Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Июня 2013 в 23:44, реферат
Сущность изобретения: открытопористые пенопластовые листы с гладкими закрытыми поверхностями после экструзии нагревают до заданной температуры, подвергают глубокой вытяжке в установке для термоформования с помощью двустороннего вакуума и термофиксируют. Одну из двух закрытых поверхностных пленок пенопластового листа перфорируют с помощью установленных подвижно в форме игл. Форма является составляющей частью установки для термоформования и образует вместе с другой формой инструмент этой установки для термоформования.
Прижимная плита установлена на направляющих штангах с возможностью перемещения по высоте. В каждом случае производится фиксация ее положения на установленной высоте с помощью крепежных гаек.
В другой форме выполнения устройства пенопластовый лист, термоформированный в изделия, прилегает к нижней стороне прижимной плиты таким образом, что перфорационные блоки непосредственно перед перфорацией центрируются в отфильтрованных изделиях.
С помощью изобретения достигается то преимущество, что при перемещении перфорационных блоков к отформованным изделиям в пенопластовом листе, который прилегает к нижней стороне прижимной плиты, перфорационные блоки сами центрируются в отформованных изделиях так, что могут компенсироваться возникающие небольшие отклонения в несколько миллиметров, обусловленные усадкой пенопластового листа и изменениями шага листа.
Далее изобретение поясняется более подробно чертежами, где на фиг. 1 в схематически изображено в разрезе устройство для термического формования, в котором форма оснащена подвижными иглами для перфорирования пенопластового листа, отформованного в изделие; на фиг. 2 - разрез через пуансон и плиту охлаждения как элементы формы с подвижными иглами устройства согласно изобретению; на фиг. 3 - разрез через полную форму устройства согласно изобретению; на фиг. 4 - схематический вид пуансона с установленными неподвижно иглами; на фиг. 5 - в схематическом изображении установленный за формами в устройстве для термического формования пуансон с неподвижными иглами; на фиг. 6 - игольчатый валик с неподвижными иглами и плита, оказывающая противодавление для перфорирования пенопластового листа после экструзии и перед термоформованием; на фиг. 7 - поперечное сечение другого варианта выполнения формы, состоящей из плиты основания и пуансона; на фиг. 8 - поперечное сечение игольного поршня, расположенного в пуансоне по фиг.7; на фиг. 9 - схематическое изображение другого варианта выполнения устройства для перфорирования гладких закрытых поверхностей пенопластового листа с открытопористой сердцевиной; на фиг.10 - вырез из формы, состоящей из части плиты основания и перфорационного блока устройства, показанного на фиг. 9.
Фиг. 1 схематически показывает процесс перфорации пенопластового листа 16 в установке для горючего формования 10, которая состоит из двух форм 9 и 11. Обе формы 9 и 11 установлены с возможностью возратно-поступательного движения перпендикулярно направлению транспортирования пенопластового листа 16. Верхняя форма 9 содержит матрицу, ниже описанную более подробно, с помощью которой формуется наружная сторона изделия, изготавливаемого из пенопластового листа, например, изделия 20. Нижняя форма 11 содержит, среди прочего, пуансон, с помощью которого формуется нижняя сторона изделия. Поперечные сечения матрицы и пуансона выполнены дополняющими друг друга.
Для формования пенопластового листа 16 в устройстве для горячего формования 10 вначале пенопластовый лист нагревают в не показанной на чертеже нагревательной печи инфракрасного излучения до определенной температуры. Затем нагретый участок пенопластового листа 16 подают в устройство горячего формования 10, формы которого 9 и 10 закрываются, что означает, что матрица и пуансон приближаются друг к другу до расстояния примерно 5 мм.
Пенопластовая полоса одновременно подвергается глубокой вытяжке с обеих сторон с помощью действующего с двух сторон вакуума, которым нагружают формы 9 и 11 или матрицу и пуансон. Как матрица, так и пуансон подвергаются охлаждению водой или какой-то другой жидкостью, т.е. поддерживаются при определенной температуре, которая требуется, чтобы обеспечить отверждение изделий, сформованных из пенопластовой полосы. Благодаря отверждению изделия, обеспечивается сохранение формы. По истечении определенного времени вакуумирования и охлаждения в еще закрытых формах 9 и 11 устройства термического формования 10 осуществляется перфорирование гладкой закрытой поверхностной пленки внутри орткрытопористого пенопластового листа 16 или отформованного из него изделия 20. Для этого подвижные иглы 4, предусмотренные в нижней форме 11, выдвигаются с помощью сжатого воздуха.
Как видно из частичного выреза формы 11 на фиг. 2 для перфорирования подвергнутого глубокой вытяжке пенопластового листа 16 или отформованных из его изделий 20 подвижные иглы 4 смонтированы таким образом, что они в нейтральной позиции своими остриями 18 или заканчиваются вровень с поверхностью пуансона 1, или находятся на расстоянии примерно 0,2 мм ниже поверхности пуансона. Диаметр игл 4 лежит в области 1,0-2,0 мм, и каждая игла 4 расположена в направляющей 22, которая проходит через пуансон 1, плиту охлаждения 2, а также показанную на фиг. 3, находящуюся под ними вакуумную плиту 3.
На фиг. 2 указан формованный пенопластовый лист 16, который своей внутренней стороной 13 прилегает к пуансону 1, в то время, как его наружная сторона 12 находится в контакте с не показанной на чертеже матрицей.
Как видно из фиг. 3, полная форма 11 для внутренней стороны отформованного пенопластового листа состоит из пуансона 1, плиты охлаждения 2, вакуумной плиты 3, подвижных игл 4, игольной плиты 5, пружин 6 для возврата игольной плиты 5, пружин 6 для возврата игольной плиты, мембран 7 и монтажной плиты 8, причем все части соединены с помощью винтов 30. Пуансон 1 в каждом случае имеет форму, соответствующую изготавливаемому продукту, т.е. другими словами, для каждого изделия имеется собственный пуансон 1. Как уже упоминалось при описании фиг. 2, пуансон 1 оснащен направляющими 22 для подвижных игл 4. Эти направляющие 22, с одной стороны, используются как направляющие для игл 4, а с другой стороны - в качестве каналов для вакуумирования, которые во время формования пенопластового листа 16 находятся под вакуумом. Это комбинированное использование направляющих 22 позволяет экономить площадь и является простым в конструктивном отношении, так как в пуансоне нужно сверлить значительно меньше отверстий, чем в случае разделения направляющих и каналов для вакуумирования. Направляющие имеют несколько больший заданный пример по сравнению с диаметром игл, так, например, диаметр игл составляет 1,0-2,0 мм, а диаметр направляющих 22 - от 1,4 до 2,4 мм. Для быстрого создания вакуума направляющие 22 внутри охлаждающей плиты 2 и плиты для создания вакуума на определенной длине расточены в цилиндрические камеры 24, которые имеют диаметр примерно 5 мм. Материал для пуансона 1 представляет собой предпочтительно алюминий, однако для этого пригодны и другие металлы и сплавы.
Форма для наружной стороны 12 пенопластового листа или формуемых изделий 20 имеет показанную на фиг. 3 схематически матрицу 15, прилегающая к наружной стороне 12 поверхность которой выполнена конгруэнтно поверхности прилегающего к внутренней стороне 13 пуансона 1. Формы выполнены с возможностью перемещения друг к другу до расстояния, соответствующего установленной толщине стенки изделия 20, причем толщина стенки изделия 20 лежит в диапазоне от 3,5 до 6,5 мм. Как матрица, так и пуансон смонтированы в каждом случае на плите охлаждения 2, из которых на фиг. 3 показана лишь плита охлаждения пуансона 1. Охлаждающая среда - вода или другая охлаждающая среда - протекает через выфрезерованные с нижней стороны плиты охлаждения 2 охлаждающие каналы 32, которые, благодаря прилегающей к нижней стороне плиты охлаждения 2 плите для создания вакуума 3, становятся закрытыми каналами охлаждения. Материалом для плиты охлаждения 2 является предпочтительно алюминий, однако пригодны также другие металлы и сплавы для этого.
С нижней стороны плиты для создания вакуума 3 выфрезерована полость 23, в которой располагается игольная плита 5, включающая две части плиты 25, 26. Направляющие 22 для подвижных игл 4 проходят от полости 23 через плиту для создания вакуума 3, плиту охлаждения 2 до наружной стороны пуансона 1. Поперечное сечение отдельной направляющей 22 сужается до поперечного сечения игл 4 на длине в несколько десятых миллиметра, начиная от нижней стороны наружной стороны и заканчивая на наружной стороне пуансона 1 или формы 11.
Цилиндрические камеры 24 проходят от полости 23 через плиту для создания вакуума 3 и входят отчасти в плиту охлаждения 2. В цилиндрических камерах 24 размещены пружины 6, которые окружают иглы 4. Один конец каждой пружины прилегает к поверхности крышки цилиндрической камеры 24, а другой конец - к соответствующей игольной плите 5 под давлением.
Иглы 4 своими нижними концами закреплены в верхней части плиты 25 игольной плиты 5. Для этого верхняя часть плиты 25 снабжена отверстиями 28, которые пор размеру несколько больше, чем проходящие через них иглы 4, чтобы обеспечить свободное от трения перемещение игл в отверстиях. Исходным материалом для игл 4 являются так называемые расходуемые штифты их хромоникелевого сплава по ДИН 153ДО или ДИН 9861. Эти расходуемые штифты разрезают на определенную длину и снабжают остриями, угол раскрытия которых составляет 10-60o, в частности 30o. Другие предпочтительные углы раскрытия для игл 4 составляет 23o или 27o. Иглы 4, кроме того, еще покрыты никелем. Пружины 6 служат для возврата игольной плиты 5 и, кроме того, центрируют игольную плиту. Отдельная мембрана 7 зажата между плитой для создания вакуума 3 и монтажной плитой 8. Нижняя часть плиты 26 игольной плиты 5 наложена непосредственно на мембрану 8. Верхняя часть плиты 25 поддерживает при ненагруженной давлением мембране 7 расстояние до верхней стороны 27 полости 23. Как только мембрану 7 нагружают давлением, игольная плита 5 в целом приподнимается, а именно до тех пор, пока верхняя часть плиты 25 не будет прилегать к верхней стороне 27 полости 23. Благодаря этому иглы 4 вдавливаются вверх в направляющие 22, так что острия игл 18 выступают от поверхности пуансона 1 и проникают через поверхностную пленку 19 поддона 20.
Мембрана 7 представляет собой к примеру, полиуретановую пластину толщиной примерно 1 мм с твердостью по Шору А 70o. Мембрана 7 через канал 29 в монтажной плите 8 нагружается давлением. Для этого канал 29 соединен с центральной выемкой 31 под центром мембраны 7. Одна отдельная мембрана может приводить в действие несколько игольных плит 5. Количество игольных плит в общем зависит от величины формуемого изделия 20 или от типа изделия. Распределение матриц игл 4 в игольных плитах 5 также зависит от типа продукта. В общем, однако, каждая игольная плита 5 приводится в действие от собственной мембраны 7. В форме 11 можно разместить от 3 х 5 до 6 х 6 игольных плит 5 и относящихся к ним мембран 7. Материалом игольных плит 5 в основном является нержавеющая сталь, однако могут использоваться также другие сплавы металлов на основе железа, никеля и хрома.
Как уже ранее упоминалось, мембрана 7 при нагрузке давлением вытягивается в направлении вверх и отжимает оснащенную иглами 4 плиту для создания вакуума 3 вверх до тех пор, пока верхняя часть плиты 25 не будет прилегать к верхней стороне 27, как к упору. Острия игл 18 протыкают при этом тонкую поверхностную пленку 19 на внутренней стороне 13 изделия 20. После выпуска сжатого воздуха смонтированные между игольными плитами 5 и поверхностями крышек цилиндрических камер 24 пружины 6 приводят игольные плиты и мембраны 7 в их исходные положения. Когда все игольные плиты 5 снова занимают свои исходные позиции, открывается инструмент устройства термоформования, сформованное и перфорированное изделие 20 выталкивается, а вновь нагретый отрезок пенопластового листа 16 продвигается вперед, и цикл повторяется.
Фиг. 4 показывает форму 17 с установленными неподвижно иглами 14, которая является частью устройства термоформования 10, как это схематически представлено на фиг. 1. На фиг. 4 показаны лишь пуансон 33, плоская прижимная плита 35, установленные неподвижно иглы 14, а также изделие 20, которое находится между пуансоном 33 и плоской плитой противодавления 35. В этом инструменте с неподвижными иглами 14 они смонтированы на пуансоне 33 согласно заданному образцу и примерно на 3 мм выступают от поверхности пуансона. Изготовление отдельных изделий 20 способом термоформования осуществляется с этой формой с неподвижными иглами точно так же, как и при способе термоформования с подвижными иглами, который пояснялся до этого на основании фиг. 3. Форма включает наряду с пуансоном 33 не показанную здесь плиту охлаждения и плиту для создания вакуума. Пневмопластовый лист подвергается глубокой вытяжке также с помощью двустороннего вакуума, причем установленные неподвижно иглы 14 перфорируют поверхностную пленку на внутренней стороне изделия 20.
При другом способе перфорирования глубоковытянутых изделий, таки как, например, изделия из пенопластового листа, накалывание осуществляется после формования изделия и вне инструмента установки термоформования 10. При этом способе, который пояснен с помощью фиг. 5, изделия после термоформования пенопластового листа в установке термоформования 10 направляются в направлении стрелки А к отдельной, вмонтированной в установку глубокой вытяжки форму 37. Форма 37 в основном соответствует форме по фиг. 4 и включает пуансон 33, плиту охлаждения 34 и монтажную плиту 36. Установленные без возможности перемещения иглы 14 выступают своими остриями до 3 мм из пуансона 33, а своими концами иглы закреплены или в пуансоне 33, или в плите охлаждения 34. Наружная сторона изделия 20 во время перфорации прилегает к плите противодавления 35.
На основе фиг. 6 описывается следующий способ перфорирования пенопластового листа 16. При этом способе пенопластовый лист 16 перед нагреванием и термоформованием в устройстве для термического формования 10 перфорируют с помощью игольчатого ролика 21 на внутренней стороне. Игольный ролик 21 оснащен жестко установленными иглами 14, острия 18 которых также выступает от поверхности роликов до примерно на 3 мм. Игольчатый ролик 21 расположен или на входе в установку глубокой вытяжки, или у экструдера.
Пенопластовый лист можно окрасить путем добавки маточной смеси во время экструзии. Точно так же является возможным экструдировать пенопластовый лист вместе с окрашенным покрывным слоем из того же или другого материала в тандемной экструзионной установке. Совместно экструдированный подобным образом продукт из пенопластового листа и окрашенного покрывного слоя после совместной экструзии нагревают, подвергают глубокой вытяжке с помощью двустороннего вакуума и фиксируют в горячем состоянии. Затем перфорируют покрывной слой и перфорируют пенопластовый лист с помощью закрепленных неподвижно или подвижных игл. С коэкструдатом из пенопластового листа и покрывного слоя можно проводить термоформование, а также перфорирование с помощью игл теми же способами, что описаны выше на основе чертежей.
Изготовление изделий, в частности, при использовании тяжелых пенопластовых листов, которые имеют более высокий вес на 1 м2, может осуществляться также путем термоформования с глубокой вытяжкой с помощью одностороннего вакуума.
Можно также применить термоформование без глубокой вытяжки в вакууме при изготовлении изделий.
Изготовленные из пенопластовых открытопористых листов изделия или емкости формуются, например, с помощью вакуума, который воздействует на обе стороны пенопластового листа, и тепла на участке формования. После процесса формования следует перфорировать внутреннюю сторону изделия, что можно осуществить, между прочим, с помощью игл. Благодаря перфорации жидкость, выделяемая подлежащим упаковке в изделии пищевым продуктом, например сок из кусков мяса, может абсорбироваться в сердцевине открытопористого пенистого материала. Перфорацию изделий моно проводить во время процесса глубокой вытяжки в двух местах, а именно с помощью мембранной пластины на участке формования, как это описано в немецкой патентной заявке P 4446442.8, или с помощью игольных поршней, которые расположены в пуансоне. При перфорировании на участке формования необходимо, чтобы перфорирование имело место лишь после того, как поддоны пройдут формование и охлаждение.