Способ изготовления сотового заполнителя и устройство для его осуществления

 

///1 Использование: изобретение относятся к способу и устройству для изготовления сотовых заполнителей, которые являются сердечником в трехслойных оболочках, применяемых в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: получение сотовых заполнителей с шестигранной или прямоугольной ячейками, а также с комбинацией этих ячеек со всеми гранями двойной толщины, кроме того, получение сотовых заполнителей с различными физико-механическими и/или теплофизическими характеристиками по площади сотового блока. Каждую ячейку набирают из восьми трехгранных объемных элементов, изготовленных из заданных материалов, и образовывают сотовый блок наращиванием рядов ячеек, применяя в одном сотовом блоке соединения элементов с помощью сварки, пайки и склеивания. 2 с.п.ф-лы, 8 з.п. ф-лы.,27 ил.

Изобретение относится к способам изготовления сотовых заполнителей для трехслойных панелей и оболочек, применяемых в разнообразных отраслях промышленности (мебельной, строительной, судостроительной, авиационной, ракетно-космической и других), в частности к способам изготовления сотового заполнителя с различными ячейками и максимальными механическими характеристиками. К аналогичным областям техники относится и устройство, которое обеспечивает выполнение заявляемого способа изготовления сотового заполнителя.

Сотовый заполнитель является одной из основных деталей трехслойных панелей и оболочек при изготовлении легких и прочных элементов конструкции таких как: строительные и мебельные панели, лыжи, доски виндсерфинга, корпуса яхт и антенн связи, палубные надстройки судов и элементов конструкции самолетов, вертолетов, а также ракет. Он выступает в качестве сердечника, к которому присоединяются обшивки и элементы окантовки готовых панелей или оболочек.

Известен способ изготовления сотового заполнителя с шестигранной ячейкой, выбранный в качестве прототипа [2] (стр. 89-92). Он предназначен для изготовления сотовых заполнителей из тканей, например, из стеклоткани марки ЭЗ-100 толщиной 0,08-1,0 мм. Размеры заготовки ткани увязывают с габаритами рабочих органов установки для склеивания сотовых блоков. В частности, для действующих в промышленности установок применяются заготовки размером по основе 200 мм и по утку 400 мм. Изготовление сотового заполнителя производится следующим образом: на первую гребенку со стержнями, выполненными в форме полушестигранников, укладывают стеклоткань.

Недостатки известного способа состоят в следующем.

а) Не обеспечивается получение сотовых заполнителей из неметаллических материалов. Например, ткани не могут держать форму ячеек после их пропускания между двумя формообразующими шестернями.

б) Не обеспечивается получение сотовых заполнителей с прямоугольной ячейкой.

в) Не обеспечивается получение сотовых заполнителей с комбинацией шестигранных и прямоугольных ячеек в одном блоке.

г) Сотовый заполнитель, получаемый из известного объемного элемента известным способом, состоит из шестигранных ячеек, в которых две грани имеют двойную толщину, а четыре остальные одинарную. При работе такого заполнителя под нагрузкой (например, при сжатии вдоль оси ячеек) вначале разрушаются или теряют устойчивость наиболее слабые элементы, а именно грани одинарной толщины. Такая конструкция ячеек не позволяет получать сотовые заполнители с оптимальными максимальными механическими характеристиками. Идеальным случаем является такой, когда грани ячеек одинаковы как по форме, так и по конструкции, например, все они двойной В этом случае достигается максимальная прочность и жесткость сотового заполнителя. Таким образом, известный способ получения сотового заполнителя не обеспечивает получение его максимальных механических характеристик.

д) Известный способ изготовления сотового заполнителя не обеспечивает возможности изготовления сотового блока с изменяющимися механическими и теплофизическими характеристиками вдоль направления лент гофрированных объемных элементов. Изменение упомянутых характеристик может быть обеспечено либо изменением размеров и конфигурации ячеек сотового заполнителя в заданных направлениях, либо применением различных материалов в этих же направлениях. Известный способ обеспечивает изготовление ячеек только одной формы и размера по всей площади сотового блока. Что касается применения различных материалов, то это выполнимо для каждого объемного элемента в виде гофрированной ленты. Однако при этом изменение механических и теплофизических характеристик может быть достигнуто только в одном направлении перпендикулярном направлению гофрированных лент. Вдоль самих гофрированных лент изменение упомянутых характеристик невозможно, так как они выполнены из одного материала.

е) Известный способ изготовления сотового заполнителя из известных объемных элементов в виде гофрированных лент материала не обеспечивает возможности изготовления местных усилений сотового блока в пределах нескольких ячеек. Такие усиления нужны как по краям панелей и оболочек (например, для стыковки со смежными элементами конструкции), так и в той части трехслойной сотовой панели или оболочки, где устанавливаются детали насыщения (кронштейны, крюки и прочие). В настоящее время по краям сотовых панелей и оболочек устанавливают брусья или профили, а также применяют заливочные компаунды. Аналогичным приемом пользуются и для организации местных усилений. Очень часто эти приемы приводят к неоправданному утяжелению сотовых конструкций.

Известна установка для изготовления сотовых заполнителей, выбранная в качестве прототипа [2] стр. 89-92. Она состоит из станины, рамы с двумя гребенками, верхней и нижней, для профилирования ткани, устройства для нанесения клея и профилированной плиты с электрообогревателем. В комплект установки входит также ручной профилированный (зубчатый) валик, обогреваемый электроспиралью.

Каждая гребенка состоит из ряда параллельных стержней по числу формуемых в заготовке гофров, в сечении стержни имеют форму полушестигранника со сторонами, соответствующими размеру формуемой ячейки. Шаг стержней равен трем сторонам шестигранника. Все стержни обращены выпуклой поверхностью полушестигранника в одну сторону. Гребенки друг с другом не контактируют и вдвигаются по направляющим с противоположных сторон рамы в рабочую зону установки.

Недостатки известной установки остаются теми же, что и у способа, выбранного в качестве прототипа.

Технической задачей изобретения является получение сотовых заполнителей с шестигранной и прямоугольной ячейками, а также с комбинацией этих ячеек, изготовление сотовых заполнителей, с максимальными механическими характеристиками за счет образования ячеек со всеми гранями двойной толщины по всей их ширине, изготовление сотового заполнителя с различными физико-механическими и теплофизическими характеристиками в различных направлениях вдоль плоскости сотового блока.

Эта задача достигается тем, что в способе изготовления сотового заполнителя, заключающемся в изготовлении объемных элементов из листового материала, повторяющих половину профиля ячейки заполнителя, формовании сотового блока путем последовательно соединения объемных элементов по плоскостям соприкосновения в неразъемную структуру и пропитке, при необходимости, продуктом, необратимо фиксирующим форму ячеек, согласно изобретению, объемные элементы выполняют в виде трехгранного желоба с одинаковой шириной бортовых граней по отношению к днищу, а каждую сотовую ячейку набирают на оправке из восьми объемных элементов, которые изготавливают из различных или одинаковых материалов и которые, как правило, в этом случае имеют одинаковую ширину бортовых граней и днища, или из объемных элементов с различной толщиной граней, которая изменяет только внутренний объем ячеек, и располагают их в ячейках по заданному рисунку во всем сотовом блоке, а сотовый блок формируют последовательным соединением групп объемных элементов так, что первую группу объемных элементов устанавливают на оправках наружной плоскостью доньев вверх и наносят на эти плоскости слой адгезива либо до установки, либо после, вторую группу объемных элементов размещают на доньях первой группы бортовыми гранями вверх и соединяют обе группы элементов по соприкасающимся плоскостям, третьей группой объемных элементов накрывают как крышками бортовые грани двух соседних объемных элементов второй группы и соединяют их между собой по внутренним плоскостям бортовых граней с помощью адгезива, который предварительно наносят на внутренние плоскости бортовых граней, полученный ряд ячеек сотового блока снимают с оправок и одевают на нижний их ряд, четвертую группу объемных элементов размещают на доньях третьей группы бортовыми гранями вверх и соединяют их между собой с помощью адгезива, который предварительно наносят на поверхности контакта съемных элементов и так наращивают ряды ячеек до получения сотового блока заданных размеров с двойной толщиной каждой грани по всей ее ширине в каждой ячейке, а соединение доньев объемных элементов каждой четной группы с нечетной производят по одной плоскости, проходящей через весь сотовый блок. Кроме того, для достижения частной задачи получения сотового заполнителя с шестигранной и прямоугольной ячейками в одном сотовом блоке, образуют переходную пятиугольную ячейку из объемных элементов, у которых одна бортовая грань имеет ширину, равную половине высоты прямоугольной ячейки и образует с днищем элемента прямой угол, а вторая бортовая грань имеет ширину грани шестигранника и соответствующий этой ячейке угол раствора с днищем элемента; для достижения второй частной задачи упрощения изготовления объемных элементов, объемные элементы формуют из предварительно нарезанных лент материала шириной, равной трем сторонам ячейки сотового заполнителя либо ее высоте. Для достижения третьей частной цели получения сотового заполнителя с квадратной ячейки, объемные элементы формуют с шириной бортовых граней равной половине ширины днища. Для достижения четвертой частной задачи обеспечения сообщения внутренних объемов ячеек друг с другом, дренажные отверстия пробивают в скрепленных между собой гранях объемных элементов вдоль их срединной оси. Для достижения пятой частной задачи улучшения технологических характеристик тканых материалов для формования объемных элементов, их предварительно пропитывают затвердевшим продуктом и отверждают до необходимой эластичности, при этом окончательную пропитку производят в составе сотового блока. Поставленные задачи достигаются также и тем, что устройство для изготовления сотового заполнителя, содержащее основание, параллельные оправки и нагреватель, содержит два горизонтальных ряда неподвижных оправок, сечение которых повторяет внутреннюю конфигурацию ячеек в сотовом заполнителе, размещенных в каждом ряду на расстоянии двух шагов рядов ячеек, причем оправки одного ряда смещены относительно оправок другого ряда на шаг рядов ячеек и выдвинуты один ряд в другой на половину их высоты так, что верхние рабочие поверхности каждого ряда оправок расположены в параллельных горизонтальных плоскостях, а вдоль середины верхних горизонтальных граней всех оправок и вдоль боковых граней верхнего ряда оправок сделаны канавки глубиной 1 мм и шириной до 0,6 мм, при этом хвостовые части оправок в виде прямоугольника размещены на общей оси и закреплены неподвижно на основании, а зазоры между боковыми плоскостями оправок и расстояние между их верхними горизонтальными плоскостями регулируется прокладками, размещенными между хвостовыми частями оправок и являющимися одновременно упорами для объемных элементов, образующих ячейки, причем зазоры равны 1,5-2,0 толщинам грани ячеек сотового заполнителя. Для достижения частной задачи создания необходимого температурного режима отверждения адгезива, нагреватель выполнен с рабочей частью, повторяющей внутренний контур полуячейки с возможностью создания давления на бортовые грани объемных элементов прямоугольных ячеек. Для достижения седьмой частной задачи данного изобретения облегчения снятия и одевания сотового блока на оправки, высота оправок меньше высоты внутреннего контура ячейки на 0,5-1,0 мм за счет уменьшения высоты нижней полуячейки, а сечение нижнего ряда оправок выполнено в виде прямоугольника или трапеции, у которых ширина верхних горизонтальных граней равна ширине грани ячейки. Наконец для достижения последней частной задачи ликвидации прогиба концов оправок во время изготовления сотового заполнителя, устройство снабжено двумя направляющими с опорой для оправок, установленных на основании, причем опору выводят из контакта с оправками при снятии сотового заполнителя с оправок и одевании его на их нижний ряд.

На фиг. 1 изображен трехгранный объемный элемент для изготовления сотового заполнителя с шестигранной ячейкой; на фиг.2 трехгранный объемный элемент для изготовления сотового заполнителя с прямоугольной или квадратной ячейкой; на фиг.3 трехгранный объемный элемент для изготовления пятиугольных ячеек при переходе от заполнителя с шестигранными ячейками к заполнителю с прямоугольными ячейками; на фиг.4 операция размещения объемных элементов первой группы; на фиг.5 операция нанесения клея на наружную плоскость доньев первой группы объемных элементов; на фиг.6 операция размещения второй группы объемных элементов; на фиг.7 операция нанесения клея на бортовые грани объемных элементов второй группы; на фиг.8 операция размещения объемных элементов третьей группы; на фиг.9 операция пробивки дренажных отверстий; на фиг.10 операция снятия открытых ячеек с верхнего ряда и одевание их на нижний ряд оправок; на фиг.11 операция нанесения клея на донья объемных элементов третьей группы; на фиг.12 операция размещения объемных элементов четвертой группы; на фиг.13 операция нанесения клея на бортовые грани объемных элементов четвертой группы; на фиг. 14 операция размещения объемных элементов пятой группы; на фиг.15 операция пробивки дренажных отверстий; на фиг.16 операция снятия сотового заполнителя с оправок и размещение его верхнего ряда полных ячеек на оправках нижнего ряда; на фиг.17 фрагмент вида в плане сотового заполнителя с шестигранной ячейкой; на фиг.18 вид спереди на устройство для изготовления сотовых заполнителей; на фиг.19 вид сбоку на устройство; на фиг.20 вид сверху (план) устройство; на фиг.21 три проекции оправки верхнего ряда оправок; на фиг. 22 упрощенные конфигурации оправок для изготовления сотового заполнителя с шестигранными ячейками; на фиг.23 вариант нагревателя; на фиг.24 объемный элемент с нанесенными слоями припоя; на фиг.25 фрагмент вида в плане сотового заполнителя с прямоугольной ячейкой; на фиг.26 фрагмент вида в плане заполнителя с шестиугольной, пятиугольной и квадратной ячейками в плане; на фиг.27 фрагмент вида в плане сотового заполнителя с пятиугольной ячейкой.

На фиг.1-27 приняты следующие обозначения: 1 трехгранный объемный элемент для изготовления сотового заполнителя с шестигранной ячейкой; 2 - трехгранный объемный элемент для изготовления сотового заполнителя с прямоугольной ячейкой; 3 трехгранный объемный элемент для образования пятиугольных ячеек сотового заполнителя; 4 оправка; 5 объемный элемент первой группы; 6 дно объемного элемента; 7 слой клея; 8 объемный элемент второй группы; Р усилие прижатия объемного элемента; 9 бортовая грань объемного элемента; 10 объемный элемент третьей группы; 11 дренажные отверстия; 12 верхний ряд оправок; 13 нижний ряд оправок; 14 объемный элемент четвертой группы; 15 объемный элемент пятой группы; а.з - обозначение объемных элементов, составляющих ячейку, например, шестигранной формы; 16 основание; 17 упор неподвижный; 18 прокладка; 19 прижим верхний; 20 прижим боковой; 21 ось; 22 направляющая; 23 опора; 24 упор; 25 станина; 26 тело оправки; 27 хвостовик; 28 отверстие; 29 верхняя рабочая поверхность оправки; 30 канавки; 31 нагревательный элемент; 32 подвижная часть нагревателя; 33 ручка; 34 припой.

Согласно заявленному способу сотовые заполнители изготавливают из объемных элементов в виде желоба. При этом для изготовления сотового заполнителя с шестигранной формой ячеек применяют объемные элементы 1, конфигурация которых изображена на фиг.1; для изготовления сотового заполнителя с прямоугольной или квадратной ячейкой применяют объемные элементы 2, конфигурация которых изображена на фиг.2, а для изготовления сотового заполнителя с комбинацией шестигранных и прямоугольных или квадратных ячеек помимо трехгранных объемных элементов 1, 2 применяют объемные элементы 3, конфигурация которых изображена на фиг.3.

Рассмотрим изготовление конкретного блока сотового заполнителя, например, с шестигранной ячейкой. Процесс изготовления начинают с того, что формуют необходимое количество объемных элементов 1 (фиг.1) с заданными геометрическими размерами. Если материал заполнителя представляет собой металлическую фольгу или бумагу, то листовой или рулонный материал разрезают на ленты. Ширина лент зависит от удобства изготовления объемных элементов и ее выполняют равной либо ширине трех смежных граней ячейки сотового заполнителя, или высоте сотовой ячейки. От ленты отрезают плоскую заготовку и сгибают ее по форме и размерам трехгранного объемного элемента 1 фиг.1. Если материал не держит форму и размеры как это бывает в случае применения тканей, то его предварительно пропитывают затвердевающим продуктом и отверждают в пресс-формах, обеспечивающих заданные геометрические размеры и форму объемного элемента. Окончательную пропитку объемных элементов осуществляют в составе готового сотового блока. После изготовления необходимого количества объемных элементов приступают к изготовлению сотового заполнителя на заявленном устройстве, например, методом склеивания. С этой целью в нем устанавливают оправки шестигранной формы необходимых размеров.

На фиг. 4-16 изображены последовательные операции изготовления сотового заполнителя. Первая операция (фиг.4). На нижний ряд оправок 4 укладывают первую группу 5 объемных элементов 1 наружной плоскостью доньев 6 вверх. Вторая операция (фиг.5). На наружную плоскость доньев первой группы 5 объемных элементов наносят клей 7. Третья операция (фиг.6). Вторую группу 8 объемных элементов 1 размещают на доньях первой группы 5 бортовыми гранями 9 вверх и соединяют обе группы объемных элементов 5 и 8 по соприкасающимся плоскостям, создавая усилие прижатия Р и необходимую температуру нагрева t^o по режиму отверждения клея. Четвертая операция (фиг.7). На бортовые грани 9 объемных элементов 1 второй группы 8 наносят слой клея 7. Пятая операция (фиг.8). Третьей группы 10 объемных элементов 1 как крышками накрывают верхний ряд оправок 4 вместе с бортовыми гранями объемных элементов второй группы 8 и соединяют друг с другом бортовые грани этих групп элементов, создавая усилие прижатия Р и необходимую температуру нагрева t^o. Шестая операция (фиг.9). В двойных гранях ряда полуячеек, образованных гранями объемных элементов первой 5, второй 8 и третьей 10 группами, пробивают дренажные отверстия 11. Этой операцией завершается изготовление ряда открытых ячеек сотового заполнителя. Седьмая операция (фиг.9, 10). Ряд открытых ячеек фиг.9 снимают (вытягивают вдоль оправок) с верхнего 12 и нижнего 13 ряда оправок 4 и одевают на нижний ряд 13 оправок 4 фиг.10. Восьмая операция (фиг.11). Она является аналогом второй операции фиг.5. На наружную плоскость доньев 6 третьей группы 10 объемных элементов наносят слой клея 7. Девятая операция (фиг.12). Она является аналогом третьей операции фиг. 6. Четвертую группу 14 объемных элементов размещают на доньях третьей группы 10 бортовыми гранями вверх и соединяют обе группы объемных элементов 10 и 14 по соприкасающимся плоскостям, создавая усилие прижатия Р и необходимую температуру нагрева t^o по режиму отверждения клея. Десятая операция (фиг.13). Она является аналогом четвертой операции фиг.7. На бортовые грани 9 объемных элементов четвертой группы 14 наносят слой клея 7. Одиннадцатая операция (фиг.14). Она является аналогом пятой операции фиг. 8. Пятой группой 15 объемных элементов как крышками накрывают верхний ряд оправок 4 вместе с бортовыми гранями объемных элементов четвертой группы 14 и соединяют друг с другом бортовые грани этих групп, создавая усилие прижатия Р и необходимую температуру нагрева t^o. Двенадцатая операция (фиг. 15). Она является аналогом шестой операции фиг.9. В двойных гранях ряда полуячеек, образованных гранями объемных элементов пятой 15, четвертой 14 и третьей групп, пробивают дренажные отверстия 11. Этой операцией завершается изготовление первого ряда замкнутых шестигранных ячеек сотового заполнителя. Тринадцатая операция (фиг.15, 16). Она является аналогом седьмой операции фиг.9, 10. Ряд закрытых ячеек фиг.15, а также изготовленные к этому времени ряд открытых и ряд полуячеек снимают (вытягивают вдоль оправок) с верхнего 12 и нижнего 13 ряда оправок 4 и одевают ряд полных ячеек на оправки 4 нижнего ряда 13 фиг.16. И так, повторяя необходимое число раз операции с восьмой по тринадцатую, набирают необходимое количество рядов ячеек сотового заполнителя до получения блока необходимых размеров по длине, так как его ширина ограничена числом оправок устройства. Фрагмент конечной продукции (вид в плане на участок сотового заполнителя) изображен на фиг. 17. Из чертежа видно, что в образовании каждой сотовой ячейки принимают участие восемь объемных элементов, обозначенные на фиг.17 буквами от "а" до "з" (всего 8). Если сотовый заполнитель изготавливался из предварительно пропитанных тканей, то его направляют на окончательную пропитку затвердевающим продуктом и полностью отверждают последний.

Изложенный выше способ изготовления сотового заполнителя реализуется на устройстве (фиг.18, 19 и 20). Оно состоит из основания 16 с неподвижным упором 17, оправок 4 верхнего ряда 12, оправок 4 нижнего ряда 13, прокладок 18, прижима верхнего 19, прижима бокового 20, оси 21, двух направляющих 22, опоры 23, упора 24. Установка своим основанием 16 устанавливается и крепится к станине 25, в качестве которой может служить обыкновенный стол. В отверстие неподвижного упора 17, который может быть выполнен заодно с основанием, вставляется ось 21 и на нее поочередно насаживаются прокладки 18 и оправки 4 необходимой формы и размеров. Для изготовления всех форм ячеек, заявленных в изобретении, в комплект оправок должны входить оправки шестигранной формы, прямоугольные или квадратные и пятиугольные. В конкретном исполнении для рассматриваемого сотового заполнителя на фиг.18-420 изображены оправки шестигранной формы. Прокладки представляют собой плоскую плиту необходимой толщины с отверстием для оси 21. Размер прокладок соответствует размеру хвостовой части оправок. Конструкция оправки, например, верхнего ряда 12 оправок показана на фиг.21. Она состоит из тела оправки 26 и хвостовика 27 с отверстием 28, в которое входит ось 21. Оправки 4 нижнего ряда 13 оправок отличаются от изображенной на фиг.21 высотой расположения тела 26 оправки относительно верхней рабочей поверхности 29 верхнего ряда оправок. После того как в устройстве набрано необходимое число оправок и прокладок их фиксируют на основании 16 боковым 20 и верхним прижимами. Боковой прижим 20 болтами неподвижно закрепляется на основании 16. С помощью гайки на оси 21 прокладки и оправки поджимаются друг к другу. Если изготавливается сотовый заполнитель с мелкой ячейкой, например, со стороной шестигранника равной 2,2 мм, или при большой длине оправок, их концы будут иметь большой прогиб при подаче давления Р для соединения объемных элементов друг с другом. Для ликвидации этого прогиба в устройстве предусмотрены две направляющие 22, которые неподвижно закреплены на основании 16. На направляющих установлена опора 23, которая контактирует с концами оправок 4, не позволяя им прогибаться. Опора в рабочем положении фиксируется упором 25.

Итак, устройство в сборе содержит два горизонтальных ряда неподвижных и параллельных друг другу оправок 4. Сечение их тела в зоне сборки сотового заполнителя повторяет внутреннюю конфигурацию ячеек. В каждом ряду оправки размещены на расстоянии двух шагов рядов ячеек. Оправки верхнего ряда 12 смещены относительно оправок нижнего ряда 13 на один шаг рядов ячеек заполнителя и вдвинуты один ряд в другой на половину их высоты. При этом верхние рабочие поверхности 29 каждого ряда оправок расположены в одной горизонтальной плоскости. Плоскость рабочих поверхностей 29 верхнего ряда оправок параллельна плоскости рабочих поверхностей нижнего ряда оправок. Зазоры между боковыми плоскостями оправок верхнего и нижнего ряда регулируются прокладками 18 и составляют 1,5-2,0 толщин грани ячеек сотового заполнителя. Вдоль середины верхних рабочих поверхностей 29 всех оправок и вдоль середины боковых граней верхнего ряда оправок выполнены канавки 30 глубиной около 1,0 мм и шириной до 0,6 мм для пробивки дренажных отверстий. Для облегчения снятия и одевания сотового блока на оправки их высота может быть уменьшена на 0,5-1,0 мм за счет уменьшения высоты нижней части полуячеек. Кроме того, сечение нижнего ряда оправок может быть выполнено в виде прямоугольника или трапеции, у которых ширина верхней рабочей поверхности 29 равна ширине внутренней части грани ячейки сотового заполнителя. Применительно к сотовому заполнителю с шестигранной формы ячейки эти упрощения показаны на сечениях оправок, изображенных на фиг.22. Пунктиром обозначены внутренние контуры сотовых ячеек.

В комплект устройства входит нагреватель. Его рабочая часть повторяет внутренний контур полуячейки с возможностью создания давления на бортовые грани объемных элементов. В случае изготовления сотового заполнителя с ячейками прямоугольной формы в качестве нагревателя может быть использовано приспособление, например, на базе обыкновенного паяльника фиг.23. Конец нагревательного элемента 31 паяльника выполнен по профилю ячейки и имеет подвижную часть 32. Нажатием ручки 33 подвижная часть 32 прижимает бортовые грани соединяемых объемных элементов и нагревает их до необходимой температуры.

Процесс изготовления сотового заполнителя на устройстве (фиг.18-20) полностью повторяет описанный выше способ. При изготовлении заполнителя все детали устройства занимают постоянное статическое положение за исключением опоры 23 при выполнении операции снятия и одевания сотового заполнителя на оправки. Для того, чтобы осуществить эти операции из направляющей 22 фиг. 18-20 извлекают упор 24, освобождая тем самым опору 23. После этого опору 23 выводят из контакта с оправками 4, отводят на конец длинной направляющей 22 (пунктир на фиг. 19, 20) и отпускают. Она занимает вертикальное положение (пунктир на фиг. 18) и висит на одной из направляющих. Сотовый заполнитель снимают с обеих рядов оправок и переносят верхний ряд ячеек на нижний ряд оправок. После этого опору 23 возвращают в рабочее положение, проводя все действия в обратном порядке.

Если сотовый заполнитель необходимо изготавливать с помощью пайки, то на внешнюю поверхность дна 6 и внутренние поверхности боковых граней 9 объемных элементов 1 следует предварительно нанести слой припоя 34 фиг.24. Сборку сотового заполнителя следует проводить также и в случае применения клея, однако при этом необходим соответствующий нагрев участков соединяемых граней объемных элементов. Если при изготовлении сотового заполнителя применяется точечная сварка, то оправки используются в качестве электродов и применяется сварочная головка соответствующей формы и размеров. При этом можно изготавливать сотовые блоки, у которых одни участки будут сварные, другие паяные, а третьим клееные с соответствующим набором материалов. Это обеспечит возможность варьирования в широких пределах механических и теплофизических свойств сотовой конструкции и позволит создавать изделия с уникальными свойствами. Этому способствует еще и то обстоятельство, что каждая ячейка сотового заполнителя набирается из восьми трехгранных объемных элементов, которые, при необходимости, могут быть изготовлены из различных материалов (фиг.17).

Если в устройстве применить оправки прямоугольной формы, то с помощью трехгранных объемных элементов 2 (фиг.2), можно изготовить сотовый заполнитель с прямоугольной или квадратной формой ячеек. Фрагмент такого заполнителя изображен на фиг.25. При применении в устройстве оправок с шестигранной и прямоугольной формой и использовании объемных элементов 1,2 и 3 (фиг.1-3) можно изготовить сотовый заполнитель с комбинацией ячеек прямоугольной (квадратной), пятиугольной и шестигранной форм. Фрагмент такого заполнителя изображен на фиг. 26. Если же применить оправки пятиугольной формы и объемные элементы 3 (фиг. 3), то можно помимо заявленных изготавливать сотовые заполнители с пятиугольными ячейками. Фрагмент такого заполнителя изображен на фиг.27.

Эффективность применения предлагаемых способ и устройство для изготовления сотовых заполнителей состоит в следующем: возможность изготовления сотовых заполнителей с четырехугольной, пятиугольной и шестиугольной ячейками, а также их комбинацией в одном сотовом блоке; возможность изготовления сотовых заполнителей, у которых все грани ячеек имеют одинаковую двойную толщину, что повышает их механические характеристики на сжатие в направлении оси ячеек и сдвиг не менее чем в 2 раза по сравнению с известным сотовым заполнителем; применение в одной ячейке сотового заполнителя до восьми различных материалов и различных форм ячеек в одном сотовом блоке, позволяет изготавливать сотовые заполнители с заданным изменением механических и теплофизических характеристик в различных направлениях в плоскости сотового блока; возможность применения при изготовлении сотового заполнителя сварку, пайку и склеивание в одном сотовом блоке, что позволяет получать сотовые блоки с уникальными свойствами (прокладывать в его объеме радиопрозрачные или радиопоглощающие участки для изделий боевой техники и так далее). 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Формула изобретения

1. Способ изготовления сотового заполнителя, заключающийся в формовании объемных элементов из листового материала, повторяющих половину профиля ячейки заполнителя, формировании сотового блока путем последовательного соединения объемных элементов по плоскостям соприкосновения в неразъемную структуру и пропитке, при необходимости, продуктом, необратимо фиксирующим форму ячеек, отличающийся тем, что объемные элементы выполняют в виде трехгранного желоба с одинаковой шириной бортовых граней по отношению к днищу, а каждую сотовую ячейку набирают на оправке из восьми объемных элементов, которые изготавливают из различных или одинаковых материалов и которые, как правило, в этом случае имеют одинаковую ширину боковых граней и днища, или из объемных элементов с различной толщиной граней, которая изменяет только внутренний объем ячеек, и располагают их в ячейках по заданному рисунку во всем сотовом блоке, а сотовый блок формируют последовательным соединением групп объемных элементов так, что первую группу объемных элементов устанавливают на оправках наружной плоскостью доньев вверх и наносят на эти плоскости слой адгезива либо до установки, либо после, вторую группу объемных элементов размещают на доньях первой группы бортовыми гранями вверх и соединяют обе группы элементов по соприкасающимся плоскостям, третьей группой объемных элементов накрывают как крышками бортовые грани двух соседних объемных элементов второй группы и соединяют их между собой по внутренним плоскостям бортовых граней с помощью адгезива, который предварительно наносят на внутренние плоскости бортовых граней, полученный ряд ячеек сотового блока снимают с оправок и надевают на нижний ряд, четвертую группу объемных элементов размещают на доньях третьей группы бортовыми гранями вверх и соединяют их между собой с помощью адгезива, который предварительно наносят на поверхности контакта объемных элементов, и так наращивают ряды ячеек до получения сотового блока заданных размеров с двойной толщиной каждой грани по всей ее ширине в каждой ячейке, а соединение доньев объемных элементов каждой четной группы с нечетной производят по одной плоскости, проходящей через весь сотовый блок.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при изготовлении сотового заполнителя с шестигранной и прямоугольной ячейками в одном сотовом блоке образуют переходную пятиугольную ячейку из объемных элементов, у которых одна бортовая грань имеет ширину, равную половине высоты прямоугольной ячейки, и образует с днищем элемента прямой угол, а вторая бортовая грань имеет ширину, равную половине высоты прямоугольной ячейки, и образует с днищем элемента прямой угол, а вторая бортовая грань имеет ширину грани шестигранника и соответствующий этой ячейки угол раствора с днищем элемента.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объемные элементы формуют из предварительно нарезанных лент материала шириной, равной трем сторонам ячейки сотового заполнителя, либо ее высоте.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объемные элементы формуют с шириной бортовых граней, равной половине ширины днища.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дренажные отверстия пробивают в скрепленных между собой гранях объемных элементов вдоль их срединной оси.

6. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что при использовании тканых материалов для формования объемных элементов их предварительно пропитывают затвердевающим продуктом и отверждают последний до необходимой эластичности, при этом окончательную пропитку производят в составе сотового блока.

7. Устройство для изготовления сотового заполнителя, содержащее основание, параллельные оправки и нагреватель, отличающееся тем, что оно содержит два горизонтальных ряда неподвижных оправок, сечения которых повторяют внутреннюю конфигурацию ячеек в сотовом заполнителе, размещенных в каждом ряду на расстоянии двух шагов рядов ячеек, причем оправки одного ряда смещены относительно оправок другого ряда на шаг рядов ячеек и вдвинуты один ряд в другой на половину их высоты так, что верхние рабочие поверхности каждого ряда оправок расположены в параллельных горизонтальных плоскостях, а вдоль середины верхних горизонтальных граней всех оправок и вдоль боковых граней верхнего ряда оправок сделаны канавки глубиной 1 мм и шириной до 0,6 мм, при этом хвостовые части оправок в виде прямоугольника размещены на общей оси и закреплены неподвижно на основании, а зазоры между боковыми плоскостями оправок и расстояние между их верхними горизонтальными плоскостями регулируются прокладками, размещенными между хвостовыми частями оправок и являющимися одновременно упорами для объемных элементов, образующих ячейки, причем зазоры равны 1,5 2,0 толщинам грани ячеек сотового заполнителя.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что нагреватель выполнен с рабочей частью, повторяющей внутренний контур полуячейки, с возможностью создания давления на бортовые грани объемных элементов прямоугольных ячеек.

9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что высота оправок меньше высоты внутреннего контура ячейки на 0,5 1,0 мм за счет уменьшения высоты нижней полуячейки, а сечение нижнего ряда оправок выполнено в виде прямоугольника или трапеции, у которых ширина верхних горизонтальных граней равна ширине грани ячейки.

10. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что оно снабжено двумя направляющими с опорой для оправок, установленных на основании, причем опору выводят из контакта с оправками при снятии сотового заполнителя с оправок и надевании его на их нижний ряд.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27