Полуавтомат для сборки пружинных блоков

Полезная модель относится к техническим средствам позволяющим изготавливать пружинные блоки, может быть использована для изготовления пружинных блоков матрацев, мягкой мебели, сидений автомобилей и т.д. В связи с этим возникла необходимость создания недорого универсального полуавтомата (станка) на котором возможно изготовление пружинных блоков для матрацев различных размеров и из пружин различных размеров. Эта задача решается тем, что в известный автомат для сборки пружинных блоков, содержащий раму с установленными на ней механизмом перемещения рядов пружин, узлом подачи и вращения соединительной спирали, направляющими для соединительной спирали, отличающийся тем, что он дополнительно содержит разматывающие устройства проволоки в нижнее и верхнее устройства для навивки соединительных спиралей, установленных на раме в месте соединения двух соседних рядов пружин, параллельные друг другу две пары оснований, установленные на раме, причем одна пара нижнего основания и верхнего основания неподвижные, а другая пара подвижные и раскрываются соответственно с помощью нижнего и верхнего приводов, управляемых блоком управления, на неподвижных и подвижных основаниях установлены по два ряда установочных гнезд, на нижнем и верхнем неподвижных основаниях у выходных концов соответственно нижнего и верхнего устройств для навивки соединительных спиралей последовательно установлены нижний и верхний датчики аварийного режима и нижнее и верхнее устройства для обрубки соответственно нижней и верхней соединительных спиралей,, на нижнем и верхнем неподвижных основаниях установлены блоки датчиков, связанные с блоком управления, на нижнем и верхнем неподвижных основаниях с обеих сторон рядов установочных гнезд с выходной стороны рядов установочных гнезд установлены нижние и верхние устройства для загибки соединительных спиралей, между нижним и верхним неподвижных основаниях установлено устройство изменения расстояния между нижним и верхним неподвижными основаниями.

Полезная модель относится к техническим средствам позволяющим изготавливать пружинные блоки, может быть использована для изготовления пружинных блоков матрацев, мягкой мебели, сидений автомобилей и т.д.

Известно устройство [1] в состав которого входит станок по сборке блоков пружин содержащий разматывающее устройство, механизм формирования соединительной спирали и механизм шагового перемещения блока пружин.

Известен также автомат для сборки пружинных блоков [2]. Этот автомат содержит раму с установленными на ней устройством для укладки пружин в ряд, механизмом перемещения рядов пружин и устройством для сборки рядов пружин в блоки.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является автомат для сборки пружинных блоков [3] содержащий раму с установленными на ней устройством для укладки пружин в ряд, механизм перемещения рядов пружин и устройством для сборки рядов пружин в блок.

Устройство укладки пружин в ряд включает в себя накопитель, панель на которой закреплены две параллельные зубчатые рейки верхняя и нижняя, зубчатые части которых обращены в противоположные стороны, соединенные между собой с боковых сторон зубчатыми секторами и кареткой, на которой размещен электропривод, выходная шестерня которого установлена с возможностью возвратно-поступательного движения по зубчатым секторам и рейкам при этом каретка установлена с возможностью взаимодействия с упорами накопителя для перемещения пружин из него в гнезда для укладки пружин из него в гнезда для укладки пружин в ряд.

Механизм перемещения рядов пружин выполнено в виде каретки перемещения ряда пружин, подпружиненных кулис, установленных на корпусе с возможностью взаимодействия с осью, закрепленной в каретке устройства укладки пружин в ряд и связанных через систему рычагов с кареткой механизма перемещения ряда пружин, установленной с возможностью возвратно-поступательного движения в направляющих рамы и имеющей поворотный вал с закрепленными на нем рычагами захвата пружин и дополнительными кулисами, взаимодействующими с одними концами двуплечих рычагов, другие концы которых размещены с возможностью взаимодействия с регулируемыми упорами, закрепленными на раме для привода рычагов захвата пружин

при обеспечении последними вывода собранных блоков пружин из зоны сборки и перемещение следующего ряда пружин в зону сборки.

Устройство для сборки рядов пружин в блок выполнено в виде направляющих для спирали, обеспечивающих последней вращательное движение, установленных на раме в месте соединения двух соседних рядов пружин, подпружиненных относительно рамы и кинематически связанной в одном направлении с поворотным валом устройства перемещения рядов пружин для обеспечения соответственно открывания и закрывания зоны сборки рядов пружин.

Недостатками указанных технических решений является наличие большого количества взаимосвязанных механических элементов с очень сложной кинематикой, в результате автомат имеет низкую надежность и высокую стоимость.

Кроме того, исходя из описаний приведенных выше технических решений, основной упор при создании конструкций этих автоматов делается на повышение их производительности при использовании их на крупных производствах. В настоящее время существуют большое количество мелких и средних производителей, изготавливающих мягкую мебель либо по индивидуальным заказам, либо мелкими сериями. В связи с этим возникла необходимость создания недорого универсального полуавтомата, на котором возможно изготовление пружинных блоков для матрацев различных размеров и из пружин различных размеров.

Эта задача решается тем, что известный автомат для сборки пружинных блоков, содержащий раму с установленными на ней механизмом перемещения рядов пружин, узлом подачи, направляющие для соединительной спирали, установленные на оси соединения двух соседних рядов пружин, отличающийся тем, что он дополнительно содержит устройства размотки проволоки в нижний и верхний узлы подачи, параллельные друг другу две пары оснований, установленные на раме, причем одна пара нижнего основания и верхнего основания неподвижные, а другая пара подвижные с возможностью поворота вокруг оси, нижние и верхние подвижные основания кинематически связаны соответственно с нижним и верхним приводами, управляемых блоком управления, на неподвижных и подвижных основаниях установлены ряды установочных гнезд, на нижнем и верхнем неподвижных основаниях у выходных концов соответственно нижнего и верхнего устройств для навивки соединительных спиралей последовательно установлены нижний и верхний датчики аварийного режима и направляющие для соединительной спирали, на нижнем и верхнем неподвижных основаниях у места соединения первой пары пружин установлены нижнее и верхнее устройства для обрубки соответственно нижней и верхней соединительных спиралей, на

нижнем и верхнем неподвижных основаниях у выходных установочных гнезд установлены блоки датчиков, связанные с блоком управления, на нижнем и верхнем неподвижных основаниях с выходной стороны установочных гнезд установлены нижние и верхние устройства для загибки соединительных спиралей, между нижним и верхним неподвижных основаниях установлено устройство изменения расстояния между нижними и верхними основаниями.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается наличием новых устройств и их связями с остальными элементами. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что новые элементы, введенные в заявляемое техническое решение, в отдельности известны или выполнены с помощью известных устройств. Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы известного автомата, новые устройства проявляют новые свойства, что приводит к повышению надежности, и к снижению стоимости заявляемого технического решения, а также обеспечивает быструю его перенастройку для различных размеров изготавливаемых пружинных блоков матрацев. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные" отличия.

Фиг.1. Устройство полуавтомата вид спереди

Фиг.2. Устройство полуавтомата вид сбоку

Фиг.3 Конструкция установочных гнезд

Фиг.4. Узел подачи и устройство навивки проволочных спиралей

Фиг.5. Устройство обрубки проволочной спирали

Фиг.6. Устройство загибки проволочной спирали

Фиг 7. Механизм перемещения блока соединенных пружин

Фиг 8 Устройство размотки проволоки

Фиг 9. Устройства изменения расстояния между нижним и верхним неподвижными основаниями

Устройство заявляемого полуавтомата представлено на фиг.1 (вид спереди) и на фиг.2 (вид сбоку). Полуавтомат для сборки пружинных блоков содержащий раму 1 с установленными на ней механизмом 2 перемещения рядов пружин, узлом 3 подачи, направляющими 4 для соединительной спирали, дополнительно содержит устройства 5 и 6 размотки проволоки в нижний 3 и верхний 4 узлы подачи, установленных на раме 1 в месте соединения двух соседних рядов пружин, параллельные друг другу две пары

оснований, установленные на раме 1, причем нижнее основание 9 и верхнее основание 10 неподвижные, а нижнее основание 11 и верхнее основание 12 подвижные с возможностью поворота вокруг оси, нижние 11 и верхние 12 основания кинематически связаны соответственно с нижнем 13 и верхним 14 приводами, управляемых блоком управления 15. На неподвижных 9, 10 и подвижных 11, 12 основаниях установлены ряды установочных гнезд 16 и 17. На нижнем 9 и верхнем 10 неподвижных основаниях у выходных концов соответственно нижнего 7 и верхнего 8 устройств для навивки соединительных спиралей последовательно установлены нижний 18 и верхний 19 датчики аварийного режима и нижнее 20 и верхнее 21 устройства для обрубки соответственно нижней и верхней соединительных спиралей. На нижнем 9 и верхнем 10 неподвижных основаниях у выходных установочных гнезд 16 и 17 установлены датчики 22 и 23, связанные с блоком управления 15. На нижнем 9 и верхнем 10 неподвижных основаниях с выходной стороны рядов установочных гнезд установлены нижние 24 и верхние 25 устройства для загибки соединительных спиралей. Между нижним 9 и верхним 10 неподвижных основаниях установлено устройство 26 изменения расстояния между нижними 9 и 11 и верхними 10 и 12 основаниями.

Работа полуавтомата осуществляется следующим образом

При включении полуавтомата подвижная пара оснований 11 и 12 поворачивается вокруг оси поворота с помощью приводов 13 и 14 на столько, чтобы оператор мог свободно установить первый ряд пружин в установочные гнезда 16, установленные на подвижных основаниях 11 и 12. Второй ряд пружин оператор устанавливает в установочные гнезда 17, поджимая пружины.

Конструкция установочных гнезд 16 и 17 приведена на фиг.3. Конструктивно установочные гнезда 16, установленные на подвижных основаниях 11 и 12, несколько отличаются от установочных гнезд 17, установленных между неподвижными основаниями 9 и 10, эти отличия обусловлены установкой пружин, т.к.

Несмотря на некоторые отличия, установочные гнезда 16 и 17 имеет общие конструктивные элементы. Они представляет собой металлическую пластину с отверстием 28 для крепления к основаниям 9, 10, 11 и 12, пружины устанавливаются на опорную плоскость 27, продольная полукруглая проточка 29 в каждом ряду установочных гнезд служит как направляющие для соединительной спирали, а приливы 30 служат в качестве упора для сжатия пружин, что позволило упростить конструкцию полуавтомата. Количество установочных гнезд 16 и 17 в ряду установленных пружин определяет ширину изготавливаемого матраца, поэтому для

оперативного изменения ширины матраца установочные гнезда 16 и 17 выполнены легкосъемными.

После загрузки пружин оператор включает с помощью соответствующей кнопки на блоке управления 15 привод сжатия нижнего 11 и верхнего 12 подвижных оснований.

Блок управления 15 состоит из трех частей: пульта управления, на котором размешены органы управления автоматом и сигнальные элементы электрически связанные с логическим блоком, на входы которого поступают сигналы от пульта управления и датчиков 18, 19, 22 и 23. Логический блок, в зависимости от заданного режима и сигналов с датчиков, выдает электрические сигналы на электромагнитные двухпозиционные пневмораспределители, которые, в свою очередь, управляют исполнительными пневмоцилиндрами механизма 2 перемещения рядов пружин, приводами оснований 13 и 14, приводами устройств 20 и 21 для обрубки соединительной спирали и устройств 24 и 25 для загибки переднего конца нижней и верхней соединительных спиралей.

Выполнение узла подачи 3 и 4 и устройства 7 и 8 для навивки соединительных спиралей приведено на фиг 4, т.к. они представляют единую конструкцию. Они состоят из корпуса 31 на котором установлены подающие ролики 32, которые перемещают проволоку. Для изменения усилия сжатия проволоки используется прижимной механизм подающего ролика 33, с помощью которого изменяется расстояние между прижимными роликами 32, Вращение роликов осуществляется от шестерен 35, которые, в свою очередь приводятся во вращение при помощи электродвигателя (на чертеже не показан) через приводной вал 34. Пройдя через ролики 32, проволока поступает в направляющую 36, которая обеспечивает вход проволоки в винтовую проточку оси 37, установленной во втулке, в результате чего навивается соединительная спираль. Кроме того, проходя через винтовую проточку, спираль получает вращательное движение, т.е. работает как узел подачи и вращения соединительной спирали, осуществляя при этом еще и навивку, что отсутствует в прототипе. В результате конструкция полуавтомата упрощается.

Далее навитые спирали проходят через отверстия в направляющих 4 и в установочных гнездах 16 и 17, охватывая соответственно два верхних и два нижних спирали пружин установленных в установочных гнездах соединяя их. При проходе спиралью последней пары пружин срабатывают блоки датчиков 22 и 23.

Каждый блок датчиков состоит из двух индуктивных датчиков. Оба блока датчиков 22 и 23 идентичны, поэтому описывается только нижний блок 22 датчиков. В качестве датчиков могут использоваться, например, индуктивные датчики типа ДБК. Первый датчик устанавливается на последнем установочном гнезде 16 неподвижного основания 9.

Второй датчик устанавливается напротив зубьев одной из приводных шестерен нижнего 7 устройства для навивки соединительных спиралей. При достижении соединительной спирали первого датчика, он выдает через блок управления 15 сигналы: на подготовку отключения устройства 7 для навивки соединительной спирали и на включение второго датчика, который выдает сигналы при проходе относительно датчика каждого зуба шестерни. Эти сигналы в виде импульсов подаются в блок управления 15, где они с помощью счетчика импульсов подсчитываются, так чтобы зафиксировать выход первого витка соединительной спирали из последнего установочного гнезда 16. Такой подход обеспечить точное позиционирование первого витка соединительной спирали при выходе из последнего установочного гнезда 16 с учетом инерционности привода. В результате повышается надежность заявляемого полуавтомата.

От сигналов с блока датчиков 22 и 23 с помощью блока управления 15 выключаются устройства 7 и 8 навивки соединительных спиралей, и включается нижнее 20 и верхнее 21 устройства для обрубки соединительных спиралей, с помощью которых отрезаются нижние и верхние соединительные спирали на входе в пружинный блок и выходе из него.

На фиг.5. приведен пример выполнения устройства обрубки нижней соединительной спирали. Это устройство установлено на нижнем неподвижном основании 9, на котором неподвижно закреплены пуансон 38 и опора ножа 39, на оси которой закреплен подвижный нож-загибатель 40. При повороте ножа 40 с помощью пневмоцилиндра (на чертеже не показан), он при контакте с пуансоном 38 отрубает соединительную спираль, Дале продолжая движение нож-загибатель 40 загибает отрезанную соединительную спираль, выполняя тем самым роль механизма устройства загибки спирали. Верхнее 19 устройство обрубки соединительной спирали выполнено абсолютно также, что и нижнее 18, с тем отличием, что все детали крепятся на верхнем неподвижном основании 10.

Затем включаются нижние 24 и верхние 25 устройства загибки первых витков нижней и верхней проволочной спирали, которые прошли через все установленные пружины матраца. Эти устройства обеспечивает загибку первых витков нижней и верхней проволочных спиралей для того, чтобы они не могли самопроизвольно раскрутится из уже соединенных пружин.

Пример выполнения нижнего устройства 24 представлен на фиг.7. Это устройство представляет собой загибатель 41, установленный на подвижной штанге 42. Загибатель 41 в момент загибки переднего конца соединительной спирали перемещается вдоль нижнего 9 неподвижного основания настолько, чтобы обеспечить загиб первого витка спирали. Перемещение штанги 41 осуществляется с помощью пневмоцилиндра (на чертеже не

показан). Верхнее 25 устройство загибки соединительной спирали выполнено абсолютно также, что и нижнее 18, с тем отличием, что все детали установлены зеркально относительно нижнего 24 устройства и загибатель 41 перемещается вдоль верхнего неподвижного основания 10.

После остановки навивки нижней и верхней проволочных спиралей, скрепления ими первой пары установленных рядов пружин и загибки последнего и первого витка каждой спирали открываются нижнее 11 и верхнее 12 подвижные основания с помощью нижнего 13 и верхнего 14 приводов. Далее с помощью захватов механизма 2 перемещения рядов пружин, которые зацепляются соответственно за нижний и верхний наружный виток соединенных пружин, перемещают скрепленный блок пружин на один ряд, так, что второй блок установочных гнезд 17 становится пустым, нижнее 11 и верхнее 12 подвижные основания устанавливаются в положение загрузки и все привода останавливаются.

Пример выполнения механизма перемещения рядов пружин 2 приведен на фиг 7.

На фиг.7 представлена конструкция только нижней части механизма 2 перемещения рядов пружин, конструкция верхней части идентична нижней и выполнена в виде зеркального отражения.

Механизм содержит установленные на раму 1 двухпозиционный пневмоцилиндр 49 и основание 47, в которое в качестве оси вставлена штанга 43, свободно вращающаяся в основании 47. На штанге жестко закреплены рычаги 46 привода оси захватов 44, причем количество последних равно количеству пружин в ряду. Каждый рычаг 46, через свободно вращающуюся ось 45, связан с захватом 44. В исходном положении захваты 44 отведены и не касаются пружин. При наличии сигнала с блока управления 15, с помощью пневмоцилиндра 49 и рычагов 48 и 46, захваты 44 входят в зацепление с наружным витком пружины. При перемещении поршня цилиндра 49 во вторую позицию происходит перемещение захватов 44 таким образом, что они перемещаются линейно, передвигая, тем самым, соединенные ряды пружин.

Затем оператор устанавливает новый ряд пружин в освободившиеся установочные гнезда, далее процесс повторяется до тех пор, пока не будет собран весь блок пружин матраца.

Подача проволоки в узел подачи 3 для дальнейшей навивки соединительных спиралей, осуществляется с помощью устройств 5 и 6 размотки проволоки. Конструкция этих устройств идентичная и приведена на фиг.8. На основание 50 одевается бухта проволоки, наружный конец которой просовывается через отверстия в бегунке 53, опоре 51 бегунка, направляющей 52 и вставляется между подающими роликами 32 (фиг.4). При

намотке соединительной спирали проволока перемещается, в результате опора 51 бегунка и бегунок 53 начинают вращаться, сматывая тем самым проволоку с бухты.

Для обеспечения установки пружин другого размера по высоте предусмотрен механизм 26 изменения расстояния между нижним 9 и верхним 10 неподвижными основаниями.

Пример выполнения этого механизма приведен на фиг 9.

Этот механизм состоит из двух кронштейнов 54 прикрепленных к нижнему 9 и верхнему 10 основаниям. К этим кронштейнам присоединены соответственно к нижнему винт 55 правый и верхнему винт 57 левый, эти винты соединены гайкой 56, вращая которую можно изменять расстояние между нижним 9 и верхним 10 основаниям.

На случай если по какой либо причине, например, при неправильной установки пружин соединительная спираль прекратила свое движение, на предлагаемом полуавтомате установлены нижний 18 и верхний 19 датчики аварийного режима, от сигнала которых через блок управления 15, узел 3 подачи отключаются, и оператор устраняет причину заедания соединительной спирали. В качестве датчика аварийного режима может быть использована изолированная от рамы 1 втулка, через которую проходит соединительная спираль. При остановке движения соединительной спирали последняя изгибается и касается концов втулки, в результате чего электрический потенциал на втулке становится равным нулю, что и является сигналом о наличии аварийного режима.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет исключить недостатки прототипа, а именно повысить надежности, снизить его стоимости, а также обеспечить быструю его перенастройку для различных размеров изготавливаемых пружинных блоков матрацев.

1. Авторское свидетельство СССР №1613229 Мкл B 21 F 27/16

2. Патент США №3774652, кл. B 21 F 27/16

3. Патент №2080189 Мпк B 21 F 27/16 RU

Полуавтомат для сборки пружинных блоков, содержащий раму с установленными на ней механизмом перемещения рядов пружин, узлом подачи, направляющие для соединительной спирали, установленные на оси соединения двух соседних рядов пружин, отличающийся тем, что он дополнительно содержит устройства размотки проволоки в нижний и верхний узлы подачи, параллельные друг другу две пары оснований, установленные на раме, причем одна пара нижнего основания и верхнего основания неподвижные, а другая пара подвижные с возможностью поворота вокруг оси, нижние и верхние подвижные основания кинематически связаны соответственно с нижним и верхним приводами, управляемыми блоком управления, на неподвижных и подвижных основаниях установлены ряды установочных гнезд, на нижнем и верхнем неподвижных основаниях у выходных концов соответственно нижнего и верхнего устройств для навивки соединительных спиралей последовательно установлены нижний и верхний датчики аварийного режима и направляющие для соединительной спирали, на нижнем и верхнем неподвижных основаниях у места соединения первой пары пружин установлены нижнее и верхнее устройства для обрубки соответственно нижней и верхней соединительных спиралей, на нижнем и верхнем неподвижных основаниях у выходных установочных гнезд установлены блоки датчиков, связанные с блоком управления, на нижнем и верхнем неподвижных основаниях с выходной стороны установочных гнезд установлены нижние и верхние устройства для загибки соединительных спиралей, между нижним и верхним неподвижных основаниях установлено устройство изменения расстояния между нижними и верхними основаниями.