устройство для гофрирования листового материала

Формула изобретения

1. Устройство для гофрирования листового материала, содержащее формообразующую оправку, состоящую из плоских формующих элементов, соединенных один с другим с помощью герметичной ткани с образованием шарниров по кромкам формующих элементов, трансформирующее средство и вакуумный мешок, отличающееся тем, что формообразующая оправка выполнена в равновесном рельефном состоянии, а ее шарниры выполнены из упругодеформируемого материала с возможностью обеспечения ими функций средства изменения положения формующих элементов в пространстве за счет их пружинения для обеспечения трансформирования формообразующей оправки совместно с заготовкой из растянутого плоского состояния формообразующей оправки в ее промежуточное равновесное рельефное состояние, а трансформирующее средство выполнено из условия обеспечения растяжения оправки из ее равновесного рельефного состояния в плоское и трансформирования формообразующей оправки из рельефного состояния формующей оправки в предельно сжатое состояние с приложением усилий сжатия к ее кромкам в горизонтальном направлении.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упругодеформируемые шарниры выполнены из ткани, пропитанной резиновым составом с его последующей вулканизацией с приданием им формы, соответствующей равновесному рельефному состоянию формообразующей оправки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для гофрирования листового материала методом гибки и может быть использовано при производстве легкого заполнителя для многослойных панелей, элементов фильтров и упаковочного материала.

Известно устройство для гофрирования листового материала, содержащее установленный на основании корпус, выполненный из подвижной верхней части и стационарной нижней, механизм подъема верхней части, размещенные внутри корпуса системы верхних и нижних пуансонов, каждая из которых выполнена из одинаковых плоских формующих элементов в виде параллелограммов, шарнирно соединенных один с другим по их сторонам, газонепроницаемую ткань, а также механизм фиксации систем пуансонов и привод системы пуансонов, выполненный в виде двух герметичных камер с возможностью подачи в них избыточного давления, каждая из которых образована соответствующей системой верхних и нижних пуансонов, соединенной газонепроницаемой эластичной тканью по периметру с соответствующей частью корпуса, а зоной формообразования является полость между системами пуансонов, связанная с атмосферой (патент RU №2205084, МПК⁷ B 21 D 13/02. Устройство для гофрирования листового материала. Халиулин В.И., Закиров И.М., Меняшкин Д.Г., Батраков В.В. Опубл. 27.05.2003).

Недостатками данного устройства и способа его работы являются:

- высокая вероятность заклинивания подвижных соединений из-за большого их количества в конструкции устройства;

- ограничение по формованию деталей из заготовок с повышенной упругостью, так как формообразующие верхние и нижние пуансоны не могут быть сведены до предельно сжатого положения, которое требуется для материалов с такими характеристиками, из-за наличия значительных габаритов узлов скольжения, на которых закреплены формообразующие верхние и нижние пуансоны.

Известно устройство для гофрирования листового материала, содержащее систему основных верхних и нижних пуансонов, каждая из которых выполнена из одинаковых плоских формующих элементов в виде параллелограммов, шарнирно соединенных один с другим по их сторонам и образующих гофрированную поверхность. Верхняя и нижние системы пуансонов содержат дополнительные формозадающие системы верхних и нижних пуансонов, каждая из которых шарнирно соединена с вершинами нижней системы пуансонов и впадинами верхней системы пуансонов соответственно, с возможностью их прилегания к поверхности заготовки на всех этапах формообразования. Система основных верхних и нижних пуансонов является средством трансформирования дополнительных формозадающих систем верхних и нижних пуансонов совместно с заготовкой из плоского состояния в рельефное. (Патент RU №02118217, МПК 6 В 21 D 13/00. Устройство для гофрирования материала. Халиулин В.И., Двоеглазов И.В. Опубл. 27.08.98).

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, большое количество подвижных сочленений, требующих высокой точности их изготовления, и низкое качество формообразуемых деталей из материалов, имеющих повышенные упругие характеристики при изгибе. Например, таких как, полимерная бумага Nomex и Kevlar.

Последний недостаток является основным и обуславливается тем, что полотна вакуумного мешка и основные системы верхних и нижних пуансонов при трансформировании дополнительных формозадающих пуансонов вместе с заготовкой мешают им сомкнуться до предельно сжатого состояния, которое могло бы обеспечить высокое качество формообразуемой детали. Неполное смыкание элементов формозадающих пуансонов приводит к недостаточному изгибу по ребрам детали и соответственно к появлению пружинения в зонах изгиба, которое искажает потребную рельефность детали.

Наиболее близким по технологической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для гофрирования листового материала (SU 1706148 A1, B 29 C 59/00, 27.11.1996), содержащее формообразующую оправку, состоящую из плоских формующих элементов, соединенных один с другим с помощью герметичной ткани с образованием шарниров по кромкам формующих элементов, средство изменения положения формующих элементов в пространстве, трансформирующее средство и вакуумный мешок. Данное устройство принято за прототип.

Вышеописанное устройство предназначено в основном для формообразования деталей из композиционных материалов, основой которых являются различные ткани: стекло-, угле-,органоткани, пропитанные связующим. Композиционные материалы (препреги) пластичны и не имеют упругих деформацией при изгибе в процессе формообразования, а процесс полимеризации связующего фиксирует рельеф, заданный формообразующей оправкой.

Основным недостатком данного устройства является невозможность его использования для формообразования деталей из материалов, имеющих упругие характеристики при изгибе, например, как полимерная бумага Nomex®, Kevlar® или упаковочные картоны. Для получения качественных деталей с заданным рельефом из таких материалов необходимо обеспечить смыкание граней формообразующей оправки до предельно сжатого состояния, что обеспечит проминание ребер детали в местах изгиба и тем самым парирует пружинение материала детали. В данном устройстве это невозможно из-за наличия в зонах изгиба формообразующей оправки герметичных рукавов, которые не позволяют формообразующей оправке сомкнуться при ее трансформировании до предельно сжатого состояния.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является расширение технологических возможностей устройства и повышение качества формообразуемых деталей из материалов с упругими характеристиками при изгибе.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для гофрирования листового материала, содержащем формообразующую оправку, состоящую из плоских формующих элементов, соединенных один с другим с помощью герметичной ткани с образованием шарниров по кромкам формующих элементов, трансформирующее средство и вакуумный мешок, формообразующая оправка выполнена в равновесном рельефном состоянии, а ее шарниры выполнены из упругодеформируемого материала с возможностью обеспечения ими функций средства изменения положения формующих элементов в пространстве за счет их пружинения для обеспечения трансформирования формообразующей оправки совместно с заготовкой из растянутого плоского состояния формообразующей оправки в ее равновесное рельефное состояние, а трансформирующее средство выполнено из условия обеспечения растяжения оправки из ее равновесного рельефного состояния в плоское и трансформирования формообразующей оправки в предельно сжатое состояние с приложением усилий сжатия к кромкам ее в горизонтальном направлении. При этом упругодеформируемые шарниры выполнены из ткани основания формообразующей оправки и пропитаны резиновым составом с его последующей вулканизацией с приданием им формы, соответствующей равновесному состоянию формообразующей оправки.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признаками заявленного технического решения, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-4, где на фиг.1 показано устройство, вид в плане (плоское состояние формообразующей оправки); на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1; на фиг.3 - равновесное рельефное состояние формообразующей оправки (в сечении); на фиг.4 - предельно сжатое состояние формообразующей оправки (в сечении).

На фиг.1-4 цифрами обозначены следующие позиции: 1 - формообразующая оправка; 2 - плоские формующие элементы; 3 - герметичная ткань-основание формообразующей оправки; 4 - шарниры формообразующей оправки; 5 - резиновый состав; 6 - заготовка детали; 7 - верхнее полотно вакуумного мешка; 8 - герметизирующий валик; 9 - штуцер; 10 - средство трансформирования формообразующей оправки.

Устройство содержит формообразующую оправку 1, выполненную из плоских пластинчатых элементов 2, наклеенных нижней поверхностью на герметичную ткань-основание 3. Между плоскими формующими элементами 2 выполнены зазоры-шарниры 4, пропитанные резиновым составом 5. На формообразующую оправку 1 сверху последовательно уложены заготовка детали 6 и верхнее полотно 7 вакуумного мешка. По периметру формообразующей оправки 1 уложен герметизирующий валик 8, обеспечивающий герметичность полости, образованной формообразующей оправкой 1 и полотном 7 вакуумного мешка, и установлен штуцер 9. Устройство также включает средство трансформирования 10 (условно не показано) формообразующей оправки из равновесного рельефного в предельно сжатое состояние и в плоское состояние.

Устройство работает следующим образом.

На первом этапе изготовления зигзагообразного гофра все элементы 2 формообразующей оправки 1 лежат в горизонтальной плоскости в плоском состоянии (фиг.1). Плоское состояние формообразующей оправки 1 обеспечивают растяжением за кромки оправки шарниров 4 из равновесного в их плоское с помощью средства трансформирования 10. На плоскую формообразующую оправку 1 последовательно укладывают (см. фиг.2) плоский лист заготовки детали 6 и верхнее полотно 7 вакуумного мешка. Для создания герметичной полости между оправкой 1 и полотном 7 укладывают герметизирующий валик 8, и с помощью вакуумного насоса через штуцер 9 в герметичной полости создается вакуум. За счет этого лист заготовки детали 6 плотно прижимается к элементам 2 оправки 1. Затем оправка 1 по кромкам освобождается от удерживающего усилия средства трансформирования 10. Возникающие в шарнирах 4 сжимающие усилия за счет пропитки резиновым составом 5 и его вулканизации в трансформированном рельефном состоянии выводят оправку 1 совместно с заготовкой детали 6 в равновесное рельефное состояние (фиг.3). После чего осуществляют сжатие формообразующей оправки 1 в горизонтальной плоскости до предельно сжатого состояния (фиг.4) за счет воздействия усилий средства трансформирования 10 на все кромки оправки 1. После окончания формообразования удаляется верхнее полотно 7, извлекается готовая зигзагогофрированная деталь с требуемыми геометрическими параметрами, а средство трансформирования 10 и оправка 1 выводятся в плоское состояние. Устройство готово к следующему циклу работы.

Использование данного устройства позволяет повысить качество изготовления зигзагообразного гофра из материалов, имеющих упругие характеристики при изгибе.