Устройство для изготовления изделий из цельной древесины

 

Изобретение относится к области деревообработки и может быть использовано для изготовления паркета, облицовочных панелей, элементов мебели. Изобретение решает задачу повышения качества изделий. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит плиту с пуансонами в виде стержней и пресс-форму, а также источник акустических колебаний, причем пресс-форма включает совокупность направляющих элементов со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса и одну матрицу или систему из наложенных друг на друга матриц со сквозными ячейками, сопряженными с нижними основаниями рабочей полости направляющих элементов, при этом матрица или система матриц связана с источником акустических колебаний. Кроме того, матрица или система матриц установлена с возможностью поступательного перемещения, направляющие элементы снабжены цилиндрическими втулками с входными фасками, при этом внутренний диаметр втулок меньше заготовок изделий, но больше диаметра нижних оснований рабочей полости направляющих элементов, внутренняя поверхность втулок выполнена рифленой или снабжена слоем фильтрующего материала. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области деревообработки, а именно, к устройствам для уплотнения и формообразования заготовок из цельной древесины, и может быть использовано для изготовления паркета, облицованных панелей, элементов мебели.

Известны устройства для изготовления изделий из цельной древесины с помощью одиночных разъемных пресс-форм, в которых уплотнение и формообразование достигается путем внешнего силового воздействия в направлении, перпендикулярном продольной оси изделия (а.с. СССР N 319473, кл. B 27 M 3/04; а.с. СССР N 967830, кл. B 27 M 3/04). Указанные устройства не обеспечивают возможности одновременной обработки нескольких заготовок, что снижает производительность процесса изготовления изделий. Устройства являются металлоемкими и конструктивно сложными. Кроме того, в указанных устройствах прессование заготовок осуществляется в несимметричном силовом поле, что определяется конструкцией устройств. Это приводит к неравномерной плотности материала готовых изделий и снижает их качество.

Известно устройство для прессования древесины, в котором внешнее силовое воздействие прикладывается к заготовкам в осевом направлении (а.с. СССР N 1703464, кл. B 27 M 1/02). Устройство включает матрицу в виде основания прямоугольной формы с опорными поверхностями в верхней части, на которой установлена обойма под две заготовки, и пуансон в виде клина с шарнирносоединенными в его вершине плоскими гранями. Силовое воздействие через пуансон передается на боковые поверхности заготовок. Одновременно с уплотнением древесины в заготовках пуасон выдавливает вниз находящуюся в капиллярах воду, при этом достигается более высокая плотность древесины.

К недостаткам данного устройства можно отнести неудобство эксплуатации, которое обусловлено конструкцией пуансона, а также низкую производительность. Кроме того, устройство выполняет лишь функцию прессования без формообразования, что ограничивает его функциональные возможности.

Наиболее близким в заявленному является устройство для изготовления изделий из цельной древесины (а.с. СССР N 1473947, кл. B 27 M 1/02, публ. БИ N 5, 1989), принятое авторами за прототип. Устройство содержит верхнюю плиту с пуансонами в виде стержней, нижнюю плиту с пресс-формой в виде основания с вертикальными перегородками, между которыми размещены кассеты с заготовками, подлежащими прессованию.

Устройство позволяет осуществлять прессование одновременно нескольких заготовок, что увеличивает производительность процесса изготовления изделий.

Однако в устройстве не предусмотрена возможность формообразования изделий. Кроме того, устройство является металлоемким и не обеспечивает симметричное силовое поле при прессовании, что снижает качество изделий.

Задачей предлагаемого устройства является повышение качества изделий при обеспечении возможности одновременного прессования и формообразования заготовок, в том числе длинномерных, а также высокой производительности процесса.

Поставленная задача решается путем повышения плотности изделий за счет воздействия акустических колебаний на заготовки в ячейках матрицы или системы матриц в процессе прессования заготовок.

Поставленная задача решается также тем, что уменьшается трещинообразования заготовок за счет конструкции направляющих элементов пресс-формы.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для изготовления изделий из цельной древесины содержит плиту с пуансонами в виде стержней и пресс-форму, а также источник акустических колебаний, причем пресс-форма включает совокупность направляющих элементов со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса и одну матрицу или систему из нескольких наложенных друг на друга матриц со сквозными ячейками, сопряженными с нижними основаниями рабочей полости направляющих элементов, при этом матрица или система матриц связана с источником акустических колебаний.

Матрица или система матриц установлена с возможностью поступательного перемещения. Направляющие элементы снабжены цилиндрическими втулками с входными фасками, при этом внутренний диаметр втулок меньше диаметра заготовок изделий, но больше диаметра нижних оснований рабочей полости направляющих элементов.

Кроме того, внутренняя поверхность втулок выполнена рифленой или снабжена слоем фильтрующего материала.

Новым в предлагаемом устройстве является то, что оно содержит источник акустических колебаний, пресс-форма включает совокупность направляющих элементов со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса и одну матрицу или систему наложенных друг на друга матриц со сквозными ячейками, сопряженными с нижними основаниями рабочей полости направляющих элементов. При этом матрица или система матриц связана с источником акустических колебаний.

Новым в устройстве является также то, что матрица или система матриц установлена с возможностью поступательного перемещения.

Помимо этого, новым в устройстве является то, что направляющие элементы снабжены цилиндрическими втулками с входными фасками, при этом внутренний диаметр втулок меньше диаметра заготовок изделий, но больше диаметра нижних оснований рабочей полости направляющих элементов, при этом внутренняя поверхность втулок выполнена рифленой или снабжена слоем фильтрующего материала. 2 Наличие в устройстве совокупности пуансонов в виде стержней, направляющих элементов со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса, а также матрицы или системы наложенных друг на друга матриц с совокупностью сквозных ячеек, сопряженных с нижними основаниями рабочей полости направляющих элементов обеспечивает одновременное прессование и формообразование нескольких заготовок, в результате чего за один цикл работы устройства изготавливается сразу несколько изделий. Это повышает производительность устройства. При этом форма рабочей полости направляющих элементов обеспечивает симметричное сжатие и уплотнение заготовок под действием прикладываемого внешнего усилия, а форма внутренней поверхности сквозных ячеек каждой матрицы обеспечивает контурное сжатие и формообразование изделий.

Наличие в устройстве системы из нескольких наложенных друг на друга матриц, ячейки которых сопряжены друг с другом, обеспечивает контурное сжатие и формообразование изделий, изготавливаемых из длинномерных заготовок. При этом количество матриц в системе определяется длиной заготовок.

Наличие источника акустических колебаний, связанных с матрицей или с системой матриц, обеспечивает увеличение степени уплотнения материала древесины за счет колебания заготовок в ячейках матрицы в процессе сжатия и формообразования.

Установка матрицы или системы матриц с возможностью поступательного перемещения позволяет осуществлять запрессовывание нескольких партий заготовок в различные группы ячеек одной и той же матрицы (системы матриц) без необходимости высвобождения ячеек в каждом рабочем цикле, что обеспечивает повышение производительности устройства.

Наличие в направляющих элементах цилиндрических втулок с входными фасками, диаметр которых меньше диаметра заготовок, но больше диаметра нижнего основания рабочей полости направляющих элементов, обеспечивает предварительную предпрессовку древесины, что исключает образование трещин в древесине в процессе ее силового перемещения в направляющих элементах.

Выполнение внутренней поверхности цилиндрических втулок рифленой или со слоем фильтрующего материала обеспечивает выдавливание клеточного сока из древесины в направлении входных фасок втулок в процессе продвижения заготовок в направляющих элементах, что способствует снижению внутреннего давления в материале заготовок и повышению качества готовых изделий.

На фиг. 1 представлен чертеж предлагаемого устройства, на фиг. 2 разрез направляющего элемента и элемента матрицы с ячейкой, сопряженной с нижним основанием рабочей полости направляющего элемента.

Устройство содержит плиту 1 с пуансонами в виде стержней 2, объединенных в группы и установленных в стаканах 3. Группы стержней 2 снабжены ограничительными кольцами 4, препятствующими перемещению групп стержней 2 в радиальном направлении. В верхней части стержни 2 объединены упругим элементом 5. Плита 1 установлена с возможностью вертикального перемещения с помощью штока 6 силового привода (на чертеже не показан). Устройство также содержит пресс-форму, включающую две наложенных друг на друга матрицы 7 со сквозными ячейками 8, а также совокупность направляющих элементов 9 со сквозной рабочей полостью 10 в виде обратного усеченного конуса (фиг. 2). Матрицы 7 наложены друг на друга таким образом, что ячейки 8 матриц сопряжены друг с другом. Система матриц 7 установлена с возможностью поступательного перемещения. Направляющие элементы 9 закреплены на плите 11. В верхней части устройства расположена плита 12 с отверстиями 13 для сбора клеточного сока в поддон 14, на плите 12 установлена плита 15, через которую матрицы 7 связаны с источником 16 акустических колебаний. Плита 11 установлена с возможностью ограниченного вертикального перемещения относительно плиты 12 вдоль стоек 17, снабженных пружинами 18. Пресс-форма снабжена центрирующими элементами 19, обеспечивающими сопряжение направляющих элементов 9 с ячейками 8 матриц 7. Направляющие элементы 9 снабжены цилиндрическими втулками 20 с входными фасками (фиг. 2). Диаметр втулок 20 меньше диаметра заготовок 21 изделий, но больше диаметра нижнего основания рабочей полости 10 направляющих элементов 9. Внутренняя поверхность втулок 20 снабжена слоем 22 фильтрующего материала.

Устройство работает следующим образом. Заготовки 21 закладывают в направляющие элементы 9. Включают силовой привод и источник 16 акустических колебаний. Поступательное перемещение штока 6 и связанной с ним плиты 1 со стержнями 2 приводит к контакту групп стержней 2 с торцевой поверхностью древесных заготовок 21, расположенных в направляющих элементах 9. При этом плита 11 смещается вниз, преодолевая усилие пружин 18, а центрирующие элементы 19 вступают во взаимодействие с системой матриц 7, обеспечивая совмещение нижних оснований рабочей полости 10 элементов 9 с ячейками 8 матрицы 7. Стержни 2 осуществляют проталкивание заготовок 21 на направляющим элементам 9 и ячейкам 8 матриц 7. Стержни 2 в каждой группе расположены по периметру и по центру торцевой поверхности заготовок 21, что обеспечивает осевую симметрию прикладываемого силового воздействия на заготовки 21. В ячейках 8 матриц 7 осуществляется контурное сжатие и формообразование запрессовываемых заготовок 21, в результате чего готовым изделиям придается требуемая форма. При этом, одновременно с силовым воздействием на заготовку 21 действует энергия акустических колебаний, которая передается в каждую ячейку 8 матриц 7 от источника 16 акустических колебаний через связанную с ним плиту 15. Это приводит к повышению плотности изделий.

Втулки 20 (фиг. 2) обеспечивают предварительную подпрессовку заготовок 21, что предохраняет их от растрескивания. При движении заготовок 21 в направляющих элементах 9 находящийся в материале древесины клеточный сок выдавливается в направлении входных фасок втулок 20 через слой 22 фильтрующего материала и попадает в промежуток между стержнями 2 и через свободные ячейки 8 матриц 7, а также через отверстия 13 в плите 12 собирается в поддон 14.

За один рабочий ход плиты 1 запрессовывается партия заготовок 21 в группу симметрично расположенных ячеек 8 матриц 7. После этого силовой привод возвращает плиту 1 в исходное положение, в направляющие элементы 9 загружается новая партия заготовок 21, система матриц 7 смещается относительно плиты 12. Цикл работы устройства повторяется, при этом осуществляется запрессовывание заготовок 21 в другую группу симметрично расположенных ячеек 8 матриц 7.

Формула изобретения

1. Устройство для изготовления изделий из цельной древесины, содержащее верхнюю плиту с пуансонами в виде стержней и нижнюю плиту с пресс-формой, отличающееся тем, что устройство снабжено источником акустических колебаний, а пресс-форма выполнена в виде направляющих элементов со сквозной рабочей полостью и матрицы или системы из наложенных одна на другую матриц со сквозными ячейками, которые сопряжены с нижними основаниями рабочей полости направляющих элементов, при этом устройство снабжено плитой с отверстиями для сбора клеточного сока в поддон, на которой установлена дополнительная плита, связанная с источником акустических колебаний, а сквозная рабочая полость выполнена в виде обратного усеченного конуса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что матрица или система матриц установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что направляющие элементы снабжены цилиндрическими втулками с входными фасками, при этом внутренний диаметр втулок меньше диаметра заготовок изделий, но больше диаметра нижних оснований рабочей полости направляющих элементов.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что внутренняя поверхность втулок выполнена рифленой или снабжена слоем фильтрующего материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2