УСТАНОВКА ДЛЯ УКЛАДКИ УГЛЕРОДНОГО НИТЯНОГО РЕЗИСТИВА

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при изготовлении нагревателей резистивного типа.
Известна установка для изготовления плоского электронагревателя, (п. РФ №2082282, МПК Н05В 3/34, oп. 20.06.97), которая включает в себя беззазорный штамп со спаренными пуансонами с заданной шириной паза и матрицы и с режущими кромками, выполненными с наклоном вовнутрь для высечки из фольги резистивного элемента, валки для прокатывания ленты фольги, приспособления для накатывания резистивного элемента на термостойкую изоляционную ленту, режущее приспособление для обрезания вдоль по выступающим краям высечек.
Недостатком известной установки является то, что, она предназначена для изготовления плоского резистивного электронагревателя в виде расположенных поперечно вдоль длины нагревателя коротких лент резистивного материала, наклеиваемых на термостойкую основу с выравниванием полей, технология изготовления которого достаточно сложна.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является установка для изготовления электронагревателя из металлического провода (проволоки) (з. №98115303 «Система и способ изготовления электроподогревателя», МПК Н05В 3/34, А47С 7/74, 21/04, oп. 20.06.2000 -прототип). Известная установка содержит устройство для укладки проволоки из нескольких выступающих по схеме расположения элементов, соответствующих желаемой конфигурации нагревателя, транспортирующую ленту, снабженную обводящим средством и простирающуюся по траектории, по существу соответствующей конфигурации нагревателя, вокруг указанных выступающих элементов передвигают указанную транспортирующую ленту, при этом указанное обводящее средство выполнено с возможностью укладки указанного проводника по указанной траектории, а указанные выступающие элементы образуют часть первого крепежного приспособления для нагревателя. Выступающие элементы размещают таким образом, чтобы соседние петли по существу стыковались между собой. Имеется захватное приспособление с возможностью переноса первого нагревателя и части устройства для укладки. Устройство для укладки проводника содержит зажимное приспособление для закрепления указанной схемы расположения. Установка содержит также соединительное устройство для соединения частей нагревателя в единое целое устройство, создающее опору для поддержания слоя ленты в точках соединения проводника, а также датчик.
Недостатком известной установки является то, что производство низкопроизводительно, и трудоемко, т.к. является дискретным, поскольку нагреватель изготавливается по форме спинки или сиденья автомобиля, и не позволяет получить мерный нагреватель, а также не очень эффективным по функциональному назначению, т.к. установка предназначена для использования проволоки.
Задачи заявляемого технического решения заключаются в разработке устройства, позволяющего осуществлять:
- укладку нитяного неметаллического резистива, без использования способов связанных с шитьем, на термопластичные полимерные материалы;
- укладку нескольких нитей одновременно;
- полностью автоматический цикл укладки резистива (начало укладки, укладка, обрезка нитей) без участия рук человека;
- высокую скорость укладки, суммарно до 40 м/мин;
- простоту способа крепления нити к основе не требующая никаких расходных материалов.
При этом устройство должно быть сравнительно простым в эксплуатации, не требующим высокого профессионализма.
Технический результат - обеспечение получения плоского мерного резистивного электронагревателя при весьма простой конструкции устройства и увеличение теплонесущей способности электронагревателя.
Поставленная задача решается тем, что установка для укладки углеродного нитяного резистива, включающая транспортирующее устройство и соединительное устройство, согласно полезной модели, содержит транспортирующее устройство, которое представляет собой конструкцию, соответственно состоящую из рамы, валков рольганга, предназначенных для пошагового перемещения заготовок, электродвигателя привода рольганга, двухкоординатной системы перемещения, кареток оси X, каретки оси Y, на которую установлены детали закрепления бобин и проводки углеродной нити, два редуктора с полыми валами, соединенные с шаговым двигателем, обеспечивающим поворот валов редукторов на определенный угол, в полый вал редукторов установлены насадки, представляющие собой устройства крепления электропроводной углеродной нити к полимерному основанию. Позиционированное перемещение кареток по оси Х и Y обеспечивают шаговые двигатели, управляемые числовым программируемым устройством (ЧПУ). Соединительное устройство, согласно полезной модели, представляет собой устройство крепления углеродной нити к поверхности полимерного материала, которое состоит: из полого водила, находящейся на нем шпонке, планки, с установленными на ней проходными втулками и пневмоцилиндрами, на штоках которых установлена планка контактов с гильзами-амортизаторами. В гильзы-амортизаторы вставлены контактные группы, состоящие из внутреннего контакта и внешнего контакт, припаянных с соответствующей стороны к плате печатной. Так же к планке контактов присоединены ножницы отсекателя нити, состоящие из неподвижнх ножей верхних и подвижных ножей нижних. Ножи верхние и нижние соединены между собой шарнирно. Ножи нижние соединены с поворотным рычагом. На рычаге установлен поводок, который упирается в неподвижный упор закрепленный неподвижно на каретке оси Y для раскрытия ножниц отсекателя нити. Сквозь контактные группы, втулки проходные и полое водило проходят углеродные нити.
Полезная модель предназначена для укладки и закрепления нитяного резистивного материала на электроизоляционное основание при изготовлении электронагревательных элементов.
Особенность предлагаемой установки в том, что укладка резистивного материала выполняется устройством крепления электропроводной углеродной нити к полимерной основе без использования расходных материалов. Укладка нитяного материала, согласно полезной модели, осуществляется без использования способов, связанных с шитьем.
Выполнение установки для укладки углеродного нитяного резистива в виде транспортирующего устройства, на котором установлено соединительное устройство, и приводного узла, при использовании в качестве соединительного устройства крепления электропроводной углеродной нити к полимерной основе, обеспечивает простую и надежную конструкцию установки, позволяющую получать в большом количестве мерный плоский резистивный нагреватель с высокой теплонесущей способностью, обеспечивая достижение заданного результата.
Заявляемое техническое решение может найти широкое применение в электротехнике, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами:
на - фиг.1 - установка для укладки углеродного нитяного резистива, общий вид;
на - фиг.2 - устройство для крепления электропроводной углеродной нити к полимерной основе, общий вид;
на - фиг.3 - фрагмент устройства для крепления электропроводной углеродной нити к полимерной основе.
Позиции обозначают на фиг.1: рама -1; валки рольганга -2; электродвигатель -3 привода рольганга 2; двухкоординатная система перемещения -4, каретки оси Х-5, каретка оси Y-6; детали закрепления бобин и проводки углеродной нити -7; редуктор -8; шаговый двигатель -9; насадки -10; шаговый двигатель -11. На фиг.2 и 3: полое водило -12; шпонка -13; планка -14; втулка проходная -15; пневмоцилиндр -16; планка контактов -17; гильзы-амортизаторы -18; контактные группы -19, внутренний контакт -20; внешний контакт -21; плата печатная -22; винт -23; неподвижный нож верхний -24 и подвижный нож нижний -25; поворотный рычаг -26; поводок 27; упор -28; углеродная нить -29, полимерный материал -30.
Заявляемая установка для укладки углеродного нитяного резистива состоит (Фиг.1) из рамы 1, валков рольганга 2 предназначенных для пошагового перемещения заготовок, электродвигателя привода рольганга 3, двухкоординатной системы перемещения 4, кареток оси Х 5, каретки оси Y 6, на которую установлены детали закрепления бобин и проводки углеродной нити 7, двух редукторов 8 с полыми валами, соединенных с шаговым двигателем 9, обеспечивающим поворот валов редукторов на определенный угол, в полый вал редукторов установлены насадки 10, представляющие собой устройства крепления электропроводной углеродной нити к полимерному основанию. Позиционированное перемещение кареток по оси Х и Y обеспечивают шаговые двигатели 11, управляемые ЧПУ. Устройство 10 для крепления электропроводной углеродной нити к полимерному основанию (фиг.2 и 3) состоит из: полого водила 12, находящейся на ней шпонке 13, прикрепленной к водило 12, планки 14, втулок проходных 15, установленных на планке 14, пневмоцилиндрах 16. На штоках пневмоцилиндров 16 установлена планка контактов 17, на которой установлены гильзы-амортизаторы 18. В них вставлены контактные группы 19, состоящие из внутреннего контакта 20 и внешнего контакта 21, припаянных с соответствующей стороны к плате печатной 22. Так же к планке контактов присоединены винтами 23 ножницы отсекателя нити, состоящие из неподвижных ножей верхних 24 и подвижных ножей нижних 25. Ножи 24 и 25 соединены между собой шарнирно. Ножи нижние 24 соединены с поворотным рычагом 26. На рычаге установлен поводок 27. Упор 28 закреплен неподвижно на каретке оси Y. Сквозь контактные группы, втулки проходные и полое водило проходят углеродные нити.
Установка для укладки углеродного нитяного резистива работает следующим образом.
Перед началом формирования резистивного слоя производят намотку резистивной нити и заправку ее посредством деталей закрепления бобин с нитками и проводки углеродной нити 7.
Процесс формирования резистивного поля осуществляют включением привода рольганга 2; которое приводит к перемещению заготовки на позицию укладки резистива, после чего начинает перемещение двухкоординатная система 4, с каретками оси Х-5, кареткой оси Y-6, обеспечивающая перемещение устройств крепления углеродной нити -10.
Устройство для крепления электропроводной углеродной нити к полимерному основанию работает следующим образом.
В исходном состоянии контактная группа 19 находится на небольшом расстоянии от поверхности полимерного материала 30. В заданной точке поверхности полимерного материала пневмоцилиндры 16 прижимают контактную группу 19 к поверхности материала. Соответственно фиксируется углеродная нить 29, обеспечивая тем самым прохождение электрического тока между внутренним контактом 20 и внешним контактом 21 контактной группы 19. Во время фиксации нити подается импульс электрического тока, нить 26 быстро разогревается, в результате термического воздействия поверхность полимера под нитью размягчается. По окончании электрического импульса место контакта нити и поверхности быстро остывает за счет малой теплоемкости разогретых масс нити и материала под ней. Нить остается закрепленной в этом месте. Контактная группа поднимается и перемещается в другую координату поверхности с целью крепления углеродной нити в другой координате. После завершения укладки нити происходит ее обрезка. В исходном состоянии ножи 24 и 25 сомкнуты. Водило 12 поворачивается вокруг своей оси, при этом поводок 27 упираясь в упор 28, раскрывает ножницы отсекателя нити. Затем манипулятор перемещается по такой траектории движения, чтобы нити попали между верхним 24 и нижним 25 ножами отсекателя нити. При перемещении планки контактов 17 пневмоцилиндрами 16 к поверхности полимера 30 нижние ножи 24 закрываются, упираясь в поверхность полимера, перерезая при этом углеродные нити. После этого устройство крепления нити -10 возвращается в исходное состояние и готово для начала следующего цикла.
Затем заготовка перемещается для выполнения нового цикла укладки резистива, чем достигается непрерывность процесса изготовления мерного резистивного электронагревателя.