CN1066094C - 对挤压在物件上的型材进行后期成型的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
对汽车用安装门窗玻璃的挤压型材部分(1)的头尾之间的连接部进行成型的方法，此型材部分(1)是由象挤压的热塑性弹性材料这样的可硬化的塑性材料构成，它包括条(2)，而条上有下部掏沟的凹槽，利用能转动而没有与连接部垂直滑动的滚轴(18)对此给定区域进行成型。
Description
本发明涉及的是对由一种聚合物构成的挤压型材的头和尾之间的过渡区域进行后期成型的方法，此过程产生一个封闭的框，贴敷在物体的表面上，此框有一个凹槽。在这一过程中，把与型材所需要的横切面相应的阳模绕枢轴转动地朝型材下降。另外，本发明还涉及到实现这一过程的一种适当装置。
用一个框形状的密封型材来装备各种类型的物体，这已众所周知，此处的型材是由聚合物，尤其是由弹性材料组成的，通过把可挤压材料的型材件直接挤压在该物体上。特别是对于汽车的车窗玻璃，这种加工过程已被广泛使用。为此，在实施这一过程时，不论使用了发生聚合或交连成网的可挤压系统，例如，湿度硬化聚氨脂系统，还是使用了热塑弹性物质系统。例如，在欧洲专利证书EP-A-0 421 833和EP-A-0 524 092中对这类加工过程已做详细说明。
当通过挤压把一个自身封闭的型材框贴敷在一个物件上时，就需要对挤压型材条的头和尾之间的结合部进行后期成型，因为不可避免地产生粘性材料的堆积而造成一个或多或少不确定的形状。人们已经知道多种成型的过程和装置来对于这种未确定的过渡区域进行后期成型。
根据从DE 40 25 166 A1中了解到的一种过程，在此过程中，通过挤压把一个聚氨脂型材条贴敷在一个表面上，让此挤压条硬化，把过渡部位的一部分型材条除去，然后，把一个已经硬化的型材条的相应部分粘接在这个部位上。
按照从EP-A-524 060得知的另外一个过程，在型材条硬化后，也可用机械设备把型材的一部分除去。然后，把一个校准的模具放在此处，而此模具覆盖了框形型材的两个相邻端，然后把硬化相对快速的聚合物注入模具，让其硬化，来补全此型材框。
另外，人们也知道如何在聚合物硬化前的挤压过程中，使用挤压成型工具来使过渡区的型材框进行后期成型。从EP-B-421 833中已知的一种工具包含有一个下部平台(plateau)。在此平台中安排了一个模压腔，这个腔可以是一个或两个零件。上部挤压平台朝下模平台下降，在这里形成型材。
这种形式的过程已经是很熟悉的，并在DE 90 115 73 U1中进行了描述，它用于型材条的后期成型，这种型材条由基于聚胺脂的反应系统构成，被挤压在汽车玻璃上。在这一过程中，阴模是由一个装有两个颊板的装置构成，它在装有型材条的汽车玻璃外围部分的上方，从外部导向开口位置。这两个颊板的枢轴轴线被设置在物件外面。把与型材条相连的汽车玻璃表面放在一个颊板的相应凹槽中，在这种阴模装置定位以后，使条成型的另一个颊板绕枢轴做枢轴摇摆并被压在此型材条上。
在这种情况下，即型材条具有一个带有下部掏沟的凹槽，上述提到的用于硬化前后期成型的过程是不适合的。当槽壁在一侧被切成凹沟而槽壁又闭合时，情况也是一样的。正如在文献EP-B-258 128中那样，当想要把汽车玻璃可换向地固定到车身的窗洞中时，这两种装置是常用的。在这种情况下，不用上胶仅仅借助于连有的胶粘剂的型材槽的形状，定位胶粘剂和型材框之间的扣住就形成了。但同样的是，如果用传统的阳模来形成槽，在硬化前不通过明显的型材形变，就不可能把阳模取出。
本发明的任务是设计一种方法，来对一个挤压在一个物体上的框的过渡区进行后期成型，这种方法在各种不同的情况下均可使用，同时也适用于带有下部掏沟或锚固凹沟的型材部分的后期成型。
本发明方法的特点在于：滚轴(rouleau)形上部压制件的柱形表面中安排了一个模子，把此压制件送到过渡区的上方，通过绕圆柱体轴线的转动和平行于物件表面以及垂直于型材条方向的平移运动对其进行成型。更可取的是，转动和平移运动被联合在一起，这样使得压制件在型材条上滚动自身的表面，而不会相对于条滑动。
更普遍的是，本发明的问题在于找到一种方法，使附着在物件表面上的塑性材料成型，以便得到一个带有直线形槽的条，而此槽又有下部掏沟或锚固凹沟。
本发明的方法的特征在于：向材料中引入一种型材阳模，然后再取出来，型材阳模的截面局部比槽窄，对此模加以转动和垂直槽方向的平移运动，在这里第一运动最好是朝着物件表面的平移运动，伴随接着的是一个转动运动以及同时与此表面平行的平移运动。
在一种变型中，第二个转动运动以及与表面平行的平移运动以这样一种方式相互调节，即使得阳模运动发生而不会在槽的底部滑动。
有利的是，此阳模构成了圆柱形滚轴的一部分，而此滚轴能滚动而不相对于物件表面滑动。
当把此成型过程用于挤压成环形的槽的条的头和尾之间的过渡区上时，按照本发明的成型过程，能使过渡区的多余材料有选择地在已确定的方向上移动，也就是说，在圆柱体滚轴前进的方向上移动，而此圆柱体滚轴支撑着型材阳模。不论剩余材料的量如何，都可以不受阻碍地扩散开。另一方面，滚轴的转动使变形发生得很早，也就是说，在这一瞬间，成型本身还没完成。这种成型和同步的变形能得到特殊的附加效应。由于阳模的形状和运动的结果，滚轴连同其阳模一起转动，第一次使包含有下部掏沟的型材的后期成型成为可能。阳模的穿透是逐渐进行的，它的侧向移动以及其转动是通过使槽成型来结束的，而它从槽中的取出却不改变刚刚形成的形状，特别是下部掏沟的和(/或)相应的锚固凹沟不会被损伤，更不用说被破坏了。
支撑阳模的滚轴的运动可以根据应该后期成型的型材条的形状而变化。例如对于某些型材来说，可以通过单纯的滚动把此滚轴送到要进行型材加工的条的上方，也就是说，通过这样一种在需后期成型的物质表面和与其接触的滚轴表面之间没有任何相对滑动的移动。然而，在下部掏沟后期成型的某一定时刻，可能需要相互独立的调节滚轴的转动速度和线性前进速度。尤其是为了防止滚轴，主要是阳模的凸出部造成凹陷和下部掏沟时引起的型材的不希望的形变，在后期成型的第二阶段，施加一种提高了的转速可能是适当的。
按照本发明的这种过程，可用于各种聚合物系统的后期成型。如果型材条是由反应系统所挤压的，这就清楚地表明，后期成型必须在挤压后立即进行，也就是在挤压条因聚合作用反应而开始硬化之前进行。这样的情况例如，湿度硬化聚胺脂系统今天已被广泛应用，或是两个组元的聚胺脂系统中。相反，当型材条是由热塑聚合物所挤压成的时候，后期成型就不需要在挤压后立即进行；在以后任何时间内同样可很好的进行。在这种情况下，只要注意对要成型物质进行适当的再加热使材料恢复塑性状态就行了。
如同使用已知的后期成型工具一样，必须选择适合的材料做滚轴或以适当的物质对此工具表面进行涂层，以防止阴模表面和要后期成型的聚合物物质之间的粘合。防粘合层是已知的，将根据要挤压的型材的每一种具体情况中使用的聚合物而选择。
环形型材条将被挤压在其上的物件的组成材料，或物件自身的形状其实是不重要的。例如，这可能涉及到门窗玻璃的问题，尤其是涉及到汽车玻璃，正是向此玻璃上可通过挤压而加上一个弹性材料的密封框，在此密封框中的连接件(joint)能起其他作用，例如，使玻璃在窗口中定中心。无论汽车玻璃板是普通玻璃的还是透明塑料材料构成的，或者是否它覆盖了透明涂层还是不透明涂层，是薄的涂层或塑料薄膜，这都不是重要的。同样，可以给一个环形型材条配备不管什么物体，这里的条也有保证密封以外的其它作用。
本发明的其他特征，优点及细节会在权利要求和各种实施例的描述中表现出来，这些实施例由附图来描述，其中：
图1以示意图的方式表示出通过挤压过程而加在玻璃板上型材框的过渡区，
图2以简图方式表示出对图1所示的型材进行后期加工的相继阶段，
图3是以简图方式表示出具有另一个型材截面的型材框的各相继阶段，
图4以侧视图表示出实现这一过程的装置，以及
图5以剖面图表示出实现这一过程的另一装置。
结合象汽车玻璃这样的意在用胶合方法安装的玻璃板的原有设备，下面将介绍根据本发明的方法。图1是剖面图表示出这种类型的玻璃板1，在它的边上装有周边型材2。周边型材2是由可挤压的弹性材料组成，用压制头相对于车玻璃的相对运动而挤压到玻璃表面上，尤其是在车玻璃表面预处理以后由机器人在玻璃边缘进行的。
型材条2基本呈U型截面，它有基底3和两个侧壁4和5。侧壁4和5的相互对着的内表面与基底一起形成凹槽6，槽6向下的方向是加宽的。在利用胶合来安装玻璃板时，胶合的条带被挤进此凹槽6中。通过选择适当的型材条2和(/或)胶合条的材料，可以以下述粘合方式避免两种材料之间的粘合粘结，即玻璃板和胶合条之间的连接仅仅是或至少是用胶合条机械地锚定在有下部掏沟的槽6中。当后来以任何什么原因要把玻璃板拆卸时，就会由此得到巨大好处，因为通过在玻璃板上简单地施加压力，型材条2的弹性可变型侧壁4和5会发生变形并从硬化的安装粘合剂物质上脱离下来，就可取下车玻璃。
可以理解，框形型材条2必须包含一个从头到尾的凹槽，以便于很好地通过胶合对这类玻璃板进行安装。然而在型材2的过渡区中通过挤压制造连续的通道6是不可能的，也就是说，在挤压型材的开始段9和结束段10的位置上挤压成连续通道是不可能的。实际上，当挤压模到位或提起时，在这些位置形成不规则的和变形的过渡区11，这些区域必须通过附加操作阶段进行后期成型。
图2详细地表示出对车玻璃1的表面上的这种过渡区11进行后期成型的过程，玻璃表面上的型材条带的横截面如图1所示。为了实现这一过程，需要一个下部阴模14和一个上部阴模18。下部阴模14包含一个支撑面15以支撑玻璃板1以及一个与前者垂直的侧面16，用做车玻璃侧面的支撑面。此外，侧面16的上端处有一个锋利的尖脊17，带有切割刃的形状，其功能下面将解释。在下部阴模14上，把玻璃板1安放对准过渡区，并把它推向这个阴模的侧面16。超出于玻璃板边沿以外的那部分聚合物物质侧向地受到限制，以便聚合物的条11结束处跟玻璃板的侧边面相对齐。
上部压制元件18是由转动安装的滚轴组成，其压制面本身的形状为一段圆柱，在其侧面上安置了压制结构。此工具的转动轴与圆柱段的轴线相应。承载压制元件18的轴示意图中未给出，是这样安装的，以便它能进行与其自身平行的平移运动，也就是说，保持与车玻璃边缘平行。
在图2中可以看到细节，严格意义上的阴模结构是在侧面中设置一个腔19、腔20和燕尾型的阳模21组成，腔19在转动时形成了型材的侧肋5，腔20形成了侧肋4的侧部和顶部，而燕尾形阳模21在压制机件滚过时形成了型材的凹槽6。腔19、腔20和阳模21的精确形状取决于在每种情况下所希望的型材条的横截面，而其构造必须逐步确定。
图2表示了滚动压制的各个相继阶段A到F，这是由上述工具来实现的。当车玻璃1被放在下部阴模14中(阶段B)时，上部压制机件18就处于玻璃板1上部的位置，使得由上部压制机件的柱状外表面22以及腔19的侧面所形成的锋利尖脊(切割刃)正好位于型材条侧壁5的周边的上面。在此位置，此上部压制工具下降，直到锋利尖脊23几乎碰到玻璃的表面。在阶段C中，多余的聚合物物质被从过渡区11，从朝向玻璃板的表面的一侧被推走，而且被侧向推。如此所形成的剩下的条带26后来在变硬后容易从玻璃表面上除去。另一方面，当上部压制机件18进入深处时，燕尾形阳模21穿入进入聚合物物质并开始形成凹槽6。一旦锋利尖脊23到达其稍高于或直接到达玻璃表面上的最后位置，上部压制机件18就开始沿箭头G所指的方向转动并沿箭头H所指方向的同时平移。
上部压制机件18的转动和平移继续进行，以便接续阶段D的运动是由纯滚动组成的。在这一阶段，形成腔20的阴模表面也接近锋利尖脊17，这些尖脊切断被向外推进的过量的聚合物物质。然后，阴模18的滚动又简短地继续一点儿，这把腔壁4的材料向上拉一点儿，由于转动和移动的结果，当阳模21转动并上升时，此处材料就变薄。在这一运动中，它不妨害壁4进行下部掏沟。这种滚动继续进行直到接近阳模21顶部形成的尖脊24能被转动向上拉起，而不使侧壁5的内表面变形。这一时刻与阶段E相对应。现在压制机件的平移运动停止，而转动运动却继续(阶段F)直到阳模21因转动而完全从凹槽6中退出。这时在形成腔20的表面25和过量聚合物物质28之间发生的滑动不会对型材造成损伤。在阶段F的结尾，压制机件18抬起。后期成型完成，而玻璃板1从下部阴模中退出。本发明的这一过程的特征在于：把在其柱状表面中安排有阴模的滚轴形上部压制机件送到过渡区的上方，而此过渡区就是要通过绕圆柱的轴的转动以及平行于物件表面同时又垂直于型材条方向的移动来进行后期成型的。转动和平移运动最好能结合起来，以便压制机件能使其表面在型材条上滚动而相对于它没有滑动。
这一过程也能形成这样一种U形截面的型材，这种型材的一个侧壁在凹槽的侧边上安排有突出的锚定凹沟。这一实施例子在图3中重新被表示出，用后期成型的几个相继的阶段表示出来。在这种情况下，目的是要用模制造一个型材30，在后期成型的最后，即阶段F，此型材30是由基底31、内侧壁32、外侧壁34和唇形件35组成的，其中内侧壁32在槽的一侧有锚定凹沟33，而唇形件35从玻璃的周边表面侧向突出，在把玻璃板安装进汽车车身中的过程中或安装后，作为密封和对中心的唇形件。
下部阴模38的组成如上述例子所示。上压制机件40本身也基本上和前面例子所描述的那样制作和安装。但是，与前面的例子的不同朝外部限定唇形件35的切割刃42被安设在转动安装的上部压制机件的上面。
各个阶段的滚动基本上是与上面所讲的类似。在阶段a)玻璃板50位于下部阴模的上方，玻璃板上有聚合物物质形成过渡区51，同时此工具下降到玻璃板上。在下降结束时，在阶段b)压制机件开始按箭头R和T所指的方向滚动。这种滚动就借助于阳模43的相应齿部在壁32的内侧形成凹沟33。圆柱体的这种包含有转动R和平移T的滚动继续进行而能在后来的c、d和e阶段同时保持这两个运动分量。在凹沟33成型以后，此平移运动就保证阳模43从壁处离开而凹沟33却不会因圆柱体40的转动而变形。在阶段d和e，阳模43从型材的凹槽中退出。同时，外壁34被模制成，切割刃42切去多余的聚合物物质，而唇形件具有明显的边缘。在阶段f，阳模被提高。玻璃板50带着它后期成型的过渡区可以从下部阴模中取出。
在本发明的方法和设备出现以前，那时是把环形的条挤压在物件的表面上，这种条包含有下部掏沟的一个凹槽(这种表示方法也包括图3的凹沟)，不可能使凹槽免受挤压物的头和尾之间连接区处的中断。本发明第一次使一种汽车玻璃样子的物件成为可能，这种汽车玻璃具有挤压在其表面上的条，这里这种条又有一个下部掏沟的连续的凹槽。
图4中表示了能实现这一过程的机器，以及其主要特征。一方面，在机器的底板55上垂直可移动地安装有一个框56。框56通过杆和滚珠环(tiges et bague a billes)系统而安装得能滑动。液压制动装置59由杠(barre)60与框56连在一起，用来做为竖直运动的阻尼。竖直运动受螺旋升降机62的控制，通过活塞杠63把升起运动传给框架56。
此外，靠着框架56安装有一个承载着阴模65下部的平板66，它绕枢轴67转动。此平板66的转动是由螺旋升降机68来完成的，而此螺旋升降机的一端通过枢轴的支承69固定在机器框架55上，而另一端由支承70固定在平板66上。
在垂直可移动的框56上安装了水平引导轴72，可移动的小车74滑动地安装在此轴上。小车74的水平运动的阻尼和制动是由液压制动76来保证的，它通过活塞杆77作用在小车74上。此外，齿板(cremaillere)79固定在支架56上，其齿尖向上。靠着支架56可动地安装了第二个齿板79，其齿尖向下。齿板80由螺旋升降机82启动，螺旋升降机的活塞杆83与齿板80相连。
在两个齿板79和80之间，有一个水平轴85安装在小车74上。一方面，在此轴85上固定了上压制机件86本身，另一方面，还安装了一个带齿的轮。这个带齿的轮既与下齿板啮合，也与上齿板80啮合。当上齿板80由于螺旋升降机82的作用而移动时，上压制元件86就进行所希望的滚动。
和在图2的例子中描述过的一样，当平移运动和转动运动必须互相独立进行时，按图5的启发，下部齿板也必须安装成可移动的，而且有其自身的驱动装置。在这种情况下，齿板79也与固定在支架56上的螺旋升降机89的活塞杆相连。通过对此二齿板79和80水平运动的控制，现在可以以任何方式既可进行纯平移运动，又可进行转动运动，此外也可进行所希望的二者的组合运动。
为了进行这种后期成型，把玻璃板50放在下部阴模65上并使其到位。通过没有画出的机械控制，此支架56在螺旋升降机62的作用下而下降，直到此工具86几乎碰到玻璃板50的表面。然后，由螺旋升降机82的作用来实现工具86的模压滚动，如有必要，由螺旋升降机89的作用来实现。在完成模制时，由螺旋升降机62的作用而把支架56抬起。然后，金属板66在螺旋升降机68的控制下而向下倾倒，向外远离玻璃板。玻璃板50和后期成型的型材30可能与阴模65稍微地粘连，它两个也从阴模65上脱离开。容易把玻璃板50取出。此外，阴模65可装有加热和冷却装置，按照所使用的挤压物的材料，这种装置可用冷却而加速硬化或用加热使聚合物加速反应。
刚才是在这样一种情况下来描述这种工艺的：使带有一个过渡区的型材条后期成型，而一种可硬化的塑性材料挤压物的头和尾就在此过渡区。这种工艺可使用在其他情况下：只要想在这样的材料中产生一个直线型槽，而这槽又带有下部掏沟以及(/或者)当这个槽包含有锚定凹沟时。
Claims (15)
1．对安置在物件(1)的表面上的可硬化塑性材料进行成型的方法，目的是在那里产生一个带有下部掏沟和/或带有锚固凹沟的槽(6)，所述方法的特征在于：把局部截面比凹槽(6)窄的型材阳模(21，43)引入材料中，然后再从其中取出；使所述模产生转动(R)以及与槽的方向垂直的平移运动(T)。
2．按照权利要求1所述的成型方法，其特征在于：第一运动是朝着物体(1)的表面的平移运动；接着的是一个转动运动(R)以及与表面平行的同步平移运动(T)。
3．按照权利要求2所述的成型方法，其特征在于：第二的转动运动(R)以及与表面平行的平移运动(T)彼此被以这样的方式调节，使得阳模(21，43)产生运动而没有沿着凹槽(6)底部的滑动。
4．按照权利要求3所述的成型方法，其特征在于：阳模构成了圆柱形滚轴的一部分，所述滚轴滚动而没有相对于物体(1)的表面的滑动。
5．按照权利要求3所述的成型方法，其特征在于：在物体(1)表面上的塑性材料是环形条(2)的头和尾之间的连接区，它本身有一个下部掏沟的或是有一个锚定凹沟的凹槽(6)。
6．实施按照权利要求1所述的方法的成型装置，它具有一个下部的阴模(14；38，65)和一个上部压制机件，将上部压制机件相对于下部的阴模(14；38，65)是移动的，所述成型装置的特征在于：上部压制机件(18；40；86)由圆柱形的表面组成，所述圆柱形表面在沿一根母线取向的圆柱体的侧表面上包括有燕尾形阳模(21，43)，绕圆柱体的轴安装转动的压制机件，以可沿自身平行移动的方式安装转轴，还具有将所述阳模(21，43)引入材料中然后再从其中取出的装置。
7．按照权利要求6所述的装置，其特征在于：下部阴模(14)或上部压制机件都安装有切割刃(17；42)，在成型结束时把多余的塑性材料切去。
8．按照权利要求6所述的装置，其特征在于：上部压制机件固定在转动安装的轴(85)上，在所述轴上又安装了一个带齿的轮(87)，所述轮既与下部齿板(79)相啮合，又与上部齿板(80)相啮合。
9．按照权利要求7所述的装置，其特征在于：上部压制机件固定在转动安装的轴(85)上，在所述轴上又安装了一个带齿的轮(87)，所述轮既与下部齿板(79)相啮合，又与上部齿板(80)相啮合。
10．按照权利要求8所述的装置，其特征在于：所述带有上部压制机件的装置靠着一个齿板(79)而固定，而另一个齿板(80)却可做侧向移动。
11．按照权利要求9所述的装置，其特征在于：所述带有上部压制机件的装置靠着一个齿板(79)而固定，而另一个齿板(80)却可做侧向移动。
12．按照权利要求8所述的装置，其特征在于：这两个齿板(79，80)可移动地安装在其纵向里，而且每一个都可由一个驱动部件(82，89)而移动。
13．按照权利要求9所述的装置，其特征在于：这两个齿板(79，80)可移动地安装在其纵向里，而且每一个都可由一个驱动部件(82，89)而移动。
14．按照权利要求6到13中的一项所述的装置，其特征在于：下部阴模(65)安置在一个以倾斜方式安装的平板(66)上，为了使成型后的平板(66)倾斜，还准备了一个铰接在平板(66)上的螺旋升降机(68)。
15．按照权利要求1至5任意一项所述方法制造的用于车辆玻璃的具有挤压在其表面上的环形条的物件，其特征在于：所述条具有一个带下部掏沟的连续凹槽。
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