SI9200217A - Extrusion of materials - Google Patents

Description

Ekstrudiranie materialov

Ta izum obravnava ekstrudiranje folij iz umetnih mas ali drugih materialov, ki jih je mogoče ekstrudirati, posebej pa proizvodnjo z ekstrudiranjem neenakomernih folijskih materialov, t.j. takšnih, ki nimajo konstantne debeline ali pa imajo heterogeno strukturo, izraz pa vključuje tudi mrežaste strukture povezanih filamentov, perforirane folije in folije neenakomernih debelin ali filamente za armiranje. Razen tega se razume, da pod folijske materiale spadajo tudi neravne oblike, kot so valji, cevi in drugi profili.

V skladu z izumom je zagotovljena tudi naprava za ekstrudiranje neenakomernih folij z orodjem, katerega prvi del vsaj deloma aksialno omejuje izrivalno odprtino (šobo), drugi del pa sodeluje s prvim delom orodja pri omenjeni izrivalni odprtini. Orodje vključuje tudi pogonski del za prenos relativnega gibanja med prvim in drugim delom orodja, pri čemer se drugi del v odnosu na prvega zibajoče giblje vzdolž vsaj dela povečini krožne poti okoli omenjene osi, drugi del pa pri tem periodično vpliva na ekstrudiranje, do katere prihaja na vsakem predelu izrivalne odprtine.

Da bi dosegli relativno gibanje obeh delov orodja, mora biti prvi, drugi ali oba dela gnana s pogonsko enoto.

Prvi in drugi del orodja lahko imata ploskve, ki skupaj tvorijo izrivalno odprtino. V tem primeru prvi in drugi del orodja predstavljata notranje in zunanje krožne površine orodja, ki so lahko razporejene tako, da je možno ekstrudiranje več nepretrganih in med seboj ločenih filamentov, hkrati pa s pomočjo relativno zibajočega gibanja medsebojno povezane prečne profile filamentov, ki

-2so ločeni od nepretrganih filamentov. Simultano ekstrudirani prečni in vzdolžni nepretrgani filamenti so lahko pretežno pravokotni eden na drugega.

V drugi konstrukciji predstavlja prvi del orodja izrivalno odprtino, drugi pa uravnava tok materiala skoznjo ali deluje na material, ki izhaja skozi odprtino, s čemer se aksialno spreminja izriv, ki nastaja na obeh elementih ali segmentih odprtine. Na ta način lahko drugi del orodja vsled zibajočega gibanja odpira in zapira izrivalno režo okoli osi tako, da izmenično odpira in zapira tok materiala skozi režo, pri čemer nastaja prečen ali spiralen filament, po drugi srani pa lahko drugi del orodja tudi delno odpira in zapira izrivalno režo, s čemer se spreminja debelina ekstrudirane filije. Alternativno lahko drugi del priredimo za izdelovanje lukenj v ekstrudirano folijo z začasnim zapiranjem segmentov izrivalne odprtine in s tem prekinitvijo toka materiala skožnjo, ali z izsekovanjem lukenj v ekstrudirano folijo.

Gibljivi deli, ki uravnavajo tok staljenega materiala skozi krožne izrivalne reže, so poznani že več let, vendar se ti deli izmenično gibljejo sem ter tja, zaradi česar delovanje ni tako gladko, posledica tega pa je tudi manjša hitrost samega procesa. Prav tako je poznan način ekstrudiranja filamentov med deli orodja, ki se vrtijo v odnosu eden na drugega. Pri tem načinu pa nastajajo izrivalne odprtine romboidnih oblik, kar je lahko tudi moteče, z uporabo zibajočega gibanja, t.j. kombinacije zibanja in kotaljenja brez relativne rotacije prvega in drugega dela orodja, kakor ga opisuje ta izum, je omogočeno gladko in kontinuirano obratovanje z veliko hitrostjo. Izum prav tako ponuja večjo fleksibilnost v primerjavi s prejšnjim načinom, še posebno glede različnih oblik, ki jih je mogoče proizvesti. Ena od novosti, ki jih je mogoče proizvesti po novem postopku, je folija oz. plošča

-3materiala s kontinuiranimi vzdolžnimi filamenti na eni strani in prečnimi filamenti na drugi strani, pri čemer so filamenti na vsaj eni strani iz materiala, npr. polipropilena, ki je različen od materiala folije, npr. polietilen. Zaželeno je, da imata prvi in drugi del orodja v drsnem kontaktu obročaste površine v obliki prisekane krogle zaradi vodenja omenjenega relativnega gibanja obeh delov, kar je približno v geometrijski sredini omenjenih površin, prav tako pa tudi zaradi medsebojnega tesnjenja delov orodja in s tem preprečitve vdora izrivanega materiala mednje. Po možnosti naj en del orodja miruje, drugi pa se premika. Najbolje je, da je prvi, t.j. notranji del orodja fiksiran, drugi ali zunanji pa se zibajoče giblje v krogu.

Ocenjuje se, da je naprava, ki je predmet izuma, namenjena predvsem za ekstrudiranje večinoma obročastih nagubanih oblik, npr. z vrsto lukenj, ojačevalnim filamentom oz. s povečano debelino ali z režo, ki se spiralno razteza okoli zavese. Ni pa nujno, da se izrivalna odprtina razteza okoli celotnega obroča. V tem primeru lahko ekstrudiramo podolžno odprte cevaste profile ali podolžne trakove.

Izum, ki je predmet tega opisa pomeni tudi način izdelovanja ekstrudirane folije, pri katerem masa potuje skozi izrivalno odprtino, ki se vsaj delno razteza okoli osi in pri katerem se spreminja oblika izrinjene mase kot posledica relativnega gibanja med prvim in drugim delom orodja tako, da se drugi del orodja glede na prvega ponavljajoče giblje vzdolž vsaj dela povečini krožne poti brez rotacije okoli svoje osi.

Najbolje je, da je gibanje zibajoče in krožno.

Razen tega izum omogoča ekstrudiranje povečini valjastih konfiguracij z vsaj enim neprekinjenim podolžnim ekstrudiranim elementom in zunanjo obliko, ki

-4se spiralno razteza ob njem in se oblikuje pri samem procesu ekstrudiranja.

Spiralna zunanja oblika je lahko spiralni filament ali ojačitev, ki nastane z ekstrudiranim filamentom ali povečanjem debeline. Alternativno je lahko tudi vrsta lukenj v ekstrudiranem telesu ali neprekinjena reža. Osnovno valjasto ekstrudirano telo lahko vsebuje vrsto ločenih vzporednih elementov ali neprekinjeno folijo.

izum, ki ga opisujemo, bo še posebno koristil pri proizvodnji ekstrudiranih mrežastih struktur z množico vzporednih podolžnih filamentov in vsaj enim neprekinjenim spiralnim filamentom, ki je povezan z omenjenimi podolžnimi filamenti. Takšne strukture so zelo primerne za naknadno raztezanje v plastične mreže, npr. za uporabo v kmetijstvu in hortikulturi. V nadaljevanju bomo zgolj na podlagi primerov in priloženih skic opisali nekaj praktičnih primerov uporabe tega izuma, pri katerih 3^e sl. 1 delni stranski prerez ekstrudirne naprave po opisanem izumu?

sl. 2 delni stranski prerez prvega dela orodja pri varianti, ki jo prikazuje sl. 1;

sl. 3 stranski prerez drugega dela orodja 2. variante pri napravi, ki jo prikazuje sl. 1?

sl. 4 delni stranski prerez površin orodij, ki jih prikazujeta sliki 2 in 3;

sl. 5 stranski prerez variante priprave za nastavitev pri konfiguraciji, ki jo prikazuje sl. 1;

sl. 6 delni stranski prerez druge konfiguracije ekstrudirne naprave po tem izumu;

-5sl. 7 aksialni prečni prerez sko2i drugo ekstrudirno napravo po tem izumu;

sl. 8 skiciran prikaz naprave, ki jo prikazuje sl.

v večjem merilu;

sl. 9 aksialni prečni prerez naprave za sočasno ekstrudiranje več plasti materiala in sl. 10 prerez skozi napravo, ki jo prikazuje sl. 9 iz druge strani.

Ekstrudirna naprava na sl. 1 se sestoji iz telesa, ki je označeno s št. 1. Glavno telo 1 je predvidoma trdno pritrjeno z vijaki v luknjah 2 na strukturo, ki na sliki ni prikazana. Glavno telo 1 vsebuje orodni sklop 3 z obročasto konkavno obliko prisekane krogle 4, katere zavoj poteka središčno okoli geometrijskega središča 5. Površina orodja 4 je prepredena z množico utorov ali žlebov 6. Čeprav so na sl. 3 žlebovi 6 prikazani kot enako veliki in enako oblikovani, so lahko, kakor bo opisano pozneje, tudi različno veliki ali nepravilnih oblik. Razen tega lahko žlebovi 6 potekajo tudi pod kotom na omenjene površine, čeprav se na sliki raztezajo v navpičnih ravninah.

Naprava obsega tudi drugi sklop orodja 7. Ta sklop ima orodje z obročasto konveksno površino v obliki prisekane krogle 8. Polmer zavoja površine 8 je isti kot pri površini orodja 4, pri čemer geometrijski središči 5 obeh površin orodja 4 in 8 sovpadata, kadar je orodje zaprto.

Orodni sklop 7 je prikazan z enim samim žlebom 9, ki poteka neprekinjeno okoli obročaste površine orodja 8. Kot bo jasno kasneje v našem opisu, ni potrebno, da je površina orodja 8 omejena le na en sam žleb 9, prav tako pa ni nujno potrebno, da žleb oz. žlebovi potekajo po celem obodu površine 8.

-6Pri konkretni uporabi, ko obroč konveksne površine orodja 8 sede v obroč konkavne površine orodja 4, ko se obe površini 4 in 8 stikata, kakor kaže sl. 1, se drugi del orodja 7 zibajoče giblje v odnosu na prvi del orodja 3, tako, da površina 8 drsi preko površine 4. Takšno krožno zibajoče gibanje bomo v nadaljevanju imenovali drgetanje

Med drgetanjem se drugi del orodja 7 ne vrti oz. vijuga okrog svoje centralne, povečini navpične osi glede na prvi del orodja.

Da bi se lahko prilagodila drgetanju drugega dela orodja, imata prvi del orodja in glavno telo 1 univerzalni kroglični zglob 10.Kroglica drugega dela orodja 7 je trdno pritrjena na drog 11, ki je za kot A zamaknjen od navpične osi glavne pogonske gredi 12. Da bi omogočila drgetanje drugega dela orodja, je gred 12 gnana (pogon gredi ni prikazan). Zaradi kotnega odklona A zgornji konec droga 11 kroži okoli navpične osi glavne gredi 12, pri čemer os droga 11 opiše obliko stožca s konusom 2A in točko 5, ki je konica stožca. Drog 11 se ne vrti okoli lastne osi, ker ležaj 13 onemogoča prenos vrtenja iz glavne gredi 12 na drog 11.

Kot A se lahko spreminja z nastavitvijo vodoravnega odklona ležaja 13 od osi gredi 12. Slika 5 prikazuje povečan detajl primerne nastavitve naklonskega kota s pomočjo vijaka.

izvedba, ki omogoča drgetanje orodnega sklopa 7 na sl. 1 je le eden od načinov, s katerim je mogoče doseči željeno gibanje. Ocenjujemo, da je možna alternativna uporaba drugih načinov za dosego takšnega gibanja.

-Ί Za ekstrudiranje cilindrične mreže staljeno termoplastično maso, kot sta npr. polipropilen ali polietilen izrivamo pod pritiskom skozi vhod 15 iz ekstrudorja v komoro 14, ki jo tvorita oba orodna sklopa Rezultat takšnega ekstrudiranja je zaradi množice žlebov 6 v površinah obeh delov orodja 8 in 4, množica povečini vzporedno potekajočih neprekinjenih filamentov ali niti 16. Ti filamenti tvorijo povečini cilindrično obliko, podobni tisti na sliki 6.

V praktični uporabi večino obročastega utora 9 zapira površina orodja 4 prvega orodnega sklopa 3, kot prikazuje desna polovica sl. 1. V tem primeru žlebovi 6 omogočajo dotok staljenega termoplastičnega materiala v utor 9. Vendar pa je zaradi naklona drugega orodnega sklopa 7, ki je posledica njegovega drgetajočega gibanja le majhen del B utora 9 pod nivojem konkavne površine orodja 4, kot kaže leva polovica sl. 1 in 4. Zaradi tega se plastična masa iz predela B v utoru 9 iztisne kot nit ali filament 17. Ta filament 17 se ekstrudira skupaj s podolžnimi filamenti 16 in je integriran z njimi. Izrivanje podolžnih filamentov 16 pomaga izriniti iz utora 9 tudi filament 17.

Čeprav se drugi orodni sklop ne vrti v odnosu na prvega, se zaradi drgetajočega gibanja izpostavljeni del B utora 9 giblje po krožni poti. Izpostavljeni del B utora 9 opiše pri vsakem celem obratu pogonske gredi 12 polni krog okoli obročastega oboda površine orodja 4.

Krožno gibanje izpostavljenega dela B povzroči kontinuirano izrivanje filamenta 17 in hkrati prepletanj podolžnih filamentov 16 v povečini mrežasto strukturo 18 podobno tisti, ki jo prikazuje sl. 6. Zaradi neprekinjenega ekstrudiranja podolžnih filamentov 16 je oblika filamenta 17 v glavnem spiralna, kot kaže sl. 6.

-8S spreminjanjem intenzitete drgetanja drugega orodnega sklopa 7 glede na hitrost ekstrudiranja podolžnih filamentov 16, se lahko spremeni tudi razmak ed filamenti 17 in s tem velikost odprtin v mreži 18. Primerna frekvenca drgetanja za drugi orodni sklop 7 je lahko npr. okrog 4000 nihajev v minuti.

Kadar se zahteva ravna (planarna) struktura mreže 18, kot npr. za uporabo pri proizvodnji mrežne folije, lahko povečini cilindrično mrežo po končanem ekstrudiranju po eni strani podolžno režemo, da se zravna. Alternativno lahko, da bi se izognili rezanju povečini cilindrične mreže, modificiramo utor 9 tako, da ga prekinemo, npr. tako, da poteka le okrog površine orodja 8 v razmerju njegovega celotnega obsega, da se razteza le za 340° okoli oboda površine orodja 8. Na ta način se bo iz utora 9 ekstrudiral prekinjen filament 17, ki bo s spiralnimi filamentnimi predeli tvoril prekinjeno spiralo in bo ločen po dolžini odpodolžnih filamentov 16.

Če se pojavi potreba po ekstrudiranju ravnih mrežastih trakov, lahko v utoru 9 napravimo več prekinitev. Ustrezno lahko spreminjamo tudi razmak med utori 6 v površini orodja 4.

Kadar je ekstrudirana mrežna struktura namenjena uporabi v proizvodnji mrež, jo moramo po potrebi raztegniti v dveh med seboj pravokotnih smereh na že znan način. Da bi lahko izvedli takšno raztezanje, bomo podolžne filamente 16, ki bodo tvorili robove ravne mrežaste strukture, v ta namen izdelali nekoliko debelejše od ostalih, da bi povečali njihovo pretržno trdnost med raztezanjem. Takšno povečanje debeline teh robnih filamentov 16 dosežemo preprosto s povečanjem tistih utorov 6, iz katerih se bodo ekstrudirali

-9debelejši filamenti.

Čeprav je en način uporabe naprave po tem izumu proizvodnja mreže fleksibilnih filamentov, ki se lahko uporablja v proizvodnji fleksibilnih mrež, ki se naknadno še biaksialno raztegujejo ali tudi ne, se lahko naprava uporablja tudi za izdelavo relativno trdnih mrežastih struktur za druge namene.

Pri določeni hitrosti ekstrudiranja podolžnih filamentov 16 se lahko pojavi potreba po spreminjanju ene ali obeh amplitud drgetajočega gibanja, in sicer s spreminjanjem naklonskega kota A in frekvence drgetanja drugega orodnega sklopa 7, da bi dosegli optimalne pogoje ekstrudiranja mreže.

Četudi je drugi orodni sklop 7 prikazn le z enim utorom 9, je takih utorov lahko več, s tem pa je mogoče ekstrudirati hkrati tudi več spiralnih filamentov 17. Alternativno ali dodatno k prikazani konfiguraciji, pri kateri se utor 9 polni s termoplastično maso iz utorov 6, je mogoče za dovod mase narediti tudi več dovodnih poti (ki pa niso prikazane), po katerih lahko enega ali več utorov 9 polnimo s staljenim termoplastičnim materialom.

Če hočemo spremeniti velikost izpostavljenega dela B utora 9, moramo spremeniti naklonski kot A s pomočjo vijaka za nastavitev na sl. 5, s katerim spremenimo naklon ležaja 13 od osi gredi 12. Čeprav se nastavitev z mehanizmom na sl. 5 opravi ročno s privijanjem ali odvijanjem vijaka 22 in fiksiranjem nastavitve s protimatico 23, je koristno, če je nastavitev mogoče opraviti daljinsko, npr.

s pomočjo električnega koračnega motorja, tako, da lahko kot A spreminjamo med samim obratovanjem naprave, ne da bi morali za to ustaviti drgetajoče gibanje.

-10Čeprav je v prikazanem primeru samo fiksni orodni del 3 opremljen z utori 6 za izrivanje podolžnih filamentov, lahko ima utore tudi gibajoči se orodni sklop 7. Podobno obročasti utor ali več utorov lahko ima tudi fiksni orodni sklop namesto gibajočega se sklopa 7. Razen tega se lahko dodatno ali alternativno drgetajoče premika tudi zunanji orodni sklop 4, čeprav je v našem primeru kot drgetajoči sklop prikazan le sklop 7 od obeh orodij 3 in 7.

Utor ali več utorov 9, prav tako tudi nekateri ali vsi utori 6 so lahko na enem orodnem sklopu, po možnosti na centralnem.

Pri modificirani izvedbi naše naprave kot jo prikazuje sl. 1, je lahko naprava po tem izumu opremljena še z dodatnimi orodji za ekstrudiranje, kot kaže sl. 6.

Na sl. 6 se poleg orodnega sklopa 3 nahaja še dodatni orodni sklop 19. Med sklopoma 3 in 19 je neprekinjena ali delna obročasta reža, skozi katero lahko ekstrudiramo film 20 staljenega termoplastičnega materiala, ki ga pod pritiskom dovajamo v prostor 21. Na ta način se oblikuje neprekinjen ekstrudirani valj ali del valja. Ker se film 20 izriva neposredno v bližini mesta, kjer se ekstrudirajo tudi filamenti 16 in 17, se mreža iz filamentov 16 in 17 združi s filmom 20 v film z integralno mrežasto strukturo.

Prav tako kot utore 6 in 9 je mogoče tudi velikost reže ali rež med orodnima sklopoma 3 in 19 različno dimenzionirati in s tem spreminjati debelino in/ali velikost ekstrudiranega filma oz. filmov.

Na sl. 6 je prikazano ekstrudiranje filma na zunanjo stran mreže iz filamentov. Film lahko alternativno oz. dodatno ekstrudiramo na notranjo stran mreže 18 s pomočjo dodatnih šob, česar pa slike ne prikazujejo.

-11Naprava za ekstrudiranje, ki jo kažeta sl. 7 in 8 ima fiksni notranji del 101 ter gibljivi zunanji del 102, ki notranjega obdaja. Orodni sklop 101 je z vijaki 105 (prikazan je samo en vijak) fiksiran na okvir 104. Sklop 101 obsega zgornji in spodnji del orodja 106 in 108, ki sta speta z vijaki 110, narazen pa ju držita ploščici oz. podložki 111, ki obdajata vijake 110. Zgornji in spodnji del orodja skupaj tvorita komoro 114, v katero se pri obratovanju naprave skozi vhod 115 iz ekstrudorja polni staljena plastična masa. Po periferiji notranjega orodnega sklopa 101 poteka obročasta izrivalna odprtina, ki jo tvorijo površine zgornjega in spodnjega orodja 106 in 108. Na ilustriranem primeru so površine, ki tvorijo izrivalno odprtino, v obliki prisekanega stožca. Ta oblika pa ni nujna, saj bi površine prav tako lahko bile ravne. Kot kaže slika, je v površini spodnjega orodja 108 vrsta radialno potekajočih utorov 120, razvrščenih okrog obročaste odprtine. Staljena plastična masa prihaja v odprtino iz komore 114 po radialnem prehodu 124 in skozi obročasto pomožno komoro 125.Gibljivi del 102 obsega povečini hemisferični del 130 (zvon), ki je fiksno pritrjen na pogonski drog 131, ki poteka skozi zvon in ima na spodnjem kraju kroglico 132 v ležišču 134. Ležišče je v zgornjem orodju 106 in tvori središče, okoli katerega lahko drog in s tem zvon nihata v odnosu na notranji del 101. Zvon vključuje odprtine, skozi katere gredo pritrdilni vijaki 105 in dovodni nastavek 135 z zadostnim zrakom, da lahko prenese gibanje zvona, kot opisujemo spodaj, zaradi zagotovitve ravnovesja pri vrtenju lahko napravimo dodatne odprtine 138.

-12Na svoji vrhnji strani ima zvon delno kroglasto površino 136 zaradi naleganja na komplementarno nosilno površino nosilnega okvirja 104. Obe površini sta centrirani v geometrijskem središču kroglice 132. Razen tega zvon nosi obroč 140, ki je v konkretnem ilustriranem primeru integralni rob zvona. Obroč 140 ima notranjo nosilno površino v obliki prisekanega stožca 142, ki je v središču kroglice 132, zgornji del orodja 106 pa ima komplementarno nosilno površino v obliki prisekanega stožca 144. Obe površini se drsno stikata in hermetično ločujeta zvon 130 in del 106.

Os 145 pogonskega droga 131 in s tem simetrala zvona 130 sta nagnjeni pod majhnim kotom A na os 146 notranjega orodja 101, drog pa je povezan s pogonskim mehanizmom, ki lahko služi, kot je opisano v zvezi s sl.

in 5 za prenos orbitalnega gibanja na zgornji del droga 131 tako, da os droga opiše površino stožca, zvon 130 pa drgeta okrog notranjega orodja 101 s krožnimi nihajočimi gibi. Zaradi tega relativnega gibanja med notranjim in zunanjim orodjem (101 in 102) se lahko spodnji rob obroča 140 na vsakem mestu okrog izrivalne odprtine alternatovno dvigne, odprtina pa s tem popolnoma odpre, nato pa se obroč ponovno spusti in zapre odprtino nad utori 120. Kot rezultat tega se iz utorov 120 ekstrudirajo kontinuirani podolžni filamenti 151 ter spiralni filamenti 151, ki nastanejo zaradi odpiranja reže nad utori 120 okoli orodja za ekstrudiranje. Spiralni filament poteka prečno na orodje in povezuje podolžne filamente v mrežo.

Kot je opisano zgoraj v zvezi s sl. 1, lahko ekstrudirano cevasto mrežno strukturo podolžno prerežemo in raztezamo po dveh oseh za proizvodnjo mrež.

Prav tako lahko spreminjamo število, relativen medsebojni razmak in velikost utorov 120 v skladu z lastnostmi željenega proizvoda. Obročasto režo izrivalne odprtine bi lahko prekinili tako, da reža ne bi bila v

-13celoti obročasta. V tem primeru bi spiralni filament imel ustrezne prekinitve, povečini cilindrična struktura pa bi bila po dolžini prerezana, s čemer bi odpadla potreba po posebni operaciji rezanja mreže. Z nastavitvijo naklonskega kota droga 131 se spreminja tudi hod obroča 140 glede na izrivalno odprtino. Potemtakem lahko obroč naravnamo tako, da ostaja spodnji del periferne izrivalne reže konstantno odprt. V tem primeru bi dobili neprekinjeno folijo ali film s podolžnimi filamenti ali žilami na eni in spiralnimi filamenti ali žilami na drugi strani. Seveda bi lahko v tem primeru opustili utore 120, saj bi izdelovali folijo s spiralnimi filamenti ali žilami na eni strani. Takšna razporeditev bi lahko bila primerna za proizvodnjo cevi z gladko notranjo površino, ojačano z rebri na zunanji površini.

Namesto določitve ravnega roba lahko obroč 140 vsebuje vrsto igel ali drugih podaljškov, razporejenih po svojem obodu zaradi delovanja s čez štrlečo površino spodnjega dela orodja 106 za izdelovanje perforacije na foliji, ki se ekstrudira iz izrivalne odprtine. Če so na obroču določeni izrastki, potem le-ti določajo obliko odprtin za ekstrudiranje podolžnih filamentov, zaradi drgetajočega gibanja zvona pa se lahko se lahko v celoti dvignejo iz odprtine, s čemer nastane spiralni filament, ki povezuje podolžne filamente.

Ocenjuje se, da bo pri konkretni uporabi naprave razmak med sosednjimi spiralnimi filamenti odvisen od hitrosti ekstrudiranja materiala in časa, ki je potreben, da zvon zaključi en cikel svojega drgdetajočega gibanja in s tem en cikel odpiranja oz. zapiranja kjerkoli okrog izrivalne odprtine.

Možne so številne modifikacije naprave, ne da bi pri tem odstopali od osnovnih principov delovanja. Kot primere modifikacij omenjamo naslednje:

-14a) namesto da bi, če želimo spremeniti število, dimenzije in/ali relativno lego utorov 120, morali zamenjati celoten spodnji del 108, bi lahko spodnji del 108 imel poseben, snemljiv in zamenljiv periferni obroč z utori?

b) Zvon 130 bi bil lahko opremljen s snemljivim in zamenljivim obročem za spreminjanje oblike na robu ekstrudiranega produkta;

c) Rob obroča 140, ki deluje s spodnjim delom orodja, bi lahko bil večji ali manjši za željeno povečanje ali zmanjšanje rež med posameznimi deli spiralnega filamenta.

d) ni nujno potrebno, da spodnji del orodja 108 sega čez rob zgornjega. Njegov zunanji rob bi lahko prav tako bil poravnan z robom zgornjega orodja. Obroč 140 bi potem lahko segal preko obeh robov. Na ta način bi obroč lahko predstavljal hkrati tudi noževo rezilo, tako, da bi se ekstrudiral neprekinjen spiralni trak, katerega širino bi določala hitrost ekstrudiranja in hitrost gibanja zvona. V drugi inačici bi lahko obroč bil oblikovan kot glavnik, katerega zobje običajno segajo preko obročaste reže, vendar se z nje dvignejo in jo sprostijo, pri čemer nastane spiralna nit, ki se prepleta s podolžnimi nitmi, ki nastajajo med zobmi glavnika.

e) Komore, v katerih je material in dovodni kanali v notranjem delu 101 bi lahko bili razporejeni tako, da bi dovajali staljeno plastično maso v utore, oblikovane v vsaj eni od obeh nosilnih površin 142 in 144, po možnosti pa samo v površini 144. Utori bi lahko bili razporejeni, kot je opisano zgoraj v povezavi s sl. 1-6 tako, da bi se mrežna struktura ekstrudirala

-15neposredno med obročem 140 in delom orodja 106. Če je narejena tudi obročasta izrivalna odprtina, lahko naprava ekstrudira folijo z mrežasto strukturo podolžnih in prečnih niti na njeni zunanji strani. Če so zagotovljeni ustrezni materiali in dovodni kanali, se lahko folija in mreža izdelujeta iz različnih materialov.

f) Utori 120 na izrivalni odprtini so lahko tudi različnih dimenzij. Vzemimo primer, da naj bo cilindrična ekstrudirana folija po dolžini prerezana. V tem primeru bi lahko utori, ki tvorijo podolžne filamente na obeh robovih, kjer je rez, imeli večji presek, ti filamenti pa bi bili sorazmerno močnejši. Prav tako bi lahko bila prirejena obročasta izrivalna odprtina ali rob obroča 140 na periferiji, kjer se folija razcepi, tako, da bi nastal šibkejši in tanjši filamentni del, operacija cepljenja folije pa bi bila enostavnejša. Seveda je tudi možno, kot smo že omenili zgoraj, da ju oblikujemo tako, da bi bil spiralni filament popolnoma prekinjen, operacija cepljenja folije pa bi s tem povsem odpadla.

g) Če utorov 120 ni, lahko izdelujemo folijo s spiralnim rebrom ali filamentom na eni strani, kot smo opisali zgoraj. Za izdelovanje nadaljnje plasti, npr. iz drugačnega materiala, s katero bi pokrili folijo s spiralnim rebrom, lahko namestimo dodatno izrivalno odprtino. Laminat, ki bi ga tako dobili, bi lahko naknadno oblikovali tako, da bi dobljen cevast proizvod imel gladko notranjo, kot tudi zunanjo površino.

-16Z opisanimi primeri pa niso izčrpane vse možnosti. Ne da bi odstopali od osnovnih načel izuma, lahko uporabimo še veliko drugih. Varianti a) in b) omogočata modifikacijo iste naprave za izdelavo velikega števila različnih ekstrudiranih proizvodov.

Nastavitev zvona 130 na pogonskem drogu 131 omogoča enostavno nastavitev tesnosti nosilnih površin 142 in 144. Seveda pa nastavitve, ki jih dovoljuje pogonski mehanizem do hitrosti, s katero se vrti pogonski drog in do njegovega naklonskega kota A, ki določa hod obroča med drgetajočim gibanjem zvona, prav tako omogočajo takšno modifikacijo naprave, da lahko natančno določimo željeno obliko ekstrudiranega proizvoda. Kot kažejo sl. 1-6, lahko ekstrudirano folijo raztezamo po dveh oseh za proizvodnjo mrež. Na ta način lahko z napravo premera okoli 35 cm dobimo okoli 3-4 m široko mrežo.

Sliki 9 in 10 kažeta modificirano obliko naprave, ki jo vidimo na sl. 7 in 8, ki je primerna za izdelovanje kombiniranih ekstrudiranih proizvodov. Notranji del 101 je sestavljen iz štirih delov, 201, 202, 203 in 204, ki so speti z vijaki 205. Komore 206, 207 in 208, ki so med seboj hermetično ločene, nastanejo med fiksnimi deli orodja 201-204. Na notranji del orodja so pritrjene ustrezne dovodne povezave 211, 212 in 213, skozi katere potuje staljena plastična masa iz ekstrudorjev v posamezne komore 206-208. Ti dovodni kanali segajo na zunanjo stran skozi ustrezne odprtine 210 v zvonu 130, kar je isto kot pri prejšnji konfiguraciji. Komore so z notranjimi dovodnimi kanali povezane z ustreznimi izrivalnimi odprtinami na periferiji fiksnega dela orodja. Odprtino komore 206 uravnava rob obroča zvona 140 in je lahko obročasta reža okrog oboda fiksnega dela orodja.

-17Ko se torej zvon 130 drgetajoče giblje zaradi nagnjenega kota pogonske gredi 131, se reža na vsakem mestu po njegovi dolžini izmenično odpira in zapira, rezultat pa je ekstrudiran spiralni filament ali nit.

Zvon pa ne vpliva na druge izrivalne odprtine. Odprtina, ki se napaja iz komore 207, je lahko tudi reža na obodu, s čemer nastane neprekinjen cevast film ali cev, komora 208 pa lahko oskrbuje množico izrivalnih odprtin, ki so razporejene po obodu in skozi katere se ekstrudirajo neprekinjeni podolžni filamenti. Dobljeni ekstrudirani proizvod bo tako sestavljen iz cevi z armaturo iz podolžnih filamentov, integrirano na notranji strani cevi ter neprekinjen ojačevalni spiralni filament integriran na zunanji površini. Ocenjujemo, da lahko komore 206-208 oskrbujemo z različnimi materiali in tako izdelujemo kombiniran ekstrudirani proizvod. Tako lahko npr. komori 206 in 208 oskrbujemo s polipropilenom za prečne in podolžne filamente, komori 207 pa polietilen za izdelavo cevne folije. Kar zadeva spiralno nit, bo razmak med nitmi odvisen od hitrosti ekstrudiranja in hitrosti drgetanja zvona, debelina niti pa od širine izrivalne reže.

Veliko modifikacij in različnih konstrukcijskih lastnosti, ki smo jih razložili zgoraj, lahko uporabimo tudi pri napravi, ki jo prikazuje ta sliki 9 in 10.

Medtem ko na sl. 7 do 10 izrivalno režo določata notranji in zunanji del orodja (zvon), ki se drgetajoče giblje, da bi s tem vplival na način ekstrudiranja mase, moramo razumeti, da lahko to splošno konfiguracijo obrnemo tako, da imamo fiksen zunanji del orodja, v katerem je navznoter obrnjena izrivalna reža,

-18notranji del pa se zibajoče giblje v krogu in s tem vpliva na način ekstrudiranja. Zgoraj opisane alternativne oblike izrivalnih odprtin in roba gibajočega se dela orodja, ki deluje na odprtinah, lahko vsaj povečini uporabimo pri obeh konfiguracijah. Razen tega sploh ni nujno potrebno, da ima zvon tako oblikovan operativni rob, s katerim vpliva na obliko ekstrudiranega proizvoda, ki bi potekal po celem obodu. V tem primeru bi bilo relativno zibajoče gibanje zvona potrebno samo na določenih delih njegove krožne poti.

Medtem ko se ta opis omejuje na ekstrudiranje umetnih mas, lahko izum prav tako uporabimo pri ekstrudiranju drugih materialov, npr. kovin.

Claims (37)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Naprava za ekstrudiranje folij neenakomernega preseka z orodjem, ki je sestavljeno iz prvega orodnega dela (101), ki vsaj deloma tvori ekstrudirno odprtino okoli osi, in drugega orodnega dela (102), pri čemer imata prvi in drugi orodni del površini v medsebojnem drsnem sodelovanju na ekstrudirni odprtini, ter pogona (droga 11, gredi 12 in ležaja 13) za prenos relativnega gibanja med prvim in drugim orodnim delom, Γη pri čemer se drugi orodni del (102) glede na prvega periodično zibalno giblje vzdolž vsaj dela v bistvu krožne poti okoli omenjene osi in s tem vpliva na ekstrudiranje na obeh delih ekstrudirne odprtine, značilna po tem, da ekstrudirno odprtino tvori prvi orodni del (101), drugi orodni del (102) pa vpliva na ekstrudiranje iz ekstrudirne odprtine brez ekstrudiranja materiala med drsnima površinama.
2. 2. Naprava za ekstrudiranje folij neenakomernega preseka z orodjem, ki je sestavljeno iz prvega orodnega dela (101), ki vsaj deloma tvori ekstrudirno odprtino okoli osi in drugega orodnega dela (102), ki sodeluje s prvim na ekstrudirni odprtini, ter pogona (droga 11, gredi 12 in ležaja 13) med prvim in drugim orodnim delom, pri čemer se drugi orodni del (102) glede na prvega periodično zibalno giblje vzdolž vsaj dela v bistvu krožne poti okoli omenjene osi in s tem vpliva na ekstrudiranje na obeh delih izrivalne odprtine in pri čemer drugi orodni del drži krogelni zglob (krogla 132, sferična površina 136, nosilna površina 144), ki je središčno postavljen v središču zibajočega gibanja, značilna po tem, da je ekstrudirna odprtina povezana s komoro (114) v prvem orodnem delu (101), v katero se polni staljeni material, drugi orodni del (102) pa je v stiku s staljenim materialom le na krožnem obroču (140), ki sodeluje z ekstrudirno odprtino, medtem ko je krogelni zglob (krogla 132, sferična površina 136, nosilna površina 144) prost stika s staljenim materialom.
3. 3. Naprava po zahtevku 2, značilna po tem, da ekstrudirna odprtina obsega ekstrudirno režo, ki poteka vsaj delno okoli omenjene osi.

   - 20
4. 4. Naprava po zahtevku 3, značilna po tem, da je drugi orodni del (102) zasnovan tako, da vsaj na določenih mestih vzdolž omenjene reže izmenično vsaj deloma odpira in zapira omenjeno režo, kar je posledica relativnega krožnega zibalnega gibanja med orodnima deloma.
5. 5. Naprava po zahtevku 3, značilna po tem, da ima drugi orodni del štrleče izrastke za luknjanje ekstrudiranega izdelka, ki prihaja iz reže.
6. 6. Naprava po zahtevku 4, značilna po tem, da ekstrudirno režo tvorita površini, od katerih ena vsebuje utore (120) za ekstrudiranje neprekinjenih podolžnih filamentov (150).
7. 7. Naprava po kateremkoli zahtevku 3 do 6, značilna po tem, da ima prvi orodni del (101) dva dela (106, 108), ki skupaj tvorita ekstrudirno režo, od katerih je vsaj eden (108) nastavljiv in/ali zamenljiv zaradi spreminjanja konfiguracije ekstrudirne reže.
8. 8. Naprava po zahtevku 2, 4 ali 6, značilna po tem, da je ekstrudirna odprtina obročasta, drugi orodni del pa ima krožni obroč (140), ki je zasnovan tako, da se na njegovem obodu skozi režo iztiska neprekinjen spiralen filament (151).
9. 9. Naprava po kateremkoli zahtevku 2 do 8, značilna po tem, da orodje tvori ekstrudirno režo poleg že omenjene ekstrudirne odprtine, ki poteka okoli omenjene osi, za ekstrudiranje neprekinjenega filma, združenega z ekstrudiranim izdelkom, ki prihaja skozi omenjeno ekstrudirno odprtino.
10. 10. Naprava po zahtevku 9, značilna po tem, da sta ekstrudirna odprtina in omenjena dodatna ekstrudirna reža povezani z dovodi (211, 212, 213) za dovajanje različnih vrst materiala.
11. 11. Naprava po zahtevku 9 ali 10, značilna po tem, da dodatno ekstrudirno režo tvori prvi orodni del (101).
12. 12. Naprava po kateremkoli zahtevku 2 do 11, značilna po tem, da je prvi orodni del (101) nameščen v drugem orodnem delu, ekstrudirna odprtina pa je usmerjena stran od omenjene osi.
13. 13. Naprava za ekstrudiranje folij neenakomernega preseka z orodjem, ki je sestavljeno iz prvega orodnega sklopa (3) oz. prvega orodnega dela (101), ki vsaj deloma tvori ekstrudirno odprtino okoli osi, in drugega orodnega sklopa (7) oz. dela (102), ki sodeluje s prvim sklopom/delom na omenjeni ekstrudirni odprtini, ter pogona (droga 11, gredi 12, ležaja 13) za prenos relativnega gibanja med prvim in drugim orodnim sklopom/delom, pri čemer se drugi orodni sklop (7) oz. orodni del (102) glede na prvega periodično zibalno giblje vzdolž vsaj dela v bistvu krožne poti okoli omenjene osi in s tem vpliva na ekstrudiranje na obeh delih ekstrudirne odprtine, značilna po tem, da je drugi sklop/del (7; 102) trdno povezan s pogonskim drogom (11; 131), ki je nagnjen proti omenjeni osi, ležaju (13) pa je povezan s pogonskim drogom, tako da se konec droga, ki je oddaljen od drugega sklopa/dela orodja, krožno giblje okrog omenjene osi.
14. 14. Naprava po zahtevku 13, značilna po tem, da je pogonski drog uležajen v prvem sklopu/delu (3; 101) s krogelnim zglobom (10; krogla 132; ležišče 134), ki določa središče (5), okoli katerega sta se prisiljena gibati prvi in drugi sklop/del drug glede drugega.
15. 15. Naprava po zahtevku 13 ali 14, značilna po tem, da ima pogon ohišje ležaja, ki se vrti okoli svoje osi, in ležaj (13), ki je izsredno montiran v ohišju glede na omenjeno os, konec pogonskega droga pa je uležajen v omenjenem ležaju.
16. 16. Naprava po zahtevku 15, značilna po tem, da ima ohišje ležaja vijak (22) za nastavitev ekscentričnosti ležaja in s tem nagiba pogonskega droga (11; 131) glede na os.
17. 17. Naprava po zahtevku 13 ali 14, značilna po tem, da je pogon zaradi spreminjaja intenzitete zibalnega gibanja nastavljiv.
18. 18. Naprava po kateremkoli zahtevku 13 do 17, značilna po tem, da prvi sklop/del (7; 101) obsega vhod (15) oz. nastavek (135) za dovod

    - 22 materiala, ki bo ekstrudiran, v komoro (14; 114), povezano z ekstrudirno odprtino.
19. 19. Naprava po kateremkoli zahtevku 13 do 18, značilna po tem, da imata prvi in drugi sklop/del orodja ploskev (4; 8), ki skupaj med seboj tvorita ekstrudirno odprtino.
20. 20. Naprava po zahtevku 19, značilna po tem, da imata ploskvi (4, 8) žlebove (6; 9) za ekstrudiranje neprekinjenih podolžnih niti (16), ki so medsebojno razmaknjeni okoli omenjene osi, ter podolžno razmaknjenih prečnih filamentov (17), ki med seboj povezujejo podolžne niti.
21. 21. Naprava po zahtevku 20, značilna po tem, da je v bistvu obročast žleb (9), ki poteka okoli omenjenih dveh površin, namenjen za ekstrudiranje omenjenih prečnih filamentov (17) kot pretežno neprekinjenega spiralnega filamenta.
22. 22. Naprava po zahtevku 20 ali 21, značilna po tem, da orodje tvori ekstrudirno režo poleg omenjene odprtine za sočasno ekstrudiranje neprekinjenega filma, združenega z omenjenimi filamenti.
23. 23. Naprava po kateremkoli zahtevku 1 do 22, značilna po tem, da je prvi sklop/del (3; 101) fiksno nameščen na okviru, drugi sklop/del (7; 102) pa je povezan s pogonom.
24. 24. Izdelava folij neenakomernega preseka z ekstrudiranjem, obsegajoča faze ekstrudiranja materiala skozi aksialno ležečo ekstrudirno odprtino, ki jo tvori.prvi orodni del, in spreminjanja oblike ekstrudirane mase na izhodu iz ekstrudirne odprtine s pomočjo relativnega gibanja med prvim in drugim orodnim delom, pri čemer je omenjeno gibanje sestavljeno iz zibalnega pomikanja po vsaj delu v bistvu krožne poti brez vrtenja okoli svoje osi, značilna po tem, da ima ekstrudirna odprtina pretežno obročasto režo, ki jo tvori prvi orodni del, staljeni material pa prihaja v režo skozi komoro v prvem orodnem delu, pri čemer se zibalno gibanje izvaja tako, da drugi orodni del izmenično vsaj deloma odpira in zapira režo v vsakem položaju vzdolž reže.

    - 23
25. 25. Izdelava po zahtevku 24, značilna po tem, da imata prvi in drugi orodni del ploskvi krogelne plasti in sta med relativnim gibanjem v drsnem stiku ena z drugo.
26. 26. Izdelava po zahtevku 24 ali 25, značilna po tem, da je prvi orodni del fiksno vpet, omenjeni drugi orodni del pa se relativno giblje na opisani način.
27. 27. Izdelava po zahtevku 24, 25 ali 26, značilna po tem, da je amplitudo omenjenega zibalnega gibanja mogoče spreminjati.
28. 28. Izdelava po kateremkoli zahtevku 24 do 27, značilna po tem, da se množica neprekinjenih vzdolžnih niti ekstrudira skozi ekstrudirno odprtino, prečni filament, ki medsebojno povezuje podolžne niti, pa se ekstrudira skozi ekstrudirno režo zaradi zibalnega gibanja drugega orodnega dela.
29. 29. Izdelava po zahtevku 25, značilna po tem, da se neprekinjeni spiralni filament ekstrudira za povezovanje podolžnih filamentov.
30. 30. Izdelava po kateremkoli zahtevku 24 do 29, značilna po tem, da se sočasno skozi dodatno ekstrudirno režo ekstrudira film materiala, ki se združi z ekstrudiranim izdelkom, ki nastaja na ekstrudirni odprtini.
31. 31. Izdelava po kateremkoli zahtevku 24 do 30, značilna po tem, da ekstrudirna odprtina nastane med delujočima ploskvama prvega in drugega orodnega dela, žleb v eni od obeh ploskev pa je izmenično odkrit in pokrit zaradi relativnega gibanja obeh omenjenih delov, s čimer se spreminja tudi oblika ekstrudiranega izdelka, ki izhaja iz ekstrudirne odprtine.
32. 32. Izdelava po kateremkoli zahtevku 24 do 31, značilna po tem, da se zaradi omenjenega relativnega gibanja prvega in drugega orodnega dela oblika ekstrudiranega izdelka spreminja z izmeničnim odpiranjem in vsaj delnim zapiranjem ekstrudirne odprtine.
33. 33. Izdelek, značilen po tem, da je izdelan po načinu v skladu s katerimkoli zahtevkom 24 do 32.

    - 24
34. 34. Izdelek, ki vsebuje folijo neenakomernega preseka, izdelano v bistvu v cilindrični konfiguraciji, z vsaj enim neprekinjeno ekstrudiranim podolžnim elementom in integralnim elementom, ki poteka spiralno po njem in ki se prav tako oblikuje med ekstrudiranjem, značilen po tem, da obsega neprekinjen podolžen element, izdelan v obliki v bistvu kot cevast film.
35. 35. Izdelek po zahtevku 34, značilen po tem, da je omenjeni spiralni element filament ali rebro za povečanje debeline proizvoda.
36. 36. Izdelek po zahtevku 34 ali 35, značilen po tem, da obsega vsaj en neprekinjen podolžen filament.
37. 37. Izdelek po zahtevku 36, značilen po tem, da so neprekinjeni podolžni filamenti in prečni filamenti izdelani na nasprotnih straneh sočasno ekstrudirane folije, material podolžnih in/ali prečnih filamentov pa ni enak materialu folije.