RU2340451C2 - Устройство для прямого формования пластмассовых изделий - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к устройству для прямого формования пластмассовых изделий. Техническим результатом заявленного изобретения является создание усовершенствованного устройства, в котором дозы пластмассового материала, снимаемые с экструдера при движении к формующим устройствам, сохраняют постоянную температуру до наступления формования и имеют одинаковую степень пластичности пластмассового материала между поверхностными слоями и внутренними слоями, и, соответственно, готовая продукция не имеет дефектов. Технический результат достигается в устройстве для прямого формования пластмассовых изделий, которое содержит формующие средства. Подающие средства для подачи доз пластмассового материала содержат множество элементов снятия, каждый из которых выполнен с возможностью снятия соответствующей дозы с выхода экструдера и ее переноса в положение подачи, расположенное между пуансоном и полостью формующих средств. Средства регулирования, проходящие от выхода экструдера к положению подачи, выполнены с возможностью регулирования температуры доз за счет приложения тепла к дозам при ее переносе от выхода экструдера к формующим средствам. 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству для прямого формования пластмассовых изделий.

Уровень техники

Изобретение применимо, но не исключительно, для устройства изготовления любых пластмассовых изделий и, в частности, для изготовления пластмассовых крышек для закрывающихся сосудов и пр.

Патент США 5807592 на имя этого же правопреемника раскрывает устройства для прямого формования крышек для закрывающихся сосудов, таких как винтовые крышки. Эти устройства содержат поворотный магазин, который вращается вокруг вертикальной оси и на котором множество устройств формования установлено концентрично вокруг оси вращения поворотного магазина и на одинаковом угловом расстоянии друг от друга. Каждое из указанных устройств имеет верхний штамп, взаимодействующий с нижней пресс-формой, выравненной относительно указанного штампа и имеющей формующую полость.

За счет вращения поворотного магазина формующие устройства следуют по круговому пути, имеющему первый сектор, в котором нужные дозы формуемого пластмассового материала вводятся в полости пресс-форм; второй сектор, в котором формуется изделие; третий сектор, в котором охлаждается формованное изделие; и четвертый сектор, в котором сформованное изделие извлекается и из него транспортируется.

В этих известных устройствах формуемый пластмассовый материал снимается с экструдера с помощью вращающейся головки, имеющей совокупность элементов снятия, которые следуют по круговому пути, имеющему точку касания с соплом экструдера и с круговым путем, по которому следуют формующие устройства. Вращающаяся головка и поворотный магазин действуют согласованно, чтобы элементы снятия могли последовательно снимать дозы пластмассового материала с экструдера и вводить его в полости пресс-форм.

Также известны устройства для выполнения облицовки внутри заранее сформированных крышек. В этих устройствах дозы пластмассового материала после их снятия вводятся в заранее сформированные крышки, доставляемые вращающейся головкой. Крышки затем подаются в формующие устройства поворотного магазина, и таким образом облицовка формируется непосредственно внутри крышек.

Прочие примеры систем формования крышек и облицовок приводятся в документах US-A-5811044 и US-А-4979282.

Недостаток обычных устройств заключается в том, что дозы пластмассового материала, снимаемые с экструдера при движении в среде воздуха, не сохраняют постоянную температуру до наступления формования и поэтому имеют разную степень пластичности пластмассового материала между поверхностными слоями и внутренними слоями.

Эти различия обусловливают изменения в потоке пластмассового материала во время формования и создают дефекты на готовой продукции.

Причем этот недостаток ухудшается элементами снятия, которые охлаждаются по пути своего следования, и поэтому, когда они контактируют с пластмассовым материалом на выходе из экструдера, они обусловливают локальное изменение температуры в области контакта, вызывая дефекты внешнего вида продукции.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения поэтому заключается в обеспечении усовершенствованного устройства, которое устранит недостатки готовой продукции.

Указанная задача решается с помощью устройства, отличительные признаки которого раскрыты в прилагаемой формуле изобретения.

Перечень фигур чертежей

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения поясняются в приводимом ниже описании его двух вариантов осуществления, приведенных в качестве неограничивающих примеров, с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 - частичная горизонтальная проекция первого варианта осуществления изобретения;

Фиг.2 - вертикальная проекция варианта осуществления, показанного на Фиг.1;

Фиг.3 - вертикальная проекция, повернутая на 90° относительно вида, показанного на Фиг.2;

Фиг.4 - горизонтальная проекция фрагмента устройства;

Фиг.5 - изображение в перспективе фрагмента, показанного на Фиг.4;

Фиг.6 - сечение по линии VI-VI на Фиг.4;

Фиг.7 - сечение по линии VII-VII на Фиг.4;

Фиг.8 - частичное горизонтальное сечение второго варианта осуществления настоящего изобретения;

Фиг.9 - вертикальная проекция варианта осуществления, показанного на Фиг.8;

Фиг.10 - вертикальное сечение варианта осуществления, показанного на Фиг.8, повернутое на 90° по отношению к варианту осуществления согласно Фиг.9;

Фиг.11 - вертикальная проекция третьего варианта осуществления изобретения;

Фиг.12 - сечение по линии XII-XII, показанное на Фиг.11;

Фиг.13 - горизонтальная проекция четвертого варианта осуществления изобретения;

Фиг.14 - вертикальная проекция по линии XIV-XIV на Фиг.13 и увеличенное изображение фрагмента.

Варианты осуществления изобретения

Как видно на Фиг.1-7, ссылочная позиция 1 обозначает ту часть поворотного магазина устройства прямого прессования, которая поворачивается в направлении Х вокруг вертикальной оси.

Поворотный магазин 1 содержит множество формующих устройств, каждое из которых состоит из верхнего штампа (не показан), выравненного с нижней пресс-формой 2.

Каждая пресс-форма 2 имеет полость 3, которая открыта вверх и в которой формуется доза D пластмассового материала; указанная доза вводится в нее в пастообразном состоянии и подается вращающейся головкой 4, которая вращается в направлении Y вокруг еще одной вертикальной оси Z, которая параллельна оси вращения поворотного магазина.

Пресс-форма 2 установлена сверху вертикального штока, который направляется в гнезде поворотного магазина 1 и приводится в движение гидроцилиндром (не показан), который можно соединить с помощью соответствующих клапанных систем с источником находящейся под избыточным давлением текучей среды. Когда текучая среда под давлением толкает шток вверх, тогда пресс-форма 2 в соответствующем участке пути следования поворотного магазина прижимает дозу D пластмассового материала к штампу, выполняя вдоль последующей дуги пути формование изделия, например укупорочного средства в виде крышки.

Указанная вращающаяся головка 4 показана только схематически на прилагаемых чертежах, поскольку она не относится к идее данного изобретения. Она более подробно поясняется в упомянутом патенте США 5807592.

На Фиг.2 и 3 вращающаяся головка 4 содержит вал 5, который вращается вокруг вертикальной оси Z и с верхом которого жестко соединен фланец 6; множество элементов 7 для снятия доз пластмассового материала прикреплено к нижней поверхности указанного фланца и распределено по оси Z на равном друг от друга круговом расстоянии, которое равно расстоянию, которое отделяет пресс-формы 2 друг от друга вокруг оси поворотного магазина А. Каждый элемент снятия 7 содержит стакан, имеющий вогнутую часть, направленную по оси Y вращения. Нижний край стаканов 7 компланарен с выходом сопла 8а экструдера 8, отверстие которого направлено вверх, в результате чего во время вращения головки 4 каждый стакан 7 может снимать с сопла дозу D пластмассового материала, соответствующую дозе, которая выходит из сопла в течение времени между прохождением двух следующих друг за другом стаканов перед указанным соплом.

Стаканы 7 следуют по пути А, который является касательной по отношению к пути В следования пресс-форм 2; и угловые скорости поворотного магазина 1 и вращающейся головки 4 согласованы таким образом, что в точке касания путей А и В каждый стакан 7 по существу выравнивается с соответствующей пресс-формой 2. Перенос дозы D из стаканов 7 в полости 3 пресс-форм можно осуществлять согласно упомянутому патенту США 5807592 под воздействием струи сжатого воздуха, направленной вниз, возможно, в комбинации с направленным вниз механическим действием, происходящим за счет обеспечения в каждом стакане выталкивающего поршня, выполненного с возможностью вертикального перемещения и приводимого в действие сжатым воздухом с помощью клапанных средств.

Как было показано, в поворотных магазинах прямого прессования описываемого выше типа доза D пластмассового материала после ее снятия стаканами 7 подвергается воздействию потоком воздуха в течение определенного времени перед тем, как будет введена в полости 3. В течение этого времени доза D охлаждается, и по этой причине ее консистенция изменяется, и поэтому при формовании имеет место неровный поток пластмассового материала с упомянутыми дефектами на готовом изделии. Этот недостаток сочетается с тем обстоятельством, что снятые дозы передают тепло в стаканы, которое рассеивается во время вращения поворотного магазина, и поэтому при каждом удалении доз из экструдера снижение температуры из-за контакта доз со стаканами суммируется со снижением температуры доз, обусловленным воздействием со стороны воздуха окружающей среды.

Для устранения этого недостатка неподвижное устройство связано с выходом экструдера 8 и сохраняет температуру доз по существу постоянной с помощью средства регулирования температуры воздуха.

Указанное устройство (см. Фиг.4-7) состоит из двух вертикальных стенок 9 и 10, имеющих форму круглой дуги и расположенных концентрично по отношению к оси вращения поворотного магазина 4 между экструдером 8 и точкой касания путей А и В.

Две налагаемые друг на друга горизонтальные стенки или днища 11 и 12 расположены между стенками 9 и 10; при этом верхнее днище 11 формирует вместе со стенками 9 и 10 верхний канал 13; при этом нижнее днище 12 включает в себя вместе с днищем 11 проход 14, который соединен с отсеком 15.

Отсек 15 по трубке 16 соединен с источником нагретого воздуха, который, пройдя через отсек 15 в проход 14, протекает в верхний канал 13 через совокупность отверстий 17, выполненных в верхнем днище 11, таким образом формируя средство регулирования температуры.

Устройство примыкает к фланцу 6, и поэтому края стенок 9 и 10 имеют скользящий контакт с нижней поверхностью фланца 6 и практически закрывают канал 13.

Для снижения утечки горячего воздуха из канала 13 на противоположном конце указанного канала выполнены две соответствующие поперечные перегородки 18 и 19, в которых сформированы два проходных отверстия 20 и 21; при этом указанные отверстия имеют размер, обеспечивающий прохождение стаканов 7 во время вращения головки 4.

Действие устройства в соответствии с изобретением понятно из приводимого выше описания. В частности, необходимо отметить, что дозы D, удаляемые из выхода экструдера 8 при прохождении через канал, по существу закрытый до введения их в полости 3, не имеют значительных изменений температуры. За счет надлежащего регулирования температуры воздуха, подаваемого в канал, обеспечивается возможность регулировать температуру доз до значений оптимизации консистенции пластмассового материала во время формования, чтобы обеспечить изготовление изделий, не имеющих структурных и внешних дефектов.

В описываемом выше устройстве возможны многие изменения и варианты, которые все входят в объем прилагаемой формулы изобретения и показаны на Фиг.8-14. Нужно отметить, что для упрощения одинаковые, аналогичные или эквивалентные детали устройства согласно Фиг.1-10 обозначены теми же ссылочными обозначениями, с увеличением на 100 для вариантов согласно Фиг.8-10, на 200 для вариантов согласно Фиг.11 и 12 и на 300 для вариантов Фиг.13 и 14.

Фиг.8, 9 и 10 иллюстрируют решение, согласно которому стенки 109, 110 смыкаются концентрически в цилиндрической форме вокруг оси Z вращения вращающейся головки и тем самым образуют круглый канал 113, который остается закрытым с помощью фланца 106 и в котором вращаются стаканы 107. Отверстия 117 сформированы в круглом днище 111 и обеспечивают соединение с находящимся под ним проходом (Фиг.10), по которому осуществляется подача горячего воздуха, который, полностью заполняя круглый канал 113, сохраняет его температуру по существу на постоянном значении, которое можно всегда заранее задать в соответствии с необходимостью.

Первое отверстие 122 доступа и второе отверстие 123 доступа выполнены в верхнем днище 111 и нижнем днище (не показано); при этом указанное первое отверстие предназначено для того, чтобы сопло 108а экструдера 108 имело доступ в канал 113 до уровня, на котором дозы D снимаются стаканами 107, и снятые дозы вводятся через указанное второе отверстие в полости пресс-форм 103.

Решение в соответствии с Фиг.8-10, по сравнению с изложенным выше решением, обеспечивает преимущество сохранения температуры стаканов 107 по существу постоянной, чтобы исключить остывание стаканов во время вращения головки 104 и, при контактировании с дозами, чтобы исключить при этом нарушающие изменения консистенции пластмассового материала и образование дефектов на внешней поверхности сформованного изделия.

Два варианта осуществления согласно Фиг.11 и 12 и соответственно согласно Фиг.13 и 14 относятся к вариантам идеи изобретения применительно к устройству для формирования облицовки внутри крышек С.

Вариант осуществления согласно Фиг.11 и 12 содержит вертикальный экструдер 208 с соплом 208а, направленным вниз. Под экструдером расположена вращающаяся головка 204, которая закреплена на валу 205, имеющем горизонтальную ось, и имеет стаканы 207, расположенные в радиальном направлении относительно вала 205.

Транспортер 23 расположен по касательной под вращающейся головкой 204 и доставляет крышки С, расстояние между которыми равно расстоянию по окружности между стаканами 207.

Вращающаяся головка 204 синхронизирована с транспортером таким образом, что каждый стакан 207 вводит дозу D, снятую с сопла 208а, в соответствующую крышку С.

Стаканы 207 вдоль полукруговой части пути от сопла 208а к точке касания с транспортером вращаются внутри полукруглого канала 213, сформированного между двумя стенками 209 и 210, расположенными концентрически по отношению к валу 205 и проходящими параллельно транспортеру 23 над крышками С и под ними.

Канал 213 закрыт спереди стенкой 24, которая соединяется со стенками 209 и 210, и сзади боковой стенкой 25, с которой соединена внешняя стенка 210, и диском 26, к которому примыкает край внутренней стенки 209.

Концентрические стенки 209 и 210 имеют отверстия, которые позволяют стаканам 207 входить в канал и выходить из него.

Сопло 208а имеет соединительную трубку 216 для соединения с источником горячего воздуха, который соответствующим образом регулирует температуру доз с места их снятия до места, в котором они прессуются внутри крышек С для получения облицовок.

Вариант осуществления согласно Фиг.13 и 14 также содержит вращающуюся головку 304, имеющую вертикальную ось, и концентрично с которой обеспечено множество захватывающих элементов, которые аналогичны зажимам и действуют как зажимы для захвата и фиксирования стаканов С. Вращающаяся головка этого типа описывается более подробно в патенте США 4518336, владельцем которого является правопреемник данной заявки и который упоминается здесь как неотъемлемая часть этого описания.

Стакан 307 выровнен относительно каждого отдельного элемента захвата и над соответствующим стаканом С и жестко связан со штоком 28, выполненным с возможностью вертикального поступательного перемещения, и сверху имеет ролик 29, следующий за неподвижным кулачком 30. Кулачок 30 приводит в действие штоки 28 между положением для снятия доз D с экструдера 308 и положением для введения указанных доз в стаканы С.

Стаканы С с дозой D в них, после того как они пройдут заданный угол вращения (около 90° на Фиг.14), помещаются в соответствующие гнезда 31 транспортера 32 в виде вращающейся шестерни, с помощью которого они передаются на поворотный магазин 33 с формующими устройствами 34, которые формуют облицовки G внутри крышек С.

Крышки С перемещаются от экструдера 308 к поворотному магазину 33 внутри канала 313, имеющего форму в виде буквы S и проходящего по первой части своего пути концентрично по отношению к оси вращающейся головки 304 и по второй части концентрично по отношению к оси вращения шестеренчатого транспортера 32.

Канал 313 имеет вдоль своей первой части по существу трубчатую структуру прямоугольного сечения, сформированную двумя вертикальными стенками 309 и 310 и двумя верхней и нижней горизонтальными стенками 35 и 36. Нижняя стенка по дуге, концентричной по отношению к оси шестеренчатого транспортера 32, выполнена заодно, наполовину своей радиальной ширины, с периферической кольцевой областью шестеренчатого транспортера 32.

Канал 313 опирается на консоли 37, 37а, которые прикреплены к неподвижным деталям устройства, и соединен с источником горячего воздуха, как в описываемых выше примерах. Чтобы дозы D можно было ввести в стаканы С после их снятия с экструдера 308 с помощью стаканов 307, вдоль части верхней стенки, концентричной по отношению к оси вращающейся головки 304, выполнена дугообразная щель 39, через которую стаканы 307 можно расположить вблизи крышек, чтобы ввести дозы, и можно поднять их обратно в положение, в котором они готовы для последующего снятия.

Очевидно, что вариант осуществления согласно Фиг.13 и 14, подобно варианту осуществления согласно Фиг.11 и 12, поясняет возможность регулирования температуры доз, даже когда путь между пунктом снятия и пунктом введения довольно длинный.

В практической реализации данного изобретения температурное регулирование доз можно обеспечить не только с помощью горячего воздуха, но также и нагреванием доз облучением или путем нагрева воздуха в канале электрическими средствами. При этом обнаружено, что даже без применения тепла извне система способна обеспечить тепловое равновесие за счет использования тепла сопла экструдера и экструдируемой пластмассы.

Содержание патентной заявки Италии №ВО220А000225, по которой заявляет приоритет данная заявка, включено в данную заявку путем ссылки.

В тех случаях, когда упоминаемые в формуле изобретения технические признаки имеют ссылочные обозначения, эти обозначения приводятся только для пояснения формулы, и, соответственно, эти ссылочные обозначения никоим образом не ограничивают интерпретацию каждого элемента, обозначаемого этими ссылочными обозначениями в качестве примера.

Claims (10)

1. Устройство для прямого формования пластмассовых изделий, содержащее

формующие средства,

подающие средства для подачи отдельных доз пластмассового материала, которые содержат множество элементов снятия, каждый из которых выполнен с возможностью снятия соответствующей дозы с выхода экструдера и ее переноса в формующие средства в положение подачи,

средства регулирования, проходящие от выхода экструдера к положению подачи и выполненные с возможностью регулирования температуры доз за счет приложения тепла к дозам при их переносе от выхода экструдера к формующим средствам.

2. Устройство по п.1, в котором указанные средства регулирования температуры содержат канал, проходящий по меньшей мере между экструдером и формующими средствами, причем элементы снятия и переноса доз перемещаются вперед вдоль указанного канала.

3. Устройство по п.2, в котором указанные формующие средства содержат

поворотный магазин, который вращается вокруг вертикальной оси и имеет множество формующих устройств, установленных на указанном поворотном магазине концентрично по отношению к указанной вертикальной оси на одинаковом угловом расстоянии друг от друга, при этом каждое формующее устройство имеет верхний штамп и нижнюю пресс-форму, имеющую полость для формования изделий, причем штамп и пресс-форма выровнены относительно друг друга по вертикальным осям между отведенным положением и сведенным положением, и

средство для приведения в действие указанного поворотного магазина, под действием которого формующие устройства перемещаются вперед по круговому пути, который доходит до пути, по которому элементы снятия доз переносят указанные дозы, снятые с экструдера, чтобы поместить снятые дозы в формующие полости соответствующего формующего устройства, когда указанная нижняя пресс-форма еще отведена от соответствующего штампа, при этом указанный канал проходит по меньшей мере от сопла экструдера к поворотному магазину, имеющему указанные формующие устройства.

4. Устройство по п.2 или 3, которое содержит

поворотный магазин, выполненный с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и имеющий множество формующих устройств, установленных на указанном магазине концентрично по отношению к указанной вертикальной оси на одинаковых друг от друга угловых расстояниях и составляющих формующие средства, при этом каждое формующее устройство содержит верхний штамп и нижнюю пресс-форму, имеющую полость для формования изделий, и штамп и пресс-форма выровнены относительно друг друга по соответствующим вертикальным осям между отделенным положением и сведенным положением,

средство для приведения в действие указанного поворотного магазина, под действием которого указанные формующие устройства перемещаются вперед по круговому пути, который доходит до пути, по которому элементы снятия доз переносят указанные дозы, снятые с экструдера, причем указанное средство подачи для подачи доз формуемого пластмассового материала содержит вращающуюся головку, имеющую фланец, который вращается вокруг вертикальной оси и под которым жестко соединены элементы снятия для последовательного снятия отдельных доз от дозирующего сопла экструдера, при этом каждый из элементов снятия вводит снятые дозы в формующие полости соответствующей пресс-формы, когда указанная пресс-форма еще отведена от соответствующего штампа, при этом указанный канал концентричен по отношению к указанной вертикальной оси вращения головки и проходит от сопла экструдера до точки касания между путем элементов снятия и путем, по которому следуют пресс-формы, причем указанный канал закрывается указанным фланцем и имеет входное и выходное отверстия для указанных элементов снятия.

5. Устройство по п.4, в котором указанный канал образован двумя вертикальными стенками, которые концентричны по отношению к оси вращения вращающейся головки, и верхние края которых имеют скользящий контакт с нижней поверхностью указанного фланца, при этом имеются верхнее днище и нижнее днище, которые расположены между указанными стенками и образуют проход, подсоединенный к источнику подачи горячего воздуха, при этом в верхнем днище сформировано множество отверстий для транспортирования указанного воздуха в указанный канал.

6. Устройство по п.4, в котором указанные отверстия для входа и выхода указанных элементов снятия сформированы в соответствующих перегородках, расположенных поперечно указанному каналу и соединяющих противоположные концы указанных стенок и указанных верхнего днища и нижнего днища.

7. Устройство по любому из пп.1-3, в котором указанные стенки образуют форму цилиндра, концентричного относительно оси вращения головки, и таким образом формируют указанный канал круговым и с верхним днищем и нижним днищем, имеющими кольцевую форму и образующими между собой проход, подсоединенный к источнику горячего воздуха, причем в указанных днищах также имеются два сквозных отверстия, обеспечивающих доступ сопла экструдера в указанный канал для введения доз в полости указанных пресс-форм.

8. Устройство по п.2, в котором средство подачи для подачи доз пластмассового материала содержит экструдер, головку, выполненную с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси и имеющую множество элементов для последовательного снятия отдельных доз с указанного экструдера, транспортер для стаканов, расположенный по касательной под вращающейся головкой, причем действие указанных элементов снятия вводит указанные дозы в стаканы, по существу, в точке касания с указанным транспортером, при этом канал соединен с источником терморегулируемого воздуха и состоит из первой полукруглой части, в которой элементы снятия вращаются и проходят между экструдером и указанной точкой касания, и из второй прямой части, в которой перемещаются вперед содержащие дозы стаканы, при этом указанный канал сформирован стенками, имеющими отверстия для прохождения элементов снятия.

9. Устройство по п.2, в котором средство подачи для подачи доз пластмассового материала содержит головку, которая вращается вокруг вертикальной оси и имеет захватные элементы для фиксирования стаканов, и имеет элементы снятия для снятия доз пластмассового материала с экструдера, при этом каждый из указанных захватных элементов выровнен с соответствующим элементом снятия, и элементы снятия действуют между положением для снятия доз с экструдера и положением для введения доз в стаканы, и шестеренчатый транспортер для переноса указанных стаканов на формующие средства, при этом указанный канал соединен с источником терморегулируемого воздуха и проходит частично вокруг вращающейся головки и частично вокруг указанного шестеренчатого транспортера, и по нему стаканы перемещаются вперед после введения в них указанных доз.

10. Устройство по любому из пп.1-3, в котором указанные средства регулирования температуры выполнены с возможностью использования тепла от экструдера и доз пластмассового материала.

Images