устройство для формования объемных деталей

Формула изобретения

Устройство для формования объемных деталей, содержащее матрицы с подпружиненным прижимным кольцом и пуансоны, установленные с возможностью их возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости, подающий транспортер с механизмом его пошагового перемещения и узел нагрева материала, имеющий размещенную под транспортером камеру предварительного нагрева, отличающееся тем, что оно имеет размещенный над подающим транспортером узел подачи рулонного фильтрующего материала, средство для предварительного охлаждения фильтрующего материала и средство для синхронизации частоты вращения рулона с механизмом пошагового перемещения подающего транспортера, а подающий транспортер выполнен в виде двух бесконечных цепей и закрепленных на них на одинаковом расстоянии друг от друга по меньшей мере пары планок с иглами, при этом приводной вал подающего транспортера имеет обгонную муфту, а механизм пошагового перемещения пневмоцилиндр, шток которого выполнен в виде рейки, взаимодействующей с зубчатым колесом обгонной муфты, причем узел нагрева материала дополнительно имеет камеру окончательного нагрева.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для формования полумасок респираторов.

Известно устройство для формования деталей одежды (авт. св. СССР N 1509457, кл. D 06 F 71/00, 15.12.86), cодержащее смонтированную на остове прижимную верхнюю и нижнюю подушки, фасонные матрицы на рабочей поверхности нижней подушки и внутренний шаблон, установленный с возможностью горизонтальных или вертикальных перемещений, и дополнительно установленные на верхней подушке посредством направляющих подпружиненные пуансоны с рабочей поверхностью, эквидистантной форме соответствующего участка нижней подушки. Кроме того, установлены также сопла для подачи пара в рабочую зону пуансонов и нагреваемый внешний шаблон, смонтированный с возможностью горизонтальных и вертикальных перемещений, причем внутренний шаблон имеет вырезы по форме, соответствующей матрицам нижней подушки, при этом корпус имеет выемку для размещения внешнего шаблона в нерабочем положении.

Такое устройство отличается сложностью и низкими надежностью и производительностью.

Известно также устройство для формования объемных швейных деталей (авт. св. СССР N 1043208, кл. D 06 F 71/18, 24.03.82), содержащее обогреваемые вогнутую матрицу и выпуклый пуансон, установленный с возможностью пульсирующего возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости, и имеющее зажимное кольцо, установленное над вогнутой матрицей, которая имеет кольцевой паз с внутренним диаметром, соответствующим периметру выпуклого участка формуемой детали, и установленный в пазу держатель с вертикально установленными иглами для закрепления детали, при этом зажимное кольцо имеет отверстия для прохода игл держателя.

Это устройство отличается простотой конструкции и соответственно большой надежностью, но не позволяет формовать объемные детали из разнородных материалов, требующих различные температурные режимы, что сужает технологические возможности устройства.

Данное устройство позволяет формовать объемные материалы из разнородных материалов, а также расширяет технологические возможности по подготовке обрабатываемых материалов, отличается достаточно простой конструкцией, высокой производительностью.

Это достигается тем, что устройство для формования объемных деталей, содержащее матрицы с подпружиненным прижимным кольцом и пуансоны, установленные с возможностью их возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости, подающий транспортер с механизмом его пошагового перемещения и узел нагрева материала, имеющий размещенную под транспортером камеру предварительного нагрева, согласно изобретению имеет размещенный над подающим транспортером узел подачи рулонного фильтрующего материала, средство для предварительного охлаждения фильтрующего материала и средство для синхронизации скорости вращения рулона с механизмом пошагового перемещения подающего транспортера, а подающий транспортер выполнен в виде двух бесконечных цепей и закрепленных на них на одинаковом расстоянии друг от друга, по меньшей мере пары, планок с иглами, при этом приводной вал подающего транспортера имеет обгонную муфту, а механизм пошагового перемещения пневмоцилиндр, шток которого выполнен в виде рейки, взаимодействующей с зубчатым колесом обгонной муфты, причем узел нагрева материала дополнительно имеет камеру окончательного нагрева.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 то же, вид сверху, вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3, 4, 5 отдельные элементы устройства.

Устройство состоит из рамы 1, на которой смонтирован подающий транспортер 2, механизм 3 формования, узел 4 нагрева материала. Транспортер 2 состоит из двух бесконечных цепей 5, огибающих приводной вал 6 и валы 7 и 8. В нескольких местах цепи 5 соединены между собой планками 9 с иглами 10, а на консоли приводного вала 6 смонтирована обгонная муфта 11, на наружной обойме 12 жестко установлено зубчатое колесо 13, входящее в зацепление с рейкой 14 штока 15, входящего в пневмоцилиндр 16. Механизм 3 формования выполнен из пуансонов 17, установленных на нижней траверсе 18, которая соединена со штоком 19 пневмоцилиндра 20, опирающегося на планку 21. Внутренние полости пуансонов 17 соединены трубопроводами 22 с системой подачи хладоагента (не показана). Матрицы 23 установлены на верхней траверсе 24, которая соединена штангами 25, проходящими через направляющие 26, установленные в верхней плите 27 рамы 1. Штанги 25 соединены со штоками 28 пневмоцилиндра 29. Штанги 25 одновременно являются направляющими нижней траверсы 18, на которой установлены пуансоны 17. В нижней траверсе 18 по краям установлены направляющие втулки 30. Матрицы 23 снабжены прижимными кольцами 31, которые подпружинены пружинами 32. Прижимные кольца 31 перемещаются по штифтам 33. Узел 4 нагрева материала состоит из калорифера 34, соединенного с камерой 35 предварительного нагрева формуемого материала и расположенного под транспортером, и калорифера 36, соединенного с камерой 37 для окончательного нагрева формуемого материала.

Кроме того, для расширения технологических возможностей устройства на стойках 38 установлена опора 39 механизма 40 для размотки и синхронизации скорости вращения рулона фильтрующего материала, формуемого с предварительным охлаждением. На стойках 38 также закреплены на подшипниках 41 подающие валки 42 и 43 и огибающий валок 44, на котором установлена звездочка 45, находящаяся в зацеплении с цепями 5 транспортера 2. На валке 44 установлена вторая звездочка 46, обеспечивающая привод валков 42 и 43 через цепную передачу (не показано). Между валками 44 и подающими валками 42 и 43 закреплено на стойках 38 средство для предварительного охлаждения, содержащее параллельные плоские охладители 47 со змеевиками 48, подсоединенные к трубопроводам подачи хладоагента (не показано). Пуансоны 17 снабжены съемниками 49, подпружиненными пружинами 50 и перемещающимися на штифтах 51. Формуемый материал 52 с подогревом и формуемый материал 53 с охлаждением показаны на фиг. 1.

Устройство работает циклически. Конец материала 53 подается на подающие валки 42 и 43 узла подачи фильтрующего материала, а конец материала 52 накалывается на иглы 10 планок 9 перед зоной предварительного нагрева, выполняемого камерой 35, включается пневмоцилиндр 16 механизма шагового перемещения и перемещает на величину хода поршня рейку 14 штока 15, что вызывает поворот зубчатого колеса 13 перемещение цепей 5 с планками 9 и материалов 52, 53 на определенный шаг. Подача рулонного материала 53 осуществляется за счет движения цепей 5, которые приводят во вращение звездочку 45 валка 44, а вторая звездочка 46 валка 44 через цепную передачу приводит во вращение подающие валки 42 и 43, которые при вращении разматывают рулон материала 53. Расстояние от валков 42 и 43 до захвата иглами 10 ниже валка 44 равно расстоянию от игл до начала заправки материала 52, что обеспечивает их синхронность начала положения друг на друга после включения механизма шагового перемещения материала.

Перемещение нагреваемого материала 52 осуществляется вначале на позицию предварительного нагрева, где подается горячий воздух через камеру 35 от калорифера 34 на подогреваемый материал 52. С позиции предварительного нагрева материал 52 перемещается на позицию окончательного нагрева, где подается горячий воздух через камеру 37 от калорифера 36, где происходит окончательный нагрев материала. Параллельно подаваемый материал 53 охлаждается охладителями 47 и при подходе к планкам 9 иглами 10 захватывается и настилается на подогретый материал 52, и оба материала подаются на узел 3 формования. После окончания хода пневмоцилиндр 16 совершает обратный ход, при котором за счет обгонной муфты 11 транспортер 2 остается неподвижным, и срабатывает механизм 3 формования, пневмоцилиндры 29 опускают верхнюю траверсу 24 с матрицами 23, а пневмоцилиндр 20 поднимает нижнюю траверсу 18 с пуансонами 17. При опускании верхней траверсы 24 с матрицами 23 прижимными кольцами 31 прижимают материалы 52 и 53 к верхней поверхности плиты 27, а нижняя траверса 18 с пуансонами 17 при движении вверх вдавливает с заданным удельным давлением материалы 52 и 53 во внутреннюю полость матрицы 23, обеспечивая необходимую термофиксацию образованной формы заготовки детали. Такое устройство позволяет формовать композиционные материалы с различной температурой формования и термофиксации и с подачей двух материалов одного с прохождением через зоны подогрева, другого, минуя его с прохождением через зону охлаждения и при термофиксации направить тепловой поток нагретого материала 52 к пуансонам, в данном случае предохраняя фильтрующий слой материала от нагрева. В таком положении механизм формования находится заданное время в зависимости от вида материала и толщины его, после чего штоки пневмоцилиндров 20 и 29 совершают обратный ход, и когда верхняя 24 и нижняя 18 траверсы займут исходное положение, то пневмоцилиндр 16 вновь совершит рабочий ход, и цикл работы устройства повторится, а полученные заготовки отрезаются с последующей вырубкой заготовок на следующих позициях технологической цепочки.

Наличие в узле нагрева материала камеры для предварительного нагрева и камеры для окончательного нагрева позволяет производить местный нагрев материала по размеру заготовки, а не всего материала по площади. Нагрев производится в две ступени на первой до температуры 50-110^оС, при которой происходит размягчение аморфной составляющей волокон, в данном случае полипропиленового нетканого материала, а на второй стадии нагрев до температуры 100-150^оС, при которой происходит нагрев и размягчение кристаллической составляющей полипропиленовых волокон. Температура нагрева зависит от вида полиофина и глубины формования. Такое разделение нагрева на две стадии позволяет, во-первых, производить нагрев материала в каждой стадии за достаточно короткое время, а поскольку совмещены во времени, то это соответствует общему времени нагрева, позволяет нагревать заготовку по площади на разную температуру, что имеет большое значение при глубокой деформации и как результат обеспечивает достаточно высокую производительность устройства, и, во-вторых, производить нагрев при относительно малом расходе воздуха и малом давлении, что позволяет применять вентиляторы низкого давления и значительно упростить конструкции устройства.

Выполнение транспортера 2 в виде двух бесконечных цепей, соединенных планками 9 с равномерно расположенными на ней иглами 10, позволяет создать тянущее усилие, распределенное равномерно по ширине материала, несмотря на деформирование его, усадку и утяжку, возникающие при формовке и местном нагреве.

Таким образом, данное устройство отличается высокой производительностью, достаточно простой конструкцией и широкими технологическими возможностями по изготовлению формованных деталей.