Устройство для изготовления спиралевидного баллона компактной люминесцентной лампы из стеклянной трубки

 

Изобретение относится к производству стеклянных баллонов для источников света. Устройство содержит источник нагревания, выполненный в виде туннельной печи, на поддоне которой размещены ролики и оправка узла формирования спиралевидного баллона, установленные с возможностью вращения вокруг своей оси, причем ролики снабжены винтовым пазом, механизм навивки выполнен в виде зубчатого механизма, зубчатые колеса которого закреплены на осях роликов и оправки, механизм центрирования концов трубчатой заготовки, выполненный в виде шарнирного параллелограмма, на кривошипах которого закреплены гнезда для размещения концов стеклянной трубки, установленные с возможностью перемещения в прорези, выполненной в поддоне туннельной печи, привод механизма навивки, выполненный в виде реечного механизма, закрепленного на основании устройства, ось зубчатого колеса которого жестко соединена с осью оправки и механизм прижима концов трубки к оправке, в качестве исполнительного звена которого служат гнезда механизма центрирования. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области производства стеклянных баллонов для источников света, в частности к устройствам для производства стеклянных баллонов компактных люминесцентных ламп, имеющих форму двойной спирали.

Наиболее перспективными источниками, обеспечивающими значительно меньший расход энергии на единицу излучаемого светового потока, практически не загрязняющих окружающую среду вредными веществами при их утилизации и безопасными для органов зрения при их эксплуатации являются компактные люминесцентные лампы, имеющие форму баллона в виде двойной спирали. Наиболее трудоемкой операцией при изготовлении этих ламп является производство стеклянного баллона.

Известно устройство для изготовления спирали из стеклянной трубки, содержащей цилиндрическую оправку, установленную с возможностью вращения от привода (1).

Недостатком известного решения является высокая трудоемкость, обусловленная необходимостью разборки оправки для снятия готовой стеклянной спирали. Другим недостатком устройства является низкая повторяемость размеров стеклянной спирали.

Известно также устройство для производства баллонов в виде двойной спирали, концы которой имеют ножки параллельные ее оси, из заготовки, изготовленной из стеклянной трубки и имеющую форму развернутой на плоскости двойной спирали, содержащее основание, оправку, ролики, привод вращения оправки и нагреватели (2).

Это устройство не позволяет освободить и снять изготовленный баллон без предварительной разборки оправки и последующего его съема путем свинчивания, что снижает производительность и усложняет его конструкцию. Кроме того гребни винтового паза на боковой поверхности оправки не позволяют сблизить ножки баллона, что требует дополнительных затрат на операцию по уменьшению расстояния между осями ножек, в противном случае увеличивается габарит арматуры для установки ламп.

Целью изобретения является повышение производительности труда при производстве стеклянных спиралевидных баллонов компактных люминесцентных ламп из стеклянных трубок.

Указанная цель достигается тем, что устройство для производства баллонов компактных люминесцентных ламп из стеклянных трубок содержит источник нагревания, выполненный в виде туннельной печи, на поддоне которой размещены ролики и оправка узла формирования спиралевидного баллона, установленные с возможностью вращения вокруг своей оси, причем ролики снабжены винтовым пазом, механизм навивки выполнен в виде зубчатого механизма, зубчатые колеса которого закреплены на осях роликов и оправки, механизм центрирования концов трубки, выполненной в виде шарнирного параллелограмма, на кривошипах которого закреплены гнезда для размещения концов стеклянной трубки, установленные с возможностью перемещения в прорези, выполненной в поддоне туннельной печи, привод механизма навивки, выполненный, в частности, в виде реечного механизма, закрепленного на основании устройства, ось зубчатого колеса которого жестко соединена с осью оправки и механизм прижима концов трубки к оправке, в качестве исполнительного звена которого служат гнезда для размещения концов стеклянной трубки механизма центрирования, при этом механизм центрирования содержит двуплечий рычаг, одно из плеч которого служит кривошипом механизма центрирования концов трубки, а другое установлено с возможностью взаимодействия с приводом механизма навивки.

Устройство поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен баллон компактной люминесцентной лампы, на фиг.2 вид в плане баллона компактной люминесцентной лампы, на фиг.3 продольный разрез устройства для производства спиралевидных баллонов, на фиг.4 вид сверху на устройство для производства спиралевидных баллонов (верхняя стенка печи снята), на фиг.5 изображен шарнирный паpаллелограмм механизма центрирования, реечный механизм привода, на фиг.6 изображен разрез по роликам, оправке и зубчатому механизму, на фиг.7 - вид сверху на ролики и оправку в увеличенном масштабе.

Устройство состоит из установленных на основании 1 оправки 2 в подшипниках 3, поддона 4 печи 5 с закрепленными на нем втулками 6 с валиками 7. На основании 1 также установлен механизм, центрирования, включающий корпусы 8 с осями 9 и смонтированными на них кривошипами 10 и 11 стержнями 12 с гнездами 13. Кривошипы 10 и 11 и шарнирно соединенный с ними шатун 14 образуют шарнирный параллелограмм. Стержни 12 с гнездами 13 и шарнирный параллелограмм образуют двухгнездный патрон. Кривошип 10 выполнен в виде двухплечевого рычага, к плечу которого прикреплена рукоятка 16 ручного привода сведения гнезд 13, а к плечу 17 прикреплен палец 18. Кроме того на основании 1 установлена направляющая 19 рейки 20 с упором 21 и винтовой упор 22. Рейка 20 находится в зацеплении с зубчатыми колесом 23, закрепляемом на оправке 2, на которой также закреплено зубчатое колесо 24, находящееся в зацеплении с зубчатыми колесами 25, установленными на валиках 7 и маховичок 26 ручного привода вращения оправки 2. На валиках 7 также смонтированы ролики 27 с винтовыми пазами 28 с шагом, равным шагу витка спирали баллона, но противоположные по направлению. В верхней части оправки 2 имеются выступы 29, образующие вилку для укладки заготовки из стеклянной трубки 30, а ножки 31 которой заправляются в гнезда 13. В нижней части оправки 2 имеется шейка 32 с торцем 33. Один из концов стеклянной заготовки 30 заглушен (например, запаян), другой конец открыт и на него герметично надет гибкий трубопровод 34, противоположный конец которого присоединен к замкнутой емкости 35, объем которой может быть изменен путем перемещения его днища (на черт. не показано) винтом 36.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении в печь 5 поднята, гнезда 13 разведены на расстояние достаточное для введения в них ножек 31 заготовки 30, изготовленной из стеклянной трубки требуемого диаметра и имеющий форму развернутой на плоскость двойной спирали, прорезь вилки, образованная выступами 29, находится в плоскости, проходящей через оси гнезд 13. В гнезда 13 и прорезь вилки устанавливают заготовку 30. На открытый конец заготовки, выступающий из нижней части гнезда, расположенный под поддоном печи, надевают гибкий трубопровод 34, затем опускают печь 5. После выдержки заготовки 30 в печь 5 и достижении его размягченного состояния маховичком 36 начинают вращение оправки 2 и наматывание стеклянной спирали на ее наружную поверхность. Как только оправки 2 повернется на угол около 45^o стеклянная трубка заготовки 30 входит в винтовые пазы 28 роликов 27, обеспечивающую при дальнейшем вращении оправки 2 требуемый шаг намотки спирали (фиг.4), несмотря на возможность провисания стеклянной трубки при нагревании. Это достигается зубчатым механизмом, включающим колеса 24 и 25 с передаточным отношением равным единице, согласовывающим положение винтового паза 28 на ролике 27 с расположением витков спирали на оправке 2. При намотке спирали гнезда 13 начинают равномерно сходится, обеспечивая равенство длин витков спиралей, несмотря на возможность их неравномерного нагрева в печи 5. Это обеспечивается самоцентрированием гнезд 13 за счет их крепления к стержням 12, имеющим равную длину и крепления стержней 12 к кривошипам 10 и 11 шарнирного параллелограмма под равными углами, но в противоположных направлениях. Кроме того торцы гнезд 13 предохраняют ножки заготовки от провисания при нагреве. Тяговым органом, перемещающим гнезда 1, 3 является стеклянная трубка заготовки. Тангенциальная составляющая тягового усилия, приложенная к гнезду 13, по мере приближения гнезда 13 и к оправке 2 уменьшается и в некоторой точке Пк (фиг.7) становится настолько малой, что гнездо останавливается. Если продолжать вращение оправки, то это вызовет уплощение стеклянной трубки, намотанной на оправку.

Поэтому, достигнув точки Пк вращения оправки прекращается за счет взаимодействия рейки с винтовым упором 22, а движение гнезд к конечному положению, точке По, продолжают приводом сведения гнезд, т.е. поворотом рукоятки 16. Так как внутренняя полость стеклянной трубки изолирована присоединением ее гибким трубопроводом 34 ограниченной длины к замкнутой емкости 35, то при нагреве заготовки в печи 5 внутри ее создается повышенное давление, препятствующее нежелательной деформации стеклянной трубки при наматывании на оправку 2. Величина давления определяется при наладке за счет изменения объема замкнутой емкости 35.

Сведением гнезд 13 рукояткой 16 процесс производства баллона заканчивается. Затем поднимают печь 5, отсоединяют гибкий трубопровод 34 и изготовленный баллон снимают с оправки. Вращая маховичок 26 рейка 20 выдвигается и упор 21, взаимодействуя с пальцем 18 разводит гнезда 13 до некоторого промежуточного положения, а далее гнезда 13 разводят вручную в положение загрузки заготовки 30. Между пальцем 18 и упором 21 образуется зазор, сохраняющийся затем в процессе наматывания спирали, позволяющий компенсировать погрешности расстояния между ножками 31. Этой операцией устройство подготавливается к следующему циклу работы.

В описанном устройстве для простоты изложения привод сведения гнезд выполнены в ручном исполнении, однако, они могут быть с другим принципом действия, в том числе и от общего исполнительного механизма. Самоцентрирующий механизм также может быть другого типа, например, зубчато-реечный.

Устройство может быть легко встроено в механизированную линию конвейерного или карусельного типа. Операция загрузки заготовки и выгрузки баллона выполняются простыми движениями опускания и подъема, поддающимися механизации, а поддув заготовки путем присоединения заготовки к замкнутой емкости исключает необходимость подвода дополнительных видов энергии, что значительно упрощает конструкцию.

Формула изобретения

1. Устройство для изготовления спиралевидного баллона компактной люминесцентной лампы из стеклянной трубки, содержащее основание, узел формирования спиралевидного баллона, выполненный в виде оправки и роликов, установленных с возможностью вращения вокруг своей оси, механизм навивки спиралевидного баллона, ведущее звено которого закреплено на оси оправки, привод механизма навивки и источник нагревания, отличающееся тем, что источник нагревания выполнен в виде туннельной печи, на поддоне которой размещены ролики формирования спиралевидного баллона с винтовым пазом, механизм навивки снабжен механизмом центрирования концов трубки, выполненным в виде шарнирного параллелограмма, на кривошипах которого закреплены гнезда для размещения концов стеклянной трубки, установленные с возможностью перемещения в прорези, выполненной в поддоне туннельной печи.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод механизма навивки выполнен в виде реечного механизма, закрепленного на основании, ось зубчатого колеса которого жестко соединена с осью оправки.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что снабжено системой поддува стеклянной трубки, выполненной в виде трубопровода, один конец которого выполнен с возможностью герметичного закрепления на стеклянной трубке, а другой соединен с замкнутой емкостью, закрепленной на основании.

4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что оправка и ролики механизма узла формирования выполнены цилиндрическими или коническими.

5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что снабжено механизмом прижима концов трубки к оправке, в качестве исполнительного звена которого использованы гнезда для размещения концов стеклянной трубки механизма центрирования.

6. Устройство по пп.1 5, отличающееся тем, что механизм прижима концов трубки к оправке содержит двуплечий рычаг, одно из плеч которого служит кривошипом механизма центрирования концов трубки, а другое установлено с возможностью взаимодействия с приводом механизма навивки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7