專利名稱：強化塑料托架的制作方法
技術領域：
本發明在總體上涉及用于存放和輸送貨物的托架，更具體地說，涉及強化塑料托架，其中，加強件非剛性地固定在托架體上。
背景技術：
使用托架輸送和存放貨物是眾所周知的。放在托架上的貨物通常保持就位于地板之上，以便用叉式裝載設備搬運，即借助于將叉式裝載機的叉插入在托架上制出的溝槽，或使叉與托架頂板下表面相連接。
托架傳統上是用木材制造。然而，木制托架有許多缺點。例如，會破損，因此只能在短期內重復使用。木質托架還難于保持清潔狀態，因此限制了其在對清潔度要求高的應用場合使用，例如在食品儲運中的應用。
在過去的幾十年內，隨著塑料工業的發展，已對大量塑料進行研究，以確定其對于制造托架的適應性。塑料托架可容易地模制而成，比木制托架強度更高而重量更輕。它還可用能重復利用的材料制成。此外，塑料托架比木制托架更耐用。
盡管有這些優點，塑料托架的應用只局限于有限的程度。雖然塑料托架迄今已通常是耐用的，已可在長時期重復使用，已可容易地保持清潔狀態，但它存在通常比木制托架更昂貴的缺點。生產成本反映在塑料托架的成本上，塑料托架的成本大大高于可比木制托架的主要原因在于，塑料托架需要給定數量價格較昂貴的塑料，以滿足所要求的托架強度。
塑料托架的另一個重要問題是有效載荷在塑料托架上滑動的傾向，和托架相對于叉車叉或相對于輸送表面(即輸送車輛的平臺面)的滑動傾向。顯然，如果有效載荷在塑料托架上滑動，或如果托架相對于叉車叉或輸送表面有滑動傾向，塑料托架的商業應用將受到限制。
基于上述觀點，存在著對于一種基于高強度重量比、能降低制造成本、和具有防滑設計的塑料托架的需求。在此所介紹的裝置就是針對這種需求的。
發明概述從廣意上講，本發明涉及一種經過改進的塑料托架。具體講，本發明涉及一種強化塑料托架，該托架具有用塑料制成的上板。上板具有上表面；下表面；前邊；后邊，該后邊本質上平行于前邊；第一和第二側邊，該兩側邊本質上彼此平行。上板還包括數個支腿，從上板的下表面本質上垂直向下延伸。此外托架包括用塑料制成的下板。下板具有上表面；下表面；前邊；后邊，該后邊本質上平行于前邊；第一和第二側邊，該兩側邊本質上彼此平行。
下板還包括數個溝槽，在上表面上制出。溝槽設置成允許溝槽與設置在溝槽中的強化元件間可有相對運動。在一實施例中，溝槽可任選地設置數個保持部以保持強化元件。由于在溝槽和氣強化元件間允許相對運動，托架允許不同程度的熱膨脹和收縮，或可能在構成板的材料和構成強化元件的材料間的其它相對運動。如上所述，強化元件可能被保持部保持在溝槽內，該保持部從溝槽壁延伸進入溝槽空間。這些保持部最好輪流沿溝槽的兩側交錯設置。在一實施例中，溝槽設置在下板上表面的周邊處。還設有附加溝槽，該溝槽從每一周邊處的溝槽中點向板的中心延伸。
強化元件最好是由玻璃纖維強化塑料用拉擠(pultrusion)工藝制成的復合結構元件。強化元件可能具有各種外形，然而，推薦為具有I形截面的桿。
對附圖的簡要說明本發明的這樣和那樣特征和優點，當結合附圖閱讀下列對某些推薦實施例的的詳細說明后，將有更全面的了解，其中
圖1為本發明托架的頂軸側圖；圖2為本發明托架的底軸側圖；圖3為本發明托架上板的頂軸側圖；圖4為本發明托架下板的頂軸側圖；圖5為本發明托架下板的頂視圖；圖6為本發明托架所用強化元件一部分的軸側圖7為表示保持在本發明托架下板溝槽內的一個強化元件的橫截面示意圖；圖8為表示插入本發明托架上板一部分的一防滑插柱的示意圖；圖9為表示插入本發明托架一部分的射頻識別卡的示意圖；圖10為本發明托架下板第二實施例的頂視圖；圖中相同標號在各視圖中代表相同的部分。
本發明的詳細說明本發明涉及一種強化塑料托架，其實施例之一在圖1中示出。圖1為托架10的頂軸側圖，該托架包括上板12和下板14。上板通常為矩形模制塑料體，由支腿16支承，該支腿從上板12的下表面本質上沿垂直方向向下延伸。在一推薦實施例中，設有九條支腿；上板的四角各設一條，上板每邊的中點處各設一條，上板的中心處設有一條。應當理解，本發明無意將支腿的具體數量和位置限制在此處所述之數量與位置。
上板的頂面18設有數個開口20。開口20用于為放在板上貨物設置排水道，并同時有助于使托架的整個重量最小。頂面18還設有數個防滑插入柱開口22，可用高摩擦材料插入其中。正如在后面將詳細討論的，防滑插入柱用于防止儲存在托架上的貨物滑動，也避免托架相對于運輸裝置諸如叉車的叉產生滑動。
正如在圖1中可看見的，托架還包括大量輸送開口24，該開口由相鄰支腿和上下板間的空間所限定。中心輸送開口的尺寸和位置，設計成使其與廣泛的叉車和其它輸送上板相容。
圖2為圖1所示托架10底軸側圖。每一托架的九條支腿16在圖2中均可看見，還設有大量的支承筋，以保證結構強度而使其重量最輕。此外，圖2允許看見沉窩28的背面。沉窩28設置在下板14上，其尺寸和位置設計成可容納從上板12延伸的支腿16。下板還設有卡槽32，該卡槽設置在兩對角處的支腿上，各種托架識別裝置可插入該卡槽中。在一實施例中，使用射頻識別卡可迅速方便地識別托架及其存放的貨物。
如上所述，本發明之托架包括三主要組成部分上板、下板和強化元件。上板12與其它組成部分分離，如圖3所示。在圖3中，上板的頂面18和支腿16中的五條可容易地看見。每一支腿包括槽35以適應設置在上下板之間的強化元件。關于強化元件的設置特點及其與上下板之間的關系將在下面討論。
在一實施例中，頂面18的尺寸大約為48英寸×40英寸，所限定的表面為1920平方英寸。自然，需要指出，本發明無意將托架限制在上述尺寸范圍內。上板最好用高密度聚乙烯模制而成。之所以推薦此種材料是因為其具有較好的強度和重量特性。為在此容易定義，上板的各邊分別標注為前邊34；后邊36，本質上平行于前邊，在前邊的背面；本質上彼此平行的側邊38。每一側邊38本質上垂直于前邊34和后邊36延伸。
托架10的下板14如圖4和5所示。圖4為下板的軸側圖，圖5為頂視圖。下板14具有與上板類似的尺寸，且最好用同樣材料制成。同樣，下板包括前邊40；后邊42，本質上平行于前邊，在前邊的背面；本質上彼此平行的側邊44。每一側邊44本質上垂直于前邊40和后邊42延伸。下板包括沉窩28，沉窩的尺寸和位置設計成用以容納從上板向下延伸的支腿16。類似于支腿16，最好設置九個沉窩；在下板的四角每角設一個，下板每邊大約中點處各設置一個，下板的中央設一個。
此外，正如在圖5中所清楚地看出的，下板14設有溝槽46，強化元件保持在該溝槽中。具體說，下板包括前溝槽48，本質上平行于前邊40延伸；后溝槽50，本質上平行于后邊42延伸；側溝槽52，每一側溝槽本質上平行于側邊40延伸。此外，下板設有一水平溝槽即中央溝槽54，該溝槽本質上從側溝槽的中點，穿過下板14的中心處的沉窩28延伸；一下垂直溝槽56，本質上從前溝槽48的中點延伸至水平溝槽54；和上垂直溝槽58，本質上從前溝槽48的中點延伸至水平溝槽54。上下垂直溝槽可以稱為“次中心(sub-central)”溝槽。水平溝槽54本質上平行于前溝槽48和后溝槽50，下垂直溝槽56和上垂直溝槽58本質上平行于側溝槽52。
也必須指出，本發明無意嚴格限制為這樣一種布局，其中水平溝槽穿過中心延伸，而上下溝槽只延伸至中心。相反，可設置成在板的前后邊之間延伸的垂直溝槽可與左水平和右水平溝槽相結合，該水平溝槽分別從相應的側邊延伸至中心。在此為了定義的目的，在兩邊之間延伸并穿過下板中心的溝槽稱為中心溝槽，而從相應邊至下板中心的溝槽稱為次中心溝槽。
任選的每一溝槽可沿其長度在若干點設置若干保持部60。每一保持部60延伸進入溝槽內并用以提供一干涉區，該干涉區將避免強化元件向上離開溝槽。不過，保持部60設置成允許強化元件在溝槽內具有某種程度的橫向運動，因此，如果板的材料所經受的運動范圍與強化元件所經受的不同，可避免可能發生的應力。例如，板所產生的熱膨脹大于強化元件的熱膨脹，由于強化元件不是剛性地固定在板上，這些熱致應力可以避免或減輕。
保持部60在溝槽內最好交錯設置，如圖5所示。在一實施例中，每一保持部大約2英寸長，而每一沉窩間的溝槽段設置四個保持部，溝槽的每側各設兩個。自然，可使用不同尺寸的保持部，保持部不必交錯設置而是相面對地跨過每一溝槽。
圖6所示為一段強化元件62。強化元件62推薦具有I形橫截面64，雖然其它橫截面也可以想像。強化元件由復合材料制成，例如由玻璃纖維強化熱固塑料，用一種拉擠工藝制造。拉擠工藝是眾所周知并已有介紹，例如在a)Creative Pultrusion，Inc.的設計指南“Intoduction toPultrusion”中的1.1-1.6頁，該書1990年10月出版，和b)MorrisonMolded Fiberglass公司的產品文獻“Dura Grid Customer FiberglassGrids and Gratings”的1-7，9頁，該文獻1995年10月發表，這兩種文獻均被在此作為參考。最好復合件是用被玻璃編織物纏繞的直玻璃纖維束，在拉擠過程中與環氧樹脂相結合。在此過程中，基本材料即玻璃纖維束被從一液態樹脂浴槽中拉過，然后進入一加熱的成形模，在成形模中樹脂固化。結果制成一截面形狀為模具型腔形狀的固體制件。
所制成的強化桿保證比過去已經采用的強化元件諸如鋼、鋁或木材制成的結構元件具有明顯的優點，因為它提供了經過改進的強度重量比、抗腐蝕、可匹配的熱膨脹率和低的彎曲模量，低彎曲模量允許本發明強化元件如果由于超載而變形，卸載后可恢復原狀而不變形。
設置在溝槽內的強化元件的橫截面視圖如圖7所示。在圖7中，強化元件62已經定位于下板14的溝槽46中，上板的一支腿16已經插入下板14中相應的沉窩28中。如圖所示，一保持部60與強化元件62的I形橫截面64在區域66連接。從圖可以指出，盡管強化元件62向上運動借助于保持部60的干涉而得以避免，強化元件的橫向運動(即強化元件沿垂直于紙面方向上的運動)仍然存在，強化元件62和支腿16間的干涉，借助于已經設置在支腿中的槽35得以避免。這些槽35(在圖3中看得最清楚)在支腿上提供一開口，隨著支腿經過沉窩28，該支腿與溝槽46相協作，允許支腿定位沉窩，而隨著強化元件經過沉窩時，該強化元件定位于溝槽。
如上所述，任選面對的保持部60最好沿溝槽長度交錯設置。這種交錯設置的保持部60’如圖7所示。圖的含義在于保持部60’位于用交叉截面線表示的下板14和強化元件62平面的后面。
本發明托架的裝配，是通過將各強化元件定位于下板中相應的溝槽內，然后將上板定位在下板上，從而使支腿容納在其相應的沉窩內。下板和上板然后可用現有技術中眾所周知的眾多方法之任一方法緊固在一起。例如，可用螺釘連接在一起，可用粘接劑連接，或用已知焊接塑料的各種方法之任一方法連接。在一實施例中，推薦使用聲波焊接。
托架的上板12已經設有數個防滑開口22。每一這種開口本質上為圓形，并貫穿上板延伸。這些開口已經設置成允許防滑插柱設置在托架上，如圖8所示。在圖8中，示出了一防滑插柱開口22具有一插入的防滑插柱68。開口22包括凹臺70，設置在開口的上部；保持環72，設置在開口的下部。防滑插柱本質上為圓柱元件，該元件具有頂部74、上凸盤76、錐體部78、下凸盤80和底部82。防滑插柱68是用有彈性的高摩擦材料例如橡膠或類似材料制成。插柱68插入防滑插柱開口22，直至下凸盤80與保持環72連接。插柱的尺寸設計成下凸盤與保持環連接時，上凸盤76將與凸臺70接觸。此外，插柱68的尺寸設計成頂部74延伸出上板頂面一小段距離，而底部82延伸出上板底面一小段距離。于是頂部74處于防止存放在托架上的貨物滑動的位置，底部82處于防止托架相對于輸送裝置例如叉車的叉滑動的位置。防滑開口22和插柱68在上板上的設置，使使用輸送開口24的任一標準輸送裝置將接觸防滑插入柱68底部82，并從而保證其優點。
如上所述、本發明的托架可設置射頻識別卡。一實施例示出于圖9。在圖9中，下板14的一沉窩28已設有卡容納壁84，該容納壁設置在鄰近卡槽32處。容納壁從槽的長邊本質上垂直向上延伸，并用以支承一已經插入槽中的射頻識別卡86。從上板12向下延伸的支腿16包圍并保護識別卡86不致損壞。通過設置這種識別卡，托架及所存放物品可快捷方便地通過手工或自動識別。如上所述，推薦托架設置兩個識別卡，在兩對角各設一個。這樣，例如一個卡設置在坐前角，另一個卡設置在右后角。這樣，一卡將經常位于面對檢測裝置的邊的左端的角，無論托架是從標有前面或標有后面的部分接近。此外，最好這種卡與邊成一角度設置而不平行于該邊。這樣作，識別卡是以其平面的某部分而不是僅僅一條邊直接朝向檢測器，無論檢測器是沿托架的前邊或側邊設置。在一實施例中，此卡旋轉以使卡的平面相對于托架的前邊形成大約370度的角度。
如上所述，使用保持部60將強化元件62保持在溝槽46內是任選的。因此，在一實施例中，如圖10所示，沒有保持部。圖10說明托架的一下板14’與圖4和5所示本質上相同，除了圖10所示的下板14’沒有保持部。類似于圖4和5，下板14’包括前邊40；后邊42，在前邊的背面，本質上平行于前邊；本質上平行的側邊44。每一側邊44本質上垂直于前邊40和后邊42延伸。下板包括沉窩28，該沉窩的尺寸和位置設計成容納支腿16，該支腿從上板向下延伸。類似于支腿16，最好設置九個沉窩28；下板四角各設一個，下板每邊的大約中點處各設一個，下板中心設置一個。
此外，下板14’設有溝槽46，在溝槽中設置強化元件。具體說，下板14’包括前溝槽48，本質上平行于前邊40延伸；后溝槽50，本質上平行于后邊42延伸；側溝槽52，本質上平行于側邊44延伸。此外，下板設有水平即中心溝槽54，本質上從側溝槽的中點穿過下板14’的中央沉窩28延伸，還設有一下垂直溝槽56，本質上從前溝槽48的中點延伸至水平溝槽54，和一上垂直溝槽58，本質上從前溝槽48的中點延伸至水平溝槽54。上下垂直溝槽也可稱作“次中心”溝槽。水平溝槽54本質上平行于前溝槽48和后溝槽50，而下垂直溝槽56和上垂直溝槽58本質上平行于側溝槽52。
如圖4和5所示下板14的情況，本發明無意嚴格限制在一種設置，其中，水平溝槽穿過中心延伸而上下垂直溝槽只延伸至中心。相反，一在板的前邊和后邊之間延伸的溝槽，可與一左水平溝槽和一右水平溝槽相結合，該水平溝槽從其相應的側邊的中點延伸。
由于圖10的下板14’不包括單獨的保持部，當用其制造托架時，強化元件62，借助于溝槽46的壁和從上板12向下延伸的支腿16上制出的槽35保持就位。具體說，強化元件變成被夾持在上下板之間支腿處，因此保持在托架結構中。值得注意的是，雖然強化元件被保持住，它仍然相對于上下板具有某種程度運動的自由度。這種特性在最大限度減小托架損壞的可能性是所希望的，這種損壞在如果制造板的材料和制造強化元件的材料經受不同程度的運動時可能發生，例如當經受溫度變化時將產生不同程度的膨脹或收縮。例如，如果托架重復暴露在引起托架膨脹的溫度中，和如果強化元件安裝在下板上時，不允許下板和強化元件間有相對運動，不同程度的熱膨脹可能產生應力，這種應力可能損壞或削弱托架。反之，如果在下板和強化元件間允許相對運動，這種應力會最小或被消除，因此，托架發生損壞的可能最小。
等同替換在不超出本發明范圍和精神下，本發明的各種更改和變形方案對于本領域技術人員也變得一目了然。與此類似，雖然本發明在塑料托架的范圍已經作了說明，術語“托架”意味著包含墊板、托盤或其它材料輸送和支承裝置。應當理解，本發明無意不適當地被所述實施例和在此所提出的例子所限制，這些例子和實施例僅僅作為舉例介紹，本發明的范圍和精神只由所附權利要求所限定。
權利要求
1．一種強化塑料托架，包括a)上板，由塑料制成，上板具有上表面；下表面；前邊；后邊，本質上平行于前邊；第一和第二側邊，本質上彼此平行；和數個支腿，從下表面本質上垂直向下延伸；b)下板，由塑料制成，下板具有上表面；下表面；前邊；后邊；本質上平行于前邊；第一和第二側邊，本質上彼此平行；和數個沉窩，沉窩的尺寸和位置設計成與從上板延伸的支腿匹配；下板還包括數個溝槽，在下板的上表面制出；c)數個強化元件；其中，每一溝槽適于容納一強化元件處于一種狀態，在這種狀態，允許至少一強化元件可相對于上下板運動。
2．如權利要求1所述強化塑料托架，其中，每一強化元件包括一種玻璃纖維強化塑料制成的復合結構元件。
3．如權利要求2所述強化塑料托架，其中，強化元件S用拉擠工藝制成。
4．如權利要求1所述強化塑料托架，其中，每一強化元件具有I形橫截面。
5．如權利要求1所述強化塑料托架，其中，溝槽設置成本質上鄰近下板的前、后和側邊。
6．如權利要求5所述強化塑料托架，該托架還包括一中央溝槽，該溝槽本質上垂直于在前邊和后邊處的溝槽而在其間延伸，并穿過板的中心。
7．如權利要求6所述強化塑料托架，該托架還包括兩次中心溝槽，每一溝槽本質上垂直于在第一和第二側邊處的溝槽而在其間延伸，并朝向板的中心。
8．如權利要求5所述強化塑料托架，該托架還包括一中央溝槽，該溝槽本質上垂直于在第一和第二側邊處的溝槽而在其間延伸，并穿過板的中心。
9．如權利要求8所述強化塑料托架，該托架還包括兩次中心溝槽，每一溝槽本質上垂直于在前邊和后邊處的溝槽而在其間延伸，并朝向板的中心。
10．如權利要求1所述強化塑料托架，其中，上板借助于螺栓、焊接或粘接緊固在下板上。
11．如權利要求1所述強化塑料托架，其中，上板設置數個防滑插柱，該插柱在上板的上下表面間延伸。
12．如權利要求11所述強化塑料托架，其中，防滑插柱用橡膠制成。
13．如權利要求1所述強化塑料托架，其中，上板包括九條支腿，在每一角設有一條，向下延伸，在每一邊的中點設有一條，向下延伸，在板的中心設有一條，向下延伸。
14．如權利要求13所述強化塑料托架，其中，下板包括九個支腿沉窩，在每一角設有一沉窩，在每一邊中點設有一沉窩，在板的中心設有一沉窩。
15．如權利要求1所述強化塑料托架，其中，至少一溝槽包括數個保持部以保持強化元件呈這樣一種狀態，在這種狀態允許溝槽和強化元件有相對運動，保持部交替沿溝槽的兩側交錯設置。
16．如權利要求1所述強化塑料托架，其中，每一溝槽包括數個保持部以保持強化元件呈這樣一種狀態，在這種狀態允許溝槽和強化元件有相對運動，保持部交替沿溝槽的兩側交錯設置。
17．如權利要求1所述強化塑料托架，其中，每一沉窩設有一排水口。
全文摘要
公開了一種強化塑料托架(10),托架(10)的特征在于它由上板(12)、下板(14)和強化元件(62)構成。強化元件(62)保持在下板(14)中呈這樣一種狀態,在這種狀態下強化元件(62)和板(14)間允許相對運動。
文檔編號B65D19/00GK1279641SQ98811319
公開日2001年1月10日 申請日期1998年10月7日 優先權日1997年10月7日
發明者詹姆斯·法瓦龍, 羅伯特·豐克, 布魯斯·塞特格倫 申請人:Epc勞登公司