CN102933358B - 用于三维弯曲的单板，系统及其方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种包含一层木质材料并具有凹部图案的单板。所述凹部图案包括排列为一行的多个凹部，其中每个凹部具有沿着该层木质材料的纹理方向纵向延伸的伸长形状，并且具有在0.1和3mm之间的宽度，其中两个连续凹部之间的距离小于每个凹部的长度。

Description

用于三维弯曲的单板，系统及其方法

技术领域

本发明属于单板技术领域。更具体地，本发明涉及一种适于在三维空间内围绕单板上的一点弯曲的单板，例如作为家具的一部分，以及用于生产所述单板的系统和方法。

背景技术

根据定义单板是一种相对较薄的木质材料板，其通常通过胶合或通过其它手段固定在一块嵌板上以形成具有美学吸引力的表面。通常，单板材料的厚度处在0至5mm的范围内。然而，在其它的应用中，单板可能被用于形成刚性结构，例如在家具中，并且然后被表面涂层所覆盖。这种应用的一个例子是胶合板，其是一种由被胶合在一起的多层单板组成的平面结构。

在木工制作领域中，对于不只包括直角的家具或其它物体的制作，定型是一种非常困难的处理。因而，已知有各种不同的定型单板的方法。

GB840640公开了一种单板，其在多于一个方向上弯曲。GB840640进而示出了在每一层单板内具有多个狭槽，所述狭槽使单板能够弯曲以形成椅背。GB840640的问题是具有狭槽的单板只有一种尺寸，因此在形状和尺寸上只适用于一种单一类型的家具，在本例中是一种特定的椅背。

因此，一种改进的适用于多种类型的家具的单板将是更有利的。

发明内容

相应地，本发明优选地旨在通过提供一种单板，以及用于生产该单板的系统和方法，来减轻、缓解或消除一种或多种上文所指出的现有技术的缺陷和不足，并且解决至少上面所提到的问题。

本发明的一个目的是克服现有技术的缺陷和问题。另一目的是提供一种可以通过三维弯曲定型的单板。

根据本发明的一个构思是提供一种具有使单板能够被定型为任意形状的成型表面的单板。

根据本发明的第一方面，提供了一种单板。该单板包括一层木质材料，其中所述该层木质材料包括多个凹部，所述凹部被排列为至少一行，其中每个凹部具有沿着该层木质材料的纹理方向纵向延伸的伸长形状，并且具有在0，1和3mm之间的宽度。在一行凹部中，两个连续的凹部之间的距离小于每个凹部的长度。

根据第二方面，提供了一种用于处理单板的系统。该系统包括被配置为经过第一滚轮在入口和出口之间传送一层木质材料的馈送线，所述滚轮具有多个排列为一行的突起，其中在每一行里两个连续突起之间的距离小于每个突起的长度，使第一滚轮被配置为通过转动刻印所述单板，从而在单板内产生对应于所述多个突起并且具有在0，1和3mm之间的宽度的凹部。

根据第三方面，提供了一种用于处理单板的系统。该系统包括：被配置为经过压制区域在入口和出口之间传送一层木质材料的馈送线，具有多个排列为一行的突起的原模，其中在每一行里两个连续突起之间的距离小于每个突起的长度，以及被配置为在压制区域内将所述原模压到一层单板上的压制装置，以便所述突起被转化为在该层单板内具有在0，1和3mm之间的宽度的凹部。

根据第四方面，提供了一种用于处理单板的方法。该方法包括：提供一层木质材料；将该层木质材料与滚轮对齐，所述滚轮具有多个排列为一行的突起，其中在每一行里两个连续突起之间的距离小于每个突起的长度；以及通过相对于单板旋转具有多个突起的滚轮，在所述单板内生成多个凹部，所述凹部具有在0，1和3mm之间的宽度。

根据第五方面，提供了一种处理单板的方法。该方法包括：提供一层木质材料；将该层木质材料与原模对齐，所述原模具有多个排列为一行的突起，其中在每一行里两个连续突起之间的距离小于每个突起的长度；以及将所述原模压到该层木质材料上，以便所述突起被转化为在该层木质材料内的凹部，所述凹部具有在0，1和3mm之间的宽度。

根据第六方面，提供了一种用于在三维弯曲之前或三维弯曲过程中支撑至少两块单板的支架。

根据第七方面，提供了一种包含所述经过处理的单板的刚性结构。

附图说明

本发明能够实现的上述及其它方面、特征和优点将通过对本发明实施例的以下描述加以阐明从而更加清楚，并以所附附图作为参考，其中

图1是表示弧高度概念的示意图；

图2是根据一个实施例具有凹部图案的单板的俯视图；

图3a是根据一个实施例具有对称凹部图案的单板；

图3b是根据一个实施例具有非对称凹部图案的单板；

图4是根据一个实施例具有凹部图案的单板的示意性俯视图；

图5是根据一个实施例的单板的切面视图；

图6示出了根据一个实施例用于处理单板的系统；

图7示出了根据一个实施例的滚轮的切块；

图8示出了根据一个实施例的滚轮；

图9示出了根据一个实施例用于处理单板的系统；

图10示出了根据一个实施例用于处理单板的系统；以及

图11示出了根据一个实施例用于单板叠层的支架。

具体实施方式

以下参照附图来详细介绍本发明的一些实施例，以便本领域技术人员能够实现本发明。然而，本发明能够以多种不同的形式实现，不应理解为仅限于这里提出的实施例。当然，提供这些实施例是为了使公开能够充分和完整，并且对本领域技术人员全面地传达本发明的范围。这些实施例并不旨在限制本发明，本发明只通过所附的权利要求书加以限定。而且，在对附图所示的特定实施例的具体描述中使用的术语并不旨在作为对本发明的限制。

下面的介绍集中介绍适用于单板、用于处理所述单板的滚轮以及生产所述单板的方法的实施例，所述单板适于在三维空间内围绕单板上的一点弯曲。

本发明的一个目标是提供一种单板和/或单板叠层，所述单板能够围绕该单板的表面或者该单板叠层的上/下表面上的一点上三维弯曲。

弧高度是一种可以用于定义三维弯曲的幅度的参数。通用术语中，在三维应用里，弧高度定义了一个表面可以围绕一点弯曲多少而不产生断裂。

我们也可以将弧高度定义为与球形等圆形对象的边界相交叉的平面与在由该平面和该对象交叉边界所限定的区域的中点处的对象边界之间的垂直距离。当该圆形对象是一个球形时，所述弧高度与沿着该平面交叉处边界所形成的圆形直径的关系定义了三维弯曲的幅度。因此，在保持所述圆形直径不变的情况下，所述弧高度越高，则所产生的三维弯曲的幅度越大。在本说明书中，术语弧高度和弯曲曲率作为相类似的词使用并且二者均旨在定义围绕单板上的一点或者围绕单板叠层的上表面或下表面上的一点的三维弯曲的幅度。

因此，本发明的目的是提供一种允许尽可能大的弧高度的单板和/或单板叠层。

图1出于示例的目的示出了在三维空间中弧高度AH的概念。在图1中示出了具有第一直径d1和第二直径d2的半球形中空椭圆体的弧高度。在第一直径等于第二直径的情况下所述半球形椭圆体是一个半球体。应该认识到在实际中所述单板的曲率不会严格地符合一个椭圆体或者球体的曲率，因此这一解释只是单纯地用于解释性的目的。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种木单板10。该单板包括按行11，12等排列的多个凹部11a，11b，12a，12b等。每个凹部具有沿着该木单板的纹理方向延伸的伸长形状。

凹部图案—尺寸&大小

所述单板具有凹部图案。根据一个实施例，两个连续的凹部11a和11b，或者12a和12b之间的距离Lb小于每个凹部11a，11b，12a，12b的长度。从而，每一行的区域的主要部分，即由该行长度所形成的区域，也即沿着纹理方向的单板的实际长度，乘以每个凹部的宽度，包含了各凹部。

进而，每个凹部两端中的每一端与每个横向相邻的凹部相重叠。因此，每个凹部的第一端与每个相邻凹部重叠如图2所示的距离Lo1。每个凹部的第二端与每个相邻凹部重叠距离Lo2。每个凹部的长度L因而可以被定义为：

L＝Lo1+Lo2+Lb

因此，这就意味着在每一行凹部中，在图1中用距离Lb来表示的不具有凹部的区域与每个相邻行的凹部中的相应区域是相移的。

在一个实施例中，所述重叠是对称的，即Lo1＝Lo2，从而得到L＝2Lo1+Lb＝2Lo2+Lb。

在某些应用中对称的重叠是优选地，因为这种图案提供了具有对称的弯曲刚性的单板。图3a示出了这种对称凹部图案结构。

在三维弯曲的一种典型形成处理中，所述单板的两侧均受到压力以及拉力。所述凹部可以因而吸收所述压力，而没有被凹部所覆盖的单板区域则吸收所述拉力。

在所述重叠是非对称的实施例中，即Lo1≠Lo2,且Lo1和Lo2二者均大于0。图2和图3b示出了这种非对称凹部图案结构。当需要非对称的单板端部形状时，采用非对称凹部图案将会更有优势。

例如，为了在单板上提供所述凹部，采用两个连续的滚轮提供非对称凹部图案，其中第一滚轮包括对应于每两行凹部，如图2中的行11和行13中的每个凹部的突起，并且第二滚轮包括对应于每两行凹部，如图2中的行12和14中的每个凹部的突起。

在本说明书中所提出的凹部图案尺寸是示例性的尺寸，其可被用于在家具中使用的单板，例如椅子，沙发等。然而，可以理解取决于应用可以采用其它的尺寸。

每个凹部的长度L可以基于所希望的单板或单板叠层的弯曲曲率加以选择。根据一个实施例，所述凹部长度(L)可以大约为30mm。

在一行凹部11，12，13中，两个连续的凹部11a，11b，12a，12b之间的距离Lb可以基于所希望的单板或单板叠层的弯曲曲率加以选择。例如，距离Lb可以大约为10mm。

每个凹部的宽度可以基于所希望的单板的弯曲曲率加以选择，这是因为宽度越宽，所述单板具有更好的弯曲能力。然而，太大的宽度可能会造成单板在弯曲过程中发生意外的断裂。在每行凹部中，每个凹部的宽度可以在0，1和3mm之间变化，例如0，5mm和1mm。在凹部具有不一致的宽度的情况下，最大的宽度在0，1至3mm的范围内。

两行凹部之间的垂直距离，即每行凹部之间的中心到中心的距离，也可以基于所希望的单板的弯曲曲率加以选择。例如，中心到中心的距离可以大约为4-5mm。

在一个实施例中，每个凹部具有三角棱柱的形状，其中所述棱柱的基部被设置在单板的表面，从而使得尖端形成在凹部的底部。

图4示出了具有凹部图案的单板，其中在单板表面的每个凹部从上向下看具有椭球体的形状。

在一个实施例中，所述凹部图案中的每个凹部具有延伸到单板内的圆柱形状。因此，在单板表面的每个凹部从上向下看具有圆形的形状。以这种方式，每个凹部沿着单板纹理方向及与纹理方向垂直的方向延伸相同的长度。

在一个实施例中，所述凹部图案的每个凹部具有延伸到单板内的圆锥形状或圆台形状。因此，在单板表面的每个凹部从上向下看具有圆形的形状。以这种方式每个凹部沿着单板纹理方向及与纹理方向垂直的方向延伸相同的长度。

图5示出了根据一个实施例的单板的切面视图，其中每个凹部具有三角形切面形状，从而单板的整体形状可以是三角棱柱形的。

在单板上形成凹部图案

根据上文所描述的单板可以通过下面的方法处理，该方法包括以下步骤：提供一层木质材料；将该层木质材料与滚轮51对齐，所述滚轮具有多个排列为一行的突起，其中在每一行里两个连续突起之间的距离小于每个突起的长度；以及通过在所述单板上旋转滚轮51在单板内形成凹部。

可以采用多种技术在单板上形成所述凹部图案。

在一个实施例中，如图6所示，可以通过滚轮51在单板上形成凹部图案，所述滚轮51具有对应于单板10内所希望的凹部11a，11b的多个突起11a’，11b’。所述滚轮51可以是钢制的。

可选地，如图10所示，滚轮51可以被定位于传送带91的上方，与传送带的距离适于使一块单板从中穿过。在传送带91上传送的单板可以通过滚轮51的旋转在传送带91的反作用力下形成凹部图案。可选地，采用马达(未示出)旋转滚轮51。然而在一个实施例中，在传送带91的驱动下，滚轮51可以自由地旋转而不需要任何到马达的连接，并且仍然可以在单板内形成凹部图案。

用于在单板10上形成凹部的系统可以进一步包括用于支持所述单板的第二滚轮52。所述第二滚轮的轴与第一滚轮平行。第二滚轮52可以被定位在使单板能够进入两个滚轮之间的空间的位置上，使得第一滚轮基于由第二滚轮52产生的反作用力将凹部图案刻印到单板内。所述滚轮51，第二滚轮52或二者可以由马达(未示出)驱动在如由图6中的箭头所标示的方向上旋转。在一个实施例中，仅滚轮51被马达驱动。

图7示出了根据一个实施例的滚轮51的切块，其中滚轮51是带螺纹的，并且其中每道螺纹代表一行凹部11，12。可以从图7中看到，在滚轮51上的突起是三角棱柱形状的，并且沿着每行凹部/突起，以距离Lb表示的没有突起的表面实际上是平坦的。该实际上平坦的表面可以通过例如以合适的方式研磨掉螺纹的部分来实现。这样的好处在于所述滚轮51可以以非常成本节约的方式来制造，从而产生非常成本节约的单板。在图7中，每个突起的基部的宽度大约4mm，并且每个突起的高度参照沿着每行凹部/突起的不具有突起的表面为2,5mm－4mm。

图8示出了以一定角度观察到的滚轮51。在一个实施例中所述滚轮51是不具有螺纹的，从而所述滚轮的每行凹部/突起限定了一个封闭圆环。

在单板内形成凹部图案的第二种可选方式是通过研磨。

根据一个实施例，单板内的凹部图案中每个凹部的深度小于单板的深度。

根据一个实施例，单板内的凹部图案中的每个或至少一个凹部可以被形成为通孔。

根据另一个实施例，如图9所示，所述凹部可以通过平面原模81形成。在该实施例中，处理单板的方法可以包括：提供一层木质材料，将该层木质材料与原模对齐，所述原模具有多个排列为一行的突起，其中在每一行里两个连续突起之间的距离小于每个突起的长度；以及将所述原模压到该层木质材料上，以便所述突起被转化为在该层单板内的凹部。因而所述单板可以按照上述方法通过以下系统制造，该系统包括：被配置为在经过压制区域在入口和出口之间传送木质材料的馈送线，具有多个排列为一行的突起的原模，其中两个连续突起之间的距离小于每个突起的长度，以及被配置为在压制区域内将所述原模压到一层单板上的压制装置，以便所述突起被转化为在该层单板内的凹部。

在该方法中，每个凹部的宽度可以通过控制将原模压到一层木质材料上的压力来决定。因此，更大的压力将产生更深的凹部。

具有凹部图案的单板的适用性

所述具有凹部图案的单板可以被用于形成家具的刚性结构，包括之后被表面涂层所覆盖，特别是形成至少部分地三维弯曲的刚性结构。为了形成刚性结构，多层即一叠所述具有凹部图案的单板可以被胶合在一起。取决于应用，两层相邻的单板之间的纹理方向，也即凹部方向，可以是不同的。

例如，在某些应用中，每层单板可以具有实际上与其相邻单板的纹理方向相垂直的纹理方向。在其它的应用中，在叠层中的多数单板可以具有实际上在同一方向上的纹理方向。

在所述叠层的压缩成型过程中，特别是当成型包含围绕其中一点进行三维弯曲的处理时，存在每层单板的横切端由于内部力的作用而断裂的风险。

为了降低这种风险，每层单板的横切端可以具有粘性胶带来围绕该横切端的边缘。

为了保护在三维弯曲之前及其过程中的单板叠层，可围绕该叠层的边缘应用胶带。通过在三维弯曲前围绕所述叠层的边缘应用胶带，叠层中单板受到更好的保护而避免在三维弯曲过程中折断。

在一个实施例中，如图11所示，提供了用于将叠层的各边缘保持在一起的支架101。该支架可以用弹性材料制作。该支架为C形，从而作为围绕叠层边缘的延长夹。采用所述支架是优选的，因为这样就不需要围绕叠层边缘的胶带。

例如，所述支架可以由圆柱形管子组成，其沿长度方向被切割为具有C形的切面。

3D弯曲的幅度

本发明能够提供一种耐用的单板叠层，对200mm直径能够实现15mm的弧高度。该弧高度值采用具有以下参数值的对称凹部图案达到：L＝30mm，凹部宽度＝1,5mm，凹部深度＝1,5mm，Lb＝10mm，c-t-c凹部行＝5mm。

尽管在上面的描述中举出了凹部图案的特定示例性尺寸，但可以理解取决于刚性结构的类型和形状，也可以采用其它的尺寸。然而，可以理解在纹理方向上距离Lb总是小于每个凹部的长度L。而且，可以理解Lo1和Lo2大于0mm。

尽管本发明已经在上文中参照特定实施例加以描述，但其并不仅限于这里所提出的特定形式。相反，本发明仅由所附的权利要求书所限定，并且不同于上述特定实施例的其它实施例同样可能处于所附权利要求书的范围内。

在权利要求书中，术语“包含/包括”不排除其它部件或步骤的存在。进而，尽管分别列出，多个装置、部件或方法步骤可以用于例如一个单独的单元或处理器来实现。附加地，尽管各个特征可以被包含在不同的权利要求内，这些特征可以有利地加以合并，并且其包含在不同权利要求中并非暗示这些特征的组合是不可行和/或不具优点的。而且，单一的标号并不排除多个，术语“一”，“一个”，“第一”，“第二”等不排除多个。在权利要求中的附图标号仅是为了清楚所作的示例，而不以任何方式构成对权利要求范围的限制。

本领域技术人员可以理解，本专利的方法和装置能够并且可能适用于实现所述目标并且取得所述结果和优点，以及各种其它的优点和益处。这里所述的方法、流程和装置是优选实施例的代表，并且是示例性的，并非旨在作为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以对其进行改变并进行其它应用，这些改变和应用均包含在本发明的精神之内并且被所公开的范围所定义。

Claims (22)

1.一种用于三维弯曲的单板(10)，包括：

一层木质材料，其中该层木质材料包括排列在至少一行中的多个凹部(11a,11b,12a,12b)，其中每个凹部具有沿着该层木质材料的纹理方向纵向延伸的伸长形状，并且具有在0.1和3mm之间的宽度，其特征在于，在一行凹部中两个连续的凹部(11a,11b,12a,12b)之间的距离(Lb)小于每个凹部(11a,11b,12a,12b)的长度(L)。

2.根据权利要求1所述的单板(10)，其中每个凹部(11a,11b,12a,12b)包括第一端和第二端，其中每个凹部(11a,11b,12a,12b)的第一端与每个相邻凹部(11a,11b,12a,12b)重叠第一距离(Lo1)，并且每个凹部(11a,11b,12a,12b)的第二端与每个相邻凹部(11a,11b,12a,12b)重叠第二距离(Lo2)。

3.根据权利要求2所述的单板(10)，其中每个凹部的长度(L)可以被定义为L＝Lo1+Lo2+Lb。

4.根据权利要求2或3所述的单板(10)，其中所述第一距离(Lo1)等于所述第二距离(Lo2)。

5.根据权利要求2或3所述的单板(10)，其中所述第一距离(Lo1)不等于所述第二距离(Lo2)。

6.根据上述权利要求1至3中的任意一项所述的单板(10)，其中每个凹部(11a,11b,12a,12b)的深度小于所述单板的厚度。

7.根据权利要求1至3中的任意一项所述的单板(10)，其中每个凹部(11a,11b,12a,12b)延伸穿过所述单板。

8.根据权利要求4所述的单板(10)，其中每个凹部(11a,11b,12a,12b)延伸穿过所述单板。

9.根据权利要求5所述的单板(10)，其中每个凹部(11a,11b,12a,12b)延伸穿过所述单板。

10.包括至少两块根据权利要求1至9中的任意一项所述的单板(10)的产品，其中所述至少两块单板(10)通过胶合的方式彼此相附着。

11.一种用于处理根据权利要求1至9中的任意一项所述的单板(10)的系统，包括：被配置为经过第一滚轮(51)在入口和出口之间传送一层木质材料的馈送线，所述第一滚轮具有多行突起，每行包括多个排列为一行的突起，其中在每一行里两个连续突起之间的距离小于每个突起的长度，使第一滚轮(51)被配置为通过转动刻印所述单板，从而在单板(10)内产生对应于所述多个突起并且具有在0.1和3mm之间的宽度的凹部(11a,11b,12a,12b)。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述馈送线包括传送带(91)。

13.根据权利要求11所述的系统，进一步包括：

用于支持所述单板(10)的第二滚轮(52)，其中所述第二滚轮(52)被定位在使单板能够进入第一滚轮(51)和第二滚轮(52)之间的空间的位置上，使得所述单板基于第一滚轮(51)的转动并且连同由第二滚轮(52)施加的反作用力而被刻印。

14.一种用于处理根据权利要求1至9中的任意一项所述的单板(10)的系统，包括：

被配置为经过压制区域在入口和出口之间传送一层木质材料 的馈送线，

具有多个排列为一行的突起的原模(81)，其中在每一行里两个连续突起之间的距离小于每个突起的长度，以及

被配置为在压制区域内将所述原模压到该层单板上以便将所述突起转化为在该层单板内具有在0.1和3mm之间的宽度的凹部的压制装置。

15.根据权利要求11，12，13或14所述的系统，进一步包括在三维空间内围绕其中一点弯曲所述单板的压缩成形装置。

16.一种用于处理单板(10)的方法，包括：

提供一层木质材料，

将该层木质材料与滚轮(51)对齐，所述滚轮具有多行突起，每行包括多个排列为一行的突起，其中在每一行里两个连续突起之间的距离小于每个突起的长度，以及

通过相对于单板旋转具有多个突起的滚轮，在所述单板内生成多个凹部，所述凹部具有在0.1和3mm之间的宽度。

17.一种处理单板(10)的方法，该方法包括以下步骤：

提供一层木质材料；

将该层木质材料与原模对齐，所述原模具有多个排列为一行的突起，其中两个连续突起之间的距离小于每个突起的长度；以及

将所述原模压到该层木质材料上，以便所述突起被转化为在该层木质材料内的凹部，所述凹部具有在0.1和3mm之间的宽度。

18.根据权利要求16或17所述的方法，进一步包括以下步骤：通过胶合的方式将至少两块单板(10)彼此相附着以形成单板产品。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：压缩成型所述单板产品，从而围绕其中一点在三维空间内弯曲所述单板(10)。

20.用于根据权利要求10所述的产品的支架(101)，用来在三维弯曲之前和三维弯曲过程中支持所述产品。

21.包含根据权利要求1至9中的任意一项所述的单板的刚性结构。

22.包含根据权利要求10所述的产品的刚性结构。