SK2052010U1 - Forming process by rod and products producible by the process - Google Patents

Description

Technické riešenie podľa tohto úžitkového vzoru sa týka spôsobu tvarovania v podstate tuhých telies pomocou tiahla. Tento spôsob tvarovania je použiteľný predovšetkým pri výrobe nábytku a interiérových a exteriérových dizajnérskych doplnkov, hudobných nástrojov a iných výrobkov drevárskeho, strojárenského a stavebného priemyslu. Technológia tvarovania pomocou tiahla sa dá využiť u stavebných konštrukcií a výrobe foriem v strojárstve a pri formovacej technike, pri výrobe lodí, pričom ako vstupný materiál pre formovanie tiahlom sa dajú použiť všetky dostupné konštrukčné materiály ako sú drevo, plasty, sklo, kameň a ich vzájomné kombinácie.

Doterajší stav techniky

Je známa výroba kompozitných materiálov, v ktorých sa na vystuženie používajú kovové drôty, alebo nekovové vlákna rôznej dĺžky a rôzneho priemeru. Taktiež sú známe stavebné konštrukcie, alebo výrobky z betónu, u ktorých sa používa armovanie, alebo predpínanie kovových vlákien za účelom dosiahnutia pevnosti a stability výrobku. Všetky doteraz vymenované, alebo známe technológie boli nevýhodné z toho dôvodu, že sa u nich nedalo dosiahnuť v jednom výrobku použitie materiálov rôznej kvality a rôznych fyzikálnych, napr. optických vlastností. Oproti výrobe klasických kompozitných materiálov je navrhovaná technológia jednoduchšia, menej nákladná a nevyžaduje vytvorenie formy, v ktorej sa bude kompozitný výrobok tvarovať. Sú známe metódy tvarovania drevených častí nábytku pomocou kovových súčiastok, u ktorých sa trvalá zmena tvaru dosiahne pôsobením pary, ktoré sa používajú na výrobu ohýbaných častí stoličiek a stolov. Doterajšie technológie sú technicky, materiálovo a energeticky náročnejšie oproti navrhovanému spôsobu tvárnenia tiahlom.

Podstata technického riešenia

Nedostatky opísané v doterajšom stave techniky odstraňuje spôsob tvarovania v podstate tuhého materiálu telesa podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že z materiálu telesa sa vytvoria segmenty so skosenými plochami zárezu. Segmenty sa môžu vyrobiť pomocou priečnych zárezov v základom materiálovom polotovare, napríklad v drevenej platni. Do segmentov sa vytvorí aspoň jeden priebežný otvor na tiahlo, pričom priebežný otvor prechádza cez plochy zárezov. Následne sa do otvoru vloží aspoň jedno tiahlo a ním sa segmenty ťahom stiahnu tak, že priľahlé plochy zárezov sa dotykovo spoja, zovrú. Tiahlo sa ponechá v telese ako trvalá výstuha. Tiahlo je pritom natoľko pružné, že v zónach spájania segmentov sa primerane ohne. Po navlečení tiahla na segmenty v podstate postačuje, aby sa tiahlo doťahovalo, napríklad pomocou matíc na koncoch, a požadovaný tvar výrobku sa dosiahne úplným zatiahnutím tiahla, kedy sa priľahlé plochy segmentov pevne dotýkajú.

Priľahlé susedné plochy zárezov na segmentoch zvierajú uhol β z intervalu 0° až 180 °. Výsledný uhol ohnutia výrobku je určený súčtom uhlov β všetkých zárezov.

Priebežný otvor na tiahlo sa môže vytvoriť pred rezaním materiálu na segmenty, výhodne pomocou vŕtania do celistvého telesa alebo sa môže vytvárať samostatne v jednotlivých segmentoch. Priebežný otvor môže byť vytvorený aj inak ako obrábaním, môže byť napríklad vytvorený vstrekovaním pri výrobe segmentov, alebo môže byť tvorený dutinou v uzavretých profiloch.

Opísaný spôsob tvarovania je teda technológiou, pri ktorej sa požadovaný tvar dosiahne spájaním segmentov pripravených vopred podľa budúceho tvaru hotového výrobku, kde segmenty sú spojené tiahlom, prípadne viacerými tiahlami. Do segmentu sa prevŕtaním, alebo iným spôsobom urobí priebežný otvor. Do otvoru každého segmentu sa prevlečie tiahlo, ktoré stiahne segmenty do jedného celku.

Kontaktné miesta styku segmentov, teda plochy zárezov sa pred stiahnutím môžu zlepiť vhodným lepidlom. Po stiahnutí ostáva tiahlo ako trvalá výstuha vo výrobku. Minimálny počet použitých tiahel je jedno tiahlo. Horná hranica počtu tiahel je neobmedzená. Pri niektorých aplikáciách môže byť výhodné, ak sa na plochy zárezu priložia pružné podložky, napríklad gumové alebo plastové, a až potom sa segmenty sťahujú tiahlom. Pri takomto usporiadaní sa dosiahne pružnosť spojenia segmentov a celé tvarované teleso sa vyznačuje pružnosťou aj v prípade použitia tuhých, nepružných segmentov.

Voľný priestor medzi priebežným otvorom a tiahlom sa môže vyplniť tmelom a/alebo plniacou hmotou a/alebo lepiacou hmotou, čím sa stabilizuje poloha tiahla. Spôsob tvarovania podľa tohto technického riešenia môže byť využitý aj na prípravu polotovarov, kedy sa po zatiahnutí tiahla sa materiál telesa obrába do konečného tvaru, napríklad trieskovým obrábaním.

Ako tiahlo môže byť použitá oceľová tyč, výhodne závitová oceľová tyč s maticami a/alebo lano zakončené napínacími prvkami a/alebo nepletené vlákna spojené a zakončené napínacími prvkami. Oceľová tyč má dostatočnú pružnosť v miestach dotykových plôch segmentov. V prípade požiadavky na ešte väčšiu pružnosť sa použijú kovové alebo plastové alebo sklené alebo kevlarové vlákna, a to nepletené alebo pletené do lana.

Výhodou predloženého riešenia tiež je, že sa môžu použiť segmenty z rôznych druhov materiálov, napríklad zo skupiny driev, umelých a prírodných kameňov, skla, kovov, živíc a ich kompozitov. Rezanie segmentov v ploche styku do uhlov umožňuje celok tvarovať v troch dimenziách. Zmenou hrúbok segmentov je možné korigovať zužovanie a zosilňovanie celku.

Predmetom ochrany je aj samotný tvarovaný výrobok vyrobený hore opísaným spôsobom, ktorého podstata spočíva v tom, že má segmenty so skosenými plochami zárezu, a že segmenty sú cez priľahlé plochy zárezov vzájomne spojené aspoň jedným tiahlom. Tiahlo pritom prechádza cez priebežný otvor v segmentoch.

Tvarovaný výrobok môže mať podobu hudobného nástroja, v ktorom tiahlo je zároveň kovovou konštrukciou potrebnou na napnutie hudobného nástroja.

Tvarovaný výrobok môže mať podobu stoličky, ktorá má najmenej tri tiahla orientované v smere osí x-y-z-.

V inom prípade môže mať tvarovaný výrobok podobu trojdimenzionálne tvarovanej vrchnej obruby lode s konkávnymi a/alebo konvexnými tvarmi, kde sú priebežné otvory pri ukončení tiahla vyplnené lepivou hmotou a/alebo plniacou hmotou.

V neposlednom výpočte môže mať tvarovaný výrobok drevené a/alebo kovové segmenty a tvorí formu na odlievanie telies, výhodne betónových telies.

Navrhované technické riešenie je výhodné najmä preto, že na dosiahnutie ohybov nepotrebuje paru, ani iné médium pôsobiace na drevo alebo na materiály, z ktorých sú výrobky zhotovené. Navrhované technické riešenie umožňuje v jednom výrobku použiť segmenty, materiály s rôznymi fyzikálnymi vlastnosťami napr.: drevo a sklo, drevo a plast, rôzne druhy dreva od ušľachtilých druhov po bežné druhy, tak aj dosiahnutie vzájomných kombinácií kovových a nekovových materiálov, čím sa u hotového výrobku dosiahne neobvyklých farebných, štrukturálnych a estetických efektov. Počet tvarovacích tiahel sa volí podľa rozmerov konečného výrobku a podľa toho či sa jedná o výrobok plošný alebo priestorový, to je trojdimenzionálny výrobok. Ak je potrebné zaistenie väčších pevností, môžeme použiť viaceré tiahla.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Technické riešenie je objasnené pomocou obrázkov 1 až 3.

Na obrázku 1 hore je vyobrazený stav po narezaní zárezov v základnom telese. V spodnej časti obrázku 1 je znázornené zoradenie segmentov s uz vytvoreným priebežným otvorom, ešte v stave bez vloženého tiahla.

Na obrázku 2 je pohľad na tvarovaný výrobok so zatiahnutím tiahlom so štyrmi segmentmi, kde tiahlo je tvorené závitovou tyčou s maticami na koncoch.

Na obrázku 3 je bočný a pôdorysný pohľad na stoličku s troma vetvami ohýbania.

Príklady uskutočnenia

Príklad 1

Oblúkové dvierka pre nábytok z ušľachtilého dreva sú vyrobené s použitím technológie tvarovania tiahlom nasledujúcim postupom. Plochá rovná doska predstavujúca základné teleso j_ polotovaru sa poreže na pásy, ktoré tak vytvoria východzie segmenty 1.1, 1.2, 1.3, 1.4. Uhol zárezov 2,1, 2.2, 2,3 v segmentoch 1.1, 1,2,

1.3, 1.4 je β je určený polomerom ohybu hotového výrobku. Pásy sa prevŕtajú priečne v mieste spoja tak, aby sa tiahlo 4,2, ktorým je v tomto prípade závitová tyč, prevlieklo cez priebežný otvor 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 vo všetkých pripravených segmentoch 1.1, 1.2, 1.3,

1.4. Závitová tyč je opatrená na koncoch maticami 4.1, 4,3. Na styčné plochy segmentov 1,1, 1,2, 1.3, 1.4 sa nanesie lepidlo a závitovou tyčou (tiahlom) 4.2 sa fixujú do oblúkového tvaru. Tiahlo 4.2 sa ohýba spolu so segmentmi 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 a ostáva ako trvalé vystuženie dvierok. Vo výhodných prípadoch je možno priestor v otvore, do ktorého sa umiestnia tiahla 4.2 vyplniť lepivou hmotou. Po vytvrdení lepiacej hmoty, v závislosti od použitého lepidla, sa dvierka opracujú do finálneho tvaru klasickou technológiou odpovedajúcou použitému materiálu segmentov 1.1, 1.2, 1.3, 1.4. Zachová sa kresba ušľachtilého dreva. Vzhľad dvierok bude taký, akoby boli vyrobené z dreveného masívu.

Príklad 2

Segmenty 1.1, 1,2, 1.3, 1.4 z rôznych druhov driev podľa nákresu na obr. 3 sa pripravia rezaním pod rôznymi uhlami. Po navlečení troch kusov tiahla 4.2, ktoré sa umiestnia do priebežných otvorov 3.1, 3.2, 3,3 sa segmenty 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 spoja lepením a dotiahnutím každého jednotlivého tiahla 4.2 sa dosiahne požadovaný tvar polotovaru stoličky, ktorý sa po spevnení spracuje do požadovanej finálnej podoby. Takýmto spôsobom sa dá vyrobiť stolička ako celok, alebo časti sedacieho nábytku ako sú nohy, sedlá, operadlá, prípadne aj rôzne druhy stolov a stolíkov, či už sú zostavené z častí vyrobených popisovaným spôsobom tvarovania tiahlom 4.2, alebo kombináciou Častí vyrobených štandardnými spôsobmi z masívu a časťami vyrobenými popisovaným technickým riešením.

Príklad 3

Spôsobom popisovanom v príklade 1 a 2 sa vyrobí hudobný nástroj bubon. Jeho valcová akustická časť, tvarovaná tiahlom 4,2 má výhodu v tom, že oceľová časť bubna je už obsiahnutá vo vnútri drevenej valcovej časti a nie je potrebná je dodatočná montáž.

Príklad 4

Pri stavbe lodí sa obvykle požaduje obloženie vrchnej obruby ušľachtilým drevom. Drevená obruba lode má komplikovaný, mnohými oblúkmi sa vyznačujúci tvar. Segmenty 1.1, 1.2, 1,3, 1,4 pripravené ako bolo uvedené v príklade 1 a 2 sa pri použití viacerých kovových, alebo kevlarových tiahel 4.2 tvarujú v troch dimenziách. Pre zvýšenie pevnosti a odolnosti proti poveternostným vplyvom sa priebežné otvory 3.1, 3.2, 3.3, do ktorých sú umiestnené tiahla 4.2 dodatočne vyplnia lepivou hmotou.

Príklad 5

Technológia tvarovania tiahlom 4.2 sa s výhodou využije v stavebníctve pre výrobu foriem na odlievanie betónu. Voľba segmentov 1,1, 1.2, 1,3, 1.4 je z preglejky alebo kovu - oceľové debniace prvky sa pomocou tvarovania tiahlom 4.2 spoja do častí vytvárajúcich požadované konvexné a konkávne plochy a náročnejšie tvary pre odlievanie betónu na stavbách.

Príklad 6

V tomto príklade sú pred zatiahnutím tiahla 4.2 do zárezov 2,1, 2.2, 2,3 vložené gumové podložky, ktoré tvoria pružný medzikus medzi segmentmi 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, vďaka čomu sa celé tvarované teleso chová ako pružiaci celok a to napriek použitiu tuhého základného materiálu, napríklad dreva.

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Tvarovanie tiahlom sa dá opakovane využiť v nábytkárskom, stavebnom a strojárenskom priemysle a všade tam, kde je potrebné dosiahnuť rôzne zaoblené tvary pri veľkej úspore materiálu.

Claims (15)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Spôsob tvarovania telesa vyznačujúci sa tým, že z materiálu telesa (1) sa aspoň jedným priečnym zárezom (2.1, 2.2, 2.3) vytvoria aspoň dva segmenty (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) so skosenými plochami zárezu (2.1, 2.2, 2.3), do segmentov (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) sa vytvorí aspoň jeden priebežný otvor (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) na tiahlo (4.2), pričom priebežný otvor (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) prechádza cez plochy zárezu (2.1,2.2, 2.3), následne sa do otvoru vloží aspoň jedno tiahlo (4.2), tiahlom (4.2) sa segmenty (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) stiahnu tak, že priľahlé plochy zárezov (2.1, 2.2, 2.3) sa dotykovo spoja a tiahlo (4.2) sa ponechá v telese (1) ako trvalá výstuha.
2. 2. Spôsob tvarovania podľa nároku 1 vyznačujúci sa tým, že susedné plochy zárezov (2.1, 2.2, 2.3) zvierajú uhol β z intervalu 0° až 180 ° a výsledný uhol ohnutia je určený súčtom uhlov β všetkých zárezov (2.1, 2.2,

   2.3) .
3. 3. Spôsob tvarovania podľa nároku 1 alebo 2 vyznačujúci sa tým, že priebežný otvor (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) na tiahlo (4.2) sa vytvorí pred rezaním zárezov (2.1, 2.2, 2.3), výhodne pomocou vŕtania do celistvého telesa (1).
4. 4. Spôsob tvarovania podľa nároku 1 alebo 2vyznačujúci sa tým, že priebežný otvor (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) na tiahlo (4.2) sa vytvorí samostatne v jednotlivých segmentoch (1.1, 1.2, 1.3, 1.4).
5. 5. Spôsob tvarovania podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž4 vyznačujúci sa tým, že pred zatiahnutím tiahla (4.2) do konečnej tvarovej polohy telesa (1) sa plochy zárezu (2.1, 2.2, 2.3) opatria lepidlom.
6. 6. Spôsob tvarovania podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž5 vyznačujúci sa tým, že pred vložením tiahla (4.2) do priebežného otvoru (3.1, 3.2, 3.3,

   3.4) sa na plochy zárezu (2.1, 2.2, 2.3) priložia pružné podložky.
7. 7. Spôsob tvarovania podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž6 vyznačujúci sa tým, že voľný priestor medzi priebežným otvorom (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) a tiahlom (4.2) sa vyplní tmelom a/alebo plniacou hmotou a/alebo lepiacou

   Woár4/ hmotou, výhodne tak, že tmel a/alebo plniaca hmota a/alebo lepiaca hmota sa vstreknú cez pomocné priečne otvory smerujúce z povrchu segmentov (1,1, 1.2,

   1.3, 1.4) k priebežným otvorom (3.1, 3.2, 3.3, 3.4).
8. 8. Spôsob tvarovania podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž7 vyznačujúci sa tým, že po zatiahnutí tiahla (4.2) sa materiál telesa (1) obrába do konečného tvaru.
9. 9. Spôsob tvarovania podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8 vyznačujúci sa tým, že ako tiahlo (4.2) sa použije oceľová tyč, výhodne závitová oceľová tyč s maticami (4.1, 4.2) a/alebo lano zakončené napínacími prvkami a/alebo nepletené vlákna spojené a zakončené napínacími prvkami.
10. 10. Spôsob tvarovania podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9 vyznačujúci sa tým, že sa použijú segmenty (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) z rôznych druhov materiálov, výhodne zo skupiny driev, umelých a prírodných kameňov, skla, kovov, živíc a ich kompozitov.
11. 11. Tvarovaný výrobok vyrobený postupom podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 10 obsahujúci segmenty (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) so skosenými plochami zárezu (2.1, 2.2, 2.3) vyznačujúci sa tým, že segmenty (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) sú cez priľahlé plochy zárezov (2.1, 2.2, 2.3) vzájomne spojené aspoň jedným tiahlom (4.2), ktoré prechádza cez priebežný otvor (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) v segmentoch (1.1, 1.2, 1.3, 1.4).
12. 12. Tvarovaný výrobok podľa nároku 11 vyznačujúci sa tým, že tvorí hudobný nástroj, v ktorom tiahlo (4.2) je zároveň kovovou konštrukciou potrebnou na napnutie hudobného nástroja.
13. 13. Tvarovaný výrobok podľa nároku 11 vyznačujúci sa tým, že tvorí stoličku, ktorá má najmenej tri tiahla (4.2) orientované v smere osí x-y-z-.
14. 14. Tvarovaný výrobok podľa nároku 11 vyznačujúci sa tým, že tvorí trojdimenzionálne tvarovanú vrchnú obrubu lode s konkávnymi a/alebo konvexnými tvarmi, pričom priebežné otvory (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) pri ukončení tiahla (4.2) sú vyplnené lepivou hmotou a/alebo plniacou hmotou.

    ľfyžAT'fo

    M
15. 15. Tvarovaný výrobok podľa nároku 11 vyznačujúci sa tým, že má drevené a/alebo kovové segmenty (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) a tvorí formu na odlievanie telies, výhodne betónových telies.