CN1088421C - 用于对开孔泡沫塑料板的平滑的闭孔表面进行穿孔的方法及装置 - Google Patents

Abstract

带有平滑封闭表面的开孔泡沫塑料板挤压后加热至预定温度，并借助于作用该板两侧的真空在热成形单元中进行热成形并热固定。该泡沫塑料板的两封闭表皮之一借助于可动地设置于阳座11中的针4进行穿孔处理。该模座11是热成形单元10的分件并与模座9一起构成该热成形单元。用于泡沫塑料板16内侧13的模座11包括一阳模1，一冷却板2，一真空板3，可动针4，针板5，用于使针板回位的弹簧6及隔板7和一支承板8，它们都由螺丝30连接在一起。

Description

用于对开孔泡沫塑料板的平滑的闭孔表面进行穿孔的方法及装置

本发明涉及对开孔泡沫塑料板的平滑的封闭表面进行穿孔的方法及装置。

带有开孔核的这种泡沫塑料板被热成形成为诸如托盘或容器之类的产品。

为了生产包装材料，例如包装托盘的材料，可采用开孔泡沫塑料板，它与闭孔泡沫塑料板比较可吸收液体。

泡沫塑料板通常都是由热塑性材料与发泡剂(尤其是发泡气体)一起从一环形或窄缝形或复合挤压金属模中挤压而成。离开该挤压模后不久，均匀地分布于塑料中的该发泡剂膨胀，因此在泡沫塑料体中形成极细小的气泡。依赖于与温度及挤压速率有关的处理条件可获得各种大小的气泡。因此，这样生产的泡沫塑料板包含密封包装的充满气体的闭孔，该封闭于孔内的气体通常为空气和/或剩余的发泡剂。这种闭孔泡沫塑料板具有优良的绝缘性，这主要应归功于密封包装的充满气体的闭孔。

其中孔不是封闭的而是开放的(如连续的)泡沫塑料板之特性完全不同。例如这种泡沫塑料板象海绵一样吸收并贮存液体。这种开孔泡沫塑料板通常是由串联的挤压线生产出来的。这些泡沫塑料板之内外侧上设有薄的闭孔表皮。为了保证泡沫塑料板具有良好的热模压性而模压成托盘产品，该表皮是绝对必要的。为了使液体能由生产的托盘产品吸收，从而有必要在表皮的某些点处进行穿孔处理。

泡沫塑料板可从以下多组材料中选取，一组是聚烯烃材料，如聚乙烯(HDPE，LPE，LLTP)，氯化聚乙烯，聚丙烯(PP)，聚丙烯共聚物(PPC)，乙烯—乙酸乙烯酯(EVA)，卤化聚烯烃；一组是苯乙烯聚合物，如聚苯乙烯(PS)，聚苯乙烯共聚物(PSC)，丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)，苯乙烯—马来酐，韧化聚苯乙烯(SPS)；一组是聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETP)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PPT)；一组是乙烯—丙烯聚合物，聚氯乙烯(PVC)和/或对聚苯氧。

此外，塑料可由热塑性聚合物的共聚物或混合物组成，也可由热塑性聚合物和/或共聚物的聚合物，共聚物或混合物组成。

本发明的目的是提供一种方法及装置，借助于该方法及装置，为了便于接近表面下面的泡沫塑料板的开孔结构，而对由泡沫塑料板制成的热成形产品的平滑的封闭式表皮进行可靠且迅速的穿孔处理。作为该目的的一部分，即使由于板层收缩和/或板层长度变化而在产品中产生尺寸偏差时，也可保证进行可靠的穿孔处理。

在本发明的方法中，该目的可按如下实现：将加热至预定温度的泡沫塑料板挤压，借助于作用在板两侧的真空将其在热成形单元中进行热成形并热固定并且用针对泡沫塑料板的两封闭表皮的一个进行穿孔处理。在这种情况下，该针刺处理发生在泡沫塑料板热成形前或后。

在该方法的变异方案中，泡沫塑料板和与该板相同或不同材料的彩色外层一起复合挤压，并加热，借助于作用于该板两侧的真空而将该板于热成形单元中进行热成形并热固定，并就该泡沫塑料板的表面而论，其外层由针进行穿孔处理。相似地，该泡沫塑料板也可由彩色材料挤压而成。在这种情况下，彩色外层的复合挤压就不需要了。

在本发明的方法的精巧改进中，在穿孔处理期间，针进行前后运动，针尖刺入被夹持住的泡沫塑料板的表皮中。在本发明的方法的另一精巧改进中，针处于模块的固定位置，并且突出的针尖朝着泡沫塑料板的内侧运动至这样的程度，即它们对板之表皮进行穿孔处理，泡沫塑料板的外侧支承在支承板上。

同样也可能对泡沫塑料板的一个封闭表皮在加热和热成形前借助于装到转辊上的针进行穿孔处理。

在该方法的另一实施例中，当在热成形单元中模压的产品冷却后，位于热成形单元中的产品的底部及侧壁的两个封闭表皮之一借助于垂直于该底部和该侧壁的表面的针进行穿孔处理。

在本发明的方法的精巧改进中，对该侧壁及底部进行穿孔处理至相同的/不同的深度，针尖穿进产品  内侧深度为2.5至3mm。

在该方法的另一精巧改进中，在穿孔处理开始时，借助于压缩空气，针从阳模中伸出，而在穿孔处理结束时，切断压缩空气后，该针由弹簧力撤回至该阳模中。

该方法的一种变化方案之区别在于：热成形后的泡沫塑料板从热成形单元输送出来而进入穿孔处理工作台，并在该工作台中由可平移运动的穿孔处理座压靠在固定压力板上，以及一针板按自由悬浮方式由压力介质作用抬起靠在穿孔处理座上，从而将固定于针板中的针的针尖抵靠在模压过的泡沫塑料板上并刺进支承在穿孔处理座上的泡沫塑料板的表面。

在该方法的另一改进中，当抬起穿孔处理座直到它们与泡沫塑料板中模压而成的产品紧紧密封时，该穿孔处理座在模压产品中当处于悬浮状态时可自对中。在这种情况下，该穿孔处理座可由电动气动或机电驱动缸作用而设置一升程，从而抬起抵靠在固定于其位置上的压力板上。

用于对开孔泡沫塑料板的平滑封闭表面进行穿孔处理的装置是按这样的方式设计的，它是一个可运动的部件，该部件以矩阵方式设有可动的或固定的针，其针尖在穿孔处理期间从该部件的表面突伸到它们刺入该泡沫塑料板的表皮的程度。

在该装置的另一改进中，该部件是热成形单元的一个可运动的模座，该模座对泡沫塑料板的内侧进行模压。该热成形单元具有另一个模座，其对泡沫塑料板的外侧进行模压，并且在用于内表面的模座中设有可运动针或固定针。

在本发明的精巧改进中，用于内侧的模座包括一阳模，一冷却板，一真空板，可动针，针板，用于使针板回位的弹簧，隔板及支承板，它们由螺丝连接在一起。

在一有利的方式中，用于泡沫塑料板外侧的模座具有一阴模，其支承在外侧的表面设计得与支承在内侧上的阳模的表面互补。

该装置的精巧改进之优点在于：模座相对彼此可运动至对应于由泡沫塑料板热成形而成的托盘的可调节壁厚的距离内。单个托盘的壁厚通常为大约3.0至6.5mm。

本发明的装置的进一步改进由权利要求19至33的特征提供。

用于对热成形为诸如托盘和容器之类的产品的开孔泡沫塑料板的平滑封闭表面进行穿孔处理的另一装置之区别在于：对由泡沫塑料板制成的托盘或容器的底部及侧壁进行模压的固定模座具有固定的基板，相互平行的一个置于另一个之上的用于冷却介质，真空及压力介质的通道设于该基板中，和一带有针活塞的阳模，该针活塞处于阳模中的位置上垂直朝向该底部和侧壁并位于该底部与侧壁对面。

在该装置的改进中，在阳模下侧装设一个分配器通道，该通道经由至少一个垂直孔与用于压力介质的通道相连。此外，用于真空的通道经由至少两个垂直真空连接孔与阳模内部相连。

在该装置的精巧改进中，针活塞与分配器通道相连，所以每个针活塞能处于压缩空气作用下。

该装置的进一步的精巧改进由权利要求38至40的特征提供。

用于对带开孔芯的泡沫塑料板的平滑封闭表面进行穿孔处理的装置的另一实施例之区别在于：该装置包括一个带垂直导向杆的基架，一个能沿导向杆平移的支承板，在该支承板上设置有一模座，该模座包括带针的穿孔处理座，及一基板，一装在导向杆上固定位置的压力板。在该装置的精巧改进中，在基架上设置有电动气动或机电驱动缸，其活塞杆抵靠在支承板的下侧，以便使该支承板抬起或降低。

压力板最好按其高度设置在导向杆上，它在任何情况下都由螺母固定在设定的高度处。

在该装置的改进中，热成形成产品的泡沫塑料板支承在压力板下侧，因此在穿孔处理前该穿孔处理座在模压产品中自对中。

本发明的装置的进一步改进可从权利要求45至48的特征获得。

本发明具有这样的优点，即当将穿孔处理座抬起抵靠住支承在压力板下侧的泡沫塑料板中的模压产品时，该穿孔处理座在该模压产品中自对中，所以因泡沫塑料板收缩及板幅层的长度变化而引起的几个毫米的微小误差都能被补偿。

参照附图所示的装置实施例，本发明可在以下作出更详细的叙述，其中：

图1表示热成形单元的示意性剖视图，其模座设置有用于对模压成托盘的泡沫塑料板进行穿孔处理的可动针；

图2表示通过作为模座的子元件的阳模和冷却板的剖视图，该模座带有本发明的装置的可动针；

图3表示通过本发明的装置的整个模座的部视图；

图4表示带固定针的阳模的示意图；

图5表示带固定针的阳模的示意图，该些针布置于热成形单元中的模座的下游；

图6表示带固定针的针辊和支承板，以便对挤压后热成形前的泡沫塑料板进行穿孔处理；

图7表示通过包括基板及阳模的模座的另一实施例的剖面图，

图8表示设置于图7所示阳模中的针活塞的剖面图；

图9表示对带有开孔芯的泡沫塑料板的平滑封闭表面进行穿孔处理的装置的另一实施例的示意图；

图10表示模座的详细图，该模座包括图9中所示的装置的基板的一部分及穿孔处理座。

图1示意地示出热成形单元10中的泡沫塑料板16的孔，该成形单元包括两模座9和11。该两模座9和11相对该泡沫塑料板16的输送方向能垂直地靠拢并分开。该上模座9含有一阴模，这一点将在下面详述。借助于该阴模，对由泡沫塑料板制成的产品(如托盘20)的外侧进行模压。该下模座11还包括一阳模，借助于该阳模，对产品的内侧进行模压。阳模和阴模之横截面设计成相互互补。

为了在热成形单元10中对泡沫塑料板16进行模压，首要的是将泡沫塑料板放在红外加热炉(未示出)内加热至某一温度。然后，将该泡沫塑料板16的加热部分输送至热成形单元10内，其模座9和11相互关合，这就意味着阴模和阳模相互接近处于约5mm的距离内。借助于作用在泡沫塑料板两面上的真空，该模座9和11或阴模与阳模也受到该真空的作用，从而同时对该两面进成热成形。该阳模和阴模可以由水或某些其它液体冷却，即为了保证由泡沫塑料板模压而成的产品的固化而保持在某一温度。该产品的固化保证其形状不变。当在仍处于闭合状态的热成形单元10的模座9和11中经过某一真空时间与冷却时间后，对内部开孔泡沫塑料板14的平滑封闭表面皮层或由该板模压而成的托盘20进行穿孔处理。为这个目的，在下模座11中设置可运动的针4，该针是借助压缩空气伸展的。

图2表示为了给热成形后的泡沫塑料板16或由此模压而成的托盘20进行穿孔处理的模座11的局部剖视图，该可动针4是这样设置的，即它处于中间位置，其针尖18与阳模1的表面一致或者处于阳模表面下大约0.2mm的距离d处。针4的直径处于1.0至2.0mm的范围内，并且每根针4都布置在延伸通过阳模1，冷却板2及位于后者下面且如图3所示的真空板3的导向槽22中。

在图2中，标明了模压泡沫塑料板16，其内侧13支承在阳模1上，而其外侧12与阴模接触(未示出)。

从图3中可知，用于模压泡沫塑料板的内侧的完整模座11包括阳模1，冷却板2，真空板3，可动针4，针板5，使针板回位的弹簧6，隔板7及支承板8，所有这些部件由螺丝30连接在一起。在任何情况下，阳模1之形状都与待生产的产品的形状相对应，即，换句话说，每个产品具有它自己的阳模1。如图2已描述的那样，阳模1设有用于可动针4的导向槽22。该些导向槽22在一方面用作针4的导向槽，而在另一方面又用作真空通道，在泡沫塑料板16的成形期间，对该通道施加真空。导向槽22的这种结合使用使结构简单，空间非常富余，原因在于在阳模1中需钻的孔比如果导向槽和真空通道分开所需钻的孔少得多。与针的直径相比，该槽具有预定的宽松尺寸，所以，例如，针的直径为1.0至2.0mm，而该导向槽22的直径为1.4至2.4mm。为了迅速建立真空，在冷却板2和真空板3中的导向槽22被钻孔开通至一定的长度，从而形成直径约为5mm的圆柱形室24。阳模1的材料最好为铝，但其它金属及合金也适合于该模。

用于泡沫塑料板外侧12或模压托盘20的模座具有一阴模15，其示意地示于图3中，其支承在外侧12上的表面设计得与支承在内表面13上的阳模1互补。该模座在一定距离内可相对彼此运动，该距离对应于托盘20的可调节壁厚，该托盘20的壁厚处于3.5至6.5mm的范围内。阴模和阳模都分别装在冷却板2上，图3中只示出了阳模1的冷却板。冷却介质水或一些其它的冷却介质流过冷却通道32，它们是铣制入冷却板2下侧而成的，并由支承在冷却板2下侧上的真空板3形成封闭的冷却通道。冷却板2的材料最好是铝，但其它金属和合金也适合用作该板。

铣入真空板3上侧的是一腔室23，该腔室装纳针板5，包括两分板25，26。用于可动针4的导向槽22从腔室23延伸穿过真空板3，冷却板2，上至阳模1的外侧。单个导向槽22的横截面与针4的横截面在十分之几mm的长度范围内形成窄小间隙，即从阳模1或模座11的外侧下面开始并在其外侧上结束。

圆柱形腔室24从腔室23延伸通过真空板3，上至冷却板2并部分穿入其中。装在圆柱形腔室24中的是围绕针4的弹簧6。每个弹簧的一端在压力作用下支承在圆柱形腔室24的顶部表面而另一端在压力作用下支承在相关的针板5上。

针4之下端固定在针板5的上分板25中。因此，上分板25设有孔28，为了保证针在孔中运动期间存在无摩擦游隙，该孔28的大小相对通过的针4大一些。针4的原材料的形式是根据DIN1530D或DIN9861的镍—铬合金制成的所谓的喷射器针。这些喷射器针切成希望的长度并带有一尖头，该尖头之顶角处于10°和60°之间，具体为30°。针4的最优化的顶角α为23°或27°。此外，该针4还镀有镍。弹簧6用于使针板5回位并且还为针板对中。单个的隔板7夹持于真空板3和支承板8之间。针板5的下分板26直接置于隔板8上。当作用于隔板7上的压力解除时，上分板25与腔室23的顶表面27保持一定距离。一旦隔板7置于压力作用下，针板5作为一个整体精确地上升，直至该上分板25支承于腔室23的顶部表面27上为止。因此，针4在导槽22中压向上运动，所以该针尖18从阳模1的表面中突伸出来并穿入托盘20的表面皮层19。隔板7为例如大约1mm厚的聚氨酯薄片，其具有70°的肖氏硬度A。该隔板7经支承板8中的通道29置于压缩空气作用下。为此目的，通道29连接至隔板7中心下方的中央凹腔31上。一片隔板7可驱动若干针板5运动。针板的数量通常取决于欲进行模压的托盘20的大小，或取决于产品的类型。针4在针板5中的矩阵分布也取决于产品的类型。然而，通常说来，每个针板5都是由它自己的隔板7来制动的。可具有3×5至6×6的针板5及装于模座11内的相应隔板7。针板5的材料通常为不锈钢，但其它基于铁、镍和铬的合金也适合于针板。

如上已提到的，当隔板7置于压力作用下时，它向上膨胀并压迫装配有针4的真空板3向上大约3mm，直到上分板25支承在作为止动件的顶表面27上为止。因此，针尖18刺进托盘20的内侧13上的薄的表皮层19中。当压缩空气漏出后，装在针板5和圆柱形腔室24的顶表面之间的弹簧6将针板及隔板7回位至其初始位置。当所有针板5恢复其初始位置时，热成形单元的模开启，从而模压过及针刺过的托盘20被推出，并且泡沫塑料板16的新的被加热的部分被置于模中，该循环周而复始地进行。

图4表示带有固定针14的模座17，该模座如图1所示那样为热成形单元10的一部分。在图4中，只表示出一阳模33，一平面支承板35，固定针14及托盘20，该托盘20置于阳模33和平面支承板35之间。在该带有固定针14的模的情况下，后者(即针)按预定的型式固定地装在阳模33上并从该阳模的表面伸出大约3mm。由热成形方法生产单个托盘20在带固定针的模座17中与带可动针的热成形方法中是按相同的方式进行的，该可动针的热成形方法在上面参见图3已作了说明。除阳模33之外，模座17包括冷却板和真空板，这些在每种情况都没示出。借助于作用于泡沫塑料板两侧的真空，该板同样被热成形，固定针14在托盘20的内侧表皮中穿孔。

在对热成形产品如由泡沫塑料板制成的托盘进行穿孔的另一方法中，针刺处理发生在该托盘产品模压并从该热成形单元10的模中取出之后。在这一处理过程时(其参照附图5作出说明)，热成形单元10中的泡沫塑料板经热成形后，托盘20在箭头A方向通过该模，到达装在热成形单元中的分离的模座37处。该模座37基本上与图4的模座对应并包括：一阳模33，一冷却板34及一支承板36。该固定针14之针尖从阳模33中突出3mm，并且其端部或者固定在阳模33中或者固定在冷却板34中。托盘20的外侧在穿孔处理期间支承在支承板35上。

参见图6说明了对泡沫塑料板16进行针刺处理的另一方法。在该方法中，该泡沫塑料板16在热成形单元10中加热并热成形之前借助针辊21对内侧进行穿孔处理。该针辊21设有固定针14，其针尖18从辊子表面同样都突出大约3mm。该针辊21或者布置在该热成形单元10的进口处或布置于挤压机处。

在挤压期间，该泡沫塑料板可由添加浓色体而带有色彩。相似地，有可能将泡沫塑料板与与该板相同或不同材料的彩色外层在串联的挤压线上复合挤压在一起。这种复合挤压的产品包括泡沫塑料板及彩色外层，并在复合挤压后被加热。并借助于两侧的真空作用而在热成形单元中进行热成形并进行热固定。接着由固定的或可动的针对该外层进行针刺并且对该泡沫塑料板进行穿孔处理。由于具有包括泡沫塑料板及外层的复合挤压体，由针进行穿孔处理及热成形的所有操作都是与参见附图所描述的处理过程相同的。

托盘的生产，尤其当使用每m²具有较大重量的厚泡沫塑料板时，能用深拉由热成形而类似地加工成，该深拉是由作用于板的一侧的真空进行的。不用深拉真空成形的热成形也可用于托盘的生产中。

由开孔泡沫塑料板制成的托盘或容器例如借助于真空进行模压，该真空作用在泡沫塑料板的两侧，并在模压台中进行加热。模压操作后，托盘的内侧必须进行穿孔处理，此外，它还可在针的帮助下进行。该多孔结构可取得这样的效果，即由托盘中被包装的食物，如肉片汁排出的液体能由该开孔泡沫芯吸收。该托盘的穿孔在热成形过程期间可在两处精确地加工而成，即由在模压台中的隔板(如德国专利申请P4446442.8中所述)或借助于布置在阳模中的针活塞而加工成。当在模压台中进行穿孔处理时，直到该托盘已被模压处理并冷却后穿孔处理才能进行，这是必要的。

图7表示用于使开孔泡沫塑料板的平滑密封表面进行穿孔处理的另一装置的剖视图，该板经热成形成为托盘或容器。一固定的模座39包括基板40以及阳模47，其中布置有若干针活塞51。阳模47具有对应于进行模压的托盘的横截面，其具有侧壁46和底部45。设在固定底板40中的是相互平行的通道41，42，43。这些通道一个设于另一上方，用于通过冷却介质，真空及压力介质。该通道41至43其一侧由带垫圈58的塞子48塞住。在图1中示意地表示出泡沫塑料板16，它支承在阳模47的上侧。阳模47内的针活塞51垂直地指向托盘的侧壁46和底部45。当针52伸出针活塞51并给该泡沫塑料板16穿孔时，其优点在于：侧壁46的穿孔处理如底部45的穿孔处理一样，垂直于这些表面进行。因此，穿孔比按上述德国申请的隔板的情况下能更深，尤其是在侧壁的区域，原因在于：在该隔板的情况下，所有的针在垂直于托盘底部的同一方向延伸，所以，相对于底部倾斜的侧壁只能相对其表面倾斜地进行穿孔。更进一步的优点来源于以下事实：即侧壁中的孔大部分是圆形的，而在隔板的情况下，它们都是椭圆形成细长形的，这种结构之结果就是削弱了侧壁的稳定性。因此，托盘的倾斜侧壁的表面损坏的危险性减小了。

采用针活塞51可使在托盘的底部和侧壁中形成不同深度的穿孔。例如，可对底部穿孔3mm深，而对侧壁穿孔2.5至3mm。

真空通道42经至少两个垂直的真空连接孔50与阳模47的内部连接。设置于阳模47的下侧面上的是一分配器通道49，该通道经垂直孔44连接至用于压力介质的通道43上。该压力介质通常为压缩空气。该针活塞51与该分配通道49直接连接，所以当分配器通道49经通道43处于压缩空气作用时，每个针活塞都处于压缩空气作用下。这就取得了这样的效果，即如以下参见附图8进一步详细描述的那样，针52伸出并对由泡沫塑料板16模压而成的托盘的底部及侧壁进行穿孔。

如图8所示，单个针活塞51包括一T形导向件54，一针52，一压缩弹簧53，一活塞缸59及一个位于活塞缸内的活塞环55。该T形导向件54具有一外螺纹并由其外螺纹拧入阳模47内的圆柱形凹腔60中。该凹腔经一台肩57相对另一个小直径的圆柱形凹腔61偏置，该小凹腔61直接连接至分配器通道49上。该导向件54例如由黄铜，铝或某些其它金属制成，但也可由塑料制成。该压缩弹簧53其一端支承在该T形导向件的下侧而其另一端支承在活塞环55的上侧。该活塞环55位于凹腔60的较下部分并且由密封件48(例如密封环)保持与上该凹腔60的侧壁密封。

该活塞缸59的上端支承在T形导向件54的水平下侧，而该活塞缸59的下端支承在阳模47中的凹腔60的台肩57上。该压缩弹簧53围绕针52，用它的尖部在导向件54的孔56内滑动。该针的端部固定在活塞环55中。针52的原材料为根据DIN1530或DIN9861的镍铬合金制成的所谓的喷射器针。这些喷射器针切成需要的长度并带有一尖部，该尖部的顶角处于10至60°之间，具体为30°。该针52的最优化顶角为23°或27°。该针通常镀有镍。该压缩弹簧55保证当供给分配器通道49的压力介质切断后，该针52完全回复至该阳模47中，或者进入形成阳模的模座中。由于活塞环55下侧的压力不是连续的，当供给的压力介质切断时，压缩弹簧53的弹性力足以将活塞环55压向下运动，直到该环靠压在台肩57上为止，并且也将支承于或固定于活塞环55中的针52压向下运动(图8中)，所以针的尖部处于导向件54的孔56内。

确实不带压缩弹簧的实施例也是可能的，其中活塞环55在切断压力介质后受负压作用，因此被向下拉回，直到它靠接在台肩57上为止，并且因此针52也被撤回。为此，在压力通道43，真空通道42及真空连接孔50之间可连接一个三通阀。然后，该三通阀从压力通道切换至真空通道以便于针的撤回。

热成形过的托盘进行如下的穿孔处理：

一旦泡沫塑料板16停靠在阳模47上，阳模就闭合并且阴模也闭合(未示出)，通过阳模和阴模两者使真空作用于该塑料板16上。借助于该真空，对该产品(不管是托盘还是容器)100％进行模压。该阳模和阴模连续冷却或控制于其温度上，并且经预定冷却时间后，压缩空气间歇地经压力介质通道43供给分配器通道49，接着，阳模47中的所有针活塞51同时处于压缩空气作用于。该压缩空气压迫活塞环55抵抗弹簧53的弹性力在凹腔60中向上运动，所以，针52的针尖从阳模47的表面露出，并对托盘的底部45和侧壁46进行穿孔处理。在该操作中，压缩弹簧53由压缩空气迫使向回压。然后，对压缩空气供给线路进行通风，并且开启阳模和阴模。活塞环55在压缩空气供给线路通风时进行泄压，所以压缩弹簧53能将活塞环55向下压，直到它支承在台肩57上为止，因此，针53的尖部撤回至导向件54的孔56中，从而能开始下一次穿孔操作。

图9表示通过用于对一个平滑封闭的泡沫塑料板表面进行穿孔处理的另一装置的剖视图，在此亦称作穿孔处理工作台。该穿孔处理工作台90包括一基架77，在该基架77上固定有垂直的导向杆72，一支承板75可沿该导向杆做平移运动。装在该导向杆72上端的是一压力板70，该板设置于导向杆72上，处于它的高度位置。该压力板70由螺母92固定于其位置上，该螺母分别平齐支承在压力板70的上侧和下侧。设置于支承板75上的是一模座78，该模座包括基板74和穿孔处理座73。

泡沫塑料板与热成形后的产品71(诸如托盘或容器)从热成形单元传送至穿孔处理工作台90，并水平地支承在压力板70的下侧上，然后支承板75与穿孔处理座73一起向压力板或泡沫塑料板方向升起至布置于穿孔处理座中的针能穿进产品的内侧的程度为止。压力板70固定于导向杆72上的位置的高度取决于各产品的深度。由于产品的深度不同，压力板70处于导向杆72上的高度位置也在每种情况时都随之不同。因此，如果产品的深度一批一批的都改变，有可能使支承板72在每种情况下都保持不变的升程。

布置于基架77上的是电动气动或机电驱动缸76，其活塞杆91支承在支承板75的下侧并且按预定的升程抬起该支承板或者在穿孔处理操作完成后使支承板下降。

如图10可看出：模座78主要包括基板74，穿孔处理座73及针板79，该针板装纳于基板和穿孔处理座之间的压力介质腔85中。该基板74具有圆柱形孔86，88，这些孔布置得使一个处于另一个之上，并且具有不同的直径，且通过一肩部87彼此连接。装配于孔中的是导向件/间隔件82，它由紧固螺钉83连接到穿孔处理座73上。紧固螺钉83通过该导向件/间隔件82中心。该导向件/间隔件82的外形与圆柱形孔86，88的外形匹配。该导向件/间隔件82穿过针板79并使其端表面与穿孔处理座73的下侧平齐接触。图10中只示出一个穿孔处理座73，但在该基板74上设置有许多按矩阵分布的穿孔处理座73，如图9中的穿孔处理工作台90的示意图所公开的那样。针板79没有完全占满压力介质腔室85(在穿孔处理操作期间该腔室受压力介质作用，如压缩空气)，而在针板的上侧与穿孔处理座的下侧之间留有一间隙或游隙。该间隙的大小也决定了针尖从穿孔处理座73的表面伸出到何种程度，这将在以下进一步详述。该针89的下端部牢固地固定于针板79中，并在单个的穿孔处理座73中形成一针阵80，该针阵包括针列的矩形或正方形分布。在单个穿孔处理座73中，设有盲孔，例如其中四个盲孔形成矩形或正方形的转角点并且压缩弹簧81配装于其中。每个压缩弹簧81的一端支承于针板79上侧中的凹部内，而其另一端支承在相应的盲孔的终点表面上。在停放位置，该穿孔处理座73由压缩弹簧81与该针板79保持一定距离。导向件/间隔件82的大小(其设计得像一衬套一样)保证针89的尖部终止于穿孔处理座73的表面内，此外，确保在针板79和穿孔处理座73之间保持一预定距离。该距离对应于穿孔的深度，即针穿入产品的深度，例如为2.5至3mm。穿孔的更深深度也是可能的，但条件是要避免在产品的侧壁打孔。

在基板74中，具有一个用于压力介质的通道84，它与供给例如压缩空气的压力源连接(未示出)。该通道84经垂直孔与压力介质腔室85相连。此外在该基板中，还具有压力介质通道(未直接示出)，该通道铣入0.5mm的深度。这些通道的长度和宽度取决于产品的尺寸。通道84与压力介质的其它通道连接。

该穿孔处理操作过程如下：

一旦泡沫塑料板与热成形过的产品71支承在压力板70的下侧时，支承板75由驱动缸76抬起，所以穿孔处理座73与支承板75上的基板74固定在一起，靠近产品的内侧。当穿孔处理座73最终将产品71压到压力板70上时，压缩空气急流经通道84及图中未示出但存在于基板74中的通道涌出作用于针板79的下侧。因此，该针板79反抗压缩弹簧81的弹性力而升起，直到它停止于穿孔处理座73的下侧上。如果具有适当高的压缩空气压力，则该针板79以自由悬浮的方式抵靠在穿孔处理座73上。然后，固定在针板79上的针89从穿孔处理座73的表面露出并穿入产品71的内壁，穿孔的深度，如上所述，准确对应于针板79的上侧和穿孔处理座73的下侧之间的距离。针板的自由悬浮使针可以自对中。这也可用于使穿孔处理座73配装入产品71中，而引起穿孔处理座在模压产品中自对中。在这种情况时，可补偿因泡沫塑料板的收缩及板幅层的长度的变化而产生的较小的大到±2mm的差值。板层的长度是指为进行一个热成形循环而需要的泡沫塑料板的长度。

一旦针89已对产品进行穿孔处理，则支承板75及此处提供的穿处理座73下降并且压缩空气供给被切断。然后，针板79由压缩弹簧81压靠基板74，所以针89从产品的内侧撤回。一旦该支承板75或穿孔处理工作台90已出现在其初始位置，则泡沫塑料板与穿孔产品71进行进一步传送并且一个新的穿孔处理操作开始。

Claims (52)

1.用于对开孔泡沫塑料板的一个或多个平滑封闭表面进行穿孔处理的装置，其中该装置包括：

适合对泡沫塑料板的内侧模压的可动模座，和另一个模座，该另一个模座适合对泡沫塑料板的外侧进行模压，所述可动模座包括：

在该可动模座上以矩阵方式排列的针；

一个或多个其上排列有针的针板，在穿孔期间，针尖从可动模座的表面突伸至它们刺入泡沫塑料表皮的程度；

在模座内用于使一个或多个针板在穿孔后回位的弹簧；

冷却板；

装在冷却板上的阳模；

靠在冷却板下侧的真空板；

支承板；和

位于真空板和支承板之间的一个或多个隔板，其中可动模座的所有部件都固定在一起。

2.用于对开孔泡沫塑料板的一个或多个平滑封闭表面进行穿孔处理的装置，该装置包括：

适合对泡沫塑料板的托盘或容器的内壁和底部进行模压的固定模座，其中固定模座包括：

固定基板，该基板带有相互平行的一个置于另一个上的并适合用于传输冷却介质、真空和压力介质的通道；

带针活塞的阳模；和

布置在针活塞上的带针尖的针，其中在穿孔期间，带针尖的针从阳模内它们的活塞上垂直地延伸到与阳模表面相对的侧壁和底部。

3.用于对开孔泡沫塑料板的一个或多个平滑封闭表面进行穿孔处理的装置，该装置包括：

带垂直导向杆的基架；

装在导向杆固定位置的压力板；

沿导向杆可平移地安装的支承板；和

置于支承板上的模座，其中所述模座包括：

基板；和

一个或多个含按矩阵排列的可动或固定针的穿孔处理座，其中一个或多个穿孔处理座装配成在穿孔处理期间带针尖的针从一个或多个穿孔处理座突伸至它们刺入泡沫塑料表皮的程度。

4.用于对开孔泡沫塑料板的一个或多个平滑封闭表面进行穿孔处理的装置，其中该装置包括：

模座，该模座包括：

冷却板；

支承板；

带顶壁和侧壁的阳模；和

安装在阳模顶壁和侧壁的固定针，其中固定针的针尖从阳模向外伸出，模座设置于热成形单元中，模座布置成在穿孔处理期间带针尖的针从阳模表面突伸至它们刺入泡沫塑料板表皮的程度。

5.权利要求1的装置，其中适合对泡沫塑料板外侧进行模压的模座包括阴模，其紧靠泡沫塑料板外侧的表面被设计成与紧靠泡沫塑料板内侧的阳模表面互补。

6.权利要求1的装置，其中可动模座和另一个模座在预定的距离可彼此相对移动。

7.权利要求6的装置，其中预定的距离相应于由泡沫塑料板热成形的物品的厚度。

8.权利要求1的装置，其中针是可移动的且模座进一步包括用于可移动针的导向件且其中导向件，其直径大于针直径，从真空板下侧的腔室经冷却板和阳模延伸至可移动模座的外侧。

9.权利要求8的装置，其中导向件的横截面在从模座的外侧下开始到其外侧上结束的范围收窄到针的横截面。

10.权利要求9的装置，其中导向件适宜用作真空通道，其中在热成形期间真空能施到泡沫塑料板内侧且其中在预定的范围内至少一些导向件的直径大于其它导向件的直径以形成圆柱形腔室，该圆柱形腔室从腔室开始经真空板并部分伸到冷却板。

11.权利要求10的装置，其中该装置进一步包括置于该圆柱形腔室中的弹簧，该弹簧围绕针并且每个弹簧的一端在压力作用下支承在相应圆柱形腔室的顶面，而另一端在压力作用下支承在针板上。

12.权利要求11的装置，其中针板置于腔室中，且针板包括两个一个置于另一个上的分板，当隔板上的压力卸除时其中下分板位于隔板上，而上分板与腔室的顶面保持一定距离，当隔板受压力作用时，该上分板抵靠在腔室的顶面上。

13.权利要求12的装置，其中针的下端固定在上分板中，并且上分板中的孔相对通过的针具有较大的尺寸，从而允许在穿孔时在针的运动期间存在无摩擦游隙。

14.权利要求1所述装置，其中单个隔板夹于支承板和真空板之间，支承板还包括一通道和一个中心凹腔，该通道连接于隔板中心下的中心凹腔上，并且隔板的下侧可受经通道及凹腔供入的压缩空气作用。

15.权利要求1的装置，其中针具有顶角处于10°至60°的针尖。

16.权利要求1的装置，其中针包括NiCr合金而针尖是镀镍的。

17.权利要求1的装置，其中有3×5至6×6的针板和装于每个模座中的隔板。

18.权利要求1的装置，其中冷却板还包括一个处于下侧上的冷却通道，该通道以真空板为界，冷却介质流过该通道，并且真空板和冷却板由铝制成。

19.权利要求1的装置，其中针板由不锈钢制成而隔板包括聚氨酯。

20.权利要求2的装置，还包括一个布置在阳模下侧的分配器通道和至少一个垂直孔，该孔将分配器通道与压力介质通道连通。

21.权利要求2的装置，其中真空通道经至少两个垂直真空连接孔与阳模的内部流体连通。

22.权利要求20的装置，其中针活塞与分配器通道相连，所以每个针活塞能受压缩空气作用。

23.权利要求2的装置，其中每个针活塞包括T形导向件，压缩弹簧，活塞缸及活塞环。

24.权利要求23的装置，其中活塞缸的上端抵靠T形导向件的水平下侧，该导向件还包括一个贯穿过导向件中心的孔且该导向件由螺纹拧入阳模座中，其中针由压缩弹簧围绕，针尖在导向件的孔内导向，针的另一端固定在活塞环中，并且活塞缸的下端支承在阳模中的凹腔的台肩上。

25.权利要求24的装置，其中压缩弹簧一端支承在T形导向件的下侧，而另一端支承在活塞环上。

26.权利要求3的装置，还包括安装在基架上的带有活塞杆的电气驱动或机电驱动的缸，活塞杆支承在支承板的下侧，以便抬起或降低该支承板。

27.权利要求3的装置，其中导向杆上压力板的位置是可调的。

28.权利要求27的装置，其中热成形成为产品的泡沫塑料板支承在压力板的下侧，因此在穿孔处理前穿孔处理座直接在模压产品中自对中。

29.权利要求3的装置，其中基板包括间隔件、紧固螺钉、针置于其上的针板和具有不同直径的圆柱形孔，这些孔一个置于另一个之上并经台肩相互连接，其中间隔件置于孔中并经紧固螺钉连到一个或多个穿孔处理座上，间隔件的外形与圆柱形孔的外形互补，且间隔件穿过针板并平齐地支承在一个或多个穿孔座的下侧。

30.权利要求29的装置，其中模座还包括置于基板和一个或多个穿孔处理座之间的压力介质腔室且针板设置于基板和穿孔处理座之间的压力介质腔室中，并带有一游隙，该游隙等于针刺入泡沫塑料板的模压产品中穿孔的深度。

31.权利要求30的装置，其中模座还包括置于一个或多个穿孔处理座中的盲孔中的一个或多个压缩弹簧，每个压缩弹簧的一端支承在针板的上侧中的凹坑中，而每个压缩弹簧的另一端支承在相应的盲孔的底面上。

32.权利要求30的装置，其中基板还包括压力介质通道和一个或多个用于将压力源与压力介质腔室相连的垂直孔。

33.权利要求4的装置，其中固定针向外伸出3mm。

34.一种用于对具有两个光滑封闭表面的开孔泡沫塑料板进行穿孔处理的方法，该方法包括：

加热经挤压后的泡沫塑料板到预定温度；

热成形该板成预定形状以形成模压后的热成形发泡塑料板；

热固化热成形的泡沫板；

用穿孔处理开孔泡沫塑料的一个或多个平滑封闭表面的装置的可移动部件的针穿孔平滑封闭表面之一，该装置包括可移动部件，该部件包括针以矩阵方式布置于其上的阳模，其中该部件布置成在穿孔处理期间带针尖的针从该部件的表面突伸至它们刺入泡沫塑料板表皮且不刺入对面表皮的程度；和

在加热成形后冷却热成形的模压后的发泡板以形成带侧壁和底面的托盘或容器，和其中穿孔处理还包括用所述针沿垂直于底部的方向穿孔处理侧壁和底面。

35.权利要求34的方法，还包括在穿孔处理前挤压开孔泡沫塑料。

36.权利要求35的方法，其中挤压还包括非彩色或彩色外层与泡沫塑料板共挤压，从而泡沫塑料板的两个平滑封闭表面的一个或多个形成彩色或非彩色层。

37.权利要求35的方法，其中泡沫塑料板由彩色或非彩色物料挤压成。

38.权利要求34的方法，其中两个平滑封闭表面的至少一个包括一表皮，和

其中穿孔处理还包括固夹泡沫塑料和将针从初始位置移至刺入固夹住的泡沫塑料板的表皮的位置。

39.权利要求34的方法，其中两个平滑封闭表面的至少一个包括一表皮，和

其中穿刺处理还包括将在固定位置有带突伸出针尖的针的阳模座向外层抵靠支承板的泡沫塑料表皮移动至针尖刺入表皮的程度。

40.权利要求34的方法，其中热成形、冷却和穿孔处理在热成形单元中进行。

41.权利要求34的方法，其中侧壁和底面被穿刺成相同或不同的深度。

42.权利要求41的方法，其中可移动部件包括带针的阳模且针固定在针板上，针板可平移地以可缩回的形状安装在成形单元的阳模中，且其中针借助压缩空气伸出且当压缩空气停止时借助弹簧缩回到阳模中且其中穿孔处理还包括：

提供压缩空气给针板以使其从阳模中伸出；

穿孔处理托盘或容器；和

停止向针板供应压缩空气以用弹簧将针缩回到阳模。

43.一种用于对具有两个光滑封闭表面的开孔泡沫塑料板进行穿孔处理的方法，该方法包括：

加热经挤压后的涂沫塑料板到预定温度；

热成形该板成预定形状以形成模压后的热成形发泡塑料板；

热固化热成形的发泡塑料板；

将加热成形塑料板从热成形单元输送出并进入穿孔处理工作台，其中穿孔处理工作台包括用于对开孔泡沫塑料板的一个或多个平滑封闭表面进行穿孔处理的装置，该装置包括至少一个可平移的穿孔处理座和至少一个固定针安装其上的针板，所述针板安装在所述穿孔座的下面；

借助至少一个穿孔处理座将热成形泡沫板靠压到固定压力板；和

借助压力介质作用按自由悬浮方式抬起抵靠在至少一个穿孔处理座上的至少一个针板以压针尖到热成形泡沫塑料上以刺入与至少一个穿孔处理座至少部分接触的平滑封闭表面的表皮，其中针尖不刺入对面表皮，且热固化可在穿孔处理前或后进行。

44.权利要求43的方法，其中靠压还包括抬起至少一个穿孔处理座直至它紧密接触模压后的泡沫塑料，其中穿孔处理座当其保持悬浮状态时在模压产品中自对中。

45.权利要求43的方法，其中靠压还包括抬起至少一个穿孔处理座，抵靠到固定压力板上，其抬起的升程可由电气动或机电动缸设定。

46.权利要求34的方法，其中穿孔处理还包括用所述针沿垂直于侧壁和垂直于底面的方向穿孔处理侧壁和底面。

47.一种用于对具有两个光滑封闭表面的开孔泡沫塑料进行穿孔处理的方法，该方法包括：

加热经挤压后的泡沫塑料到预定温度；

热成形该泡沫塑料成预定形状以形成模压后的热成形泡沫塑料；

热固化热成形的泡沫塑料；

用权利要求1的装置穿孔处理平滑的封闭表面之一。

48.一种用于对具有两个光滑封闭表面的开孔泡沫塑料进行穿孔处理的方法，该方法包括：

加热经挤压后的泡沫塑料到预定温度；

热成形该泡沫塑料成预定形状以形成模压后的热成形泡沫塑料；

热固化热成形的泡沫塑料以形成有侧壁和底面的托盘和容器；

沿垂直于侧壁和底面的方向用权利要求2的装置穿孔处理侧壁和底面。

49.一种用于对具有两个光滑封闭表面的开孔泡沫塑料进行穿孔处理的方法，该方法包括：

加热经挤压后的泡沫塑料到预定温度；

在热成形单元中热成形该泡沫塑料成预定形状以形成模压后的热成形泡沫塑料；

将模压后热成形泡沫塑料从热成形单元输送出并进入包括权利要求3的装置的穿孔处理工作台；

借助至少一个穿孔处理座将模压后的热成形泡沫塑料靠压到固定压力板；和

借助压力介质作用按自由悬浮方式抬起抵靠在至少一个穿孔处理座上的至少一个针板以压针尖到热成形泡沫塑料上以刺入与至少一个穿孔处理座至少部分接触的平滑封闭表面的表面。

50.一种用于对具有两个光滑封闭表面的开孔泡沫塑料板进行穿孔处理的方法，该方法包括：

加热经挤压后的泡沫塑料到预定温度；

热成形该泡沫塑料成预定形状以形成模压后的热成形泡沫塑；

热固化热成形的泡沫塑料；

用权利要求4的装置穿孔处理平滑封闭表面之一。

51.权利要求48的方法，其中热成形、冷却和穿孔处理在穿孔处理装置中进行。

52.权利要求49的方法，其中靠压还包括抬起至少一个穿孔处理座，抵靠到固定压力板上，其抬起的升程可由电气动或机电动缸设定。

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