CN103862609A - 发泡注塑模具的密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发泡注塑模具的密封装置，其包括第一模具和第二模具，在所述第一模具中形成芯部，在所述第二模具中形成外皮，结合所述第一模具和所述第二模具以附接所述芯部和所述外皮，从而密封所述芯部与所述外皮之间的发泡空间。所述装置进一步包括滑动模具，所述滑动模具安装为在所述第一模具或所述第二模具中水平移动，以通过支撑元件的回复力向前移动，从而将所述外皮附接至所述芯部。弹性支撑元件安装为支撑所述滑动模具，并且当发泡空间被密封，同时所述滑动模具的移动受限制时，所述位置限制元件联接至所述滑动模具以解除对所述滑动模具的限制，从而允许滑动模具向前移动。

Description

发泡注塑模具的密封装置

技术领域

本发明涉及一种发泡注塑模具的密封装置，并且更特别地涉及一种密封装置，其密封发泡注塑成型机中芯部与外皮之间的发泡空间，所述发泡注塑成型机制造在芯部与外皮之间具有发泡层的产品。

背景技术

通常，在车辆碰撞事故等的过程中保护乘客的防震垫作为安装于车辆内部的前侧的内部材料而安装于驾驶员座位和乘客座位的前内侧。使用发泡材料，将防震垫制造为在外观方面具有吸引人的表面，并同时显示出弹性缓冲性能和吸收冲击的特性。

通常，用于车辆的防震垫包括外皮和芯部，所述外皮为提供吸引人的表面的外皮材料，所述芯部充当外皮内侧上的防震垫的框架。将提供缓冲性能和冲击吸收性能的发泡层，诸如聚丙烯（PP）发泡层、聚氨酯（PU）发泡层等，插入外皮与基底之间。

图1A至1D为显示根据相关技术的制造防震垫的过程的示例性视图。芯部1通过聚合物注塑成型而形成，外皮2通过真空吸收而形成，并且发泡层3通过发泡而形成。所述过程将在下文进行描述。

首先，通过将聚合树脂材料1a注射至包括上模具4和下模具5的注塑模具中而形成芯部1（图1A），并且将在阳性真空成型模具6中预热的外皮2插入注塑模具中，以通过真空吸收而形成（图1B）。特别地，尽管在图中未显示，在真空成型模具6中形成用于真空吸收外皮2的微细真空孔，并且真空孔连接至模具中的一个通道，然后连接至外部的大容量真空泵。

此外，在将发泡液体3a注射至下模具5的芯部1上之后，关闭附接外皮2的发泡上模具7，并且压制附接至上模具7的外皮2并使之结合在下模具5的发泡液体3a上。之后，将外皮2以及发泡层3的不必要的边缘部分（例如由泄漏的发泡液体等所形成的部分）一起切下并移除（例如切边），外皮2的外部被发泡层3围绕，并使用粘合剂使之结合并固定至芯部1。

然而，由于芯部1、外皮2和发泡层3分别在不同的模具中形成，因此一共需要三个模具（例如芯部注塑成型的上模具和下模具、真空成型模具和发泡上模具），这增加了投资成本，例如模具成本和制造成本。

此外，由于即使当下模具5和发泡上模具7关闭时腔体的外部也是开放的，因此发泡液体可能通过开放的外部泄漏（例如可能导致发泡液体的过度损失和制造成本的增加）。此外，如图1D所示，在完成制造过程之后，切下由泄漏液体所形成的边缘部分和外皮2的边缘部分或者仅切下泄漏部分，用外皮2的外部围绕切割部分，以及将外皮2的外部结合至切割部分的单独处理是必要的。

此外，由于应当将发泡液体注射至开放的腔体空间（例如发泡空间）中，因此应当控制注射的发泡液体的温度并保持在限定的温度范围内，这可能是比较困难的。此外，由于在发泡空间是开放的且发泡液体泄漏的结构中发泡液体的早期固化，发泡层3的最小厚度应设计为预定厚度（例如5mm）或更大的均匀厚度，这降低了防震垫的自由度。

为了解决如上缺点，已经开发了一种成型装置，其中真空成型模具和发泡上模具在共同的模具中一体化，并且通过滑动模具将外皮的外部附接至芯部以密封发泡空间，由此降低了模具的数目、成本和成本价格，降低了发泡液体的过度损失，并改进了防震垫设计的自由度。

图2为显示发泡注塑成型装置的示例性示意图，所述发泡注塑成型装置包括根据相关技术的防止发泡液体泄漏的滑动模具，并且通过在所示的防撞垫制造装置中的IMG（模内晶粒）发泡注塑成型可以制造防震垫。特别地，IMG（模内晶粒）发泡方法是指在模具（例如真空成型模具）的内表面上形成压印（例如在表面上的突出或凸起部分）以形成外皮（例如由热塑性烯烃（TPO）形成），并通过加热外皮和在模具中抽真空以及在外皮的表面上形成压印形状（例如凸起形状）而形成外皮的方法。

如显示的，芯部1通过将树脂注射至模具中而形成，同时芯部注射模具10和11彼此结合，并且外皮2被真空吸收至真空成型模具12中以同时形成。此外，通过上旋转单元使模具旋转并进料以结合真空成型模具12与下模具11，在真空成型模具12中形成外皮2，在下模具11中形成芯片1，然后在芯部1与外皮2之间注射发泡液体并使之发泡以形成发泡层3。

当注射发泡液体时，滑动模具12a通过附接外皮2的外部而密封发泡空间，之后在发泡操作过程中滑动模具12a向前移动适于密封的距离，然后被固定以保持密封的状态。滑动模具12a在发泡操作之后向后移动以排出产品。

此外，如图3所示，当在芯部1中形成的密封凸台1c与外皮2重叠时进行密封操作，因此可通过密封凸台1c而防止发泡液体泄漏至模具外部。成型装置在一定程度上防止发泡液体的泄漏，并共享模具，由此降低了模具数目、模具成本、投资成本，以及成本价格。

然而，为了防止发泡液体的泄漏，在密封凸台1c与外皮2之间的重叠部分的量应该保持在预定水平（例如0.3mm）或更高，并且在密封凸台1c与外皮2之间不应产生间隙。然而，由于图3中所示的模具公差“a”和“a’”和材料的收缩“b”和“c”，在密封凸台1c和外皮2之间可能产生间隙。于是，发泡液体因此在发泡过程中泄漏，可能无法确保发泡压力和发泡量，并且泄漏的发泡液体可能粘在模具上，将产品结合至模具，从而导致产品难以排出。

发明内容

本发明提供了一种密封装置，其在防震垫等的发泡注塑成型的过程中移除了由于模具公差或材料收缩所导致的芯部与外皮之间的间隙，由此防止发泡液体的泄漏。

根据本发明的一个方面，发泡注塑成型的密封装置可包括第一模具和第二模具，在所述第一模具中形成芯部，在所述第二模具中形成外皮，其中所述第一模具和所述第二模具彼此结合以密封所述芯部与所述外皮之间的发泡空间。特别地，密封装置可包括：滑动模具、支撑元件和位置限制元件，所述滑动模具安装为通过支撑元件的弹性回复力而在第一模具或第二模具中向前和向后移动，以将外皮附接至芯部；所述支撑元件可安装为支撑所述滑动模具；当所述发泡空间被密封，同时所述滑动模具的移动受限制时，所述位置限制元件可联接至所述滑动模具以解除对所述滑动模具的限制，从而允许滑动模具向前移动。

在本发明的一个实施方案中，所述滑动模具可安装为附接芯部的外部和外皮的外部，所述支撑元件可为弹簧，所述支撑元件可提供回复力以与从芯部和外皮突出的密封凸台重叠。

在本发明的另一实施方案中，所述位置限制元件可包括：固定元件和驱动装置，插入所述固定元件并联接至在所述滑动模具中形成的联接槽中，以解除对滑动模具的限制，从而使得滑动模具通过所述支撑元件的回复力而向后移动或向前移动；所述驱动装置可构造为移动所述固定元件。

在本发明的另一实施方案中，倾斜表面可在联接槽中形成，并且联接至联接槽的所述倾斜表面的倾斜表面可在固定元件中形成，以使滑动模具向前和向后移动，同时当固定元件移动时所述两个倾斜表面相对于彼此滑动。

在本发明的又一实施方案中，联接槽和固定元件的倾斜表面可相对于滑动模具的向前/向后移动方向而在所述滑动模具的后侧形成，并且滑动模具可由弹簧支撑，所述弹簧位于第一模具或第二模具的安装槽的后侧。

因此，根据本发明的密封装置，在发泡注塑成型防震垫等时，可通过使用弹簧移动所述滑动模具而密封发泡空间的外部，因此可防止发泡液体的泄漏。特别地，可通过移除由于模具的公差和材料的收缩而导致的芯部与外皮之间的间隙而保持限定量的重叠部分，并且可防止发泡液体的泄漏。

附图说明

现在将参照附图中所示的本发明的示例性实施方案详细描述本发明的以上和其他特征，附图仅以说明的方式在下文给出，因此并不限制本发明，其中：

图1A至1D为显示根据相关技术的制造防震垫的过程的示例性视图；

图2为显示根据相关技术的包括防止发泡液体泄漏的滑动模具的发泡注塑成型装置的示例性示意图，其中图2的上部分的左侧部分表示注射芯部，右侧部分表示形成外皮，图2的下部分表示发泡；

图3为说明根据相关技术的发泡注塑成型装置的缺点的示例性视图；

图4为显示根据本发明的一个示例性实施方案的密封装置的示例性截面图；以及

图5为根据本发明的示例性实施方案的密封装置的示例性操作状态图。

应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特性。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、方向、位置和外形，将部分地由特定目的应用和使用环境外所确定。

在这些附图中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记指代本发明的相同或等效的部分。

具体实施方式

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如运动型多用途车辆（SUV）、公共汽车、卡车、各种商务车，包括船只，例如各种舟艇、船舶，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆（例如源于非汽油能源的燃料）。

本文所用的术语仅为了描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。本文所用的单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚作出相反表示。还应了解当在本说明书中使用时，术语“包含”和/或“包括”指所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一种或多种其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。本文所用的术语“和/或”包括相关的所列项目的一个或多个的任意组合和所有组合。

在下文，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方案，使得本发明所属领域的技术人员可易于进行本发明。

本发明的注塑的密封装置可构造为模制聚合树脂的芯部、真空成型外皮、在形成的芯部与外皮之间注射发泡液体以形成发泡层，以及制造在芯部与外皮之间具有发泡层的产品。特别地，所述产品可为防震垫，并且本发明可应用于通过IMG（模内晶粒）发泡注塑成型方法来制造防震垫的成型装置。

此外，应用本发明的发泡注塑成型装置可包括上模具和下模具以及真空成型模具，当所述上模具和所述下模具彼此结合，其以可注射至所形成的芯部成型空间中的树脂来形成芯部，所述真空成型模具可构造为形成外皮的真空（参见图2）。

另外，发泡注塑成型装置可为如下的成型装置：当形成的外皮所附接的真空成型模具和下模具相结合时，所述成型模具在外皮与下模具的芯部之间形成发泡空间，所述下模具可包括注射通道和发泡液体注射通道，所述注射通道用以将熔融树脂注射至芯部成型空间中，所述发泡液体注射通道用以将发泡液体注射至发泡空间中，以使下模具与真空成型模具一起用作发泡模具。

此外，发泡注塑成型装置可为如下的成型装置：其中通过上旋转单元使模具旋转并进料，以交替地将注射芯部的上模具和形成外皮并发泡的真空成型模具与下模具结合。发泡注塑成型装置的构造并非不同于图2中所示的构造，并且根据本发明的密封发泡空间以防止发泡液体泄漏的密封装置将在下面详细描述。

图4为显示根据本发明的一个示例性实施方案的密封装置的示例性截面图。图5为根据本发明的示例性实施方案的密封装置的示例性操作状态图。下面将参照图4和5对密封装置的构造进行描述。

图4显示了在发泡过程中注射发泡液体（即在发泡过程中在其中形成芯部1的下模具11与上模具相结合）之前的状态（例如在密封装置的密封操作之前的状态）。在下文中的说明书中，在其中形成芯部1的下模具11被称为第一模具，而附接外皮2的真空成型模具12被称为第二模具。

图5显示了其中在发泡过程中当第一模具11和第二模具12相结合时注射发泡液体并发泡的状态，并显示了其中通过密封装置来密封发泡空间的状态。

本发明的密封装置可构造为在发泡过程中将外皮2附接至芯部1，以密封芯部与外皮之间的发泡空间，并可在芯部1的密封凸台1c与外皮2结合的过程中保持芯部1的密封凸台1c与外皮2之间的限定量的重叠部分，同时移除由于模具公差和材料收缩所导致的芯部与外皮之间的间隙（例如，即使产生间隙，也通过密封操作而移除间隙）。

在密封装置的描述中，根据本发明的实施方案的密封装置可包括滑动模具13和支撑元件14，所述滑动模具13水平安装以向前和向后移动，所述支撑元件14在滑动模具13的后侧支撑滑动模具13。特别地，如示例所示，支撑元件14可以是安装为支撑在安装槽12b中的滑动模具13的螺旋弹簧，在安装槽12b中滑动模具13可安装在滑动模具的后侧。此外，滑动模具13可通过弹簧14的力（换言之，即回复力）向前移动，以将外皮2附接至芯部1，同时移除芯部与外皮之间的间隙并保持密封状态。

滑动模具13可安装于第一模具11或安装于第二模具12中，图4和5的实施方案为如下的实施方案：其中在发泡过程中，滑动模具13可安装于第二模具12中，所述第二模具12为上模具（例如真空成型模具）。此外，滑动模具13可为在发泡空间的外部将外皮2附接至芯部1的模具，并可安装于发泡空间的外部。此外，滑动模具13可插入在第一模具11或第二模具12中所形成的安装槽12b中，并可组装为由弹簧14支撑，并且由于滑动模具13可在安装槽12b内水平向前移动以密封发泡空间的外端部，因此滑动模具13可包括多个沿发泡空间的圆周的分开的模具。

另外，多个弹簧14可沿着滑动模具13来安装，且多个固定元件15可沿着滑动模具来安装。弹簧可为具有下面的等式（1）中的弹簧常数K的弹簧。

K=S×A×P1÷D  (1)

在此处，S为安全系数，其为预设的值（例如2），且如图5所示，“A”表示滑动模具13与外皮12之间的接触面积。

此外，如图5所示，“P1”表示施加于发泡空间中的发泡压力，并可通过泡沫注射器测得。此外，“D”为基于材料的收缩、由于公差所导致的间隙的校正量，和重叠部分的预定量（例如0.3mm）的附接所需的预设距离，并且可设定必要的移动距离（滑动模具13待移动所述距离以满足重叠部分的预定量），同时校正材料的收缩和由于模具的公差所导致的间隙。

此外，本发明的密封装置可包括联接至滑动模具13的位置限制元件以限制滑动模具13的移动，并且解除对所述滑动模具的限制以允许滑动模具通过弹簧14的力而向前移动。所述位置限制元件可包括固定元件15和驱动装置，插入所述固定元件15并联接至滑动模具13的联接槽13a中；所述驱动装置对控制器的控制信号响应而被驱动以移动所述固定元件。

特别地，如图4和5所示，滑动模具13的联接槽13a可为三角形凹槽，其中所述三角形凹槽的后侧表面可为第一倾斜表面。此外，固定元件15可具有如下的结构：其中滑动并同时结合至在滑动模具13的联接槽13a中所形成的第一倾斜表面的第二倾斜表面在所述固定元件15的上部形成，并且固定元件15可形成为具有三角形截面。

驱动装置可为竖直移动固定元件15的驱动器，并可为圆柱装置，在所述圆柱装置中，由于圆柱装置由控制器（未显示）的控制信号驱动和控制，活塞杆16在圆柱体内水平操作。

固定元件15可联接至所述圆柱装置的活塞杆16，并安装于第一模具11的安装孔11c中，并且固定元件15通过圆柱装置可在安装孔11c内竖直移动。由于固定元件15通过倾斜表面而可滑动地联接至滑动模具13的联接槽13a，因此当固定元件15通过驱动装置（例如圆柱装置）竖直移动时，滑动模具13可向前和向后水平移动。换言之，滑动模具13的前/后位置可基于固定元件15的上/下位置而变化，并且当固定元件15向上移动时，滑动模具13可向后移动，从而利用固定元件15压缩弹簧14，同时固定元件15的倾斜表面和联接槽13a的倾斜表面滑动。

相反，当固定元件15向下移动至滑动模具13的联接槽13a中时，滑动模具13可通过弹簧14的回复力而向前移动。例如，当如在图4和5中的状态那样下降时，固定元件15可构造为解除对滑动模具13的限制而从图4的状态达到图5的状态，同时滑动模具13相对于固定元件15的倾斜表面而滑动，之后，滑动模具13可通过弹簧14的力而向前移动。

此外，为了基于固定元件15的向上/向下移动而改变滑动模具13的前/后位置，相对的倾斜表面可在滑动模具13的联接槽13a和固定元件15的后部形成，弹簧14相对于滑动模具13的向前/向后移动方向设置在其上。因此，当滑动模具13通过弹簧14的力而向前移动时，滑动模具13可将外皮2附接至芯部1，以密封发泡空间，如图5所示。因此，即使在如图4的状态中的模具结合之后材料收缩并由于模具公差而产生间隙，通过由于弹簧14而产生的滑动模具13的附接也可保持预期的重叠部分（例如密封凸台与外皮之间）的量。

此外，当滑动模具13安装于第二模具（例如真空成型模具）12中时，当第二模具12与第一模具11分离时，滑动模具13与固定元件15分离（例如固定元件彻底地从滑动模具的联接槽中退出），并且当滑动模具13设置于比图4的状态进一步向前移动的位置时，同时弹簧14支撑滑动模具13，当模具结合时，可将固定元件15插入联接槽13a中。

因此，在模具结合之前，滑动模具13可设置于比图4的状态进一步向前移动的位置，因此，在模具结合之后，可将固定元件15插入滑动模具13的联接槽13a中，如在图4中。之后，当固定元件15如在图5中那样下降时，滑动模具13可向前移动以允许外皮2附接至芯部1，从而密封发泡空间。

其后，在可注射发泡液体以形成泡沫之后，可通过驱动装置（例如圆柱装置）升高固定元件15以向后移动滑动模具13，并且当产品排出时模具可以打开。

此外，当在发泡过程中滑动模具13安装于第一模具11（其为下模具）中，在固定元件15竖直移动，同时固定元件15插入滑动模具13的联接槽13a时，滑动模具13可水平移动。

已参照本发明的示例性实施方案对本发明进行详细的描述。然而，本领域技术人员应当了解，在不偏离本发明的原则和精神下可对这些实施方案进行改变，本发明的范围在所附权利要求和它们的等同形式中限定。

Claims (10)

1.一种发泡注塑模具的密封装置，其包括：

第一模具，在所述第一模具中形成芯部；

第二模具，在所述第二模具中形成外皮，所述第二模具附接至所述第一模具以密封所述芯部与所述外皮之间的发泡空间；

滑动模具，所述滑动模具安装为在所述第一模具或所述第二模具中水平移动，并且通过支撑元件的回复力向前移动以将所述外皮附接至所述芯部，其中所述支撑元件安装为支撑所述滑动模具；以及

位置限制元件，所述位置限制元件联接至所述滑动模具以解除对所述滑动模具的限制，使得当发泡空间被密封，同时所述滑动模具的移动受限制时，所述滑动模具能够向前移动。

2.根据权利要求1所述的发泡注塑模具的密封装置，其中所述滑动模具安装为附接所述芯部的外部和所述外皮的外部。

3.根据权利要求1所述的发泡注塑模具的密封装置，其中所述支撑元件为弹簧。

4.根据权利要求1所述的发泡注塑模具的密封装置，其中所述支撑元件提供回复力以与从所述芯部和所述外皮突出的密封凸台重叠。

5.根据权利要求4所述的发泡注塑模具的密封装置，其中所述支撑元件为具有下面的等式E1中的弹簧常数K的弹簧：

E1:K=S×A×P1÷D

其中，S为安全系数，A为所述滑动模具与所述外皮之间的接触面积，P1为施加于所述发泡空间的发泡压力，并且D为满足重叠部分的预定量的必要移动距离。

6.根据权利要求1所述的发泡注塑模具的密封装置，其中所述位置限制元件包括：

固定元件，插入所述固定元件并联接至在所述滑动模具中形成的联接槽中，以解除对所述滑动模具的限制，从而使得所述滑动模具通过所述支撑元件的回复力而水平移动；以及

驱动装置，所述驱动装置构造为移动所述固定元件。

7.根据权利要求6所述的发泡注塑模具的密封装置，其中所述驱动装置为圆柱装置，在所述圆柱装置中，活塞杆联接至所述固定元件。

8.根据权利要求6所述的发泡注塑模具的密封装置，其中第一倾斜表面在所述联接槽中形成，联接至所述联接槽的所述第一倾斜表面的第二倾斜表面在所述固定元件中形成，以使所述滑动模具水平移动，同时当所述固定元件移动时所述两个倾斜表面相对于彼此滑动。

9.根据权利要求8所述的发泡注塑模具的密封装置，其中所述联接槽和所述固定元件的倾斜表面相对于所述滑动模具的水平移动方向在所述滑动模具的后侧形成。

10.根据权利要求9所述的发泡注塑模具的密封装置，其中所述滑动模具由弹簧支撑，所述弹簧位于所述第一模具或所述第二模具的安装槽的后侧。

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