CZ8221U1

CZ8221U1 - Dělená forma k výrobě skleněných předmětů

Info

Publication number: CZ8221U1
Application number: CZ19988500U
Authority: CZ
Inventors: Gerhard Schuhbeck
Original assignee: Mafo Systemtechnik Dr.-Ing. A. Zacharias Gmbh & Co
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 1999-02-01
Also published as: EP0905092A2; DE29717189U1; HRP980396A2; HU9800253V0; EP0905092A3

Description

Dělená forma k výrobě skleněných předmětů

Oblast techniky

Technické řešení se týká dělené formy k výrobě skleněných předmětů.

Dosavadní stav techniky

Taková forma se většinou konstruuje jako dvoudílná. Každá polovina formy je připevněna k držáku formy formovacího stroje, aby se forma nechala zavřít a otevřít. U lisovací formy se hrouda roztavené skloviny, která je většinou ve tvaru kapky, vytlačuje lisovníkem do dutiny uzavřené formy. Po ztuhnutí se držáky formy roztáhnou od sebe a skleněný předmět se vyjme z formy. U foukacích a sacích forem se postupuje podobně, ale plastická sklovina se dostává do formy foukáním nebo nasáváním.

U známé formy se poloviny formy skládají např. z legované oceli nebo legované tvárné litiny. Kvůli vysokému teplotnímu rozdílu mezi skleněnou taveninou v dutině formy a teplotou okolí se vyskytuje zkřivení polovin známé formy a tím posunutí hran formy, tedy hran v dělící rovině polovin formy na ploše, dotýkající se skla v dutině formy. Tímto posunutím se může na skleněném předmětu vytvořit hrubý, viditelný steh. Vytvoření stehu se dále zesiluje opotřebením známé formy v oblasti hran. Také odvod tepla z dutiny formy s roztavenou sklovinou směrem ven má daleko k dokonalosti, což překáží zkrácení taktu linky a tím zvýšení rychlosti výroby.

Úkolem technického řešení je připravit dělenou formu, se kterou se mohou vysokou rychlostí vyrábět skleněné předměty s čistým švem.

Podstata technického řešení

Tento úkol splňuje dělená forma k výrobě skleněných předmětů, jejíž podstatou je, že každá část formy se skládá z pláště a vložky, přičemž vložka má alespoň v oblasti hran formy na ploše, dotýkající se skla, vrstvu odolnou vůči opotřebení.

Ve vedlejších nárocích se popisují přednostní provedení formy podle technického řešení.

Forma podle technického řešení má vložku, která obklopuje dutinu formy, a okolo vložky má plášť. Forma může být konstruována jako dvou nebo vícedílná. Každá polovina, popř. každá část formy je přitom tvořena částí vložky a částí pláště.

Plášť popř. část pláště se skládá z lehce opracovatelného materiálu o relativně dobré tepelné vodivosti, např. nelegované oceli, jako je stavební ocel nebo šedá litina.

Díky dobré opracovatelnosti se mohou v plášti uvažovat například chladicí kanálky na dotekové ploše mezi pláštěm a vložkou. Skrz chladicí kanálky se může popř. foukat tlakový vzduch.

Chladicí kanálky sahají přednostně až k oblasti tepelného těžiště formy. Toto tepelné těžiště je přednostně tvořeno oblastí, ve které se nachází roztavená skleněná tavenina nejdříve, než se lisovníkem, foukáním nebo nasáváním rozdělí po dutině formy. Dodatečné chlazení v této oblasti má zejména význam pro zvýšení rychlosti výroby.

Lehce opracovatelný plášť se mimoto může bez těžkostí opatřit otvory, drážkami a tak podobně k upevnění na držáku formy.

Vložka je z materiálu, který se vyznačuje především vysokou tepelnou vodivostí a poměrně velkou tvrdostí. Může být například z čistého chrómu, čistého niklu, chromové nebo niklové základní slitiny, například slitiny nikl-berilium, jako je NiBe₂, z práškových metalurgických ocelí nebo např. ze stelitu-6 nebo stelitu-21.

-1 CZ 8221 Ul

Protože nejenom plášť, ale i vložka formy podle technického řešení jsou z materiálu o relativně dobré tepelné vodivosti, může se teplo ekvivalentně rychle odvádět z dutiny formy směrem ven a tím se dosahuje krátkého taktovacího času výrobní linky.

Část vložky je připevněna k části pláště pomocí tvarového spoje, které maximálně umožňuje nepatrné pootočení menší než 1 mm, např. 0,2 mm, což má za následek oboustranné čisté dosednutí švu formy, podélné roztažení v axiálním směru je oproti tomu možné. Toto tvarové spojení je umístěno přednostně v oblasti tepelného těžiště formy. Tím se podchycuje tepelná deformace částí formy ve velkém rozsahu.

Vložka formy podle technického řešení je alespoň v oblasti hran formy na ploše, dotýkající se skla, opatřena vrstvou, odolnou vůči opotřebení, nebo pancéřováním. Tím se potlačuje opotřebení hran formy. Spolu s nepatrnou tepelnou deformací formy podle technického řešení je tím zaručen čistý šev na vyráběném skleněném předmětu.

Vrstva, odolná vůči opotřebení, se nanáší přednostně pomocí navařování, žárového stříkání nebo izostatického lisování nahorko (HIP). Může se skládat ze slitiny na bázi niklu nebo kobaltu, např. kobaltové slitiny s 25 až 35 % Cr, 0 až 10 % W, až 2 % C, 0 až 5 % Ni a 0 až 8 % Mo, jako stelit-6 (28 % Cr, 5 % W, 1 % C, zbytek: Co) nebo stelit 21 (27 % Cr, 0,2 % C, 2 % Ni, 6 % Mo, zbytek: Co) nebo slitiny Ni s 1 až 6 % Fe, 2 až 5 % Si, až 3 % B, 0 až 10 % Cr a až do 0,5 % C, jako je Deloro alloy Nr. 40G (7,5 % Cr, 0,3 % C, 5 % Fe, 4 % Si, 1,2 % B, zbytek: Ni) nebo Deloro alloy Nr. 42K (0,1 % C, 1 % Fe, 3 % Si, 2 % B, zbytek: Ni), přičemž údaje % znamenají vždy hmotnostní procenta.

Vrstva odolná vůči opotřebení může pokrývat i celou plochu vložky formy, která se dotýká skla.

Protože materiály odolné vůči opotřebení mají většinou nepatrnou tepelnou vodivost, konstruuje se vrstva odolná vůči opotřebení pokud možno tenká. Může mít tloušťku od 0,1 mm do 5 mm, zejména 1 mm až 2 mm.

Forma podle technického řešení může být konstruována jako lisovací, foukací nebo sací forma. Mohou se s ní vyrábět různé skleněné předměty, tedy masivní lisované skleněné předměty a rovněž i skleněná dutá tělesa, například lahve nebo nápojové sklenice.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladné provedení formy k výrobě skleněných předmětů podle technického řešení je dále blíže vysvětleno podle obrázků.

Přitom znázorňují:

obr. 1: pohled zezdola na formu v částečném řezu;

obr. 2: pohled na polovinu formy; a obr. 3: řez spodní oblastí formy podél čáry ΠΙ-ΙΙΙ na obr.l, přičemž vrstva odolná vůči opotřebení pokrývá celou plochu, dotýkající se skla.

Příklady provedení technického řešení

Forma se skládá ze dvou polovin i, 2 formy a každá polovina 1, 2 formy se skládá z části 3, 4 pláště a z části 5, 6 vložky.

Plášť z obou částí 3, 4 pláště a vložka z obou částí 5, 6 vložky jsou vždy tvořeny dutými válci, koaxiálně umístěnými k podélné ose 7. Části 3, 4 pláště a části 5, 6 vložky každé poloviny I, 2 formy leží na sobě celoplošně válcovou dotekovou plochou 8.

Části 5, 6 vložky uzavírají dutinu 10 formy, do které se přivádí skleněná tavenina 11, nejprve ve tvaru kapky, jak je čárkovaně znázorněno na obr. 2.

-2CZ 8221 Ul

Forma, znázorněná na obrázku, slouží k výrobě kojenecké lahve. Koaxiální vybrání 13 popř. 14 na horním popř. spodním konci slouží vždy jako centrování pro poloviny formy dalšího, zde neznázorněného nástroje, pomocí kterého se vyrábí ústí popř. dno lahve.

Kapka skleněné taveniny Π. se, zde neznázoměným lisovníkem, vytvaruje do skleněné přední formy, ze které se potom ve zde neznázorněné foukací formě vyfukuje láhev.

Části 5, 6 vložky mají na svých vnitřních plochách 17, 18 vrstvu 20, odolnou vůči opotřebení (obr. 3). Vrstvy, odolné vůči opotřebení, nebo opancéřování, mohou být také, jak je znázorněno na obr. 1 pomocí vrstvy 20', uvažovány v oblasti hran 15,16 mezi vnitřními plochami 17, 18, dotýkajícími se skla a dělícími plochami 28, 29 v dělící rovině 19 částí 5, 6 vložky a částí 3, 4 pláště.

Každá část 3, 4 pláště má k upevnění polovin 1, 2 formy na zde neznázorněném držáku formy formovacího stroje nákružek 21 s prstencovou drážkou 22 (obr. 2), podélnými drážkami 23 (obr. 1) a dírami 24 (obr. 3).

Aby se poloviny I, 2 formy fixovaly v radiálním směru, uvažuje se tvarový spoj, který se skládá z podélné drážky 26 v dělicí ploše 29 části 4 pláště, do které zapadá podélný výstupek 27 na dělicí ploše 28 druhé části 3 pláště. Roztažení formy v podélném směru se tím neovlivňuje.

K fixování částí 5, 6 vložky na částech 3, 4 pláště se na každé polovině formy 1, 2 uvažují na obou dělicích plochách 28, 29 z obou stran dutiny 10 formy šrouby 30 až 33 s hlavou, které jsou zašroubovány v tangenciálně probíhajících dírách 36 až 39 se závitem v částech 3, 4 pláště. Hlava 40 každého šroubu 30 až 33 s hlavou je úplně ponořena ve vybrání 43 až 46 v dělicí ploše 28, 29 části 3, 4 pláště.

K vybrání 43 až 46 v částech 3, 4 pláště se napojuje vybrání 47 až 50 na dělicích plochách 28, 29 částí 5, 6 vložky. Vybrání 43 až 46 v částech 3, 4 pláště a právě sousední vybrání 47 až 50 v částech 5, 6 vložky tvoří spolu kruhové vybrání pro přijmutí příslušných hlav 40 šroubu.

Části 5, 6 vložky se upevňují na částech 3, 4 pláště pomocí hlav 40 šroubů 30 až 33 s hlavou, které jsou v záběru s vybráními 47 až 50 v Částech 5, 6 vložky. Jak je znázorněno na obr. 1 ohledně hlavy 40, je hlava 40 umístěna zapuštěně ve vybrání 47 části 3 pláště s boční vůlí 52, aby se zabezpečil určitý boční posuv částí 5, 6 vložky a částí 3,4 pláště v podélném směru.

Hloubka a vybrání 47 až 50 v částech 5, 6 vložky je větší než hloubka ď vybrání 43 až 46 v částech 3,4 pláště.

Části 5, 6 vložky jsou tím v částech 3, 4 pláště otočně uloženy s vůlí, která odpovídá rozdílu mezi a a ď. Tato vůle může obnášet např. 0,1 mm. Tímto plovoucím uložením částí 5, 6 vložky se štěrbina 51 mezi dělicími plochami 28, 29 částí 5, 6 vložky těsně uzavře.

Části 5, 6 vložky jsou na částech 3, 4 pláště dále upevněny pomocí tvarového spojení, které zamezuje vzájemnému posunutí částí 5,6 vložky a částí 3,4 pláště v podélném směru.

Toto tvarové spojení je tvořeno pomocí těsného pera 53, 54 na každé části 3, 4 pláště, které sedí v příslušném vybrání 55, 56 v části 3,4 pláště a zabírá za část 5, 6 vložky. Těsná pera 53, 54 jsou připevněna ke šroubům 57, 58 s hlavou, které jsou umístěny v radiálních dírách 59, 60 v částech 3,4 pláště. Tvarové spojení je lokalizováno přednostně v oblasti tepelného těžiště formy, které se převážně nachází tam, kde sedí kapka skleněné taveniny 11, než se vytlačí lisovníkem.

Aby se forma chladila, jsou na částech 3, 4 pláště chladicí kanálky 62, které probíhají podél dotekové plochy 8 mezi částmi 3, 4 pláště a částmi 5, 6 vložky. Chladicí kanálky 62, které jsou na obr. 2 znázorněny čárkovaně, se rozkládají v oblasti tepelného těžiště (kapka skleněné taveniny 11) formy a směřují ven.

K výměně částí 5, 6 vložky se forma otevře, načež se odstraní šrouby 30 až 33. Následovně se příslušná část 5, 6 vložky odtáhne dovnitř, aby se těsná pera 53, 54 a tím část 5, 6 vložky oddělila od části 3 popř. 4 pláště.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Dělená forma k výrobě skleněných předmětů, vyznačující se tím, že každá část (1, 2) formy se skládá z pláště (3, 4) a vložky (5, 6), přičemž vložka (5, 6) má alespoň v oblasti hran (15, 16) formy na ploše (17, 18), dotýkající se skla, vrstvu (20, 20'), odolnou vůči opotřebení.
2. Forma podle nároku 1, vyznačující se tím, že plášť (3, 4) se skládá z lehce opracovatelného kovu.
3. Forma podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se tí m , že kovje nelegovaná ocel nebo šedá litina.
4. Forma podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vložka (5, 6) je z kovu o vysoké tepelné vodivosti.
5. Forma podle nároku 4, vyznačující se tím, že kovem je chrom, nikl, chromová nebo niklová slitina nebo stelit.
6. Forma podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vrstva (20, 20'), odolná vůči opotřebení, se nanáší pomocí navařování, žárového stříkání nebo isostatického lisování nahorko.
7. Forma podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vrstva (20, 20'), odolná vůči opotřebení, je z niklové nebo kobaltové základní slitiny nebo stelitu.
8. Forma podle jednoho z přecházejících nároků, vyznačující se tím, že vrstva (20), odolná vůči opotřebení, pokrývá celou plochu (17,18), dotýkající se skla.
9. Forma podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vrstva (20, 20') odolná vůči opotřebení je silná alespoň 0,1 mm.
10. Forma podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačuj ící se t í m, že v plášti (3,4) jsou uspořádány chladicí kanálky (62).
11. Forma podle nároku 10, vyznačující se tím, že chladicí kanálky (62) se rozkládají na dotekové ploše (8) mezi pláštěm (3, 4) a vložkou (5, 6) a/nebo dosahají skrz plášť (3,4) k dotekové ploše (8) mezi pláštěm (3,4) a vložkou (5, 6).
12. Forma podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že chladicí kanálky (62) sahají alespoň k oblasti tepelného těžiště formy.
13. Forma podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že k tvarovému spojení částí (1, 2) formy je na dělicí ploše (28, 29) části (3, 4) pláště uspořádána podélná drážka (26) a na jiné části (3, 4) pláště je uspořádán výstupek (27), zapadající do podélné drážky (23).
14. Forma podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že k upevnění částí (5, 6) vložky jsou na částech (3, 4) pláště uspořádány šrouby (30 až 33) s hlavou, které jsou zašroubovány do otvorů (36 až 39) v dělicích plochách (28, 29) do částí (3, 4) pláště, přičemž v dělicích plochách (28, 29) v částech (3, 4) pláště a částech (5, 6) vložky je uspořádáno vždy vybrání (43 až 46), popř. (47 až 50) k ponoření hlav (40) šroubu.

-4CZ 8221 UI
15. Forma podle nároku 14, vyznačující se tím, že k plovoucímu uložení částí (5, 6) vložky je hloubka (a) vybrání (47 až 50) v částech (5, 6) vložky větší než hloubka (a') vybrání (43 až 46) v částech (3, 4) pláště.
16. Forma podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že 5 k tvarovému spojení částí (5, 6) vložky s částmi (3, 4) pláště jsou uspořádána těsná pera (53, 54) na každé části (3, 4) pláště nebo části (5, 6) vložky, která zabírají za příslušná vybrání (55, 56) v částech (5, 6) vložky, popř. částech (3, 4) pláště.
17. Forma podle nároku 16, vyznačující se tím, že se uvažují vybrání (55, 56) v částech (5, 6) vložky a těsná pera (53, 54) v částech (3, 4) pláště, a těsná pera (53, 54) jsou

10 připevněna na šroubech (57, 58), které jsou umístěny v radiálních dírách (59, 60) v částech (3, 4) pláště.
18. Forma podle nároku 16 nebo 17, vyznačující se tím, že tvarové spojení je umístěno v oblasti tepelného těžiště formy.