专利名称：用于结构泡沫板的方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造结构泡沫板的方法。尤其，本发明涉及可使用在建筑物墙壁结构内及其它目的的结构泡沫板的一种连续制造过程。
有关技术的描述已制出多种设计的结构泡沫板。然而，过去这些板材仅仅是在间歇过程中、而不是在连续过程中进行制造的。
例如，Hesser的第5,373,678号美国专利；Palmersten的第5,448,865号美国专利；Andersson的第5,381,638号美国专利；Christopher等人的第5,293,728号美国专利；Ting的第5,247,770号美国专利；以及Ting的第5,743,485号美国专利都揭示了具有外部表层和内部泡沫的板材。所有的这些板材过去是由间歇过程而不是由连续过程进行制造的。
总的来说，连续过程与间隙过程相比可使每单元的制造成本较低，并具有较高的质量控制。另外，连续过程比较便于实现自动控制、计算机控制、加速以及增加产量。该连续过程尽可能地克服了间歇过程所存在的困难。
发明概述鉴于上述内容，本技术领域中需要提供一种用于结构泡沫板的连续制造过程。尽管这是一个长久以来的需求，但在本发明之前还未提出过。
本发明的另一个目的在于提供一种连续制造过程，该过程可便于制造大量的使用在建筑业中的泡沫板。
本发明的又一个目的在于提供一种实现制造该板材的连续过程的连续加工流水线。
为了实现这些及其它的优越性，根据已具体化并且大致描述的本发明的目的，本发明包括一种用于制造结构泡沫板的连续组合过程，该过程包括下列步骤通过展卷机分别展开顶部和底部表层；通过开卷机分别释放顶部和底部加强板；将各表层送至一矫直机；在第一矫直机内给顶部表层和一顶部加强板刻上螺纹(threading)；使顶部加强板与顶部表层对齐并部分连接；在第二矫直机内给底部表层和一底部加强板刻上螺纹；使底部加强板与底部表层对齐并部分连接；将包含着加强板的两表层分别送至轧制成形装置，使两表层形成一种结构形状，以便形成邻接边缘；将泡沫注入到已成形的表层之间，以便形成一整体化的板材；用一压力泡沫输送机压制该整体化的板材；在一烘箱(oven)内固化该整体化的板材；以及通过一夹紧及切割锯根据技术规格(specification)来切割该固化的板材。该切割锯可由计算机来控制。该计算机可储存用于各种建筑物的成套成品板材的尺寸与形状的技术规格。操纵人员可选择建筑物，然后计算机可控制该切割锯，切割从制造生产线出来的连续板材，以便将其切割成特定的尺寸与形状，并给每一块成品板材编号，以制成用于所指明的建筑物的成套板材。
本发明还包括一种用于制造结构泡沫板的连续流水线，该连续流水线包括用于展开顶部及底部表层的展卷机；用于释放顶部及底部加强板的开卷机；用于刻螺纹并部分地将加强板连接至表层的矫直机；用于使两表层形成一种结构形状以形成邻接端的轧制成形装置；一用于将泡沫注入到表层之间以形成一整体化板材的泡沫探头(probe)；一用于压制该整体化板材的泡沫输送机；一用于固化该整体化板材的烘箱；以及一用于切割该连续板材以制成最终的结构泡沫板的夹紧及切割锯。该流水线还可包括用于控制该切割锯、具有用于上述最终板材的尺寸与形状的成套技术规格的建筑物数据库的计算机。
附图简介
图1是一种用于结构泡沫板的制造作业线的俯视图。
图2是一种用于结构泡沫板的制造作业线的侧视图。
图3是在泡沫板形成为最终的结构形状之前，泡沫板的截面图。
图4是一由多块互连的结构泡沫板所构成的结构墙的立体图。
图5是一对分离的相邻的板边缘的剖视图。
图6是一段流水线的俯视图与侧视图，所示为泡沫探头在其插入及缩回方式下的位置。
图7是一示意侧视图，所示为如何将泡沫探头安装在上游表层之间，从此处泡沫从探头的末端注入。
本发明及其较佳实施例的详述请参阅附图，图1和图2所示为用于制造泡沫板的过程以及用于制造该泡沫板的流水线。图1是用于该过程的制造作业线的俯视图，图2是用于该过程的制造作业线的侧视图。
如图1和图2所示，一顶部表层展卷机1展开顶部表层3，并将该顶部表层3送至一第一矫直机5，同时底部展卷机2展开底部表层4，并将该底部表层4送至一第一轧制成形装置7。表层3和4是由金属制成的。当顶部表层3通过第一矫直机时被刻上了螺纹。与此同时，一顶部棘爪(pallet)开卷机6将顶部加强板21送至第一矫直机5，当该顶部加强板21通过第一矫直机5时也被刻上了螺纹，该顶部加强板21还与顶部表层3的一边缘对齐并部分连接，如图3所示。
然后，顶部表层3和底部表层4被分别送至第一轧制成形装置7。在第一轧制成形装置7中，包含着顶部加强板21的顶部表层3形成了一种结构形状，以形成邻接边缘45和46(参见图4和图5)。然后一已成形的顶部表层8和底部表层4被送至一第二矫直机9。
在第二矫直机9中，当底部表层4通过该第二矫直机9时被刻上了螺纹。与此同时，一底部棘爪开卷机11将底部加强板22送至第二矫直机9，当该底部加强板22通过第二矫直机9时也被刻上了螺纹，该底部加强板还与底部表层4的一边缘对齐并部分连接，如图3所示。
然后，已成形的顶部表层8和包含着底部加强板22的底部表层4被分别连续地送至一第二轧制成形装置13和压力泡沫输送机15。在第二轧制成形装置13中，包含着底部加强板22的底部表层4形成了一种结构形状，以形成邻接边缘45和46(参见图4和图5)。已成形的顶部表层8和已成形的底部表层10在进入到压力输送机之前相互对齐，并间隔一段适当的距离。
介于第二轧制成形装置13和压力泡沫输送机15之间的间距为20英尺到40英尺之间，并且该间距对于使得已成形的顶部表层8与已成形的底部表层10与泡沫的注入(图中未示出)对齐以形成一整体化的连续板材23而言是尤为重要的。较佳的间距为30英尺。压力泡沫输送机15压制已整体化的连续板材23，该连续板材是已成形的表层8和表层10以及由一泡沫探头20所注入的泡沫19(图中未示出)所组成的整体。
泡沫探头20在一支柱(post)81上可旋转180度，并且当已成形的表层8和表层10对齐并被放置在压力泡沫输送机15上时，该泡沫探头处于泡沫注入位置20A上。当表层未放置在压力泡沫输送机15上时，该泡沫探头20处于缩回位置20B上。一连接至泡沫探头20的气缸24将泡沫探头20在泡沫注入位置20A和缩回位置20B之间转动。然后在压力泡沫输送机15的烘箱内固化该已压制的连续板材23。
泡沫19应在顶部表层3和底部表层4就象在成品中一样靠在一起的地方注入。这是在加强板21和22形成并连接至表层之后所进行的。这样在构件62和表层42之间(参见图5)留下了过小的空间而无法插入泡沫探头20。
因此，泡沫探头20呈弯曲状，如图2和图6所示。该探头20在点98处穿过板21和22之间，在点98处顶部表层3和底部表层4仍然是相隔较远的。然后，探头在加工流程中介于顶部表层3与底部表层4之间向下游弯曲。然后，泡沫19(图中未示出)在点99处从泡沫探头20的末端排出，在点99处顶部表层3和底部表层4是靠得很近的。探头20可转出输送机与表层3和4的路径，以便于维护以及拆除或者安装表层3和4的新的滚轮。
在图7中，图中仅仅示出了探头20在向下游弯曲之前、当其穿过连接至表层3和4的加强板21和22之间时的截面图。在图7中，虚线表示加强板21和22的外部范围，从侧面示出了加强板是如何重叠并且在点99处未留下用于插入探头20的空间。泡沫19在通过探头20注入之前容纳在泡沫日(day)容器82内，该泡沫日容器通过管道及泵(图中未示出)与探头20相连。
然后，该连续的固化板27通过一外送运输机17被连续地输送至夹紧和切割锯18。该夹紧及切割锯18将该连续的固化板27切割成适当的尺寸和形状，以便根据取决于用途而改变的技术规格制成最终的结构泡沫板29。固化板27仍旧为通过制造作业线的一段连续的板材，直到它在切割锯18处被切割成单件的板材29。(为了便于图示，板材23和27所示为一段，但是它是相连的连续的板材，直到被切割锯18切割。)用于切割板材27的技术规格储存在一台计算机25内，该计算机连通并控制夹紧及切割锯18，从而根据技术规格和用途来控制切割动作。夹紧及切割锯18还给结构泡沫板29编号，该结构泡沫板是用于构成包括民宅、饭店以及医院之类建筑物的成套部件及构件。
对于所要制造的板材的各类结构，计算机包含用于一种结构的整套板材的技术规格。然后，计算机25控制切割锯18，以便将连续板材27切割成一整套用于所选建筑物的板材29，并给每一块板材编号以便表明该板材在整套板材中的作用。在这种方法中，连续过程的产品可为一系列与所选建筑物相对应的、具有编号构件的整套建筑物部件。
制造板材的过程由连续过程流水线来执行。流水线的各个部分执行过程中的一个或多个步骤。该流水线可用计算机来控制、局部计算机控制、自动化、半自动化、或者人工操纵。
该连续过程与传统的间歇过程相比可具有规模经济、较低的单位成本以及进行大规模批量生产。该过程中的步骤包括通过展卷机分别展开顶部表层3和底部表层4；通过开卷机6和11分别释放顶部加强板21和底部加强板22；将表层3和表层4送至一第一矫直机5；在第一矫直机5内给顶部表层3和顶部加强板21刻上螺纹；使顶部加强板21与顶部表层3对齐并部分连接；在第二矫直机9内给底部表层4和底部加强板22刻上螺纹；使底部加强板22与底部表层4对齐并部分连接；将包含着加强板21和加强板22的表层3和表层4分别送至轧制成形装置7和13，使表层3和表层4形成一种结构形状，以便形成邻接边缘45和46(参见图4和5)；将泡沫19注入到已成形的表层8和表层10之间，以便形成一整体化的板材23；用一压力泡沫输送机15压制该整体化的板材23；在一烘箱25内固化该整体化的板材23；以及通过一夹紧及切割锯根据技术规格来切割一固化板材27。
可通过其它的方法、包括间歇法及人工法来制造单件的成品板材及加强板。单件的成品板材可在不使用连续流水线的情况下进行制造。
图3所示为一种泡沫板在形成为一种结构形状之前的详细结构。如图3所示，顶部加强板21和底部加强板22分别部分连接至顶部表层3和底部表层4。然后，加强板21和加强板22相连的部分形成一种结构形状，以便形成邻接边缘45和46(参见图4和图5)。
当时所制造的较佳的板材如图4和图5所示，记载在由Hesser于1994年12月20日所发表的第5,373,678号美国专利中。然而，本发明的连续制造过程及设备适用于制造任何类型的、具有两个表层和一泡沫芯、有或者没有加强板、以及相关变化的结构板。
请参阅附图，特别是图4和图5，一种结构隔离墙40具有多块互连的板材41。每一块板具有一外表层42和一内表层43，两表层之间由一厚度均匀的诸如聚苯乙烯或者聚氨基甲酸酯刚性泡沫之类的泡沫隔离材料相隔离，以形成一轻质结构板29。每一块板具有邻接边缘45和46。边缘45具有一金属嵌入舌47和一金属嵌入槽48，其中金属衬板自内表层43和外表层42延伸。然而，嵌入舌47和嵌入槽48相互隔离以留下一斜倾的隔离材料50，当板材连接时，该斜倾的隔离材料将压住相邻板材的隔离材料51。板材边缘46具有一金属嵌入槽52和一嵌入舌53，该嵌入槽与嵌入舌47完全相一致并与该嵌入舌相配合，嵌入舌53与金属嵌入槽48相配合。因此，当两块板材41和53相连时，嵌入舌47插入到嵌入槽52内，同时嵌入舌53插入到嵌入槽48内，从而使暴露的隔离材料50和51紧靠在一起，以便提供来自柔软材料的密封。
这里，板材邻接边缘的相互连接具有一细长的加固金属件55，该金属件可为一钢或者重铝加固件。加固金属件55具有一沟槽部分56，该沟槽部分的成形为能在金属嵌入槽48的后面围绕固定，以便嵌入槽48被加固件55全部围绕而加固。然后，加固件55具有一沿着板材41的内表层43形成的内表层连接部分57，以及具有一附加的垂直延伸凸缘58。在加固件55内存在着一较小的第二“W”沟槽60，以及具有一末端凸缘部分62的一较大的U形部分61。因此，当板材与加固件固定在一起以形成一种结构时，该加固件55形成一沟槽，该沟槽面向板材的长度方向，同时与该板材横向，以便在两个方向上大大增强该板材。
这里将清楚地看到已提供了一结构墙及板材系统、尤其是一板材连接系统，该系统大大增强了板材的刚性、以及板材和板材对横梁(header)的连接以及对用于一预制类型的建筑物框架的连接之间的刚性。
这里所描述的实施例主要是为了以图示的方式来说明本发明的原理。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，那些本技术领域中熟练人员可设计出其它的结构和优越性。另外，本发明不会受到以上详细描述的限制，它仅仅受到下面的权利要求的精神与范围及其等效物的限制。
权利要求
1．一种用于制造结构泡沫板的连续组合过程，所述过程包括下列步骤(a)通过展卷机分别展开顶部和底部表层；(b)通过开卷机分别释放顶部和底部加强板；(c)将所述表层分别送至矫直机；(d)在一第一矫直机内给所述顶部表层和一顶部加强板刻上螺纹；(e)使所述顶部加强板与所述顶部表层对齐并部分连接；(f)在一第二矫直机内给所述底部表层和一底部加强板刻上螺纹；(g)使所述底部加强板与所述底部表层对齐并部分连接；(h)将包含着加强板的两表层分别送至轧制成形装置，使包括加强板的两表层形成一种结构形状，以便形成邻接边缘；(I)通过一泡沫探头将泡沫注入到表层之间，以便形成一整体化的连续板材；(j)用一压力泡沫输送机压制所述整体化的连续板材；(k)在一烘箱内固化所述整体化的连续板材；以及(l)通过一夹紧及切割锯来切割所述整体化的连续板材，以形成一符合技术规格的成品板材。
2．如权利要求1所述的过程，还包括(a)用一台计算机来控制所述夹紧及切割锯，以便所述切割的成品板材的技术规格与选自于所述计算机内的可能的板材技术规格的一集合中的技术规格相一致。
3．一种用于制造结构泡沫板的连续流水线，包括(a)用于展开顶部及底部表层的展卷机；(b)用于释放顶部及底部加强板的开卷机；(c)用于刻螺纹并分别将所述加强板连接至所述表层的矫直机；(d)一用于使所述顶部表层和顶部加强板形成一种结构形状，以形成邻接边缘的第一轧制成形装置；(e)一用于使所述底部表层和底部加强板形成一种结构形状，以形成邻接边缘的第二轧制成形装置；(f)一用于将泡沫注入到所述表层之间，以形成一连续的整体化板材的泡沫探头；(g)一用于压制所述连续的整体化板材的泡沫输送机；(h)一用于固化所述连续的整体化板材的烘箱；以及(i)一用于将所述连续的整体化板材切割成单件成品板材的夹紧及切割锯。
4．如权利要求3所述的连续流水线，其特征在于，一位于所述第二轧制成形装置与所述压力泡沫输送机之间的间距的范围介于20英尺到40英尺之间。
5．如权利要求3所述的连续流水线，其特征在于，还包括一用于转动位于泡沫注入位置与缩回位置之间的所述泡沫探头的空气气缸。
6．如权利要求3所述的连续流水线，其特征在于，所述夹紧及切割锯是由一台计算机控制的，用于将所述连续板材切割成特定的尺寸与形状，以便根据所述计算机中的技术规格制成最终的单件结构板。
7．一种泡沫探头，包括(a)一弯曲九十度、适用于注入泡沫的管探头；(b)一用于转动位于泡沫注入位置与缩回位置之间的所述管探头的气缸；(c)适用于在泡沫注入之前容纳泡沫、将泡沫连通至所述管探头的泡沫日容器。
8．一种可编程设备，包括(a)用于储存构成一特定类型建筑物的成套板材的技术规格的装置；(b)用于检索所述技术规格的装置；(c)用于控制一切割锯，以便将一连续制造的结构泡沫板锯割成一单件板材，并与选自于所储存的技术规格中的技术规格相一致的装置；以及(d)用于给由所述切割锯切割的每一块单件板材编号，以表明在构成一建筑物的成套板材中各板材的作用的装置。
9．一种其动作由执行一过程的软件来进行控制的可编程装置，包括(a)用于储存构成一特定类型建筑物的成套板材的技术规格的装置；(b)用于检索所述技术规格的装置；(c)用于控制一切割锯，以便将一连续制造的结构泡沫板锯割成一单件板材，并与选自于所储存的技术规格中的技术规格相一致的装置；以及(d)用于给由所述切割锯切割的每一块单件板材编号，以表明在构成一建筑物的成套板材中各板材的作用的装置。
10．一种由计算机辅助来完成或者具有计算机辅助的过程，包括(a)储存用于构成一特定类型建筑物的成套板材的技术规格；(b)检索所述技术规格；(c)控制一切割锯，以便将一连续制造的结构泡沫板锯割成一单件板材，并与选自于所储存的技术规格中的技术规格相一致；以及(d)给由所述切割锯切割的每一块单件板材编号，以表明在构成一建筑物的成套板材中各板材的作用。
11．一种当被计算机使用时，用表示可用来控制计算机的一计算机程序的数据来进行编码的计算机可读存储器，包括(a)用于储存构成一特定类型建筑物的成套板材的技术规格的装置；(b)用于检索所述技术规格的装置；(c)用于控制一切割锯，以便将一连续制造的结构泡沫板锯割成一单件板材，并与选自于所储存的技术规格中的技术规格相一致的装置；以及(d)用于给由所述切割锯切割的每一块单件板材编号，以表明在构成一建筑物的成套板材中各板材的作用的装置。
全文摘要
制造一种具有加强板的结构泡沫板的一连续过程,以及一种用于所述过程的连续流水线。该连续流水线包括用于展开顶部及底部表层(3,4)的展卷机(1,2);用于释放顶部及底部加强板的开卷机;用于刻螺纹并分别将加强板连接至表层的矫直机(5,9);用于使两表层及加强板形成一种结构形状的轧制成形装置(7,13);一用于将泡沫注入在表层之间以形成一整体化的连续板材的泡沫注入器;一用于压制该整体化的连续板材的泡沫输送机(15);一用于固化该整体化的连续板材的烘箱;以及一用于控制切割锯,以便将该连续板材切割成所选的成套单件板材以构成所选建筑物的计算机(25)。
文档编号B29C44/00GK1209767SQ97191843
公开日1999年3月3日 申请日期1997年1月24日 优先权日1996年1月24日
发明者詹姆斯·A·梅多斯 申请人:保罗·F·汉森斯－朗斯