УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСТРУЗИИ И/ИЛИ ПУЛТРУЗИИ И СПОСОБ
DEVICE FOR EXTRUSION AND/OR PULTRUSION AND METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к устройству для экструзии и/или пултрузии, предназначенному для формирования профильного изделия в направлении изготовления, при этом указанное устройство содержит:
- вращающийся формообразующий элемент, имеющий протяженность в радиальном направлении и в направлении ширины, имеющий две противоположные боковые стенки, а именно первую и вторую боковые стенки, и наружную окружную периферийную поверхность, проходящую между ними в направлении ширины, при этом вращающийся формообразующий элемент содержит первую боковую часть вместе с первой боковой стенкой и вторую боковую часть вместе со второй боковой стенкой, и среднюю часть, проходящую между первой и второй боковыми частями,
и
- зону образования профиля, которая имеет продольное направление, совпадающее с направлением изготовления, направление высоты и направление ширины, перпендикулярное к направлению высоты, и содержит сквозной канал, имеющий первую часть канала, за которой следует вторая часть канала, расположенная по ходу за первой частью канала по отношению к направлению изготовления, при этом вращающийся формообразующий элемент выполнен с возможностью вращения вокруг оси, проходящей поперек к направлению изготовления, и расположен так, чтобы при вращении вращающегося формообразующего элемента обеспечить возможность приложения давления со стороны наружной окружной периферийной поверхности к поверхности материала при подаче материала через зону образования профиля,
- при этом первая часть канала ограничена на периферии одной или более стенками,
и при этом
- вторая часть канала ограничена на периферии
- окружной периферийной поверхностью вращающегося формообразующего элемента и
- участком канала, содержащим
- контропору, расположенную напротив вращающегося формообразующего элемента, и
- противоположные первую и вторую боковые стенки участка канала, проходящие между вращающимся формообразующим элементом и контропорой.
Изобретение также относится к способу изготовления профильного изделия посредством использования такого устройства.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В области устройств для экструзии и/или пултрузии известно использование вращающегося формообразующего элемента, расположенного по ходу непосредственно за более традиционным устройством для экструзии и/или пултрузии, в котором используются зафиксированные или неподвижные стенки. Экструзия данного типа с использованием вращающегося формообразующего элемента упоминается в дальнейшем как 3D-экструзия и относится к процессу, в котором вращающийся формообразующий элемент работает в зоне повышенного давления во взаимодействии с более традиционной частью устройства, предназначенной для экструзии и/или пултрузии, что отличает 3D-экструзию от каландрования. Комбинация неподвижных стенок в первой части канала и вращающегося формообразующего элемента во второй части канала обеспечивает преимущество, заключающееся в изготовлении профильного изделия с очень высокой скоростью при сохранении высокого качества формы и элементов, образованных вдавливанием. Таким образом, это является эффективным и относительно недорогим способом изготовления, который может быть использован для большинства материалов, которые могут подвергаться формообразованию посредством использования экструзии, то есть всех возможных материалов, например, от пластика до алюминия.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Тем не менее с учетом предшествующего уровня техники существует потребность в улучшенной защите от утечки в части устройства, в которой первая и вторая боковые стенки вращающегося формообразующего элемента входят в контакт с противоположными первой и второй боковыми стенками участка канала во второй части канала.
Изобретение относится к устройству для экструзии и/или пултрузии, предназначенному для формирования профильного изделия в направлении изготовления, при этом указанное устройство содержит:
- вращающийся формообразующий элемент, имеющий протяженность в радиальном направлении и в направлении ширины, имеющий две противоположные боковые стенки, а именно первую и вторую боковые стенки, и наружную окружную периферийную поверхность, проходящую между ними в направлении ширины, при этом вращающийся формообразующий элемент содержит первую боковую часть вместе с первой боковой стенкой и вторую боковую часть вместе со второй боковой стенкой, и среднюю часть, проходящую между первой и второй боковыми частями,
и
- зону образования профиля, которая имеет продольное направление, совпадающее с направлением изготовления, направление высоты и направление ширины, перпендикулярное к направлению высоты, и содержит сквозной канал, имеющий первую часть канала, за которой следует вторая часть канала, расположенная по ходу за первой частью канала по отношению к направлению изготовления, при этом вращающийся формообразующий элемент выполнен с возможностью вращения вокруг оси, проходящей поперек к направлению изготовления, и расположен так, чтобы при вращении вращающегося формообразующего элемента обеспечить возможность приложения давления со стороны наружной окружной периферийной поверхности к поверхности материала при подаче материала через зону образования профиля,
при этом
- первая часть канала ограничена на периферии одной или более стенками,
и при этом
- вторая часть канала ограничена на периферии
- окружной периферийной поверхностью вращающегося формообразующего элемента и
- участком канала, содержащим
- контропору, расположенную напротив вращающегося формообразующего элемента, и
- противоположные первую и вторую боковые стенки участка канала, проходящие между вращающимся формообразующим элементом и контропорой,
при этом первая боковая часть содержит первую фланцевую часть, имеющую протяженность в направлении ширины и в радиальном направлении, при этом протяженность первой фланцевой части в радиальном направлении превышает радиальную протяженность по меньшей мере части средней части, и при этом вторая боковая часть содержит вторую фланцевую часть, имеющую протяженность в направлении ширины и в радиальном направлении, при этом протяженность второй фланцевой части в радиальном направлении превышает радиальную протяженность по меньшей мере части средней части.
Одно преимущество состоит в том, что фланцевые части физически препятствуют вытеканию материала до первой и второй боковых стенок вращающегося формообразующего элемента и, следовательно, до первой и второй боковых стенок участка канала.
Для облегчения разъяснения устройства цилиндрическая система координат была использована для вращающегося формообразующего элемента и прямоугольная декартова система координат была использована для трехмерного пространства для устройства в целом. Следовательно, вращающийся формообразующий элемент описан как имеющий направление ширины, от конца до конца совпадающее с осевой линией, то есть осью вращения, вокруг которой вращается вращающийся формообразующий элемент, и имеющий толщину в радиальном направлении, ортогональном к направлению ширины. Кроме того, наружная окружная периферийная поверхность проходит вокруг оси в направлении вращения, перпендикулярном к направлению ширины. В данном случае вращательная симметрия относится к симметричному расположению относительно оси вращения или размещению материала во вращающемся формообразующем элементе, сбалансированному в направлении вращения. Устройство в целом, то есть, например, зона образования профиля и первая и вторая части канала, описано (-ы) как имеющее (-ие) направление ширины, направление высоты и продольное направление, при этом продольное направление совпадает с общим направлением изготовления.
Вращающийся формообразующий элемент выполнен с возможностью вращения вокруг оси, и ось может непосредственно или опосредованно удерживаться в первой и второй боковых стенках участка канала и может быть непосредственно или опосредованно присоединена к данным стенкам с возможностью вращения.
В отношении вышеописанных систем координат следует отметить, что ось вращающегося формообразующего элемента может быть расположена перпендикулярно к продольному направлению, то есть к направлению изготовления в устройстве в целом, или может быть расположена под некотором углом.
В соответствии с одним примером ось вращающегося формообразующего элемента направлена по существу перпендикулярно к направлению изготовления, при этом наружная окружная периферийная поверхность проходит поперек направления изготовления в направлении ее ширины.
В соответствии с одним примером ось вращающегося формообразующего элемента совпадает с направлением ширины устройства в целом, и направление ширины вращающегося формообразующего элемента совпадает с направлением ширины устройства в целом. Продольное направление совпадает с направлением изготовления, то есть основным направлением, вдоль которого материал перемещается во время изготовления.
В соответствии с одним примером ось вращающегося формообразующего элемента не совпадает с направлением ширины устройства в целом, но ось вращающегося формообразующего элемента и направление ширины вращающегося формообразующего элемента проходят под углом, составляющим менее или более 90°, относительно продольного направления. Однако ось вращающегося формообразующего элемента расположена так, что наружная окружная периферийная поверхность проходит поперек направления изготовления в направлении ее ширины.
В любом одном из двух вышеприведенных примеров нормаль к оси вращающегося формообразующего элемента совпадает с направлением высоты устройства в целом. В данном случае нормаль совпадает с радиальным направлением вращающегося формообразующего элемента. В данном случае ось вращающегося формообразующего элемента направлена перпендикулярно к нормали к направлению изготовления независимо от того, совпадает ли ось вращающегося формообразующего элемента с направлением ширины устройства в целом или нет. Тем не менее в соответствии с одним примером нормаль к оси вращающегося формообразующего элемента может быть расположена под углом относительно направления высоты устройства в целом. Однако ось вращающегося формообразующего элемента расположена так, что наружная окружная периферийная поверхность проходит поперек направления изготовления в направлении ее ширины, но под углом относительно направления изготовления.
В соответствии с одним примером первая фланцевая часть имеет первую наружную окружную периферийную поверхность, ограничивающую первую фланцевую часть в направлении вращения, и при этом вторая фланцевая часть имеет вторую наружную окружную периферийную поверхность, ограничивающую вторую фланцевую часть в направлении вращения.
Следует отметить, что первая и/или вторая боковые части могут содержать первую фланцевую часть и/или вторую фланцевую часть, выполненные по-разному.
В соответствии с одним примером первая и/или вторая боковые части содержат только фланцевые части в первой и второй боковых частях. В данном случае имеется переход от средней части к соответствующим фланцевым частям, совпадающий с переходом от средней части к каждой из первой и второй боковых частей.
В соответствии с другим примером первая и вторая боковые части содержат соответственно первую и вторую фланцевые части, и каждая из первой и второй боковых частей содержит первую дополнительную часть, проходящую в направлении ширины вращающегося формообразующего элемента.
В соответствии с одним примером первая дополнительная часть расположена непосредственно рядом со средней частью, и имеется переход от средней части к первой дополнительной боковой части, совпадающий с переходом от средней части к каждой из первой и второй боковых частей. Таким образом, первая дополнительная часть в первой боковой части проходит между первой фланцевой частью и средней частью, и, таким образом, первая дополнительная часть во второй боковой части проходит между второй фланцевой частью и средней частью. Первая дополнительная часть может, например, содержать заглубленную часть в соответствии с примерами, описанными ниже, или часть, имеющую такую же радиальную протяженность, как средняя часть, но выполненную с другими характеристиками.
В соответствии с одним примером первая и/или вторая фланцевые части расположены непосредственно рядом со средней частью, и имеется переход от средней части к первой и/или второй фланцевым частям, совпадающий с переходом от средней части к каждой из первой и второй боковых частей. В данном случае первая дополнительная боковая часть в первой боковой части расположена между первой боковой стенкой и первой фланцевой частью, и первая дополнительная боковая часть во второй боковой части расположена между второй боковой стенкой и второй фланцевой частью.
В соответствии с одним примером первая и/или вторая боковые части содержат первую и вторую фланцевые части, расположенные на расстоянии от средней части, при этом вторая дополнительная часть проходит в направлении ширины вращающегося формообразующего элемента между средней частью и первой дополнительной боковой частью, и имеется переход от средней частик к каждой из фланцевых частей, не совпадающий с переходом от средней части к каждой из первой и второй боковых частей. Вторая дополнительная часть в отношении некоторых характеристик отличается от аналогичных характеристик средней части, например, вторая дополнительная часть может быть текстурированной или нетекстурированной или может быть выполнена из материала, отличающегося от материала средней части.
В соответствии с одним примером первая и/или вторая боковые части содержат комбинацию вышеописанных первой и второй фланцевых частей и первых и вторых дополнительных частей.
В соответствии с одним примером первая и вторая наружные окружные периферийные поверхности повторяют контур средней части, то есть имеют такую же геометрическую форму или конфигурацию, но с другой радиальной протяженностью. Одним преимуществом является единообразная общая форма профильного изделия.
В соответствии с одним примером первая и/или вторая наружные окружные периферийные поверхности выполнены волнистыми, то есть первая и/или вторая фланцевые части выполнены с формой, подобной зубчатым колесам. В соответствии с одним примером первая и/или вторая наружные окружные периферийные поверхности выполнены с гладкой кольцевой формой, то есть первая и/или вторая фланцевые части выполнены с круглой или овальной формой.
В соответствии с одним примером первая и вторая фланцевые части являются вращательно-симметричными относительно оси вращающегося формообразующего элемента. Одним преимуществом являются меньшие проблемы, связанные с колебаниями при вращении вращающегося формообразующего элемента с высокой скоростью.
Возможно использование дополнительных мер защиты от утечки в сочетании с вышеописанными фланцевыми частями.
Первая и/или вторая боковые части содержат одну или более заглубленных частей, имеющих протяженность в направлении ширины, направлении вращения, то есть направлении вдоль окружности, перпендикулярном направлению ширины, и радиальном направлении. Заглубленная часть имеет радиальную протяженность, которая меньше радиальной протяженности по меньшей мере части средней части. Одна или более заглубленных частей расположены между первой фланцевой частью и средней частью и/или одна или более заглубленных частей расположены между второй фланцевой частью и средней частью.
Одно преимущество, связанное с устройством, заключается в том, что заглубленная часть или заглубленные части создает/создают в первой и/или второй боковых частях пространство с давлением, пониженным по сравнению с другими частями вращающегося формообразующего элемента, расположенными в аксиальном направлении, то есть в направлении ширины, ближе к центру вращающегося формообразующего элемента по сравнению с данной (-ыми) заглубленной частью или заглубленными частями. Пониженное давление уменьшает остроту проблемы и/или устраняет проблему, связанную с утечкой в зоне, в которой первая и вторая боковые стенки вращающегося формообразующего элемента сходятся с противоположными первой и второй боковыми стенками участка канала во второй части канала, поскольку материал, который подвергается обработке, может течь по направлению к первой и второй фланцевым частям, но уменьшение давления, действующего на материал, по существу вызывает замедление потока. В зависимости от конструкции поток материала может быть остановлен до того, как он дойдет до первой и второй фланцевых частей вращающегося формообразующего элемента, или может быть обеспечена возможность прохождения потока материала с регулируемой скоростью так, чтобы он сталкивался с первой и второй фланцевыми частями, но при таком заданном зазоре между первой и второй боковыми стенками вращающегося формообразующего элемента и первой и второй боковыми стенками участка канала, который препятствует утечке. Зазор также зависит от материала, который подвергается обработке, при этом более текучий материал требует малого зазора, то есть малого расстояния между вращающимся формообразующим элементом и первой и второй боковыми стенками участка канала, и при менее текучем материале может быть допустимым больший зазор, то есть большее расстояние. Поток материала также зависит от формы и вида вращающегося формообразующего элемента и от положения вращающегося формообразующего элемента относительно первой части канала, имеющей определенную форму и профиль. Например, вращающийся формообразующий элемент, который имеет больший размер в радиальном направлении в середине, чем на боковых сторонах, будет создавать большее давление в центре и, следовательно, больший поток по направлению к первой и второй боковым стенкам вращающегося формообразующего элемента по сравнению с вращающимся формообразующим элементом, который имеет меньший размер в радиальном направлении в середине, чем на боковых сторонах.
Следовательно, первая и вторая боковые стенки расположены относительно первой и второй боковых стенок участка канала так, что первая и вторая боковые стенки связаны с возможностью вращения с первой и второй боковыми стенками участка канала, с зазором, образованным в зависимости от материала изделия и геометрического соотношения между первой и второй частями канала.
Размер заглубленных частей зависит от ряда параметров и должен быть задан в зависимости, например, от материала, подлежащего обработке, формы и вида вращающегося формообразующего элемента и взаимозависимости между формой и конфигурацией первой части канала и формой и конфигурацией второй части канала.
Размер заглубленной части, например, протяженность в направлении ширины и направлении вращения, то есть направлении вдоль окружности, перпендикулярном к направлению ширины, и глубина заглубленной части, определяют размер пространства, в которое может затекать материал, и, следовательно, позволяют определить, насколько давление должно быть уменьшено в зоне заглубленной части по сравнению с по меньшей мере частью средней части. Правило состоит в том, что чем больше данное пространство, тем в большей степени снижается давление, но форма заглубленной части также влияет на перепад давлений. Например, уступ, то есть перепад высот под углом 90°, обеспечивает более быстрое снижение давления, чем наклонная поверхность.
Следует отметить, что одна или обе из первой и второй боковых частей содержит/содержат заглубленную часть. В соответствии с одним примером заглубленная часть представляет собой кольцевую заглубленную часть, то есть она проходит вдоль окружности вокруг оси вращения. В соответствии с одним примером первая и/или вторая боковые части содержат одну или более заглубленных частей, которые не являются кольцевыми и выполнены в виде одной или многих отдельных заглубленных частей. Каждая отдельная заглубленная часть имеет протяженность в направлении ширины, направлении вращения, то есть направлении вдоль окружности, перпендикулярном к направлению ширины, и радиальном направлении. Отдельные заглубленные части могут иметь аналогичные или разные формы и предпочтительно. Отдельные заглубленные части могут быть расположены с разными схемами расположения при их прохождении вдоль окружности вокруг оси вращения. Отдельные заглубленные части могут быть расположены вдоль одной единственной линии, вдоль которой проходят заглубленные части в направлении вдоль окружности вокруг оси вращения, или могут быть расположены в виде двух или более линий, вдоль которых расположены заглубленные части и которые расположены рядом друг с другом в направлении ширины. Две или более линий, вдоль которых проходят заглубленные части, могут быть расположены так, что одна или более заглубленных частей будут расположены рядом друг с другом в направлении ширины или будут смещены друг относительно друга в направлении вдоль окружности. Разные линии, вдоль которых расположены отдельные заглубленные части, могут иметь одно и то же число заглубленных частей или разные числа заглубленных частей.
Следует отметить, что первые и/или вторая боковые части могут содержать заглубленную часть, выполненную по-разному.
В соответствии с одним примером заглубленная часть расположена непосредственно рядом со средней частью, и имеется переход от средней части к заглубленной части, совпадающий с переходом от средней части к каждой из первой и второй боковых частей.
В соответствии с одним примером заглубленная часть расположена на расстоянии от средней части, при этом вторая дополнительная часть, проходящая в направлении ширины вращающегося формообразующего элемента, находится между средней частью и заглубленной частью, и имеется не переход от средней части к заглубленной части, совпадающий с переходом от средней части к каждой из первой и второй боковых частей, а переход между второй дополнительной частью и заглубленной частью. Вторая дополнительная часть в отношении некоторых характеристик отличается от аналогичных характеристик средней части, например, вторая дополнительная часть может быть текстурированной или нетекстурированной или может быть выполнена из материала, отличающегося от материала средней части.
В соответствии с одним примером первая и/или вторая боковые части содержат комбинацию вышеописанных фланцевых частей, заглубленных частей и первых и вторых дополнительных частей.
В соответствии с одним примером заглубленная часть или заглубленные части повторяет/повторяют контур средней части. Одним преимуществом является единообразная общая форма профильного изделия.
В соответствии с одним примером заглубленная часть или заглубленные части является/являются вращательно-симметричной/вращательно-симметричными относительно оси вращающегося формообразующего элемента, то есть имеет/имеют одинаковую геометрическую форму или конфигурацию, но с разной радиальной протяженностью. Одним преимуществом являются меньшие проблемы, связанные с колебаниями при вращении вращающегося формообразующего элемента с высокой скоростью.
Следовательно, заглубленная часть представляет собой или вдавленную часть во вращающемся формообразующем элементе, или часть вращающегося формообразующего элемента, имеющую меньшую радиальную протяженность по сравнению с другими частями вращающегося формообразующего элемента.
В данном иллюстративном варианте осуществления заглубленная часть предпочтительно расположена близко к фланцевым частям и обеспечивает локальное снижение давления для дополнительного уменьшения потока материала по направлению к первой и второй боковым стенкам участка канала.
Возможны дополнительные меры для локального снижения давления в сочетании с фланцевыми частями и/или заглубленной частью или заглубленными частями.
В соответствии с одним примером данные одна или более стенок определяют границы первого поперечного сечения на конце первой части канала, и при этом вторая часть канала определяет границы второго поперечного сечения в месте, в котором расстояние между окружной периферийной поверхностью и контропорой является минимальным. Как указано выше, геометрия первой части канала отличается от второй части канала так, что материал, проходящий через первую часть канала, изменяет форму при входе во вторую часть канала. Изменение формы имеет существенное значение для повышения или поддержания уровня давления в такой степени, чтобы оно обеспечило достаточно быстрое преодоление внутреннего сопротивления (сдвиговых напряжений) материала для того, чтобы материал полностью «заполнил» второе поперечное сечение, включая вдавленную часть вращающегося формообразующего элемента.
В соответствии с одним примером минимальное расстояние в направлении высоты между окружной периферийной поверхностью и контропорой во втором поперечном сечении меньше максимального расстояния в направлении высоты в первом поперечном сечении. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что материал, поступающий во вторую часть канала, будет сжат во второй части канала так, что давление будет повышено до такого уровня или будет сохраняться на таком уровне, что материал будет подвергаться трансформации достаточно быстро для полного заполнения второй части канала, включая вдавленную часть вращающегося формообразующего элемента.
Следовательно, давление повышается до такого уровня или сохраняется на таком уровне, что материал будет подвергаться трансформации достаточно быстро для полного заполнения второй части канала, включая вдавленную часть вращающегося формообразующего элемента. Давление достигается за счет комбинации глубины вдавленной части рельефа на окружной периферийной поверхности и эффекта Пуассона и/или комбинации изменения формы вследствие различия в геометрической форме между первым и вторым поперечными сечениями и эффекта Пуассона.
Локальное снижение давления может быть обеспечено посредством использования дополнительных мер в сочетании с вышеописанной (-ыми) кольцевой (-ыми) заглубленной частью или заглубленными частями.
Локальное снижение давления достигается в зоне первой и/или второй боковых частей вследствие геометрических различий между первой и второй частями канала и влияния турбулентного следа по ходу за первой частью канала в зоне первой и/или второй боковых частей.
В соответствии с одним примером первая часть канала содержит третью боковую часть, имеющую протяженность в направлении ширины, при этом третья боковая часть расположена относительно первой боковой части так, что давление в материале, подлежащем экструзии, меньше в связи с первой боковой частью, чем в связи с третьей боковой частью,
и/или
при этом первая часть канала содержит четвертую боковую часть, имеющую протяженность в направлении ширины, при этом четвертая боковая часть расположена относительно второй боковой части так, что давление в материале, подлежащем экструзии, меньше в связи со второй боковой частью, чем в связи с четвертой боковой частью. Одно преимущество состоит в том, что третья и четвертая боковые части создают эффект турбулентного следа, и поэтому локальное давление уменьшается по ходу за третьей и четвертой боковыми частями, что обеспечивает дополнительное уменьшение локального давления в зоне первой и второй боковых частей вращающегося формообразующего элемента.
,
В соответствии с одним примером первая часть канала содержит средство образования стороны, противоположной набеганию потока вместе с третьей и/или четвертой боковыми частями, которое выполнено с возможностью уменьшения пространства первой части канала в направлении высоты, перпендикулярном к направлению ширины.
,
В соответствии с одним примером первая часть канала содержит средство образования стороны, противоположной набеганию потока вместе с третьей и/или четвертой боковыми частями, которое выполнено с возможностью уменьшения пространства первой части канала в направлении ширины. Также возможна комбинация средств образования стороны, противоположной набеганию потока.
,
,
В соответствии с одним примером средство образования стороны, противоположной набеганию потока представляет собой выступающую часть, обращенную в сквозной канал. Выступающая часть может быть расположена от верха до низа в первой части канала или может быть выполнена в виде части или нескольких частей на определенном расстоянии между верхней частью и нижней частью первой части канала. Средства образования стороны, противоположной набеганию потока предпочтительно расположены рядом с первой и второй боковыми частями вращающегося формообразующего элемента.
Одно преимущество, связанное со средствами, образующими сторону, противоположную той, на которую набегает поток, заключается в том, что третья и четвертая боковые части обеспечивают дополнительное снижение локального давления в зоне заглубленных частей в первой и второй боковых частях вращающегося формообразующего элемента.
В соответствии с одним примером вторая часть канала выполнена по отношению к первой части канала так, что заданное второе расстояние между той частью окружной периферийной поверхности вращающегося формообразующего элемента, которая является самой дальней от центра в радиальном направлении, и контропорой в участке канала меньше заданного первого расстояния между наиболее удаленными друг от друга частями первой части канала, которое определяется в направлении высоты, совпадающем с радиальным направлением,
и/или при этом
вторая часть канала выполнена по отношению к первой части канала так, что заданное четвертое расстояние между самыми внутренними расположенными ближе всего друг к другу частями участка канала, определяемое в направлении ширины, больше заданного третьего расстояния между боковыми стенками в первой части канала, которое определяется в направлении ширины в зоне выхода из первой части канала.
Одно преимущество заключается в том, что более узкая первая часть канала создает эффект турбулентного следа с пониженным давлением по ходу за первой частью канала и вблизи первой и второй боковых частей вращающегося формообразующего элемента вследствие того, что вторая часть канала является более широкой.
В соответствии с одним примером окружная периферийная поверхность содержит текстурированную часть. Вся окружная периферийная поверхность может быть текстурированной, но в качестве альтернативы только некоторая часть может быть текстурированной.
В соответствии с одним примером, связанным с иллюстративным вариантом осуществления с фланцевыми частями, описанными выше, первая боковая часть содержит нетекстурированную часть, проходящую между первой фланцевой частью и текстурированной частью, и при этом вторая боковая часть содержит нетекстурированную часть между второй фланцевой частью и текстурированной частью.
Нетекстурированные части предпочтительно имеют радиус, который меньше радиуса до глубины вдавленной части текстурированной части.
В соответствии с одним примером окружная периферийная поверхность является нетекстурированной или имеет микрорельеф, который оставляет только чрезвычайно малый отпечаток на профильном изделии, который может быть видимым или не видимым для человеческого глаза.
В соответствии с одним примером участок канала содержит второй вращающийся формообразующий элемент, расположенный напротив первого вращающегося формообразующего элемента, описанного выше. Второй вращающийся формообразующий элемент или может полностью заменять контропору, или может представлять собой часть неподвижной контропоры. Второй вращающийся формообразующий элемент может быть выполнен аналогично вышеописанному первому вращающемуся формообразующему элементу для образования аналогичных или разных рельефов на двух сторонах профильного изделия. Второй вращающийся формообразующий элемент может содержать заглубленные части и/или фланцевые части, которые могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с заглубленными частями и/или фланцевыми частями первого вращающегося формообразующего элемента.
В соответствии с одним примером участок канала содержит третий вращающийся формообразующий элемент, расположенный под углом относительно первого вращающегося формообразующего элемента. Данный вращающийся формообразующий элемент полностью или частично заменяет противоположную первую или вторую боковую стенку участка канала. Третий вращающийся формообразующий элемент может быть предусмотрен вместе только с первым вращающимся формообразующим элементом или вместе с обоими, то есть первым и вторым вращающимися формообразующими элементами.
В соответствии с одним примером участок канала содержит четвертый вращающийся формообразующий элемент, расположенный напротив третьего вращающегося формообразующего элемента. Третий вращающийся формообразующий элемент может быть предусмотрен вместе только с первым вращающимся формообразующим элементом или вместе с обоими, то есть первым и вторыми вращающимися формообразующими элементами.
Третий и/или четвертый вращающиеся формообразующие элементы могут быть выполнены аналогично вышеописанному первому вращающемуся формообразующему элементу для образования одинаковых или разных рельефов на двух сторонах профильного изделия. Второй вращающийся формообразующий элемент может содержать заглубленные части и/или фланцевые части, которые могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с заглубленными частями и/или фланцевыми частями первого вращающегося формообразующего элемента.
В соответствии с одним примером два или более вращающихся формообразующих элементов синхронизированы. Это имеет преимущество, заключающееся в подаче материала с одной и той же скоростью. Однако также существует возможность использования несинхронизированных вращающихся формообразующих элементов для создания трения и/или особого рельефа и/или для компенсации различий материалов.
Во всех вышеприведенных примерах можно использовать комбинацию текстурированных и нетекстурированных вращающихся формообразующих элементов.
Изобретение также относится к способу изготовления профильного изделия посредством использования устройства по любому из предшествующих пунктов, при этом способ включает:
- подачу материала в первую часть канала и придание определенной формы материалу в первой части канала,
- подачу материала дальше во вторую часть канала и придание определенной формы материалу во второй части канала.
Материал, который подают в устройство для формирования профильного изделия, может иметь вид одного однородного материала или смеси из двух или более материалов. Материалы могут быть смешаны в разных соотношениях и могут быть смешаны в виде однородной смеси или смеси с градиентами в материале. Один материал может быть твердым, и другой материал может быть формуемым, например, в случае каменной крошки и резиновой смеси. Материал также может представлять собой многослойный материал, содержащий два или более слоев из одинаковых или разных материалов. Материал может содержать одну или более жилок из твердого материала, которые проходят через весь процесс экструзии или пултрузии, например, проволоку или другой армирующий материал.
По меньшей мере часть материала должна быть пластически деформируемой при подвергании воздействию давления, приложенного в первой и/или второй частях канала. Такие материалы часто называют вязкоупругими и/или вязкопластичными материалами.
Кроме того, в данном случае экструзия относится к процессу, в котором материал подают под действием давления в первую часть канала для придания материалу определенной формы в первой и второй частях канала. Пултрузия относится к процессу, в котором материал, подлежащий формованию, подают в устройство и тянут через первую и вторую части канала. Следует отметить, что устройство может быть предназначено исключительно для экструзии или исключительно для пултрузии, или для комбинации данных двух процессов.
Устройство может быть предназначено для совместной экструзии посредством одного или более впускных каналов, которые соединяются с первой частью канала. Следовательно, один или более материалов могут быть поданы в первую часть канала посредством одного канала, но два или более материалов могут быть поданы в первую часть канала посредством одного впускного канала или множества впускных каналов. Число каналов в множестве впускных каналов может быть таким же, как число материалов, или число впускных каналов в множестве впускных каналов может быть меньше числа материалов, если два или более материалов подают посредством одного впускного канала.
Следует отметить, что изобретение может быть изменено в пределах объема притязаний формулы изобретения и что примеры, описанные выше и ниже, не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение.
Например, первая часть канала может быть ограничена на периферии неподвижными стенками или может быть выполнена с одной или более подвижными стенками при условии, что материал может быть подвергнут экструзии или пултрузии посредством устройства согласно изобретению. Неподвижные стенки имеют преимущество, заключающееся в том, что они являются недорогими и прочными.
В соответствии с одним примером первая часть канала может быть расположена с центрированием относительно второй части канала. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что поток материала, поступающий во вторую часть канала, распределяется равномерно. Первая и вторая боковые части могут быть расположены с центрированием относительно первой части канала, при этом преимущество состоит в том, что снижение давления равномерно «распределяется» на вращающемся формообразующем элементе.
Например, устройство может содержать несколько вращающихся устройств, расположенных рядом друг с другом, то есть вращающееся устройство может содержать два или более вращающихся устройств, имеющих общую ось вращения. Разные вращающиеся устройства могут быть расположены в отдельных вторых каналах или могут быть расположены в общем разделенном канале. Разные вращающиеся устройства могут иметь одинаковую или разную текстуру для создания одинаковых или разных рельефов на профильном изделии. Таким образом, профильное изделие может содержать одну или более полос внутренних профилей, проходящих вдоль направления изготовления и созданных разными вращающимися устройствами. Разные полосы могут быть выполнены с возможностью разделения на отдельные изделия по заданным линиям разделения, которые могут совпадать с зонами разграничения разных вращающихся устройств. Однако один отдельный вращающийся формообразующий элемент может содержать рельеф/текстуру, который (-ая) обеспечивает разделение одинаковых или разных рельефов, так что профильное изделие будет содержать одну или более полос внутренних профилей, проходящих вдоль направления изготовления. Также и в данном случае полосы могут быть выполнены с возможностью разделения в профильном изделии.
В соответствии с одним примером одна боковая часть, то есть первая боковая часть или вторая боковая часть, содержит фланец, но не содержит заглубленной части, и другая боковая часть, то есть первая боковая часть или вторая боковая часть, содержит заглубленную часть, но не содержит фланца.
Первая и вторая боковые стенки расположены относительно первой и второй боковых стенок участка канала так, что первая и вторая боковые стенки связаны с возможностью вращения с первой и второй боковыми стенками участка канала с предпочтительной возможностью наличия большего зазора благодаря такой мере защиты от утечки, при которой ширина первой части канала по меньшей мере вдоль части ее длины и по меньшей мере вдоль части ее высоты меньше расстояния между двумя противоположными боковыми стенками вращающегося формообразующего элемента, и/или вследствие использования одной или более заглубленных частей и/или использования одной или более фланцевых частей. Следовательно, первая часть канала должна иметь по меньшей мере меньшую ширину, чем расстояние между противоположными первой и второй боковыми стенками участка канала во второй части канала. Разница в ширине между первой частью канала и второй частью канала зависит от характеристик первой и второй боковых частей и зазоров между вращающимся формообразующим элементом и соответствующими противоположными первой и второй боковыми стенками участка канала. Ширина первой части канала должна быть меньше расстояния, представляющего собой расстояние между противоположными первой и второй боковыми стенками участка канала за вычетом суммы зазоров, то есть суммы зазоров между боковыми стенками вращающегося формообразующего элемента и соответствующими противоположными первой и второй боковыми стенками участка канала во второй части канала. Если первая и вторая боковые части содержат фланцевые части, то ширина первой части канала по меньшей мере вдоль части ее длины и по меньшей мере вдоль части ее высоты меньше расстояния между двумя фланцевыми частями, при этом дополнительное разъяснение этого приведено ниже.
В данном случае одно преимущество состоит в том, что локальное снижение давления достигается в зоне первой и второй наружных краевых частей вследствие геометрического различия между первой и второй частями канала.
Кроме того, профильное изделие относится к изделию, имеющему трехмерную форму, то есть длину, ширину и высоту. Профильное изделие может иметь поперечное сечение, которое выполнено в плоскости, проходящей вдоль ширины и высоты, и является аналогичным вдоль всей длины или может различаться в зависимости от места вдоль длины. Поперечное сечение может иметь любую подходящую двумерную форму, например, круглую, овальную, эллиптическую, то есть с двумя сторонами, волнистую, с тремя или более сторонами или комбинацию вышеуказанных форм. Одна или более сторон могут быть рельефными, то есть текстурированными с одним или более рельефами. Рельеф/текстура создается посредством вращающегося формообразующего элемента.
Вращающийся формообразующий элемент может быть установлен на оси или может быть выполнен с осью, включенной/встроенной в корпус вращающегося формообразующего элемента.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение будет описано ниже в связи с рядом чертежей, в которых:
фиг.1 схематически показывает вид снизу устройства согласно одному примеру изобретения, выполненный по линии А-А сечения;
фиг.2 схематически показывает вид в перспективе сбоку устройства согласно изобретению, выполненный с разрезом;
фиг.3а схематически показывает вид спереди одного примера вращающегося формообразующего элемента;
фиг.3b схематически показывает вид в перспективе вращающегося формообразующего элемента по фиг.3а;
фиг.3с схематически показывает вид спереди одного примера вращающегося формообразующего элемента;
фиг.3d схематически показывает вид в перспективе вращающегося формообразующего элемента по фиг.3с;
фиг.3е схематически показывает вид спереди одного примера вращающегося формообразующего элемента;
фиг.3f схематически показывает вид в перспективе вращающегося формообразующего элемента по фиг.3е;
фиг.4а схематически показывает вид сзади и выходную сторону одного примера устройства согласно изобретению;
фиг.4b схематически показывает вид в перспективе устройства по фиг.4а;
фиг.4с схематически показывает вид сзади и выходную сторону одного примера устройства согласно изобретению;
фиг.4d схематически показывает вид в перспективе устройства по фиг.4с;
фиг.5 схематически показывает вид сбоку в разрезе устройства согласно одному примеру изобретения;
фиг.6 схематически показывает вид в перспективе сзади и выходную сторону устройства согласно одному примеру изобретения;
фиг.7 схематически показывает вид в перспективе сзади и выходную сторону устройства согласно изобретению;
фиг.8 схематически показывает увеличенный вид части устройства по фиг.7;
фиг.9 схематически показывает вид спереди одного примера вращающегося формообразующего элемента;
фиг.10 схематически показывает вид в перспективе вращающегося формообразующего элемента по фиг.9;
фиг.11 схематически показывает вид спереди одного примера вращающегося формообразующего элемента;
фиг.12 схематически показывает вид в перспективе вращающегося формообразующего элемента по фиг.11;
фиг.13 схематически показывает вид снизу устройства согласно изобретению в сечении, выполненном по линии А-А сечения на фиг.2;
фиг.14 схематически показывает увеличенный вид части устройства по фиг.13;
фиг.15 схематически показывает вид снизу устройства согласно одному примеру изобретения в сечении, выполненном по линии А-А сечения на фиг.2;
фиг.16 схематически показывает увеличенный вид части устройства по фиг.15;
фиг.17 схематически показывает вид сзади и выходную сторону комплекта из вращающихся формообразующих элементов, включающего в себя три вращающихся формообразующих элемента;
фиг.18 схематически показывает вид в перспективе комплекта согласно фиг.17;
фиг.19 схематически показывает вид сзади комплекта из вращающихся формообразующих элементов, включающего в себя четыре вращающихся формообразующих элемента;
фиг.20 схематически показывает вид в перспективе комплекта согласно фиг.19;
фиг.21а схематически показывает вид сзади и выходную сторону одного примера устройства согласно изобретению, включающего в себя два вращающихся формообразующих элемента;
фиг.21b схематически показывает вид в перспективе устройства по фиг.21а;
фиг.21с схематически показывает вид сзади и выходную сторону устройства согласно изобретению, включающего в себя два вращающихся формообразующих элемента;
фиг.21d схематически показывает вид в перспективе устройства по фиг.21с;
фиг.21е схематически показывает вид сзади и выходную сторону устройства согласно изобретению, включающего в себя два вращающихся формообразующих элемента;
фиг.21f схематически показывает вид в перспективе устройства по фиг.21е; и при этом
фиг.22 схематически показывает схему последовательности операций способа изготовления профильного изделия посредством использования устройства, соответствующего тому, которое было описано в связи с фиг.1-21.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Изобретение будет описано ниже в связи с рядом чертежей. Одни и те же элементы будут обозначены аналогичными ссылочными позициями на всех чертежах.
В данном документе вид спереди с входной стороной и вид сзади с выходной стороной используются в качестве ориентира для читающего по отношению к направлению изготовления, при этом материал, подлежащий обработке, вводится с входной стороны, профильному изделию придается определенная форма в устройстве, и затем профильное изделие выходит из устройства с выходной стороны.
На некоторых чертежах направление изготовления обозначено PD, при этом стрелка указывает в направлении изготовления.
Фиг.1 схематически показывает вид снизу устройства согласно одному примеру изобретения, выполненный по линии А-А сечения на фиг.1, и фиг.2 схематически показывает вид в перспективе устройства по фиг.1, выполненный с разрезом. Фиг.1 и 2 показывают устройство 1 для экструзии и/или пултрузии, предназначенное для экструзии или пултрузии материала для формирования профильного изделия 2 в направлении Y изготовления, при этом указанное устройство содержит:
- вращающийся формообразующий элемент 3, имеющий протяженность в радиальном направлении R и в направлении Х ширины, имеющий две противоположные боковые стенки, а именно первую и вторую боковые стенки 5, 6, и наружную окружную периферийную поверхность 4, проходящую между ними в направлении Х ширины, при этом вращающийся формообразующий элемент 3 содержит первую боковую часть 23 вместе с первой боковой стенкой 5 и вторую боковую часть 25 вместе со второй боковой стенкой 6, и среднюю часть 22, проходящую между первой и второй боковыми частями 23, 25,
и
- зону 7 образования профиля, которая имеет продольное направление Y, совпадающее с направлением Y изготовления, направление Z высоты и направление Х ширины, перпендикулярное к направлению Z высоты, и содержит сквозной канал 8, имеющий первую часть 9 канала, за которой следует вторая часть 10 канала, расположенная по ходу за первой частью 9 канала по отношению к направлению изготовления, при этом вращающийся формообразующий элемент 3 выполнен с возможностью вращения вокруг оси, проходящей поперек к направлению Y изготовления, и расположен так, чтобы при вращении вращающегося формообразующего элемента 3 обеспечить возможность приложения давления со стороны наружной окружной периферийной поверхности 4 к поверхности материала при подаче материала через зону 7 образования профиля,
при этом
- первая часть 9 канала ограничена на периферии одной или более стенками 11,
и при этом
- вторая часть 10 канала ограничена на периферии
- окружной периферийной поверхностью 4 вращающегося формообразующего элемента 3 и
- участком 13 канала, содержащим
- контропору 14, расположенную напротив вращающегося формообразующего элемента 3, и
- противоположные первую и вторую боковые стенки 15, 16 участка канала, проходящие между вращающимся формообразующим элементом 3 и контропорой 14.
На фиг.1 первая боковая часть 23 содержит первую фланцевую часть 18, имеющую протяженность в направлении Х ширины и в радиальном направлении R, при этом протяженность в радиальном направлении R превышает радиальную протяженность по меньшей мере части средней части 22, и при этом вторая боковая часть 25 содержит вторую фланцевую часть 19, имеющую протяженность в направлении Х ширины и в радиальном направлении, при этом протяженность в радиальном направлении превышает радиальную протяженность по меньшей мере части средней части 22.
Первая фланцевая часть 18 и вторая фланцевая часть 19 расположены с возможностью предотвращения перемещения материала наружу от вращающегося формообразующего элемента 3 в направлении к противоположным первой и второй боковым стенкам 15 и 16 участка канала.
Первая фланцевая часть 18 имеет первую наружную окружную периферийную поверхность 18, ограничивающую первую фланцевую часть 18 в направлении R вращения, и при этом вторая фланцевая часть 19 имеет вторую наружную окружную периферийную поверхность 21, ограничивающую вторую фланцевую часть 19 в направлении вращения. Первая и вторая наружные окружные периферийные поверхности 20, 21 расположены под углом, составляющим от 1 до 90 градусов, относительно соответственно первой боковой стенки 5 и второй боковой стенки 6, при этом радиус увеличивается по направлению соответственно к первой боковой стенке 5 и второй боковой стенке 6.
Фиг.3а схематически показывает вид спереди одного примера вращающегося формообразующего элемента, и фиг.3b схематически показывает вид в перспективе вращающегося формообразующего элемента по фиг.3а. Фиг.3а и 3b показывают, что первая фланцевая часть 18 проходит в радиальном направлении R с протяженностью, которая превышает радиальную протяженность всей средней части 22, и при этом вторая фланцевая часть 19 проходит в радиальном направлении с протяженностью, которая превышает радиальную протяженность всей средней части 22. Тем не менее средняя часть 22 может иметь изменения радиальной протяженности или может не иметь изменений, как показано на фиг.3а и 3b.
Фиг.3с схематически показывает вид спереди одного примера вращающегося формообразующего элемента, и фиг.3d схематически показывает вид в перспективе вращающегося формообразующего элемента по фиг.3с. Фиг.3с и 3d показывают, что первая фланцевая часть 18 проходит в радиальном направлении R с протяженностью, которая превышает радиальную протяженность части средней части 22, но при этом одна часть средней части имеет радиальную протяженность, которая превышает радиальную протяженность первой фланцевой части 18. Кроме того, фиг.3с и 3d показывают, что вторая фланцевая часть 19 проходит в радиальном направлении R с протяженностью, которая превышает радиальную протяженность части средней части 22, но при этом одна часть средней части имеет радиальную протяженность, которая превышает радиальную протяженность второй фланцевой части 18. Однако средняя часть 22 может иметь дополнительные изменения радиальной протяженности или может не иметь дополнительных изменений, как показано на фиг.3а и 3b.
Фиг.3е схематически показывает вид спереди одного примера вращающегося формообразующего элемента, и фиг.3f схематически показывает вид в перспективе вращающегося формообразующего элемента по фиг.3е. Фиг.3е и 3f показывают, что первая и вторая наружные окружные периферийные поверхности 20, 21 расположены под углом, составляющим менее 90 градусов, относительно соответственно первой боковой стенки 5 и второй боковой стенки 6, при этом радиус увеличивается по направлению соответственно к первой боковой стенке 5 и второй боковой стенке 6. Фиг.3а-3d показывают, что первая и вторая наружные окружные периферийные поверхности 20, 21 расположены под углом, составляющим 90 градусов, относительно соответственно первой боковой стенки 5 и второй боковой стенки 6, при этом радиус увеличивается по направлению соответственно к первой боковой стенке 5 и второй боковой стенке 6.
Фиг.4а схематически показывает вид сзади и выходную сторону одного примера устройства согласно изобретению, и фиг.4b схематически показывает вид в перспективе устройства по фиг.4а. Фиг.4а и 4b показывают, что первая и вторая фланцевые части 18, 19 расположены на расстоянии от контропоры 14, которое достаточно мало для охвата всего профильного изделия 2, так что ширина профильного изделия будет задана и будет равна ширине средней части, то есть расстоянию между первой и второй фланцевыми частями 18, 19.
Фиг.4с схематически показывает вид сзади и выходную сторону одного примера устройства согласно изобретению, и фиг.4d схематически показывает вид в перспективе устройства по фиг.4с. Фиг.4с и 4d показывают, что первая и вторая фланцевые части 18, 19 расположены на расстоянии от контропоры 14, которое является достаточно большим для обеспечения возможности наличия материала, находящегося во второй части 10 канала, между первой и второй фланцевыми частями 18, 19 и контропорой 14. Следовательно, первая и вторая фланцевые части 18, 19 охватывают часть профильного изделия 2 так, что ширина части профильного изделия будет задана и будет равна ширине средней части, то есть расстоянию между первой и второй фланцевыми частями 18, 19. Данный вариант осуществления подходит для определенных высоковязких материалов, то есть медленно растекающихся материалов, но также может быть допустимым, если первая и вторая фланцевые части 18, 19 используются в сочетании с дополнительными мерами и средствами защиты от утечки.
На фиг.1-4 первая и вторая наружные окружные периферийные поверхности 20, 21 повторяют контур средней части 22, и первая и вторая фланцевые части 18, 19 являются вращательно-симметричными относительно оси вращающегося формообразующего элемента 3. В зависимости от конструкции и типа профильного изделия, подлежащего изготовлению, фланцевые части 18, 19 могут иметь другую форму и могут быть выполнены несимметричными при условии, что фланцевые части 18, 19 эффективно препятствуют перемещению материала.
Фиг.1 и 5-20 показывают дополнительные меры и средства защиты от утечки, выполненные с возможностью обеспечения локального снижения давления в зоне первой и второй боковых частей 23, 25 вращающегося формообразующего элемента 3.
Фиг.1 показывает, что вращающийся формообразующий элемент 3 содержит кольцевые заглубленные части 29, расположенные рядом с первой и второй фланцевыми частями 18, 19. Это имеет преимущество, заключающееся в дополнительном воспрепятствовании перемещению материала вследствие снижения давления, что будет дополнительно рассмотрено в связи с фиг.5-20. Следует отметить, что на фиг.5-20 первая и вторая фланцевые части 18, 19 не показаны.
Фиг.5 схематически показывает вид сбоку в разрезе устройства согласно изобретению, и фиг.6 схематически показывает вид в перспективе сзади и выходную сторону устройства по фиг.5. Фиг.5 и 6 показывают, что первая и/или вторая боковые части 23, 25 содержат кольцевую заглубленную часть 29, проходящую в радиальном направлении R с протяженностью, которая меньше радиальной протяженности по меньшей мере части средней части 22.
Кольцевые заглубленные части 29 имеют глубину, которая зависит от материала, конструкции вращающегося формообразующего элемента, геометрической формы первой и второй частей канала и может изменяться от порядка одной или более долей миллиметра до двух сантиметров при условии, что локальное давление снижается в достаточной степени для обеспечения предотвращения утечки благодаря тому, что скорость растекания материала уменьшается.
Фиг.7 схематически показывает вид сзади и выходную сторону устройства согласно изобретению, и фиг.8 схематически показывает увеличенный вид части устройства по фиг.7.
Фиг.9 схематически показывает вид спереди одного примера вращающегося формообразующего элемента, и фиг.10 схематически показывает вид в перспективе вращающегося формообразующего элемента по фиг.9. На фиг.9 и 10 средняя часть 22 вращающегося формообразующего элемента имеет больший диаметр, чем кольцевые заглубленные части 29 в первой и второй боковых частях 23, 25. На фиг.9 заглубленная часть 29 имеет меньшую радиальную протяженность по сравнению с другими частями вращающегося формообразующего элемента 3 и плавный переход от средней части 22 к заглубленной части 29, и непрерывный плавный криволинейный профиль поверхности, проходящей от средней части 22 на всей протяженности заглубленной части 29 до соответствующей первой боковой стенки 5 и второй боковой стенки 6. Заглубленная часть 29 может быть выполнена в виде уступа или в виде вдавленной части, то есть кольцевой заглубленной части. Вдавленная часть может быть выполнена в виде уступа с углом 90 градусов, но уступ может быть выполнен в виде наклонной части, как показано, но также может иметь дугообразную форму, например, в виде вогнутой заглубленной части. Угол наклона наклонной части может составлять от 1 до 90 градусов относительно соответственно первой боковой стенки 5 и второй боковой стенки 6 с уменьшением радиуса по направлению соответственно к первой боковой стенке 5 и второй боковой стенке 6.
Заглубленные части или вдавленные части 29 также могут образовывать кольцевые вогнутые поверхности, которые обеспечивают локальное снижение давления по отношению к соседней средней части 22. Возможна любая комбинация при условии, что достигается заданное локальное снижение давления по сравнению с по меньшей мере частью средней части.
Фиг.11 схематически показывает вид спереди другого примера вращающегося формообразующего элемента, и фиг.12 схематически показывает вид в перспективе вращающегося формообразующего элемента по фиг.11. На фиг.11 и 12 средняя часть 22 вращающегося формообразующего элемента имеет часть, которая имеет меньший диаметр, чем кольцевые заглубленные части 29 в первой и второй боковых частях 23, 25, но другие части средней части 22 имеют больший диаметр, чем кольцевые заглубленные части 29 в первой и второй боковых частях 23, 25.
На фиг.1 и 5-20 показано, что как первая, так и вторая боковые части 23, 25 содержат кольцевые заглубленные части 29, но в соответствии с другим примером (непоказанным) только одна из первой и второй боковых частей 23, 25 может содержать кольцевую заглубленную часть 29.
Фиг.1 и 5-20 показывают, что по меньшей мере часть/участок средней части 22 имеет диаметр, то есть протяженность в радиальном направлении, который (-ая) превышает диаметр кольцевой заглубленной части 29, то есть ее протяженность в радиальном направлении. Одним преимуществом наличия данного различия в диаметре является то, что материал, растекающийся по направлению к первой боковой стенке 5 и второй боковой стенке 6, будет терять кинетическую энергию и скорость вследствие снижения давления в зоне кольцевых заглубленных частей 29 в первой и второй боковых частях 23, 25.
На фиг.1 и 5-20 заглубленные части 29 повторяют контур средней части 22, что имеет преимущество, заключающееся в равномерном снижении давления в данной зоне. Однако в другом примере (непоказанном) возможно наличие кольцевых заглубленных частей с изменяющимся диаметром, отличным от средней части, или кольцевых заглубленных частей, являющихся вращательно-симметричными, когда средняя часть имеет участки, не являющиеся вращательно-симметричными.
Фиг.1 и 5-20 показывают, что заглубленные части 29 являются вращательно-симметричными относительно оси вращающегося формообразующего элемента 3, но, как указано выше, возможна другая конструкция.
Фиг.5 показывает, что стенки 11 являются неподвижными и определяют границы первого поперечного сечения 12 на конце первой части 9 канала, и при этом вторая часть 10 канала определяет границы второго поперечного сечения 17 в месте, в котором расстояние D2 между окружной периферийной поверхностью 4 и контропорой 14 является минимальным, и при этом геометрия первой части 9 канала отличается от второй части 10 канала так, что материал, проходящий через первую часть 9 канала, изменяет форму при входе во вторую часть 10 канала.
Минимальное расстояние D2 в направлении Z высоты между окружной периферийной поверхностью 4 и контропорой 14 во втором поперечном сечении 17 меньше максимального расстояния D1 в направлении высоты в первом поперечном сечении 12. Преимуществом этого является то, что материал выдавливается для изменения его формы и начинает растекаться в разных направлениях в зависимости от формы и вида вращающегося формообразующего элемента 3 и формы и профиля/вида контропоры 14 напротив вращающегося формообразующего элемента 3.
Давление повышается до такого уровня или поддерживается на таком уровне, что материал подвергается трансформации достаточно быстро для полного заполнения второй части канала, включая вдавленную часть вращающегося формообразующего элемента.
Как указано при описании фиг.1 и 5-20, локальное снижение давления достигается в зоне первой и/или второй боковых частей 23, 25 вследствие геометрического различия между первой и второй частями 9, 10 канала и в особенности благодаря кольцевым заглубленным частям.
Фиг.1 и 13-16 показывают другие меры для локального снижения давления в сочетании с кольцевой заглубленной частью/кольцевыми заглубленными частями, описанной (-ыми) в связи с фиг.1 и 5-20.
Фиг.13 схематически показывает вид снизу устройства согласно изобретению, выполненный вдоль линии А-А сечения на фиг.2, и фиг.14 схематически показывает увеличенный вид части устройства по фиг.13. Фиг.15 схематически показывает вид снизу устройства согласно одному примеру изобретения, выполненный по линии А-А сечения на фиг.2, и фиг.16 схематически показывает увеличенный вид части устройства по фиг.15. Фиг.1 показывает, что вращающийся формообразующий элемент 3 содержит фланцевые части 18, 19, и фиг.13 показывает, что вращающийся формообразующий элемент содержит заглубленные части 29, и фиг.15 показывает, что вращающийся формообразующий элемент 3 содержит нетекстурированную часть или зону в первой и второй боковых частях 23, 25. Следует понимать, что подход к защите от утечки может включать одну, две или все меры защиты от утечки, что также показано на фиг.1.
На фиг.1 и 13-16 первая часть 9 канала содержит третью боковую часть 24, имеющую протяженность в направлении Х ширины, при этом третья боковая часть 24 расположена относительно первой боковой части 23 так, что давление в материале, подлежащем экструзии, меньше в связи с первой боковой частью 23, чем в связи с третьей боковой частью 24,
и/или
при этом первая часть 9 канала содержит четвертую боковую часть 26, имеющую протяженность в направлении Х ширины, при этом четвертая боковая часть 26 расположена относительно второй боковой части 25 так, что давление в материале, подлежащем экструзии, меньше в связи со второй боковой частью 25, чем в связи с четвертой боковой частью 26.
Фиг.1 и 13-16 показывают, что первая часть 9 канала содержит средство 27 образования стороны, противоположной набеганию потока, в зоне третьей и/или четвертой боковых частей 24, 26, которое выполнено с возможностью уменьшения пространства первой части 9 канала в направлении Z высоты, перпендикулярном к направлению Х ширины, и при этом первая часть 9 канала содержит средство 28 образования стороны, противоположной набеганию потока, в зоне третьей и/или четвертой боковых частей 24, 26, которое выполнено с возможностью уменьшения пространства первой части 9 канала в направлении Х ширины.
Как показано на фиг.1 и 13-16, средства 27, 28 образования стороны, противоположной набеганию потока, представляют собой выступающие части, обращенные в сквозной канал 8.
Как показано на фиг.1-16, вторая часть 10 канала предпочтительно выполнена по отношению к первой части 9 канала так, что показанное на фиг.5, заданное второе расстояние D2 между той частью окружной периферийной поверхности 4 вращающегося формообразующего элемента 3, которая является самой дальней от центра в радиальном направлении, и контропорой 14 в участке 13 канала меньше показанного на фиг.5, заданного первого расстояния D1 между наиболее удаленными друг от друга частями первой части 9 канала, которое определяется в направлении Z высоты, совпадающем с радиальным направлением,
и/или при этом
вторая часть 10 канала выполнена по отношению к первой части 9 канала так, что показанное на фиг.1, 13 и 15, заданное четвертое расстояние D4 между самыми внутренними расположенными ближе всего друг к другу частями участка 13 канала, определяемое в направлении Х ширины, больше показанного на фиг.1, 13 и 15, заданного третьего расстояния D3 между боковыми стенками в первой части канала, которое определяется в направлении Х ширины в зоне выхода из первой части канала. Это изменение как высоты, так и ширины вызывает изменение формы материала, и более узкая первая часть канала обеспечивает локально сниженное давление при входе в часть канала, поскольку первая и вторая боковые части расположены вслед за боковыми стенками, то есть позади боковых стенок первой части канала.
Кроме того, как показано на фиг.1-16, первая и вторая боковые стенки 5, 6 расположены относительно первой и второй боковых стенок 15, 16 участка канала так, что первая и вторая боковые стенки 5, 6 связаны с возможностью вращения с первой и второй боковыми стенками 15, 16 участка канала, с зазором, образованным в зависимости от материала изделия и геометрического соотношения между первой и второй частями 9, 10 канала.
Окружная периферийная поверхность 4 может содержать текстурированную часть 30, которая может охватывать весь вращающийся формообразующий элемент за исключением кольцевой заглубленной части, или первая боковая часть 4 содержит нетекстурированную часть 31, проходящую между первой фланцевой частью 18 и текстурированной частью 30, и при этом вторая боковая часть 25 содержит нетекстурированную часть 32 между второй фланцевой частью 19 и текстурированной частью 30.
Нетекстурированные части 31, 32, особенно в кольцевой заглубленной части 19, предпочтительно имеют радиус, который меньше радиуса до глубины вдавленной части текстурированной части 30
Однако в соответствии с одним примером (непоказанным) окружная периферийная поверхность 4 может быть нетекстурированной и может представлять собой гладкую поверхность или поверхность с микрорельефом. Нетекстурированный вращающийся формообразующий элемент может иметь форму, являющуюся цилиндрической или волнистой.
Фиг.17 схематически показывает вид сзади и вид спереди выходной стороны комплекта из вращающихся формообразующих элементов 3, включающего в себя три вращающихся формообразующих элемента 3, 33, 34, и фиг.18 схематически показывает вид в перспективе комплекта согласно фиг.14. Как показано на фиг.1-16, участок 13 канала содержит второй вращающийся формообразующий элемент 33, расположенный напротив первого вращающегося формообразующего элемента 3 и заменяющий контропору 14, показанную на фиг.1-16. Второй вращающийся формообразующий элемент 33 или может полностью заменять контропору 14, или может представлять собой часть неподвижной контропоры 14 (не показано). Второй вращающийся формообразующий элемент 33 может быть выполнен аналогично вышеописанному первому вращающемуся формообразующему элементу 3 для образования аналогичных или разных рельефов на двух сторонах профильного изделия. Второй вращающийся формообразующий элемент 33 может содержать кольцевые заглубленные части и/или фланцевые части, которые могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с кольцевыми заглубленными частями 29 и/или фланцевыми частями 18, 19 первого вращающегося формообразующего элемента 3.
В соответствии с одним примером, показанным на фиг.17 и 18, участок 13 канала (показанный на фиг.1-16) содержит третий вращающийся формообразующий элемент 34, расположенный под углом относительно первого вращающегося формообразующего элемента. Данный вращающийся формообразующий элемент полностью или частично заменяет противоположную первую или вторую боковую стенку 15, 16 участка канала. Третий вращающийся формообразующий элемент 34 может быть предусмотрен вместе только с первым вращающимся формообразующим элементом или вместе с обоими, то есть первым и вторым вращающимися формообразующими элементами. Следовательно, вышеописанная конструкция с первым вращающимся формообразующим элементом 3 и вторым противоположным вращающимся формообразующим элементом 33 может быть собрана без третьего вращающегося формообразующего элемента 34.
Фиг.19 схематически показывает вид сзади и выходную сторону комплекта из вращающихся формообразующих элементов, включающего в себя четыре вращающихся формообразующих элемента, и фиг.20 схематически показывает вид в перспективе комплекта согласно фиг.19. Фиг.19 и 20 показывают, что участок 13 канала (показанный на фиг.1-16) содержит четвертый вращающийся формообразующий элемент 35, расположенный напротив третьего вращающегося формообразующего элемента 34. В качестве альтернативы четвертый вращающийся формообразующий элемент 34 может быть предусмотрен вместе только с первым вращающимся формообразующим элементом 3 или вместе с обоими, то есть первым и вторыми вращающимися формообразующими элементами 3, 33.
Третий и/или четвертый вращающиеся формообразующие элементы 34, 35 могут быть выполнены аналогично вышеописанному первому вращающемуся формообразующему элементу 3 для образования одинаковых или разных рельефов на двух сторонах профильного изделия. Третий и/или четвертый вращающиеся формообразующие элементы 34, 35 могут содержать кольцевые заглубленные части и/или фланцевые части, которые могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с кольцевыми заглубленными частями 29 и/или фланцевыми частями 18, 19 первого вращающегося формообразующего элемента 3.
В соответствии с одним примером два или более вращающихся формообразующих элементов синхронизированы. Это имеет преимущество, заключающееся в подаче материала с одной и той же скоростью. Однако также существует возможность использования несинхронизированных вращающихся формообразующих элементов для создания трения и/или особого рельефа и/или для компенсации различий материалов.
Устройство может быть выполнено с комбинацией текстурированных и нетекстурированных вращающихся формообразующих элементов 3; 33; 34; 35.
Фиг.21а схематически показывает вид спереди одного примера устройства 1 согласно изобретению, включающего в себя два вращающихся формообразующих элемента 3, 33, и фиг.21b схематически показывает вид в перспективе устройства по фиг.21а. Фиг.21а и 21b показывают, что устройство 1 содержит два вращающихся формообразующих элемента 3, 33, которые расположены напротив друг друга и которые оба содержат фланцевые части 18, 19. Первая и вторая фланцевые части 18, 19 каждого вращающегося формообразующего элемента расположены так, что первые фланцевые части 18 расположены напротив друг друга, и вторые фланцевые части расположены напротив друг друга. На фиг.21а и 21b первые фланцевые части 18 расположены на расстоянии друг от друга, и вторые фланцевые части 19 расположены на расстоянии друг от друга. Расстояние между фланцевыми частями 18, 19 является достаточно большим для обеспечения возможности прохождения материала во второй части 10 канала между первыми фланцевыми частями 18 двух противоположных вращающихся формообразующих элементов 3, 33 и вторыми первыми фланцевыми частями 19 двух противоположных вращающихся формообразующих элементов 3, 33. Следовательно, первые и вторые фланцевые части 18, 19 охватывают часть профильного изделия 2 так, что ширина части профильного изделия будет ограничена/задана и будет равна ширине средней части, то есть расстоянию между первой и второй фланцевыми частями 18, 19. Данный вариант осуществления подходит для определенных высоковязких материалов, то есть медленно растекающихся материалов, но также может быть допустимым, если первые и вторые фланцевые части 18, 19 используются в сочетании с дополнительными мерами и средствами защиты от утечки.
Фиг.21с схематически показывает вид сзади и выходную сторону устройства согласно изобретению, включающего в себя два вращающихся формообразующих элемента, и фиг.21d схематически показывает вид в перспективе устройства по фиг.21с. Фиг.21с и 21d показывают такую же конструкцию, как на фиг.21а и 21b, но с отсутствием расстояния или с очень малым расстоянием между первыми фланцевыми частями 18, 19 двух противоположных вращающихся формообразующих элементов 3, 33 и отсутствием расстояния между первыми фланцевыми частями 18, 19. В данном случае расстояние между фланцевыми частями 18, 19 является достаточно малым, так что фланцевые части 18, 19 охватывают все профильное изделие 2 так, что ширина профильного изделия будет задана и будет равна ширине средней части 22, то есть расстоянию между первой и второй фланцевыми частями 18, 19.
Фиг.21е схематически показывает вид сзади и выходную сторону устройства согласно изобретению, включающего в себя два вращающихся формообразующих элемента, и фиг.21f схематически показывает вид в перспективе устройства по фиг.21е. Фиг.21е и 21f показывают такую же конструкцию, как на фиг.21а и 21b, но с перекрытием первой и второй боковых частей 18, 19 двух вращающихся формообразующих элементов 3, 33. Следовательно, расстояние между фланцевыми частями 18, 19 является достаточно малым, так что фланцевые части 18, 19 охватывают все профильное изделие 2 так, что ширина профильного изделия будет задана и будет равна ширине средней части 22 каждого из вращающихся формообразующих элементов 3, 33, то есть расстоянию между первой и второй фланцевыми частями 18, 19.
Возможно использование дополнительных мер защиты от утечки в сочетании с вышеописанными фланцевыми частями, например, использование сниженного давления в зоне первой и/или второй боковых частей, как описано в связи с фиг.1 и 5-20.
На фиг.1, 13 и 15 ширина D3 первой части 9 канала по меньшей мере вдоль части ее длины и по меньшей мере вдоль части ее высоты меньше расстояния D4 между двумя противоположными боковыми стенками 5, 6 вращающегося формообразующего элемента 3. Следовательно, первая часть 9 канала должна иметь по меньшей мере меньшую ширину, чем расстояние между противоположными первой и второй боковыми стенками 15, 16 участка канала во второй части 10 канала. Разница в ширине между первой частью 9 канала и второй частью 10 канала зависит от характеристик первой и второй боковых частей 23, 25 и зазора между вращающимся формообразующим элементом 3 и соответствующими противоположными первой и второй боковыми стенками 15, 16 участка канала. Ширина D3 первой части 9 канала должна быть меньше расстояния D4, представляющего собой расстояние между противоположными первой и второй боковыми стенками 15, 16 участка канала за вычетом суммы зазоров, то есть суммы зазоров между боковыми стенками 5, 6 вращающегося формообразующего элемента и соответствующими противоположными первой и второй боковыми стенками 15, 16 участок канала во второй части 10 канала. Если первая и вторая боковые части содержат фланцевые части 18, 19, то ширина D3 первой части 9 канала по меньшей мере вдоль части ее длины и по меньшей мере вдоль части ее высоты меньше расстояния D4 между двумя фланцевыми частями 18, 19, при этом дополнительное разъяснение этого приведено ниже.
Одно преимущество состоит в том, что локальное снижение давления достигается в зоне первой и второй наружных краевых частей 5, 6 вследствие геометрического различия между первой и второй частями 9, 10 канала. Локальное снижение давления обеспечивает уменьшение скорости потока материала, и это позволяет устранить проблемы, связанные с утечкой между первой боковой стенкой 5 и первой боковой стенкой 15 участка канала и между второй боковой стенкой 6 и второй боковой стенкой 16 участка канала. Данная мера защиты от утечки предпочтительно сочетается с мерой защиты от утечки, включающей наличие фланцевых частей и/или заглубленных частей, как разъяснено выше.
Фиг.22 схематически показывает схему последовательности операций способа изготовления профильного изделия посредством использования устройства, соответствующего тому, которое было описано в связи с фиг.1-21, при этом способ включает
этап, показанный в прямоугольнике 101, а именно
- подачу материала в первую часть канала и придание определенной формы материалу в первой части канала,
и этап, показанный в прямоугольнике 102, а именно
- подачу материала дальше во вторую часть канала и придание определенной формы материалу во второй части канала.
Фигуры, показывающие заглубленные части 29, показывают, что первая и вторая боковые части 23, 25 содержат кольцевую заглубленную часть. В соответствии с одним непоказанным примером только одна из первой и второй боковых частей 23, 25 содержит заглубленную часть. На фиг.1-18 заглубленные части представляют собой кольцевые заглубленные части, то есть они проходят по окружности вокруг оси вращения. В соответствии с одним непоказанным примером первая и/или вторая боковые части содержат одну или более заглубленных частей, которые не являются кольцевыми и выполнены в виде одной или многих отдельных заглубленных частей. Каждая отдельная заглубленная часть имеет протяженность в направлении ширины, направлении вращения, то есть направлении вдоль окружности, перпендикулярном к направлению ширины, и радиальном направлении. Отдельные заглубленные части могут иметь аналогичные или разные формы и предпочтительно. Отдельные заглубленные части могут быть расположены с разными схемами расположения при их прохождении вдоль окружности вокруг оси вращения. Отдельные заглубленные части могут быть расположены вдоль одной единственной линии, вдоль которой проходят заглубленные части в направлении вдоль окружности вокруг оси вращения, или могут быть расположены в виде двух или более линий, вдоль которых расположены заглубленные части и которые расположены рядом друг с другом в направлении ширины. Две или более линий, вдоль которых проходят заглубленные части, могут быть расположены так, что одна или более заглубленных частей будут расположены рядом друг с другом в направлении ширины или будут смещены друг относительно друга в направлении вдоль окружности. Разные линии, вдоль которых расположены отдельные заглубленные части, могут иметь одно и то же число заглубленных частей или разные числа заглубленных частей.
Фигуры, которые показывают первую и вторую фланцевые части 18, 19, показывают, что первая и/или вторая наружные окружные периферийные поверхности 20, 21 выполнены с гладкой кольцевой формой, то есть первая и/или вторая фланцевые части выполнены с круглой или овальной формой, но в соответствии с другим примером первая и/или вторая наружные окружные периферийные поверхности выполнены волнистыми, то есть первая и/или вторая фланцевые части выполнены с формой, подобной зубчатым колесам.