用于制造内衬的方法、内衬及器具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于制造尤其是冰箱机柜的内衬的方法，该方法允许省去深度热成形步骤，该方法包括以下步骤：挤出片材(2)、修剪所述片材(2)、折叠所述片材(2)并接合相邻边缘。
【专利说明】用于制造内衬的方法、内衬及器具
[0001]本发明涉及一种用于制造内衬的方法。本发明进一步涉及一种通过这种方法获得的内衬以及具有内衬的器具。
【背景技术】
[0002]制冷器具的内部内衬和门内衬的制造工艺通常包括片材挤出工艺和一个或几个热成形阶段。常用的塑料材料基本上是苯乙烯(例如，高抗冲聚苯乙烯、聚苯乙烯、ABS)，其非常容易通过挤出和通过热成形来加工。容易加工材料的性能的原因是其非晶质的性质。
[0003]替代的片材材料是聚丙烯或其他半结晶聚合物。然而，由于其内在是半结晶聚合物的化学性质，所以难以使由这些具有高拉伸比的材料制成的大和/或空间延伸的零件(如内部内衬)热成形。关于所希望的形状方面的约束限制了由聚丙烯对聚乙烯的“嵌入式(drop-1n)”代替。适用于高度拉伸零件的商用等级的聚丙烯目前是不可用的。
[0004]当前的内衬生产通常包括作为第一步骤的用500kg/h_1500kg/h的当前挤出速率的片材挤出。然后将这些片材切割成合适的尺寸。生产工艺涉及到上百的片材批次。这些批次储存在库房中冷却通常五天。在它们充分冷却之后，将这些片材热成形以便得到内部内衬或门内衬。每个零件的热成形周期的持续时间通常在30秒至45秒之间。
[0005]在US4,842,742中披露了一种用于由晶质合成树脂制造冰箱内衬的方法，由此将聚丙烯用于片材。其中所描述的方法被称为混合成形工艺，涉及到固相真空、拉伸和压力成形技术。将聚丙烯材料挤出并且然后切割成合适的坯料。在将这些坯料递送至成形站之前允许将其冷却一段短时间。所描述的方法的缺点是由于采用几种方法而操作昂贵。
[0006]在WO93/21262中披露了一种用于使片材和物品热成形的方法，由此这种方法涉及通过熔化成形、淬火、加热和热成形的多个步骤来使含丙烯的片材的树脂聚合物热成形。其中已经发现，有效量的β球粒成核剂对于准备可热成形片材而言是有用的。这种方法的缺点在于在材料中需要存在特殊试剂，这产生了额外的生产成本。
[0007]本发明的目的是提供一种用于内衬、尤其是用于冰箱的内部内衬的制造方法，该制造方法避免了真空成形步骤或深度热成形步骤。
[0008]本发明的另一个目的是提供一种用于以高新生产速率制造内衬并且允许非晶质材料的方法。
[0009]本发明的又另一个目的是提供一种可以用高效且省时的工艺来生产的内衬。
[0010]本发明的又另外一个目的是提供一种具有这种内衬的家用器具。
[0011]发明披露内容
[0012]因此本发明在其第一方面涉及一种用于制造尤其制冷器具的内衬的方法，该方法包括以下步骤
[0013]a)挤出片材，
[0014]b)对该片材的周边进行修剪，
[0015]c)折叠该片材并接合相邻边缘。
[0016]关于所附权利要求书和与附图相关的说明书描述了本发明的多个优选实施例。
[0017]本发明所基于的考虑是，热成形过程中的高度拉伸操作在内衬的制造工艺方面提供了双重限制。一方面，对于这些操作，片材温度需要非常均匀，通常在可以对片材进行进一步加工之前需要长达几天的冷却时间。另一方面，所选择的片材材料必须能够允许这种拉伸而不断裂或变质。
[0018]
【申请人】已经意识到，如果通过周边修剪来预成型片材以获得切割片材并且如果然后通过折叠操作实现最终形状，则可以限制片材拉伸的程度。因此，在预成型之后，挤出的片材可以直接折叠，避免了为使片材温度均匀化的几天的长储存时间。
[0019]因此，根据本发明的方法优选地特征在于，可以省略片材挤出之后的真空或深度热成形步骤。因此，预成型或周边修剪步骤可以紧跟着挤出步骤，由此“紧跟着”意味着没有由挤出的片材造成的延迟。该方法还特征为由平坦片材通过周边修剪、折叠和边缘接合来构建3D结构，从而产生盒状或柜状的物体。
[0020]本方法由于其周边修剪步骤而不涉及到具有改变预成型片材的总体几何尺寸、尤其是其最大长度和宽度的高拉伸比片材拉伸操作的深度或真空热成形步骤。
[0021]优选地，相应的片材由包括半结晶聚合物、尤其是聚丙烯的材料制成。由于避免了深度热成形步骤，这些材料适用于本方法。
[0022]相应的片材优选地被设计为紧凑的齿槽形或双壁片材。例如，有可能的是，该片材包括两个壁，这两个壁之间夹有多个结构，这些结构类似于蜂窝。这种片材与紧凑片材相比更轻，并且因此允许制造在制造和封装应用中易于搬运的轻质内衬。
[0023]在优选实施例中，通过在具有矩形形状的片材的每个拐角中切除基本上或实质上矩形的形状来进行周边修剪。术语“基本上”或“实质上”在此表明切除区域可以具有相对于切出区域的总体大小而言比较小的精细结构。这些切割件基本上是矩形的，从而允许通过围绕中央或核心部分折叠四个周边部分来折叠该片材，以获得盒状或柜状的3D结构作为得到的内衬。
[0024]切除的矩形形状在形状上实质上完全相同，包括由彼此通过应用镜像对称获得的形状。因此，获得了片材，该片材在其几何外轮廓方面实本质上类似于十字。这种方式，在折叠之后可以获得对称的3D结构。几何上，所得到的形式或形状可以通过中央矩形部分来描述，包括在其四条边的每一条边处附接相应的周边部分，由此附接到中央部分的相反边缘上的周边部分实质上具有相同的尺寸，即，相同的宽度和高度。当然，还可以通过切除不同的形状来进行周边修剪。
[0025]有利地，几何拉伸比低于3:2或3:1，该几何拉伸比是片材的表面在修剪、成形和折叠操作之后和之前的比率，换言之，内衬表面积与片材表面积之间的比率。
[0026]在优选实施例中，该方法包括形成至少一个折叶的步骤。术语“折叶”包含被设计为折线的结构，由该折线连接的两个相邻部分可以沿该折线相对于彼此折叠。
[0027]有利地，形成至少四个折叶，由此相邻的折叶彼此垂直，并且被定位在片材的上述中央部分与相邻的周边部分之间。这些折叶优选地允许这些周边部分相对于中央部分摆动或折叠90°的角度，这允许通过形成具有背面、顶面、底面和两个侧壁的盒状结构。
[0028]在优选实施例中，该方法包括将至少一个结构形成到该片材中的成形步骤，该结构包括该片材的突出部或突入部。因此，这个成形步骤导致片材形状的变化，而没有移除或添加材料。这个步骤可以采用低真空成形技术或其他成形技术来进行。
[0029]至于这些步骤的时间次序，这个成形步骤可以在挤出步骤之后并且在周边修剪步骤之前进行或者替代地在周边修剪步骤之后。
[0030]有利地，在这个成形步骤过程中在该片材中形成至少一个肋状物。优选地，形成多对肋状物，这些肋状物可以用作用于待插入到内衬中的架子的安装件。
[0031]在进一步优选实施例中，该方法包括将至少一个孔切入到片材中的步骤。这些孔例如允许将配件连接至在折叠片材和/或将内衬附接到器具的主体壳体上之后获得的内衬。还可以提供孔例如用于冷却系统的出口。
[0032]可以通过现有技术中已知的方法(例如，低热成形)来进行所描述的成形操作。
[0033]优选地，在折叠步骤过程中，修剪的片材在四个折叶处折叠以形成盒状或盒形结构。因此通过折叠获得的内衬于是实质上包括顶面、底面、背面以及两个侧壁或侧面板。在前部，因此获得的内衬不包括壁，如果安装在器具中，则这表示人能够触及内衬和器具所穿过的开口。
[0034]有利地，该方法包括密封步骤，在该密封步骤中，该片材的在折叠之后彼此相邻的多个部分的边缘被密封在一起。这种方式，在一方面得到的内衬可以被构造或设计的方式使得不允许空气或蒸汽在相邻边缘之间泄漏出该内衬。另一方面，这个步骤为内衬提供了额外的稳定性并且确保了其保持其盒形形式。
[0035]片材厚度优选地小于2mm。与在已知方法中使用的片材厚度相比的这种相对较低值的片材厚度由于以下事实变得可能:在根据本发明的方法中避免了高度拉伸操作，这些高度拉伸操作不可避免地导致材料变薄并且因此引起片材厚度的持续减小。
[0036]本发明的第二方面涉及一种通过上述方法获得的内衬。其尤其涉及一种用于家用器具(如冰箱)的机柜或者内部内衬或门内衬。
[0037]有利地，该内衬包括四个相邻的折叶，允许将该内衬折叠成盒形结构。如果所有的周边部分围绕相应的折叶在相对于片材的中央部分的相同折叠方向上折叠90°的角度，则这些折叶优选地使四个周边矩形部分与矩形中间或中央部分分开，从而产生盒型或容器型结构。
[0038]在优选实施例中，该内衬包括至少一个折叶，该至少一个折叶包括厚度减小的片材区域，该片材区域在该片材的相反侧上具有第一凹陷和第二凹陷，相应的凹陷优选地实质上被成型为过渡成两条平行线的圆区段。
[0039]优选地，这些凹陷之间的最小距离在0.2mm至0.4mm之间。
[0040]该第一凹陷的深度优选地显著小于第二凹陷的深度(特别是超过三倍)并且特别是在0.1mm至0.2mm之间并且尤其是0.15mm。
[0041]在本发明的第三方面，本发明涉及一种具有上述内衬的器具。优选地，该器具是家用器具，例如制冷器具或冰箱。
[0042]该器具的优点特别是如下所述。由于避免通常涉及到高度拉伸操作的深度或真空成形操作的可能性，可以采用具有难热成形性能的材料，例如半结晶材料。在用于冰箱或冷冻机的内部内衬的生产中，通过根据本发明的方法，可以使用结晶聚合物(即，聚丙烯和聚丙烯化合物)，这些结晶聚合物不能用于采用真空成形的已知方法，因为这些零件具有特别高的拉伸比(在内衬表面积与片材表面积之间的比率)从而应用高效的周期时间。
[0043]由聚丙烯替代聚苯乙烯可以引起成本降低。可以使用常规的聚丙烯挤出等级。通过采用聚丙烯填充的化合物(如碳硼烷?)来实现进一步的成本降低。
[0044]因为可以直接使内衬热成形，由于在挤出之后消除了片材储存时间而提高了制造工艺的速度。此外，可以通过可以产生紧凑工厂布局的空间减小来优化制造工艺。
[0045]由于在此工艺中涉及到的使用较薄的片材而无视较宽的表面的可能性，可以缓和半结晶塑料的内在较长的热成形周期。
[0046]附图简要说明
[0047]在以下通过参照附图而给出的对本发明其中一些优选实施例的详细描述中将更详细地突出强调本发明的进一步特征和优点。在所述附图中:
[0048]图1示出了挤出的片材；
[0049]图2示出了在形成肋状物的方法步骤之后的片材；
[0050]图3示出了在切割孔和周边修剪的方法步骤之后的片材；
[0051 ]图4示出了在形成折叶的方法步骤之后的片材；
[0052]图5示出了在将片材折叠以获得盒形结构的方法步骤之后的片材；
[0053]图6示出了在密封边缘以获得内衬的方法步骤之后的片材；
[0054]图7示出了形成在片材中的折叶的优选实施例的详细视图；并且
[0055]图8示出了具有内衬的制冷器具。
[0056]发明详细说明
[0057]参照图1，示出了片材2，该片材在挤出方向4上被挤出，这是根据本发明的制造方法的第一步骤或工序。挤出工艺可以通过如从领域中已知的挤出设备来进行。
[0058]挤出的片材2包括具有边长的矩形形式或形状，该边长在本优选实施例中处于1.5m至2.5m之间。在图2中显示了在成形步骤中已经形成了例如肋状物14和肋状物16的结构特征之后的片材2。成形步骤可以进一步涉及到低深度拉伸成形，其可以通过从领域中已知的常规工艺来进行，如真空成形、热片材成形等。成形步骤在优选实施例中可以通过热成形或其他合适的方法来进行，并且只是所描述方法中的可选步骤。
[0059]参照图3，示出了在已经经过周边修剪操作之后的片材2，其中在该片材的四个拐角6每个的区域中切除了基本上矩形件，从而产生用于即将进行的操作的预成型片材2。切除的矩形件在本实施例中具有相同的大小并且-考虑镜像对称-在形状上完全相同。
[0060]结合图3描述的周边修剪步骤具有较从本领域中已知的技术的显著优势:可以避免在图1中显示的深度热成形片材2的一般步骤，其涉及到对片材2的高度拉伸以获得在图5中示出的内衬的形状。这种方式，成形步骤可以紧跟在挤出步骤之后，具有使片材2预成型的中间步骤。
[0061 ]常规方法的进行大拉伸操作的必要性限制了用于内衬的材料的选择:为了大拉伸操作，材料必须允许这个工序而不在其一致性和构造方面变得恶化，这通常仅是选择非晶质材料的情况。在根据本发明的方法中，由于大拉伸操作不是必要的，还可以采用半结晶材料，如聚丙烯。
[0062]在另一个成形步骤中(也可以与前述成形步骤中的至少一个步骤结合)，形成多个折叶10。在图4中，示出了已经形成多个折叶10或折线的片材2。对于这个成形步骤，可以采用从本领域中已知的各种方法。在本实施例中，成形站是热成形站。进一步参照图3，随后，片材2被加工以提供多个孔(特别是用于与配件连接)以及其他结构特征。作为实例，通过将圆孔22切割或穿透到片材2中而形成用于冷却系统的出口。还将具有矩形形状的另一个孔22切入片材2中，该另一个孔被设计为用于冰箱的控制箱的固定点。通过合适的工具形成多个折叶10，例如加热的压印头。将结合图7描述折叶的优选实施例。
[0063]根据图2、图3和图4的成形步骤可以按照所示顺序来进行或者按照引起有效生产周期的任何其他顺序来进行。还可以同时进行这些成形步骤中的全部成形步骤或一部分成形步骤。
[0064]直到这个阶段，片材2仍是平坦的。接下来的方法步骤涉及折叠操-作，从而获得在本实施例中为机柜内衬的内衬。片材2沿折叶10折叠的方式使得周边矩形部分26、28、30、32围绕将其连接至片材2的中央部分34上的相应折叶10折叠90°角度。通过这个折叠操作，邻近的周边部分26、28、30、32的相邻边缘和折线彼此紧邻两个两个地移动至平行位置。这种方式，边缘40和42、边缘44和46、边缘48和50以及边缘52和54彼此紧邻对齐。周边部分26和30分别包括两个凸缘36。周边部分26、28、30、32包括边界元件56，这些边界元件围绕相应的折叶折叠90°以形成框架，在将内衬插入到制冷器具的壳体中时，该框架可以用作封阻元件以及覆盖元件。如果必要的话，以此方式接合的片材2的边缘可以通过铣削来成型，从而允许无缝接合。折叠操作产生图5中所示的机柜内衬60。
[0065]关于图6，折叠工序引起具有折叠边缘64、66、68、70的机柜内衬60，这些折叠边缘可以可选地通过胶带和/或经过树篱式密封来接合。这些凸缘36已经折叠90°并且搁置和/或附接到相邻的周边部分28、30、32、34上。
[0066]在折叠步骤之后，在发泡步骤中，机柜内衬60被放置到发泡工具中并且发泡，在这之后，该机柜内衬准备好部署在家用器具、特别是制冷器具或冰箱中。
[0067]在图7中以片材2的侧视图展示了折叶10的有利实施例。折叶10包括在片材2的相反侧上的第一凹陷80和第二凹陷84。第一凹陷80包括基本上几何成型为圆区段的区段88，该圆具有比凹陷80的在沿片材2的深度并且垂直于其表面的方向90上定向的深度c更大的半径。区段88的两侧连接至线92、94，这些线平行于方向90，因此垂直于片材2的第一表面和第二表面。
[0068]第二凹陷84同样包括基本上为圆区段的区段106，该区段的两侧连接至线110、112，这些线平行于第一凹陷80的线92、94并且平行于方向90延伸。圆区段106的相应半径R在本实施例中为0.80mm并且小于与区段88相关的半径，而第二凹陷84的在方向90上的深度约比第一凹陷的深度大六倍。第一凹陷80的深度c是0.15mm，如在实施例中示出的。对应于两个凹陷80、84的最小距离的深度d如果朝方向90定向则在0.2mm至0.4mm之间。两个凹陷80、84的宽度e为1.5mm。
[0069]弯曲箭头116、118表示部分120、122的折叠方向，这些部分被其之间的折叶10分开。在折叠操作之后，部分120和122将基本上垂直于彼此。
[0070]折叶10的设计不限于所描述的折叶设计，并且在其他优选实施例中可以不同地设计，只要其允许其相邻部分的充分折叠。例如，该折叶可以设计有在片材中的三角凹陷或产生折叠线并因此产生片材的可变形或可弯曲部分的任何其他凹陷。
[0071]关于图8，在前透视图中，示出了具有机柜内衬60的制冷器具130的一部分，其被装配和附接到壳体134中。具体地，内衬60被封闭在机柜的外壳中并且限定用于食物储存的一个或多个内部隔室。在外壳与内衬之间设置了隔热层。
[0072]尽管已结合图中所示的具体实施例对本发明进行了描述，但应注意的是，本发明并不限于本文中所展示和描述的具体实施例；相反，本文所描述的实施例的进一步变体属于如权利要求书所限定的本发明的范围。
[0073]参考数字清单
[0074]2 片材
[0075]4 挤出方向
[0076]6 拐角
[0077]10 折叶
[0078]14肋状物
[0079]16肋状物
[0080]22 孔
[0081 ]26周边部分
[0082]28周边部分
[0083]30周边部分
[0084]32周边部分
[0085]34中央部分
[0086]36 凸缘
[0087]40 边缘
[0088]42 边缘
[0089]44 边缘
[0090]46 边缘[0091 ]48 边缘
[0092]50 边缘
[0093]52 边缘
[0094]54 边缘
[0095]56边界元件
[0096]60机柜内衬
[0097]64折叠边缘
[0098]66折叠边缘
[0099]68折叠边缘
[0100]70折叠边缘
[0101]80第一凹陷
[0102]84第二凹陷
[0103]90 方向
[0104]92 线
[0105]94 线
[0106]100 第一表面
[0107]102 第二表面
[0108]106 区段 5? H 〔035〕 侧解 ① 〔6U0J ??? P 〔8U0〕 $ 。 Uuol
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【主权项】
1.用于制造内衬(60)的方法，该方法包括以下步骤 a)挤出片材(2)， b)对所述片材(2)的周边进行修剪，并且 c)折叠所述片材(2)并接合相邻边缘(40，42，44，46，48，50，52，54)。2.根据权利要求1所述的方法，由此由包括半结晶聚合物的材料制成所述片材(2)。3.根据权利要求1所述的方法，由此所述片材(2)被设计为紧凑的齿槽形或双壁片材⑵。4.根据权利要求1至3之一所述的方法，由此所述片材(2)具有矩形形状，并且通过在所述片材(2)的每个拐角(6)切除基本上矩形的形状来进行周边修剪。5.根据权利要求3所述的方法，由此所述切除的矩形形状在形状上是完全相同的。6.根据权利要求1至5之一所述的方法，包括在所述片材(2)中形成至少一个折叶(10)的成形步骤。7.根据权利要求1至6之一所述的方法，包括将至少一个结构形成到所述片材(2)中的成形步骤，所述结构包括所述片材(2)的突出部或突入部。8.根据权利要求1至7之一所述的方法，包括将至少一个孔(22)切入到所述片材(2)中的步骤。9.根据权利要求1至8之一所述的方法，包括密封步骤，在该密封步骤中，所述片材(2)的在折叠之后彼此相邻的多个部分(26，28，30，32)的边缘被密封在一起。10.内衬(60)，其特征在于，该内衬是通过根据权利要求1至9所述的方法来获得的。11.根据权利要求10所述的内衬(60)，该内衬具有四个相邻的折叶(10)，从而允许将所述片材(2)折叠成盒形结构。12.根据权利要求1O或11所述的内衬(60)，包括至少一个折叶(IO )，该至少一个折叶包括厚度减小的片材区域，该片材区域在该片材(2)的相反侧上具有第一凹陷(80)和第二凹陷(84)，相应的凹陷(80，84)实质上被成型为过渡成两条平行线(92，94，110，112)的圆区段(88，106)。13.根据权利要求12所述的内衬(60)，由此所述凹陷(80，84)之间的最小距离在0.2mm与0.4mm之间。14.根据权利要求12或13所述的内衬(60)，由此所述第一凹陷(80)的深度显著小于所述第二凹陷(84)的深度。15.器具(130)，该器具具有根据权利要求10至14之一所述的内衬(60)。
【文档编号】B29C53/06GK105829068SQ201480068564
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月5日
【发明人】A·巴桑, C·托马塞利, C·切基尼, M·萨尼塔
【申请人】伊莱克斯电器股份公司