Способ и оборудование с рельефным барабаном для изготовления заполнителя для многослойных панелей



Способ и оборудование с рельефным барабаном для изготовления заполнителя для многослойных панелей
Способ и оборудование с рельефным барабаном для изготовления заполнителя для многослойных панелей
Способ и оборудование с рельефным барабаном для изготовления заполнителя для многослойных панелей
Способ и оборудование с рельефным барабаном для изготовления заполнителя для многослойных панелей
Способ и оборудование с рельефным барабаном для изготовления заполнителя для многослойных панелей
Способ и оборудование с рельефным барабаном для изготовления заполнителя для многослойных панелей
Способ и оборудование с рельефным барабаном для изготовления заполнителя для многослойных панелей
Способ и оборудование с рельефным барабаном для изготовления заполнителя для многослойных панелей
Способ и оборудование с рельефным барабаном для изготовления заполнителя для многослойных панелей

 


Владельцы патента RU 2561973:

ЭРБЮС С.А.С. (FR)

Изобретение относится к изготовлению гофрированных конструкций со складчатой структурой, используемых в качестве заполнителя многослойных панелей, применяющихся в авиации, строительстве или в транспортном машиностроении. Способ изготовления заполнителя для многослойных панелей включает в себя следующие операции: подают листовой армирующий материал, пропитанный синтетической смолой, на гладкую формообразующую поверхность рельефного барабана, представляющую собой оболочку, по существу, цилиндрической формы, содержащую множество одинаковых плоских жестких пластинок в виде параллелограммов, шарнирно соединенных по их сторонам; прижимают листовой материал к формообразующей поверхности; обеспечивают адгезию указанного листового материала к формообразующей поверхности и деформируют формообразующую поверхность рельефного барабана путем взаимного смещения пластинок в оболочке с одновременным поворотом рельефного барабана вокруг его оси. Объектами изобретений являются также оборудование для изготовления заполнителя из листового армирующего материала для многослойных панелей, а также входящий в состав этого оборудования рельефный барабан с формообразующей поверхностью для изготовления заполнителя. 3 н.п. ф-лы, 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к изготовлению гофрированных конструкций со складчатой структурой, используемых в качестве заполнителя многослойных панелей.

Предшествующий уровень техники

Хорошо известно формирование легких конструкционных панелей, включающих в себя легкий центральный заполнитель, располагающийся между двумя покровными слоями. Центральный заполнитель обычно является легким, но прочным, так как он имеет конфигурацию, содержащую пустые пространства, а также взаимосвязанные перегородки из материала, и т.п. Типичными примерами таких центральных заполнителей являются рифленые листы, сотовые структуры и т.п.Известные центральные заполнители могут иметь различные конфигурации и выполняться из множества различных материалов.

В частности, известны различные способы формирования складчатых структур для разнообразных применений. Эти способы формирования складчатых листовых или сетчатых материалов можно разделять на периодические или прерывистые процессы, например, как описано в документе US 5234727, и непрерывные процессы. Непрерывные процессы, в свою очередь, могут разделяться на процессы со связанным или совместным сжатием в продольном и поперечном направлениях с одновременным растяжением по ширине изначального материала (с одноэтапной операцией сложения, например, как описано в документе US 5947885), и процессы, в которых материал сначала подвергается сжатию в поперечном направлении, а затем подвергается деформации в продольном направлении (в двухэтапной операции, например, как описано в документе US 4012932).

Известно устройство для изготовления зигзагообразного гофра по патенту US 3992162, содержащее возвратно-поступательно перемещаемые по основанию в направляющих формующие элементы, расположенные по обе стороны от формуемого материала.

Недостатками данного устройства являются сложность его конструкции, высокая трудоемкость изготовления формующих элементов, а также невозможность изготовления зигзагообразного гофра с большой амплитудой зигзагообразных линий.

Известно устройство по патенту RU 2118217 для гофрирования листового материала, содержащее 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 и образующих гофрированную поверхность. Взаимная ориентация верхней и нижней системы пуансонов обеспечивается верхним и нижним фиксаторами, выполненными в виде многозвенников, состоящих из плоских элементов, шарнирно соединенных друг с другом с образованием гофра. Верхний и нижний фиксаторы соединены посредством цилиндрических шарниров с системой верхних и нижних пуансонов соответственно. На поверхности многозвенников закреплены упругие элементы. Привод систем пуансонов выполнен в виде разъемной вакуумной камеры, образуемой мешком из газонепроницаемого материала с возможностью герметизации ее со стороны подачи заготовки в рабочую зону между верхней и нижней системами пуансонов. В процессе формообразования вакуумирования вакуумная камера повторяет контур верхних нижних пуансонов.

Недостатками данного устройства являются: невозможность обеспечить фиксаторами точного позиционирования верхней системы пуансонов по отношению к нижней по всей поверхности заготовки, что приводит к снижению качества изготавливаемого зигзагообразного гофра; сложная реализация растяжения верхней и нижней систем пуансонов перед установкой заготовки; недостаточная мощность вакуумного привода для придания детали густого рельефа при большой жесткости заготовки; а также сложность конструкции.

В документе US 6913570 раскрыты способ и устройство для изготовления сборной панели с заполнителем в виде складчатой структуры.

Складчатая сердцевина изготавливается путем выдавливания линий складок на плоском материале, создания складок вдоль этих линий на верхней и нижней поверхностях материала для деформирования материала из его двухмерной начальной конфигурации в трехмерную складчатую конфигурацию, и последующей обработки складчатого материала для стабилизации или фиксации складчатой конфигурации этого материала. Композитная складчатая панель производится путем связывания покрывающего слоя с по меньшей мере с одной поверхностью складчатой сердцевины. Устройство преимущественно содержит валки для тиснения или сминающие валки для формирования линий складок на материале, воздушные форсунки или валки, формирующие складки, для формирования складок, щеточные валки для завершения процесса формирования складок, и дополнительные формирующие складки валки для улучшения и фиксирования складчатой конфигурации. Предусмотрена возможность дополнительного нагревания, охлаждения, нанесения покрытия или введения смолы или связующего в материал.

Известное изобретение позволяет осуществить непрерывное изготовление сборной панели со складчатой сердцевиной, однако при этом реализующее данный способ устройство имеет сложную конструкцию и вследствие линейной компоновки обладает значительными габаритами. При этом процесс образования гофрированной поверхности осуществляется посредством нескольких последовательно расположенных формообразующих средств, что требует их строгого согласования, и в реальных условиях неизбежно приведет к образованию погрешностей формы гофрированной поверхности.

Известно устройство по патенту RU 2317168 для гофрирования листового материала, содержащее одну систему пуансонов, выполненных из одинаковых плоских формующих элементов в виде параллелограммов, шарнирно соединенных по их сторонам и образующих зигзагообразную гофрированную поверхность, привод системы пуансонов в виде охватывающей их разъемной вакуумной камеры из эластичного газонепроницаемого материала, выполненной с возможностью ее герметизации со стороны подачи заготовки в рабочую зону и повторения контура пуансонов в процессе формообразования-вакуумирования, фиксатор системы пуансонов, а также механизм растяжения формообразующего узла. При этом система пуансонов и ее привод в виде разъемной вакуумной камеры выполнены с образованием формообразующего узла, фиксатор системы пуансонов выполнен из газопроницаемой ткани и соединен с одной стороны системы пуансонов по зигзагообразным линиям выступов.

При работе данного устройства осуществляются следующие операции:

- подают листовой армирующий материал, пропитанный синтетической смолой, на гладкую формообразующую поверхность;

- прижимают указанный листовой материал к формообразующей поверхности;

- деформируют формообразующую поверхность, образуя зигзагообразные гофры, так что указанный листовой материал, прижатый к формообразующей поверхности, принимает форму деформированной формообразующей поверхности; и

- удаляют отформованный заполнитель.

Известное устройство имеет меньшие габариты по сравнению с устройством по US 6913570, однако его недостатками являются прерывистость процесса изготовления складчатой структуры, отсутствие калибровки высоты отформованных складок, а также необходимость использования как механической, так и пневматической систем в приводе пуансонов.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков известных решений, в частности, повышение эффективности и качества изготовления складчатой структуры, упрощение конструкции, расширение технологических возможностей оборудования с одновременным обеспечением его компактности.

Раскрытие изобретения

Указанная задача решена в способе изготовления заполнителя для многослойных панелей, включающем этапы, на которых:

- подают листовой армирующий материал, пропитанный синтетической смолой, на гладкую формообразующую поверхность,

- прижимают указанный листовой материал к формообразующей поверхности;

- деформируют формообразующую поверхность, образуя зигзагообразные гофры, так что указанный листовой материал, прижатый к формообразующей поверхности, принимает форму деформированной формообразующей поверхности; и

- удаляют отформованный заполнитель.

Согласно изобретению указанный листовой материал подают на рельефный барабан, формообразующая поверхность которого образована оболочкой, по существу, цилиндрической формы, содержащей множество одинаковых плоских жестких пластинок в виде параллелограммов, шарнирно соединенных по их сторонам; обеспечивают адгезию указанного листового материала к формообразующей поверхности и деформируют формообразующую поверхность рельефного барабана путем взаимного смещения указанных пластинок в оболочке с одновременным поворотом рельефного барабана вокруг его оси.

Предпочтительно смещение пластинок осуществляют по двум направлениям: вдоль образующих цилиндра, определяющего форму оболочки, и в перпендикулярном ему окружном направлении.

Предпочтительно листовой материал прижимают к формообразующей поверхности, по существу, на половине окружности, образующей основание цилиндра, определяющего форму оболочки.

Предпочтительно при удалении отформованного заполнителя дополнительно осуществляют калибровку сформированных зигзагообразных гофров по высоте.

Указанная выше задача решена также за счет того, что используемый в описанном выше способе рельефный барабан содержит формообразующую поверхность и опорную конструкцию, при этом формообразующая поверхность образована оболочкой, по существу, цилиндрической формы, содержащей множество одинаковых плоских жестких пластинок в виде параллелограммов, шарнирно соединенных по их сторонам; а опорная конструкция содержит:

- несколько балок, расположенных вдоль образующих цилиндра, определяющего форму оболочки, и распределенных по окружности основания этого цилиндра, при этом каждая балка закреплена на спице, соединенной с диском, закрепленным на приводном валу, который установлен с возможностью вращения в неподвижной опоре, причем одна из спиц жестко связана с указанным диском, а остальные спицы установлены на диске с возможностью поворота в плоскости этого диска,

- держатели оболочки, установленные на каждой балке с возможностью скольжения вдоль них,

- механизм взаимного углового смещения спиц,

- механизм взаимного смещения держателей,

при этом указанные механизмы выполнены так, что в пределах одного оборота вала угол между смежными спицами и расстояние между держателями на соответствующих балках изменяются, причем при максимальном угле между спицами расстояние между держателями на соответствующих балках также максимально, а при минимальном угле между спицами расстояние между держателями на соответствующих балках также минимально.

Предпочтительно оболочка представляет собой конструкцию из трех соединенных между собой слоев, в которой средний слой образован пластинками, расположенными с зазорами между их сторонами, а два наружных слоя представляют собой пленку из фторопласта, так что участки пленки, перекрывающие указанные зазоры, по существу, образуют шарнирное соединение смежных пластинок.

Предпочтительно указанные слои соединены между собой посредством склеивания.

Предпочтительно механизм взаимного углового смещения спиц содержит:

- несколько пар шарнирно соединенных между собой рычагов, свободные концы которых в каждой паре шарнирно соединены с двумя смежными спицами,

- на оси каждого шарнира, соединяющего пару рычагов, установлен ролик,

- на неподвижной опоре закреплено центральное кольцо с наружной и внутренней кромками, так что внутренняя кромка контактирует с указанными роликами, а ее профиль имеет яйцеобразную форму.

Предпочтительно механизм взаимного смещения держателей содержит:

- установленные на каждой балке с возможностью скольжения ползуны, несущие держатели оболочки,

- ролики, установленные на каждом из крайних ползунов каждой балки,

- пантограф, расположенный вдоль каждой балки и состоящий из нескольких пар шарнирно связанных между собой перекрещивающихся рычагов, причем оси шарниров, соединяющих перекрещивающиеся рычаги, связаны с ползунами,

- два боковых кольца, закрепленные на неподвижной опоре с двух сторон от центрального кольца так, что поверхность каждого из боковых колец, обращенная в сторону центрального кольца, находится в контакте с роликом, установленным на соответствующем крайнем ползуне, причем указанная поверхность наклонена относительно плоскости, в которой, по существу, лежит центральное кольцо.

Кроме того, объектом изобретения является оборудование для изготовления заполнителя из листового армирующего материала, пропитанного синтетической смолой, для многослойных панелей, содержащее формообразующее устройство и средство для удаления отформованного заполнителя.

Согласно изобретению формообразующее устройство включает в себя описанный выше рельефный барабан и прижимное приспособление, содержащее валики, установленные на жесткой раме с возможностью вращения вокруг собственной оси и охватывающие оболочку рельефного барабана, по существу, на половине окружности, образующей основание цилиндра, определяющего форму оболочки, а средство для удаления отформованного заполнителя содержит раму с валиками, которые установлены на раме с возможностью вращения вокруг собственной оси и расположены в два ряда напротив друг друга, причем их оси лежат в двух, по существу, параллельных горизонтальных плоскостях, так что между валиками верхнего ряда и валиками нижнего ряда образован зазор, соответствующий заданной высоте гофров отформованного заполнителя.

Предпочтительно валики прижимного приспособления выполнены с возможностью регулировки их положения относительно оболочки рельефного барабана.

Предпочтительно средство для удаления отформованного заполнителя содержит дополнительный валик, расположенный в нижнем ряду валиков со стороны, обращенной к рельефному барабану.

Предпочтительно валики средства для удаления отформованного заполнителя выполнены с возможностью регулировки их положения в, по существу, вертикальном направлении.

Другие особенности и преимущества изобретения будут более понятны из дальнейшего описания со ссылкой на чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематично показаны несколько последовательных этапов способа изготовления заполнителя для композитной конструкционной панели в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг.2 показано устройство для изготовления заполнителя для композитной конструкционной панели в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе сверху;

на фиг.3 - устройство, показанное на фиг.2, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;

на фиг.4 - рельефный барабан, показанный на фиг.3, вид в перспективе со снятой оболочкой;

на фиг.5 - рельефный барабан, показанный на фиг.4, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;

на фиг.6 - механизм взаимного углового смещения спиц без центрального кольца, вид в перспективе;

на фиг.7 - балка с механизмом взаимного углового смещения держателей без боковых колец, вид в перспективе;

на фиг.8 - оболочка рельефного барабана в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе;

на фиг.9 - фрагмент оболочки, показанной на фиг.8, вид в перспективе.

Лучший вариант осуществления изобретения

На фиг.1 схематично поясняется принцип формирования рифленой поверхности листового материала в соответствии с настоящим изобретением. На стадии, показанной на фиг.1а, подают пропитанный синтетической смолой листовой армирующий материал 1 на гладкую часть формообразующей поверхности рельефного барабана 2 и прижимают этот листовой материал к указанной части, обеспечивая при этом прилипание указанного листового материала 1 к формирующей поверхности. Формообразующая поверхность рельефного барабана 2 образована оболочкой 3, по существу, цилиндрической формы, содержащей множество одинаковых плоских жестких пластинок 4 в виде параллелограммов, шарнирно соединенных по их сторонам (фиг.8). Более подробно конструкция рельефного барабана 2 будет описана ниже.

Затем, как показано на фиг.1b, осуществляют деформирование формирующей поверхности рельефного барабана 2 путем взаимного смещения указанных плоских жестких пластинок 4 в оболочке 3 без одновременного поворота указанного рельефного барабана 2 вокруг его оси. Пластинки 4 движутся в двух направлениях: вдоль элементов цилиндра, определяющих форму оболочки 3, и направления по окружности, перпендикулярного направлению вдоль элементов цилиндра.

При этом указанный листовой материал 1, прижимаемый к рельефному барабану 2 посредством прижимного приспособления 5 с валиками 6, принимает форму рифленой поверхности. Механизм, обеспечивающий деформацию формирующей поверхности при повороте барабана 2, а также конструкция прижимного приспособления будут подробно описаны далее.

После этого, как показано на фиг.1с, отформованный заполнитель удаляется.

Как показано на фиг.2 и 3, оборудование, позволяющее осуществить описанные выше стадии, в основном состоит из трех частей: рельефного барабана 2, прижимного приспособления 5 и средства 7 для удаления отформованного заполнителя.

Далее со ссылками на фиг 3-9 будет подробно описана конструкция рельефного барабана 2, являющегося главной частью указанного оборудования.

Показанный на фиг.3 рельефный барабан 2 содержит формообразующую поверхность и опорную конструкцию.

Формообразующая поверхность образована оболочкой 3, по существу, цилиндрической формы (фиг.8), содержащей множество одинаковых плоских жестких пластинок 4 в виде параллелограммов, шарнирно соединенных по их сторонам (фиг.9). По существу, оболочка 3 представляет собой конструкцию из трех соединенных между собой слоев. Предпочтительно эти слои соединены между собой посредством склеивания. Однако они могут быть соединены между собой посредством других подходящих способов соединения. Например, указанные слои могут быть соединены между собой посредством термосварки. Указанная конструкция свернута в трубу, ее средний слой образован пластинками 4, расположенными с зазорами между их сторонами, а два наружных слоя 8 и 9 представляют собой пленку из фторопласта, так что участки пленки, перекрывающие указанные зазоры, по существу, образуют шарнирное соединение смежных пластинок 4.

Опорная конструкция содержит несколько балок 10 (фиг.4, 5 и 7), расположенных вдоль образующих цилиндра, определяющего форму оболочки 3, и распределенных по окружности основания этого цилиндра. Как показано на фиг.7, на каждой балке 10 установлены с возможностью скольжения вдоль нее ползуны 11, несущие держатели 12 оболочки 3. Каждая балка 10 закреплена на спице 13, соединенной с диском 14, закрепленным на приводном валу 15. Для повышения надежности крепления балок 10 к спицам 13, спицы 13 могут быть снабжены стойкой 16 (фиг.6). Вал 15 установлен с возможностью вращения в неподвижной опоре 17 и связан с приводом его вращения (не показан). Одна из спиц, обозначенная 13а на фиг.6, жестко связана с диском 14, а остальные спицы 13 установлены на диске с возможностью поворота в плоскости этого диска, так что спицы имеют возможность взаимного углового смещения в плоскости диска 14.

Оболочка 3 устанавливается на держатели 12 так, чтобы держатели располагались в зоне зазоров между пластинками 4.

Опорная конструкция содержит также механизм взаимного углового смещения спиц 13 и механизм взаимного смещения держателей 12.

Механизм взаимного углового смещения спиц 13 содержит несколько пар шарнирно соединенных между собой рычагов 18, свободные концы которых в каждой паре шарнирно соединены с двумя смежными спицами 13. На оси каждого шарнира, соединяющего пару рычагов 18, установлен ролик 19, а на неподвижной опоре 17 закреплено центральное кольцо 20 с наружной и внутренней кромками, так что внутренняя кромка 21 контактирует с роликами 19. Профиль внутренней кромки 21 центрального кольца 20 имеет яйцеобразную форму, так что при вращении диска 14 ролики 19, катящиеся по внутренней кромке 21 центрального кольца 20, смещают в радиальном направлении оси шарниров, соединяющих между собой пару рычагов 18, вызывая тем самым поворот смежных спиц либо в сторону их сближения, либо в сторону их удаления.

Центральное кольцо 20 представляет собой тонколистовую конструкцию, которая для экономии материала при изготовлении может быть выполнена составной из нескольких, например, трех частей. При этом каждая часть центрального кольца 20 изготавливается на станке с программным управлением по математической модели. Для обеспечения возможности точной установки центрального кольца 20 на неподвижной опоре 17 посадочные отверстия (не показаны) в центральном кольце 20 выполнены некруглой формы.

Механизм взаимного смещения держателей 12 содержит указанные выше ползуны 11, установленные на каждой балке с возможностью скольжения вдоль нее и несущие держатели 12 оболочки 3. На каждом из крайних ползунов 11 каждой балки 10 установлены ролики 22. Ползуны 11 связаны между собой посредством расположенного вдоль каждой балки пантографа 23, состоящего из нескольких пар шарнирно связанных между собой перекрещивающихся рычагов 24. При этом оси шарниров, соединяющих перекрещивающиеся рычаги 24, связаны с ползунами 11.

На неподвижной опоре 17 с двух сторон от центрального кольца 20 закреплены два боковых кольца 25. При этом поверхность каждого из боковых колец 25, обращенная в сторону центрального кольца 20, находится в контакте с роликом 22, установленным на соответствующем крайнем ползуне 11, причем указанная поверхность наклонена относительно плоскости, в которой, по существу, лежит центральное кольцо 20. Конструкция каждого из боковых колец 25 аналогична конструкции центрального кольца 20 и также может состоять из нескольких стыкуемых при установке на неподвижное основание 17 частей. Для обеспечения точной установки боковых колец 25 на неподвижной опоре 17 средства крепления этих колец к неподвижной опоре 17 выполнены регулируемыми (не показаны), например, с использованием резьбовых соединений. Предпочтительно боковые кольца расположены симметрично относительно, по существу, вертикальной плоскости, в которой лежит центральное кольцо 20.

Указанные механизмы взаимного углового смещения спиц и взаимного смещения держателей выполнены так, что в пределах одного оборота вала 15 угол между смежными спицами 13 и расстояния между держателями 12 на соответствующих балках 10 изменяются, причем при максимальном угле между спицами 13 расстояние между держателями 12 на соответствующих балках 10 также максимально, а при минимальном угле между спицами 13 расстояние между держателями 12 на соответствующих балках 10 также минимально. При этом при максимальном угле между спицами 13 и максимальном расстоянии между держателями 12 на соответствующих балках 10 поверхность оболочки 3 является практически гладкой.

Согласование указанных механизмов обеспечивается выбором профиля и угловым положением центрального кольца 20 и величиной угла наклона боковых колец 25.

Далее со ссылкой на фиг.3 будут описаны прижимное приспособления 6 и средство 7 для удаления отформованного заполнителя.

Прижимное приспособление 5 содержит жесткую раму 26, на которой установлены валики 6 с возможностью вращения вокруг собственной оси. Предпочтительно валики 6 установлены на раме 26 несколькими, например тремя, группами посредством кронштейнов 27. На каждом кронштейне установлено, например, по пять валиков 6. Кронштейны 27 с валиками 6 размещены на раме 26 таким образом, чтобы при соответствующем расположении рамы 26 относительно неподвижной опоры 17 рельефного барабана 2 валики 6 охватывали оболочку 3 рельефного барабана 2, по существу, на половине окружности. Для обеспечения возможности равномерного прижатия деформируемого листового материала к поверхности оболочки 3 рельефного барабана 2 валики 6 установлены на кронштейнах 27 с возможностью регулировки их положения относительно оболочки 3 рельефного барабана 2. Для этого оси валиков 6 соединены с кронштейнами 27, например, посредством резьбовых стержней, установленных в отверстиях кронштейнов 27 и фиксируемых относительно этих кронштейнов гайками. Поверхность валиков 6 может быть покрыта антиадгезионным материалом, препятствующим прилипанию препрега к валикам. Кроме того, валики 6 могут содержать наружный слой из упругого материала.

Средство 7 для удаления отформованного заполнителя содержит раму 28 с валиками 29, которые установлены на раме с возможностью вращения вокруг собственной оси и расположены в два ряда напротив друг друга. Оси валиков 29 лежат в двух, по существу, параллельных горизонтальных плоскостях, так что между валиками верхнего ряда и валиками нижнего ряда образован зазор, соответствующий заданной высоте гофров отформованного заполнителя. Валики 29 выполнены с возможностью регулировки их положения в, по существу, вертикальном направлении. Это позволяет после прохождения отформованного заполнителя через средство 7 для его удаления откалибровать высоту полученных при формовке гофров. Средства для такой регулировки могут быть выполнены аналогично описанным выше средствам регулировки положения осей валиков 6 относительно кронштейнов 27 в прижимном приспособлении 5. Кроме того, средство 7 для удаления отформованного заполнителя может содержать дополнительный валик 29а, расположенный в нижнем ряду валиков 29 со стороны, обращенной к рельефному барабану 2. Этот дополнительный валик 29а позволяет обеспечить опору выходящего из рельефного барабана 2 отформованного заполнителя и направить его в зазор между рядами валиков 29. Для упрощения регулировки взаимного расположения рельефного барабана и средства 7 для удаления отформованного заполнителя на раме 28 имеются регулируемые по высоте ножки 30.

Процесс изготовления заполнителя для многослойных панелей с помощью описанного выше оборудования осуществляется следующим образом.

Используемые в дальнейшем описании термины «верхний» и «нижний» определяются по отношению к оборудованию, изображенному на фиг.2. Иными словами, части элементов оборудования, расположенные на минимальном расстоянии от, по существу, горизонтальной поверхности, на которой установлены неподвижная опора 17 рельефного барабана 2, жесткая рама 26 прижимного приспособления 5 и рама 28 средства 7 для удаления отформованного заполнителя, называются нижними, а части элементов оборудования, расположенные на максимальном расстоянии от указанной поверхности, называются верхними.

Перед началом осуществления указанного процесса механизмы опорной конструкции рельефного барабана настраиваются так, что верхняя часть поверхности оболочки 3 имеет, по существу, гладкую форму, т.е. не имеет выступов и впадин, а на нижней части поверхности оболочки 3 образованы зигзагообразные гофры максимальной высоты. При переходе от верхней части оболочки 3 к ее нижней части сначала появляются гофры, высота которых по мере приближения к нижней части оболочки 3 увеличивается до максимальной.

Такая форма поверхности оболочки 3 обеспечивается соответствующей настройкой механизмов взаимного углового смещения спиц 13 и взаимного смещения держателей 12 за счет выбора соответствующей формы внутренней кромки 21 центрального кольца 20 и угловой ориентации этого кольца, а также за счет наклона боковых колец 25.

Прижимное приспособление 5 устанавливается относительно рельефного барабана 2 так, чтобы валики 6 фактически равномерно охватывали оболочку рельефного барабана, по существу, на половине окружности, образующей основание цилиндра, определяющего форму оболочки, т.е. охватывали всю поверхность оболочки 3, расположенную между ее верхней и нижней частями, как показано на фиг.2.

Средство 7 для удаления отформованного заполнителя установлено относительно рельефного барабана 2 так, чтобы дополнительный валик 29а располагался вблизи нижней части поверхности оболочки 3. При этом оси валиков 29 параллельны оси вращения рельефного барабана и соответственно осям валиков 6 прижимного приспособления 5 (фиг.2).

При вращении вала 15 приводом (не показан) начинает вращаться диск 14. При этом совместно с диском 14 также вращается жестко закрепленная на нем спица 13а (фиг.6). Остальные спицы 13, шарнирно установленные на диске 14 и связанные между собой и со спицей 13а парами шарнирно соединенных между собой рычагов 18, также вращаются, качаясь при этом относительно оси их шарнирного соединения с диском 14. Это происходит за счет того, что ролики 19, установленные на осях шарниров, соединяющих пары рычагов 18, катятся по внутренней кромке 21 центрального кольца 20, приближаясь к оси вала 15 или удаляясь от нее, в результате чего меняется угол между рычагами 18 в каждой их паре. Профиль внутренней кромки 21 центрального кольца 20 рассчитан таким образом, что при любом угловом положении диска 14 угол между смежными спицами в верхней части рельефного барабана 2 является максимальным, а в нижней части рельефного барабана 2 - минимальным. В результате расстояние между смежными балками 10, закрепленными на спицах 13 и несущими держатели 12 оболочки 3, в процессе одного оборота диска 14 постепенно изменяется от максимального в верхней части рельефного барабана 2 до минимального в нижней части рельефного барабана 2 и опять до максимального при завершении оборота диска 14. Таким образом, в пределах одного оборота диска 14 пластинки 4 в оболочке 3, расположенной на держателях 12, постепенно смещаются в тангенциальном направлении из положения, когда они образуют, по существу, гладкую поверхность (в верхней части оболочки 3), в положение, когда они образуют рифленую поверхность с максимальной высотой гофров (в нижней части оболочки 3), и опять в положение, когда они образуют, по существу, гладкую поверхность.

Одновременно с этим происходит взаимное смещение пластинок 4 в направлении, параллельном оси вала 15, при этом зависимость этого смещения от угла поворота диска 14 аналогична описанной выше зависимости взаимного смещения пластинок в тангенциальном направлении.

Смещение пластинок в осевом направлении происходит следующим образом.

Как описано выше, при вращении диска 14 вращаются и закрепленные на спицах 13 балки 10. При этом каждый из роликов 22, установленных на каждом из крайних ползунов 11 каждой балки 10, контактирует с поверхностью соответствующего бокового кольца 25. Поскольку кольца 25 установлены на неподвижной опоре с наклоном относительно вертикальной плоскости, в которой, по существу, лежит центральное кольцо, ролики 22 каждой балки 10 при вращении диска 14 периодически сближаются и отдаляются. При этом расстояние между смежными ползунами 11 каждой балки 10, несущими держатели 12 оболочки 3, также изменяется, т.к. эти ползуны связаны между собой посредством пантографа 23. Наклон боковых колец 25 выбран так, чтобы максимальное расстояние между смежными ползунами 11 соответствовало максимальному расстоянию между балками 10, а минимальное расстояние между смежными ползунами 11 -минимальному расстоянию между балками 10.

Таким образом, при вращении рельефного барабана 2 его формообразующая поверхность (поверхность оболочки 3) в верхней части является гладкой, а в нижней части является рифленой поверхностью.

На верхнюю часть вращающегося рельефного барабана 2 подается препрег в форме листового материала, который прижимается к поверхности оболочки 3 с помощью валика 6 прижимного приспособления 5. Предпочтительно используется липкий препрег, который прилипает к поверхности оболочки 3. Величина адгезии подбирается так, чтобы листовой материал 1, прижатый к оболочке 3 валиками 6, при изменении формы поверхности оболочки 3 не отрывался от нее, повторяя ее форму, а при повороте рельефного барабана на 180° рифленый листовой материал 1 под действием собственного веса отлипал от поверхности оболочки 3. При дальнейшем повороте рельефного барабана 2 рифленый листовой материал 1, двигаясь в направлении от рельефного барабана, сначала опирается на дополнительный валик 29а средства 7 для удаления отформованного заполнителя, а затем поступает в зазор между валиками 29 верхнего и нижнего рядов средства 7 для удаления отформованного заполнителя. Указанный зазор устанавливается на заданную величину, так что при прохождении отформованного заполнителя между валиками 29 высота его гофров калибруется.

На рельефный барабан листовой материал может подаваться как в виде непрерывной ленты, так и отдельными заранее заданными отрезками.

1. Способ изготовления заполнителя для многослойных панелей, включающий этапы, на которых:
- подают листовой армирующий материал, пропитанный синтетической смолой, на гладкую формообразующую поверхность,
- прижимают указанный листовой материал к формообразующей поверхности;
- деформируют формообразующую поверхность, образуя зигзагообразные гофры, так что указанный листовой материал, прижатый к формообразующей поверхности, принимает форму деформированной формообразующей поверхности; и
- удаляют отформованный заполнитель,
отличающийся тем, что
- указанный листовой материал подают на рельефный барабан, формообразующая поверхность которого образована оболочкой, по существу, цилиндрической формы, содержащей множество одинаковых плоских жестких пластинок в виде параллелограммов, шарнирно соединенных по их сторонам,
- обеспечивают адгезию указанного листового материала к формообразующей поверхности,
- формообразующую поверхность рельефного барабана деформируют путем взаимного смещения указанных пластинок в оболочке с одновременным поворотом рельефного барабана вокруг его оси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смещение пластинок осуществляют по двум направлениям: вдоль образующих цилиндра, определяющего форму оболочки, и в перпендикулярном ему окружном направлении.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что листовой материал прижимают к формообразующей поверхности, по существу, на половине окружности, образующей основание цилиндра, определяющего форму оболочки.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при удалении отформованного заполнителя дополнительно осуществляют калибровку сформированных зигзагообразных гофров по высоте.

5. Рельефный барабан для использования в способе по пп.1-4, содержащий формообразующую поверхность и опорную конструкцию, при этом формообразующая поверхность образована оболочкой, по существу, цилиндрической формы, содержащей множество одинаковых плоских жестких пластинок в виде параллелограммов, шарнирно соединенных по их сторонам; а опорная конструкция содержит:
- несколько балок, расположенных вдоль образующих цилиндра, определяющего форму оболочки, и распределенных по окружности основания этого цилиндра, при этом каждая балка закреплена на спице, соединенной с диском, закрепленным на приводном валу, который установлен с возможностью вращения в неподвижной опоре, причем одна из спиц жестко связана с указанным диском, а остальные спицы установлены на диске с возможностью поворота в плоскости этого диска,
- держатели оболочки, установленные на каждой балке с возможностью скольжения вдоль них,
- механизм взаимного углового смещения спиц,
- механизм взаимного смещения держателей,
при этом указанные механизмы выполнены так, что в пределах одного оборота вала угол между смежными спицами и расстояния между держателями на соответствующих балках изменяются, причем при максимальном угле между спицами расстояние между держателями на соответствующих балках также максимально, а при минимальном угле между спицами расстояние между держателями на соответствующих балках также минимально.

6. Рельефный барабан по п.5, характеризующийся тем, что оболочка представляет собой конструкцию из трех соединенных между собой слоев, в которой средний слой образован пластинками, расположенными с зазорами между их сторонами, а два наружных слоя представляют собой пленку из фторопласта, так что участки пленки, перекрывающие указанные зазоры, по существу, образуют шарнирное соединение смежных пластинок.

7. Рельефный барабан по п.6, характеризующийся тем, что указанные слои соединены между собой посредством склеивания.

8. Рельефный барабан по любому из пп.5-7, характеризующийся тем, что механизм взаимного углового смещения спиц содержит:
- несколько пар шарнирно соединенных между собой рычагов, свободные концы которых в каждой паре шарнирно соединены с двумя смежными спицами,
- на оси каждого шарнира, соединяющего пару рычагов, установлен ролик,
- на неподвижной опоре закреплено центральное кольцо с наружной и внутренней кромками, так что внутренняя кромка контактирует с указанными роликами, а ее профиль имеет яйцеобразную форму.

9. Рельефный барабан по п.8, характеризующийся тем, что механизм взаимного смещения держателей содержит:
- установленные на каждой балке с возможностью скольжения ползуны, несущие держатели оболочки,
- ролики, установленные на каждом из крайних ползунов каждой балки,
- пантограф, расположенный вдоль каждой балки и состоящий из нескольких пар шарнирно связанных между собой перекрещивающихся рычагов, причем оси шарниров, соединяющих перекрещивающиеся рычаги, связаны с ползунами,
- два боковых кольца, закрепленные на неподвижной опоре с двух сторон от центрального кольца так, что поверхность каждого из боковых колец, обращенная в сторону центрального кольца, находится в контакте с роликом, установленным на соответствующем крайнем ползуне, причем указанная поверхность наклонена относительно плоскости, в которой, по существу, лежит центральное кольцо.

10. Оборудование для изготовления заполнителя из листового армирующего материала, пропитанного синтетической смолой, для многослойных панелей, содержащее формообразующее устройство и средство для удаления отформованного заполнителя, отличающееся тем, что формообразующее устройство включает в себя рельефный барабан по пп.5-8 и прижимное приспособление, содержащее валики, установленные на жесткой раме с возможностью вращения вокруг собственной оси и охватывающие оболочку рельефного барабана, по существу, на половине окружности, образующей основание цилиндра, определяющего форму оболочки, а средство для удаления отформованного заполнителя содержит раму с валиками, которые установлены на раме с возможностью вращения вокруг собственной оси и расположены в два ряда напротив друг друга, причем их оси лежат в двух, по существу, параллельных горизонтальных плоскостях, так что между валиками верхнего ряда и валиками нижнего ряда образован зазор, соответствующий заданной высоте гофров отформованного заполнителя.

11. Оборудование по п.10, отличающееся тем, что валики прижимного приспособления выполнены с возможностью регулировки их положения относительно оболочки рельефного барабана.

12. Оборудование по п.10, отличающееся тем, что средство для удаления отформованного заполнителя содержит дополнительный валик, расположенный в нижнем ряду валиков со стороны, обращенной к рельефному барабану.

13. Оборудование по любому из пп.10 или 12, отличающееся тем, что валики средства для удаления отформованного заполнителя выполнены с возможностью регулировки их положения в, по существу, вертикальном направлении.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструктивным композитам и касается решетчатой волокнистой композиционной конструкции и способа ее производства. Содержит решетку из многоугольных ячеек-модулей, содержащих, по меньшей мере, три u-образных ребра, изготовленных из волокнистого композиционного слоя, и пенопластовой основы, обеспеченной внутри каждой ячейки-модуля для поддержки u-образных ребер.

Изобретение относится к конструктивным элементам летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области производства упрочненных труб из композиционного материала намоткой нитью для использования при повышенных рабочих давлениях и механических нагрузках и может быть использовано в нефтехимической и газовой промышленности при перекачке газа с повышенным давлением и других сред и в других областях техники.

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления термопластичной трубы с двойными стенками и соединительной муфтой. .

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления термопластичной трубы с двойными стенками и соединительной муфтой. .

Изобретение относится к авиации и может использоваться для изготовления крышек на выходе из трубопроводов .Сущность заключается в том, что крышка имеет сотовую структуру для изменения направления выпуска текучей среды из трубопровода с наклонными ячейками и треугольным каркасным элементом для придания жесткости этой структуре.

Изобретение относится к производству резиновых технических изделий и может быть использовано в шиноремонтном производстве , а также в сборочных и вулканизационных цехах шинных заводов.

Изобретение относится к области изготовления резиновых технических изделий и предназначено для термообработки тороидальных оболочек. .

Изобретение относится к изготовлению изделий из композиционного материала методом намотки, а именно к устройству для многоручьевой намотки ленточного материала на оправку.

Изобретение относится к изготовлению мягких оболочек, в частности резинотканевых, например, для шахтных пневматических крепей. .

Изобретение относится к устройству для конструкционной передачи высоких нагрузок, содержащему концевой фитинг, которое может быть использовано в карданных валах транспортных средств, в компонентах шасси воздушных судов или т.п., и к способу изготовления такого устройства.

Изобретение относится к способу изготовления полуфабриката из волокнистого композиционного материала (ВКМ) из ламината с двумя слоями препрега и устройству для его осуществления.

Изобретение относится к способу укладки термопластичного композиционного материала в оснастку для формования. Способ включает обеспечение оснастки для формования, имеющей формующую поверхность.

Изобретение относится к конструкции оснастки, предназначенной для формования детали рамы иллюминатора, устанавливаемой в корпусе летательного аппарата или судна.
Изобретение относится к волоконно-оптическому кабелю, содержащему гибкую сплошную ленту в качестве армирующего материала. .

Изобретение относится к вариантам способа изготовления волокнистого слоя, предназначенного для формирования заготовки композитной детали в форме тела вращения с неразвертывающейся поверхностью, а также к способу изготовления волокнистого армирующего элемента для силовой детали, силовой детали для гибкой опоры, гибкой опоры и композитной детали типа корпуса двигателя, которые включают указанный волокнистый слой.

Изобретение относится к способу изготовления одно- или многослойных волокнистых заготовок согласно TFP-технологии ("Tailored Fibre Placement" - "Специальное размещение волокон") с использованием волокнистых прядей, которые упорядочены с ориентацией по направлению действия нагрузки, при этом волокнистые заготовки имеют, по существу, любую требуемую толщину материала без создающих помехи несущих слоев, а также, по существу, любую требуемую геометрию поверхности.

Изобретение относится к способу изготовления панели с ребрами жесткости из полимерных композиционных материалов. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для контактного формования оболочечных изделий из слоистых полимерных композиционных материалов, например органопластиков.

Изобретение относится к технологии изготовления многослойных изделий, в частности к способам изготовления многослойного изделия из полимерных композиционных материалов, и может быть использовано в машиностроении, энергетике, авиационной промышленности и других областях техники.

Изобретение относится к изготовлению перфорированной пленки, используемой в средствах гигиены. .
Наверх