FI88894B - Foerfarande och anordning foer paofoering av en ytpressning pao pressbanddrivna arbetsstycken - Google Patents

Description

Menetelmä ja laite pintapuristuksen tuomiseksi puristushihna- käyttöisiin työkappaleisiin τ 88894

Kyseessä oleva keksintö koskee menetelmää sekä laitetta pintapuristuksen tuomiseksi puristushihnakäyttöisiin työkappa-leisiin kuten esimerkiksi jatkuvasti siirrettäviin materiaa-liratoihin, jotka ovat myös laminaattien tai vastaavien muodossa .

Tunnetuissa menetelmissä ja laitteissa (DE-OS 24 21 296) tiivistetyssä, puristushihnan toiselta puolelta määrittämässä vaikutusvyöhykkeessä pintapuristuksen saa aikaan kaasumaisen tai nestemäisen paineväliaineen paine. Tällöin esimerkiksi painekammio voidaan rajata ympäri kiertävällä, tavallisesti suunnilleen nelikulmaiseksi muotoillulla tiivisteellä ja itse painekammiota rajoittaa tällöin toisella puolella pyörivä puristushihna ja takasivulla painelevy, joka on samalla myös kuumennuslevy, niin että paineväliaine voidaan myös kuumentaa vaikutusvyöhykkeessä, koska useimmiten tällaisilla painekam-mioilla varustetut hihnapuristimet, esimerkiksi kaksoishihna-puristimet, vaativat ohikulkevan työkappaleen kuumentamisen ja/tai jäähdyttämisen.

Sinänsä juoksevat paineväliaineet, kuten esimerkiksi ilma ja öljy, ovat erityisen soveliaita käsiteltävyyden, hallittavuuden ja säädön herkkyyden vuoksi. Ongelmalliseksi jää se, että kuumennuslevyn takasivun ja päättömän puristushihnan välisessä vaikutusvyöhykkeessä oleva painekaasukerros vaikuttaa lämmönsiirtoa koskien eristävästi painekammiossa. On yritetty . . (DE-OS 24 21 296) korvata vielä voimakkaammin eristäviä kaa sumaisia paineväliaineita nesteillä, erityisesti öljyllä tai nestemäisellä metallilla. Koska nestemäiset metallit tässä käyttötarkoituksessa ja tässä käyttöalueessa tuskin osoittautuvat teknisesti hallittaviksi, ei öljyn käyttö ole tuonut mitään tehokasta parannusta, koska öljyn lämmönjohtavuus saavuttaa maksimissaan vain kolminkertaisesti ilman lämmönjohtavuuden arvon ja tämän lisäksi voi esiintyä huomattavia li- 2 88894 kaantumisongelmia .

Sen vuoksi on ehdotettu tehdä lisäksi lämpösiltoja (DE-PS 33 25 578) painekenkien välityksellä suoran lämmönjohtumisen takaamiseksi kuumennuslevystä päättymättömään puristushih-naan. Näillä lämmönjohtumiseen vaikuttavilla painekengillä on kuitenkin merkittäviä haittapuolia. Ottamatta huomioon hyvin suurta voimantarvetta puristushihnan käyttämiseksi muodostuu painekenkiin metallista kulumista, joka asettaa kyseenalaiseksi painekammion ympärikiertävän tiivistyksen toiminnan.

Lopuksi ovat myös jo järjestelmät tunnettuja, joissa ei kuumenneta paineväliainetta vaikutusalueessa vaan jossa syötetään höyryä (US-PS 21 35 763) tai kuumaa vettä (DE-OS 19 53 816) vaikutusalueeseen kierrossa. Kuumennus tapahtuu vaikutusalueen ulkopuolella ja höyryä ja kuumaa vettä syötetään ja johdetaan pois tavanomaisilla nopeuksilla. Nämä järjestelmät ovat ennen kaikkea sen vuoksi käytännössä osoittautuneet käyttökelvottomiksi, koska syötetty kuuma paineväliaine jäähtyy luonnostaan kulkiessaan vaikutusalueen läpi. Koska tällaiset vaikutusalueet ovat suhteellisen pitkiä, ei lämpötilan lasku tuloaukosta poistoaukkoon työkappaleen läpikulkusuun-nassa ole toivottua.

Kyseessä olevan keksinnön tehtävänä on sen vuoksi esitellä sen tyyppinen menetelmä ja laite, jossa lämmönsiirto vaiku-tusvyöhykkeessä kuumennus- tai jäähdytyslevyksi muodostetun painelevyn ja puristushihnan välissä paranee ratkaisevasti.

Keksinnön mukainen ratkaisu ilmenee menetelmän osalta patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosasta, laitteen osalta päälaite-vaatimuksesta.

On täysin yllättäen käynyt ilmi, että vaikutusvyöhykkeessä olevan paineenalaisen nestemäisen väliaineen suhteellisen rajun pakkoliikkeen avulla sen kyky siirtää lämpöä puristus-hihnaan lisääntyy merkittävästi ja niin voimakkaasti, että lämmönsiirto on parempi kuin esimerkiksi tunnettujen paine- 3 88894 kenkien avulla. Rajulla pakkoliikkeellä vaikutusvyöhykkeessä käyttöpaineessa oleva nestemäinen väliaine omaksuu tällöin lämmönsiirtäjän tehtävän vaikutusaluetta rajoittavalta lähet-timenä olevalta kuumennuslevyltä puristushihnaan, jolloin on korostettava, että tarkoin samalla tavalla tapauksessa, jossa tarvitaan jäähdytystä, tapahtuu myös merkittävästi parantunut jäähdytys. Lämpövirran suunta kulkee ainoastaan päinvastoin puristushihnasta.

Tässä järjestelmässä, jossa lämmönluovuttaja ja lämmönvas-taanottaja rajoittavat vaikutusalueen, asettuu lämpötilagra-dientti yksinomaan lämmönluovuttajasta vastaanottajaan. Pai-neväliaine vaikuttaa ainoastaan välittäjänä tai kuten väli-kerros, jolla on tällöin pakkoliikkeen vaikutuksesta hyvin suuri lämmönsiirtoarvo.

Edelleen on korostettava, että kovassa pakkoliikkeessä muodostuvat kitkahäviöt muuttuvat täysin lämmöksi ja siten lämmönsiirron tapauksessa auttaa kuumentamista. Määrätyissä tapauksissa voidaan ainakin tilapäisesti lämmönluovuttaja kytkeä pois päältä vieläpä kokonaan.

Edelleen on osoittautunut, että sen vuoksi, että väliaineen pakkoliikkeen nopeus on säätösuurena, on mahdollista säätää lämmönsiirtoa hyvin yksinkertaisesti ja hyvin herkästi. Tällöin kulloinenkin annettu käyttöpaine ja työkappaleen läpime-nonopeus ovat parametreinä. On myös korostettava, että käyt-töhäiriöissä ja tuotannon lopussa siirretty lämpömäärä putoaa tällöin yhdellä iskulla, koska tässä tapauksessa pakkoliikkeen lakatessa ja kytkettäessä pois mahdollinen kuumennus väliaine toimii vaikutusalueessa paikallaan ollessaan eristyskerroksena kuumennuslevyn ja puristushihnan välissä. Näin ollen esiintyy ainoastaan hyvin pientä hitauskäyttäytyrnistä eikä erityisesti mitään kuumennusenergia-siirron jäyhyyslii-kettä.

Pakkoliikkeen laajuus riippuu käyttöpaineesta ja halutun lämmönsiirron määrästä. Joka tapauksessa tarkoituksenmukaisesti K 88894 liikutetaan niin kovasti, että paineväliaineen turbulenttinen liike on mahdollista. Kaasumaisille väliaineille ovat osoittautuneet pakkoliikenopeudet 10-50 m/s, edullisesti 20-40 m/s, ja nestemäisille väliaineille 2-5 m/s, edullisesti 4-5 m/s hyvin tarkoituksenmukaisiksi.

Keksinnöllisen ajatuksen tarkoituksenmukaiset muodot sisältäen erityisesti myös vastaavan laitteen konstruktiiviset muodot on esitetty alivaatimuksissa. Suoritusesimerkkejä selitetään tämän jälkeen lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin.

Piirustuksissa esittävät

Kuviot 1 - 3 voimakkaasti kaaviollistettuja suoritusmuotoja keksinnön mukaisesta laitteesta.

Kuviossa 1 esitetyssä laitteiston suoritusmuodossa, jolla pintapuristus samoin kuin lämpö tuodaan puristushihnakäyttöi-seen työkappaleeseen, on esitetty tavallisesti teräksinen pyörivä puristushihna 1, joka kiertää kääntötelojen 2 ympäri ja siirtää jatkuvasti työkappaletta 3, kuten esimerkiksi raa-ka-ainerataa, joka on myös laminaatin muodossa, ja pitkin vaikutusvyöhykettä 4, joka esitetyssä suoritusmuodossa muodostuu painekammiosta, jota rajoittaa toiselta puolelta puristushihna 1 ja vastakkaiselta puolelta paine- ja kuumennus-levy 5 samoin kuin edelleen tunnetut ympärikiertävät erikois-tiivisteet 6. Vaikutusvyöhykkeessä 4 tai painekammiossa vaadittava pintapuristus saadaan aikaan tunnetulla tavalla esimerkiksi kaasumaisen, käyttöpaineessa olevan paineväliaineen välityksellä. Painekammio on tällöin tavalliseen tapaan yhteydessä kompressoriin (ei esitetty), joka myös jatkuvasti tasaa mahdolliset vuotohäviöt. Puristus- ja kuumennuslevyssä on kuumennuslaite 7- Lisäksi vaikutusvyöhykkeessä olevaa pai-neenalaista kaasumaista väliainetta varten on pakkoliikelaite. Esitetyssä suoritusmuodossa tätä varten paine- ja kuumennus-levy 5 on mitoitettu suhteellisen suureksi ja siihen on yhdistetty tuuletin 8, joka on yhdistetyn paine- ja imujohdon 9 5 88894 välityksellä yhteydessä vaikutusvyöhykkeeseen 4 ja paineen-alaisena oleva kaasu vaikutuskammiossa 4 pakotetaan kiivaaseen liikkeeseen, edullisesti niin voimakkaasti, että syntyy turbulenssi virtaus, joka johtaa erinomaisen korkeaan lämmönsiirtoon paine- ja kuumennuslevyn 5 ja puristushihnan 1 välissä.

Lämmönsiirron määrää on mahdollista säätää hyvin tarkasti sekä käyttöpaineen että erityisesti myös virtausnopeuden a-vulla. Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa on esimerkiksi ajateltavissa olevalla yksinkertaisella tavalla huolehdittu siten voimakkaasta kuumennuksesta vaikutusalueen 4 ensimmäisessä leikkauksessa, työkappaleen 3 läpikulkusuunnassa nähtynä, että tässä on taaemman leikkauksen suhteen vaikutusalueella 4 tai painekammiolla kavennettu poikkileikkaus paineja kuumennuslevyssä 5 olevan ulkonevan olakkeen välityksellä siten, että tässä ensimmäisessä vaikutusvyöhykeleikkauksessa 4a tulee suurempi virtausnopeus.

Kuviossa 2 esitetyssä suoritusmuodossa on periaatteessa samassa laitekonstruktiossa paine- ja kuumennuslevy 5a, jonka vaikutusvyöhykkeeseen 4 on sijoitettu yksi tai useampia esitetyssä suoritusmuodossa 2 tuulettimien 8a muodossa olevia pakkoliikelaitteita, joiden pyörivät siivet 8b on muodostettu lattasiiviksi ja ulottuvat ainakin osaksi vaikutusvyöhykkeeseen 4.

Molemmat kuvioiden 1 ja 2 mukaiset suoritusmuodot lumoavat kompaktilla, lämpöhäviöitä hyvin vähän pitävällä ja kaikkia liitosongelmia välttävällä rakennetavalla.

Kuviossa 3 esitetyssä, mahdollisesti samanlaisen periaatteellisen rakenteen omaavassa suoritusesimerkissä on esitetty etupaine- ja kuumennuslevy 5b, jossa tilasyistä tulo- ja pa-luujohdot 10 on johdettu pois paine- ja kuumennuslevyn 5b yli. Johtoon 10 on kerran jälleen yhdistetty tuuletin 8 samoin kuin edelleen myös on kytketty kompressori 11, jolla samalla voidaan myös vuotohäviöt jatkuvasti täydentää. Käyt- 6 88894 töpaineessa oleva esimerkiksi kaasumainen väliaine kuumenee myös tässä vaikutusvyöhykkeessä M välittömästi ja sen kiivas pakkoliike tässä vaikutusvyöhykkeessä 4 edellyttää myös tässä lämmönsiirtokyvyn huomattavaa suurenemista.

Kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa on edelleen esitetty, että vaikutusvyöhykkeeseen M voi liittyä puristushihnan 1 ja siten työkappaleen 3 kuumentamiseksi vaikutusvyöhyke Ma, jolla on periaatteessa tarkasti sama rakenne, jolloin ainoastaan tässä lämmönsiirron suunta on päinvastainen, siis on muodostettu jäähdytysvyöhyke, jossa paine- ja jäähdytyslevy 5c on varustettu jäähdytyslaitteella 7a. Tarkasti samalla tavalla myös tässä jäähdytyskyvyn nostamiseksi merkittävästi pakotetaan paineenalainen kaasumainen väliaine vaikutusvyöhykkeessä Ma kiivaaseen liikkeeseen, jota varten jälleen on varustettu tuuletin 8. Myös tässä on kompressori 11. Pakkoliikelaitteena voidaan myös käyttää kiertomäntäpuhallinta tai kompressoria.

Työskenneltäessä nestemäisen paineväliaineen kanssa on tuulettimien tilalla pumput.

Keksinnön mukainen menetelmä muodostuu siitä, että pintapu-ristuksen tuomiseksi ja lämmön siirtämiseksi puristushihna-käyttöisiin työkappaleisiin kuten tähän asti tiivistetyssä vaikutusvyöhykkeessä M, Ma muodostetaan pintapuristus nestemäisen paineväliaineen paineella ja vaikutusvyöhyke M, Ma kuumennetaan tai myös jäähdytetään ja että lisäksi käyttöpaineessa oleva paineväliaine pakotetaan vaikutusvyöhykkeessä kiivaaseen liikkeeseen, jolloin tarkoituksenmukaisessa muodossa pakkoliike suoritetaan niin kiivaasti, että vaikutus-vyöhykkeessä käyttöpaineessa oleva paineväliaine muuttuu tur-bulenttiseksi virtaukseksi. Kaasumaisella paineväliaineella noin 20-M0 m/s ja nestemäisellä paineväliaineella M-5 m/s virtausnopeudet ovat osoittautuneet hyvin tarkoituksenmukaisiksi. Kiivas pakkoliike voi tapahtua paikalla yksinomaan vaikutusvyöhykkeessä. Kuitenkin myös vaikutusvyöhykkeen kuuluessa mukaan suljetussa kierrossa voi olla pakkokierrätys.

i 7 88894 Lämmönsiirron määrää voidaan säätää tarkasti muuttamalla pai-neväliaineen virtausnopeutta ja/tai painetta.

Keksinnöllisen vaikutuksen saavuttamiseksi paineväliainetta ei tarvitse johtaa suljettuun kiertoon; voidaan myös suurentaa painekammion ympäri kiertävän rajoittavan tiivisteen alueessa kaasumaisen paineväliaineen häviötä ja korvata paine-kammiosta pois virtaava paineväliaine syöttämällä jatkuvasti vastaava määrä paineväliainetta.

On myös mahdollista jakaa painekammio läpivirtaussuunnassa tai tähän nähden poikittaisessa suunnassa kahteen tai useampaan vyöhykkeeseen, joissa on erilaiset virtausnopeudet. Näin on saavutettavissa haluttu lämpötilakäyrä ja haluttu lämpötila-jakautuma tuoteradan leveydellä.

Claims (7)

1. Menetelmä puristushihnan liikuttamiin työkappaleisiin kohdistuvan pintapuristuksen aikaansaamiseksi, jossa menetelmässä ympäri tiivistetty painekammio (4, 4a, 4b), joka toiselta puolelta rajoittuu paine- ja kuumennus- tai jäähdy-tyslevyyn (5, 5a, 5b, 5c) ja toiselta puolelta puristushih-naan (1), saatetaan paineen alaiseksi juoksevan paineväliai-neen avulla, tunnettu siitä, että puristushihnan (1) ollessa kiertoliikkeessä lämmön siirtymistä kuumennuslevystä (5, 5a, 5b) puristushihnaan (1) ja puristushihnasta (1) jäähdytysle-vyyn (5c) lisätään painekammiossa (4, 4a, 4b) olevan paine-väliaineen pakkoliikkeellä, jossa paineväliaine liikkuu virtausnopeudella 2-50 m/s, edullisesti 20-40 m/s, paineväli-aineen ollessa kaasumaista ja virtausnopeudella 4-5 m/s pai-neväliaineen ollessa nestemäistä, ja paineväliaineen lämmön-siirtokyvyn astetta säädetään käyttöpaineella tai virtausnopeudella ja että puristushihnan (1) seistessä paikallaan paineväliaineen pakkoliike pysäytetään.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että juokseva paineväliaine saatetaan pakkoliikkeeseen sen ollessa vaikutusvyöhykkeessä (4).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että juoksevaa painevällainetta pakkoliikutetaan suljetussa, vaikutusvyöhykkeen (4) sisältävässä kierrossa.

4. Laitteisto yhden tai useamman edellä olevan patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän suorittamiseksi, jossa laitteistossa on puristushihna (1), joka rajoittaa toiselta puolelta painekammiota (4, 4a), jota rajoittaa lisäksi viereinen paine- ja kuumennus- tai jäähdytyslevy (5, 5a, 5b, 5c) ja levyn ja puristushihnan (l) välissä oleva kammion ympäri kiertävä tiiviste (6) ja johon on syötettävissä käyttöpaineessa olevaa juoksevaa painevällainetta, jolloin painekam-mioon (4, 4a) on järjestetty pakkoliikelaite (8, 8a, 8b) juoksevan paineväliaineen pakkoliikkeen aikaansaamiseksi, 9 88894 tunnettu siitä, että pakkoliikelaite on tuuletin (8) tai pumppu.

5. Patenttivaatimuksen ' 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että tuuletin (8) tai pumppu on yhdistetty paine- ja kuumennuslevyyn (5).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pakkoliikelaite muodostuu yhdestä tai useammasta tuulettimesta (8a, 8b), joiden siivet (8b) ulottuvat paine-kammioon (4) .

7. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 4-6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että painekammiossa (4) on pienennetyn virtauspoikkileikkauksen omaava vyöhyke (4a).