PL195414B1 - Urządzenie do formowania przedmiotów o cienkich ściankach - Google Patents

Abstract

1.Urzadzenie do formowania przedmiotów o cienkich sciankach za pomoca procesu ksztaltowania termicznego arkusza materialu podatnego na odksztalcenie przez nagrza- nie, skladajace sie z formy (2, 3, 4) wraz z rozmieszczonymi w niej wglebieniami (6), a wewnetrzny ksztalt kazdego z wgle- bien odpowiada zewnetrznemu ksztaltowi formowanego przedmiotu (19) we wglebieniu oraz z elementów do przeno- szenia na forme arkusza materialu, który ma byc formowany, w której wglebienia sa osloniete przez sciane wglebienia, która jest podzielona przez segmenty (5) scian, które poruszaja sie pomiedzy pierwsza pozycja, w której otaczaja sciane wglebie- nia a druga pozycja, w której przedmiot formowany we wglebie- niu jest uwalniany, a ponadto segmenty scian sa sprzezone do poruszania elementów do napedzania segmentów do i z pierw- szej pozycji i drugiej pozycji, znamienne tym, ze segmenty (5) scian wyposazone sa w elementy napedowe do liniowego przemieszczania segmentów (5) scian pomiedzy pierwsza idruga pozycja, a ponadto elementy napedowe zawieraja liniowy czlon napedowy (11), który sprzega segmenty (5) scian wglebien (6) i który jest przystosowany do przeprowadzania liniowego ruchu w kierunku prostopadlym do kierunku ruchu segmentów (5) scian i czlon napedowy jest polaczony z seg- mentami (5) za pomoca elementów sprzegajacych (9, 10) przetwarzajacych liniowy kierunek ruchu czlonu napedowego w ruch segmentów (5) scian w kierunku prostopadlym, a czlon napedowy rozciaga sie w obszarze ponizej wglebienia (6). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do formowania przedmiotów o cienkich ściankach.

Urządzenia takie składają się z dolnej formy wraz z rozmieszczonymi w niej wgłębieniami, przy czym kształt każdego z wgłębień odpowiada zewnętrznemu kształtowi formowanych przedmiotów, z elementów do przenoszenia na dolną formę arkusza materiału, który ma być formowany, z elementów doprowadzających gaz do górnej strony dolnej formy, z elementów grzejnych do nagrzewania dolnej formy oraz z trzpieni ruchomych we wgłębieniach.

Takie urządzenia są ogólnie znane. Stosowane są do wytwarzania za pomocą procesu rozdmuchiwania produktów, takich jak pojemniki do mleka do kawy, jogurtu, sałatek i wielu innych produktów. W punkcie wyjściowym używany jest cienki arkusz materiału podatnego na odkształcenie przez nagrzanie, który zostaje trwale wepchnięty do wgłębienia za pomocą powietrza sprężonego lub będącego pod ciśnieniem, tam zostaje ostudzony, w ten sposób kształt został uzyskany i wykonany produkt zostaje odtransportowany.

Fakt, że produkt, który w pewnym stopniu ma zachować kształt, musi zostać usunięty z formy, nakłada w stanie techniki ograniczenia dotyczące kształtu produktu.

Istnieje jednak potrzeba większej dowolności w wyborze kształtu produktu, na przykład, aby wyposażyć produkt w dodatkowe funkcje.

Urządzenie do formowania przedmiotów o cienkich ściankach za pomocą procesu kształtowania termicznego arkusza materiału podatnego na odkształcenie przez nagrzanie, składające się zformy wraz z rozmieszczonymi w niej wgłębieniami, a wewnętrzny kształt każdego z wgłębień odpowiada zewnętrznemu kształtowi formowanego przedmiotu we wgłębieniu oraz z elementów do przenoszenia na formę arkusza materiału, który ma być formowany, w której wgłębienia są osłonięte przez ścianę wgłębienia, która jest podzielona przez segmenty ścian, które poruszają się pomiędzy pierwszą pozycją, w której otaczają ścianę wgłębienia a drugą pozycją, w której przedmiot formowany we wgłębieniu jest uwalniany, a ponadto segmenty ścian są sprzężone do poruszania elementów do napędzania segmentów do i z pierwszej pozycji i drugiej pozycji, według wynalazku charakteryzuje się tym, że segmenty ścian wyposażone są w elementy napędowe do liniowego przemieszczania segmentów ścian pomiędzy pierwszą i drugą pozycją, a ponadto elementy napędowe zawierają liniowy człon napędowy, który sprzęga segmenty ścian wgłębień i który jest przystosowany do przeprowadzania liniowego ruchu w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu segmentów ścian i człon napędowy jest połączony z segmentami za pomocą elementów sprzęgających przetwarzających liniowy kierunek ruchu członu napędowego w ruch segmentów ścian w kierunku prostopadłym, a człon napędowy rozciąga się w obszarze poniżej wgłębienia.

Elementy sprzęgające zawierają pryzmatyczne przetyczki, każda wystająca pod tym samym kątem względem kierunku ruchu członu napędowego, a każdy segment zawiera kanał przyjmujący jedną z pryzmatycznych przetyczek, a wzdłużna oś kanału rozciąga się w tym samym kierunku co wzdłużna oś przetyczek.

Korzystnie, liniowy człon napędowy rozciąga się w kierunku pionowym.

Każde wgłębienie zawiera stempel, który jest ruchomy w kierunku pionowym dla wyciśnięcia przedmiotu uformowanego we wgłębieniu.

Korzystnie, stempel wgłębienia jest sprzężony z liniowym członem napędowym wgłębienia.

Każde wgłębienie jest otoczone przez co najmniej trzy segmenty, gdzie przestrzenie oddzielające te segmenty rozciągają się prostopadłe do górnej powierzchni formy i każdy z tych segmentów może przemieszczać się pomiędzy pierwszą a drugą pozycją za pomocą członu napędowego.

Każde wgłębienie jest otoczone przez cztery segmenty, przy czym każdy z segmentów może przemieszczać sięza pomocą liniowego członu napędowego.

Korzystnie, forma zawiera płytę sprzęgającą segmenty, a płyta wyposażona jest w elementy kierujące do kierowania segmentami, gdy wykonują ruch pomiędzy pierwszą pozycją a drugą pozycją.

Urządzenie według wynalazku jest odpowiednie do wytwarzania kształtów, które w stanie techniki nie mogły zostać uwolnione z formy.

Dolna forma podzielona jest na liczne segmenty rozmieszczone wokół każdego wgłębienia i poruszające się w kierunku promieniowym pomiędzy pierwszą pozycją, w której tworzą ścianę wgłębienia osłoniętego tymi segmentami a drugą pozycją, w której formowany we wgłębieniu przedmiot może być usunięty z formy.

PL 195 414 B1

Przemieszczanie się segmentów pomiędzy pierwszą pozycją, w której zachodzi proces formowania a drugą pozycją, w której sztywny produkt może zostać usunięty z formy, daje rezultat większej dowolności w wyborze kształtu produktów do wykończenia.

W rzeczywistości znane jest użycie podzielnych form w produkcji, w której używa się form wtryskowych. Formowanie wtryskowe jest jednakże procesem, w którym występuje większa dowolność i dostępna jest dużo większa przestrzeń umożliwiająca ruch segmentów formy. Inaczej jest w przypadku procesu rozdmuchiwania, który w dużym stopniu ogranicza ruchliwość formy, w wyniku tego procesu rozdmuchiwane produkty są wytwarzane jeden przy drugim, to jest wszystkie ich górne powierzchnie są w tej samej płaszczyźnie, pod którą ruchy formy, zwykle oznaczonej we wspomnianym procesie jako dolna forma, są ograniczone. Przyjmuje się więc, że niemożliwe jest zapewnienie urządzenia do procesu rozdmuchiwania z podzielnymi formami dla uwolnienia wykończonego produktu.

Z pewnością w przypadku wytwarzania małych produktów forma rozdmuchująca posiadać będzie odpowiednio dużą liczbę wgłębień, co sprawi, że problem stanie się jeszcze poważniejszy.

Każde wgłębienie jest objęte przez co najmniej trzy segmenty, gdzie przestrzenie oddzielające te segmenty rozciągają się prostopadle do górnej powierzchni dolnej formy i każdy z tych segmentów jest możliwy do przemieszczenia pomiędzy pierwszą a drugą pozycją za pomocą członu napędowego.

Analizy geometryczne wskazują na postać wykonania, w której odległość pomiędzy pierwszą a drugą pozycją segmentów jest ograniczona, przy jednoczesnym zachowaniu wystarczającej swobody uwalniania formy.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 jest widokiem perspektywicznym częściowego przekroju pierwszego przykładu wykonania urządzenia według niniejszego wynalazku w pierwszej pozycji segmentów, fig. 2 jest widokiem odpowiadającym fig. 1, w którym segmenty umieszczone są w drugiej pozycji, fig. 3 przedstawia widok perspektywiczny częściowego przekroju drugiego przykładu wykonania urządzenia według niniejszego wynalazku, afig. 4 przedstawia odpowiadający fig. 3 widok, w którym segmenty umieszczone są w drugiej pozycji.

Figura 1 pokazuje formę, która w całości oznaczona jest przez 1. Dolna forma utworzona jest przez płytę podstawową 2, płytę pośrednią 3 i płytę wierzchnią 4. Duża ilość segmentów 5 jest rozmieszczona pomiędzy płytą wierzchnią 4 a płytą pośrednią 3. Segmenty 5 są tu zgrupowane wokół wgłębienia 6.

W niniejszym przykładzie wykonania wokół każdego wgłębienia 6 rozmieszczonych jest pięć segmentów 5. Wgłębienia 6 powiązane są z odpowiednimi otworami 7 rozmieszczonymi w płycie wierzchniej 4. Płyta pośrednia 3 i płyta wierzchnia 4 są ze sobą połączone za pomocą łączących elementów 8. Łączące elementy 8są tak umiejscowione, że nie hamują ruchów segmentów 5.

Kanały 9są rozmieszczone w segmentach 5 dla skierowania segmentów 5 pomiędzy pierwszą pozycję pokazaną na fig. 1, w której może dokonać się formowanie produktu a pozycję pokazaną na fig. 2, w której produkt może zostać uwolniony z form 1. W kanałach 9 znajdują się przetyczki 10, które w tym przypadku mają prostokątny przekrój poprzeczny, ale mogą również być owalne, na przykład w kształcie kołowego walca. Istotne jest tutaj to, że pasują dokładnie do kanałów 9.

Wszystkie przetyczki 10 połączone są z cylindrem 11. Każdy z cylindrów 11 jest połączony z płytą podstawową 2. Przesuwanie płyty podstawowej 2 w górę lub w dół powoduje przesunięcie segmentów pomiędzy ich pierwszą pozycją, pokazaną na fig. 1a druga pozycją, pokazaną na fig. 2.

Możliwe jest użycie innych form napędu, na przykład pojedyncze elementy napędowe zamiast każdego z cylindrów 11. Można również zastosować inne rodzaje elementów napędowych, na przykład systemy dźwigniowe, czy systemy z profilowanymi krzywkowymi tarczami.

Forma napędu musi być tak dobrana, aby pasowała do osiągalnej ograniczonej przestrzeni.

Niniejszy przykład wykonania posiada również elementy wyrzutnikowe. Elementy wyrzutnikowe utworzone są ze stempli 12, które u dołu zaopatrzone są w kołki 13, gdzie umieszczona jest sprężyna14 pomiędzy dolnym końcem kołka 13 a płytą podstawową 2. Gdy płyta podstawowa 2 porusza się w górę w celu przeniesienia segmentów 5 z pierwszej pozycji do drugiej pozycji, pozycji uwolnienia, sprężyna 14 będzie sprężona, po czym stempel 12 wyciśnie produkt po osiągnięciu pozycji uwolnienia.

Figura 2 pokazuje sposób rozmieszczenia segmentów 5 w pozycji uwolnienia. Wystające krawędzie formowanego produktu wskazują, ze może być większa swoboda w projektowaniu produktów, które mają być wytwarzane za pomocą tego urządzenia.

W tym przykładzie występuje podział na cztery segmenty. Oczywiście możliwe jest użycie innej liczby segmentów. Dla zachowania możliwie najprostszej postaci napędu lepsza będzie mała liczba segmentów, a więc na przykład dwa. W wielu jednak przypadkach nie zostaje uzyskana wystarczająca

PL 195 414B1 swoboda dla uwolnienia formowanych produktów. Liczba cztery okazuje się być satysfakcjonującą liczbą segmentów.

Jak pokazano na fig. 3 i 4 możliwe jest również użycie dużo większej liczby segmentów. Użyto tu pewnej formy symetrii kołowej tak, że pomimo dużej liczby segmentów można użyć prostego napędu. Fig. 3 pokazuje więc płytę wierzchnią 4, w której znajduje się otwór 7, poniżej którego umieszczone jest wgłębienie 6. Wgłębienie 6 objęte jest przez dwanaście segmentów 15 stożkowych po zewnętrznej stronie. Objęte są one pierścieniem 16 stożkowym po jego stronie wewnętrznej. Pierścień 16 jest ruchomy w kierunku pionowym, podczas gdy segmenty 15 poruszają się jeden ku drugiemu w pozycji przedstawionej na fig. 3.

Gdy pierścień 16 porusza się w dół, jak pokazano na fig. 4, segmenty 15 gotowe są do ruchu w kierunku zewnętrznym. W postaci przedstawionej na fig. 3 i 4 ruch w kierunku zewnętrznym dokonuje się dzięki temu, że segmenty również po wewnętrznej stronie posiadają stożkową krawędź, która jest wypychana na zewnątrz za pomocą stożkowego korpusu 17, gdy porusza się on ku górze. Oczywiście warunkiem wstępnym jest to, że ruchy stożkowego korpusu 17 i pierścienia 16 są zsynchronizowane. Stożkowy korpus 17 jest dodatkowo wyposażony na górze w stempel 18 do wyciskania wykończonego produktu 19.

W przypadku znacznej liczby segmentów 15 mogą być zastosowane również inne konstrukcje, na przykład takie, w których każdy z segmentów 15 pchany jest do wewnątrz lub na zewnątrz za pomocą sprężyny, a siła parcia jest poddana przeciwdziałaniu wytworzonemu przez ruch korpusu.

Liczba segmentów może oczywiście również być znacznie zmieniona.

Claims (8)

1. Urządzenie do formowania przedmiotów o cienkich ściankach za pomocą procesu kształtowania termicznego arkusza materiału podatnego na odkształcenie przez nagrzanie, składające się z formy (2, 3, 4) wraz z rozmieszczonymi w niej wgłębieniami (6), a wewnętrzny kształt każdego z wgłębień odpowiada zewnętrznemu kształtowi formowanego przedmiotu (19) we wgłębieniu oraz z elementów do przenoszenia na formę arkusza materiału, który ma być formowany, w której wgłębienia są osłonięte przez ścianę wgłębienia, która jest podzielona przez segmenty (5) ścian, które poruszają się pomiędzy pierwszą pozycją, w której otaczają ścianę wgłębienia a drugą pozycją, w której przedmiot formowany we wgłębieniu jest uwalniany, a ponadto segmenty ścian są sprzężone do poruszania elementów do napędzania segmentów do i z pierwszej pozycji i drugiej pozycji, znamienne tym, że segmenty (5) ścian wyposażone są w elementy napędowe do liniowego przemieszczania segmentów (5) ścian pomiędzy pierwszą i drugą pozycją, a ponadto elementy napędowe zawierają liniowy człon napędowy (11), który sprzęga segmenty (5) ścian wgłębień (6) i który jest przystosowany do przeprowadzania liniowego ruchu w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu segmentów (5) ścian i człon napędowy jest połączony z segmentami (5) za pomocą elementów sprzęgających (9, 10) przetwarzających liniowy kierunek ruchu członu napędowego w ruch segmentów (5) ścian w kierunku prostopadłym, a człon napędowy rozciąga się w obszarze poniżej wgłębienia (6).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementy sprzęgające zawierają pryzmatyczne przetyczki (10), każda wystająca pod tym samym kątem względem kierunku ruchu członu napędowego (11), a każdy segment (5) zawiera kanał (9) przyjmujący jedną z pryzmatycznych przetyczek (10), a wzdłużna oś kanału rozciąga się w tym samym kierunku co wzdłużna oś przetyczek (10).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że liniowy człon napędowy (11) rozciąga się w kierunku pionowym.

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że każde wgłębienie (6) zawiera stempel (12), który jest ruchomy w kierunku pionowym dla wyciśnięcia przedmiotu uformowanego we wgłębieniu (6).

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że stempel wgłębienia (6) jest sprzężony z liniowym członem napędowym (11) wgłębienia (6).

6. Urządzenie według zastrz. 1albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienne tym, że każde wgłębienie (6) jest otoczone przez co najmniej trzy segmenty (5), gdzie przestrzenie oddzielające te segmenty (5) rozciągają się prostopadle do górnej powierzchni formy i każdy z tych segmentów (5) może przemieszczać się pomiędzy pierwszą a drugą pozycją za pomocą członu napędowego.

PL 195 414 B1

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że każde wgłębienie (6) jest otoczone przez cztery segmenty (5), przy czym każdy z segmentów (5) może przemieszczać się za pomocą liniowego członu napędowego.

8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że forma zawiera płytę (3) sprzęgającą segmenty (5), a płyta wyposażona jest w elementy kierujące do kierowania segmentami (5), gdy wykonują ruch pomiędzy pierwszą pozycją a drugą pozycją.