具有工具壁面的成型工具的制作方法

本实用新型涉及一种成型工具，用于将模制部分成型至工件，所述成型工具具有权利要求1前序部分的技术特征。

背景技术：

这种成型工具公开于文献EP 2 799 201 A1，并被称为WST(窗口喷射技术)工具，液体或者低粘度材料通过其而被引入至模制容腔内，从而在板状工件上形成模制部分。成型工具包括板状工件支撑于其上的下部工具以及与下部工具和板状工件一起限定模制容腔的上部工具。成型工具可被特别地用于将塑料框架成型至板状工件，所述塑料框架由特别是聚氨酯发泡体的发泡材料和插入件制成，所述插入件例如是装配用悬架或者增强金属片、其经由塑料框架可连接至板状工件。例如，板状工件为车辆顶部开启系统的覆盖元件的玻璃嵌板或者塑料嵌板。

在如上所述的成型工具的情况中，形成限定模制容腔的工具壁面的上部工具由硅树脂材料制成。为了能够将聚氨酯材料引入至模制容腔内，工具壁面具有密封唇缘，密封唇缘相对于板状工件位于其外部，并且可以由下部工具升起，形成用于将低粘度聚氨酯材料填充至模制容腔内的混合头的入口。当成型框架状模制部分时，混合头以周边的方式在环绕的密封唇缘下方导向，由此以周边的方式使用聚氨酯材料填充模制容腔达到填充平面，聚氨酯材料在短时间期间内硬化，例如在5至20秒内。填充平面相应于模制容腔中聚氨酯材料的最大填充程度。

如上所述的WST过程存在这样的问题，在填充平面上方必须没有容腔部分，这是因为聚氨酯材料是在没有压力的情况下流至模制容腔内的。因此，无法形成具有轮廓凸起的模制部分，所述凸起将与位于填充平面上方的容腔部分相应。

技术实现要素：

由此，本实用新型的目标在于提供一种如上所提及种类的成型工具，通过所述成型工具，坚固的轮廓凸起可以凸出于所要成型的模制部分上，当成型模制部分时，模制部分还可以位于引入至模制容腔内的材料的填充平面的上方。

该目标根据本实用新型通过具有如下所述技术特征的成型工具来实现。

根据本实用新型，提出一种用于将模制部分成型至工件的成型工具，所述成型工具包括限定模制容腔并定义填充平面B的工具壁面，其中，所述工具壁面具有至少一个壁面部分，所述至少一个壁面部分能够相对于所述工具壁面的刚性部分在位于所述填充平面B下方或其内的第一位置和位于所述填充平面B上方的第二位置之间移置，使得所述模制容腔经历扩大，并在所述第二位置中具有设置在所述填充平面B上方的容腔部分。

根据本实用新型，提出一种成型工具，其中在上部限定模制容腔的工具壁面的一部分特别地可以在竖直方向上移置。在将材料引入至模制容腔内的过程中，所讨论的部分由此可被向上拉拔，从而使得其位于由工具壁面定义的填充平面上方。模制容腔由此在所讨论的部分中扩大，而负压会同时形成，通过这种方式，塑料就会在将塑料引入至模制容腔内的过程中、即在注射过程中抽吸至设置于填充平面上方的容腔部分中，而不会形成气泡。采用这种方式，可以制造模制部分具有不利于流动特征的横截面、或者甚至是以前无法实现的横截面，因为所有的容腔部分、即还包括位于填充平面上方的容腔部分由于所述壁面部分相对于刚性部分的移置而可以由塑料填充。工具壁面的刚性部分的位置在注射的过程中是稳定的。

在根据本实用新型的成型工具的一种优选的实施方式中，工具壁面提供有可移置壁面部分，其以这样的方式设计，即所述壁面部分经由至少一个可变形部分连接至工具壁面的刚性部分。所述可变形部分为工具壁面的可变形部，所述可变形部分通过所述壁面部分的移置而变形。可变形部分特别地由例如硅树脂的柔软塑料制成。优选地，包括刚性部分、可移置壁面部分和至少一个可变形部分的整个工具壁面由特别是硅树脂的柔软塑料制成。

在根据本实用新型的成型工具的一种特别的实施方式中，可变形部分由减小工具壁面的材料厚度形成。这意味着刚性部分和可移置壁面部分分别具有比可变形部分更大的材料厚度。当所述壁面部分被移置的时候，仅可变形部分发生变形。例如，可变形部分可以以整体式铰链或者薄膜铰链的方式来实现，可变形部分形成刚性部分和可移置壁面部分之间的过渡。

在根据本实用新型的成型工具的一种优选的实施方式中，壁面部分提供有驱动机构，用于在第一位置和第二位置之间移置所述壁面部分。这允许以所定义的方式和精确的位置来调节或者移置壁面部分。

驱动机构可以包括板，壁面部分固定至所述板，并且所述板连接至与液压驱动、电动或气压驱动马达连接的驱动运动装置。

在根据本实用新型的成型工具的一种特别的实施方式中，为了进一步有利于将材料引入至模制容腔内位于填充平面上方的容腔部分的移置，工具壁面具有背压部分，当壁面部分由位于填充平面下方或其内的第一位置移置至位于填充平面上方的第二位置时，所述背压部分经历至位于填充平面下方的补偿位置中的移置。

有利地，背压部分提供有驱动机构，至补偿位置中的移置可以通过驱动机构而实现。例如，所述驱动机构包括板，所述板连接至背压部分，并连接至驱动运动装置。所述驱动运动装置优选与用于拉拔至位于填充平面上方位置中的壁面部分的驱动运动装置同步控制。

通过根据本实用新型的成型工具而可提供模制部分的工件优选为板状工件，其在底部限定模制容腔。特别地，板状工件为车辆顶部的覆盖元件、例如顶板开启系统的玻璃或塑料覆盖元件或连接至车辆本体的实体顶板元件。

根据本实用新型的成型工具被特别地称为WST(窗口喷射技术) 工具，塑料可以使用WST工具而在无需压力的情况下填充至模制容腔内。在这种情况中，提供有可移置壁面部分的工具壁面定义开口空隙，当填充模制容腔的时候，材料可以经由开口空隙而由成型工具的分配头引入至模制容腔内。然而，根据本实用新型的成型工具为RIM(反应注射成型)工具也是可行的。

根据本实用新型的成型工具的模制容腔可以是框架状形状的，从而在工件上形成框架。

另外，可行的是，工具壁面具有多个可移置壁面部分，允许所要成型的多个模制部分部位于模制容腔的填充平面上方。例如，设置在填充平面上方的容腔部分用于形成肋、拱顶、隔片、内衬、轮廓凸起等。

本实用新型主旨的其它优点和有利的实施方式可以根据说明书、附图和权利要求得出。

附图说明

根据本实用新型的成型工具的实施方式在附图中以示意性的简化方式进行描述，并且将在下文中更加详细地阐述。附图中：

图1示出其中成型有塑料模制部分的车辆顶板的覆盖元件的立体图；

图2示出模制部分的拱顶；

图3示出模制部分的隔片；

图4示出模制部分具有T槽的固定肋；

图5示出在填充过程开始时，具有模制容腔的成型工具的横截面，用于制造在图1中所描述的覆盖元件的模制部分；

图6示出图5中的区域VI-VI的放大视图；

图7示出相应于图5的成型工具的横截面，但是是在填充模制容腔之后；

图8示出图7中的区域VIII-VIII的放大视图；

图9示出在填充过程开始时，第二实施方式的成型工具的横截面；并且

图10示出相应于图9的横截面，但是是在填充模制容腔之后。

附图标记

10 顶板元件

12 玻璃嵌板

14 模制部分

16 拱顶

18 隔片

20 螺纹插件

30 成型工具

32 下部工具

34 上部工具

36 工具壁面

38 模制容腔

40 密封唇缘

42 接触表面

44 容腔开口

46 混合头

48 刚性部分

50 可变形部分

52 壁面部分

54 驱动机构

56 连接板

58 致动运动装置

60 容腔部分

62 肋

64 T槽

66 背压部分

68 驱动机构

70 板

72 驱动运动装置

具体实施方式

在图1至3中，描述了汽车的顶部的顶板元件10。顶板元件10 为连接至车辆本体的顶板元件或者可移置顶板元件，所讨论的车辆顶部的顶板部分可以通过可移置顶板元件而闭合或者至少部分开启。

顶板元件10包括弯曲玻璃嵌板，具有与顶板部分一致的外形，模制部分14被成型至所述玻璃嵌板，模制部分周边地形成在玻璃嵌板 12的朝向车辆内部的内侧上。

在横截面上，模制部分14具有至少大体上矩形的形状，拱顶16 以及隔片18被成型至内侧、即被成型至图1中所示的俯视图的上部，在图2中放大地示出拱顶之一，并在图3中放大示出隔片之一。拱顶 16和隔片18分别在框架状模制部分14上形成沿着垂直方向的轮廓凸起。

借助于其中的每一个均具有螺纹插件20的拱顶16，顶板元件10 就可被连接至车辆结构。具有基本上矩形外形的隔片18用于在车辆结构上精确地定位顶板元件10。

包括拱顶16和隔片18的模制部分14由聚氨酯材料制成。

在图5至8中，描述了用于在由玻璃嵌板12形成的板状工件上制造模制部分14的成型工具30。成型工具30包括下部工具32，其用作为用于玻璃嵌板12的支撑并且由硅树脂制成。下部工具32在俯视图中具有矩形外形，由此提供用于玻璃嵌板12的周边支撑表面。

此外，成型工具30包括上部工具34，其由硅树脂制成、形成工具壁面36、并与下部工具32和玻璃嵌板12一起限定用于形成模制部分14的框架状模制容腔38。

如可由图5和7看出的，上部工具34的工具壁面36具有密封唇缘40，密封唇缘在其正常位置中与下部工具32的接触表面42接触。为了形成容腔开口44，密封唇缘40可以从接触表面42升起(图5)。经由容腔开口44，聚氨酯材料可以通过混合头46被填充至模制容腔 38内。出于此目的，混合头46沿着框架形状的工具壁面或者框架状密封唇缘40周边地移动，由此通过相应地填充模制容腔38来形成周边模制部分14。由于工具壁面36的弹性特性，只要相应的密封唇缘区域由混合头46释放，密封唇缘40就自动地向后折叠抵靠下部工具 32的接触表面42，即容腔开口44仅在密封唇缘40的混合头46设置于其中的区域中形成。

由硅树脂制成的工具壁面36具有刚性部分48，刚性部分经由分别由减小材料厚度形成的可变形部分50被连接至可以相对于刚性部分48移置的壁面部分52。壁面部分52的材料厚度大致等于刚性部分 48中工具壁面36的材料厚度。壁面部分52提供有柱塞状驱动机构54，驱动机构允许在竖直方向上相对于刚性部分48移置壁面部分52。出于此目的，驱动机构具有连接板56，连接板连接至可移置壁面部分52 并提供有可以液压驱动、气压驱动或电动驱动的致动运动装置58。

如可由图5至8看出的，工具壁面36定义填充平面B，填充平面定义了在容腔开口44的区域中填充至模制容腔38内的液体聚氨酯材料的最大填充程度。在模制容腔38的未填充状态下，可移置壁面部分 52位于填充平面B下方。当模制容腔38正被填充时，只要液体或低粘度聚氨酯材料与可移置壁面部分52接触，壁面部分52就会通过驱动机构54沿竖直方向上根据箭头Z而升起，从而形成位于填充平面B 上方的容腔部分60，并且所述容腔部分通过由于壁面部分52的上升运动而导致的负压被填充聚氨酯材料。

当模制部分14成型在图1中所示的顶板元件10上的时候，成型工具具有如上所述种类的用于每个拱顶16和用于每个隔片18的可移置壁面部分52，壁面部分52提供有驱动机构54。

在图4中，描述了模制部分14’，其被成型至玻璃嵌板12’的内侧。模制部分14’同样以所谓的WST过程来制造，并且在图4中所示的上侧具有肋62，所述肋62提供有T形槽64。肋62还通过上部工具的工具壁面的可移置壁面部分来制造，上部工具为在图5至8中所示种类的成型工具的一部分，所述壁面部分形成所谓的轮廓插件。在这种方式中，肋62形成于设置在相应模制容腔的填充平面B上方的容腔部分中。

在图9和10中，描述了用于在由玻璃嵌板12形成的板状工件上制造模制部分14’的成型工具30’。相应于根据图5至8的实施方式，成型工具30’包括下部工具32，其用作为用于玻璃嵌板12的支撑并且由硅树脂制成。下部工具32在俯视图中也具有矩形外形，从而为玻璃嵌板12提供周边支撑表面。

此外，成型工具30’包括由硅树脂制成的上部工具34’，上部工具形成工具壁面36’，并与下部工具32和玻璃嵌板12一起限定用于形成模制部分14’的框架状模制容腔38。

相应于根据图5至8的实施方式，工具壁面36’具有密封唇缘40，密封唇缘在其正常位置中与下部工具32的接触表面42接触。密封唇缘40可从接触表面42升起，从而形成容腔开口44。由此，聚氨酯材料可以经由容腔开口44，通过混合头46填充至模制容腔38内。这得以实现在于混合头46沿着框架形状的工具壁面或者框架状密封唇缘 40周边地移动，周边模制部分14’由此通过相应地填充模制容腔38而形成。由于工具壁面36’的弹性特性，只要相应的密封唇缘区域由混合头46释放，密封唇缘40就会自动地向后折叠抵靠下部工具32的接触表面42。

由硅树脂制成的工具壁面36’具有刚性部分48，刚性部分相对于玻璃嵌板12的位置是稳定的并被连接至壁面部分52，壁面部分52经由由减小材料厚度形成的可变形部分50相对于刚性部分48移置。壁面部分52的材料厚度大致等于刚性部分48中工具壁面的材料厚度。在背离刚性部分48的一侧，壁面部分52经由另一个可变形部分50 结束于背压部分66，背压部分66的材料厚度也大致等于刚性部分48 中工具壁面36’的材料厚度。

如在根据图5至8的实施方式中所示的，壁面部分52可以在竖直方向上相对于刚性部分48通过柱塞状驱动机构54移置；出于此目的，壁面部分52被连接至连接板56，连接板提供有可被液压驱动、气压驱动或者电动驱动的致动运动装置58。

背压部分66也可以在竖直方向上相对于刚性部分48移置；出于此目的，背压部分66提供有包括板70的驱动机构68，所述板被连接至背压部分66并提供有驱动运动装置72。

如在图9和10中所示的，工具壁面36’定义了填充平面B，填充平面定义在容腔开口44的区域中填充至模制容腔38内的液体聚氨酯材料的最大填充程度。在模制容腔38的未填充状态时，可移置壁面部分52位于填充平面B下方，而背压部分66位于填充平面B中。当模制容腔38正被填充时，只要液体或低粘度聚氨酯材料与壁面部分52 接触，可移置壁面部分52就会沿竖直方向上根据箭头Z通过驱动机构54升起，从而形成设置在填充平面B上方的容腔部分60，容腔部分通过由壁面部分52的上升运动所导致的负压而被填充聚氨酯材料。此外，只要背压部分66与聚氨酯材料接触，背压部分就会通过驱动机构68沿竖直方向上根据箭头Y下降，从而将位于背压部分66下方的聚氨酯材料优选移置至容腔部分60内，所述容腔部分60由上升的壁面部分52定义并设置在填充平面B的上方，并且拱顶16、隔片18等通过容腔部分而形成在模制部分14上。