CN1213860C - 胶粘方法以及使用该方法的设备 - Google Patents

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Abstract

一种制造复合产品的方法。由此提供多个需要被组装的元件并且在每一个元件的至少一个表面上涂胶。元件被组装，并且组装的元件在压力机中受压。本发明的特征在于，将涂覆在一个元件上的特定涂胶点处的胶的至少一种成分的量控制成为在涂胶点受到压力机中的压力作用之前其所用的等待时间的一个函数。一种用于实施该方法的设备，其特征在于，控制单元(15)是可编程的，以运行一个用于涂胶装置(10)和/或元件供给装置(6；16)的控制程序，从而提供最佳的涂胶量。

Description

胶粘方法以及使用该方法的设备
技术领域
本发明涉及复合产品的制造，其中通过以胶粘的方式将多个元件组装在一起。本发明特别涉及在这样的制造过程中的机械涂胶。
背景技术
对于制造包括通过胶粘而组装在一起的多个元件的产品，有时需要将大量的胶涂覆在大的表面上。在一种情况下，即几个具有这样的大表面的元件以一个接着一个的方式被组装的，在元件的组件被最终处理(例如在压力机中)之前需要很长的等待时间，可能出现胶硬化的情况。在这样的情况下，例如在层叠木板的生产中，涂胶的第一元件的等待时间不得不长于最后一个元件。涂覆在每一个元件上的胶量是根据等待时间最长的元件的等待时间计算的。这会浪费胶，因此在经济上是不利的。
常用的胶例如为PRF(苯酚间苯二酚甲醛；两种成分的胶)、MUF(蜜胺脲甲醛；两种成分的胶)、PUR(聚氨酯；两种成分的胶)。对于具有两种成分的胶，每一种成分可被分开涂覆或者在涂覆前被混合。
发明内容
这样，本发明的目的在于提供一种用于复合结构的制造中的能够减少胶总量的方法和设备。
根据本发明的一种用于制造叠层梁的方法，其中多个薄板在压力下通过胶粘在一起被组装，所述方法包括下列步骤：提供多个待组装的薄板；在每一个薄板的至少一个表面上涂胶；将这些薄板组装成所需的结构；以及使组装的薄板在一加压装置中受压；其特征在于，使涂覆在一薄板上的特定涂胶点处的胶的至少一种成分的量控制成在所述涂胶点于加压装置中受压之前其所用的等待时间的函数。
相对于胶粘物件在压力机中经受最终压制处理之前的等待时间通过控制涂胶中的至少一种成分，能够实现减少胶的消耗量。
优选的是，胶量还与其它因素，诸如被胶粘的材料以及环境大气中的水分含量、材料硬度、孔隙度等相适应。
各种不同的材料可被处理，例如金属、聚合物、陶瓷、木材。在优选实施例中，利用本发明所涉及的方法进行处理的材料是木材。
在本发明的方法中，所述胶是多种成分的粘合剂，其中一种成分是硬化剂，并且对所述粘合剂成分中的一种成分的量进行控制，以将硬化剂和其余成分之间的比率控制成等待时间的函数。
在本发明的方法中，所述胶是两种成分的粘合剂，所述粘合剂包括硬化剂和胶，对于更长的等待时间，将硬化剂与胶之间的比率控制得更低。
在本发明的方法中，所述胶是单一成分的胶，并且胶量随着等待时间的增长而增大。
在本发明的方法中，涂覆在每一个薄板上的胶量在该薄板的表面上是恒定的，但是在薄板与薄板之间是变化的。
在本发明的方法中，在一系列薄板中的第一薄板接受的胶量小于随后的薄板。
在本发明的方法中，涂覆在每一个薄板上的胶量在所述薄板的表面上是变化的。
在本发明的方法中，通过控制薄板在涂胶过程中的移动速度来控制涂胶量。
在本发明的方法中，通过控制在每一个薄板上的涂胶速度来控制涂胶量。
在本发明的方法中，一个薄板与另一个薄板的移动速度是不同的。
在本发明的方法中，移动速度在每一个薄板上的涂胶过程中是变化的。
在本发明的方法中，移动速度是阶梯式或者连续变化的。
在本发明的方法中，涂胶速度是阶梯式或者连续变化的。
本发明还提供了一种在叠层梁的制造中优化涂胶的涂胶设备，其中多个薄板在一加压装置中受压通过胶粘在一起被组装，
其特征在于，
所述涂胶设备在一控制单元(15)的控制下运行，以提供一个最佳的涂胶量，所述控制单元被编程以运行一个控制程序，包括：
使涂覆在一薄板上的特定涂胶点处的胶的至少一种成分的量控制成在所述涂胶点于加压装置中受压之前其所用的等待时间的函数。
在本发明的涂胶设备中，所述控制程序适于控制供给装置的移动速度，从而控制薄板经过涂胶装置的移动速度。
在本发明的涂胶设备中，所述控制程序适于控制薄板上涂胶速度。
在本发明的涂胶设备中，所述控制单元是一个个人电脑或其他的微处理器。
本发明又提供了一种用于制造组合产品的设备，其中多个薄板在压力下通过胶粘在一起被组装，所述设备包括：
一薄板供给装置；
一堆叠单元；
一控制单元；以及
一加压装置；
其特征在于，还包括
一个如上面所述的涂胶设备。
在本发明上述的设备中，所述控制程序适于控制供给装置的移动速度，从而控制薄板经过涂胶装置的移动速度。
在本发明上述的设备中，所述控制程序适于控制薄板上涂胶速度。
在本发明上述的设备中，所述控制单元是一个个人电脑或其他的微处理器。
在本发明上述的设备中，该设备用于制造一种叠层梁，该叠层梁由一摞单个薄板组成。
在本发明上述的设备中，该设备包括一个传感器，用于计算通过涂胶设备的薄板的数目，或用于检测已经通过该工位的延米量。
在本发明上述的设备中，所述压力机是一种部段压力机，该压力机在第一施压操作中仅对组件的一部分施压，接着以几次操作的方式沿着组件的长度持续施压，控制单元中的控制程序适于考虑变化着的等候时间。
附图说明
图1示意性地示出了用于胶粘结构生产的制造工位；
图2a示出了一种压力机；
图2b示出了用于图2a中所示压力机的本发明的涂胶分布方式的示例；
图3a示出了另一种压力机；
图3b示出了用于图3a中所示压力机的本发明的涂胶分布方式的示例；
图4a示出了第三种压力机；
图4b示出了用于图4a中所示压力机的本发明的涂胶分布方式的示例；以及
图5是表示控制过程的一个实施例的流程图。
具体实施方式
现将参照叠层梁的制造对本发明的第一实施例进行描述，该叠层梁包括一摞被胶粘且压在一起以形成梁的单个薄板，并且在图1中示出了用于该目的的制造工位。但是该原理适用于所有类型的被胶粘且为了达到使胶硬化的目的而受压的产品。
该制造工位包括用于单个薄板4的供给单元2。该供给单元可是任何类型的能够一次将一个薄板设置在传送带6或类似装置上的输送装置，该传送带6或类似装置用于将薄板供给到该制造工位的处理部分中。该供给单元甚至可以是一个操作者，该操作者以人工的方式将每一个薄板放置到该传送装置上。
在所示实施例中，处理部分包括五个单元：刨削装置8；涂胶装置10；堆叠单元12，“预制梁”14在堆叠单元12中被组装；控制单元15(例如个人电脑或其它微处理器)和操作面板；以及压力机17。
利用操作者、或者以来自于中央电脑的数字形式、或者利用在磁盘等上的数据为控制单元15提供用于被制造的特定产品的数据。下面将给出控制程序的具体细节。
该工序如下：第一薄板4被放置在传送装置或者给料装置6上，该薄板被供给到刨削装置8中，在刨削装置8中对薄板进行适当地表面加工。该单元包括引导辊和加工工具，因此它还可用于控制薄板通过该工位的速度。但是，如果原材料是高质量的并且无需经过处理，而且如果可利用传送带6或者利用涂胶装置10控制薄板的速度，那么也可省去所述刨削装置。
在经过(可选择的)表面加工后，薄板4通过涂胶装置10。可以下面将描述的方式控制被涂覆到该薄板上的胶量，并且将根据控制程序自动地改变不同薄板的胶量，控制程序适用于每一种单个薄板类型以及当前车间环境条件。
在被涂覆了适量的胶后，利用第二传送装置16使离开涂胶装置10的薄板4向前移动到止动位置18。接着，薄板将从传送装置16被移动到侧边部，在该处将它们放置在其相互的顶部上直到所需数量的薄板被组装成堆或者堆叠。然后，该组件被输送到一个压力机，薄板堆在足够长的时间内在压力机中受到适当的压力，并且如果需要还会受热，以使胶硬化。处理过程的这部分内容本身不构成本发明的部分，并且对于本领域普通技术人员来说是公知的，因此不再对其进行详细描述。
最好设置一传感器20以计数通过涂胶装置的薄板数量或者用于检测已经通过该工位的延米量(linear meter)。来自于该传感器的数据被提供给控制单元15。
有几种适用于叠层产品制造的压力机。
图2a中示出了第一个示例。它是全长压力机，即，该压力机能够同时在整个胶粘薄板组件上施加压力，这样所有部分同时受压，因此该施压操作本身不会带来在涂胶中必须考虑的任何附加的等待时间。
相反，图3a中所示的压力机是一种部段压力机，该压力机在第一施压操作中仅对部分组件进行施压，接着以几次操作的方式沿着组件的长度持续进行，施压区域可重叠或者可不重叠。在这种情况下，显然待压的最后部段必须等待额外的时间，并且这样利用该压力机也能够使胶量达到最佳。
图4a中示出了第三种可选择的方案，其中示出了一种连续工作的压力机，即，利用作用在薄板堆或者薄板堆叠的上表面上的辊施加压力。因此能够使该组件连续地通过压力机。
显然，用于这些可选择方案的涂胶分布曲线是不同的，图2b-4b中示出了对于各种类型的压力机的涂胶曲线。
在使用上述全长压力机时，不存在由于施压操作而产生的等待时间，并且仅需要考虑的等待时间是每一个薄板在胶粘和堆叠过程中的等待时间。这样，如图2b中所示，涂覆在每一个薄板的整个表面或者长度上的胶量是固定的，但是在薄板之间的胶量是不同的。◆表示根据本发明所涂覆的胶，而■表示常规的胶分布。
在第二种情况下，以一次一个部段的方式对其施压，显然在每一个连续的施压操作之间存在一定的等待时间，因此在薄板的长度方向上涂胶必须是不同的。在整个长度方向上胶量是逐渐增加的，并且利用图3b中条形图中的左手边的条表示涂胶分布曲线(等长度的条表示常规涂胶量)。这样，先受压的部段(图3b中的部段A)的涂胶量小于后面的部段，这是因为对于“编号”较高的部段来说等待时间是最长的。
在连续涂胶的情况下，从图4b中可以清楚地看出，显然需要涂覆的胶量会随着等待时间的增长而连续地增加，其中，◆表示根据本发明的胶量，该胶量是产品的延米的一个函数，而■表示常规涂胶。
当然，最佳的涂胶可是在薄板之间一侧上的变化涂胶量的组合，但也可是在薄板的长度方向上。
可以几种方式控制涂覆到每一个元件上的胶量。
该控制单元至少能够对图1中所示系统的四个不同部分进行控制，即，a)传送装置6；b)刨削装置8；c)涂胶装置10；以及d)第二传送装置16。
这样，显然如果一个元件通过涂胶装置10的速度发生变化，那么被涂覆到经过涂胶装置10的元件上的胶量显然将发生变化；快速移动会产生较薄的胶层，并且慢速移动会产生厚胶层。容易理解的是，通过以恒定的速度运行，接着仅在元件的一半长度处突然降低速度，即可获得具有不同涂胶量的两个明显的区域。
另一方面，连续地增大或降低速度是同样容易的，因此能够获得在一个元件的长度方向上的胶的线性“梯度”。
对于仅需改变元件之间的涂胶量的简单情况，在每一个薄板的整个长度上保持恒定的速度。这对应于如图2a中所示的使用全长压力机的情况，并且底部的薄板首先被涂胶的，因此具有最长的等待时间。
如果使用刨削装置8，如上所述，可使用其引导辊和/或加工工具，以迫使薄板4通过该系统，这样可通过控制刨削装置8来控制速度。
也可利用第二传送装置16进行速度控制，但这会需要略微复杂的装置，例如必须设置与该传送装置相连的连接装置以使传送装置拉着薄板并使薄板通过涂胶装置8，从而用作一个供料装置。
当然，也可利用涂胶装置本身控制涂胶量。存在几种可能性。首先它取决于涂胶装置的类型。涂胶装置通常是串行式的或者幕式的。如这些名称所述的，第一种仅以线性的方式涂胶，最好是用于狭窄的物件。一幕式涂胶装置能够在宽的区域上涂胶，宽度可达几米。
一种在元件速度恒定的条件下控制涂胶量的方式当然是控制胶的泵流量。
另一种方式是改变带式涂胶管的“工作”宽度，对于线式涂胶装置，通过转动涂胶管能够简单地减少或者增加打开的喷孔数量。对于幕式涂胶装置，可改变狭缝的宽度。
当然也可将元件移动速度和涂胶装置的设定结合在一起。
在使用两种成分的粘合剂的情况下，可控制硬化剂与胶的混合比率。硬化剂越多，硬化得越快，从而能够减少等待时间。这样，被组装的一系列元件中的第一个所使用的粘合剂的硬化剂与胶的混合比率应该低于最后一个元件。
示例
在下列示例中使用的一种PRF类型的胶。
示例1
由21个件构成的结构梁是通过组装薄板并且在一个全长压力机中进行加压来制造的。最先涂胶的一元件的等待时间为1小时，最后一块的等待时间为10分钟。将使用下列的涂胶分布曲线。
薄板编号                  胶量(克/平方米)
1                         500
2                         488
3                         476
4                         464
5                         452
..
..
21                        300
图2b中图示了适用于上述由21个件构成的组件的分布曲线
每平方米的胶量当然是可改变的，并且通常对于10分钟的等待时间来说可在100-300克/平方米之间，对于1小时的等待时间来说可在300-500克/平方米之间。如上所述，材料中的水分含量、大气中的湿度、环境温度也会影响涂胶量。
示例2
制造与示例1中相同的由21个件构成的结构梁，但是不是使用一种全长压力机，而是使用一种部段压力机(图3a)。这样，它优选适于在每一件的不同部段上涂覆不同的胶量，而且改变一个薄板与另一个薄板之间的涂胶量，见图3b，其中黑条表示根据本发明涂胶，而白条表示常规涂胶。在该示例中，分5个部段对该梁进行加压(A-E，其中A是首先进入压力机的部段)。
薄板编号              在每一个部段上的胶量(克/平方米)
                 A          B          C          D         E
1                342        392        442        492       542
2                340        390        440        490       540
3                338        388        438        488       538
4                336        386        436        486       536
5                334        384        434        484       534
                 ..
                 ..
21               300        350        400        450       500
在薄板堆中，编号为21的薄板是最顶部的薄板，这样，它具有最短的等待时间。
示例3
制造与示例1中相同的由21个件构成的结构梁，但是不是使用一种全长压力机，而是使用一种连续工作的压力机。这样，它优选适于在每一件的长度方向上具有一涂胶量梯度。严格地讲，无需提供连续变化的涂胶量，可使该压力机如一具有很多部段的部段压力机进行工作，这样同样能够增加涂胶量。在“很多”一词中可意味着20个部段或者更多的部段。
图4b中所示的分布曲线充分地示出了在一梁中的其中一个薄板所需要的涂胶量曲线。
图5是表示本发明的用于控制涂胶的控制程序的一个实施例的流程图。
假设使用一种成分的胶，并且该过程是用于制造一种包括需要组装的多个薄板的梁。
这样，第一步骤是设定待组装的薄板数量、与环境相关的数据(例如，在示例中的湿度，但是还应该考虑其它因素)以及关于材料性质的数据，例如硬度、孔隙度等。根据输入的数据和来自于数据库的数据，计算出用于每一个薄板的所需最小胶量和最大胶量，数据库包括在不同环境下胶的特性的信息。
接着，选择加压的类型，并且在使用部段压力机的情况下，设定部段的数量。另外，根据所选择的加压形式，将涂胶装置设为恒定涂覆或者以阶梯式或者连续变化的方式涂胶。
上面参照一些实施例对本发明进行了描述，但是本领域普通技术人员能够在不脱离由权利要求所限定的本发明保护范围的前提下对上述
实施例进行各种变型。

Claims (24)

1.一种用于制造叠层梁的方法，其中多个薄板在压力下通过胶粘在一起被组装，所述方法包括下列步骤：
提供多个待组装的薄板；
在每一个薄板的至少一个表面上涂胶；
将这些薄板组装成所需的结构；以及
使组装的薄板在一加压装置中受压；
其特征在于，
使涂覆在一薄板上的特定涂胶点处的胶的至少一种成分的量控制成在所述涂胶点于加压装置中受压之前其所用的等待时间的函数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胶是多种成分的粘合剂，其中一种成分是硬化剂，并且对所述粘合剂成分中的一种成分的量进行控制，以将硬化剂和其余成分之间的比率控制成等待时间的函数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述胶是两种成分的粘合剂，所述粘合剂包括硬化剂和胶，对于更长的等待时间，将硬化剂与胶之间的比率控制得更低。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胶是单一成分的胶，并且胶量随着等待时间的增长而增大。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，涂覆在每一个薄板上的胶量在该薄板的表面上是恒定的，但是在薄板与薄板之间是变化的。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在一系列薄板中的第一薄板接受的胶量小于随后的薄板。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，涂覆在每一个薄板上的胶量在所述薄板的表面上是变化的。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过控制薄板在涂胶过程中的移动速度来控制涂胶量。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，通过控制在每一个薄板上的涂胶速度来控制涂胶量。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，一个薄板与另一个薄板的移动速度是不同的。
11.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，移动速度在每一个薄板上的涂胶过程中是变化的。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，移动速度是阶梯式或者连续变化的。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，涂胶速度是阶梯式或者连续变化的。
14.一种在叠层梁的制造中优化涂胶的涂胶设备，其中多个薄板在一加压装置中受压通过胶粘在一起被组装，
其特征在于，
所述涂胶设备在一控制单元(15)的控制下运行，以提供一个最佳的涂胶量，所述控制单元被编程以运行一个控制程序，包括：
使涂覆在一薄板上的特定涂胶点处的胶的至少一种成分的量控制成在所述涂胶点于加压装置中受压之前其所用的等待时间的函数。
15.如权利要求14所述的涂胶设备，其特征在于，所述控制程序适于控制供给装置(6；16)的移动速度，从而控制薄板经过涂胶装置(10)的移动速度。
16.如权利要求14所述的涂胶设备，其特征在于，所述控制程序适于控制薄板上涂胶速度。
17.如权利要求14-16中任何一项所述的涂胶设备，其特征在于，所述控制单元是一个个人电脑或其他的微处理器。
18.一种用于制造组合产品的设备，其中多个薄板在压力下通过胶粘在一起被组装，所述设备包括：
一薄板供给装置(6；16)；
一堆叠单元(12)；
一控制单元(15)；以及
一加压装置(17)；
其特征在于，还包括
一个如权利要求14所述涂胶设备。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述控制程序适于控制供给装置(6；16)的移动速度，从而控制薄板经过涂胶装置(10)的移动速度。
20.如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述控制程序适于控制薄板上涂胶速度。
21.如权利要求18所述的设备，其特征在于，所述控制单元是一个个人电脑或其他的微处理器。
22.如权利要求18所述的设备，其特征在于，该设备用于制造一种叠层梁，该叠层梁由一摞单个薄板组成。
23.如权利要求18所述的设备，其特征在于，该设备包括一个传感器(20)，用于计算通过涂胶设备(10)的薄板的数目，或用于检测已经通过该工位的延米量。
24.如权利要求18-23中任何一项所述的设备，其特征在于，所述压力机(17)是一种部段压力机，该压力机在第一施压操作中仅对组件的一部分施压，接着以几次操作的方式沿着组件的长度持续施压，控制单元中的控制程序适于考虑变化着的等候时间。
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