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Diese
Erfindung betrifft eine Formbaugruppe und ein Verfahren zum Halten
einer Materialplatte während
Gießen.
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In
den letzten Jahren hat die Herstellung von Autos und anderen Fahrzeugen
die Verwendung leichter, stabiler Modulfensterbaugruppen eingeschlossen,
die als eine einzige Einheit hergestellt und von außerhalb
eines Fahrzeugs installiert werden. Es ist viel weniger Arbeit für eine solche
Installation erforderlich, als vorhergehend bekannt war. Beispiele dieses
Typs von Modulfensterbaugruppe sind in den US-Patenten 4,072,340
und 4,139,234 gezeigt. Allgemein schließen diese Baugruppen eine Glasplatte und
eine Umfangseinfassung oder Dichtung aus gegossenem Polymermaterial
ein, die sich um mindestens Abschnitte des Umfangs des Glases erstreckt. In
einigen Fällen
wird ein integrierter Rahmen innerhalb der Einfassung oder Dichtung
eingebettet. In anderen Fällen
wird ein Außenrahmen
oder Deckring an der Dichtung oder der Einfassung befestigt, wobei integrierte
Teile des Deckrings in die Einfassung gegossen werden. In noch andere
Fällen
kann die Fassung oder Dichtung einfach aus Material wie zum Beispiel
Polyvinylchlorid (PVC) oder reaktionsspritzgegossenem Polyurethan
gegossen werden und die gesamte Baugruppe wird an dem Fahrzeug durch starke
Klebstoffe und/oder Befestigungseinrichtungen befestigt, die in
die Dichtung gegossen sind und aus dieser vorstehen und/oder an
dem Glas selbst befestigt sind.
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Die
Herstellung solcher Modulfensterbaugruppen erfordert die Kombination
einer Glasplatte und einer Polymerdichtung. Das Glas ist ausgelegt, um
sowohl die Form einer Öffnung
in einem Fahrzeug, wie zum Beispiel eine Windschutzscheibenöffnung,
eine Heckscheibenöffnung
oder eine Seitenfensteröffnung
zu bedecken, als auch entsprechend der Kontur der gesamten Fahrzeuggehäuseform
gekrümmt
zu sein. Die Dichtung oder Einfassung muss geformt und an einen
Abschnitt des Glases wie zum Beispiel seinen Umfang geklebt werden,
um nicht nur das Fenster richtig um die Fahrzeugkörperöffnung herum
abzudichten, sondern auch die geeigneten Verkleidungs- oder Gehäusefüllteile
zu liefern, um erforderliche Erscheinungsstandards zu erfüllen. Die Dichtung
oder Einfassung wird typischerweise auf den Umfang oder einen anderen
Abschnitt der Glasplatte durch Reaktionsspritzguss oder PVC-Guss aufgebracht.
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Beim
Reaktionsspritzguss (RIM) werden zwei Stoffe in den Formhohlraum
eines Formgeräts eingespritzt.
Die Stoffe kombinieren sich in einer chemischen Reaktion zum Bilden
eines wärmehärtenden
Harzurethanmaterials. Da RIM ein chemischer Reaktionsgussprozess
ist, ist der für
den Prozess benötigte
Druck niedrig in der Größenordnung
von 50 psi (pounds per square inch; Pfund pro Quadratzoll).
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Bei
PVC-Guss wird das PVC geschmolzen und dann in den Formhohlraum der
Formbaugruppe eingespritzt. Das geschmolzene PVC wird typischerweise
unter Drucken im Bereich von 138 bis 344 bar (2.000 psi bis 5.000
psi) eingespritzt. Die Zykluszeit des PVC-Gussprozesses ist viel schneller als
RIM und bringt geringere Materialkosten als Reaktionsspritzguss
mit sich, da die Kosten von PVC niedriger als die Kosten der bei
RIM benötigten
Stoffe sind. Außerdem
anders als RIM, ist PVC thermoplastisch und wiederverwertbar, und
daher können
Abfälle
von dem Gussprozess wiedererhitzt und erneut in einem anderen Zyklus
verwendet werden, wodurch eine Reduzierung der gesamten Materialkosten
gefördert wird.
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Ein
wichtiges Problem, das häufig
in beiden solchen Herstellungsverfahren auftritt, ist das Brechen
von Glas, wenn die zum Herstellen solcher Baugruppen verwendeten
Formabschnitte geschlossen werden. Glasplatten, die gekrümmt, geformt
und konturiert sind, schließen
einen relativ breiten Bereich zulässiger Variation von Stück zu Stück in ihrer
Kontur ein. Folglich kann, wenn starre Formabschnitte um eine Platte
geschlossen werden, die eine größere Konturvariation
aufweist, als die Form zulässt,
eine solche Platte über
ihren Bruchpunkt hinaus gebogen oder zerbrochen, gesplittert, beschädigt werden, oder
sie kann auf andere Weise ungeeignet für Gebrauch werden. Dies trifft
besonders für
stark konturierte Glasplatten in den in letzter Zeit entwickelten aerodynamisch
gestylten Fahrzeugen in den Vereinigten Staaten und an anderen Orten
zu. Bei PVC-Guss ist der Prozentsatz für Glasbruch typischerweise
größer als
für RIM.
Beim konventionellen PVC-Guss weisen die Absperrflächen für das PVC, die
den Formhohlraum entlang und um die Glasplatte herum abschließen, starre
Stahloberflächen
auf, die konventionell erforderlich sind, um mit dem PVC-Gussprozess
verknüpften
hohen Drucken standzuhalten. Da diese Oberflächen starr sind, können sie
nicht angemessen das Ausmaß von
Toleranzvariationen anpassen, die stark konturierte Fenster aufweisen.
Darüber
hinaus ist bei den mit dem PVC-Gussprozess verknüpften hohen Drucken die Haltekraft
der Formabschnitte bedeutend größer als
für RIM.
Die kombinierte Auswirkung ist es, das ein größerer Prozentsatz von Glasbruch
beim PVC-Guss als bei RIM auftritt.
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Ein
zweites Hauptproblem, das bei der Herstellung solcher Modulfensterbaugruppen
erfahren wird, ist das Überlaufen
oder Spritzen von Polymer- oder anderem fließfähigen Gussmaterial aus dem gewünschten
Formhohlraum an der Umfangskante der Glasplatte entweder auf die
Sichtflächen
des Glases oder von der Dichtungs- oder Einfassungsposition weg. Überlaufen
oder Spritzen kann durch Erhöhen
des Haltedrucks auf der Platte reduziert werden. Dies wird jedoch
die nachteilige Auswirkung einer Erhöhung des Prozentsatzes von
Bruch haben. Das unansehnliche "Spritzen" oder Formüberlaufen
erfordert manuelles Abschaben mit Messern oder Rasierklingen nach
dem Gießen. Übermäßiges Abschaben erhöht die Kosten
solcher Baugruppen oder erfordert Wegwerfen solcher Teile, wenn
das Überlaufen
oder Spritzen umfassend ist.
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Beim
Reaktionsspritzguss (RIM) werden oft elastische Dichtungen vorgesehen,
um das Spritzen des Dichtungsmaterials zu blockieren. Diese Dichtungen
sind typischerweise an der entfernten Kante der Formbaugruppe angeordnet
und stoßen
an den Formhohlraum an, der für
das Dichtungsmaterial vorgesehen ist. Bisher sind diese Dichtungen
zum Gebrauch bei PVC-Guss
nicht verfügbar
gewesen, da die Dichtungen nicht den mit dem PVC-Gussprozess verknüpften hohen
Drucken standhalten können. Wenn
Gebrauch beim PVC-Guss versucht wurde, rissen diese Dichtungen typischerweise
oder setzten eine unkontrollierte Menge Dichtungsmaterial auf die Sichtfläche des
Glases frei. Im Extremfall werden die Dichtungen herausgeblasen
und die Glasplatte zerbricht.
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Dementsprechend
besteht ein Bedarf an einer Hochdruckformbauguppe und einem Verfahren zum
Halten einer Glasplatte während
eines Gussprozesses mit PVC, anderen thermoplastischen oder Harzmaterialien
oder anderen, unter hohem Druck gegossenen Materialien, die Glasplatten
mit einem größeren Bereich
von Abmessungsvariationen anpassen werden, und bedeutend den Bruch
von Platten während
des Gussprozesses reduzieren werden, während das Ausmaß von Spritzen
oder Überlaufen des
fließfähigen PVC
oder anderen gießfähigen Materials
auf die Glasplatte aufrechterhalten oder kontrolliert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, wie sie in den Ansprüchen 1 und
13 beansprucht ist.
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Die
US-Patentbeschreibung US-A-4688752 offenbart eine Formbaugruppe
gemäß dem vorkennzeichnenden
Teil von Anspruch 1. Dies ist jedoch eine RIM-Vorrichtung und keine
Hochdruckbaugruppe. Außerdem
weist sie keine elastisch vorgespannte Unterlage auf, die eine der
Dichtungen hält.
Wir haben festgestellt, dass die letztere besonders wirksam in bezug
zu Hochdruckformbaugruppen ist.
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Die
verbesserte Vorrichtung und das verbesserte Verfahren, die hierin
offenbart sind, liefern weiche oder elastische Dichtungen für Hochdruckguss, wobei
die Dichtungen die Glasplatte zwischen zwei starren Formabschnitten
aufhängen,
was bedeutend die Häufigkeit
von Glasbruch reduziert. Die elastischen Dichtungen werden gegen
den hohen Druck des Formprozesses durch ihre Anordnung und durch die
Konfiguration der ersten und zweiten Dichtungsaufnahmeflächen geschützt. Das
Spritzen und Überlaufen
wird kontrolliert, indem der Zwischenraum zwischen gegenüberliegenden
Oberflächen
der ersten und zweiten Dichtungsaufnahmefläche des Formabschnitts und
der Glasplatte in einem speziellen Bereich gehalten werden.
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Es
sollen nun Ausführungsformen
der Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden, in denen:
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1 eine Teildraufsicht einer
Hälfte
des unteren Formabschnitts einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist, die zum Bilden einer Fahrzeugmodulfensterbaugruppe
von PVC-Spritzguß ausgelegt
ist;
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2 eine Teildraufsicht einer
Hälfte
eines unteren Formabschnitts der in 1 gezeigten
Ausführungsform
ist;
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3 eine Querschnittansicht
der geschlossenen Formbaugruppe entlang Linie III-III der 1 und 2 ist;
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4 eine vergrößerte Schnittansicht
der geschlossenen Formbaugruppe entlang Linie IV-IV von 1 ist, die ein Paar von
Dichtungen und eine Glasplatte darstellt, welche zwischen diesen
gehalten wird und in den Formhohlraum vorsteht;
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5 eine vergrößerte Schnittansicht
der geschlossenen Formbaugruppe entlang Linie V-V von 2 ist, die einen Einspritzeinlauf
darstellt;
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6 eine Teilschnittansicht
eines Abschnitts der geschlossenen Formbaugruppe entlang Linie VI-VI
von 1 und 2 ist, die das Plattenmaterial
darin und den Formhohlraum zum Gießen der Dichtung um den Plattenumfang
zeigt und ferner eine Auswurfbaugruppe darstellt;
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7 eine vergrößerte Schnittansicht ähnlich 4 ist, die das Plattenmaterial
darin und eine zweite Ausführungsform
der Dichtungen darstellt;
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8 eine Teilschnittansicht
einer Hälfte
eines unteren Formabschnitts einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist, die zum Bilden von Fahrzeugmodulfensterbaugruppen
von PVC-Spritzguss ausgelegt ist;
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9 eine Teildraufsicht einer
Hälfte
eines oberen Formabschnitts der in 8 gezeigten
Ausführungsform
ist;
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10 eine Querschnittansicht
einer geschlossenen Formbaugruppe der zweiten Ausführungsform
entlang Linie X-X von 8 und 9 ist, die die Formbaugruppe
zeigt, welche eine Glasplatte nach Einspritzen von fließfähigem PVC
in die Form zeigt;
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11 eine Querschnittansicht
der geschlossenen Formbaugruppe entlang Linie XI-XI von 8 und 9 ist, die eine Auswurfbaugruppe der
zweiten Ausführungsform
darstellt;
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12 eine vergrößerte Schnittansicht
eines Abschnitts der geschlossenen Formbaugruppe entlang Linie XII-XII
von 8 und 9 ist, die das Plattenmaterial
darin und eine dritte Ausführungsform der
Dichtungen darstellt;
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13 eine vergrößerte Schnittansicht
eines Abschnitts der geschlossenen Formbaugruppe entlang Linie XIII-XIII
von 8 und 9 ist, die das Plattenmaterial
darin und eine zweite Ausführungsform
des Dichtungsmaterials mit einem in diesem gegossenen Einsatz darstellt;
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14 eine vergrößerte Teilschnittansicht ähnlich 12 ist, die das Plattenmaterial
darin und die die Platte haltenden Dichtungen darstellt;
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15 eine Querschnittansicht
entlang Linie XV-XV der 8 und 9 ist, die einen Einspritzeinlauf der
zweiten Ausführungsform
darstellt; und
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16 eine Querschnittansicht
entlang Linie XVI-XVI der 8 und 9 ist, die eine Baugruppe
aus Stift und Buchse der zweiten Ausführungsform darstellt.
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Nun
detaillierter bezugnehmend auf die Zeichnungen, stellen die 1–7 eine
erste Ausführungsform
einer Formbaugruppe 10 der vorliegenden Erfindung dar,
die zum Einkapseln einer konfigurierten, geformten Platte 12 aus
geschichtetem, wärmebehandeltem
oder auf andere Weise verstärktem
Sicherheitsglas ausgelegt ist, welches eine Fritteschicht auf einer
Rückfläche des
Umfangsteils der Platte mit einer Umfangseinfassung oder Dichtung 13 aus
einem geschmolzenen thermoplastischen Material wie zum Beispiel
Polyvinylchlorid (PVC) einschließen kann. Wenn eine Fritteschicht
auf die Glasplatte 12 aufgebracht wird, wird die Fritteschicht (nicht
gezeigt) typischerweise auf eine Rückfläche der Glasplatte während des
Glasplattenbildungsprozesses aufgebracht, welche zum Bilden einer
undurchsichtigen, schwarzen Keramikschicht verwendet wird. Die Fritteschicht
erstreckt sich typischerweise für
einen bis vier Zoll nach innen um den gesamten Umfang zum Verdunkeln
der gegossenen Dichtung oder Einfassung und von früher erwähnten Befestigungsmechanismen,
wie zum Beispiel Befestigungseinrichtungen, und zum Verstecken derselben gegen
Sicht von der vorderen Glasoberfläche. Die Dichtung oder Einfassung
mit oder ohne Befestigungsmechanismus wird typischerweise über und auf
der Fritteschicht gegossen. Die bevorzugte Keramikfarbe wird durch
Drakenfeld Color, Inc., aus Washington, Pennsylvania hergestellt.
Die Farbe schließt kleine
Keramikpartikeln und geeignetes Metalloxidpigment suspendiert in Öl eines Typs
ein, der im Stand der Technik bekannt ist und auf die Glasoberfläche aufgebracht
und erhitzt wird, um die Schicht auf das Glas zu schmelzen.
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Die
Formbaugruppe 10 schließt einen oberen Formteil 14 (2, 3 und 6)
und einen unteren Formteil 16 (1, 3 und 6) ein, die zwischen sich
einen Formhohlraum begrenzen. Der obere und untere Formteil 14 und 16 sind
typischerweise in einem Formgerät
angebracht, das den oberen Formteil 14 zum unteren Formteil 16 hin
bewegt, um die Platte 12 dazwischen zu halten, und von
dem unteren Formteil 16 am Ende des Gusszyklus weg bewegt.
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Wie
in den 1–3 gezeigt ist, schließt der untere
Formteil 16 einen unteren Halter 20 ein, an dem
ein unterer Formabschnitt 22 durch Schrauben (nicht gezeigt)
befestigt wird. Die untere Oberfläche 23 des unteren
Formabschnitts 22 ist allgemein flach und ruht auf dem
unteren Träger 20,
während
die obere Oberfläche 24 eine
Ausnehmung/eine ausgesparte Fläche 25 einschließt. Die
obere Oberfläche 24 begrenzt
eine erste Dichtungsaufnahmefläche, die
eine Dichtung 140 zum Halten der Glasplatte 12 aufnimmt
und zu der gewünschten
Kontur der endgültigen
Fensterform gekrümmt
ist, die mit der Formbaugruppe erzeugt werden soll. Die obere Oberfläche 24 erstreckt
sich um die Ausnehmungsfläche 25, die
verschiedene Streifenhöhen
und Variationen in der Form der Glasplatte 12 bei geschlossener
Form ohne Bruch, Absplittern oder Beschädigung anpasst. Außerdem umfasst
die Ausnehmungsfläche 25 eine entfernbare
Glasbruchschale 27, die unter der Platte 12 positioniert
ist, so dass die Stücke
von zerbrochenem Glas in der Schale 27 gesammelt und aus
der Formbaugruppe 10 in der Schale 27 durch den
Griff der Schale 27a entfernt werden können.
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Um
den Umfang des unteren Formabschnitts 22 herum erstreckt sich eine
ebene Oberfläche 26, die
die Trennlinie zwischen dem oberen und unteren Formteil 14 und 16 definiert.
Zwischen der Trennfläche 26 und
der ersten Dichtungsaufnahmefläche 24 befindet
sich der Formhohlraum 18. Der Formhohlraum 18 umfasst
Teile von sowohl dem oberen als auch dem unteren Formteil 14 und 16 und
bildet die Einfassung um den Umfang der Glasplatte 12.
Wie am besten in 3, 4, 5 und 9 zu
sehen ist, schließt der
untere Formabschnitt 22 eine untere Formhohlraumoberfläche 30 gekrümmter Konfiguration
ein, die sich nach Anbringung in der Formbaugruppe 10 entlang
des gesamten Umfangs der Glasplatte 12 erstreckt und diese
umreißt.
Die Hohlraumfläche 30 des
unteren Formabschnitts 22 erstreckt sich von einer Position, die
nach innen von der Umfangskante der Glasplatte 12 beabstandet
ist, nach Anbringung in der Formbaugruppe, zu einer Position außerhalb vom
Glasumfang zum Bilden der vollständigen
Breite der Dichtung oder der Einfassung.
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Der
obere Formabschnitt 14 entspricht dem unteren Formabschnitt 16 und
schließt
eine obere Halteplatte 40 ein, an die ein oberer Formabschnitt 42 geschraubt
ist (nicht gezeigt). Der obere Formabschnitt 42 schließt eine
ebene obere Oberfläche 44 zum
Ergreifen der oberen Platte 40 und eine ebene untere Oberfläche 43 ein,
die sich um seinen Umfang erstreckt und auch die Trennfläche für den oberen
Formabschnitt 42 definiert. Die ebene Oberfläche 43 ergreift
die Trennfläche 26 auf
dem unteren Formabschnitt. Zum Verhindern von Kompression, Bruch
oder anderer Beschädigung
an der gehaltenen Glasplatte 12 bei Einführung der
Glasplatte 12 in die Formbaugruppe 10, schließt der obere Formabschnitt 42 einen
starren, verschiebbaren, beweglichen Formteil oder eine solche Druckunterlage 46 ein,
der/die in einer mittigen Ausnehmung 48 angebracht ist,
welche durch allgemein vertikale Wände 50 in dem oberen
Formabschnitt 42 begrenzt ist. Die Druckunterlage 46 hat
einen Umriss, der in der Form dem Umfang der Platte aus Fensterglas 12 entspricht,
die schließlich
die Fensterbaugruppe bilden wird und verschiebbar innerhalb der
Ausnehmung 48 entlang Wänden 50 an
einer Reihe sich nach unten erstreckender Haltebolzen 52 mit
Kopf (2 und 6) angebracht ist, welche
an verteilten Stellen um den Umfang der Druckunterlage 46 beabstandet
sind. Bolzen 52 liefern Führungen und werden in Öffnungen 42a in
der unteren Oberfläche
des oberen Formabschnitts 42 (6) geschraubt und erstrecken sich in
entsprechende zylindrische Bohrungen 56, die in der Druckunterlage 46 vorgesehen
sind. Wie am besten in 6 zu
sehen ist, werden die Köpfe 53 der
Bolzen 52 in etwas größeren zylindrischen
Ausnehmungen 58 aufgenommen, die in der Druckunterlage 46 ausgebildet
sind, und sich in die untere Oberfläche der Druckunterlage 46 erstrecken.
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Um
die Druckunterlage 46 in Richtung auf den unteren Formabschnitt 22 zu
drücken,
ist eine Mehrzahl elastischer Elemente oder Federn 60 (3) zwischen einer oberen
Oberfläche
der Druckunterlage 46 und der oberen Oberfläche der Ausnehmung 48 eingefügt, die
jeweils so ausgerichtet sind, dass die Federn 60 die Druckunterlage 46 nach
außen
von dem oberen Formabschnitt 42 zur ersten Dichtungsaufnahmefläche 24 hin
drücken.
Die Federn 60 weisen vorzugsweise Urethanscheiben auf,
sie können
jedoch auch konventionelle Federn, Hydrau likzylinder, pneumatische
Blasen oder ein jegliches anderes elastisches Material aufweisen,
das gegen die Federn 60 eingetauscht werden kann, um geeignete
Vorspannungskraft für
die Druckunterlage gegen die Glasplatte 12 zu liefern.
Der obere Teil der Ausnehmung 58 ergreift den Kopf 53 des
Bolzens 52, um die Auswärtserstreckung
der Druckunterlage 46 zu begrenzen. Die untere Oberfläche der
Druckunterlage 46 schließt eine am Umfang verlaufende
zweite Dichtungsaufnahmefläche 62 (4) ein, die entsprechend
der Form der Glasplatte 12 konturiert ist, und nimmt eine
zweite Dichtung 142 für
Eingriff mit der Glasplatte 12 ohne Beschädigung an
der Platte 12 auf. Die erste und zweite Dichtung 140 und 142 hängen die
Glasplatte 12 im wesentlichen zwischen dem oberen und unteren
Formabschnitt 42 und 22 auf, so dass die Formbaugruppe 10 die
Variationen in der Glasplatte 12 anpassen kann.
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Der
Mittelbereich der zum Glas gerichteten Seite der Druckunterlage 46 umfasst
eine Ausnehmung/ausgesparte Fläche 64 (4), die sich nach innen
von dem inneren Umfang der zweiten Dichtungsaufnahmefläche 62 erstreckt.
Dementsprechend wird, wenn der obere und untere Formabschnitt 22 und 42 geschlossen
sind, die Druckunterlage 46 in Richtung auf die Glasplatte 12 durch
die Federn 60 gedrückt
und positioniert die Glasplatte 12 fest gegen die Dichtung 140 in
der ersten Dichtungsaufnahmefläche 24,
wobei sich ein Umfang der Platte in den Formhohlraum 18 erstreckt. Die
Elastizität
der Druckunterlage 46 auf der Feder hilft auch beim Auswerfen
der fertiggestellten gegossenen Fensterbaugruppe aus der Form nach
Ausbildung, wenn die Form geöffnet
wird.
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Wie
in den 4 und 7 zu sehen ist, wird eine
die obere Formhohlraumfläche
begrenzende Formoberfläche 66 in
dem Bereich zwischen der Umfangskante der Druckunterlage 46 und
der ebenen Trennfläche 43 ausgebildet.
Die obere Formhohlraumfläche 66 erstreckt
sich im wesentlichen parallel zu der oberen Oberfläche der
Glasplatte und krümmt sich
dann nach unten in Richtung auf die untere Hohlraumfläche 30,
wonach sie sich erneut nach oben krümmt, um die Trennfläche 43 zu
treffen. Diese Konfiguration begrenzt einen Dichtungsstreifen oder
eine Dichtung in der fertiggestellten Fensterbaugruppe, welcher/welche
gegen den Fahrzeugkörper
abdichtet, wenn das Fenster installiert wird. Die Innenkante der
oberen Formhohlraumfläche
wird durch den Außenumfang
der Druckunterlage 46 begrenzt und erstreckt sich nach
unten zu einer Position, die etwas über der Oberfläche der
Glasplatte beabstandet ist. Wenn der obere und untere Formabschnitt 14 und 16 geschlossen
sind, wird dementsprechend der Formhohlraum 18 durch die
Umfangskante der Druckunterlage 46, die obere Oberfläche 66 und
untere Hohlraumfläche 30 begrenzt.
Die erste Dichtungsaufnahmefläche 24 des
unteren Formabschnitts 22 umfasst eine Ausnehmung oder
Nut 68, die nach innen vom Umfang der ersten Dichtungsaufnahmefläche 24 beabstandet
ist, deren Innen- und Außenwände sich nach
oben zum Glas hin erstrecken. In einer ähnlichen Weise umfasst die
Druckunterlage 46 eine Nut oder Ausnehmung 70,
die nach innen von der Umfangskante der Druckunterlage 46 beabstandet
ist, deren Innen- und Außenwände sich
nach unten zum Glas hin erstrecken. Die Innen- und Außenwände der Ausnehmungen 68 und 70 sind
allgemein parallel und begrenzen allgemein rechteckige Querschnitte zum
Halten der Dichtungen 140 und 142 darin, wie im folgenden
ausführlicher
erörtert
werden soll.
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Die
Formbaugruppe 10 ist ausgelegt, um eine Dichtung oder Fassung
aus einem geschmolzenen thermoplastischen Dichtungs- oder Fassungsmaterial
wie zum Beispiel Polyvinylchlorid (PVC) oder einem anderen harzartigen
Material wie zum Beispiel thermoplastischem Gummi oder thermoplastischem
Urethan zu bilden, das unter hohem Druck und erhöhter Temperatur eingespritzt
werden muss. Typische Temperaturbereiche für PVC-Einspritzung liegen im
Größenbereich
von ungefähr
190–210°C (375° bis 410°F) bei einem
Druck von zwischen etwa 138–344
bar (2.000 und 5.000 Pfund pro Quadratzoll, (psi)). Damit das geschmolzene
Dichtungsmaterial die Dichtung bilden kann, muss es abgekühlt werden. Deshalb
schließt
die Formbaugruppe 10 ein Kühlsystem ein, das eine Reihe
von Wasserdurchgangswegen 72 (1 und 3)
einschließt.
Die Wasserdurchgangswege 72 sind an eine externe Wasserversorgung
durch einen Einlass 74 angeschlossen, und lassen an ein
externes Ablasssystem durch einen Auslass 75 in jedem Formabschnitt
ab. Wenn die Formbaugruppe 10 in Gebrauch ist, wird kaltes
Wasser in die Einlässe 74 und
durch den oberen und unteren Formabschnitt 42 und 22 gepumpt,
um die Formabschnitte 42 und 22 so zu kühlen, dass
das Dichtungsmaterial während
des Formprozesses richtig aushärten
und seine Form festigen wird. Die Wasserkühltemperaturen werden vorzugsweise
auf einer allgemein konstanten Temperatur in einem Bereich von 43–54,5°C (110° bis 130°F) gehalten
und konstant während
des Gussprozesses umlaufen gelassen.
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Zum
Unterstützen
bei der Ausrichtung der Glasplatte 12 in der Formbaugruppe 10 schließt die Formbaugruppe 10 eine
Mehrzahl einstellbarer Glashalter oder Positionierungsführungen 85 ein,
die in einer Ausnehmung 89 des unteren Formabschnitts 22 angebracht
sind. Die Glashalter 85 werden konventionell in Formgeräten verwendet
und unterstützen
die Positionierung und Ausrichtung der Glasplatte 12 in der
Formbaugruppe 10 durch Vorsehen starrer Markierungen für den Umfang
der Glasplatte 12. Wenn eine Bedienungsperson die Glasplatte 12 in
die Formbaugruppe 10 legt, platziert die Bedienungsperson
die Platte so, dass die Seiten der Platte 12 an die freien
Enden 85a der Glashalter 85 anstoßen, um richtige
Platzierung der Platte innerhalb der Formbaugruppe 10 sicherzustellen.
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Die
Trennung der Glasplatte 12 mit der gegossenen Dichtung 13 (4) aus der Formbaugruppe 10 nach
Gießen
wird durch zusammenwirkende Auswurfbaugruppen 90 (6) erreicht, die in Ausnehmungen 92 und 94 befestigt
sind, welche in dem oberen und unteren Formteil 14 bzw.
16 ausgebildet sind. Jede der Auswurfbaugruppen 90 ist
allgemein identisch und schließt
einen Stab 96 ein, der sich von einem luftbetätigten Zylinder 98 beim Öffnen der
Formbaugruppe 10 nach außen ausstreckt. Eine Saugnapfbaugruppe 100 ist
am äußeren Ende
jedes Stabs 96 durch eine Gewindeverbindung befestigt. Die
Saugnapfbaugruppen 100 sind an den unteren Auswurfbaugruppen
vorgesehen, um die Glasplatte während
des Gussprozesses und während
des Anhebens des oberen Formabschnitts 42 am richtigen Platz
zu halten. Die Saugnäpfe 100 haben
eine äußere Oberfläche, die
die Oberfläche
der Glasplatte nicht verkratzen oder beschädigen wird, wenn sie in Kontakt
mit dem Glas bewegt und durch Evakuierung von Luft betätigt wird,
um die Glasplatte 12 zu ergreifen. Die Luft wird den Saugnäpfen 100 und
Zylindern 98 durch eine Rohrleitung 102 zugeführt oder
von ihnen durch diese entfernt. Der untere Saugnapf 100a wird betätigt, um
die Unterseite der Glasplatte 12 zu halten, wenn die Glasplatte 12 in
die Form gelegt und mit den Glashaltern 85 ausgerichtet
wurde, so dass die Glasplatte durch die Saugnäpfe 100a während des
Guss- und Einkapselprozesses gehalten wird. Dies stellt sicher,
dass sich das Glas während
des Gussprozesses nicht verschieben wird.
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Wenn
die Formbaugruppe 10 geöffnet
wird, führen
konventionell bekannte Steuerungen die Luft der Rohrleitung 102 zum
Betätigen
der Luftzylinder 98 der oberen Auswurfbaugruppe 90b zu,
um den Stab 96 nach außen
auszustrecken, um die Glasplatte 12 zum Trennen der Glasplatte 12 von
der Oberfläche 62 und
der Druckunterlage 46 und zum Trennen der Dichtung 13 von
dem Formhohlraum 18 zu berühren, insbesondere, wenn irgendeine
Saugwirkung oder ein Vakuum hinter der Glasfläche erzeugt ist. Wenn danach
der obere Formabschnitt 42 von dem unteren Formabschnitt 22 weg
bewegt wird, werden die unteren Auswurfbaugruppen 90a durch
konventionell bekannte Steuerungen betätigt, um die Stäbe 96 auszustrecken
und die gesamte Modulfensterbaugruppe von der Oberfläche 24 zu
heben und der Betätigungsperson
zu ermöglichen,
die eingekapselte Glasplatte 12 manuell aus der Formbaugruppe
zu entfernen. Saugnäpfe 100a helfen
dabei, die Glasplatte 12 an richtiger Stelle zu halten,
so dass sie dann durch eine Bedienungsperson bewegt werden kann.
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Wie
am besten in den 1, 2 und 6 zu sehen ist, werden der obere und
untere Formabschnitt 42 und 22 in bezug zueinander
geführt
und angeordnet, wenn die Formbaugruppe 10 durch eine Mehrzahl
zylindrischer Führungsstifte 112 geschlossen wird,
die angrenzend an die Ecken des unteren Formabschnitts 22 angebracht
sind. Führungsstifte schließen nach
oben ausgestreckte zylindrische Teile 114 ein, die in Führungsbuchsen 116 aufgenommen werden,
welche in den entsprechenden Ecken des oberen Formabschnitts 22 angebracht
werden. Dementsprechend werden Vorsprünge 114 in Buchsen 116 aufgenommen,
um die obere und untere Formhohlraumfläche 66 und 30 um
den Umfang der Platte 12 in Register und Ausrichtung zum
richtigen Bilden des Formhohlraums 18 zu bringen. Außerdem sind die
Führungsstifte 112 in
einem erhöhten
Eckabschnitt 117 der unteren Formbaugruppe 22 angebracht.
In ähnlicher
Weise sind die Buchsen 116 an einem ausgesparten Eckteil 118 des
oberen Formabschnitts 42 angebracht. Die Seiten 117a des erhöhten Eckteils 117 in
dem unteren Formabschnitt 22 sind abgeschrägt. Die
Wände 118a des
ausgesparten Eckteils 118 des oberen Formabschnitts 42 sind
in ähnlicher
Weise abgeschrägt,
so dass der ausgesparte Eckteil 118 und der erhöhte Eckteil 117 zusammenwirken,
um den oberen Formabschnitt 14 und unteren Formabschnitt 16 der
Baugruppe 10 weiter auszurichten. Darüber hinaus schaffen die abgeschrägten Seiten 117a der
jeweiligen erhöhten
Ecke 117 und die abgeschrägten Wände 118a der Ausnehmung 118 eine
seitliche Zwangsführung,
die Verschiebung des oberen Formabschnitts 14 und des unteren
Formabschnitts 16 in bezug zueinander verhindert, wenn
das geschmolzene thermoplastische Material in die Formbaugruppe
eingespritzt wird.
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Wie
in den 2, 3 und 5 gezeigt ist, wird nach Verschließen der
Formbaugruppe 10 Gussmaterial, das vorzugsweise ein thermoplastisches
Material wie zum Beispiel PVC aufweist, in den Formhohlraum 18 eingespritzt.
Das geschmolzene Dichtungsmaterial wird dem Formhohlraum 18 durch
ein Kaltlaufsystem 125 zugeführt. Das Kaltlaufsystem 125 weist
eine Mehrzahl von Kanälen 126 ausgebildet
in dem oberen Formabschnitt 42 auf, die sich von einer Einlassöffnung 127,
die in dem oberen Formteil 16 vorgesehen ist, zu dem Hohlraum 18 erstreckt.
Die Kanäle 126 erstrecken
sich von der Einlassöffnung 127 zu
einer Mehrzahl von Einspritzeinläufen 130, die
entlang des Umfangs der oberen Formdruckunterlage 46 positioniert
und in verteilten Positionen entlang und oberhalb des Hohlraums 18 positioniert sind.
Während
die Kanäle 126 in
dem oberen Formabschnitt 42 der Formbaugruppe 10 positioniert sind,
befinden sie sich in Kommunikation mit der ebenen Trennfläche 26 des
untere Formabschnitts 22 der Formbaugruppe. Wenn der Gußprozess
abgeschlossen ist und der obere Teil des Formabschnitts 42 von
dem unteren Formabschnitt 22 der Formbaugruppe 10 abgehoben
wird, wird daher das thermoplastische Material, das immer noch in
den Kanälen 126 verbleibt,
verfestigt werden und kann manuell nach Abschluss des Prozesses
aus den Kanälen 126 entfernt
werden.
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Die
Einläufe 130 weisen
eine erste und zweite Einlaufhälfte 131 und 132 auf,
die miteinander durch eine Mehrzahl von Befestigungseinrichtungen 133 (5) verbunden sind. Jeder
Einlauf 130 umfasst einen Einlass 134 und Auslass 135.
Der Einlass steht in Kommunikation mit den Kanälen 126, während der
Auslass 135 direkt in den Formhohlraum 18 mündet. Zwischen
Einlass und Auslass 134 und 135 erstreckt sich
ein Durchgangsweg 136, der durch entsprechende Kanäle 136a, 136b gebildet
wird, welche in den jeweiligen Einlaufhälften 131 und 132 gebildet sind.
Wie am besten in 5 zu
sehen ist, weist der Durchgangsweg 136 eine allgemein cashewnussförmigen Weg
mit einem größeren Querschnitt
am Einlass 134 und einem kleineren Querschnitt am Auslass 135 auf.
Der eingeschnürte
kleinere Querschnitt am Auslass 135 erlaubt einfaches Abschaben
des verfestigten thermoplastischen Kunststoffs, der in dem cashewnussförmigen Durchgangsweg
verbleibt, von der Enddichtung 13, die auf dem Umfang der Glasplatte 12 ausgebildet
wird. Die abgeschrägte Form
ermöglicht
manuelles Entfernen des verfestigten thermoplastischen Materials
durch den Einlass 134, wenn die Form geöffnet wird.
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Wie
vorhergehend beschrieben, sind Nuten 68 und 70 in
der jeweiligen ersten und zweiten Dichtungsaufnahmefläche der
Druckunterlage 46 und dem unteren Formabschnitt 22 zum
Unterbringen der Dichtung 140 und 142 ausgebildet.
Die Nuten 68 und 70 schließen vorzugsweise einen quadratförmigen Kanalquerschnitt
(4) ein. Die Nut 68 hat
vorzugsweise Abmessungen im Bereich von ungefähr 0,558–0,584 cm (0,22'' bis 0,23'')
für die
Tiefe und 0,584–0,609
cm (0,230'' bis 0,24'') für
die Breite.
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Die
Nut 70 hat vorzugsweise Abmessungen im Bereich von ungefähr 0,533–0,584 cm
(0,21'' bis 0,22'') für
die Tiefe und 0,584–0,609
cm (0,230'' bis 0,24'') für
die Breite. Wie am besten in den 4 und 7 zu sehen ist, erstreckt
sich die Dichtung 142 über die
obere Oberfläche
der Druckunterlage 46 hinaus, um die Glasplatte 12 zu
ergreifen. Vorzugsweise erstreckt sich die Dichtung 142 ungefähr 0,025
cm (0,01'') von der zweiten
Dichtungsaufnahmefläche 62.
Außerdem
ist die Dichtung 142 vom Umfang der Druckunterlage 46 in
der Nut 68 beabstandet, so dass die Dichtung 142 gegen
den hohen Druck geschützt
ist, der mit dem Einspritzen des thermoplastischen Materials verknüpft ist.
Vorzugsweise liegt der Abstand von der Umfangskante der Druckunterlage 46 und
der ersten Außenwand
der Nut 70 im Bereich von 0,203–0,343 cm (0,08 Zoll bis 0,135
Zoll). Stärker bevorzugt
liegt der Abstand von der Umfangskante der Druckunterlage 46 und
der ersten Außenwand der
Nut 70 in einem Bereich von ungefähr 0,292–0,343 cm (0,115 Zoll bis 0,135
Zoll). Es ist unter hohem Druck festgestellt worden, dass eine Schulter 144,
die durch den Abstand der Dichtung 142 vom Umfang der Druckunterlage 46 gebildet wird,
die Dichtung gegen den hohen Druck schützt. Andererseits muss dieser
Abstand relativ klein gehalten werden, um das Ausmaß von Spritzen
zu reduzieren, das auf dem sich unter der Schulter 144 erstreckenden
Teil des Glases erfolgt. In den meisten Anwendungen, bei denen die
Glasplattenvariationen innerhalb normaler Bereiche liegen, ist die
Dichtung 142 vorzugsweise ein Urethanmaterial. Am stärksten bevorzugt
ist die Dichtung 142 ein wärmegehärtetes Polyurethan, Typ GC1095,
das von Gallagher, in Gurnee, Illinois erhältlich ist, mit einem Härtegrad
von 95 Shore A. Alternativ können
für die
Glasplatten mit größeren Variationsausmaßen die
Dichtungen 140 und 142 ein Silikongummimaterial
wie zum Beispiel ein Silikongummi unter der Formulierung ULTRASIL aufweisen,
das von United Silicone, Inc. in Lancaster, New York erhältlich ist
und einen Härtegrad
von 80 Shore A aufweist. Das Silikongummi wird eine weichere Dichtung
bereitstellen und wird sich deshalb besser an die Variationen in
der Glasplatte 12 anpassen. Es kann jedoch ein größeres Ausmaß an Spritzen
bei Verwendung der Silikondichtung erfahren werden, da der Zwischenraum
zwischen der Oberfläche 62 oder 24 und
der Oberfläche
der Glasplatte etwas größer sein
wird.
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Die
untere Dichtung 140 ist in ähnlicher Weise in der Nut 70 der
ersten Dichtungsaufnahmefläche 24 des
unteren Formabschnitts 22 positioniert. Die Dichtung 140 ist
in ähnlicher
Weise von der Kante der ersten Dichtungsaufnahmefläche 24 beabstandet, zum
Verhindern, dass der mit dem Einspritzprozess verknüpfte hohe
Druck die Dichtung 140 beschädigt. Eine entsprechende Schulter 146 ist
auf der ersten Dichtungsaufnahmefläche ausgebildet, die ähnliche Abmessungen
wie die Schulter 144 der Druckunterlage 46 aufweist.
In Anwendungen, bei denen die Glasplatte 12 weniger Variation
aufweist, d. h. weniger stark gekrümmte Glaskonfigurationen, kann
die Dichtung 140 eine Polyethylenterephthalat (PET)-Dichtung
aufweisen, die von Alro Plastics in Jackson, Mississippi erhältlich ist.
PET-Dichtungen sind allgemein weniger flexibel als Urethandichtungen.
Folglich kann der Zwischenraum zwischen der Oberfläche 24 und
der Glasplatte kleiner sein, und das Ausmaß von Spritzen, wenn überhaupt
vorhanden, ist minimal. Wie am besten in 4 zu sehen ist, steht die PET-Dichtung 142 von
der zweiten Dichtungsaufnahmefläche 62 des
unteren Formteils 14 um einen Abstand im Bereich von ungefähr 0,0025 cm–0,0075
cm (0,001 Zoll bis 0,003 Zoll) vor. In anderen Anwendungen kann
eine einzige Dichtung entweder auf der Druckunterlage 46 oder
der ersten Dichtungsaufnahmefläche 24 des
unteren Formabschnitts 22 vorgesehen sein. Wie jedoch am besten
in der zweiten Ausführungsform
der 8–16 zu sehen ist, können in
Anwendungen, bei denen die Glasplatte einen größeren Krümmungsgrad oder eine größere Variation
aufweist, beide Dichtungen 140 und 142 Silikongummi
wie oben beschrieben aufweisen. Mit Silikongummidichtungen wird
der Zwischenraum zwischen der ersten Dichtungsaufnahmefläche 24 und
der Glasplatte dann jedoch auf einen Bereich von ungefähr 0,0177–0,038 cm
(0,007 bis 0,015 Zoll), vorzugsweise 0,0177–0,033 cm (0,007 bis 0,013
Zoll) vergrößert.
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Nachdem
die Platte 12 aus vorgeschnittenem Sicherheitsglas auf
die Dichtung 140 in der ersten Dichtungsaufnahmefläche 24 gelegt
wurde, wobei sich ihre Umfangskante in den Formhohlraum 18 erstreckt,
wird die Formbaugruppe 10 geschlossen. Die Glasplatte 12 ist
vorzugsweise vorhergehend gereinigt und um ihren Umfang mit einem
Grundierungsmaterial in den Bereichen zum Aufnehmen des Dichtungsmaterials
grundiert worden, was die Anhaftung des Dichtungsmaterials an dem
Glas fördert. Nachdem
das Glas grundiert und die Glasplatte 12 in den unteren
Formabschnitt 22 der Formbaugruppe 14 wie durch
Halter/Führungen 85 geführt gelegt
wurde, wird die Formbaugruppe 10 wie durch Stifte 112 geführt geschlossen,
die mit Buchsen 116 zusammenpassen, um die Formhohlraumflächen 30, 66 zu veranlas sen,
sich richtig miteinander auszurichten. Während Verschließen ergreift
die Dichtung 142 in der Oberfläche 62 den Umfang
der oberen Oberfläche
der Glasplatte 12 und drückt die Glasplatte 12 gegen
die Dichtung 140 [der] ersten Dichtungsaufnahme 24 im
unteren Formabschnitt 22, was ein geringfügiges Zusammendrücken der
Dichtungen verursacht, abhängig
von ihrer Härte.
Kein Brechen oder Reißen
der Glasplatte 12 erfolgt, da die Glasplatte effektiv zwischen
dem oberen und unteren Formabschnitte 42 und 22 aufgehängt ist,
was Anpassung größerer Variationen
in den Glasabmessungen zulässt.
Die Kraft der Federn 60 für die Druckunterlage 46 wird
so gewählt,
dass sie ausreichend zum Abdichten und Verhindern von Spritzen und Überlaufen
des Gussmaterials aus dem Formhohlraum zur Sichtfläche des
Glases ist, jedoch nicht so stark, um das Glas zu zerbrechen. Der
Federdruck kann mit Abstandsstücken,
Abstandshaltern oder Auswechselung verschiedener Federn mit unterschiedlicher Stärke angepasst
werden.
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Nachdem
die Formbaugruppe 10 verschlossen wurde und die Saugnapfbaugruppen 100a aktiviert
sind, wird der obere Formabschnitt 42 mit einem konventionell
bekannten Gerät
in dem Formgerät
bei einem Einspanndruck eingespannt, der zum Kontrollieren von Spritzen
oder Überlaufen
geeignet ist. Typischerweise liegen solche Drucke im Bereich von 400
bis 600 Tonnen für
größere Heckfenster
und 200 bis 400 Tonnen für
kleinere Seitenfenster, abhängig von
dem vorspringenden Bereich der zu bildenden Dichtung. Das geschmolzene
Dichtungsmaterial wird in den Formhohlraum 18 bei ungefähr 138–344 bar (2000
bis 5000 psi) eingespritzt. Der Druck innerhalb des Formhohlraums
wird durch einen konventionellen Druckmeßumformer 28a (2) überwacht, um so zu hohe Druckbeaufschlagung
des Hohlraums zu verhindern. Bei anfänglichem Einspritzen füllt das Material
das Kaltlaufsystem 125, das das geschmolzene Dichtungsmaterial
zum Formhohlraum 18 durch die Einläufe 130 leitet. Während ein
gewisses Spritzen unterhalb der Schultern 144 und möglicherweise über den
Schultern 146 auftreten kann, wird dies ausreichend kontrolliert,
so dass es einfach von der Glasplatte 12 nach Gießen entfernt
werden kann. Beim Füllen
des Formhohlraums 18 drückt
das Gussmaterial beim Eintreten von dem Durchgangsweg 136 jegliche
Luft in dem Hohlraum 18, die nicht durch die Trennflächen 26 und 43 entlüftet wird,
durch Entlüftungen
(nicht gezeigt), die im unteren Teil des Formhohlraums vorgesehen
sind. In dem Formhohlraum 18 enthaltene Luft wird an die
Atmosphäre durch
eine Entlüftungsleitung
abgelassen, die an die Entlüftungen
im Formhohlraum gekoppelt ist, welche im unteren Formteil 16 der
Formbau gruppe 10 vorgesehen sind. Zusätzlich können kleine Durchgangswege
entlang der Trennflächen
des oberen und unteren Formteils ausgebildet sein, um Luft aus dem Formhohlraum 18 entweichen
zu lassen, sie sind jedoch ausreichend klein, um Entweichen von
jeglichen Gußmaterial
zu verhindern.
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Kaltes
Wasser wird durch die Durchgangswege 72, 74 gepumpt,
um den oberen und unteren Teil 14 und 16 der Formbaugruppe 10 zu
kühlen,
so dass das geschmolzene Dichtungsmaterial aushärten wird, nachdem es den Formhohlraum 18 erreicht und
füllt.
Die Temperatur des Wassers wird in einem Bereich von ungefähr 110 Grad
bis 130 Grad gehalten. Nach einer geeigneten Aushärtungszeit,
gewöhnlich
im Bereich von 120 bis 140 Sekunden, wird die Formbaugruppe geöffnet und
die Auswurfbaugruppen 90 werden durch in der Rohrleitung 102 zugeführte Luft
betätigt,
um die Platte 12 von dem oberen Formabschnitt 42 zu
stoßen.
Außerdem
drücken die
Auswurfbaugruppen 90a das Glas 12 nach außen von
dem unteren Teil 16 der Formbaugruppe 10, um Entfernung
der Glasplatte 12 zu ermöglichen.
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Wie
in den 8–16 gezeigt ist, ist eine zweite
Formbaugruppe 200 dargestellt. Die Formbaugruppe 200 ist
allgemein ähnlich
der Formbaugruppe 10 und schließt einen unteren Formteil 214 und
einen oberen Formteil 216 ein, die zwischen sich einen
Formhohlraum 218 begrenzen. Der untere Teil 214 der
Formbaugruppe umfasst einen unteren Formabschnitt 222 mit
einer unteren Oberfläche 223 und
einer oberen Oberfläche 224.
Der untere Formabschnitt 222 wird auf einem unteren Halteelement 220 gehalten.
Der obere Teil 216 der Formbaugruppe 200 schließt einen
oberen Formabschnitt 242 und eine bewegliche Druckunterlage 246 ein,
die beweglich in dem oberen Formabschnitt 242 in der Ausnehmung 248 angebracht
ist. In einer ähnlichen
Weise zur vorhergehenden Ausführungsform
schließen der
untere Formabschnitt 222 und die Druckunterlage 246 Nuten 268 und 270 ein,
die auf ihrer ersten und zweiten Dichtungsaufnahmefläche 224 bzw. 262 (12) ausgebildet sind. Die
Formbaugruppe 200 ist proportioniert, um eine größere Glasplatte 212 zu halten,
zum Beispiel eine für
ein Sonnendachfenster, Heckfenster oder ein Heckklappe verwendete
Glasplatte, und wird typischer mit Glasplatten 212 verwendet,
die größere Variationen
in ihren Oberflächen aufweisen.
Zum Anpassen dieser größeren Variationen
in der Oberfläche
der Glasplatte 212 schließt die Formbaugruppe 200 Dichtungen 340 und 342 in
Nuten 268 und 270 ein, die vorzugsweise Silikongummi sind,
wie oben in Verbindung mit Ausführungsform 10 beschrieben
ist. Durch Vorsehen der Dichtungen 340 und 342 mit
einem Material mit größerer Flexibilität, können die
Variationen in der Glasplatte 212 besser durch die Dichtung 340 und 342 absorbiert
werden.
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Wiederum
in einer ähnlichen
Weise wie bei der vorhergehenden Ausführungsform sind die Dichtungen 340 und 342 vom
Umfang der Druckunterlage 246 und der zweiten Dichtungsaufnahmefläche 262 beabstandet.
Die Schultern 344 und 346 werden durch den Raum
zwischen den Dichtungen 340 und 342 und die Kante
des Formhohlraums 218 begrenzt, die die Dichtungen 340 und 342 gegen
den hohen Druck schützen,
der mit dem Gußprozess
von geschmolzenen Dichtungen verknüpft ist.
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Um
die Dichtungen 340 und 342 zu schützen und
das Spritzen zu kontrollieren, liefert die Formbaugruppe 200 Zwischenräume vorzugsweise
im Bereich von ungefähr
0,0177–0,038
cm (0,007 Zoll bis 0,013 Zoll) zwischen der zweiten Dichtungsaufnahmefläche 262 der
Druckunterlage 246 und der oberen Oberfläche der
Glasplatte 212 und Zwischenräume in der Größenordnung
von ungefähr 0,0177–0,033 cm
(0,007 Zoll bis 0,013 Zoll) zwischen der unteren Oberfläche der
Glasplatte 212 und der ersten Dichtungsaufnahmefläche 224 des
unteren Formabschnitts 222. Es ist festgestellt worden,
dass, während
diese Zwischenräume
zu einem vergrößerten Ausmaß von Spritzen
auf die oberen und unteren Oberflächen der Glasplatte 212 führt, dieses
Spritzen durch die Breite der Schultern 244 und 246 und
durch die Höhe
der Zwischenräume
kontrolliert wird. Es ist festgestellt worden, dass ein Zwischenraum
in den spezifizierten, oben genannten Bereichen sicherstellen wird,
dass das erzeugte Spritzen eine ausreichende Dicke aufweisen wird,
um einfach vom Glas 212 abgeschabt und entfernt zu werden.
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Ähnlich zur
vorhergehenden Ausführungsform
umfasst die Formbaugruppe 200 ferner Auswurfbaugruppen 290.
In dieser Ausführungsform
umfasst jede Auswurfbaugruppe 290 einen gepolsterten oder
harzartigen Kunststoffkopf 300 am entfernten Ende eines
Stabs 296, der sich in einem Luftzylinder 298 hinein
und aus diesem heraus erstreckt. Die Köpfe 300 sind jeweils
durch Gewinde an dem äußeren Ende
des Stabs 296 befestigt und haben eine allgemein runde
Form mit einer Außenfläche oder Schicht
aus Nylon oder einem anderen elastischen Material, das nicht die
Oberfläche
der Glasplatte zerkratzen oder beschädigen wird, wenn sie in Kontakt mit
der Glasplatte 212 bewegt wird. Die Auswurfbaugruppen 290 werden
in einer ähnlichen
Weise zu den Auswurfbaugruppen 90 der vorhergehenden Ausführungsform
gehalten und sind in Ausnehmungen 292 und 294 untergebracht,
die in dem unteren und oberen Formabschnitt 222 bzw. 242 der
Formbaugruppe 200 gelagert sind. Eine Mehrzahl von Saugnapfbaugruppen 302 ist
angrenzend an die Auswurfbaugruppen 290 vorgesehen, um
die Glasplatte während
des Gussprozesses und nach Entfernung des oberen Formabschnitts 242 von
dem unteren Formabschnitt 222 zu halten. Jede Saugnapfbaugruppe 302 umfasst
einen konventionellen Saugnapf, der mit einem pneumatischen Luftsystem
zusammenwirkt, das den Saugnäpfen 302 Luft
durch die Rohrleitung 304 liefert. Die Rohrleitung 304 liefert
Luft zu den Saugnäpfen 302 und
entfernt diese von diesen und ebenso zu und von den Zylindern 298,
so dass, wenn der Einkapselungsprozess abgeschlossen ist und der
obere Teil 216 der Formbaugruppe 200 von der Glasplatte 212 abgehoben
wird, die Glasplatte 112 von dem oberen Formabschnitt 242 durch
das Ausstrecken der Stäbe 296 der
Auswurfeinrichtungen 290 in dem oberen Formabschnitt abgehoben
wird und durch das Ausstrecken der Stäbe 296 der Auswurfbaugruppen
im unteren Formabschnitt von dem unteren Formabschnitt 222 abgehoben
wird. Die Glasplatte 212 wird durch Saugnapfbaugruppen 302 zur
Entfernung durch eine Bedienungsperson an richtiger Stelle gehalten.
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Die
Druckunterlage 246 wird von dem unteren Halteformabschnitt 242 durch
eine Mehrzahl von Bolzen 252 gehalten (9), die vergrößerte Bolzenköpfe 253 einschließen. Die
Bolzen 252 arbeiten dadurch in einer ähnlichen Weise zu den Bolzen 52 der
vorhergehenden Ausführungsform,
dass sie Bewegung der Druckunterlage 246 aus einer vollständig zurückgezogenen
Position innerhalb der mittleren Ausnehmung 248 des oberen
Formabschnitts 242 zu einer ausgestreckten Position zulassen,
in der die Druckunterlage 246 gegen die Glasplatte 212 drückt. In
dieser besonderen Ausführungsform
wird die Druckunterlage 246 in die ausgestreckte Position durch
eine Mehrzahl von Spiralfedern 260 vorgespannt. Die Federn 260 weisen
konventionelle Spiralfeder auf, die von AJACS Die Sales Corp. in
Grand Rapids, Michigan erhältlich
sind. Die Federn 260 können
jedoch, wie unter Bezugnahme auf die vorhergehende Ausführungsform
dargestellt, eine Urethanfeder mit einem zylindrischen Körper aufweisen.
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Zum
weiteren Verbessern der Fähigkeit
der Druckunterlage 246, die Variationen der Glasplatte 212 anzupassen,
umfasst die Druckunterlage 246 eine Mehrzahl getrennter
Druckunterlagenteile 308 (9 und 11), die unabhängig von
dem oberen Formabschnitt 242 eine an jeder vorderen Ecke
des Fensters gehalten werden. Die unabhängigen Druckunterlagenabschnitte 308 umfassen
ein Paar Federn 260a, die den unabhängig gehaltenen Druckunterlagenteil 308 von
der oberen Oberfläche
des oberen Formabschnitts 242 halten. Außerdem werden
die Druckunterlagenteile 308 durch Bolzen 309 gehalten, die
vergrößerte Köpfe 310 einschließen. Die
vergrößerten Köpfe 310 der
Bolzen 309 werden in einer Ausnehmung eingefangen, die
in der oberen Oberfläche
der Druckunterlagenteile 308 ausgebildet ist, und erlauben
begrenzte Bewegung des Druckunterlagenteils 308 aus einer
zurückgezogenen
Position anstoßend
an die obere Oberfläche
des oberen Formabschnitts 242 zu einer ausgestreckten Position,
wo sie an den Umfang der Glasplatte 212 anstoßen.
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Das
geschmolzene Dichtungsmaterial wird dem Formhohlraum 218 durch
ein Kaltlaufsystem 325 (15)
zugeführt.
Das Kaltlaufsystem 325 umfasst ein Mehrzahl von Kanälen 326,
die sich von einer Einlassöffnung 327 (9) erstrecken, welche in der
Formbaugruppe 200 vorgesehen ist. Die Kanäle 326 erstrecken
sich von der Einlassöffnung 327 zu
einer Mehrzahl von Einläufen 330.
Die Einläufe 330 weisen
einen Stopfeneinlauf auf, der sich von dem Kanal 326 nach
unten zu einem Teil angrenzend an den Formhohlraum 218 erstreckt.
Jeder Einlauf umfasst allgemein einen verlängerten Durchgangsweg 328 mit
einem ersten Querschnitt an der Verbindungsstelle des Durchgangswegs
und des Kanals 326 und einem zweiten größeren Querschnitt an der Verbindungsstelle
des Durchgangswegs und des Formhohlraums 218. Während des
Einspritzprozesses wird Kühlwasser
durch ein System von Wasserdurchgängen zugeführt, die durch die Rohrleitung 272 (10 und 11) bereitgestellt werden und sich durch
den oberen und unteren Formabschnitt 242 und 222 erstrecken.
Das Kühlwasser
kühlt den
oberen und unteren Formabschnitt 242 und 222 und
das eingespritzte geschmolzene Dichtungsmaterial, wie unter Bezugnahme
auf die vorhergehende Ausführungsform
beschrieben wurde. Dies ermöglicht
einfache Entfernung des verfestigten Dichtungsmaterials in dem Einlauf
aus dem Durchgangsweg 328. Der Teil des verfestigten Dichtungsmaterials,
der in dem Durchgangsweg verbleibt, wird dann von der Dichtung abgeschabt.
Außerdem
ist die obere Formplatte 240 auf Federn 240b und
Bolzen 240a von der oberen Oberfläche des Formabschnitts 242 weg
bewegbar, um Zugang zu Kanälen 326 zu
ermöglichen, wenn
die Formbau gruppe geöffnet
wird. Dies ermöglicht
manuelle Entfernung des verfestigten Gussmaterials in den Kanälen 326 vor
dem nächsten
Gusszyklus.
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Wie
am besten in 12 zu sehen
ist, ist die Nut 270 von der Umfangskante der Druckunterlage 246 in
einem ersten Abstand entfernt, der eine Schulter 344 definiert.
Die Nut 268 ist von der Umfangskante der ersten Dichtungsaufnahmefläche 224 des unteren
Formteils in einem zweiten Abstand entfernt, der eine zweite Schulter 346 definiert,
wobei der erste Abstand allgemein kleiner als der zweite Abstand ist.
Die Schulter 344 hat vorzugsweise eine Breite im Bereich
von ungefähr
0,08 Zoll bis 0,135 Zoll. Die Schulter 344 hat stärker bevorzugt
eine Breite im Bereich von ungefähr
0,115 Zoll bis 0,135 Zoll. In einigen Anwendungen kann jedoch einer
der Abstände vergrößert werden,
so dass die obere und untere Dichtung über und unter der Glasplatte 112 ausgerichtet
werden, wobei die Schulter auf der kurzen Radiussseite des Glases
eine Breite im Bereich von ungefähr
0,203–0,343
cm (0,08 Zoll bis 0,135 Zoll), und stärker bevorzugt im Bereich von
ungefähr 0,292–0,343 cm
(0,115 Zoll bis 0,135 Zoll) aufweist.
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Zusätzliche
Befestigungseinrichtungen oder Stifte 354 zum Eingießen in das
Dichtungsmaterial können
in den Haltebaugruppen 350 an verteilten Positionen um
den Umfang des Formhohlraums 218 herum eingesetzt und festhalten
werden, wie in 13 gezeigt
ist. Jede Haltebaugruppe 350 weist eine abgestufte, rechteckige
Ausnehmung 352 auf, in die jede Befestigungseinrichtung
oder jeder Stift 354 vor Gießen eingepasst werden kann.
Vorzugsweise wird der Stift 354 durch einen Magneten 351 oder
eine andere lösbare
Einrichtung an richtiger Stelle gehalten, so dass, nachdem das geschmolzene
thermoplastische Material in den Formhohlraum eingespritzt worden
ist und das thermoplastische Material aushärtet, der Stift keine Spannung
in der durch das thermoplastische Material gebildeten Dichtung erzeugen wird.
Gussmaterial fließt
um den Einsatz 354 herum, um ihn in die Dichtung einzugießen und
einzubetten, wobei sein oberes Ende aus der Dichtung heraus für Befestigung
an einem Fahrzeug vorsteht. Der Einsatz 354 umfasst einen
Boden 355, der sich in eine Ausnehmung 352 erstreckt,
um den Fluss des Gussmaterials um das obere Ende der Befestigungseinrichtung
herum wie in 13 gezeigt
abzudichten.
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In
Betrieb wird die Formbaugruppe 200 im wesentlichen wie
für die
Baugruppe 10 beschrieben verwendet, außer dass jegliche Befestigungseinrichtungen,
die zusammen mit der Dichtung zu gießen sind, in den oberen Formabschnitt 242 eingesetzt und
darin durch die Haltebaugruppe 350 vor Verschließen der
Form gehalten werden. Die Befestigungseinrichtungen werden auf diese
Weise während
des Gussvorgangs an richtiger Stelle eingegossen. Die Glasplatte 212 wird
der Formbaugruppe 200 durch eine Betätigungsperson zugeführt und
in der Baugruppe mit Hilfe von Glashaltern 335 positioniert (8), die starre Markierungen
für die
Position des Umfangs der Glasplatte 212 in einer ähnlichen
Weise zur vorhergehenden Ausführungsform
liefern. Der obere Formabschnitt 242 wird geschlossen,
so das die Dichtungen 340 und 342 die Platte 212 aufhängen, während das
geschmolzene Dichtungsmaterial in den Formhohlraum 218 durch
das Kaltlaufsystem 325 eingespritzt wird. Während das
geschmolzene Dichtungs- oder Einfassungsmaterial in den Formhohlraum
eingespritzt wird, wird Kühlwasser
durch den oberen und unteren Formabschnitt durch eine Reihe von
Kühlwasserdurchgängen 272 in
einer ähnlichen
Weise eingespritzt, wie es unter Bezugnahme auf die vorhergehende
Ausführungsform
beschrieben ist. Nachdem das Dichtungs- oder Einfassungsmaterial
ausgehärtet
ist, wird der obere Formabschnitt 242 vom unteren Formabschnitt 222 abgehoben
und die in den oberen Formabschnitten vorgesehenen Auswurfbaugruppen 290 drücken die Glasplatte
vom oberen Formabschnitt 242 weg. Die im unteren Formabschnitt 222 vorgesehenen
Auswurfbaugruppen 290 strecken ihre Stäbe 296 aus, um die
Glasplatte 112 zu halten, während die Saugnäpfe 302 die
Glasplatte 112 solange festhalten, bis sie durch die Bedienungsperson
entfernt werden kann.
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Dementsprechend
liefert die Erfindung Hochdruckformbaugruppen und Verfahren, die
beim Herstellen von Modulfensterbaugruppen und anderen Produkten
mit einer Dichtung, Einfassung oder anderen geschmolzenen Teilen
verwendbar sind, welche sich um den Umfang des Plattenmaterials
erstrecken, ohne Brechen oder Reißen des darin gehaltenen Plattenmaterials.
Die Erfindung ermöglicht Aufhängen einer
Glasplatte in der Formbaugruppe, während der Umfang der Platte
mit einer Dichtung, Einfassung oder geschmolzenem Material begossen wird,
das unter hohem Druck eingespritzt wird, typischerweise im Bereich
von ungefähr
138– 344
bar (2000 psi bis 5000 psi). Die Formbaugruppe kontrolliert auch
das "Spritzen" oder Überlaufen
des Dichtungsmaterials.
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Während einige
Formen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, werden den
Fachleuten in diesem Gebiet nun andere Formen offensichtlich sein.
Deshalb wird verstanden werden, dass die in der Zeichnung gezeigte
und oben beschriebene Ausführungsform
lediglich zu Darstellungszwecken ist, und nicht den Umfang der Erfindung
begrenzen sollen, der durch die am Ende der Beschreibung folgenden
Patentansprüche
definiert ist.