МЕЛОК ПИСЧИЙ

Полезная модель относится к писчим мелкам, а более конкретно к геометрической форме стержня мелка, влияющей на упрощение технологии его изготовления и стоимость.
Широко известны писчие мелки в виде стержней квадратного сечения, которые повсеместно применяются для письма на аудиторных досках.
Квадратная форма стержня мелка сложилась исторически, что обусловлено кустарно-промышленным способом его изготовления.
Первоначально мелки изготовляли методом распиловки природных камней из меловой породы. В дальнейшем, по мере увеличения потребления и повышения требований к качеству пишущих свойств мелков, их стали изготовлять из специально подготовленной сырьевой смеси из мела с добавками, улучшающими качество, в виде стержней уже сложившейся форма квадратного сечения. Для этого из сырьевой смеси формовали лист толщиной, равной толщине мелка, т.е. равной стороне квадрата, а потом сушили полученный лист до полного отверждения, после чего его разрезали дисковыми фрезами на мелки шириной, равной толщине листа.
Мелки в виде стержней квадратного сечения нашли широкое распространение из-за простоты и высокой производительности их изготовления.
Однако, форма мелков в виде стержней квадратного сечения, получаемая путем отливки листа с последующей его распиловкой на стержни, имеет целый ряд недостатков.
Основным недостатком является обильное пылеобразование при распиловке литого листа, которые могут достигать 10-15% от исходной массы листа в зависимости от толщины дисковых пил, которыми производится распиловка.
В то же время сам процесс литья из сырьевой смеси является весьма простым и высокопроизводительным процессом, легко поддающимся механизации. При литье практически отсутствуют отходы и пыль. Однако, применительно к мелкам традиционного квадратного сечения этот процесс оказался малопригодным из-за большого количества брака в виде сколов, разломов и царапин, образующихся при извлечении затвердевших мелков из формы с помощью различных приспособлений, т.к. после отливки и сушки боковые поверхности мелка достаточно прочно удерживаются в прямоугольной форме.
Применение полужестких литейных форм, например из полиуретана, в определенной мере облегчает извлечение готовых мелков из ячеек формы, но полностью брак не устраняет, т.к. в этих формах возрастает доля брака по причине поломки стержня мелка на две части, а также увеличивается брак по сколам на торцах стержня.
Известно конструктивное выполнение писчего мелка в виде четырехгранного стержня, форма которого в поперечном и продольном сечениях выполнена в виде трапеций с разницей в длинах оснований не более 2-3 мм (свидетельство РФ №15691 на полезную модель «Мелок писчий»).
Такая форма значительно упрощает извлечение из формы затвердевших отливок мелков и сокращает процент брака из-за их поломки при извлечении из формы.
Однако, полностью избавиться от брака при извлечении отливок из формы не удается, т.к. в острых углах нижних и боковых ребер ячейки
формы наблюдается залипание мелового теста, которое после затвердевания и извлечения стержня мелка остается в углах ячейки формы.
Кроме этого, частицы мела, залипшие в углах ячейки формы, необходимо перед следующей заливкой формы тщательно удалять путем выскребания и отмывки.
Все это снижает производительность процесса изготовления мелков четырехгранного сечения методом литья и в итоге повышает их стоимость.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в создании новой конфигурации четырехгранного стержня писчего мелка, изготовляемого методом литья в форму, которая бы, с одной стороны, максимально приближалась к традиционной форме квадратного стержня, а с другой стороны, обеспечивала бы извлечение готового мелка из полужесткой литейной формы без залипания мелового теста в острых углах ячейки литейной формы, а также предотвращала бы образование сколов на боковых ребрах квадратного стержня мелка.
Технический результат, полученный при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в том, что заявленная форма четырехгранного стержня мелка не имеет острых ребер, взаимодействующих с ячейкой литейной формы, а частицы мелового теста в области ребер, входящих в ячейку, компактно сцеплены между собой, т.к. ребра имеют радиусные округления. Новая форма мелка максимально близка к традиционной квадратной, за счет небольшого (около 3-х градусов) наклона внутрь тела мелка, по крайней мере, одной из его боковых и одной из торцевых поверхностей граней и позволяет легко укладывать и уплотнять сырьевую смесь в ячейках формы без образования условий залипания мелового теста в углах литейной формы.
Извлечение после сушки готовых мелков из многоячеистой формы достигается простым ее переворачиванием на 180° с последующим небольшим прогибом вдоль ячеек и встряхиванием, в результате чего все
мелки без дополнительных усилий только за счет небольшого округления их ребер и наклона части боковых и торцевых поверхностей легко выпадают из литейных ячеек.
Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном писчем мелке в виде четырехгранного стержня, боковые грани которого в поперечном и продольном сечениях образуют трапеции с разницей в длинах оснований не более 2-х мм
- ребра четырехгранного стержня, образующие верхнее основание и боковые стороны трапеций выполнены закругленными, с радиусом закругления не менее 0,5 мм.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вид сбоку стержня писчего мелка, а на фиг.2 - поперечный разрез стержня по А-А, на фиг.3 - вид сверху на четырехгранный стержень писчего мелка с утрированным для наглядности наклоном одной из боковых и одной из торцевых сторон.
В результате заявленной полезной модели создается писчий мелок, внешний вид которого зрительно не отличим от широко применяемого в учебных заведениях писчих мелков квадратного сечения. И в то же время его форма позволяет изготавливать самый массовый тип мелка наиболее простым и экологически чистым методом литья в формы. При этом отливка мелка легко извлекается из ячейки формы и после извлечения не имеет сколов по ребрам четырехгранного стержня. После, сушки отлитая заготовка представляет собой полностью готовый писчий мелок, не требуют ни дальнейшей доработки.
Простота извлечения из формы отливок мелков без механических повреждений их ребер, а также отсутствие в углах ячеек формы налипших меловых частиц снижает их себестоимость при одновременном улучшении их внешнего вида.
Пример конкретного выполнения
Изготавливали писчие мелки в виде стержней четырехгранной формы с закругленными ребрами методом групповой отливки в полужесткую форму из полиуретана.
Размеры стержня мелка выбирали следующие:
длина стержня - 98 мм;
толщина стержня - 17 мм;
средняя ширина - 17,5 мм;
разница между длинами оснований трапеции в продольном сечении стержня - 2 мм;
разница между длинами оснований трапеции в поперечном сечении стержня - 1,5 мм;
радиус округления ребер - 1,0 мм.
После затвердевания стержни мелков извлекали из групповой литейной формы в следующей последовательности: форму переворачивали на 180° и устанавливали на две продольные опоры, после чего создавали небольшой прогиб формы вдоль длинной оси стержней мелков, что приводило к массовому отлипанию боковых поверхностей мелков от стенок формы и выпадению их из ячеек, преимущественно расположенных около оси прогиба групповой формы.
Затем производили небольшое, встряхивание групповой литейной формы, в результате чего выпадали из ячеек стержни, располагавшиеся по краям групповой формы.
Все изготовленные мелки после извлечения их из ячеек групповой литейной формы имели гладкую поверхность без видимых пор, раковин и механических повреждений ребер, при этом в углах ячеек не наблюдалось прилипших частиц мелового теста.