[发明专利]加热压床夹具的设备,具有这种设备的压床,以及制造方法

说明书

本发明涉及加热装在压床中的压床夹具。特别是，涉及适于直接磁加热压床中的压床夹具，随后可迅速冷却压床中的夹具的设备。本发明还涉及用于制造全部或部分为塑料或合成物的产品的压床与方法。

制造全部或部分塑料或合成物的产品时，使用压床，其压床夹具需加热。通常如此进行：从压床中取出压床夹具，将其放在如炉之类的预热设备中，加热后，再将其装入压床中。如，US-A-5,023,419就公开了一种预热设备。处理压床夹具非常耗时，这意味着每小时完成的产品数较低。

为了降低所需时间，已知提供具有热板的压床，利用热板在压床中现场加热压床夹具。利用压床热板传导的热量，加热1kg夹具至温度200℃需约10分钟。对于大规模经济制造全部或部分由合成物形成的元件而言，这样太慢。

加热后，须冷却夹具。这种冷却通常用水，或在涉及烧结材料的夹具插件时使用为达到温度约-60℃而气化的二氧化碳，或用液态氮。如果冷却操作慢或难以控制，且合成物中的化学过程不能精确控制，成品质量就不能满意。

在制造全部或部分为合成物的产品时，到目前为止，只在制造昂贵元件时可能经济，因为现在的技术每小时只允许制造几个元件。

本发明的一个目的是克服上述现有技术的缺点，即提供一种设备，它能迅速均匀地加热装在压床中的压床夹具，而不必从压床中取出压床夹具。这种加热设备应设计简单，产量高且最终产品质量高且稳定。

该发明设备在上述加热操作后，还能迅速，可重复且经济地冷却装在压床中的压床夹具。

本发明的另一目的是提供一种节能加热设备，它能通过普通电路电压工作。

还提供一种达到上述目的、用于制造全部或部分为塑料或合成物的产品的压床，以及制造方法。

按照本发明，这些和其它目的通过下面的说明可显示出，它们通过权利要求1，10，11与12的设备，压床与方法现已全部或部分达到。本发明的优选实施例定义于从属权利要求中。

结合附图描述本发明以作为举例，附图示意地说明目前的优选实施例。附图中，各实施例中的类似部件设有相同标记。

图1是本发明第一实施例的部分截面图，其中芯的极在夹具的凹槽中。

图2a是第二实施例的截面图，其中夹具包括具有夹具插件的板。图2b是沿图2a中线B-B剖开的截面。

图3显示第三实施例，其中夹具具有通气材料的夹具插件。

图4显示第四实施例，其中磁芯由接触两个固定竖直板的两个可动水平板构成。

图5显示本发明的第五实施例，其中有两个极线圈，每个环绕一个设在夹具旁的极。

图1显示本发明的加热设备，包括某种适当磁材料的芯1，如变压器芯中所用的电铁板的层叠薄板。芯1装在压床3的两相互可动夹头2a，2b之间并紧靠它们。由两半构成的压床夹具4设在芯1周边内。每半个包括至少部分由金属构成的壳具部件5a，以及非导电陶瓷材料的外层5b。夹具4适于放置工件6，工件6由放置在夹具中与/或在压力下注入的材料构成。

芯1为有开口端的盒形并由两部件7a，7b构成，两部件连在一起并可相对移动。芯1内侧有两相对凸块8a，8b，它们凸入夹具中并在激励加热设备时形成磁极。第一线圈9绕芯1的一个细侧而设，而第二线圈10绕芯1的另一个、对面细侧而设。第三线圈11设在芯1内侧，围绕夹具4。线圈9-11串联并接至电压源12，电压源12利用输电线的一相和零线工作，如为200v 50Hz。或者，使用两相或三相，下面将详述。

压床夹具4在外层5b中有冷却管13，它们用于通过温度低于夹具4的液态或气态工作媒介。通过热传导，将热量从夹具4传出，于是夹具4冷却。最好，使用热交换器14，其原侧流通冷却剂，如温度-65℃的气态二氧化碳，而其次级侧流通工作媒介，如油。

本发明的压床3以下述方式操作。首先，将材料，如以聚合物材料，优选所谓聚酯胶片的热塑性材料预浸渍的玻璃纤维制品放入压床夹具4，然后将夹头2a，2b压在一起。然后给线圈9-11供电，启动加热设备，线圈产生磁场，磁场传入芯1和夹具4形成的回路中，并出现在芯1外的一定范围。由线圈9-11产生并通过芯1传导的磁场将传入夹具4并在此配合以加热。芯1外侧的磁场通过感应加热夹具4的外周边金属部分。由于高频会在芯1引起巨大损耗，使用所供电压的较低频率，优选范围16-500Hz，可获得令人满意的透入夹具深度以及由此均匀一致加热。频率应适应夹具厚度。如果期望透入深度为约2cm，使用约25Hz的频率。如下面结合图2a-b所述的，如果夹具有烧结材料的插件，以便工件处理期间形成的、或用于冷却的气体通过，适当调节频率使插件也能加热到均匀一致的温度。