Спосіб формування вузлів взуття з термопластичних матеріалів і пристрій для його здійснення

Изобретение относится к обувной промышленности, а именно к способам и устройствам для формования узлов обуви из термопластичных материалов. Известны способы для формования узлов обуви, заключающиеся в том, что узел обуви, изготовленный из термопластичного материала, разогревают на нагреваемом пуансоне, а затем формуют с односторонним охлаждением на охлаждаемом пуансоне, с обжимом эластичными матрицами, обладающими температурой окружающей среды и выше (модель 600 и модель 626 фирмы JKOS (Югославия); код 33.11.03 фирмы SIDEKO (Италия); авторское свидетельство СССР №1266515, кл. A43D11/12, 1981, №1409214, кл. A43D11/12, 1985, №1057002, кл. A43D11/12, 1983). Известен также способ, заключающийся в том, что обувный узел нагревается на нагреваемом пуансоне, имеющем температур у нагрева 100 - 150°C с обжимом эластичными матрицами, а затем формуется с одной внутренней стороны на охлаждаемом пуансоне температурой охлаждения -5 - +5°C (проспект фирмы Италии "SEAT-O-FORM ZEUS 82/ECFP4P", 1982). Известна машина для формования узлов обуви из термопластичных материалов, содержащая закрепленные на станине в секциях четыре пуансона, расположенные над ними обжимные матрицы, выполненные из эластичного материала (проспект фирмы Италии -SEAT-O-FORM ZEUS 82/ECFP4P", 1982). Нагреваемые пуансоны установлены в боковых секциях машины и снабжены обогревателями, а охлаждаемые пуансоны - во внутренних секциях и соединены с холодильной установкой, из которой во внутреннюю полость пуансонов циркулирует о хлажденный антифриз. Недостатками известных способов является то, что узлы обуви при формовании получают одностороннее охлаждение с внутренней стороны от охлаждаемого пуансона и за время охлаждения, которое лимитируется рабочим циклом, не успевают достаточно охладиться и не обеспечивают полную усадку термопластичного материала, что после удаления из пресс-формы приводит к деформации и снижению качества, а также ухудшению товарного вида обуви. Температура обжимных матриц под воздействием горячих узлов обуви (частота смены формуемых узлов - каждые 60с) повышается. Температура узлов обуви после удаления из пресс-формы составляет 40 - 60°C. Недостатком известной машины является наличие специальной холодильной установки, охлаждающей антифриз, и установки для циркуляции антифриза, которые являются громоздкими (габарит 600 ´ 600 ´ 1200мм), сложными как по конструкции, так и в обслуживании, нуждаются в заправке специальными средами (хладагентом и антифризом). В основу изобретения поставлена задача создания способа для формования узлов обуви из термопластичных материалов путем двухстороннего охлаждения узлов обуви так, чтобы обеспечить повышение качества обуви, ее формы и товарного вида, устранение усадочных явлений термопластичных материалов, искажающих форму обуви. В основу изобретения поставлена также задача создания устройства для формования узлов обуви из термопластичных материалов путем усовершенствования системы охлаждения за счет применения холодильных установок, работающих от энергии сжатого воздуха общефабричной системы, и системы циркуляции охлажденного воздуха к обжимным матрицам, чтобы обеспечить их охлаждение, а через них охлаждение наружной поверхности узла обуви, повышение качества узла, производительность труда и экономичность устройства. Поставленная задача решена тем, что в способе, включающем нагрев узла обуви из термопластичных материалов до температуры 100 - 150°C с внутренней поверхности на нагреваемом пуансоне с последующим охлаждением на охлаждаемом пуансоне до температуры -10 - -5°C с обжимом обжимной матрицы, согласно изобретению, обувный узел дополнительно охлаждают с внешней стороны охлаждаемой обжимной матрицей при температуре от -5 до +5°C в течение 10 - 20с. Поставленная задача решена также тем, что устройство для формования узлов обуви из термопластичных материалов, содержащее нагреваемые пуансоны и охлаждаемые пуансоны, соединенные с холодильной установкой, и расположенные над пуансонами обжимные матрицы, согласно изобретению, имеет обжимные матрицы, выполненные полыми, жесткими и дополнительно снабженные на рабочей поверхности эластичной подкладкой, преимущественно, из металлизированной резины, а охлаждаемые пуансоны и обжимные матрицы соединены последовательно между собой как сообщающиеся сосуды, и с холодильной установкой. Кроме того, в качестве холодильной установки выбран вихревой холодильник. К вихревым холодильникам, в частности, относится малогабаритный микрохолодильник ВМХ-14, разработанный Куйбышевским политехническим институтом, завод-изготовитель - Акционерное общество "ВАРД", г.Самара (проспект ВДНХ СССР, 1988). Благодаря двухстороннему охлаждению узла обуви происходит полное охлаждение и полная усадка термопластичного материала, чем устраняется деформация и искажение узла обуви после удаления из пресс-формы. Благодаря применению полых охлаждаемых матриц, последовательно соединенных с охлаждаемыми пуансонами, через которые последовательно, сначала в пуансоны, а из них в матрицы, проходит охлажденный воздух, обеспечивается их охлаждение от одной системы. Благодаря применению вихревых микрохолодильников малых габаритов (60 ´ 60 ´ 100мм), которые работают от общефабричной системы сжатого воздуха, упрощается конструкция машины, отпадает необходимость в хладагентах и антифризе, экономится металл. Микрохолодильник работает надежно, не требует специального ухода, легко сменяется как комплектующее изделие. Способ реализуется следующим образом. Пример 1. Пяточный узел с задником из термопластичного материала после нагрева до температуры 100°C для размягчения термопластичного материала одевается на охлаждаемый пуансон температурой -5°C и обжимается обжимными матрицами, также охлажденными до температуры -5°C. По истечении времени формования (20с) пяточный узел удаляется из пресс-формы. За счет того, что градиент температуры холода направлен в охлаждаемых материалах пяточного узла обуви с двух сторон (внутренней и внешней) эффект охлаждения достаточно высок. Аналогично формуется носочный и другие узлы из термопластичных материалов. Пример 2. Проведенный по аналогичной примеру 1 методике процесс при температуре нагрева пяточного узла в 150°C, температуре охлаждаемого пуансона -10°C и обжимных матриц - +5°C показывает; что охлаждение пяточного узла более интенсивно с внутренней стороны. Однако эффект охлаждения также достаточно быстрый при времени охлаждения 10с за счет значительной холодоотдачи пуансона. Пример 3. По аналогичной примерам 1 и 2 методике, при температурах нагрева пяточного узла до 125°C, охлаждения охлаждаемого пуансона до -15°C и обжимных матриц до 0°C охлаждение также интенсивно, за счет значительной холодоотдачи охлаждаемого пуансона. Усадка термопластичного материала также, как в примерах 1, 2, успевает произойти в течение короткого времени - 20с (времени охлаждения в пресс-форме). Пример 4. По аналогичной примерам 1 - 3 методике проводят нагрев узла обуви при температуре 80°C, охлаждение охлаждаемого пуансона - -3°C, обжимной матрицы - +5°C, узел охлаждают в течение 7с. Процесс практически не осуществим, так как нагрев до 80°C не обеспечивает достаточного размягчения термопластичного материала. Время - 7с недостаточное для того, чтобы материал получил усадку даже при его предварительном нагреве выше 80°C. Пример 5. Узел нагревали по аналогичной примерам 1 - 4 методике до 160°C, пуансон охлаждали до температуры -15°C, а обжимные матрицы - до -10°C, узел охлаждали 30с. Процесс при этих параметрах вести нецелесообразно, так как нагрев до 160°C доводит термопластичный материал до грани текучести. При увеличении температуры охлаждения матрицы, как в примере 4, термопластичний материал не успевает получить усадку, а при понижении температуры охлаждения матрицы и пуансона структура материала не меняется, но затрачивается больше времени (30с), при условии нагрева узла до 150°C. На чертеже (фиг.) представлена схема заявляемого устройства. Устройство содержит правый 1 и левый 2 охлаждаемые пуансоны, обжимные матрицы 3 и 4 жесткой формы, выполненные полыми и соединенные между собой последовательно как сообщающиеся сосуды, эластичные подкладки 5, 6, преимущественно из металлизированной резины, вихревой микрохолодильник марки BMX-14 7, питающий пневматический кран 8, теплообменник 9, делители потока воздуха 10, 11 и 12 и нагреваемые пуансоны 13 и 14. Устройство работает следующим образом. Охлаждаемые пуансоны 1 и 2 имеют внутренние полости, в которые поступает охлажденный воздух от вихревого микрохолодильника 7, через делитель потока воздуха 10. Ви хревой микрохолодильник 7 питается через кран 8 сжатым воздухом давлением в 4 - 5атм. Отдав часть своего холода охлаждаемым пуансонам 1 и 2, холодный воздух поступает во вн утренние полости обжимных матриц 3 и 4 через делители потока 11 и 12. Проходя через внутренние полости обжимных матриц 3 и 4, которые как и охлаждаемые пуансоны, изготовлены из дюралюминия и рабочие поверхности которых покрыты эластичными подкладками из металлизированной резины, отдают им оставшуюся холодную энергию. Отдав холод, сжатый воздух выходит наружу. Однако он еще достаточно холоден, с температурой близкой нулю, в связи с чем его можно использовать для охлаждения входного воздуха через теплообменник 9, чем повысить эффективность микрохолодильника 7. Пяточные узлы обуви нагревают на нагреваемых пуансонах 13 и 14 для размягчения термопластичного задника, после чего переставляют на охлаждаемые пуансоны 1 и 2 и обжимают охлаждаемыми обжимными матрицами 3, 4. Для эластичных подкладок 5 и 6 можно использовать другие виды материалов, например, металлизированный полиуретан, однако полиуретан под воздействием низких температур в динамических режимах быстро выходит из строя.