SK97793A3 - Method and apparatus for the manufacture of party hardened products - Google Patents

Description

Úlohou vynálezu je navrhnúť spôsob a zariadenie, ktoré umožnia vyrábať tvrdené výrobky, predovšetkým čiastočne tvrdé né výrobky, z profilovaného tenkostenného plechu a s obzvlášť vysokou produktivitou. Dosiahne sa to spôsobom podlá vynálezu, v ktorom sa pri posuve prvotne tvarovaného profilu po výrobnej linke vytvorí sústava vytvrdených časti a profil sa reže alebo strihá na požadovanú dĺžku v aspoň niektorých nevytvrdených častiach, medzi uvedenými vytvrdenými časťami. Podstata vynálezu spočíva v tom, že profil postupuje kontinuálne po výrobnej linke aspoň do tej miery, aby sa umožnila pluralita konečných výrobkov, ktoré sa vyrábajú bez prerušenia podávania prvotne tvarovaného profilu uvedenou výrobnou linkou.

Zariadenie podía vynálezu pozostáva z výrobnej linky s vytvrdzovacou jednotkou, ktorá obsahuje jednotku ohrevu, ktorá môže byť časovo riadená, pričom vstupný tvarovaný profil, postupujúci po výrobnej linke jednotkou ohrevu, sa ohrieva len v častiach svojej dĺžky na vytvorenie sústavy vytvrdených oblastí po dĺžke profilu. Podstata vynálezu spočíva v tom, že zariadenie obsahuje ústrojenstvo na kontinuálny posuv profilu jednotkou ohrevu, ktorá obsahuje elektrickú cievku, ktorej tvar je prispôsobený tvaru prierezu vstupného tvarovaného kovového profilu.

Takto vynález čiastočne vytvrdené linke v kontinuálnej umožňuje vyrábať tvarované/profilované, tenkostenné plechové výrobky na výrobnej prevádzke, kde na začiatku výrobnej linky vstupuje pás plechu a na konci výrobnej linky vystupuje hotový výrobok, ktorý sa ďalej napríklad povrchovo ošetruje alebo balí. Pretože navrhnutá výrobná linka je skonštruovaná a vytvorená tak, aby umožňovala kontinuálnu výrobu, nestráca sa žiadny čas a'iskontinuálnym podávaním vstupného materiálu, napr. vstupného materiálu vo forme pásov, na výrobnú linku, pretože nie je nutné prerušovať výrobný proces na niektorom ďalšom výrobnom mieste kvôli dokončeniu potrebného pracovného kroku.

Ďalšou výhodou vynálezu je, že umožňuje čiastočné vytvrdzovanie zhotovovaného výrobku, čím sa mysli vytvrdzovanie navzájom ohraničených oblastí alebo sekcii výrobku a zároveň, v súlade s vynálezom, ponechanie ďalších vybraných častí nevytvrdených. To je veími výhodné, ak majú byť tieto nevytvrdené časti alebo oblasti profilu podrobené postupnej plastickej deformácii na sformovanie výrobkov na požadovaný konečný tvar. Vynález tiež umožňuje robiť vytvrdzovanie v štádiu, ked výrobok prešiel len prvým stupňom tvarovania, v ktorom nie je tvar výrobku taký zložitý, ako v neskorších stupňoch výroby v dôsledku ďalších tvarovacích operácii, ktorými sa na daný výrobok pôsobí.

Navrhovaný spôsob výroby teda poskytuje významné ekonomické výhody v porovnaní s doteraz používanými alterna tivnymi spôsobmi výroby.

r

Prehľad obrázkovna výkresoch

Príklady uskutočnenia vynálezu sú znázornené na výkresoch, kde obrázok 1 predstavuje schematický pohľad na výrobnú linku v bokoryse, pričom kvôli lepšiemu pochopeniu funkcií výrobnej linky je znázornený príklad, ako sa produkty, vyrábané na výrobnej linke, tvarujú a spracovávajú počas svojho postupu po tejto linke a obrázky 2 a 3 predstavujú príklady dvoch alternatívnych priečnych rezov strednej časti konečného výrobku, ktorá má vystuženie v tvare drážok alebo rýh.

P í k 1ad......uskutočnenia vynálezu

Na začiatku výrobnej linky podľa vynálezu je odvíjacia jednotka 1, ktorá je uspôsobená na to, aby niesla aspoň jeden kotúč 2 pásu tenkostenného plechu.

Za odvíjacou jednotkou 1 nasleduje jednotka 3 na vyrovnávanie pásu, ktorá obsahuje, napríklad, sústavu valcov 4 na vyrovnávanie plechu B. odvíjaného z kotúča 2.

Za vyrovnávacou jednotkou 3 nasleduje spojovacia jednotka 5 na spájanie pásov, ktorá spája koniec pásu, odoberaného z kotúča 2, so začiatkom pásu, odoberaného z nového kotúča 2. Akonáhle kovový pás B opusti spojovaciu jednotku 5, môže sa pohybovať po slučkovej dráhe, po tzv. zásobnej slučke 6, ktorá umožňuje spojenie dvoch koncov pásov v spojovacej jednotke 5 bez toho, aby bolo potrebné zastaviť kvôli tomu výrobný proces, a tiež vyrovnávanie nepravidelností v rýchlosti, akou pás B postupuje po výrobnej linke.

Po zásobnej slučke 6 nasleduje dierovacia jednotka 7, ktorá obsahuje tzv. letmý raz nik, ktorým, pokiaľ je to potrebné, sa môže na požadovanom mieste pozdĺž kovového pásu B preraziť otvor

Ďalším v tvare štrbiny S..

stanovišťom na výrobnej linke je vyrovnávacia jed4 notka 8, ktorá obsahuje sústavu valcov 9, úlohou ktorých je opäť vyrovnať kovový pás B.

Za vyrovnávacou jednotkou 8 nasleduje tvarovacia jednotka .10, ktorá obsahuje, napríklad, tzv. valcový tvarovací nástroj, ktorý obsahuje sústavu profilovaných valcov 1.1, ktoré sú usporiadané na tvarovanie kovového pásu B na požadovaný profil R. V prípade zobrazenéh· príkladu je tento profil R kruhový, tvarovacia jednotka 1.0 teda tvaruje pás B do kruhovej trubice. Je zrejmé, že tvarovacia jednotka 10 môže byť usporiadaná mnohými rôznymi spôsobmi, a že ako alternatíva vyššie uvedeného spôsobu tvarovania valca môže byť tvarovacia jednotka opatrená niekolkými napínacími kladkami, ktoré tvarujú pás B do požadovaného profilu R. Je tiež zrejmé, že kovový pás môže byť tvarovaný aj do iných ako kruhových - trubicových profilov, znázornených na obr.l. Kruhová trubica môže byť teda v pozdĺžnom smere tiež otvorená.

Je výhodné, ak ďalším miestom výrobnej linky je zvárací agregát 12. ktorý sa používa, pokial je to potrebné, na zváranie dlhých bočných hrán pásu B, napríklad pri výrobe rúrky na výrobnej linke, ako je znázornené na obr.l. Zvárací agregát 12 môže obsahovať akýkolvek vhodný typ zváracieho zariadenia a zváranie sa môže robiť s použitím alebo bez použitia prísadyv'fcpodla toho, čo sa považuje za vhodné pre zvolenú metódu • t zvárania.

Ak má kovový pás B štrbiny S alebo otvory, môžu byť tieto usporiadané tak, aby vyššie uvedená operácia zvárania bola kontinuálna a teda neprerušovaná.

Za zváracou jednotkou 12_ nasleduje chladiaca jednotka 13. v ktorej sa teplota zváraného profilu R zníži pomocou plynného a/alebo kvapalného chladiaceho média.

Za chladiacou jednotkou 12 nasleduje brúsna jednotka 1,4 na brúsenie a hladenie kovového profilu R v oblasti vyššie uvedeného zvaru, ak je to potrebné.

Za brúsnou jednotkou 1.4 nasleduje vodiaca jednotka 1.5, ktorá obsahuje, napríklad, sústavu vodiacich valcov 1.6, usporiadaných tak, aby uspokojivo viedli profil R, vytvorený na výrobnej linke, k nasledujúcej v y tv r dz ov ace j linke 1.7.

Vytvrdzovacia jednotka 17 obsahuje jednotku 18 ohrevu, osahujúcu elektrickú cievku 19, ktorá má tvar prispôsobený obrysu alebo prierezu kovového profilu R, takže tento profil

R sa ohrieva rovnomerne v dostatočnom rozsahu. Napríklad cievka 19 môže mat taký tvar, aby kovový profil R prešiel cez jej stredový otvor alebo štrbinu. Kovový profil R sa ohrieva napríklad napájaním cievky 19 striedavým prúdom s relatívne vysokou frekvenciou a vel’kou intenzitou. To preto, lebo cievka 19 pracuje ako primárne vinutie a kovový profil R ako sekundárne vinutie, spojené nakrátko. Prípadne sa môže použiť pulzný jednosmerný prúd. Cievka 1.9, ktorá sa obvykle chladí, a prídavné vysokofrekvenčné zariadenia môžu mať rôzne vyhotovenia.

Profil R, prechádzajúci kontinuálne jednotkou 18 ohrevu, môže byť ohrievaný na požadovaných úsekoch v pozdĺžnom smere prerušovaným privádzaním napätia na cievku 19. t.zn. v tých obdobiach, v ktorých sa požaduje ohrev kontinuálne prechádzajúceho profilu R.

Vytvrdzovacia jednotka 1_7 tiež obsahuje chladiacu jednotku 2 0 , pomocou ktorej sa zohriate časti profilu R ochladia a tak zakalia· a to pomocou plynného a/alebo kvapalného chladiaceho média tak, aby sa dosiahlo požadované vytvrdenie.

V prípade znázorneného príkladu sú vytvrdené časti H, ktoré boli zohriate a ochladené opísaným spôsobom, vyšrafované .

Za vytvrdzovacou jednotkou 17 nasleduje jednotka 21 na čistenie povrchu, ktorou môže byť umývacie alebo fúkacie zariadenie a ktorá je určená na čistenie povrchu vytvrdených časti alebo oblasti tenkostenného plechového profilu R.

Potom nasleduje vyrovnávacia jednotka 22, ktorá je opatrená napr. sústavou valcov 23 na vyrovnávanie profilu R, prechádzajúceho požadovaným spôsobom vyrovnávacou jednotkou 22 Za vyrovnávacou jednotkou 22, v smere postupu profilu R po výrobnej linke, je koncová tvarovacia jednotka 24, ktorá tvaruje profil R a najmä jeho nevytvrdené časti 0 alebo oblasti na konečný tvar. Koncová tvarovacia jednotka 24 môže obsahovať tzv. letmý lis, razník a rezacie jednotky, ktoré môžu byť usporiadané v rade jeden za druhým alebo ktoré môžu byť navzájom kombinované tak, aby umožňovali rôzne operácie, vykonávané súčasne jediným nástrojom. Koncová tvarovacia jednotka 24 a usporiadanie nástrojov v nej môžu byť prispôsobené požadovanému usporiadaniu, tvarovaniu a spracovávaniu nevytvrde ných časti O rúrkovitého profilu. R. Rúrkovitý profil R so štrbinami S je čiastočne otvorený v koncovej tvarovacej jednotke 24, kde štrbina S tvorí hrany K čiastočne otvoreného rúrkovitého profilu R na jeho nevytvrdených častiach 0, v dôsledku čoho uvedená časť môže byt, v prípade potreby, pretvarovaná na hrúbku kovového pásu 8 a tak na relatívne velkú šírku. Letmý razník a rezacia jednotka slúžia, napríklad, na vytváranie dier A a na oddelovanie profilu R, aby sa vytvoril konečný výrobok D na výrobnej linke počas kontinuálneho postupu profilu R.

V prípade potreby použitia dvojnásobnej hrúbky plechu pri nevytvrdzovaných častiach 0 rúrkového profilu R môžu byt štrbiny S vynechané; v takom prípade bude letmý lis v koncovej tvarovacej jednotke 24 len splošťovať predovšetkým nevytvrdené časti 0 uvedeného profilu R. Táto sploštená časť je, prirodzene, užšia ako v prípade použitia otvoru. Razník a rezacia jednotka tvarovacej jednotky 24 vytvoria požadovaný otvor A a odrežú konce výrobku D podlá stanovenej dĺžky.

S konečným výrobkom D, vyrobeným na tejto výrobnej linke, môže potom manipulovať manipulačné zariadenie, ako napríklad priemyselný robot 25, ktorý umiestňuje uvedené konečné výrobky D na prepravnú paletu 26 alebo na dopravník alebo podobné zariadenie na prepravu uvedených výrobkov D na ďalšie stanovište.

Pri použití spôsobu podlá vynálezu získa polovýrobok na výrobnej linke najskôr začiatočný profil alebo tvar, potom sa tento začiatočný profil vytvrdí v navzájom oddelených oblastiach alebo častiach a potom sa tento profil napr. ďalej tvaruje na nevytvrdených miestach uvedeného začiatočného profilu a potom sa reže na požadovanú dĺžku konečného produktu. Výrobná linka je skonštruovaná tak, že vstupný pás môže postupovať kontinuálne bez časových strát pri prerušovaní výroby a najlepšie konštantnou rýchlosťou, čo je obzvlášť dôležité a významné.

Spôsob pod!a vynálezu takto umožňuje vyrábať profilované výrobky z tenkostenného plechu vysoko racionálnym a efektívnym spôsobom, uvedené výrobky môžu mať strednú časť rôznym spôsobom vytvrdenú a koncové zóny nevytvrdené.

Je zrejmé, že výrobná linka nemusí nevyhnutne obsahovať všetky vyššie uvedené jednotky a všetky uvedené stanovištia, a že tiež nie je nutné, aby boli všetky jednotky a všetky stanovištia počas prevádzky výrobnej linky aktívne.

Je tiež zrejmé, že v poňatí vynálezu môžu byt pozície niektorých stanovišť a jednotiek vo vyššie uvedenej výrobnej linke zamenené, napríklad môže byt zamenená chladiaca jednotka 13 a brúsiaca jednotka 14.

V prípadoch, keď sa nepožaduje, aby výrobná linka obsahovala tzv. letmé zariadenia kvôli dosiahnutiu kontinuálneho postupu výroby, môžu byt ako alternatíva použité, pokial je to možné, zásobné slučky.

V prípade znázorneného príkladu sú koncové časti výrobkov 0. nevytvrdené a tvarované nakoniec, hoci je zrejmé, že tiež stredná čast uvedeného výrobku D, alebo jeho iné vhodné časti, môžu byt ponechané nevytvrdené a požadovaným spôsobom tvarované. Je tiež zrejmé, že samotný konečný výrobok D môže byt vytvrdzovaný po častiach v niekolkých rôznych oblastiach na navzájom rozdielne stupne tvrdosti, pokial je to žiadúce, a na záver tvarovaný vo vybraných zónach.

Taktiež je zrejmé, že vybraný model vytvrdzovania sa môže lahko uskutočniť reguláciou prívodu prúdu do jednotky 18 ohrevu a/alebo regulácie procesu ochladzovania v chladiacej jednotke 20 a/alebo reguláciou rýchlosti postupu profilu R po výrobnej linke. Je však potrebné uviesť, že obvykle sa uprednostňuje konštantná rýchlosť.

Ďalej, aj keď to nie je znázornené, môže výrobná linka obsahovať normalizačnú jednotku, a to alebo pred alebo za vytvrdzovacou jednotkou 17. Hlavnou úlohou normalizačnej jednotky je potom normalizácia nevytvrdených častí O, hoci, ak je normalizačná jednotka umiestnená pred vytvrdzovacou jednotkou 17, predohrejú sa v tomto čase aj tie časti profilu R, ktoré majú byť vytvrdené. Podobne ako pri jednotke 18 ohrevu môže normalizačná jednotka obsahovať elektrickú cievku alebo slučku, ktorá má tvar prispôsobený obrysu alebo prierezu kovového profilu R., aby sa dosiahol jeho dostatočne rovnomerný ohrev, a cievka alebo slučka môže mať napríklad taký tvar, aby umožňovala priechod profilu R stredovým otvorom v cievke. Do cievky sa privádza, napríklad, striedavý prúd s vysokou frekvenciou alebo pripadne pulzný jednosmerný prúd.

V obzvlášť výhodnom príklade uskutočnenia tvarovacia jednotka 10 obsahuje tiež ústrojenstvo na prerušované tvarovanie pozdĺžnych vystužení v tvare drážok alebo rýh G v kovovom páse B. Tieto výstužné drážky majú prechádzať po zvolenej dĺžke aspoň určitých častí vytvrdenej strednej časti H konečného výrobku D,. Príklady takýchto výstužných drážok alebo rýh G sú znázornené na obr.2 a 3, hoci je zrejmé, že ich počet, tvar a pozície sa môžu velmi rôzniť. DÍžka daných drážok alebo rýh G môže byť tiež rôzna, pokial je to žiadúce.

Drážky alebo ryhy G môžu byť s výhodou vytvorené na kovovom páse B na začiatku tvarovacej jednotky 10, kedy je pás B ešte plochý, hoci je tiež možné vytvoriť ich v tvarovacej jednotke 10. neskoršie.

Je tiež možné vyhradiť samostatnú tvarovaciu jednotku 10. na tvarovanie prerušovaných výstužných drážok alebo rýh G. Táto tvarovacia jednotka 10 môže byť tiež spojená napríklad s vyrovnávacou jednotkou 8.

Efektívnym technickým riešením problému vytvárania pozdĺžne prechádzajúcich výstužných drážok alebo rýh G v kovovom páse B je uplatnenie tvarovacích, valcov, ktoré môžu byť v na• » t » stavených časových intervaloch premiestňované medzi aktívnu pozíciu, v ktorej sú v kontakte s pásom B, a pasívnu pozíciu, v ktorej nie sú v kontakte s uvedeným pásom B. Ďalšou alternatívou je vyrobiť tvarovací valec takého tvaru, aby tvarovanie uvedených výstužných ♦drážok alebo rýh G. bolo prerušované, aj keď sú uvedené valce stále v kontakte s pásom B.

Je tiež samozrejme možné opatriť profil R kontinuálnymi vystuženiami v tvare drážok alebo rýh G, ktoré sa uskutočnia napríklad v tvarovacej jednotke 10.

Koncová tvarovacia jednotka 24 môže prípadne obsahovať rezacie zariadenie, napríklad vo forme rotačného rezacieho kotúča, ktorý namiesto odstrihnutia profil odreže, takže odrezanie profilu sa môže uskutočniť pred záverečným tvarovaním profilu, pričom toto závarečné tvarovanie profilu sa robí na obidvoch koncoch výrobku súčasne.

Je zrejmé, že postup kovového pásu B po výrobnej linke sa uskutočňuje obvyklým spôsobom, teda s použitím samostatných hnacích zariadení alebo pohonom valcami, ktoré majú aj dalšie funkcie.

Vynález preto nie je obmedzený na znázornené a opísané príklady, lebo môžu byť vykonané zmeny a modifikácie v rámci nasledujúcich nárokov.

Claims (10)

1. Spôsob výroby čiastočne tvrdených výrobkov, vyrobených z profilovaného tenkostenného plechu, na ktorom sa pri posuve prvotne tvarovaného profilu po výrobnej linke vytvorí sústava vytvrdených častí a profil s« odreže alebo odstrihne na požadovanú dĺžku v aspoň niektorých nevytvrdených |astiach medzi uvedenými vytvrdenými časťami, vyznačujúci sa tým, že profil postupuje kontinuálne po výrobnej linke aspoň do tej miery, aby sa umožnila pluralita konečných výrobkov, ktoré sa vyrábajú bez prerušenia podávania prvotne tvarovaného profilu uvedenou výrobnou linkou.

2. Spôsob podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vytvrdzovacie teplo sa privádza k prvotne tvarovanému profilu prerušovane pomocou cievky (19), ktorá má tvar odpovedajúci pôvodnému tvaru kovového profilu.

3. Spôsob podlá nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že cfalšie tvarovanie profilu sa uskutočňuje v aspoň niektorých nevytvrdených častiach.

4. Spôsob podía nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že prvotné tvarovanie profilu sa uskutočňuje tiež na tejto výrobnej linke.

5. Spôsob podía nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že ako vstupný polovýrobok pre výrobnú linku sa použije kovový pás, pričom sa na uvedenom kovovom páse prerušovane vytvára aspoň jedno pozdĺžne, po zvolenej dĺžke pozdĺž vytvrdenej strednej časti konečného výrobku prechádzajúce, vystuženie v tvare výstužných drážok alebo rýh.

6. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podía nárokov 1 až 5, pozostávajúce z výrobnej linky obsahujúcej vytvrdzovaciu jednotku, ktorá obsahuje jednotku ohrevu, ktorá môže byť časovo riadená, pričom vstupný tvarovaný profil, postupujúci po výrobnej linke jednotkou ohrevu, sa ohrieva v smere dĺžky len v častiach na vytvorenie sústavy vytvrdených oblasti po dĺžke profilu, vyznačujúci sa tým, že zariadenie obsahuje ústrojenstvo na kontinuálny posuv profilu (R) jednotkou (18) ohrevu, ktorá obsahuje elektrickú cievku (19), ktorej tvar je prispôsobený tvaru prierezu vstupného tvarovaného kovového profilu (R).

7. Zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že výrobná linka obsahuje koncovú tvarovaciu jednotku (24), ktorá obsahuje ústrojenstvo na rezanie alebo strihanie profilu (R) v aspoň niektorých nevytvrdených častiach (O) profilu (R) medzi jeho vytvrdenými časíami (H) na získanie konečných výrobkov (D) s požadovanými dĺžkami.

8. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že koncová tvarovacia jednotka (24) obsahuje ústrojenstvo na tvarovanie najmä nevytvrdenej časti (0) profilu (R) na požadovaný konečný tvar.

9. Zariadenie podľa nárokov 6 až 8, vyznačujúce sa tým, že výrobná linka obsahuje dierovaciu jednotku (7), ktorá je umiestnená pred tvarovacou jednotkou (10) určenou na prvotné tvarovanie profilu (R) a/alebo pred vytvrdzovacou jednotkou (17).

10. Zariadenie podľa nárokov 6 až 9, vyznačujúce sa t ý m, že výrobná linka obsahuje prostriedky na prerušované tvarovanie aspoň jedného pozdĺžne prechádzajúceho vystuženia v tvare drážok alebo rýh (G) do kovového pásu (B), ktorý tvorí vstupný polovýrobok pre prvotne tvarovaný profil (R), pričom vystuženia majú prechádzal. po zvolenej dĺžke pozdĺž vytvrdenej strednej časti (H) konečného výrobku (D).