CZ329597A3 - Způsob a zařízení pro výrobu kuchyňské nádoby rotačním tvářením - Google Patents

Description

Způsob a zařízení pro výrobu kuchyňské nádoby rotačním tvářením Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby kuchyňského hrnce nebo pánve, jako například pánve na smažení nebo rendlíku, kdy daný kus nádobí je vyroben z kovového polotovaru tvářecími technologiemi. Kromě toho se tento vynález vztahuje na zařízení určené pro provádění tohoto postupu.

Dosavadní stav techniky Až dosud se smažící pánve a jiné nádoby určené k vaření vyráběly z kovových polotovarů tlačením. Při použití metody tlačení je polotovar ve formě plechu připevněn na rotující trn, a to tak, že vnitřní část dna budoucí nádoby je umístěna proti opěrnému povrchu upínacího trnu, načež jsou stěny nádoby vytvarovány.ohýbáním okrajů polotovaru kolem stěn trnu, jenž slouží jako forma, a to pomocí otáčivého nástroje.

Jedna z nevýhod popsaného způsobu výroby smažících pánví tlačením je, že zmíněné tvarování polotovaru do tvaru pánve představuje pouze jeden krok mnohastupňového a časově náročného výrobního procesu. Dokončení horního okraje nádoby a vnějšího okraje jejího dna je prováděno obráběním v odlišných krocích, a vzorování dna a stěn nádoby se realizuje buď obráběním na soustruhu, nebo opracováním za studená. Kupříkladu prohlubně na vnitřní straně dna mohou být vytvořeny lisováním. V případě sériové výroby pánví zabírají popsané postupy celkem zhruba tři minuty. Cílem vynálezu je nabídnout nový způsob pro výrobu kuchyňských hrnců a pánví, a to zejména smažících pánví, ale i rendlíků a kastrolů, který je jednodušší nežli běžné technologie. L »· ·* · *« * » · · · · · • · · · · * *·· • · · » · ···· ·**» »·* *#·· tt

Podstata vynálezu

Podstata vynálezu spočívá v tom, že nádoba je vyráběna rotačním tvářením, s použitím spodního nástroje, jenž rotuje kolem své osy a jehož tvarovací plocha má povrch odpovídající vnějšímu povrchu vyráběné nádoby, a horního nástroje, jenž rotuje kolem své vlastní, samostatné osy a jehož tvarovací plocha má povrch odpovídající vnitřnímu povrchu, který je vytvářen v nádobě, přičemž vlastní výroba probíhá tak, že polotovar je umístěn na tvarovací plochu spodního nástroje, načež se nástroje uvedou do rotačního pohybu, takže polotovar rotuje spolu se spodním nástrojem, povrch horního nástroje je s polotovarem ve~ styku přímým valivým pohybem, a kovový polotovar je tedy formován v mezeře mezi nástroji a roztahuje se do požadovaného tvaru nádoby.

Rotační tváření je tvarovací proces za studená založený na kujnosti kovu, při kterém tvářecí nástroj, valící se po polotovaru, tvaruje a roztahuješ kov způsobem, jenž by mohl být přirovnán ke hnětení těsta. Rotační tváření sertedy vyznačuje tím, že polotovar je roztahován v oblasti tváření, přičemž se zmenšuje tloušťka materiálu. Ve srovnání s běžným postupem - tlačením- je výhodou; že polotovar může získat tvar odpovídající tvarovacím plochám nástrojů během jediného kroku výrobního postupu, takže tento proces je rychlejší než dříve; odhadovaná doba tváření je pro případ sériové výroby kratší než jedna minuta, je zapotřebí pouze jednoho obráběcího stroje, což znamená úsporu místa, a narozdíl od soustružení nevzniká žádný odpad. Kromě toho lze při použití rotačního tváření jednoduše řídit tloušťku materiálu v různých místech vyráběné nádoby, což má za následek úspory materiálu a' snížení hmotnosti nádoby. Například pro připevnění rukojeti smažící pánve lze oblast připojení rukojeti k pánvi realizovat s dostatečnou tloušťkou materiálu, zatímco vlastní pánev může být v okolí diskutovaného místa tenčí. Při rotačním tváření je osa . horního nástroje v lineárním styku s polotovarem, je raději nakloněna vůči spodnímu nástroji, a tváření probíhá v radiální mezeře mezi nástroji, přičemž okraj polotovaru je v průběhu tváření vytlačován ven. Polotovar může být tvořen rovným kovovým tělesem ve tvaru plechu, jehož tvar více či méně odpovídá spodní části vyráběné nádoby, jako například smažící pánve, přičemž boční stěny nádoby se vytvářejí až při vlastním tváření, kdy se polotovar roztahuje a jeho okraje jsou vytlačovány ven z mezery mezi nástroji. Vzhledem k použitému výrobnímu postupu však není tvar polotovaru rozhodující, takže polotovar nemusí být nutně ani okrouhlý, stejného průměru, či dokonce rovný. Nádoba v každém případě dostane během tvářecího procesu požadovaný tvar.

Podle výhodného provedení tohoto vynálezu může být vnitřní, případně vnější povrch vyráběné nádoby ve spojitosti s rotačním tvářením vzorován s využitím výstupků či prohlubní na tvarovacím povrchu spodního nástroje, případně valivém tvarovacím povrchu horního nástroje. Požadovaný vzor je tedy vytvářen rovnou během procesu rotačního tváření, a nikoliv při samostatných operacích soustružení či lisování, jak je tomu u výrobních technologií v současnosti běžných. Rotační tváření nijak neomezuje vzorování vnějšího povrchu nádoby, protože polotovar po celou dobu tváření spočívá na jednom místě, totiž na tvarovacím povrchu spodního nástroje, který zcela odpovídá tvarům nádoby. Oválné výstupky a prohlubně mohou být na vnitřním povrchu nádoby vytvářeny bez jakéhokoliv omezení, a sice použitím odpovídajících vzorů na povrchu horního nástroje. Pokud jde o jiné druhy vzorování, musí být zajištěno sladění pohybu valivého povrchu nástroje a pohybu povrchu polotovaru na spodním nástroji, a to například rozdělením těchto povrchů na přiměřené sektory, tak, aby se odpovídající sí vzory obou povrchů během tvářecího procesu opakovaně setkávaly. Kónický valivý povrch vhodně nakloněného horního nástroje může být například tvořen pěti sektory s identickými vzory, které formují odpovídajících šest sektorů tvořících kruhový povrch polotovaru; ten může být potom vzorován ve shodě se vzory na povrchu horního nástroje. Další synchronizace mezi polotovarem a valivým povrchem horního nástroje, stejně jako požadované úhly naklonění osy horního nástroje, jsou právě tak pochopitelné jako realizovatelné pro pracovníky zkušené v tomto oboru. Navrhovaný postup úpravy vnitřního povrchu nádoby je obzvláště vhodný v případě, kdy mají být na dně smažící pánve vytvářeny prohlubně pro tuk. Při rotačním tváření může spodním nástrojem otáčet motor, přičemž tvarovaný polotovar zůstává na svém místě, tj. na tvarovacím povrchu spodního nástroje, vystaven vlivu tření, a horní nástroj, který je vybaven ložisky umožňujícími jeho volné otáčení a který vykonává vlastní rotační tváření, může být uváděn do společného rotačního pohybu s polotovarem a se spodním nástrojem právě působením tření.

Podstata zařízení podle tohoto vynálezu, které je určeno pro výrobu ohřívatelných kuchyňských nádob pomocí výše popsané technologie rotačního tváření, spočívá v tom, že se skládá ze spodního nástroje, jenž se otáčí kolem své vlastní osy a jehož tvarovací plocha má povrch odpovídající vnějšímu povrchu vyráběné nádoby, a horního nástroje, jenž rotuje kolem své vlastní, samostatné osy, je nakloněn vůči spodnímu nástroji, a jehož profil odpovídá vnitřnímu povrchu vyráběné nádoby, přičemž nástroje mohou být umístěny proti sobě ták, že nádoba je vyráběna z kovového polotovaru v radiální mezeře mezi spodním nástrojem a horním nástrojem, který se valí vzhledem ke spodnímu nástroji.

Další výhodné provedení, které je obzvláště vhodné pro výrobu smažících pánví, má tvarovací plochu spodního nástroje složenou z horizontálního středu, který odpovídá dnu vyráběné pánve, a ze stoupajících okrajů, které odpovídají vnější části vyráběné pánve. Valivý povrch horního nástroje sestává ze dvou paralelních kónických povrchů, které vytvářejí vnitřní dno a stěny pánve.

Zařízení podle tohoto vynálezu může s výhodou sestávat z výměnných modulů, takže lze toto zařízení využívat pro výrobu smažících pánví a jiných podobných kuchyňských nádob o různých velikostech a tvarech, k čemuž postačí vyměnit pouze určité součásti. 9 * « v • · ··* * * · ·* · Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude déle podrobněji popsán za pomoci příkladů a s odkazy na výkresy, na kterých jednotlivé obrázky znázorňují:

Obr. 1 představuje spodní a horní nástroj zařízení pro rotační tváření a. kovový polotovar umístěný na tvarovacím povrchu spodního nástroje.

Obr. 2 představuje vlastní rotační tváření, při kterém se polotovar roztahuje, v mezeře mezi oběma nástroji.

Obr. 3 představuje konečný výsledek tvarovací fáze, během níž byl polotovar vytvarován do podoby smažící pánve.

Obr. 4 je horní pohled na hotovou smažící pánev, jež je opatřena rukojetí aijejíž dno je opatřeno okrouhlými výstupky vytvořenými během rotačního tváření.

Obr. 5 představuje odlišnou realizaci zařízení pro rotační tváření, a sice v počáteční fázi tvarovacího procesu. Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 až 3 představují různé fáze výroby smažící pánve rotačním tvářením z polotovaru 1 ve tvaru v zásadě okrouhlého kovového plechu, který může být vyroben například z hliníku nebo z antikorozní oceli. Zařízení pro rotační tváření se skládá ze spodního nástroje 3, jenž rotuje kolem své osy 2, a z horního nástroje 5, jenž rotuje kolem své vlastní osy 4. Osa 4 horního nástroje 5 je nakloněna vůči ose 2 spodního nástroje 3 o úhel A (Obr. 3). Spodní nástroj 3 má tvarovací povrch, jehož tvar odpovídá vnějšímu povrchu vyráběné smažící pánve a jenž se skládá z horizontálního středu 6, odpovídajícího dnu vyráběné pánve, a ze stoupajících okrajů 7, odpovídajících vnější části vyráběné pánve. Zmíněný

o střed 6 tvarovacího povrchu je součástí ejektoru 8, jenž se pohybuje ve směru osy 2 obsažené v sestavě spodního nástroje 3; tento ejektor se používá k odstranění hotové pánve ze zařízení, aby bylo možno její tvarování dokončit. Horní nástroj 5 obsahuje valivý povrch, jenž formuje polotovar 1 do tvaru pánve; tento valivý povrch se skládá ze dvou podobných kónických povrchů 9, 10, které společně vytvářejí profil odpovídající vnitřnímu dnu 14 a stěnám 17 pánve {viz Obr. 4).

Poté, co je na začátku tvářecího procesu polotovar 1 umístěn na tvarovací povrch 6, je spodní nástroj 3 uveden pomocí motoru (nezobrazeno) do rotačního pohybu kolem své osy 2, takže polotovar rotuje působením tření spolu se spodním nástrojem. Poté je horní nástroj 5, vybavený ložisky umožňujícími jeho-volné otáčení, spuštěn proti povrchu polotovaru 1, takže pohyb polotovaru způsobí i pohyb horního nástroje kolem jeho osy 4, a horní nástroj se tedy valí po polotovaru v radiálním lineárním kontaktu sjeho povrchem. Tím začíná rotační, tváření působit formování polotovaru 1, podobně jako při hnětení těsta, tedy s využitím jeho kujnosti, a důsledkem je, že polotovar se začne radiálně é· roztahovat v mezeře 11 mezi nástroji (Obr. 2). Okraje polotovaru i, který byl původně rovný, jsou tímto způsobem přetvařovány na stoupající stěny pánve. Současně dochází k formování vnějšího povrchu pánve a jejího dna. V závěrečné fázi rotačního tváření (viz Obr. 3) kovový materiál polotovaru zcela vyplňuje mezeru H mezi spodním a horním nástrojem a získává tak konečný tvar smažící pánve 12 daný plochami nástrojů 6, 7, 9,10. Nakonec je horní nástroj 5 oddálen a hotová pánev 12 je lineárním pohybem ejektoru 8 vyzvednuta z tvarovací plochy spodního nástroje. Poté už zbývá jen připevnit rukojeť 13 (Obr. 4), aby se z pánve 12 stal finální produkt. Výše popsaný postup rotačního tváření umožňuje, aby byl jak vnější, tak vnitřní povrch vyráběné smažící pánve 12 opatřen vzorem či značkami ve formě výstupků či prohlubní, a to současně s vlastním rotačním tvářením. Vzorování vnějšího povrchu pánve je prováděno prostřednictvím výstupků a prohlubní na tvarovací ploše 6, 7 spodního nástroje 3, které odpovídají výslednému vzoru. Polotovar 1, jenž je vůči tvarovací ploše nehybný, během rotačního tváření přesně

přejímá tvary této plochy. Obdobně je možno vzorovat i vnitřní povrch pánve, a to prostřednictvím výstupků a prohlubní na kónických površích 9, 10 horního nástroje 5. Vnitřní dno 14 pánve 12, znázorněné na Obr. 4, je opatřeno vzorem skládajícím se z okrouhlých výčnělků 15, které mohou být vytvořeny při použití odpovídajících prohlubní na kónickém povrchu 9, jenž začíná od špičky horního nástroje 5. Dno 14 pánve může být podle Obr. 4 rozděleno do šesti stejných sektorů, jejichž hranice jsou na obrázku označeny čárkovanými čarami 16. Takovýto typ dna je při rotačním tváření vytvářen nástrojem 5, jehož kónický povrch 9 se skládá ze čtyř nebo pěti odpovídajících sektorů, přičemž pohyb obou styčných povrchů je s ohledem na vzorování probíhající při rotačním tváření neustále vzájemně synchronizován. .......

Obr. 5 představuje alternativní provedení vynálezu, u nějž je (narozdíl od provedení znázorněného na Obr. 1 až 3) rameno 2 ejektoru 8, které tvoří rotační osu spodního nástroje 3, opatřeno pružinou 18, zatíženou během tvářecího procesu působením horního nástroje 5. Výchozí pozice procesu je taková, že ejektor 8 je mírně zvednut nad tvarovací plochu 7 spodního nástroje 3, tlačen pružinou 18, a polotovar 1., z něhož se vyrábí smažící pánev, spočívá na ejektoru. Horní nástroj 5, jenž je nakloněn vůči spodnímu nástroji 3 a jenž má valivý povrch 9 odpovídající tvarovací ploše 7 spodního nástroje, je poté přitlačen na polotovar 1 do polohy znázorněné na Obr. 5 a dále směrem dolů proti působení pružiny 18, takže ejektor 8 je zatlačen do odpovídající prohlubně 19 ve spodním nástroji 3. Následně proběhne proces rotačního tváření, během kterého je polotovar 1. formován do podoby smažící pánve, a to obdobným způsobem jako v případě provedení znázorněného na Obr. 1 až 3. V tomto provedení jsou však tvarovací plocha 7 spodního nástroje a valivý povrch 9 horního nástroje tvarovány tak, že stěny výsledné smažící pánve budou zaoblené. Poté, co proběhne tvářecí proces, je horní nástroj 5 vyzdvižen zpět do počáteční polohy, a současně pružina 18 ejektoru 8 automaticky vysune pánev (již v konečné podobě) z tvarovací plochy 7 spodního nástroje. δ • · ·* « I······· ► I k ♦ ·· · • ·

Osobám se zkušenostmi v tomto oboru je zřejmé, že rozličná uplatnění tohoto vynálezu se neomezí na příklady výše uvedené, nýbrž se mohou různit v duchu připojených patentových nároků. Právě tak platí, že i když je v příkladech popsána pouze výroba pánve na smažení, pro kterou je - díky jejímu tvaru -proces rotačního tváření obzvláště vhodný, odpovídající technologie podle tohoto vynálezu mohou být právě tak využity pro výrobu hluboké pánve či rendlíku. Pro možné vzorování vnějšího a vnitřního povrchu nádoby přichází rovněž v úvahu celá řada variant.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY 1. Způsob výroby kuchyňské nádoby (12), jakou je například smažící pánev nebo rendlík, tvářením z kovového polotovaru (1), vyznačující se tím, že nádoba (12) se vyrobí rotačním tvářením pomocí spodního nástroje (3), jenž rotuje kolem své osy (2) a jehož tvarovací plocha (6, 7) má tvar odpovídající vnějšímu povrchu takto vyráběné nádoby, a pomocí horního nástroje (5), jenž rotuje kolem své vlastní, nezávislé osy (4) a jehož povrch (9, 10) má profil odpovídající vnitřnímu povrchu (14, 17) v nádobě vytvářenému, přičemž polotovar (1) se umístí na tvarovací plochu spodního nástroje, načež se nástroje uvedou do rotačního pohybu tak, že polotovar rotuje spolu se spodním nástrojem a povrch horního nástroje je v lineárním valivém kontaktu s polotovarem, přičemž kov se tvaruje v mezeře (11) mezi nástroji a roztahuje se do požadovaného tvaru nádoby.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že osa (4) horního nástroje (5) je nakloněna vzhledem k ose (2) spodního nástroje (3), a tváření probíhá v radiální mezeře (11) mezi nástroji, přičemž okraj polotovaru (1) se během tváření vytlačuje směrem ven.
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že nádoba (12) se vyrobí z rovného polotovaru (1) ve formě plechu a stoupající stěny (17) nádoby vzniknou roztahováním okrajů polotovaru v průběhu tváření.
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že se použije pro výrobu smažících pánví (12) z hliníku.
5. 5. Způsob podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že vnější a/nebo vnitřní povrch (14) nádoby se v rámci rotačního tváření opatří vzorováním (15) pomocí výstupků a/nebo prohlubní na tvarovací ploše spodního nástroje a/nebo na valivém povrchu (9) horního nástroje (5). IU ft · »* » * • * · · • ·*· » • · • »* ·
6. 6. Způsob podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že spodní nástroj (3) se uvádí do rotačního pohybu pomocí motoru, zatímco horní nástroj (5) je opatřen ložiskem, takže se volně otáčí spolu se spodním nástrojem a s polotovarem (1).
7. 7. Zařízení pro výrobu kovové kuchyňské nádoby (12), která může být ohřívána, způsobem podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že toto zařízení obsahuje spodní nástroj (3), otočný kolem své osy (2), přičemž tvarovací plocha {6, 7) spodního nástroje (3) má profil odpovídající vnějšímu povrchu vyráběné nádoby (12), a horní nástroj (5), který je nakloněn vzhledem ke spodnímu nástroji a který rotuje kolem své vlastní osy (4) má povrch (9, 10) s profilem odpovídajícím vnitřnímu povrchu (14, 17) vyráběné nádoby, přičemž tyto nástroje mohou být umístěny proti sobě tak, že nádoba je vytvářena z kovového polotovaru (1) v radiální mezeře (11) mezi spodním nástrojem a horním nástrojem, který se vzhledem k němu otáčí.
8. 8. Zařízení podle nároku 7 pro výrobu smažící pánve (12), vyznačující se tím, že tvarovací plocha spodního nástroje (3) se skládá z horizontálního středu (6), který odpovídá dnu vyráběné pánve, a ze stoupajících okrajů (7), které odpovídají vnější části vyráběné pánve a valivý povrch horního nástroje (5) se skládá ze dvou paralelních kónických povrchů (9,10), které vytvářejí vnitřní dno (14) a stěny (17) pánve.
9. 9. Zařízení podle nároku 7 či 8, vyznačující se tím, že spodní nástroj (3) je spojen s motorem, který otáčí jeho osou (2) a horní nástroj (5) je opatřen ložiskem pro jeho volné otáčení.
10. 10. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že střední část (8) spodního nástroje (3) je axiálně pohyblivá jako vysouvací čep pro vysunutí hotové nádoby (12).