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Title:
DEVICE FOR SHAPING SPHERICAL OBJECTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/062412
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for shaping spherical objects from sections of lines consisting of a dimensionally stable, non-elastic material, e.g. metal foils, said lines having evenly distributed cuts and having been combined into a strand. The shaping device has a stationary part (27) and a part which moves in relation to said stationary part at a constant mutual distance (28) therefrom. Both parts have profiled grooves (29, 30) in the surfaces facing towards each other, said grooves lying with their open sides opposite each other, extending in the direction of the relative movement and having inner surfaces with high friction coefficients.

Inventors:
Kögler, Andreas (Kindergartenstrasse 1 Lichtenwörth, N.Ö., A-2493, AT)
Application Number:
PCT/AT2001/000047
Publication Date:
August 30, 2001
Filing Date:
February 23, 2001
Export Citation:
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Assignee:
Kögler, Andreas (Kindergartenstrasse 1 Lichtenwörth, N.Ö., A-2493, AT)
International Classes:
B21D51/08; B21H1/14; B21K1/02; (IPC1-7): B21H1/14; B21D53/00; B21K1/02
Foreign References:
US2358378A
DE19719312A1
US4023393A
FR2486426A1
Attorney, Agent or Firm:
Itze, Peter (Amerlingstrasse 8 Wien, A-1061, AT)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Einrichtung zum Formen sphärischer Gegenstände aus Abschnitten von zu einem Strang zusammengefaßten, mit gleichmäßig verteilten Schnitten versehenen Bahnen aus formbeständigem, unelastischem Material, z. B. Metallfolien, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinrichtung einen feststehenden Teil (27) und einen relativ zu diesem in konstantem gegenseitigem Abstand (28) beweglichen Teil aufweist, wobei beide Teile in den einander zugewandten Flächen einander mit der offenen Seite gegenüberliegende, in Richtung der Relativbewegung verlaufende Profilnuten (29,30) mit Innenflächen mit hohem Reibungskoeffizienten aufweisen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (26) der Formeinrichtung als rotierende Scheibe oder Walze ausgebildet ist, die an ihrer Mantelfläche eine oder mehrere der in Umfangsrichtung umlaufenden Profilnuten (29) aufweist, wobei der feststehende Teil (27) einen Teil des Umfanges der Mantelflächen umgreift und zu dieser eine parallele Zylindermantelfläche aufweist, die mit den gegenüberliegende (n) Profilnut (en) (30) versehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Teil (26) den beweglichen Teil (27) etwa um 180° seitlich umschlingt, wobei am oberen Ende eine Einbringöffnung (28) für die Bandabschnitte und am unteren Ende eine Auswurfrinne od. dgl. angeordnet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilnuten (29,30) der beiden einander gegenüberliegenden Formteile (26,27) zusammen den Querschnitt des sphärischen Körpers ergeben.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Profilnuten (29,30) mit z. B. mittels Exoxidharz oder galvanisch gebundenem, körnigem, hartem Material, beispielsweise Quarzsand, Hartmetallsplit oder Carborund, beschichtet sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbringöffhung (28) eine Schneideinrichtung (9) zur Herstellung der Bahnabschnitte vorgeschaltet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung (9) durch zwei scherenartig gegeneinander verschwenkbare Schneiden (10,11) gebildet ist, deren Bewegung durch mit Kulissenflächen (15,17) versehene Scheiben (14,16) gesteuert ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenflächen (15,17) an den einander zugewandten Flächen der koaxial angeordneten Scheiben (14,16) einander spiegelbildlich gegenüberliegend vorgesehen sind, wobei die Enden der Schneiden (10,11) entgegen der Kraft einer oder mehrerer Rückstellfedern (13) durch die Kulissenflächen (15,17) gegeneinander bewegbar sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissenflächen (15,17) in einem Bereich von etwa 180° stetig ansteigen und dann stufenartig auf das Ausgangsniveau abfallen.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Antrieb (25) zum Drehen der die Kulissenflächen (15,17) aufweisenden Scheiben (14, 16) ein Kurbeltrieb (19, 20,21) gekoppelt ist, mit welchem eine Bandvorschubeinrichtung (4) zum schrittweisen Bandtransport antreibbar ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandvorschubeinrichtung (4) durch zwei Mitnahmeräder (5,6) gebildet sind, mittels welchen das zu einem Strang (2) zusammengefaßte Band (1) ergreifund vorschiebbar ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zu einem Strang (2) zusammengefaßte Band (1) durch ein ringbzw. rohrfdrmiges Formstück (3) zu den Mitnahmerädem (5,6) geführt ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmeräder (5, 6) durch Zahnoder Sternräder gebildet sind, die durch seitliche Öffnungen (7,8) in das rohrförmige Formstück (3) eingreifen.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb (19,20,21) über eine Freilaufeinrichtung, z. B. über Mitnahmeklinken (23), die Bandvorschubeinrichtung (4) intermittierend in Vorschubrichtung antreibt.
Description:
Einrichtung zum Formen sphärischer Gegenstände Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Formen sphärischer Gegenstände aus Abschnitten von zu einem Strang zusammengefaßten, mit gleichmäßig verteilten Schnitten versehenen Bahnen aus formbeständigem, unelastischem Material, z. B. Metallfolien.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art wird das Folienmaterial gleichmäßig mit das Folienmaterial durchsetzenden Schnitten versehen, welche alle zueinander und zur Bandlängsrichtung parallel verlaufen. Das so hergestellte Band wird dann quer zur Bandlängsrichtung gestreckt, um solcherart ein weitmaschiges Gitter zu erhalten. Das so gestreckte Material wird dann zu einem Strang zusammengefaßt und in kurze Abschnitte zerteilt, welche dann in Formpressen zur genannten Form gedrückt werden.

Eine solche Ausbildung hat den Nachteil, daß ein gleichmäßiges, über die ganze Bandbreite verlaufendes Strecken nur aufwendig durchzuführen ist, und daß zusätzlich durch den Preßvorgang ein Teil der Querschnittsvergrößerung, die durch das Strecken erzielt wird, wieder zunichte gemacht wird. Der Preßvorgang erfolgt überdies diskontinuierlich, sodaß dazu spezielle Einrichtungen erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher ohne Streckeinrichtung und Preßeinrichtung das Auslangen gefunden werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Formeinrichtung einen feststehenden Teil und einen relativ zu diesem in konstantem gegenseitigem Abstand beweglichen Teil aufweist, wobei beide Teile in den einander zugewandten Flächen einander mit der offenen Seite gegenüberliegende, in Richtung der Relativbewegugn verlaufende Profilnuten mit Innenflächen mit hohem Reibungskoeffizienten aufweisen. Durch die Relativbewegung zwischen den beiden Abschnitten der Profilnuten erfolgt ein Verknüllen des Materials, wobei durch diese Roll-und Knetbewegung die Schnitte des Materials geöffnet werden, wodurch sphärische Formkörper erzielt werden, die in einem mit Flüssigkeit gefüllten Raum wenig Volumen wegnehmen und zusätzlich eine große Oberfläche besitzen, sodaß

diese geformten Gegenstände als Explosionsschutz od. dgl. für Tanks für leicht entzündbare Flüssigkeiten geeignet sind.

Vorteilhafterweise kann der bewegliche Teil der Formeinrichtung als rotierende Scheibe oder Walze ausgebildet sein, die an ihrer Mantelfläche eine oder mehrere der in Umfangsrichtung umlaufenden Profilnuten aufweist, wobei der feststehende Teil einen Teil des Umfanges der Mantelflächen umgreift und zu dieser eine parallele Zylindermantelfläche aufweist, die mit den gegenüberliegende (n) Profilnut (en) versehen ist. Dadurch kann auf besonders einfache Weise bei kontinuierlicher Bewegung der Einzelteile ein Formen der sphärischen Gegenstände erfolgen. Dabei kann der feststehende Teil den beweglichen Teil etwa um 180° seitlich umschlingen, wobei am oberen Ende eine Einbringöffnung für die Bandabschnitte und am unteren Ende eine Auswurfrinne od. dgl. angeordnet ist. Dadurch wird einerseits erreicht, daß eine genügend lange Strecke zum Formen der Gegenstände vorhanden ist und daß anderseits das Eingeben der Abschnitte und das Auswerfen der geformten Körper ohne zusätzliche Förderorgane erfolgen kann.

Um zu ermöglichen, daß die sphärischen Formkörper den Anforderungen entsprechende Außenkontur aufweisen, können die Profilnuten der beiden einander gegenüberliegenden Formteile zusammen den Querschnitt des sphärischen Körpers ergeben.

Um sicherzustellen, daß die gewünschte Knet-und Formbewegung zuverlässig eintritt, können die Innenflächen der Profilnunten mit z. B. mittels Epoxidharz oder galvanisch gebundenem, körnigem, hartem Material, beispielsweise Quarzsand, Hartmetallsplit oder Carborund, beschichtet sein.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können der Einbringöffnung eine Schneideinrichtung zur Herstellung der Bahnabschnitte vorgeschaltet sein, wodurch in ein und derselben Vorrichtung die hergestellten Abschnitte sogleich weiterverarbeitet werden können. Dabei kann die Schneideinrichtung durch zwei scherenartig gegeneinander verschwenkbare Schneiden gebildet sein, deren Bewegung durch mit Kulissenflächen versehene Scheiben gesteuert ist. Damit werden besonders gleichmäßige Abschnitte des Bahnmaterials erzielt. Für eine besonders platzsparende Ausbildung können die Kulissenflächen an den einander zugewandten Flächen der koaxial angeordneten Scheiben einander spiegelbildlich gegenüberliegend vorgesehen

sein, wobei die Enden der Schneiden entgegen der Kraft einer oder mehrerer Rückstellfedern durch die Kulissenflächen gegeneinander bewegbar sind. Als für die Steuerung der Schneideinrichtung besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, daß die Kulissenflächen in einem Bereich von etwa 180° stetig ansteigen und dann stufenartig auf das Ausgangsniveau abfallen.

Um die Schneid-und die intermittierende Vorschubbewegung besonders gut aufeinander abstimmen zu können, kann mit dem Antrieb zum Drehen der die Kulissenflächen aufweisenden Scheiben ein Kurbeltrieb gekoppelt sein, mit welchem eine Bandvorschubeinrichtung zum schrittweisen Bandtransport antreibbar ist. Um eine möglichst geringe Preßwirkung auf den zu transportierenden Strang auszuüben, kann die Bandvorschubeinrichtung durch zwei Mitnahmeräder gebildet ein, mittels welchen das zu einem Strang zusammengefaßte Band ergreif-und vorschiebbar ist.

Dabei kann das zu einem Strang zusammengefaßte Band durch ein ring-bzw. rohrformiges Formstück zu den Mitnahmerädern gefiihrt sein, wodurch erreicht wird, daß einerseits das Band beim Schneiden nicht seitlich ausweichen kann und anderseits die hergestellten Abschnitte zuverlässig in die Formeinrichtung gelangen.

Für eine besonders einfache Ausbildung können die Mitnahmeräder durch Zahn- oder Sternräder gebildet sein, die durch seitliche Öffnungen in das rohrförmige Formstück eingreifen. Um die auf die Schneideinrichtung abgestimmte intermittierende Vorschubbewegung des Stranges besonders einfach erreichen zu können, kann der Kurbeltrieb über eine Freilaufeinrichtung, z. B. über Mitnahmeklinken, die Bandvorschubeinrichtung intermittierend in Vorschubrichtung antreiben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfidungsgegenstandes dargestellt.

Fig. 1 zeigt teilweise geschnitten eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die obere Teileinrichtung zum Schneiden der Bahn.

Fig. 3 stellt eine Rückansicht der in Fig. 2 wiedergegebenen Teileinrichtung dar.

Fig. 4 veranschaulicht schematisch Beispiele für Querschnittsformen der Formungseinrichtung.

Mit 1 ist eine mit gleichmäßig verteilten durch die Materialstärke hindurchgehenden Schnitten versehene Bahn bezeichnet, die zu einem Strang 2 in einem als Führung 3 dienenden Trichter zusammengeführt wird. An diesem Trichter ist eine Vorschubeinrichtung 4 vorgesehen, die Stemräder 5, 6 aufweist, die durch Durchbrechungen 7,8 in der Wandung des Halses des die Führung 3 bildenden Trichters in das Innere des Halses hineinragen und mit dem Strang 2 in Eingriff kommen. Anstelle der dargestellten Sternräder können auch miteinander kämmende Zahnräder oder-walzen vorgesehen sein, die im Bereich des Stranges einen Freiraum in der Verzahnung aufweisen, der z. B. durch je eine umlaufende Nut gebildet ist. In diesem Freiraum wird der Strang so weit geklemmt, daß ein Mitnehmen bzw.

Vorschieben erreicht, ein endgültiges starkes Zusammendrücken vermieden ist.

Unterhalb des Ausganges des Trichterhalses ist eine Schneideinrichtung 9 angeordnet, welche durch eine mit zwei Schneiden 10,11, die über eine Schwenkachse 12 verbunden sind, versehene Schere gebildet ist. Die beiden Schneiden sind entgegen der Kraft einer oder mehrerer Federn 13 durch zwei Nockenräder 14 und 16 verschwenkbar, welche an den einander zugewandten, mit den zugeordneten Enden der Scherenschneiden 10,11 in Eingriff stehenden Flanken Nockenflächen 15,17 besitzen.

Die beiden Nockenräder 14,16 sind miteinander über eine Hülse 18 verbunden. Diese Nockenflächen 15,17 nehmen etwa die halbe Umdrehungsfläche der Nockenräderfläche ein, wobei der Anstieg zur höchsten Nockenerstreckung stetig, der Übergang auf die die andere Hälfte der Umdrehungsfläche stufenartig erfolgt. Dies bewirkt, daß beim Auflaufen auf die Nockenfläche die Schere geschlossen wird, was zu einem Abschneiden des zu formenden Teiles des Stranges führt, wonach dann die Schere abrupt geöffnet wird, so daß eine weiteres Stück des Stranges zwischen den Scherenschneiden hindurchgeführt werden kann, bis sich die Schere wieder schließt.

Während des Schneidens steht die Vorschubeinrichtung 4 still, um einen Materialstau während des Schließens der Schere zu verhindern.

Für diesen intermittierenden Vorschub ist eine Freilaufeinrichtung vorgesehen, welche vorliegend als Klinkensteuerung ausgebildet ist. Dazu ist die Antriebswelle für die Nockenräder 14,16 verlängert und weist an dem freien Ende ein Kurbelrad 19 auf, das drehschlüssig an dieser Welle sitzt. An diesem Kurbelrad 19 ist ein Pleuel 20 mit seinem einen Ende angelenkt, dessen anderes Ende mit einer Schwenkkurbelscheibe 21

verbunden ist, die frei drehbar auf der Antriebswelle 24 eines der Sternräder 5,6, vorliegend Antriebsrad 6, gelagert ist. Drehschlüssig am freien Ende dieser Antriebswelle 24 ist ein Klinkenrad 22 vorgesehen, auf welches eine an der Schwenkkurbelscheibe 21 gelagerte Klinke 23 einwirkt.

Unterhalb der Schneideinrichtung 9 ist ein mit einem beweglichen Formteil 26 zusammenwirkender fester Formteil 27 vorgesehen, der dem Auslaß des Trichterhalses gegenüberliegend eine Einwurföffnung 28 aufweist. An den einander zugewandten Flächen weisen beide Formteile Nuten 29 und 30 auf, wobei diese Nuten einander direkt gegenüberliegen und in Richtung der Relativbewegung zwischen den beiden Teilen verlaufen. In vorliegenden Beispiel ist der bewegliche Formteil als rotierende Walze und der feststehende Formteil als ein die Walze teilweise, etwa 180°, umschließender Mantel ausgebildet, wobei der Mantel im wesentlichen am Zenit der Walze beginnt und am diametral gegenüberliegenden unteren Bereich endet. Die Nuten sind in den einander zugewandten Mantelflächen vorgesehen und verlaufen in Umfangsrichtung. Die Nuteninnenwandungen sind mit einer Oberfläche hohen Reibungskoeffizieten versehen, u. zw. durch Aufbringen von körnigem, hartem Material, wie Quarzsand, Hartmetallsplit oder Carborund, welches bevorzugt mittel eines Epoxidharzes gebunden ist.

Bei Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird. die mit den durchgehenden, gleichmäßig verteilten Schnitten versehene Bahn 1 zu einem Strang 2 zusammengeführt und in die als Trichter bzw. Führungsrohr ausgebildete Führungseinrichtung 3 eingeschoben, bis die Sternräder 5,6 der Vorschubeinrichtung 4 in den Strang 2 eingreifen. durch diese Stemräder 5,6 wird der Strang 2 intermittierend vorgeschoben, u. zw. durch die vorstehend beschriebene KLinkensteuerung. Damit können durch die Schneideinrichtung 9 etwa zylindrische Abschnitte des Strangs 2 hergestellt werden, die durch die Einwurföffnung 28 in die komplementären Nuten 29, 30 gelangen, wo dann auf Grund der rauhen Oberflächen der Nuten diese Abschnitte in ein er Weise geknüllt werden, daß offene Formkörper definierter Größe entstehen.

Dabei ist ein vorheriges Strecken der Bahn 1 quer zu ihrer Längsrichtung, wie dies bisher der Fall war, nicht mehr erforderlich, da auf Grund des Knülleffektes die gewünschte offene Struktur durch selbsttätiges Aufgehen der Schnitte erzielt wird.

Wie in Fig. 4 angedeutet, kann die Querschnittsform der Nuten den Bedürfnissen entsprechend gewählt werden, d. h., daß zur Erzielung von Kugeln halbrunder Querschnitt, zur Erzielung von Zylindern rechteckiger Querschnitt und zur Erzielung kegelförmiger Gebilde dreieckiger Querschnitt gewählt wird.

Die Größe der fertigen Produkte wird durch die Größe der Querschnittsfläche der Nuten gesteuert, wobei für größere Fertiggebilde größere Abschnitte des Stranges hergestellt werden müssen. Dies kann durch Veränderung des Vorschubes in der Schneideinrichtung, insbesondere durch die Klinkensteuerung erzielt werden, u. zw. einerseits durch Veränderung des Anlenkpunktes des Pleuels an der Schwenkkurbelscheibe oder anderseits durch Änderung des Totganges der Klinke am Klinkenrad.