CN102371702A - 用于液压机的压垫 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于液压机(1)的压垫(7)，具有不透流体的且具有弹性体材料和与弹性体材料连接的纤维的第一层(9)和与第一层(9)连接的且同样不透流体的第二层(10)。为了获得可简单制造的且可以在沿垫板平面横向的方向上分区段不同调节出弹性的压垫(7)而提出，第一层(9)在其面对第二层(10)的侧面设有多个通道(15)，在这些通道中有至少在压力机(1)的工作温度可流动的物料，并且这些通道至少通过第二层(10)被流体密封地封闭。

Description

用于液压机的压垫

技术领域

本发明涉及用于液压机的压垫，包括不透流体的第一层和与第一层连接的第二层，第一层具有弹性体材料和与弹性体材料连接的纤维，第二层同样不透流体。

背景技术

这样的压垫已由EP0235582A2公开。已知的压垫应该尤其在制造用于印制电子电路的多层柔性印刷电路板时应用在所谓的高压压力机中。用于电子印刷电路板材料制造的压垫在利用高压(达到约1000牛顿/平方厘米或者100巴)和同时的高温(达到约220℃)的情况下按照层压工艺来制造。夹层结构的压垫包含例如呈中央玻璃纤维布形式的纤维加强层，用于减小在压制作业中以及卸下加工好的压制品以及装上新的压制坯时的变形，进而延长压垫的使用寿命。此外，对于用于印刷电路板制造的压垫，通常在表面设置例如呈聚四氟乙烯(PTFE)膜形式的抗附着层。而且重要的是，在这种高压压垫的使用过程中，防止纤维或颗粒从压垫中磨掉，因为这样的磨损会污染印刷电路板材料，进而将导致质量下降，甚至导致印刷电路板在技术上不可用。

此外，压垫也经常被用在制造带有涂覆表面的木质材料加工领域中。这样的层压品首先被用在家俱生产领域且作为地板材料。因此，例如在木纤维板(刨花板或MDF板)上施加呈带有不同装饰(仿木花纹、仿瓷砖装饰、仿石花纹等)的耐磨塑料膜形式的装饰层。装饰层和由纤维板构成的基板材料之间的连接一般采用三聚氰胺树脂来实现，三聚氰胺树脂在压力和温度的作用下(达到50巴或500牛顿/平方厘米的压制压力和达到220℃的压制温度)被送入层压压力机以便固化。

不仅在将压垫用在印刷电路板制造领域时，而且在将装饰层敷设到纤维材料时，压垫的作用都是补偿液压机区域中的厚度误差或者说高度误差。这种厚度误差或高度误差因尺寸不同而出现在压制品区域(纤维板或装饰膜或印刷电路板初始材料)中，但主要在压力机区域中。因此，压制设备的可加热压板的尺寸一般为几米，从而除制造公差外，还出现由在压制作业中的不同温度分布引起的板翘曲问题。在两侧与压制品接触的所谓压板中，也可能出现尺寸公差。因此，压垫的第一重要特性在于补偿“加热板-压板-压制品-压板-加热板”体系区域内的这种尺寸公差。为了能长期不损伤压垫地实施这样的厚度补偿措施，压垫必须有足够高的弹性，就是说弹簧性能，它在压力卸载后又自动回复至其初始形状。一般，弹性体材料被用在已知的压垫中，用于获得期望的弹簧性能。尤其是硅酮弹性体材料或者含氟弹性体材料或含氟硅酮弹性体材料经常被用在压垫中，因为其具有优良的耐热性以及耐受不同化学物质的性能。

因为在压垫需要能按期望使热从加热板经压垫和压板快速一般只流入压制品的优良导热性，所以压垫通常具有由导热性良好的材料构成的组成部分，尤其是由金属构成的部分。通常，为此采用铜和/或黄铜和/或不锈钢和/或其它金属合金。

原则上，在已知的压垫中要分为涉及纺织平面织物的压垫和具有封闭材料层的压垫。包括封闭的材料层的压垫例如由DE2319593A或者EP1300235A公开。为了在高的压制压力下以及在操作压垫时能保证其长期完整，在所用的硅酮弹性体材料中埋有例如由铜丝构成的衬布。为了提高导热性，在根据EP1300235A的压垫中规定了金属衬布在表面上高出弹性体材料。为进一步提高导热性，也可以在弹性体材料中加入导热性更高的颗粒(金属粉，石英粉)。如上所述，此外许多压垫可以是纺织平面织物，它们尤其可以呈织造织物、针织物或纤维网形式。通过这种方式，仅因为压垫或者在其中加工出的丝线的几何形状，保证了良好的形状变化能力和进而良好的厚度补偿性。这主要适用在丝线沿横向于其纵轴线的方向具有高的固有弹性时，尤其是当由弹性体材料构成时或具有抗拉芯线(由金属或人造纤维构成)时，芯线用弹性体材料包皮。这种压垫例如由EP0735949A、EP1136248A和EP1779999A以织造压垫的形式公开。基于针织品的压垫尤其在EP1033237A、EP1040910A和EP1040909A中被公开。为了给压垫提供非常出色的渐进弹性，从EP1386723A中知道了采用以弹性体材料交替包缠的丝线，其弹性横向于丝线纵轴线交替地增大或减小。而且，还知道了压垫或者压垫-压板组合体，其中，压垫的组合空腔或者该组合体用在压力机工作温度下为流态的材料填充(EP2189276)。

这种根据DE2319593A的垫状压垫的缺点是其刚性较高而逐点弹性较差。而呈平面织物形式的压垫的制造成本比较昂贵。尤其当采用包皮丝线时，更是如此，还可能采用不同类型的包皮丝线，在这里，在第一步中必须在挤出过程中给芯线材料敷设包皮的弹性体材料。在第二步中进行的纺织技术加工(织造或编织)再次要求高昂成本，因为所加工的弹性体材料丝线或者金属丝与典型的纺织品不同要困难许多且以较低的速度来加工。

发明内容

本发明要解决的技术问题，提供一种压垫，它的特点是具有良好的渐进弹性且同时能尽量简单地制造。

基于上述类型的压垫，上述技术问题是这样得以解决的，即，第一层在其靠近第二层的侧面上配设有多个通道，至少在压力机工作温度可流动的物料位于该通道内并且所述通道至少通过第二层被不透流体地封闭。

通过所述通道的布局结构和尺寸，可以非常简单独立地调节出垫板在其整个表面范围的弹性特性。通过一方面是弹性体材料的弹性特性且另一方面是在压力机工作温度可流动的在通道内的物料的弹性特性，本发明的垫板特性也可以在很宽广的范围内变化。此外，在压垫的不同区域中实现不同效力的弹性是简单可行的。

根据一个优选实施方式，除了第一和第二层外还设有第三层，第三层在第一层的远离第二层的侧面上与第一层连接并且同样是不透流体的，其中或是第一层也在其面对第三层的侧面设有多个其它通道和/或第三层在其面对第一层的侧面配设有多个其它通道。在后者情况下，第三层与第一层一样，具有弹性体材料和与之连接的纤维。在任何情况下，所述多个其它通道通过第一层和第三层之间的连接被流体密封地封闭。

因此通过上述的方式，提供了两个通道平面，由此，进一步增加了弹性分布和弹性特性设计的可能性。

典型地，本发明的压垫根据现有的压制设备为长方形并且在至少一个边缘区、优选四周环绕地在所有边缘区内没有通道。所述至少一个边缘的宽度取决于各加热板规格地优选在1厘米至20厘米之间。在上述的边缘区里，可以通过简单方式建立在第一层和第二层之间或者说在第一层和第三层之间的全面连贯的流体密封式连接，这是因为可以实现比较大面积的接触。所述边缘区因此尤其适合在其端侧方向上封闭所述通道，以便在该方向上也获得流体密封性。

特别有利的是，第一层和第二层和/或第一层和第三层相互粘结或者焊接，在这里，尤其是也可以有利地采用激光焊接或超声波焊接技术。

根据本发明的一个优选改进方案，所述多个通道包括相互平行延伸的第一组通道，其中优选设有同样相互平行且垂直于第一组通道延伸的第二组通道。此时，可以使这两组通道相互连通或不连通。因此在连通情况下，出现了由相互交叉且彼此连通的通道构成的体系。于是，这些通道优选在一个平面内延伸，或者构成唯一一个通道层。在两组没有相互连通的情况下，这些通道最好在压垫厚度方向上看是相互间隔开的，从而得到两个相互分开的通道层。在通道组交叉的情况下，将获得在压垫表面范围内的非常均匀的通道分布，从而压垫的局部弹性偏差可能很小。

关于本发明压垫的制造，所述通道可以通过原型技术尤其通过浇注或刮刻被加工到相应的模具中，或者通过成型技术尤其通过压印、冲压或剪切，或者剥蚀尤其通过激光加工，或者铣削，被加工到相关的层中。为使垫板在其整个表面获得特别好的可计算的弹性性能，一定数量的通道或者所有的通道应该完全填充有在压力机工作温度下可流动的物料。“在压力机工作温度下可流动的物料”应该是指任何流体，就是说可压缩的流体(气体)，但也可以是任何不可压缩的流体(液体)。物料可以在低于工作温度的温度下也能处于固体的物态。作为用于本发明压垫的流体，尤其考虑空气或其它(惰性)气体，或者油(矿物油或合成油或其混合物)或者(惰性)液体，或者低熔点金属。在此情况下，尤其是铅或锌或含有上述元素中的至少一种元素且在室温下可处于固态的合金。

虽然所述多个通道也可以部分不仅位于第一和第二层中，而且位于第一和第三层中，但为了能更简单制造起见，第二层和/或第三层是厚度为10-1000微米的膜并具有聚合物或由聚合物构成是很有利的，例如优选聚四氟乙烯(PTFE)或含氟橡胶或硅酮弹性体材料或含氟硅酮弹性体材料。为了即便在持续变化的高压力载荷下也能长时间保证压垫的完整性，第一层和/或第二层和/或第三层可以具有衬布，该衬布被埋在弹性体材料中，优选是硅酮弹性体材料或含氟弹性体材料或含氟硅酮弹性体材料或包含至少两种上述弹性体材料的共混弹性体材料中。一种提高压垫强度的措施可以在于，至少第一层所含的纤维具有耐高温人造纤维，尤其是由芳族聚酰胺、凯夫拉、聚酯、三聚氰胺树脂、碳、玻璃构成的人造纤维，或者金属丝，尤其是由黄铜、铜、不锈钢构成的丝。此时，纤维可以呈单纤丝或复纤丝形式，在这里，纤维优选为若干短切纤维，其长度为1-50毫米和/或呈平面织物的形式，尤其呈织物、编织物、针织物、无纺布或纤网的形式。

如果弹性体材料本来就有适度的导热性，则在第一层和/或第三层的弹性体材料和/或在压力机工作温度下可流动的物料可含有高导热性颗粒，尤其是金属粉或石英粉。借此，可以尤其在以短周期时间工作的压制设备中加快向压制品传导热，结果，又能将加热板温度选择为较低。

典型地，所述通道的面积占压垫总面积的面积份额为5％-50％，优选为10％-20％，如果所述通道按照多个通道层布设，则要考虑在所有层中的这些通道。如果这些通道相互重合地设置在多个层中，则在计算上述的面积份额时只考虑唯一一个层的通道。

虽然在“无问题的”压制设备中在加热板或者压板区域内的通道分布大多是均匀的，但在存在不同压力分布而出现压制问题的压制设备中，有意识地规定通道的不均匀分布。此时，不均匀性是这样的构造，在压垫的某些区域中，相邻通道的相互间距大于或小于在压垫其余区域中的通道相互间距，和/或在压垫的某些区域中，通道尺寸且尤其是其宽度和/或深度大于或小于在压垫的其它区域内的通道尺寸。

最后，根据本发明还规定，通道宽度为5-20毫米和/或在垂直于压垫表面的方向上测定的通道深度为1-5毫米和/或平行的相邻的通道之间的间距为1-50毫米。

附图说明

以下，将结合如图所示的压垫的多个实施例来详细描述本发明，其中：

图1示出了热压机的竖截面，

图2以分解图示出了压垫第一实施方式的竖截面，

图3示出了压垫第二实施方式的竖截面，

图4示出了压垫第三实施方式的竖截面，

图5示出了根据图3的压垫的第一层的透视图，

图6示出了根据图3的压垫的第一层的角部的俯视图。

具体实施方式

图1示意性示出的压力机1关于水平中心面2是镜面对称结构的并且具有两个设有多个加热通道3的加热板4以及两个金属的压板5，它们以其彼此面对的、尤其是有雕刻结构的表面朝向一个居中布置的压制品。压制品例如是待覆层的MDF板，其在两侧面上要覆上装饰膜，装饰膜应通过三聚氰胺树脂在压力和温度作用下与MDF板连接。为了补偿压制品6内的厚度公差以及在压板5中和在加热板4中的其它的高度差(例如由翘曲引起)，分别在一个压板5和对应的加热板4之间有一个压垫7。压垫以边缘区8在四周超出长方形的加热板4和具有相同尺寸的压板5，这用于固定目的。

压垫7的结构在根据图2的竖截面图中被详细示出。以分解视图形式示出了压垫7，其中为清楚起见，相互间隔地设置了中央第一层9和上方第二层10以及下方第三层11。但实际上，上述三层9、10、11紧密且尤其不透流体地相互连接，如以下还将详细描述的那样。

压垫7和第一层9关于中心面2镜面对称地构成。在中心面2内，在第一层9内部，按平纹组织的衬布12埋设在其弹性体材料尤其是硅酮弹性体材料中，可以看到其中的呈波浪延伸的经丝和相交的纬丝。在第一层9的顶面13上方和第一层9的底面14下方有第二层10和第三层11。

对本发明压垫7重要的是，在第一层9的顶面13上存在多个第一通道15，并且在本实施例中，还在第一层9的底面14上存在多个第二通道16。通道15以及通道16均在其分组内延伸，但就两组通道15、16而言，它们相互平行并且相互等距地布置。在第一层9的顶面13上的通道15此时以各自相邻的通道15、16的半个间距的大小相互错开布置，从而得到一种典型的有空缺的结构。

为了获得流体密封的封闭的通道15、16，第一层9的顶面13与第二层10粘结或焊接。或许有的由已知胶粘剂构成的胶层为简明起见未在图中被示出。第二层10是由例如硅酮弹性体材料构成的膜。关于压垫7的底面，以上情况也适用于第三层11和第一层9的底面14的连接。如以下关于本发明的另一个实施例还将详细说明的那样，压垫7的边缘区四周没有通道15、16，因此后者也在端侧被流体密封地封闭。在压垫7的这个例子中，在这些通道15和16中充入空气。不过，也可以想到填充任何其它气体，同样可以充填任何液体或者金属或金属合金，该金属或金属合金在压力机工作温度(大约80℃-220℃)处于液态。

与根据图2的三层结构不同，根据图2的压垫17只有一个中间层结构。在这里，在第一层19和第二层20之间存在流体密封的连接。从第一层19的顶面21开始，通道22位于第一层19中。这些通道22相互平行延伸并且按照在平行于压垫17顶面21的方向上测量的相互间距23等距延伸。通道22的深度24等于(从第一层19的顶面21起测量)大约1毫米。垂直于该深度24测量的宽度25等于2毫米。第一层19的厚度26a等于2毫米，而第二层20的厚度26b等于约1毫米。

从根据图5的视图中能看到，根据图3的压垫17不仅具有第一组相互平行的通道22，而且具有第二组与之垂直延伸的且在第二组中平行等距延伸的通道28。通过这种方式，在第一层19的顶面21上形成一种格子图案。

如图6所示，压垫17的环绕边缘区30没有通道。该边缘区29、30具有大约1厘米的宽度31、32。边缘区29、30优选侧向超出压力机1的加热板4和压板5，因而与压垫17的配设有通道22、28的中央部不同地没有位于在压制作业中传递压力的传递区中。因为有边缘区29、30，所以这些通道22、28在压垫17的边缘33、34之前结束，因此达到通道22、28在端侧的流体密封地封闭。

图4以竖截面图示出了压垫27的一个替代实施方式。压垫27由第一层39和与第一层流体密封地粘结的第二层40构成，这两层均由弹性体材料尤其是硅酮弹性体材料构成，并且两者具有相同的大约1毫米的厚度35。

压垫27的等距且相互平行延伸的通道36其横截面为圆形并且分别对半地设计在第一层39和第二层40中。因此，在每层39、40中有横截面为半圆形的半个通道，其在结构相同的第一和第二层39、40组合时补足形成具有圆形横截面的完整通道36。因此在制造压垫27时，一方面，相邻通道36的间距38正好相等是重要的，而且刚好实现第一和第二层39、40的流体密封的连接，从而形成具有圆形横截面的通道36。通道36的直径37为1.5毫米，在这里，这在压垫总厚度41为3.5毫米时大约相当于43％的(长度)份额。

所有上述的压垫7、17、27的弹性体材料可以为了提高导热性而配有导热材料颗粒，尤其是金属粉末。这同样适用于填充通道15、16、22、28的材料，只要它此时是液体，例如油。

Claims (16)

1.一种用于液压机(1)的压垫(7，17，27)，具有不透流体的且具有弹性体材料和与弹性体材料连接的纤维的第一层(9，19，39)和与第一层(9，19，39)连接的且同样不透流体的第二层(10，20，40)，其特征在于，第一层(9，19，39)在其面对第二层(10，20，40)的侧面设有多个通道(15，22，28，36)，在这些通道中有至少在压力机(1)的工作温度可流动的物料，并且这些通道至少通过第二层(10，20，40)被流体密封地封闭。

2.根据权利要求1所述的压垫，其特征在于，具有第三层(11)，第三层在第一层(9)的远离第二层(10)的侧面上与第一层连接并且同样是不透流体的，其中或是第一层(9)也在其面对第三层(11)的侧面设有多个其它通道(16)和/或第三层在其面对第一层的侧面配设有多个其它通道，在后者情况下，第三层具有弹性体材料和与之连接的纤维，并且所述多个其它通道(16)通过第一层(9)和第三层(11)之间的连接被流体密封地封闭。

3.根据权利要求1或2所述的压垫，其特征在于，该压垫(7，17，27)为长方形，该压垫(7，17，27)的至少一个边缘区(29，30)，最好是四周环绕的所有边缘区(29，30)，没有通道(15，16，22，28，36)，该至少一个边缘区(29，30)的宽度(31，32)优选地在1-20厘米之间。

4.根据权利要求1至3之一所述的压垫，其特征在于，第一层(9，19，39)和第二层(10，20，40)和/或第一层(9)和第三层(11)相互间粘结或焊接。

5.根据权利要求1至4之一所述的压垫，其特征在于，所述多个通道(22，28)包括相互平行延伸的第一组通道(22)，其中优选设有又是相互平行且垂直于第一组通道(22)延伸的第二组通道(28)，还优选的是，这两组通道(22，28)相互连通或不连通。

6.根据权利要求1至5之一所述的压垫，其特征在于，所述通道(15，16，22，28，36)通过原型技术尤其通过浇注或刮刻被加工到相应的模具中，或者通过成型技术尤其通过压印、冲压或剪切，或者剥蚀尤其通过激光加工，或者铣削，被加工到相关的层中。

7.根据权利要求1至6之一所述的压垫，其特征在于，一定数量的或者所有的通道(15，16，22，28，36)完全填充有在压力机(1)工作温度可流动的物料。

8.根据权利要求1至7之一所述的压垫，其特征在于，位于所述通道(15，16，22，28，36)内的材料是气体、尤其是空气或其它惰性气体，或者液体尤其是油或其它惰性液体，或者金属，它在室温下为固态，在压力机(1)工作温度下为液态，尤其是铅、锌或含有上述元素的合金。

9.根据权利要求1至8之一所述的压垫，其特征在于，第二层(10，20，40)和/或第三层(11)具有厚度为10微米至1000微米之间的膜和聚合物最好是硅酮弹性体材料。

10.根据权利要求1至9之一所述的压垫，其特征在于，第一层(9，19，39)和/或第二层和/或第三层(11)具有衬布(12)，该衬布被埋入弹性体材料、优选是硅酮弹性体材料或者含氟弹性体材料或含氟硅酮弹性体材料或者含有上述弹性体材料中的至少两种的共混弹性体材料中。

11.根据权利要求1至10之一所述的压垫，其特征在于，第一层(9，19，39)中所含的纤维是耐高温的人造纤维，尤其是由芳族聚酰胺、三聚氰胺树脂、诺梅克斯、凯夫拉、碳、玻璃构成的纤维，或者金属丝尤其是由黄铜、铜、不锈钢、铝构成的丝。

12.根据权利要求1至11之一所述的压垫，其特征在于，第一层(9，19，39)所含的纤维呈单纤丝或复纤丝形式，其中优选所述纤维呈若干短切纤维形式，其长度为1-50毫米和/或呈平面织物形式，尤其呈织物、编织物、针织物、无纺布或纤网的形式。

13.根据权利要求1至12之一所述的压垫，其特征在于，在第一层(9，19，39)和/或第三层(11)的弹性体材料中和/或在压力机(1)工作温度下可流动的物料中，埋有具有高导热性的颗粒，尤其是金属粉或石英粉。

14.根据权利要求1至13之一所述的压垫，其特征在于，通道(15，16，22，28，36的面积占压垫(7，17，27)总面积的面积份额为5％-50％，优选为10％-30％。

15.根据权利要求1至14之一所述的压垫，其特征在于，所述通道在压垫表面上的分布是不均匀的，尤其在压垫的某些区域中，相邻通道的相互间距大于或小于和/或通道尺寸尤其是其宽度或深度大于或小于在压垫的其它区域中的情况。

16.根据权利要求1至15之一所述的压垫，其特征在于，所述通道(15，16，22，28，36)的宽度(25，37)在5-20毫米之间和/或所述通道(15，16，22，28，36)的深度(24)在垂直于压垫表面的方向上测量地在1-5毫米之间和/或平行相邻的通道(36)的相互间距(38)在1-50毫米之间。

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