专利名称：木材胶粘和夹紧系统及产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够连续生产用于制造平板等的木料边缘或表面胶粘件的木材胶粘和夹紧系统。该系统包括台面、使木料在台面上前进的水平移动系统、制动系统、单向夹紧系统和上游压力系统。边缘胶粘系统可以与指形接合(finger-jointing)工艺或单个木料件一起使用，并可以用于生产满足NLGA和NGRC标准的家具等级和结构等级的木制产品。
背景技术：
众所周知在木材加工业中，木板可以边缘胶粘起来形成较大的木板，或表面胶粘起来形成梁。
还知道，各种高端木材加工(如锯木厂加工)产生的木屑含有大量有用的木材纤维。这些木材纤维可以在低端木材加工中利用，这种加工包括生产指形接合的木制产品。指形接合工艺是从碎片材料上切下有用的木材纤维，并通过成形、胶粘和夹紧碎片材料的端部，形成长度较长的木料或木板。由较短长度的木料制成的较长的木板对于相等长度的整体单件木料有许多优点，包括1)这些木板较便宜，2)使用一定的粘接剂，它们的结构强度等于或大于等长的整体单件木料的强度，和3)可以制成较长的稳定且直的木板(一般长达62英尺)。
与整体的单件木板一样，根据鉴定，指形接合的木板可以用作传统的木料(如，作框架)，或可以边缘胶粘和/或表面胶粘，形成其他木材制品。特别是，边缘胶粘的木料可以用于形成平板料，而表面胶粘的木料可以用于形成梁。
近年来，研究出许多指形接合的技术，并且在工艺之中的材料搬运方面和胶粘工艺方面继续进行研究。例如，在胶粘工艺方面，为了保持高产量，在生产指形接合的木料的高速运作中，希望胶水的硬化时间快。然而，高速胶粘要求在胶水硬化时间和生产速度之间小心地保持平衡，以保证在装配的夹紧阶段而不是在工艺太早或太迟的过程中胶水硬化。特别是，在工艺中胶水硬化太早会阻碍指形接合的部件的正确装配，而胶水硬化太迟则需要较长的夹紧时间。另外，还有一个问题是，硬化较快的粘接剂可能要在钵或桶中硬化。
以前的胶水包括酚基的胶水，它通过与水分和热激活作用(微波)结合，致使胶水硬化，再与连接结构结合提供连接处的所产生的粘接剂和结构强度。然而，使用微波的热激活的胶水要求复杂的通道来发射微波以及屏蔽工厂不受辐射影响。另外，与利用胶水硬化装置连续流水生产相反，与由酚胶水制造的产品有关的技术只能进行分批作业。对于边缘胶粘工艺也是这样。
由于酚胶水的一些问题，已经开发了快速硬化的聚氨酯胶水，并引入至高速指形接合操作中。聚氨酯胶水需要水分进行硬化，根据木材中水分含量的不同，可能必须将水分加入该工艺中。因此，聚氨酯胶水特别适用于胶粘未加工的木材或潮湿的木材。另外，聚氨酯胶水不需要如热激活系统一样的专用夹紧和硬化设备。
目前在连续生产单个长度的木料中所使用的设备初始是在每块木材的末端形成一系列的指形件(finger)。在每一个指形接合处上施加胶水，并将每块木材移动至线性的穿梭运输车上。该车将连续的木材件加速，并压靠在前面的木材件上且压入其中，从而使每一木材件上相邻的指形接合互锁。在该穿梭运输车行程的末端，装配好的木材件停止，压靠在第一夹紧表面上，被修整长度，当所施加的纵向夹紧压力可使木销接头完全接合时，则装配好的木材件向侧边移动，走出穿梭运输车的行程之外。在一个水平台面上，将所得长度的木料的夹紧松开，使胶水进行最后的固化。当依次形成木料件时，将它切成规定长度，向侧边移动，在水平台面上夹紧和松开，将每一个木料件在台面上水平移动。在台面边缘上，取下每一个木料件，进行最后加工、清洁和包装。
在过去，应该在锯木厂或指形接合工艺中的一个或多个单独的工序中，可以通过边缘胶粘依次地将单块的木板或指形接合的木料板装配起来形成平板料；或通过表面胶粘形成梁。
例如，过去的边缘胶粘工艺将胶水涂在相邻的木板的边缘上，并将相邻的木板夹紧和压紧在一起，而胶水则硬化形成平板料。然而，这种过程一般是不连续的、缓慢的且/或劳动强度大的，使得生产成本比平板料作为初始木材加工或指形接合装配过程的一部分所形成的成本高。
因此，需要一种边缘或表面胶粘工艺和装置，它可在高速高压下，将木料连续地装配成边缘胶粘的或表面胶粘的平板料。
过去的木材胶粘设备的另一个问题为施加在逐渐增大的平板料上的夹紧压力分布。即，在过去的系统中，当每块后续板材加在逐渐增大的平板料上时，夹紧压力也施加在逐渐增大的平板料上。这样，当线性的穿梭运输车前进和后退时，夹紧压力变化很大。因此，需要一种木材胶粘工艺和装置。当将另外的板材施加在平板料上时，该装置可在平板料的宽度上形成大的连续的夹紧压力。
另外，制造用于家具和用于建筑结构的板材是有区别的。具体地是，结构等级的木料要求胶粘接头的强度满足为某一具体等级建立的一定的设计值；而家具等级的木材则不需要同样的连接强度或整体性。例如，在使用利用聚氨酯粘接剂进行的冷夹紧，由胶粘的(指形接合的或边缘胶粘的)木材件制造结构等级的木料时，为了保证连接强度最大和在硬化循环过程中胶水适当地渗透至木材中，要求有大的恒定不变的夹紧压力。
另外，在具体权限范围内，用于结构目的的木材还要求木材满足管辖权限建筑规范(jurisdictional building codes)所要求的标准(如加拿大和美国建筑规范)。在北美，加拿大木材标准鉴定局(CLSAB)和美国木材标准(ALS)审查局批准和执行由加拿大国家木材等级管理局(NLGA)和国家等级规则制定委员会(NGRC)分别建立的规则。加拿大国家木材等级管理局(NLGA)的木料尺寸的规则，与国家等级规则制定委员会(NGRC)的规则是一致的，但有一些例外。例如，NLGA对原产加拿大的纤维制定一些专门的设计值。规范的管理官员要求要有在这些规则指导下的产品鉴定，使建筑者可以使用该产品。
结构木料产品的宽度和厚度尺寸范围为(2至4英寸)×(2英寸或更宽)。从最低至最高的鉴定等级要通过短柱等级#2、#1，并选择结构等级(selectstructural)。每一等级的标准都在NLGA手册中作了说明。美国规则书写代理机构与商务部PS20-99(美国软木料标准)一致，确定由相应的建筑规范代理机构规定的最终用途。与本文同日的NLGA和NGRC的所有规则和标准引入供参考。另外，虽然可以理解鉴定标准将来可能改变，但当前的标准(2002年公布的)为本申请中所用的标准。
在过去，没有对鉴定合格的边缘胶粘的结构木料进行商业生产。因此，还需要能特别满足北美建筑规范要求的价格合理、高速边缘胶粘和指形接合的结构木料产品。
更具体地说，由整体木料或指形接合板材制造的边缘胶粘板材没有通过结构等级木料的鉴定标准，特别是还没有进行按鉴定标准#2、#1并选择结构等级的商业生产。因此，还需要满足鉴定标准的一定尺寸范围的成本低的高速边缘胶粘和指形接合的结构木料产品。
过去的边缘胶粘系统没有解决上述的制造、质量或商业生命力的问题。下面的专利说明了现有技术美国专利第6025053号和美国专利第5888620号(Grenier提出)公开了用粘接剂以并排关系胶粘指形接合的不同长度的木材形成木板的工艺；美国专利第4314871号(Weinstock提出)公开了用于层压原木形成层压的梁的方法和装置；美国专利第4568597号(Schulte提出)公开了将胶合连结板并排地胶粘形成胶合连结板的生产方法；美国专利第5679191(Robinson提出)公开了通过边缘胶粘过程，制造拖车地板的方法和装置；和美国专利第3927705号(Cromeens提出)，第4128119号(Maier提出)，第4941521号(Redekop提出)与第5617910号(Hill提出)中的每一个专利都公开了指形接合装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种高速夹紧系统，其可保持逐渐增大的平板料宽度上的水平夹紧压力，同时将逐渐增大的平板料的后缘露出，以便加入另一块板材。另外，该夹紧系统可使逐渐增大的平板料水平移动，离开输送下一块板材的穿梭运输车，最后则从系统中取出平板料。
更具体地说，根据本发明，提供了一种用于将一致的夹紧压力施加在多块板材之间的装置，它包括a)支承多块板材的台面，该台面具有上游端和下游端；b)水平移动系统，它与上游端可操作地连接，将下游力施加在多块板材上，该水平移动系统可在脱开位置和接合位置之间工作，在脱开位置，可使新板材靠近该上游端；而在接合位置，多块板材可向着该下游端前进；c)制动系统，它与下游端可操作地连接，当下游力低于临界压力时，该制动系统阻止多块板材沿着台面前进；如果下游力超过临界压力，则该制动系统允许多块板材前进；该制动系统包括上游压力系统，用于当水平移动系统从接合位置运动至脱开位置时，将上游压力施加在多块板材上；和d)单向夹紧系统，它与台面可操作地连接，用于当水平移动系统从接合位置运动至脱开位置时防止多块板材向上游运动。
在另一个实施例中，提供了一种保持在台面上连续装配的多块胶粘板材的高的内部连接压力的系统，它包括下游压力系统、制动系统、上游压力系统和与台面可操作地连接的夹紧系统。
在又一个实施例中，提供了一种在要装配成平板或梁的多块板材之间保持高的内部连接压力的方法，它包括下列步骤a)利用水平移动系统使在台面上的板材前进通过限制板材向上游运动的夹紧系统；和b)利用具有临界压力的制动系统，限制多块板材的向下游运动，该制动系统还将上游压力施加在夹紧系统上。
在本发明的另一些实施例中，提供了一种包括多块边缘胶粘的板材的结构木制产品，其中，该结构木制产品满足2号或更高号的木材等级的NLGA和NGRC标准中的任何一个标准或其综合标准，并且优选为1号或选择的结构木材等级标准。在一个实施例中，每块木板包括多个指形接合的块。
结构木制产品的尺寸可以为标准尺寸(如2×6或2×8)的木料产品或为定制的尺寸的产品。
最好，该结构木制产品包括用聚氨酯胶水或任何满足ASTM 2559的合格的粘接剂冷压紧制成的边缘胶粘板材。
本发明的这些和其他特点将参照附图来说明，附图中图1为根据本发明一个实施例的木材夹紧系统的示意性侧视图；图1a为表示接合位置和脱开位置的水平移动系统的示意性侧视图；图2为根据本发明两个实施例的木材夹紧系统的示意性平面图；第一实施例与边缘胶粘的单个木料件结合使用，第二实施例与指形接合工艺结合使用；图3为根据本发明一个实施例的制动系统的示意性侧视图；
图4为根据本发明一个实施例的制动、背压力和平板压紧系统的示意性平面图；图4a为根据本发明不同实施例的平板压紧系统和夹紧系统的另一个实施例的示意性侧视图；图5为表示内部板连接压力与时间的函数关系曲线；图5a为表示根据本发明另一个实施例的内部板连接压力与时间的函数关系曲线；图6为根据本发明另一个实施例的夹紧系统的另一个实施例的示意性侧视图；和图7为根据NLGA的试验标准(称为“标准”)得到的数据。
具体实施例方式
系统概述根据本发明并参考附图来说明木材胶粘和夹紧系统10，该系统在增大的平板料的台面11上或胶粘木料平板12上形成连接的夹紧压力。一般地，系统10包括台面11、制动系统14、上游压力系统30，多个单向夹紧装置18和用于形成边缘胶粘木料平板或表面胶粘木料梁的水平移动系统22。下面的说明针对的是边缘胶粘的系统，但同样可用于表面胶粘的系统。
在操作中，当水平移动系统(HDS)22将侧向和平移力施加在板材12b的后缘12a上使板材12b与先前放置的板材的边缘12c接合时，通过将新板材12b依次移动通过胶水站13至台面11的尾端20，而形成边缘胶粘的平板料或平板(图1和图2中表示为平板8、9和12)。当新板材12b与先前放置的板材接合时，HDS遇到阻力；并且当HDS继续施加平移力时，板材12和12b之间的界面夹紧压力增加。界面夹紧压力从台面一端至另一端增大，直至每块平板8、9和12最后逐步地在台面上移动为止。在平板8、9和12移动一个固定量(一般为一块板材的宽度)后，HDS后退至不接合的位置，等待新板材到来。
当每块平板8、9和12前进时，通过制动系统14和在平板料前缘16处的上游压力系统30和多个单向夹紧装置18的组合，在每一个胶水/板材界面上保持大的压力。当HDS运动至其脱开位置时，单向夹紧装置18可以防止在平板料的后缘20处的平板料向后运动。
更具体地说，当每块平板8、9和12在台面11上前进时，制动系统14使每块平板的上下表面接合，该制动系统通过将挤压压力施加在与制动系统接合的特定平板(图1和图2中的平板9)的上下表面上，可以阻止平板12沿着台面11前进。制动系统14有一个临界压力，如果不超过该临界压力，则可防止平板9运动通过制动系统；但当超过临界压力后，可使平板9通过制动系统14。HDS22形成作用在制动系统14上的水平压力。在图1所示的实施例中，制动系统14在台面11的上游端16处与平板的上下表面摩擦接合。
如图1a所示，HDS在脱开位置和接合位置之间工作。在脱开位置，它不与平板料的上游边缘12a接触；而在接合位置，它与平板料的上游边缘12a接触，并推动平板料11通过制动系统14和单向夹紧装置18。
当HDS从接合位置运动至脱开位置时，HDS22产生的压力卸除，单向夹紧装置防止平板料12在上游方向显著运动。在图6所示和在下面更详细说明的另一个实施例中，两个铰接的刀片90，90a作为单向夹紧装置。当HDS运动至脱开位置时，该刀片减小平板料的运动。
重要的是，制动系统14和上游压力系统30除了阻止平板料的向前运动以外，还在平板9，12上产生上游夹紧压力。即，当HDS从脱开位置运动至完全接合位置和增大移动压力时，HDS初始克服由上游压力系统30产生的上游压力；其次，克服制动系统14的临界压力。如图1和图2所示的实施例所示，上游压力系统30包括多个沿着制动件隔开的弹簧32。如下面更详细地说明那样，图1表示上游压力系统在制动系统14上游的实施例，而图2表示上游压力系统在制动系统14下游的实施例。
在HDS达到完全伸长的位置(图1a中所示的设计位置x)后，HDS反向，并返回至完全脱开的位置(图1a中的设计位置y)。单向夹紧系统18在上游压力系统保持大的连接压力条件下，可防止平板料12的新的后缘12a在上游运动。如图5所示，当HDS运动至脱开位置和上游压力元件将上游力施加在平板上时，连接压力稍微降低，但保持在高而窄的压力范围内。这与图5所示的现有技术的典型连接压力分布是相反的。由于台面上的高的连接压力、胶水渗透和连接强度，使得本发明特别适于制造结构等级的木料。
在图6所示的另一个实施例中，单向夹紧系统由液压缸52驱动，将向下压力施加在楔形的与平板12上表面接触的固定板摩擦块95上。为了将向下压力更均匀地分布在平板料上，以减小木材的损坏和防止单向夹紧系统扭转或滚动，该摩擦块最好为楔形。另外，该楔形块使得刀片90、90a穿透平板12表面的程度只是刀片90、90a在固定板摩擦块95下面伸长。
在一个优选实施例中，两个刀片90，90a固定在压入平板料的固定板摩擦块95上，以防止向上游运动。刀片在枢轴92处与固定板摩擦块95连接，使得若平板向下游运动并且刀片90，90a与平板接合，刀片90，90a可绕枢轴向下游转动，以避免平板被撕坏。当与平板的接触破坏时，弹簧91使刀片向上游编移，压在挡块93上，以保证在夹紧系统与平板接合时，刀片是垂直的。最好使用两个刀片，使要有效地阻止向上游运动所需的每一个刀片的渗透深度最小。
如上所述，该系统可用于由单件板材和多件指形接合板材形成边缘胶粘平板或表面胶粘梁。还应知道，该系统可用于家具等级和结构等级的产品。
子系统的详细情况和实施例说明如下水平移动系统水平移动系统22包括沿台面11长度运行的且位于台面11上游端的木板接触件22a。在该系统的大多数实施例中，木板接触件的长度一般为10～62英尺，这可由系统10的实际配置和所希望的终端产品确定。木板接触件22a的移动由多个与木板接触件22a和一个固定表面(未示出)连接的液压装置22b实现。液压装置22b的数目和间隔由每一个液压装置的性能规格和所希望的内连接压力确定。相应的液压控制装置(未示出)可对每一个液压装置进行液压控制，使所有液压装置22b同步动作。另外，HDS还可包括齿条和小齿轮系统(未示出)，以保证木板接触件22a沿着台面11的长度对准。
制动和上游压力系统如上所述，在HDS22所施加的压力在临界压力以下时，制动系统14可阻止每块平板在台面上前进；而当超过临界压力时，使平板前进通过制动系统。当HDS运动至完全脱开位置和运动至完全接合位置但压力在临界压力以下时，上游压力系统30可保持作用在每块平板上的上游压力。
如图1至4所示，制动系统包括至少一块摩擦板50和一个液压缸52。摩擦板50通过液压缸52将向下压力施加在平板9的上表面上。在图1和图3所示的实施例中，在台面11的下侧设有第二块摩擦板50a。
上游压力系统30包括至少一个使摩擦板50向上游偏移的弹簧32。如图1所示，上游压力系统可包括顶部弹簧32和下部弹簧32a。图1还表示一个实施例，其中上游压力系统设置在摩擦板50的上游，而弹簧32、32a在分别固定到摩擦块50、50a和不运动表面上的支承支架34、34a、36和36a内可压缩。下侧摩擦块50a最好支承在辊子54上，使得摩擦块可根据需要向上游/下游移动。液压缸52可枢转，以允许这个行程。
在另一个实施例中，上游压力系统30包括提供上游力的液压缸(未示出)。
摩擦块50，50a可由任何适当的耐磨损材料制成，该材料与木板有足够大的摩擦接触，可防止滑动和保持一致的临界压力。一般，摩擦块可由例如方形金属管或塑料块的材料制成。
如图3和图4所示，摩擦块50，50a还可包括放置在每一个摩擦块上的一个橡胶套筒51，51a。在该实施例中，当每块平板沿着台面前进时，橡胶套筒可以围绕摩擦块50，50a转动。使用橡胶套筒可以减少摩擦块的抛光，这可以改善临界压力的一致性。在另一个实施例中，橡胶套筒可与摩擦块50，50a固定以便使它们不转动。
如上所述，上游压力系统30可以放置在摩擦块的上游或下游。如图1和图3所示，上游压力系统在制动系统的上游。如图2和图4所示，上游压力系统在摩擦块的下游。
又如图2和图4所示，制动系统和上游压力系统可包括沿着台面宽度隔开的多个单个零件。如图2所示，单个和连续的摩擦块50沿着台面宽度延伸。如图4所示，如上所述的橡胶套筒放置在围绕摩擦块50的相邻液压缸52之间。
制动系统的其他实施例可包括摩擦块为与圆盘式制动器可操作地连接的辊子的系统。该制动器的临界压力被超过后，可使平板在下面通过。技术熟练的人知道，还有一些系统可包括链条和辊子。
单向夹紧系统单向夹紧系统18包括至少一个与不可动的表面枢转连接的夹紧件或卡爪18a(如图1，1a和2所示)。该夹紧件18a向下游成一个角度，并加压与平板12接合，使得如果上游压力施加在该平板上，则该夹紧件与平板接合并向下楔入平板中，以防止明显的向上游运动。夹紧件的木材接触表面应使平板表面的损伤最小，因此，技术熟练的人懂得，它可以包括滚花和/或涂橡胶的木材接触表面18b。如图2所示，为了从上游压力系统30得到足够的夹紧力，按照需要沿着台面的长度分布着多个夹紧件。
在单向夹紧系统的另一个实施例中，在当HDS22开始从完全接合的位置运动至完全脱开的位置，直至在下一个行程时达到临界压力为止的时刻之前，夹紧系统的木材接触表面自动地被驱动与平板接合。如图4a所示，单向夹紧系统包括液压缸19，它具有木材接触件19a，可以进入平板12中和压紧平板12。挡块19b防止木材接触件19a向后或向上游运动。因此，当HDS22从完全脱开的位置y运动，直至达到临界压力和平板开始向前运动为止，液压缸19保持在平板上的向下压力，从而抵抗上游压力系统30拉动平板向上游运动。当HDS22达到临界压力时，木材接触件19a从接合位置z′退回至脱开位置z，使平板12向前(向下游)运动。如上所述，木材接触件19a还可以被铰接，使平板作单向(向下游)运动。
如本领域中已知那样，可以利用位置传感器(未示出)来起动液压缸19。例如，位置传感器可以检测平板的运动(与临界压力相应)，使液压缸19退至位置z。同样，位置传感器可以在达到位置x之前检测木板接触件22a，然后使液压缸19前进至位置z′。
在单向夹紧系统的另一个实施例中(如上所述的)，刀片90，90a固定在楔形后板95上，并且当安装在平板12内时，可阻止平板12的向上游运动。刀片铰接在枢轴92上，并与弹簧91固定，使得当HDS开始使平板料前进，但在夹紧系统退出之前，可使平板在下游方向运动。在平板宽度上，分布着多组刀片。
如图6所示，单向夹紧系统包括一个液压缸94，其楔形木材接触件95用于运动进入平板12和压紧平板12。楔形支脚95可使压力分布更均匀，因此可减少对木材的损坏。最好，刀片90，90a穿透木材至大约1/8英寸的深度，而每一个刀片之间隔开大约1/2英寸。挡块93防止与木材接触的刀片90，90a的向后或向上游的运动。
因此，当HDS22从完全脱开的位置向前运动直至克服上游压力系统的临界压力，并且平板开始向下游运动时，液压缸19保持在平板上的向下压力，从而阻止上游压力系统30拉动平板的向上游运动。当HDS22达到上游压力临界值时(或稍后)，与木材接触的刀片90，90a从接合位置退回至脱开位置，使平板12向前(向下游)运动。当抽出夹紧系统时，弹簧91使刀片90，90a缩回，碰到后板95。
如图5a中示意性地表示行程2-7所示，使用机械驱动的单向夹紧系统将减小内部连接压力的范围。
平板压紧系统在木材胶粘系统的另一个实施例中，平板压紧系统80用于协助保持平板(图4和4a)。该平板压紧系统80优选包括多个横跨在台面宽度上的轨道82。压力杆84在轨道82的横向，用于将向下的力施加在轨道82上。作用在压力杆上的向下力由至少一个液压缸86提供。一般，平板压紧系统80给台面的上游端提供向下的压力，以便在胶水硬化以前使相邻木板之间的连接不对准最小。因而，并且由于压力杆84一般在上游位置，则在胶水更象是木板之间的润滑剂(与粘接剂相反)的台面位置上形成较大的向下力。
最好，窄轨道82与平板表面接触，以减小被从接头处渗漏的多余胶水造成的污染表面，这种污染的表面随着时间推移可增大连接不对准的潜在可能性。
胶水站胶水站13靠近作直线运动的穿梭运输车40，并包括将胶水涂在沿着直线运动穿梭运输车40前进的板材12b的边缘12a上的挤压涂敷器13a。胶水站13具有适当的位置传感器和控制系统，只有当新的板材前进和只有要求一个特定平板宽度时，才涂胶水。
系统配置在单一木板或指形接合的边缘胶粘系统中该系统可以配置成独立的系统，或配置成指形接合系统的一个完全整体的部分。在需要将纵向夹紧压力施加在装配好的指形接合块上的指形接合系统中，单向夹紧系统18的位置和HDS的控制可以改变。具体地说，为了正确地将纵向夹紧压力施加在指形接合的板材上，和参见图中虚线所示零件，单向夹紧系统18′(如虚线所示)放置在HDS22下游一块木板宽度处。因此，在多个松松地指形接合块运动至规定位置和HDS22将这些块向前推至台面上后，纵向夹紧系统19起动，将指形接合块紧紧地互相连接。在纵向夹紧压力加上和卸去后，HDS的下一个行程使木板前进通过单向夹紧系统18′。图5a表示综合的边缘胶粘/指形接合系统的连接压力分布。可以看出，在这个实施例中，在行程2之前，没有达到较窄和大的连接压力分布。
从材料回收和商业生命力的前景的优点来看，能够利用平的连接形成结构等级的木料是本发明一个特别重要的特征。然而，为了完整起见，在另一个实施例中，每一个块的边缘上游作成特定形状，以便相邻木板之间可以互锁。在这个实施例中，在胶水站13的上游放置相应的成形器，以加工板材或木料件的一个或多个边缘的形状，并且HDS需要作相应的改变。
粘接剂在该系统中使用的粘接剂最好为满足ASTM2559标准的，包括聚氨酯(例如Framklin Reatite 8243)在内的粘接剂。
系统控制如本领域中已知的那样，该系统可以使用具有定时器、压力、温度、流量和位置传感器的可编程逻辑控制器进行控制。特别是，适当控制胶水站可以制备出不同宽度的平板。
另外，虽然本说明总体上是说明边缘胶粘系统，但木板的表面也可以用上述的方法胶粘。再者，根据本发明制备的边缘胶粘的木料接着可以表面胶粘以层压成梁，或用在垂直或水平结构应用场合中。
示例图7为根据西方木制产品协会(WWPA)(由国家等级规则制定委员会(NGRC)授权开发和保持西方木料等级规则)的胶粘产品过程和质量控制C/QC101(这里引用供参考)得到的2×8木料的代表性数据。对于2×6边缘胶粘木料，同样可得到试验结果。2×8和2×6边缘胶粘的SPF木料样件满足1号和2号以下等级的合格的胶粘木料标准，并得到批准可以盖章或作标记以反映这些质量。
更具体地说，图7表示生产所需的数据，以及断裂模量“Fb”(MOR)与弹性模量“E”(MOE)的计算结果。这些设计值由NLGA建立并记录在NLGA于2002年1月1日出版的标准手册中的加拿大木料的标准等级规则(“标准”)中，这里引用供参考。
根据上述方法，可以制造各种宽度的结构木料。在制造过程中，保持内部连接压力大于100磅/平方英寸。每一件木料包括多个互锁的指形接合块，它们形成一个块宽的板材，该板材接着又边缘胶粘在至少一个另一个一个块宽的木板上，以形成一定长度的结构木料。每一个块包括可翻转的指形接合处，该接合处由7个5/8英寸长与木料宽面平行的木销构成。用于指形接合和边缘胶粘的聚氨酯粘接剂为Franklin Reatite 8243(Franklin国际公司，Columbus，Ohio)。
边缘胶粘的样件是随机选择的，并作拉伸和剥离试验。对于2×8木料试验，选择了30个试验样件，并作拉伸试验。7个样件作剥离试验。选择20个边缘胶粘的试样进行块的剪切试验。并由NLGA的合格的检验员选择5个试件进行剥离试验。同样，由合格的检验员选择20个全部尺寸的木材弯曲样件，并现场作试验。对于2×6木材试验，选择30个试验样件作拉伸试验，和5个样件作剥离试验。
选择20个边缘胶粘试样进行块剪切，并选择5个试件进行剥离试验。选择全尺寸的木料弯曲样件，并由检验员辨识，运往检验实验室。
样件的准备和试验过程根据标准进行。弯曲强度试验是通过将液压压力施加在末端支承的样件的中心，并测量弹性模量(MOE)的偏移和破坏所需的压力来进行的。同样，剪切试验是将拉力施加在试件上直至破坏为止这样来进行的。
权利要求
1.一种用于将一致的夹紧压力施加在多块板材之间的装置，包括a)支承多块板材的台面，该台面具有上游端和下游端；b)水平移动系统，它与上游端可操作地连接，将下游力施加在多块板材上，该水平移动系统可在脱开位置和接合位置之间工作，在脱开位置，可使新板材靠近该上游端；而在接合位置，多块板材可向着该下游端前进；c)制动系统，它与下游端可操作地连接，当下游力低于临界压力时，该制动系统阻止多块板材沿着台面前进；如果下游力超过临界压力，则该制动系统允许多块板材前进；该制动系统包括上游压力系统，用于当水平移动系统从接合位置运动至脱开位置时，将上游压力施加在多块板材上；和d)单向夹紧系统，它与台面可操作地连接，用于当水平移动系统从接合位置运动至脱开位置时防止多块板材向上游运动。
2.如权利要求1所述的系统，其中该水平移动系统包括由至少一个液压缸驱动的水平移动件。
3.如权利要求1所述的系统，其中该制动系统包括至少一个靠近台面下游端的摩擦板，该至少一块摩擦板将向下的压力施加在多块板材上。
4.如权利要求1所述的系统，其中该制动系统包括辊子和回转制动器。
5.如权利要求1所述的系统，其中该至少一块摩擦板为上和下摩擦板，下摩擦板包括允许该下摩擦板向上游和下游运动的辊子。
6.如权利要求1所述的系统，其中该至少一块摩擦板的每块板包括橡胶支撑面，可以围绕每块摩擦板作回转运动。
7.如权利要求1所述的系统，其中上游压力系统包括至少一个压缩弹簧，它与制动系统可操作地连接，用于施加上游压力。
8.如权利要求1所述的系统，其中该上游压力系统包括至少一个液压缸，该液压缸与制动系统可操作地连接，用于施加上游压力。
9.如权利要求1所述的系统，其中该上游压力系统在制止动系统的上游或下游。
10.如权利要求1所述的系统，其中单向夹紧系统包括多个偏压在台面上的无源卡爪。
11.如权利要求1所述的系统，其中该单向夹紧系统包括至少一个机械驱动的夹紧装置，该机械驱动的夹紧装置响应水平移动系统的位置。
12.如权利要求1所述的系统，其中该单向夹紧系统包括至少一个机械驱动的刀片，用于当该至少一个刀片与多块板材接合时阻止该多块板材向上游运动。
13.如权利要求12所述的系统，其中该单向夹紧系统包括两个机械驱动的刀片，用于阻止多块板材沿着台面前进。
14.如权利要求12所述的系统，其中至少一个刀片枢转连接到单向夹紧系统，并偏压在上游挡块上。
15.如权利要求1所述的系统，还包括平板压紧系统，用于向台面上的多块块材施加平整压力。
16.如权利要求15所述的系统，其中该平板压紧系统靠近台面的上游端。
17.如权利要求16所述的系统，其中该平板压紧系统包括用于与多块板材的上表面接触的多个轨道，和在轨道的横向上用于将向下力施加在多块板材上的压力杆系统。
18.如权利要求1所述的系统，具有与单向夹紧系统的台面上游端可操作地连接的纵向夹紧系统，该纵向夹紧系统用于将纵向夹紧压力施加在多个互锁的且指形接合的板材上。
19.如权利要求2所述的系统，其中制动系统包括靠近台面下游端的至少一块摩擦板，以及将向下压力施加在多块板材上的至少一块摩擦板。
20.如权利要求19所述的系统，其中该至少一块摩擦板为上下摩擦板，该下摩擦板包括使该下摩擦板作向上游和下游运动的辊子。
21.如权利要求19所述的系统，其中该至少一块摩擦板中的每块板包括一个橡胶支撑面，该支撑面固定在该至少一块摩擦板的每块板上，或转动地与该至少一块摩擦板中的每块板连接，用于围绕着每块摩擦板作回转运动。
22.如权利要求21所述的系统，其中该上游压力系统包括至少一个与制动系统可操作地连接的压缩弹簧，用于施加上游压力。
23.如权利要求22所述的系统，其中该单向夹紧系统包括多个偏压在台面上的无源卡爪。
24.如权利要求23所述的系统，其中该单向夹紧系统包括至少一个机械驱动的夹紧装置，该机械驱动的夹紧装置响应水平移动系统的位置。
25.如权利要求24所述的系统，还包括平板压紧系统，用于向台面上的多块板材施加平整压力。
26.如权利要求25所述的系统，其中该平板压紧系统靠近台面的上游端。
27.如权利要求26所述的系统，其中该平板压紧系统包括用于与多块板材的上表面接触的多个轨道，和在轨道的横向上用于将向下力施加在多块板材上的压力杆系统。
28.如权利要求27所述的系统，具有与单向夹紧系统的台面上游端可操作地连接的纵向夹紧系统，该纵向夹紧系统用于将纵向夹紧压力施加在多个互锁的且指形接合的板材上。
29.一种用于保持在台面上连续装配的多块胶粘板材的高的内部接合压力的系统，包括下游压力系统、制动系统、上游压力系统和与台面可操作地连接的夹紧系统。
30.一种用于保持装配成平板或梁的多块板材之间高的内部接合压力的方法，包括下列步骤a)利用水平移动系统使在台面上的板材前进通过限制板材向上游运动的夹紧系统；和b)利用具有临界压力的制动系统，限制多块板材向下游运动，该制动系统还将上游压力施加在夹紧系统上。
31.如权利要求30所述的方法，其中该多块板材由指形接合的木材块制成，而且步骤a)还包括在前进通过夹紧系统以后，将纵向夹紧压力施加在指形接合的木材块上。
32.一种包括多块边缘胶粘的板材的结构木制产品，其中该结构木制产品满足2号或更高木材等级的NLGA和NGRC标准中的任一标准或其综合标准。
33.如权利要求32所述的结构木制产品，其中每块板材包括多个指形接合的块。
34.如权利要求32所述的结构木制产品，其中NLGA和NGRC标准为1号或更高的木材等级标准。
35.如权利要求32所述的结构木制产品，其中该结构木制产品的尺寸为2×6或2×8。
36.如权利要求32所述的结构木制产品，其中该边缘胶粘的板材是被冷压紧的，而胶水为聚氨酯。
37.如权利要求32所述的结构木制产品，其中该边缘胶粘的板材包括满足ASTM2559的鉴定合格的粘接剂。
38.如权利要求32所述的结构木制产品，其中该边缘胶粘的板材具有平的边缘。
39.如权利要求32所述的结构木制产品，其中该边缘胶粘的板材是被冷夹紧的。
全文摘要
本发明涉及一种木材胶粘系统(10)，它能够连续生产用作平板等的胶粘木料件(8，9，12)。该系统包括台面(11)、使木料在台面上前进的水平移动系统、制动系统(14)、单向夹紧系统和上游压力系统(30)。该系统可以与指形接合工艺或单个木料件一起使用，并可用于生产满足NLGA和NGRC标准的家具等级和结构等级的木制产品。
文档编号B27M1/08GK1543391SQ02816192
公开日2004年11月3日 申请日期2002年6月26日 优先权日2001年6月26日
发明者埃里克·凯布尔, 埃里克 凯布尔 申请人:埃里克·凯布尔, 埃里克 凯布尔