BR0308819B1 - aparelho vibratório e método para aglomerar feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos em segmentos uniformes. - Google Patents

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Description

"APARELHO VIBRATÓRIO E MÉTODO PARA AGLOMERAR FEIXES PICADOS DE FILAMENTOS DE FIBRA DE VIDRO ÚMIDOS EM SEGMENTOS UNIFORMES"
Campo da Invenção Esta invenção é geralmente dirigida a aparelhos e a métodos para processar materiais e, mais particularmente, a aparelhos e métodos para aglomerar feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos em segmentos uniformes. Fundamento da Invenção
Na fabricação daqueles artigos moldados de materiais plásticos, é conhecido que fibra de vidro pode ser utilizada para reforçá-los, de modo que eles tenham a resistência necessária para sua aplicação pretendida. A resistência mecânica de um artigo plástico reforçado com fibra de vidro é dependente da quantidade de fibra de vidro utilizada, bem como das características das próprias fibras de vidro. Ao controlar a quantidade de fibra de vidro e as características das fibras de vidro, a resistência alcançada pode ser equilibrada com a aparência do artigo plástico.
A fim de facilitar a fabricação de artigos moldados de materiais plásticos que são reforçados através de reforço com fibras de vidro, técnicas foram desenvolvidas que envolvem a formação de feixes de filamentos de fibra de vidro. Estas técnicas envolvem, tipicamente, formar um número de filamentos a partir de uma pluralidade de fibras de vidro que constituem cada filamento, juntar os filamentos e passá-los através de um conjunto de cilindros de tração, e então picar os filamentos em uma pluralidade de feixes discretos. Essencialmente, os filamentos de fibra de vidro, que podem, cada um, ser constituído de vários milhares de fibras de vidro, são afunilados juntos e então picados em comprimentos, por exemplo, de 1/8 polegada (3,2 mm), 1/4 polegada (6,4 mm), 1/2 polegada (12,7 mm), etc.
Quando os feixes de filamentos de fibra de vidro estão sendo formados, eles estão "úmidos", isto é, as fibras de vidro tem um revestimento líquido que compreende da ordem de aproximadamente 7% até 19% de umidade em peso. Este material "úmido" quando picado produz feixes "indefinidos" não uniforme, que são o resultado de o cortador tender a achatar os filamento afunilados a partir de uma forma cilíndrica para uma forma elíptica, o que faz com que as fibras estejam fora de alinhamento umas com as outras nas extremidades cortadas. Com extremidades indefinidas" os feixes picados de filamentos de fibra de vidro não escoam de maneira equilibrada através de dispositivos de dosagem convencionais, que são tipicamente utilizados para distribuí-los em quantidade durante a processos de moldagem de plástico.
Devido ao escoamento desequilibrado de feixes picados através dos dispositivos dosadores, existe uma limitação no processo de moldagem de plástico que reduz rendimento e aumenta custo.
Pelas razões precedentes, havia uma necessidade por aparelhos e métodos para aglomerar feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos a partir de feixes indefinidos em segmentos uniformes, de modo que eles venham a escoar de maneira equilibrada através de dispositivos dosadores a uma taxa maior de velocidade para aumentar o rendimento e diminuir custo acomodando uma taxa de produção mais elevada durante processos de moldagem de plástico. Sumário da divulgação
De acordo com um aspecto da divulgação, é fornecido um aparelho vibratório para aglomerar feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos em segmentos uniformes, o qual inclui um recipiente e um gerador de vibração. O recipiente tem uma superfície interna curvada colocada ao redor de um eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal com uma extremidade de entrada de feixe picado e uma extremidade de saída de segmentos uniformes, axialmente espaçada oposta à extremidade de entrada. O recipiente é montado sobre uma pluralidade de molas, de modo a ser suportado de forma resiliente acima de uma superfície base, e o gerador de vibração produz uma força vibratória, para fazer com que os feixes picados de filamentos de fibra de vidro sejam direcionados em um trajeto geralmente ascendente e descendente de movimento de rolamento ao longo da superfície interna curvada do recipiente. O movimento de rolamento ocorre enquanto os feixes picados estão sendo transportados na direção do eixo longitudinal geralmente horizontal a partir da extremidade de entrada, no sentido da extremidade de saída do recipiente. Com o arranjo precedente, o movimento de rolamento dos feixes picados, proporcionado pelo aparelho vibratório, produz segmentos uniformes provocando aglomeração dos filamentos de fibra de vidro úmidos.
De acordo com um ou outro aspecto da divulgação, é fornecido um método para aglomerar feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos em segmentos uniformes, o qual inclui fornecer um recipiente que contém uma superfície interna curvada colocada ao redor de um eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal, e montar o recipiente sobre uma pluralidade de molas para suportar de forma resiliente o recipiente acima de uma superfície base. Uma pluralidade de feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos a serem aglomerados são colocados sobre a superfície interna curvada em uma extremidade de entrada do recipiente, e uma força vibratória é produzida para fazer com que os feixes picados dos filamentos de fibra de vidro úmidos sejam movidos a partir da extremidade de entrada no sentido de uma extremidade de saída do recipiente. Adicionalmente, a força vibratória faz com que os feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos sejam direcionados em um trajeto ascendente e descendente de movimento de rolamento dentro do recipiente, pelo que, o movimento de rolamento dos feixes picados produz segmentos uniformes provocando aglomeração dos filamentos de fibra de vidro úmidos. Outras vantagens e características da divulgação se tornarão evidentes a partir de uma consideração da descrição a seguir tomada em conjunto com os desenhos que acompanham. Breve descrição dos desenhos
A Figura 1 é uma vista em elevação frontal de um aparelho vibratório para aglomerar feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos em segmentos uniformes de acordo com a presente invenção;
A Figura 2 é uma vista em elevação extrema feita geralmente ao longo da linha 2-2 da Figura 1;
A Figura 3 é uma vista em elevação traseira de um aparelho vibratório para aglomerar feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos em segmentos uniformes de acordo com a presente invenção;
A Figura 4 é uma vista em planta de uma seção de um revestimento com cavidade para o aparelho vibratório da Figura 1; e
A Figura 5a é uma vista em perspectiva de um feixe indefinido picado de filamentos de fibra de vidro úmidos, e a Figura 5b é uma vista em perspectiva de segmentos uniformes de filamentos de fibra de vidro alinhados.
Descrição detalhada da configuração preferencial
Fazendo referência às Figuras 1-3, o numerai de referencia 10 indica geralmente o aparelho vibratório para aglomerar feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos em segmentos uniformes que inclui um recipiente 12 que tem uma superfície interna curvada 14 colocada ao redor de um eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal 16. O recipiente 12 têm uma extremidade de entrada de feixe picado 18a e uma extremidade de saída de segmento uniforme espaçada axialmente 18b oposta à extremidade de entrada 18a, e ele está montado sobre uma pluralidade de molas, geralmente indicadas 20, 22 e 24, de modo a ser suportado de forma resiliente acima de uma superfície base 26 para isto. O aparelho vibratório 10 também inclui um gerador de vibração indicado geralmente 28, para produzir uma força vibratória para fazer com que os feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos se movam dentro do recipiente 12. Os feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos são direcionados em um trajeto geralmente ascendente e descendente de movimento de rolamento, como geralmente representado pela seta de dupla extremidade 30 ao longo da superfície interna curvada 14 do recipiente 12. O movimento de rolamento ocorre quando os feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos estão sendo transportados na direção do eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal 16, a partir da extremidade de entrada 18a no sentido da extremidade de saída 8b do recipiente 12. Com este arranjo, as forças vibratórias que são produzidas por meio do gerador de vibração 28 e transmitidas para o recipiente 12, produzem o movimento de rolamento que faz com que os feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos sejam formados em segmentos uniformes, provocando aglomeração ou alinhamento dos filamentos de fibra de vidro úmidos deles.
Fazendo referência às Figuras 1 e 2, o recipiente 12 é preferivelmente na forma de um tambor cilíndrico, e a superfície interna curvada 14 é preferivelmente dotada de um revestimento com cavidade 32 dentro do tambor cilíndrico 12, sobre o qual os feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos sofrem movimento de rolamento (ver também a Figura 4). A superfície interna curvada definida pelo revestimento com cavidade 32 dentro do tambor cilíndrico 12 inclui uma pluralidade de cavidades geralmente alongadas 34, que se projetam para dentro em relação ao tambor cilíndrico 12, de modo a serem geralmente escalonadas em fileiras adjacentes, tal como 36a e 36b. Como será apreciado da Figura 4, as cavidades geralmente alongadas 34, da superfície interna curvada 14 definida pelo revestimento com cavidade 32, são geralmente conformadas de forma elíptica e são preferivelmente alongadas na direção do eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal 16, do recipiente 12.
Fazendo referência agora à Figura 2, a força vibratória produzida pelo gerador de vibração 28 é geralmente representada pela seta de dupla extremidade que foi indicada pelo numerai de referencia 38. Será visto e apreciado que a força vibratória 38 é direcionada geralmente ao longo de um trajeto linear que é deslocado do eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal 16, e também deslocada do centro de gravidade do recipiente. Como também será apreciado, a pluralidade de molas .20, 22 e 24 monta o recipiente 12 para movimento vibratório sem restrição em resposta à força vibratória 38 produzida pelo gerador de vibração 28.
Como mostrado na Figura 1, o tambor cilíndrico 12 é montado de tal modo que o eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal 16 é realmente inclinado para baixo a partir da extremidade de entrada 18a até a extremidade de saída 18b. Será relembrado que a força vibratória 38 produzida pelo gerador de vibração 28 faz com que os feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos dentro do recipiente 12 sejam direcionados em um trajeto geralmente ascendente e descendente de movimento de rolamento, ao longo da superfície interna curvada 14 sobre o revestimento com cavidade 32 como discutido acima. Quando este movimento de rolamento ocorre, a inclinação para baixo do recipiente 12 faz com que os feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos sejam transportados por gravidade a partir da extremidade de entrada 18a no sentido da extremidade de saída 18b.
Fazendo referência às Figuras 1 e 2, as molas 20 isolam o recipiente 12 da superfície base 26 sobre um lado, enquanto as molas 22 isolam o recipiente 12 a partir da superfície base 26 sobre o outro lado. As molas 20 e 22 podem ser ajustadas separadas da superfície base 26 por meio de dispositivo apropriado, tal como colunas de aço 40, 42 e estrutura suporte de aço 44, respectivamente. Desta maneira, será entendido que o gerador de vibração 28, que produz a força vibratória 38, está inteiramente isolado da estrutura base 26 sobre a qual o aparelho vibratório 10 está montado.
Como mostrado nas Figuras 1 e 3, o gerador de vibração 28 pode compreender uma viga 46 que liga as molas 20, as quais, como ilustrado na Figura 2, podem incluir um par de molas 20 entre cada uma das colunas de aço 40 e 42 e a viga 46. Em adição, o gerador de vibração 28 pode incluir um par de motores de peso excêntrico 48 e 50 que, acoplados com as molas 20 e 24 servem para produzir a força vibratória 38 que provoca o movimento de rolamento dos feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos.
Fazendo referência às Figuras 1 e 2, será apreciado que a viga 46 é articulada ao tambor cilíndrico 12 por meio de conjuntos de perna oscilante, geralmente indicados 52 e 54 geralmente próximo à extremidade de entrada 18a e à extremidade de saída 18b, respectivamente. As molas 26 serão entendidas se estendendo entre a coluna 46 e um braço 56 que se estende para fora do tambor cilíndrico 12. Desta maneira o tambor cilíndrico 12 têm liberdade de movimento, restrito somente pelos conjuntos de perna oscilante 52 e 54 e as molas 26, em resposta à força vibratória 38 produzida pelo gerador de vibração 28.
Como será apreciado das Figuras 2 e 3, o tambor cilíndrico 12 pode incluir um par de braços que se estendem para fora, geralmente indicados 58 e 60. Os braços 58 e 60 podem, cada um, incluir um peso de lastro associado de forma integrada, tal como 62 (ver Figura 2) que está do lado do aparelho vibratório 10, oposto ao gerador de vibração 28. Com este arranjo os pesos de lastro, tal como 62, juntamente com as montagens fornecidas pelas molas 20, 22 e 24, auxiliam a produzir a força vibratória 38. Fazendo referência especificamente à Figura 3, as molas 22 serão vistas se estenderem entre a estrutura suporte de aço 44 e os braços que se estendem para fora 58 e 60 e, assim, as molas 20 e 22 servem como molas de isolamento entre a superfície base 26 e os componentes operacionais do aparelho vibratório 10. Como para as molas 22, elas isolam o tambor cilíndrico 12 do gerador de vibração 28 que produz a força vibratória 38 que é deslocada do centro de gravidade do tambor cilíndrico 12 e do eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal 16.
Fazendo referência às Figuras 5a e 5b, os resultados da utilização do aparelho vibratório 10 serão entendidos e apreciados, onde a Figura 5a ilustra um feixe picado 64 de filamentos de fibra de vidro úmidos que tem extremidades "indefinidas" como em 64a e 64b são o produto do procedimento de picar. Será entendido e apreciado que uma pluralidade de filamentos de fibras de vidro que foram revestidas, formadas em filamentos e afuniladas juntas são picadas em feixes de um comprimento desejado, como discutido anteriormente. Com relação aos resultados de processamento dos feixes picados tal como 64 no aparelho vibratório 10, a Figura 5b ilustra os segmentos uniformes 66 produzidos como resultado do movimento de rolamento dos feixes picados que provoca aglomeração e alinhamento dos filamentos de fibra de vidro úmidos e fibras.
Em um outro aspecto, um método para aglomerar feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos em segmentos uniformes inclui fornecer um recipiente 12 que tem uma superfície interna curvada 14 colocada ao redor de um eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal 16. O recipiente 12 é montado sobre uma pluralidade de molas 20, 22 e 24 para suportar de maneira resiliente o recipiente 12 acima de uma superfície base 26 para isto. Uma pluralidade de feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos a serem aglomerados é colocada sobre a superfície interna curvada 14 em uma extremidade de entrada 18a do recipiente 12, uma força vibratória 38 é produzida para fazer com que os feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos se movam a partir da extremidade de entrada 8a até uma extremidade de saída 18b do recipiente 12. A força vibratória 38 faz com que os feixes picados de filamentos de fibra de vidro úmidos sejam direcionados em um trajeto ascendente e descendente 30 de movimento de rolamento. Como resultado do movimento de rolamento dos feixes picados sobre a superfície interna curvada 14 do recipiente 12, segmentos uniformes tais como 66 são produzidos, provocando aglomeração e alinhamento dos filamentos de fibra de vidro úmidos e fibras.
Em favorecimento ao método, o recipiente 12 pode ser na forma de um tambor cilíndrico e um revestimento com cavidade 32 pode ser fornecido dentro do tambor cilíndrico 12 para definir a superfície interna curvada 17 sobre a qual os feixes picados de filamentos de fibra de vidro sofrem movimento de rolamento. Também a superfície interna curvada 14 definida pelo revestimento com cavidade 32 dentro do tambor cilíndrico 12 pode incluir uma pluralidade de cavidades geralmente alongadas 34 que se projetam para dentro em relação ao tambor cilíndrico 12, de modo a serem escalonadas em fileiras adjacentes, tais como 36a e 36 b. Ainda, adicionalmente, as cavidades geralmente alongadas 34 da superfície interna curvada 14, definidas pelo revestimento com cavidade 32, podem ser geralmente elípticas e alongadas na direção do eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal 16, do recipiente 12.
Além disto, a força vibratória 38 que é produzida pode ser direcionada ao longo de um trajeto linear deslocado do eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal 16 e também deslocada do centro de gravidade do recipiente 12. Adicionalmente, a pluralidade de molas 20, 22 e 24 sobre as quais o recipiente 12 é montado, pode suportar de forma resiliente o recipiente 12 acima da superfície base 26 para movimento vibratório, sem restrição, em resposta à força vibratória 38.
Embora no que precede tenha sido descrita uma configuração preferencial da divulgação, será apreciado que os detalhes aqui fornecidos podem ser variados por aqueles versados na técnica, sem se afastar do verdadeiro espírito e escopo das reivindicações anexas.

Claims (12)

1. Aparelho vibratório (10) para aglomerar feixes picados (64) de filamentos de fibra de vidro úmidos em segmentos uniformes (66), compreendendo: um recipiente (12) tendo uma superfície interna curvada (14) disposta ao redor de um eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal (16), o recipiente (12) tendo uma extremidade de entrada de feixe picado (18a) e uma extremidade de saída de segmentos uniformes espaçados (18b) axialmente oposta à extremidade de entrada (18a), o recipiente (12) sendo montado sobre uma pluralidade de molas (20, 22, 24) de modo a ser suportado de forma resiliente acima de uma superfície base (26) para tal; e um gerador de vibração (28) para produzir uma força vibratória (38) para fazer com que os feixes picados (64) de filamentos de fibra de vidro no interior do recipiente (12) sejam direcionados num trajeto geralmente ascendente e descendente de movimento de rolamento ao longo da superfície interna curvada (14), enquanto é transportado na direção do eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal (16) a partir da extremidade de entrada (18a) no sentido da extremidade de saída (18b) do recipiente (12), caracterizado pelo fato de um revestimento com cavidade (32) ser provido no interior da superfície interna curvada (14), sobre a qual os feixes picados (64) de filamentos de fibra de vidro úmidos sofrem movimento de rolamento.
2. Aparelho vibratório, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o recipiente (12) estar na forma de um tambor cilíndrico.
3. Aparelho vibratório, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a superfície interna curvada (14) definida pelo revestimento com cavidade (32) dentro do tambor cilíndrico (12) incluir uma pluralidade de cavidades geralmente alongadas (34) que se projetam para dentro em relação ao tambor cilíndrico (12) de modo a serem escalonadas em fileiras adjacentes (36a, 36b).
4. Aparelho vibratório, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de as cavidades geralmente alongadas (34) da superfície interna curvada (14) definida pelo revestimento com cavidade serem geralmente conformadas de forma elíptica e serem alongadas na direção do eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal (16) do recipiente (12).
5. Aparelho vibratório, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a força vibratória (38) produzida pelo gerador de vibração (28) é direcionada ao longo de um trajeto linear deslocado do eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal (16) e também deslocado do centro de gravidade do recipiente (12).
6. Aparelho vibratório, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de molas (20, 22, 24) monta o recipiente (12) de modo a ser suportado de forma resiliente acima da superfície base (26) para movimento vibratório sem restrição em resposta à força vibratória (38) produzida pelo gerador de vibração (28).
7. Método para aglomerar feixes picados (64) de filamentos de fibra de vidro úmidos em segmentos uniformes (66), caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: fornecer um recipiente (12) que tem uma superfície interna curvada (14) disposta ao redor de um eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal (16); montar o recipiente (12) sobre uma pluralidade de molas (20,22, 24) para suportar de forma resiliente o recipiente (12) acima de uma superfície base (26) para tal; colocar uma pluralidade de feixes picados (64) de filamentos de fibra de vidro úmidos a serem aglomerados sobre a superfície interna curvada (14) em uma extremidade de entrada (18a) do recipiente (12); produzir uma força vibratória (38) para fazer com que os feixes picados (64) de filamentos de fibra de vidro úmidos se movam a partir da extremidade de entrada (18a) até uma extremidade de saída (18b) do recipiente (12); a força vibratória (38) fazendo com que os feixes picados (64) de filamentos de fibra de vidro úmidos sejam direcionados num trajeto ascendente e descendente de movimento de rolamento; pelo que o movimento de rolamento dos feixes picados produz segmentos uniformes mediante provocação da aglomeração dos filamentos de fibra de vidro úmidos.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o recipiente (12) está na forma de um tambor cilíndrico e um revestimento com cavidade (32) é provido dentro do tambor cilíndrico para definir a superfície interna curvada (14), sobre a qual os feixes picados (64) de filamentos de fibra de vidro sofrem movimento de rolamento.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a superfície interna curvada (14) definida pelo revestimento com cavidade no interior (32) do tambor cilíndrico (12) inclui uma pluralidade de cavidades geralmente alongadas (34) que se projetam para dentro em relação ao tambor cilíndrico (12) de modo a serem escalonadas em fileiras adjacentes (36a, 36b).
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as cavidades geralmente alongadas (34) da superfície interna curvada (14) definida pelo revestimento com cavidade são geralmente elípticas e são alongadas na direção do eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal (16) do recipiente (12).
11.Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que a força vibratória (38) produzida pelo gerador de vibração (28) é direcionada ao longo de um trajeto linear deslocado do eixo longitudinal que se estende geralmente de forma horizontal (16) e também deslocado do centro de gravidade do recipiente (12).
12.Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ali, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de molas (20, 22, 24), sobre as quais o recipiente (12) é montado, suportam de forma resiliente o recipiente (12) acima da superfície base (26) para movimento vibratório sem restrição em resposta à força vibratória (38) que é produzida.
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