СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЯЧЕЕК ДЛЯ ЕМКОСТЕЙ
METHOD OF MAKING VESSEL CELLS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу изготовления ячеек для емкостей из синтетического материала методом литья под давлением согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Машины для мойки емкостей многократного использования, например бутылок многократного использования, известны в различном исполнении. Внутри таких моечных машин для емкостей емкости располагаются в основном в ячейках корзин для емкостей или бутылок, и внутри моечной машины осуществляется их транспортировка через различные станции обработки или зоны, причем внутри этих зон обработки господствуют очень разные температуры.
Таким образом, во время прохождения через моечную машину все оборачивающиеся элементы, т.е. не только подлежащие мойке емкости, а также и ячейки для емкостей, воспринимают температуры, господствующие в отдельных зонах обработки. Это означает, что корзины для емкостей и ячейки для емкостей при прохождении через различные зоны обработки сначала нагреваются, а потом снова охлаждаются, и при этом тепловая энергия в очень значительном размере выносится из зон обработки с более высокой температурой в зоны с более низкой температурой, без возможности эффективного использования или возвращения желаемым способом в желаемом количестве этого вынесенного тепла. Так, например, температура ячеек для емкостей при поступлении емкостей, а также на выходе емкостей из моечной машины составляет около 35-40°C и достигает в зонах обработки с повышенной температурой, например в щелочных ваннах, около 80°C.
Так как моечная машина для емкостей среднего размера имеет в целом 15000-20000 ячеек для бутылок и при работе моечной машины каждая ячейка для емкости оборачивается 3-4 раза в час, из-за потерь тепловой энергии, которая осуществляется ячейками для емкостей из зон обработки с повышенной температуру в зоны обработки с более низкой температурой, получаются весьма значительные тепловые потери.
Уже предпринимались попытки для уменьшения тепловых или энергетических потерь уменьшить теплоемкость ячеек для емкостей, а именно, путем уменьшения массы и с этим теплоемкости с помощью применения синтетического материала, т.е. с помощью изготовления ячеек для емкостей способом литья под давлением из синтетического материала.
Недостатком при этом является то, что способом литья под давления могут изготавливаться воспроизводимым образом только ячейки для емкостей, корпус которых имеет достаточно большую минимальную толщину стенок. Причем подлежащая поддержанию минимальная толщина стенок зависит от многочисленных факторов, среди прочего, от размера подлежащей изготовлению ячейки для емкости, от применяемого синтетического материала и т.д.
Изготовление с помощью способа литья под давлением не позволяет избежать также работ по формированию наружного контура ячеек для емкости любой формы и/или структурирования, в частности, когда нужно, структур с вырезами, которые не могут быть сформированы без высоких затрат на инструмент. Это действительно также для структур в форме отверстий, краевых вырубок, дыр, а также структур, имеющих вид решеток или клеток. Из-за этих ограничивающих моментов способа литья под давлением, в частности, при экономически приемлемых затратах на применяемые инструменты для способа литья под давлением могут быть изготовлены только геометрически упрощенные структуры для ячеек для емкостей, а именно, в основном с гладким и замкнутым корпусом ячейки для емкости.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание способа, а техническим результатом изобретения является недорогое изготовление ячеек для емкостей с оптимизированной в отношении прочности, массы и с этим теплоемкости формой и/или структурой. Технический результат достигается в способе признаками пункта 1 формулы изобретения.
При предложенном согласно изобретению способе изготовления сначала осуществляется изготовление заготовки ячейки для емкости, которая, по меньшей мере, имеет основную форму будущей ячейки для емкости, но уже по возможности образована со структурами и признаками формы, в частности также с такими, которые нужны для функционирования, и/или крепления, и/или прочности будущей ячейки для емкости и без проблем могут выниматься из формы при литье под давлением, т.е., например, не имеют каких-либо вырезов, которые лежат в плоскостях поперек к направлению оси, в котором при литье под давлением осуществляется извлечение из формы соответствующей заготовки ячейки для емкости. Этой осью, как правило, является продольная ось соответствующей заготовки ячейки для емкости или изготовленной полностью ячейки для емкости. В последующей дополнительной обработке, которая может осуществляться на этапе способа или на нескольких частичных этапах, в этом случае эта заготовка обрабатывается с учетом дальнейшей оптимизации относительно формообразования и/или массы. Эта оптимизация осуществляется, например, с помощью проделывания отверстий, и/или краевых вырубок, и/или проемов и/или путем снятия материала на поверхностях для уменьшения толщины стенок и т.д. Целью при этом является уменьшения массы и с ним теплоемкости ячейки для емкости при сохранении прочности, требуемой при применении в моечной машине.
Техническим результатом является также то, что с помощью, по меньшей мере, другого рабочего этапа, осуществляемого сразу после литья под давлением заготовки, возможно изготовление ячеек для емкостей, которые при достаточной прочности имеют значительно уменьшенную теплоемкость, и при этом дополнительные расходы на дополнительную обработку самих ячеек для емкости, по меньшей мере, большей частью компенсируются уже с помощью упрощения инструмента, применяемого при литье под давлением. Для пользователя подобного рода ячеек для емкостей эти дополнительные расходы амортизируются уже за короткое время с помощью экономии расходов на производство энергии и ее получение со стороны.
Большая часть поверхностей и/или поверхности корпуса ячеек для емкостей может удаляться без ущерба для их прочности, вследствие чего теплосодержание или теплоемкость заметно уменьшается. В частности, с помощью предложенного согласно изобретению способа без затруднений возможно уменьшение массы и с ним теплоемкости ячеек для емкостей на 25-30%, в особо предпочтительном случае даже на 40-50% по сравнению с теплоемкостью существующих изготовленных с помощью литья под давлением ячеек для емкостей.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение поясняется с помощью чертежей, на которых:
фиг.1 - упрощенное перспективное частичное изображение корзины для емкостей, состоящей из носителя ячеек с несколькими предусмотренными на этом носителе ячейками для бутылок или емкостей;
фиг.2 - перспективное изображение отдельной ячейки для емкости;
фиг.3 - ячейка для емкости на фиг.2, вид сбоку;
фиг.4 - изображение, подобное представленному на фиг.2, при другом полученном благодаря дополнительной обработке структурировании;
фиг.5 - блок-схема для пояснения предложенного согласно изобретению способа изготовления ячеек для емкостей.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 показана корзина 1 для емкостей, состоящая в основном из изготовленного из стального листа имеющего вид ящика носителя 2 ячеек и из нескольких ячеек 3 для бутылок или емкостей, которые соответственно надлежащим образом установлены в приемные приспособления 2.1 носителя 2 ячеек и закреплены в нем надежно от кручения и стационарно в части положения.
Корзина 1 для емкостей является составной частью не показанной машины для мойки бутылок или тому подобных емкостей, образованных в виде бутылок, и при этом специальной составной частью транспортной системы машины для мойки емкостей, которая имеет большое количество подобного вида корзин 1 для емкостей, которые с их носителями 2 ячеек, соответственно, по обеим сторонам с помощью крепежных планок 2.2 закреплены на вращающихся транспортных элементах, например на вращающихся цепных транспортерах, и с помощью которых подлежащие мойке емкости движутся через зоны мойки и обработки моечной машины. В зонах обработки осуществляется обработка емкостей при различных температурах, а именно, таким образом, что температура емкостей и с ними также корзин 1 для емкостей, а также, в частности, ячеек 3 для емкостей при проходе отдельных зон обработки, начиная от загрузки емкостей, при которой емкости устанавливаются в корзины 1 для емкостей, сначала повышается и перед достижением выгрузки емкостей, при которой вымытые емкости извлекаются из корзин 1 для емкостей, снова снижается. Вследствие этого при каждом обороте происходит нагрев и последующее охлаждение также корзин 1 для емкостей и ячеек 3 для емкостей, например, между температурами в диапазоне от 35-40 до 80°C, и при этом происходит значительный вынос тепловой энергии из зон обработки с повышенной температурой в примыкающие зоны обработки с более низкой температурой. Эта вынесенная тепловая энергия, которая, как правило, не может использоваться или во всяком случае может недостаточно использоваться только со значительными затратами, в решающей степени зависит также от массы и при этом от теплоемкости ячеек 3 для емкостей.
В целом формообразование ячеек 3 для емкостей грубо подогнано к формообразованию подлежащих мойке емкостей или бутылок, т.е. корпус или стенки каждой ячейки 3 для емкости состоят из трубообразного участка 4, который в представленной форме осуществления имеет в основном полигональное или квадратное наружное и внутреннее поперечное сечение со скругленными углами и в изображении на фигуре 1 открыто на верхней стороне корзины 1 для емкостей или образует там открытые концы ячеек для бутылок или емкостей, а также из сужающейся, имеющей форму усеченного конуса области горловины или участка 5, примыкающего снизу к участку 4. К внутренней поверхности участка 5 прилегает, соответственно, расположенная в ячейке 2 емкость со своей областью горловины. Участком 4 ячейка для емкости, например, с помощью фиксации закреплена неподвижно в плане вращения и стационарно на носителе 5 ячеек, а именно, таким образом, что участок 4 с частичным участком выступает над верхней стороной носителя 2 ячеек и участок 5 выступает за нижнюю сторону носителя 2 ячеек.
Чтобы сделать возможной обработку соответствующей емкости, расположенной в ячейке для емкости, в стенках каждой ячейки 3 для емкостей предусмотрены отверстия, а именно, в частности, отверстия 6 в участке 5, которые в представленной форме осуществления выполнены в виде шлицев, простирающихся в продольном направлении L ячейки 3 для емкости, а также большое количество отверстий 7 в донной части участка 5. Для усиления открытого конца ячейки для бутылок или емкостей участок 4 на верхней стороне ячейки 3 для емкостей образован с утолщенной, выступающей за остальную наружную поверхность ячейки для емкостей краевой областью 8. Далее ячейка 3 для емкости на наружной поверхности участка 4 снабжена упрочняющей структурой, а именно слегка выступающим за наружную поверхность поясом 9, а также в форме выступов или планок 10-12 для фиксации. Изготовление ячеек 3 для емкостей осуществляется в виде единого целого с помощью литья под давлением из подходящего синтетического материала и с помощью обработки после литья под давлением, заключающейся в удалении материала, как это более подробно поясняется ниже.
Чтобы сделать массу и теплоемкость ячейки 3 для емкостей по возможности низкой и с этим количество тепла, выносимое в моечной машине из зон обработки с более высокой температурой в зоны обработки с более низкой температурой, а именно, при возможности изготовления ячеек 3 для емкостей упрощенным способом литья под давлением или с помощью упрощенного инструмента при литье под давлением, изготовление каждой ячейки для емкости соответственно фигуре 5 осуществляется, по меньшей мере, в два этапа.
На первом этапе в форме для литья под давлением или на станции 13 сначала изготовляется соответственно заготовка 3а. Эта заготовка 3а уже имеет основную форму ячейки 3 для емкости, а именно, состоит из участков 4 и 5, причем соответствующая заготовка 3а, например, снабжена, по меньшей мере, частью основной структуры, необходимой для функционирования, и/или упрочнения, и/или устойчивости, т.е., по меньшей мере, частью отверстий 6 и 7, и/или усиленной краевой областью 8, и/или краем 9, и/или упорами 10, 11 и/или 12, насколько эти элементы или структуры для функционирования могут быть отформованы. Каждая изготовленная заготовка 3а в этом случае затем обрабатывается на рабочей станции по заданной программе со снятием или удалением материала, например, при применении, по меньшей мере, одного механического, снимающего материал инструмента, например фрез, и/или резки водяными струями, и/или резки лазером, преимущественно резки лазером с лазерным лучом, направленным в струе жидкости или воды, а именно, например, для создания отверстий, и/или дыр, и/или проемов, и/или краевых вырубок в участке 4 и/или 5 заготовки 3а и/или для структурированного уменьшения толщины стенки на участке 4 и/или 5 или в частичных областях этих участков. Способы резки водой, а также способы резки лазером и с лазерным лучом, направленным в струе жидкости или воды, позволяют дополнительную обработку заготовок 3а с высокой скоростью без причинения ущерба свойствам синтетического материала, использованного для изготовления.
С помощью дополнительной обработки могут создаваться структуры, необходимые для функционирования и/или упрочнения, в частности, также такие структуры, которые могли бы быть отформованы с затруднением. Так, например, с помощью дополнительной обработки на рабочей станции 14 можно проделать отверстия 6 и 7, а также образовать край 9 и упорные выступы 10, а именно, последние с помощью уменьшения толщины стенок или участка 4 между краем 9 и соответствующим имеющим вид планки упорным выступом 10 или с помощью проделывания отверстия 15 в участке 4 для образования края 9 и лежащего против этого края имеющего вид планки упорного выступа 10. С помощью дополнительной обработки также могут создаваться и другие структуры, необходимые для функционирования и/или упрочнения ячеек 3 для емкостей, в частности все структуры, которые образуют элементы, полученные резанием, ориентированные перпендикулярно или поперек продольной протяженности ячеек для емкостей или оси.
Дополнительно к этим структурам, необходимым для функционирования и/или упрочнения ячеек для емкостей, которые могут изготавливаться литьем под давлением только с трудом или только со значительными затратами на инструмент, при дополнительной обработке формируются другие структуры для уменьшения массы и с этим теплоемкости, а именно, опять же путем создания дыр, и/или проемов, и/или краевых вырубок и/или снятия материала и т.д., так чтобы не причинять при этом ущерба функционированию и прочности соответствующей ячейке 3 для емкости. Это дополнительное структурирование или обработка заготовки 3а осуществляется на рабочей станции 14, в этом случае, например, в форме сетчатых, решетчатых, клеточных и/или стержневых структур для ячеек 3 для емкостей на участках 4 и/или 5, а именно, предпочтительно структур, которые распределены по всей или, по меньшей мере, на большей части объема боковой поверхности и/или простираются в продольном направлении L или в основном в продольном направлении соответствующей ячейки 3 для емкости на возможно большей части длины ячейки для емкости.
Например, дополнительная обработка может производиться таким образом, что на верхнем крае участка 4 образуются краевые вырубки 16, а также лежащая под ним решетчатая структура, состоящая из большого количества отверстий 17 и лежащих между ними перемычек 18. Дополнительно к имеющим форму шлицев отверстий 6 могут образовываться еще другие имеющие форму шлицев отверстия 19, простирающиеся в направлении продольной оси L (фиг.4). Кроме того, с помощью дополнительной обработки может осуществляться снятие материала, т.е. уменьшение толщины стенки корпуса ячейки, как это показано заштрихованными областями 20 на фигуре 3.
Предложенный согласно изобретению способ изготовления заготовок ячеек для емкостей 3а способом литья под давлением и последующей обработки заготовок 3а, связанной с удалением материала, позволяет недорого изготавливать ячейки 3 для емкостей с достаточной прочностью и со значительно уменьшенной массой и, таким образом, со значительно уменьшенной теплоемкостью, причем дополнительные расходы на дополнительную обработку заготовок 3а могут, по меньшей мере, частично компенсироваться за счет упрощения инструментов для литья под давлением. Без ущерба для функционирования и/или прочности ячеек 3 для емкостей с помощью предложенного согласно изобретению способа по сравнению с существующими ячейками для емкостей из синтетического материала может уменьшаться масса и, таким образом, теплоемкость ячеек 3 для емкостей в равной величине, по меньшей мере, на 25-30%, при особо предпочтительном исполнении даже более чем на 40%, например, даже на около 50%.
Согласно изобретению предусмотрено в способе применение стружки материала, или участков материала, или остатков материала, получающихся при обработке заготовок (3а) ячеек для емкостей, для изготовления новых заготовок (3а) ячеек для емкостей. Благодаря этому становится возможным уменьшить количество синтетического материала, нужного для изготовления заготовок ячеек (3а) для емкостей, и еще более снизить затраты на изготовление.
Перечень позиций
1. Корзина для емкостей
2. Носитель ячеек
2.1. Приемное приспособление для ячеек
2.2. Крепежная накладка носителя для ячеек
3. Ячейка для емкости
3а. Заготовка ячейки для емкости
4, 5. Участок корпуса ячейки для емкости
4.1. Частичная длина участка 4
6, 7. Отверстие
8. Усиление
9. Выступающий край
10, 11, 12. Стопорный выступ
13. Станция для литья под давлением
14. Рабочая станция
15. Выемка или отверстие
16. Краевая вырубка
17. Отверстие
18. Перемычка
19. Продольный шлиц
20. Уменьшенная область стенки
L. Ось ячейки для емкости