專利名稱：用于雙薄板熱成型的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于雙薄板熱成型的設(shè)備和方法，特別是涉及用于去除成型物件接縫的改進(jìn)的方法和設(shè)備。
通常對于強(qiáng)力熔接，在夾斷區(qū)域中的材料應(yīng)當(dāng)被明顯的擠壓，以引起對熔接區(qū)域的明顯的塑性變形，該變形通常表現(xiàn)為在其內(nèi)側(cè)上的一個(gè)凸起。這就需要對在夾斷區(qū)域的相對的半模上的相對的表面進(jìn)行設(shè)置以達(dá)到必要的擠壓，從而取消設(shè)置切削設(shè)備，例如上述美國專利所述的刀具。于是，這樣形成的物件通常在從模具中取出時(shí)帶有凸緣，隨后通過加工去除凸緣和接縫。這樣就給加工工藝增加了進(jìn)一步的加工或資金投入步驟，并且還會(huì)損害物件的外觀的美感。
本發(fā)明簡述因此，本發(fā)明的目的是提供用于雙薄板熱成型的設(shè)備和方法以克服上述的缺點(diǎn)或提供給公眾一個(gè)有用的選擇。
本發(fā)明的第一方面包括一種用于雙薄板熱成型的模具，其中一個(gè)半模包括一個(gè)可收縮夾斷區(qū)域，在受到一個(gè)大于預(yù)定力的力作用下，該區(qū)域能夠相對于所述半模的其它部分收縮，于是該半模的其它部分與第二半模相互配合，在進(jìn)一步閉合時(shí)剪除熱成型物件的接縫。
本發(fā)明的第二方面包括一種用于雙薄板熱成型的模具，其包括夾斷區(qū)域，如參考根據(jù)


所描述的。
本發(fā)明的第三方面包括一種用于制造預(yù)先修整的雙薄板熱成型物件的方法，其中一對半模閉合在一起以將各自的薄板接合在夾斷區(qū)域，并在夾斷區(qū)域明顯地減少接合板的厚度，隨后使在一個(gè)所述的半模上的夾斷區(qū)域相對于所述半模的其它部分收縮，以借此使所述半模進(jìn)一步靠近，并且進(jìn)一步閉合所述半模以相互配合剪除熱成型物件的接縫。
本發(fā)明的第四方面包括一種用于制造預(yù)先修整的雙薄板熱成型物件的方法，如參考根據(jù)

所描述的。
本發(fā)明的第五方面包括按照前面所述的任何的設(shè)備或方法制造的塑料物件。
對于本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的所限定的范圍下，可以對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和實(shí)施例進(jìn)行變化。這里所公開的內(nèi)容說明指示描述性的，不會(huì)對本發(fā)明進(jìn)行任何的限制。
參考圖2a，半模3、4合在一起，拉伸并成型薄板7、8直到薄板在夾斷區(qū)域相遇并在接縫19處接觸，在此它們穿過每個(gè)半模的夾斷區(qū)域。半模3、4包括分別在夾斷區(qū)域的互補(bǔ)的表面10和11。參考圖2b，半模進(jìn)一步合在一起以減少板7和8的接觸區(qū)域的厚度到一個(gè)小于未變形的雙板的組合厚度的值。借此在夾斷區(qū)域材料被擠壓以形成一個(gè)內(nèi)部的加強(qiáng)部分12。
如附圖所說明的，在本發(fā)明中，一個(gè)半模4，與一個(gè)夾斷區(qū)域成為一體，該夾斷區(qū)域相對于該半模的其它部分沿著一個(gè)方向可以移動(dòng)，該方向遠(yuǎn)離該半模運(yùn)行的方向。特別的是，將夾斷區(qū)域13設(shè)置在位于半模的通道14之內(nèi)，并且通過彈簧15保持將它保持在平常的位置，該彈簧15優(yōu)選被預(yù)先壓縮，以便在它收縮到腔14內(nèi)部之前，必須施加抵抗部件13的一定大小的力。于是，在圖2b中，盡管模具被足夠緊密地接合在一起以在夾斷區(qū)域中擠壓塑性材料并將它從夾斷區(qū)域中壓出以在雙薄板之間的結(jié)合處提供一個(gè)熔接加強(qiáng)部分wt，夾斷部件13還沒有受到足夠大的力以使它縮回到腔14中。重要的是由于夾斷部件的彈性支撐，半模不會(huì)過快地接合在一起，其將會(huì)導(dǎo)致足夠大的動(dòng)態(tài)力以移動(dòng)夾斷部件。
可選擇的部件、彈簧和通道本身可以是方便的，如以下所述，然而所顯示的構(gòu)造是簡單的，并且通過在模壓加工中半模的正常運(yùn)動(dòng)提供自動(dòng)致動(dòng)。
如上所述，對于使用預(yù)先壓縮的彈簧具有很多替代的方法。如果此時(shí)使用的是彈簧，但不是預(yù)先壓縮的，可以使用足夠大的彈簧剛度或通過分開保持彈簧的抵抗運(yùn)動(dòng)直到已經(jīng)達(dá)到減少的厚度。作為彈簧的代替，可以在一個(gè)全密封的腔構(gòu)造中使用液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)或具有液壓或氣動(dòng)致動(dòng)器，其可以使用自動(dòng)壓力釋放閥，或使用一旦達(dá)到所需的減少厚度就以分開控制方式致動(dòng)的閥。相似地，還可以在釋放和返回基礎(chǔ)上操作電力或機(jī)械自動(dòng)系統(tǒng)。
參考圖2c，半模仍然進(jìn)一步緊密接合。當(dāng)夾斷區(qū)域的間隙變窄，將材料進(jìn)一步擠壓出腔的擠壓力增大，特別是材料在它與半模接觸的區(qū)域變冷時(shí)。一旦通過半模的閉合而施加在位于夾斷區(qū)域的部件13上的力超過彈簧15的預(yù)先壓縮而設(shè)置的閥值，當(dāng)半模持續(xù)閉合時(shí)部件13將縮回到腔14中。如圖2c所示，為腔14的邊緣的唇緣16將重疊進(jìn)入到另一個(gè)半模3的腔中。以這樣的方式，半模3的表面17和半模4的表面18相互重疊具有緊密的公差，并且這樣各自的邊緣將剪切接縫區(qū)域19和熱成型物件的其它的凸緣。為了改進(jìn)熱成型物件的加工邊緣，需要通過表面17和18的剪切作用除去接縫，于是兩個(gè)半模應(yīng)當(dāng)具有最小的水平公差以在表面17和18之間給出精度最大的間隙。理想的情況是這個(gè)間隙不存在，可是實(shí)際上要求有小的間隙以便兩半模接合在一起時(shí)在兩半模的邊緣30和31之間沒有碰撞。邊緣的最大間隙取決于熱成型的材料、它的性質(zhì)和厚度以及成型物件的美觀要求，該最大的間隙將提供足夠的表面精加工。當(dāng)熱成型用于室內(nèi)物件的ABS塑料時(shí)，適合的間隙是0.1mm?？梢允褂脤?zhǔn)桿或其它類似的裝置以在兩半模接合在一起時(shí)提供準(zhǔn)確的水平配準(zhǔn)，以便在大量生產(chǎn)制造時(shí)達(dá)到小的公差。
參考圖1和圖3，夾斷部件13承受來自彈簧15的持續(xù)的力，并通過一個(gè)保持裝置抵抗這樣的彈簧力以保持在腔中，所述保持裝置包括從部件13的下邊緣水平延伸的支腳22和設(shè)置在通道上的凸臺(tái)23，其中支腳22抵靠在凸臺(tái)23上。通過在總裝時(shí)安裝殼體部分25，可以簡便地以這樣的方式組裝半模。
清楚的是，可以采用其它方法以代替上述保持支腳方法，它們對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是已知的。例如，夾斷部件可以包括兩個(gè)或多個(gè)側(cè)向延伸并通過的槽狀的孔和穿過這些孔并固定到模具上的銷子，以便當(dāng)銷子在槽中移動(dòng)時(shí)，夾斷部件可以上下移動(dòng)，并且夾斷部件的移動(dòng)受到銷子抵靠在槽端部作用的限制。這個(gè)結(jié)構(gòu)只需要簡單的矩形通道的加工以保持夾斷部件，使模具組件更加緊湊。
因此，本發(fā)明提供了具有簡單結(jié)構(gòu)和致動(dòng)的熱成型模壓設(shè)備，它既能夠使材料在夾斷區(qū)域明顯變形，還能夠?qū)Τ尚偷奈锛M(jìn)行有效和美觀的剪切和修整，而不使用單獨(dú)的刀具或其它的獨(dú)立的致動(dòng)部件。部件的成型和修整是在一個(gè)加工步驟中完成的，使部件便于拆卸，或者仍在模具中時(shí)注入泡沫。于是免除了手工部件修整或獨(dú)立自動(dòng)修整機(jī)(具有與它相關(guān)的對準(zhǔn)和部件設(shè)置操作)，而同時(shí)保留了熔接加強(qiáng)部分。
可貴的是，可以通過對彈簧力和彈簧的預(yù)先壓縮的調(diào)整來控制材料變形的程度?？梢蕴峁┨娲难b置，借此當(dāng)達(dá)到所需的厚度時(shí)部件13被剛性地強(qiáng)迫向后，在這個(gè)情況下，彈簧15可以處于過度壓縮的狀態(tài)。這樣的裝置可以包括，例如，在部件13的頂部表面上的多個(gè)凸起或凸緣28，它們抵靠在另一個(gè)半模的表面10上，穿過或基本穿過被成型的材料。凸起或凸緣或類似物也可以設(shè)置在另一個(gè)半模3的夾斷表面10上，或在兩個(gè)表面10和11上。
權(quán)利要求
1．一種用于雙薄板熱成型的模具，其中一個(gè)半模包括一個(gè)可收縮夾斷區(qū)域，在受到一個(gè)大于預(yù)定力的力作用下，該區(qū)域能夠相對于所述半模的其它部分收縮，于是該半模的其它部分與第二半模相互配合，在進(jìn)一步閉合時(shí)剪除熱成型物件的接縫。
2．如權(quán)利要求1所述的用于雙薄板熱成型的模具，其特征在丁，所述可收縮區(qū)域包括一個(gè)夾斷部件，該部件保持在一個(gè)通道之內(nèi)并在其中被彈性支撐，從而夾斷部件可以收縮到通道中，以便接近模腔的通道邊角與在第二半模的夾斷表面和第二半模的模腔的接近表面之間邊角相互配合以剪除熱成型物件的接縫。
3．如權(quán)利要求2所述的用于雙薄板熱成型的模具，其特征在于，所述通道在其中具有一個(gè)預(yù)先壓縮的彈簧裝置彈簧裝置的預(yù)先壓縮確定了在夾斷部件收縮之前預(yù)先施加的力，并且設(shè)置有保持裝置以將夾斷部件在受到預(yù)先壓縮彈簧的壓力作用下保持在腔中。
4．如權(quán)利要求2所述的用于雙薄板熱成型的模具，其特征在于，所述夾斷部件的彈性支撐包括有以被動(dòng)或主動(dòng)的方式在夾斷部件受到足夠大的力作用下收縮的裝置。
5．如權(quán)利要求3所述的用于雙薄板熱成型的模具，其特征在于，所述的保持裝置在所述腔中的凸臺(tái)，所述夾斷部件具有一個(gè)相配合的形狀以抵靠在所述凸臺(tái)上并通過所述凸臺(tái)被保持在所述通道中。
6．如權(quán)利要求3所述的用于雙薄板熱成型的模具，其特征在于，所述的保持裝置包括兩個(gè)或多個(gè)在所述夾斷部件上的槽狀孔，通過穿過銷子連接到模具上，使所述夾斷部件在所述銷子上沿著所述開槽方向滑動(dòng)，并通過所述槽限制移動(dòng)。
7．如權(quán)利要求3所述的用于雙薄板熱成型的模具，其特征在于，仔細(xì)確定所述彈簧裝置的預(yù)先壓縮和/或剛度以在部件收縮之前獲得所需的熔接塑性材料的塑性變形。
8．如權(quán)利要求1到7中之一所述的用于雙薄板熱成型的模具，其特征在于，設(shè)置止動(dòng)裝置，以確保在夾斷部件收縮之前，在夾斷部件和另一個(gè)半模夾斷區(qū)域之間的最小間隙。
9．如權(quán)利要求8所述的用于雙薄板熱成型的模具，其特征在于，這樣的止動(dòng)裝置包括在夾斷部件上的凸起，該凸起穿過熔接的塑性材料并與第二半模的夾斷區(qū)域相接觸。
10．如權(quán)利要求2所述的用于雙薄板熱成型的模具，其特征在于，模腔和夾斷部件保持通道的構(gòu)造是，所述腔非?？拷Ｇ贿吘?，并且通道的內(nèi)邊緣靠近第二半模的模腔的外形線但不在其內(nèi)，以輕微地與此重合并相互配合剪除熱成型物件的接縫。
11．一種用于制造預(yù)先修整的雙薄板熱成型物件的方法，其中一對半模閉合在一起以將各自的薄板接合在夾斷區(qū)域，并在夾斷區(qū)域明顯地減少接合板的厚度，隨后使在一個(gè)所述的半模上的夾斷區(qū)域相對于所述半模的其它部分收縮，以借此使所述半模進(jìn)一步靠近，并且進(jìn)一步閉合所述半模以相互配合剪除熱成型物件的接縫。
12．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述厚度的減小和所述夾斷區(qū)域的收縮都是通過所述半模的閉合來實(shí)現(xiàn)，所述夾斷區(qū)域的移動(dòng)是通過另一個(gè)半模的壓力作用來被動(dòng)地實(shí)現(xiàn)。
13．如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述半模在所述接縫區(qū)域的邊緣具有相配合的邊緣，一個(gè)所述邊緣是一個(gè)所述半模的模腔部分的邊緣，它們相互配合以剪除所述熱成型物件的所述接縫。
14．按照權(quán)利要求11制造的一個(gè)塑料物件。
15．一種用于雙薄板熱成型的模具，其包括夾斷區(qū)域，如參考根據(jù)

所描述的。
16．一種用于制造預(yù)先修整的雙薄板熱成型物件的方法，如參考根據(jù)

所描述的。
17．根據(jù)雙薄板熱成型方法制造的一種塑料物件，如參考根據(jù)

所描述的。
全文摘要
一種雙薄板熱成型的方法,其中通過在兩半模(3、4)的配合邊緣之間的剪切作用,從成型部分除去在雙薄板(7、8)之間的接縫。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中在一個(gè)半模(4)上設(shè)置有可移動(dòng)的夾斷區(qū)域(13),其在另一個(gè)半模(3)的力的作用下收縮以使半模(4)的邊緣接近模腔,與另一個(gè)半模(3)的模腔的一個(gè)邊緣相互配合以提供一個(gè)剪切作用?？梢苿?dòng)的夾斷區(qū)域(13)被一預(yù)先壓縮的彈簧支撐在一個(gè)環(huán)形的通道(14)內(nèi)。本發(fā)明使在接縫區(qū)域的材料產(chǎn)生明顯的塑性變形,以便在一個(gè)加工步驟內(nèi),在從模具內(nèi)的成型部分上修整接縫的同時(shí),形成熔接的加強(qiáng)部分。
文檔編號B29C51/32GK1288408SQ99802270
公開日2001年3月21日 申請日期1999年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月21日
發(fā)明者斯圖爾特·沃恩, 克里斯托弗·賈森·希爾 申請人:菲什爾·派克爾公司