CN107702342B - 水箱顶盖泡沫、水箱及热水机、水箱卷边方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水箱顶盖泡沫、水箱及热水机、水箱卷边方法。根据本发明的水箱顶盖泡沫，其包括泡沫主体，泡沫主体的第一表面为支撑水箱顶盖的支撑面，第一表面上设置有可切削补偿凸起。该水箱顶盖泡沫设置了可切削补偿凸起，确保搭接精度。

Description

水箱顶盖泡沫、水箱及热水机、水箱卷边方法

技术领域

本发明涉及热水设备领域，具体而言，涉及一种水箱顶盖泡沫、水箱及热水机、水箱卷边方法。

背景技术

对于热泵热水机而言，其水箱顶盖的密封性直接影响着水箱和热水机的可靠性。现有的水箱顶盖固定方式可以采用外卷封、内卷封或其他工艺。以卷封工艺为例，卷封的工艺过程为：首先桶罐体4与法兰状的盖板1预装配，使桶罐体4与盖板1搭接确保相对位置一定，然后成型模具沿周边运动对桶罐体和盖板的外沿整圈相互弯曲，使桶罐体与盖板相勾合。在卷封成型过程中，对盖板与桶罐体预装配时的搭接精度要求较高，同时成型模具沿外沿一周加工的过程中，也须确保搭接位置不因设备运动而造成搭接尺寸有较大波动。

现有技术的水箱顶盖卷边过程存在以下问题，盖板与桶罐体搭接精度在静态及动态(加工时)要求均较高，造成生产加工不便的问题。同时受内卷边结构及生产过程可能存在的装配异常点所限，搭接精度的控制尤为困难。即前一道工序的搭接精度无法受控，后一道卷边封口工序就难以正常进行，这也就成为了内卷口卷封工艺实施的关键难点。

现有的包装、食品行业，多采用外宽版结构。综上所述，现有的工艺过程主要存在以下问题：

1.零件装配累计公差范围大，使得预装配的盖板1与桶罐体4搭接高度变化大，无法保证卷封工艺质量。

2.内胆3存在倾斜或不居中等问题，即内胆3上封头与顶盖泡沫2接触面不固定，无法对顶盖泡沫2提供稳定可靠的支撑力，使得卷边成型过程中搭接高度随泡沫的晃动而产生波动。

发明内容

本发明旨在提供一种能够确保搭接精度的水箱顶盖泡沫、水箱及热水机、水箱卷边方法。

本发明提供了一种水箱顶盖泡沫，其包括泡沫主体，泡沫主体的第一表面为支撑水箱顶盖的支撑面，第一表面上设置有可切削补偿凸起。

可选地，可切削补偿凸起的外周面与泡沫主体的外周面平齐，且可切削补偿凸起为环形。

可选地，泡沫主体上设置有与水箱内胆配合的容纳凹槽，容纳凹槽的开口朝向远离第一表面的一侧。

可选地，容纳凹槽的型面为适应于水箱的内胆的仿型面。

可选地，泡沫主体还具有与第一表面相对的第二表面，泡沫主体的外周面具有导向段，导向段由第二表面向靠近第一表面的方向延伸，且沿逐渐靠近第一表面的方向，导向段的横截面积逐渐增大。

可选地，泡沫主体上还设置有减重槽；和/或，泡沫主体上还设置有注料孔，注料孔沿泡沫主体的厚度方向贯穿泡沫主体；和/或，泡沫主体上还设置有防水盖安装沉孔，防水盖安装沉孔设置在泡沫主体的中部；和/或，泡沫主体上还设置有吊耳避让孔，吊耳避让孔的开口朝向远离第一表面的方向。

根据本发明的另一方面，提供一种水箱包括：桶罐体，桶罐体具有容纳内腔；内胆，内胆安装在容纳内腔内；顶盖泡沫，顶盖泡沫为上述的顶盖泡沫，顶盖泡沫设置在容纳内腔内，且覆盖在内胆的上端。

可选地，顶盖泡沫的横截面为圆形，顶盖泡沫的最大外径大于桶罐体的内径。

根据本发明的另一方面，提供一种热水机，热水机包括上述的水箱。

根据本发明的另一方面，提供一种水箱卷边方法，其包括：将内胆和顶盖泡沫装入水箱的桶罐体内；确定桶罐体的最高点的高度，并根据高度切削顶盖泡沫的可切削补偿凸起，使切削后的顶盖泡沫的支撑面与桶罐体的最高点之间的距离满足第一设定范围；将盖板装入桶罐体内，并通过顶盖泡沫的支撑面支撑。

根据本发明的水箱顶盖泡沫、水箱及热水机、水箱卷边方法，通过在泡沫主体上设置可切削补偿凸起，通过修配泡沫，可以抵消水箱的其他部件由于装配、加工等误差造成的盖板支撑面的高度变化，保证水箱的盖板与桶罐体的预装配的搭接精度，从而保证卷封工艺的精度。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中水箱的内胆、桶罐体、顶盖泡沫和顶盖配合的结构示意图；

图2是现有技术中顶盖泡沫由于累计公差造成搭接不合格的结构示意图；

图3是现有技术中内胆倾斜造成搭接不合格的结构示意图；

图4是现有技术中内胆与桶罐体不同心造成搭接不合格的结构示意图；

图5是本发明的实施例的第一种水箱顶盖泡沫的立体结构示意图；

图6是本发明的实施例的第一种水箱顶盖泡沫的沿第一剖切面剖切的剖视结构示意图；

图7是本发明的实施例的第一种水箱顶盖泡沫的沿第二剖切线剖切的剖视结构示意图；

图8是本发明的实施例的第二种水箱顶盖泡沫的立体结构示意图；

图9是本发明的实施例的第三种水箱顶盖泡沫的立体结构示意图；

图10是本发明的实施例的水箱与卷边机构配合的结构示意图；

图11是图10中A处的局部放大图；

图12是本发明的实施例的水箱的剖视结构示意图；

图13是本发明的实施例的顶盖泡沫与桶罐体和内胆配合的剖视结构示意图；

图14是本发明的实施例的水箱卷边方法的顶盖泡沫修配过程中顶盖泡沫支撑面与下部基准面的结构示意图；

图15是本发明的实施例的水箱卷边方法的顶盖泡沫修配过程中顶盖泡沫支撑面与上部基准面的结构示意图；

图16是本发明的实施例的水箱卷边方法中上盖与修配后顶盖泡沫配合的剖视结构示意图；

图17是本发明的实施例的内胆与桶罐体配合的剖视结构示意图；

图18是本发明的实施例的发泡料作为顶盖泡沫的水箱的剖视结构示意图；

图19是本发明的实施例发泡料作为顶盖泡沫的水箱的去除发泡压模的剖视结构示意图；

图20是本发明的实施例的具有发泡料和顶盖泡沫的水箱的剖视结构示意图；

图21是本发明的实施例的具有发泡料和顶盖泡沫的水箱去除发泡压模的剖视结构示意图。

附图标记说明：

现有技术：

1、盖板；2、顶盖泡沫；3、内胆；4、桶罐体；

本申请：

10、泡沫主体；11、可切削补偿凸起；12、导向段；13、容纳凹槽；14、减重槽；15、注料孔；16、防水盖安装沉孔；17、吊耳避让孔；20、桶罐体；30、内胆；31、吊耳；40、盖板；51、发泡料；52、发泡压模；90、对称轴线。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本申请所指的搭接是：水箱的桶罐体20与盖板40的搭接，特指将盖板40预装配至顶盖泡沫的支撑面上，使桶罐体20上沿与盖板40外沿一圈有固定尺寸值的重合部位稳定相接。

搭接精度是：主要包括盖板40与桶罐体20的同心度及搭接高度，由于盖板40预设一定角度过盈将桶罐体20撑圆，所以盖板40与桶罐体20的同心度对卷封影响很小，故如非特意提及，此本申请中的搭接精度主要指的搭接高度的精度。

如图5至图21所示，根据本发明的实施例，水箱顶盖泡沫包括泡沫主体10，泡沫主体10的第一表面为支撑水箱顶盖的支撑面，第一表面上设置有可切削补偿凸起11。通过在泡沫主体10上设置可切削补偿凸起11，通过修配泡沫，可以抵消水箱的其他部件由于装配、加工等误差造成的盖板支撑面的高度变化，保证水箱的盖板与桶罐体的预装配的搭接精度，从而保证卷封工艺的精度。

如图5所示，可切削补偿凸起11的外周面与泡沫主体10的外周面平齐，且可切削补偿凸起11为环形，即可切削补偿凸起11为位于泡沫主体10的顶面的环形凸起，且该环形凸起位于泡沫主体10的顶面(第一表面)的靠近外沿的位置处。泡沫主体10的顶面用于支撑水箱的盖板40，可切削补偿凸起11设置在顶面上，在水箱装配过程中，若产生内胆30倾斜、内胆30与水箱的桶罐体20不同心、或零部件存在加工误差等情况，造成顶盖泡沫的支撑面与桶罐体20的基准面之间的距离不满足搭接要求等问题时，通过修配可切削补偿凸起11可以调整支撑面的高度，从而保证盖板40装配到支撑面上之后，盖板40与桶罐体20之间的搭接精度满足要求。环形的可切削补偿凸起11可以保证周向上各个位置都能够进行修配和调节。

需要说明的是，泡沫主体10的第一表面为其支撑盖板40的表面，并非必定为顶面。可切削补偿凸起11也可以是沿周向上间隔设置的多个独立的凸起，各个凸起可以长度相同，也可以不同，相邻两个凸起之间的间距可以相等，也可以不相等。

可切削补偿凸起11可以与泡沫主体一体成型。可切削补偿凸起11是在卷封成型模具与盖板40接触的位置设置的支撑结构，用于对盖板40提供支撑力。

如图7所示，可切削补偿凸起11预设一定值的可切削量，可有效避免装配的累计公差范围大使支撑面高度受影响而变化，可切削量的值为零件装配累计公差之和，此值可以进行测量获得。可切削补偿凸起11上还设置有避让量，避让量预设在支撑结构所在的整圈位置高出中间部位的非支撑部位，可避免切削刀具的切削进给的过程中，使得支撑面低于中间非支撑部位而无法为盖板在卷封成型时提供稳定可靠的支撑力。避让值的具体尺寸与切削刀具进给的精度相关，优选的可设置为5、10mm等。图7中的D1为可切削量与避让量之和。图10中的D3指示出了高出非支撑部位的避让量的示意图D3＝切削后剩余量+避让量；极端工况下，切削后的剩余量最小为0。

如图10和11所示，顶盖泡沫与桶罐体20接触的圆周面上预设一定的避让值D4，可避免在泡沫修配的过程中，泡沫与桶罐体20接触太近，出现切削刀具划伤桶体等质量异常。避让值D4的具体尺寸与切削刀具移动的精度相关，优选的可设置为0.5、1mm等。

可选地，如图6和图7所示，泡沫主体10上设置有与水箱内胆30配合的容纳凹槽13，容纳凹槽13的开口朝向远离第一表面的一侧。泡沫主体10通过容纳凹槽13与内胆30配合，内胆30对泡沫主体10以及其上的盖板40形成支撑。

可选地，容纳凹槽13的型面为适应于水箱的内胆30的仿型面。容纳凹槽13的型面适应于内胆30，保证与内胆30的稳定可靠配合，进而保证装配精度和盖板40的搭接精度。

泡沫主体10还具有与第一表面相对的第二表面，容纳凹槽13的开口位于第二表面上。

可选地，泡沫主体10的外周面具有导向段12，导向段12由第二表面向靠近第一表面的方向延伸，且沿逐渐靠近第一表面的方向，导向段12的横截面积逐渐增大。即图6中由下到上的方向，导向段12的横截面积逐渐增大形成锥面，这样在顶盖泡沫向下运动装入桶罐体20内时，利用锥面导向，装入更加方便。通过在顶盖泡沫的下部区域设置小锥角的导向段12，使得顶盖泡沫更加容易地装配入桶罐体20内，可方便人工/自动化设备上料。

可选地，泡沫主体10上还设置有减重槽14。减重槽14可以降低泡沫主体10的重量。减重槽14设置在上表面非关键提供支撑力区域(即位于环形的可切削补偿凸起11内)，在保证最小保温厚度D2(根据不同的材料确定)的前提下，设置减重槽14可实现物料外观美观、减少成本且重心居中便于配送等效果。减重槽14优选使用环形均布、对称等方式布置。

如图5、8和9所示，顶盖泡沫可以是轴对称结构，这样更加有利于均衡重量分布和保证支撑平衡。图5、8和9分别示出了三种不同的对称轴线90的顶盖泡沫的立体结构示意图。其中，减重槽14可以是多个，这些减重槽14关于对称轴线90对称分布，或者环形均匀布置。

顶盖泡沫整体结构采用对称设计，外观美观，同时对称设计能使两个方向均能满足使用要求，减少员工的物料拣选、自动上料等定位的人力、物力等浪费。

可选地，泡沫主体10上还设置有注料孔15，注料孔15沿泡沫主体10的厚度方向贯穿泡沫主体10。

可选地，泡沫主体10上还设置有防水盖安装沉孔16，防水盖安装沉孔16设置在泡沫主体10的中部。

可选地，泡沫主体10上还设置有吊耳避让孔17，吊耳避让孔17的开口朝向远离第一表面的方向。

根据与之相配合的水箱内胆30的结构，顶盖泡沫上设置对应的镁棒接头避让孔、防水盖安装沉孔16、吊耳避让孔17等让位结构及用于发泡剂注料的注料孔15，避免发生干涉。其中，镁棒接头避让孔与防水盖安装沉孔16同轴设置。如图12所示，顶盖泡沫与内胆30配合后，内胆的吊耳31伸入吊耳避让孔17内。

如图10所示，根据本发明的另一方面，提供一种水箱，其包括桶罐体20、内胆30和顶盖泡沫。其中，桶罐体20作为水箱的壳体使用，用于安装其他部件，桶罐体20具有容纳内腔。内胆30安装在容纳内腔内。顶盖泡沫为上述的顶盖泡沫，顶盖泡沫设置在容纳内腔内，且覆盖在内胆30的上端。通过设置上述的顶盖泡沫，使得水箱的支撑盖板的支撑面可以进行修配，从而能够抵消生产、装配等过程造成的累计误差，保证盖板40与桶罐体20的搭接精度，从而确保卷边工艺的质量。

可选地，顶盖泡沫的横截面为圆形，顶盖泡沫的最大外径大于桶罐体20的内径，这样能够实现顶盖泡沫与桶罐体20的过盈配合。通过使顶盖泡沫的最大轮廓外径略大于水箱的外壳桶体(桶罐体20)的内径，使两者小过盈装配，将顶盖泡沫与桶罐体20摩擦力能够转化为对盖板40的支撑力。同时顶盖泡沫下部的仿形设计，能使得最大限度与内胆封头的上表面相接触，与过盈装配的摩擦力共同提供对盖板40稳定的支撑力。

根据本发明的另一方面，提供一种热水机，热水机包括上述的水箱。该热水机使用的水箱通过在内胆30与盖板40之间设置具有可切削补偿凸起11的顶盖泡沫，使顶盖泡沫预设一定量的可切削量，从而能够补偿累计公差的偏差量。顶盖泡沫与桶罐体20小过盈配合，由于顶盖泡沫比较软，有过盈量之后，装入进去的阻力就会变大，进而将顶盖泡沫受到的单一仿形面(通过容纳凹槽13与内胆30配合获得)的支撑力替换成(与桶罐体20的内壁配合获得)的摩擦力和仿形面的支撑力，使得支撑更加稳固可靠。

小过盈配合是相对的，具体顶盖泡沫与桶罐体20的过盈量可以根据需要确定。在本实施例中，过盈量约为0.2～3mm。这个值根据不同泡沫密度而定，密度越大，则小过盈表示的量越小。

根据本发明的另一方面，提供一种水箱卷边方法，其包括以下步骤：

将内胆30和顶盖泡沫装入水箱的桶罐体20内。

例如，吊装水箱的桶罐体20到位。人工/自动化设备对顶盖泡沫上料。

确定桶罐体20的最高点的高度，并根据高度切削顶盖泡沫的可切削补偿凸起11，使切削后的顶盖泡沫的支撑面与桶罐体20的最高点之间的距离满足第一设定范围。

使用测距仪、磁珊尺等测量机构记录外壳的桶罐体20最高点的坐标位置。传递信号给泡沫切削机构，泡沫切削机构动作，将顶盖泡沫的可切削补偿凸起11的部分切除，确保泡沫顶部(即盖板的支撑面)距离外壳桶体最高点相对距离一定，即图13中的D满足要求。

将盖板40装入桶罐体20内，并通过顶盖泡沫的支撑面支撑。

人工/自动化设备将盖板40上料。

该工艺通过测量外壳桶罐体20最高点所在面，再切削顶盖泡沫至相应高度，为盖板40与桶罐体20的后道卷封工序提供一致的搭接高度。可避免搭接高度受到水箱外壳桶体高度、零件累计装配公差等影响。

如图14和图15所示，同时更为宽泛的，控制盖板支撑面可理解为先通过测量某个基准面位置，再通过修配顶盖泡沫使支撑面的相对位置变化，确保搭接高度保持恒定值；其中，基准面可以是水箱上的某一结构的某一固定的(尺寸偏差量小)、方便测量的任意面(如图14和15所示)。在某些桶罐体20位置精度高时，也可取消测量，即直接修配顶盖泡沫，使支撑面与恒定基准面的相对位置一定。

如图17至21所示，可以采用另一方式实现盖板支撑面的定位，从而保证盖板40与桶罐体20的搭接精度。如图17所示，将内胆30装配至桶罐体20内。如图19和20所示，在桶罐体20内填充发泡料51，并通过发泡压模52压制盖板支撑面，使去除发泡压模52后的发泡料51的顶面与桶罐体20的顶面之间的距离为恒定值。或者，在将内胆30装配至桶罐体20内之后，在桶罐体20内填充发泡料51和顶盖泡沫，将发泡压模52设置在顶盖泡沫上，使去除顶盖泡沫后的顶盖泡沫的顶面与桶罐体20的顶面之间的距离为恒定值，之后再装配盖板40也能够保证盖板40与桶罐体20的搭接精度。

根据本发明的水箱顶盖泡沫、水箱及热水机、水箱卷边方法具有如下技术效果：

根据零件装配累计公差变化范围在顶盖泡沫上设置可切削补偿凸起，通过修配可切削补偿凸起，避免了装配累计公差导致的支撑面高度变化，保证盖板与桶罐体预装配的搭接精度。

顶盖泡沫与桶罐体小过盈装配，将顶盖泡沫与桶罐体接触面摩擦力及泡沫仿形面与内胆封头接触点的支撑力合并提供给盖板支撑力，保证成型过程中搭接高度不产生较大波动。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水箱顶盖泡沫，其特征在于，包括泡沫主体(10)，所述泡沫主体(10)的第一表面为支撑水箱顶盖的支撑面，所述第一表面上设置有可切削补偿凸起(11)；所述可切削补偿凸起(11)的外周面与所述泡沫主体(10)的外周面平齐，且所述可切削补偿凸起(11)为环形，所述可切削补偿凸起(11)位于所述泡沫主体(10)的第一表面的靠近外沿的位置处。

2.根据权利要求1所述的水箱顶盖泡沫，其特征在于，所述泡沫主体(10)上设置有与水箱内胆(30)配合的容纳凹槽(13)，所述容纳凹槽(13)的开口朝向远离所述第一表面的一侧。

3.根据权利要求2所述的水箱顶盖泡沫，其特征在于，所述容纳凹槽(13)的型面为适应于所述水箱的内胆(30)的仿型面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的水箱顶盖泡沫，其特征在于，所述泡沫主体(10)还具有与所述第一表面相对的第二表面，所述泡沫主体(10)的外周面具有导向段(12)，所述导向段(12)由所述第二表面向靠近所述第一表面的方向延伸，且沿逐渐靠近第一表面的方向，所述导向段(12)的横截面积逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的水箱顶盖泡沫，其特征在于，

所述泡沫主体(10)上还设置有减重槽(14)；和/或，

所述泡沫主体(10)上还设置有注料孔(15)，所述注料孔(15)沿所述泡沫主体(10)的厚度方向贯穿所述泡沫主体(10)；和/或，

所述泡沫主体(10)上还设置有防水盖安装沉孔(16)，所述防水盖安装沉孔(16)设置在所述泡沫主体(10)的中部；和/或，

所述泡沫主体(10)上还设置有吊耳避让孔(17)，所述吊耳避让孔(17)的开口朝向远离所述第一表面的方向。

6.一种水箱，其特征在于，包括：

桶罐体(20)，所述桶罐体(20)具有容纳内腔；

内胆(30)，所述内胆(30)安装在所述容纳内腔内；

顶盖泡沫，所述顶盖泡沫为权利要求1-5中任一项所述的顶盖泡沫，所述顶盖泡沫设置在所述容纳内腔内，且覆盖在所述内胆(30)的上端。

7.根据权利要求6所述的水箱，其特征在于，所述顶盖泡沫的横截面为圆形，所述顶盖泡沫的最大外径大于所述桶罐体(20)的内径。

8.一种热水机，其特征在于，所述热水机包括权利要求6或7所述的水箱。

9.一种水箱卷边方法，其特征在于，包括：

将内胆(30)和顶盖泡沫装入水箱的桶罐体(20)内，所述顶盖泡沫为权利要求1-5中任一项所述的顶盖泡沫；

确定所述桶罐体(20)的最高点的高度，并根据所述高度切削所述顶盖泡沫的可切削补偿凸起(11)，使切削后的所述顶盖泡沫的支撑面与所述桶罐体(20)的最高点之间的距离满足第一设定范围；将盖板(40)装入所述桶罐体(20)内，并通过所述顶盖泡沫的支撑面支撑。