PL248214B1 - Tłocznik - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest tłocznik, według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że co najmniej jedno z narzędzi tłoczących (1) ma elastomerowy korpus, wewnątrz którego zawiera zamkniętą komorę (3, 4) usytuowaną pod jego powierzchnią roboczą, przy czym twardość materiału elastomerowego korpusu tego narzędzia wynosi od 30 do 95 w skali Shore'a A.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest tłocznik mający zastosowanie do tłoczenia bądź gięcia blach, zwłaszcza cienkich.

Głównym problemem technicznym w procesach tłoczenia blach jest zapobieganie fałdowaniu powierzchni wyrobu. W szczególności dotyczy to wyrobów o złożonej geometrii. Podejście do rozwiązania problemu fałdowania zazwyczaj dotyczy modyfikacji systemu docisku blachy w trakcie procesu w celu zróżnicowania siły docisku w zależności od obszaru na wyrobie. Realizowane jest to poprzez zastosowanie systemów docisku segmentowego, dociskaczy z elementami elastycznymi, zastosowanie dociskaczy o zmiennej powierzchni kontaktu z wyrobem lub stosowanie programowalnego sterowania siłą docisku w trakcie procesu. Przy formowaniu z użyciem znanych narzędzi elastomerowych występuje konieczność projektowania narzędzi oraz ich mocowania w sposób, który umożliwia odkształcenie się nadmiaru materiału elastycznego poza obszar kształtowania wyrobu (formuje wypływkę).

Z polskiego opisu patentowego PL 220352 B1 znany jest tłocznik kompozytowy, do głębokiego tłoczenia blach metalowych, składający się z matrycy i stempla, wyposażony w użebrowanie wewnętrzne i zewnętrzne elementy mocujące. Tłocznik ma obudowę matrycy w postaci otwartej skrzynki z górną powierzchnią roboczą, zawierającą użebrowanie wewnętrzne z prętów stalowych, oraz ucha nośne. Obudowa matrycy jest wypełniona kompozytem poliuretanowym zawierającym składnik A, korzystnie izocyjanian w ilości od 13% do 20% wagowych, składnik B, korzystnie poliol, w ilości od 26% do 40% wagowych, napełniacz, korzystnie uwodniony tlenek glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniacz, korzystnie rowing szklany, w ilości od 6% do 9% wagowych. Stempel zawiera użebrowanie wewnętrzne zakończone zewnętrznymi śrubami mocującymi oraz uchami nośnymi, a ponadto ma postać bryły monolitycznej z dolną powierzchnią roboczą, wykonanej z kompozytu poliuretanowego zawierającego składnik A, korzystnie izocyjanian w ilości od 13% do 20% wagowych, składnik B, korzystnie poliol, w ilości od 26% do 40% wagowych, napełniacz, korzystnie uwodniony tlenek glinu, w ilości 42% do 52% wagowych oraz wypełniacz, korzystnie rowing szklany, w ilości od 7% do 11% wagowych.

Z europejskiego opisu patentowego EP 0530956 B1 znany jest stempel do kształtowania blach, o budowie dzielonej, zawierający część podpory oraz roboczą część czołową zamocowaną do tej podpory. Część czołowa zawiera obszary o różnej sprężystości względem stałej masy tej części czołowej. W przykładach wykonania te obszary są w postaci otworów wykonanych w części czołowej od strony jej połączenia z podporą. Te otwory mogą zawierać wypełnienie o sprężystości innej niż sprężystość materiału z którego jest korpus części czołowej.

Znane rozwiązania, w których wykorzystywane są stemple oraz matryce elastomerowe o litej budowie, nie pozwalają lub pozwalają w ograniczonym zakresie na zmianę lokalnej siły docisku a także na wymuszenie kierunku odkształcenia stempla oraz matrycy w danym obszarze.

Tłocznik zawierający płytę głowicową oraz podstawę, a także zamocowane w nich narzędzia tłoczące, w postaci stempla oraz matrycy, według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej jedno z narzędzi tłoczących ma elastomerowy korpus wewnątrz którego zawiera zamkniętą komorę usytuowaną pod jego powierzchnią roboczą, przy czym twardość materiału elastomerowego korpusu tego narzędzia wynosi od 30 do 95 w skali Shore’a A.

Korzystnie zarówno matryca jak i stempel mają elastomerowy korpus zawierający zamkniętą komorę usytuowana pod jego powierzchnią roboczą.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli zamknięta komora zawiera wypełnienie elastomerowe.

Kolejne korzyści uzyskiwane są, jeżeli wypełnienie elastomerowe jest w postaci użebrowania pomiędzy powierzchniami wewnętrznych ścianek komory.

Dalsze korzyści uzyskuje się, jeśli wypełnienie jest lite i w całości wypełnia przestrzeń komory, a ponadto jest z materiału o twardości różnej od twardości elastomeru korpusu.

Następne korzyści uzyskiwane są, jeśli materiał elastomerowy wypełnienia jest termoplastyczny, a jego twardość mieści się w zakresie od 30 do 95 w skali Shore’a A.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeśli elastomer, z którego jest korpus narzędzia tłoczącego jest termoplastyczny.

Tłocznik według wynalazku dzięki zastosowanym w nim zamkniętym komorom pozwala na uzyskanie lokalnej zmiany siły nacisku narzędzia na kształtowany wyrób, a także wymuszenie kierunku odkształcenia stempla oraz matrycy w danym obszarze.

Rozwiązanie pozwala na zmianę lokalnych właściwości materiału w kierunku formowania poprzez zastosowanie zamkniętych, wewnętrznych komór, których kształt może być dobrany w zależności od potrzeb. Ponadto komory mogą być puste albo ich przestrzeń może być wypełniona częściowo - w przypadku wariantów z użebrowaniem - albo w całości. Podczas formowania fragment objętości narzędzia jest odkształcany do jego wnętrza, nie powodując wypływu materiału narzędzia na zewnątrz. Dzięki litemu korpusowi narzędzie charakteryzuje się podwyższoną trwałością oraz jest łatwe w stosowaniu. Wynalazek pozwala na zapobieganie fałdowaniu powierzchni tłoczonego wyrobu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia tłocznik w rzucie izometrycznym, fig. 2 - tłocznik w widoku z boku w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 3 - tłocznik w przekroju wzdłuż linii A-A z fig. 2, fig. 4 - stempel tłocznika w przekroju wzdłuż linii B-B z fig. 2, fig. 5 - tłocznik w drugim przykładzie wykonania w widoku z boku, fig. 6 - tłocznik w przekroju wzdłuż linii C-C z fig. 5, fig. 7 - matryca tłocznika w przekroju wzdłuż linii D-D z fig. 5, fig. 8 - tłocznik w trzecim przykładzie wykonania w widoku z boku, fig. 9 - tłocznik w przekroju wzdłuż linii E-E z fig. 8, fig. 10 - tłocznik w czwartym przykładzie wykonania w widoku z boku, fig. 11 - tłocznik w przekroju wzdłuż linii F-F z fig. 10, fig. 12 - tłocznik w piątym przykładzie wykonania w widoku z boku, fig. 13 - tłocznik w przekroju wzdłuż linii G-G z fig. 12.

Tłocznik według wynalazku, w pierwszym przykładzie wykonania, zawiera matrycę 1 oraz stempel 2 o litych korpusach z materiału elastomerowego w postaci poliuretanu termoplastycznego - TPU. Matryca 1 zawiera, wewnątrz swojego korpusu, zamkniętą komorę pierwszą 3 usytuowaną pod wklęsłą powierzchnią roboczą matrycy 1, zaś stempel 2 wewnątrz swojego korpusu zawiera zamkniętą komorę drugą 4 usytuowaną pod jego wypukłą powierzchnią roboczą. Wnętrze komory pierwszej 3 jest puste, natomiast wnętrze komory drugiej 4 zawiera wypełnienie 5 w postaci użebrowania z poliuretanu termoplastycznego. Twardość materiału elastomerowego wynosi 95 w skali Shore’a A. Ponadto tłocznik zawiera podstawę 6, w postaci płyty, oraz usytuowaną naprzeciwko niej płytę głowicową 7. Z podstawą 6 połączone są jedne końce kolumn 8 prowadzących, a od strony ich drugich końców jest na nich przesuwnie osadzona płyta głowicowa 7. Podstawa 6 oraz płyta głowicowa 7 zawierają gniazda, które są usytuowane naprzeciwko siebie a w gnieździe podstawy 6 jest osadzona matryca 1 zaś naprzeciwko matrycy 1 w gnieździe płyty głowicowej 7 jest osadzony stempel 2, przy czym powierzchnie robocze stempla 2 oraz matrycy są zwrócone ku sobie.

Tłocznik według wynalazku, w drugim przykładzie wykonania, zawiera matrycę 1 oraz stempel 2 o litych korpusach z materiału elastomerowego w postaci termoplastycznego elastomeru poliolefinowego TPO. Matryca 1 zawiera wewnątrz swojego korpusu, zamkniętą komorę pierwszą 3 usytuowaną pod jej wklęsłą powierzchnią roboczą, zaś stempel 2 wewnątrz swojego korpusu zawiera zamkniętą komorę drugą 4 usytuowaną pod jego wypukłą powierzchnią roboczą. Wnętrze komory drugiej 4 jest puste, natomiast wnętrze komory pierwszej 3 jest częściowo wypełnione, a jego wypełnienie jest w postaci użebrowania 6 elastomerowego. Twardość materiału elastomerowego wynosi 80 w skali Shore’a A. W pozostałym zakresie wykonanie tłocznika jest takie jak w przykładzie pierwszym.

Tłocznik według wynalazku, w trzecim przykładzie wykonania, zawiera matrycę 1 oraz stempel 2 o litych korpusach z materiału elastomerowego w postaci termoplastycznego kopolimeru styrenu TPS. Matryca 1 zawiera wewnątrz swojego korpusu, zamkniętą komorę pierwszą 3 usytuowaną pod jej wklęsłą powierzchnią roboczą, zaś stempel 2 wewnątrz swojego korpusu zawiera zamkniętą komorę drugą 4 usytuowaną pod jego wypukłą powierzchnią roboczą. Zarówno komora pierwsza 3 jak i komora druga 4 zawiera wypełnienie z materiału elastomerowego w postaci termoplastycznego elastomeru poliestrowego TPEE o twardości wynoszącej 30 w skali Shore’a A. Twardość materiału elastomerowego korpusu stempla 2 oraz matrycy 2 wynosi 65 w skali Shore’a A. W pozostałym zakresie wykonanie tłocznika jest takie jak w przykładzie pierwszym.

Tłocznik według wynalazku, w czwartym przykładzie wykonania, zawiera stempel 2 o litym korpusie z materiału elastomerowego w postaci termoplastycznego kopolimeru styrenu TPS. Matryca 1 wykonana jest ze sztywnego materiału w postaci stali narzędziowej. Stempel 2 wewnątrz swojego korpusu zawiera zamkniętą komorę drugą 4 usytuowaną pod jego wypukłą powierzchnią roboczą. Komora druga 4 zawiera wypełnienie z materiału elastomerowego w postaci termoplastycznego elastomeru poliestrowego TPEE o twardości wynoszącej 30 w skali Shore’a A. Twardość materiału elastomerowego korpusu stempla 2 wynosi 65 w skali Shore’a A. W pozostałym zakresie wykonanie tłocznika jest takie jak w przykładzie pierwszym.

Tłocznik według wynalazku, w piątym przykładzie wykonania, zawiera matrycę 1 o litym korpusie z materiału elastomerowego w postaci termoplastycznego kopolimeru styrenu - TPS. Matryca 1 zawiera wewnątrz swojego korpusu, zamkniętą komorę pierwszą 3 usytuowaną pod jej wklęsłą powierzchnią roboczą, zaś stempel 2 ma korpus ze sztywnego materiału w postaci stali narzędziowej. Komora pierwsza 3 zawiera wypełnienie z materiału elastomerowego w postaci termoplastycznego elastomeru poliestrowego TPEE o twardości wynoszącej 30 w skali Shore’a A. Twardość materiału elastomerowego korpusu matrycy 1 wynosi 65 w skali Shore’a A. W pozostałym zakresie wykonanie tłocznika jest takie jak w przykładzie pierwszym.

Wykaz oznaczeń

- matryca

- stempel

- komora pierwsza

- komora druga

- wypełnienie

- podstawa

- płyta głowicowa

- kolumna

Claims (7)

1. Tłocznik zawierający płytę głowicową oraz podstawę, a także zamocowane w nich narzędzia tłoczące, w postaci stempla oraz matrycy, znamienny tym, że co najmniej jedno z narzędzi tłoczących ma elastomerowy korpus wewnątrz którego zawiera zamkniętą komorę (3, 4) usytuowaną pod jego powierzchnią roboczą, przy czym twardość materiału elastomerowego korpusu tego narzędzia wynosi od 30 do 95 w skali Shore’a A.

2. Tłocznik według zastrz. 1, znamienny tym, że zarówno matryca (1) jak i stempel (2) mają elastomerowy korpus zawierający zamkniętą komorę (3, 4) usytuowana pod jego powierzchnią roboczą.

3. Tłocznik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zamknięta komora (3, 4) zawiera wypełnienie (5) elastomerowe.

4. Tłocznik według zastrz. 3, znamienny tym, że wypełnienie (5) elastomerowe jest w postaci użebrowania pomiędzy powierzchniami wewnętrznych ścianek komory (3, 4).

5. Tłocznik według zastrz. 3, znamienny tym, że wypełnienie (5) jest lite i w całości wypełnia przestrzeń komory (3, 4), a ponadto jest z materiału o twardości różnej od twardości elastomeru korpusu.

6. Tłocznik według jednego z zastrz. od 3 do 5, znamienny tym, że materiał elastomerowy wypełnienia (5) jest termoplastyczny, a jego twardość mieści się w zakresie od 30 do 95 w skali Shore’a A.

7. Tłocznik według jednego z zastrz. od 1 do 6, znamienny tym, że elastomer, z którego jest korpus narzędzia tłoczącego jest termoplastyczny.