CN1127404C - 用于制造波纹材料的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

制造波纹材料的方法和装置，其中至少一个第一平面形的片材(19，20)和一塑性材料制的波状的第二片材(16)被安放在一起以相互粘附结合，并且波状的片材(16)通过芯杆(17，18)而移动。至少一个片材的一部分在和芯杆(17，18)接合时被加热并且第一片材(19，20)和第二片材(16)相接合以焊接形成片材(16；19，20)。设置第一元件以至少送入的第一平面片材和经过芯杆(17，18)的第二塑性材料片材，和设置第二元件用于将片材放置和粘附在一起。设置加热元件(28)以将热量传送到和芯杆接合且包含塑性材料的至少一个片材(16；19，20)的一部分。另外，还设置导向元件(17，18；21，22)，以将第一和第二片材在接合部分安放到一起并在由加热件(28)加热的部分焊接。

Description

用于制造波纹材料的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于制造波纹材料的方法和装置，至少一个第一平面片材和一个波状的塑性材料制的第二片材结合在一起以相互粘接，并且波状的片材经过多个芯杆。设置第一元件来喂入至少一个平面片材和一个经过芯杆移动的第二片材，并且设置第二元件用于将片材结合和粘附在一起。
背景技术
人们制造和使用不同形式的波纹板(瓦楞板)特别是用于包装和类似的用途已经有很长时间了。波纹板具有很好的隔绝和吸收冲击的性能，但是，它也有不少的缺点。最大的缺点可能是差的抗湿能力。当波纹板变潮湿之后，它就丧失了大部分的支撑能力和耐久的强度。
本身已经知道将塑料片材形成波状并且这些波状片材和类似材料制的平面形片材连接。在US-A-4897146中公开和表示了一种示例。待加工成波状的片材通过特别的加热元件进行加热，使得材料变成塑性的状态。然后通过芯杆将材料成形为波状，并且该波状材料的一侧由一个成形辊压上一个预热的平面片材，该片材被制成具有环形并且适配于芯杆的凹槽。以相似的方式加热另外一片材，并且通过一第二个最好是冷却辊将其压到波状材料的另外一侧。
制造片材的材料有较大的刚性，并且其厚度应该这么大，即至少待形成波状的片材必须被加热到一个高温才会使材料成为塑态。当结合的片材被冷却后，该形成的波纹材料可以例如用作屋顶或者墙板。按照US-A-4897146的装置和方法可以很好地实现所要求的目的，但是对于其它的目的例如制造用于包装材料或者类似物时却并不十分适用。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种制造由多个材料片材组成的波纹材料的方法，所述的多个片材被以一个有效的方式引导经过芯杆并且被加热以及结合到一起。一个另外的目的是提供一种制造至少由一个第一片材和一第二片材组成的波纹材料的装置。上述这些目的可以由分别由具有权利要求1和6所述的特征的本发明来实现。
按照本发明，至少一个片材在和芯杆贴靠处被加热。在加热时使第一和第二片材相互贴靠在一起。
本发明的装置包括用于将热从芯杆传递到和芯杆贴靠并且包含塑性材料的至少一个片材的加热元件，和在加热时使第一和第二片材结合到一起的导向元件。
通过本发明，可以在波纹产品中使用不同的材料以用于不同的层。例如可以选择具有不同的刚性、韧度、摩擦和冲击吸收能力的材料。本发明也可以实现一个较快的加工过程，并且不需要大范围地加热辊子或者是类似的元件。也可以较快地完成一个制造过程并且该过程也可以被临时停止。
这样加工出来的产品具有波纹卡纸板件的多个优点，例如一个非常好的隔绝和吸收冲击的能力，而且它还另外具有一个高的抗湿能力和耐久力。另外，用这种产品制造的包装可以被喷射蒸汽进行加热。这些包装不排出灰尘颗粒。一种适用于本发明的材料是填充有白垩(cha1k)填料的吹制的聚乙烯薄膜。在很多应用场合，薄膜的合适的厚度为0.03-0.4mm。
根据本发明所生产的包装和其他的产品特别适用于食品工业。在制药工业和医疗领域使用本发明也是有益的。
附图说明
以下将借助附图通过实施例对本发明进行详细描述，其中：
图1是按照本发明装置的一个实施例的侧视图，
图2是一个横截面图，示出了第一个实施例的波纹材料是怎样制造的；
图3是一个横截面图，示出了第二个实施例的波纹材料是怎样制造的；
图4是一个横截面图，示出了第三个实施例的波纹材料是怎样制造的；
图5是一个横截面图，示出了第四个实施例的波纹材料是怎样制造的；
图6是一个用于使材料产生波纹的元件从附图7的A-A线看的一个纵向剖视图；
图7是图6中的元件沿图6B-B线的横截面图。
实施例描述
附图1从原理上示出了按照本发明运行的生产线的组成情况。以点划线示出的第一部分A包括一个第一卷筒10，一个第二卷筒11和一个第三卷筒12，所有这三个卷筒都卷绕有一合适的片材，还包括常规的片材拉伸元件13。不同的片材材料在一个第二部分B被结合在一起并且形成成品波纹材料的不同层。应该注意材料厚度，不同部件的相互间的距离以及其它的几何尺寸关系在附图1和其后的附图中不一定是成比例的。为了更加清楚地表示本发明的特征，对多个尺寸和距离相对于实际情况进行了改动。
A部分中所包含的元件可以按照现有技术来进行制造。但是，重要的是要注意到，厚度和材料都不相同的不同片材可以被安置在不同的卷筒上。对于大部分应用场合，合适的是使用带或不带所谓的填料的聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。一种合适的填料可以是白垩。
在本发明的范围之内，完全可以用其它材料。例如，在某些层可以使用铝或其它类似的材料，以得到防止气体穿透的高的气密性能。本身不能和一相邻片材的材料一起加热的材料，应该被涂有塑性层或者紧邻着一塑性层设置。
待被波纹成形或形成为波状的片材16最好比其它片材要宽并且绕在较比其它片材宽的卷筒上，以使得成品的起波纹的材料包括多个相同宽度的层。若片材16较窄，在形成波纹期间该片材会被拉伸。在将此片材16和其它片材结合到一起之前，它最好在一个起波纹装置中形成波纹。在所示的实施例中，该起波纹装置包括一个上板14和一个下板15，参照附图6和7将对它进行进一步的描述。起波纹装置的另一种实施例还包括两个气缸。在这种实施例中，合适的是可以在起波纹之前对片材16进行预加热，然后再冷却片材16。
在起波纹装置之后，波纹片材16被导入进至少一组上芯杆17和一组下芯杆18之间。下面将参照附图2-5对它们进行进一步的描述。从第一卷筒10来的一上片材19和从第三卷筒12来的一下片材20在芯杆17和18处和波纹片材16结合在一起。该芯杆17和18沿着在附图1中以相应的箭头表示的片材的共同的纵向V延伸。在某些应用场合，可以省去波纹装置或者将它和芯杆制成一体。两组芯杆17和18以未进一步示出的方式悬置在片材的后面或者是外面。
片材由芯杆17和18进行加热，并且通过和一个上压辊21和一个下压辊22的配合作用而接合一种波纹片材材料。接合之后，已经成形的片材材料以常规方式通过一个喂入的上驱动辊23和一个喂入的下驱动辊24进一步在箭头V的方向向前运行。在一些实施例中上压辊21和下压辊22可以一起以要求的方式运送片材材料。此时，则可以省去驱动辊23和24。
驱动辊23和24包含在一个第三部分C中，该部分以常规的方式可包括至少一个导向辊25和一个切割机构。在图示的实施例中，该切割机构包括一个相互配合作用的上刀片26和一个下刀片27。刀片26和27宜上下运动并且将片材材料切成合适长度的片状。另外的切割装置将这些片材切成所想要的宽度。这些片材的尺寸在很大程度上取决于它们所要应用的场合。该第三部分C本身不构成本发明部分，并且可以根据所应用的场合而采用另一种设计。
在附图2中，示出了制造具有三层的片材—其中的一层起波纹时芯杆是怎样设置的示例。此时，以一定的相互距离设置一排上部芯杆17，以同样的相互间距但是却相对于上排芯杆移位地设置一排下部芯杆18，这样，在芯杆之间的空间填以材料的中间层片材。
在该实施例中，所有的芯杆都具有三角形的横截面，但是，根据应用场合的不同也可以选择不同的形状。待形成波纹的片材16在上排芯杆17和下排芯杆18之间移动。上部片材19在上排芯杆17正上方移动并且将在下排芯杆18和上部压辊21之间被压合到片材16上。对应地，下部片材20在下排芯杆18正下方移动并且将在上排芯杆17和下压辊22之间被压合到片材16上。
由加压辊21和22所施加的压力在另一种实施例中可由外界压力差而产生或者可以基于片材中的材料在横向的拉伸而产生。此时，可以省去加压辊21和22。该加压辊21和22的另外一种变型可以是往复移动的加压板。在片材被焊接在一起时的那个阶段，该加压板迅速地朝向芯杆运动并且以上面所述的方式将片材的一部分压在一起。接下来，缩回加压板，由此片材可以被向前运送并且一个新的片材部分进入其正确的位置用于焊接到一起。
至少与片材16和/或上部片材19和/或下部片材20贴合的芯杆18和17的部分设有加热元件28。通过该加热元件28，热量被传递到贴靠的和相邻的材料片上，使得能够实现片材的结合。该加热是在较小的接触表面局部进行的，这意味着可以很快地达到所要求的温度。在一个优选的实施例中，通过驱动片材向前运动的压辊21和22来进行接合片材，因此，所述的片材是运动的。在其它部分，芯杆17和18不被加热。
在一个简单的实施例中，加热元件28包括多个电加热导体，它们沿芯杆的纵向延伸并且由常规的电力供应单元(未示)供给能量。也有可能以另外的方式将热量传递到贴靠的片材部分。所需要的能量例如可以通过超声波、激光和其它类似的能量形式提供到接触表面，以允许得到局部的或者直接的能量传递。也可以感应地或以一个相似的方式进行能量传输，然后将能量集中到芯杆17和18中，这样就可以局部地进行加热。
如上所述，在不同的片材中可以使用不同的材料组份。在某一层中可以使用铝箔或者一种相似的材料。在某些应用场合，可合适地使用一个带有许多填料的中间层例如片材16和两个带有较少的填料的外层。因此，可以形成一种片状材料，它在波槽(channel)方向可以承受高的负载，并且同时外层具有很大的弹性。这种片状材料很适于用于包装。
在不同的层中以及根据所应用的场合的不同，材料厚度可以进行变化。在这方面，待形成波纹的片材16可以由厚度和强度都比其它层要大的材料制成，以得到一个很好的耐久强度和抗冲击性能。以同样的方式，其它层也可以被赋予所要求的性能，例如耐久强度和抗冲击性能。
图3示出了另一个变型实施例，第三组芯杆29插在上排芯杆17和下排芯杆18之间。该第三排芯杆29具有一个与其它芯杆相匹配的横截面并且具有第二组加热元件28’和28”。在所示实施例中，芯杆29具有矩形横截面。而且待形成波纹的片材具有一个上波纹片材16和一个下波纹片材16′。双加热元件28′和28′′使得可以和上加热芯杆17和下加热芯杆18的加热元件28一起形成一个结构更加复杂的片状材料。如从附图3中可见，其结果是形成具有两个外平面层和两个内波纹层的结构。
附图4示出了一个只具有两个材料层的简化的实施例。一个下片材20是平面形的，并且一个片材16以如上所述的相同的方式形成波纹。在图5中示出了带有一个第一波纹片材16和一个第二波纹片材16’的另外一种可选择的实施例。在其它方面，按照附图4和5的实施例和上述的实施例相同。
附图6的剖面图示意性地示出了用于使片材16产生波纹的装置是怎样被制成的。一个下板15被制成V形，片材16朝向板的尖端移动。片材16在箭头V的方向移动。板15带有交替的V形凹槽和V形凸脊。若所形成的片状材料不是太宽的话，用于起波纹的装置可以被完全省去。一个带有相应形状的上板14(见附图7)分别嵌合进下板15的凹槽和凸脊之间。
在附图7中可以更加清楚地看到起波纹装置的实施例。在该图中清楚地示出了V形的凹槽和凸脊。该凹槽和凸脊的形状分别和芯杆的形状相适应，从而使得该片材在其到达芯杆之前以所需的方式起波纹。通过V形的板材14和15，该片材16开始在中间部分起波纹。当片材16向前移动时，该片材就从中间部分向外朝两侧形成波纹。由此，可以避免在形成波纹过程中在片材材料中形成一个太大的负载。
根据又一种实施例，芯杆如附图6中的板14和15一样设置成V形，从而可以省去这种板。

Claims (15)

1.用于制造波纹材料的方法，至少一第一平面形片材(19；20)和由塑性材料制成的并且波形设置的第二片材(16)安放在一起以进行相互粘接，并且波形片材(16)移动经过芯杆(17，18)，其特征在于：所述的芯杆(17，18)在波形片材(16)的纵向延伸，在和芯杆(17，18)的接合处至少一块片材的一部分被加热，和
第一片材(19，20)被与第二片材(16)贴靠接合，以将片材(16；19，20)焊接在一起，并且，将能量局部施加到接合的片材部分的接触表面。
2.按权利要求1所述的方法，其中，至少一块片材(16；19，20)的至少一部分在相邻的片材(16；19，20)间的一个接触面用设置在芯杆(17，18)中的加热元件(28)直接加热。
3.按权利要求1所述的方法，其中，至少一块片材的至少一部分通过距芯杆(17，18)一定距离的加热元件(28)而间接加热。
4.按权利要求1所述的方法，其中，在到达芯杆(17，18)之前波形设置的第二片材(16)被打皱形成波纹。
5.按权利要求1所述的方法，其中，在一排芯杆(17，18)和至少一个加压辊(21；22)之间，第一片材(19；20)和第二片材(16)被相互对压在一起。
6.用于制造波纹材料的装置，设置有第一元件，以将至少一个第一平面形的片材和一波形的由塑性材料制的第二片材向前送进，并且移动经过芯杆(17，18)，还设置有第二元件，以使所述的片材安放和粘附在一起，其特征在于：
所述芯杆(17，18)在波状片材(16)的纵向延伸，
设置有用于将热量局部传递到和芯杆贴合并且包含塑性材料的至少一个片材(16；19，20)的一部分的接触面的加热元件(28)，
设置有用于使第一和第二片材在一个接合部分安放在一起并且用于使上述片材在通过加热元件(28)加热的部分焊接起来的导向元件(17，18；21，22)。
7.按权利要求6所述的装置，其中，芯杆(17，18)包括至少用于直接加热被波纹成形的片材(16)的加热元件(28)。
8.按权利要求6所述的装置，其中，加热元件(28)设置成距芯杆(17，18)一定的距离以将能量传送到接合部分。
9.按权利要求6所述的装置，其中，加热元件(28)设置成距芯杆(17，18)一定的距离以将能量传送到芯杆(17，18)上，从而得以加热所述芯杆。
10.按权利要求6所述的装置，其中，在第二片材(16)到达芯杆(17，18)之前，设置有起波纹元件(14；15)以对第二片材(16)进行波纹成形。
11.按权利要求10所述的装置，其中，所述的起波纹元件(14，15)包括一个制有交替的凹槽和凸脊的上板(14)和一个制有与上板(14)相配的交替的凹槽和凸脊的下板(15)。
12.按权利要求6所述的装置，其中，所述的芯杆(17，18)被制成为在片材的中心部分具有一个较大的长度并且在片材的中心部分的外侧的横向上具有一个较短的长度，同时构成起波纹元件(14，15)。
13.按权利要求6的述的装置，其中，芯杆(17，18)包括用于加热和芯杆(17，18)相邻的材料片材(16；19，20)的电阻丝。
14.按权利要求6的述的装置，其中，所述的芯杆(17，18)设置在一个上排(17)和一个下排(18)中。
15.按权利要求14所述的装置，其中在上排(17)和下排(18)之间至少设置一排第三组芯杆(29)。
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