УСТРОЙСТВО И СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ИЛИ ФОРМОВАНИЯ МАТЕРИАЛА
DEVICE AND METHOD OF MATERIAL APPLICATION OR FORMATION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к устройству для нанесения или формования материала виде слоя или листа определенной толщины, а более конкретно к устройству со средством для регулировки толщины питающей щели.
Уровень техники
Устройства для нанесения или формования материала посредством пропуска его через устройство в виде текучей среды и выпуска через питающую щель (далее - устройство), в частности, для осуществления процессов типа экструзии, обычно имеют модульную конструкцию и собираются из нескольких частей, после чего устанавливается в литьевую машину как единое устройство. Например, такое устройство может включать первую часть и вторую часть, которые в совокупности образуют компоненты, позволяющие текучей среде входить в устройство и нужным образом выходить из него. Первая часть включает первую (переднюю или выходную) губку, а вторая часть включает вторую губку, между которыми образуется питающая (формующая) щель, определяющая толщину выходящей между ними пленки текучей среды.
Указанное устройство может иметь фиксированную или гибкую питающую щель. В случае фиксированной питающей щели губки не могут перемещаться друг относительно друга, в результате чего толщина питающей щели всегда будет иметь один и то же заданный размер. В случае гибкой питающей щели одна губка выполняется подвижной относительно другой губки с тем, чтобы обеспечить регулировку питающей щели вдоль ширины устройства. Гибкость питающей щели обычно обеспечивается наличием в конструкции первой части гибкой перемычки между ее задним участком и передним участком (к которому присоединена первая губка), а также средств для перемещения переднего участка в локальных областях. В результате движения первой части происходит изменение положения губки относительно другой губки, и таким образом, изменяется толщина питающей щели в соответствующей локальной области. Подобного рода конструкция раскрыта в распределителе текучей среды согласно выложенной заявке Германии DE 10119633 (приоритет - 20.01.2001 г.), взятой для настоящего изобретения в качестве ближайшего аналога.
В случае работы с гибкой питающей щелью локальные регулировки питающей щели, как правило, могут выполняться в обычной конструкции устройства для конкретной партии продукции. Однако после того как регулировки сделаны (например, подвижная губка перемещена в новое, относительно первоначальной установки, положение), возвращение губки в заданное положение выполнить непросто, если вообще возможно. Кроме того, установку размера питающей щели на стандартной промышленном гибком устройстве с заданной точностью можно выполнить только на чистом устройстве и с использованием специального оборудования.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение представляет устройство для нанесения или формования материала посредством его пропуска в виде текучей среды через питающую щель, в котором регулировка размера питающей щели может легко быть сделана с заданной точностью путем возвращения подвижной губки в заданное фиксированное положение.
А именно, в настоящем изобретении представлено устройство для нанесения или формования материала, содержащее первую и вторую части, установленные с возможностью обеспечения прохождения текучей среды в устройство и ее надлежащее выведение через питающую щель, определяющую толщину потока выходящей текучей среды, причем первая часть включает первую губки а вторая часть включает вторую губку, между которыми образована питающая щель, первая часть также включает задний участок, передний участок и гибкую перемычку между задним участком и передним участком, расположенную с возможностью обеспечения поворота переднего участка относительно заднего участка, при этом передний участок несет первую губку и установлен с возможностью движения с перемещением первой губки относительно второй губки и регулировки питающей щели, а также имеются средства перемещения переднего участка в первом направлении с уменьшением питающей щели и во втором направлении с увеличением питающей щели. Устройство содержит средство регулировки щели, установленное с возможностью ограничения перемещения переднего участка во втором направлении и размещения первой части в заданном положении, соответствующем определенной толщине питающей щели.
В частных вариантах осуществления между задним участком и передним участком имеется паз, образованный группой поверхностей, а средство регулировки щели точно прилегает к одной из образующих паз поверхностей, препятствуя перемещению переднего участка во втором направлении. Средство регулировки щели может включать группу элементов регулировки щели, установленных по ширине питающей щели с возможностью независимого механического смещения каждого из них в пазе с обеспечением перемещения переднего участка в одно положение. При этом элементы регулировки щели прикреплены к первой части. Каждый из элементов регулировки щели может иметь определяющие его форму стенки, причем одна стенка элемента регулировки щели точно прилегает к одной из образующих паз поверхностей с ограничением перемещения переднего участка во втором направлении. Указанная ограничивающая поверхность, образующая паз, примыкает к заднему участку, а каждый элемент регулировки щели снабжен своим средством перемещения переднего участка.
Средства перемещения переднего участка могут содержать болт, установленный с возможностью перемещения переднего участка в первом направлении при вращении в одном направлении и перемещения переднего участка во втором направлении при вращении в противоположном направлении, причем болт установлен проходящим сквозь задний участок с возможностью вращения. Ограничивающая поверхность, образующая паз, расположена в основном перпендикулярно к плоскости движения потока текучей среды.
Образующие паз поверхности могут формировать камеру приблизительно прямоугольной формы, а каждый из элементов регулировки щели имеет часть приблизительно в форме параллелепипеда. При этом каждый из элементов регулировки щели имеет плечо, отходящее наружу перпендикулярно к части в форме параллелепипеда с образованием элемента в основном L-образной формы.
В одном из вариантов вторая губка может быть расположена неподвижно.
Устройство может дополнительно содержать датчик контроля положения средства регулировки щели, установленный с возможностью определения толщины питающей щели, в частности определения расстояния средства регулировки щели от поверхности, образующей паз. Каждый элемент регулировки щели может содержать датчик контроля его положения. Устройство может также содержать контроллер, установленный с возможностью управления средствами перемещения переднего участка и установки величины питающей щели в соответствующей локальной области на основе данных о положении элемента регулировки щели.
Средство регулировки щели может быть установлено с возможностью двухстороннего механического перемещения внутри паза, включая его ограниченное перемещение во втором направлении, приводящего к перемещению переднего участка. В этом случае средство регулировки щели может быть заменяемым, а устройство превращается в устройство с двухсторонним перемещением.
Устройство может также дополнительно содержать проставку заданной толщины, а между задним участком и передним участком имеется паз, образованный группой поверхностей, причем проставка установлена между одной из образующих паз поверхностей, и средством регулировки щели с возможностью установки переднего участка в заданное положение с образованием заданной питающей щели. Устройство может содержать ряд указанных проставок, установленных с возможностью обеспечения разных заданных расстояний перемещения переднего участка за счет различной толщины по крайней мере некоторых их них.
Согласно изобретению также предлагается способ нанесения или формования материала, в котором используют описанное выше устройство с передним участком, установленным в заданном положении, обеспечивающим определенную толщину питающей щели, причем осуществляют механическое перемещение переднего участка в первом направлении с регулировкой питающей щели, выпускают текучую среду из устройства через отрегулированную питающую щель и затем механически перемещают передний участок во втором направлении до достижения им заданного положения с возвращением размера питающей щели к значению, установленному до его последующих регулировок.
В предпочтительном варианте используют устройство, имеющее упомянутый паз и группу элементов регулировки щели, установленных по ширине питающей щели с возможностью независимого механического смещения каждого из них в пазе, и осуществляют механическое перемещение по крайней мере некоторых из группы элементов регулировки питающей щели в первом направлении с регулировкой питающей щели по ее ширине в определенных местах и механическое перемещение ранее смещенных элементов регулировки питающей щели во втором направлении для возвращения их в заданном положении.
При использовании указанного устройства передний участок находится в заданном положении для выпуска из питающей щели потока текучей среды заданной толщины.
Приведенное ниже описание и чертежи подробно описывают некоторые варианты выполнения, иллюстрирующие изобретение, которые показывают некоторые из различных путей осуществления настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет схематическое изображение устройства в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 представляет аксонометрическое изображение устройства.
Фиг.3 представляет увеличенный вид сбоку, с частичным вырезом, первой и второй частей устройства.
Фиг.4 представляет вид сечения первой части устройства вдоль линии 3А-3А на Фиг.3.
Фиг.5 представляет схематическое изображение взаимодействия между определенными компонентами первой части.
Фиг.6 представляет вид, аналогичный виду на Фиг.3, с измененным средством регулировки щели.
Фиг.7 представляет вид, аналогичный виду на Фиг.3, с другим вариантом выполнения средства регулировки щели.
Осуществление изобретения
Обратимся теперь к чертежам, и, прежде всего, к Фиг.1, где представлено устройство 10 для нанесения или формования материала в соответствии с настоящим изобретением. Показанное устройство 10 представляет собой щелевое устройство и показано при его использовании для нанесения покрытия на подложку S, проходящую в направлении стрелки А по ролику R. Устройство 10 и подложка S обычно имеют приблизительно одинаковую ширину, благодаря чему подложка S по всей ее ширине может быть покрыта за один проход. Устройство 10 может также представлять собой любое другое щелевое устройство, например устройство для нанесения покрытий наливом, экструзионную головку либо любое иное устройство, в котором требуется или желательно управление питающей щелью. Настоящим изобретением также предусмотрена возможность использования многослойного устройства (с созданием нескольких питающих щелей) в качестве альтернативного или дополнительного варианта. В частности, одна или более из питающих щелей в таком устройстве может быть сделана гибкой в соответствии с настоящим изобретением.
Устройство 10 может иметь модульную конструкцию и собираться из нескольких частей, после чего устанавливаться в литьевую машину в виде единого устройства. В проиллюстрированном варианте выполнения устройство 10 включает первую (верхнюю) часть 12 и вторую (нижнюю) часть 14 (может, конечно, использоваться устройство, содержащее большее число частей). Части устройства в совокупности представляют собой обычные составные части устройства, обеспечивая прохождение текучей среды в устройство и выведение ее из него требуемым образом. Первая часть 12 включает первую губку 16, а вторая часть 14 включает вторую губку 18. Между губками 16 и 18 образуется питающая щель 20, которая определяет толщину слоя выходящей из него текучей среды (более подробно это показано на Фиг.3).
На Фиг.2 устройство 10 показано более подробно. Видно, что первая часть 12 включает задний участок 22, передний участок 24, паз 26 между участками 22 и 24, гибкую перемычку 27, образованную под паз 26, и средство 28 регулировки щели, расположенное внутри паза 26. Задний участок 22 и передний участок 24 могут составлять единое целое (как показано) либо могут содержать различные соединенные вместе компоненты. В использованном для иллюстрации варианте выполнения первая часть 12 включает кромочный элемент 30 (который содержит губку 16), прикрепленный к переднему участку 24. Использование подобного отдельного кромочного элемента обеспечивает простоту замены/ремонта; однако, как было сказано, вместо этого может быть использована губка, составляющая единое целое с передним участком 24. Для прикрепления кромочного элемента 30 к переднему участку 24 могут быть использованы крепежные элементы (например, болты 40).
Вторая часть 14 включает основную часть 32 корпуса и прикрепленный к ней кромочный элемент 34 (включает губку 18). В приведенном варианте выполнения вторая губка 18 остается неподвижной, а перемещается только первая губка 16 для регулировки питающей щели. Возможны, однако, и устройства, в которых обе губки являются подвижными, и такие устройства также предусмотрены настоящим изобретением. Например, конструкция второй части 14 может также включать допускающие изгиб компоненты из первой части 12 либо иные компоненты, которые обеспечат заданное перемещение губки 18.
Средство 28 регулировки щели содержит несколько элементов 36 (точной) регулировки щели, каждый из которых может механически перемещаться внутри паза 26 для перемещения переднего участка 24 в соответствующих локальных областях. Первая губка 16 закреплена на переднем участке 24 (посредством кромочного элемента 30 в представленном варианте выполнения), поэтому перемещение переднего участка 24 сопровождается перемещением первой губки 16 относительно второй губки 18, в результате чего изменяется питающая щель 20. Как более подробно показано ниже, конфигурация паза 26 и средства 28 регулировки щели таковы, что перемещение во втором направлении, противоположном первому направлению, ограничено заданным положением. Этим обеспечивается заданное положение (фиксированной установки) для переднего участка 24 первой части 12 и, тем самым, положение фиксированной установки для первой губки 16 и, в конечном итоге, положение фиксированной установки для заданной толщины питающей щели.
На Фиг.3 и 4 подробно показана первая часть 12 и вторая часть 14. Для прикрепления элемента 36 регулировки щели к переднему участку 24 используются крепежные элементы (например, болты 40). Если устройство 10 предназначено для работы в нагреваемой машине (например, с термоклеем), часть 12 должна также включать патронный нагреватель (не показан) на ее заднем участке 22, продольный нагреватель 46 внутри ее переднего участка 24 и/или дополнительные вспомогательные нагреватели (например, как можно видеть на приводимой ранее Фиг.2, вспомогательные нагреватели 47, по форме напоминающие элементы 36 регулировки щели, могут быть помещены с любого конца паза 26). Для работы без нагрева (например, при комнатной температуре) в таких нагревателях необходимости нет. В любом случае, если нагревание требуется, задний участок 22 и передний участок 24 могут нагреваться с помощью электрических резистивных нагревателей, масляных, паровых, водяных и др. нагревателей. Следует отметить, что показанный передний участок 24 хорошо приспособлен для выполнения в нем продольного отверстия для помещения в нем трубчатого нагревателя, либо прохождения масла, воды, пара и др.
Перемещение средства 28 регулировки щели вызывается средствами 48 задания перемещения (средства перемещения переднего участка), в которых может использоваться любой механический, электрический, магнитный или иной привод, который обеспечивает управляемое перемещение. В предпочтительном варианте выполнения каждый элемент 36 регулировки щели имеет свои собственные средства 48, благодаря чему становится возможным локальная регулировка питающей щели 20. В показанном варианте выполнения средства 48 задания перемещения включают болт 50, который проходит с возможностью вращения сквозь задний участок 22 и гайку 52. С одного конца болт 50 соединен резьбой с элементом 36 регулировки щели, а с другого конца он соединен резьбой с гайкой 52. Когда болт 50 поворачивается в одном направлении (например, по часовой стрелке), первая часть 24 движется в первом направлении, а когда болт 50 поворачивается в противоположном направлении (например, против часовой стрелки), передний участок 24 движется во втором направлении. Резьбы на болте 50 имеют разный шаг, поэтому он может находиться как в растянутом, так и в сжатом состоянии, в зависимости от желаемого направления движения. Для предотвращения вращения гайки 52 во время вращения болта 50 используется стопорный элемент 53 (см. Фиг.4).
Как хорошо видно при совместном изучении чертежей на Фиг.2 и 3, паз 26 образован несколькими поверхностями, образующими этот паз, представляющий собой приблизительно прямоугольную полость. Одна из поверхностей, поверхность 54, расположена со стороны заднего участка 22, и, по существу, перпендикулярна плоскости, в которой направлен поток текучей среды. Элементы 36 регулировки щели каждый имеют часть 56 в форме параллелепипеда, а одна из стенок параллелепипеда 56, стенка 58, точно прилегает к поверхности 54, образующей паз, ограничивая тем самым перемещение во втором направлении при достижении положения фиксированной установки. Показанные элементы 36 также включают плечо 60, вытянутое наружу перпендикулярно параллелепипеду 56, при этом образуется элемент в целом L-образной формы.
Фиг.3 и Фиг.5, при их совместном рассмотрении, схематически (и с некоторым увеличением) поясняют взаимодействие между передним участком 24, пазом 26, элементом 36 регулировки щели и болтом 50. Когда болт 50 ввинчен (растянут), стенка 58 параллелепипеда точно прилегает к поверхности 54, образующей паз, а первая часть 24 устанавливается таким образом, что первая губка 16 находится в положении фиксированной установки, определяя заданную толщину питающей щели 20 (Фиг.3). Когда болт 50 вывинчен (сжат), параллелепипед 56 толкает передний участок 24 вниз, тем самым уменьшая расстояние между первой губкой 16 и второй губкой 18 и сокращая толщину питающей щели 20 (Фиг.5). В дальнейшем, при вывинчивании болта 50 передний участок 24 возвращается в положение, показанное на Фиг.3, и положение фиксированной установки восстанавливается.
Таким образом, при работе с гибкой питающей щелью, могут быть сделаны локальные регулировки питающей щели 20 согласно требованиям конкретной партии продукта. Кроме того, после того, как сделаны такие регулировки, передний участок 24 может быть возвращен в заданное положение фиксированной установки. В результате, устройство 10 может быть использовано для работы с фиксированным значением питающей щели и/или может иметь заданную отсчетную точку, относительно которой могут делаться регулировки для дальнейших работ с гибкой питающей щелью.
Как показано на Фиг.3, устройство 10 в соответствии с настоящим изобретением может также содержать датчик 62, который воспринимает положение элемента 36 регулировки щели. Датчик 62 может включать механический, оптический, индуктивный, емкостной и/или какой-либо иной подходящий позиционно-чувствительный элемент, который может воспринимать расстояние между ограничивающей поверхностью 54 паза и задней стенкой 58 элемента 36 регулировки щели. Может быть установлена зависимость толщины питающей щели 20 от этого расстояния, определенного датчиком (конфигурация части 12 и положение датчика 62 могут быть выбраны так, чтобы существовало однозначное соответствие между определенным расстоянием и толщиной питающей щели 20). Может быть использован контроллер 64, который, используя данные о положении от датчика, автоматически устанавливает конкретную величину питающей щели 20 в соответствующей локальной области. Контроллер 64 может также управлять средствами задания перемещения в цепи обратной связи датчика, измеряющего толщину покрытия, поверхностную плотность покрытия, массу и т.д., переходя, в предпочтительном варианте выполнения, от управления питающей щелью к управлению толщиной покрытия, поверхностной плотностью покрытия или массой и т.д., для регулировки однородности, толщины покрытия, массы и др.
На Фиг.6 представлена первая часть 12, в которой средство 66 регулировки щели содержит заменяемый элемент 36 регулировки щели. В данном варианте выполнения элемент 36 также может механически перемещаться внутри паза 26 для смещения переднего участка 24, однако, его геометрия такова, что это перемещение во втором направлении не так ограничено, как в выполнениях, показанных на предыдущих фигурах, т.е. имеется возможность небольшого перемещения в этом направлении. Элемент(ы) 36 для точной регулировки щели, представленные на фиг.1-4, могут быть, таким образом, заменены на элемент(ы) 36 регулировки щели, представленные на фиг.6, при использовании которых устройство 10 более подходит для обычной работы с гибкой питающей щелью.
На Фиг.7 схематически представлен дополнительный или альтернативный вариант перестройки устройства 10. В этом варианте, между элементом 36 регулировки щели и одной из поверхностей, образующих паз (в показанном варианте выполнения это поверхность 54), вставлена проставка 68. Размеры/форма проставки 68 обеспечивают (в совокупности с элементом 36 регулировки щели) заданную толщину питающей щели, которая меньше, чем получаемая в положении фиксированной установки, чем, фактически, создается вторичное точное положение фиксированной установки. Для получения различных величин питающих щелей может быть использован набор проставок 68 разных размеров.
Хотя в показанном варианте выполнения проставка 68 имеет форму простой прокладки, вставляемой между поверхностью 54, образующей паз, и стенкой 58 параллелепипеда, возможны и другие конфигурации, предусмотренные настоящим изобретением. Например, может быть сделана выемка (например, в виде перевернутой буквы U, вырезанной по краям и/или в центре) в одной из поверхностей, образующих паз, и/или средстве 28 регулировки щели. Размеры и форма проставки(ок) 68 могут быть выбраны так, чтобы она входила в эту выемку, обеспечивая нужное значение размера питающей щели. Если проставка 68 целиком помещается в выемке, то размеры питающей щели будут такими же, как и при использовании только одного средства 28 регулировки щели. Если проставка 68 выступает из выемки, то будет задан другой (меньший) размер питающей щели.
Установка проставки 68 может производиться путем смещения элемента 36 регулировки щели в первом направлении в положение, где между ним и смежной поверхностью 54 паза образуется щель, в которую вкладывается проставка 68, после чего элемент 36 регулировки щели смещается во втором направлении для точной установки питающей щели 20. В альтернативном варианте, элемент 36 регулировки щели может быть сделан тоньше или толще, для того чтобы создать вторичное положение фиксированной установки с большей или меньшей величиной питающей щели.
Хотя настоящее изобретение было показано и описано применительно к определенным предпочтительным вариантам выполнения, очевидно, что равноценные и очевидные изменения и модификации могут быть предложены другими специалистами при ознакомлении с настоящим описанием. Настоящее изобретение охватывает все подобные изменения и модификации и ограничено только областью притязаний приложенной формулы.