PL230924B1 - Narzędzia i urządzenie do wytwarzania opakowań z blachy metalowej - Google Patents

Abstract

Narzędzie do preformowania wytłoczek do wytwarzania opakowań z blachy metalowej składa się z matrycy preformującej (1), dociskacza (2) i stempla preformującego blachę (3), gdzie różnice: zewnętrznej średnicy matrycy do preformingu (Dm1) i wewnętrznej średnicy matrycy do preformingu (dm1) oraz zewnętrznej średnicy dociskacza do preformingu (Dd1) i wewnętrznej dociskacza do preformingu (dd1) wynoszą nie mniej niż 20% średnicy (Dd1) lub (Dm1), przy czym powierzchnie dociskacza (2) i matrycy (1) w miejscu, gdzie matryca i dociskacz stykają się ze sobą, są ukształtowane w ten sposób, by przytrzymać nieruchomo materiał w momencie wykonywania operacji preformowania. Przedmiotem zgłoszenia jest także narzędzie do przewijania wytłoczek, urządzenie z zamontowanymi narzędziami oraz linia technologiczna złożona z takich urządzeń.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest narzędzie do preformowania i narzędzie do przewijania wytłoczek do wytwarzania opakowań z blachy metalowej, urządzenie, w którym zamontowano te narzędzia oraz linia technologiczna zawierająca takie urządzenia. Wszystkie te wynalazki są szczególnie przydatne do produkcji puszek metalowych, zwłaszcza aluminiowych.

W opisie patentowym EP16000613 opisano sposób kształtowania metalowych wytłoczek do wytwarzania opakowań, w którym w pierwszej fazie w metalowej taśmie formuje się preformy, a taśma przytrzymywana jest w czasie formowania preform, a następnie z taśmy z preformami wykrawa się wykrojki, z których formuje się wytłoczki, przy czym formowane w pierwszej fazie w metalowej taśmie preformy posiadają co najmniej jedną powierzchnię usytuowaną w płaszczyźnie zasadniczo równoległej do płaszczyzny blachy, gdzie powierzchnia ulega równomiernemu rozciągnięciu, a następnie wykrawa się wykrojkę, z której wytłacza się wytłoczkę, przy czym dno wytłoczki formuje się z górnej powierzchni preformy, a ścianki wytłoczki utworzone są ze skośnych ścian preformy i kołnierza wykrojki.

Narzędzie do preformowania wytłoczek do wytwarzania opakowań z blachy metalowej według wynalazku charakteryzuje się tym, że składa się z matrycy preformującej, dociskacza i stempla preformującego blachę, gdzie różnice: zewnętrznej średnicy matrycy do preformingu Dm1 i wewnętrznej średnicy matrycy do preformingu dm1 oraz zewnętrznej średnicy dociskacza do preformingu Dd1 i wewnętrznej dociskacza do preformingu dd1 wynoszą nie mniej niż 20% średnicy Dd1 lub Dm1, przy czym powierzchnie dociskacza i matrycy w miejscu, gdzie matryca i dociskacz stykają się ze sobą, są ukształtowane w ten sposób, by przytrzymać nieruchomo materiał w momencie wykonywania operacji preformowania.

W powierzchniach matrycy i dociskacza zastosowane jest co najmniej jedno wgłębienie o wysokości hp1 mniejszej niż 10-krotność grubości materiału wsadowego.

Długość promienia rp1 wgłębienia wynosi od 5 do 30 grubości materiału wsadowego.

Stosunek średnicy zewnętrznej stempla do preformingu Ds1 do średnicy zewnętrznej matrycy do preformingu Dm1 wynosi nie mniej niż 0,6.

Promień rs1 stempla do preformowania mieści się w przedziale 5-30 mm.

Narzędzie do przewijania wytłoczek do wytwarzania opakowań z blachy metalowej składa się z matrycy przewijającej, dociskacza i stempla przewijającego blachę, przy czym powierzchnie matrycy i dociskacza w miejscu, gdzie matryca i dociskacz stykają się ze sobą, są ukształtowane w ten sposób, by wytworzyć opór, który spowoduje kontrolowane przemieszczanie materiału w momencie wykonywania operacji przewijania.

Narzędzie według zastrz. 6, znamienne tym, że w powierzchniach dociskacza i matrycy zastosowane jest co najmniej jedno wgłębienie o wysokości hp2 mniejszej niż 10-krotność grubości materiału wsadowego.

Długość promienia rp2 wgłębienia wynosi od 5 do 30 grubości materiału wsadowego.

Stożkowe czoło matrycy z krawędzią przewijającą nachylone jest pod kątem β zgodnym z kątem nachylenia ściany bocznej preformy.

Wysokość matrycy hm odpowiada wysokości preformy, która jest odległością pomiędzy powierzchnią dna preformy a powierzchnią kołnierza preformy.

Promień stempla rs2 jest większy niż 5 grubości materiału wsadowego.

Różnica średnic zewnętrznej stempla do przewijania Ds2 i wewnętrznej stempla do przewijania ds2 jest nie mniejsza niż 10% średnicy Ds2.

Urządzenie do wytwarzania wytłoczek do produkcji opakowań z blachy metalowej według wynalazku charakteryzuje się tym, że zamontowano w nim co najmniej jedno narzędzie do preformowania wytłoczek do wytwarzania opakowań z blachy metalowej według wynalazku lub zamontowano w nim co najmniej jedno narzędzie do przewijania wytłoczek do wytwarzania opakowań z blachy metalowej według wynalazku.

Linia technologiczna do wytwarzania opakowań z blachy metalowej, znamienna tym, że zawiera co najmniej jedno urządzenie z zamontowanymi narzędziami do preformowania wytłoczek do wytwarzania opakowań z blachy metalowej według wynalazku oraz co najmniej jedno urządzenie z zamontowanymi narzędziami do przewijania wytłoczek do wytwarzania opakowań z blachy metalowej według wynalazku.

Narzędzie do preformowania formuje z płaskiego materiału wytłoczkę wstępną nazywaną „preformą”, która posiada pocienione dno. Narzędzie do przewijania preformy do wytwarzania opakowań

PL 230 924 B1 metalowych przewija preformę w wytłoczkę o płaskim dnie. Płaskie dno wytłoczki jest kluczowe dla procesów transportu na linii produkcyjnej. Kształtowane preformy posiadają jedną powierzchnię usytuowaną w płaszczyźnie zasadniczo równoległej do płaszczyzny blachy P1. Formowanie następuje w procesie tłoczenia na prasie, zaś taśma przytrzymywana jest w czasie formowania. Preformy uzyskują kształt zbliżony do ściętego stożka bez podstawy leżącej w płaszczyźnie blachy, gdzie górna powierzchnia jest zasadniczo równoległa do tej płaszczyzny. Ściany stożka są zasadniczo proste. Następnie z tak uformowanych preform wykrawa się wykrojki, korzystnie o kształcie kolistym bądź konturowym na bazie koła, przy czym wykrojka obejmuje co najmniej tę część blachy, na której uformowana została uprzednio preforma. Kolejno, z tak uzyskanych wykrójek formuje się wytłoczki do wytwarzania puszek, mające kształt cylindrycznego kubka, przy czym formowanie wytłoczek przebiega w ten sposób, że górna zasadniczo płaska powierzchnia preformy zasadniczo w całości tworzy denko wytłoczki, zaś powierzchnia boczna wytłoczki uformowana jest z materiału z powierzchni bocznej preformy w kształcie zbliżonym do ściętego stożka oraz dodatkowo z materiału kołnierza stanowiącego fragment wykrojonej blachy spoza podstawy stożka ściętego.

Narzędzia do preformowania i przewijania wytłoczek według wynalazku pozwalają na pocienienie obszaru dennego preformy przy zachowaniu bądź polepszeniu parametrów wytrzymałościowych dna wytłoczki, z którego kształtowane jest następnie dno puszki. Pozwala to na wykorzystanie mniejszej objętości blachy w procesie produkcji puszek, gdyż w rozciąganej blasze metalowej zasadniczo wzrasta wytrzymałość mechaniczna ze względu na efekt umocnienia odkształceniowego. Wykorzystanie kształtu ściętego stożka gwarantuje zasadniczo równomierne rozciągnięcie górnej płaszczyzny preformy.

Wytwarzanie wytłoczek do formowania puszek może być wykonywane w jednym urządzeniu, gdzie równocześnie zamontowane są oba rodzaje narzędzi, bądź na linii technologicznej, zawierającej co najmniej jedno urządzenie z zamontowanym narzędziem do preformowania i co najmniej jedno urządzenie z zamontowanym narzędziem do przewijania.

Korzystnie narzędzia montuje się w zestawie narzędziowym. Taki zestaw składa się z trzech płyt głównych: górnej, środkowej i dolnej połączonych ze sobą. Płyta górna jest ruchoma i mocuje się do niej stempel. Do płyty środkowej mocuje się układ docisku. Do płyty dolnej mocuje się matrycę.

Preformy można kształtować z wykrojonych krążków bądź bezpośrednio na taśmie, a wtedy wykrawanie odbywać będzie się w operacji przewijania przy zamontowanych narzędziach wykrawających.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania, gdzie fig. 1 przedstawia narzędzie do preformowania, fig. 2 przedstawia narzędzie do przewijania preformy, fig. 3 przedstawia zestaw z zamontowanymi narzędziami, fig. 4 i 5 przedstawiają urządzenie z zamontowanymi narzędziami, fig. 6 przedstawia linię technologiczną, a fig. 7 przedstawia proces formowania wytłoczki.

P r z y k ł a d

Narzędzie do preformowania (fig. 1) składa się z matrycy preformującej 1, dociskacza 2 oraz stempla preformującego 3. W celu zwiększenia powierzchni aktywnego docisku zostały zastosowane wgłębienia (progi ciągowe) 4 w powierzchni dociskacza 2 i matrycy 1. Geometria wgłębienia 4 musi zapewnić przytrzymanie materiału w części kołnierzowej bez możliwości przemieszczenia w kierunku promieniowym. Zastosowano dwa wgłębienia 4 o wysokości hp1 nie przekraczającej 10 grubości materiału wsadowego oraz promieniu rp1 na wgłębieniach 4 od 5 do 30 grubości materiału. Różnice pomiędzy średnicami: zewnętrzną matrycy Dm1 i wewnętrzną matrycy dm1 oraz zewnętrzną dociskacza Dd1 i wewnętrzną dociskacza dd1 nie powinny być mniejsze niż 20% średnicy Dd1 lub Dm1, natomiast różnica pomiędzy średnicą zewnętrzną stempla Ds1 i wewnętrzną stempla ds1 wynosi minimum 10% średnicy Dd1 lub Dm1. Promień stempla rs1 mieści się w przedziale 5-30 mm.

Narzędzie do przewijania (fig. 2) składa się z matrycy przewijającej 5, dociskacza 6 oraz stempla 7. W celu zwiększenia powierzchni aktywnego docisku zostały zastosowane wgłębienia 8 w powierzchni dociskacza 6 i matrycy 5. Geometria wgłębienia 8 musi umożliwić przemieszczanie części kołnierzowej preformy w kierunku promieniowym. Zastosowano dwa wgłębienia 8 o wysokości hp2 nie przekraczającej 10 grubości materiału wsadowego oraz promieniu rp2 na wgłębieniach 8 od 5 do 30 grubości materiału. Średnica zewnętrzna dociskacza do przewijania Dd2 oraz zewnętrzna matrycy przewijającej Dm2 odpowiadają średnicom: zewnętrznej dociskacza do preformowania Dd1 lub zewnętrznej matrycy preformującej Dm1. Wysokość matrycy przewijającej hm odpowiada wysokości preformy, czyli odległości pomiędzy płaszczyznami P1 i P2 (fig. 7). Stożkowe czoło matrycy z krawędzią przewijającą matrycy 9 nachylone jest pod kątem β zgodnym z kątem nachylenia ściany bocznej preformy - kąt β (fig. 2) równy jest kątowi a (fig. 7).

PL 230 924 B1

Promień stempla rs2 nie może być mniejszy niż 5 grubości blachy. Średnica wewnętrzna dociskacza do przewijania dd2 i wewnętrzna matrycy przewijającej dm2 nie mogą być większe niż średnica wewnętrzna matrycy preformującej dm1 lub dociskacza do preformowania dd1. Różnica pomiędzy średnicą zewnętrzną stempla przewijającego Ds2 i wewnętrzną stempla przewijającego ds2 nie może być mniejsza niż 20% średnicy Ds2.

Zestaw narzędziowy (fig. 3) składa się z trzech płyt głównych 32, 10,11: górnej 32, środkowej 10 i dolnej 11. Płyta górna 32 i środkowa 10 połączone są czterema kolumnami 12 mocowanymi z jednej strony w płycie górnej 32 w gnieździe stałym 13 w płycie środkowej w tulei prowadzącej 14. Płyta środkowa 10 połączona jest z płytą dolną 11 czterema kolumnami 15 na stałe przymocowanymi kołnierzami 16 z obu stron. Do ruchomej płyty górnej 32 przymocowany jest uchwyt stempla 17 z dodatkowym adapterem 18 dla stempla. Do płyty środkowej 10 przymocowany jest układ pneumatycznego docisku składający się z tulei wewnętrznej 19, obudowy zewnętrznej 20, ogranicznika posuwu 21 i układu posuwu 22 zamocowanego na uszczelnieniach gumowych 23. Do układu posuwu 22 zamocowano kołnierz ograniczający powrót 24, wkładkę mocowania dociskacza 25, pierścień zabezpieczający 26 i dociskacz. Do płyty dolnej 11 zamocowano tuleję prowadzącą 27, podstawę mocowania matrycy 28, uchwyt matrycy 29, matrycę, dolny pierścień pozycjonowania 30 i górny pierścień pozycjonowania 31. Dodatkowe progi przytrzymujące pozwalają na odpowiednie unieruchomienie materiału w części kołnierzowej podczas preformowania. Zestaw zaprojektowano w ten sposób, aby można było zamontować w nim zarówno narzędzie preformujące (fig. 1), jak i narzędzie przewijające (fig. 2).

W urządzeniu do wytwarzania wytłoczek (fig. 4 i 5) zamontowano narzędzie do preformowania 33 oraz narzędzie do przewijania 34. Narzędzia zostały zamontowane w zestawach 35.

Linia technologiczna do wytwarzania wytłoczek (fig. 6) składa się z dwóch urządzeń. W urządzeniu 36 zamontowano narzędzia do preformingu, a w urządzeniu 37 zamontowano narzędzia d o przewijania. Preformy wytworzone w urządzeniu 36 przemieszczane są do urządzenia 37, gdzie są przewijane.

Proces preformingu i przewijania (fig. 7) przebiega w ten sposób, iż w pierwszej fazie z metalowej taśmy 38 formuje się kształtki 39 posiadające co najmniej jedną powierzchnię 40 usytuowaną w płaszczyźnie P2 równoległej do płaszczyzny blachy P1, gdzie taśma 38 przytrzymywana jest w czasie formowania, zaś powierzchnia 40 ulega równomiernemu rozciągnięciu, a następnie wykrawa się wykrojkę 41, z której wytłacza się wytłoczkę 42, której dno stanowi powierzchnia 40, zaś ścianki 45 utworzone są ze skośnych płaszczyzn 43 oraz kołnierza 44.

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Narzędzie do preformowania wytłoczek do wytwarzania opakowań z blachy metalowej, znamienne tym, że składa się z matrycy preformującej (1), dociskacza (2) i stempla preformującego blachę (3), gdzie różnice: zewnętrznej średnicy matrycy do preformingu Dm1 i wewnętrznej średnicy matrycy do preformingu dm1 oraz zewnętrznej średnicy dociskacza do preformingu Dd1 i wewnętrznej dociskacza do preformingu dd1 wynoszą nie mniej niż 20% średnicy Dd1 lub Dm1, przy czym powierzchnie dociskacza (2) i matrycy (1) w miejscu, gdzie matryca i dociskacz stykają się ze sobą, są ukształtowane w ten sposób, by przytrzymać nieruchomo materiał w momencie wykonywania operacji preformowania.
2. 2. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że w powierzchniach matrycy i dociskacza zastosowane jest co najmniej jedno wgłębienie (4) o wysokości hp1 mniejszej niż 10-krotność grubości materiału wsadowego.
3. 3. Narzędzie według zastrz. 2, znamienne tym, że długość promienia rp1 wgłębienia (4) wynosi od 5 do 30 grubości materiału wsadowego.
4. 4. Narzędzie według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienne tym, że stosunek średnicy zewnętrznej stempla do preformingu Ds1 do średnicy zewnętrznej matrycy do preformingu Dm1 wynosi nie mniej niż 0,6.
5. 5. Narzędzie według dowolnego z poprzedzających zastrz., znamienne tym, że promień rs1 stempla (3) do preformowania mieści się w przedziale 5-30 mm.
6. 6. Narzędzie do przewijania wytłoczek do wytwarzania opakowań z blachy metalowej, znamienne tym, że składa się z matrycy przewijającej (5), dociskacza (6) i stempla przewijającego blachę (7), przy czym powierzchnie matrycy (5) i dociskacza (6) w miejscu, gdzie matryca (5)

   PL 230 924 B1 i dociskacz (6) stykają się ze sobą, są ukształtowane w ten sposób, by wytworzyć opór, który spowoduje kontrolowane przemieszczanie materiału w momencie wykonywania operacji przewijania.
7. 7. Narzędzie według zastrz. 6, znamienne tym, że w powierzchniach dociskacza (6) i matrycy (5) zastosowane jest co najmniej jedno wgłębienie (8) o wysokości hp2 mniejszej niż 10-krotność grubości materiału wsadowego.
8. 8. Narzędzie według zastrz. 7, znamienne tym, że długość promienia rp2 wgłębienia (8) wynosi od 5 do 30 grubości materiału wsadowego.
9. 9. Narzędzie według zastrz. 6 albo 7 albo 8, znamienne tym, że stożkowe czoło matrycy z krawędzią przewijającą matrycy (9) nachylone jest pod kątem β zgodnym z kątem nachylenia ściany bocznej preformy.
10. 10. Narzędzie według dowolnego z zastrz. od 6 do 9, znamienne tym, że wysokość matrycy (5) hm odpowiada wysokości preformy, która jest odległością pomiędzy powierzchnią dna (40) preformy a powierzchnią kołnierza (44) preformy.
11. 11. Narzędzie według dowolnego z zastrz. 6-10, znamienne tym, że promień stempla rs2 jest większy niż 5 grubości materiału wsadowego.
12. 12. Narzędzie według dowolnego z zastrz. 6-11, znamienne tym, że różnica średnic zewnętrznej stempla do przewijania Ds2 i wewnętrznej stempla do przewijania ds2 jest nie mniejsza niż 10% średnicy Ds2.
13. 13. Urządzenie do wytwarzania wytłoczek do produkcji opakowań z blachy metalowej, znamienne tym, że zamontowano w nim co najmniej jedno narzędzie wykonane zgodnie z zastrzeżeniami od 1 do 5 lub zamontowano w nim co najmniej jedno narzędzie wykonane zgodnie z zastrzeżeniami od 6 do 12.
14. 14. Linia technologiczna do wytwarzania opakowań z blachy metalowej, znamienna tym, że zawiera co najmniej jedno urządzenie z zamontowanymi narzędziami wykonanymi zgodnie z zastrzeżeniami od 1 do 5 oraz co najmniej jedno urządzenie z zamontowanymi narzędziami przewijania wykonanymi zgodnie z zastrzeżeniami od 6 do 12.