CN1067637C - 车辆保险杠制造方法 - Google Patents

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Abstract

制造机动车保险杠的方法，利用经模具浇口将构成外层的材料注入保险杠成型腔的第一步，及将构成芯的材料注入的第二步，由此允许构成芯的材料流入存在于该浇口和腔中的构成外层的材料内，允许构成外层和芯的材料流入该腔。在模具中，保险杠的成型腔的安装部分成型区域的体积被设置成，使得安装在车身上并从车身中部横向伸出的保险杠的至少是安装部分的厚度t1可大于除安装部分外的保险杠主体部分的厚度，该浇口开在安装部分成型区域内，这样，构成外层的材料可在整个腔内大致均匀流动，由此提高了构成芯的材料的填充速度。

Description

车辆保险杠制造方法
本发明涉及一种用于车辆保险杠制造的方法，特别是用于车辆保险杠制造方法上的改进，它用合成树酯制造，并具有包括一芯和覆盖该芯的外层的叠层结构，该方法包括一个经模具的浇口将构成外层的材料注入保险杠成型腔的第一步骤，及将构成芯的材料注入到存在于浇口和腔内构成外层的材料内的第二步骤，其间允许构成外层和芯的材料在该腔内流动。
在这种常规保险杠中，厚度被设置得相对薄并在整体上大致均匀，以及从车身中部横向伸出的为在车身上安装的安装部分构成保险杠前部和上部的后边缘，在这种情况中，浇口开在模具上保险杠成型腔的安装部分成型区域中。
在制造保险杠的方法中，当构成外层的材料在该腔中流动时，构成芯的材料被允许流入构成外层的材料内。然而，在流动方向上构成外层材料的前部分触到该腔的终端而停止流动后，使构成芯的材料在流动方向上流到构成外层的材料的前部是困难的。
在上述情况下使用模具制造保险杠过程中，当构成外层的材料被注入该腔时，在该腔纵向上(在车身的横向上)将材料散布到安装部分形成区域能力由于该安装部分形成区域的小的体积(即狭窄)而降低，因此，与构成外层的材料达到邻近安装部分形成区域该腔中间端区域而停止流动需要的时间相比，构成外层的材料达到远离安装部分形成区域的纵向相对端区域而停止流动所需的时间明显地长。结果是，在中间端区域上，构成芯的材料不能流到构成外层的材料中，因此不能制造整体上为叠层结构的保险杠。
由此，本发明的目的是提供一种上述类型的制造方法，其中可提高在该腔的纵向上在该腔的安装部分形成区域内散布材料的能力，由此制造有叠层结构的保险杠。
为了实现上述目的，根据本发明，提供一种制造机动车的保险杠的方法，它由合成树酯制造，并有包括一个芯和一个包覆该芯的外层的叠层结构，该方法包括：经金属模具的浇口将构成外层的材料注入保险杠成型腔的第一步；及注入构成芯的材料的第二步，由此允许构成芯的材料注入在浇口和该腔内存在的构成外层的材料内，同时允许构成外层和芯的材料流入该腔；其特征在于：所述金属模具设计成，所述浇口通向保险杠成型腔的安装部分成型区域，以形成保险杠的安装在车身上并从车身上部上横向伸出的安装部分，该安装部分的厚度大于除安装部分外的保险杠主体的厚度，从而提高了上述区域内的沿所述腔纵向的材料分布能力；在第二步中构成芯的材料的注入速度比在第一步中构成外层的材料的注入速度高。
当金属模具按上述方式构造时，构成外层的材料流入该安装部分形成区域的阻力被减小，导致在该腔纵向上该材料向这一区域内散布能力的提高，同时使得构成外层的材料到达邻近安装部分形成区域的该腔中间端区域而停止流动与到达远离该安装部分形成区域的纵向相对端区域而停止流动之间的时间差减小。这样，能使构成外层的材料基本均匀地流入中间端区域和纵向相对端区域。此外，由于在第二步中的构成芯的材料M2的注入速度Ve被设置得比第一步中构成外层的材料M1的注入速度Va和Vb高，能够使构成芯的材料M2在流动方向上的前面部分流入构成外层的材料在流动方向上的前面部分内。因此制成在整体上有叠层结构的高质量保险杠。
本发明的上述和其它目的、特征和优点将通过参照附图对下述实施例的描述变得清楚。
图1是一保险杠的透视图；
图2是图1的横剖面视图；
图3是一注塑模制设备的垂直剖面视图；
图4是描述第一步骤的视图；
图5是描述第二步骤的视图；
图6是描述第三步骤的视图；
图7是在本发明实施例中描述注入时间和注入速度关系的曲线图；及
图8是沿在图3中线8-8的剖面视图，描述了构成外层的材料的流动。
现以参照附图的优选实施例方式描述本发明。
参照图1，保险杠3用合成树脂制造并有叠层结构，它安装在机动车辆1的车身2的前部，如图2所示，该叠层结构包括一个芯4和一个覆盖该芯4的外层5。该保险3有一个板状部分3a，用于安装在车身2上，并从车身的中间部分A横向延伸。这个安装部分3a占该保险杠3的前上部分的后边缘大体上三分之一，并具有比除该安装部分3a外的保险杠主体部分3b的壁厚t2大的壁厚t1，例如式子t1≥1.5t2用来确定两壁厚t1和t2。
该安装部分3a通过一列紧固件 b安装在钢梁 a的一端，钢梁 a的另一端安装在车身2上。这样，增加安装部分3a的壁厚t1对增加保险杠3的安装强度是有效的。
该芯4用粉碎回收的保险杠所得的材料作为主材料制成，上述回收的保险杠用由乙烯丙烯橡胶(EPR)改性的聚丙烯(PP)制成，并在表面上有热固合成树脂。外层5用由乙烯丙烯橡胶改性的聚丙烯作为主材料制成。
参见图3，一注塑模制设备6用于制备保险杠3，包括一个带有用于注入构成外层的材料的螺杆7的第一注射装置8，一个带有用于注入构成芯的材料的螺杆的第二注射装置10，一个连接两注射装置10和8的注嘴11，一个与注嘴11连接的热流道块12，及一个可拆卸地安装于该热流道块12的分瓣金属模13。该金属模13包括一个固定有热流道块12的固定模131和多个可移向或移开固定模131的可动模132和133。
在注嘴11中的供给通道14通过一热流道15与金属模13上的多个浇口16连通，每个浇口16连通于保险杠成型腔17的安装部分形成区域17a。在附图中，H1是保险杠加热器，H2是热流道块座内的加热器。
一个中空的外针18和一个实心的内针19同轴地设置在注嘴11内。在外针18内，一个在顶端的阀部件20对着供给通道14，一个在基端的活塞21可滑动地设置于缸22内。该活塞21和缸22构成一供给通道打开/关闭机构23。在内针19，在顶端的阀部件24对着在外针18的阀部件20中确定的阀孔25，活塞26设置于基端，并可滑动地装在外针18的基部确定的缸27内。该活塞26和缸27构成一阀孔打开/关闭机构28。
该外针18具有一连接于阀部件20的锥形外周面，并且在锥形外周面与注嘴11的内周面之间形成外供料道29，该外供料道29适于在一端与供给通道14连通，在另一端通过一个在注嘴11上的通孔30与第一注射装置8连通。外针18在基端有直的外周面，使得通孔30可由外周面封闭。
该内针19具有一连接于阀部件24的锥形外周面，并在锥形外周面与外针18的内周面之间形成一内供料道31。该内供料道31适于在一端连通阀孔25，在另一端通过在注嘴11上的通孔32和33与第二注射装置10连通。该内针19在基端有直外周面，使得通孔32可由该外周面封闭。
下面说明使用注塑模制设备6制造保险杠3的一个具体的实例。
参见图1和2，保险杠3的各部分的尺寸如下：在车身2的底部，横向长c=1700mm，纵向长d=550mm，高e=300mm，安装部分3a的横向长f=1200mm，纵向长g=40mm，厚度t1=6mm，厚度t2=4mm，厚度t1和t2间的关系为t1=1.5t2。
该腔17各部分的尺寸依保险杠3的形状确定。在此情况下，浇口16的数目是3个；浇口16的直径h=1.5mm；热流道15的横向长度k=900mm；供给通道14的中线与热流道15左、右端之间的长度m=450mm。A．制备构成芯的材料
选择用乙烯-丙烯橡胶改性的聚丙烯模制且其表面有两罐装聚氨脂涂层的回收保险杠，该回收保险杠的组分如下：
聚丙烯           64％重量
乙烯-丙烯橡胶    28％重量
滑石              7％重量
涂层    1％重量
该回收保险杠被放入粉碎机并被粉碎，该粉碎的材料送入造粒机并熔化、捏合，熔化/捏合的材料通过80至100网目的过滤器，大的颗粒被去除。然后，该熔化/捏合的材料通过内径为1mm的细管而形成线料，该线料被切成1至数毫米长，以提供颗粒状的构成芯的材料。B．制备构成外层的材料
一混合物包括：
聚丙烯           63％重量
乙烯-丙烯橡胶    30％重量
滑石              7％重量
所提供的具有与回收保险杠相同的组分(然而，涂层除外)的混合物，被放入造粒机，并进行如前述A项相同的步骤以生产颗粒状的构成外层的材料。C．制造保险杠
(ⅰ)在图3中，该构成外层的材料放入第一注射装置8中并保持210℃的熔化状态。构成芯的材料放入第二注射装置10中，并保持200℃的熔化状态。固定模131和可动模132和133的预热温度分别为40℃和50℃。
(ⅱ)第一步，在外供料道19连通而内供料道31被断开的状态条件下，构成外层的材料M1如图4所示在第一注射装置8操作时，经供给通道14、热流道15和浇口16注入保险杠成型腔17。
(ⅲ)第二步，靠近供给通道14的外供料道29的一部分在注射装置8处于操作时由阀部件20调节，如图5所示。在内供料道31连通状态条件下，构成芯的材料M2在第二注射装置10的操作下注入，由此构成芯的材料M2被允许流入在供给通道14、热流道15、浇口16及腔17内的构成外层的材料M1内，而构成外层和芯的材料M1和M2被允许在该腔17内流动。然后，停止第二注射装置10的操作。
(ⅳ)第三步，在外供料道29连通而内供料道31断开的状态条件下，存在于供给通道14、热流道15和浇口16内的双结构的构成外层和芯的材料M1和M2在第一注射装置8操作时，由构成外层的材料推入该腔17，如图6所示，由此构成芯4和外层5。然后停止第一注射装置8的工作。
(ⅴ)金属模13从热流道块12上移开，然后，打开模具，制成保险杠3。
在上述制造过程之后，构成外层的材料M1在热流道15中保持熔化状态，并因此可连续模制保险杠3。
表1表示了在制造保险杠3的第一、第二和第三步中，构成外层的材料M1和构成芯的材料M2的注入时间和注入速度。
表1
构成外层的材料 构成内层的材料
注入速度(毫米/秒) 注入时间(秒) 注入速度(毫米/秒) 注入时间(秒)
第一步 Va 46.0 5.3 - -
Vb 24.7 0.24
第二步 Vb 24.7 1.78 Ve 48.4 4.3
Vc 15.1 1.79
Vd 9.7 0.79
第三步 Vd 9.7 1.6 - -
图7基于表1，表示了注入时间与注入速度之间的关系。在此情况下，该注入速度的控制在第一步中对于构成外层的材料M1为两个阶段；在第二步中对于构成芯的材料M2为一个阶段，对于构成外层的材料M1为三个阶段；在第三步中对于构成外层的材料M1为一个阶段。
在具有如上所述结构的金属模具13中，在安装部分形成区域17a内构成外层的材料的流动阻力减小，并由此提高在该区域17a中纵向上材料散布的能力，如图8所示。结果是，构成外层的材料M1到达邻近安装部分形成区域17a的腔17的中间端区域17b而在如图1和2所示的腔内停止流动的时间，与构成外层的材料M1到达远离安装部分形成区域17a的该腔17的纵向相对端区域17c而在如图1所示保险杠3中停止流动的时间的差被减小。这样该构成芯的材料M2在中间端区域17b和纵向相对端区域17c可大致相同地流入构成外层的材料M1。此外，如图7所示，由于在第二步中的构成芯的材料M2的注入速度Ve被设置得比第一步中构成外层的材料M1的注入速度Va和Vb高，能够使构成芯的材料在流动方向上的前面部分流入构成外层的材料在流动方向上的前面部分内。
以上述方法制造的保险杠3质量好，并在整体上有叠层结构。对于保险杠3来讲，用回收保险杠制造的构成芯的材料的填充速率高，这在提供保险杠3制造成本降低和节约资源方面是有效的。
在此情况下，如果构成外层的材料M1的注入速度Vb、Vc和Vd比在第一步中构成外层的材料M1的最高注入速度Va设置得低，而材料M1和M2之间的注射速度差可被增加，尽管构成芯的材料M2的注入速度Ve不高。
如果在第三步中构成外层的材料M1的注入速度Vd被设置得等于或低于第二步中构成外层的材料M1最后的注入速度，例如设定成保险杠3制造过程中的Vd，在第三步中构成外层的材料M1不能流入构成芯的材料M2内，由此，保险杠3的浇口流通部分可只由构成外层的材料M1构成。
为了比较，制造安装部分3a的厚度t1等于保险杠主体3b的保险杠3，使用有较窄的安装部分形成区域17a的金属模具13，在上述上相同条件下制造用作对比实例的保险杠。其结果是可有下述缺点：构成芯的材料M2流入在中间端区域17b内构成外层的材料M1内，而且构成芯的材料M2穿过构成外层的材料M1而暴露在构成外层的材料M1的表面。
可用于制造保险杠3的外层材料M1包括下述实施例：配方实施例1：
聚丙烯              63％重量
乙烯-丙烯橡胶       30％重量
滑石                7％重量
耐老化稳定剂        1phr
紫外线吸收剂        1phr
碳黑(颜料)          3phr
提高涂层性能的改性剂3phr配方实施例2：
聚丙烯              60％重量
乙烯-丙烯橡胶       30％重量
滑石                10％重量
耐老化稳定剂        1phr
紫外线吸收剂        1phr
碳黑(颜料)          3phr
提高涂层性能的改性剂3phr
该可用于制造保险杠3的构成芯的材料M2包括下述实施例。
(1)成型材料包括93％重量的聚丙烯组合物和7％重量的滑石。在此情况下聚丙烯组合物含有在聚丙烯聚合步骤中同时合成的30％重量的乙烯-丙烯基橡胶。滑石在聚丙烯聚合的最终步骤中加入。这种成型材料比含有分别制造并混合的聚丙烯和乙烯-丙烯橡胶的成型材料便宜。
(2)成型材料包括下述组分：聚丙烯           60％重量乙烯-丙烯橡胶    30％重量滑石             10％重量

Claims (2)

1．制造机动车的保险杠(3)的方法，它由合成树酯制造，并有包括一个芯(4)和一个包覆该芯的外层(5)的叠层结构，该方法包括：
经金属模具(13)的浇口(16)将构成外层的材料(M1)注入保险杠成型腔(17)的第一步；及
注入构成芯的材料(M2)的第二步，由此允许构成芯的材料(M2)注入在浇口(10)和该腔(17)内存在的构成外层的材料(M1)内，同时允许构成外层和芯的材料流入该腔(17)；
其特征在于：所述金属模具(13)设计成，所述浇口(16)通向保险杠成型腔的安装部分成型区域(17a)，以形成保险杠的安装在车身(2)上并从车身中部(A)上横向伸出的安装部分(3a)，该安装部分的厚度(t1)大于除安装部分外的保险杠主体(3b)的厚度(t2)，从而提高了上述区域(17a)内的沿所述腔(17)纵向的材料分布能力；在第二步中构成芯的材料(M2)的注入速度(Ve)比在第一步中构成外层的材料(M1)的注入速度(Va,Vb)高。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述构成芯的材料(M2)由回收的保险杠制备而得。
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