SK7294Y1 - Spôsob výroby skleného výrobku s tvarovaným štýlkom, zariadenie na jeho vykonávanie a sklený výrobok - Google Patents

Abstract

Polotvar skleného výrobku sa v procese výroby pohybuje po linke pripevnený cez podstavec štýlku (3) a kalich (1). Vratným pohybom sa do dráhy pohybu štýlku (3) vysunie formovací element (2) a za tepla z jednej strany kontaktne zatlačí na štýlok (3). Vratný pohyb formovacieho elementu (2) je lineárny a/alebo rotačný, alebo zložený z rotácie a posuvu. Zariadenie má formovací element (2), ktorý je pohyblivo uložený v držiaku (6). Pohybový mechanizmus posúva formovací element (2) do dráhy a z dráhy pohybu výrobku na linke. Formovací element (2) má kontaktnú zónu so zaoblenými hranami. Výhodne má formovací element (2) tvar vidlice s dvoma ramenami (4), ktoré sú spojené zaoblením, a formovací element (2) sa počas kontaktu so štýlkom (3) výkyvne otáča, čím štýlok (3) nielen prehýba, ale aj skrúca. Výsledkom tlačného pohybu v smere kolmom na pohyb výrobku na linke a zároveň kyvného pohybu okolo osi je opakovane presná priestorová deformácia štýlku (3) pri zachovaní pôvodnej polohy kalicha (1) proti podstavcu.

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka spôsobu výroby skleného výrobku, predovšetkým skleného pohára so stopkou (stonkou, štýlkom), kde štýlok sa priestorovo tvaruje pri pohybe výrobku na výrobnej linke, napríklad na výrobnej linke zvárania a ťahania nohy. Technické riešenie tiež opisuje zariadenie na tvarovanie štýlku a samotný sklený výrobok, najmä pohár so stopkou, ktorý je s vysokou opakovanou presnosťou vyrobený novým spôsobom.

Doterajší stav techniky

Pri ručnej výrobe sklárskych predmetov sa poháre mohli vyrábať ako veľmi individuálne produkty s rôznymi tvarmi a umeleckými znakmi. S nástupom strojovej výroby sa tvar výrobkov unifikoval a je v podstate pevne definovaný použitými formami. Pritom existuje snaha dosiahnuť individuálne tvary výrobku pri strojovej výrobe, pričom sa má zachovať vysoká produktivita výroby, opakovaná jednotnosť tvaru a rozmerov a pritom sa umožní individualizovať tvar podľa požiadaviek zákazníkov. Zverejnený patent podľa CZ296399B opisuje spôsob, pri ktorom sa už hotový a vychladený výrobok pripevní do upínacích hláv, na štýlok sa pôsobí teplom, štýlok sa zohreje na 50 až 100 K nad Littletonovým bodom mäknutia skla a následne sa prehriata časť štýlku tvaruje, napríklad ťahaním, stáčaním, skrúcaním, stlačovaním. Týmto riešením je možné získať individuálne tvarovaný štýlok, avšak produktivita tvarovania je veľmi nízka. Na dosiahnutie produktivity tvarovania na úrovni kapacity výrobného zariadenia by sa musela postaviť linka s podobnou veľkosťou, ako má stroj na zváranie štýlku s kalichom. Nevýhodou je aj opakovaná manipulácia, pripevňovanie výrobku do upínacích hláv jednoúčelového zariadenia a vysoká energetická náročnosť.

Malú produktivitu má aj spôsob výroby podľa CZ9601377A3, kde sa presnejšie ani neopisuje, ako dosiahnuť požadované tvarovanie štýlku, ktorý je neskôr privarený alebo prilepený ku kalichu.

Zverejnenia WO 2012059288 Al, CN102727044A opisujú pohár s tvarovaným štýlkom, tieto zverejnenia sa však nezaoberajú spôsobom, ako predpísaný tvar štýlku dosiahnuť.

Riešenie podľa JPS61168546A je navrhnuté na vyrovnávanie výrobných odchýlok sklených pohárov, teda na opačný proces, než je požadované tvarovanie štýlku mimo osi výrobku. Pri opačnom pôsobení by sa štýlok mohol vytvarovať, avšak došlo by aj k nakloneniu podstavca štýlku, čo je neprípustné, pretože pohár by nemohol stáť rovno.

Existuje tiež možnosť tvarovať štýlok už vo forme, kde sa lisuje. To je však nepoužiteľné pri technológii ťahaného štýlku, kedy sa lisuje predtvarok. Následné ťahanie by viedlo k vyrovnaniu pôvodne vylisovaného tvaru. Pri lisovaní nerovných tvarov tiež vznikajú technologické problémy s otváraním dvojdielnej formy, štýlok by mohol byť tvarovaný len s ohybom v jednej rovine, nie priestorovo.

Je žiadané, a nie je známe také riešenie, ktoré bude vysoko produktívne, bude umožňovať opakovane presné tvarovanie štýlku a nebude technologicky ani priestorovo náročné.

Podstata technického riešenia

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje spôsob výroby skleného výrobku s tvarovaným štýlkom, kedy sa výrobok v procese svojej výroby pohybuje po linke pripevnený cez kalich a podstavec štýlku, kde na linke je štýlok nahrievaný, napríklad je nahrievaný pri zváraní s kalichom alebo napríklad pri ťahaní predtvarku štýlku do výslednej podoby, podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že za tepla na štýlok pohybujúceho sa výrobku z jednej strany kontaktne pôsobí formovací element, ktorý sa vratným pohybom dostane do dráhy pohybu štýlku. Pojem štýlok v zmysle zaužívanej terminológie (anglicky Stem, nemecky der Stiel) označuje stopku, stonku pohára.

Podstatnou črtou tohto spôsobuje, že štýlok tvarujeme už na linke prvotnej výroby, nie teda po skončení existujúceho procesu výroby, ako je známe zo stavu techniky. To prináša dve hlavné výhody. Prvou je vysoká produktivita tvarovania, ktorá zodpovedá kapacite výrobného zariadenia, výrobok nie je potrebné nanovo pripevňovať do špeciálneho tvarovacieho stroja, priamo sa využije pripevnenie, ktoré slúžilo pri prvotnej výrobe. Pripevnenie je pritom dôležité na to, aby sa deformácia zúžila len na štýlok, nie je žiaduce naklonenie kalicha. Pojem pripevnenie kalicha, pripevnenie cez kalich zahŕňa aj pripevnenie pomocou nadtvarku kalicha, ktorý sa bežne používa vo výrobe a v závere sa odstráni.

Druhou výhodou je nízka energetická náročnosť. Spôsoby zo stavu techniky si vyžadovali nové nahrievanie tvarovaného výrobku, čo zvyšuje spotrebu plynu. Predložené technické riešenie je energeticky úsporné, a tým aj maximálne ekologické, pretože využíva už existujúce nahriatie štýlku v rámci existujúcej technológie výroby skleného výrobku. Prirodzene, aj v našom technickom riešení môže byť obsiahnuté krátke nahrievanie na linke, avšak vždy sa využije existujúce teplo štýlku z prvotného procesu. Zvyčajne pôjde o teplo, ktoré

SK 7294 Υ1 sme vyvíjali pri procese zvárania štýlku s kalichom alebo pri procese zvárania a ťahania predtvarku štýlku. Tento spôsob tvarovania štýlku je preto výhodný najmä pri výrobe tzv. ťahanej kalíškoviny, nie je však obmedzený len na takúto technológiu.

Ak sa v tomto opise uvádza pojem za tepla má sa na mysli, že sklovina má teplotu požadovanú pre príslušný úkon. Napríklad teplota zvárania predtvarku štýlku ku kalichu môže byť v rozsahu 820 +/-20 °C. Teplota skloviny ochladenej na dosiahnutie rozmerovej a tvarovej stability môže byť pod 380 °C.

Na štýlok sa pôsobí formovacím elementom, ktorý kontaktne pôsobí (najmä tlačí) na štýlok z jednej strany. Vďaka tomu nie je nevyhnutné mať k dispozícií prístup z viacerých strán výrobku. To je tiež podstatná výhoda, tento spôsob sa dá použiť na existujúcom karuselovom zváracom alebo ťahacom stroji, kde je polotovar prístupný z vonkajšej strany obvodu. Spôsob sa teda dá realizovať na existujúcom stroji bez zásahu do vnútorného usporiadania, postačuje, ak sa na strane vonkajšieho obvodu pripojí zariadenie, ktoré bude formovací element pohybovať do dráhy štýlku.

Formovací element sa bude do dráhy pohybovať vratným pohybom, konkrétna kinematika vratného pohybu vo vzťahu k dráhe výrobku môže byť rôzna. Pre jednoduché nastavovanie zariadenia bude výhodné, ak sa vratný pohyb formovacieho elementu realizuje v rovine, ktorá je kolmá na smer pohybu výrobku, napríklad v prípade karuselovej linky to bude kolmo k dotyčnici kruhového pohybu výrobku. V takom prípade sa formovací element najkratším pohybom dostane do dráhy a následne z dráhy pohybu výrobku. Hĺbka zatlačenia štýlku, a tým aj výsledný tvar štýlku sa dá nastaviť dĺžkou pohybu formovacieho elementu, napríklad nastavením dorazu pohybového ústrojenstva formovacieho elementu. Vratný pohyb formovacieho elementu môže byť lineárny a/alebo rotačný.

Bude výhodné, ak sa formovací element bude pohybovať nielen vratne do dráhy štýlku a z dráhy štýlku, ale bude sa aspoň v čase kontaktu formovacieho elementu so štýlkom otáčať okolo osi. Pohybujúci sa formovací element v kontakte s nahriatym štýlkom deformuje sklovinu štýlku v dvoch rovinách, vďaka čomu dosiahneme priestorovo tvarovaný štýlok. Stonka štýlku je prehnutá a zároveň je stočená. Prehnutie spôsobil posuvný pohyb formovacieho elementu, stočenie je spôsobené rotáciou formovacieho elementu.

Formovací element bude mať zaoblené hrany kontaktnej zóny, aby sa nevytvárali vruby v sklovine. Tvar formovacieho elementu bude závislý aj od kinematiky formovacieho elementu v relatívnom vzťahu k dráhe výrobku. Výrobok na karuselových linkách sa okrem pohybu po obvode zároveň aj otáča v rotačných hlavách, aby sa dosiahlo rovnomerné pôsobenie tepla z horákov umiestnených jednostranne na linke.

Z hľadiska jednoduchosti zariadenia bude výhodné, ak sa formovací element pohybuje do dráhy výrobku lineárnym pohybom, ktorý sa dá jednoducho zabezpečiť hydraulickým valcom, elektrickým priamočiarym motorom alebo, čo je obzvlášť výhodné - pomocou pneumatického valca. Zdroj stlačeného vzduchu býva pôvodnou súčasťou výrobnej linky. Druhá, rotačná zložka pohybu formovacieho elementu môže byť tiež zabezpečená pneumatickým valcom. Keďže v princípe nie je potrebné rotovať s formovacím elementom viac ako o 180° - nechceme stonku štýlku obracať až do opačnej polohy, a v skutočnosti nie je potrebné otáčať formovací element ani o viac ako 90°, bude výhodné, ak aj rotačnú zložku pohybu formovacieho elementu zabezpečí pneumatický valec. Použitie pneumatických valcov poskytuje zariadeniu robustnosť a trvanlivosť, zároveň sa môže mechanickým nastavením koncovej polohy dvoch pneumatických valcov jednoducho nastaviť presná poloha a rotácia formovacieho elementu, a tým aj výsledný tvar štýlku. Umiestnenie ohybu v rámci výšky štýlku sa jednoducho nastavuje výškovým nastavením držiaka pohybového ústrojenstva formovacieho elementu.

Po vytvarovaní štýlku sa formovací element vracia do základnej polohy, aby ďalej neinterferoval s pohybujúcim sa štýlkom, prípade s pohybujúcim sa rotujúcim štýlkom. Následne dochádza k zachladeniu štýlku pod teplotu tvarovateľnosti, čím sa zabezpečí opakovateľná rozmerová a tvarová stabilita. Výrobok sa odtemperuje, čo patrí medzi štandardné postupy pri výrobe úžitkového skla. Podobne, známym spôsobom sa opracuje ústny okraj, aby bol kalich použiteľný.

Ak je štýlok dostatočne vysoký, môže sa postupne na ňom vytvoriť aj viacero priehybov tak, že po dotyku s prvým formovacím elementom prechádza výrobok na linke na miesto, kde do dráhy svojím vratným pohybom zasahuje druhý formovací element v odlišnej výške ako prvý formovací element v predchádzajúcej fáze. Postupným zaradením viacerých zariadení v rôznych výškach môžeme získať viacnásobne prehnutý a/alebo skrútený štýlok.

Nedostatky uvedené v stave techniky v podstatnej miere odstraňuje aj zariadenie na tvarovanie štýlku pri výrobe skleného výrobku na linke, kde sa výrobky pripevnené cez kalich a podstavec štýlku pohybujú za tepla po linke podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že má formovací element, ktorý je pohyblivo uložený v držiaku, má pohybové ústrojenstvo na vratný pohyb formovacieho elementu do dráhy a z dráhy pohybu výrobku na linke a držiak je prispôsobený na umiestnenie k linke po jednej strane dráhy výrobku tak, aby pohybujúci formovací element zasahoval do dráhy výrobku na linke. Formovací element má kontaktnú zónu so zaoblenými hranami.

Držiak môže byť vyhotovený ako stojan, ktorý sa pevne pripevní k podlahe v príslušnej časti linky, alebo to môže byť konzola, ktorá sa primontuje priamo k rámu stroja na linke. Podstatné je, aby držiak bol schopný

SK 7294 Υ1 preniesť silovú reakciu z formovacieho elementu a predovšetkým zachytiť zotrvačné sily pohybového ústrojenstva, aby sa tak mohla opakovane dosiahnuť presne požadovaná poloha formovacieho elementu v dráhe výrobku. Formovací element môže byť vo výhodnom usporiadaní pripevnený na pohyblivom konci lineárneho motora, vtedy bude vykonávať lineárny vratný pohyb. V inom prípade môže byť formovací element pripevnený na páke, kedy bude vykonávať pohyb po kružnici. Bude výhodné, ak pohybové ústrojenstvo zahrňuje priamočiary elektrický, hydraulický alebo obzvlášť výhodne pneumatický priamočiary motor. Formovací element bude v takom prípade pripevnený na konci piestnice, a to priamo alebo pomocou unášacej platne. Valec môže byť k držiaku pripevnený pomocou nastaviteľného posuvného vedenia, ktoré umožňuje rôznu polohu valca v smere osi piestnice. Poloha sa môže nastavovať napríklad pohybovou skrutkou, ktorá posúva valec do potrebnej polohy, čím sa nastavuje aj koncová poloha piestnice a formovacieho elementu. Toto mechanické nastavenie je výhodné pre svoju jednoduchosť a pre spoľahlivosť v horúcom a agresívnom prostredí linky. V inom usporiadaní môže byť použité aj elektronicky riadené nastavenie koncovej polohy formovacieho elementu.

Pohybové ústrojenstvo bude zvyčajne vykonávať pohyb kolmo na dotyčnicu dráhy výrobku na linke. Držiak bude preto orientovaný tak, aby vodorovný pneumatický valec mal os pohybu kolmo na dráhu linky.

S cieľom dosiahnuť priestorovo tvarovaný štýlok bude vhodné, ak pohybové ústrojenstvo zahrňuje nielen prostriedky na vratný pohyb formovacieho elementu z dráhy a do dráhy výrobku, ale ak zahrňuje aj prostriedky na rotáciu formovacieho elementu, najmä na rotáciu okolo osi, ktorá je rovnobežná s osou vratného pohybu formovacieho elementu. Rotačný pohyb sa môže zabezpečiť krokovým elektromotorom, motorom so závitovou prevodovkou alebo pomocou lineárne pohyblivého motora, ktorý pôsobí na výkyvné uloženie formovacieho elementu. Z hľadiska jednoduchosti a vysokej spoľahlivosti bude výhodné, ak sa na rotáciu formovacieho elementu použije druhý pneumatický valec, ktorý cez páku, kľuku pôsobí na výkyvné uloženie prvého pneumatického valca, ktorý vykonáva tlačný, vratný pohyb do dráhy výrobku.

Formovací element, tlačný palec v prípade jednoduchého vratného pohybu (bez rotačnej zložky) bude mať podobu krátkej lišty so zaoblenou kontaktnou hranou, priemer zaoblenia bude zodpovedať hrúbke lišty. V prípade, že formovací element sa pohybuje nielen posuvne, ale aspoň pri kontakte so štýlkom aj rotuje, bude vhodné, aby lišta mala tvar vidlice s ramenami. Stred vidlice bude určený na tlačenie štýlku, čím sa vytvára jeho priehyb. Stred vidlice prepája línie ramien a je vytvorený ako zaoblený prechod medzi ramenami. Naďalej platí ako pri jednoduchom tlačnom palci, že hrana na jeho kontaktnej strane je zaoblená. Boky ramien vidlice sa vďaka rotačnej zložke otáčania formovacieho elementu dotknú štýlku na dvoch protiľahlých miestach, a to v mieste nad priehybom štýlku a v mieste pod priehybom štýlku. Tým sa vytvorí akoby zovretie medzi ramenami vidlice a stáčajúca sa vidlica svojimi ramenami skrúti štýlok. Uhol skrútenia je nastaviteľný voľbou rotačnej zložky pohybu formovacieho elementu. Keďže štýlok okrem pohybu v smere pohybu výrobku na linke bude zvyčajne vykonávať aj rotačný pohyb v osi štýlku, je výhodné, aby vidlica formovacieho elementu mala dve odlišne vysoké ramená, dlhšie nábežné rameno a kratšie úbežné rameno. Týmto sa zníži nežiaduci sklzový pohyb skloviny na povrchu formovacieho elementu, ktorý môže viesť k ťahaniu štýlku s prípadnými poruchami. Tento cieľ môže podporiť aj rozdielna hrúbka lišty formovacieho elementu na dlhšej nábežnej strane vidlice. Aj pri tenšej časti lišty budú všetky vonkajšie okraje zaoblené.

Riadenie pohybového ústrojenstva môže byť prepojené s riadiacou jednotkou stroja linky, z riadiacej jednotky bude zariadenie dostávať impulzy, kedy má vtlačiť formovací element do dráhy štýlku. Je možné aj úplne samostatné riadenie, kde pomocou snímača sa identifikuje poloha štýlku v primeranom predstihu a pohybové ústrojenstvo dostane impulz na vysunutie formovacieho elementu. V bežnom vyhotovení bude elektrické, resp. elektronické riadenie ovládať elektromagnetické ventily vzduchového rozvádzača, ktorý je vedením prepojený s pneumatickými valcami na jednej strane a so zdrojom stlačeného vzduchu na druhej strane. Možné sú aj iné spôsoby spriahnutia základného stroja a zariadenia podľa tohto technického riešenia, v princípe však vždy bude pohyb formovacieho elementu koordinovaný podľa pohybu základného stroja.

Nedostatky uvedené v stave techniky v podstatnej miere odstraňuje aj samotný sklený výrobok s tvarovaným štýlkom, ktorý je vytvorený ťahaním za tepla, kde povrch skla štýlku je hladký, bez napojovacích hrán podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že štýlok v časti medzi kalichom a podstavcom má aspoň jeden priehyb od osi výrobku. Vo výhodnom stave bude štýlok v zóne s priehybom aj skrútený a to tak, že dotyčnica k osi štýlku aspoň v časti skrútenia bude prebiehať mimo osovej roviny výrobku.

Výhodou predloženého technického riešenia je vysoká produktivita tvarovania, jednoduché nasadenie v existujúcej technológii výroby a nízka energetická a manipulačná náročnosť. Výhodou je aj vysoká opakovaná tvarová a rozmerová presnosť, pričom je možné jednoduchým nastavením zariadenia získať požadovaný tvar štýlku. Každý výrobok má presne definovanú výšku a hĺbku ohybu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Technické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou obrázkov 1 až 21. Použitá mierka a pomer medzi veľ

SK 7294 Υ1 kosťou nadtvarku kalicha, kalichom, štýlkom a podstavcom štýlka, formovacím elementom je nezáväzný, informatívny alebo bol priamo upravený na zvýšenie prehľadnosti. Zvolené pomery, veľkosti a zvolené tvary nemajú byť vysvetľované ako zužujúce rozsah ochrany. Vo všetkých vyobrazeniach je polotovar pohára alebo pohár znázornený bez upevnenia v príslušných rotačných hlavách, v skutočnosti sa polotovar pohára, resp. pohár pohybuje po linke tak, že je upevnený na oboch stranách - je upevnený cez podstavec štýlku a cez kalich, resp. cez nadtvarok kalicha. Upevnenie na oboch stranách pri tvárnení podľa tohto technického riešenia je pritom nevyhnutné. Na obrázkoch nie je pre prehľadnosť zachytený rozvod stlačeného vzduchu ani hadice k pneumatickým valcom a ďalšie detaily, ktoré sú bežné pre reguláciu a ovládanie.

Obrázky 1 až 4 vyobrazujú etapy pôvodnej výroby pohára so stonkou. Na obrázku 1 je kalich s nadtvarkom pred zvarením s predtvarkom štýlku. Na obrázku 2 je predtvarok štýlku privarený ku kalichu, na obrázku 3 je štýlok natiahnutý do výslednej podoby. Následne na obrázku 4 je znázornené odstránenie nadtvarku kalicha.

Obrázky 5 až 9 zachytávajú výrobné etapy ekvivalentné k obrázkom 1 až 4. Na obrázku 8 a 9 je vyobrazený pohár po etape tvarovania štýlku. Na obrázku 10 je hotový pohár.

Obrázok 11 znázorňuje pohľad na pohár s vytvarovaným štýlkom v jednom pohľade, obrázok 12 v druhom, kolmom pohľade, ktorý je označený písmenom A.

Obrázky 13 a 14 sú detailné pohľady na priebeh tvarovaného štýlku s vyznačením osi a bez kalicha, kde v spodnej časti obrázkov je pôdorys, na ktorom je viditeľný priestorový ohyb štýlka.

Obrázoky 15 a 16 vyobrazujú interakciu formovacieho elementu a štýlku, kedy sa formovací element posúva do dráhy pohybu štýlku. Na obrázku 15 je formovací element pohybujúci sa do záberu, na obrázku 16 je v zábere so štýlkom. Formovací element na obrázkoch 15 a 16 má tvar jednoduchej, zaoblenej lišty. Šípky predstavujú pohyby štýlku a formovacieho elementu.

Obrázok 17 znázorňuje formovací element v tvare vidlice s dvoma ramenami a so zaoblením kontaktnej strany. Na obrázku 18 je formovací element s tvarom vidlice pohybujúci sa do záberu, kedy je na počiatku rotačného pohybu. Na obrázkoch 15 až 18 je pre prehľadnosť znázornený štýlok bez kalicha a podstavca. Šípky predstavujú pohyby štýlku a formovacieho elementu.

Na obrázku 19 je pohľad na zariadenie v smere pohybu výrobku na linke pri vysúvajúcom sa formovacom elemente. Pre prehľadnosť nie je na obrázkoch 19 až 21 znázornený základný stroj výrobnej linky, čiarkované je vyobrazená poloha polotovaru pohára s nadtvarkom kalicha.

Na obrázku 20 je vyobrazené zariadenie pri pohľade kolmo na pohyb výrobku na linke, kedy je pneumatický valec zasunutý, formovací element nezasahuje do dráhy výrobkov. Následne na obrázku 21 je zariadenie v polohe s pootočeným formovacím elementom v zábere, kedy druhý pneumatický valec vyklopil základňu s prvým pneumatickým valcom.

Príklady uskutočnenia

Príklad 1

V tomto príklade podľa obrázkov 5 až 14, 17 až 21 sa tvárnia štýlky 3 skleného pohára so stonkou, napríklad pohára na víno. Doteraz (podľa obrázkov 1 až 4) bol takýto sklený pohár vyrábaný s rovným štýlkom 3. Najskôr fúkaním na fúkacom stroji sa zvlášť vyrobí kalich j_ s nadtvarkom. Nadtvarok slúži na upevnenie výrobku v strojnom zariadení linky, najmä v karuselovom stroji, kde sa kalich j_ zvára so štýlkom 3. Štýlok 3 je vytvorený vylisovaním skloviny v dvojdielnej forme a po otvorení formy sa vyberie a dopraví ku karuselovému stroju na zváranie. V tomto príklade sa štýlok 3 zvára s kalichom j_ v obrátenej polohe, kalichom j_ nadol. Obe časti sú upevnené v rotačných hlavách, ktoré sa pri výrobe nielen priebežne posúvajú do jednotlivých pracovných pozícií po obvode karusela, ale zároveň aj rotujú v osi štýlku 3 a kalicha L Osová rotácia zabezpečuje rovnomerné nahrievanie skla z horákov, ktoré sú umiestnené zvonka po obvode karusela. Karusel má rotačné hlavy vždy umiestnené v pároch nad sebou, horná rotačná hlava drží štýlok 3, spodná drží kalich L Pevné upevnenie oboch častí, kalicha j_ aj štýlku 3, ktoré je potrebné na proces zvárania a ťahania štýlku 3, sa využije aj pri tvarovaní, toto upevnenie zabezpečí, že pri tvarovaní sa nemení uhlová poloha kalicha j_ oproti podstavcu, tvarovanie štýlku 3 teda nespôsobuje nežiaduce deformácie a nakrivenie vzájomnej polohy kalicha j_ a podstavca. V inom príklade môže byť využitá iná poloha alebo iný spôsob upevnenia a polohovania pri zváraní a ťahaní.

V rotačných hlavách vstupujú obe časti do plameňov plynových horákov, ktoré zabezpečujú nahriatie výstupku kalicha j_ a konca štýlku 3 na zváraciu teplotu 820 +/- 20 °C. Priblížením rotačných hláv k sebe sa štýlok 3 pritlačí ku kalichu j_ a sklovina sa zvarí. Po zvarení sa rotujúce hlavy s pripevneným štýlkom 3 a s kalichom j_ začnú vzďaľovať. Toto vzdialenie spôsobuje, že sa deformuje, naťahuje polotovar, pritom sa naťahuje len tá časť polotovaru, ktorá má dostatočnú teplotu. Kalich 1 a podstavec štýlku 3 majú nižšiu teplotu, tieto časti sa v podstate už neformujú. Nastavením smerovania pridávaného tepla, teda napr. smerovaním plynových horákov a ich reguláciou sa vytvorí žiadané teplotné pole, ktoré definuje zónu naťahovania štýlku 3.

SK 7294 Υ1

Dĺžka naťahovania je nastavená na stroji nastavením vzdialenosti, o ktorú sa rotačné hlavy od seba vzdialia po zvarení štýlku 3 s kalichom L Ťahanie je vďaka prirodzeným vlastnostiam tekutej skloviny sprevádzané stenčovaním stonky a vyhladzovaním vonkajších prechodových nerovností, týmto postupom sa zahladí aj spoj v zvarovej rovine. Keďže sa polotovar pri pohybe aj otáča okolo osi a pôsobenie tepla je tým rovnomerné, získame nielen hladké vonkajšie povrchy, ale aj súosový kruhový prierez štýlku 3.

Do tohto momentu je spracovanie výrobku rovnaké, ako je v podstate známe v stave techniky. Sklený pohár sa po vytiahnutí štýlku 3 do žiadanej podoby posúva ďalej po linke, tu konkrétne po obvode karusela. Jeho teplota klesá z teploty 820 +/-20 °C k teplote tvarovej stability 380 °C. Na vonkajšom obvode základne karuselového zváracieho a ťahacieho stroja je držiakom 6 pripevnené dodatočné zariadenie na tvarovanie štýlku 3. Je umiestnené tak, aby sklený výrobok mal v príslušnom bode linky štýlok 3 zohriaty nad tvárniacu teplotu, prípadne je v tomto bode linky pridaný horák na dodatočné nahrievanie štýlku 3.

Držiak 6 je výškovo prestaviteľný, čím sa dá nastaviť zvislá poloha kyvného uloženia pneumatického valca 5 vzhľadom na výškovú polohu štýlku 3 na linke. Vodorovne umiestnený pneumatický valec 5 pohybuje unášacou platňou 8, ktorá je pritom vedená aj v rovnobežnom druhom, tlakovo nezapojenom valci tak, aby unášacia platňa 8 nemala rotačnú voľnosť oproti pneumatickému valcu 5. Pneumatický valec 5 je prichytený v otočnom uložení, v tomto príklade v jednoduchom pánte, ktorý umožňuje kývať celým valcom 5 aj s unášacou platňou 8. Os kývania je rovnobežná s osou pneumatického valca 5. Pneumatický valec 5 je držiakom 6 umiestnený kolmo k dotyčnici obvodu karuselového stroja. Druhý pneumatický valec 5, ktorý ovláda kývanie prvého, vodorovného pneumatického valca 5, vykonáva uhlové natočenie prvého pneumatického valca 5, tiež unášacej platne 8 a tým aj natáča formovací element 2, ktorý je na unášacej platni 8 pripevnený skrutkami. Unášacia platňa 8 je použitá najmä na to, aby sa zjednodušilo pripevnenie a výmena formovacieho elementu 2. Ten je v tomto príklade pripevnený dvoma skrutkami.

Druhý pneumatický valec 5 je na spodnej strane cez kĺb pripevnený v držiaku, piestnica pôsobí cez páku na kyvné uloženie prvého, vodorovného pneumatického valca 5.

Vodorovný pneumatický valec 5 s pántom je pritom uložený na posuvnej lyžine, ktorej posuvné nastavenie sa uskutočňuje pohybovou skrutkou. Otáčaním tejto skrutky sa vodorovný pneumatický valec 5 a tým aj unášacia platňa 8 a formovací element 2 vo svojej koncovej polohe vysúvajú do dráhy alebo zasúvajú z dráhy pohybu pohára na linke. To umožňuje jednoducho mechanicky nastaviť hĺbku ohybu štýlku 3. Na zjednodušené nastavovanie má posuvné vedenie vodorovného valca 5 metrické meradlo, ktoré ukazuje nastavenú polohu. Držiak 6 má nastavovací mechanizmus 7 aj na nastavenie polohy vo zvislom smere, aby sa uľahčilo výškové nastavenie celého zariadenia vzhľadom na základný stroj.

Pneumatické valce 5 sú ovládané stlačeným vzduchom, ktorý je rozdeľovaný v rozvádzači podľa pokynov z riadenia. Z riadiacej jednotky karuselového stroja sa získa informácia o polohe pohára, ktorý prichádza do miesta s namontovaným zariadením. V príslušnom momente sa vysunie vodorovný pneumatický valec 5, pričom na konci výsuvu sa spustí aj druhý pneumatický valec 5, ktorý pootočí vodorovný pneumatický valec 5 v pánte jeho uloženia. V tomto momente sa formovací element 2 v tvare vidlice dotkol štýlku 3 zatlačil ho do priehybu a zároveň dve ramená 4 formovacieho elementu 2 stočili stonku štýlku 3. Pritom sa pohár so štýlkom 3 pohybuje ďalej po obvode karusela a zároveň rotuje v rotačných upínacích hlavách. Os kývania vodorovného valca 5 je pod osou piestnice a kývanie smeruje súhlasne so smerom pohybu výrobku na linke, to napomáha súbehu formovacieho elementu 2 s pohybujúcim sa štýlkom 3. K priestorovému tvarovaniu štýlku 3 dochádza v rozpätí teplôt ťahania 820 °C a teploty rozmerovej stability 380 °C.

Formovací element 2 má tvar vidlice s dvoma ramenami 4. Prvé je dlhšie, nábežné, druhé je kratšie úbežné. Kontaktná zóna lišty formovacieho elementu 2 je v priečnom smere zaoblená. Dlhšia, nábežná hrana má stenčenú hrúbku. Ramená 4 vidlice zahrňujú priamkové časti, na ktoré nadväzujú zaoblenia. V tomto príklade je formovací element 2 pripevnený k unášacej platni 8 pomocou dvoch skrutiek, ktoré sú prístupné zozadu unášacej platne 8. Unášacia platňa 8 má tvar obdĺžnika. V rohoch je pripevnená štvoricou skrutiek s dištančnými rúrkami k základnej platni primontovanej k piestnici. Tým sa medzi platňami vytvorí priestor na jednoduché priskrutkovanie formovacieho elementu 2, ktorý má v tomto príklade dva slepé otvory so závitmi na skrutky.

Po vytvarovaní štýlku 3 sa rotačné hlavy posúvajú po obvode karusela do miest, kde už na ne nehrejú horáky, štýlok 3 sa schladí pod teplotu tvarovateľnosti 380 °C. V tomto kroku je už zabezpečená rozmerová a tvarová stabilita a opakovateľná presnosť, polotovar sa môže vybrať z upnutia rotačných hláv. V tejto etape má polotovar ešte nadtvarok kalicha 1, ktorý je neskôr známym spôsobom oddelený od kalicha L Oddelenie nadtvarku, ako aj zaoblenie reznej hrany po nadtvarku a odtemperovanie sa vykonajú bežným postupom.

Odborník s primeranými znalosťami vie na základe tohto príkladu vytvoriť ďalšie verzie podobne spracovaných výrobkov, poháre môžu mať štýlok 3 s rôznym tvarom, priehybom a uhlom stočenia.

Zariadenie je vyhotovené ako prenosné v tom zmysle, že držiak 6 sa dá odmontovať od základne karusela a premiestniť na iné miesto alebo aj inú linku. Možné je tiež použitie viacerých zariadení na jednej linke, keď chceme dosiahnuť viac priehybov na jednom štýlku 3.

Riešenie je výhodné aj z dôvodu, že základná technológia výroby je zhodná so štandardnou výrobou ťa

SK 7294 Υ1 haného štýlku 3, použitie nového spôsobu si nevyžaduje úpravy pôvodného stroja, pôvodnej linky, postačuje primontovanie nového zariadenia k linke.

Príklad 2

V tomto príklade podľa obrázkov 5 až 10, 15 a 16 sa tvárnia štýlky 3 sklenených pohárov pomocou formovacieho elementu 2, ktorý má tvar jednoduchej lišty. Formovací element 2 sa zasúva do dráhy pohybu pohára jednoduchým pohybom piestnice. Priehyb štýlku 3 je nastavený veľkosťou výsuvu piestnice.

Spôsob podľa tohto príkladu s jednoduchým tvárnením bez skrútenia môže byť použitý ako druhý krok tvárnenia. Zariadenie je v takom prípade pripevnené na základni stroja za prvým zariadením podľa príkladu

1. Zariadenie môže byť tiež doplnené kontaktným, optickým alebo ultrazvukovým rozpoznávaním tvaru štýlku po tvárnení, čo bude slúžiť ako automatizovaná kontrola presnosti tvárnenia štýlku. Prípadné poškodenie alebo nadmerné opotrebenie formovacieho elementu sa prejaví odchýlkou, ktorá vyvoláva hlásenie v riadiacej jednotke.

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Podľa tohto technického riešenia je možné opakovane vyrábať sklené výrobky, najmä poháre, s priestorovo tvarovaným štýlkom. Dosiahne sa žiadaný estetický tvar a zachová sa vysoká produktivita strojového spracovania, výsledné sklené výrobky sú tvarovo a rozmerovo jednotné.

Claims (25)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Spôsob výroby skleného výrobku s tvarovaným štýlkom (3), kedy sa výrobok v procese svojej výroby pohybuje po linke pripevnený cez podstavec štýlku (3) a kalich (1) alebo cez podstavec štýlku (3) a nadtvarok kalicha (1), kde na linke je aspoň časť štýlku (3) nahrievaná aspoň na teplotu tvárnenia, vyznačujúci sa tým, že vratným pohybom sa do dráhy pohybu štýlku (3) dostane formovací element (2) a za tepla z jednej strany kontaktne zatlačí na štýlok (3).
2. 2. Spôsob výroby skleného výrobku podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že štýlok (3) alebo aspoň jeho časť je nahrievaná na teplom v rozsahu 380 °C - 820 °C.
3. 3. Spôsob výroby skleného výrobku podľa nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, že formovací element (2) sa pohybuje v rovine, ktorá je kolmá na smer pohybu výrobku na linke.
4. 4. Spôsob výroby skleného výrobku podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že formovací element (2) sa pohybuje v rovine kolmej na dotyčnicu kruhového pohybu výrobku na linke.
5. 5. Spôsob výroby skleného výrobku podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž4, vyznačujúci sa tým, že vratný pohyb formovacieho elementu (2) je lineárny a/alebo rotačný, alebo zložený z rotácie a posuvu.
6. 6. Spôsob výroby skleného výrobku podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že priehyb štýlku (3) sa nastavuje dorazom pohybového ústrojenstva formovacieho elementu (2).
7. 7. Spôsob výroby skleného výrobku podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž6, vyznačujúci sa tým, že v čase kontaktu formovacieho elementu (2) so štýlkom (3) sa formovací element (2) otáča okolo osi rovnobežnej alebo zhodnej so smerom vratného pohybu.
8. 8. Spôsob výroby skleného výrobku podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že formovací element (2) sa pohybuje elektrickým alebo hydraulickým, alebo pneumatickým motorom, výhodne lineárnym motorom, obzvlášť výhodne prostredníctvom pneumatického valca (5).
9. 9. Spôsob výroby skleného výrobku podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž8, vyznačujúci sa tým, že pohyb formovacieho elementu (2) je koordinovaný s pohybom výrobku na linke, a to prostredníctvom prepojenia s riadiacou jednotkou linky a/alebo snímaním polohy výrobku prichádzajúceho do zóny tvárnenia.
10. 10. Spôsob výroby skleného výrobku podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž9, vyznačujúci sa tým, že štýlok (3) sa tvárni postupne vo viacerých krokoch za sebou na linke, kedy sa do dráhy štýlku (3) vysúvajú postupne viaceré formovacie elementy (2).
11. 11. Spôsob výroby skleného výrobku podľa ktoréhokoľvek z nárokov lažlO, vyznačujúci sa tým, že po tvárnení štýlka (3) a po jeho ochladení pod teplom tvarovej stability sa odstráni nadtvarok kalicha (1).
12. 12. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) pri výrobe skleného výrobku na linke, kde sa výrobky pripevnené cez kalich (1) a podstavec štýlku (3) alebo cez nadtvarok kalicha (1) a podstavec štýlku (3) pohybujú za tepla po linke, vyznačujúce sa tým, že má formovací element (2), ktorý je pohyblivo uložený v držiaku (6), má pohybové ústrojenstvo na vratný pohyb formovacieho elementu (2) do dráhy a z dráhy pohybu

    SK 7294 Υ1 výrobku na linke a držiak (6) je prispôsobený na umiestnenie k linke po jednej strane dráhy výrobku tak, aby pohybujúci sa formovací element (2) zasahoval do dráhy výrobku na linke a formovací element (2) má kontaktnú zónu so zaoblenými hranami.
13. 13. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) podľa nároku 12, vyznačujúce sa tým, že držiak (6) je stojan určený na pripevnenie k podlahe v príslušnej časti linky.
14. 14. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) podľa nároku 12, vyznačujúce sa tým, že držiak (6) je konzola určená na pripevnenie k rámu linky.
15. 15. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 14, vyznačujúce sa tým, že pohybové ústrojenstvo zahrňuje priamočiary elektrický a/alebo hydraulický, a/alebo pneumatický priamočiary motor.
16. 16. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 15, vyznačujúce sa tým, že formovací element (2) je otočné alebo výkyvné uložený v osi, ktorá je zhodná alebo rovnobežná so smerom vratného pohybu a pohybové ústrojenstvo je prispôsobené aj na otáčanie alebo kývanie formovacieho elementu (2) aspoň v čase jeho dotyku so štýlkom (3).
17. 17. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 16, vyznačujúce sa tým, že formovací element (2) má tvar tlačnej lišty so zaoblenou kontaktnou hranou.
18. 18. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 17, vyznačujúce sa tým, že formovací element (2) má tvar vidlice s dvoma ramenami (4), ktoré sú spojené zaoblením, výhodne má dve odlišne vysoké ramená (4), dlhšie nábežné rameno (4) a kratšie úbežné rameno (4).
19. 19. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 18, vyznačujúce sa tým, že má pneumatický valec (5), ktorého piestnica je spojená s unášacou platňou (8), a na unášacej platni (8) je pripevnený formovací element (2).
20. 20. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 19, vyznačujúce sa tým, že má nastavovací mechanizmus (7) na nastavenie dorazu vratného pohybu a/alebo výšky formovacieho elementu (2).
21. 21. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 20, vyznačujúce sa tým, že je prepojené s riadiacou jednotkou linky na získavanie impulzov na aktiváciu pohybového ústrojenstva.
22. 22. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 21, vyznačujúce sa tým, že je prenosné, prispôsobené na inštaláciu na ľubovoľný zváraco-ťahací stroj.
23. 23. Zariadenie na tvarovanie štýlku (3) podľa ktoréhokoľvek z nárokov 12 až 22, vyznačujúce sa tým, že je prispôsobené na viacnásobnú inštaláciu na jednej linke.
24. 24. Sklený výrobok s tvarovaným štýlkom (3), ktorý je vytvorený ťahaním za tepla, kde povrch skla štýlku (3) je hladký, bez napojovacích hrán, vyznačujúci sa tým, že štýlok (3) v časti medzi kalichom (1) a podstavcom štýlka (3) má aspoňjeden priehyb od osi výrobku.
25. 25. Sklený výrobok podľa nároku 24, vyznačujúci sa tým, že štýlok (3) v zóne s priehybom je skrútený, a to tak, že dotyčnica k osi štýlku (3) aspoň v časti skrútenia bude prebiehať mimo osovej roviny výrobku.