CN1235575A - 无框架高压模板压机 - Google Patents

Abstract

一种无框架高压压机(30),它包括至少被包装结构物(36)部分围绕的第一和第二相对模板(32、34)。提升装置(38、42)设置在第一和第二模板(32、34)之一上,其位置偏离包装结构物(36)。压机(30)还包括连杆结构物(46、48),它将提升装置(38、42)产生的力传送至包装结构物(36),从而包装结构物将模板(32、34)压至一起。连杆结构物(46、48)包括与包装结构物(36)相连的、并基本横向对准模板(32、34)的拉伸构件(48)。连杆结构物(46、48)还包括伸展于提升装置(38、42)与拉伸构件(48)之间的联接构件(46)。拉伸构件(48)的长度能加以调节,以控制压机(30)产生的力放大的程度。还有,拉伸构件(48)可枢轴转动地连接(50)至包装结构物(36)和联接构件(46)两者,以防止提升装置(38、42)的侧向负载。

Description

无框架高压模板压机

本发明一般说来涉及压机。更具体地说，本发明涉及在诸如装饰薄板、高密度板和芯片板等产品的制作中，及在诸如热塑复合板的低粘性材料加工中应用的高压模板压机。

在工程中，高压模板压机是众所周知的。几乎没有例外，这些压机都由三种部件建成：上、下压机模板，其中至少有一块用于被上升或下降；提升装置，用于将上述压机模板压至一起；和框架，它抵消上述提升装置产生的所有弯曲力矩。由于提升装置产生的弯曲力矩很大，因而通常采用与提升装置相联的、能起显著加强作用的框架。

美国专利4608922作为参考引入本发明，其揭示了各种无框架压机的实施例。图1和2展示了一台代表美国专利4608922揭示的无框架压机18。一般说来，压机18包括被包装结构物24围绕的第一和第二相对模板20和22。诸如液压汽缸的提升装置26安置在第一模板20上，并直接位于包装结构物24之下。当提升装置26将包装结构物24推压向上时，包装结构物24受拉伸，模板20和22被压至一起。与普通的框架压机相比无框架压机所具的最大优点是能大大降低材料成本。

伴随现有无框架压机出现的问题与包装结构物24之下的提升装置26的走向有关。为放置提升装置26的高度，包装结构物24必须与第一模板20成θ角而排列。将看到，随着θ角增加，压机的功率放大减小。例如，当θ为15度时，提升装置产生的力被压机放大十倍。相反，当θ为50度时，提升装置产生的力只被压机放大三倍。因此，存在着将包装结构物24的θ角降至最小的强烈诱因。但将提升装置24布署在包装结构物24之下，妨碍了将包装结构物24的θ角降至最小这一目标。

现有无框架压机经历的另一问题与提升装置的过大磨损有关。如图2所示，冲压过程期间，模板20和22之间的任何一点不重合都会引起传向提升装置26的侧向负载。提升装置26的侧向加载在正常操作状态期间会引起提升装置26过大的磨损。

压机的一个重要应用涉及回收工业中的热塑复合板的加工。热塑复合板通常具有低粘性特征，一般讲，在经过模压/定型工艺成形后需快速冷却。热塑复合板的这些物理特性造成难于通过无框架压机来加工热塑复合板。特别是，由于热塑复合板的粘性低，因此通常要求使用大的冲压力以加工模具内的热塑复合件。作用在热塑材料上的大冲压力会产生相当的突发功率，它必须由模具加以承受。因此，模具必须具有特别厚的壁。但是，如果壁特别厚，则会妨碍热塑材料的有效冷却。因此，需要设计一种无框架高压模板压机，它能有效地加工热塑材料。

一般说来，本发明涉及无框架高压压机。高压压机包括至少部分由包装结构物加以围绕的第一和第二相对模板。提升装置设置在第一和第二模板之一上，放置位置偏离包装结构物。压机还包括连杆结构物，它将提升装置产生的力传送至包装结构物，从而包装结构物能将模板压至一起。连杆结构物包括与包装结构物相连的，并基本横向对准模板的拉伸构件。连杆结构物还包括伸展在提升装置和拉伸机构之间的联接构件。因为提升装置偏离包装结构物，限定在包装结构物和模板之间的角度不依赖于，或受限于提升装置的物理高度。

在一个较佳实施例中，拉伸构件的长度可加以调节以控制压机产生的力放大程度。仍在此较佳实施例中，拉伸构件均以枢轴转动与包装结构物和联接构件两者相连。拉伸构件的枢轴转动连接使拉伸构件得以随着包装结构物产生的侧向负载而倾斜或枢轴转动。这样，枢轴转动的拉伸构件起着防止提升装置过度磨损的作用。

在本发明的一个实施例中，高压压机装备有压力腔，用于促进对诸如热塑复合材料的低粘性材料的加工。压力腔使低粘性的材料得以被加工，而无需模具具有特别厚的壁。

在本发明的又一实施例中，压机包括加热台和冷却台，它们同时受包装结构物和提升装置的驱动。加热台和冷却台两者都包括压力腔，以加速低粘性材料的加工。在使用中，模具能系统地从加热台传送至冷却台。在同一周期内将模具和受热复合材料从永久性加热台移动至冷却台的这一能力造成能量和加工时间的大量节省。

本发明的各种附加优点部分将陈列于随后的说明书中，部分可从说明书中得悉或通过本发明的实际而获知。本发明的优点将借助权利要求中特别指出的部件和组合加以实现和获得。还应理解到，以上的总体说明及随后的细致说明都只是实例性和解释性的，并不对专利申请的发明具有限制作用。

所包含的附图构成说明书的一部分，所展示的发明的若干实施例连同说明书一起用于解释发明的原理。附图概述如下：

图1展示了一台现有技术中已知的示例性无框架压机；

图2展示了图1的压机，它正经受提升装置的侧向负载；

图3展示了一台按本发明原理建造的无框架压机，所示压机正处于打开位形；

图4展示图3的无框架压机正处于关闭位形；

图5展示了一台按本发明原理建造的替代性无框架压机，该压机装备有压力腔，用以加速低粘性材料的加工；而

图6为一台按本发明原理建造的另一替代性无框架压机，压机装置有分离的加热和冷却台。

现在将详细参考附图所示的本发明示例性实施例。附图中将尽可能采用相同标号来表示相同或相似零件。

图3和4展示了一台按本发明原理建造的示例性无框架压机30。压机30包含与第二模板34相对分隔放置的第一模板32。包装结构物36围绕着第一和第二模板32和34。所示提升组合件38位于第一模板32上。提升组合件38设计成能向包装结构物36施加一个向上拉伸的力。当向上拉伸力施加至包装结构物36时，第一和第二模板32和34被压至一起，引起模板32和34从打开位置(如图3所示)移至关闭位置(如图4所示)。

如图3和4所示，压机30的第一模板32是一块顶部冲压模板，通常它具有矩形横截面。在第一模板32的上角，安装着普通的滚柱轴承40用以引导包装结构物36围绕第一模板32。通常，第一模板32与诸如地面支架的常规支承结构(未表示)相连接，用于将压机30支承在地面之上。第一模板32最好由诸如钢等的刚性材料制成。

所示压机30的第二模板34是一块底部模板或腹板，它具有与曲线下表面相对的平面上表面。曲线下表面的形状成形成能对包装结构物36围绕第二模板34的底部进行导向。第二模板34也最好由诸如钢等的刚性材料制成。

压机30的包装结构物36最好由诸如钢的弹性并相对牢固的材料制成。适宜用作包装结构物36的示例性结构有钢索、薄板、钢缆或钢带。包装结构物36最好能完全围绕第一和第二模板32和34。但是，在本发明的某些实施例中，包装结构物36也可只是部分围绕模板32和34。包装结构物36还最好对准或将中心定在模板32和34的几何中心线上。将注意到，可在与本发明相关的装置中应用多重包装结构物。假如采用多重钢带，则这些钢带产生的净合力最好通过模板32和34的几何中心线。

所示的压机30的提升组合件38包括分隔放置的第一和第二提升组件42。示例性的提升组件有液压或气动压头或汽缸、气袋、水位扩张组件、机械千斤顶、或任何其它已知的、机械或手动装置，只要它们能产生足以用于冲压目的的提升力。提升组件42最好横向或水平地与包装结构物36相偏离，并位于第一和第二模板32和34中心线44的相对两侧。提升组件42最好与中心线44等距相隔，这样，提升组件42产生的净合力将通过中心线44。

提升组合件38还包括将提升组件42连接至包装结构物36的连杆结构物。所示连杆结构物包括伸展于第一和第二提升组件42之间的联接构件46或板。联接构件46最好基本平行第一和第二模板32和34而排列。连杆结构物还包括将联接构件46连接至包装结构物36的细长拉伸构件48。细长拉伸构件48最好基本沿模板32和34的中心线44纵向地排列，并最好基本横越地对准第一模板32。

在一个较佳的结构中，拉伸构件48由常规滚柱轴承50枢轴转动地连接至联接构件46和包装结构物36。滚柱轴承50使拉伸构件48得以随着来自包装结构物36的侧向负载而倾斜或枢轴转动。拉伸构件48的枢轴转动行为阻止侧向负载传向提升组件42，从而避免了提升组件42的过度磨损。

拉伸构件48最好包括通过螺纹与第二部分54连接的第一部分52。拉伸构件48的第一和第二部分52和54之间的螺纹连接使拉伸构件48的长度得以通过第一和第二部分52和54相互相对的转动而加以调节。通过调节拉伸构件48的长度，就可控制由压机30产生的功率放大。

应注意到，只要不偏离本发明的原理，提升组件的数目及布置均可加以改变。例如，在一个较佳装置中，包含了四件提升组件。在这样的装置中，最好在包装结构物的两侧各布置两件提升组件，而联接板则桥接两组提升组件之间的包装构件顶部。实质上，这样的装置造成提升组合件跨立在包装结构物上。在一个替代性装置中，在包装结构物的两侧可各设立一件单独的提升组件。而在另一替代性装置中，提升组件组可位于包装结构物的单侧，而联接构件则布置成悬臂结构。

在一般运转中，当压机30打开时，首先将欲冲压的物体(未表示)放置在模板32和34之间。一旦物体位于压机30中，提升组件42被驱动以产生一个向上的拉伸力。此向上拉伸力通过联接构件46和拉伸构件48传送至包装结构物36。当包装结构物36被拉伸构件48拉伸时，第一和第二模板32和34从打开位置(如图3所示)被共同压向关闭位置(如图4所示)。应注意到，当压机30位于打开位置时，包装结构物36的顶部基本平行第一模板32。这样的平行形状使压机30的冲压功率达到最大。在图4所示的关闭位置中，包装结构物36的顶部相对第一模板32构成一个微小的倾斜角。

图5展示了一台按本发明原理建造的无框架压机30′。与前述压机30相同，压机30′包括顶部和底部模板32和34、包装构件36和提升组合件38。压机30′的底部模板34包括从模板34顶表面向上突出的壁结构物60。此壁结构物60与底部模板34的顶表面相配合以限定一个内腔62。当腔62的底部被底部模板34封闭时，腔62的侧面被壁结构物60所封闭。腔62的顶部是开口的，并成形成能往复地安放与顶部模板32的底部表面相连接的冲压构件64。顶部模板32的冲压构件64的大小能在压机30′关闭时，于底部模板34的内腔62之内紧密地滑移。顶部和底部模板32和34装备有常规加热元件65，用以加热内腔62。

压机30′的一个较佳用途涉及诸如热塑复合物的低粘性材料的成型。当压机30′位于打开位置时，最好将包含切割框架66和成型插入物68的模具结构物放置在压机30′的腔62内。接着，至少用热塑复合材料部分充填腔62。一旦复合材料已被放置在腔62中，驱动提升组合件38，引起模板32和34相互相向移动。当模板相互相向移动时，顶部模板32的冲压构件64在底部模板34的壁结构物60之内紧密地滑移。冲压构件64与底部模板34的壁结构物60之间的间隙大得足以使空气逸出，但又小得足以阻止复合材料从腔62中跑出。这样，冲压构件64和底部模板34的壁结构物60相配合形成了一个压力腔。

当第一和第二模板32和34被包装结构物36继续推压至一起时，复合材料在腔62内被压缩，并通过加热元件65加热熔融。熔融和受压的复合材料在腔62内流动以充满位于切割框架66外侧周围的空隙区域，也充满成型插入物68之上的切割框架66的内侧。因为复合材料在切割框架66的内、外两侧均受到压缩，因此切割框架66受压平衡。结果，尽管腔62内的复合材料产生大的突发功率，模具的切割框架66也不要求有厚壁。

当复合材料在切割框架66内受压缩时，成型插入物68将材料成型成要求的三维形状。当顶部模板32的冲压构件64到达切割框架66的顶部时，切割框架66内的复合材料被切割框架66与冲压构件64之间的啮合自动校准和修整。如需要，还可使冲压构件64装备有第二成型插入物，这样，复合材料的顶部和底部侧面都可在腔62内成型。

图6展示了按本发明原理建造的另一台压机30″。和前述压机相同，压机30″包括顶部和底部模板32和34、包装结构物36和提升组合件38。但是，压机30″还包括位于顶部和底部模板32和34之间的中间模板70。模板32、34和70安装在垂直排列的线性轴承或导向杆72上，而导向杆72则插入在包含于顶部模板32的弹性套筒74中。加热台76位于顶部模板32与中间模板70之间。而冷却台78则位于中间模板70与底部模板34之间。

压机30″的加热和冷却台76和78包括壁结构物60，它们分别安装在下部和中间模板34和70上。壁结构物60限定大小可滑移地安放冲压构件64的内腔62，而冲压构件64则分别固定至顶部和中间模板32和70上。加热元件65安装在顶部模板32的底部和中间模板70的顶部，用于加热贮放在加热台76内的材料。常规的冷却元件67安装在中间模板70的底部和底部模板34的顶部，用于冷却贮放在冷却台78内的材料。

诸如切割框架66和成型插入物68的模压结构物放置在加热和冷却台76和78的腔62内。切割框架66最好安装在托盘80上，以加速切割框架66和插入件68在加热和冷却台76和78中的装载，和从其中取出。

在使用中，支承着切割框架66和成型插入物68的托盘80被装入加热台76。接着，将诸如热塑复合物的材料放入加热台76的腔62中。然后，驱动提升组合件38，使包装结构物36被拉伸。包装结构物36在顶部和底部模板32和34上作用关闭压力，从而模板32、34和70被压至一起，热塑复合物加热，并成形成要求的形状。热塑复合物成形后，压机30″打开，支承着已成型产品的托盘80从加热台76转送至冷却台78。然后，加热台76重新装载新的托盘80及新的一份热塑材料。

一旦冷却台78和加热台76均已装载，压机30″重又移至关闭位置，这样，冷却台78内的先前已成型的产品被冷却，而加热台76内的热塑材料成形成要求的形状。然后将已冷却产品从压机30″中取走，并用刚成型的产品加以替代，同时，加热台76用新的托盘80和新的一份热塑材料重新装载。值得提出的是，前述过程步骤最好系统地进行重复以持续生产成型的热塑产品。在同一周期期间能将模具和受加热复合材料从永久性加热台移至永久性冷却台可大大节约能量及加工时间。

对于前述说明，应理解成，只要不偏离本发明的范围，其细节可加以改变，特别是使用的结构材料以及零件的形状、尺寸和布置。说明书及被说明的实施例应看作只是为了示例，发明的真正范围及精神由下述权利要求的广义意义加以表示。

Claims (20)

1．一种高压压机，该压机包括：

第一和第二相对模板；

包装结构物，它至少部分围绕模板；

提升组件，它位于第一和第二模板之一上，其位置偏离包装结构物；和

连杆结构物，用于将提升组件产生的拉伸力传送至包装结构物上，从而包装结构物将模板压至一起。

2．根据权利要求1的压机，其特征在于，它还包括滚轴结构物，用于对包装结构物围绕模板角进行导向。

3．根据权利要求1的压机，其特征在于，包装结构物选自由带、索或薄板组成的组合。

4．根据权利要求1的压机，其特征在于，连杆结构物包括与包装结构物相连的、并一般与模板横向对准的拉伸构件，连杆结构物还包括伸展在提升组件和拉伸构件之间的联接构件。

5．根据权利要求4的压机，其特征在于，拉伸构件可相对包装结构物和联接构件进行枢轴转动。

6．根据权利要求4的压机，其特征在于，拉伸构件的长度可进行调节。

7．根据权利要求1的压机，其特征在于，当模板移至一起时，第一和第二模板限定一个压力腔。

8．根据权利要求7的压机，其特征在于，它还包括放置在压力腔内的模压结构物。

9．根据权利要求1的压机，其特征在于，它还包括放置在第一和第二模板之间的中间模板。

10．根据权利要求9的压机，其特征在于，第一和中间模板限定第一压力腔，并包括用于加热第一压力腔的加热元件，而第二和中间模板限定第二压力腔，并包括用于冷却第二压力腔的冷却元件。

11．一种高压压机，该压机包括：

第一和第二相对模板；

包装结构物，它至少部分围绕模板；

第一和第二相隔开的提升组件，它们放置在第一模板上，其位置偏离包装结构物；和

连杆结构物，它放置在第一和第二提升组件之间，用于将提升组件产生的拉伸力传送至包装结构物，从而包装结构物将模板压至一起。

12．根据权利要求11的压机，其特征在于，它还包括滚轴结构物，用于对包装结构物围绕模板角进行导向。

13．根据权利要求11的压机，其特征在于，包装结构物选自由带、索或薄板组成的组合。

14．根据权利要求11的压机，其特征在于，连杆结构物包括伸展在第一和第二提升组件之间的联接构件，以及伸展在联接构件和包装结构物之间的枢轴转动构件，枢轴转动构件枢轴转动地与包装结构物和联接构件两者相连接。

15．根据权利要求14的压机，其特征在于，枢轴转动构件的长度可调节。

16．根据权利要求11的压机，其特征在于，第一和第二模板在模板移至一起时，限定一个压力腔。

17．根据权利要求16的压机，其特征在于，它还包括放置在压力腔内的模压结构物。

18．根据权利要求11的压机，其特征在于，它还包括设置在第一和第二模板之间的中间模板。

19．根据权利要求18的压机，其特征在于，第一和中间模板限定第一压力腔，并包括用于加热第一压力腔的加热元件，而第二和中间模板限定第二压力腔，并包括用于冷却第二压力腔的冷却元件。

20．一种高压压机，该压机包括；

第一和第二相对模板，这两块模板可在模板相互间隔距离的打开方位和模板相互贴紧放置的关闭方位之间移动；

包装结构物，它至少部分围绕模板，当模板处于打开方位时，包装结构物的一部分基本平行第一模板，而当模板处于关闭方位时，这一部分相对第一模板形成一个斜角；和

提升组件，它设置在第一模板上，用于拉伸包装结构物，从而第一和第二模板从打开方位被压至一起而到达关闭方位。

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