rovnakých prvkov podľa rozličných obrázkov, ktoré ilustrujú tento vynález.

Vynález podrobnejšie opíšeme s odkazom na nasledujúce obrázky.

-4Prehrad obrázkov na výkresoch

Obr. 1 znázorňuje schematický nákres zariadenia na kontinuálne vákuové tvarovanie materiálu podľa poznatkov tohto vynálezu.

Obr. 2 znázorňuje bočný perspektívny pohľad na ohybný vzorovaný pás a oporný pás podľa tohto vynálezu.

Obr. 3 znázorňuje pohľad v priečnom reze na uskutočnenie ohybného vzorovaného pásu a oporného pásu.

Obr. 4 znázorňuje perspektívny pohľad na uskutočnenie vákuových prostriedkov podľa tohto vynálezu.

Obr. 5 znázorňuje bočný pohľad spredu na uskutočnenie ohybného vzorovaného pásu podľa tohto vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 znázorňuje zariadenie 10 na kontinuálne vákuové tvarovanie materiálu podľa poznatkov tohto vynálezu. Vrstva materiálu 12 sa extruduje na zariadenie 10 na vákuové tvarovanie materiálu. Vrstvou materiálu 12 môže byť ľubovoľná plastifikovaná tavenina vhodného polyméru, ako je vinyl, polyetylén a polypropylén.

Vrstva materiálu 12, kým je stále horúci z extrúzie, sa nanesie na horný povrch 13 ohybného vzorovaného pásu 14. Oporný pás 16 je umiestnený pod ohybným vzorovaným pásom 14 a jeho horný povrch 19 je v styku so spodným povrchom 15 ohybného vzorovaného pásu 14. Ohybný vzorovaný pás 14 a oporný pás 16 sa rozprestierajú okolo valcov 18 a 20. Valce 18 a 20 sú poháňané pohonnými prostriedkami 22, aby došlo k valivému styku so spodným povrchom 17 oporného pásu 16. Vákuové prostriedky 23 aplikujú vákuum cez vákuové rozdeľovacie potrubie 24 na plochu 25 medzi valcami 18 a 20.

Ohybný vzorovaný pás 14 je výhodne vytvorený z gumového materiálu alebo pogumovaného materiálu. Najvýhodnejšie je ohybný vzorovaný pás 14 vytvorený zo silikónovej gumy. Vzor 35 je vytvorený medzi okrajovými úsekmi 37 a 38, ako je

-5znázornené na obr. 2. Vzor 35 môže mať napríklad podobu zrnito textúrovaného povrchu so zvýšenými a zníženými plochami povrchu, ako sa používa v aplikáciách vinylových obkladov. V ohybnom vzorovanom páse 14 je vytvorených viacero otvorov 34. Počas vákuového tvarovania vzor 35 vytvára drážkovaný povrch v materiáli 12, aby sa vytvoril zrnitý výrobok, ktorý je zvlášť výhodný vo vinylových obkladových výrobkoch. Otvory 34 sú výhodne umiestnené na nenápadných miestach vo vzore 35 tak, že otvory 34 medzi jamôčkami a zvýšenými povrchovými plochami nie sú viditeľné na vytvarovanom plastifikovanom výrobku.

Oporný pás 16 je výhodne vytvorený z plochého perforovaného kovového materiálu. Kovové materiály, užitočné na vytvorenie oporného pásu .16, napríklad zahrnujú nehrdzavejúcu oceľ, hliník a nikel. V opornom páse 16 sa môžu vytvoriť viaceré perforácie 46. Perforácie 46 môžu napríklad mať priemer od asi 1/32 palca do asi 1/16 palca a môžu vykazovať vzdialenosť medzi každou perforáciou od asi 1/4 palca do asi 1/2 palca. Otvory 34 sú prietokovo prepojené s perforáciami 46, aby sa uľahčilo natiahnutie materiálu 12 na horný povrch 13 ohybného vzorovaného pásu 14 vákuovými prostriedkami 23. Bude zrejmé, že ohybný vzorovaný pás 14 a oporný pás 16 sa dajú použiť na nahradenie príslušného ohybného pásu a vákuového oporného pásu, opísaného v US patente č. 5 314 325, ktorého detaily sú sem zahrnuté odkazom.

Otvory 34 ohybného vzorovaného pásu 14 môžu mať zužujúci sa tvar, ako je znázornené na obr. 3. Priemer otvoru 49. vystupujúceho zo spodného povrchu 15 ohybného vzorovaného pásu 14, je väčší než priemer otvoru 47, vystupujúceho z horného povrchu 13 ohybného vzorovaného pásu 14. Zužujúci sa tvar umožňuje, aby otvor 34 bol prietokovo prepojený s viacerými perforáciami 46 v opornom páse 16.

Drážkovaná vrstva 50 môže tvoriť alebo byť pripevnená k hornému povrchu 52 vákuového rozdeľovacieho potrubia 24, ako je znázornené na obr. 4. V drážkovanej vrstve 50 je vytvorených viacero drážok 51. Vákuové prostriedky 23 vytvárajú vákuum pozdĺž drážok 51. Drážky 51 sú prietokovo prepojené s perforáciami 46 oporného pásu 16. Drážkovaná vrstva 50 je výhodne vytvorená z materiálu, ktorý má nízky koeficient trenia na zníženie trenia medzi oporným pásom

-616 a vákuovým rozdeľovacím potrubím 24. Drážkovaná vrstva 50 môže byť napríklad vytvorená z polymérneho materiálu, ktorý obsahuje fluór, ako je polytetrafluóretylén, známy ako Teflon®. Teflon® je registrovaná známka firmy DuPont. Drážkovaná vrstva 50 poskytuje zväčšené oblasti vákua v porovnaní s vákuovými prostriedkami doterajšieho stavu techniky, ako sú opísané v US patente č. 5 314 325.

Vo výhodnom uskutočnení je ohybný vzorovaný pás 14 vytvorený so zlepšenou stabilitou v dôsledku včlenenia tkanej vrstvy 60, ako je znázornené na obr. 5. Tkaná vrstva 60 je umiestnená medzi spodnou vrstvou 62 a hornou vrstvou 64. Tkaná vrstva 60 môže byť vytvorená z nylonu alebo sieťovinového materiálu zo sklených vláken. Napríklad môže byť tkaná vrstva 60 vytvorená z Kevlar®-u. Kevlar® je registrovaná známka firmy DuPont. Spodná vrstva 62 a horná vrstva 64 môžu byť vytvorené z gumy alebo pogumovaného materiálu, napríklad silikónu. Tkaná vrstva 60 poskytuje ohybnému vzorovanému pásu 14 pevnosť a integritu, aby sa znížilo množstvo deformácií alebo roztrhnutí ohybného vzorovaného pásu 14 počas aplikácie vákua.

Tento vynález má vo všeobecnosti výhodu, že použitie oporného pásu znižuje napätie na ohybnom vzorovanom páse počas vákuového tvarovania materiálu na ohybnom vzorovanom páse. Okrem toho použitie plochého oporného pásu zmenšuje únik vákua medzi pásmi.

Treba chápať, že vyššie opísané uskutočnenia ilustrujú len niekoľko z mnohých možných špecifických uskutočnení, ktoré môžu reprezentovať aplikácie princípov tohto vynálezu. Početné a rozličné iné usporiadania môžu ľahko navrhnúť v súlade s týmito princípmi odborníci v tejto oblasti bez odchýlenia sa od ducha a rámca tohto vynálezu.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zariadenie na kontinuálne vákuové tvarovanie materiálu, vyznačujúce sa t ý m, že zahrnuje:

   pár od seba odsadených otočných valcov;

   oporné pásové prostriedky, uložené na páre otočných valcov a otáčané týmito valcami, pričom tieto oporné pásové prostriedky sú ploché a majú v sebe perforácie; a ohybné vzorované pásové prostriedky, ktoré sú uložené na oporných pásových prostriedkoch, pričom sa otáčajú s opornými pásovými prostriedkami a tieto ohybné vzorované pásové prostriedky majú v sebe otvory; a vákuové prostriedky, umiestnené tesne pri oporných pásových prostriedkoch, pričom vákuové prostriedky sú prietokovo prepojené s perforáciami oporných pásových prostriedkov a otvormi ohybných vzorovaných pásových prostriedkov na natiahnutie materiálu na ohybné vzorované pásové prostriedky.
2. 2. Zariadenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že ohybné vzorované pásové prostriedky zahrnujú pás, ktorý má vzorovaný úsek medzi párom zvýšených okrajových úsekov.
3. 3. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že otvory sú umiestnené vo vopred určených polohách pozdĺž vzorovaného úseku, ktoré sú nenápadné v tvarovanom materiáli, ktorý vystupuje zo zariadenia.
4. 4. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že otvory majú zužujúci sa tvar, pričom otvory sú prietokovo prepojené s viacerými z perforácií.
5. 5. Zariadenie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že ohybný vzorovaný pás je vytvorený z pogumovaného materiálu.

   Pl/
6. 6. Zariadenie podľa nároku l.vyznačujúce sa tým, že ohybný vzorovaný pás je vytvorený z tkanej vrstvy, umiestnenej vnútri pogumovaného materiálu.
7. 7. Zariadenie podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že tkaná vrstva je vytvorená z Kevlar®-u.
8. 8. Zariadenie podľa nároku l.vyznačujúce sa tým, že oporné pásové prostriedky zahrnujú pás, vytvorený z kovového materiálu.
9. 9. Zariadenie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že kovovým materiálom je nehrdzavejúca oceľ.
10. 10. Zariadenie podľa nároku l.vyznačujúce sa tým, že zahrnuje: vrstvu s drážkami, spojenú s horným povrchom vákuových prostriedkov, pričom vákuum sa vytvára v drážkach uvedenej vrstvy, pričom drážky sú prepojené s perforáciami oporných pásových prostriedkov.
11. 11. Zariadenie podľa nároku 10, vyznačujúce sa tým, že vrstva je vytvorená z polymérneho materiálu, ktorý obsahuje fluór.
12. 12. Zariadenie podľa nároku 11,vyznačujúce sa tým, že polymérnou látkou, ktorá obsahuje fluór, je Teflon®.