СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ОТФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ С ФОРМ
METHOD AND DEVICE TO EXTRACT MOULDED ARTICLES FROM MOULDS

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для удаления отформованных изделий с форм. В частности, оно относится к удалению отформованных изделий, выполненных вокруг соответствующей формы.
Более конкретно, данное изобретение относится к устройству, предназначенному для удаления отформованных изделий с соответствующих форм, каждая из которых имеет наружную формующую поверхность, расположенную по оси формы, и которые расположены так, что их оси параллельны, причем устройство содержит несколько пар зажимов, каждая из которых соответствует соответствующей форме и содержит первый зажим и противоположный ему второй зажим, выполненные с возможностью перемещения относительно соответствующей формы с совершением первого относительного перемещения между открытым положением, в котором зажимы отведены от формы, и сомкнутым положением, в котором зажимы взаимодействуют с формой или отформованным изделием, и с совершением второго по существу осевого относительного перемещения, при котором пара зажимов перемещается со скольжением вдоль оси формы с обеспечением осевого перемещения соответствующего отформованного изделия и удаления его с формы.
Обычно отформованные изделия, выполненные вокруг соответствующих форм, снимают с форм устройством для удаления изделий, содержащим несколько клещевых зажимов, имеющих пару рычагов, установленных с возможностью поворота с одной стороны, и пару поверхностей взаимодействия с другой стороны. В открытом положении в каждом клещевом зажиме между его поверхностями взаимодействия может находиться соответствующее отформованное изделие, которое еще находится на форме. Рычаги каждого зажима затем поворачивают в противоположных направлениях относительно оси поворота, вводя, таким образом, поверхности взаимодействия в контакт с отформованным изделием. Затем зажим с зажатым в нем отформованным изделием перемещают в сторону от формы и снимают, таким образом, изделие с формы.
В другом известном способе используют похожее устройство, но поверхности взаимодействия рычагов вводят в контакт с формой, а затем перемещают к отформованному изделию так, что отформованное изделие входит в контакт с рычагами и сталкивается с формы.
Однако существует ряд проблем, связанных с вышеописанными общепринятыми способами удаления отформованных изделий. В частности, при использовании известных поворотных рычагов клещевых зажимов любое их рассогласование с формами может вызвать повреждение отформованных изделий. Даже при сравнительно небольшом рассогласовании зажимы могут войти в контакт с отформованными изделиями при их входе в устройство для удаления изделий. Это может вызвать разрыв отформованных изделий, или образование отверстий, или ослабить стенки изделия. Для предотвращения повреждения отформованных изделий необходимо очень точно согласовывать формы с открытым зажимом.
Кроме того, сложно регулировать усилие, с которым зажимы взаимодействуют с формами или отформованными изделиями. Из-за этого приходится использовать относительно большое количество способствующей снятию технологической смазки, необходимой для обеспечения удаления отформованных изделий с форм с минимальными повреждениями. Технологическая смазка обычно наносится на форму перед формованием, при этом количество смазки может влиять как на длительность процесса, так и на качество готового изделия.
Кроме того, в обычном устройстве и способе, которые используются для удаления отформованных изделий, используются относительно большие усилия, при этом снимаемые с форм изделия могут находиться в очень тяжелых условиях. Хотя это не является проблемой для изделий, выполненных из сравнительно прочных материалов, могут возникнуть проблемы при удалении изделий, выполненных из относительно хрупких материалов, так как они легко повреждаются при использовании известного устройства и способа.
Целью данного изобретения является устранение или преодоление по меньшей мере одной из помянутых выше проблем и/или повышение эффективности удаления отформованных изделий с соответствующих форм.
С этой целью в соответствии с первым аспектом предложено устройство описанного выше типа, отличающееся тем, что зажимы для совершения первого относительного перемещения выполнены с возможностью линейного перемещения в параллельных направлениях, которые являются радиальными относительно оси соответствующей формы.
Преимущественно предложенное устройство может иметь один или более из следующих признаков:
- устройство дополнительно содержит первый держатель, в котором установлены первые зажимы, и второй держатель, в котором установлены вторые зажимы, причем первый и второй держатели выполнены с возможностью линейного перемещения в двух последовательных перпендикулярных направлениях с обеспечением перемещения зажимов для совершения первого относительного перемещения между открытым положением и сомкнутым положением на соответствующих формах и второго по существу осевого относительного перемещения;
- каждый из первых зажимов соединен с первым держателем с возможностью перемещения и каждый из вторых зажимов соединен со вторым держателем с возможностью перемещения таким образом, что каждый из первых и вторых зажимов выполнен с возможностью перемещения относительно соответствующего держателя в первом направлении, соответствующем направлению первого относительного перемещения первого и второго зажимов друг к другу и друг от друга;
- каждый из первых зажимов соединен с первым держателем с возможностью перемещения и каждый из вторых зажимов соединен со вторым держателем с возможностью перемещения таким образом, что каждый из первых и вторых зажимов выполнен с возможностью перемещения относительно соответствующего держателя во втором направлении, по существу перпендикулярном оси формы и направлению первого относительного перемещения первого и второго зажимов, с обеспечением компенсации рассогласования между парой зажимов и соответствующей формой;
- устройство дополнительно содержит ограничители, предназначенные для ограничения перемещения первого и второго зажимов относительно соответствующих держателей;
- устройство дополнительно содержит упругодеформируемые элементы, каждый из которых вставлен между зажимом и соответствующим держателем и предназначен для поджатия первого и второго зажимов в закрытое положение;
- устройство дополнительно содержит первый приводной механизм, предназначенный для перемещения зажимов каждой пары между открытым и закрытым положениями, и второй приводной механизм, предназначенный для перемещения зажимов в осевом направлении;
- формы расположены по линии с заданием плоскости форм, причем первый приводной механизм обеспечивает перемещение зажимов в первой плоскости, перпендикулярной плоскости форм, а второй приводной механизм обеспечивает перемещение зажимов во второй плоскости, соответствующей плоскости форм;
- первая плоскость является вертикальной, а вторая плоскость - горизонтальной;
- каждый зажим имеет углубление, конфигурация которого позволяет зажиму взаимодействовать с формой или отформованным изделием;
- устройство дополнительно содержит проход для размещения формы, предназначенный для размещения в нем формы вместе с соединенным с ней отформованным изделием;
- проход для формы содержит направляющий элемент, выполненный с возможностью согласования формы с соответствующей парой зажимов;
- оба приводных механизма, первый и второй, содержат электрический, механический, пневматический или гидравлический привод;
- первый и второй приводные механизмы имеют общий привод; и
- первый и/или второй привод является механическим приводом с приводным валом.
При наличии противоположных зажимов в каждой паре зажимов, установленных в соответствующем держателе, легче управлять зажимами и решать упомянутые выше проблемы обычного удаляющего устройства.
Термин «приводной механизм» следует понимать либо как единичный элемент, предназначенный для перемещения зажимов или держателей зажимов, либо как узел элементов, взаимодействующих для обеспечения требуемого перемещения.
В одном из вариантов выполнения данного изобретения каждая пара зажимов взаимодействует с соответствующим отформованным изделием. Отформованное изделие может иметь любую форму и размер, при условии, что его формуют на форме и оно может быть удалено путем снятия с формы. Например, отформованное изделие может иметь трубчатую форму с постоянным квадратным, треугольным, круглым и другим сечением. В другом варианте оно может быть в форме конуса, усеченного конуса или пирамиды.
Перемещение зажимов в двух перпендикулярных плоскостях позволяет зажимам каждой пары взаимодействовать или входить в контакт с соответствующим отформованным изделием и эффективно удалять его с формы.
Как вариант, управление первым и вторым приводным механизмом производится так, что второй приводной механизм перемещает зажимы, когда они находятся в закрытом положении.
Первый и/или второй приводной механизм может воздействовать на зажимы каждой пары зажимов непосредственно или через соответствующие держатели зажимов. Таким образом, первый приводной механизм может воздействовать на первый и/или второй держатели зажимов для перемещения каждой пары зажимов из открытого положения в закрытое положение или из закрытого в открытое положение. Подобным образом, второй приводной механизм может воздействовать на первый и второй держатели зажимов для перемещения каждой пары зажимов из первого положения во второе или наоборот.
Соединение первого и второго зажимов с соответствующими держателями с возможностью перемещения по направляющей позволяет устройству компенсировать небольшие смещения между парой зажимов и соответствующей формой. Таким образом, при неточном согласовании формы с соответствующей парой зажимов свободный ход, обеспечиваемый соединением первого и второго зажимов с держателями с возможностью перемещения со скольжением, может компенсировать неточность без повреждения отформованного изделия, формы и/или зажимов.
В вариантах выполнения, в которых для ограничения перемещения первого и второго зажимов относительно их соответствующих держателей предусмотрен один ограничитель, может быть использована конструкция со штифтом и отверстием, в которой в одном из элементов, держателе или зажиме, имеется штифт, а в другом из этих элементов имеется отверстие, причем диаметр отверстия больше диаметра штифта, и штифт может свободно перемешаться в отверстии. В такой конструкции свободный ход каждого зажима определяется разницей диаметра отверстия и диаметра штифта. Конечно, сечение штифта и/или отверстия может быть отличным от круглого (например, отверстие может быть овальным). В этом случае свободный ход (то есть расстояние, на которое зажим может перемещаться относительно держателя) определяется разницей диаметров штифта и отверстия в направлении перемещения, где за диаметр принимается расстояние между противоположными сторонами отверстия и/или противоположными сторонами штифта.
Преимуществом является наличие упругодеформируемых элементов, например пружин сжатия, так как это позволяет регулировать создаваемое зажимами усилие. В частности, усилие, прикладываемое каждым зажимом к форме или отформованному изделию, может быть задано так, как оно зависит от восстанавливающего усилия упругодеформируемого элемента. Возможность регулирования усилия, оказываемого каждым зажимом, позволяет эффективнее удалять отформованные изделия, сделанные из сравнительно хрупких материалов, уменьшая повреждение изделий. Кроме того, это позволяет использовать меньшее количество технологической текучей среды в подобных вариантах выполнения.
Первый держатель зажимов предпочтительно представляет собой цельную конструкцию, на которой установлены все первые зажимы, и второй держатель зажимов предпочтительно представляет собой цельную конструкцию, на которой установлены все вторые зажимы.
Каждый держатель зажимов, первый и второй, может быть рейкой, а зажимы могут быть установлены в канале, выполненном внутри рейки вдоль ее продольной оси.
Каждый держатель зажимов, первый и второй, может содержать рейку с каналом, выполненным вдоль ее продольной оси, причем канал ограничен противоположными стенками рейки, а часть каждого зажима находится внутри канала, и каждый зажим имеет отверстие, с помощью которого каждый зажим закреплен в соответствующем канале штифтом, который проходит через данное отверстие и прикреплен по меньшей мере к одной из противоположных стенок канала. Площадь поперечного сечения отверстия может превышать площадь поперечного сечения штифта, поэтому каждый зажим имеет свободный ход (другими словами, закреплен с возможностью ограниченного перемещения) в ограниченной плоскости, например вертикальной или горизонтальной плоскости.
Углубление зажимов, предназначенное для взаимодействия с формой или отформованным изделием, может быть в форме дуги, если отформованное изделие имеет круглое поперечное сечение, или иметь угловую форму, если форма или отформованное изделие имеет поперечное сечение, отличное от круглого. Углубление позволяет увеличить площадь взаимодействия каждого зажима с формой или отформованным изделием и, таким образом, распределить усилие, создаваемое зажимом, для уменьшения давления на снимаемое отформованное изделие.
Устройство может быть неподвижным, а формы могут доставляться к устройству после формования. В таком случае форма может поступать в проход для форм и выходить из него через одно отверстие или проход для форм может содержать первое отверстие, через которое формы могут поступать в устройство, и второе отверстие, через которое формы могут выходить из устройства после снятия отформованных изделий.
Направляющий элемент может согласовывать несколько форм с соответствующими зажимами. Точное согласование каждой формы с соответствующей парой зажимов снижает износ и опасность повреждения формы и зажимов, а также повреждения отформованного изделия при снятии с формы.
Направляющий элемент может иметь ограничитель или быть частью перемещающей форму конструкции, которая управляет перемещением форм и обеспечивает согласование каждой формы с соответствующей парой зажимов. Таким образом, направляющий элемент может быть элементом управления или программой в перемещающей форму конструкции.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен способ удаления отформованных изделий с соответствующих форм, каждая из которых имеет наружную формующую поверхность, расположенную по оси формы, и которые расположены так, что их оси параллельны, при этом способ включает следующие последовательные этапы:
(i) согласование каждой формы с соответствующей парой зажимов, причем каждая пара зажимов содержит первый зажим и противоположный ему второй зажим;
(ii) перемещение первого и второго зажимов каждой пары с совершением первого относительного перемещения из открытого положения, в котором первый и второй зажимы отведены от формы, в сомкнутое положение, в котором зажимы взаимодействуют с формой или отформованным изделием, причем первое перемещение пары зажимов выполняют линейно в параллельных направлениях, радиальных относительно оси соответствующей формы;
(iii) перемещение указанной пары зажимов с совершением второго по существу осевого относительного перемещения, при котором каждую пару зажимов перемещают со скольжением вдоль оси формы с обеспечением осевого перемещения соответствующего отформованного изделия и удаления его с формы.
Таким образом, на этапе (iii) каждое отформованное изделие либо вводят во взаимодействие с соответствующей парой зажимов, либо пару зажимов вводят в контакт с отформованным изделием во время осевого перемещения, и отформованное изделие соскальзывает или снимается с формы.
Предпочтительно первые зажимы установлены в первом держателе, а вторые зажимы установлены во втором держателе, при этом первое перемещение первых и вторых зажимов из открытого положения в сомкнутое положение обеспечивают путем перемещения соответствующих держателей.
Кроме того, предпочтительно первые зажимы установлены в первом держателе, а вторые зажимы установлены во втором держателе, при этом второе по существу осевое перемещение каждой пары зажимов обеспечивают путем перемещения соответствующих держателей.
Описанные выше предпочтительные или возможные признаки не являются взаимоисключающими, если не указано иначе. Соответственно любые два или более описанных выше отдельных признака могут быть объединены с первым или вторым аспектом изобретения.
Ниже только в качестве примера приводится описание варианта выполнения данного изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг.1 представляет собой схематичный вид в аксонометрии предложенного устройства, причем пары зажимов находятся в открытом положении;
фиг.2 представляет собой схематичный вид в аксонометрии устройства, показанного на фиг.1, вместе с узлом формы, на котором изображены две пары зажимов в открытом положении, согласованные с соответствующими формами до удаления отформованных изделий;
фиг.3 представляет собой схематичный вид в аксонометрии устройства и блока форм, показанных на фиг.2, на котором две пары зажимов находятся в сомкнутом положении;
фиг.4 представляет собой схематичный вид в аксонометрии устройства и блока форм, показанных на фиг.2, на котором две пары зажимов перемещают в осевом направлении в процессе удаления отформованного изделия; и
фиг.5 представляет собой схематичный вид в аксонометрии устройства и блока форм, показанных на фиг.2, на котором две пары зажимов находятся в открытом положении после удаления отформованного изделия.
Что касается варианта выполнения, описанного ниже, указание направлений, таких как вверх, вниз, налево, направо, выше, ниже и т.д., относится к расположению варианта выполнения, показанного на чертежах, и не является ограничительным.
На фиг.1 изображена в целом часть предложенного устройства 2 для удаления изделия. Устройство имеет несколько пар противоположных зажимов, каждая из которых содержит первый зажим 4 и второй зажим 6. Каждый первый зажим 4 частично расположен внутри канала 18 первого держателя 14, а каждый второй зажим 6 частично расположен внутри канала 20 второго держателя 15. Канал 18 первого держателя 14 ограничен противоположными стенками 30, 31 первого держателя 14, а канал 20 второго держателя 15 аналогично образован противоположными стенками.
Каждый из зажимов 4, 6 содержит удерживаемый участок 34, который расположен в канале, соответствующем номерам 18, 20 позиции, и выступающий участок 39, выходящий наружу из канала 18, 20. Выступающий участок 38 имеет углубление 40 определенной формы, размеры и форма которого позволяют разместить в нем часть 12 формы или отформованного изделия 10, расположенного на форме 12. Углубление 40 ограничивает поверхность 8 взаимодействия, которая предназначена для взаимодействия с формой 12 или отформованным изделием 10.
Как видно на фиг.2-5, формы 12 имеют удлиненную форму, причем каждая форма имеет наружную формующую поверхность, расположенную по оси Х формы. В приведенном примере формы имеют квадратное поперечное сечение, однако понятно, что можно использовать нескольких различных типов поперечного сечения, в частности круглое поперечное сечение. Формы расположены так, что их оси Х параллельны общему направлению.
Ниже термин «осевой» относится к этому общему направлению, соответствующему оси Х формы. Термин «радиальный» в отношении конкретной формы обозначает направление, перпендикулярное оси Х этой формы.
Удерживаемый участок 34 каждого первого зажима 4, 6 закреплен в соответствующем канале 18, 20 штифтом 22, который проходит через сквозное отверстие 24 в удерживаемом участке 34 и прикреплен к противоположным стенкам канала 18, 20. Диаметр отверстия 24 больше диаметра штифта 22, что обеспечивает каждому первому зажиму 4 свободный ход внутри канала. Другими словами, зажим 4, 6 закреплен с возможностью перемещения внутри области, ограниченной разницей диаметров штифта 22 и отверстия 24. Перемещение каждого зажима 4, 6 в канал 18, 20 и из него обеспечивается винтовой пружиной 26, размещенной в цилиндрическом отверстии 28, выполненном в держателе 14 и проходящем из канала 18, 20 в сторону от зажимов 4, 6. Пружина 26 расположена так, что один ее конец соединен с контактной поверхностью цилиндрического отверстия 28, а другой конец находится в контакте с удерживаемым участком 34 зажима 4, 6, благодаря чему каждый первый зажим 4, 6 поджимается к соответствующему противоположному зажиму.
Каждый второй зажим 6 является зеркальным отображением соответствующего первого зажима 4.
Устройство 2 содержит канал для форм (не показан), который имеет вход и выход для форм, через которые формы 12 могут поступать в устройство 2 и выходить из него. В варианте выполнения, показанном на фиг.2, 3, 4 и 5, несколько форм 12 удерживаются на общем держателе 16. Блок форм, состоящий из нескольких форм 12 и общего держателя 16, в данном примере содержит несколько одинаковых форм, расположенных в ряд и ограничивающих плоскость форм, свободные концы которых выровнены на одинаковом расстоянии от держателя 16.
Использование данного устройства проиллюстрировано на фиг.2-5, на которых некоторые детали варианта выполнения для ясности изображения не показаны.
На фиг.2 устройство показано в исходном положении, в котором зажимы 4, 6 находятся в открытом положении, а между ними расположено соответствующее отформованное изделие 10, закрепленное на форме 12. Формы 12 согласованы с соответствующими парами зажимов 4, 6 посредством регулирования положения общего держателя 16. Подходящие механизмы регулирования хорошо известны специалистам в данной области техники и здесь подробно не рассматриваются.
На фиг.3 зажимы 4, 6 перемещены в соответствии с первым относительным перемещением, которое является линейным и радиальным относительно оси Х формы, в сомкнутое положение (показано стрелкой А), в котором поверхность 8 взаимодействия каждого зажима взаимодействует с соответствующим участком формы 12. Зажимы 4, 6 взаимодействуют с формой 12 в точке, которая расположена на расстоянии В от ближайшего конца отформованного изделия 10, как показано на фиг.3.
Все пары зажимов 4, 6, установленные в держателях 14, 15, соответственно перемещают параллельно при первом перемещении в сомкнутое положение.
Зажимы 4, 5 после их перемещения в сомкнутое положение входят в контакт с формой 12, после чего рейки 14, 15 держателей (не показаны на фиг.3) перемещают друг к другу на небольшое расстояние, которое меньше расстояния свободного хода, обусловленного разницей диаметра штифта 22 и отверстия 24. Это перемещение вызывает сжатие соответствующих пружин 26, и зажимы 4, 6 оказывают на форму 12 усилие, которое приблизительно равно восстанавливающему усилию пружины 26.
Зажимы 4, 6 перемещают друг к другу, перемещая соответствующие держатели 14, 15 друг к другу. Подходящий приводной механизм, предназначенный для перемещения держателей 14, 15 для закрытия (открытия) зажимов 4, 6, здесь подробно не рассматривается.
На фиг.4 зажимы 4, 6 находятся в сомкнутом положении. Держатели 14, 15 зажимов перемещают в направлении, перпендикулярном общему держателю 16 форм (направление показано стрелкой С). При перемещении каждой пары зажимов 4, 6 в направлении, перпендикулярном держателю форм 16, зажимы 4, 6 контактируют с ближайшим концом соответствующего отформованного изделия 10. Продолжая перемещать зажимы, каждое из отформованных изделий 10 снимают с соответствующих форм 12. Каждое изделие 10, с которым взаимодействует пара зажимов 4, 6, сбрасывается с его формы 12 в соответствующий приемный элемент или на него (не показан).
В другом варианте выполнения (не показан) зажимы 4, 6 могут непосредственно взаимодействовать с отформованным изделием 10.
Подходящие приводные механизмы, предназначенные для перемещения держателей 14, 15 относительно общего держателя форм, хорошо известны специалистам в данной области техники и здесь подробно не рассматриваются.
На фиг.5 показаны зажимы 4, 6 и формы 12 после удаления изделий 10. Зажимы 4, 6 перемещают в открытое положение (показано стрелкой А), перемещая соответствующие держатели 14, 15 друг от друга. Как показано на фиг.5, когда зажимы 4, 6 открыты, пружины 26 толкают соответствующие зажимы 4, 6 навстречу друг другу, при этом перемещение, вызванное пружинами 26, останавливается штифтом 22, входящим в контакт с ограничительной поверхностью отверстия 24.
После удаления изделий 10 держатели 14, 15 зажимов возвращают в исходное положение, показанное на фиг.2.
Описанное выше устройство и способ, в частности, могут применяться в производстве капсул для удаления отформованных частей капсул, таких как тело и колпачок капсул, состоящих из двух частей, из соответствующих форм. Подобные капсулы обычно используют в фармацевтической промышленности и производстве пищевых добавок.