RU2097190C1

RU2097190C1 - Machine for shaping hollow objects from thermoplastic sheet

Info

Publication number: RU2097190C1
Application number: RU95108502A
Authority: RU
Inventors: Лев Филиппович Шалаев; Алексей Борисович Ялунин; Таисия Павловна Чмутенко
Original assignee: Лев Филиппович Шалаев; Алексей Борисович Ялунин; Таисия Павловна Чмутенко
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1997-11-27
Also published as: RU95108502A

Abstract

FIELD: processing of polymer materials. SUBSTANCE: invention relates to manufacturing hollow objects from thin thermoplastic sheets, for example, intermediate products in production of packing containers, protective packages, etc. from sheets or films of polyvinylchloride, polypropylene, polystyrene, and others. Shaping machine additionally has pressure plate of heat-insulating material. Contact heating plate includes removable plate. Pressure plate embraces that removable plate across side surface. Contact surface of removable plate is coated with a layer of antiadhesion material. Pressure plate negligibly protrudes over the contact surface of removable plate. Area of surface of sheet under shaping is no more than area of contact surface of removable plate. Pressure plate is made of textolite. EFFECT: improved structure. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для производства полых изделий из тонких листов термопласта, например промежуточных изделий в производстве упаковочных контейнеров, защитных упаковок и т.п. из листов или пленок поливинилхлорида, полипропилена, полистирола и др. The invention relates to devices for the production of hollow products from thin sheets of thermoplastic, for example intermediate products in the manufacture of packaging containers, protective packaging, etc. from sheets or films of polyvinyl chloride, polypropylene, polystyrene, etc.

Известен ряд технических решений, имеющих с заявляемым ряд общих конструктивных признаков. Так, Устройство для пневмоформования листовых термопластов (SU, авт. св. N 1556927, кл. B 29 C 51/04, 1990) и Устройство для формования изделий из термопластичного листового материала (SU, авт. св. N 1171351, кл. B 29 C 51/36, 1985), которые содержат соосно установленные с возможностью относительного возвратно-поступательного движения плиту нагрева и матрицу (вкладыш) с отверстиями для подачи сжатого воздуха, а также зажимное устройство (прижимную рамку). В отличие от предлагаемого устройства в известном использован дистанционный нагрев, а зажимное устройство фиксирует лист термопласта на торцевой поверхности матрицы, под нагревательным элементом. В таких устройствах из-за дистанционного расположения нагревателя происходят большие потери энергии в окружающую среду, лист термопласта нагревается неравномерно, в частности, из-за краевого охлаждения, что может привести к термодеструкции листовой заготовки, образованию внутренних напряжений, складок. A number of technical solutions are known having a number of common design features with the claimed. So, a device for the pneumoforming of sheet thermoplastics (SU, ed. St. N 1556927, class B 29 C 51/04, 1990) and a device for molding products from thermoplastic sheet material (SU, ed. St. N 1171351, class B 29 C 51/36, 1985), which comprise a heating plate and a matrix (insert) with holes for supplying compressed air, as well as a clamping device (pressure frame), coaxially mounted with relative reciprocation. In contrast to the proposed device, remote heating is used in the known one, and the clamping device fixes the thermoplastic sheet on the end surface of the matrix, under the heating element. In such devices, due to the remote location of the heater, large losses of energy to the environment occur, the thermoplastic sheet is heated unevenly, in particular, due to edge cooling, which can lead to thermal degradation of the sheet stock, the formation of internal stresses, folds.

В техническом решении Вакуумформовочной машины для изготовления изделий из термопластов (SU, авт. св. N 1685738, кл. B 29 C 51,10, 1991) также использован дистанционный нагрев, но прижимная планка расположена по периметру нагревательного элемента нагревательной камеры. Достижению требуемого технического результата в данном устройстве препятствуют те же причины, что и в описанных выше аналогах, кроме того, неравномерность нагрева пленки увеличивается из-за прогиба нагреваемого листа под действием силы тяжести по направлению к нагревательным элементам, расположенным под листом. The technical solution of the Vacuum Forming Machine for the manufacture of thermoplastics products (SU, ed. St. N 1685738, class B 29 C 51.10, 1991) also used remote heating, but the clamping bar is located around the perimeter of the heating element of the heating chamber. The achievement of the required technical result in this device is hindered by the same reasons as in the analogues described above, in addition, the unevenness of the heating of the film increases due to the deflection of the heated sheet under the action of gravity towards the heating elements located under the sheet.

Наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому устройству является устройство контактного нагрева заготовок термопласта, см. Салазкин К. А. Шерышев М.А. Машины для формования изделий из листовых термопластов.- М. Машиностроение, 1977, с. 159, 71, рис. 78. Известное устройство, как и заявляемое, имеет плиту контактного нагрева и расположенную соосно матрицу, имеющую возможность вертикального перемещения. Плита нагрева в каналах имеет трубчатые нагреватели ТЭНы, а также щелевые отверстия для подачи сжатого воздуха прижима. В данном устройстве отсутствует прижимная рамка, ее роль выполняет пара сочленяемых поверхностей плиты нагрева и матрицы. The closest in design features to the proposed device is a device for contact heating of thermoplastic blanks, see Salazkin K. A. Sheryshev MA Machines for molding products from sheet thermoplastics. - M. Mechanical Engineering, 1977, p. 159, 71, fig. 78. The known device, as claimed, has a contact heating plate and a coaxially arranged matrix having the ability to move vertically. The heating plate in the channels has tubular heaters TENy, as well as slotted holes for supplying compressed air to the clamp. In this device, there is no clamping frame, its role is played by a pair of articulated surfaces of the heating plate and matrix.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании устройства, принятого за прототип, относится то, что неравномерность прогрева листа объясняется не только краевыми эффектами, рассеянием тепловой энергии нагревателя, но и неравномерным распределением температуры по поверхности нагрева. Такая неравномерность нагрева наряду с деструкцией листа из-за перепада локальных давлений приводит к прилипанию нагретого листа к плите контактного нагрева. The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the device adopted as a prototype include the fact that the non-uniformity of heating of the sheet is explained not only by edge effects, dissipation of thermal energy of the heater, but also by the uneven distribution of temperature on the heating surface. Such uneven heating along with the destruction of the sheet due to the difference in local pressures leads to the adhesion of the heated sheet to the contact heating plate.

Задачей изобретения является улучшение качества изделий из листов термопластов при уменьшении энергозатрат на их формование. The objective of the invention is to improve the quality of products from sheets of thermoplastics while reducing energy costs for their formation.

Достигаемый технический результат заключается в одновременном обеспечении более равномерного распределения температуры по поверхности нагревателя и уменьшении краевых эффектов нагрева листа термопласта, устранении явлений его прилипания к плите нагрева. The technical result achieved is at the same time ensuring a more uniform temperature distribution over the surface of the heater and reducing the edge effects of heating the thermoplastic sheet, eliminating the phenomena of its adhesion to the heating plate.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагаемое устройство, как и известное, включает в себя плиту контактного нагрева и расположенную соосно с ней с возможностью возвратно-поступательного движения матрицу. Плита нагрева в каналах имеет нагреватели, например, трубчатые (ТЭНы), а также каналы подачи сжатого воздуха формовки. Матрица также снабжена каналами для подачи воздуха формовки от соответствующей пневмокамеры. Лист термопласта фиксируется между контактными поверхностями плиты нагрева и матрицы. Предлагаемое устройство дополнительно содержит прижимную рамку, закрепляющую лист термопласта между плитой контактного нагрева и матрицей. Рамка выполнена из термоизолирующего материала, т.е. выполняет одновременно с функцией прижима листа термоизоляцию нагреваемой пленки и части плиты контактного нагрева съемной плиты. При этом прижимная планка охватывает по всей высоте съемную плиту, а на внешнюю, контактную поверхность съемной плиты нанесен слой антиадгезионного материала, например, на основе фторопласта или кремнийорганических лаков. Прижимная рамка может быть выполнена, в частности, из текстолита, стеклотекстолита. Причинно-следственная связь между перечисленными признаками и достигаемым техническим результатом заключается в том, что прижимная планка является по функции прижимно-термоизолирующей, и позволяет одновременно термоизолировать часть плиты контактного нагрева, лист термопласта и прижать лист в рабочем положении. Это ведет к уменьшению краевого охлаждения листа и плиты, т.е. экономии тепловой энергии, уменьшению деструкции поверхности термопласта. Кроме того, закрепление прижимной планки на боковой поверхности съемной плиты не требует отдельного механизма передвижения прижимной рамки, а также облегчает замену этой части при замене соответствующей ей матрицы. Для уменьшения перепада локальных давлений на поверхность листа, для сглаживания краевых эффектов прижимная рамка незначительно выступает над контактной поверхностью съемной плиты с нанесенным на нее слоем антиадгезионного материала. The essence of the invention lies in the fact that the proposed device, like the known one, includes a contact heating plate and a matrix arranged coaxially with it with the possibility of reciprocating motion. The heating plate in the channels has heaters, for example, tubular (heating elements), as well as channels for molding compressed air. The matrix is also provided with channels for supplying molding air from the corresponding pneumatic chamber. The thermoplastic sheet is fixed between the contact surfaces of the heating plate and the matrix. The proposed device further comprises a clamping frame securing the thermoplastic sheet between the contact heating plate and the matrix. The frame is made of thermally insulating material, i.e. performs simultaneously with the function of pressing the sheet thermal insulation of the heated film and part of the contact heating plate of the removable plate. In this case, the clamping strip covers the entire height of the removable plate, and a layer of release material, for example, based on fluoroplastic or organosilicon varnishes, is applied to the external, contact surface of the removable plate. The clamping frame can be made, in particular, of PCB, fiberglass. A causal relationship between the listed features and the technical result achieved is that the pressure strip is functionally pressure-insulating and allows you to simultaneously insulate part of the contact heating plate, thermoplastic sheet and press the sheet in the working position. This leads to a decrease in the regional cooling of the sheet and plate, i.e. saving thermal energy, reducing the destruction of the surface of the thermoplastic. In addition, fixing the clamping plate on the side surface of the removable plate does not require a separate mechanism for moving the clamping frame, and also facilitates the replacement of this part when replacing the corresponding matrix. To reduce the difference in local pressures on the sheet surface, to smooth out edge effects, the pressure frame slightly protrudes above the contact surface of the removable plate with a layer of release material applied to it.

Описанное устройство схематически представлено на чертеже. The described device is schematically represented in the drawing.

Устройство включает в себя подвижную в осевом направлении матрицу 1 и расположенную соосно ей плиту контактного нагрева 2. Плита контактного нагрева 2 содержит трубчатые нагревательные элементы ТЭНы 3 и щелевые отверстия 4 подачи воздуха формовки. Нижняя часть плиты контактного нагрева 2 является съемной плитой 5, которая охвачена прижимной рамкой 6; на съемную плиту 5 нанесен слой 7 антиадгезионного материала. Матрица 1 выполнена с отверстиями 8 подачи сжатого воздуха прижима. The device includes an axially movable matrix 1 and a coaxial contact heating plate 2. A contact heating plate 2 contains tubular heating elements TENY 3 and slotted openings 4 for forming air supply. The lower part of the contact heating plate 2 is a removable plate 5, which is covered by a clamping frame 6; on a removable plate 5, a layer 7 of release material is applied. The matrix 1 is made with holes 8 for supplying compressed air to the clip.

Устройство работает следующим образом. Лист термопласта 9 размещают на матрице 1, затем поднимают матрицу до контакта листа термопласта с прижимной рамкой 6 и со вписанной в нее предварительно нагретой до установочной температуры съемной плитой 5. Затем начинают подавать сжатый воздух прижима под лист термопласта 9, обеспечивая лучший контакт с контактной поверхностью съемной плиты 5 в течение всего времени нагрева. По истечении времени достижения листом температуры формования подачу воздуха снизу прекращают и начинают подавать воздух формования через щелевые отверстия 4 в плите контактного нагрева 2, в съемной плите 5, производя негативное пневмоформование полого изделия. По окончании процесса подвижную в осевом направлении матрицу 1 с отформованным изделием отводят вниз, изделие после охлаждения извлекают, например, воздействием сжатого воздуха снизу. Устройство может быть дополнено узлами подачи пленки термопласта с рулона в узел формовки, вырубания готовых изделий, штабелирования и др. Поджим пленки (листа) и формование изделия разностью давлений могут быть осуществлены комбинированным пневмо- и вакуум-воздействием на лист термопласта через отверстия в верхней плите плите контактного нагрева или в нижней плите (включающей матрицу). The device operates as follows. The thermoplastic sheet 9 is placed on the matrix 1, then the matrix is lifted until the thermoplastic sheet contacts the clamping frame 6 and the removable plate 5 preheated to the set temperature and inscribed into it. removable plate 5 during the entire heating time. After the time has passed for the sheet to reach the molding temperature, the air supply from the bottom is stopped and the molding air is supplied through the slotted holes 4 in the contact heating plate 2, in the removable plate 5, producing negative pneumoforming of the hollow article. At the end of the process, the axially movable matrix 1 with the molded product is brought down, the product is removed after cooling, for example, by the action of compressed air from below. The device can be supplemented with nodes for supplying thermoplastic film from a roll to a forming unit, cutting out finished products, stacking, etc. The film (sheet) is pressed and the product is formed by pressure difference by combined pneumatic and vacuum effects on the thermoplastic sheet through holes in the upper plate contact heating plate or in the bottom plate (including the matrix).

Предлагаемое устройство при его осуществлении предназначено для использования в промышленности, а именно в станкостроении, в упаковочном оборудовании. The proposed device in its implementation is intended for use in industry, namely in machine tools, in packaging equipment.

Claims

1. A device for molding a hollow product from a sheet of thermoplastic material, including a contact heating plate and a matrix with holes for supplying air coaxially mounted with the possibility of reciprocal movement, characterized in that it further comprises a clamping frame, the clamping frame is made of thermally insulating material, the contact heating plate includes a removable plate, wherein the pressure frame covers the removable plate along the side surface, and a layer is applied to the contact surface of the removable plate th release material.

2. The device according to claim 1, characterized in that the pressure frame protrudes slightly above the contact surface of the removable plate.

3. The device according to claim 1, characterized in that the area of the molded surface of the sheet is not greater than the area of the contact surface of the removable plate.

4. The device according to claim 1, characterized in that the clamping frame is made of PCB.