Экструзионная машина

 

Использование: изобретение касается экструзии материалов. Сущность изобретения: экструзионная машина снабжена сменным переключающим приспособлением с несущим элементом для по меньшей мере двух сменных формовочных и/или режущих инструментов. Несущий элемент установлен с возможностью поворота в области выходного отверстия для материала и выполнен в форме дуги окружности. Ось поворота несущего элемента смещена относительно плоскости выходного отверстия для материала и расположена в основном перпендикулярно относительно направления выхода материала. Кроме того, несущий элемент расположен на экструзионном прессе. Ось поворота несущего элемента расположена в вертикальном или горизонтальном направлении. Несущий элемент имеет возможность поворота по дуге в вертикальной или горизонтальной плоскости. Несущий элемент расположен над рамой в средней части экструзионного пресса. Машина снабжена шахтой для выброса материала. Шахта для выброса материала установлена внизу под прямым углом относительно направления выхода материала. Режущий инструмент и/или привод режущего инструмента расположен в шахте. Шахта для выброса материала установлена с возможностью поворота на несущем элементе. Шахта для выброса материала вставлена в несущий элемент. Несущий элемент снабжен приводом в виде двигателя или цилиндра с двойным действием. Несущий элемент соединен с приводом посредством цепи, троса или толкательно-качающегося механизма. Привод несущего элемента выполнен в виде электромотора. Между двигателем и несущим элементом установлена червячная передача. Режущий инструмент выполнен в виде вращающегося ножевого устройства, расположенного на кромке формовочного инструмента, противоположной относительно экструзионного пресса, и связанного с приводом. Между режущим инструментом и приводом режущего инструмента установлено регулировочное устройство. Привод режущего инструмента выполнен в виде электромотора, гидравлического или пневматического двигателя. Между приводом режущего инструмента и режущим инструментом установлен по меньшей мере один компенсаторный вал. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение касается экструзии материалов.

Известна экструзионная машина, содержащая машинную раму, экструзионный пресс с входными и выходными отверстиями для материала, привод экструзионного пресса, формовочный и режущий инструменты, расположенные в области выходного отверстия для материала, и привод режущего инструмента (US, патент, N 3493996, кл. B 29 B 1/02, 1970).

Во время работы экструзионного пресса возникает необходимость через определенные промежутки времени заменять формовочный инструмент и/или режущий инструмент. У экструзионных машин со стационарно расположенным формовочным инструментом и режущим инструментом необходимо прежде всего остановить экструзионный пресс, прерывая тем самым процесс производства. После замены формовочного инструмента или режущего инструмента машина должна быть включена опять. Такой процесс включения вызывает сначала определенное количество производимой бракованной продукции, пока процесс производства не будет отрегулирован таким образом, чтобы выходила продукция желаемого качества.

Для экструзии моющих средств имеются, например, технологические процессы, при которых сначала взвешивают сухие вещества и затем транспортируют их через несколько этажей к смесителю. Там к порошкообразным веществам добавляют различные жидкости. Смесь подают затем к экструдеру. Если затем необходимо прервать этот технологический процесс, что обусловлено сменой формовочного инструмента или режущего инструмента, то в смесителе остается шихта, состоящая из сухого продукта. При повторном включении технологической установки этот сухой продукт, находящийся перед экструдером, должен быть сначала удален, так как иначе сухой продукт вызывает блокировку экструдерного шнека. Затем процесс смешивания в технологическом процессе должен продолжаться до тех пор, пока смеситель на станет подавать экструдируемый предварительный продукт желаемого качества. До тех, пор пока подаваемая смесителем смесь не станет достаточно пластичной, удаляется несколько сотен килограммов материала перед экструдером. Проверка подаваемой смесителем смеси происходит обычно вручную и требует больших затрат труда и времени. Если эти предварительные работы при повторном включении экструзионной машины будут выполнены непрофессионально, то как следствие потребуется трудоемкая очистка экструдера во всех узлах, осуществляющих подачу продукта.

Смена формовочного инструмента или режущего инструмента в такой экструзионной машине вызывает таким образом не только выход бракованной продукции во время проведения сменных работ, но также значительные потери продукции при повторном включении экструзионной машины.

Техническим результатом изобретения является исключение прерывания работы экструзионного пресса при смене инструментов при ограниченном пространстве в районе выходного отверстия для материала.

Для достижения технического результата экструзионная машина, содержащая машинную раму, экструзионный пресс с входным и выходным отверстиями для материала, привод экструзионного пресса, формовочный и режущий инструменты, расположенные в области выходного отверстия для материала, и привод режущего инструмента, согласно изобретению снабжена сменным переключающим приспособлением с несущим элементом для по меньшей мере двух формовочных и/или режущих инструментов, причем несущий элемент установлен с возможностью поворота в области выходного отверстия для материала и выполнен в форме дуги окружности, при этом ось поворота несущего элемента смещена относительно плоскости выходного отверстия для материала и расположена в основном перпендикулярно относительно направления выхода материала. Кроме того, несущий элемент расположен на экструзионном прессе.

Ось поворота несущего элемента расположена в вертикальном или горизонтальном направлении, при этом несущий элемент имеет возможность поворота по дуге в вертикальной или горизонтальной плоскости.

Несущий элемент расположен над рамой в средней части экструзионного пресса.

Машина снабжена шахтой для выброса материала.

Шахта для выброса материала установлена внизу под прямым углом относительно направления выхода материала, причем режущий инструмент и/или привод режущего инструмента расположены в шахте.

Шахта для выброса материала установлена с возможностью поворота на несущем элементе.

Шахта для выброса материала вставлена в несущий элемент.

Несущий элемент снабжен приводом в виде двигателя или цилиндра с двойным действием.

Несущий элемент соединен с приводом посредством цепи.

Несущий элемент соединен с приводом посредством троса.

Несущий элемент соединен с приводом посредством толкательно-качающегося механизма.

Привод несущего элемента выполнен в виде электромотора.

Между двигателем и несущим элементом установлена червячная передача.

Режущий инструмент выполнен в виде вращающегося ножевого устройства, расположенного на кромке формовочного инструмента, противоположной относительно экструзионного пресса, и связанного с приводом.

Между режущим инструментом и приводом режущего инструмента установлено регулировочное устройство.

Привод режущего инструмента выполнен в виде электромотора.

Привод режущего инструмента выполнен в виде гидравлического двигателя.

Привод режущего инструмента выполнен в виде пневматического двигателя.

Между приводом режущего инструмента и режущим инструментом установлен по меньшей мере один компенсаторный вал.

Благодаря указанному расположению и выполнению несущего элемента он и привод могут смещаться из зоны выходного отверстия для материала и работы по обслуживанию выключенных формовочного и режущего инструментов могут проводиться сбоку экструзионной машины.

Благодаря расположению несущего элемента на машинной раме экструзионного пресса достигается компактная конструкция машины. При выполнении несущего элемента в форме закрытой дуги окружности, которая движется вокруг экструзионного пресса, можно особенно хорошо использовать пространство сбоку от экструзионного пресса и над ним.

При расположении несущего элемента над рамой в средней части экструзионного пресса получается относительно большой радиус поворота несущего элемента, так что движение несущего элемента выполняется непосредственно около выходного отверстия для материала, в основном параллельно плоскости выходного отверстия для материала. В результате этого может выполняться более быстро процесс смены инструментов.

При другом варианте конструктивного выполнения изобретения имеется преимущество в том, что для формовочного инструмента предназначается шахта для выброса материала. Для каждого из формовочных инструментов предназначается при этом определенная отдельная шахта для выброса материала. Таким образом при смене различных формовочных инструментов предотвращается нежелательное смешивание двух различных сформованных продуктов в одной шахте для выброса материала.

Расположение шахты для выброса материала внизу под прямым углом относительно выходного отверстия для материала и расположение режущего привода и/или режущего инструмента в шахте обеспечивает разделение между режущим устройством и формовочным инструментом, тем самым достигается более простое проведение работ по обслуживанию.

При этом другое преимущество конструктивного варианта выполнения изобретения состоит в том, что шахта для выброса материала располагается поворотно на несущем элементе. Шахта для выброса материала крепится при этом к формовочному инструменту с помощью шарнирного соединения, расположенного на несущем элементе. В боковом нерабочем положении шахта для выброса материала может откидываться вдоль шарнирного соединения в сторону формовочного инструмента, так что шахта для выброса материала, формовочный инструмент и режущий инструмент становятся доступными для выполнения работ по обслуживанию.

В случае одного варианта конструктивного выполнения изобретения преимущество состоит в том, что шахта для выброса материала монтируется в несущем элементе и может демонтироваться или заменяться простым образом, что особенно желательно при проведении работ по обслуживанию или при смене продукта.

Переключающее приспособление позволяет во время технологического процесса быстро и просто заменять формовочный и/или режущий инструмент, так как быстро может выполняться переключение между двумя инструментами, при этом новый инструмент перемещается перед отверстием экструзионного пресса, в то время как использованный инструмент выходит из отверстия экструзионного пресса и затем может выниматься из переключающего приспособления и ремонтироваться или очищаться.

Благодаря изобретению не требуется уже более остановка технологического процесса для замены формовочного инструмента или же режущего инструмента и благодаря этому уже не появляется более производственных отходов. Экструзионная машина и подключенные к ней машины могут работать непрерывно.

Несущий элемент переключающего приспособления может иметь или только режущие инструменты, или только формовочные инструменты, при этом формовочный инструмент или же режущий инструмент располагаются относительно эструзионного пресса стационарно обычным образом. В наиболее предпочтительном варианте конструктивного выполнения как формовочные инструменты, так и режущие инструменты снимаются с несущего элемента, так что переключающее приспособление может заменять формовочные инструменты и режущие инструменты. Такой вариант предоставляет то преимущество, что обслуживающий персонал при каждой смене формовочного инструмента может также одновременно видеть и контролировать режущий инструмент и может при необходимости решать, необходима ли замена режущего инструмента или он может использоваться дальше без замены. Может также предусматриваться по одному несущему элементу для режущего и формовочного инструмента, при этом оба несущих элемента движутся независимо друг от друга.

Преимущество получается, кроме того, тогда, когда режущий инструмент образуется вращающимся ножом, расположенным на кромке формовочного инструмента, обращенной к экструзионному процессу, и приводным режущим приводом. При такой системе вращающихся ножей ножи касаются непосредственно формовочного инструмента или же во время своего вращения прижимаются к формовочному инструменту. Число оборотов ножевого устройства может при этом составлять между несколькими оборотами в минуту до нескольких тысяч в минуту. Для этой цели между приводом и режущим инструментом предусматривается передаточное устройство, которое выполняет плавную передачу, однако также и сам привод может иметь плавное регулирование. Особенно компактная конструкция обеспечивается тогда, когда на линии привода между режущим приводом и режущим инструментом предусматривается по крайней мере один регулировочный привод. Привод при этом располагается на несущем элементе режущего инструмента.

Если между режущим приводом и режущим инструментом предусматривается по крайней мере один компенсированный вал, то при высоких числах оборотов режущего инструмента появляется только незначительная вибрация.

На фиг. 1 изображена экструзионная машина, вид сверху; на фиг. 2 - экструзионный пресс со стационарным формовочным инструментом и сменным режущим инструментом, вид сверху; на фиг. 3 экструзионная машина с частичным вырезом со стационарным режущим инструментом и сменным формовочным инструментом, вид сбоку.

Экструзионная машина 50 имеет машинную раму 51 с экструзионным прессом 52. Экструзионный пресс 52 имеет цилиндрический корпус 60 с входным отверстием 61 для материала и выходным отверстием 62 для материала.

На выходном отверстии 62 для материала располагается несущий элемент 74 в форме дугообразной пластины переключающего приспособления 53. Несущий элемент 74 располагается поворотно над рамой 75 переключающего приспособления на цилиндрическом корпусе 60.

Ось вращения 76 направлена перпендикулярно относительно продольной оси 64 цилиндрического корпуса 60, в котором располагается экструзионный шнек. Сектор поворота 77 несущего элемента 74 изображен штриховой линией.

На несущем элементе 74 располагается два формовочных инструмента 70 и 71. Формовочные инструменты 70 и 71 имеют соответственно отверстия, которые в рабочем положении направлены параллельно относительно направления подачи материала РЗ и направления выхода материала. Для формовочных инструментов 70 и 71 предназначаются соответственно режущие инструменты 72 и 73. Над валом 58, 59 режущего инструмента располагается соответствующий режущий инструмент 72, 73 в шахте 54, 55 для выброса материала. Вал 58, 59 режущего инструмента приводится соответственно не изображенным на чертеже приводом, расположенным на шахте 54, 55 для выброса материала.

Шахта 58, 59 для выброса материала крепится с возможностью поворота с помощью соединения 56, 57 на несущем элементе 74. Шахта 54 для выброса материала изображена закрытой в рабочем положении. Во время работы машины подается под давлением масса в направлении подачи материала РЗ с помощью экструзионного пресса 52 через формовочный инструмент 70. Спрессованная и сформованная масса отрезается режущим инструментом 72 за формовочным инструментом 70, собирается в шахте для выброса материала и отводится.

Шахта 55 для выброса материала находится в нерабочем положении и изображена в откинутом положении. В этом положении могут выполняться работы по обслуживанию или замене формовочного инструмента 71 и режущего инструмента 73.

Переключающее приспособление 53 перемещается с помощью цилиндрического привода 78 с двухтактным действием, так что в рабочем положении находится или формовочный инструмент 70, или формовочный инструмент 71. Несущий элемент 74 дугообразной формы соединяется при этом с цилиндрами 90 и 91 с двухтактным (двойным) действием с помощью цепи 92, направленной вокруг направляющего ролика 93. Направление движения цилиндров 90 и 91 с двухтактным действием показано соответственно стрелками Р1 и Р2. Цилиндры 90 и 91 с двухтактным действием управляются согласованно друг с другом таким образом, что через цепь 92 происходит поворот несущего элемента 74 вокруг оси поворота 76. Установочное движение несущего элемента 74 между обоими рабочими положениями режущих инструментов 70 и 71 происходит с определенной скоростью, которая регулируется таким образом, что не должна прерываться работа экструзионного пресса 52.

Вариант описанной экструзионной машины изображен на фиг. 2. Экструзионный пресс 102 соединяется на переднем конце своего цилиндрического корпуса 120 в районе выходного отверстия 122 для материала с корпусом 135 переключающего приспособления. Корпус 135 переключающего приспособления имеет сквозное отверстие 140, в которое вставляется стационарно, но с возможностью замены формовочный инструмент 130 своим концом, обращенным к цилиндрическому корпусу 120. На кромке формовочного инструмента 130, противоположной от выходного отверстия 122 для материала, располагается поворотно несущий элемент, который уже описанным образом поворачивается вокруг своей оси, проходящей перпендикулярно относительно оси цилиндрического корпуса 120. Несущий элемент 134 имеет при этом большое количество отверстий 140', из которых на фиг. 2 показано только одно. В каждом из этих отверстий 140' располагается режущий инструмент 132.

В случае этой экструзионной машины в результате вращения или поворачивания несущего элемента 134 устанавливается за формовочным инструментом 130 новый режущий инструмент. Разумеется, при таком конструктивном исполнении могут применяться также другие варианты описанных несущих элементов.

На фиг. 3 показан конструктивный вариант, аналогичный варианту на фиг. 2, при этом однако режущий инструмент 232 в отверстии 240' корпуса 235 переключающего приспособления располагается стационарно за режущим инструментом 230. В тыльной части корпуса 235 переключающего приспособления на кромке режущего инструмента 232, обращенной к выходу отверстия 222 для материала, предусматривается несущий элемент 234, который может быть выполнен аналогичным образом, как и описанные до настоящего времени несущие элементы. В несущем элементе 234 располагается большое количество формовочных инструментов 230, из которых в данном случае показан только один. В результате вращения, поворачивания или поступательного движения соответствующего несущего элемента 234 может заменяться формовочный инструмент 230, предусмотренный в несущем элементе 234, при этом соответствующий формовочный инструмент 230 перемещается в отверстие 240' между выходным отверстием 222 для материала и режущим инструментом 232. Варианты выполнения по фиг. 2 и 3 могут также комбинироваться, так что в зависимости от необходимости могут заменяться по желанию или формовочный инструмент, или режущий инструмент.

Описанные выше примеры конструктивного выполнения экструзионной машины в соответствии с изобретением основывается на горизонтальном расположении экструзионного пресса и вертикальном расположении плоскости движения несущего элемента в корпусе переключающего приспособления. Также успешно экструзионный пресс может располагаться вертикально и ось вращения несущего элемента в корпусе переключающего приспособления может располагаться горизонтально, но возможны также все варианты расположения под различными углами между этими конечными положениями.

Экструзионная машина в соответствии с изобретением может применяться для инструментов из пластмассы, полученных литьем под давлением, когда вместо вставляемых формовочных инструментов, например, на выступающем горизонтальном экструдере располагают вертикально смонтированное переключающее устройство с установленными инструментами, полученными литьем под давлением, для вспрыскивания металла или пластмассы таким образом, что инструменты, полученные литьем под давлением, могут использоваться при более быстрой последовательности тактов.

Таким образом, при отсутствии в дальнейшем недостатков может увеличиваться время последовательных тактов вспрыскивания, время охлаждения может увеличиваться и выбрасывание полученных литьем под давлением делителей может смещаться в другое место. Экономичность использования такой технологии существенно повышается. В системе переключающего приспособления предусматриваются поверхностные нагревательные устройства, питаемые паром через поворотные соединения или электрическим током через скользящие контакты. Аналогично могут предусматриваться охлаждающие устройства, при этом поворотные соединения позволяют осуществлять подачу специальных охлаждающих сред, таких как вода или рассол. Переключающее приспособление может также выполняться как дополнительное оборудование для уже существующих экструдеров или же шнековых прессов любого размера или конструктивного выполнения.

Во время процесса замены инструментов может понижаться рабочее давление экструзии с помощью известных специалистам устройств и приборов, рабочее давление может также устанавливаться плавно.

Формула изобретения

1. Экструзионная машина, содержащая машинную раму, экструзионный пресс с входным и выходным отверстиями для материала, привод экструзионного пресса, формовочный и режущий инструменты, расположенные в области выходного отверстия для материала, и привод режущего инструмента, отличающаяся тем, что машина снабжена сменным переключающим приспособлением с несущим элементом для по меньшей мере двух сменных формовочных и/или режущих инструментов, причем несущий элемент установлен с возможностью поворота в области выходного отверстия для материала и выполнен в форме дуги окружности, при этом ось поворота несущего элемента смещена относительно плоскости выходного отверстия для материала и расположена в основном перпендикулярно относительно направления выхода материала.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что несущий элемент расположен на экструзионном прессе.

3. Машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что ось поворота несущего элемента расположена в вертикальном или горизонтальном направлении, при этом несущий элемент имеет возможность поворота по дуге в вертикальной или горизонтальной плоскости.

4. Машина по одному из пп.1 3, отличающаяся тем, что несущий элемент расположен над рамой в средней части экструзионного пресса.

5. Машина по одному из пп.1 4, отличающаяся тем, что она снабжена шахтой для выброса материала.

6. Машина по п.5, отличающаяся тем, что шахта для выброса материала установлена внизу под прямым углом относительно направления выхода материала, причем режущий инструмент и/или привод режущего инструмента расположены в шахте.

7. Машина по п.5 или 6, отличающаяся тем, что шахта для выброса материала установлена с возможностью поворота на несущем элементе.

8. Машина по одному из пп.5 7, отличающаяся тем, что шахта для выброса материала вставлена в несущий элемент.

9. Машина по одному из пп.1 8, отличающаяся тем, что несущий элемент снабжен приводом в виде двигателя или цилиндра с двойным действием.

10. Машина по п. 9, отличающаяся тем, что несущий элемент соединен с приводом посредством цепи.

11. Машина по п. 9, отличающаяся тем, что несущий элемент соединен с приводом посредством троса.

12. Машина по одному из пп.9 11, отличающаяся тем, что несущий элемент соединен с приводом посредством толкательно-качающегося механизма.

13. Машина по одному из пп.9 13, отличающаяся тем, что привод несущего элемента выполнен в виде электромотора.

14. Машина по п. 13, отличающаяся тем, что между двигателем и несущим элементом установлена червячная передача.

15. Машина по одному из пп.1 14, отличающаяся тем, что режущий инструмент выполнен в виде вращающегося ножевого устройства, расположенного на кромке формовочного инструмента, противоположной относительно экструзионного пресса, и связанного с приводом.

16. Машина по п.15, отличающаяся тем, что между режущим инструментом и приводом режущего инструмента установлено регулировочное устройство.

17. Машина по одному из пп.1 16, отличающаяся тем, что привод режущего инструмента выполнен в виде электромотора.

18. Машина по одному из пп.1 17, отличающаяся тем, что привод режущего инструмента выполнен в виде гидравлического двигателя.

19. Машина по одному из пп.1 18, отличающаяся тем, что привод режущего инструмента выполнен в виде пневматического двигателя.

20. Машина по одному из пп.1 19, отличающаяся тем, что между приводом режущего инструмента и режущим инструментом установлен по меньшей мере один компенсаторный вал.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3