FI67507C - Kontinuerligt foerfarande foer framstaellning av traeckskydd eller liknande baogformiga foeremaol av formbart material samt anordning foer utfoerande av foerfarandet - Google Patents

Description

67507

Jatkuva menetelmä lokasuojien tai sentapaisten kaarevien esineiden valmistamiseksi muovattavasta aineesta sekä laite menetelmän suorittamiseksi Tämä keksintö koskee jatkuvaa menetelmää lokasuojien tai sentapaisten kaarevien esineiden valmistamiseksi lämmössä muovattavaa ainetta, esimerkiksi kestomuovia, olevasta aine-rainasta, jonka leveys pääasiallisesti vastaa valmistettavan lokasuojan kokonaisleveyttä, jossa menetelmässä muovauslämpö-tilaan säädetty aineraina muovataan kaarevaksi pyörivän, halutun kaarevuussäteen omaavan taivutuselimen avulla, jonka vaipan leveys pääasiallisesti vastaa valmistettavan lokasuojan reunojen välistä leveyttä, ja katkaistaan halutun pituiseksi kat-kaisuelimen avulla kohdassa, jossa aineraina on jähmettynyt. Keksintö koskee myös laitetta tämän menetelmän suorittamiseksi, joka käsittää pyörivän taivutuselimen, edullisesti rummun, jonka vaippapinnan leveys pääasiallisesti vastaa valmistettavan lokasuojan reunojen välistä leveyttä ja jolle jatkuva aineraina sovitetaan ohjattavaksi taivuttamista varten sen päällä, lämpötilan säätöelimet, joilla aineraina saatetaan sopivaan lämpötilaan muovautumista ja/tai katkaisemista varten, ja katkaisuelimen, jolla taivutettu aineraina katkaistaan lokasuojan erottamiseksi.

Tunnettujen menetelmien mukaan valmistetaan muoviset lokasuojat tänä päivänä kuuma-, tyhjiö-, puristus- tai muulla tämänkaltaisella menetelmällä. Lähtöaineena on tällöin valmis levy, joka viedään koneeseen jossa levy ensin lämmitetään sopivaan käsit-telylämpötilaan, muotoillaan ja jäähdytetään, minkä jälkeen muotoiltu lokasuoja poistetaan koneesta ja siitä erotetaan ylimääräinen reuna-aine ja reunat viimeistellään. Koneeseen viedään siis yksi levy kerrallaan, joka lämmitetään, muotoillaan, jäähdytetään ja poistetaan koneesta.

Tämän keksinnön tarkoituksena on nopeuttaa valmistusmenetelmää ja samalla vähentää energiakulutusta. Tämä toteutetaan tekemällä menetelmä jatkuvatoimiseksi ja yhdistämällä lähtöaineen muotoiluvaihe suoraan ainerainan valmistukseen, jolloin säästy- 2 67507 tään ainerainan jäähdyttämisestä sekä, ennen kaikkea, sen uudelleen lämmittämisestä ennen muotoiluvaihetta. Tätä jatkuvaa menetelmää voidaan soveltaa myös valmiiseen, rullan muodossa olevaan varastoaineeseen, jolloin kylläkin joudutaan lämmittämään rainaa uudestaan muovauslämpötilaan mutta menetelmä saadaan jatkuvatoimiseksi. Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen tunnusmerkit selviävät oheisista patenttivaatimuksista 1 ja 7.

Amerikkalaisesta patentista US-4 161 383 tunnetaan jatkuva menetelmä lämmössä muovattavan aineen muovaamiseksi kaarevaksi samalla kun sen pintaan syntyy toisen muotin mukainen kuvio. Tarkoituksena on siis aikaansaada rainan pituussuuntainen kuvio kaarevaksi muovatun esineen pintaan. Tämä toteutetaan ohjaamalla muovauslämpö-tilaan lämmitetty aineraina rummun vaippapinnan ja joustavan, tiiviissä kosketuksessa vaippapintaan liikkuvan, päättömän nauhan väliin. Liikkuessaan vaippapinnan ja mainitun liikkuvan nauhan välissä aineraina muovautuu mainittujen vastakkaisten pintojen muodon mukaan. Katkaisuelin katkaisee muovatun ainerainan sopivassa kohdassa muovausvaiheen jälkeen, josta kohdasta muovattu kappale siirtyy muovausrummun mukana, syrjään siirrettävien kan-natustelojen varassa eteenpäin ja putoaa tämän jälkeen vastaanotto-paikkaan. Tässä menetelmässä ei kuitenkaan ole kysymys taivutetuilla reunoilla varustettujen kaarevien esineiden muodostamisesta eikä sellaisten esineiden muodostaminen onnistuisi US-patentin mukaisella koneella.

US-patentista 3 661 481 ja FI-patentista 37 702 tunnetaan menetelmät muovailtavien muovirainojen muovaamiseksi pituussuuntaisen kaarevuuden sekä tietyn poikkileikkauskuvion antamiseksi rainalle.

Ensin mainitun menetelmän mukaan tapahtuu muovaaminen muovauspyö-riin johdetun ja niiden läpi tunkeutuvan lämmitysväliaineen ja pyörien puristusvoiman avulla. Toiseksi mainitun menetelmän mukaan tapahtuu rainan muovaaminen lämmön, tyhjön ja puristusaineen avulla. Molemmissa menetelmissä tapahtuu muotoilu kokonaan muotoa antavien elimien avulla.

Keksinnön mukaisen menetelmän mukaan muovattava aineraina, jonka leveys pääasiallisesti vastaa valmistettavan lokasuojan kokonais-leveyttä, ohjataan halutun kaarevuussäteen omaavalle taivutus-elimelle, rummulle, jolla aineraina venytyksen alaisena ja tiiviissä kosketuksessa rummun vaippaan muovautuu rummun kaarevan vaippa-pinnan muodon mukaan. Rummun vaipan leveys vastaa valmistettavan lokasuojan reunojen välistä leveyttä. Olennaista tässä menetelmässä on ainerainaan aikaansaatava venytys, jonka vaikutuksesta ainerainan alastaivutettavat reunaosat taipuvat alaspäin aikaansaaden loka-

II

67507 suojalle ominaisen muodon. Vastaavasti lähdettäessä aine-rainasta, joka on profiloitu reunalliseen muotoon, aineraina ja sen mukana alastaivutetut reunat muovautuvat kaarevaan muotoon ilman, että reunaosiin muodostuu ryppyjä. Tämä on seuraus siitä että rainan keskiosaan kohdistetaan venytystä reunaosien jäädessä ilman venytystä.

Ainerainan venyttäminen aikaansaadaan edullisesti siten, että taivutusrummun pintanopeus on suurempi kuin ainerainan syöttö-nopeus ja ainerainan ja rummun vaippapinnan välinen kitka sellainen, että taivutusrumpu vetää ainerainan eteenpäin omalla vauhdillaan. Rummun vaippapinnan ja ainerainan välinen kitka aikaansaadaan edullisesti puristusvoimaltaan säädettävällä puristus-rullalla, joka vaikuttaa ainerainan pintaan. Kitkavaikutusta voidaan tehostaa rummun sisäpuolelta vaippapintaan vaikuttavalla imulla. Myös muoviaineessa jäähtymisen yhteydessä tapahtuva kutistuminen edesauttaa rainan tarttumista telaan.

Lähdettäessä suoran nauhan muodossa olevasta ainerainasta tarkennetaan edullisesti alastaivutettujen reunojen välistä etäisyyttä näitä reunoja vasten vaikuttavilla pyörivillä rullilla.

Ainerainan keskiosaan voidaan sinänsä tunnetulla tavalla muodostaa palkkeja, reikiä, pitimiä tms. rummun vaippapintaan muodostettujen muottien avulla.

Keksinnön mukaisen menetelmän merkittävimpänä etuna on se, että ainerainan muovaaminen voidaan yhdistää suoraan ainerainan valmistamiseen. Suulakepuristimesta tai sentapaisesta tuleva aineraina ohjataan näin ollen mahdollisten puristintelojen ja ohjaustelojen kautta taivutusrummulle. Riippuen kyseisen ainerainan valmistuslämpötilasta ja sen muovautumisominaisuuksista säädetään sen lämpötila sopivaksi seuraavaa muotoilua varten.

Näin on voitu eliminoida tunnetuissa menetelmissä välttämätön lämmitysvaihe ennen muotoilua.

Itse muotoiluun tarvittava energia on myös huomattavasti pienempi kuin valmiin levyn muotoiluun tarvittava energia. Samalla kun säästetään energiaa säästetään myös työtä sekä työtilaa koska välivarastointi on eliminoitunut.

4 67507

Toisena huomattavana etuna on raaka-aineen säästö. Taivutus-rummulta irrotettu lokasuoja on pientä reunaviimeistelyä lukuunottamatta valmis. Pitkittäisistä reunoista poistetaan vain pieni ylimääräinen osa, joka on leveydeltään noin 1-2 cm. Tämä vara lisätään lähtöaineen leveyteen siksi, että rainan ohjauksessa taivutusrummulle saattaa tapahtua 1-2 cm heitto puolesta toiseen. Rainan täysin tarkka ohjaaminen rummulle olisi kalliimpaa kuin mainittu reunojen puhdistus ja siitä johtuva hukka. Tähän asti käytetyissä menetelmissä syntyy paljon jätettä, joka on leikattava pois ja murskattava sopivaan muotoon uudelleen sulattamista varten. Tämä vaatii koneita, energiaa ja työvoimaa. Irtileikattavan hukan lisäksi syntyy nk. lattiahukkaa jota ei voi käyttää uudestaan.

Kolmantena huomattavana etuna on suuri valmistusnopeus. Keksinnön mukaisella menetelmällä päästään noin 60 kappaleen tuntivauhtiin, mikä on moninverroin suurempi kuin tunnetulla menetelmällä saavutettu nopeus.

Keksinnön mukaisesti valmistetun lokasuojan lujuus on myös tavanomaisin menetelmin valmistetun lokasuojan lujuutta suurempi sen ansiosta, että muoviaineen molekyylirakenne orientoituu venytyksen yhteydessä aikaansaaden suuremman lujuuden .

Lähdettäessä suulakepuristamalla valmistetusta profiilista, jonka poikkileikkaus jo läheisesti vastaa valmistettavan lokasuojan poikkileikkausta, voidaan profiilin ainevahvuut-ta säätää esimerkiksi vahvistamalla reunoja tai muodostamalla niihin vahvikepalie tai muodostamalla profiiliin pitkittäisiä vahvistuksia. Vahvistukset voivat olla pitkittäisten, pinnallisten raitojen muodossa, rainan jommallakummalla tai molemmilla puolilla. Vahvistukset voivat esiintyä vain taivutetuissa reunaosissa tai vahvistuksen voi muodostaa tasapaksuun rainaan muodostettu aaltokuvio.

li 5 67507 Lähdettäessä profiloidusta, suulakepuristimesta tulevasta lähtöaineesta johdetaan tämä jäähdytyslaitteiston kautta taivutusrummulle. Lähdettäessä profiloitumattomasta, suulakepuristimesta tulevasta ainerainasta syötetään tämä edullisesti kalanteritelojen kautta lokasuojan pinnan käsittelemiseksi kiiltäväksi ja edelleen ohjaustelan tai -telojen kautta taivutusrummulle. Mikäli lämpötila ei ole sopiva rainan saapuessa taivutusrummulle lisätään sopiva lämpökäsittely. Muovaus- ja katkaisuvaiheen välissä on huolehdittava rainan lämpötilan laskusta sopivaksi seuraavaa katkaisuvaihetta varten.

Laite keksinnön mukaisen menetelmän suorittamiseksi käsittää pyörivän taivutuselimen, rummun, jolle jatkuva aineraina ohjataan taivuttamista varten sen päällä. Taivutusrummun säde vastaa pääasiassa valmistettavan lokasuojan kaarevuus-sädettä. Lokasuojan kaarevuussäteeseen vaikuttaa kuitenkin vetovoiman suuruus. Vetovoiman kasvaessa pienenee lokasuojan kaarevuussäde. Myös ainepaksuus ja lämpötila vaikuttavat kaarevuussäteeseen. Aineen oheneminen pienentää sädettä ja lämpötilan nousu suurentaa sädettä johtuen pienemmästä vedon tarpeesta. Valmiin lokasuojan säde on noin 0-2 % pienempi kuin rummun säde. Laitteeseen kuuluu edelleen lämpötilan säätöelimet, joilla aineraina saatetaan sopivaan lämpötilaan muotoilua ja katkaisua varten, ja katkaisuelin, jolla taivutettu aineraina katkaistaan lokasuojan erottamiseksi. Olennaista laitteessa on se, että taivutusrum-mun vaippapinnan leveys pääasiallisesti vastaa lokasuojan reunojen välistä leveyttä ja että taivutusrummun pintanopeus on suurempi kuin ainerainan syöttönopeus sekä vaippapinnan ja ainerainan välillä on riittävä kitka niin, että vaippa-pinta vetää ainerainaa omalla vauhdillaan ja aikaansaa Tainaan venytystilan. Kitka aikaansaadaan edullisesti puristusvoimaltaan säädettävällä puristusrullalla, joka vaikuttaa taivutusrumpuun ja sen päällä kulkevaan ainerainaan. Laitteessa on edelleen edullisesti säädettävä säätörullapari, 6 67507 jotka rullat sijaitsevat taivutuselimen kummallakin puolella ja pyörivät ainerainan alastaipuvia reunoja vasten, pyörimissuunnan ollessa sama kuin reunojen kehänsuuntaisen liikkeen suunta. Säätörullaparin tehtävänä on tarkentaa ainerainan alastaipuneiden reunojen kulma lokasuojan suoraan keskiosaan nähden. Vetojännityksen vaikutuksesta tapahtuva reunan taivutus on suoraan verrannollinen levyn paksuuteen. Mitä paksumpi aineraina on sitä enemmän taivutuskulma poikkeaa 90°C:sta. Ainevahvuuden ollessa noin 1 mm on koeajossa saavutettu 90 + 3°. Ainevahvuudella 2 mm on suurin kul-maheitto ollut 9°.

Taivutetun ainerainan katkaisua varten on rummun ja rainan välissä kisko tai paineilmasuutin tai muu vastaava irrottamassa tarpeeksi jäähtynyttä rainaa rummun pinnasta. Katkaisu tapahtuu sahaamalla, jyrsimällä, viiltämällä, lämpöveit-sellä tai vastaavalla tavalla. Katkaisulaite lukkiutuu katkaisun ajaksi rumpuun tai seuraa muuten tarkasti rummun ja rainan liikettä, jotta katkaisu voi tapahtua kohtisuoraan tai muuten halutulla ja toistettavalla tavalla.

Seuraavassa esitetään keksinnön mukainen menetelmä yhden edullisen suoritusesimerkin muodossa oheisiin kuvioihin viitaten : kuvio 1 esittää lokasuojan taivutusta keksinnön mukaisessa laitteessa sivusta nähtynä ja kuvio 2 esittää kuvion 1 pystyleikkauksen kohdassa 2-2.

Aineraina 1 tulee suulakepuristimesta 2 ja kulkee kalanteri-telojen 3 ja ohjaustelan 4 kautta taivutusrummulle 5, joka pyörii myötäpäivään. Taivutusrumpu vetää ainerainaa ohjaus-telasta, ainerainan ja vaippapinnan välisen kitkan avulla myötäpäivään, omalla vauhdillaan. Lähellä katkaisuelintä 6 sijaitsee säädettävä puristuspyörä 7, jolla aikaansaadaan mainittu kitka. Puristusvoimaa voidaan säätää olosuhteiden mukaan. Siinä kohdassa missä puristuspyörä vaikuttaa aine-rainaan on tämä jo jähmettynyt. Katkaisuelin 6 suorittaa ti 7 67507 määrättynä ajankohtana ainerainan katkaisemisen. Katkaisun jälkeen valmis lokasuoja 8 putoaa alas vastaanottokohtaan ja siirretään reunojen siistiämisvaiheeseen. Ainerainan uusi pää jatkaa matkaansa myötäpäivään taivutusrummulla kunnes pää edullisesti kohtaa rummun ja ainerainan välissä olevan, ei esitetyn kiskon, paineilmasuuttimen tai vastaavan, jonka vaikutuksesta muotoiltu aineraina irtoaa rummusta. Tässä vaiheessa katkaisulaite suorittaa ainerainan katkaisun. Säätörullapari 9 on sovitettu vaikuttamaan suunnilleen rummun ylimmässä kohdassa ainerainan 2 alastaipunei-ta reunoja vasten. Tällä tavalla voidaan tarkentaa lokasuojan reunojen kulmaa, jonka edullisimmin tulisi olla 90°. Säätörullaparin rullat 9 pyörivät rumpuun nähden säteittäis-ten akselien varassa, vastakkaisiin suuntiin eli samaan suuntaan kuin ainerainan liikesuunta. Ainerainan jäähtymistä! vastaavasti lämmityslaitteita ei ole esitetty kuvioissa, mutta ne ovat tavanomaista rakennetta. Sopiva muovauslämpö-tila on noin 100°C, mikä on poikkeuksellisen alhainen muo-vauslämpötila. Tunnetuissa menetelmissä lämmitetään levy noin 150-180°C:n lämpötilaan.

Suulakepuristimesta 2 tuleva aineraina on esitetyssä tapauksessa suoran maton muodossa ja kulkee kalanteritelojen 3 kautta, jotka antavat rainalle kiiltoa. Mikäli lähdetään profiilin muotoon suulakepuristetusta ainerainasta jäävät kalanteritelat pois ja aineraina ohjataan sopivien ohjaus-telojen ja jäähdytyslaitteiden kautta taivutusrummulle.

Sekä käytettäessä suoraa, ei-profiloitua rainaa että profiloitua rainaa ohjataan se taivutusrummulle niin, että rumpu tulee mahdollisimman keskelle rainaa. Säätämällä rainaan kohdistuva vetojännitys sopivaksi taipuvat edellisessä tapauksessa reunaosat suoraan tai lähes suoraan kulmaan rainan keskiosaan nähden. Sopivan ainerainan keskiosaan kohdistuvan vetojännityksen avulla taipuvat jälkimmäisessä tapauksessa valmiiksi alastaivutetut reunaosat kaarevaan muotoon ilman, että muodostuu ryppyjä reunaosissa.

Ll_ --- 8 67507

Edellä on selostettu keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta muovisen lokasuojan valmistuksen yhteydessä.

Samaa menetelmää voidaan kuitenkin soveltaa myös muiden muovattavien ja venytettävien aineiden kohdalla, esimerkiksi metallilla.

Claims (9)

9 67507

1. Jatkuva menetelmä lokasuojien tai sentapaisten kaarevien esineiden valmistamiseksi lämmössä muovattavaa ainetta, esimerkiksi kestomuovia, olevasta ainerainasta (2), jonka leveys pääasiallisesti vastaa valmistettavan lokasuojan kokonaisleveyttä, jossa menetelmässä muovauslämpötilaan säädetty aineraina muovataan kaarevaksi pyörivän, halutun kaarevuussäteen omaavan taivutuselimen (5) avulla, jonka vaipan leveys pääasiallisesti vastaa valmistettavan lokasuojan (8) reunojen välistä leveyttä, ja katkaistaan halutun pituiseksi katkaisuelimen (6) avulla kohdassa, jossa aineraina on jähmettynyt, tunnettu siitä, että aineraina (2) ohjataan taivutuselimelle (5), jolla se venytyksen alaisena, olennaisesti venytyksen vaikutuksesta ja tiiviissä kosketuksessa taivutuselimeen (5), muovautuu taivutus-elimen kaarevan muodon mukaan, jolloin venytys aikaansaadaan pyörivän taivutuselimen (5) pintanopeuden ja ainerainan syöt-tönopeuden välisellä erolla, taivutuselimen ja ainerainan välisen kitkan avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että taivutuselimen (5) ja ainerainan (2) välinen kitka aikaansaadaan säädettävällä puristusvoimalla ainerai-naan ja taivutuselimeen vaikuttavan rullan (7) avulla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainerainan (2) ja taivutuselimen (5) välistä kosketusta tehostetaan sinänsä tunnetulla tavalla vaippapintaan vaikuttavalla imulla.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa aineraina (2) muodostetaan taivutuselimen yhteyteen sovitetussa suulakepuristimessa, josta se tasaisena levynä, mahdollisten puristusrullien ja ohjausrullien kautta ohjataan taivutuselimelle, tunnettu siitä, että taivutuselimen (5) sivuja vasten, rainaan aikaansaadun venytyksen vaikutuksesta kääntyvien reunojen välistä leveyttä tarkennetaan mainittuja reunoja vasten vaikuttavilla pyörivillä 10 67507 rullilla (9).

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, jossa aineraina muodostuu esimerkiksi suulakepuristamalla valmistetusta, lokasuojan poikkileikkauksen pääasiassa omaavasta profiilirainasta, joka syötetään joko suoraan profiilirainaa puristavasta laitteesta tai varastorullas-ta taivutuselimelle muovailulämpötilaan säädettynä, tunnettu siitä, että ainerainan (2) taivutuselimen (5) vaippapinnalla kulkeva keskiosa venyy ainerainassa vallitsevan venytystilan vaikutuksesta enemmän kuin taivutetut reunaosat niin, että viimeksi mainitut taipuvat kaareviksi keskiosan mukana ilman, että niihin muodostuu ryppyjä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainerainan (2) keskiosaan muodostetaan palkkeja, reikiä jne. sinänsä tunnetulla tavalla taivutuselimeen (5) muodostettujen muottien avulla.

7. Laite lokasuojien tai sentapaisten kaarevien esineiden valmistamiseksi lämmössä muovattavaa ainetta, esimerkiksi kestomuovia, olevasta ainerainasta (2), käsittäen pyörivän taivutuselimen, edullisesti rummun (5), jonka vaippapinnan leveys pääasiallisesti vastaa valmistettavan lokasuojan (8) reunojen välistä leveyttä ja jolle jatkuva aineraina sovitetaan ohjattavaksi taivuttamista varten sen päällä, lämpötilan säätöelimet, joilla aineraina saatetaan sopivaan lämpötilaan muovautumista ja/tai katkaisemista varten, ja katkai-suelimen (6), jolla taivutettu aineraina katkaistaan lokasuojan erottamiseksi, tunnettu siitä, että taivutus-elimen (5) pintanopeus on sovitettu suuremmaksi kuin ainerainan syöttönopeus sekä että laitteessa on laite (7) kitkan aikaansaamiseksi taivutuselimen (5) vaippapinnan ja ainerainan (2) väliin venytystilan aikaansaamiseksi ainerainan suoraan keskiosaan. 11 67507

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu puristusvoimaltaan säädettävästä puristusrullasta (7), joka on sovitettu vaikuttamaan taivutuselimeen (5) ja sen päällä kulkevaan ainerainaan (2) aikaansaaden taivutuselimen ja ainerainan välistä kitkaa.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnet-t u asennoltaan säädettävästä säätörullaparista (9), jotka rullat sijaitsevat taivutuselimen (5) kummallakin puolella ja pyörivät ainerainan (2) alastaipuvia reunoja vasten, pyörimissuunnan ollessa sama kuin mainittujen reunojen ke-hänsuuntaisen liikkeen suunta. __ 1.. 12 67507