专利名称：用于双薄板热成型的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于双薄板热成型的设备和方法，特别是涉及用于去除成型物件接缝的改进的方法和设备。
通常对于强力熔接，在夹断区域中的材料应当被明显的挤压，以引起对熔接区域的明显的塑性变形，该变形通常表现为在其内侧上的一个凸起。这就需要对在夹断区域的相对的半模上的相对的表面进行设置以达到必要的挤压，从而取消设置切削设备，例如上述美国专利所述的刀具。于是，这样形成的物件通常在从模具中取出时带有凸缘，随后通过加工去除凸缘和接缝。这样就给加工工艺增加了进一步的加工或资金投入步骤，并且还会损害物件的外观的美感。
本发明简述因此，本发明的目的是提供用于双薄板热成型的设备和方法以克服上述的缺点或提供给公众一个有用的选择。
本发明的第一方面包括一种用于双薄板热成型的模具，其中一个半模包括一个可收缩夹断区域，在受到一个大于预定力的力作用下，该区域能够相对于所述半模的其它部分收缩，于是该半模的其它部分与第二半模相互配合，在进一步闭合时剪除热成型物件的接缝。
本发明的第二方面包括一种用于双薄板热成型的模具，其包括夹断区域，如参考根据
所描述的。
本发明的第三方面包括一种用于制造预先修整的双薄板热成型物件的方法，其中一对半模闭合在一起以将各自的薄板接合在夹断区域，并在夹断区域明显地减少接合板的厚度，随后使在一个所述的半模上的夹断区域相对于所述半模的其它部分收缩，以借此使所述半模进一步靠近，并且进一步闭合所述半模以相互配合剪除热成型物件的接缝。
本发明的第四方面包括一种用于制造预先修整的双薄板热成型物件的方法，如参考根据
所描述的。
本发明的第五方面包括按照前面所述的任何的设备或方法制造的塑料物件。
对于本发明领域的普通技术人员，在不脱离本发明的所限定的范围下，可以对本发明的结构和实施例进行变化。这里所公开的内容说明指示描述性的，不会对本发明进行任何的限制。
参考图2a，半模3、4合在一起，拉伸并成型薄板7、8直到薄板在夹断区域相遇并在接缝19处接触，在此它们穿过每个半模的夹断区域。半模3、4包括分别在夹断区域的互补的表面10和11。参考图2b，半模进一步合在一起以减少板7和8的接触区域的厚度到一个小于未变形的双板的组合厚度的值。借此在夹断区域材料被挤压以形成一个内部的加强部分12。
如附图所说明的，在本发明中，一个半模4，与一个夹断区域成为一体，该夹断区域相对于该半模的其它部分沿着一个方向可以移动，该方向远离该半模运行的方向。特别的是，将夹断区域13设置在位于半模的通道14之内，并且通过弹簧15保持将它保持在平常的位置，该弹簧15优选被预先压缩，以便在它收缩到腔14内部之前，必须施加抵抗部件13的一定大小的力。于是，在图2b中，尽管模具被足够紧密地接合在一起以在夹断区域中挤压塑性材料并将它从夹断区域中压出以在双薄板之间的结合处提供一个熔接加强部分wt，夹断部件13还没有受到足够大的力以使它缩回到腔14中。重要的是由于夹断部件的弹性支撑，半模不会过快地接合在一起，其将会导致足够大的动态力以移动夹断部件。
可选择的部件、弹簧和通道本身可以是方便的，如以下所述，然而所显示的构造是简单的，并且通过在模压加工中半模的正常运动提供自动致动。
如上所述，对于使用预先压缩的弹簧具有很多替代的方法。如果此时使用的是弹簧，但不是预先压缩的，可以使用足够大的弹簧刚度或通过分开保持弹簧的抵抗运动直到已经达到减少的厚度。作为弹簧的代替，可以在一个全密封的腔构造中使用液压或气动系统或具有液压或气动致动器，其可以使用自动压力释放阀，或使用一旦达到所需的减少厚度就以分开控制方式致动的阀。相似地，还可以在释放和返回基础上操作电力或机械自动系统。
参考图2c，半模仍然进一步紧密接合。当夹断区域的间隙变窄，将材料进一步挤压出腔的挤压力增大，特别是材料在它与半模接触的区域变冷时。一旦通过半模的闭合而施加在位于夹断区域的部件13上的力超过弹簧15的预先压缩而设置的阀值，当半模持续闭合时部件13将缩回到腔14中。如图2c所示，为腔14的边缘的唇缘16将重叠进入到另一个半模3的腔中。以这样的方式，半模3的表面17和半模4的表面18相互重叠具有紧密的公差，并且这样各自的边缘将剪切接缝区域19和热成型物件的其它的凸缘。为了改进热成型物件的加工边缘，需要通过表面17和18的剪切作用除去接缝，于是两个半模应当具有最小的水平公差以在表面17和18之间给出精度最大的间隙。理想的情况是这个间隙不存在，可是实际上要求有小的间隙以便两半模接合在一起时在两半模的边缘30和31之间没有碰撞。边缘的最大间隙取决于热成型的材料、它的性质和厚度以及成型物件的美观要求，该最大的间隙将提供足够的表面精加工。当热成型用于室内物件的ABS塑料时，适合的间隙是0.1mm。可以使用对准杆或其它类似的装置以在两半模接合在一起时提供准确的水平配准，以便在大量生产制造时达到小的公差。
参考图1和图3，夹断部件13承受来自弹簧15的持续的力，并通过一个保持装置抵抗这样的弹簧力以保持在腔中，所述保持装置包括从部件13的下边缘水平延伸的支脚22和设置在通道上的凸台23，其中支脚22抵靠在凸台23上。通过在总装时安装壳体部分25，可以简便地以这样的方式组装半模。
清楚的是，可以采用其它方法以代替上述保持支脚方法，它们对本技术领域的普通技术人员是已知的。例如，夹断部件可以包括两个或多个侧向延伸并通过的槽状的孔和穿过这些孔并固定到模具上的销子，以便当销子在槽中移动时，夹断部件可以上下移动，并且夹断部件的移动受到销子抵靠在槽端部作用的限制。这个结构只需要简单的矩形通道的加工以保持夹断部件，使模具组件更加紧凑。
因此，本发明提供了具有简单结构和致动的热成型模压设备，它既能够使材料在夹断区域明显变形，还能够对成型的物件进行有效和美观的剪切和修整，而不使用单独的刀具或其它的独立的致动部件。部件的成型和修整是在一个加工步骤中完成的，使部件便于拆卸，或者仍在模具中时注入泡沫。于是免除了手工部件修整或独立自动修整机(具有与它相关的对准和部件设置操作)，而同时保留了熔接加强部分。
可贵的是，可以通过对弹簧力和弹簧的预先压缩的调整来控制材料变形的程度。可以提供替代的装置，借此当达到所需的厚度时部件13被刚性地强迫向后，在这个情况下，弹簧15可以处于过度压缩的状态。这样的装置可以包括，例如，在部件13的顶部表面上的多个凸起或凸缘28，它们抵靠在另一个半模的表面10上，穿过或基本穿过被成型的材料。凸起或凸缘或类似物也可以设置在另一个半模3的夹断表面10上，或在两个表面10和11上。
权利要求
1．一种用于双薄板热成型的模具，其中一个半模包括一个可收缩夹断区域，在受到一个大于预定力的力作用下，该区域能够相对于所述半模的其它部分收缩，于是该半模的其它部分与第二半模相互配合，在进一步闭合时剪除热成型物件的接缝。
2．如权利要求1所述的用于双薄板热成型的模具，其特征在丁，所述可收缩区域包括一个夹断部件，该部件保持在一个通道之内并在其中被弹性支撑，从而夹断部件可以收缩到通道中，以便接近模腔的通道边角与在第二半模的夹断表面和第二半模的模腔的接近表面之间边角相互配合以剪除热成型物件的接缝。
3．如权利要求2所述的用于双薄板热成型的模具，其特征在于，所述通道在其中具有一个预先压缩的弹簧装置弹簧装置的预先压缩确定了在夹断部件收缩之前预先施加的力，并且设置有保持装置以将夹断部件在受到预先压缩弹簧的压力作用下保持在腔中。
4．如权利要求2所述的用于双薄板热成型的模具，其特征在于，所述夹断部件的弹性支撑包括有以被动或主动的方式在夹断部件受到足够大的力作用下收缩的装置。
5．如权利要求3所述的用于双薄板热成型的模具，其特征在于，所述的保持装置在所述腔中的凸台，所述夹断部件具有一个相配合的形状以抵靠在所述凸台上并通过所述凸台被保持在所述通道中。
6．如权利要求3所述的用于双薄板热成型的模具，其特征在于，所述的保持装置包括两个或多个在所述夹断部件上的槽状孔，通过穿过销子连接到模具上，使所述夹断部件在所述销子上沿着所述开槽方向滑动，并通过所述槽限制移动。
7．如权利要求3所述的用于双薄板热成型的模具，其特征在于，仔细确定所述弹簧装置的预先压缩和/或刚度以在部件收缩之前获得所需的熔接塑性材料的塑性变形。
8．如权利要求1到7中之一所述的用于双薄板热成型的模具，其特征在于，设置止动装置，以确保在夹断部件收缩之前，在夹断部件和另一个半模夹断区域之间的最小间隙。
9．如权利要求8所述的用于双薄板热成型的模具，其特征在于，这样的止动装置包括在夹断部件上的凸起，该凸起穿过熔接的塑性材料并与第二半模的夹断区域相接触。
10．如权利要求2所述的用于双薄板热成型的模具，其特征在于，模腔和夹断部件保持通道的构造是，所述腔非常靠近模腔边缘，并且通道的内边缘靠近第二半模的模腔的外形线但不在其内，以轻微地与此重合并相互配合剪除热成型物件的接缝。
11．一种用于制造预先修整的双薄板热成型物件的方法，其中一对半模闭合在一起以将各自的薄板接合在夹断区域，并在夹断区域明显地减少接合板的厚度，随后使在一个所述的半模上的夹断区域相对于所述半模的其它部分收缩，以借此使所述半模进一步靠近，并且进一步闭合所述半模以相互配合剪除热成型物件的接缝。
12．如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述厚度的减小和所述夹断区域的收缩都是通过所述半模的闭合来实现，所述夹断区域的移动是通过另一个半模的压力作用来被动地实现。
13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述半模在所述接缝区域的边缘具有相配合的边缘，一个所述边缘是一个所述半模的模腔部分的边缘，它们相互配合以剪除所述热成型物件的所述接缝。
14．按照权利要求11制造的一个塑料物件。
15．一种用于双薄板热成型的模具，其包括夹断区域，如参考根据
所描述的。
16．一种用于制造预先修整的双薄板热成型物件的方法，如参考根据
所描述的。
17．根据双薄板热成型方法制造的一种塑料物件，如参考根据
所描述的。
全文摘要
一种双薄板热成型的方法,其中通过在两半模(3、4)的配合边缘之间的剪切作用,从成型部分除去在双薄板(7、8)之间的接缝。在本发明的优选形式中在一个半模(4)上设置有可移动的夹断区域(13),其在另一个半模(3)的力的作用下收缩以使半模(4)的边缘接近模腔,与另一个半模(3)的模腔的一个边缘相互配合以提供一个剪切作用。可移动的夹断区域(13)被一预先压缩的弹簧支撑在一个环形的通道(14)内。本发明使在接缝区域的材料产生明显的塑性变形,以便在一个加工步骤内,在从模具内的成型部分上修整接缝的同时,形成熔接的加强部分。
文档编号B29C51/32GK1288408SQ99802270
公开日2001年3月21日 申请日期1999年1月21日 优先权日1998年1月21日
发明者斯图尔特·沃恩, 克里斯托弗·贾森·希尔 申请人:菲什尔·派克尔公司