Изобретение относится к способу деформации заготовок картона из древесных волокон (фибрового картона), в частности, но не исключительно, к области переработки так называемого древесно-волокнистого картона средней плотности (ДВКСП) в заготовки определенной формы в полости пресс-формы на прессе. Способ деформации древесно-волокнистого картона, который может быть осуществлен при использовании настоящего изобретения, известен как способ экструзионного прессования, при котором имеет место значительная пластическая деформация, сопровождаемая текучестью и вытяжкой материала.
Способ этого типа известен как таковой из международной заявки WO 96/03262. При использовании этого способа, раскрытого в этой заявке на патент, можно изгибать заготовки из древесно-волокнистого картона с радиусом гиба, составляющим не менее 2,5 толщины картона.
Из других публикаций, например из Европейской заявки на патент № 0420831, известен способ создания на древесно-волокнистом картоне поверхностных профилей путем воздействия на этот материал прессованием. В этом случае требуемый профиль формируют путем местного сжатия материала.
Однако известные способы не позволяют осуществить изготовление изделия из прессованного древесно-волокнистого картона, имеющего сложный профиль с малым радиусом гиба, без разрыва или надлома заготовок.
Технической задачей настоящего изобретения явилось создание способа изготовления прессованного древесно-волокнистого изделия, в частности формованного облицовочного покрытия для дверей, имеющего сложный профиль с малым радиусом гиба и получаемого без разрыва и надлома заготовок.
Дополнительной задачей настоящего изобретения явилось создание рельефного облицовочного покрытия для двери, имеющего сложный профиль с малым радиусом гиба.
Еще одной технической задачей настоящего изобретения явилось создание способа изготовления пустотелой двери с таким облицовочным покрытием.
Дополнительной задачей настоящего изобретения явилось создание пресса для формования облицовочных покрытий для двери с малым радиусом гиба.
Эти технические задачи решаются за счет того, что пустотелая дверь согласно изобретению содержит каркас двери, первое и второе облицовочные покрытия для двери, прикрепляемые к каркасу таким образом, чтобы образовать между ними пространство пустотелой двери, причем, по меньшей мере, одно из покрытий является формованным облицовочным покрытием для двери, при этом одно формованное облицовочное покрытие для двери выполнено с отформованными в нем филенками и имеет первую часть с первой заданной толщиной и вторую часть со второй толщиной, которая меньше первой толщины.
Кроме того, технические задачи решаются за счет того, что в способе изготовления пустотелой двери согласно изобретению подают плоскую заготовку из древесной композиции, увлажняют плоскую заготовку для повышения ее влажности, нагревают, по меньшей мере, поверхность плоской заготовки до температуры, не превышающей приблизительно 100°С, после нагревания помещают плоскую заготовку в пресс между первой и второй плитами, одна из которых выполнена нагреваемой, придают плоской заготовке форму формованного облицовочного покрытия для двери с филенками, образуемыми в нем посредством прессования плоской заготовки, и прикрепляют, по меньшей мере, первое формованное облицовочное покрытие для двери в первой стороне каркаса двери и прикрепляют облицовочное покрытие для двери к противоположной второй стороне каркаса двери.
Предпочтительно заготовку нагревают посредством подачи к ней пара.
Предпочтительно нагревание осуществляют в замкнутом пространстве, в которое подается пар.
Предпочтительно перед подачей пара к заготовке давление в пространстве уменьшают.
Предпочтительно замкнутое пространство образовано стенками и потолком, при этом дополнительно нагревают, по меньшей мере, потолок пространства до температуры, превышающей температуру остального пространства.
Предпочтительно дополнительно нагревают стенки пространства.
Предпочтительно дополнительно нагревают заготовку в месте сужения при одновременном нагревании плит или полуформ при прессовании.
Предпочтительно прессование осуществляют с циклом, включающим, по меньшей мере, одно уменьшение давления до величины между атмосферным давлением и максимальным давлением, достигаемым за цикл давления.
Предпочтительно прессование осуществляют с циклом, включающим, по меньшей мере, одно уменьшение давления с последующим сохранением постоянного давления в заданный период времени.
Предпочтительно прессование осуществляют с циклом, включающим, по меньшей мере, одно увеличение давления за цикл прессования.
Предпочтительно прессование осуществляют быстрым сведением плит, относительно медленным повышением давления и относительно медленным понижением давления.
Предпочтительно после нагревания на картон дополнительно наносят слой покрытия.
Предпочтительно при прессовании на поверхности картона дополнительно формируют рельеф.
Предпочтительно способ дополнительно осуществляют с циклом давления, при котором во время прессования температуру плит поддерживают в узком заданном диапазоне.
Предпочтительно при прессовании дополнительно зазор между плитами поддерживают геометрически одинаковым.
Предпочтительно дополнительно повторно осуществляют формование с образованием формованных облицовочных покрытий для дверей.
Предпочтительно между соседними формованными облицовочными покрытиями для дверей дополнительно выполняют прорубки для облегчения их отделения друг от друга.
Предпочтительно при прессовании дополнительно осуществляют тиснение структуры на формованных облицовочных покрытиях для дверей.
Предпочтительно дополнительно на нагретую заготовку наносят материал, содержащий термореактивную смолу.
Технические задачи также решаются за счет того, что согласно изобретению облицовочное покрытие для двери содержит заготовку из фиброкартона средней плотности, отформованную с использованием нагрева, давления и дегазации в объемную заготовку, имеющую первую часть с первой заданной толщиной и вторую часть со второй заданной толщиной, которая меньше первой заданной толщины.
Технические задачи также решаются за счет того, что в способе изготовления формованного облицовочного покрытия дверей согласно изобретению подают плоскую заготовку из древесной композиции, помещают плоскую заготовку в пресс, имеющий первую и вторую плиты, нагревают первую и вторую плиты таким образом, чтобы температура одной из плит достигла величины, по меньшей мере, 160°С, закрывают пресс с заданной скоростью сведения плит формования из плоской заготовки облицовочного покрытия для дверей с филенками, отформованными в ней, при формовании осуществляют дегазацию пресса и обеспечивают затвердевание смолы в формованном облицовочном покрытии для дверей, в результате чего получают формованное облицовочное покрытие для дверей.
Предпочтительно перед нагреванием заготовки осуществляют ее подогрев паром.
Предпочтительно заготовку подогревают в замкнутой камере, в которую вводят пар.
Предпочтительно заготовку дополнительно транспортируют для подогрева и затем заготовку транспортируют в пресс.
Предпочтительно перед подачей пара к заготовке в камере понижают давление.
Предпочтительно замкнутую камеру образуют стенки и крышка, при этом дополнительно нагревают, по меньшей мере, крышку камеры до температуры, превышающей температуру остальной камеры.
Предпочтительно дополнительно нагревают стенки камеры.
Предпочтительно заготовку в месте сужения дополнительно нагревают при прессовании путем нагревания плит.
Предпочтительно прессование осуществляют с циклом давления, который включает, по меньшей мере, одно снижение давления до величины, которая находится между атмосферным давлением и максимальным давлением, достигаемым в цикле.
Предпочтительно прессование осуществляют с циклом, который включает, по меньшей мере, два периода повышения давления, за которыми следует сохранение постоянного давления в течение заданного периода времени.
Предпочтительно прессование осуществляют с циклом давления, который включает, по меньшей мере, два периода увеличения давления за цикл прессования.
Предпочтительно прессование осуществляют быстрым сведением плит, относительно медленным повышением давления и относительно медленным понижением давления.
Предпочтительно после подогрева на заготовку дополнительно наносят слой покрытия.
Предпочтительно при прессовании на поверхности заготовки дополнительно создают рельеф.
Предпочтительно способ осуществляют с циклом давления, в котором при прессовании осуществляют регулирование температуры плит для поддержания ее в узком заданном диапазоне.
Предпочтительно дополнительно при прессовании зазор между плитами поддерживают геометрически постоянным.
Предпочтительно дополнительно из заготовки формуют формованное облицовочное покрытие для дверей.
Предпочтительно между соседними формованными облицовочными покрытиями для дверей выполняют прорубки для облегчения отделения соседних облицовочных покрытий для дверей друг от друга.
Предпочтительно при формовании на формованных облицовочных покрытиях для дверей выполняют тиснение текстуры.
Предпочтительно на подогретую заготовку дополнительно наносят материал, включающий термореактивную смолу.
Технические задачи также решаются за счет того, что пресс для формования облицовочных покрытий для двери согласно изобретению содержит первую и вторую плиты, каждая из которых является нагреваемой, отверстия для дегазации в боковых сторонах, по меньшей мере, одной из плит и приводные средства для перемещения, по меньшей мере, одной из плит в направлении к и от и в сторону от другой плиты для открывания и закрывания таким образом пресса.
Далее изобретение пояснено более подробно в последующем описании со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - схематический вид устройства для реализации предпочтительного варианта способа согласно изобретению;
фиг.2 - облицовочное покрытие для дверей, изготовленное в соответствии со способом, согласно настоящему изобретению;
фиг.3 - деталь секции, указанной стрелкой III на фиг.2;
фиг.4 - поперечное сечение по IV-IV облицовочного покрытия для дверей, показанного на фиг.3, вместе с соответствующими частями пресс-формы;
фиг.5 - вид другого варианта выполнения заготовки, показанного на фиг.4;
фиг.6 - вид в перспективе сегмента другого варианта выполнения облицовочного покрытия для дверей;
фиг.7 - пример диаграммы цикла прессования, используемого при выполнении способа согласно изобретению;
фиг.8 - подробности диаграммы цикла прессования;
фиг.9 - виды частично в перспективе лицевой стороны и соответствующей изнаночной стороны облицовочного покрытия для дверей, изготовленного по способу в соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения;
фиг.10 - вид в перспективе варианта выполнения пресса, изготовленного в соответствии с изобретением и обозначенного стрелкой Х на фиг.1;
фиг.11 - вид в перспективе полуформы устройства, обозначенной стрелкой XI на фиг.1;
фиг.12 - пресс, выполненный в соответствии с изобретением, в закрытом положении перед сменой форм;
фиг.13 - подробный вид полуформы, обозначенной стрелкой XIII на фиг.12;
фиг.14 - вид, соответствующий виду, показанному на фиг.13, во время другой фазы действий заменяющих средств;
фиг.15 - вид, соответствующий изображенному на фиг.12, во время другой фазы действий заменяющих средств.
Устройство 1, изображенное на фиг.1, в основном содержит транспортер 4, на котором перемещают древесно-волокнистые картонные заготовки, в частности заготовки из ДВКСП. Транспортером 4 подают картонные заготовки 2 в камеру 16 пункта формования 5. В этой камере 16 картонные заготовки 2 нагревают по способу, который будет описан более подробно ниже, и обрабатывают паром таким образом, что материал достигает точки теплового размягчения.
В этом размягченном состоянии картонные заготовки передают из пункта формования 5 в формующее пространство 8 пресса 7. Эту операцию выполняют с помощью транспортера 6.
В прессе 7 формирующая зона 8 ограничена сверху и снизу верхней полуформой 9 пресс-формы и нижней полуформой 10 пресс-формы, соответственно, которые образуют в закрытом положении пресса полость особой формы, которая более подробно будет описана ниже.
Затем пресс 7 включают, в результате чего верхняя полуформа 9 перемещается по направлению к нижней полуформе 10, в то время как древесно-волокнистый картон, размягченный тепловой обработкой, помещают между ними.
При тщательно определенном режиме перемещения верхней полуформы 9, который будет более подробно описан ниже, древесно-волокнистый картон в значительной степени деформируют, в результате чего ему может быть придан сложный профиль. В показанном примере варианта выполнения две древесно-волокнистых картонных заготовки обрабатываются одновременно, причем всего формуют шесть облицовочных покрытий для дверей, т.е. по три облицовочных покрытия для дверей из одной древесно-волокнистой картонной заготовки 2.
В полуформах 10, 9 на краях между отдельными облицовочными покрытиями для дверей размещены ножи, с помощью которых прорезают канавки 11 в картонных заготовках по краям облицовочных покрытий дверей, вдоль которых картонные заготовки могут быть легко надломаны.
Верхняя и нижняя полуформы 10, 9, которые могут образовывать, как это сказано выше, в данном варианте выполнения шесть облицовочных покрытий для дверей, расположенных одно вслед за другим, предпочтительно выполнены из шести отдельных верхних и нижних полуформ, т.е. по одной для каждого облицовочного покрытия для дверей, которое должно быть сформировано. Специальные варианты выполнения облицовочных покрытий для дверей, подлежащих изготовлению, могут таким образом меняться в зависимости от полуформы пресс-формы так, что производство может быть приспособлено к запросам на специальные модели.
Перед подачей картонных заготовок 2 в формующее пространство 8 пресса с помощью транспортера 6 на картонную заготовку 2 сверху может быть уложен лист пластика, который может быть соединен во время операции прессования с верхней поверхностью картонных заготовок 2. Очень подходящим материалом для этой цели является меламиновая бумага. Готовое изделие в данном случае приобретает синтетическую поверхность, которая желательна для определенных областей применения. В этом случае необходимость в дополнительных отделочных операциях по обработке производимых изделий, например облицовочных покрытий, для дверей 3 исключается.
Способ и устройство согласно изобретению описаны выше в очень общем виде. Различные части устройства будут пояснены ниже более подробно.
Важной отличительной особенностью способа согласно изобретению является выбор базового материала. Это касается древесно-волокнистого материала и, если используют покрытие, меламиновой бумаги.
Установлено, что, когда имеется выбор древесного волокнистого материала, то максимальное тепловое размягчение, которое может быть достигнуто, и температура, при которой это достигается, являются решающими факторами. Температура размягчения при нагревании является функцией вида древесины и химических свойств материала картона. Также важным параметром является содержание влаги в ячейках и количество сообщенного тепла. Размягчение при возможно более низкой температуре является предпочтительным.
Выбор более подходящего базового материала может быть произведен экспериментально путем создания для испытуемого образца температуры размягчения и определения степени размягчения при этой температуре. Установлено, что материал, изготовленный из древесных волокон, содержащих длинные волокна, предпочтителен. В частности, сосна очень подходит для использования в качестве базового материала. Предпочтительно использовать радиально-симметричную сосну (radiata pine), размягчение которой начинается уже при 95°С. Что касается использования меламина, то выбран тип бумаги, которая реагирует медленно, в противоположность быстрой реакции, которая обычно требуется для ламинирования и т.д. Время термофиксации должно быть более 10 с и предпочтительно - около 20 с. Таким образом, возможно, что происходит только термофиксация меламина после того, как древесно-волокнистый картон был максимально деформирован.
Для того чтобы иметь возможность получить требуемую устойчивую деформацию, предпочтительно использовать материал с носителем усадки, т.е. использовать крепированную бумагу.
Обработка, во время которой материал картона переходит в размягченное состояние, имеет место на пункте формования 5. Камера 16, в которой заготовки картона 2 должны быть обработаны после их подачи, может быть закрыта герметически. На пункте формования 5 установлены вакуумные насосы (не показаны), с помощью которых создают частичный вакуум в камере 16 сразу после того, как заготовки картона 2 были поданы в камеру 16, и последняя была закрыта. Когда требуемое разрежение достигнуто, подают пар из бойлера 15 в камеру 16. Благодаря присутствию пара давление в камере 16 вновь возрастает приблизительно до атмосферного давления, и в то же самое время пар быстро проникает в поры древесно-волокнистой картонной заготовки 2.
Устройство для подачи пара в камеру 16 содержит ряд сопел, расположенных в нижней части камеры и направленных вверх, из которых подаваемый пар бьет струей в нижнюю поверхность картонной заготовки 2. В результате и вместе с отсасывающим действием, происходящим из-за уменьшения разрежения, достигается проникновение пара.
В бойлере 15 пар образуется под повышенным давлением в несколько бар, предпочтительно более 10 бар. Благодаря расширению в камере 16 температура пара падает до уровня чуть выше 100°С, и мгновенно часть пара конденсируется внутри картонной заготовки. Картонную заготовку нагревают и увлажняют одновременно.
Помимо нагревания благодаря непосредственному контакту с паром картонные заготовки 2 на пункте формования 5 нагреваются благодаря тому, что стенки камеры 16 сами нагреваются и отдают тепло картонным заготовкам 2, находящимся в камере 16, в результате радиации. На примере варианта выполнения, проиллюстрированного здесь, крышка 17 камеры 16, которая может быть в виде колпака, является полой и соединена с системой подачи пара. Крышка камеры 16 в результате нагревается до высокой температуры, соответствующей температуре пара в бойлере 15, причем эта температура, следовательно, выше температуры расширяющегося пара в камере 16.
Благодаря такой высокой температуре крышки камеры 16 происходит правильное нагревание картонной заготовки 2 посредством радиации, и в то же время предотвращается конденсация расширяющегося пара на поверхности этой крышки. Было установлено, что капли воды на картонных заготовках 2 приводят к серьезным дефектам в готовой продукции. Путем нагревания крышки камеры 16 до тех пор, пока ее температура не станет по существу такой же, что и температура пара, используемого для расширения, конденсацию можно предотвратить.
Производимый пар, следовательно, выполняет две функции. В состоянии, когда его давление и температура являются более высокими, он служит для нагревания стенок камеры 16 и, в частности, крышки камеры, а в расширенном состоянии внутри камеры 16, когда его температура и давление снижены из-за расширения, он служит для увлажнения и нагревания картонных заготовок 2.
Чем больше разрежение в камере 16 до подачи пара, тем меньше продолжительность обработки картона. Было установлено, что при поддерживаемом давлении 0,8 бар продолжительность обработки картона из сосны (radiata pine), о которой упоминалось выше, составляет 15-30 с. Это уже значительно меньшая продолжительность, чем продолжительность цикла прессования на прессе 7, так что продолжительность обработки на пункте формования 5 не является решающей в производственном цикле.
При использовании других видов древесины может потребоваться большее разрежение, чтобы достичь в результате требуемую короткую продолжительности обработки, чтобы это не влияло на продолжительность производственного цикла. Продолжительность обработки картона средней плотности (ДВКСП) из древесных волокон каучукового дерева (haevea brazilienzis) при разрежении 0,8 бар в четыре раза больше, и при использовании этого материала такое низкое разрежение является недостаточным. Разрежение должно быть более высоким, чтобы достичь существенно более короткого времени обработки.
Для компенсации тепла, теряемого во время последующей фазы транспортировки, древесно-волокнистый материал на пункте формования 5 нагревают как можно сильнее, но не до такой высокой температуры, чтобы он стал слишком мягким для манипулирования при его укладке в пресс.
На практике было установлено, что температура около 100°С является наиболее подходящей для картона средней плотности при его толщине 3,8 мм, изготовленного из древесных волокон сосны, упомянутой выше.
После того, как древесно-волокнистые картонные заготовки 2 были предварительно обработаны таким образом, их подвергают действительной экструзионной обработке в прессе 7.
Для достижения максимальной деформации во время экструзионной обработки большое значение имеют тщательный контроль за циклом прессования и специальная конструкция полости пресс-формы помимо выбора базового материала и размягчения.
Этот последний аспект будет более подробно пояснен со ссылками на пример продукции, которая должна быть получена по способу и с использованием устройства в соответствии с настоящим изобретением, т.е. облицовочное покрытие для дверей 3, упомянутое выше и представленное более подробно на фиг.2.
На фиг.2 поз.20, 21 и 22 обозначены соответственно лицевая сторона, тыльная сторона и базовый материал облицовочного покрытия для дверей 3, изготовленного по способу и с использованием устройства в соответствии с настоящим изобретением. Такое облицовочное покрытие для дверей 3 может быть наложено на деревянный каркас известным в данной области техники способом, причем такое же или другое облицовочное покрытие для дверей 3 может быть наложено на другую сторону этого каркаса. Полученная таким образом сборка образует дверь, которая имеет внешний вид двери, изготовленной из стоек 24, поперечин 25 и панелей 26, размещенных между ними. Такой внешний вид получают благодаря экструзионному выпрессовыванию профилей 23 в заготовке базового материала 22 в соответствии с описанным способом.
Очевидно, что общая площадь поверхности облицовочного покрытия для дверей 3 больше, чем площадь заготовки базового материала 22. Для того чтобы сформовать профили 23, материал заготовки перемещают из смежных зон в эти профили.
На фиг.3 показана деталь сегмента, обозначенного стрелкой III на фиг.2, на котором стрелками 26, 27 обозначено перемещение материала в направлении профиля 23 во время экструзионного прессования. Очевидно, что в зоне перекрестия, в котором показаны стрелки 27, возникает особенно критическая ситуация с точки зрения воздействия натяжения на материал картона. Силовое перемещение материала может привести к разрыву или, в менее серьезных случаях, к отделению волокон на поверхности.
По способу и с использованием устройства в соответствии с настоящим изобретением возможно подвергнуть древесно-волокнистый материал такому экструзионному прессованию, при котором материал воспринимает очень высокие нагрузки.
Важной особенностью изобретения является контролирование перемещения материала во время экструзионного прессования. С помощью мер, прикладываемых к полуформам пресс-формы, которые более подробно будут описаны ниже, обеспечивают возможность того, что направление, из которого материал во время экструзионного прессования перетекает в зону профиля, контролируют так, чтобы, например, предотвратить возможность того, чтобы слишком много материала из центральной зоны перекрестья, показанного на фиг.3, перетекло к профилям в направлении, показанном стрелками 27, в результате чего, как упомянуто выше, могло бы произойти повреждение материала.
Этот эффект достигают благодаря тому, что полость пресс-формы содержит в закрытом ее положении местные сужения, которые захватывают материал картона и удерживают его до того времени, пока не будет завершен процесс полной деформации. Поэтому течению материала через это суженное сечение оказывается противодействие. На фиг.4 показаны верхняя полуформа 9 и нижняя полуформа 10, находящиеся на некотором расстоянии одна от другой с только что отформованным облицовочным покрытием для дверей 3 между ними. Форма облицовочного покрытия для дверей 3 соответствует форме полости пресс-формы в закрытом положении нижней и верхней полуформ 9, 10. На чертеже, показанном на фиг.4, изображен сегмент, в котором сформирована часть профиля 23. Местные сужения полости пресс-формы показаны стрелками 31, 32 и 33. Для деформации картона средней плотности толщиной, например, 3,8 мм общая высота полости пресс-формы, обозначенная стрелками 30, составляет грубо 3,2 мм. Это означает, что также в тех зонах, которые не подвергали напрямую экструзионному прессованию, имело место сжатие материала.
В области сужений, показанных стрелками 31 и 32, высота полости в пресс-форме составляет, например, грубо 2,7 мм. В области сужения, показанного стрелками 33, высота полости пресс-формы вновь составляет 3,2 мм.
Ясно, что при закрывании пресс-формы вначале возникает постепенное натяжение, и переток материала по всем направлениям происходит в зону профиля 23. В последней части хода (3,8-2,7=1,1 мм) пресса картон уже удерживается в сужениях, показанных стрелками 31 и 32. Во время последней части хода, когда детали профиля уже сформированы, и когда в отдельных местах в материале могут возникать наибольшие натяжения, уже больше не происходит переток материала в зону профиля 23 справа. Также пространство между стрелками 31 и 32 закрыто, и здесь перемещение материала происходить больше не может. Перемещение материала, все еще требующегося для формирования нижней части профиля, происходит слева. Так как левая сторона профиля содержит меньше деталей, напряжение материала во время перетока по этому направлению остается ограниченным.
Следовательно, благодаря этим местным сужениям, показанным стрелками 31 и 32, предотвращается возможность выдавливания во время последней стадии формования профиля материала из правой части в профиль, и поэтому слишком высокое напряжение материала может создаваться с правой стороны профиля, приводя к разрыву и отделению волокон на поверхности картона.
Следующей важной мерой является то, что полуформы 9 и 10 пресс-формы уже были нагреты, и, следовательно, при контакте с облицовочным покрытием для дверей 3 из картона этот картон и дальше нагревается. В самых узких местах полости пресс-формы в этом варианте выполнения на участках, показанных стрелками 31 и 32, первый плотный контакт происходит между полуформами 9 и 10 пресс-формы и картоном, в результате чего эти участки нагреваются первыми и в большей степени. Пластичность картона повышается благодаря повышению температуры, которая способствует возникновению требуемого перетока материала во время экструзионного прессования.
Дополнительный эффект сужений в полости пресс-формы заключается в том, что волокна, которые могут отделяться в результате такой обработки, впрессовываются под высоким давлением в поверхность картона. Подходящие древесно-волокнистые картоны, например картоны средней плотности (ДВКСП), содержат скрепляющее вещество, которое в этом состоянии еще не полностью отверждено. Благодаря сильному давлению и нагреванию происходит дальнейшее отверждение этого скрепляющего вещества, и поэтому в состоянии, следующем за экструзионным прессованием, древесные волокна хорошо скрепляются между собой. Волокна, которые отделились на поверхности при перемещении материала, вновь прочно приклеиваются к материалу таким образом.
На фиг.5 представлены сегменты верхней полуформы 35 и нижней полуформы 36 и сегмент картона 37, только что сформованного между ними. В случае этого варианта выполнения профиль 38 в какой-то степени проще профиля 23, представленного на фиг.4. В результате оказывается достаточным одного суженного сечения, показанного стрелками 39 с правой стороны профиля, с помощью которого предотвращают возможность того, чтобы вслед за первоначальной деформацией больше материала перетекало справа в полость пресс-формы, образующую профиль.
Хотя в примере показанного варианта выполнения форма полости пресс-формы по существу везде одинаковая, в определенных случаях местные сужения полости пресс-формы можно варьировать вдоль профиля. Ясно, что, например, перемещение материала имеет наиболее критический характер в углу профиля, и что, следовательно, контроль за перемещением материала должен быть правильно выполнен. В других местах профиля могут быть наложены менее жесткие требования в отношении такого вида контроля, по мнению авторов.
Как уже было показано в примере на фиг.6, на которой показан сегмент 40 картона после экструзионного прессования, риск повреждения материала в результате слишком большого напряжения, приложенного к материалу из-за неконтролируемого перемещения материала, может иметь наибольшее значение в зоне угла 42 между частью 41 профиля и частью 43 профиля. Это происходит помимо того, что близко к этой зоне 42 перемещение материала во время экструзионного прессования должно контролироваться с помощью местных сужений в полости пресс-формы.
Как было уже проиллюстрировано вариантом исполнения, местные сужения могут быть сформированы путем придания стенкам взаимодействующих полуформ пресс-формы соответствующей фиксированной формы. Также возможно, однако, контролировать перемещение материала с помощью подвижных элементов, вмонтированных в пресс-форму, которые на определенном расстоянии от верхней и нижней полуформ удерживают картон так, чтобы он был подвержен экструзионному прессованию требуемым образом, и так, чтобы в этом месте не было больше никаких перемещений материала во время экструзионного прессования. Эти подвижные элементы могут быть, например, изготовлены в виде скользящих частей из стали, но также могут включать вмонтированные части из резиноподобного материала.
Положение местных сужений или подвижных частей пресс-формы, очевидно, зависит от формы изделия, которое должно быть получено при экструзионном прессовании. При проектировании этой формы часто уже возможно определить, где расположен наиболее критический участок, и определить на основании этого, где картон, который следует подвергнуть экструзионному прессованию, нужно удерживать для того, чтобы контролировать поток материала. Когда во время выполнения первых пробных операций прессования становится очевидным, что происходит повреждение из-за неправильного перемещения материала в определенных зонах, пресс-форму можно соответствующим образом отрегулировать. Принимая во внимание вышесказанное, эти регулировки станут очевидными для специалиста в данной области.
Помимо мер, уже описанных выше, которые позволяют проводить экструзионное прессование изделий из древесно-волокнистого картона очень сложной формы, можно также использовать меры, связанные с выполнением цикла прессования.
На фиг.7 показана схематически диаграмма соответствующего цикла прессования, который осуществляют при выполнении способа согласно изобретению. По горизонтальной оси показано время (с), а по вертикальной оси - давление при формовании (кг/см2) и в то же самое время расстояние между полуформами пресс-формы (мм). Пунктирными линиями показано расстояние между полуформами, а сплошными линиями - давление.
Цикл начинают, когда размягченные заготовки древесно-волокнистого картона уже уложены в пресс-форме. В этот момент пресс закрывают очень быстро до момента, когда обе полуформы пресс-формы коснутся картона. Далее пресс-форму закрывают очень медленно до момента, когда она будет закрыта полностью. Когда пресс-форма уже закрыта полностью, создают давление и поддерживают в течение определенного периода времени, после чего давление сбрасывают практически до нуля и создают давление снова спустя некоторое время. Этот процесс повторяют еще раз по соображениям, которые будут пояснены ниже. Когда давление сброшено до нуля в третий раз, пресс-форму открывают, и продукция готова к удалению из пресс-формы.
Пресс-форму быстро закрывают во время первой части цикла закрывания для того, чтобы достичь по возможности наиболее короткой продолжительности цикла. Вторая часть цикла закрывания, однако, является решающей в обработке экструзионным прессованием.
Пример цикла закрывания во время этой второй части более подробно показан на диаграмме на фиг.8. Первый этап в этом случае обозначен поз.50. Это этап, во время которого пресс-форму закрывают быстро. В конце этого этапа полуформы пресс-формы только вводят в контакт с картоном. Скорость затем резко снижают во время выполнения этапа 51 для того, чтобы осуществить постепенное перемещение материала с образованием приближенной формы профиля. Затем скорость еще уменьшают во время этапа 52 и во время этапа 53 перемещение прекращают полностью. Напряжения, созданные в материале, могут теперь быть сбалансированы, и в то же самое время производят нагревание картона благодаря его контакту с нагретыми частями пресс-формы, в результате чего деформируемость материала картона снова повышается. Далее пресс-форму вновь закрывают на определенную величину на этапе 54 и перемещение прекращают снова в течение следующего этапа 55. Также в течение этого этапа напряжения в материале, которые были увеличены, могут быть снова сбалансированы, и материал может перетекать и вытягиваться. Последнюю часть цикла закрывания во время этапа 56 производят снова постепенно. Затем пресс-форму закрывают и давление повышают.
Направление линии диаграммы, описанной здесь, зависит от формируемого профиля. В общем скорость закрывания поддерживают минимальной или даже равной нулю, когда формируют наиболее решающие части профиля. Скорость закрывания, если она была очень высокой во время выполнения фазы формования, становится определимой по готовой продукции из-за появления дефектов материала, главным образом заметных на поверхности. Эти дефекты материала могут, например, выражаться в появлении свободных волокон или участков с неровной поверхностью. По конечным результатам специалист может удостовериться, была ли определенная фаза закрывания проведена со слишком высокой скоростью, или скорость может быть еще немного повышена. Таким образом, соответствующая кривая закрывания может быть выведена экспериментально, причем предпосылкой является то, что скорость должна быть низкой или, по крайней мере, почти равной нулю, когда деформация, вызванная активным формованием, включает максимальные напряжения материала. Кроме того, должно быть всегда достаточным время для передачи тепла от частей пресс-формы к определенным участкам материала, которые предстоит существенно деформировать.
Как было уже отмечено выше и как показано на фиг.7, давление создают в соответствии с этим специальным циклом закрывания. На фиг.7 показано, что максимальное давление составляет несколько больше 60 кг/см2, но во многих случаях оказывается достаточным меньшее давление, например ±40 кг/см2. Требуемое сжатие материала в случае примера, описанного выше, картон с исходной толщиной 3,8 мм может быть затем доведен до толщины 3,2 мм. В этом случае весь картон нагревают в большей или меньшей степени до температуры, которую имеют полуформы пресс-формы, которая составляет, например, около 200°С. Через какое-то время давление снижают почти до нуля. Следует отметить, что расстояние между полуформами не должно колебаться.
Благодаря снижению давления вода в материале картона, который был нагрет до значительно более высокой температуры, чем температура кипения при атмосферном давлении, мгновенно превращается в пар, и этот пар вырывается по бокам между полуформами пресс-формы. Далее давление снова повышают до максимального используемого здесь значения и поддерживают на этом уровне в течение некоторого времени, при этом все еще остающаяся вода снова нагревается. Большая часть этой воды вновь будет вырываться в следующий раз, когда давление снизится до нуля, после чего в последний раз давление повышают до максимального используемого значения и поддерживают на этом уровне в течение некоторого времени. После открывания пресс-формы содержание влаги в древесно-волокнистом материале снижается до очень низкого уровня - порядка 5%.
Цикл сушки и дегазации, описанный здесь, происходит в то время, когда полуформы остаются в плотном контакте с двух сторон с материалом картона. Таким образом предотвращается возможность разрыва древесно-волокнистого материала из-за расширения воды, что могло бы привести к появлению дефектов получаемой продукции. Так как давление падает, но полуформы пресс-формы не перемещаются одна относительно другой, картон продолжают поддерживать по всей его площади поверхности, в результате чего не происходит движения древесных волокон под действием давления водяного пара.
Обычно требуется 2-3 этапа сушки-дегазации в зависимости от содержания воды в материале, температуры пресс-формы и других свойств материала. Температура пресс-формы может быть в зависимости от материала установлена на уровне, например, 160-200°С.
Цикл закрывания, описанный со ссылкой на фиг.8, может в зависимости среди других причин от сложности профиля длиться 20-30 секунд. В течение этих 20-30 секунд последние 6-8 мм пути, которые полуформы должны пройти до их смыкания, они проходят за ряд этапов.
Ясно, что с точки зрения точности, с которой это перемещение должно быть выполнено, пресс должен подчиняться очень жестким требованиям. Эти требования касаются точности, с которой скорость смыкания может быть осуществлена, и точности, с которой полуформы пресс-формы могут быть удержаны в параллельном положении друг относительно друга.
Должна быть обеспечена возможность полностью контролировать скорость закрывания пресса и предпочтительно также варьировать скорость в диапазоне 0,1-50 мм/с. Высокая скорость требуется для уменьшения потерь времени при начальном закрывании и при открывании пресса так, чтобы обеспечить возможность коммерчески эффективного производства.
Что касается пресса, который является частью устройства, выполненного в соответствии с изобретением, то точность регулирования скорости закрывания должна составлять 0,1 мм/с.
Давление также должно быть полностью управляемым предпочтительно с шагом 0,5 кг/см2 до максимального значения, например, 65 кг/см2 для описанного здесь варианта выполнения.
Чтобы иметь возможность изготавливать описанную здесь продукцию, т.е. облицовочные покрытия для дверей, коммерчески эффективным образом, используют одновременно пресс-формы для изготовления шести облицовочных покрытий для дверей в течение одного цикла прессования. Рабочая площадь поверхности пресса составляет, следовательно, порядка 2,2×5,6 м. На этой относительно большой площади допускаемое отклонение составляет не более ±0,1 мм при полном давлении прессования так, чтобы во всех секциях пресс-формы могла быть достигнута требуемая точность контроля скорости закрывания относительно профиля.
Также параллельность верхней и нижней полуформ должна быть обеспечена с высокой точностью в пределах ±0,1 мм.
Максимальная рабочая температура в секциях пресса, в котором установлена пресс-форма, должна составлять 200°С. Колебания температуры по всей рабочей площади пресса должны оставаться в пределах ±2°С, чтобы иметь возможность опять же обеспечивать в каждой секции пресс-формы требуемую точность условий изготовления. Предпочтительно, чтобы эти секции пресса, несущие пресс-формы, нагревались с помощью масляного обогрева. Чтобы достичь высокой точности поддержания температуры, трубопроводы должны быть расположены вдоль всей длины плит, по которым прогоняют эти потоки нагретого масла параллельно.
Ясно, что, когда процесс экструзионного прессования менее сложен, требования, которым должен отвечать пресс, менее жесткие.
На фиг.9 показан частичный вид в увеличенном масштабе секции, обозначенной стрелкой IX на фиг.2. Здесь показана лицевая сторона 20 изготовленного облицовочного покрытия для дверей 3, а рядом с ней - изнаночная сторона 21 того же облицовочного покрытия для дверей 3.
Видно, что рисунок текстуры дерева нанесен на лицевую сторону 20. Для этого верхняя полуформа имеет соответствующий рельефный рисунок. Этот рельефный рисунок может быть выполнен соответствующим образом на поверхности полуформы путем фотохимического травления. Рельефный рисунок переносят на древесно-волокнистый картон путем вдавливания его в поверхность картона. В некоторых частях картон сжимают в большей степени, в результате чего образуются канавки, которые соответствуют линиям рисунка текстуры дерева.
На изнаночной стороне 21 также формируют рисунок 60. Его также наносят путем тиснения рельефа, выполненного на нижней полуформе. Этот рельеф может быть также создан путем фотохимического травления и так, чтобы изнаночная сторона 21 облицовочного покрытия для дверей обладала определенной шероховатостью. Благодаря этой шероховатости клей обладает хорошей адгезией к изнаночной стороне 21 облицовочного покрытия для дверей так, что дверь, изготовленная с использованием облицовочного покрытия для дверей 3, обладает большим сроком службы без риска того, что облицовочное покрытие для дверей начнет отслаиваться. Рисунок 60 предпочтительно формируют из углубленных и выступающих вперед участков, размер которых составляет десятые доли миллиметра. Помимо лучшей адгезии клея благодаря шероховатости, лучшая адгезия достигается благодаря увеличению площади контакта.
На фиг.10 представлен подробный вид с частичными вырывами пресса 7, выполненного в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения. На этом чертеже верхняя и нижняя полуформы 9 и 10 показаны более детально, а также показаны средства крепления, которые будут описаны ниже, с помощью которых они прикреплены к верхней балке, или ползуну, пресса 7 и нижнему столу, соответственно.
На вырыве ползуна 59 пресса показаны каналы 60′, которые были упомянуты выше и предназначены для циркуляции нагретого масла.
Загрузку и выгрузку картонов и отпрессованных изделий производят с помощью подающей каретки 62 и разгрузочной каретки 70, которые можно перемещать по направляющим 61, которые расположены с каждой стороны нижнего стола на определенном расстоянии друг от друга спереди и сзади пресса 7. Направляющие 61 имеют U-образный профиль и закреплены на опорах своими боковыми сторонами; в направляющих расположены катки, прикрепленные к рамам кареток 62, 70, на которых они могут перемещаться. Точное положение в поперечном направлении подающей каретки 62 достигают с помощью поперечных направляющих 63.
Сама подающая каретка 62 снабжена транспортером 64, который, следовательно, можно перемещать вместе с кареткой 62.
Как уже было пояснено ранее, в этом случае две заготовки картона 2 принимают на пункте формования 5 на транспортерное полотно 65 подающей каретки 62 после того, как эти картоны были размягчены на пункте формования 5. При отходе от пункта формования 5 подающую каретку 62 располагают как можно дальше влево, т.е. перед прессом. Картоны, подаваемые от пункта формования 5, аккуратно укладывают на полотно 65 транспортера. После этого всю каретку 62 вводят в пресс, при этом транспортер 64 неподвижен. Как только каретка 62 достигает положения, при котором картоны 2, лежащие на полотне 65 транспортера, занимают правильное положение относительно пресс-формы, каретку 62 отводят назад и в то же самое время транспортер 64 приводят в движение с той же скоростью, но в противоположном направлении. Картоны 2 при этом сохраняют свое положение относительно пресс-формы и правильно располагаются относительно пресс-формы на нижней полуформе 10. Каретку 62 отводят назад из-под картонов.
После того, как картоны были расположены на нижней полуформе, и подающая каретка была отведена назад, выполняют цикл прессования, описанный выше, с целью изготовления облицовочного покрытия для дверей 3 путем экструзионного прессования.
После того, как пресс вновь открывают, сформированные облицовочные покрытия для дверей 3 могут быть выгружены из пространства пресса с помощью разгрузочной каретки 70, показанной на фиг.11. Как уже было упомянуто, эту каретку можно перемещать вдоль направляющих 61. Как показано на чертеже, каретка 70 снабжена U-образной рамой, причем опоры этой рамы могут перемещаться вдоль направляющих 61. На раме 69 установлены носители рычагов 71. Они представляют собой удлиненные брусья, которые расположены параллельно опорам рамы 69, и их можно перемещать в вертикальном направлении между нижним и верхним положениями с помощью вертикальных направляющих 72. Перемещение этих носителей рычагов 71 производят с помощью цилиндров 73.
С каждой стороны установлено по три рычага 74 на носителе рычагов 71. Их можно поворачивать из выступающего положения, показанного на фиг.11, в положение, повернутое вправо на фиг.11, в котором они направлены по существу параллельно направляющим 61. Движение рычагов 74 контролируют с помощью штанги 79, которую можно поворачивать вперед и назад с помощью цилиндра 80.
Выступающими концами рычаги 74 шарнирно соединены с удлиненным носителем 75 присосок, который с нижней стороны несет большое количество вакуумных присосок 76. Эти вакуумные присоски соединены с вакуумным устройством 78 посредством полого внутреннего пространства в держателе 75 вакуумных присосок и гибкого шланга 77. Отсос, создаваемый вакуумным устройством 78, может быть включен или выключен с помощью клапанов 81.
Для перемещения отформованных облицовочных покрытий для дверей из зоны прессования разгрузочную каретку 70 вводят между полуформами, причем рычаги 74 повернуты назад, пока она не выйдет на один уровень с облицовочным покрытием для дверей 3. Затем включают цилиндры 73 с помощью соответствующих средств управления, в результате чего носители 71 рычагов поднимаются вверх. Далее включают цилиндры 80 с каждой стороны рамы, в результате чего рычаги 74 поворачиваются в положение, показанное на фиг.11. При последующем опускании цилиндров 73 присоски 76 входят в контакт с краями поверхности отформованных облицовочных покрытий для дверей 3. После этого создают вакуум так, что присоски плотно присасываются к облицовочным покрытиям для дверей 3. Во время следующей фазы цилиндры 73 включают вновь для подъема носителей 71 рычагов так, чтобы поднять облицовочные покрытия для дверей 3 над нижней полуформой. Разгрузочная каретка 70 с облицовочными покрытиями для дверей, которые несут присоски, может быть затем выведена из пространства пресса наружу до положения, при котором она будет расположена над ленточным транспортером 82, размещенным здесь.
Далее облицовочные покрытия для дверей 3 опускают на ленточный транспортер 82 и присоски отводят в сторону, после чего ленточный транспортер 82 включают, и облицовочные покрытия для дверей 3 могут быть отведены. В промежутках с помощью подающей каретки можно уже ввести следующую заготовку в пресс, где можно начать следующий цикл прессования.
Как было упомянуто ранее, верхняя и нижняя полуформы в предпочтительном варианте выполнения показанного устройства содержат шесть отдельных комплектов полуформ, каждый из которых предназначен для экструзионного прессования облицовочного покрытия для дверей. На чертежах эти шесть комплектов каждый раз изображены как одинаковые, но очевидно, что можно использовать различные комплекты полуформ в соответствующем сочетании в зависимости от того, какая требуется продукция.
Чтобы можно было быстро менять вид производимой продукции в виде облицовочных покрытий для дверей, изготавливаемых с использованием первого комплекта полуформ, на облицовочные покрытия для дверей, изготавливаемые с использованием второго комплекта полуформ, устройство согласно изобретению предпочтительно содержит быстродействующую систему креплений полуформ. Эта быстродействующая система креплений будет описана ниже со ссылками на фиг.10-15.
Каждая полуформа пресс-формы установлена отдельно в прессе с помощью цилиндров. Каждая верхняя полуформа 87 и каждая нижняя полуформа 86 снабжены рядом выборок, расположенных вдоль их продольных краев. Две такие выборки 90 предназначены для сопряжения с цилиндрами 88, с помощью которых соответствующую плиту крепят к прессу. В дополнение к этим цилиндрам 88 два дополнительных цилиндра 92 установлены с каждой стороны на подвижном ползуне 59 пресса для каждого комплекта полуформ 86, 87. Головки этих цилиндров, которые будут описаны ниже, могут быть сопряжены с выборками 93 в нижней полуформе 86.
Устройство 85 для замены пресс-формы действует следующим образом.
Исходной позицией является закрытое положение пресса, как это показана на фиг.12 и более детально на фиг.13. Между полуформами расположено облицовочное покрытие для дверей так, чтобы полуформы не могли контактировать друг с другом, чтобы не повредить их.
Чтобы получить возможность заменить полуформы, вспомогательные цилиндры 92 включают так, чтобы их поворотные головки 94 были сначала повернуты на четверть оборота и затем опущены вниз в выборки 93 нижней полуформы 86 с помощью вспомогательного цилиндра 92. Далее поворотные головки 94 вновь поворачивают на четверть оборота и вспомогательный цилиндр 92 включают так, чтобы поворотная головка 94 поднялась вверх. После выполнения этой операции повортные головки 94 заводят выступающими частями под заплечики 95 выборки 93 так, чтобы они таким образом вошли в сопряжение с нижней полуформой.
Затем цилиндры 88 выключают и их поворотные головки 89 поворачивают на четверть оборота так, чтобы освободить их от сопряжения с заплечиками 91 выборок 90.
Затем штоки поршней цилиндров 88 втягивают так, чтобы поворотные головки 89 больше не были сопряжены с полуформами.
Положение, к которому подошли таким образом, показано на фиг.14. Нижние полуформы 86 теперь подтянуты к верхним полуформам, и их удерживают вместе с верхними полуформами 87 около подвижного ползуна 59 пресса 7 с помощью вспомогательных цилиндров 92.
Далее включают пресс, чтобы подвижный ползун 59 поднять вверх. Комплекты верхних и нижних полуформ при этом тоже поднимаются вместе с ползуном и висят на ползуне 59 пресса.
Следующая фаза показана на фиг.15. На этом чертеже показано, что подающая каретка 62 введена в пространство пресса, где несущую раму 97 укладывают на каретку 62. Когда каретку 62 вместе с несущей рамой 97 устанавливают под пресс-формой, пресс 7 включают, чтобы постепенно опустить ползун 59 так, чтобы нижние полуформы 86 легли на опорные балки 98 несущей рамы 97. Затем вспомогательные цилиндры 92 включают снова так, чтобы несколько опустить соответствующие поворотные головки, поворачивают их на четверть оборота и поднимают вверх. В это время связь с ползуном 59 пресса прервана, и пресс включают, чтобы поднять ползун 59 вверх. Теперь полуформы пресс-формы поддерживают на несущей раме 97, и их можно вывести на каретке 62 из пространства пресса.
Подъемным механизмом (здесь не показан) поднимают несущую раму 97 с подающей каретки 62 и заменяют ее другой несущей рамой 97 с другим комплектом полуформ пресс-формы, которые можно ввести в пространство пресса 7, после чего вспомогательные цилиндры 92 задействуют после перемещения ползуна 59 пресса вниз. Ползуном 59 пресса затем поднимают полуформы пресс-формы с несущей рамы 97 и эту раму 97 выводят вместе с кареткой 62 из пространства пресса. Ползун пресса 59 может быть затем вновь опущен вниз до положения, при котором нижние полуформы ложатся на нижний стол пресса. После включения соответствующих цилиндров 88 и выключения вспомогательных цилиндров 92 пресс снова готов к работе.
Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям дверей и способам их изготовления. Изобретение позволит обеспечить изготовление формованных без разрыва и надлома заготовок. Пустотелая дверь содержит каркас, первое и второе облицовочные покрытия для двери, прикрепляемые к каркасу, причем, по меньшей мере, одно из покрытий является формованным облицовочным покрытием для двери, выполненным с отформованными в нем филенками, и имеет первую часть с первой заданной толщиной и вторую часть со второй толщиной, которая меньше первой толщины. 5 н. и 37 з.п. ф-лы, 15 ил.
Установлен конвенционный приоритет от 25.04.1997, согласно заявки № PCT/NL97/00228, поданной в Международное патентное ведомство.
| US 4007076 А, 08.02.1977 | |||
| Устройство для вращения электрода | 1982 |
|
SU1040629A1 |
| EP 0759345 A1, 26.02.1997 | |||
| US 5306539 A, 26.04.1994 | |||
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ ПРЕССОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1992 |
|
RU2041816C1 |
