CS277061B6 - Process for producing honeycomb structures from a light-weight construction material and apparatus for making the process - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby voštinových struktur z lehčeného konstrukčního materiálu sestávajícího ze sdružené fólie z termoplastu a vláken a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Desky s voštinovou strukturou, které se přednostně zhotovují z polyamidového papíru o vysoké pevnosti a pokrývají se fenolovou pryskyřicí odolnou proti vysokým teplotám, slouží jako materiál jádra pro sendvičové desky s povrchovými vrstvami z umělé hmoty vyztužené uhlíkovými nebo skleněnými vlákny nebo z aluminia. Takové sendvičové desky jsou konstrukčními prvky s velmi vysokou pevností a tuhostí, s vysokou pohltivostí energie a s dobrou pružností při nejnižší váze. Oblasti použití sendvičových desek s voštinovým jádrem jsou v letectví a kosmonautice, ve strojírenství a při konstrukci kolejových vozidel a plavidel, stejně jako sportovního náčiní a náčiní pro volný čas.

Lehčené konstrukční desky s voštinovou strukturou se zhotovují roztahovacím způsobem nebo profilovacím způsobem .

U roztahovacího způsobu se pásový materiál, například polyamidový papír, odvíjející se z role, rozdělí na jednotlivé listy, na listy se pak v přímých liniích probíhajících ve směru odvíjení pásového materiálu nanese bodově lepidlo, listy se složí a lepidlové linie vytvrdí, načež se vrstvy papíru složené na sobě od sebe roztáhnou do voštinového bloku, z něhož se pak mohou odřezávat desky o požadované síle.

Další možností je nejprve ze složeného svazku listů odříznout pláty o požadované síle a potom tyto pláty roztáhnout do desek s voštinovou strukturou.

Profilovací způsob se používá pro výrobu voštinových struktur se zvýšenou pevností. U tohoto způsobu se pásový materiál, například z aluminia, odvíjený z role válcuje pomocí profilovaných válců, například do pásu profilovaného do tvaru lichoběžníků, potom se profilovaný pás rozdělí do desek profilovaných do lichoběžníků, na vyvýšeniny takto profilovaných desek se nanese lepidlo, desky se na sebe naskládají a slepí do voštinového bloku, z něhož se potom odřezávají panely o požadované síle.

Úkolem vynálezu je vytvořit způsob výroby voštinových struktur zlehčeného konstrukčního materiálu, které se oproti známým voštinovým strukturám vyznačují zvýšenou pevností a tuhostí, zlepšenou pohltivostí energie a zlepšenou reakcí na požár, jakož i zařízení k provádění tohoto způsobu.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje způsob výroby voštinových struktur z lehčeného konstrukčního materiálu sestávajícího ze sdružené fólie z termoplastu a vláken, která jsou z uhlíku, karbidu křemičitého apod. ve tvaru tkaniny, rouna, sítě z pletiva, přičemž vlákna jsou uložena v matrici z termoplastu odolného proti vysokým tep§ lotám, jako je polyetheretherketon, polyethersulfon nebo polysulfon, u něhož se fólie ve tvaru pásu profiluje a rozděluje do desek, které se spolu spojují do voštinové struktury lepením nebo se spolu svařují tavným nebo ultrazvukovým svařováním, podle vynálezu, jehož podstatou je, že do sdružené fólie se spolu navzájem spojí válcováním alespoň jeden ohřátý pás termoplastické fólie a vláknitý materiál.

Podle jednoho výhodného provedení vynálezu se spolu spojí horní a dolní ohřátý pás termoplastické fólie a vláknitý materiál vedený mezi těmito pásy termoplastické fólie.

Podle druhého výhodného provedení vynálezu se protlačuje pás termoplastické fólie a následně se spojuje s vláknitým materiálem válcováním.

Podle třetího výhodného provedení vynálezu se pás termoplastické fólie ve formě roztaveného termoplastického granulátu válcuje spolu s vláknitým materiálem do sdružené fólie.

Je výhodné, když se po válcování sdružená fólie z termoplastu a vláken zhutňuje a upravuje na požadovanou sílu následným alespoň jedním ohřátím a válcováním.

Podle výhodného provedení se pásovitá profilovaná sdružená fólie rozděluje do desek s délkou, která je několikanásobkem plus jednou polovinou velikosti rozteče profilu pásu.

Zařízení podle vynálezu sestává z profilovacího zařízení pro pás fólie, zařízení pro nanášení lepidla nebo svařovacího zařízení, řezacího zařízení pro dělení pásu fólie a lisovacího zařízení pro vzájemné slepování, popřípadě svařování profilovaných fóliových desek, přičemž podstatou vynálezu je, že profilovacímu zařízení je předřazena válcovací stolice duo s párem kalandrových válců, horní ’a dolní vedení pásů vybavená topnými zařízeními pro dva pásy termoplastické fólie a střední vedení pro zavádění vláknitého materiálu.

Zařízení sestává rovněž z profilovacího zařízení pro pás fólie, zařízení pro nanášení lepidla nebo svařovacího zařízení, řezacího zařízení pro dělení pásu fólie a lisovacího zařízení pro vzájemné slepování, popřípadě svařování profilovaných fóliových desek, přičemž podstatou vynálezu je, že dále sestává z výtlačného lisu se štěrbinovým výstupním otvorem pro vytlačování pásu termoplastické fólie a za ním zařazeného válcovacího zařízení, zejména válcovací stolice trio, umístěné před profilovacím zařízením, se středním vedením pásu fólie vystupující z výtlačného lisu a dále z horního vedení pro zavádění vláknitého materiálu.

Zařízení rovněž sestává z profilovacího zařízení pro pás fólie, zařízení pro nanášení lepidla nebo svařovacího zařízení, řezacího zařízení pro dělení pásu fólie a lisovacího zařízení pro vzájemné slepování, popřípadě Svařování profilovaných fóliových desek, přičemž podstatou vynálezu je, že před profilovacím zařízením je uspořádán horizontální dolní dopravní pás a nad ním v odstupu je uspořádán rovnoběžně sním horní dopravní pás, umístěný nad zadní částí dolního dopravního pásu a vytváří s ním podélnou mezeru, mezi horní větví a dolní větví obou dopravních pásů v oblasti podélné mezery jsou vestavěna topná zařízení, nad dolním dopravním pásem v jeho přední části a před horním dopravním pásem jsou v rozdílných výškách uspořádány dávkovači stanice, přednostně dávkovači násypky, pro granulát termoplastu a mezi dávkovacími stanicemi je umístěn přívod s vodicí kladkou pro zavádění vláknitého materiálu pod druhou dávkovači stanici do podélné mezery mezi oběma dopravními pásy, přičemž rovina průchodu vláknitého materiálu podélnou mezerou leží v oblasti střední roviny podélné mezery.

Zařízení může být dále opatřeno jednou nebo více válcovacími stanicemi s párem kalandrových válců a jedním nebo více topnými zařízeními mezi částí zařízení pro výrobu sdružené fólie z termoplastu a vláken a profilovacím zařízením.

Způsobem a zařízením podle vynálezu se vyrábějí voštinové struktury z lehčeného konstrukčního materiálu, které mají proti známým voštinovým strukturám zvýšenou pevnost a tuhost, zlepšenou pohltivost energie a lépe odolávají požárům.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn s odkazem na přiložené výkresy, kde jsou znázorněna všechna tři zařízení pro provádění způsobu podle vynálezu a kde obr. 1 znázorňuje bokorys celého zařízení pro zhotovování voštinových struktur, obr. 2a 3 bokorysy dvou obměněných částí I zařízení pro výrobu fólie z termoplastu a vláken, obr. 4 podélný řez profilovanou deskou pro výrobu jedné voštinové struktury a obr. 5 obměnu části II zařízení pro výrobu jedné voštinové struktury z fólie z termoplastu a vláken.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení podle obr. 1 sestává z části I pro výrobu fólie 1 z termoplastu a vláken ve tvaru pásu a z části II pro další zpracování sdružené fólie 1 do bloku 2 s voštinovou strukturou, z níž se odřezávají voštinové desky, které se použijí jako materiál jádra pro sendvičové desky s povrchovými vrstvami z umělé hmoty zesílené uhlíkovým nebo skleněným vláknem nebo z aluminia.

Část I zařízení obsahuje válcovací stolici duo s jedním párem kalandrových válců 3, 4, horní a dolní vedení 5, 6 pro dva pásy 2/ 8 termoplastické fólie odvíjené z neznázorněných rolí, topná zařízení 9 v oblasti vedení 5, 6 pásů a střední vedení 10 pro vláknitý materiál 11, který se odvíjí z neznázorněné role.

Část II zařízení sestává ze tří topných zařízení 9 a dvou dalších válcovacích stolic duo s párem kalandrových válců 12,

13. které jsou uspořádány střídavě za sebou, z profilovacího zařízení 14 se dvěma profilovanými válci 15, 16, kterými je pás fólie 1 z termoplastu a vláken vyválcován do lichoběžníkového profilu 17 s roztečí X, z jednoho zařízení 18 s válcem 19 pro nanášení lepidla na vyvýšeniny 20 lichoběžníkového profilu 17, z řezacího zařízení 21 pro odřezávání profilovaných desek 22 z fólie 1 z termoplastu a vláken a z lisovacího zařízení 23 pro vzájemné slepení na sobě poskládaných desek 22 do voštinového bloku 2.

Místo lepení mohou být profilované desky 22 navzájem spojovány rovněž tavným svařováním nebo svařováním ultrazvukem tím, že prostřednictvím svařovací hlavy 24 jsou drženy vždy dvě profilované desky 22 jedním svařovacím trnem 25.

V části I zařízení se z neznázorněných rolí odvíjejí dva pásy 2/ θ termoplastické fólie, pásy ]_, 8 se ohřívají topnými zařízeními 9 v oblasti horního a dolního vedení 5, 6 pásů a s vláknitým materiálem 11, odvíjejícím se z neznázorněných rolí, který prochází ve středním vedení 10 mezi oba pásy 7, 8 fólie se válcují ve válcovací stolici duo s párem kalandrových válců 2/ 4 do sdružené fólie 1 z termoplastu a vláken.

V části I zařízení se fólie 1 z termoplastu a vláken po předchozím ohřevu topnými zařízeními 9 dvěma dalšími průchody v za sebou uspořádaných válcovacích stolicích duo s párem kalandrových válců 12, 13 zhutňuje a válcuje na požadovanou sílu. Po opětovném nahřátí v dalších topných zařízeních 9 se fólie 1 z termoplastu a vláken ve tvaru pásu profilovacím zařízením 14 válcuje do pásu fólie s lichoběžníkovým profilem a následně se vyvýšeniny 20 pásu lichoběžníkového profilu v nanášecím zařízení 18 opatří lepidlem.

V následujícím řezacím zařízení 21 se od profilovaného pásu průběžně odřezávají desky 22, jejichž délka L je násobkem a polovinou rozměru rozteče X lichoběžníkového profilu 17. Potom se desky 22 s lichoběžníkovým profilem složí a v lisovacím zařízení 23 pod tlakem, popřípadě za opětovného ohřevu, slepí do voštinového bloku 2, z něhož se po vytvrzení lepidla odřezávají desky s požadovanými rozměry.

Část I zařízení znázorněná na obr. 2 obsahuje pro výrobu fólie 1 z termoplastu a vláken výtlačný lis 26 se štěrbinovým výstupním otvorem 27 a za ním zařazené válcovací zařízení 28, provedené jako válcovací stolice trio, se středním vedením 29. pásu 30 fólie vystupujícího z výtlačného lisu 26 a s horním vedením 31 pro vláknitý materiál.

Část I zařízení podle obr. 3 pro výrobu fólie 1 z termoplastu a vláken je vybavena horizontálním dolním dopravním pásem 32 a nad ním s odstupem rovnoběžně uspořádaným horním dopravním pásem 33, umístěným nad zadní částí dolního dopravního pásu 32, s nímž vytváří podélnou mezeru 34. Mezi horní větví a dolní větví obou dopravních pásů 32. 33 jsou v oblasti podélné mezery 34 vestavěna topná zařízení 9.

Nad dolním dopravním pásem 32 jsou v jeho přední části před horním dopravním pásem 33 uspořádány v různých výškách dvě dávkovači stanice 35, 36 provedené jako dávkovači násypky pro granulát termoplastu.

Mezi dvěma dávkovacími zařízeními 35, 36 se nachází přívod s vodicí kladkou 38 pro zavádění vláknitého materiálu 11 pod druhou dávkovači stanici 36 do podélné mezery 34 mezi oběma dopravními pásy 32, 33., přičemž rovina průchodu vláknitého materiálu 11 podélnou mezerou 34 leží v oblasti střední roviny podélné mezery 34.

Vratnými kladkami 32a, 32b a 33a, 33b se na oba pásové dopravníky 32, 33 přenáší stanovená válcovací síla a tím se válcuje tkanina z umělé hmoty s vláknitým materiálem 11 nacházející se v podélné mezeře 34 do sdružené fólie 1 z termoplastu a vláken.

Claims (10)

1. Způsob výroby voštinových struktur z lehčeného konstrukčního materiálu sestávajícího ze sdružené fólie z termoplastu a vláken, která jsou z uhlíku, karbidu křemičitého apod. ve tvaru tkaniny, rouna, sítě z pletiva, přičemž vlákna jsou uložena v matrici z termoplastu odolného proti vysokým teplotám, jako je polyetheretherketon, polyethersulfon nebo polysulfon, u něhož se fólie ve tvaru pásu profiluje a rozděluje do desek, které se spolu spojují do voštinové struktury lepením nebo se spolu svařují tavným nebo ultrazvukovým svařováním , vyznačující se tím, že do sdružené fólie se spolu navzájem spojí válcováním alespoň jeden ohřátý pás termoplastické fólie a vláknitý materiál.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že válcováním se spolu spojí horní a dolní ohřátý pás termoplastické fólie a vláknitý materiál vedený mezi těmito pásy termoplastické fólie.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se protlačuje pás termoplastické fólie a následně se spojuje s vláknitým materiálem válcováním.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pás termoplastické fólie ve formě roztaveného termoplastického granulátu se válcuje spolu s vláknitým materiálem do sdružené fólie.

5. Způsob podle nároků 2 až 5, vyznačující se tím, že po válcování se sdružená fólie z termoplastu a vláken následným alespoň jedním ohřátím a válcováním zhutňuje a upravuje na požadovanou sílu.

6. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že pásovitá profilovaná sdružená fólie se rozděluje do desek s délkou (L), která je několikanásobkem plus jednou polovinou velikosti rozteče (X) profilu pásu.

7. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 2, s profilovacím zařízením pro pás fólie, se zařízením pro nanášení lepidla nebo svařovacím zařízením, s řezacím zařízením pro dělení pásu fólie a s lisovacím zařízením pro vzájemné slepování, popřípadě svařování profilovaných fóliových desek, vyznačující se tím, že profilovacímu zařízení (14) je předřazena válcovací stolice duo s párem kalandrových válců (3, 4), horní a dolní vedení (5, 6) pásů vybavená topnými zařízeními (9) pro dva pásy termoplastické fólie a střední vedení (10) pro zavádění vláknitého materiálu.

8. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 7, vyznačující se tím, že dále sestává z výtlačného lisu (26) se štěrbinovým výstupním otvorem (27) pro vytlačování pásu termoplastické fólie a za ním zařazeného válcovacího zařízení (28), zejména válcovací stolice trio, umístěné před profilovacím zařízením (14), se středním vedením (29) pásu fólie vystupující z výtlačného lisu (26) a dále z horního vedení (31) pro zavádění vláknitého materiálu.

9. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 7, vyznačující se tím, že před profilovacím zařízením (14) je uspořádán horizontální dolní dopravní pás (32) a nad ním v odstupu je uspořádán rovnoběžně s ním horní dopravní pás (33), umístěný nad zadní částí dolního dopravního pásu (32) a vytváří s ním podélnou mezeru (34), mezi horní větví a dolní větví obou dopravních pásů (32, 33) v oblasti podélné mezery (34) jsou vestavěna topná zařízení (9),nad dolním dopravním pásem (32) v jeho přední části a před horním dopravním pásem (33) jsou v rozdílných výškách uspořádány dávkovači stanice (35, 36), přednostně dávkovači násypky, pro granulát termoplastu a mezi dávkovacími stanicemi (35, 36) je umístěn přívod s vodicí kladkou (38) pro zavádění vláknitého materiálu pod druhou dávkovači stanici (36) do podélné mezery (34) mezi oběma dopravními pásy (32, 33), přičemž rovina průchodu vláknitého materiálu podélnou mezerou (34) leží v oblasti střední roviny podélné mezery (34).

10. Zařízení podle jednoho z nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že je dále opatřeno jednou nebo více válcovacími stanicemi s párem kalandrových válců (12, 13) a jedním nebo více topnými zařízeními (9) mezi částí (I) zařízení pro výrobu sdružené fólie z termoplastu a vláken a profilovacím zařízením (14).