金属薄板加工设备

本发明涉及一种用于制造热交换器翅片的翅片线(fin line)或冲床的金属薄板控制设备，更为具体的说，是涉及这样一种装置，它能够防止金属薄板板料在进入冲床之前发生折皱或变形以及控制翅片成品的金属薄板加工产品随着穿过冲床的通道运行从而使金属薄板翅片片料以高速移向一个翅片堆垛。

用于附接在用在加热、空调和热交换设备之类设备中的热交换器管上的那种翅片通常是在一种带条式翅片线设备上制造的。这种设备在每一次操作循环中作用在一块金属薄板之类的合适板状材料上以便同时制造出多块薄片状翅片。除了将翅片成品从薄板板料切开之外，该设备还同时在每个翅片上形成多个穿孔。从而使它们可以围绕安置在适当的热交换器管子上。

虽然这种现有的翅片线设备能够以较高的速度生产翅片，但是由于当金属薄板板料进入和离开冲床时在其输送上存在一定约束，能够通过翅片线设备制造出的翅片总认为有一个最大的速度极限。当金属薄板非常薄时，例如0.002至0.008英寸，在出口处的问题特别严重。还有，当金属薄板板料经过冲床被夹住从一个位置移向另一位置时，越来越快的操作过程使得在冲床系统地形成多个穿过每个翅片的开孔的同时保证金属薄板板料恰当地被夹住从一个位置移向另一位置方面造成严重的问题。金属薄板板料一次“误输送”就会造成所生产出的产品具有缺陷成为废品。在仔细控制的约束条件下最大的速率为大约每分钟300次操作过程。在不受控制的环境中，例如在野外，最大的速率大约为每分钟250次操作过程。

因此，本发明的目的就是提供一种金属薄板控制设备，它能够保证以迄今为止不敢想象的高速度将金属薄板板料间歇地不断送经冲床，例如，超过每分钟300次操作过程，特别是在每分钟400至700次操作过程的幅度范围内和甚至更快一些。

本发明的又一个目的就是提供一种金属薄板控制设备，它能够以高频率的间歇性传动动作使金属薄板板料通过冲床，在其中当冲床工作时金属薄板板料必须被夹持成完全静止，然后又很快地恢复加速从而使金属薄板一站一站地通过冲床。

本发明的再一个目的就是提供一种如前所述的金属薄板控制设备，其中金属薄板板料从其卷筒型筒料供应给冲床要经过一个槽，在其上有一个空气喷吹装置使金属薄板板料成为绷紧状态从而防止了金属薄板板料当其从卷筒被拉入冲床时由于高频率的移动和停止所引起的金属薄板板料的剧烈颤动。

本发明的再一个目的就是提供一种如前所述的金属薄板控制设备，其中一个空气喷吹装置将金属薄板板料吹入一个支持壁表面以便进一步地防止金属薄板板料在进入冲床之前的折皱和因此而造成的变形。

本发明的再一个目的就是提供一种金属薄板控制设备，其中在靠近冲床的出口处设置在一个出料或清除装置以便于快速地将由冲床制成的金属薄板翅片片料移走。

本发明的再一个目的就是提供一种如前所述的金属薄板控制设备，其中的出料或清除装置包括一条横向于金属薄板翅片片料的纵向轴线延伸的线，这条线将金属薄板翅片成品片料从冲床的出口排开并同时将金属薄板翅片片料按其成品长度割断。

本发明的再一个目的就是提供一种金属薄板控制设备，它操作可靠，需要极少的维护。

本发明的一种金属薄板加工设备，该设备包括：金属薄板加工冲床；金属薄板供应装置用于将一条细长和扁平的金属薄板板料条沿着一条运动路径供应给所述冲床的进口；间歇的第一驱动装置用以使所述金属薄板板料条沿着该运动路径相对于所述冲床进行间歇移动；间歇的第二驱动装置用以在所述金属薄板板料的所述间歇移动的间隔之间的间歇中使所述冲床上的一个冲床工具装置与所述金属薄板板料进行金属加工接合以便生产出连续的金属薄板翅片成品条料；导引装置用以导引所述连续金属薄板翅片成品条料排成一条直线从所述冲床的出口出来，所述导引装置包括形成一个其上具有多个开孔的面朝下的表面的装置，这些开孔连通到所述形成所述面朝下的表面的装置内的一个腔室，所述导引装置还包括将空气吸入所述多个开孔和所述腔室内的装置以便当所述连续的金属薄板翅片成品条料从所述出口排出时由在所述连续的金属薄板成品条料与所述面朝下的表面之间的空间中一个负压将所述连续的金属薄板翅片成品条料拉吸成与所述面朝下的表面成滑动接合并被支持在所述直线上；金属薄板切断装置用以将所述连续的金属薄板翅片成品条料沿着一条横向于所述金属薄板板料条的运动路径的线予以切断成一个翅片成品，所述翅片成品由所述负压保持与所述表面相接合；推顶装置用以撞击所述翅片成品并迫使所述翅片成品从所述面朝下的表面移开以中断所述负压从而让所述翅片成品从所述面朝下的表面自由地垂直脱开；所述推顶装置包括至少一条横向于该运动路径延伸的金属条，所述推顶装置还包括一对跨过该运动路径的可移动的支承件，所述支承件可以在大致朝着和背离该运动路径的方向上移动，所述金属条被固定到每一对所述可移动的支承件上并且可以与所述可移动的支承件一起移动以便通过所述翅片成品的所述金属条进行所述的撞击，从而迫使所述翅片成品离开所述面朝下的表面；和搜集装置用以便于将多个所述翅片成品搜集成一堆垛。

本发明的另一种金属薄板加工设备，该设备包括：一个金属薄板加工冲床；金属薄板供应装置用于将一条细长和扁平的金属薄板板料条沿着一条运动路径供应给所述冲床的进口；间歇的第一驱动装置用以使所述金属薄板板料条沿着该运动路径相对于所述冲床进行间歇移动；间歇的第二驱动装置用以在所述金属薄板板料条的所述间歇移动的之间的间歇过程中使所述冲床上的一个冲床工具装置与所述金属薄板板料条进行金属加工接合以便生产出连续的金属薄板翅片成品条料；导引装置用以导引所述连续金属薄板翅片成品条料排成一条直线从所述冲床的出口出来，所述导引装置包括形成一个其上具有多个开孔的面朝下的表面的装置，这些开孔连通到所述形成所述表面的装置内的一个腔室，所述导引装置还包括将空气吸入所述开孔和所述腔室内的装置以便当所述连续的金属薄板翅片成品条料从所述出口排出时由在所述连续的金属薄板翅片成品条料与所述表面之间的空间中一个负压将所述连续的金属薄板翅片成品条料拉吸成与所述面朝下的表面成滑动接合并被支持在所述直线上；金属薄板切断装置用以将所述连续的金属薄板翅片成品条料沿着一条横向于所述金属薄板板料条的运动路径的线予以切断成一个翅片成品，所述翅片成品由所述负压保持与所述表面相接合；推顶装置用以撞击所述翅片成品并迫使所述翅片成品从所述面朝下的表面移开以中断所述负压从而让所述翅片成品从所述表面自由地垂直脱开；

搜集装置用以便于将多个所述翅片成品搜集成一堆垛；其中，所述金属薄板供应装置包括一个金属薄板板料卷筒和能转动地支持所述卷筒的支持装置，其在所述卷筒与所述进口之间还包括一个用以使所述金属薄板板料条形成和维持一个大致向上开口的，侧向延伸的槽，从而当所述金属薄板板料条由所述间歇第一驱动装置导致其移入所述进口时，所述金属薄板板料条将从所述槽而不是直接从所述卷筒被拉出，其中，所述用以将所述金属薄板板料条形成和维持成所述槽的装置包括形成至少一个沿着一个靠近所述进口的所述槽的一个侧边定向的直立壁面的壁面装置和一个空气鼓吹装置，该空气喷吹装置具有一个空气出口定向在所述槽之上并将从所述空气出口排出的空气对准所述槽并以足够的容量推使所述金属薄板板料条与所述直立壁面形成摩擦滑动接合从而使所述金属薄板板料条当其被所述间歇第一驱动装置间歇地拉入所述进口时处于张力之下而不会起皱。

本发明的再一种金属薄板加工设备，该设备包括：一个金属薄板加工冲床；金属薄板供应装置用于将一条细长和扁平的金属薄板板料条沿着一条运动路径供应给所述冲床的进口；间歇的第一驱动装置用以使所述金属薄板板料条相对于所述冲床进行间歇移动；间歇的第二驱动装置用以在所述金属薄板板料条的所述间歇移动的间隔之间的间歇过程中使所述冲床上的一个工具装置与所述金属薄板板料条进行金属加工接合以便生产出连续的金属薄板翅片成品条料；其中所述金属薄板供应装置包括一个金属薄板板料卷筒和能转动地支撑所述卷筒的支持装置，其中在所述卷筒与所述进口之间还包括一个用以使所述金属薄板板料条形成和维持一个大致向上开口的，侧向延伸的槽，从而当所述金属薄板板料条由所述间歇第一驱动装置导致其移入所述进口时，所述金属薄板板料条将从所述槽而不是直接从所述金属薄板板料卷筒被拉出，所述用以使所述金属薄板板料条形成和维持成所述槽的装置包括形成至少一个沿着一个靠近所述进口的所述槽的一个侧边定向的直立壁面的壁面装置和一个空气喷吹装置，该空气喷吹装置具有一个空气出口定向在所棕槽之上并将从所述空气出口排出的空气对准所述槽并以足够的容量推使所述金属薄板板料条与所述直立壁面形成摩擦滑动接合从而使所述金属薄板板料条当其被所述间歇第一驱动装置拉入所述进口时处于张力之下因而不会起皱。

本发明的又一种金属薄板加工设备，该设备包括：一个金属薄板加工冲床；金属薄板供应装置用于将一条细长和扁平的金属薄板板料条沿一条运动路径供应给所述冲床的进口；间歇的第一驱动装置用以使所述金属薄板板料条沿着该条运动路径相对于所述冲床的间歇移动，所述间歇第一驱动装置包括一根靠近所述冲床的出口并横向于该条运动路口延伸的驱动轴，所述驱动轴被支持着以便进行前后转动运动，一个在所述冲床上的可转动的输出轴装置；一个往复驱动连接装置，用以驱动地将所述可转动的输出轴装置连接到所述驱动轴的两端上以使所述两端以完全相同的速度被前后地驱动；所述间歇的第一驱动装置还包括一根平行于所述金属薄板板料条的运动路径延伸的导轨，和一个安装在所述导轨上用以作前后移动并横向地跨过所述金属薄板板料条的运动路径延伸的金属薄板夹紧装置，所述金属薄板夹紧装置在一个移动方向上释开其对所述金属薄板板料的夹紧而在相反的方向上驱动地夹紧所述金属薄板板料；和用以将所述金属薄板夹紧装置的每个侧边连接到所述横向延伸驱动轴的所述相应的相对端上以保证所述金属薄板夹紧装置的两个侧边都以完全相同的速度被前后地驱动的连接装置。

总的说来，本发明的目的和意图可以通过提供一种金属薄板控制设备来达成，这种设备具有一个供应机构用于将一条细长平扁的条状金属薄板板料沿着其纵向轴线供应给一个冲床的进口。设置一个间歇操动的传动装置用以推动条状金属薄板板料相对于冲床作间歇移动。冲床上设置有一组工具以及一个第二间歇传动装置，该传动装置用于在金属薄板板料移动间歇之间的期间内使该组工具与金属薄板板料作金属加工接触以便生产出一长条连续不断的金属薄板翅片成品片料。该设备上设有的导引结构将连接的金属薄板翅片成品片料从冲床的出口导引出并夹持着翅片片料滑动地行进直到一个既定长度的翅片片料从冲床排出，于是翅片片料就按预定长度被割断。而一个推顶机械迫使割断的翅片片料从导引结构上移开将其推向一个用以收集多个一定长度的翅片片料节段的装置。

本发明的其它目的和意图对于熟悉这种一般类型的设备的人员通过阅读下述说明和观察附图将更为明了，附图中：图1是一个体现本发明的翅片线的等角图；图2是一幅显示出翅片线更多的细节的等角图；图3是一幅包含在本发明翅片线内的金属薄板控制设备的侧视图；图3A是图3所示的一个截断部分的放大等角图；图4显示一个靠近冲床出口并处于其第一位置的推顶装置；和图5是类似于图4的视图，但推顶装置处于其第二位置的视图。

在下文中某些词语仅为便于参考而用并不是限制性的。例如“向右”，“向左”，“向上”和“向下”指的是在参考的附图中的方向。“向前”一词指的是当翅片片料通过冲床和离开翅片形成线时翅片料与相关连的运送设备所通过的正常的方向。“向内”和“向外”分别指朝着和离开该设备的几何中心和其指定的部件的方向。所述词语将包括专门提到的词，其衍生词和同义词。

图中显示出一个薄板控制设备10用于将金属薄板板料送入通过一个翅片线或冲床11和将如此形成的翅片推顶入一个在图5中以S示意地表示的翅片推垛。翅片线或冲床11是属于通常的构形的，因此，对它们的进一步详细介绍就没有必要了。但是，在通常的冲床(美国专利4,195,540)和图1和图2中所示的冲床11之间存在着一个主要的不同。更为具体地说，并参看图2，冲床11包括一个框架12转动地支持着一对水平向间隔开的轴13和14，每根轴都由一个电动机M同步地驱动着。每根轴13和14各包括一个曲柄16和17，分别由一个适当的连杆18和19连接到一个活动的压块21上。压块21和该压块顶着其行动的砧座24(图3)是为了将定向于其间的金属薄板板料22加工成预定形状而设置的，在这特定的例子中，是一块其上形成有数个小孔的金属薄板翅片片料的形状。形成在金属薄板板料22上的小孔在图1和2中未经显示，但在图4中可以在标号23处清楚地看到。

一个直角形传动齿轮箱26连接在轴13上并由其传动。另一个直角形传动齿轮箱27连接在轴14上并由其传动。传动齿轮箱26的输出轴28连接在一个曲柄传动机构29上。同样情况，传动齿动箱27的输出轴31连接在一个曲柄装置32上。当轴13和14由电动机M驱动旋转时，压块21将被抬起和放下在砧座上以进行一个金属加工工作，并且，与此同时，输出轴28和31将被转动以便驱动曲柄机构29和32。

靠近冲床11的出口33处设置有一个侧向于金属薄板板料22的纵向轴线延伸并位于其下面的从动轴34，如图1中所示。一对曲柄36(图1和2中只显示其中之一)固定地卡紧在从动轴34上和位于金属薄板板料22的两相对侧并当轴34绕着其纵向轴线转动或前后摇动时与轴34一起活动。一个普通的进料进程改变装置37(只有其中之一显示在图1-3中)固定在轴34的每一端。进料进程改变装置37是普通型的，在美国专利3,410,130中有说明，其通过引用结合在本文中。一般来说，两个进料进程改变装置37各包括一个往复运动支架38由一个气压或液压缸39驱动以便作往复运动。在曲柄机构29和32上的每个曲柄销41和42分别通过细长形的传动轴43和44连接到一个适当的连轴节46上使相应的传动轴43和44枢轴地连接在支架38上。由缸39控制的支架38的在其两个极限位置之间的活动将促使相应的传动轴43和44与支架38的连接点移动，因而改变了固定在轴34上的曲柄36的冲程的长度，这较详细地描述在前述的美国专利第3,410,130号上。另外，由于由传动轴43和44提供的双重传动以及由在金属薄板板料22两相对侧面的曲柄36所提供的双重传动，一个往复运动传动板51从其两端由曲柄36和附加的连接件47沿着金属薄板板料22的纵向轴线被前后驱动使突出的可回缩驱动指52可以被接纳在金属薄板板料的开孔23中。这样的传动装置使金属薄板板料能以间歇的步进形式水平地送入穿过冲床11。一组也能以寻常方式回缩的止动指53被设置成能间歇地通过与在金属薄板板料上形成的开孔23中经选定的一个孔相接合而将金属板料22保持在一个固定的位置，如图4中所示。在这特定的实施例中，一根导轨54被设置成在往复运动驱动板51的往复运动时期能导引驱动板51以保证驱动指52与形成在金属薄板板料最后位置处的一组开孔23相咬合，如图5所示。

金属薄板成品在标号33处通过一个切断机构56离开冲床。切断机构56包括一个活动切割刀片57和一个固定切割刀片58。

一个推顶装置61位于切断机构56的下游(右方)，它包括一对在侧面间隔开的枢转托架件62和63，托架件62和63在标号66处枢转地地安装到一个设置在冲床11的框架12上的框架构件64上。一对杆67和68(图2)从活动切割刀片57的两相对端延伸分别接合在托架件62和63的顶表面上，因而当活动切割刀片57绕着枢轴66从图4中所示的位置移动到图5中所示的位置时，杆67和68将有力地绕着枢轴66驱动托架件62和63，如图4和5中所示。

一股线71的相对两端用任何寻常类型的装置固定到每个托架件62和63上。股线71横过金属薄板翅片成品料的上表面，如图2，4和5中所示。其结果是当活动切割刀片57从图4位置移动至图5位置时，股线71将移动至与金属薄板产品的上表面相接触从而有力地将金属薄板翅片成品料向下压到至少一对推垛销72上以形成一个翅片堆垛S。由于金属薄板翅片成品料的长度有时会长些，可以设置一股另加的股线73，其相对两端被固定地连接到一对电磁致动器伺服机构76中每一个上的往复销74上。

一种通常称作抽吸头77的寻常金属薄板翅片成品料支持结构77曾公开在美国专利第4,195,540号上，该专利通过引用结合在本文中。如该美国专利所公开的那样，抽吸头77以直线方式导引从冲床出来的金属薄板翅片。抽吸头包括一个下部水平支持板，在图3中以标号78示意地表示，它具有数排穿过其中的小眼或小孔79。这些小孔被定位成基本上沿着直接位于板78之下的金属薄板翅片成品料的纵向边沿延伸。这些小孔与一个内抽吸室相通，而抽吸室又与一个抽吸扇80相通。这种结构在抽吸室内产生一股吸力，因而空气穿过小孔向上流入，将金属薄板翅片成品料贴压在板78的底面上。在金属薄板翅片成品料被向外送出冲床出口之外处于板78下面之后，切断机构56以寻常方式操动将金属薄板翅片成品料的自由端从穿过冲床11的连接金属薄板条上切断分开，该分开的金属薄板翅片片料印成为完整的翅片，该翅片就被并排地保持在板78底面的附近。前述的线71和73同步地移动以便迫使翅片成品脱离将翅片成品拉向与板78的底面相接合的吸引力的作用。由于线71和73的直径是在大约0.030英寸的范围内，线的快速颤动对于空气进入板78的小孔的行动不会有不利的影响。因此，空气在抽吸头内和其周围的流动不致于显著地受到线71和73使翅片成品落入堆垛销72形成前述的翅片堆垛S的快速行动的干扰。在其些例子，最好线71和73将翅片成品从板78推开的同时使抽吸头向大气开放以中断将翅片成品吸在板78上的吸力作用。

一种适当的控制装置81(图2)用来使冲床的驱动与金属薄板板料22的驱动以及切断机构56和推顶机构61的驱动成为同步化。例如，控制装置81包括一条用以探测输出轴28的转动数的电路而一个适当的计数信号通过控制线82被送往控制装置。从控制装置81来的适当的控制信号通过控制线83和84被送至进料进程改变装置37上的缸39以便控制曲柄36的冲程。例如，如果曲柄的每一个冲程确实可以推动金属薄板板料一步一步的行程通过一个距离相当于在金属薄板板料上冲压出的四个小孔之间的间隔距离，那末就不需要通过控制线83和84发送信号。然而，如果为了某种原因，金属薄板板料上小孔的数目不同于正常的四个小孔，则一个适当的信号将被发送至缸39和每个进料进程改变装置37以便移动支架38的位置从而改变曲柄36的冲程。还有，在控制装置81已经计数了一定数量的轴28的转动数后，一个适当的信号将被发送至控制线86至切断机构56使活动切割刀片57向下驱动从图4的位置移动至图5的位置以便将金属薄板翅片成品料从连续的条带上分开从而形成一个翅片成品F。与此同时，成对的托架件62和63将绕枢轴转动以便使线71与翅片成品F的顶表面相接触。与此同时，控制装置81将通过控制线87发送一个信号至成对的伺服机构76以使其销74驱动线73与翅片成品F的顶表面相接触以便将如前所述的使翅片成品F吸住在抽吸头77底面的吸力断开。

上述的金属薄板板料22的间歇驱动动作可以加速至每分钟400至700次冲程的速度而不会产生任何金属薄板板料22的传送失误。这一结果是惊人的，因为迄今为止最高的冲程次数被认为不会超过每分钟大约320次。对这一现象的主要解释是轴34从两端作往复驱动。金属薄板板料22在进入冲床11进口88时的颤动对从供应卷筒89拉过来的金属薄板板料造成很大的张力。当冲床11以高速度被驱动和当金属薄板从一个完全静止状态被加速至一个活动状态以便将金属薄板板料送入冲床11的进口88时，定位在卷筒89和冲床11的进口88之间的金属薄板板料需要一个控制装置，这个装置可以容许金属薄板板料以快速的间歇起动和停止而不会施加显著的拖曳力，这种拖曳力可能会造成金属薄板板料在驱动指52套入开孔23之处被撕裂。在这个特定的例子中，一个槽是以这样的方式形成在金属薄板板料22上的，即在金属薄板板料从该槽中移出朝着冲床11的进口88行进时通过使金属薄板板料经过一根大致横向延伸的水平导轨92向下进入该设备的一个槽91再向上经过又一根大致横向延伸的水平导引结构93。一个辅助框架构件94定向在槽91的上方并支承着一个鼓风机91将一股空气气流从出口朝着图3中箭头A的方向向下吹入槽91以推动金属薄板板料22朝向地板。在这特定的实施例中，如图3A所示那样，一块其上具有多个孔97A的多孔金属板97形成槽91的一个底壁和一个侧壁，金属薄板板料22由空气气流A推动紧贴在这这块侧壁上。金属薄板板料22靠在多孔金属板97上的摩擦力就足以使金属薄板板料22从一个快速行进状态进入至一个完全停止位置的过程中不致弯折和起皱。然而，在另一方面，这股空气气流A对于金属薄板板料22的突然开始行动又具有足够的可缩性以使金属薄板板料的槽的深度快速缩短直到空气气流能够推动更多的金属薄板板料向下进入槽中从而从供应卷筒89拉出更多的金属薄板板料来。由于这个靠近冲床11进口处定向的金属薄板控制设备，每分钟400至700次冲程的间歇速度可以成功地达到而不会在金属薄板板料进入冲床11的进口88之间引起弯折和起皱或其它的变形。此外，驱动轴34的两个侧端的驱动使往复驱动板51也从其两个侧边被驱动从而在它朝向冲床11的出口33和从其离开作往复运动时得到精确的控制因而使驱动指52能精确地对准形成在金属薄板板料上的小孔23而让驱动指52恰当地与金属薄板板料相咬合推动其纵向穿过冲床11。

虽然本发明特定的优选实施例已经为了说明的目的详细地公开了，但必须承认，对这公开设备的各种变异或改良，包括对部件的重新安排都包括在本发明的范围之内。