專利名稱：吹塑模制物件成形的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及吹塑模制元件以及用于制造吹塑模制元件的方法和裝置。更具體地，本發(fā)明涉及具有一個或多個不與分型線鄰接的突起的雙壁吹塑模制元件以及用于制造該吹塑模制元件的方法和裝置。
背景技術：
使用吹塑模制作為制造各種制品的方法已廣為人知。一般地，該過程包括使用模具，該模具包括兩個分離的半部或部分，所述半部或部分具有特定期望形狀和尺寸的空腔。通常地，擠出具有較大直徑的熔融材料密封管(通常稱為“型坯”)，將該管置于模具半部(mode halves)之間，并使模具圍繞該管閉合。模具半部在稱為“分型線”的地方圍繞所述管閉合。然后將流體壓力引入到該管中，迫使熔融管抵靠空腔的壁，從而使該管與壁的形狀一致。保持該壓力直到熔融材料冷卻并凝固。然后釋放該壓力，將模具半部拉開，以從中抽出已硬化的制品。
所公知的是，在吹塑模制部件上形成各種突起。示例包括鉸鏈座、手柄、接收安裝螺釘?shù)钠?tab)以及用于連結(jié)吹塑模制元件的搭扣隆起(snap boss)。一些現(xiàn)有技術通過在模制周期的模具閉合部分的過程中推擠和壓縮吹塑模制型坯的熔融材料來形成這些突起。推擠和壓縮通過使兩個模具半部閉合來完成。因此這通常在大致垂直于模具分型線的平面中，雖然當傾斜前沿面的成形楔是一個模具半部或兩個模具半部的一部分時，有時發(fā)生附隨的橫向遷移。
特別地，使用整體成形、持久干涉(permanent interference)的搭扣隆起是公知的裝配方法，以將模制好或制造好的塑料元件連結(jié)成最終制品。該技術無需額外的附接件，從而在裝配過程中節(jié)約時間和材料成本。該技術還避免了需要粘合劑，粘合劑會增加成本，還會通過粘合劑的涂敷或誤用而潛在地產(chǎn)生外觀問題。吹塑模制的雙壁元件適于該附接方法，這是因為它們在某種程度上是有彈性的，這使得易于裝配，又出于雙壁結(jié)構性質(zhì)的原因而有剛性。
當前用于制造搭扣隆起和其它突起的方法的一個缺點是，吹塑模制過程會限制設計者設置突起的自由。一般來講，搭扣隆起必須是剛性的(具有較重的壁)且較深(引起顯著的干涉)，從而在所附接的元件受到即使是中等強度的使用時也提供持久的附接。其它突起也必須是剛性且較深的，以滿足其目的并耐用。為了滿足這兩個要求，就必須使搭扣隆起和其它突起定位在它們處于分離狀態(tài)的雙壁制品的分型線(特別是鄰近處具有余料(flash)的分型線)處。當熔融材料沿著分型線被吹入較窄的空腔中以形成突起時，多余的空氣能夠在分型線處逸出，以允許材料進入附件(appendage)并緊緊地抵靠著壁被吹制。然而，試圖用類似的方法使突起離開分型線定位卻得到薄壁、較淺的突起，這是因為在空氣不能在分型線處逸出的情況下材料不能完全地延伸進入較窄的空腔中，并且不能緊緊地抵靠著模具的壁而吹制。此外，有時余料不足，故不能制造剛度足夠的突起。
有時既不期望又不可能有在分型線處結(jié)合搭扣隆起或其它突起的設計。此外，存在其它的情況，其中由搭扣隆起或其它突起區(qū)域中的正?！胺牌?layflat)”得到的材料的量不足以實現(xiàn)必需的剛度和深度。
一些已提出的技術通過在吹制過程期間縮回通過模具延伸至型坯中的活塞而提供具有離開分型線的向內(nèi)突出的中空隆起的吹塑模制裝置。此類技術的一個缺點是，不清楚如何將此類技術用于使與向內(nèi)突出的中空隆起相反的突出隆起離開分型線。第二個缺點是由此得到的向內(nèi)突起具有比吹塑模制裝置的其余部分薄的壁，這是因為這些技術必然要將裝置的壁在不加入額外材料的情況下拉伸更大的距離。然而，當形成突起時，期望的是，其具有足夠厚的壁，即具有足夠的剛性。正如所解釋的，這在突起旨在持久地附接兩個吹塑模制元件時特別重要。
所提出的其它技術通過使用活塞而用注入方法形成突出的隆起。將材料注入到模具中，并且在材料仍處于熔融狀態(tài)時壓縮活塞，從而迫使多余的材料形成密度比元件其余部分大的隆起。雖然這些技術可以成功地形成堅固的突起，但是將材料注入模具中得到實心的元件。雖然突起本身可以是實心的，但是吹塑模制的目的是形成中空的元件，因而適于注入方法的技術不適于吹塑模制。上面關于吹塑模制所討論的問題在實心元件的情況下并不存在，其中由于空氣不能逸出，因此材料不能形成離開分型線的突起。除了供注入方法使用的模具不一定具有分型線以外，通過將更多的材料注入到模具中可以簡單地填充較窄的空腔。因此，這些技術不適于制造具有離開分型線的突起的吹塑模制元件，其中吹制額外的材料將不會解決由缺少空氣逸出或缺少足夠余料引起的問題。
因此，所期望的是一種易于制造雙壁吹塑模制元件的方法及裝置，所述雙壁吹塑模制元件具有一個或多個剛度和深度足夠但不與模具的分型線鄰接的突起。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種易于制造具有一個或多個突起的雙壁吹塑模制元件的方法及裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有上述特征并易于制造剛度和深度足夠的突起的方法及裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有上述特征并易于制造不與模具的分型線鄰接的突起的方法及裝置。
本發(fā)明的這些和其它目的根據(jù)本發(fā)明的一個實施例通過提供一種用于制造具有突起的吹塑模制物件的裝置而實現(xiàn)，該裝置包括具有模制表面的模具，吹塑模制材料被吹在該模制表面上。模制表面中具有空腔，該空腔接收至少一些吹塑模制材料，并具有第一端和第二端?；钊诳s回位置朝向空腔的第二端設置在空腔中，并在延伸位置可朝向空腔的第一端運動。當活塞在模制期間處于縮回位置時，至少一些吹塑模制材料從空腔的第一端被推向空腔的第二端，并且當活塞運動到延伸位置時，至少一些吹塑模制材料朝向空腔的第一端被推回。
在一些實施例中，模具包括構造成沿著分型線相聯(lián)接的第一部分和第二部分，并且活塞構造成平行于分型線運動。在一些實施例中，活塞具有構造成以預定方式模制至少一些吹塑模制材料的表面。在一些實施例中，空腔構造成形成隆起形狀的突起。在一些實施例中，空腔構造成形成片形狀的突起。在一些實施例中，空腔構造成形成鉸鏈座形狀的突起。在其它實施例中，空腔構造成形成手柄形狀的突起。在其它實施例中，空腔構造成形成用于接收至少一個螺釘?shù)钠螤畹耐黄?。在一些實施例中，吹塑模制物件是雙壁吹塑模制物件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于制造具有突起的吹塑模制物件的方法包括如下步驟(i)提供具有模制表面的模具，吹塑模制材料適于被吹在該模制表面上，在模制表面中具有空腔，該空腔接收至少一些吹塑模制材料，并具有第一端和第二端；(ii)將活塞設置成朝向空腔的第二端；(iii)當活塞處于朝向空腔第二端的縮回位置時，將至少一些吹塑模制材料吹在模制表面上，使得至少一些吹塑模制材料從空腔的第一端被推向空腔的第二端；以及(iv)使活塞朝向空腔的第一端運動到延伸位置，并且將至少一些吹塑模制材料朝向空腔的第一端推回。
在一些實施例中，活塞具有構造成以預定方式模制至少一些吹塑模制材料的表面。在一些實施例中，當使活塞運動到延伸位置時，多余的材料被推入到雙壁吹塑模制物件的壁之間的空間中。在一些實施例中，所述將至少一些吹塑模制材料朝向空腔的第一端推回的步驟形成突起。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，一種吹塑模制裝置包括具有分型線的第一吹塑模制物件，該第一吹塑模制物件具有定位在離開分型線的位置處的突起；以及具有空腔的第二吹塑模制物件。所述突起的尺寸和形狀確定為裝配在空腔中，并將第一吹塑模制物件和第二吹塑模制物件聯(lián)接以形成該吹塑模制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，一種吹塑模制物件包括對應于模具的吹塑模制表面的受模制表面；以及從受模制表面突出的突起，所述突起具有一外表面，該外表面部分地對應于模具的吹塑模制表面中的空腔的表面且部分地對應于設置在空腔一端的活塞的表面。
在一些實施例中，模制表面具有分型線，并且所述突起定位成離開所述分型線。在一些實施例中，突起構造成將吹塑模制物件聯(lián)接到第二吹塑模制物件。在一些實施例中，活塞的表面構造成以預定方式模制所述突起的外表面。在某些實施例中，活塞構造成形成隆起形狀的突起。在其它實施例中，活塞構造成形成片形狀的突起。在一些實施例中，活塞構造成形成鉸鏈座形狀的突起。在某些實施例中，活塞構造成形成手柄形狀的突起。在其它實施例中，活塞構造成形成用于接收至少一個螺釘?shù)钠螤畹耐黄稹?br> 在一些實施例中，突起是中空的，并且突起的壁的剛性比吹塑模制物件的另一壁的剛性大。在一些實施例中，突起是實心的，并且突起的剛性比吹塑模制物件的壁的剛性大。在一些實施例中，吹塑模制物件是雙壁吹塑模制物件。
本發(fā)明及其具體的特征和優(yōu)點將從下面結(jié)合附圖的詳細描述中變得更加明顯。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的具有突起的雙壁吹塑模制物件的立體圖；圖1B是結(jié)合相配合物體示出圖1A的具有突起的物體的局部橫截面圖；圖2是模具打開位置中示出用于制造圖1A的具有突起的吹塑模制物件的裝置局部橫截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的圖2的裝置在閉合模具之后但在致動活塞之前的局部橫截面圖；和圖4是根據(jù)本發(fā)明一些實施例的圖2和3的裝置在閉合模具之后且在致動活塞之后的局部橫截面圖。
具體實施例方式
首先參照圖1A和1B，示出根據(jù)本發(fā)明一些實施例的具有突起40的雙壁吹塑模制的裝置10。該雙壁吹塑模制的裝置10包括具有壁25的第一雙壁吹塑模制物件20和具有壁55的第二雙壁吹塑模制物件50。兩個雙壁吹塑模制物件都通過將熱塑性材料吹制到模具的模制表面上而形成。在一些實施例中，熱塑性材料是熔融型坯。
第一吹塑模制物件20具有作為其一部分而形成的突起40。下面將描述根據(jù)本發(fā)明一些實施例的用于形成突起40的裝置和方法。在一些實施例中，突起40定位成，其不與分型線鄰接。下面將更加詳細地討論分型線和突起40的定位。多余的材料45(如果存在的話)在第一吹塑模制物件20內(nèi)。
在一些實施例中，突起40是設計成裝配到第二吹塑模制物件50的空腔65中的隆起，以聯(lián)接兩個吹塑模制物件20和50，從而形成吹塑模制的裝置10。例如，在一些實施例中，突起就是所謂的“搭扣隆起”，空腔就是所謂的“搭扣容納槽”。在某些上述實施例中，突起40設置在鄰近空腔65的矩形開口中，然后平行于分型線滑動，使得突起40滑入空腔65中并鎖定到適當位置。當突起40足夠堅固時，這種布置能夠承受嚴重的不當使用，并且在不破壞突起40的條件下不會分離。在附圖中未示出的其它實施例中，突起40是片、鉸鏈座、用于接收安裝螺釘?shù)钠蚱渌郊蛲黄?。例如，如果突?0是用于接收螺釘?shù)钠?，則第二吹塑模制元件可以具有類似的片，兩個元件可以通過將螺釘或類似附接裝置插入該兩個片中而附接在一起。
現(xiàn)在參照圖2，示出根據(jù)本發(fā)明一些實施例的用于制造具有突起的吹塑模制物件的裝置100。該模具具有兩個部分110和120，圖2中示出該兩個部分110和120是分離的。模具部分110具有模制表面115，模具部分120具有模制表面125。下面將更加詳細地描述模制表面。當使用該裝置時，型坯放置在兩個模具部分110和120之間的空腔132中，然后使模具部分110和120圍繞型坯閉合。模具部分110和120在分型線(圖2中未示出)處彼此鄰接。
圖2的裝置100還具有活塞140，活塞140具有活塞端145?；钊?45構造成其以預定方式使熔融材料成形，以形成期望的突起。如圖2中所示的定向，活塞構造成其可以從右到左運動，從而在那個方向上推擠型坯材料。下面將更加詳細地解釋活塞的操作和定位。在一些實施例中，活塞端145構造成使得這些突起成形為類似隆起、片、鉸鏈座、手柄或者用于接收安裝螺釘?shù)钠?。在其它實施例中，活塞?45構造成使得突起具有不同的形狀?；钊?40也具有預定的形狀，并且不一定是圓柱形的。在一些實施例中，活塞140構造成平行于分型線(未示出)運動。
優(yōu)選地，模具件127鄰近活塞140(當模具閉合時)設置在模具部分120的模制表面125中。模具件127用于迫使基本上所有可得到的余料在模具閉合時進入空腔180中，然后在活塞140隨后的運動期間有助于經(jīng)由該活塞140迫使該余料進入空腔132中(下面更加詳細地描述)。如果采用標準夾斷技術而不是采用模具件127，則大量的材料將可能在模具閉合以及隨后活塞140延伸的期間損失掉。此外，由這種技術產(chǎn)生的夾斷可能會因活塞140延伸期間產(chǎn)生的高壓而中斷。這些現(xiàn)象可能導致突起的強度比優(yōu)選實施例中的要小，或者甚至是不能完整地形成突起。
現(xiàn)在參照圖3，示出在模具部分110、120閉合后但在致動活塞140前的用于制造具有突起的吹塑模制物件的裝置100。為了方便起見，在可能的情況下相同的附圖標記在圖3中用于表示與圖2中的元件相似的元件；然而，這并不是將圖3所示的元件限定為圖2所示的元件。兩個模具部分110和120在分型線處連結(jié)并確定模制表面。型坯材料(圖3示出至少其一部分150)被吹入模制表面中的空腔130中(與圖2所示的空腔132相比，其現(xiàn)在具有更加獨特的形狀)?？涨?30具有第一端131和第二端133，空腔130通過第一端131接收吹塑模制材料的一部分180。吹塑模制材料部分150被分別吹到模具部分110和120的模具壁115和125上，以形成具有中空部分170的吹塑模制物件。
具有成形的活塞端145的活塞140設置成朝向空腔130的第二端133。該活塞處于縮回位置，由此型坯材料通過吹塑模制過程從空腔130的第一端131被推向空腔130的第二端133。在圖2所示的實施例中，活塞140在空腔130內(nèi)，在其它實施例中，活塞140可以設置在空腔130的第二端133處，但部分地或完全地位于空腔130的外部。在一些實施例中，吹塑模制過程包括將流體吹入模具中，以將型坯材料吹制在模具部分110和120的側(cè)邊115和125上。在一些實施例中，流體是液體，而在其它實施例中流體是氣體，例如空氣。
現(xiàn)在參照圖4，示出在模具部分110、120閉合后且在致動活塞140后的用于制造具有突起的吹塑模制物件的裝置100。為了方便起見，在可能的情況下相同的附圖標記在圖4中用于表示與圖2和3中的元件相似的元件；然而，這并不是將圖4所示的元件限定為圖2和3所示的元件。在圖4中，活塞140已經(jīng)從縮回位置(朝向空腔130的第二端133)運動到延伸位置(朝向空腔130的第一端131)，從而將型坯材料部分180向空腔130的第一端131推回，從而形成突起190。活塞140在致動器160(例如，電機等)的作用下運動。
空腔130和具有活塞端145的活塞140以預定方式構造，使得得到的突起190以預定的方式按照期望成形。因此，突起190具有預定形狀的外表面，該外表面部分地對應于空腔130的表面且部分地對應于活塞140的表面。在一些實施例中，包括圖4所示的實施例，突起190是實心的，并且其剛性比大于吹塑模制物件170的壁。在其它實施例中，突起190是中空的，但其壁的剛性大于吹塑模制物件170的另一壁。當活塞140運動到延伸位置時，如果存在任何多余的材料192，則其被推向吹塑模制物件170的內(nèi)部。
雖然已經(jīng)參照部件、元件等的具體布置描述了本發(fā)明，但并不是要窮盡所有可能的布置或元件，當然，本領域的普通技術人員將可發(fā)現(xiàn)許多其它的變形、組合和改變。
權利要求
1.一種用于制造具有突起的吹塑模制物件的裝置，包括具有模制表面的模具，吹塑模制材料被吹在該模制表面上，在所述模制表面中具有空腔，所述空腔接收至少一些吹塑模制材料，并具有第一端和第二端；設置在所述空腔內(nèi)的活塞，所述活塞在縮回位置朝向所述空腔的第二端，并在延伸位置可朝向所述空腔的第一端運動；其中，當在模制期間所述活塞處于縮回位置時，至少一些吹塑模制材料從所述空腔的第一端被推向所述空腔的第二端，并且當所述活塞運動到延伸位置時，至少一些吹塑模制材料朝向所述空腔的第一端被推回。
2.如權利要求1的裝置，其中，所述模具包括構造成沿著分型線相聯(lián)接的第一部分和第二部分，并且所述活塞構造成平行于所述分型線運動。
3.如權利要求1的裝置，其中，所述活塞具有構造成以預定方式模制至少一些吹塑模制材料的表面。
4.如權利要求3的裝置，其中，所述空腔構造成形成隆起形狀的突起。
5.如權利要求3的裝置，其中，所述空腔構造成形成片形狀的突起。
6.如權利要求3的裝置，其中，所述空腔構造成形成鉸鏈座形狀的突起。
7.如權利要求3的裝置，其中，所述空腔構造成形成手柄形狀的突起。
8.如權利要求3的裝置，其中，所述空腔構造成形成用于接收至少一個螺釘?shù)钠螤畹耐黄稹?br> 9.如權利要求1的裝置，其中，所述吹塑模制物件是雙壁吹塑模制物件。
10.一種用于制造具有突起的吹塑模制物件的方法，所述方法包括如下步驟提供具有模制表面的模具，吹塑模制材料適于被吹在該模制表面上，在所述模制表面中具有空腔，所述空腔接收至少一些吹塑模制材料，并具有第一端和第二端；將活塞設置成朝向所述空腔的第二端；當所述活塞處于朝向所述空腔的第二端的縮回位置時，將至少一些吹塑模制材料吹在所述模制表面上，使得至少一些吹塑模制材料被從所述空腔的第一端推向所述空腔的第二端；和使所述活塞朝向所述空腔的第一端運動到延伸位置，并且將至少一些吹塑模制材料朝向所述空腔的第一端推回。
11.如權利要求10的方法，其中，所述活塞具有構造成以預定方式模制至少一些吹塑模制材料的表面。
12.如權利要求10的方法，其中，當使活塞運動到延伸位置時，多余的材料被推入到雙壁吹塑模制物件的壁之間的空間中。
13.如權利要求10的方法，其中，所述將至少一些吹塑模制材料朝向所述空腔的第一端推回的步驟形成突起。
14.一種吹塑模制裝置，包括具有分型線的第一吹塑模制物件，所述第一吹塑模制物件具有定位在離開分型線的位置處的突起；具有空腔的第二吹塑模制物件；并且其中，所述突起的尺寸和形狀確定為裝配在所述空腔中，并將所述第一吹塑模制物件和所述第二吹塑模制物件聯(lián)接以形成該吹塑模制裝置。
15.一種吹塑模制物件，包括對應于模具的吹塑模制表面的受模制表面；和從所述受模制表面突出的突起，所述突起具有一外表面，該外表面部分地對應于所述模具的吹塑模制表面中的空腔的表面且部分地對應于設置在所述空腔一端的活塞的表面。
16.如權利要求15的吹塑模制物件，其中，所述受模制表面具有分型線，并且所述突起定位成離開所述分型線。
17.如權利要求15的吹塑模制物件，其中，所述突起構造成將所述吹塑模制物件聯(lián)接到第二吹塑模制物件。
18.如權利要求15的吹塑模制物件，其中，所述活塞的表面構造成以預定方式模制所述突起的外表面。
19.如權利要求18的裝置，其中，所述活塞構造成形成隆起形狀的突起。
20.如權利要求18的裝置，其中，所述活塞構造成形成片形狀的突起。
21.如權利要求18的裝置，其中，所述活塞構造成形成鉸鏈座形狀的突起。
22.如權利要求18的裝置，其中，所述活塞構造成形成手柄形狀的突起。
23.如權利要求18的裝置，其中，所述活塞構造成形成用于接收至少一個螺釘?shù)钠螤畹耐黄稹?br> 24.如權利要求15的吹塑模制物件，其中，所述突起是中空的，并且所述突起的壁的剛性比所述吹塑模制物件的另一壁的剛性大。
25.如權利要求15的吹塑模制物件，其中，所述突起是實心的，并且所述突起的剛性比所述吹塑模制物件的壁的剛性大。
26.如權利要求15的吹塑模制物件，其中，所述吹塑模制物件是雙壁吹塑模制物件。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于制造吹塑模制元件的方法及裝置。更具體地，本發(fā)明涉及用于制造具有一個或多個不與模具的分型線鄰接的突起(190)的雙壁吹塑模制元件(170)的方法及裝置。一般地，突起由包括如下步驟的方法制造將吹塑模制材料吹在具有預定形狀的空腔的模制表面上，使得吹塑模制材料進入空腔的第一端；并通過使預定形狀的活塞(140)運動而將吹塑模制材料朝向空腔第一端推回。本發(fā)明還涉及采用這種方法的裝置以及所得到的吹塑模制物件。
文檔編號B29C49/48GK1902040SQ200480039208
公開日2007年1月24日 申請日期2004年11月24日 優(yōu)先權日2003年11月25日
發(fā)明者邁克爾·L·格林奈爾, 阿倫·W·納珀 申請人:卡斯托姆-帕克公司