СБОРНАЯ ФОРМА С НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ Российский патент 2014 года по МПК B29C33/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Предлагаемое изобретение относится к сборной форме, в частности к сборной форме с нагревательным устройством, используемой в термопластических или термореактивных процессах.

Описание известного уровня техники

Внутри формы или на поверхности разъема известной сборной формы обычно предусмотрена проводящая катушка для высокочастотного индукционного нагрева, предназначенная для нагревания сборной формы. Нагревательная проводящая катушка подключена к высокочастотной системе питания так, что она позволяет нагревать сборную форму от комнатной до рабочей температуры, и зона нагрева ограничена внутри контактной поверхности между сборной формой и формуемым материалом.

Однако проводящая катушка для высокочастотного нагрева непригодна для использования в сборной форме, когда оформляющая вставка матрицы или пуансона имеет сложную форму, и, кроме того, применение проводящей катушки для высокочастотного нагрева вызывает трудности, связанные с неравномерным нагревом, т.е. с неравномерным распределением температуры на поверхности формы, нестабильным индуцируемым током, большим временем нагревания и большим потреблением мощности.

Предлагаемое изобретение вызвано необходимостью минимизировать и/или устранить указанные выше недостатки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Основной задачей заявленного изобретения является создание сборной формы с нагревательным устройством, отличающейся низкой стоимостью и обеспечивающей более равномерное распределение температуры на поверхности сборной формы.

Для решения указанной выше задачи сборная форма с нагревательным устройством в соответствии с первым вариантом реализации предлагаемого изобретения содержит верхнюю форму с верхней контактной поверхностью, нижнюю форму, две проводящие пластины и два провода. Нижняя форма содержит проводящий слой, нижнюю контактную поверхность на проводящем слое, обращенную к верхней контактной поверхности, изолирующую поверхность, выполненную на проводящем слое, обращенную в противоположную сторону относительно нижней контактной поверхности, изолирующий слой, сформированный на изолирующей поверхности. Две проводящие пластины расположены на проводящем слое нижней формы. Два провода подключены к проводящим пластинам и их сопротивление меньше сопротивления проводящего слоя.

Для решения указанной выше задачи сборная форма с нагревательным устройством в соответствии со вторым вариантом реализации предлагаемого изобретения содержит верхнюю форму, нижнюю форму, две проводящие пластины и два провода. Верхняя форма содержит проводящий слой, верхнюю контактную поверхность на проводящем слое, изолирующую поверхность, выполненную на проводящем слое, обращенную в противоположную сторону относительно верхней контактной поверхности, и изолирующий слой, сформированный на изолирующей поверхности. Нижняя форма содержит нижнюю контактную поверхность, обращенную к верхней контактной поверхности. Две проводящие пластины расположены на проводящем слое верхней формы. Два провода подключены к проводящим пластинам и их сопротивление меньше сопротивления проводящего слоя.

Для решения указанной выше задачи сборная форма с нагревательным устройством в соответствии с третьим вариантом реализации предлагаемого изобретения содержит верхнюю форму, нижнюю форму, две верхние проводящие пластины, два верхних провода, две нижние проводящие пластины и два нижних провода. Верхняя форма содержит проводящий слой, верхнюю контактную поверхность на верхнем проводящем слое, верхнюю изолирующую поверхность, сформированную на верхнем проводящем слое, обращенную в противоположную сторону относительно верхней контактной поверхности, и верхний изолирующий слой, сформированный на верхней изолирующей поверхности. Нижняя форма содержит нижний проводящий слой, нижнюю контактную поверхность на нижнем проводящем слое, нижнюю изолирующую поверхность, сформированную на нижнем проводящем слое, обращенную в противоположную сторону относительно нижней контактной поверхности, и нижний изолирующий слой, сформированный на нижней изолирующей поверхности. Две верхние проводящие пластины расположены на верхнем проводящем слое верхней формы. Два верхних провода подключены к верхним проводящим пластинам и их сопротивление меньше сопротивления верхнего проводящего слоя. Две нижние проводящие пластины расположены на нижнем проводящем слое нижней формы, и два нижних провода подключены к нижним проводящим пластинам и их сопротивление меньше сопротивления нижнего проводящего слоя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 показан разрез сборной формы с нагревательным устройством в соответствии с первым вариантом реализации предлагаемого изобретения.

На фиг.2 показан вид в рабочем состоянии сборной формы с нагревательным устройством в соответствии с первым вариантом реализации предлагаемого изобретения.

На фиг.3 показано нагревательное устройство в соответствии с одним аспектом первого варианта реализации предлагаемого изобретения.

На фиг.4 показано нагревательное устройство в соответствии с другим аспектом первого варианта реализации предлагаемого изобретения.

На фиг.5 показан разрез сборной формы с нагревательным устройством в соответствии со вторым вариантом реализации предлагаемого изобретения.

На фиг.6 показан вид в рабочем состоянии сборной формы с нагревательным устройством в соответствии со вторым вариантом реализации предлагаемого изобретения.

На фиг.7 показано нагревательное устройство в соответствии с одним аспектом второго варианта реализации предлагаемого изобретения.

На фиг.8 показано нагревательное устройство в соответствии с другим аспектом второго варианта реализации предлагаемого изобретения.

На фиг.9 показан разрез сборной формы с нагревательным устройством в соответствии с третьим вариантом реализации предлагаемого изобретения.

На фиг.10 показано нагревательное устройство в соответствии с одним аспектом третьего варианта реализации предлагаемого изобретения.

На фиг.11 показано нагревательное устройство в соответствии с другим аспектом третьего варианта реализации предлагаемого изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое изобретение будет понятнее из следующего описания при рассмотрении его вместе с прилагаемыми чертежами, приведенными только с целью иллюстрации предпочтительных вариантов его реализации.

Согласно фиг.1 сборная форма с нагревательным устройством в соответствии с первым вариантом реализации предлагаемого изобретения содержит верхнюю форму 10, нижнюю форму 20, две проводящие пластины 30 и два провода 40.

Верхняя форма 10 содержит верхнюю контактную поверхность 11.

Нижняя форма 20 содержит проводящий слой 21, изготовленный из стали (или алюминия), нижнюю контактную поверхность 211 на проводящем слое 21, обращенную к верхней контактной поверхности 11, изолирующую поверхность 212 на проводящем слое 21, обращенную в противоположную сторону относительно нижней контактной поверхности 211, и изолирующий слой 22, сформированный на изолирующей поверхности 212. Формирование изолирующего слоя 22 возможно путем нанесения электрической изоляции, а формирование проводящего слоя 21 - путем анодирования.

Две проводящие пластины 30 размещены по обеим сторонам проводящего слоя 21 нижней формы 20.

Два провода 40 подсоединены к проводящим пластинам 30 и их сопротивление меньше сопротивления проводящего слоя 21. Соединительные провода выполнены из меди (или имеют покрытие из серебра или золота) и подключены к источнику питания 50.

Согласно фиг.2 при подаче переменного тока от источника питания 50 через соединительные провода 40 и проводящие пластины 30 на проводящий слой 21 нижней формы 20 переменный ток принимает нижняя контактная поверхность 211 проводящего слоя 21 и в результате происходит нагревание нижней контактной поверхности 211 нижней формы 20 от комнатной до рабочей температуры так, что зона нагрева ограничена внутри нижней контактной поверхности 211. Предлагаемое изобретение просто содержит верхнюю и нижнюю формы 10, 20, две проводящие пластины 30 и два провода 40, а также нагревательное устройство, поэтому обеспечивается возможность уменьшения его стоимости. Кроме того, поскольку нижняя контактная поверхность 211 нижней формы 20 принимает электрический ток, в предлагаемом изобретении возможно равномерное нагревание внешней поверхности сборной формы независимо от изменения профиля нижней контактной поверхности 211.

Следует заметить, что предлагаемое изобретение допускает регулирование частоты переменного тока, подаваемого от источника питания 50. Чем выше частота переменного тока и чем меньше толщина нижней контактной поверхности 211 нижней формы 20, тем быстрее будет нарастать температура.

Обратимся далее к фиг.3, где показано нагревательное устройство в соответствии с одним аспектом первого варианта реализации предлагаемого изобретения, в котором изолирующая поверхность 212 нижней формы 20 выполнена так, что она больше нижней контактной поверхности 211. Например, для увеличения протяженности изолирующей поверхности 212 изолирующая поверхность 212 образована рядом впадин и выступов. Поскольку изолирующая поверхность 212 нижней формы 20 больше нижней контактной поверхности 211, сопротивление по изолирующей поверхности 212 также больше сопротивления нижней контактной поверхности 211. Следовательно, электрический ток будет собираться на нижней контактной поверхности, поскольку он стремится протекать по участку с низким сопротивлением, и поэтому уменьшается время, необходимое для нагревания нижней контактной поверхности 211 от комнатной до рабочей температуры.

На фиг.4 показано нагревательное устройство в соответствии с другим аспектом первого варианта реализации предлагаемого изобретения: в изолирующем слое 22 нижней формы 20 предусмотрен охладительный канал 221, заполненный хладагентом, для охлаждения нижней формы 20 с целью увеличения срока службы сборной формы.

Согласно фиг.5 сборная форма с нагревательным устройством в соответствии со вторым вариантом реализации предлагаемого изобретения также содержит верхнюю форму 10а, нижнюю форму 20а, две проводящие пластины 30а и два провода 40а, и она аналогична первому варианту реализации изобретения, за исключением следующих особенностей. Верхняя форма 10а содержит изготовленный из стали (или алюминия) проводящий слой 11а, верхнюю контактную поверхность 111а на проводящем слое 11а, изолирующую поверхность 112а на проводящем слое 11а, обращенную в противоположную сторону относительно верхней контактной поверхности 111а, и изолирующий слой 12а, сформированный на изолирующей поверхности. Формирование изолирующего слоя 12а возможно путем нанесения электрической изоляции, а формирование проводящего слоя 11а - путем анодирования.

Нижняя форма 20а содержит нижнюю контактную поверхность 21а, обращенную к верхней контактной поверхности 111а.

Две проводящие пластины 30а размещены по обеим сторонам проводящего слоя 11а верхней формы 10а.

Два провода 40а подключены к проводящим пластинам 30а и их сопротивление меньше сопротивления проводящего слоя 11а. Соединительные провода 40а изготовлены из меди (или имеют покрытие из серебра или золота) и подключены к источнику питания 50а.

Обратимся далее к фиг.6. При подаче переменного тока от источника питания 50а через соединительные провода 40а и проводящие пластины 30а на проводящий слой 11а верхней формы 10а переменный ток принимает верхняя контактная поверхность 111а проводящего слоя 11а и в результате происходит нагревание верхней контактной поверхности 111а верхней формы 10а от комнатной до рабочей температуры так, что зона нагрева ограничена в предалах верхней контактной поверхности 111а.

На фиг.7 показано нагревательное устройство в соответствии с одним аспектом второго варианта реализации предлагаемого изобретения, позволяющее также уменьшить время, необходимое для нагревания верхней контактной поверхности 111а от комнатной до рабочей температуры, т.е. изолирующая поверхность 112а верхней формы 10а при этом выполнена так, что она больше верхней контактной поверхности 111а аналогично первому варианту реализации изобретения, поэтому дальнейшее описание здесь опускается.

На фиг.8 показано нагревательное устройство в соответствии с другим аспектом второго варианта реализации предлагаемого изобретения: в изолирующем слое 12а верхней формы 10а предусмотрен охладительный канал 121а, заполненный хладагентом для охлаждения верхней формы 10а с целью увеличения срока службы сборной формы.

Согласно фиг.9 сборная форма с нагревательным устройством в соответствии с третьим вариантом реализации предлагаемого изобретения также содержит верхнюю форму 10b, нижнюю форму 20b, две верхние проводящие пластины 30b, два верхних провода 40b, две нижние проводящие пластины 60b и два нижних провода 70b. Сборная форма с нагревательным устройством в соответствии с третьим вариантом реализации предлагаемого изобретения аналогична первому варианту реализации изобретения, за исключением следующих особенностей.

Верхняя форма 10а содержит изготовленный из стали (или алюминия) верхний проводящий слой 11b, верхнюю контактную поверхность 111b на верхнем проводящем слое 11b, верхнюю изолирующую поверхность 112b на верхнем проводящем слое 11b, обращенную в противоположную сторону относительно верхней контактной поверхности 111b, и верхний изолирующий слой 12b, сформированный на верхней изолирующей поверхности 112b. Формирование изолирующего слоя 12b возможно путем нанесения электрической изоляции, а формирование проводящего слоя 11b - путем анодирования.

Нижняя форма 20b содержит изготовленный из стали (или алюминия) нижний проводящий слой 21b, нижнюю контактную поверхность 211b на нижнем проводящем слое 21b, нижнюю изолирующую поверхность 212b на нижнем проводящем слое 21b, обращенную в противоположную сторону относительно нижней контактной поверхности 211b, и нижний изолирующий слой 22b, сформированный на нижней изолирующей поверхности 212b. Формирование изолирующего слоя 22b возможно путем нанесения электрической изоляции, а формирование проводящего слоя 21b - путем анодирования.

Две верхние проводящие пластины 30b размещены по обеим сторонам верхнего проводящего слоя 11b верхней формы 10b.

Два верхних провода 40b подключены к верхним проводящим пластинам 30b и их сопротивление меньше сопротивления верхнего проводящего слоя 11b. Соединительные провода 40b изготовлены из меди (или имеют покрытие из серебра или золота) и подключены к источнику питания 50b.

Две нижние проводящие пластины 60b размещены по обеим сторонам нижнего проводящего слоя 21b нижней формы 20b.

Два нижних провода 70b подключены к нижним проводящим пластинам 60b и их сопротивление меньше сопротивления проводящего слоя 21b. Соединительные провода 70b изготовлены из меди (или имеют покрытие из серебра или золота) и подключены к источнику питания 50b.

Обратимся далее к фиг.10, на ней показано нагревательное устройство в соответствии с одним аспектом третьего варианта реализации предлагаемого изобретения, также позволяющее уменьшить время, необходимое для нагревания верхней и нижней контактных поверхностей 111b, 211b от комнатной до рабочей температуры, т.е. верхняя изолирующая поверхность 112b верхней формы 10b и нижняя изолирующая поверхность 212b нижней формы 20b выполнены так, что они больше соответственно верхней контактной поверхности 111b и нижней контактной поверхности 211b подобно первому варианту реализации изобретения, поэтому дальнейшее описание здесь опускается.

Обратимся к фиг.11, на ней показано нагревательное устройство в соответствии с другим аспектом третьего варианта реализации предлагаемого изобретения: в верхнем изолирующем слое 12b верхней формы 10b и в нижнем изолирующем слое 22b нижней формы 20b предусмотрены соответственно верхний и нижний охладительные каналы 121b и 221b, заполненные хладагентом с целью увеличения срока службы сборной формы.

Несмотря на то, что здесь показаны и описаны различные варианты реализации предлагаемого изобретения, специалистам в данной области техники понятно, что возможны другие варианты исполнения в рамках предлагаемого изобретения.

Сборная форма с нагревательным устройством, используемая в термопластических или термореактивных процессах, содержит верхнюю форму с верхней контактной поверхностью, нижнюю форму, две проводящие пластины и два провода. Нижняя форма содержит проводящий слой, нижнюю контактную поверхность, сформированную на проводящем слое, обращенную к верхней контактной поверхности, изолирующую поверхность, сформированную на проводящем слое, обращенную в противоположную сторону относительно нижней контактной поверхности, изолирующий слой, сформированный на изолирующей поверхности. Две проводящие пластины расположены на проводящем слое нижней формы. Два провода подключены к проводящим пластинам и каждый из них имеет сопротивление меньше сопротивления проводящего слоя. Изолирующая поверхность нижней формы больше нижней контактной поверхности. Сборная форма согласно изобретению обладает низкой стоимостью и обеспечивает более равномерное распределение температуры по поверхности формы. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Сборная форма с нагревательным устройством, содержащая:
верхнюю форму с верхней контактной поверхностью,
нижнюю форму, содержащую проводящий слой, нижнюю контактную поверхность, сформированную на проводящем слое и обращенную к верхней контактной поверхности, изолирующую поверхность, сформированную на проводящем слое, обращенную в противоположную сторону относительно нижней контактной поверхности, изолирующий слой, сформированный на изолирующей поверхности,
две проводящие пластины, расположенные на проводящем слое нижней формы, и
два провода, подключенных к проводящим пластинам и имеющих сопротивление меньше сопротивления проводящего слоя,
причем упомянутая изолирующая поверхность нижней формы больше нижней контактной поверхности.

2. Сборная форма с нагревательным устройством по п.1, в которой упомянутый проводящий слой нижней формы изготовлен из стали или алюминия и упомянутые провода выполнены из меди или покрыты серебром или золотом.

3. Сборная форма с нагревательным устройством по п.1, в которой упомянутый изолирующий слой нижней формы снабжен охладительным каналом.

4. Сборная форма с нагревательным устройством, содержащая:
верхнюю форму, содержащую проводящий слой, верхнюю контактную поверхность, сформированную на проводящем слое, изолирующую поверхность, сформированную на проводящем слое и обращенную в противоположную сторону относительно верхней контактной поверхности, и изолирующий слой, сформированный на изолирующей поверхности,
нижнюю форму с нижней контактной поверхностью, обращенной к верхней контактной поверхности,
две проводящие пластины, расположенные на проводящем слое верхней формы, и
два провода, подключенных к проводящим пластинам и имеющих сопротивление меньше сопротивления проводящего слоя,
причем упомянутая изолирующая поверхность верхней формы больше верхней контактной поверхности.

5. Сборная форма с нагревательным устройством по п.4, в которой проводящий слой верхней формы изготовлен из стали или алюминия и соединительные провода выполнены из меди или покрыты серебром или золотом.

6. Сборная форма с нагревательным устройством, содержащая:
верхнюю форму, содержащую верхний проводящий слой, верхнюю контактную поверхность, сформированную на верхнем проводящем слое, верхнюю изолирующую поверхность, сформированную на верхнем проводящем слое и обращенную в противоположную сторону относительно верхней контактной поверхности, и верхний изолирующий слой, сформированный на верхней изолирующей поверхности,
нижнюю форму, содержащую нижний проводящий слой, нижнюю контактную поверхность, сформированную на нижнем проводящем слое, нижнюю изолирующую поверхность, сформированную на нижнем проводящем слое и обращенную в противоположную сторону относительно нижней контактной поверхности, и нижний изолирующий слой, сформированный на нижней изолирующей поверхности,
две верхние проводящие пластины, расположенные на верхнем проводящем слое верхней формы,
два верхних провода, подключенных к верхним проводящим пластинам и имеющих сопротивление меньше сопротивления верхнего проводящего слоя,
две нижние проводящие пластины, расположенные на нижнем проводящем слое нижней формы, и
два нижних провода, подключенных к нижним проводящим пластинам и имеющих сопротивление меньше сопротивления нижнего проводящего слоя,
причем упомянутая верхняя изолирующая поверхность верхней формы больше верхней контактной поверхности и нижняя изолирующая поверхность нижней формы больше нижней контактной поверхности.

7. Сборная форма с нагревательным устройством по п.6, отличающаяся тем, что верхний проводящий слой верхней формы и нижний проводящий слой нижней формы изготовлены из стали или алюминия и верхние и нижние соединительные провода выполнены из меди или покрыты серебром или золотом.