CN106573400A - 在弹出时可停用的将插件定位和维持在模具中的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种插件定位维持系统(4)，用于将插件(3)定位和维持在模具(1)中以形成机动车辆的由塑料材料(MP)制成的部件(2)，其中所述部件(2)包括至少一个部分地被包覆成型的插件(3)，所述插件定位维持系统(4)包括至少一个用于将所述插件(3)维持在给定位置上的维持装置(5)，其特征在于：所述维持装置(5)包括插件接合部件(6)；所述插件接合部件(6)包括用于通过所述插件(3)在所述插件接合部件(6)的方向上的平移将所述插件锁定在所述维持装置(5)上的锁定装置(7)。

Description

在弹出时可停用的将插件定位和维持在模具中的系统
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的塑料部件的制造的技术领域，尤其是涉及用于机动车部件的插件的包覆成型领域。
更具体地，本发明涉及用于将插件定位并维持在模具中以进行插件的包覆成型的系统、包括该系统的模具，和使用该模具制造包覆成型部件的制造方法。
背景技术
在众多工业中，并且特别地在机动车工业中，制造和使用混合部件，这些混合部件包括金属插件和在该金属插件上包覆成型的塑料部分。在包覆成型时使用塑料插件也是已知的。
特别地，以混合部件的形式实现可以是大尺寸的构造元件，例如固定在机动车辆结构上、处于横向位置并位于发动机前方的技术前窗(法语face avant technique)。
以混合部件的形式来实现元件(例如前窗)成为一种允许满足对结构元件的性能的一般来说相反的要求(例如：轻便和机械强度、特别是抗冲击机械强度的要求)的解决方案。
以混合部件的形式来实现还允许提供使塑料部件实用化的解决方案。
例如，为了牢固地组装两个塑料部件，已知使用包括例如螺纹(螺杆和/或螺孔)的固定装置的插件(特别是金属插件)。
为了将插件整合在部件中，还已知，在部件模制之后但在布置插件并通过粘贴、铆接、镶嵌、螺固将其固定之前，通过一个或多个再加工(加工、钻孔、冲压等)操作来添加插件。
该固定方法是有限制性的，其原因在于：
-再加工操作的成本。事实上，该方法需要不同的工具、额外的设备、更长的制造时间和因此更长的周期，并意味着材料损失；
-卫生和健康原因，这是因为该方法会产生粉尘；
-机械强度，通过该方法来固定插件不适于所有功能(例如：拖带(法语remorquage)功能)。
另外，已知相对于模制的形状，在模制之后添加的元件具有在部件上精确定位的缺陷。
实际上，由于部件从模具中取出时没有插件，然后再置于搁架上以在部件上添加插件，所以缺失了“部件参考”。在X和Y上的侧向位置因此不精确，而螺纹轴线相对于部件的平面/表面的(角度)垂直性没有保证。
然而，插件在部件上的精确定位对于能够良好地与车辆对接是重要的。
发明内容
本发明的目的在于通过提供一种模具系统来弥补这些缺陷，其中所述模具系统允许将插件精确地定位并维持在该模具的空腔中，以形成包括至少一个至少部分被包覆成型的插件的机动车辆塑料部件，该系统包括至少一个用于将金属插件维持在给定的位置上的维持装置，在该系统中：
维持装置包括插件接合部件；
接合部件包括用于通过插件朝向接合部件的平移来将插件锁定在维持装置上的锁定装置。
根据本发明，所述锁定装置可以为螺纹，优选地为快速螺纹，例如四分之一圈螺纹。
根据一个实施例，该插件定位维持系统围绕所述插件接合部件包括密封元件，该密封元件适于在所述插件接合后围绕所述插件，所述密封元件由或材料构成。
本发明还涉及一种模具，用于形成机动车辆的由塑料材料制成的部件，其中所述部件包括至少一个部分地被包覆成型的插件。该模具包括至少一个根据本发明的插件定位维持系统。
根据本发明，所述插件定位维持系统可以包括分离装置，所述分离装置使得所述插件接合部件在所述插件的固定位置上不能旋转，而在所述插件的弹出位置上能够自由旋转。
根据一个实施例，所述插件接合部件能够自由地平移，以便能够跟随弹出所述插件的运动，直至锁止位置，在所述锁止位置上，所述插件接合部件变成能够自由地旋转，以释放所述插件。
根据另一个实施例，所述分离装置包括环，所述环与由所述插件接合部件承载的带有槽的锥协作，以阻止安放所述插件时所述插件接合部件的旋转，所述模具还包括弹出器，所述弹出器与所述环连接成使得在所述插件弹出时将所述环从所述带有槽的锥释放，并允许所述插件接合部件的旋转。
本发明还涉及一种如上所述的模具和插件构成的总成，其特征在于，所述插件接合部件构成适于与所述插件上相应的母元件或公元件协作的公元件或母元件。
所述插件接合部件可以包括与所述插件的螺纹协作的螺纹。
所述插件接合部件可以构成螺杆，而所述插件则可以包括与所述螺杆协作的螺孔。
相反，所述插件接合部件可以构成螺孔，而所述插件可以包括与所述螺孔协作的螺杆。
所述螺纹可以被配置为使得，在所述插件被接合和锁定在所述插件接合部件上之后，所述插件被紧压在所述维持装置上，构成密封性。
最后，本发明还涉及一种模制方法，用于模制机动车辆的塑料部件，该塑料部件包括至少一个部分包覆成型的插件，在该方法中，采用本发明的模具来实施以下步骤：
将插件插入模具中，并将插件接合在接合部件中；
通过在插件上朝着接合部件的方向施加压力而锁定插件和接合部件；
关闭模具，并通过注射塑料材料对插件进行包覆成型；
打开模具，并将承载包覆成型的插件的部件弹出。
附图说明
通过阅读示例性地而非限制性地给出的附图，本发明将会变得显而易见。在这些附图中：
图1示出了符合本发明的模具；
图2详细地示出了符合本发明的插件的定位和维持系统的一个示例；
图3示出了将插件布置和锁定在维持装置上的各个步骤；
图4示出了在最终部件的取出阶段相对于维持装置回撤插件的各个步骤。
具体实施方式
现在参考图1。符合本发明的模具1为用于形成由塑料材料MP制成的机动车辆部件2的模具，其中所述部件2包括至少一个插件3。插件3可以由任何材料(特别是金属材料或塑料材料)制成。
模具1特别地允许部分地包覆成型插件3。当插件的至少一个表面在包覆成型之后仍是可见的时，则称包覆成型为部分的：即在包覆成型时，该表面没有被塑料材料MP覆盖。
模具1包括凹模1A和凸模1B，其至少限定插件3的包覆成型室1C和/或限定模具1的腔部。
为了避免插件3在塑料材料MP的模制时移动，模具1包括至少一个用于将插件定位和维持在模具中的系统4。该定位和维持系统4在图2中详细示出。
作为本发明的主题，该定位和维持系统4包括至少一个维持装置5，该维持装置由凸模1B或凹模1A的内表面来承载，并用于将金属插件3维持在给定的位置上(图3)。
图3示出了插件3在维持装置上的布置和锁定。插件3由此被维持在固定位置上，并且可以关闭模具1，然后根据注射模制或压缩模制方法使用塑料材料MP。如图4所示，在模具1打开之后，包括被包覆成型的插件3的最终部件2被从模具1中弹出(éjecté)。
“固定位置”指的是插件在模具中精确的(对于插件和模具之间的每个部件)、可重复的(在两个部件之间偏差小)和可靠的(插件在模制期间不移动)的分度(indexage)。
事实上，因为插件3的螺纹必须非常精确地被定位在良好的位置以使得部件2能够用于车辆上，插件3的定位具有大(大于+/-0.5mm)的分度偏差是不可接受的。
根据本发明，维持装置5包括插件3的接合部件6。该部件6允许定位插件3而不因此锁定该接合。
如图1所示，该接合部件6在对接区域具有与待包覆成型的插件3互补的形状。由此，该接合部件6构成适于与插件3上相应的母(公)元件协作的公(母)元件。
接合部件6包括用于将插件3锁定在维持装置5上的锁定装置7，该锁定装置7允许通过插件3朝向接合部件6的简单平移(如图3b上的箭头所示)来锁定。换句话说，在插件3上施加一个大致垂直于模具1承载维持装置5的壁的较小的力就足以将插件3锁定在该部件5上。
锁定装置7可以是：
-螺纹系统(图2中的接合部件6的端部)，其用于包括螺纹孔或螺杆的插件；
-卡销系统；
-卡扣系统；
-用于金属插件的电磁系统。
这些不同的锁定装置包括停用该锁定的可能性。
在螺纹系统的情况下，锁定装置7是可停用的并优选地为可分离的：当接合部件处于用于接收插件3的位置时，接合部件6不能旋转；相反地，当接合部件处于用于弹出插件3的位置时，接合部件6可以自由旋转。该接合/分离功能由分离装置8实现。
根据一个实施例(未示出)，当弹出承载插件3的部件2时，被锁定装置7锁定的插件3至少牵引接合部件6。此牵引背离模具1承载维持装置5的表面，一直进行至锁止位置，在该锁止位置上，接合部件6变为可以自由地旋转，以释放插件3。
根据另一个实施例(在图2至图4中示出)，当弹出承载插件3的部件2时，弹出器11或承载所有模具弹出器的弹出板牵引元件10。对该元件的牵引使得接合部件6可以自由旋转。根据该实施例，分离装置8在一个示例中可以由带槽锥9构成，该带槽锥9固定在接合部件6的杆上并与环绕接合部件6的杆的环10协作，环10被安装成不能旋转但能自由平移。在安装插件3时，带槽锥9接合在环10中，从而阻止了带槽锥9的旋转(图2)，因此也阻止了接合部件6的杆的旋转。在弹出插件3时，环10(朝着带槽锥顶点的方向)回升，以释放带槽锥9。于是，接合部件6可以相对于模具旋转，因此也可以相对于包含插件3的部件旋转。实际上，由于在模制之后插件3被锁定在最终部件上而不能旋转，因此插件3无法解除旋转上的锁定，因为所述部件在其空腔中，故在弹出之前不能旋转。
优选地，环10连接到存在于模具中的弹出器11或弹出板，其用于在模制过程结束时弹出插件3。由此，当弹出器11回升以便弹出插件3时，它与环10同时回升，从而释放带槽锥9，因此也释放了接合部件6的旋转。
该系统允许具有这样的维持装置5，该维持装置始终处于能够接收插件3的位置。由此，由于无论螺纹轴线的(旋转)位置为何，插件总可以被接合和锁定在接合部件中，因此不需要使维持元件经历旋转(即角分度(indexage angulaire)或特殊的对齐)来使得这些维持元件保证其功能。
在卡销系统或者卡扣系统的情况下，锁定装置7也可以是可分离的。
在用于金属插件的电磁系统的情况下，锁定装置7例如可以通过切断电流来停用。
如图2、图3和图4所示，根据一个实施例，插件包括螺孔，而锁定装置7则为螺纹，其优选地位于接合部件6的端部。有利地，该螺纹是快速螺纹(filetage rapide)类型的并且其螺距较大。事实上，使用这种类型的螺纹，插件3在接合部件6上的简单压力就使得插件3枢转，并且螺固是通过在接合部件6上转四分之一圈来实现的。
这种承载没有被包覆成型的螺孔的插件3可以用作带螺纹的固定，其允许将另一个部件固定在承载该插件的部件上。这允许避免用于固定两个部件的钻孔、铆接或镶嵌操作。插件3的用于与锁定装置7的螺纹协作的螺纹可以与用于将另一部件固定在承载插件3的部件上的螺纹是同一螺纹。根据另一个实施例，插件3的用于与锁定装置7的螺纹协作的螺纹与用于将另一部件固定在承载插件的部件上的螺纹是不同的。
接合部件6由此构成由维持装置5承载的螺杆。
根据一个实施例(未在附图中示出)，插件3包括四分之一圈螺杆，而锁定装置7则为四分之一圈螺纹。接合部件6由此构成由维持装置5承载的螺孔。
优选地，螺纹被配置为使得在插件3被接合和锁定在接合部件6上之后，插件3被紧压在维持装置5上，由此形成密封性。事实上，所述两个螺纹，即一个在接合部件6上的螺纹，另一个在插件3上的螺纹，一方面允许将插件维持在给定的位置上而不需要进行旋转，另一方面则允许实现插件3在维持装置5上的紧固(拉伸)，这允许实现密封性，由此避免包覆成型的塑料材料MP进入到插件3的螺纹中。插件3的螺纹因此可以完美地实现其作为固定部件的功能，即将元件固定在承载该插件的部件上的功能。
为了进一步改善密封性，并且根据一个特别的实施例，插件定位和维持系统4围绕接合部件6包括密封元件12，该密封元件适于在插件3接合后围绕插件3。优选地，该密封元件12包括由或材料构成的元件。
有利地，插件定位和维持系统4可以沿着接合部件6包括环13、14以避免摩擦。这两个环可以由青铜或石墨制成。
有利地，插件定位和维持系统4可以在其基部包括滚针轴承15，以保证接合部件6的旋转，并因此抵消力。
本发明还涉及一种模制方法，用于模制机动车辆的塑料部件2，该塑料部件包括至少一个部分包覆成型的插件3，在该方法中，采用本发明的模具1来实施以下步骤：
-将插件3插入模具1中，并将插件3接合在接合部件6中；
-通过在插件3上朝着接合部件6的方向施加压力而锁定插件3和接合部件6；
-关闭模具1，并通过注射塑料材料MP对插件3进行包覆成型；
-打开模具2，并将承载包覆成型的插件3的部件2弹出。

Claims (13)

1.一种插件定位维持系统(4)，用于将插件(3)定位和维持在模具(1)中以形成机动车辆的由塑料材料(MP)制成的部件(2)，其中所述部件(2)包括至少一个部分地被包覆成型的插件(3)，所述插件定位维持系统(4)包括至少一个用于将所述插件(3)维持在给定位置上的维持装置(5)，其特征在于：
所述维持装置(5)包括插件接合部件(6)；
所述插件接合部件(6)包括锁定装置(7)，所述锁定装置(7)用于通过所述插件(3)朝向所述插件接合部件(6)的平移将所述插件锁定在所述维持装置(5)上。
2.如权利要求1所述的插件定位维持系统，其特征在于，所述锁定装置(7)为螺纹，优选地为快速螺纹，例如四分之一圈螺纹。
3.如上述权利要求中任一项所述的插件定位维持系统，其特征在于，该插件定位维持系统围绕所述插件接合部件(6)包括密封元件(12)，该密封元件适于在所述插件(3)接合后围绕所述插件(3)，所述密封元件(12)由或材料构成。
4.一种模具(1)，用于形成机动车辆的由塑料材料(MP)制成的部件(2)，其中所述部件包括至少一个部分地被包覆成型的插件(3)，其特征在于，该模具(1)包括至少一个符合上述权利要求中任一项所述的插件定位维持系统(4)。
5.如权利要求4所述的模具(1)，其特征在于，所述插件定位维持系统(4)包括分离装置(8)，所述分离装置(8)使得所述插件接合部件(6)在所述插件(3)的固定位置上不能旋转，而在所述插件(3)的弹出位置上能够自由旋转。
6.如权利要求5所述的模具(1)，其特征在于，所述插件接合部件(6)能够自由地平移，以便能够跟随弹出所述插件(3)的运动，直至锁止位置，在所述锁止位置上，所述插件接合部件(6)变成能够自由地旋转，以释放所述插件(3)。
7.如权利要求5所述的模具(1)，其特征在于，所述分离装置(8)包括环(10)，所述环(10)与由所述插件接合部件(6)承载的带有槽的锥(9)协作，以阻止安放所述插件(3)时所述插件接合部件(6)的旋转，所述模具还包括弹出器(11)，所述弹出器(11)与所述环(10)连接成使得在所述插件(3)弹出时将所述环(10)从所述带有槽的锥(9)释放，并允许所述插件接合部件(6)的旋转。
8.一种如权利要求4至7中任一项所述的模具(1)和插件(3)构成的总成，其特征在于，所述插件接合部件(6)构成适于与所述插件(3)上相应的母元件或公元件协作的公元件或母元件。
9.如权利要求8所述的总成，其特征在于，所述插件接合部件(6)包括与所述插件(3)的螺纹协作的螺纹。
10.如权利要求8所述的总成，其特征在于，所述插件接合部件(6)构成螺杆，而所述插件(3)则包括与所述螺杆协作的螺孔。
11.如权利要求8所述的总成，其特征在于，所述插件接合部件(6)构成螺孔，而所述插件(3)包括与所述螺孔协作的螺杆。
12.如权利要求9至11中任一项所述的总成，其特征在于，所述螺纹被配置为使得，在所述插件(3)被接合和锁定在所述插件接合部件(6)上之后，所述插件(3)被紧压在所述维持装置(5)上，构成密封性。
13.一种模制方法，用于模制机动车辆的塑料部件(2)，该塑料部件包括至少一个部分包覆成型的插件(3)，在该方法中，采用权利要求4至7之一所述的模具(1)来实施以下步骤：
将插件(3)插入模具(1)中，并将插件(3)接合在接合部件(6)中；
通过在插件(3)上朝着接合部件(6)的方向施加压力而锁定插件(3)和接合部件(6)；
关闭模具(1)，并通过注射塑料材料(MP)对插件(3)进行包覆成型；
打开模具(1)，并将承载包覆成型的插件(3)的部件(2)弹出。
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