NO146851B - Drivmekanisme for vakuumformetrommel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en drivmekanisme for kontinuerlig variasjon av rotasjonshastigheten for en formetrommel som anvendes ved vakuum- eller trykkforming av en bane av termoplast.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en enkel og særpreget mekanisme for kontinuerlig variasjon av rotasjonshastigheten av en mangeflatet formetrommel som kan ha et hvilket som helst antall flater, slik at hvis en materialbane eller film av varm termoplast ekstruderes med en konstant hastighet og mates over på trommelen med en konstant hastighet, vil rotasjonshastigheten på trommelen variere slik det måtte være behov for for å motta denne film tilnærmet ved den nevnte konstante hastighet.

Vanlig termoforming foregår ved anvendelse av en flat formeflate som har det antall og den type hulrom det er behov for og ved å plassere et ark av halvveis smeltet film direkte over toppen av formen, for så å utøve enten trykk eller vakuum eller begge for å forme filmen etter den form hulrommet har. Det er ønskelig å komme frem til en kontinuerlig prosess der en materialbane eller en film kan ekstruderes kontinuerlig og formes i formehulrommet.

Det er dessuten meget ønskelig å ekstrudere filmen med en konstant hastighet for å få god kontroll med krystalli-sering, tykkelse, krystallgrad etc. Problemet man da står overfor er å tilpasse den konstante filmhastighet til overflatehastigheten av formehulrommene.

Det er i alminnelighet ikke mulig å fremstille forrae-hulrommene i overflaten av en sylinderflate, og det er derfor nødvendig å konstruere en trommel med flere plane flater som hver inneholder et antall hulrom hvori gjenstandene skal vakuum-

formes eller trykkformes.

Hvis en slik mangeflatet trommel drives med en konstant rotasjonshastighet vil den film som kommer fra ekstruderings-dysen med konstant hastighet variere i tykkelse, der den er i kontakt med trommelen fordi dennes radius og dermed periferi-hastighet av trommelen varierer der denne kommer i berøring med filmen. For å løse dette problem vil det være nødvendig å ta i bruk en kostbar og komplisert drivanordning med variabel hastighet for å drive trommelen slik at overflatehastighetene ville være konstante ved det punkt der filmen løper inn på flaten.

En hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en mekanisme for drift av en mangeflatet formetrommel med variabel hastighet slik at den kan oppta ekstrudert film eller en materialbane som tilføres på annen måte, med konstant hastighet stort sett uten å strekke filmen i lengderetningen.

Det er dessuten en hensikt med oppfinnelsen å komme frem til en drivmekanisme for en formetrommel som vil tillate endring i antallet av flater på formetrommelen når det er ønskelig å fremstille en annen gjenstand uten at det blir nød-vendig med tilsvarende store forandringer i drivmekanismen for trommelen.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen der: Fig. 1 viser, sett fra siden, en utførelsesform for drivmekanismen i henhold til oppfinnelsen, fig. 2 viser skjematisk forholdene på fig. 1 på det tidspunkt da to hjørner (B^, er dreiet til den stilling som er vist med stiplet omriss på fig. 1, og fig. 3 viser det samme som fig. 2 og gjengir ved punktene og B^ stillingen av hjørnene B- og B^ etterat trommelen er dreiet omtrent 5 fra den stilling som er vist på fig. 2, dvs. til en stilling der en av trommelens plane flater og det tilførte baneformede materiale ligger på en rett linje. Fig. 1 viser en filmdyse 10 for baneformet materiale, formetrommel 12 og drivskive 14 for en film 18 som skal vakuumformes. Vakuumformetrommelen 12 er vist som en firesidet formetrommel, der hver side har ett eller flere formehulrom som varm film 18 som er ekstrudert ved dysen .19, suges inn i ved programmert utøvelse av vakuum. På fig. 1 dreies vakuumformetrommelen 12 i urviserretningen fra drivskiven 14. Drivskiven 14 trekker en rem 20 som ligger rundt omkretsen av formetrommelen 12. Et løpehjul 16 er fjærbelastet om en be-vegelig akse for å holde drivremmen 20 strammet. Det skal påpekes at det ligger innenfor oppfinnelsens ramme å drive mange-sidede formetromler som kan ha et hvilket som helst antall sider. Videre skal det påpekes at en trommel som har rektangu-lært tverrsnitt med bare to lange sider med hulrom og to meget korte sider som bare er lange nok til å gi plass for vakuum-ledninger og hulrom etc, kan betraktes som en tosidet trommel. Behovet for en slik trommel vil være tilstede der man alle-rede har to flate former som arbeider med gjenoppvarmede plater eller ark i henhold til kjent vakuumforming. Det ligger også innenfor rammen av oppfinnelsen å drive enten en vakuum-trommel eller en trommel med formehulrom for forming av film ved utøvelse av et trykk utenfra på hulrommene eller enhver kombinasjon av vakuum og trykk for forming. Dessuten ligger det innenfor rammen av oppfinnelsen å drive formetrommelen med drivrem, kjede eller tilsvarende anordninger. I stedet for å drive omkretsen av formetrommelen ville det være mulig å drive en mindre skive som er koaksialt anbrakt og har et tverrsnitt som er symmetrisk med tverrsnittet på formetrommelen med en tilsvarende avpasset hastighet for at trommelens overflate-hastighet og hastigheten på den filmformede materialbane skal bli lik, f.eks. ved at remmen løper med halvparten av hastigheten for materialbanen på en remskive som er symmetrisk med og bare har halvparten av tverrsnittet av formetrommelen. Hjørnene av formetrommelen må være. noe .avrundet for å hindre skjæring i filmen og remskiven eller kjedehjulet må ved trommelens hjørner ha samme krumning. Fig. 1 viser hvorledes punktene A, B og C bør plasseres i forhold til hverandre for tilpasning til den varierende radius på formetrommelen når denne roterer. I den stilling som er vist på fig. 1 strekker det baneformede materiale seg fra punktet A ved filmdysen 10 til punktet B på trommelen, der denne har sin største radius, mens drivremmen 20 strekker seg fra punktet C på drivskiven 14 til det samme punkt B. De stiplede liner viser hvorledes det baneformede materiale 18

og remmen 20 ligger mellom henholdvis punktene A og B^ samt C og B2 når trommelen er i den stilling da dens minste radius vender opp mot planet mellom A og C. I dette eksempel er A, B = B,C og B^ C = B^A-; Av-den grunn vil hastigheten på det baneformede materiale både ved B og B^ være like remmens hastighet. Dette vil være tilfellet bare åtte ganger under en hel omdreining av trommelen når denne er en firesidet trommel. På fig. 2 er punktene A, B og C de samme som på fig. 1. F er sentrum av trommelen 12. For å vise at trommelens overflate-hastighet og filmhastigheten er temmelig like er det ønskelig å beregne økningen i filmlengde fra A, B^ som vist på fig. 1, til A, B^j som vist på fig. 3, og deretter til A, B^ som vist på fig. 3, og videre til A,B som vist på fig. 1, og å sammen-likne dette med reduksjonen i rammens lengde fra B^ C på fig. 1 til B^C på fig. 3, og deretter til BC på fig. 1. Hvis disse forandringer er temmelig identiske kan man forutsette at siden forkortelsen av remmen foregår med jevn hastighet vil dette også gjelde forlengelsen av filmen.

Av hensyn til beregningene skal det antas at punktet

C er fast selv om i virkeligheten tangentpunktet for drivremmen på remskiven vil variere når vinkelen B2CB varierer på fig. 2 under trommelens rotasjon. Denne virkning kan reduseres i en ønsket utstrekning ved å øke avstanden EC. Videre skal det for beregningen forutsettes at på fig. 2 er FD = B2D = B^D =

1, r=/2~= BF, BE = ED og EC = AE = 2.

Da vil BD = R - DF = 1.414213 - 1. = 0.414213.

Som altså er lik B2C

På fig. 3 og 2 er:

Ved en oppsummering er:

Rotasjon fra fig. 2 til fig. 3:

Filmens lengdeøkning er AB4~AB1 = 3.111186 - 3.007140

Remmens lengdereduksjon

er CB2-CB3 = 3.007104 - 2.896592

= 0.110512

Rotasjon fra fig. 3 til fig. 1:

Filmens lengdeøkning er AB -AB^ = 2.010694 - 1.111186

= 0.899508

Remmens lengdereduksjon CB3~CB = 2.896592 - 2.010694

= 0.885898

Man ser av dette at ved en kvart omdreining av formetrommelen fra den stilling som er vist på fig. 2 til den stilling som er vist på fig. 3 vil man få en svak økning i filmens tykkelse, der den hengende materialbane er lengst og dermed jevnt fordelt, fulgt av en meget mindre overstrekning der materialbanen er kortere og trommelen roterer fra den stilling som er vist på fig. 3 til stillingen på fig. 1. Som en oppsummering vil hastigheten av filmens lengdeøkning være tilnærmet lik hastigheten av remmens lengdereduksjon.

Hvis vi gjør EC = 3 mens AE forblir 2, finnes det at: Fig. 1 er CM = 3.007140,

på fig. 3 er CB3 = 3.896041,

på fig. 2 er CB2 = 4.005359,

og dermed vil remmens lengdereduksjon fra fig. 2 til fig. 3 være 0,109 317. Dette ligger nærmere den absolutte filmlengde-økning for denne del av rotasjonen. Likeledes vil remmens lengdereduskjon fra fig. 3 til fig. 1 være 0,888910. Dette ligger også nærmere den absolutte lengdeøkning av filmen for denne del av bevegelsen. Samtidig vil enhver økning av AE eller EC redusere de små eksisterende forskjeller som opptrer under rotasjonen mellom filmopptak og remopptak. De blir nøyaktig null når både AE og AC er lik uendelig. Man så således at en enkel, billig drivmekanisme er resultatet, og denne er overflatehastigheten for formetrommelen tilpasset den konstante hastighet av filmbanen som kommer fra filmdysen.

Oppfinnelsen er blitt beskrevet med henvisning til et apparat der formedysen 10 og tangenten for det drivende løp av remmen 20 til drivskiven 40 ligger i et felles plan AC

som er perpendikulært på et plan FB hvori lengdeaksen F for trommelen 12 ligger, og dette plan skjærer det førstnevnte plan i et område som ligger mellom, og fortrinnsvis midtveis, mellom minste radius FD og den maksimale radius FB for trommelen 12. Det skal imidlertid påpekes at formedysen og drivskiven 14 kan anbringes i andre stillinger under forutsetning av at den geometriske likhet mellom innmatning av materialbanen og driften av trommelen bibeholdes. Med den kvadratiske trommel som er vist på tegningene kunne formedysen 10 eller tangenten for drivremmen 20 til drivskiven 14 forskyves i en vinkel i forhold til hverandre med trommelaksen som topp-punkt hvis bare vinkelen er 360° delt på antall flater på

trommelen. For den kvadratiske trommel som er vist på fig. 1, kunne således vinkelen mellom det baneformede materiale 18 og remmen 20 være 0°, 90°, 180°, 270° eller 360° som er lik 0.

I hver av disse stillinger ville symmetrien ved fremmatningen av filmen og driften av trommelen være bibeholdt.

Når det gjelder en trommel som har en annen enn rektangulær form kunne formedysen og tangenten for drivremmen ved drivskiven plasseres i forhold til trommelaksen i en hvilken som helst stilling i et multiplum av 360° delt med det totale antall kongruente trekanter som kan dannes, ved å tegne diametre eller radier fra trommelens akse til skjæringen mellom sammenstøtende plane flater, det vil si to slike triangler for en firesider trommel med ulike sider som er nevnt tidligere i denne beskrivelse, tre trekanter for en tresidet trommel og fire trekanter for en firesidet trommel som vist på tegningen.

Claims (1)

1. Drivmekanisme for en roterbar vakuumformetromme1, omfattende en drivskive (14), en drivrem (20) som er drevet av remskiven og driver trommelen (12) og en ettergivende belastet løperulle (16) i anlegg mot et tilbakeløp av remmen fra remskiven til trommelen, hvilken løperulle (16) skal holde en stort sett konstant stramning av drivremmen, og hvilken formetrommel (12) har mangekantet tverrsnittsform, karakterisert ved at remmen (20) løper rundt trommelen eller rundt en flate som har en til trommelflaten svarende tverrsnittsform og driver trommelen med en kontinuerlig varierende hastighet, at drivskiven (14) befinner seg i hovedsakelig samme avstand fra trommelens (12) aksel som et organ (10) for avgivning av baneformet materiale, at organet (10) for avgivning av baneformet materiale og det punkt (C) der remmens drivende løp går inn på drivskiven (14) ligger i et plan som skjærer et plan (BF) gjennom trommelens rotasjonsakse og vinkelrett på det førstnevnte plan i en avstand fra trommelens rotasjonsakse, som ligger mellom lengdene av trommelens største og minste radius og fortrinnsvis er lik deres middelverdi, idet planet for det baneformede materiale fra organet (10) og planet for remmen mot punktet (C) på drivskiven (14) danner en vinkel som er lik et helt multiplum av den vinkel som fremkommer når 360° deles med antallet av kongruente trekanter som kan dannes i trommelens tverrsnitt av diametre eller radier fra trommelens akse til skjæringslinjene mellom sammenstøtende plane flater på trommelen .