SI21793A - Kalup za izdelavo vlozkov iz poliuretanske pene z integriranim sredstvom za nanos locilnega sredstva - Google Patents

Abstract

Kalup za izdelavo vlozkov iz poliuretanske pene z integriranim sredstvom za nanos locilnega sredstva resuje problem enostavnega, hitrega, enakomernega, okolju in ljudem prijaznega ter cenovno ustreznega nanosa tekocega locilnega sredstva (8) v kalup (1), ob njegovi hkratni enostavni in kompaktni konstrukciji. Avtomatski odzracevalniki (4) in brizgalne sobe (5) so medsebojno integrirane v enovite elemente, ki so v in skozi stene kalupa (1) izvedeni tako, da segajo v gnezda (6). Sluzijo hkrati za vbrizg tekocega locilnega sredstva (8) na povrsini (9, 10) sten gnezda (6) pred polnjenjem s poliuretanskimi komponentami, kot tudi za odzracevanje med samim postopkom izdelave penastih vlozkov. Vbrizgavanje sredstva (8) se pri tem izvaja pri zaprtem kalupu (1), oziroma ko sta njegova dela (2) in (3) za zracno rezo (7) en od drugega odmaknjena.

Description

Predmet izuma je kalup za izdelavo vložkov iz poliuretanske pene z integriranim sredstvom za nanos ločilnega sredstva, oziroma je natančneje kalup, pri katerem so brizgalne šobe za nanos ločilnega sredstva v gnezdo izdelka integrirane v avtomatske odzračevalnike.

Po mednarodni patentni klasifikaciji je izum uvrščen v B 29C 33/44 ter dodatno v B 29C 33/56 in v B 29C 33/00.

Tehnični problem, ki ga rešuje izum, je taka konstrukcija kalupa za izdelavo poliuretanskih penastih vložkov, prednostno za potrebe avtomobilske industrije, ki bo omogočala nanos ločilnega sredstva v gnezdo izdelka pri zaprtem orodju oziroma kalupu, pri čemer bo pri tej operaciji človeški faktor izključen, postopek nanosa pa hitrejši, nanos ločilnega sredstva enakomernejši njegova poraba pa manjša, močno zmanjšani bodo negativni vplivi ločilnega sredstva na okolico in ljudi, hkrati pa bo konstrukcija kalupa enostavna in kompaktna.

Da dosežemo lažjo odstranitev poliuretanskih penastih vložkov iz orodja, je potrebno pred polnjenjem kalupa s poliuretanskimi komponentami izvršiti nanos tekočega ločilnega sredstva na površino tako imenovanega gnezda izdelka. Gnezdo izdelka imenujemo votel, prazen prostor med zgornjo in spodnjo polovico kalupa, v katerem se v postopku penjenja oblikujejo izdelki oziroma penjenci. Ločilno sredstvo se uporablja torej pri oblikovanju gole poliuretanske pene v zato ustreznih kalupih in onemogoča, da bi se pena sprijela s kalupom. Slednje je zelo pomembno za doseganje kvalitetne površine izdelkov. Zato je uporaba ločilnega sredstva v postopku proizvodnje penastih vložkov ključna in izredno pomembna. Pri tem velja, da mora biti nanos ločilnega sredstva čim bolj enakomerenpo celotni površini gnezda izdelka, saj se v nasprotnem primeru lahko pojavijo deformacije na površini izdelka iz poliuretanske pene. Ločilno sredstvo sestavljajo različne kemične sestavine, kot so topila in trdi delci, zato je škodljivo tako za ljudi, kot za širšo okolico.

Do sedaj najbolj razširjena znana rešitev temelji na nanašanju ločilnega sredstva s pomočjo kinetične ali elektrostatične energije na notranje površine kalupov, oziroma na površine gnezda izdelka in to z brizganjem ločilnega sredstva v odprte kalupe. Ta način nanosa ločilnega sredstva se opravlja s pomočjo pnevmatskih ali elektrostatičnih brizgalnih pištol in to ročno, polavtomatsko ali avtomatizirano z robotom. Slabost in pomanjkljivost teh znanih načinov je predvsem v tem, da se nanos ločilnega sredstva v notranjost kalupov izvaja od zunaj in v odprte kalupe. Zaradi tega je poraba ločilnega sredstva velika, nanosi so neenakomerni in predvsem zelo obremenjujoči in škodljivi za ljudi in okolico. Izkušnje so pokazale, da so izgube ločilnega sredstva okrog 40%. Zaradi tega so zunanje stene kalupov, delavci in bližnja okolica pri tem močno obremenjeni z izbrizganim ločilnim sredstvom. Iz tega razloga je potrebno kalupe in njihovo bližnje delovno okolje sprotno čistiti, kar predstavlja škodljiv vpliv tako na izvajalce, kot na okolje in ne nazadnje predstavlja v samem postopku izdelave zastoje in velike stroške. Zato je za zaščito delavcev in okolja potrebno v proizvodne prostore vgraditi posebne, eksplozivno varne ventilacijske sisteme, ki pa niso popolnoma varni, ob tem pa še dodatno zahtevajo pogosto in sprotno menjavo kontaminiranih filtrov.

Po dokumentu GB 8618616 je znan postopek oblikovanja izdelkov iz nenasičene umetne smole, pri katerem se nanos prahu izvaja v odprto orodje. Pomanjkljivost te znane rešitve je v tem, da se nanos vrši od zunaj in v odprto orodje, obravnava pa nanos prahu in ne tekočega ločilnega sredstva. Nadalje je njena slabost v dragih čistilnih napravah in v škodljivem vplivu na okolje in zdravje ljudi.

Po dokumentu DE 103 20 341 je znana brizgalna naprava in postopek brizganja izdelkov iz poliuretana, ki vsebuje eksterno mešanje in temu ustrezno šobo. Rešuje mešanje A+B komponent poliuretana v omejenem prostoru znotraj orodja, oziroma kalupov. Na ta način pridobljen poliuretan se nato' nanaša na ustrezen model izdelka. Njena pomanjkljivost je v tem, da ne rešuje nanosa ločilnega sredstva, niti v ta namen ni uporabna.

Problem, ki je ostal nerešen je predvsem v nanosu tekočega ločilnega sredstva v gnezdo izdelka pri odprtem orodju oziroma kalupu, ki je predvsem škodljiv ljudem in okolju, zraven tega pa je nanos neenakomeren, izgube ločilnega sredstva pa velike.

Po izumu je problem rešen s kalupom za izdelavo vložkov iz poliuretanske pene z integriranim sredstvom za nanos ločilnega sredstva, ki ima brizgalne šobe za nanos ločilnega sredstva v kalup integrirane znotraj avtomatski odzračevalnikov. Izum bo opisan na izvedbenem primeru in slikah, ki prikazujejo sl. 1 zaprti kalup po izumu v aksonometrični projekciji sl. 2 zaprti kalup v prečnem prerezu A-A

Kalup 1 po izumu tvorita spodnji del 2 in zgornji del 3, ki v zaprtem položaju oblikujeta skupni notranji votel prostor oziroma gnezdo 6. V območju tesnilnih površin, oziroma v delilni ravnini kalupa 1, sta njegova spodnji del 2 in zgornji del 3 en od drugega odmaknjena za velikost zračne reže 7.

V prikazanem izvedbenem primeru so v zgornji del 3 kalupa 1 vgrajeni avtomatski odzračevalniki 4, v katere so integrirane brizgalne šobe 5. Število avtomatskih odzračevalnikov 4 z vgrajenimi brizgalnimi šobami 5 je poljubno, prav tako je poljubna njihova razporeditev po zgornjem delu 3. Njihovo število in lociranost sta torej odvisna od oblike in izvedbe poliuretanskih vložkov, oziroma gnezda 6, v katerem ti nastajajo. Avtomatski odzračevalniki 4 z brizgalnimi šobami 5 so izvedeni pravokotno na in skozi čelno steno zgornjega dela 3 tako, da s svojim koncem za odzračevanje in brizganje segajo nekoliko v gnezdo 6. Vsaka brizgalna šoba 5 je opremljena z lastno dovodno cevjo 11, ki je na drugi strani spojena s poljubnim vsebnikom tekočega ločilnega sredstva 8.

V nekem drugem izvedbenem primeru, ki pa ni prikazan, so lahko avtomatski odzračevalniki 4 z vgrajenimi brizgalnimi šobami 5 v zgornji del 3 kalupa izvedeni tudi skozi njegove stranske stene, kar enako velja za pod njim ležeči spodnji del 2. Prav tako so lahko v nekem drugem izvedbenem primeru avtomatski odzračevalniki 4 z brizgalnimi šobami 5 skozi zgornji del 3 izvedeni pod koti, ki so manjši ali večji od 90°. Lahko so torej izvedeni pod poljubnimi koti na stene zgornjega dela 3, lahko tudi v medsebojni kombinaciji med sabo različnih kotov. Odvisno pač od velikosti in oblike gnezda 6 znotraj kalupa 1.

Mogoča je tudi izvedba povsem obratne integracije avtomatskega odzračevalnika 4 in brizgalne šobe 5 in sicer takšna, pri kateri bo avtomatski odzračevalnik 4 integriran znotraj brizgalne šobe 5.

Prav tako lahko v nekem drugem izvedbenem primeru, ki tudi ni prikazan, vodi do brizgalnih šob 5 skupna dovodna cev 11 za dotok tekočega ločilnega sredstva 8, ki se pred njimi steka v ustrezni razdelilnik, iz katerega ločilno sredstvo 8 vodimo dalje ločeno v vsako posamezno brizgalno šobo 5, nameščeno v pripadajoči avtomatski odzračevalnik 4.

Kot so na predhodno opisane načine integrirane brizgalne šobe 5 in avtomatski odzračevalniki 4 izvedene na oziroma v zgornji del 3 kalupa 1, so lahko na identične načine izvedene tudi na oziroma v njegov spodnji del 2 ali celo kombinirano v zgornji del 3 in v spodnji del 2 hkrati.

Za vse predhodno opisane izvedbene primere pa velja, da je število integriranih avtomatskih odzračevalnikov 4 in brizgalnih šob 5 v posameznih kalupih 1 poljubno, kot so poljubne tudi njihove lokacije na njihovem zgornjem delu 3 in/ali spodnjem delu 2. Slednje je torej odvisno od namena in izvedbe kalupov 1 ter s tem od oblike in značilnosti v njih izdelanih poliuretanskih penastih vložkov.

Pri tem pa velja, da mora imeti kalup 1 toliko brizgalnih šob 5, lociranih na toliko lokacijah na oziroma skozi zgornji del 3 in/ali spodnji del 2, daje omogočen vbrizg oziroma nanos tekočega ločilnega sredstva 8 po celotnem obsegu gnezda 6, oziroma po njegovih površin 9 in 10. Pri tem so mogoče različne izvedbe kalupov 1, kot na primer z že opisano izključno uporabo integriranih avtomatskih odzračevalnikov 4 in brizgalnih šob 5. Mogoča je tudi kombinirana izvedba avtomatskih odzračevalnikov 4 z integriranimi brizgalnimi šobami 5, hkrati s samostojnimi avtomatskimi odzračevalniki 4, brez vgrajenih brizgalnih šob 5 in obratno.

Kot je v uvodu opisa tega izuma že omenjeno, se pred polnjenjem s poliuretanskimi komponentami v kalup 1 vbrizga ustrezno tekoče ločilno sredstvo 8. Pri tej tehnološki operaciji je kalup 1 zaprt, oziroma sta njegova spodnji del 2 in zgornji del 3 en od drugega odmaknjena zgolj za velikost zračne reže 7, za izravnavo tlaka znotraj gnezda

6. V nasprotnem bi zaradi vbrizgavanja ločilnega sredstva prišlo v gnezdu 6 do nadtlaka.

Iz neprikazanega vsebnika ter po dovodni cevi 11, se dovaja tekoče ločilno sredstvo 8 pod tlakom v brizgalne šobe 5, ki tekoče ločilno sredstvo 8 vbrizgajo v gnezdo 6 pod pritiskom. Pri tem se v njem ustvari meglica, ki omogoča, da se ločilno sredstvo 8 enakomerno nanese po površini gnezda 6, oziroma po celotni površini 9 v spodnjem delu 2 in po celotni površini 10 v zgornjem delu 3 kalupa 1. Spodnji del 2 in zgornji del 3 kalupa 1 sta, v območju delilne ravnine med sabo odmaknjena za zračno režo 7 zato, da se ob vbrizgavanju ločilnega sredstva 8 skozi brizgalne šobe 5 v gnezdo 6, v njem ne ustvari nadtlak.

Količino in čas vbrizganja ločilnega sredstva skozi brizgalne šobe 5 v gnezdo 6 kalupa 1 določa ustrezen program znotraj tehnološkega postopka, ki je praviloma specifičen za vsako vrsto izdelkov iz poliuretanske pene oziroma je specifičen temu izdelku prilagojenih kalupov 1. Velja pa, da se količina in geometrija nanosa ločilnega sredstva 8 v kalup 1, za izdelavo poliuretanskih penastih vložkov, določi optimalno glede na zahtevano specifičnost posameznega izdelka in s tem kalupa 1.

Kot že povedano se, z uporabo kalupa za izdelavo vložkov iz poliuretanske pene z vgrajenim sredstvom za nanos ločilnega sredstva po izumu, postopek vbrizgavanja in nanosa tekočega ločilnega sredstva 8 na površini 9' in 10 gnezda 6 izvaja pri zaprtem, oziroma za zračno režo 7 priprtem kalupu 1. Na ta način odpade nanos ločilnega sredstva 8 od zunaj, v odprti kalup 1. Zaradi tega je nanos hitrejši in bolj enakomeren. To omogočajo brizgalne šobe 5, ki so v gornjem delu 3 integrirane v avtomatske odzračevalnike 4 in/ali obratno. Empirični preizkusi so pokazali, da se pri nanosu tekočega ločilnega sredstva 8 skozi brizgalne šobe 5 v kalupe 1 po izumu, prihrani do 40% ločilnega sredstva 8 na proizvodno enoto, oziroma na serijo le teh. Temu posledično se zmanjša obremenitev delavcev in okolja z škodljivo vsebnostjo ločilnega sredstva 8, kalupi 1 so po operaciji nanosa bolj čisti, zato so stroški čiščenja nižji. Če vbrizgavanje ločilnega sredstva 8 poteka avtomatizirano, potem pri tej operaciji prisotnost delavcev ni potrebna. Odpadejo tudi investicije v zahtevne in drage eksplozivno vame ventilacijske sisteme, s tem pa tudi menjava ter deponiranje odpadnih, z ločilnim sredstvom 8 kontaminiranih filtrov.

Claims (5)

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Kalup za izdelavo vložkov iz poliuretanske pene z integriranim sredstvom za nanos ločilnega sredstva, ki ima v zgornjo polovico kalupa vgrajene avtomatske odzračevalnike, značilen po tem, da so brizgalne šobe (5) vgrajene v avtomatske odzračevalnike (4) in/ali obratno tako, da skupaj tvorijo enotne, med sabo ločene integrirane elemente in so prednostno skozi najmanj eno steno zgornjega dela (3) ali/in spodnjega dela (2) kalupa (1) izvedeni tako, da s prostim koncem za odzračevanje in vbrizganje segajo v gnezdo (6); daje v kalup (1) vgrajen najmanj en ali več elementov integriranih iz avtomatskih odzračevalnikov (4) in iz brizgalnih šob (5) in to na poljubnih lokacijah ter pod poljubnimi koti na pripadajočo zunanjo ploskev oziroma steno.

2. Kalup po zahtevku 1, značilen po tem, daje praviloma vsaka brizgalna šoba (5) spojena s pripadajočo dovodno cevjo (11) za dovod tekočega ločilnega sredstva (8).

3. Postopek nastavitve kalupa in izvajanja postopka nanosa ločilnega sredstva, značilen po tem, da sta med postopkom nanosa tekočega ločilnega sredstva (8), skozi brizgalne šobe (5) v gnezdo (6) kalupa (1), spodnji del (2) in zgornji del (3) odmaknjena en od drugega za poljubno veliko zračno režo (7), ki onemogoča oziroma preprečuje nastanek nadtlaka znotraj gnezda (6).

4. Postopek po zahtevku 3, značilen po tem, da je za enakomeren nanos tekočega ločilnega sredstva (8) po celotni površini gnezda (6) oziroma njegovih površinah (9, 10) pogoj, da so z avtomatskimi odzračevalniki (4) integrirane brizgalne šobe (5), znotraj zgornjega dela (3) in/ali spodnjega dela (2), ustrezno razvrščene in napram gnezdu (6) usmerjene pod ustreznim kotom.

5. Postopek po zahtevku 3, značilen po tem, da so optimalni parametri, kot so količina, čas in geometrija nanosa ločilnega sredstva (8), odvisni od zahtev posameznih izdelkov oziroma vložkov iz poliuretanske pene in s tem hkrati od specifičnosti izvedbe gnezd (6) znotraj kalupov (1).