AT410186B - Einrichtung zum formen sphärischer gegenstände - Google Patents

Description

AT 410 186 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Formen sphärischer Gegenstände aus Abschnitten von zu einem Strang zusammengefaßten, mit gleichmäßig verteilten Schnitten versehenen Bahnen aus formbeständigem, unelastischem Material, z.B. Metallfolien, wobei die Formeinrichtung einen feststehenden Teil und einen relativ zu diesem beweglichen Teil aufweist.

Es ist bereits eine Einrichtung bekannt, bei der Folienmaterial gleichmäßig mit zueinander und zur Bandlängsrichtung parallel verlaufenden Schnitten durchsetzt wird. Das so hergestellte Band wird dann quer zur Bandlängsrichtung gestreckt, um solcherart ein weitmaschiges Gitter zu erhalten. Das so gestreckte Material wird dann zu einem Strang zusammengefaßt und in kurze Abschnitte zerteilt, welche dann in Formpressen zur genannten Form gedrückt werden. Eine solche Ausbildung hat den Nachteil, daß ein gleichmäßiges, über die ganze Bandbreite verlaufendes Strecken nur aufwendig durchzuführen ist, und daß zusätzlich durch den Preßvorgang ein Teil der Querschnittsvergrößerung, die durch das Strecken erzielt wird, wieder zunichte gemacht wird. Der Preßvorgang erfolgt überdies diskontinuierlich, sodaß dazu spezielle Einrichtungen erforderlich sind.

In der Druckschrift DE 197 19 312 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Kugeln aus vollem Material durch Walzen von Abschnitten aus einem zylindrischen Strangmaterial mit zwei relativ zueinander verlagerbaren Walzbacken beschrieben. Jede der Walzbacken weist eine sich in Verlagerungsrichtung erstreckende Umformnut auf, wobei einander mit der offenen Seite gegenüberliegende Umformnuten zusammen einen Umformkanal ergeben. Die Umformnuten weisen eine sich kontinuierlich von einem Rechteck-Querschnitt zu einem Kreisquerschnitt verändernde Geometrie auf, um den zylindrischen Strangabschnitt zu einer Kugel umzuformen. Der zylinderförmige Rohling wird somit aufgrund des sich verändernden Querschnittes des Umformkanals durch Verpres-sen zu einer Kugel umgeformt.

In ähnlicher Weise offenbart die Patentschrift US 2 358 378 eine Methode zum Formen von Metallkugeln, wobei ein Rohling durch Verpressen in Umformnuten, die einen sich ändernden Querschnitt aufweisen, hergestellt wird.

Die Druckschrift EP 0 699 176 A2 beschreibt eine Formeinrichtung der eingangs genannten Art, die einen aus einem Gehäuse gebildeten feststehenden Teil und einen relativ zu diesem, aus einem Einrollsteg gebildeten, beweglichen Teil aufweist, welcher wendelförmig nach oben ansteigt. Der Einrollsteg und das Gehäuse bilden zusammen einen Ringraum, der allmählich sich verengend ausgebildet ist. Das durch den Ringraum geförderte mit den Schnitten versehene Folienmaterial erfährt während des Durchganges durch den sich verengend ausgebildeten Ringraum eine Pressung, bei der es verdichtet wird.

Die in den vorgenannten Druckschriften beschriebenen Ausbildungen weisen alle den Nachteil auf, daß das Ausgangsmaterial durch Verpressen in die gewünschte Kugelform gebracht wird. Durch solche Pressvorgänge tritt jedoch eine Verdichtung des Materials und somit eine Verringerung der wirksamen Oberfläche ein. Die Erzielung sphärischer, konstante Größe bei behaltender Formkörper, die in einem mit Flüssigkeit oder Gas gefüllten Raum wenig Volumen wegnehmen und dennoch eine möglichst große Oberfläche besitzen, ist durch die oben beschriebenen Verfahren nicht zufriedenstellend möglich. Derartige sphärische Formkörper sind für eine Reihe von Anwendungen, z.B. als Explosionsschutz od. dgl. für Tanks für leicht entzündbare Flüssigkeiten, sehr nützlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher ohne Streckeinrichtung und ohne Preßeinrichtung das Auslangen gefunden werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise der bewegliche Teil der Formeinrichtung einen jeweils konstanten Abstand zum feststehenden Teil der Formeinrichtung aufweist, wobei der bewegliche Teil als rotierende Scheibe oder Walze ausgebildet ist, die an ihrer Mantelfläche mit einer oder mehreren in Umfangsrichtung umlaufenden Profilnuten versehen ist, und der feststehende Teil einen Teil des Umfanges der Mantelfläche umgreift und eine zu dieser parallele, mit gegenüberliegende(n) Profilnut(en) versehene, Zylindermantelfläche aufweist, und daß die Innenflächen der Profilnuten einen hohen Reibungskoeffizienten aufweisen. Durch eine solche Ausgestaltung wird bewirkt, daß eine Materialbearbeitung durch reine Knet-und Knüllbewegungen ohne Druckausübung, stattfindet. Eine weitere Besonderheit liegt in der Ausbildung von Profilnuten mit Innenflächen mit einem hohen Reibungskoeffizienten, wodurch 2

AT 410 186 B auch eine "Verknüllung" und "Verknetung" von aus der Oberfläche herausragenden Materialstreifen erzielt und ein "Durchrutschen" der Rohlinge, wie dies bei Profilnuten mit glatten Innenflächen der Fall wäre, verhindert wird. Dies ist sehr wichtig, weil dadurch ein gegenseitiges Verhaken von etwaigen aus der Oberfläche herausragenden Materialstreifen und eine dadurch bewirkte Bildung größerer Klumpen, die die enge Aneinanderlagerung der Kugeln verhindern, unterbunden wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der feststehende Teil den beweglichen Teil etwa um 180° umschlingt, wobei am oberen Ende des feststehenden Teiles eine Einwurföffnung für die Abschnitte des Stranges und am unteren Ende desselben eine Auswurfrinne od. dgl. angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung wird bewirkt, daß einerseits eine genügend lange Strecke zum Formen der Gegenstände vorhanden ist und daß anderseits das Eingeben der Abschnitte und das Auswerfen der geformten Körper ohne zusätzliche Förderorgane erfolgen kann.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Innenflächen der Profilnuten mit z.B. mittels Epoxidharz oder galvanisch gebundenem, körnigem, hartem Material, beispielsweise Quarzsand, Hartmetallsplit oder Carborund, beschichtet sind. Durch eine solche Ausführungsform werden die für die gewünschte Knet- und Knüllbewegung notwendigen "rauhen Innenflächen" erreicht, und zwar aus einem sehr dauerhaften und gegen Verschleiß beständigem Material, wodurch der gewünschte Effekt zuverlässig erzielt wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfidungsgegenstandes dargestellt. Fig. 1 zeigt teilweise geschnitten eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die obere Teiieinrichtung zum Schneiden der Bahn. Fig. 3 stellt eine Rückansicht der in Fig. 2 wiedergegebenen Teileinrichtung dar. Fig. 4 veranschaulicht schematisch Beispiele für Querschnittsformen der Formungseinrichtung.

Mit 1 ist eine mit gleichmäßig verteilten durch die Materialstärke hindurchgehenden Schnitten versehene Bahn bezeichnet, die zu einem Strang 2 in einem als Führung 3 dienenden Trichter zusammengeführt wird. An diesem Trichter ist eine Vorschubeinrichtung 4 vorgesehen, die Sternräder 5, 6 aufweist, die durch Durchbrechungen 7, 8 in der Wandung des Halses des die Führung 3 bildenden Trichters in das Innere des Halses hineinragen und mit dem Strang 2 in Eingriff kommen. Anstelle der dargestellten Sternräder können auch miteinander kämmende Zahnräder oder -walzen vorgesehen sein, die im Bereich des Stranges einen Freiraum in der Verzahnung aufweisen, der z.B. durch je eine umlaufende Nut gebildet ist. In diesem Freiraum wird der Strang so weit geklemmt, daß ein Mitnehmen bzw. Vorschieben erreicht, ein endgültiges starkes Zusammendrücken vermieden ist.

Unterhalb des Ausganges des Trichterhalses ist eine Schneideinrichtung 9 angeordnet, welche durch eine mit zwei Schneiden 10, 11, die übereine Schwenkachse 12 verbunden sind, versehene Schere gebildet ist. Die beiden Schneiden sind entgegen der Kraft einer oder mehrerer Federn 13 durch zwei Nockenräder 14 und 16 verschwenkbar, welche an den einander zugewandten, mit den zugeordneten Enden der Scherenschneiden 10, 11 in Eingriff stehenden Flanken Nockenflächen 15, 17 besitzen. Die beiden Nockenräder 14, 16 sind miteinander über eine Hülse 18 verbunden. Diese Nockenflächen 15, 17 nehmen etwa die halbe Umdrehungsfläche der Nockenräderfläche ein, wobei der Anstieg zur höchsten Nockenerstreckung stetig, der Übergang auf die die andere Hälfte der Umdrehungsfläche stufenartig erfolgt. Dies bewirkt, daß beim Auflaufen auf die Nockenfläche die Schere geschlossen wird, was zu einem Abschneiden des zu formenden Teiles des Stranges führt, wonach dann die Schere abrupt geöffnet wird, so daß eine weiteres Stück des Stranges zwischen den Scherenschneiden hindurchgeführt werden kann, bis sich die Schere wieder schließt. Während des Schneidens steht die Vorschubeinrichtung 4 still, um einen Materialstau während des Schließens der Schere zu verhindern. Für diesen intermittierenden Vorschub ist eine Freilaufeinrichtung vorgesehen, welche vorliegend als Klinkensteuerung ausgebildet ist. Dazu ist die Antriebswelle für die Nockenräder 14, 16 verlängert und weist an dem freien Ende ein Kurbelrad 19 auf, das drehschlüssig an dieser Welle sitzt. An diesem Kurbelrad 19 ist ein Pleuel 20 mit seinem einen Ende angelenkt, dessen anderes Ende mit einer Schwenkkurbelscheibe 21 verbunden ist, die frei drehbar auf der Antriebswelle 24 eines der Stemräder 5, 6, vorliegend Antriebsrad 6, gelagert ist. Drehschlüssig am freien Ende dieser Antriebswelle 24 ist ein Klinkenrad 22 vorgesehen, auf welches eine an der Schwenkkurbelscheibe 21 gelagerte Klinke 23 einwirkt. 3

Claims (4)

1. AT 410 186 B Unterhalb der Schneideinrichtung 9 ist ein mit einem beweglichen Formteil 26 zusammenwirkender fester Formteil 27 vorgesehen, der dem Auslaß des Trichterhalses gegenüberliegend eine Einwurföffnung 28 aufweist. An den einander zugewandten Flächen weisen beide Formteile Nuten 29 und 30 auf, wobei diese Nuten einander direkt gegenüberliegen und in Richtung der Relativbewegung zwischen den beiden Teilen verlaufen. In vorliegenden Beispiel ist der bewegliche Formteil als rotierende Walze und der feststehende Formteil als ein die Walze teilweise, etwa 180°, umschließender Mantel ausgebildet, wobei der Mantel im wesentlichen am Zenit der Walze beginnt und am diametral gegenüberliegenden unteren Bereich endet. Die Nuten sind in den einander zugewandten Mantelflächen vorgesehen und verlaufen in Umfangsrichtung. Die Nuten in nenwan-dungen sind mit einer Oberfläche hohen Reibungskoeffizieten versehen, u. zw. durch Aufbringen von körnigem, hartem Material, wie Quarzsand, Hartmetallsplit oder Carborund, welches bevorzugt mittel eines Epoxidharzes gebunden ist. Bei Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die mit den durchgehenden, gleichmäßig verteilten Schnitten versehene Bahn 1 zu einem Strang 2 zusammengeführt und in die als Trichter bzw. Führungsrohr ausgebildete Führungseinrichtung 3 eingeschoben, bis die Sternräder 5, 6 der Vorschubeinrichtung 4 in den Strang 2 eingreifen, durch diese Sternräder 5, 6 wird der Strang 2 intermittierend vorgeschoben, u. zw. durch die vorstehend beschriebene Klinkensteuerung. Damit können durch die Schneideinrichtung 9 etwa zylindrische Abschnitte des Strangs 2 hergestellt werden, die durch die Einwurföffnung 28 in die komplementären Nuten 29, 30 gelangen, wo dann auf Grund der rauhen Oberflächen der Nuten diese Abschnitte in einer Weise geknüllt werden, daß offene Formkörper definierter Größe entstehen. Dabei ist ein vorheriges Strecken der Bahn 1 quer zu ihrer Längsrichtung, wie dies bisher der Fall war, nicht mehr erforderlich, da auf Grund des Knülleffektes die gewünschte offene Struktur durch selbsttätiges Aufgehen der Schnitte erzielt wird. Wie in Fig. 4 angedeutet, kann die Querschnittsform der Nuten den Bedürfnissen entsprechend gewählt werden, d.h., daß zur Erzielung von Kugeln halbrunder Querschnitt, zur Erzielung von Zylindern rechteckiger Querschnitt und zur Erzielung kegelförmiger Gebilde dreieckiger Querschnitt gewählt wird. Die Größe der fertigen Produkte wird durch die Größe der Querschnittsfläche der Nuten gesteuert, wobei für größere Fertiggebilde größere Abschnitte des Stranges hergestellt werden müssen. Dies kann durch Veränderung des Vorschubes in der Schneideinrichtung, insbesondere durch die Klinkensteuerung erzielt werden, u. zw. einerseits durch Veränderung des Anlenkpunktes des Pleuels an der Schwenkkurbelscheibe oder anderseits durch Änderung des Totganges der Klinke am Klinkenrad. PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zum Formen sphärischer Gegenstände aus Abschnitten von zu einem Strang zusammengefaßten, mit gleichmäßig verteilten Schnitten versehenen Bahnen aus formbeständigem, unelastischem Material, z.B. Metallfolien, wobei die Formeinrichtung einen feststehenden Teil und einen relativ zu diesem beweglichen Teil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der bewegliche Teil (26) der Formeinrichtung einen jeweils konstanten Abstand (31) zum feststehenden Teil (27) der Formeinrichtung aufweist, wobei der bewegliche Teil (26) als rotierende Scheibe oder Walze ausgebildet ist, die an ihrer Mantelfläche mit einer oder mehreren in Umfangsrichtung umlaufenden Profilnuten (29) versehen ist, und der feststehende Teil (27) einen Teil des Umfanges der Mantelfläche umgreift und eine zu dieser parallele, mit gegenüberliegende(n) Profilnut(en) (30) versehene Zylindermantelfläche aufweist, und daß die Innenflächen der Profilnuten (29, 30) einen hohen Reibungskoeffizienten aufweisen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Teil (26) den beweglichen Teil (27) etwa um 180° seitlich umschlingt, wobei am oberen Ende des feststehenden Teiles (26) eine Einwurföffnung (28) für die Abschnitte des Stranges (2) und am unteren Ende desselben eine Auswurfrinne od. dgl. angeordnet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Profilnuten (29, 30) mit z.B. mittels Epoxidharz oder galvanisch gebundenem, körnigem,
4. 4 AT 410 186 B hartem Material, beispielsweise Quarzsand, Hartmetallsplit oder Carborund, beschichtet sind. HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN 5