PL178698B1

PL178698B1 - Sposób perforowania gładkich, jednolitych powierzchni folii piankowych z tworzywa sztucznego, o otwartych porach i urządzenie do perforowania gładkich, jednolitych powierzchni folii piankowych z tworzywa sztucznego, o otwartych porach

Info

Publication number: PL178698B1
Application number: PL95311998A
Authority: PL
Inventors: Henk Joppen; Paul Daniels; Den Buijsch Jan Op
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 2000-06-30
Also published as: KR960021470A; FI956191A0; HU217883B; CZ292322B6; JPH08224791A; FI956191A7; US5720915A; CA2165016A1; EP0718077A1; RU2106958C1; CN1133225A; FI114088B; CZ346495A3; US6103163A; HUT74749A; KR100387062B1; HU9503333D0; ATE239592T1; JP4156045B2; EP0718077B1

Abstract

1. Sposób perforowania gladkich, jednolitych powierzchni folii piankowych z tworzywa sztucz- nego, o otwartych porach, znamienny tym, ze wytlaczana folie piankowa z tworzywa sztucznego nagrzewa sie do okreslonej temperatury i w urza- dzeniu do formowania termicznego formuje sie wglebnie stosujac dwustronne dzialanie prózni, a nastepnie utrwala sie na goraco, przy czym perfo- ruje sie za pomoca igiel jedna z dwóch jednolitych powierzchniowych blonek folii piankowej z two- rzywa sztucznego. 14. Urzadzenie do perforowania gladkich, jed- nolitych powierzchni folii piankowej z tworzywa sztucznego o otwartych porach, znamienne tym, ze obejmuje zespól (11, 17, 21, 37, 39, 73) zawie- rajacy ruchome igly (4) lub nieruchome igly (14) w ukladzie matrycowym, wyposazone w wystajace z powierzchni zespolu ostrza (18), perforujace blonke (19) powierzchniowa folii piankowej (16) z tworzywa sztucznego. Fig. 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób perforowania gładkich, jednolitych powierzchni folii piankowych z tworzywa sztucznego, o otwartych porach i urządzenie do perforowania

178 698 gładkich, jednolitych powierzchni folii piankowych z tworzywa sztucznego, o otwartych porach.

Z takiego rodzaju folii piankowych o rdzeniu z otwartymi porami formuje się termicznie takie wyroby jak czasze lub pojemniki.

Do wytwarzania materiałów opakowaniowych, jak np. czasz /tacek/ opakowaniowych, stosuje się folie piankowe z tworzywa sztucznego, o otwartych porach, które w przeciwieństwie do folii piankowych o porach zamkniętych mogą wchłaniać ciecze.

Folie piankowe wytwarza się w ten sposób, że sztuczne tworzywo termoplastyczne razem ze środkiem porotwórczym, zwłaszcza gazem wytłaczającym wytłacza się z pierścieniowej lub szczelinowej dyszy współwytłaczającej. Natychmiast po opuszczeniu dyszy wytłaczającej drobno rozprowadzony w tworzywie sztucznym środek porotwórczy, rozszerza się tak, że w materiale z tworzywa sztucznego tworzą się drobne pęcherzyki. Zależnie od warunków prowadzenia sposobu pod względem temperatury i prędkości wytłaczania, uzyskuje się mniejsze lub większe pęcherzyki. Tak wytworzona folia piankowa zawiera gęsto upakowane, zamknięte pory wypełnione gazem, przy czym gaz zamknięty w porach jest najczęściej powietrzem i/lub resztkami środka porotwórczego. Tego rodzaju folie piankowe o zamkniętych porach, mają bardzo dobre własności izolacyjne, na skutek gęsto rozmieszczonych zamkniętych porów wypełnionych gazem.

Zupełnie inaczej zachowuje się folia piankowa z tworzywa sztucznego, której pory nie są zamknięte lecz są otwarte, na przykład przelotowe. Tego rodzaju folia może absorbować na przykład ciecze i je magazynować, podobnie jak gąbka. Tego rodzaju folie o otwartych porach wytwarza się w tandemowych urządzeniach wytłaczających. Takie folie piankowe zaopatruje się w cienką błonkę o zamkniętych porach, po stronie wewnętrznej i zewnętrznej folii. Błonka taka jest niezbędna dla zagwarantowania dobrego termicznego uformowania folii w wyrób o kształcie czaszy. Ażeby wyprodukowany wyrób mógł chłonąć ciecz, konieczne jest perforowanie jego błonki powierzchniowej w określonych miejscach.

Tworzywa sztuczne tworzące folię piankową mogą być wybrane z grupy poliolefin; jak polietyleny /HDPE, LPE, LLTP/, chlorowane polietyleny, polipropylen /PP/, kopolimer polipropylenu /PPC/, kopolimer etylenu-octanu winylu /EVA/, chlorowcowane poliolefiny; z grupy polimerów styrenu, jak polistyren /PS/, kopolimery polistyrenu /PSC/ kopolimery akrylonitrylu, butadienu i styrenu /ABS/, kopolimer styrenu i bezwodnika kwasu maleinowego, wysokoudarowe polistyreny /SPS/; z grupy poliestrów jak polietylenotereftalan /PET/, politereftalan etylenu /PETP/, polibutylenotereftalan /PPT/, z terpolimerów etylenupropylenu, polichlorku winylu /PCV/ i/lub politlenku fenylu. Tworzywo sztuczne może składać się także z kopolimerów lub mieszanki polimerów termoplastycznych, polimerów kopolimerów lub mieszanki polimerów termoplastycznych i/lub kopolimerów.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia za pomocą którego można przeprowadzić pewne i szybkie perforowanie gładkiej, jednolitej błonki powierzchniowej wyrobu uformowanego termicznie z folii piankowej z tworzywa sztucznego, w celu uzyskania dostępu do struktury folii o otwartych porach, znajdującej się pod powierzchniową błonką. W ramach tego zadania zapewnione ma być również pewne perforowanie, gdy w wyrobach występują odchylenia wymiarowe na skutek kurczenia się i/lub zmian w długości skoku folii.

Zadanie to w sposobie według wynalazku rozwiązano w ten sposób, że wytłaczaną folię piankową z tworzywa sztucznego nagrzewa się do określonej temperatury i w urządzeniu do formowania termicznego formuje się wgłębnie stosując dwustronne działanie próżni, a następnie utrwala się na gorąco, przy czym perforuje się za pomocą igieł jedną z dwóch jednolitych powierzchniowych błonek folii piankowej z tworzywa sztucznego.

Perforowanie przeprowadza się przed lub po formowaniu termicznym folii piankowej z tworzywa sztucznego.

W odmianie sposobu folię piankową z tworzywa sztucznego wraz z nie zabarwioną lub zabarwioną warstwą powierzchniową z tego samego lub różniącego się materiału, współwytłacza się, nagrzewa się, formuje się wgłębnie w urządzeniu do formowania termicznego, przy zastosowaniu dwustronnie działającej próżni, a następnie utrwala się na gorąco, przy

178 698 czym warstwę powierzchniową i folię piankową z tworzywa sztucznego perforuje się za pomocą igieł.

Folię piankową z tworzywa sztucznego wytłacza się z niezabarwionego lub zabarwionego materiału.

Perforowanie prowadzi się z użyciem igieł poruszających się ruchem posuwisto- zwrotnym, przy czym ostrza igieł perforują błonkę powierzchniową przytrzymywanej folii piankowej z tworzywa sztucznego.

Wystające ostrza igieł umieszczonych w stałym położeniu w zespole formującym porusza się tak daleko w kierunku wewnętrznej strony folii piankowej z tworzywa sztucznego, że perforują one jej błonkę powierzchniową, przy czym zewnętrzna strona folii piankowej z tworzywa sztucznego, przylega do płyty dociskowej.

Jedną z jednolitych błonek powierzchniowych folii piankowej z tworzywa sztucznego, perforuje się przed jej nagrzewaniem i formowaniem termicznym za pomocą igieł umieszczonych na walcu obrotowym.

Korzystnie, po ochłodzeniu, uformowanego w urządzeniu do formowania termicznego, wyrobu z folii piankowej z tworzywa sztucznego z rdzeniem o otwartych porach, mającego postać czaszy lub pojemnika, jedną z dwóch jednolitych błonek powierzchniowych ścianek bocznych i dna wyrobu znajdującego się w urządzeniu do formowania termicznego, perforuje się prostopadle do powierzchni ścianek bocznych i dna za pomocą igieł.

Ścianki boczne i dno perforuje się na jednakowej lub różnej głębokości.

Na początku procesu perforowania wysuwa się z patrycy za pomocą sprężonego powietrza igły, a po zakończeniu procesu perforowania i odłączeniu sprężonego powietrza, igły cofa się do patrycy za pomocą nacisku sprężyny.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku uformowaną termicznie folię piankową z tworzywa sztucznego, transportuje się z urządzenia do formowania termicznego, do stanowiska perforującego, gdzie dociska się ją za pomocą przesuwnych zespołów perforujących, do nieruchomej płyty naciskowej, przy czym płytę igłową wznoszącą się swobodnie, podnosi się za pomocą ośrodka ciśnieniowego w kierunku zespołów perforujących i dociska się ostrza igieł zamocowanych w płycie igłowej, do uformowanej folii piankowej z tworzywa sztucznego, a powierzchnię przylegającą do zespołów perforujących perforuje się.

Korzystnie, przy podnoszeniu zespołów perforujących aż do uzyskania ich ścisłego przylegania do wyrobów uformowanych z folii piankowej z tworzywa sztucznego, zespoły perforujące centrują się samoistnie podczas wznoszenia się w uformowanych wyrobach.

Zespoły perforujące o nastawnym suwie, podnosi się w kierunku płyty naciskowej o ustalonym położeniu, za pomocą elektropneumatycznego lub elektromechanicznego cylindra napędowego.

Urządzenie do perforowania gładkich, jednolitych powierzchni folii piankowej z tworzywa sztucznego o otwartych porach, według wynalazku charakteryzuje się tym, że obejmuje zespół zawierający ruchome igły lub nieruchome igły w układzie matrycowym, wyposażone w wystające z powierzchni zespołu ostrza perforujące błonkę powierzchniową folii piankowej z tworzywa sztucznego.

W urządzeniu według wynalazku zespół stanowi zespół formujący, urządzenia do formowania termicznego, formujący wewnętrzną stronę folii piankowej z tworzywa sztucznego, przy czym urządzenie do formowania termicznego, posiada dodatkowy zespół formujący, formujący zewnętrzną stronę folii piankowej z tworzywa sztucznego, zaś w zespole formującym dla wewnętrznej strony, umieszczone są ruchome lub nieruchome igły.

Zespół formujący kształtujący wewnętrzną stronę, zawiera patrycę, płytę chłodzącą, płytę próżniową, ruchome igły, płytę igłową, sprężyny cofające płytę igłową, membrany i płytę montażową, które utrzymywane są razem za pomocą śrub.

Natomiast, zespół formujący, kształtujący zewnętrzną stronę folii piankowej z tworzywa sztucznego ma matrycę, której powierzchnia przylegająca do strony zewnętrznej jest komplementarna do powierzchni patrycy przylegającej do strony wewnętrznej.

178 698

Zespoły formujące są ruchome względem siebie aż do uzyskania odstępu odpowiadającemu nastawionej grubości ścianki czaszy formowanej wgłębnie z folii piankowej z tworzywa sztucznego.

Korzystnie, w zespole formującym usytuowane są prowadnice ruchomych igieł, przy czym prowadnice, które mają średnicę większą od średnicy igieł i rozciągają się z komory przy dolnej stronie płyty próżniowej, poprzez płytę chłodzącą i patrycę, aż do zewnętrznej strony zespołu formującego.

Przekrój poprzeczny prowadnic na długości kilku dziesiątych milimetra zwęża się do przekroju poprzecznego ruchomych igieł, poczynając poniżej strony zewnętrznej i kończąc na stronie zewnętrznej zespołu formującego.

Prowadnice stanowią równocześnie kanały próżniowe, doprowadzające przy kształtowaniu wgłębnym próżnię do wewnętrznej strony folii piankowej z tworzywa sztucznego, przy czym przynajmniej niektóre prowadnice rozwiercone są na określonej długości, tworząc cylindryczne komory, które przebiegają od komory poprzez płytę próżniową, aż częściowo wchodząc w płytę chłodzącą.

W cylindrycznych komorach usytuowane są sprężyny, otaczające ruchome igły, przy czym jeden koniec każdej sprężyny wspiera się pod naciskiem, o górną powierzchnię przynależnej cylindrycznej komory a drugi koniec wspiera się o płytę igłową.

Płyty igłowe składają się z dwóch nałożonych na siebie płyt składowych, przy czym dolna płyta składowa przylega do membrany, a górna płyta składowa przy zmniejszonym nacisku membrany zachowuje odstęp względem górnej powierzchni komory, natomiast przy zwiększonym nacisku membrany, przylega do górnej powierzchni komory.

W urządzeniu według wynalazku ruchome igły swymi dolnymi końcami zamocowane w górnej płycie składowej mają większe wymiary w stosunku do przechodzących przez nie ruchomych igieł, dla uzyskania beztarciowego luzu przy ruchu igieł.

Pojedyncza membrana zaciśnięta jest pomiędzy płytą montażową i płytą próżniową, przy czym w płycie montażowej znajduje się kanał połączony z usytuowanym poniżej środka membrany centralnym wybraniem, .doprowadzającym wraz z kanałem sprężone powietrze oddziaływujące na dolną stronę membrany.

Ruchome igły mają ostrza o kącie rozwarcia wynoszącym 10° do 60°, korzystnie 30°.

Ruchome igły stanowią igły ze stopu NiCr, a ostrza igieł są ostrzami poniklowanymi.

W zespole formującym usytuowane jest 3x5 do 6x6 płyt igłowych i przynależnych do nich membran.

Płyta chłodząca na dolnej stronie posiada zamknięte przez płytę próżniową kanały chłodzące, doprowadzające ośrodek chłodzący, przy czym płytę próżniową i płytę chłodzącą stanowią płyty aluminiowe.

Płyty igłowe są płytami stali nierdzewnej, a membrany są membranami z poliuretanu.

Część stanowi zespół formujący z nieruchomymi igłami, usytuowany w urządzeniu do formowania wgłębnego, przy czym zespół formujący zawiera patrycę, płytę chłodzącą i płytę montażową, wystające z patrycy ostrza igieł mają długość do 3 mm natomiast końce igieł znajdują się w patrycy.

Zespół znajdujący się w urządzeniu formowania wgłębnego poza urządzeniem do formowania termicznego i posiada patrycę z nieruchomymi igłami i z wystającymi z niej ostrzami igieł, dociskaną do wewnętrznej strony czaszy formowanej termicznie, a której zewnętrzna strona przylega przy perforowaniu do płyty dociskowej.

Kolejny zespół jest obrotowym walcem igłowym z nieruchomymi igłami, których ostrza wystają na długość do 3 mm z powierzchni walca, przy czym walec igłowy znajduje się na wejściu do urządzenia do formowania wgłębnego względnie wytłaczającego, dla perforowania powierzchniowej błonki folii piankowej z tworzywa sztucznego jeszcze przed nagrzaniem i formowaniem termicznym.

Nieruchomy blok, formujący z folii piankowej ścianki boczne i dno czaszy lub pojemnika posiada nieruchomą płytę podstawową z równolegle nad sobą usytuowanymi kanałami dla ośrodka chłodzącego, próżni i ośrodka tłoczącego, a ponadto ma patrycę, w której usytu

178 698 owane są tłoki igłowe skierowane prostopadle do ścianek bocznych i dna w swych położeniach w patrycy, przeciwległych do ścianek bocznych i dna.

Na dolnej stronie patrycy usytuowany jest kanał rozdzielczy, który przynajmniej przez jeden pionowy otwór przelotowy połączony jest z kanałem dla ośrodka ciśnieniowego.

Kanał przeznaczony dla próżni, połączony jest z wnętrzem patrycy przynajmniej przez dwa otwory do przyłączania próżni.

Tłoki igłowe połączone są z rozdzielczym kanałem, przy czym każdy tłok igłowy zasilany jest sprężonym powietrzem.

Tłok igłowy składa się z prowadnicy w kształcie litery T, igły, sprężyny naciskowej, cylindra tłokowego i pierścienia tłokowego.

Górny koniec cylindra tłokowego przylega do poziomej dolnej strony prowadnicy w kształcie T, wkręconej w zespół patrycy, przy czym igła otoczona jest przez sprężynę naciskową i swym ostrzem prowadzona jest wewnątrz otworu w prowadnicy, a koniec igły zamocowany jest w pierścieniu tłokowym, natomiast dolny koniec cylindra tłokowego wspiera się o pierścień oporowy w wydrążonej przestrzeni w patrycy.

Sprężyna naciskowa wspiera się jednym końcem o dolną stronę prowadnicy w kształcie T, a drugim końcem o pierścień tłokowy.

Urządzenie zawiera korpus podstawy z pionowymi drążkami prowadzącymi oraz płytę montażową, przesuwalną wzdłuż drążków prowadzących, na której usytuowany jest zespół formujący składający się z zespołów perforujących wyposażonych w igły oraz z płyty podstawowej, a ponadto urządzenie zawiera płytę dociskową, zamocowaną w ustalonym położeniu na drążkach prowadzących.

Na korpusie podstawy usytuowane są elektropneumatyczne lub elektromechaniczne cylindry napędowe, których tłoczyska przylegają do dolnej strony płyty montażowej dla jej podnoszenia lub opuszczania.

Płyta naciskowa ma regulowaną wysokość położenia na drążkach prowadzących.

Folia piankowa uformowana w wyroby, przylega do dolnej strony płyty dociskowej, a zespoły perforujące bezpośrednio przed perforowaniem są centrowane w uformowanych wyrobach.

Płyta podstawowa posiada usytuowane nad sobą, cylindryczne otwory o różnych średnicach, połączone ze sobą za pomocą odsądzenia, przy czym w otworach umieszczone są prowadnicowe elementy dystansowe połączone śrubami z zespołami perforującymi, zaś zarys prowadnico wy ch elementów dystansowych jest taki sam jak zarys cylindrycznych otworów, a prowadnicowe elementy dystansowe przeprowadzone są przez płytę igłową i przylegają ściśle do dolnej strony zespołów perforujących.

Płyta igłowa, z zamocowanymi w niej igłami, usytuowana jest pomiędzy płytą podstawową i zespołami perforującymi, w komorze ośrodka ciśnieniowego, przy czym płyta igłowa ma w tej komorze luz równy głębokości perforacji dokonywanej przez igły wnikające w wyroby uformowane z folii piankowej z tworzywa sztucznego.

W zespołach perforujących usytuowana jest pewna liczba sprężyn naciskowych umieszczonych w nieprzelotowych otworach, przy czym jeden koniec każdej sprężyny jest wsparty o wybranie w górnej stronie płyty igłowej a drugi koniec każdej sprężyny jest wsparty o powierzchnię zamykającą danego otworu nieprzelotowego.

W płycie podstawowej znajduje się kanał dla ośrodka chłodzącego, połączony ze źródłem ciśnienia, zaś poprzez pionowe przelotowe otwory, połączony z komorą ośrodka ciśnieniowego.

W sposobie według wynalazku ścianki boczne i dno perforuje się jednakowo/różnie głęboko, przy czym ostrza igieł wchodzą w wewnętrzną stronę wyrobu na 2,5 do 3 mm.

Natomiast, ukształtowanie urządzenia jest korzystnie takie, że zespoły formujące są do siebie dostosowalne, aż do odstępu odpowiadającemu nastawionej grubości ścianki czaszy formowanej wgłębnie z folii piankowej. Grubość ścianki poszczególnej czaszy wynosi 3,0 do 6,5 mm.

Rozwiązanie według wynalazku ma tę zaletę, że przy podnoszeniu zespołów perforujących w kierunku uformowanych w folii piankowej wyrobów, która przylega do dolnej strony

178 698 płyty naciskowej, zespoły perforujące centrują się same w uformowanych wyrobach tak, że występujące małe odchylenia wynoszące kilka milimetrów, uwarunkowane kurczeniem się folii i zmianami długości skoku taśmy z folii, ulegają kompensacji.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenia do formowania termicznego, którego zespół formujący posiada ruchome igły do perforowania folii piankowej z tworzywa sztucznego ukształtowanej w czaszę, fig. 2 - przekrój przez patrycę i płytę chłodzącą stanowiące elementy składowe zespołu formującego z ruchomymi igłami urządzenia według wynalazku, fig. 3 - przekrój przez cały zespół formujący urządzenia według wynalazku, fig. 4 - schematyczny widok patrycy z nieruchomymi igłami, fig. 5 - w schematycznym widoku, patrycę z nieruchomymi igłami, usytuowaną za zespołami formującymi urządzenia do formowania termicznego, fig. 6 - walec igłowy z nieruchomymi igłami i płyta dociskowa do perforowania folii piankowej z tworzywa sztucznego po wytłoczeniu i formowaniu termicznym, fig. 7 przekrój poprzeczny przez inną postać wykonania zespołu formującego złożonego z płyty podstawowej i patrycy, fig. 8 - przekrój poprzeczny tłoka igłowego usytuowanego w patrycy z fig. 7, fig. 9 - schematyczny widok innej postaci wykonania urządzenia do perforowania gładkich, jednolitych powierzchni folii piankowych z tworzywa sztucznego, mających rdzeń o otwartych porach, a fig. 10 przedstawia wycinek zespołu formującego urządzenia z fig. 9 składający się z części płyty podstawowej i zespołu perforującego.

Na fig. 1 przedstawione jest schematycznie perforowanie folii piankowej 16 z tworzywa sztucznego, zwanej dalej folią piankową w urządzeniu do formowania termicznego 10, składającego się z zespołów formujących 9 i 11. Oba zespoły formujące 9 i 11 poruszają się prostopadle do kierunku transportu folii piankowej 16 ruchem posuwisto zwrotnym. Górny zespół 9 zawiera matrycę (która będzie jeszcze opisana bliżej), za pomocą której formuje się zewnętrzną stronę produktu wytwarzanego z folii piankowej, na przykład w kształcie czaszy 20. Dolny zespół formujący 11 zawiera między innymi patrycę za pomocą której formuje się wewnętrzną stronę produktu. Przekroje poprzeczne matrycy i patrycy są względem siebie komplementarne.

W celu uformowania folii piankowej 16 w urządzeniu do formowania termicznego 10, folię piankową 16 nagrzewa się najpierw do określonej temperatury w piecu grzewczym na promienie podczerwone. Następnie nagrzany odcinek folii piankowej 16 przemieszcza się do urządzenia 10, którego zespoły formujące 9 i 11 zamykają się, co oznaczą że matryca i patryca zbliżają się do siebie na odległość około 5 mm. Folia piankowa poddana jest równocześnie dwustronnemu formowaniu wgłębnemu, za pomocą dwustronnie działającej próżni tworzonej w zespołach 9 i 11 względnie w matrycy i patrycy. Zarówno matryca jak i patryca chłodzone są wodą lub inną cieczą to znaczy utrzymywane są w określonej temperaturze, która konieczna jest do zapewnienia utrwalenia się produktu uformowanego z folii. Wskutek utrwalenia się produktu zapewnione jest zachowanie jego kształtu. Po upływie określonego czasu trwania działania próżni i chłodzenią przy zamkniętych jeszcze zespołach formujących 9 i 11 urządzenia 10, następuje perforowanie gładkiej, jednolitej błonki powierzchniowej folii piankowej 16 o otwartych porach w swym wnętrzu, względnie perforowanie uformowanej z niej czaszy 20. Służą do tego ruchome igły 4, usytuowane w dolnym zespole formującym 11, wysuwane za pomocą sprężonego powietrza.

Jak widać z częściowego przekroju zespołu formującego 11, na fig. 2, ruchome igły 4 służące do perforowania formowanej wgłębnie folii piankowej 16, względnie uformowanej z niej czaszy 20, zamontowane są tak, że w położeniu neutralnym ich ostrza 18 albo pokrywają się z powierzchnią patrycy 1, albo usytuowane są w odstępie d wynoszącym około 0,2 mm, poniżej powierzchni patrycy. Średnica ruchomych igieł 4 wynosi od 1,0 do 2,0 mm, a każda ruchoma igła 4 umieszczona jest w prowadnicy 22, która przechodzi przez patrycę 1, płytę chłodzącą 2, oraz znajdującą się pod nią płytę próżniową3, przedstawioną na fig. 3.

Na fig. 2 pokazana jest formowana folia piankowa 16, która swą stroną wewnętrzną 13 przylega do patrycy 1, przy czym jej zewnętrzna strona 12 znajduje się w kontakcie z nie pokazaną matrycą.

178 698

Jak widać z fig. 3, całkowity zespół 11 dla wewnętrznej strony folii piankowej, składa się z patrycy 1, płyty chłodzącej 2 płyty próżniowej 3, ruchomych igieł 4, płyty igłowej 5, sprężyn 6 do cofania płyty igłowej, membran 7 i płyty montażowej 8, przy czym wszystkie te części utrzymywane są razem za pomocą śrub 30. Patryca 1 ukształtowana jest zawsze odpowiednio do wytwarzanego wyrobu, to znaczy dla każdego wyrobu potrzebna jest inna patryca 1. Jak już wspomniano przy opisywaniu fig. 2, patryca 1 wyposażona jest w prowadnice 22 ruchomych igieł 4. Prowadnice 22 wykorzystuje się jako prowadnice igieł 4 oraz jako kanały próżniowe które podczas kształtowania folii 16 poddane są działaniu próżni. Takie kombinowane wykorzystywanie prowadnic 22 znacznie oszczędza miejsce i upraszcza konstrukcję, gdyż w patrycy 1 konieczne jest wykonanie znacznie mniejszej liczby otworów niż w przypadku oddzielenia prowadnic i kanałów próżniowych. Prowadnice mają większy rozmiar w porównaniu ze średnicą igieł, i tak np. średnica igieł wynosi 1,0 do 2,0 mm, a średnica prowadnic 22 wynosi 1,4 do 2,4 mm. Dla szybszego wytworzenia próżni, prowadnice 22 w obrębie płyty próżniowej 3 rozwiercone są na pewnej długości tworząc cylindryczne komory 24 o średnicy około 5 mm. Patryca 1 wykonana jest korzystnie z aluminium, jednakże może być wykonana również z innych metali lub innych stopów.

Zespół formujący, dla zewnętrznej strony folii piankowej, względnie formowanej z niej czaszy 20, ma matrycę 15, wskazaną schematycznie na fig. 3, przy czym powierzchnia matrycy przylegająca do zewnętrznej strony 12, jest komplementarna do patrycy 1 przylegającej do strony wewnętrznej 13. Zespoły formujące poruszają się ku sobie aż do odstępu równego ustalonej grubości ścianki czaszy 20, przy czym grubość ta wynosi 3,5 do 6,5 mm. Zarówno matryca jak i patryca zamontowane są na osobnej płycie chłodzącej 2, przy czym na fig. 3 przedstawiona jest tylko płyta chłodząca patrycy 1. Ośrodek chłodzący w postaci wody lub innego ośrodka chłodzącego płynie przez kanały chłodzące 32 wyfrezowane na dolnej stronie płyty chłodzącej 2, które przylegając do płyty próżniowej 3 tworzą zamknięte kanały. Płyta chłodząca wykonana jest korzystnie z aluminium, lecz do tego celu nadają się również inne metale i ich stopy.

W dolnej stronie płyty próżniowej 3 wy frezowana jest komora 23, w której usytuowana jest płyta igłowa 5 składająca się z dwóch oddzielnych płyt 25, 26. Prowadnice 22 ruchomych igieł 4 przechodzą z komory 23, przez płytę próżniową 3 i płytę chłodzącą 2 aż do zewnętrznej strony patrycy 1. Przekrój poprzeczny pojedynczej prowadnicy 22 zwęża się do przekroju poprzecznego ruchomych igieł 4, na długości kilku dziesiątych milimetra, poczynając od miejsca poniżej strony zewnętrznej patrycy 1 względnie zespołu 11 i kończąc na jej stronie zewnętrznej.

Cylindryczne komory 24 sięgają od komory 23, poprzez płytę próżniową 3, częściowo aż do płyty chłodzącej 2. W cylindrycznych komorach 24 umieszczone są sprężyny 6, obejmujące ruchome igły 4. Jeden koniec każdej sprężyny znajduje się pod naciskiem górnej powierzchni cylindrycznej komory 24, a drugi koniec jest pod naciskiem przynależnej płyty igłowej 5.

Ruchome igły 4 zamocowane są swymi końcami w górnej płycie 25 stanowiącej część płyty igłowej 5. Ta górna płyta 25 jest w tym celu wyposażona w otwory 28, posiadające nadwyżkę wymiarową w stosunku do przechodzących przez nie ruchomych igieł 4, w celu zapewnienia luzu pozbawionego tarcia, podczas ruchu igieł w otworach. Ruchome igły 4 wykonane są z materiału -wyjściowego, który stanowią tzw. kołki wypychające ze stopu chromoniklowego według DIN 1530 D lub DIN 9861. Kołki te przycina się na żądaną długość i zaopatruje w ostrza o kącie rozwarcia wynoszącym 10 do 60°, a zwłaszcza 30°. Innym korzystnym kątem rozwarcia a, ruchomych igieł 4, jest kąt 23° lub 27°. Ponadto ruchome igły 4 są poniklowane. Sprężyny 6 służą do cofania płyty igłowej 5, a ponadto centrują płytę igłową. Pojedyncza membrana 7 zaciśnięta jest pomiędzy płytą próżniową 3 i płytą montażową 8. Dolna płyta 26 stanowiąca składową część płyty igłowej 5 przylega bezpośrednio do membrany 8. Górna płyta 25 będąca częścią składową płyty igłowej 5, przy membranie 7 pozbawionej nacisku, znajduje się w pewnym odstępie względem górnej powierzchni 27 komory 23. Gdy membrana 7 poddana zostanie ciśnieniu, cała płyta igłowa 5 podnosi się, i to tak długo, aż górna płyta 25 oprze się o górną powierzchnię 27 komory 23. Wskutek tego ruchome

178 698 igły 4 wyciskane są w prowadnicach 22 do góry tak, że ostrza igieł 18 wystają z powierzchni patrycy 1 i przebijają powierzchniową błonkę 19 czaszy 20. Membrana 7 jest przykładowo płytką poliuretanową o grubości około 1 mm i twardości według Shore'a A 70°. Membrana 7 poddawana jest działaniu sprężonego powietrza poprzez kanał 29 w płycie montażowej 8. W tym celu kanał 29 połączony jest z centralnym wybraniem 31 usytuowanym poniżej środka membrany 7. Pojedyncza membrana 7 może napędzać wiele płyt igłowych 5. Liczba płyt igłowych zależy na ogół od wielkości formowanej czaszy 20, względnie od rodzaju wyrobu. Również rozmieszczenie ruchomych igieł 4 w płytach igłowych 5 zależy od rodzaju wyrobu. Najczęściej każda płyta igłowa 5 uruchamiana jest przez swoją membranę 7. W jednym zespole formującym 11 może znajdować się 3x5 do 6x6 płyt igłowych 5 z przynależnymi membranami 7. Płyty igłowe 5 wykonane są na ogół ze stali nierdzewnej, jednakże nadają się do tego również inne stopy metali na bazie żelaza, niklu i chromu.

Jak wspomniano powyżej, membrana 7 poddana działaniu ciśnienia, rozszerza się do góry i wyciska do góry zaopatrzoną w ruchome igły 4 płytę próżniową 3 o około 3 mm, tzn. tak długo, aż górna płyta 25 oprze się o górną powierzchnię 27 jako o oporę. Ostrza 18 igieł przebijają przy tym cienką błonkę powierzchniową 19 na wewnętrznej stronie 13 czaszy 20. Po wypuszczeniu sprężonego powietrza, sprężyny 6, zamontowane pomiędzy płytami igłowymi 5 i górną powierzchnią komór cylindrycznych 24, cofają płyty igłowe i membranę 7 w ich położenie wyjściowe. Gdy wszystkie płyty igłowe 5 przyjmąjuż swoje położenie wyjściowe, otwiera się narzędzie urządzenia do formowania termicznego i wysuwa się uformowaną i perforowaną już czaszę 20, a wsuwa się nowy, nagrzany odcinek folii piankowej 16, i cykl powtarza się.

Na fig. 4 przedstawiony jest zespół formujący 17 z nieruchomymi igłami 14, stanowiący część urządzenia do formowania termicznego 10, przedstawionego schematycznie na fig. 1. Na fig. 4 zaznaczone są tylko, patryca 33, płaska płyta dociskowa 35, nieruchome igły 14 oraz czasza 20, znajdująca się pomiędzy patrycą i płaską płytą dociskową 35. W tym narzędziu, z nieruchomymi igłami 14, zamontowane są one trwale na patrycy 33, według określonego wzoru, i wystają z powierzchni patrycy na około 3 mm. Wytwarzanie poszczególnych czasz 20 sposobem formowania termicznego, przy użyciu zespołu 17 z nieruchomymi igłami 14, przebiega tak samo jak przy stosowaniu zespołu formującego z ruchomymi igłami 4, jak to było wyjaśnione w związku z fig. 3. Zespół formujący 17 oprócz patrycy 33 zawiera nie przedstawione płyty, chłodzącą i próżniową. Folia piankowa ze sztucznego tworzywa formowana jest wgłębnie przy obustronnym zastosowaniu próżni, przy czym nieruchome igły 14 perforują błonkę na wewnętrznej stronie czaszy 20.

W innym sposobie perforowania formowanych wgłębnie wyrobów takich jak czasze z folii piankowej, perforowanie wykonuje się po uformowaniu wyrobu, poza narzędziem urządzenia do formowania 10. W tym sposobie, który zostanie wyjaśniony w oparciu o fig. 5, czasze 20, po uformowaniu termicznym folii piankowej, dokonanym w urządzeniu 10, przesuwa się w kierunku strzałki A, do oddzielnego zespołu formującego 37 zamontowanego w urządzeniu do wgłębnego formowania. Zespół formujący 37 odpowiada zasadniczo zespołowi formującemu z fig. 4 i zawiera patrycę 33, płytę chłodzącą 34 i płytę montażową 36. Nieruchome igły 14 wystają swymi ostrzami około 3 mm z patrycy 33 i zamocowane są albo w patrycy 33 albo w płycie chłodzącej 34. Zewnętrzna strona czaszy 20, podczas perforowania przylega do płyty dociskowej 35.

Na podstawie fig. 6 opisane zostanie inne wykonanie sposobu perforowania folii piankowej 16. Przy tym sposobie folię piankową 16 przed jej nagrzaniem i formowaniem termicznym w urządzeniu 10 perforuje się po wewnętrznej stronie, za pomocą walca igłowego 21. Walec igłowy 21 ma zamocowane nieruchome igły 14, których ostrza 18 wystają ponad powierzchnię walca ok. 3 mm. Walec igłowy 21 usytuowany jest albo na wejściu urządzenia do formowania wgłębnego, albo przy wytłaczarce. Folię piankową można farbować podczas wytłaczania. Można również w tandemowym urządzeniu wytłaczającym współwytłaczać folię piankową razem z zabarwioną warstwą pokrywającą wykonaną z tego samego lub innego materiału co folia. Wyrób wykonany w ten sposób, przez współwytłacznie folii i zabarwionej warstwy pokrywającej, nagrzewa się, i w urządzeniu do formowania termicznego formuje się

178 698 przy zastosowaniu dwustronnej próżni, i następnie utrwala na gorąco. Następnie warstwę pokrywającą perforuje się przy użyciu ruchomych lub nieruchomych igieł. Przy użyciu materiału uzyskanego przez współwytłacznie folii i warstwy pokrywającej można stosować formowanie termiczne oraz perforowanie za pomocą igieł, stosując te same sposoby, jakie opisane zostały w oparciu o dotychczas opisywane figury rysunku.

Wytwarzanie czasz, zwłaszcza przy zastosowaniu ciężkich folii piankowych ze sztucznego tworzywa, mających duży ciężar na m², można prowadzić przy użyciu formowanie termicznego z zastosowaniem formowania wgłębnego, przy jednostronnym działaniu próżni. Możliwe jest również formowanie termiczne bez próżniowego formowania wgłębnego.

Czasze lub pojemniki wytwarzane z folii piankowych o otwartych porach, formuje się przykładowo na stanowisku formowania przy zastosowaniu próżni działającej na obie strony folii. Po operacji formowania perforuje się wewnętrzną stronę czaszy np. przy użyciu igieł. Przez perforację uzyskuje się to, że ciecz oddawana przez środek spożywczy zapakowany do takiej czaszy, np. sok pochodzący z kawałków mięsa, wchłaniany jest przez piankę o otwartych porach. Perforowanie czasz podczas procesu formowania wgłębnego można przeprowadzić w dwóch miejscach, a mianowicie, za pomocą płyty membranowej, na stanowisku formowania, tak jak to zostało opisane w niemieckim zgłoszeniu patentowym P 44 46 442.8, albo za pomocą tłoka igłowego usytuowanego w patrycy. Jeżeli perforację dokonuje się na stanowisku formowania, to konieczne jest, aby prowadzić ją dopiero po uformowaniu i ochłodzeniu czaszy.

Na fig. 7 przedstawiony jest przekrój poprzeczny przez inną postać wykonania urządzenia do perforowania gładkich, zwartych powierzchni folii piankowej z tworzywa sztucznego o otwartych porach, która uformowana jest termicznie w postać czaszy lub pojemnika. Ustalony trwale zespół formujący 39 zawiera płytę podstawową 40 oraz patrycę 47, w której usytuowana jest pewna liczba tłoków igłowych 51. Patryca 47 ma przekrój poprzeczny odpowiadający formowanej czaszy posiadającej ściany boczne 46 i dno 45. W nieruchomej płycie podstawowej 40 umieszczone są równoległe względem siebie i usytuowane jeden na drugim, kanały 41, 42, 43 dla ośrodka chłodzącego, próżni i ośrodka ciśnieniowego. Kanały 41 do 43 zamknięte są z jednej strony korkami 48 wyposażonymi w uszczelki 58. Na fig. 7 przedstawiona jest schematycznie folia piankowa 16 przylegająca do górnej strony patrycy 47. Tłoki igłowe 51 usytuowane w patrycy 47, skierowane są prostopadle do ścian bocznych 46 i dna 45 czaszy.

Gdy igły 52 wysuwają się z tłoków igłowych 51 i perforują folię 16, to korzystne jest, że perforacja ścian bocznych 46 oraz perforacja dna 45 dokonuje się prostopadle do ich powierzchni. Wskutek tego perforacja, zwłaszcza w obszarach ścian bocznych jest głębsza niż przy płycie membranowej według wspomnianego niemieckiego zgłoszenia patentowego, gdyż w przypadku tej płyty membranowej wszystkie igły wysuwają się w tym samym prostopadłym do dna czaszy kierunku tak, że ściany boczne nachylone skośnie względem dna, perforowanie są skośne do swych powierzchni. Inną zaletą jest to, że dziurki w ścianach bocznych są koliste, a w przypadku wspomnianej płyty membranowej mają kształt owalny lub podłużny, co wpływa niekorzystnie na stabilność ścian bocznych. Zmniejsza się więc niebezpieczeństwo uszkodzenia powierzchni skośnych ścian bocznych czaszy. Zastosowanie tłoków igłowych 51 umożliwia ustalenie różnej głębokości perforacji otworów w ścianach bocznych i w dnie czaszy. Możliwe jest więc perforowanie dna na głębokość 3 mm, a ścian bocznych, w zakresie 2,5 do 3 mm.

Kanał 42, w którym wytworzona jest próżnia, połączony jest z wnętrzem patrycy 47 za pomocą co najmniej dwóch pionowych otworów przyłączeniowych 50. Na dolnej stronie patrycy 47 umieszczony jest kanał rozdzielczy 49, który poprzez pionowe otwory przelotowe 44 połączony jest z kanałem 43 prowadzącym ośrodek ciśnieniowy. Ośrodkiem ciśnieniowym jest na ogół sprężone powietrze. Tłoki igłowe 51 połączone są bezpośrednio z kanałem pionowym 49 tak, że przy zasilaniu sprężonym powietrzem kanału rozdzielczego 49 poprzez kanał 43, zasilany jest sprężonym powietrzem każdy kanał igłowy. Wskutek tego, igły 52 wysuwają się, co zostanie jeszcze opisane w związku z fig. 8, i perforują dno i ściany boczne czaszy uformowanej z folii piankowej 16.

178 698

Jak widać z fig. 8, pojedynczy tłok igłowy 51 składa się z prowadnicy 54 w kształcie litery T, igły 52, sprężyny naciskowej 53, cylindra tłokowego 59 i pierścienia tłokowego 55 znajdującego się w cylindrze tłokowym. Prowadnica 54 posiada gwint zewnętrzny, którym wkręcona jest w cylindryczną pustą przestrzeń 60 wewnątrz patrycy 47. Do tej pustej przestrzeni, poprzez kołnierz oporowy 57, przylega następna pusta przestrzeń cylindryczna 61 o mniejszej średnicy, połączona bezpośrednio z pionowym kanałem 49. Prowadnica 54 wykonana jest z mosiądzu, aluminium lub innego metalu, lecz może być wykonana również ze sztucznego tworzywa. Sprężyna dociskowa 53 jednym końcem przylega do dolnej strony prowadnicy w kształcie litery T, a swym drugim końcem przylega do górnej strony pierścienia tłokowego 55. Pierścień tłokowy 55 znajduje się w dolnej części pustej przestrzeni 60, i uszczelniony jest względem ścian bocznych pustej przestrzeni 60, za pomocą uszczelki 48, np. pierścienia uszczelniającego.

Górny koniec cylindra tłokowego 59 przylega do poziomej dolnej strony prowadnicy 54, natomiast dolny koniec cylindra tłokowego opiera się o kołnierz oporowy 57 pustej przestrzeni 60 w patrycy 47. Sprężyna naciskowa 53 obejmuje igłę 52, która ze swym ostrzem porusza się w otworze 56 prowadnicy 54. Koniec igły zamocowany jest w pierścieniu tłokowym 55. Materiałem wyjściowym dla igieł 52 sątzw. kołki wypychające ze stopu chromoniklowego według DIN 1530 D lub DIN 9861. Kołki wypychające przycina się na żądaną długość i zaopatruje w ostrze którego kąt rozwarcia wynosi 10° do 60°, zwłaszcza 30°. Korzystnie kąty rozwarcia igieł 52 wynoszą 23° lub 27°. Igły sąponiklowane. Sprężyna naciskowa 55 powoduje to, że po odłączeniu dopływu ośrodka ciśnieniowego do kanału rozdzielczego 49, igła 52 wsuwa się całkowicie w patrycę 47 względnie w zespół tworzący patrycę. Ponieważ po odłączeniu dopływu ośrodka ciśnieniowego nie ma już nacisku na dolną stronę pierścienia tłokowego 55, siła sprężysta sprężyny naciskowej 53 wystarcza, aby nacisnąć pierścień tłokowy 55 do dołu, aż do zetknięcia się go z pierścieniem oporowym 57, a tym samym wcisnąć do dołu igłę 52 osadzoną w pierścieniu tłokowym 55 tak, że ostrze igły wchodzi do wnętrza otworu 56 w prowadnicy 54.

W innej postaci wykonania można nie stosować sprężyn naciskowych, przy czym po odłączeniu ośrodka ciśnieniowego, pierścień tłokowy poddaje się podciśnieniu, przez co cofa się aż do oporu na pierścieniu oporowym 57, wsuwając przy tym igły 52. W tym celu pomiędzy kanał ciśnieniowy 43, kanał próżniowy 42 i otwór przyłączeniowy 50 próżni, włączony jest przełączalny zawór trój drożny. Ten zawór trój drożny, w celu cofnięcia igieł, przełącza z kanału ciśnieniowego na kanał próżniowy.

Perforowanie czaszy formowanej termicznie przebiega jak następuje.

Gdy tylko folia piankowa 16 przylega już do patrycy 47, zamykają się patryca i nie pokazana matryca, i zarówno poprzez patrycę jak i matrycę na folię piankową 16 działa próżnia. Za pomocą tej próżni zostaje uformowany w 100% wyrób, w postaci czaszy lub pojemnika. Patryca i matryca chłodzone są względnie termostalowane w sposób stały, i po określonym czasie chłodzenia, poprzez kanał 43 dla ośrodka ciśnieniowego sprężone powietrze doprowadza się gwałtownie do kanału rozdzielczego 49 zasilając w ten sposób jednocześnie wszystkie tłoki igłowe 51 w patrycy 47. Sprężone powietrze, przeciwnie do siły sprężyny 53, wciska pierścień tłokowy 55 do góry, w pustą przestrzeń 60 tak, że ostrza igieł 52 tłoku igłowego 51 wychodząc z powierzchni patrycy 47 i perforują dno 45 i ściany boczne 46 czaszy. Podczas tej operacji, gwałtowny nacisk sprężonego powietrza ściska sprężynę naciskową. Następnie przewód doprowadzający sprężone powietrze odpowietrza się i patryca i matryca zostają otwarte. Pierścień tłokowy 55 przy odpowietrzeniu przewodu doprowadzającego sprężone powietrze, zostaje pozbawiony ciśnienia tak, że pierścień tłokowy 55 naciskany jest przez sprężynę naciskową 53 do dołu, aż do oporu o pierścień oporowy 57, wskutek czego ostrza igieł 53 wciągnięte zostają w otwory 56 prowadnic 54, i można uruchomić kolejny proces perforowania.

Na fig. 9 przedstawione jest w przekroju inne rozwiązanie urządzenia do perforowania gładkiej, zwartej powierzchni folii piankowej z tworzywa sztucznego, zwanej dalej stanowiskiem perforacji. Stanowisko perforacji 90 składa się z korpusu podstawy 77 na której zamocowane są drążki prowadzące 72, wzdłuż których przesuwalna jest płyta montażowa 75. Przy

178 698 górnych końcach drążków prowadzące 72 usytuowana jest płyta naciskowa 70 o nastawialnej wysokości położenia jej na drążkach 72. Położenie płyty 70 ustalają nakrętki 92 przylegające do górnej i dolnej strony płyty 70. Na płycie montażowej 75 usytuowany jest zespół formujący 78, składający się z płyty podstawowej 74 i zespołów perforujących 73.

Folia piankowa z uformowanymi w niej termicznie wyrobami 71 np. czaszami lub pojemnikami, transportowana z urządzenia do formowania termicznego, do stanowiska perforacji 90, przylega poziomo do dolnej strony płyty naciskowej 70, a płytę montażową 75 z zespołami perforującymi 73 podnosi się w kierunku płyty naciskowej względnie folii piankowej na tyle, że igły umieszczone w zespołach perforujących wnikają w wewnętrzną stronę wyrobów. Wysokość, na której ustala się położenie płyty 70 na drążkach prowadzących 72 nastawia się zależnie od głębokości wyrobu.

Wraz ze zmniejszającą się głębokością wyrobów zmienia się również położenie w pionie płyty naciskowej 70 na drążkach 72. Wskutek tego można zawsze zachować niezmieniony suw płyty montażowej 72, nawet gdy głębokość ulega zmianie w kolejnych partiach.

Na korpusie podstawy 77 usytuowane są elektropneumatyczne lub elektromechaniczne cylindry napędowe 76, których tłoczyska 91 przylegają do płyty montażowej 75 i podnoszą ją zależnie od określonego suwu, względnie opuszczają, po zakończeniu operacji perforowania.

Jak widać z fig. 10, zespół formujący 78 składa się z płyty podstawowej 74, zespołów perforujących 73 i płyty igłowej 79, która usytuowana jest w komorze 85 ośrodka ciśnieniowego, pomiędzy płytą podstawową i zespołami perforującymi. W płycie podstawowej 74 usytuowane są, jeden nad drugim, cylindryczne otwory 86, 88 o różniących się średnicach połączone są ze sobą odsądzeniem 87. W otworach umieszczone są prowadnicowe elementy dystansowe 82, połączone śrubami mocującymi 83 z zespołami perforującymi 73. Śruby mocujące 83 przechodzą przez środek tych prowadnicowych elementów dystansowych 82. Zarys elementów 82 dopasowany jest do zarysu cylindrycznych otworów 86, 88. Elementy 82 przechodzą poprzez płytę igłową 79 i swymi powierzchniami końcowymi przylegają ściśle do dolnej strony zespołów perforujących 73.

Na fig. 10 przedstawiony jest tylko jeden zespół perforujący 73, jednakże na płycie podstawowej 74 usytuowana jest pewna liczba zespołów perforujących w układzie matrycowym, jak to widać ze schematycznego widoku stanowiska perforującego na fig. 9.

Płyta igłowa 79 wypełnia komorę 85 ośrodka ciśnieniowego, którą podczas przebiegu perforacji zasila się ośrodkiem ciśnieniowym, np. sprężonym powietrzem, przy czym wypełnienie to nie jest zupełne, gdyż pomiędzy górną stroną płyty igłowej i dolną stroną zespołów perforujących pozostaje szczelina względnie luz. Wielkość tej szczeliny określa jak daleko ostrza igieł wysuną się z powierzchni zespołów perforujących 73 (zostanie to wyjaśnione poniżej). Igły 89 (zwane dalej igłami 89 płyty igłowej 79) zamocowane są trwale swymi dolnymi końcami, w płycie igłowej 79, i w pojedynczym zespole perforującym 73 tworzą matrycę igłową 80, składającą się z prostokątnego lub kwadratowego układu rzędów igieł. W poszczególnych zespołach perforujących 73 znajdują się otwory nieprzelotowe, przykładowo cztery, wyznaczające punkty narożne prostokąta lub kwadratu, w których osadzone są sprężyny naciskowe 81. Jeden koniec każdej sprężyny 81 wspiera się o zagłębienie w górnej stronie płyty igłowej 79, a drugi koniec każdej sprężyny wspiera się o powierzchnię zamykającą danego otworu nieprzelotowego. W położeniu spoczynkowym, zespoły perforujące 73 utrzymywane są przez sprężyny 81 w odstępie od płyty igłowej 79. Rozmiary prowadnicowego elementu dystansowego 82, wykonanego w postaci tulei, decydują o tym, że ostrza igieł 89 płyty igłowej 79 pokrywają się z górną powierzchnią zespołów perforujących 73 oraz o tym, że utrzymywany jest określony odstęp pomiędzy płytą igłową 79 i zespołami perforującymi 73. Odstęp ten odpowiada głębokości perforowania, na którą igły wchodzą w wytwarzane wyroby i wynosi przykładowo 2,5 do 3 mm. Możliwe są również większe głębokości perforowania, w założeniu, że uniknie się przebicia ścian wyrobu.

W płycie podstawowej 74 usytuowany jest kanał 84 dla ośrodka ciśnieniowego, połączony z nie przedstawionym źródłem ciśnienia, np. ze źródłem sprężonego powietrza. Kanał 84 połączony jest pionowymi otworami przelotowymi z komorą 85 ośrodka ciśnieniowego. W płycie podstawowej znajdują się również, nie pokazane bezpośrednio, kanały dla ośrodka

178 698 ciśnieniowego, wyfrezowane na głębokość 0,5 mm. Długość i szerokość tych kanałów dobrana jest do rozmiarów wyrobu. Kanał 84 połączony jest z pozostałymi kanałami dla ośrodka ciśnieniowego.

Przebieg perforowania jest następujący:

Gdy folia piankowa z tworzywa sztucznego z uformowanymi termicznie wyrobami 71 przylega już do dolnej strony płyty naciskowej 70, podnosi się płytę montażową 75 za pomocą cylindrów napędowych 76 tak, że zespoły perforujące 73, które razem z płytą podstawową 74 umocowane są na płycie montażowej 75, zbliżają się do wewnętrznej strony wyrobów. Gdy zespoły perforujące 73 docisną ostatecznie wyroby 71 do płyty naciskowej 70, poprzez kanał 84 i istniejące w płycie 74, nie uwidocznione kanały następuje gwałtowny nacisk sprężonego powietrza na dolną stronę płyty igłowej 79. Wskutek tego płyta igłowa 79, przeciwdziałając sile sprężyn naciskowych 81, podnosi się aż do oporu o dolną stronę zespołów perforujących 73. Przy wystarczająco wysokim ciśnieniu sprężonego powietrza, płyta igłowa 79, swobodnie wznosząc się, porusza się w kierunku zespołów perforujących 73. Igły 89 płyty igłowej 79, zamocowane w tej płycie, wychodzą wtedy z powierzchni zespołów perforujących 73 i wchodzą w wewnętrzne ściany wyrobów 71, przy czym, jak już wspomniano, głębokość perforowania odpowiada odstępowi pomiędzy górną stroną płyty igłowej 79 i dolną stroną zespołów perforujących 73. Przez swobodne wznoszenie się płyty igłowej zachodzi samocentrowanie się igieł. To samo odnosi się również do dopasowywania się zespołów perforujących 73 do wyrobów 71, gdyż zachodzi również samocentrowanie się zespołów perforujących w uformowanych wyrobach. Ulegają przy tym kompensacji małe odchylenia dochodzące do ± 2 mm, występujące na skutek kurczenia się folii i zmian długości skoku pasma folii. Długość skoku jest to długość pasma folii potrzebna dla jednej operacji formowania wgłębnego.

Gdy igły 89 płyty igłowej 79 dokonały już perforacji wyrobów, płytę montażową 75 i umieszczone nad nią zespoły perforujące 73, opuszcza się i odłącza się dopływ sprężonego powietrza. Płyta igłowa 79 dociskana jest za pomocą sprężyn dociskowych 81, do płyty podstawowej 74 tak, że igły 89 płyty igłowej zostają wyciągnięte z wewnętrznej strony wyrobów. Gdy płyta montażowa 75 względnie stanowisko perforujące 90 osiągnie swoje położenie wyjściowe, folia piankowa z perforowanymi wyrobami 71 transportowana jest dalej, można więc rozpocząć nowy cykl perforowania.

178 698

Fig. 4

178 698

Fig. 8

178 698

CO

178 698

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób perforowania gładkich, jednolitych powierzchni folii piankowych z tworzywa sztucznego, o otwartych porach, znamienny tym, że wytłaczaną folię piankową z tworzywa sztucznego nagrzewa się do określonej temperatury i w urządzeniu do formowania termicznego formuje się wgłębnie stosując dwustronne działanie próżni, a następnie utrwala się na gorąco, przy czym perforuje się za pomocą igieł jedną z dwóch jednolitych powierzchniowych błonek folii piankowej z tworzywa sztucznego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że perforowanie przeprowadza się przed lub po formowaniu termicznym folii piankowej z tworzywa sztucznego.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że folię piankową z tworzy wa sztucznego wraz z nie zabarwioną lub zabarwiona warstwą powierzchniową z tego samego lub różniącego się materiału, współwytłacza się, nagrzewa się, formuje się wgłębnie w urządzeniu do formowania termicznego, przy zastosowaniu dwustronnie działającej próżni, a następnie utrwala się na gorąco, przy czym warstwę powierzchniową i folię piankową z tworzywa sztucznego perforuje się za pomocą igieł.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że folię piankową z tworzy wa sztucznego wytłacza się z niezabarwionego lub zabarwionego materiału.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że perforowanie prowadzi się z użyciem igieł poruszających się ruchem posuwisto-zwrotnym, przy czym ostrza igieł perforują błonkę powierzchniową przytrzymywanej folii piankowej z tworzywa sztucznego.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wystające ostrza igieł umieszczonych w stałym położeniu w zespole formującym porusza się tak daleko w kierunku wewnętrznej strony folii piankowej z tworzywa sztucznego, że perforują one jej błonkę powierzchniową, przy czym zewnętrzna strona folii piankowej z tworzywa sztucznego, przylega do płyty dociskowej.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jedną z jednolitych błonek powierzchniowych folii piankowej z tworzywa sztucznego, perforuje się przed jej nagrzewaniem i formowaniem termicznym za pomocą igieł umieszczonych na walcu obrotowym.
8. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że po ochłodzeniu, uformowanego w urządzeniu do formowania termicznego, wyrobu z folii piankowej z tworzywa sztucznego z rdzeniem o otwartych porach, mającego postać czaszy lub pojemnika, jedną z dwóch jednolitych błonek powierzchniowych ścianek bocznych i dna wyrobu znajdującego się w urządzeniu do formowania termicznego, perforuje się prostopadle do powierzchni ścianek bocznych i dna za pomocą igieł.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że ścianki boczne i dno perforuje się na jednakowej lub różnej głębokości.
10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że na początku procesu perforowania wysuwa się z patrycy za pomocą sprężonego powietrza igły, a po zakończeniu procesu perforowania i odłączeniu sprężonego powietrza, igły cofa się do patrycy za pomocą nacisku sprężyny.
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że uformowaną termicznie folię piankową z tworzywa sztucznego, transportuje się z urządzenia do formowania termicznego, do stanowiska perforującego, gdzie dociska się ją za pomocą przesuwnych zespołów perforujących, do nieruchomej płyty naciskowej, przy czym płytę igłową wznoszącą się swobodnie, podnosi się za pomocą ośrodka ciśnieniowego w kierunku zespołów perforujących i dociska się ostrza

178 698 igieł zamocowanych w płycie igłowej, do uformowanej folii piankowej z tworzywa sztucznego, a powierzchnię przylegającą do zespołów perforujących perforuje się.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że przy podnoszeniu zespołów perforujących aż do uzyskania ich ścisłego przylegania do wyrobów uformowanych z folii piankowej z tworzywa sztucznego, zespoły perforujące centrują się samoistnie podczas wznoszenia się w uformowanych wyrobach.
13. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że zespoły perforujące o nastawnym suwie, podnosi się w kierunku płyty naciskowej o ustalonym położeniu, za pomocą elektropneumatycznego lub elektromechanicznego cylindra napędowego.
14. Urządzenie do perforowania gładkich, jednolitych powierzchni folii piankowej z tworzywa sztucznego o otwartych porach, znamienne tym, że obejmuje zespół (11, 17, 21, 37, 39, 73) zawierający ruchome igły (4) lub nieruchome igły (14) w układzie matrycowym, wyposażone w wystające z powierzchni zespołu ostrza (18), perforujące błonkę (19) powierzchniową folii piankowej (16) z tworzywa sztucznego.
15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że zespół (11) stanowi zespół formujący, urządzenia (10) do formowania termicznego, formujący wewnętrzną stronę (13) folii piankowej (16) z tworzywa sztucznego, przy czym urządzenie (10) do formowania termicznego, posiada dodatkowy zespół formujący (9), formujący zewnętrzną stronę (12) folii piankowej (16) z tworzywa sztucznego, zaś w zespole formującym (11) dla wewnętrznej strony (13), umieszczone są ruchome (4) lub nieruchome igły (14).
16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że zespół formujący (11) kształtujący wewnętrzną stronę (13), zawiera patrycę (1), płytę chłodzącą (2), płytę próżniową (3), ruchome igły (4) płytę igłową (5), sprężyny (6) cofające płytę igłową, membrany (7) i płytę montażową (8), które utrzymywane są razem za pomocą śrub (30).
17. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że zespół formujący (9), kształtujący zewnętrzną stronę (12) folii piankowej (16) z tworzywa sztucznego ma matrycę (15), której powierzchnia przylegająca do strony zewnętrznej jest komplementarna do powierzchni patrycy (1) przylegającej do strony wewnętrznej.
18. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że zespoły formujące (9 i 11) są ruchome względem siebie aż do uzyskania odstępu odpowiadającemu nastawionej grubości ścianki czaszy (20) formowanej wgłębnie z folii piankowej (16) z tworzywa sztucznego.
19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym,, że w zespole formującym (11) usytuowane są prowadnice (22) ruchomych igieł (4), przy czym prowadnice, które mają średnicę większą od średnicy igieł i rozciągają się z komory (23) przy dolnej stronie płyty próżniowej (3), poprzez płytę chłodzącą (2) i patrycę (1), aż do zewnętrznej strony zespołu formującego (11).
20. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że przekrój poprzeczny prowadnic (22) na długości kilku dziesiątych milimetra zwęża się do przekroju poprzecznego ruchomych igieł (4), poczynając poniżej strony zewnętrznej i kończąc na stronie zewnętrznej zespołu formującego (11).
21. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że prowadnice (22) stanowią równocześnie kanały próżniowe, doprowadzające przy kształtowaniu wgłębnym próżnię do wewnętrznej strony (13) folii piankowej (16) z tworzywa sztucznego, przy czym przynajmniej niektóre prowadnice (22) rozwiercone są na określonej długości, tworząc cylindryczne komory (24), które przebiegają od komory (23) poprzez płytę próżniową (3), aż częściowo wchodząc w płytę chłodzącą (2).
22. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że w cylindrycznych komorach (24) usytuowane są sprężyny (6) otaczające ruchome igły (4), przy czym jeden koniec każdej sprężyny wspiera się pod naciskiem, o górną powierzchnię przynależnej cylindrycznej komory (24) a drugi koniec wspiera się o płytę igłową (5).
23. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że płyty igłowe (5) składają się z dwóch nałożonych na siebie płyt składowych (25, 26), przy czym dolna płyta składowa (26) przylega do membrany (7), a górna płyta składowa (25) przy zmniejszonym nacisku membra

178 698 ny zachowuje odstęp względem górnej powierzchni (27) komory (23), natomiast przy zwiększonym nacisku membrany, przylega do górnej powierzchni (27) komory (23).
24. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że ruchome igły (4) swymi dolnymi końcami zamocowane w górnej płycie składowej (25) mają większe wymiary w stosunku do przechodzących przez nie ruchomych igieł (4), dla uzyskania beztarciowego luzu przy ruchu igieł.
25. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że pojedyncza membrana (7) zaciśnięta jest pomiędzy płytą montażową (8) i płytą próżniową (3), przy czym w płycie montażowej (8) znajduje się kanał (29) połączony z usytuowanym poniżej środka membrany centralnym wybraniem (31), doprowadzającym wraz z kanałem sprężone powietrze oddziaływujące na dolną stronę membrany.
26. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że ruchome igły (4) mają ostrza (18) o kącie rozwarcia wynoszącym 10° do 60°, korzystnie 30°.
27. Urządzenie według zastrz. 26, znamienne tym, że ruchome igły (4) stanowią igły ze stopu NiCr, a ostrza (18) igieł są ostrzami poniklowanymi.
28, Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że w zespole formującym (11) usytuowane jest 3x5 do 6x6 płyt igłowych (5) i przynależnych do nich membran (7).
29. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że płyta chłodząca (2) na dolnej stronie posiada zamknięte przez płytę próżniową (3) kanały chłodzące (32), doprowadzające ośrodek chłodzący, przy czym płytę próżniową (3) i płytę chłodzącą (2) stanowią płyty aluminiowe.
30. Urządzenie według zastrz. 16, znamienne tym, że płyty igłowe (5) są płytami stali nierdzewnej, a membrany są membranami z poliuretanu.
31. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że część (17, 37) stanowi zespół formujący z nieruchomymi igłami (14), usytuowany w urządzeniu do formowania wgłębnego, przy czym zespół formujący zawiera patrycę (33), płytę chłodzącą (34) i płytę montażową (35), wystające z patrycy (33) ostrza (18) igieł mają długość do 3 mm natomiast końce igieł znajdują się w patrycy (33).
32. Urządzenie według zastrz. 31, znamienne tym, że zespół (37) znajduje się w urządzeniu formowania wgłębnego poza urządzeniem do formowania termicznego i posiada patrycę (33) z nieruchomymi igłami (14) i z wystającymi z niej ostrzami (18) igieł, dociskaną do wewnętrznej strony czaszy (20) formowanej termicznie, a której zewnętrzna strona przylega przy perforowaniu do płyty dociskowej (35).
33. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że zespół (21) jest obrotowym walcem igłowym z nieruchomymi igłami (14), których ostrza (18) wy stają na długość do 3 mm z powierzchni walca, przy czym walec igłowy znajduje się na wejściu do urządzenia do formowania wgłębnego względnie wytłaczającego, dla perforowania powierzchniowej błonki folii piankowej (16) z tworzywa sztucznego jeszcze przed nagrzaniem i formowaniem termicznym.
34. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że nieruchomy blok formujący (39) z folii piankowej (16) ścianki boczne (46) i dno (45) czaszy lub pojemnika posiada nieruchomą płytę podstawową (40) z równolegle nad sobą usytuowanymi kanałami (41, 42, 43) dla ośrodka chłodzącego, próżni i ośrodka tłoczącego, a ponadto ma patrycę (47), w której usytuowane są tłoki igłowe (51), skierowane prostopadle do ścianek bocznych (46) i dna (45) w swych położeniach w patrycy, przeciwległych do ścianek bocznych i dna.
35. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że na dolnej stronie patrycy (47) usytuowany jest kanał rozdzielczy (49), który przynajmniej przez jeden pionowy otwór przelotowy (44) połączony jest z kanałem (43) dla ośrodka ciśnieniowego.
36. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że kanał (42) przeznaczony dla próżni, połączony jest z wnętrzem patrycy (47) przynajmniej przez dwa otwory (10) do przyłączania próżni.
37. Urządzenie według zastrz. 34 albo 35, znamienne tym, że tłoki igłowe (51) połączone są z rozdzielczym kanałem (49), przy czym każdy tłok igłowy zasilany jest sprężonym powietrzem.

178 698
38. Urządzenie według zastrz. 34, znamienne tym, że tłok igłowy (51) składa się z prowadnicy (54) w kształcie litery T, igły (52), sprężyny naciskowej (53), cylindra tłokowego (59) i pierścienia tłokowego (55). '
39. Urządzenie według zastrz. 38, znamienne tym, że górny koniec cylindra tłokowego (59) przylega do poziomej dolnej strony prowadnicy (54) w kształcie T, wkręconej w zespół patrycy, przy czym igła (52) otoczona jest przez sprężynę naciskową (53) i swym ostrzem prowadzona jest wewnątrz otworu (56) w prowadnicy (54), a koniec igły zamocowany jest w pierścieniu tłokowym (55), natomiast dolny koniec cylindra tłokowego wspiera się o pierścień oporowy (57) w wydrążonej przestrzeni w patrycy (47).
40. Urządzenie według zastrz. 39, znamienne tym, że sprężyna naciskowa (53) wspiera się jednym końcem o dolną stronę prowadnicy w kształcie T, a drugim końcem o pierścień tłokowy (55).
41. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że urządzenie (90) zawiera korpus podstawy (77) z pionowymi drążkami prowadzącymi (72) oraz płytę montażową (75), przesuwalną wzdłuż drążków prowadzących, na której usytuowany jest zespół formujący (78) składający się z zespołów perforujących (73) wyposażonych w igły (89) oraz z płyty podstawowej (74), a ponadto urządzenie zawiera płytę dociskową (70), zamocowaną w ustalonym położeniu na drążkach prowadzących.
42. Urządzenie według zastrz. 41, znamienne tym, że na korpusie podstawy (77) usytuowane są elektropneumatyczne lub elektromechaniczne cylindry napędowe (76), których tłoczyska (91) przylegają do dolnej strony płyty montażowej (75) dla jej podnoszenia lub opuszczania.
43. Urządzenie według zastrz. 41, znamienne tym, że płyta naciskowa (70) ma regulowaną wysokość położenia na drążkach prowadzących (72).
44. Urządzenie według zastrz. 41, znamienne tym, że folia piankowa uformowana w wyroby (71), przylega do dolnej strony płyty dociskowej (70), a zespoły perforujące (73) bezpośrednio przed perforowaniem są centrowane w uformowanych wyrobach (70).
45. Urządzenie według zastrz. 41, znamienne tym, że płyta podstawowa posiada usytuowane nad sobą, cylindryczne otwory (86, 88) o różnych średnicach, połączone ze sobą za pomocą odsądzenia (87), przy czym w otworach umieszczone są prowadnicowe elementy dystansowe (82) połączone śrubami (83) z zespołami perforującymi (73), zaś zarys prowadnicowych elementów dystansowych (82) jest taki sam jak zarys cylindrycznych otworów (86, 88), a prowadnicowe elementy dystansowe (82) przeprowadzone są przez płytę igłową (79) i przylegają ściśle do dolnej strony zespołów perforujących (73).
46. Urządzenie według zastrz. 45, znamienne tym, że płyta igłowa (79), z zamocowanymi w niej igłami (89), usytuowana jest pomiędzy płytą podstawową (74) i zespołami perforującymi (73) w komorze ośrodka ciśnieniowego (85), przy czym płyta igłowa (79) ma w tej komorze luz równy głębokości perforacji dokonywanej przez igły (89) wnikające w wyroby uformowane z folii piankowej z tworzywa sztucznego.
47. Urządzenie według zastrz. 46, znamienne tym, że w zespołach perforujących (73) usytuowana jest pewna liczba sprężyn naciskowych (81) umieszczonych w nieprzelotowych otworach, przy czym jeden koniec każdej sprężyny (81) jest wsparty o wybranie w górnej stronie płyty igłowej (79) a drugi koniec każdej sprężyny jest wsparty o powierzchnię zamykającą danego otworu nieprzelotowego.
48. Urządzenie według zastrz. 46, znamienne tym, że w płycie podstawowej (74) znajduje się kanał (84) dla ośrodka chłodzącego, połączony ze źródłem ciśnienia, zaś poprzez pionowe przelotowe otwory, połączony z komorą (85) ośrodka ciśnieniowego. * * *