УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ
DEVICE FOR FABRICATION OF ELASTOMER ARTICLES

Изобретение касается способа изготовления эластомерных изделий, а также устройства для его осуществления, включающего формовочный инструмент, снабженный, по меньшей мере, одной полостью для изготавливаемого эластомерного изделия и сопловым блоком.
Существуют эластомерные изделия самых разных видов. Известного рода кольцеобразными эластомерными изделиями являются уплотнительные кольца, снабженные уплотнительными губками из эластомерного материала самых разных форм. Общим для эластомерных изделий является то, что формообразование осуществляется в полости формовочного инструмента, в которую подается сырьевой материал эластомерного изделия, например, посредством литья под давлением. Кроме того, вулканизация эластомерного изделия, то есть термообработка происходит еще внутри полости. У эластомерных материалов, которые однажды вулканизируются путем термообработки, деформация путем первичного формообразования после этого больше невозможна. Поэтому необходимо охлаждать сопловый блок машины для литья под давлением для предотвращения вулканизации эластомерного материала уже в сопловом блоке. Из уровня техники известны применяемые для этого различные варианты осуществления холодных каналов, в которых каналы охлаждаются потоком сырьевого материала. Кольцеобразные вулканизированные эластомерные изделия в настоящее время изготавливаются литьем под давлением таким образом, что центральное темперированное сопло подает сырьевой материал в полость. При этом образуется расположенный в центре кольцеобразного эластомерного изделия диск с коаксиальным литником, который должен быть удален с эластомерного изделия с помощью соответствующего способа разделения. При этом возникает некоторое количество отхода, объем которого может превосходить объем эластомерного изделия. Дисковидный литник уже вулканизирован и не может быть использован повторно или обработан повторно.
В основу изобретения положена задача предоставить устройство и способ для изготовления кольцеобразных вулканизированных эластомерных изделий, при котором уменьшено количество отхода провулканизированного сырьевого материала.
Эта задача решается с помощью признаков пункта 1 и 11 формулы. На предпочтительные варианты осуществления ссылаются зависимые пункты.
Для решения этой задачи сопловый блок устройства снабжен кольцевым элементом. Кольцевой элемент включает концентрическую центральную область, через которую сырьевой материал в осевом направлении сверху или снизу подается в сопловый блок. Начинаясь от центральной области, в радиальном направлении наружу проходят несколько каналов. Посредством гидротехнически благоприятного перехода материал из каналов через кольцевой элемент подается в формовочный инструмент. При этом сопловый блок выполнен так, что сырьевой материал в центральной области, в каналах и в кольцевом элементе всегда сохраняет способность к деформации и не вулканизируется. Процесс вулканизации происходит исключительно в формовочном инструменте при соответствующей термообработке. Эластомерное изделие, которое изготавливается в предлагаемом изобретением устройстве, имеет при этом кольцеобразный литник, который затем удаляется при последующей обработке. Преимущество кольцеобразного литника по сравнению с известным из уровня техники дисковидным литником заключается, в частности, в экономии материала. Благодаря предлагаемому изобретением устройству на каждом эластомерном изделии может быть сэкономлено более 50% сырьевого материала.
Сопловый блок может быть установлен подвижно относительно формовочного инструмента. При этом предпочтительно, чтобы сопловый блок только временно, а именно во время процесса литья приставлялся к формовочному инструменту и после этого через кольцевой элемент подавал материал в полость. При этом сопловый блок темперирован таким образом, что находящийся в сопловом блоке сырьевой материал всегда сохраняет способность к деформации, независимо от темперирования формовочного инструмента. При этом сопловый блок и кольцевой элемент предпочтительно являются подвижными в осевом направлении относительно формовочного инструмента. По окончании процесса литья сопловый блок и кольцевой элемент отводятся от формовочного инструмента в осевом направлении вверх. При этом сопловый блок и кольцевой блок находятся на расстоянии от формовочного инструмента, и сырьевой материал подвергается термообработке в полости формовочного инструмента, так что он вулканизируется и образует эластомерное изделие и часть эластомерного изделия.
Сопловый блок может быть снабжен устройством охлаждения. При этом устройство охлаждения предпочтительно представляет собой материал с высокой теплопроводностью, так что устройство охлаждения быстро отводит подлежащее отводу тепло от формовочного инструмента. Кроме того, устройство охлаждения предпочтительно обращено к формовочному инструменту, так как сопловый блок в этой области подвержен воздействию тепла формовочного инструмента. Это тепло может быть отведено посредством устройства охлаждения.
Устройство охлаждения может быть снабжено теплоотводящей панелью. Теплоотводящая панель по поверхности покрывает нижнюю сторону соплового блока и таким образом улучшает отвод тепла.
Устройство охлаждения может быть снабжено теплоотводящими устройствами. Теплоотводящие устройства отводят поглощенное устройством охлаждения тепло от кольцевого элемента. При этом эти устройства могут продолжаться внутрь соплового блока. Предпочтительно эти устройства продолжаются в участках соплового блока, которые, с одной стороны, находятся на таком расстоянии от кольцевого элемента, что эти участки со своей стороны не вызывают нагрев кольцевого элемента, а с другой стороны, эти участки имеют такую массу, что их теплоемкость велика.
Эти устройства могут быть выполнены в виде heat pipes. Heat pipe, называемая также тепловой трубой, представляет собой теплоноситель, который, используя тепло испарения вещества, позволяет получать высокую плотность потока тепла, таким образом, на небольшой поверхности поперечного сечения могут транспортироваться большие количества тепла. Благодаря этому поглощенное устройством охлаждения тепло может очень эффективно передаваться в другие области соплового блока.
Сопловый блок может быть снабжен отдельным кольцеобразным покрытием, при этом сопловый блок образует одну часть стенок кольцевого элемента, а покрытие - другую часть стенок кольцевого элемента. При этом сопловый блок и покрытие могут быть подвижными относительно друг друга в осевом направлении. Чтобы иметь возможность извлечения эластомерного изделия из формовочного инструмента, формовочный инструмент выполняется составным, по меньшей мере, состоящим из двух частей, и в области литника имеется зазор. Через этот зазор сырьевой материал из соплового блока подается в полость формовочного инструмента. В зависимости от составной конструкции формовочного инструмента ширина зазора может варьироваться в определенных пределах. Однако это могло бы привести к неплотностям и к неправильному материалопотоку. Благодаря подвижности соплового блока и покрытия друг относительно друга отклонение ширины зазора может быть скомпенсировано, так что кольцевой элемент всегда плотно прилегает к формовочному инструменту.
Для решения задачи при предлагаемом изобретением способе сырьевой материал изготавливаемого эластомерного изделия через сопловый блок подается в полость формовочного инструмента, при этом сопловый блок по окончании подачи сырьевого материала в полость термически разделяется с формовочным инструментом. Благодаря этому содержащийся в сопловом блоке сырьевой материал не подвергается влиянию последующей термообработки в формовочном инструменте и сохраняет способность деформации для последующих рабочих шагов. При этом сопловый блок перед началом подачи сырьевого материала может отводиться на расстояние от формовочного инструмента, для подачи сырьевого материала приставляться к формовочному инструменту и по окончании подачи сырьевого материала снова отводиться на расстояние от формовочного инструмента. Таким образом сопловый блок только во время подачи сырьевого материала касается формовочного инструмента, а в другое время изолирован от термических воздействий формовочного инструмента.
Один из вариантов осуществления предлагаемого изобретением устройства поясняется ниже с помощью чертежей. На них схематично показано:
фиг.1 - устройство в сечении;
фиг.2 - устройство для изготовления уплотнительных колец.
На фиг.1 показано устройство 1 для изготовления эластомерных изделий 2. Основными составными частями устройства являются формовочный инструмент 3, снабженный, по меньшей мере, одной полостью 4 для изготавливаемого эластомерного изделия 2 и расположенным над формовочным инструментом 3 сопловым блоком 5. Сопловый блок 5 для транспортировки сырьевого материала в полость 4 формовочного инструмента 3 снабжен кольцевым элементом 6. Этот элемент состоит из концентрической центральной области 11, через которую сырьевой материал в осевом направлении сверху или снизу подается в сопловый блок 5. Начинаясь от центральной области 11, в радиальном направлении наружу проходят несколько каналов 12, при этом каналы 12 заканчиваются непосредственно у формовочного инструмента 3. Через каналы 12 сырьевой материал, начиная от центральной области 11, подается в формовочный инструмент 3 и течет по ним в полость 4. При этом сопловый блок 5 установлен подвижно относительно формовочного инструмента 3, причем сопловый блок 5 гидравлически в осевом направлении подвижен относительно формовочного инструмента 3. Сопловый блок 5 снабжен устройством 7 охлаждения. Сопловый блок 5 снабжен отдельной кольцеобразной оболочкой 10, при этом сопловый блок 5 образует одну часть стенок кольцевого элемента 6, а оболочка 10 другую часть стенок кольцевого элемента 6. При этом сопловый блок 5 и оболочка 10 являются подвижными относительно друг друга в осевом направлении. Формовочный инструмент 3 выполнен также из двух частей для обеспечения возможности извлечения эластомерного изделия 2 из полости 4. При этом две части формовочного инструмента 3 ограничивают зазор 13, через который подается в полость 4 сырьевой материал. Благодаря подвижности в осевом направлении соплового блока 5 и оболочки 10 возможна компенсация отклонений ширины зазора 13.
В предлагаемом изобретением способе изготовления кольцеобразного вулканизированного эластомерного изделия 2 сырьевой материал изготавливаемого эластомерного изделия 2 через сопловый блок 5 подается в полость 4 формовочного инструмента 3, и сопловый блок 5 по окончании подачи сырьевого материала в полость 4 термически разделяется с формовочным инструментом 3. Для этого сопловый блок 5 перед началом подачи сырьевого материала отводится на расстояние от формовочного инструмента 3, для подачи сырьевого материала приставляется к формовочному инструменту 3 и по окончании подачи сырьевого материала снова отводится на расстояние от формовочного инструмента 3.
Предлагаемое изобретением устройство 1 и предлагаемый изобретением способ особенно предпочтительно подходят для изготовления уплотнительных колец. В зависимости от применения уплотнения может возникнуть необходимость в выборе дорогостоящих материалов. Такого рода дорогостоящим и часто применяемым материалом является FKM (фторкаучук). С помощью предлагаемого изобретением устройства и предлагаемого изобретением способа обеспечивается высокая экономия материала и затрат. Кроме того, уменьшается количество отхода удаляемого литника.
На фиг.2 показано устройство 1 для изготовления эластомерных изделий 2, показанное на фиг.1. При этом устройство 1 выполнено так, что осуществляется изготовление кольцеобразных вулканизированных эластомерных изделий 2, здесь уплотнительных колец. Сопловый блок 5 снабжен устройством 7 охлаждения. Для этого устройство 7 охлаждения включает теплоотводящую панель 8, которая расположена с нижней стороны соплового блока 5 и обращена к формовочному инструменту 3. Для отвода накопленного в устройстве 7 охлаждения тепла устройство 7 охлаждения снабжено несколькими теплоотводящими устройствами 9, которые в этом варианте осуществления выполнены в виде heat pipes. Устройства 9 продолжаются внутрь соплового блока 5 и отводят накопленное в устройстве 7 охлаждения тепло в те области соплового блока 5, которые не влияют на кольцевой элемент 6.