PL 214596 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 214596 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 388767 (51) Int.Cl. A21B 3/13 (2006.01) B21D 51/22 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 10.08.2009 (54) Sposób wykonywania formy piekarniczej oraz stanowisko do realizacji tego sposobu (43) Zgłoszenie ogłoszono: 14.02.2011 BUP 04/11 (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL PRODREM SPÓŁDZIELNIA TECHNICZNO-HANDLOWA, Rzeszów, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.08.2013 WUP 08/13 (72) Twórca(y) wynalazku: STANISŁAW KUT, Wielopole Skrzyńskie, PL JACEK MUCHA, Ropczyce, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Bronisław Trala
2 PL 214 596 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonania form piekarniczych tak dla celów przemysłowych jak również oferowanych dla gospodarstw domowych oraz stanowisko do realizacji tego sposobu. Obecnie formy piekarnicze wykorzystywane w przemyśle spożywczym wytwarzane są z blach stalowych o grubościach najczęściej od 0,5 do 2 mm. W odróżnieniu od form oferowanych dla gospodarstw domowych o grubości blachy poniżej 0,4 mm wymagania stawiane formom przemysłowym są znacznie większe, głównie ze względu na ciężkie warunki eksploatacji w piekarniach. Z tego względu wykonywane są one z blach grubszych. Ich konstrukcja powinna być w miarę sztywna, odporna na uderzenia, obciążenia mechaniczne i cieplne. Czynniki te wspólnie wpływają na trwałość formy, która zależy głównie od warunków eksploatacyjnych. Producenci oferują na rynku różne rodzaje form wytwarzanych w tradycyjny sposób co powoduje, że ich produkcja jest bardzo czaso- i kosztochłonna, a jakość oferowanych wyrobów pozostawia wiele do życzenia. W przypadku form prostokątnych o małych promieniach zaokrąglenia naroży jedynym stosowanym sposobem ich wytwarzania jest składanie z przygotowanych wcześniej wykrojów kształtowanych w wielu operacjach gięcia. Wykroje mogą posiadać różne kształty w zależności od sposobu łączenia boków oraz wymiary w zależności od wielkości produkowanej formy. W produkcji tego typu form spotyka się najczęściej trzy różne sposoby łączenia wcześniej ukształtowanych boków formy. Pierwsza to metoda łączenia tłoczeniem najczęściej przez zaginanie. Znajduje ona jednak praktyczne zastosowanie tylko przy produkcji form z blach cienkich poniżej 0,4 mm oferowanych na rynku głównie dla gospodarstw domowych. W przypadku łączenia boków form z blach grubszych praktyczne zastosowanie znalazło zgrzewanie i spawanie. To ostatnie stosowane jest bardzo często przy produkcji form o grubościach blach około 2 mm. Posiadają one jednak wady, gdyż formy spawane na narożach nie wyglądają estetycznie, proces spawania jest kosztowny i czasochłonny, a sama spoina i materiał w jej obszarze ma mniejszą odporność na warunki zewnętrzne, co objawia się najczęściej korozją. W celu zwiększenia sztywności ścianek bocznych często kołnierz formy wzmacniany jest stalowym drutem dookoła lub tylko na narożach. Takie rozwiązanie jest konieczne przy produkcji form z blach o grubościach poniżej 0,4 mm. W przypadku form z blach grubszych takie rozwiązanie jest rzadko stosowane. W ramowym procesie technologicznym dotychczas stosowanym, jak to wynika z poradnika autorstwa W. P. Romanowskiego pt.: Tłoczenie na zimno, WNT Warszawa 1976, można wyszczególnić trzy etapy w produkcji form piekarniczych. Pierwszy etap związany jest z przygotowaniem wsadu stanowiącego rozwinięcie formy. Wsad najczęściej jest wykonywany w kilku operacjach technologicznych. Drugi etap najbardziej uciążliwy stanowiący tak zwane wąskie gardło procesu wytwarzania, polega na składaniu formy w kilkunastu operacjach zaginania oraz kształtowania obrzeża formy. W przypadku form z obrzeżami nie wzmocnionymi drutem, obrzeża mogą być wykonywane przed zaginaniem poszczególnych boków lub w końcowym etapie po złożeniu formy. W obu przypadkach wymagane jest wykonanie kilku dodatkowych operacji. Trzeci etap polega na łączeniu boków złożonej formy jedną z wymienionych wcześniej metod. Do istotnych wad dotychczas stosowanej technologii należy to, że poszczególne operacje wykonywane są na oddzielnych stanowiskach, blacha ustalana jest oddzielnie w każdej operacji co kumuluje błędy ustalenia i sprawia, że powtarzalność i dokładność kształtu wyrobów jest niska, zjawisko sprężynowania po gięciu powoduje, iż boki formy po złożeniu rozwierają się. Z tego względu przed wykonaniem zgrzewania lub spawania wymagane jest ponowne ustalenie i dociśnięcie boków, operacje składania wykonywane są ręcznie przy wykorzystaniu prostych narzędzi. Są one żmudne oraz bardzo pracochłonne, a przez to kosztowne, poza tym wymagają zatrudnienia wysoko wykwalifikowanej kadry pracowniczej. Niska wydajność produkcji wpływa ujemnie na czas realizacji zamówień, a tym samym konkurencyjność firmy. Celem wynalazku jest wyeliminowanie wymienionych wad poprzez opracowanie nowego sposobu wykonywania form piekarniczych oraz stanowiska technologicznego do jego realizacji. Sposób wykonania formy piekarniczej z wykroju wyciętego z blachy zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że wykrój umieszcza się na stemplach usytuowanych na obrotowym stole podziałowym prasy, po czym uruchamia się ruch płyty górnej z zamocowanym wzornikiem, wymiarowo stanowiącym odzwierciedlenie przestrzeni wewnętrznej wykonywanej formy oraz dociskaczami obrzeży ukształtowanych boków formy w kierunku wykroju, co powoduje ukształtowanie naprzeciwle-
PL 214 596 B1 3 głych jej boków, po czym następuje ruch powrotny wzornika do góry z częściowo ukształtowaną formą utrzymywaną na wzorniku przez wykonane w tym zabiegu zagięcia górnych krawędzi uformowanych boków, które sprzęgają się z dociskaczami poprzez ukształtowane w nich progi. Następnie przemieszcza się pod wzornik z częściowo ukształtowaną formą stemple kształtujące pozostałe dwa jej boki i uruchamiając ruch płyty górnej ze wzornikiem w ich kierunku następuje kształtowanie tych boków, analogicznie jak boków do nich prostopadłych i z tak ukształtowaną formą wycofuje się wzornik ku górze, do położenia początkowego, po czym pod wzornik z formą przemieszcza się mechanizm zaginający jej naroża i uruchamia ruch wzornika ze wstępnie ukształtowaną formą w kierunku wymienionego mechanizmu zaginającego, który wykonuje zagięcia naroży formy, po czym wycofuje się wzornik z płytą górną ze strefy mechanizmu zaginającego do położenia początkowego. Z kolei dociskacze wykonują ruch postępowy dociskając wygięte obrzeża formy do wzornika, co stanowi ostatni zabieg jej kształtowania, po czym może nastąpić zgrzewanie wymienionej formy na wzorniku lub w oddzielnej operacji poza prasą. Stanowisko do realizacji sposobu wykonania formy piekarniczej zgodnego z wynalazkiem, które stanowi prasa z obrotowym stołem podziałowym, charakteryzuje się tym, że do płyty górnej prasy zamocowany jest wzornik i przesuwne względem jego ścian bocznych dociskacze, natomiast na obrotowym stole podziałowym ustawione i zamocowane są stemple kształtujące podłużne i poprzeczne ściany formy, których górny grzbiet ukształtowany jest w formie promieniowo zakończonej krawędzi, wymiarowo dostosowany do szczeliny pomiędzy wzornikiem a dociskaczami, również na obrotowym stole podziałowym umieszczony jest mechanizm zaginający. Dociskacze na powierzchniach od strony wzornika posiadają ukształtowane progi utrzymujące wykonywaną formę na wymienionym wzorniku. Sposób wykonania formy piekarniczej oraz stanowisko do jego realizacji pozwalają zrealizować automatycznie proces składania formy, kształtowania obrzeży i zgrzewania formy na jednym stanowisku, przy jednym ustaleniu wykroju. Umożliwia składanie form z obrzeżem zarówno wzmacnianym drutem jak i bez drutu. Zastosowanie kompletów wymiennych narzędzi pozwala kształtować formy o różnych wymiarach gabarytowych na jednym stanowisku. Technologia jak również stanowisko według wynalazku zapewniają wysoką jakość wymiarowo kształtową i powtarzalność wyrobów. Przedstawiony sposób pozwala uzyskać przynajmniej kilkunastokrotny wzrost wydajności. Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładowym wykonaniu zilustrowanym rysunkami, na których fig. 1 przedstawia w schematycznym ujęciu obrotowy stół podziałowy z umieszczonymi na nim narzędziami kształtującymi formę piekarniczą jak również płytę górną prasy hydraulicznej nie uwidocznionej na rysunku z zamocowanym wzornikiem odzwierciedlającym wewnętrzną przestrzeń wykonywanej formy i obok umieszczonymi dociskaczami jej górne krawędzie. Z kolei na fig. 2 fig. 8 również schematycznie przedstawiono poszczególne fazy realizowanego sposobu wykonania formy piekarniczej zgodnie z wynalazkiem, a na fig. 9 - w takim samym ujęciu widok z boku stanowiska do realizacji wymienionego sposobu. W przykładzie realizacji wynalazku zostanie przedstawiony proces wykonania formy piekarniczej o prostokątnym obrysie zewnętrznym. Jak to przedstawiono na fig. 1, obrazującej stan wyjściowy nowego sposobu, na obrotowym stole podziałowym 1 sprzężonym z prasą hydrauliczną 14 nie uwidocznioną na rysunku, są zamocowane stemple 2 kształtujące krótsze boki 3 formy piekarniczej, na których umieszczono wykrój 4 z blachy stanowiącej półfabrykat podlegający odpowiedniemu przeformowaniu w dalszych zabiegach. W osi prostopadłej do położenia stempli 2 zamocowano stemple 5 formujące dłuższe boki 6 wykonywanej formy, natomiast naprzeciw wymienionych stempli 2 zamocowano mechanizm zaginający 7. W stanie wyjściowym nad stemplami 2 z wykrojem 4 znajduje się ruchoma w kierunku pionowym płyta górna 8 prasy hydraulicznej 14, do której są zamocowane wzornik 9 oraz przesuwne dociskacze 10 i 11. W pierwszym zabiegu kształtowania formy piekarniczej w wyniku ruchu w dół płyty górnej 8 ze wzornikiem 9 stemple 2 zaginają jej boki krótsze 3 w końcowej fazie formując wstępnie jej kołnierz 12, którego przekrój poprzeczny jest zbliżony do litery U. Tę fazę pokazano na fig. 2 i fig. 3. Po wycofaniu płyty górnej 8 ze wzornikiem 9 wstępnie uformowana forma pozostaje na nim, w wyniku sprzężenia jej poprzez krawędź kołnierza 12 wspartego na wykonanym progu 13 na dociskaczu 11, jak to również pokazano na fig. 3. W kolejnym zabiegu obrotowy stół podziałowy 1 przesuwa stemple 5 pod wzornik 9 dokonując obrotu o 90. W wyniku uruchomienia ruchu płyty górnej 8 prasy hydraulicznej 14, analogicznie jak to miało miejsce przy zaginaniu boków krótszych 3, zaginane są boki dłuższe 6 łącznie z formowaniem kołnierza 12 co pokazano na fig. 4 i fig. 5. Po wykonaniu tego zabiegu płyta górna 8 prasy 14 ze wzornikiem 9 oraz sprzężoną z nim wstępnie uformowaną
4 PL 214 596 B1 formą piekarniczą wycofuje się ze strefy stempli 5 a obrotowy stół podziałowy 1 dokonuje przesunięcia do kształtowanej formy mechanizmu zaginającego 7 naroża formy. Stan ten obrazuje fig. 6, natomiast na fig. 7 pokazano przemieszczenie płyty górnej 8 z formą w strefie mechanizmu zaginającego 7 i zamykanie jej naroży. Ostatni zabieg polega na ostatecznym ukształtowaniu kołnierza 12 poprzez przemieszczenie i dociśnięcie dociskaczy 10 i 11 do wzornika 9, po czym może nastąpić zgrzewanie wymienionej formy na wzorniku 9 lub 6 w oddzielnej operacji poza prasą. Tę fazę procesu pokazano na fig. 8. Do wykonania całego procesu kształtowania formy piekarniczej opracowano stanowisko, które zostało przedstawione na fig. 9. Stanowi go prasa hydrauliczna 14 z obrotowym stołem podziałowym 1, na którym w odpowiednich miejscach, wcześniej opisanych umieszczone są stemple 2 i 5 zaginające boki formy 3 i 6 oraz wstępnie formujące kołnierz 12 jak również mechanizm zaginający 7 naroża formy. Z kolei do ruchomej płyty górnej 8 zamocowany jest wzornik 9 odzwierciedlający przestrzeń wewnętrzną formy piekarniczej. Również do płyty górnej 8 zamocowane są przesuwne dociskacze 10 i 11. Możliwości kinematyczne poszczególnych elementów stanowiska pokazano odpowiednio strzałkami. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wykonania formy piekarniczej z wykroju wyciętego z blachy, znamienny tym, że wykrój (4) umieszcza się na stemplach (2) usytuowanych na obrotowym stole podziałowym (1) prasy (14), po czym uruchamia się ruch płyty górnej (8) z zamocowanym wzornikiem (9), wymiarowo stanowiącym odzwierciedlenie przestrzeni wewnętrznej wykonywanej formy, oraz dociskaczami (10, 11) ukształtowanych jej boków (3, 6), w kierunku wykroju (4) co powoduje ukształtowanie naprzeciwległych jej boków (3), po czym następuje ruch powrotny wzornika (9) z częściowo ukształtowaną formą utrzymywaną na wzorniku (9) przez wykonane w tym zabiegu zagięcia (12) górnych krawędzi uformowanych boków (3), które sprzęgają się z dociskaczami (10, 11) poprzez ukształtowane w nich progi (13), następnie przemieszcza się pod wzornik (9) z częściowo ukształtowaną formą stemple (5) kształtujące pozostałe dwa jej boki (6) i uruchamiając ruch płyty górnej (8) ze wzornikiem (9) w ich kierunku następuje kształtowanie tych boków (6) analogicznie jak boków (3) do nich prostopadłych i z tak ukształtowaną formą wycofuje się wzornik (9) ku górze do położenia początkowego, po czym pod wzornik (9) z formą przemieszcza się mechanizm zaginający (7) jej naroża i uruchamia się ruch wzornika (9) ze wstępnie ukształtowaną formą w kierunku wymienionego mechanizmu zaginającego (7), który wykonuje zagięcia naroży formy, po czym wycofuje się wzornik (9) z płytą górną (8) ze strefy mechanizmu zaginającego (7) do położenia początkowego, natomiast dociskacze (10, 11) wykonują ruch postępowy dociskając wygięte obrzeża (12) formy do wzornika (9) co stanowi ostatni zabieg jej kształtowania. 2. Stanowisko do realizacji i sposobu wykonania formy piekarniczej według zastrz. 1, które stanowi prasa hydrauliczna z obrotowym stołem podziałowym, znamienne tym, że do płyty górnej (8) prasy (14) zamocowany jest wzornik (9) i przesuwne względem jego ścian bocznych dociskacze (10, 11), natomiast na obrotowym stole podziałowym (1) ustawione i zamocowane są stemple (2, 5) kształtujące podłużne i poprzeczne ściany (3, 6) formy, których górny grzbiet ukształtowany jest w formie promieniowo zakończonej krawędzi i wymiarowo dostosowany do szczeliny pomiędzy wzornikiem (9) a dociskaczami (10, 11), również na obrotowym stole podziałowym (1) umieszczony jest mechanizm zaginający (7). 3. Stanowisko według zastrz. 2, znamienne tym, że dociskacze (10, 11) na powierzchniach od strony wzornika (9) posiadają ukształtowane progi (13) utrzymujące wykonaną formę na tym wzorniku (9).
PL 214 596 B1 5 Rysunki
6 PL 214 596 B1
PL 214 596 B1 7
8 PL 214 596 B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)