RU2010719C1

RU2010719C1 - Apparatus for continuous manufacturing of elongate shaped articles from composite materials

Info

Publication number: RU2010719C1
Authority: RU
Inventors: В.М. Александров; А.Ю. Полушин; Н.В. Ознобишин; В.М. Блинов
Original assignee: Уральский Филиал Центрального Научно-Исследовательского Института Материаловедения
Priority date: 1991-12-09
Filing date: 1991-12-09
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: processing of composite materials. SUBSTANCE: apparatus has core and a succession of devices such as bobbin carrier with bobbins on which elongate material is wound, guiding members, unit for preliminary forming of article part, winder carrying bobbins with transverse material, hollow tubular blank deforming unit, forming spinneret and pulling device. Core has section with smoothly variable outline. At least one longitudinal channel is made on outer surface of core. Guiding member and channel are disposed one opposite to the other. Side surfaces of guiding members and side surfaces of core channel are disposed in one plane. EFFECT: increased efficiency of processing and enhanced reliability in operation. 5 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для переработки композиционных материалов, в частности для изготовления длинномерных профильных изделий, и может найти применение в химической, электротехнической и других областях народного хозяйства. The invention relates to equipment for the processing of composite materials, in particular for the manufacture of long profile products, and may find application in chemical, electrical and other fields of national economy.

Известно также устройство для получения длинномерных изделий из композиционного материала, состоящее из дорна шпулярника с бобинами продольного материала, ванны со связующим, направляющего элемента, обмотчика с бобинами поперечного материала, формующей фильеры и тянущего механизма. Благодаря наличию обмотчика обеспечивается возможность получения сложной схемы армирования изделий, что позволяет получать изделия с высокими прочностными характеристиками. Недостатком указанного устройства является то, что оно не обеспечивает высокое качество при изготовлении изделий со сложными схемами армирования, так как не обеспечивает точность укладки продольных слоев и не сохраняет равномерность их распределения в изделии при деформировании. It is also known a device for producing long products from composite material, consisting of a creel mandrel with bobbins of longitudinal material, a bath with a binder, a guide element, a wrapper with bobbins of transverse material, a forming die and a pulling mechanism. Due to the presence of the wrapper, it is possible to obtain a complex pattern of reinforcing products, which allows to obtain products with high strength characteristics. The disadvantage of this device is that it does not provide high quality in the manufacture of products with complex reinforcement schemes, as it does not ensure the accuracy of laying the longitudinal layers and does not maintain the uniformity of their distribution in the product during deformation.

Известна установка для непрерывного изготовления длинномерных профильных изделий, содержащая дорн, последовательно установленные вдоль него шпулярник с бобинами продольного материала направляющие элементы, обмотчик с бобинами поперечного материала, средство предварительного формования, профиля, формирующую фильеру и тянущее устройство. A known installation for the continuous manufacture of lengthy profile products containing a mandrel, sequentially installed along it creel with bobbins of longitudinal material guide elements, a wrapper with bobbins of transverse material, a means of pre-molding, profile, forming a die and pulling device.

Известное устройство не позволяет формовать части профиля в процессе протяжки материала. The known device does not allow to form part of the profile in the process of drawing material.

Для решения этой задачи в установке, содержащей дорн, последовательно установленные вдоль него шпулярник с бобинами продольного материала, направляющие элементы, обмотчик с бобинами поперечного материала, средство предварительного формования профиля, формующую фильеру и тянущее устройство, согласно изобретению, средство предварительного формования профиля выполнено в виде по меньшей мере одного радиального подпружиненного вкладыша, установленного с возможностью взаимодействия с дорном, имеющим продольный паз, расположенный в одной плоскости с вкладышем. To solve this problem, in an installation containing a mandrel, a creel, successively mounted along it with bobbins of longitudinal material, guide elements, a wrapper with bobbins of transverse material, a profile pre-forming tool, a forming die and a pulling device according to the invention, the profile pre-forming tool is made in the form at least one radial spring-loaded liner installed with the possibility of interaction with a mandrel having a longitudinal groove located in one the plane of the liner.

На фиг. 1 изображен общий вид установки; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 (узел предварительного формования элемента изделия); на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1 (узел деформирования полой трубчатой заготовки); на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 1 (готовое изделие, один из вариантов). In FIG. 1 shows a general view of the installation; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1 (pre-forming unit of the product element); in FIG. 4 is a section BB in FIG. 1 (node deformation of a hollow tubular workpiece); in FIG. 5 is a section GG in FIG. 1 (finished product, one of the options).

Установка для непрерывного изготовления длинномерных профильных изделий состоит из дорна 1 и последовательно установленных шпулярника 2 с бобинами 3 продольного материала, направляющих элементов 4, узла предварительного формования 5 элемента изделия, обмотчика 6 с бобинами 7 поперечного материала, узла деформирования 8 полой трубчатой заготовки, формующей фильеры 9 и тянущего устройства 10. Дорн 1 установлен соосно направляющим элементам 4, узлу предварительного формования 5, обмотчику 6, узлу деформирования 8 и заканчивается в узле 8, причем на участке L, находящемся в узле 8, дорн 1 выполнен с плавно изменяющимся сечением. Кроме того, на наружной поверхности дорна 1 выполнена по меньшей мере одна продольная канавка 11. Направляющие элементы 4 и канавка 11 расположены напротив друг друга, причем боковые поверхности 12 элементов 4 расположены в одной плоскости с боковыми поверхностями 13 канавки 11. Узел предварительного формования 5 состоит из корпуса 14, внутри которого напротив канавок 11 установлены подпружиненные вкладыши 15. Внутри вкладышей 15 смонтированы нагреватели 16. В корпусе узла деформирования 8 установлены с зазором относительно дорна 1 вкладыши 17 для прижатия трубчатой заготовки 18 к поверхностям дорна 1 и предварительно сформованного элемента 19 в начальной стадии деформирования на участке L и к элементу 19 изделия на конечной стадии деформирования. Рабочая поверхность 20 вкладышей 17 имеет форму, соответствующую форме рабочей поверхности дорна 1 на участке L. Формующая фильера 9 содержит нагревательные и формующие элементы (на фиг. не показаны). Installation for the continuous manufacture of lengthy profile products consists of a mandrel 1 and sequentially installed creel 2 with bobbins 3 of longitudinal material, guide elements 4, a pre-forming unit 5 of the product element, a wrapper 6 with bobbins 7 of the transverse material, a deformation unit 8 of a hollow tubular blank forming a die 9 and the pulling device 10. The mandrel 1 is installed coaxially with the guide elements 4, the pre-forming unit 5, the wrapper 6, the deformation unit 8 and ends in the unit 8, and a portion L, which is located at a node 8, a mandrel 1 is formed with a continuously varying cross-section. In addition, at least one longitudinal groove 11 is made on the outer surface of the mandrel 1. The guide elements 4 and the groove 11 are located opposite each other, and the side surfaces 12 of the elements 4 are located in the same plane as the side surfaces 13 of the groove 11. The pre-forming unit 5 consists of from the housing 14, inside of which, opposite the grooves 11, spring-loaded inserts 15 are installed. Inside the inserts 15, heaters 16 are mounted. In the housing of the deformation unit 8, inserts 17 are mounted with a gap relative to the mandrel 1 for zhatiya tubular blank 18 to the surfaces of the mandrel 1 and the preformed member 19 at the initial stage of deformation on the portion L and the element 19 in the final product stage of deformation. The working surface 20 of the liners 17 has a shape corresponding to the shape of the working surface of the mandrel 1 in the area L. The forming die 9 contains heating and forming elements (not shown in Fig.).

Работа осуществляется следующим образом. Продольный материал 21 с бобин 3 шпулярника 2 посредством направляющих элементов 4 укладывают в канавки 11 дорна 1 и протягивают через узел предварительного формования 5, обмотчик 6, узел деформирования 8, формующую фильеру 9. Концы продольного материала 21 закрепляют в тянущем устройстве 10. При укладке продольного материала 21 в канавки 11 направляющие элементы 4 ориентируют его в поперечном направлении. Включают нагреватели 16 узла 5 и нагреватели формующей фильеры 9. По достижении заданных температур в узле 5 и фильере 9 одновременно выключают тянущее устройство 10 и обмотчик 6. При прохождении продольного материала 21 через узел предварительного формования 5 вкладыши 15 прижимают материал 21 в канавке 11 к поверхности дорна 1. Происходит разогрев и частичное расплавление термопластичного связующего и уплотнение материала 21 подпружиненными вкладышами 15, т. е. происходит формование элемента 19. При прохождении элемента 19 в зоне обмотчика 6 его обмотывают поперечным материалом с бобин 7, т. е. формируют полую трубчатую заготовку 18. Затем заготовка 18 поступает в узел деформирования 8, где вкладыши 17 на участке L обжимают ее относительно дорна 1 и предварительно сформированного элемента 19 на начальной стадии деформирования, а на конечной стадии деформирования обжимают ее только относительно элементов 19, придавая форму, близкую к сечению готового изделия. В формующей фильере 9 происходит полный прогрев заготовки 18 и окончательное формование изделия 23. The work is as follows. The longitudinal material 21 from the creel 3 bobbins 2 by means of the guiding elements 4 is laid in the grooves 11 of the mandrel 1 and pulled through the pre-forming unit 5, the wrapper 6, the deformation unit 8, the forming die 9. The ends of the longitudinal material 21 are fixed in the pulling device 10. When laying the longitudinal material 21 in the grooves 11, the guide elements 4 orient it in the transverse direction. The heaters 16 of the assembly 5 and the heaters of the forming die 9 are turned on. Upon reaching the set temperatures in the assembly 5 and the die 9, the pulling device 10 and the wrapper 6 are simultaneously turned off. When the longitudinal material 21 passes through the preforming assembly 5, the liners 15 press the material 21 in the groove 11 to the surface mandrel 1. Heating and partial melting of the thermoplastic binder and compaction of the material 21 by spring-loaded liners 15, that is, the formation of element 19 occurs. When element 19 passes in the area of the wrapper 6, its exchange they are removed by transverse material from the bobbins 7, i.e., a hollow tubular billet 18 is formed. Then, the billet 18 enters the deformation unit 8, where the liners 17 in section L compress it relative to the mandrel 1 and the preformed element 19 at the initial stage of deformation, and at the final the deformation stage compresses it only relative to the elements 19, giving a shape close to the cross section of the finished product. In the forming die 9, the workpiece 18 is completely warmed up and the product 23 is finally molded.

Данная установка обеспечивает формование изделий сложного профиля. (56) Авторское свидетельство СССР N 1004133, кл. В 29 С 53/68, 1983. This installation provides the molding of products of complex profile. (56) Copyright certificate of the USSR N 1004133, cl. B 29 C 53/68, 1983.

Авторское свидетельство СССР N 153560, кл. В 29 С 55/30, 1963. USSR author's certificate N 153560, cl. B 29 C 55/30, 1963.

Claims

INSTALLATION FOR CONTINUOUS MANUFACTURE OF LONGER PROFILE PRODUCTS FROM COMPOSITE MATERIALS, comprising a mandrel, a creel with successive bobbins of longitudinal material installed in series along it, guiding elements, a wrapper with bobbins of transverse material, a profile pre-forming tool, forming tool and drawing device, profile forming is made in the form of at least one radially spring-loaded liner, installed with the possibility of mutual operating with a mandrel having a longitudinal groove located in the same plane with the liner.