201699. lajstromszámú szabadalom • Présszerszám poli /tetrafluor-etilén/ előformatest egylépcsős sajtolására
1 HU 201699 B 2 A találmány poli(tetrafluor-etilén) (továbbiakban PTFE) előformatest sajtolására szolgáló présszerszám, mely lehetővé teszi a sajtolási művelet egy lépcsőben való elvégzését. A korszerű ipari technológiák számos területen igénylik a különleges műszaki paraméterekkel rendelkező PTFE-ből készült elemek alkalmazását, mivel hőállósága, elektromossággal szemben való tulajdonságai, vegyszerállósága, antiadhezív és siklási tulajdonságai révén nélkülözhetetlenné vált pl. az elektronika, a vegyipar, a gépipar és a technika más területén. A PTFE formatestek előállítását az a körülmény lényegesen befolyásolja, hogy az alapanyag 20-800 (j. szemcseméretű, Finom porszerű anyag, mely nem vihető kis viszkozitású ömledék halmazállapotba, mint ahogyan ez a hagyományos, hőre lágyuló műanyag feldolgozásánál a művelet alapja. A PTFE ismert feldolgozásának első lépéseként a por formájú anyagot determinált körülmények között (sajtolás sebessége, nyomás, a nyomás ideje, fajlagos nyomóerő, stb.) összepréselik. Ez a művelet az ún. előformázás. Az előformázás során a PTFE por térfogatának közel egyharmadára tömörödik össze. Ez a tömörödés pl. egy tiszta töltőteres szerszám esetén azt jelenti, hogy a felső nyomóbélyeg a szerszámba töltött port harmadrésznyire összepréseli. Tehát pl. egy 30 mm magas töltőterű szerszámmal a felső nyomóbélyeg 20 mm mélyen a szerszámba hatol, miközben 10 mm-nyire sajtolja össze a PTFE port. Egyalakos formatest, pl. egy nyakrésszel ellátott korong, melynél a korong lapvastagsága 3 mm, az ebből kiemelkedő nyakrész vastagsága 10 mm, nem gyártható a hagyományos tisztatöltőteres PTFE-szerszámokkal, mert a felső nyomóbélyegnek ebben az esetben két különböző elmozdulást kellene végeznie, a korongrésznél 6 mm-t, a nyakrésznél viszont 20 mm-t kellene elmozdulnia. Mivel ez kivihetetlen, új szerszámkonstrukció kidolgozása vált szükségessé. A technika ismert állása szerint több irányban történt a fejlesztés. Egyik irányzatot mutatja be az I. C. I. Fluon Technical date shet FTD kiadvány. (156-6. ábrák) A megoldás szerint az előformázáshoz speciális gumibetétek szükségesek a szerszámba a préselés második lépcsőjében. Azonban a tapasztalat szerint a fellépő igen magas előformázási nyomás következtében ezek a gumibetétek olyan maradó deformációt szenvednek, amit a szerkezeti anyag nem tud relaxálni, azokat új darabokkal kell pótolni, ez pedig tetemes termelési költésnövekedést jelent. A technológiai többletidő abból áll, hogy első lépésben egy kisebb fajlagos nyomással, pl. 40 kg/cm- nyomóerővel alakítják ki a darab egyik szelvényét, majd a szerszámot megbontják, betétet helyeznek a szerszámüregbe, újabb PTFE-port töltenek be és a gumielemek behelyezésével elvégzik a második préselést, most már a végleges fajlagos nyomással, ami kb. 200 kg/cm2. Mint látható, ez a művelet lassú, költség- és anyagigényes. Egy másik irányzat szerint több hidraulikus rendszer egyidejű, de különböző mértékű, sebességű elmozdulásával hozzák létre a nyírásmentes PTFE préselés feltételeit. (Du-Pont-féle eljárás.) A 901. 184 ljsz. angol szabadalmi leírás ez utóbbival analóg megoldást ismertet. Hátránya azonban az, hogy minden egyes préselés előtt pontos anyagbemérés szükséges, külön kell bemérni a nyakrész PTFE-pormennyiségét, a betétként elhelyezett csapszeg illesztése igen nehézkes, a két, egymástól függetlenített hidraulika-rendszer alkalmazása elkerülhetetlen és problémát jelent a két hidraulika-rendszer összhangban való működtetése. A megoldás igen bonyolult és legalább kétszeres technológiai időigényt jelent, mint az egy lépcsőben végrehajtható préselés. A találmány célkitűzése fenti megoldásoknál gyorsabb és egyszerűbb megoldás biztosítása alakos PTFE- darabok préselésének egy lépcsőben való elvégezhetőségére, ugyanakkor az igen költséges több hidraulikás precíziós szerszámok feleslegessé tétele. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a különböző falvastagságú részeket tartalmazó alakos PTFE formatest úgy állítható elő egylépcsős préseléssel, ha az előfonna egyes eltérő falvastagságú elemei rugóerővel szemben való elmozdulás útján kapják meg a szükséges fajlagos nyomást. A fenti célkitűzésnek megfelelően a találmány présszerszám PTFE előformatest egylépcsős sajtolására, mely fém alakostestet befogadó alsó nyomóbélyegből, felső nyomóbélyegből, a kettőt befogadó szerszámházból és álló szerszámrészből van, s meghatározója, hogy az álló szerszámrész furatába helyezett vezetőcsap, továbbá a sajtolandó PTFE előformatestbe rögzítendő fém alakostest alatt a felső nyomóbélyegre gyakorolt nyomóerő ellenébe ható, a PTFE-tömeg egészére egyenletesen megosztott nyomóerőt biztosító támasztórugói, valamint csapszegtartó rugója van. A találmány előnye, hogy általa könnyen megoldható egy 3 és (10 mm falvastagságú részt egyaránt tartalmazó formatest mindkét felületén azonos nyomás biztosítása a nyomóbélyegtől, ezáltal a sajtolt test anyagsűrűsége egyenletes legyen minden keresztmetszetben, kiküszöbölhető az a jellegzetes PTFE sajtolási hiba, ami az egyenlőtlen nyomásra származtatható vissza, hogy a nem megfelelő fiziko-mechanikai tulajdonságokkal rendelkező késztermékben a nyakrész és a korong találkozásánál gyenge a szakítószilárdság. A továbbiakban a találmány kiviteli alakját rajz keretében mutatjuk be, ahol az 1. ábra a szerszám vázlatos rajza, részben metszetben, a fontosabb elemek feltüntetésével. A találmány szerinti présszerszám 1 szerszámházában 2 álló szerszámrész van, melynek furatában 8 vezetőcsap foglal helyet. A 8 vezetőcsapok száma a szerszám méretének függvénye. A 8 vezetőcsap alatt 6 támasztórugó van, mely lényegében méretezett tekercsrugó. A 8 vezetőcsapok feladata 3 alsó nyomóbélyeg megtámasztása. A 3 alsó nyomóbélyegben 5 fém alakostest van elhelyezve. Az 5 fém alakostest alatt 7 csapszegtartó rugó van, mely ugyancsak tekercsrugó és feladata az 5 fém alakostest biztosítása, helyzetrögzítése. Az 1 szerszámházba illeszkedő 4 felső nyomóbélyeg alatt az összesajtolandó PTFE-por van. A találmány szerinti présszerszám használata az alábbiak szerint történik: az 5 fém alakostestet préselés előtt a 7 csapszegtartó rugóval a 2 álló szerszámrészbe illesztett 3 alsó nyomóbélyeg megfelelő fészkébe helyezzük, majd a PTFE-port betöltjük az 1 szer5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
