TWI739577B - 改良之圓盤式冷熱壓成型系統 - Google Patents

Abstract

本發明所提供改良之圓盤式冷熱壓成型系統係以習知圓盤式模具運送加工機構載運模具在熱區工作站、冷區工作站以及清理工作站間依序位移，使被置入模具中的已發泡高分子胚體，在熱區工作站中被以熱能及壓力進行賦形，再至冷區工作站中被冷卻定型為成品，隨後再移動至清理工作站中，取出成品並進行模具之清理，而本發明主要之技術特徵即係於該熱區工作站中所進行之熱壓賦形程序，是在與大氣隔絕的真空環境中進行，以減少熱能經由傳導而散逸之量。

Description

改良之圓盤式冷熱壓成型系統

本發明係與高分子加工技術有關，特別是關於一種改良之圓盤式冷熱壓成型系統。

為了讓高分子加工之製造效率提高，以及減少工作人員之體力負荷，於我國第M571302號新型專利中公開了利用圓盤式載運技術讓模具在不同的工作站間移動，取代傳統以人力推運模具在不同工作站所分別進行的熱壓賦形或冷卻定型之加工程序。

該專利前案所揭之技術，雖然可以大幅地減少工作人員之體力負荷，但其技術尚非臻於完善，仍有可加以增益之處。

本發明之主要目的即係在提供一種改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其係可使資源被有效利用，避免浪費。

緣是，為達成上述目的，本發明所提供改良之圓盤式冷熱壓成型系統係以習知圓盤式模具運送加工機構載運模具在熱區工作站、冷區工作站以及清理工作站間依序位移，使被置入模具中的已發泡高分子胚體，在熱區工作站中被以熱能及壓力進行賦形，再至冷區工作站中被冷卻定型為成品，隨後再 移動至清理工作站中，取出成品並進行模具之清理，而本發明主要之技術特徵即係於該熱區工作站中所進行之熱壓賦形程序，是在與大氣隔絕的真空環境中進行，以減少熱能經由傳導而散逸之量。

就技術內容上來說，該改良之圓盤式冷熱壓成型系統，乃係包含了有一以該圓盤式模具運送加工機構為構成之移動機構、至少一第一立式挾模機構設置於一固定之位置上並對應於該熱區工作站、以及至少一第二立式挾模機構設置於另一固定之位置上並對應於該冷區工作站。

該第一立式挾模機構則係包含了有一第一中空罩、一第一加熱單元以及一真空單元。

該第一中空罩係呈底端透空之中空物體，可沿重力方向在一位於上方的第一開啟位置以及一位於下方的第一關閉位置間往復位移，當位於該第一關閉位置上時，係以底端與該移動機構之一轉盤氣密地抵接，而使該第一中空罩之內部空間被定義為一與大氣隔絕之第一工作空間。

該第一加熱單元係可將熱能供給至位於該第一空間中之模具，據以提供該熱壓賦形程序實施所需之熱能者。

當模具在該第一工作空間實施熱壓賦形程序時，係以該真空單元將該第一工作空間中之氣體予以抽離，使該第一工作空間形成真空，減少該第一加熱單元所提供之熱能傳導至氣體而造成浪費之情況。

其中，該第一加熱單元係位於該第一中空罩之內部空間中，且當該第一中空罩位於該第一關閉位置上時，該第一加熱單元係位於該第一工作空間中。

其中，該轉盤係呈環狀，而該第一立式挾模機構則具有一架部，並使該架部立設於該轉盤上，以及使該第一中空罩可於該第一關閉位置與該第一開啟位置間活動地設於該架部上。

其中，該第一中空罩於該第一關閉位置與該第一開啟位置間之移動係為直線往復之運動。

其中，該架部包含有若干立柱，係分別立設於該轉盤的內環側之內側與外環側之外側，一頂座係橋設於各該立柱之頂端並位於該轉盤之上方，一直柱狀之頂件係突伸於該頂座之下方，並使該第一中空罩穿套滑設於該頂件上。

其中，該真空單元係具有一中空之第一氣管，係以管軸平行於該頂件柱軸地固設於該頂座上，並與該第一中空罩滑接，且使底端管口與該第一中空罩之內部空間連通，據此，該第一氣管在該第一中空罩滑移進行時，係對該第一中空罩提供引導位移避免偏移之作用，而當該第一中空罩位於該第一關閉位置上時，該第一氣管則可提供將該第一工作空間中之氣體向外抽離之氣體流動通道，亦即該第一氣管係兼具有導軌與氣道之作用。

相類地，該第一加熱單元更包含有一中空之第一線管，係以管軸平行頂件地固設於該頂座上，並與該第一中空罩滑接，且使底端管口與該第一中空罩之內部空間連通，據此，該第一線管乃得以管孔空間提供加熱線路之穿伸，並可對該第一中空罩移動時提供導引。

更進一步地，該第一立式挾模機構係可更包含有一頂端透空之第二中空罩，係位於該轉盤之下方並滑設於該架部上，且使頂端開口與該第一中空罩之底端開口相向對應，以及使該第二中空罩得以在一第二關閉位置與一第二開啟位置間直線地往復位移，當該第二中空罩位於該第二關閉位置上時，係以頂端開口氣密地抵接在該轉盤上，而以該第二中空罩之內部空間定義出一與大氣隔離之第二工作空間，當該第二中空罩位於該第二開啟位置上時，則使該第二中空罩之頂端與該轉盤相隔開來。

以及，該移動機構係更包含至少一穿孔，係貫設於該轉盤上，並對應於該模具之所在位置，而使該模具之下方可以經由該穿孔而與該第二工作空間相通，同時使該穿孔之面積小於該第一中空罩底端開口之面積、小於該第二中空罩頂端開口之面積以及小於該模具之正投影面積。

藉此，該模具位於該熱區工作站進行該熱壓賦形加工時，係位於該第一中空罩與該第二中空罩之間，且在加工時，係使該第一中空罩與該第二中空罩分別位於該第一關閉位置與該第二關閉位置上，據以使該第一工作空間與該第二工作空間彼此經由該穿孔而相連通，並維持與大氣隔絕之狀態。

其中，該第一立式挾模機構係更包含有一第二加熱單元，係可在該第二工作空間中提供熱能。

(10):改良之圓盤式冷熱壓成型系統

(20):移動機構

(21):轉盤

(22):穿孔

(30):第一立式挾模機構

(31):架部

(311):基座

(312):立柱

(313):頂座

(314):頂件

(315):上模座

(316):底件

(317):下模座

(32):第一中空罩

(321):罩體

(322):第一滑孔

(323):第二滑孔

(324):第三滑孔

(33):第二中空罩

(331):罩體

(332):第一滑孔

(333):第二滑孔

(334):第三滑孔

(34):第一驅動部

(35):第二驅動部

(36):第一加熱單元

(361):第一線管

(37):第二加熱單元

(371):第二線管

(38):真空單元

(381):第一氣管

(382):第二氣管

(40):第二立式挾模機構

(50):模具

圖1係本發明一較佳實施例之立體圖。

圖2係本發明一較佳實施例之移動機構與單一之第一立式挾模機構之部分立體圖。

圖3係本發明一較佳實施例之第一立式挾模機構之立體圖。

圖4係本發明一較佳實施例之第一立式挾模機構之大部分解圖。

圖5係本發明一較佳實施例沿圖2中A-A割面線之剖視圖，其中，第一中空罩係位於第一開啟位置上、第二中空罩係位於該第二開啟位置上。

圖6係本發明一較佳實施例沿圖2中B-B割面線之剖視圖，其中，第一中空罩係位於第一開啟位置上、第二中空罩係位於該第二開啟位置上。

圖7係本發明一較佳實施例沿圖2中A-A割面線之剖視圖，其中，第一中空罩係位於第一關閉位置上、第二中空罩係位於該第二關閉位置上。

圖8係本發明一較佳實施例沿圖2中B-B割面線之剖視圖，其中，第一中空罩係位於第一關閉位置上、第二中空罩係位於該第二關閉位置上。

首先，請參閱圖1所示，在本發明一較佳實施例中所提供的改良之圓盤式冷熱壓成型系統(10)，其主要乃係包含了有一移動機構(20)、若干之第一立式挾模機構(30)、若干之第二立式挾模機構(40)以及多數之模具(50)。

如圖2所示，該移動機構(20)係屬習知用以移動模具之技術，其在構成上係具有一呈圓環盤狀之可轉動的轉盤(21)，多數呈四邊形之穿孔(22)係彼此等角度間隔開來地分別貫設於該轉盤(21)上，其中，該些穿孔(22)之設置數量係視該轉盤(21)之尺寸以及預設之工作站數量而定，例如圖式所示數量為五之穿孔，其即對應著預設為五站之工作站數量，並使各個相鄰穿孔間相隔之角度為72度。

各該第一立式挾模機構(30)與各該第二立式挾模機構(40)係依序地以該轉盤(21)之圓心為中心，等角間隔開來地分別設置在其各自之固定位置上，並使該轉盤(21)橫陳在各該第一立式挾模機構(30)與各該第二立式挾模機構(40)之中，並以各該第一立式挾模機構(30)之所在作為熱區工作站，以及以各該第二立式挾模機構之所在作為冷區工作站。

如圖2至圖4所示，各該第一立式挾模機構(30)分別具有一架部(31)，係立設於該轉盤(21)上，一底端透空之第一中空罩(32)係位於該轉盤(21)上方並滑設於該架部(31)上，而可受該架部(31)之導引在一第一關閉位置與一第一開啟位置間上下地直線往復位移，一頂端透空之第二中空罩(33)係位於該轉盤(21)下方並滑設於該架部(31)上，亦可受該架部(31)之導引而於一第二關閉位置 與一第二開啟位置間上下地直線往復位移，一第一驅動部(34)係固設於該架部(31)上並對該第一中空罩(32)提供動力使之在該第一關閉位置與該第一開啟位置間移動，一第二驅動部(35)係固設於架部(31)上，並對該第二中空罩(33)提供動力，使之得以在該第二關閉位置與該第二開啟位置間移動，一第一加熱單元(36)係設於該架部(31)上並位於該第一中空罩(32)之內，一第二加熱單元(37)係設於該架部(31)上並位於該第二中空罩(33)中，一真空單元(38)係可將特定密閉空間中之氣體予以抽除使之形成真空者。

其中，該第一中空罩(32)底端開口正投影於該轉盤(21)上之面積，以及該第二中空罩(33)頂端開口正投影於該轉盤(21)上之面積，均係大於各該穿孔(22)單一之孔面積，且當該轉盤(21)移動至工作定位時，係使不同之穿孔分別介於各該第一中空罩(32)之底端開口正下方與該第二中空罩(33)之頂端開口正上方。

當該第一中空罩(32)受該第一驅動部(34)之驅動而位移至該第一關閉位置上時，係使底端開口氣密地抵接於該轉盤(21)之上側盤面上，而可阻止氣體在該第一中空罩(32)與該轉盤(21)相互抵接之介面間流動，從而將密接於該轉盤(21)上之該第一中空罩(32)之內部空間定義為第一工作空間；相對的，當該第二中空罩(33)受該第二驅動部(35)之驅動而位移至該第二關閉位置上時，係使頂端開口氣密地抵接於該轉盤(21)之下側盤面上，而可阻止氣體在該第二中空罩(33)與該轉盤(21)相互抵接之介面間流動，從而將密接於該轉盤(21)上之該第二中空罩(33)之內部空間定義為第二工作空間。

各該第二立式挾模機構(40)則為習知用對模具提供挾模力之技術內容，是以對其具體之構成即不予贅陳，惟所需說明者係，如圖1所示者，第一立式挾模機構(30)與第二立式挾模機構(40)分別之設置數量均為二，亦即所稱熱 區工作站數量與冷區工作站之數量乃分別為二，所餘之一站則作為用以進行取料、清模與置料之清理工作站。

各該模具(50)係為由多片模片彼此疊接構成之習知多層模具技術，用以對已發泡之高分子物品進行模製加工成型之作業者，其並被分別定位安裝在該轉盤(21)上並跨置於對應之穿孔上，而可隨該轉盤(21)之轉動依序地在各該熱區工作站進行熱壓賦形加工後，再進入各該冷區工作站中進行冷卻定型，隨後再進入一清理工作站中進行取出模製成品並進行模具清理作業後再置入待加工之發泡物品，以進行次一循環的熱壓賦形、冷卻定型及清理程序。

藉由上述之構件，該改良之圓盤式冷熱壓成型系統(10)在實施時，係先於該清理工作站以人工或機械將已發泡之高分子物品置入開模狀態之模具中，以該轉盤(21)將之運送至相鄰熱區工作站中之工作定位上，再使該第一中空罩(32)與該第二中空罩(33)分別自如圖5與圖6所示之該第一開啟位置與該第二開啟位置，位移至如圖7與圖8所示之該第一關閉位置與該第二關閉位置上，使該第一工作空間與該第二工作空間經由對應之穿孔而相連通，並維持與大氣隔離之狀態，以令位於其中之模具亦與大氣隔絕；繼之，則以該真空單元(38)將已與大氣隔絕之該第一工作空間與該第二工作空間中之氣體予以抽離，使該空間成為真空，在此同時並以該第一加熱單元(36)與該第二加熱單元(37)對模具提供熱能，同時由該第一立式挾模機構(30)對模具提供挾模力，使模具內之已發泡高分子物品受到熱能與壓力之作用而被賦予特定之形狀，其中，為達到較佳的真空度，係可在模具未完全合模前即完成上述之空氣抽離作業，避免氣體殘存於合模後的模具內部中，藉此，在真空環境下，各該加熱單元所供給之熱能乃可避免被散逸至氣體中，以減少熱能之浪費。

模具內之已發泡高分子成型物品在經過兩站熱區工作站的重覆熱壓賦形後，即再進入兩站的冷區工作站進行冷卻定型之程序，惟關於冷卻定型與後續的清理程序，並非本發明之技術特徵所在，且屬習知技術所既已公開者，遂不予復加說明。

復請參閱圖3至圖8所示，有需進一步說明者係：該架部(31)具有一基座(311)，係位於該轉盤(21)之下方，若干立柱(312)分別立設於該基座(311)上並矗立於該轉盤(21)之內環內側與外環外側上，並彼此相互平行，一板塊狀之頂座(313)係橋設於各該立柱(312)之頂端，並平行於該轉盤(21)地位於該轉盤(21)之上方，一柱狀之頂件(314)係突伸於該頂座(313)之下方，並使該第一中空罩(32)穿套滑接於該頂件(314)上，一上模座(315)係固設於該頂件(314)之底端並位於該第一中空罩(32)之中，一柱狀之底件(316)係同軸於該頂件(314)地位立設於該轉盤(21)之下方，並使該第二中空罩(33)穿套滑設於該底件(316)上，一下模座(317)係固設於該底件(316)之頂端並位於該第二中空罩(33)內；藉此，該架部(31)即得以呈柱狀之該頂件(314)與該底件(316)作為該第一中空罩(32)與該第二中空罩(33)之導引機構，使之得以在預設的方向上往復位移；其中，該底件(316)係得以流體壓力缸充任之。

該第一中空罩(32)與該第二中空罩(33)在構造係屬相仿，但在透空開口的方向上，彼此則恰正相反，具體而言，其乃分別具有一端透空而呈立體四方形殼狀之一罩體(321)(331)，一第一滑孔(322)(332)係貫設於該罩體(321)(331)封閉端壁之中央位置上，而穿套於該頂件(313)或該底件(315)上，多數之第二滑孔(323)(333)與第三滑孔(324)(334)則分別貫設於該罩體(321)(331)之封閉端壁上，並分列於該第一滑孔(322)(332)之兩側。

該第一驅動部(34)與該第二驅動部(35)係為一般習知之驅動技術，例如圖式中所揭露之流體壓力缸，其分別被固設於該頂座(313)與該基座(311) 上，用以分別對該第一中空罩與該第二中空罩之罩體(321)(331)提供其滑移時所需之動力。

該第一加熱單元(36)具有多數呈中空直管狀之第一線管(361)，係分別橋設於該頂座(313)與該上模座(315)上，且穿經該第一中空罩(32)之第三滑孔(324)，以及於該上模座(315)上形成開口，並以管孔空間連通該頂座(313)上方之空間，若干加熱管線(圖上未示)係穿經該些第一線管(361)地由外部連接到該上模座(315)上，使熱能得以傳遞至該上模座(315)。

該第二加熱單元(37)在構造上係與該第一加熱單元(36)相仿，僅差異在所設置之空間位置與所附著之物品不同，具體上來說，該第二加熱單元(37)所具有之第二線管(371)，乃係以一端固設於該基座(311)上，另端則穿經該第二中空罩(33)之第三滑孔(334)而連接於該下模座(317)上，用以提供適當之連通空間，使加熱管線得以由外部穿經該些第二線管(371)而將熱能傳遞至該下模座(317)上。

該真空單元(38)具有一圖上未式之習知負壓裝置，若干之第一氣管(381)係以相仿於該些第一線管之固定方式，橋設於該頂座(313)與該上模座(315)上，以提供一連通該第一中空罩(322)之內部空間與該負壓裝置間之氣體流動通道，並使各該第一氣管(381)分別穿伸於該第一中空罩之第二滑孔(323)中，若干之第二氣管(382)則係以相仿於該些第二線管之固定手段，分別橋設於該基座(311)與該下模座(317)之間，並各自穿經所對應之該第二中空罩的第二滑孔(323)，惟不同於該第一氣管(381)的是，該第二氣管(382)於本實施例中並不以作為供氣體流動通道之目的所存在。

通過上述構造，該第一中空罩(32)與該第二中空罩(33)除可透過該頂件(314)與該底件(316)獲得主要之導引功效外，更可透過所滑接之各該第一線管(361)、第二線管(371)、第一氣管(381)與第二氣管(382)獲得確保在移動過程中 不生偏移之輔助導引功效，以確保各該第一中空罩(32)與各該第二中空罩(33)之往復位移動作進行順暢。

(10):改良之圓盤式冷熱壓成型系統

(20):移動機構

(30):第一立式挾模機構

(40):第二立式挾模機構

(50):模具

Claims (15)

1. 一種改良之圓盤式冷熱壓成型系統，包含有：一移動機構，具有一可轉動的圓環狀之轉盤；至少一第一立式挾模機構與至少一第二立式挾模機構，係以該轉盤之圓心為中心，在一預定之弧度範圍內彼此分列，並使該轉盤橫陳於該第一立式挾模機構與該第二立式挾模機構之中，且以該第一立式挾模機構作為熱區工作站，以及以該第二立式挾模機構作為冷區工作站；至少一模具，具有二模片，並令該些模片中之至少一個係設於該轉盤上，而可隨該轉盤之轉動於該熱區工作站與該冷區工作站間移動；其特徵在於：該第一立式挾模機構具有一架部，係立設於該轉盤上，一底端透空之第一中空罩係可活動地設於該架部上，並位於該轉盤之上方，且可於一第一關閉位置與一第一開啟位置間往復位移，當該第一中空罩位於該第一關閉位置上時，係使底端氣密地抵接在該轉盤上，而以該第一中空罩之內部空間定義出一與大氣隔離之第一工作空間，當該第一中空罩位於該第一開啟位置上時，則係使底端與該轉盤間相隔有一預定的工作距離，一第一驅動部係提供該第一中空罩進行位移時所需之動力，一第一加熱單元係可在該第一工作空間中提供熱能，一真空單元係可移除該第一工作空間中之氣體，使該第一工作空間形成真空；以及，當該模具之模片隨該轉盤之轉動而移動至該熱區工作站以進行一熱壓賦形加工時，係先使該第一中空罩位於該第一關閉位置上，再以該真空單元移除該第一工作空間中之氣體後，才讓該模具之模片彼此疊合成合模狀態，並以該第一加熱單元對位於該第一工作空間中之模具提供熱能。
2. 如請求項1所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該架部包含有若干立柱，係分別立設於該轉盤的內環側之內側與外環側之外側，一頂座係橋設於各該立柱之頂端並位於該轉盤之上方，一柱狀之頂件係突伸於該頂座之下方，並使該第一中空罩穿套滑設於該頂件上，而可於該頂件上直線地於該第一開啟與該第一關閉位置間上下往復位移。
3. 如請求項2所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中：該架部係更包含有一上模座，係固設於該頂件之底端上，並位於該第一中空罩內；該真空單元則具有一負壓裝置與一連接該負壓裝置與該第一工作空間之連接通道。
4. 如請求項3所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該真空單元係更包含有一用以形成該連接通道之第一氣管，係橋設於該頂座與該上模座間並與該第一中空罩滑接，且使管軸一端穿經該頂座而與該負壓裝置連接，管軸另端則於該上模座上形成開口，用以與該第一工作空間連通。
5. 如請求項4所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該第一中空罩係具有一底端透空之罩體，一第一滑孔係貫設於該罩體之頂端而與該頂件同軸滑接，一第二滑孔係貫設於該罩體之頂端而與該氣管同軸滑接。
6. 如請求項3所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該第一加熱單元具有一加熱板，係以上側板面貼接固設該上模座之底側座面上，用以將熱能傳導至該模具。
7. 如請求項6所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該第一加熱單元係更包含有一第一線管，係橋設於該頂座與該上模座之間，並與該第一中空罩滑接，且使管軸一端於該上模座上形成開口，以及使管軸另端伸出該頂 座外，俾以該第一線管之管內空間連通該第一工作空間與該頂座上方之容納空間。
8. 如請求項7所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該第一中空罩係具有一底端透空之罩體，一第一滑孔係貫設於該罩體之頂端而與該頂件同軸滑接，一第三滑孔係貫設於該罩體之頂端而與該線管同軸滑接。
9. 如請求項1所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中：該第一立式挾模機構係更包含有一頂端透空之第二中空罩，係位於該轉盤之下方並滑設於該架部上，且使頂端開口與該第一中空罩之底端開口相向對應，以及使該第二中空罩得以在一第二關閉位置與一第二開啟位置間直線地往復位移，當該第二中空罩位於該第二關閉位置上時，係以頂端開口氣密地抵接在該轉盤上，而以該第二中空罩之內部空間定義出一與大氣隔離之第二工作空間，當該第二中空罩位於該第二開啟位置上時，則使該第二中空罩之頂端與該轉盤相隔開來，一第二驅動部係提供該第二中空罩進行位移時所需之動力；該移動機構係更包含有至少一穿孔，係貫設於該轉盤上，並對應於該模具之所在位置，而使該模具之下方可以經由該穿孔而與該第二工作空間相通，同時使該穿孔之面積小於該第一中空罩底端開口之面積、小於該第二中空罩頂端開口之面積以及小於該模具之正投影面積；當該模具位於該熱區工作站進行該熱壓賦形加工時，係位於該第一中空罩與該第二中空罩之間，且在加工時，係使該第一中空罩與該第二中空罩分別位於該第一關閉位置與該第二關閉位置上，據以使該第一工作空間與該第二工作空間彼此經由該穿孔而相連通，並維持與大氣隔絕之狀態。
10. 如請求項9所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該架部具有一柱狀之底件，係立設於該轉盤之下方，並與該第二中空罩滑接，用以使 該第二中空罩得受該底件之引導而於該第二關閉位置與該第二開啟位置間直線地上下往復位移。
11. 如請求項10所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該底件係為流體壓力缸體。
12. 如請求項10所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該第一立式挾模機構係更包含有一第二加熱單元，係可在該第二工作空間中提供熱能。
13. 如請求項12所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該第二加熱單元具有一第二加熱板，係固設於該底件之上方而位於該第二中空罩之中。
14. 如請求項13所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該第二加熱單元係更包含有一第二線管，係平行於該底件地立設於該底件之一側，並與該第二中空罩滑接。
15. 如請求項14所述改良之圓盤式冷熱壓成型系統，其中，該真空單元係更包含有一第二氣管，係平行於該底件地立設於該底件之另側，並與該第二中空罩滑接。

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