專利名稱：具有超聲波熔接裝置的彈簧伸縮管加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈簧伸縮管的加工設(shè)備，尤其是一種通過超聲波熔接裝置促使
彈簧伸縮管內(nèi)層彈簧鋼筋的包塑材料與外層塑料膜熔接，以提高內(nèi)外層連接強(qiáng)度的加工 設(shè)備。
背景技術(shù)：
彈簧伸縮管是軟管的一種，其管壁內(nèi)嵌有鋼絲，柔軟彎曲性好，且具有伸縮 性，用途廣泛，主要用于家用和工業(yè)真空吸塵器、(中央)真空吸塵器、通風(fēng)管道、戶外 清掃工業(yè)除塵系統(tǒng)等。 彈簧伸縮管的結(jié)構(gòu)如圖1中所示，其包括內(nèi)外兩層，內(nèi)層是由包塑鋼筋la制成 的彈簧，外層是纏繞覆蓋在彈簧外面的塑料膜lc。現(xiàn)有設(shè)備是以纏繞方式進(jìn)行加工的， 即通過巻簧機(jī)將包塑鋼筋巻制成彈簧狀，在巻制過程中其不斷旋轉(zhuǎn)并推至一臺(tái)塑料擠出 機(jī)的擠出口，由于擠出口的寬度剛好等于彈簧的節(jié)距，擠出的塑料條便不斷纏繞到彈簧 上形成塑料膜lc，再通過水冷卻器冷卻后便形成彈簧伸縮管。為了實(shí)現(xiàn)塑料膜lc的伸縮 作用，包塑鋼筋la在巻制成彈簧前預(yù)先涂抹上一層膠水(專用相容劑)，使其包塑材料lb 和塑料膜lc之間通過膠水粘結(jié)，這樣得到的內(nèi)層(彈簧)與外層(塑料膜lc)之間的粘結(jié)
力強(qiáng)度不夠，在使用過程中，經(jīng)過多次伸縮、彎曲后，膠水的粘結(jié)作用就會(huì)失效，發(fā)生
脫膠即彈簧與塑料膜lc發(fā)生脫離，使得通過這種設(shè)備加工而成的彈簧伸縮管的使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決上述現(xiàn)有加工設(shè)備得到的彈簧伸縮管使用壽命短的問
題，提供一種具有超聲波熔接裝置的設(shè)備，其將鋼筋外包塑材料與塑料膜熔接，使加工 得到的彈簧伸縮管具有內(nèi)外層連接強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。 本發(fā)明是采用如下方案實(shí)現(xiàn)的由于鋼筋外的包塑材料和塑料膜都是塑料，因 此兩者之間可以利用超聲波塑料焊接原理(機(jī)器將電能通過超聲波換能器轉(zhuǎn)變成為超聲 能，該能量通過焊頭傳導(dǎo)作用到塑料工件上，以每秒上萬次的超聲頻率及一定的振幅使 塑料工件的接合面劇烈磨擦后產(chǎn)生局部高溫迅速熔化。高頻振動(dòng)停止后維持在工件上的 短暫壓力使兩焊件以分子鏈接方式凝固為一體。)實(shí)現(xiàn)熔接熔合，再通過水冷卻器冷卻后 便得到更高連接強(qiáng)度的彈簧伸縮管。 —種具有超聲波熔接裝置的彈簧伸縮管加工設(shè)備，其具體結(jié)構(gòu)是包括沿彈簧伸 縮管的生成方向依次設(shè)置的將包塑鋼筋巻制成彈簧的巻簧機(jī)、在彈簧外纏繞塑料膜的塑 料擠出機(jī)、將塑料膜冷卻凝固的水冷卻器以及由紅外探頭控制長(zhǎng)度的自動(dòng)切割裝置，其 特點(diǎn)是在塑料擠出機(jī)和水冷卻器之間裝一個(gè)將彈簧伸縮管內(nèi)層的鋼筋外包塑材料和外 層的塑料膜熔接的超聲波熔接裝置，即包括由超聲波發(fā)生器、超聲波換能器、變幅器、 焊頭組成的超聲波熔接機(jī)，以及輔助推動(dòng)彈簧伸縮管前進(jìn)的包括伺服電機(jī)、主動(dòng)齒輪、2/3頁
推壓同步帶、若干個(gè)壓緊齒輪的推壓裝置；焊頭與推壓同步帶相對(duì)設(shè)置共同壓緊彈簧伸 縮管。 上述推壓同步帶的外周與彈簧伸縮管的塑料膜接觸，主動(dòng)齒輪帶動(dòng)推壓同步帶 與塑料膜接觸邊向彈簧伸縮管的生成方向轉(zhuǎn)動(dòng)，推壓同步帶帶動(dòng)壓緊齒輪同方向轉(zhuǎn)動(dòng)， 且壓緊齒輪與推壓同步帶嚙合的齒恰好頂住彈簧；上述焊頭上有一個(gè)弧面與彈簧伸縮 管的塑料膜吻合接觸，其與推壓同步帶共同起到對(duì)彈簧伸縮管壓緊以便超聲波熔接的作 用。 在超聲波熔接裝置的旁邊裝攝像頭，對(duì)加熱熔接后的塑料膜外觀通過顯示器顯 示，使操作人員更清楚地看到并了解產(chǎn)品，以減少次品發(fā)生。 本發(fā)明的有益效果是超聲波熔接具有生產(chǎn)效率高、熔接質(zhì)量好、環(huán)保又節(jié)能 等顯著優(yōu)點(diǎn)；設(shè)備在使用塑料擠出機(jī)纏繞塑料膜之后對(duì)彈簧鋼筋外包塑材料和塑料膜進(jìn) 行超聲波熔接，使彈簧和塑料膜熔合成一體，這樣加工得到的彈簧伸縮管能達(dá)到內(nèi)外層 更高的連接強(qiáng)度，使在長(zhǎng)期不斷的伸縮過程中彈簧和塑料膜不會(huì)脫離，大大延長(zhǎng)了其使 用壽命。


圖1為本發(fā)明設(shè)備加工的彈簧伸縮管的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2中的A-A剖面圖； 圖4為圖2中的A-A剖面圖的另一種結(jié)構(gòu)。
對(duì)各幅附圖中的標(biāo)號(hào)說明如下l-彈簧伸縮管；la-鋼筋；lb-包塑材料；lc-塑 料膜；ld-彈簧；2-包塑鋼筋；3-巻簧機(jī)；4-主動(dòng)齒輪；4a-伺服電機(jī)；5-壓緊齒輪； 6-推壓同步帶；7-塑料擠出機(jī)；7a-擠出口 ； 8-超聲波熔接機(jī)；8a-焊頭；8b-變幅器； 8c-超聲波換能器；8d-超聲波發(fā)生器；8e-震波腔；9-顯示器；9a-攝像頭；lO-支撐輪；
ll-水冷卻器；lla-噴嘴；12-自動(dòng)切割裝置；12a-割刀；12b-托架；12c-紅外探頭。
具體實(shí)施方案 實(shí)施例1本實(shí)施例的具有超聲波熔接裝置的彈簧伸縮管加工設(shè)備，其結(jié)構(gòu)可從 圖2中看到，它包括沿彈簧伸縮管(如圖中虛線所示)的生成方向(如圖中箭頭方向所示) 依次設(shè)置的將包塑鋼筋2巻制成彈簧ld的巻簧機(jī)3、在彈簧ld外纏繞塑料膜lc的塑料擠 出機(jī)7、將塑料膜lc冷卻凝固的水冷卻器11以及由紅外探頭12c控制長(zhǎng)度的自動(dòng)切割裝 置12，并且在塑料擠出機(jī)7和水冷卻器11之間裝一個(gè)將彈簧伸縮管內(nèi)層的鋼筋la外包塑 材料lb和外層的塑料膜lc熔接的超聲波熔接裝置，即包括由超聲波發(fā)生器8d、超聲波換 能器8c、變幅器8b、焊頭8a組成的超聲波熔接機(jī)8，如圖3中所示，以及輔助推動(dòng)彈簧 伸縮管前進(jìn)的包括伺服電機(jī)4a、主動(dòng)齒輪4、推壓同步帶6、若干個(gè)壓緊齒輪5的推壓裝 置；焊頭8a與推壓同步帶6相對(duì)設(shè)置共同壓緊彈簧伸縮管1。 如圖2中所示，推壓同步帶6的外周與彈簧伸縮管1的塑料膜lc接觸，主動(dòng)齒 輪4帶動(dòng)推壓同步帶6與塑料膜lc接觸邊向彈簧伸縮管1的生成方向轉(zhuǎn)動(dòng)，推壓同步帶 6帶動(dòng)壓緊齒輪5同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，若干個(gè)壓緊齒輪5與推壓同步帶6嚙合的最下面的齒恰好頂住彈簧部位；如圖3中所示，推壓同步帶6外周與焊頭8a上均有一個(gè)弧面與彈簧伸縮
管的塑料膜lc吻合接觸，推壓同步帶6與焊頭8a共同起到壓緊的作用。在超聲波熔接裝置的旁邊裝攝像頭9a進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 彈簧伸縮管的加工過程如下 首先通過巻簧機(jī)3將包塑鋼筋2巻制成彈簧狀； 在巻制過程中彈簧不斷旋轉(zhuǎn)并推至塑料擠出機(jī)7的擠出口 7a，塑料擠出機(jī)7的擠 出塑料條纏繞到巻制成的彈簧ld上形成塑料膜lc，再讓其通過超聲波熔接裝置。
超聲波發(fā)生器8d通電后產(chǎn)生超聲波信號(hào)，超聲波發(fā)生器8d連接超聲波換能器 8c，將超聲波信號(hào)傳入超聲波換能器8c，超聲波換能器8c把信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槌暡l率的機(jī) 械震動(dòng)，由變幅器8b將機(jī)械震動(dòng)振幅放大，焊頭8a與推壓同步帶6以一定壓力夾緊彈簧 伸縮管l進(jìn)行熔接，焊頭8a的高頻震動(dòng)使與其接觸的彈簧部位產(chǎn)生局部高溫，在夾緊力 作用下使包塑材料lb與塑料膜lc熔接到一起；推壓同步帶6由主動(dòng)齒輪4帶動(dòng)，主動(dòng)齒 輪4由伺服電機(jī)4a驅(qū)動(dòng)，使彈簧伸縮管l即使被夾緊也能順利的向前移動(dòng)，通過調(diào)節(jié)伺 服電機(jī)4a使推壓同步帶6的線速度與巻簧機(jī)3的彈簧巻制線速度一致；
超聲波熔接后再通過水冷卻器7冷卻后便形成彈簧伸縮管1 ;
得到的彈簧伸縮管1由支撐輪IO支撐通過托架12b，然后由紅外探頭12c控制， 一旦達(dá)到預(yù)定位置，即預(yù)定長(zhǎng)度，自動(dòng)切割裝置12的割刀12a即將彈簧伸縮管l切斷， 便得到需要長(zhǎng)度的彈簧伸縮管1。 本發(fā)明對(duì)在使用塑料擠出機(jī)7纏繞塑料膜lc之后，利用超聲波對(duì)彈簧鋼筋la外 的包塑材料lb和塑料膜lc進(jìn)行熔接，其速度快、質(zhì)量好；再由攝像頭9a對(duì)被熔接后的 塑料膜lc外觀通過顯示器9顯示，使操作人員更清楚的看到并了解產(chǎn)品，以減少次品發(fā) 生。 實(shí)施例2本實(shí)施例的具有超聲波熔接裝置的彈簧伸縮管加工設(shè)備，其結(jié)構(gòu)可從
圖4中看到，它與實(shí)施例l不同的是超聲波熔接裝置是利用兩束超聲波聚焦，以產(chǎn)生更
集中的更大的能量實(shí)現(xiàn)快速熔接。 如圖4中所示，在變幅器8b和焊頭8a之間設(shè)置有一個(gè)底面同為弧面的內(nèi)裝液體 如水的震波腔8e，并有兩個(gè)超聲波換能器8c和兩個(gè)變幅器8b，它們傳遞的超聲波再通過 震波腔8e內(nèi)水介質(zhì)傳遞可發(fā)生聚焦，聚焦到彈簧伸縮管l的彈簧ld上，即利用聚焦的高 密度能量使其局部發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)包塑材料lb與塑料膜lc之間的熔接。
權(quán)利要求
一種具有超聲波熔接裝置的彈簧伸縮管加工設(shè)備，它包括沿彈簧伸縮管的生成方向依次設(shè)置的將包塑鋼筋(2)卷制成彈簧(1d)的卷簧機(jī)(3)、在彈簧(1d)外纏繞塑料膜(1c)的塑料擠出機(jī)(7)、將塑料膜(1c)冷卻凝固的水冷卻器(11)以及由紅外探頭(12c)控制長(zhǎng)度的自動(dòng)切割裝置(12)，其特征是它還包括在塑料擠出機(jī)(7)和水冷卻器(11)之間裝的一個(gè)將彈簧伸縮管(1)內(nèi)層的鋼筋(1a)外包塑材料(1b)和外層的塑料膜(1c)熔接的超聲波熔接裝置，即包括由超聲波發(fā)生器(8d)、超聲波換能器(8c)、變幅器(8b)、焊頭(8a)組成的超聲波熔接機(jī)(8)，以及輔助推動(dòng)彈簧伸縮管(1)前進(jìn)的包括伺服電機(jī)(4a)、主動(dòng)齒輪(4)、推壓同步帶(6)、若干個(gè)壓緊齒輪(5)的推壓裝置；所述焊頭(8a)與推壓同步帶(6)相對(duì)設(shè)置共同壓緊彈簧伸縮管(1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超聲波熔接裝置的彈簧伸縮管加工設(shè)備，其特征是 所述推壓同步帶(6)的外周與彈簧伸縮管的塑料膜(lc)接觸，所述主動(dòng)齒輪(4)由伺服電 機(jī)(4a)控制帶動(dòng)推壓同步帶(6)與塑料膜(lc)接觸邊向彈簧伸縮管(1)的生成方向轉(zhuǎn)動(dòng)， 所述推壓同步帶(6)帶動(dòng)壓緊齒輪(5)同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所述若干個(gè)壓緊齒輪(5)與推壓同步帶 (6)嚙合的最下面的齒恰好頂住彈簧部位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超聲波熔接裝置的彈簧伸縮管加工設(shè)備，其特征是 所述推壓同步帶(6)外周與焊頭(8a)上均有一個(gè)弧面與彈簧伸縮管(1)的塑料膜(lc)吻合 接觸，推壓同步帶(6)與焊頭(8a)共同將彈簧伸縮管(1)壓緊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超聲波熔接裝置的彈簧伸縮管加工設(shè)備，其特征是 在所述超聲波熔接裝置的旁邊裝攝像頭(9a)，將被熔接后的塑料膜(lc)外觀通過顯示器 (9)顯示。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超聲波熔接裝置的彈簧伸縮管加工設(shè)備，其特征是 在所述超聲波熔接機(jī)(8)有兩個(gè)超聲波換能器(8c)和兩個(gè)變幅器(8b)，在變幅器(8b)和焊 頭(8a)之間設(shè)置有一個(gè)底面同為弧面的內(nèi)裝液體的震波腔(8e)，超聲波通過震波腔(8e)內(nèi) 液體介質(zhì)傳遞后聚焦到彈簧伸縮管(1)的彈簧(ld)上。
全文摘要
一種通過超聲波熔接裝置促使內(nèi)層彈簧鋼筋的包塑材料與外層塑料膜熔接的彈簧伸縮管加工設(shè)備。它包括沿彈簧伸縮管的生成方向依次設(shè)置的將包塑鋼筋卷制成彈簧的卷簧機(jī)、在彈簧外纏繞塑料膜的塑料擠出機(jī)、將塑料膜冷卻凝固的水冷卻器以及由紅外探頭控制長(zhǎng)度的自動(dòng)切割裝置，其特點(diǎn)是在塑料擠出機(jī)和水冷卻器之間裝一個(gè)將彈簧伸縮管內(nèi)層的鋼筋外包塑材料和外層的塑料膜熔接的超聲波熔接裝置，即超聲波熔接機(jī)，以及輔助推動(dòng)彈簧伸縮管前進(jìn)的推壓裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有加工設(shè)備得到的彈簧伸縮管由于多次伸縮后彈簧與塑料膜容易脫離，導(dǎo)致其使用壽命短的問題，提供一種具有超聲波熔接裝置的加工設(shè)備，得到的彈簧伸縮管具有內(nèi)外層連接強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B29C47/88GK101691896SQ200910100019
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者王寶根 申請(qǐng)人:王寶根