专利名称：由热塑性塑料材料制造的六边形蜂窝结构的块状元件及板状元件的加工设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及到热塑性塑料制造的六边形蜂窝结构的块状元件和板状元件的加工设备。
背景技术：
带有一个六边形网格结构的蜂窝塑料材料，由于其重量轻，强度高，刚性好，加工工艺费用低廉，越来越多地在各种工程领域中被采用。例如，在机械制造中，在冷冻工程的绝热材料中，在轨道与道路交通中，比如载重汽车的车身上；在建筑工程的脚手架中，在航天航空工业中，在高功率运动器械中，以及在赛车与海上赛艇的制造中。
蜂窝塑料材料，对高新工艺机械，提供了必要的安全性与功能可靠性；在飞机机身与宇宙飞船中减轻了重量；对支承表面与转子叶片提供了正确的弹性；使得海上游艇具有必要的刚性；由于重量轻使赛车的车速更快；蜂窝塑料材料在耐压性能方面，比铝质蜂窝材料的弹性更大，这使得在飞机地板中越来越多地加以使用。
由热塑性塑料制造的六边形蜂窝结构的块状元件和板状元件的加工设备，包括有一台焊接机，它将塑料带材料，以循环脉冲方式焊接成可膨胀的条带。有一套将可膨胀条带加热到变形温度的加热装置；有一套将膨胀条带展开来的装置；还有一套切割装置，它将块状元件或叠在一起的板状元件，从膨胀条带中切割开来。其中，焊接机上装有一套将应相互焊接在一起的塑料带段进行固定的装置，和一套加热装置，它是一个接一个地排列成行的来回移动的加热元件，对送入的塑料带段进行条状加热，直到加热塑料带材料达到焊接温度。在一个焊接循环之后，对被送入料箱中的每个塑料带段，将加热装置作反方向移动。焊接带对前面的塑料带段的焊接带应错开一定距离。此外，焊接机还装有一套压紧装置，以便将塑料带段焊接成可膨胀条带。
在德国DE19830380A1号专利中，介绍了一种类似的制造蜂窝材料的设备，它包括塑料带段料箱，用来将塑料带段加工成可膨胀条带；有一个装有几个加工位置的转子；有一个装有可膨胀条带的连续式料箱的加工平台；有用来加热可膨胀条带的红外线加热器；用来展开可膨胀条带的膨胀轧辊对；还有切割装置，用来将膨胀条带切割成单个的块状元件；周期循环地驱动的转子，在其圆周上设有均匀分布的六个加工位置，通过加工位置可分别运送一只塑料带段；设有焊接带，并在连续式料箱前面压紧在可膨胀条带上；每一个转子加工位置拥有一只可径向移动的塑料带段的杆形支架；一套在塑料带段支架前面的，可移动的条式加热装置和一套辊轧式压紧装置，条式加热装置是从一个加工位置到下一个加工位置，沿轴向彼此来回错开位置，这样，在可膨胀条带中的一个接一个的塑料带段就具有相应地错开的焊接带。在转子周期循环当中，在加工可膨胀条带时，条式加热装置被移动出来，这样，从塑料带段料箱中所接收的塑料带段就位于塑料带段支架与梳式加热装置的加热元件之间，同时塑料带段支架就停留在从条式加热装置退出来的位置上。一当加工位置在三个周期循环之后，停在连续式料箱前面时，则装有应被焊接的塑料带段的带段支架和来回移动的加工平台就连续地移动这样一个距离，使它们能与梳状条式加热装置接通触点。接着条式加热装置将退回到在塑料带段支架上的塑料带段与可膨胀条带之间位置。此时由于触点接通，在塑料带段和可膨胀条带的彼此对着的表面上，将产生焊接带。最后，装有被焊接的塑料段的带段支架和装有可膨胀条带的连续料箱将再继续移动，直到焊接带相互会合。接着，塑料带段支架合连续式料箱再次彼此移动离开，转子将按周期循环地继续转动。此时从连续料箱离去的加工位置的压紧装置的辊子，将移动到焊接过的塑料带段上面。因此使塑料带段重新压紧在可膨胀的条带上，并使块状元件进给一个塑料带段的厚度的距离。这种工作过程是重复进行，直到转子的下一个加工位置停留在可膨胀条带的前面。
这种熟悉的加工蜂窝材料的设备中的焊接机，存在以下的缺点焊接机的设计中，装有一只周期循环地被驱动的转子，在转子上布置有好些个加工位置，加工位置是用来将塑料带段与膨胀条带进行焊接，从技术角度上来说，较重复而且费用昂贵。使用时存在着危险，即在转子加工位置的压紧辊子上会粘附有残余材料，所以对机器运作造成干扰，机器会自动停机。最后机器很容易出现故障，即当压紧辊子在被焊接的塑料带段上滚动时，塑料带段会在膨胀条带上移动，从而使所加工的蜂窝材料质量降低。
发明内容
本发明的目的是对蜂窝材料的类似加工设备中的焊接机的设计，从技术角度考虑，工艺简单，提高操作的安全性和提高安全性。产品质量等方面，作进一步开发研究。
本发明是这样解决这个目的的，将权利要求1所述的外部焊接工作原理的焊接机，或者将权利要求2所述的内部焊接工作原理的焊接机，在权利要求书中有本发明的有利和实用的进一步改进结构。
按照本发明的焊接机，能够产生出优等的质量的蜂窝材料，并具备可靠的操作安全措施。
下面根据示意说明图纸，对本发明加以说明。
图1是加工具有六边形蜂窝结构的块状元件和板状元件的设备的示意说明图。
图2是按照外部焊接工作原理的焊接机俯视图。
图3是对图2中局部放大的详图III。
图4a和图4b是焊接机在两个连续的焊接循环中，梳状构件交变工作位置的俯视图。
图5a～图5d是焊接机梳状构件在一个焊接循环中的移动过程图。
图6是纵向切割装置，用来切割被加工的单个塑料带中的底带的俯视图。
图7是纵向切割装置的放大侧视图。
图8是按内部焊接工作原理的焊接机的俯视图。
图9是对图8中局部放大的详图IX。
图10a与图10b是焊接机在两个连续焊接循环中，梳状构件的交变工作位置的俯视图。
图11a～图11d是焊接机在一个焊接循环中，梳状构件移动过程图。
具体实施例方式
在蜂窝材料加工设备中的两种焊接机的结构型式，在后面的说明中，对同一构件或近似构件是标注同一标号。
在图1中表示，一台用热塑形塑料加工带有六边形蜂窝结构的块状元件及板状元件的设备。它包括有一台焊接机1，用来将塑料带段焊接成可膨胀的条带2。有一套加热装置3，用来将膨胀条带2加热到变形温度。有一套展开膨胀条带2的装置4。还有一个切割装置56，用来从膨胀条带2中切割出块状元件5，或叠在一起的板状元件5a，5b，5c。
如图2～图5所示的外部焊接工作原理的焊接机1，装有两套布置在料箱6的两个端面上6a，6b的，用以接收塑料带段7的塑料带送入装置8，9。塑料带送入装置8，9各有一只开卷辊10，用来拆开绕成卷12的底带11。有一只转向辊13，用来将在开卷辊10垂直平面中拆出的底带11转向90°，成为水平平面。有一只底带存储器16。还有另一只带压紧辊18的转向辊17，或者用底带11纵向切割装置19来代替转向辊17。
在图6及图7中所示的纵向切割装置19是用来切割底带11。例如割成3只重叠起来的单个带11a，11b，11c。该切割装置包括有一只装有两把槽口刀21，的安装轴20，和一只装有两只与槽刀21一起工作的上刀盘23的安装轴22。利用丛向切割装置19，能够加工出被分割成叠层的膨胀条带，这种叠层被展开成为板状的蜂窝结构建筑材料。
做成钳口25的焊接机1的输送元件24，是用来交替地引入塑料带段7。引入是通过一个安装在横梁上26的带架27，带架27垂直于膨胀带条2的输送方向a，带条在接收料箱6的支坐平台28上连续地加工。可在两个送入装置8，9之间平行于带架27移动。
在塑料带段7的接收料箱6的两端面6a，6b上，布置有可转进/转出的切割装置29，30，用来从底带11切断底带已引入到焊接机1中的塑料带段7。
固定在横梁26上的带架27，是做成装有真空室32的纵梁31，同时，纵梁31上有支持腹板33及连接到真空室32的塑料带段7抽吸孔34。
在横梁26上除了带架27之外，还有排例成一行的加热杆，加热杆分别由一个加热元件坐35，包括冷却室，及一个加热元件37所组成。它是用来将从两个送入装置8、9交替地引入焊接机1的塑料带段7与膨胀条带2的最后一个塑料带段7，进行周期循环地焊接。
为了压紧应焊接在膨胀条带2上的塑料带段7，在带架27的纵梁31上的支持腹板33之间，为在两个支持腹板33之间引入的横连杆40，布置有气动压力缸38及控制整活塞39，加热杆是焊接在横连杆40上。
此外，焊接机还配置有伺服驱动。在每个焊接循环之后，从前面的工作位置，沿箭头方向b，垂直与塑料带段7的引入平面41-41，将横梁26及带架27，加热元件37及加热元件坐35，移动到后面的等候位置，以引入一只新的塑料带段7。并接着将横梁26及带架29。加热元件37及加热元件坐35自侧面移动、在每个焊接循环中按交变的方向d，e，平行于被焊接的带段7的引入平面41-41，移动一定的距离42，接下去沿箭头方向c。将横梁26及带架27，加热元件37及加热元件坐35，移动到工作位置上，并紧靠在焊接的带段7和膨胀条带2的最后的带段7上，对塑料带段7条状加热至焊接温度。此时，塑料带段7，借助加热元件坐35，通过由加热元件37所产生的焊接带36而相互焊接起来。
此外，焊接机可能按垂直与塑料带段7的接收料箱6的支坐平台28平面43-43的两个方向，升高起来及降低下去，并且可能平行与平台平面43-43，顺着或仅有膨胀条带2的输送方向进行移动。还装有具备支撑功能和分离功能的梳状构件44，45及嵌接尖头46，对于被相互焊接的塑料带段T，在焊接带区域36是呈支撑功能，对在焊接带36之向的塑料段T是呈分离功能。此时，在每个焊接循环以后，两只梳状构件44，45交替地呈现支撑或分离的作用。
图4a与图4b表示出横梁26及带架27，加热元件37及加热元件35，以及梳状构件44，45在两个连接的焊接循环中的工作位置。为了产生六边形蜂窝结构，横梁26及加热杆，从一个焊接循环至另一个焊接循环，应沿相反方向d，e来向横向移动一定的距离42，这样，使连续加工的膨胀条带2的两个连续的塑料带段7的焊接带36或焊接就按照加热杆的横向移动距离42而彼此错开。并通过焊接36的错开，在条带2展开时，就自动地产生六边形蜂窝结构。
在连续的焊接循环中，梳状构件44，45及嵌接尖头46将这样地颠倒工作，即例如图4a所示的焊接循环中，对两个应相互焊接的塑料带段7，构件44呈支撑作用。构件45呈分离作用。在个46所示的随后焊接循环中，构件44却承担分离作用，而构件45却承担支撑作用。
根据图5a～图5b，在一个焊接循环中，停在5a中的后面等候位置26a上的横梁26及加热元件37和连在一起的加热元件做35，将首先横向移动，然后沿箭头方向C向前移动到工作位置266上。此时，引入焊接机的塑料带段7被带架27吸牢在带架的抽吸孔34上，并被移去对着膨胀条带2的最后的塑料带段7如图5b。然后，膨胀条带2的塑料带段7与应焊接在上面的塑料带段7，通过出在加热位置37a的加热元件坐35上的气压却38所传递的固定压紧力下面，而相互焊接在一起图5c，然后，横梁26及带架27，加热元件37及加热元件坐35返回到等候位置26a上(图5d)。
加工出来的快状材料或扮装材料5，5a，5b，5c的六边形蜂窝结构的网格宽度47，是有耽搁塑料带段7所拼焊成的膨胀条带2的焊接带46的距离48所决定的，而膨胀条带2被张开即成为快状或板状材料。
通过安装上一个代价27，它具有规定的网格宽度或蜂窝宽度所要求的加热元件37的距离，或者安装上交替地作为支撑元件或分离元件44，45。它具有等于加热元件37距离48的嵌接尖头46距离49，则焊接机1可以改装为加工具有所需要的网格宽度的蜂窝材料。
上述的焊接机会出现高的温度，这种温度是由于采用脉冲焊接方法所造成的，因而配置有加热元件的水冷却系统。
如图8～图11所示的，按内部哈界工作原理的焊接机50与上述的外部焊接原理的焊接机是有所区别的。即将塑料带段焊接成膨胀条带的条状加热塑料带段的加热装置及焊接压紧板，其结构设计是不相同的。
在内部焊接机50的横梁26上，除了带架27之外，还有一套梳状加热装置51，它装有排列成一行的尖头式加热元件52用来对于从两只引入装置8，9交替地引入焊接机50的塑料带段7与膨胀条带2的最后塑料带段7之间进行循环地焊接，还装有一套伺服传动。用来在一个焊接循环中，从下面沿箭头f方向推入加热元件52，使出在膨胀条带2与分别应焊接在其上面的塑料带段7之间，并用来从膨胀条带2与压紧的条状加热到焊接温度的塑料带段7之间的缝隙53中沿箭头方向g表出加热元件52。
为了焊接在膨胀条带2上的塑料带段7压紧，在带架27的纵梁31撒谎能够的支持腹板33之间，布置有启动压力缸38及控制活塞39，以分别带动在两个支持腹板之间引入的横连杆40，两只装有特种橡皮嵌条55的压紧板54，是铰接在横连杆40上面。
如图11a～图11d所示，从两只引入装置8，9引入一直塑料带段7之后，在一个焊接循环当中，带段将借助钳口25进入焊接机50。在下面等候位置上51a的们加热位置51，将沿箭头方向f提升到上面的中间位置51b。这样，加热元件52能在膨胀条带2与应焊接的塑料带段7之间移动(图11a～图11d)。接下去，如图11a～图11d，在后面等候位置上26a的横梁及加热装置51和压紧板54，首先是横方向，然后沿箭头方向(c)，向前方移动到工作位置上26b，51c。同时，引入焊接机50的塑料带段7，将被代价2的最后的塑料带段7，图11c，然后，膨胀条带2的最后的塑料带段7及应焊接在它上面的塑料带段7，通过在加热位置上52a的加热元件52，借助加热电流条状地加热到焊接温度，节下区，加热元件52将通过加热装置52b的移动，沿箭头方向g向下进入等候位置52b。并从膨胀条带2与塑料带段7之间的缝隙53中挤出来。两只塑料带段2通过在它面形成的焊接带36，在气动压紧缸38并经过压紧板54所传送过来的固定压力下，而相互焊接在一起图11d。最后，横梁26，连同带架27，加热元件52及压紧板54，在退回到等候位置上26a(图11a)。
关于外部焊接机与内部焊接机的选用，是取决于所加工的材料。因此，例如非织造织物，只可用内部焊接机加工。
两种型式的焊接机，都能够加工具有双面热塑性塑料涂层的膨胀性复合材料。
权利要求
1.制造具有六边形蜂窝结构的热塑性塑料的块状元件及板状元件的设备，包括有一台焊接机，周期循环地将塑料带段材料焊接成可膨胀的条带材料；一套加热装置，将所述可膨胀条带加热到变形温度；一套展开膨胀条带的装置；一套切割装置，将从所述膨胀条带中切割出块状或板状的建筑材料，其中，所述焊接机装有定位装置，用来将应相互焊接在一起的所述塑料底带固定住；配有加热装置，有一排列成行的并一起来回移动的加热元件，用来将送入的塑料带段条状加热到焊接温度，同时，在一个焊接循环之后，对被送入料箱的每个塑料带段反方向移动加热装置，使焊接带对前面的塑料带段的焊接带产生一定的错开位置，此外，焊接机还装有压紧装置，用来将塑料带段焊接成为可膨胀条带，其特征在于，有一套按外部焊接原理工作的焊接机(1)，并有两套引入装置(8，9)，布置在接收塑料带段(7)的料箱(6)的两个端面上(6a，6b)，及一套送料元件(24)，它是用来通过带架(27)交替地列入塑料带段(7)，带架(27)是垂直于在接收料箱(6)的底座平台上(28)连续加工的膨胀条带(2)的输送方向(a)，并可平行于引入装置(8，9)之间的带架(27)进行移动；在接收塑料带段(7)的料箱(6)的两个端面上(6a，6b)，布置有切割装置(29，30)，用来从底带(11)上切割引入焊接机的塑料带段(7)，另外，还有两只梳状构件(44，45)及嵌接尖头(46)，它可垂直于底座平台(28)的平面(43-43)中升起或降低，并平行于平台平面(43-43)，沿着或反着膨胀条带(2)的输送方向(a)移动，它对在焊接带(36)区域的应相互焊接的塑料带段(7)起支撑作用，并在焊接带(36)之间对塑料带段(7)起分离作用；同时，在每个焊接循环之后，两只梳状构件(45，46)将变换支撑功能与分离功能；此外，还装有横梁(26)，在横梁(26)上，为分别应在膨胀条带(2)焊接的塑料带段(7)装有带架(27)，有排列成行的加热元件(39)，以对从两套引入装置(8，9)交替地引入焊接机(1)的塑料带段(7)与膨胀条带(2)的最后带段，进行循环地条缝焊接，并未应分别焊接的塑料带段(7)设有装入加热元件(37)的加热元件座(35)；装有伺服传动，用来移动横梁(26)及带架(27)，加热元件(37)及加热元件座(35)；在每一焊接循环之后，从前面的工作位置，以垂直于箭头方向(b)的塑料带段(7)的引入平面(41-41)上后退到等候位置(26a)，以便引入新的塑料带段(7)，并接下去横向移动横梁(26)及带架(27)，加热元件(37)和加热元件座(35)，在每个焊接循环中，按交替变换的方向(d，e)，平行于被焊接带段(7)的引入平面(41-41)，移动一定的距离(42)，并(沿箭头方向c)移动横梁(26)及带架(27)，加热元件(37)和加热元件座(35)进入工作位置(266)；顶靠应焊接的带段(7)和膨胀条带(2)的最后带段(7)，以便将带段(7)条状加热到焊接温度，并且通过加热元件座(35)在横梁(26)上布置的伺服传动(38，39)；压紧应焊接的带段(7)，借助所产生的焊接带(36)压牢在膨胀条带(2)上。
2.如权利要求1所述的加工设备，其特征在于，进一步包括所述内部焊接工作原理的焊接机(50)，装有布置在接收塑料带段(7)的料箱(6)的两个端面(6a，6b)上的两套塑料带引入装置(8，9)；和一套输送元件(24)，用以交替地引入带段(7)，引入是通过一个带架(27)，带架是垂直于在接收料箱(6)的底座平台(28)上连续加工的膨胀条带(2)的输送方向(a)，并可平行于在带段引入装置(8，9)之间的带架移动；在接收带段(7)的料箱(6)的两个端面上(6a，6b)，布置有切割装置(29，30)，用来从底带(11)上切割开引入焊接机(50)中的带段(7)；此外，还有两只梳状构件(44，45)及嵌接尖头(46)，它可在垂直于底座平台(28)的平面(43-43)中提升或降低，并可平行于平台平面(43-43)，沿着和反着膨胀带段(2)的输送方向进行移动；梳状构件(44，45)及嵌接尖头(46)，对于在应相焊接的带段(7)，在焊接带(36)区域内具有支撑作用，对于在焊接带(36)之间的带段(7)，在每个焊接循环之后，具有分离作用，两只梳状构件(44，45)的支撑作用与分离作用是交替完成的；有一只横梁(26)，在横梁上有一只梳状加热装置(51)，装有排列成行的尖头式加热元件(52)；还有一套伺服传动，在一个焊接循环中，从下面或上面(箭头方向f)推入加热元件(52)，到在膨胀条带(2)与应在上面焊接的，已引入焊接机(50)中的带段(7)之间，并用该伺服传动，从在膨胀条带(2)与已带状加热到焊接温度的，压紧的带段(7)之间的缝隙(53)中拉出(箭头方向)加热元件(52)；带架(27)及压紧板(54)是用于在膨胀条带(2)上，通过条式焊缝焊接的带段(7)而布置的；此外，利用伺服传动，在每个焊接循环之后，将横梁(26)及带架(27)，加热元件(52)及压紧板(54)从前面的工作位置(26b)，按垂直于(箭头方向b)带段(7)的引入平面(41-41)退回到等候位置(26a)，以引入一只新的带段(7)，并接着横向移动横梁(26)及带架(27)，加热元件(52)及压紧板(54)，在每一焊接循环中，以交替的方向(d，e)，移动一定的距离(42)，是平行于被焊接的带段(7)的引入平面(41-41)移动的，并前移(箭头方向c)横梁(26)及带架(27)，加热元件(52)及压紧板(54)，进入到工作位置(26b)上，顶靠在各个膨胀条带(2)的最后带段(7)上，以便条状加热带段(7)至焊接温度，并通过在横梁(26)上布置的压紧板(54)的伺服传动(38，39)，以致将应焊接的带段(7)，借助所产生的焊接带(36)，压紧在膨胀条带(2)上。
3.如权利要求2所述的加工设备，其特征在于，进一步包括所述塑料带送入装置(8，9)包含有一只开卷辊(10)，用来拆开绕成一卷(12)的底带(11)，一只转向辊(13)，一只装有压紧辊(15)的驱动传送辊(14)，一只底带存储器(16)，还有另一只装有压紧辊(18)的转向辊(17)，或者是一台底带(11)纵向切割装置(19)。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的加工设备，其特征在于，所述引入塑料带段(7)的输送元件(24)，包含有一只钳口。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的加工设备，其特征在于，所述带架(27)是做成有真空室(32)的纵梁(31)，支持腹板(33)设有连接真空室(32)的塑料带段抽吸孔(34)。
6.如权利要求5所述的加工设备，其特征在于，所述在支持腹板(33)之间，在支架(27)的纵梁(31)上，布置有压力缸(38)及控制活塞(39)，它们是为引入在各两个支持腹板(33)之间的横连杆(40)而布置的，在外部焊接机中，在横连杆(40)上铰接有一只或几只加热元件(37)及装在一起的加热元件座(35)，在内部焊接机(50)中，铰接有一只或几只压紧板(54)，它们是用来将被焊接的塑料带段(7)压牢在膨胀条带(2)上。
7.如权利要求6所述的加工设备，其特征在于，所述内部焊接机(50)装有金属的压紧板(54)，并嵌有特种橡皮的嵌条(55)。
全文摘要
一种由热塑性塑料材料制造的六边形蜂窝结构的块状元件和板状元件的加工设备，包括有一台焊接机(1)，该焊接机(1)按外部焊接或内部焊接的原理工作，用来将塑料带段焊接成可膨胀的条带(2)，包括有一台加热装置(3)，用来将膨胀条带(2)加热到变形温度，包括有一套展开膨胀条带(2)的装置(4)，还有一套切割装置(56)，用来将块状元件(5)或叠在一起的板状元件(5a，5b，5c)从膨胀条带(2)中切割开来。
文档编号B29C65/18GK1496816SQ20031010151
公开日2004年5月19日 申请日期2003年10月9日 优先权日2003年10月9日
发明者戴特马·彼斯帕奇, 戴特马 彼斯帕奇 申请人:Wt威科尔技术有限公司