Устройство для правки поврежденных тонколистовых изделий

 

Изобретение относится к области машиностроения при восстановлении поврежденных стенок кузовов транспортных средств, тонколистовых черных и цветных металлов и некоторых видов тонколистовых пластмассовых изделий. В устройстве для правки поврежденных тонколистовых изделий, содержащем правочный элемент со сквозными отверстиями, уплотнитель, откачивающий вакуумный насос, имеется средство для фиксации окончания процесса в виде сигнальной лампочки с проводами, откачивающий вакуумный насос выполнен поршневым в виде цилиндра с размещенным в нем поршнем с клапанами для выпуска воздуха, манжетами для его герметизации, расположенными на его наружной поверхности, и направляющей втулки, установленной в предусмотренном под нее отверстии в торце цилиндра, тяги, размещенной в направляющей втулке с возможностью перемещения, подпружиненной к поршню и соединенной с ним одним своим концом, эксцентриков, закрепленных на неподвижном кронштейне с внешней стороны его торца с возможностью взаимодействия с цилиндром для осуществления его перемещения, рамы с пятой и размещенным на ней ручным прессом, имеющим ручку и шток, установленный с возможностью контакта с пятой рамы для перемещения поршня с тягой, правочный элемент закреплен на торце цилиндра, противоположном торцу с направляющей втулкой, и выполнен в виде сменной упорной пластины с выточкой, в сквозных отверстиях которой размещен с возможностью перемещения губчатый эластичный материал, отверстие для выхода воздуха выполнено на цилиндре, уплотнитель закреплен на выточке сменной упорной пластины, а провода сигнальной лампочки соединены с упорной пластиной и поврежденным тонколистовым изделием. Повышается качество правки и снижаются энергозатраты. 4 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам, предназначенным для восстановления формы или устранения местных деформаций на листовом металле и изделий из него, и может быть использовано в автотранспортных авторемонтных предприятиях, а также в машиностроении для восстановления поврежденных стенок кузовов транспортных средств, тонколистовых черных и цветных металлов и некоторых видов тонколистовых пластмассовых изделий.

Известен ручной инструмент для рихтовки стенок кузовов, содержащий корпус с рукояткой, в котором размещены обмотка катушки электромагнита и его сердечник, несущий головку, при этом он снабжен упорным ограничительным кольцом с амортизирующей прокладкой, жестко закрепленным на сердечнике, и установленным в корпусе реостатом, связанным с обмоткой катушки (SU авт. св. 837458, B 21 D 1/12, 1981).

Использование этого инструмента позволяет облегчить правку поврежденных участков стенки кузова ввиду того, что он переносной и исключает ручной труд.

Недостатками этого инструмента служат следующие факторы: - изделия из цветных металлов, а также некоторые пластмассовые изделия не подлежат восстановлению, так как они не обладают магнитными свойствами; - большой расход электроэнергии, что сказывается на повышении себестоимости производства; - устройство не может работать автономно, так как зависит от питания источника тока; - повышенная опасность, связанная с возможностью повреждения изоляции катушки электромагнита и поражения оператора электротоком; - восстановление поврежденных участков осуществляется лишь в малых размерах.

Известно также устройство для правки поврежденных тонколистовых изделий, содержащее формовую (литую) упругую (пружинистую, эластичную) деталь-присоску в виде присасывающейся чаши, вулканизированной на сравнительно толстой базовой пластине, воздушный проход которой сообщает (соединяет) внутреннюю часть присоски с клапаном откачивающего насоса-трубки Вентури с целью ввода (индукции) вакуума в этом месте, причем седловидный держатель имеет якорное кольцо и велосипедный руль, присоединенный к этому держателю, который расположен на базовой пластине и обеспечивает защитный щит для клапана откачивающего насоса.

Недостатком этого устройства является то, что оно не может выправлять дефекты больших размеров с толщиной металлического листа 0,8-1,0 мм, а также не может работать автономно без внешнего воздействия (US патент 3728891, B 21 D 1/12, 1973).

Задачей изобретения является создание устройства для правки поврежденных тонколистовых изделий, позволяющего проводить правку поврежденных участков как прямолинейных, так и криволинейных изделий с толщиной металлического листа 0,8-1,0 мм, снизить энергетические затраты и повысить качество выполняемой правки.

Это достигается тем, что известное устройство для правки поврежденных тонколистовых изделий, содержащее правочный элемент со сквозными отверстиями, уплотнитель, откачивающий вакуумный насос, согласно изобретению снабжено средством для фиксации окончания процесса в виде сигнальной лампочки с проводами, откачивающий вакуумный насос выполнен поршневым в виде цилиндра с размещенным в нем поршнем с клапанами для выпуска воздуха, манжетами для его герметизации, расположенными на его наружной поверхности, и направляющей втулки, установленной в предусмотренном под нее отверстии в торце цилиндра, тяги, размещенной в направляющей втулке с возможностью перемещения, подпружиненной к поршню и соединенной с ним одним своим концом, эксцентриков, закрепленных на неподвижном кронштейне с внешней стороны его торца с возможностью взаимодействия с цилиндром для осуществления его перемещения, рамы с пятой и размещенным на ней ручным прессом, имеющим ручку и шток, установленный с возможностью контакта с пятой рамы для перемещения поршня с тягой, правочный элемент закреплен на торце цилиндра, противоположном торцу с направляющей втулкой, и выполнен в виде сменной упорной пластины с выточкой, в сквозных отверстиях которой размещен с возможностью перемещения губчатый эластичный материал, отверстие для выхода воздуха выполнено на цилиндре, уплотнитель закреплен на выточке сменной упорной пластины, а провода сигнальной лампочки соединены с упорной пластиной и поврежденным тонколистовым изделием.

На фиг. 1 показано устройство и изделие в исходном положении перед правкой; на фиг.2 - положение устройства и изделия после правки; на фиг.3 и 4 показано положение уплотнителя и вытеснителей воздуха до и после правки изделий.

Устройство для правки поврежденных тонколистовых изделий, например овальных стенок кузовов транспортных средств, включает сменный правочный элемент в виде овальной упорной пластины 1 со сквозными отверстиями 2, в которых размещены и перемещаются губчатый эластичный материал 3, а один из них усеченный 4, занимающий как минимум 3/4 объема одного из отверстий 2, и выполнены они из эластичного и губчатого материала, а сменная вогнутая и овальная поверхность упорной пластины 1 обращена к поврежденной поверхности 5 стенки кузова, при этом противоположная ее поверхность плоская и обращена к днищу 6 поршня 7.

Кроме того, в торце сменной упорной пластины 1 на ее выточке 8 расположен уплотнитель 9, выполненный, например, из сырой резины, причем сменная упорная пластина 1 смонтирована на торце цилиндра 10, внутри которого размещен поршень 7 с клапанами 11 для выпуска воздуха и манжетами 12, расположенными по окружности поршня 7 и являющимися герметизаторами, а также тяга 13, соединенная одним концом с поршнем 7, а другим концом с рамой 14 насоса, и пружина 15, расположенная на поверхности тяги 13, служащая для ее перемещения с поршнем 7 в исходное положение.

Кроме того, в цилиндре 10 в месте прохождения тяги 13 выполнена направляющая втулка 16, а на одной из стенок цилиндра 10, ближе к его торцовой части, имеется отверстие 17 для выпуска воздуха, и внутри рамы 14 установлен ручной пресс 18, с помощью действия его ручки 19 штока 20 с возможностью воздействия на пяту 21 рамы 14, для прижима цилиндра 10 совместно со сменной упорной пластиной 1 и ее уплотнителем 9 к стенке кузова 5 к поврежденной части, выполнены эксцентрики 22 с закреплением последних на неподвижном кронштейне 23, а окончание процесса правки фиксирует электрическая лампочка 24, провода которой соединены с поверхностью сменной упорной пластины 1 и поврежденной стенки кузова 5.

Устройство работает следующим образом.

Поврежденную овальную часть стенки кузова 5 прикладывают к вогнутой овальной поверхности сменной упорной пластины 1, которая идентична по форме с поверхностью стенки кузова 5. Затем эксцентриками 22, закрепленными на кронштейне 23, перемещают цилиндр 10 совместно со сменной упорной пластиной 1 и располагающегося на ее выточке 8 упругого и эластичного уплотнителя 9 до контакта последнего со стенкой кузова 5, который и ограничивает поврежденную ее часть. Далее под действием сжатой пружины 15, размещенной на наружной поверхности тяги 13, соединенной одним концом с рамой 14, а другим с поршнем, перемещается тяга 13 с поршнем 7 до контакта днища 6 поршня 7 с плоской поверхностью сменной упорной пластины 1.

Вытеснители воздуха 3 и 4 при продвижении встречают на своем пути преграду в виде поврежденной стенки кузова 5, начинают деформироваться и заполнять пространство, ограниченное поврежденной стенкой кузова 5, уплотнителем 9 и поверхностью сменной упорной пластины 1, при этом вытесняется воздух из этого пространства, который затем проходит через часть отверстия 2, в котором размещен и перемещается усеченный вытеснитель воздуха 4.

Для прохождения воздуха в пространство, ограниченное внутренними стенками цилиндра 10 и поршня 7, срабатывают клапаны 11 поршня 7, и скопившийся воздух между днищем 6 поршня 7 и плоской поверхностью сменной упорной пластины 1 перемещается в вышеуказанное пространство. После того, как днище 6 поршня 7 дойдет до контакта с плоской поверхностью сменной упорной пластины 1 и воздух полностью вытеснится из пространства, ограниченного уплотнителем 9, днищем 6 и поврежденной стенкой 5 кузова, в нем создается разрежение, в результате которого уплотнитель 9 еще с большей силой прижимается к стенке 5 кузова, создавая достаточную герметизацию в этом пространстве.

Затем осуществляется перемещение поршня 7 с тягой 13 в противоположном направлении относительно первого перемещения за счет ручного пресса 18 и его ручки 19, приведенной в движение оператором, а в это время шток 20 ручного пресса 18 выдвигается из него и воздействует на пяту 21 рамы 14, соединенной с тягой 13, причем воздух, находившийся в пространстве, ограниченном внутренними стенками цилиндра 10 и поршня 7, вытесняется через отверстие 17 в атмосферу, при этом поврежденная поверхность стенки 5 кузова под действием атмосферного давления и создавшегося вакуума притягивается к наружной поверхности сменной упорной пластины 1 и затем плотно облегает ее, после чего электрическая цепь, состоящая из проводов, соединенных со сменной упорной пластиной 1 и выправленной стенкой кузова 5, а также с электрической лампочкой 24, замыкается, в результате чего загорается лампочка 24, фиксирующая, что процесс правки окончен.

По мере выправления и перемещения поврежденной стенки 5 кузова в направлении к сменной упорной пластине 1 во время ее выправления она удлиняется и воздействует на уплотнитель 9, который растягивается и приобретает вытянутую и овальную форму в поперечнике, а вытеснители воздуха 3, выходя из разреженного пространства между стенкой 5 кузова и сменной упорной пластиной 1, остаются в сквозных отверстиях 2 сменной упорной пластины 1, пружина 15 после перемещения поршня 7 сжимается и приходит в свое исходное положение, эксцентрики 22, закрепленные на неподвижном кронштейне 23, разворачиваются и разъединяют уплотнитель 9 от стенки 5 кузова.

Для проведения процесса правки кузовов и тонколистовых изделий используют теоретические расчеты по нижеприведенным формулам.

Для обеспечения прижима поврежденной стенки кузова к сменной упорной пластине устройства необходимо усилие, которое рассчитывают по формуле Рпр=Fпол•Рв•К, где Fпол - полезная площадь, ограниченная уплотнителем 9, см²; Рв=(1-Р) - избыточное давление, кгс/см²; Р - остаточное давление в вакуумном пространстве устройства, кгс/см² (зависит от величины хода поршня);
К=0,8 - коэффициент герметичности вакуумной системы.

Ниже приведена формула расчета критической нагрузки, после которой происходит исправление поврежденной поверхности стенки кузова

где К - коэффициент, зависящий от соотношения R и S;
(R - радиус поврежденной поверхности стенки кузова, а S - толщина ее стенки);
Е - модуль продольной упругости (модуль Юнга).

Для расчета вакуума в системе необходимо определить объем воздуха, находившийся в пространстве между уплотнителем 9, днищем 6 поршня 7 и поврежденной стенкой кузова 5 по формуле

где П - постоянная величина 3,14;
h - высота поврежденной части стенки кузова;
с - длина поврежденной части стенки кузова.

При правке плоских повреждений тонколистовых изделий процесс протекает в той же последовательности, что и вышеописанная.

Применение предлагаемого устройства позволит универсализировать процесс, снизить трудоемкость, увеличить производительность и ресурс пробега транспортных средств и увеличить срок службы тонколистовых изделий.

Формула изобретения

Устройство для правки поврежденных тонколистовых изделий, содержащее правочный элемент со сквозными отверстиями, уплотнитель, откачивающий вакуумный насос, отличающееся тем, что оно снабжено средством для фиксации окончания процесса в виде сигнальной лампочки с проводами, откачивающий вакуумный насос выполнен поршневым в виде цилиндра с размещенным в нем поршнем с клапанами для выпуска воздуха, манжетами для его герметизации, расположенными на его наружной поверхности, и направляющей втулки, установленной в предусмотренном под нее отверстии в торце цилиндра, тяги, размещенной в направляющей втулке с возможностью перемещения, подпружиненной к поршню и соединенной с ним одним своим концом, эксцентриков, закрепленных на неподвижном кронштейне с внешней стороны его торца с возможностью взаимодействия с цилиндром для осуществления его перемещения, рамы с пятой и размещенным на ней ручным прессом, имеющим ручку и шток, установленный с возможностью контакта с пятой рамы для перемещения поршня с тягой, правочный элемент закреплен на торце цилиндра, противоположном торцу с направляющей втулкой, и выполнен в виде сменной упорной пластины с выточкой, в сквозных отверстиях которой размещен с возможностью перемещения губчатый эластичный материал, отверстие для выхода воздуха выполнено на цилиндре, уплотнитель закреплен на выточке сменной упорной пластины, а провода сигнальной лампочки соединены с упорной пластиной и поврежденным тонколистовым изделием.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4