專利名稱：具有多層模具和電極的流體模塑設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及流體模塑領(lǐng)域，尤其涉及獨(dú)特的流體模塑設(shè)備，該設(shè)備包括用于生產(chǎn)多個(gè)模制物件的多層模具和電極。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域中已知各種流體模塑設(shè)備，它們使用介質(zhì)加熱，用可成形塑料材料來模制塑料部件。在所有這些設(shè)備中，塑料材料放在兩個(gè)電極中間(例如，高壓頂電極和接地的底電極)，使得塑料材料有效地變成了電容性介電體。電極之間生成的交變電場(chǎng)促使極分子在塑料材料中由于電場(chǎng)極性的快速變化而被吸引或排斥。由于這種分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力使塑料材料整體被加熱從而形成塑料部件。
本領(lǐng)域中已知的一種用于制造塑料部件的流體模塑設(shè)備包括了頂電極和底電極，以及在這兩個(gè)電極中間放置一個(gè)兩片的模具。這個(gè)模具限定了可以將塑料材料放進(jìn)去的型腔。操作過程中，交變電場(chǎng)施加在型腔上，用來形成塑料部件。優(yōu)選地，電流電場(chǎng)線在所有點(diǎn)上沿著塑料材料的表面與其垂直，這樣可以提供貫穿塑料材料的統(tǒng)一的溫度。另外，頂電極和底電極大體上與正在制造中的塑料部件的配置相匹配，這樣可以保證電極之間的距離是不變的從而均勻加熱塑料材料。一個(gè)這種類型的流體模塑設(shè)備的示例在美國(guó)專利No.4,268,238中公開。(在此處作為參考文獻(xiàn)被納入)本領(lǐng)域中另一種用于制造塑料部件的流體模塑設(shè)備包括頂電極和底電極，并且在這兩個(gè)電極中間放置模具。這個(gè)模具的厚度是不均勻的，這樣可以用放置在模具和頂電極中的塑料材料模制非均勻的塑料部件。為了貫穿塑料材料均勻加熱，在貫穿塑料部件所有不同厚度部分保持一個(gè)恒定電容。可以通過使塑料材料和模具之間的相對(duì)介電常數(shù)平衡，優(yōu)選通過使用添加劑來改變模具相對(duì)介電常數(shù)而達(dá)到這樣的效果。作為替代，也可以通過改變塑料部件不同厚度部分頂電極和底電極之間的間隔來使得電容相等。這種類型的流體模塑實(shí)施例在美國(guó)專利No.4,441,876中公開(此在先專利通過引用結(jié)合于此)。
本領(lǐng)域中另一種用于制造泡沫塑料部件的流體模塑設(shè)備包括頂電極和底電極，并且在這兩個(gè)電極中間放置模具。塑料泡沫材料被放在模具上的腔中并且在加熱循環(huán)中被壓縮。加熱過程結(jié)束后，壓縮后的塑料泡沫材料隨著其冷卻，依照模具形狀而膨脹從而形成泡沫塑料部件。這種類型的流體模塑示例在美國(guó)專利No.4,524,037中公開(此在先專利通過引用結(jié)合于此)。
本領(lǐng)域中另一種用于制造泡沫塑料部件的流體模塑設(shè)備包括頂電極和底電極，并且在這兩個(gè)電極中間放置一個(gè)兩片的模具。這個(gè)模具支持隔片以使塑料泡沫材料可以放在隔片和底模之間。流體被注射到隔片上的模具中以便從一開始就使隔片偏轉(zhuǎn)，這樣可以將模具中的空氣充分的驅(qū)逐。然后液體在加熱循環(huán)中被抽出來，這樣在模具中產(chǎn)生真空，有助于塑料泡沫材料的膨脹。這種類型的流體模塑示例在美國(guó)專利No.4,851,167中公開(此在先專利通過引用結(jié)合于此)。
以上所述的所有模塑設(shè)備都可以用來制造泡沫塑料部件。為了制造的目的，置于頂電極和底電極之間的模具被加壓以便放在模制腔中的塑料泡沫材料可以膨脹并遵循模具的形狀。為了防止模具內(nèi)壓力的泄漏，使用一個(gè)或多個(gè)夾子夾在頂電極和底電極上將該設(shè)備鎖在閉合位置。這些夾子由絕緣材料制成，從而防止頂電極(通常帶有高電壓)和底電極(通常接地)造成短路。但是，由于可用的絕緣材料具有相對(duì)較低的拉伸強(qiáng)度，因而這些夾子的尺寸必須非常大以便承受模具中產(chǎn)生的壓力。同樣地，大量被夾子所占的空間減小了模具周圍的工作面積。另外，夾子相對(duì)較低的拉伸強(qiáng)度有可能使泡沫塑料部件彎曲從而導(dǎo)致這些部件的尺寸不精確。因而，在本領(lǐng)域中需要一種在模塑循環(huán)中不使用這種夾子來將該設(shè)備鎖在閉合位置的流體模塑設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)多個(gè)模塑物件的流體模塑設(shè)備。通常，該設(shè)備包括多層模具和電極，并且它們布置成使得每個(gè)模具被置于兩個(gè)電極中間。電磁能量源可操作地連到電極上，這樣可以產(chǎn)生穿過每個(gè)模具的交變電場(chǎng)從而形成模塑物件。優(yōu)選該設(shè)備的外部電極都帶有同樣的電勢(shì)以使金屬鎖定固定件可以用來在一個(gè)在模塑循環(huán)中將該設(shè)備固緊在閉合位置。
在一個(gè)示例實(shí)施例中，流體模塑設(shè)備包括頂電極和底電極，和置于這兩者之間的中間電極。第一模具被放在頂電極和中間電極之間，第二模具被放在底電極和中間電極之間。每個(gè)模具包括多個(gè)用于接受可模壓材料的型腔。電磁能量源可操作地連接在電極上以便使頂電極和底電極接地而使中間電極攜帶高電壓(例如±5,000伏特)。同樣地，可以跨過每個(gè)模具(與模具加壓相結(jié)合)建立交變電場(chǎng)，從而形成多個(gè)模塑物件。
在這個(gè)實(shí)施例中，六個(gè)金屬鎖定固定件連接到頂電極和底電極上從而將該設(shè)備固緊在閉合位置。每個(gè)鎖定固定件有固定連接在頂電極的上部件和固定連接在底電極的下部件。鎖定桿被用來在設(shè)備移動(dòng)到閉合位置的時(shí)候?qū)⑸喜考拖虏考ハ噫i在一起。重要的是，這些金屬鎖定固定件的拉伸強(qiáng)度足以承受模塑循環(huán)中模具中產(chǎn)生的壓力。
本發(fā)明中的流體模塑設(shè)備比起現(xiàn)有技術(shù)有一些優(yōu)點(diǎn)。首先，由于設(shè)備的外部電極可以帶有相同的電勢(shì)，所以可以使用由更強(qiáng)的金屬材料制成的鎖定固定件。同樣，通過將單個(gè)模具的表面劃分成多層模具，用于在閉合位置固緊設(shè)備而需要的力可以減少?gòu)亩试S使用較小的鎖定固定件。另外，在將多個(gè)模具層疊在彼此頂部使得可以在一個(gè)模塑循環(huán)中制造更多的模塑物件。當(dāng)然，本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是非常明顯的。


參考作為本發(fā)明說明書一部分的附圖，本發(fā)明在接下來的關(guān)于本發(fā)明的詳細(xì)說明中將會(huì)更為詳細(xì)地說明，其中圖1是根據(jù)發(fā)明構(gòu)造的流體模塑設(shè)備的立體圖，在其中示出該設(shè)備處于開放位置以便裝載和卸載模具；圖2是圖1所示流體模塑設(shè)備的正視圖，其中示出模具裝載后該設(shè)備處于開放位置；圖3是圖2所示流體模塑設(shè)備的側(cè)視圖，示出了一種剪刀機(jī)構(gòu)，使得該設(shè)備在開放和閉合位置之間移動(dòng)；圖4是圖1所示流體模塑設(shè)備的立體圖，在其中示出該設(shè)備在一個(gè)模塑循環(huán)中處于閉合位置；圖5a是圖4所示流體模塑設(shè)備的仰視圖，在其中，示出鎖定桿處于解鎖位置；圖5b是圖4所示流體模塑設(shè)備的仰視圖，在其中，示出鎖定桿處于鎖定位置。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及流體模塑設(shè)備，該設(shè)備用于生產(chǎn)多種使用在各種不同工業(yè)上的多種不同類型的模塑物件。通常，該設(shè)備包括層疊的多個(gè)模具和電極，使得每個(gè)模具放在兩個(gè)電極中間。電磁能量源可操作地連接在電極上使得一些電極攜帶高壓(例如±5,000v)另一些接地從而產(chǎn)生穿過每個(gè)模具的交變電場(chǎng)。這個(gè)設(shè)備也包括一個(gè)或多個(gè)連接在外層電極上的鎖定固定件，用來將該設(shè)備固緊在閉合位置。優(yōu)選地，外部電極攜帶同樣的電勢(shì)(例如，都接地)因此鎖定固定件可以由金屬材料形成。如果模具都是加壓的，那么鎖定固定件的拉伸強(qiáng)度必須足夠大以承受模具內(nèi)部產(chǎn)生的壓力。
在操作過程中，流體模塑設(shè)備被移動(dòng)到開放位置以使可模塑的材料裝入每個(gè)模具中。裝載完畢后，設(shè)備被移動(dòng)到閉合位置并且用鎖定固定件鎖定就位。然后激活電磁能量源來建立跨過每個(gè)模具的交變電場(chǎng)，用來加熱可模塑的材料。也可以對(duì)模具加壓促使模具中的可模塑材料膨脹。加熱之后，可以通過在電極通道內(nèi)運(yùn)行冷卻劑的方式使該設(shè)備冷卻。在模塑循環(huán)結(jié)束時(shí)，鎖定固定件被釋放并且該設(shè)備被到會(huì)開放位置以便將各個(gè)模具中模塑物件卸載。
參考圖1-5，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的流體模塑設(shè)備的示例實(shí)施例被指定為附圖標(biāo)記10。流體模塑設(shè)備10通常包括三個(gè)電極(一個(gè)外部頂電極12，一個(gè)外部底電極14，和一個(gè)中間電極16)；兩個(gè)模具(第一模具18和第二模具20)；電磁能量源22；一對(duì)剪刀機(jī)構(gòu)24a和24b；多個(gè)鎖定固定件26a，26b，26c，26d，26e和26f；和一對(duì)鎖定桿28a和28b。下面將詳細(xì)介紹每個(gè)部件。
如圖1和4所示，設(shè)備10包括頂電極12和底電極14并且有一個(gè)置于這兩個(gè)電極中間的中間電極16。在這個(gè)實(shí)施例中，頂電極12，底電極14和中間電極16每個(gè)都包括由任何導(dǎo)電材料制成的基本上是方形的金屬板。優(yōu)選地，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)30附加在頂電極12的頂表面，另一個(gè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)32附加在底電極14的底表面。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)30和32被用來分別防止頂電極12和底電極14彎曲。每個(gè)電極都被連接到電磁能量源22，該電磁能量源可以被操作生成介于頂電極12和中間電極16之間的第一交變電場(chǎng)和介于底電極14和中間電極16之間的第二交變電場(chǎng)(接下來將會(huì)詳細(xì)介紹)。
如圖1和2所示，設(shè)備10還包括置于頂電極12和中間電極16之間的第一模具18和置于底電極14和中間電極16之間的第二模具20。第一模具18包括了頂半模具18a和底半模具18b，這兩個(gè)半模具共同限定了型腔。同樣的，第二模具20也包括了頂半模具20a和底半模具20b，兩個(gè)半模具共同限定了介于兩者中間的型腔。在這個(gè)實(shí)施例中，為了與電極的配置相一致第一模具18和第二模具20通常都是方形的。優(yōu)選地，為了使每個(gè)模具的加熱時(shí)間基本上一致，第一模具18和第二模具20具有基本上一致的厚度和電容。
參考圖2，頂半模具18a包括固定連接到頂電極12底面的平面安裝板34。從平面安裝板34向下延伸出6個(gè)柱臺(tái)36a，36b，36d，36e，和36f，其中每個(gè)柱臺(tái)都支持一個(gè)包囊38a，38b，38c，38d，38e和38f(在圖2中只可以看見3個(gè)柱臺(tái)/包囊)。這些柱臺(tái)和包囊被排列成一個(gè)3×2的矩陣(如圖1中所示)。
同樣的，頂半模具20a包括固定連接到中間電極16底面的平面安裝板40。從平面裝置板40向下延伸出6個(gè)柱臺(tái)42a，42b，42d，42e，和42f，其中每個(gè)柱臺(tái)都支持一個(gè)包囊44a，44b，44c，44d，44e和44f(在圖2中只可以看見3個(gè)柱臺(tái)/包囊)。這些柱臺(tái)和包囊被排列成一個(gè)3×2的矩陣結(jié)構(gòu)(如圖1中所示)。
正如本領(lǐng)域已知，每個(gè)柱臺(tái)都是由相對(duì)來說可以保持它的結(jié)構(gòu)的剛性非導(dǎo)電材料制成，而每個(gè)包囊都是由在壓力下可移位的撓性非導(dǎo)電材料制成。在這個(gè)實(shí)施例中，這些柱臺(tái)由固體硅橡膠制成而包囊由液態(tài)硅橡膠制成(最好具有800％的延伸率和低磁滯)。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明，也可以使用其他模具結(jié)構(gòu)和材料。
參考圖1，底半模具18b包括擁有兩個(gè)邊46a和46b的托盤46，這個(gè)托盤的邊緣分別可滑動(dòng)地連接到導(dǎo)桿48和50上，這兩個(gè)導(dǎo)桿又連接在中間電極16的頂表面上。六個(gè)用來接收可模塑的材料的腔52a，52b，52c，52d，52e，52f形成在托盤46內(nèi)。正如我們所看到的，這些腔被排列成一個(gè)3×2的矩陣結(jié)構(gòu)(與上面所描述的頂半模具18a的柱臺(tái)和包囊一樣)。同樣，底半模具20b包括擁有兩個(gè)邊緣54a和54b的托盤54，這個(gè)托盤的邊緣分別可滑動(dòng)地連接到導(dǎo)桿56和58上，這兩個(gè)導(dǎo)桿又連接在底電極14的頂表面上。六個(gè)用來接收可模塑的材料的腔60a，60b，60c，60d，60e，60f形成在托盤54內(nèi)。正如我們所看到的，這些腔也被排列成一個(gè)3×2的矩陣結(jié)構(gòu)(與上面所描述的頂半模具20a的柱臺(tái)和包囊一樣)。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)托盤46和54都由相對(duì)剛性的非導(dǎo)電材料制成，如固體硅橡膠。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明，也可以使用其他模具結(jié)構(gòu)和材料。
在這個(gè)實(shí)施例中，放入托盤46和54的腔中的可模塑材料包括些泡沫材料。(即，混合了一種或多種發(fā)泡劑和/或交聯(lián)劑來形成泡沫材料的可模塑材料)。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明，還可以使用很多不同類型的可模塑材料。
參考圖1和2，可以看到頂半模具18a的柱臺(tái)和包囊適配成落入底半模具18b的腔內(nèi)，并且頂半模具20a的柱臺(tái)和包囊適配成落入底半模具20b的腔內(nèi)。這樣一來，柱臺(tái)/包囊和腔共同限定了將要制造的模塑物件的尺寸，形狀和輪廓。在圖示的示例中，柱臺(tái)/包囊和腔被配置形成12個(gè)履板(shoe sole)(每個(gè)模具6個(gè))。當(dāng)然，應(yīng)該明白模具可以被調(diào)整以形成多種不同尺寸，形狀和輪廓的模塑物件。
如圖1和4所示，電磁能量源22被可操作地連接到電極上，使得頂電極12和底電極攜帶第一電勢(shì)而中間電極16攜帶第二電勢(shì)。在這個(gè)實(shí)施例中，頂電極12和底電極14接地而中間電極16攜帶高電壓(例如，范圍在±3,000伏特到±10,000伏特)。當(dāng)然，作為替代，電磁能量源22也可以連接成使得頂電極12和底電極14帶高電壓而中間電極16接地。
通過以這種方式將電磁能量源22連接到電極上，第一交變電場(chǎng)可以在頂電極12和中間電極16之間建立(跨過模具18)，第二交變電場(chǎng)可以在底電極14和中間電極16中間建立(跨過模具20)。交變電場(chǎng)可以生成在頻率1MHz到500MHz之間，優(yōu)選在頻率10MHz到100MHz之間，最優(yōu)選在26MHz或40MHz。
參照?qǐng)D1-4，一對(duì)剪刀機(jī)構(gòu)24a和24b被用來使得設(shè)備10可以在開放的位置(如圖1所示)和閉合位置(如圖4所示)之間移動(dòng)。如圖3清楚示出，剪刀機(jī)構(gòu)24a包括多條相互連接的剪刀臂，這些剪刀臂在點(diǎn)62a和62b上連接到頂電極12，在點(diǎn)62c和62d上連接到中間電極16，在點(diǎn)62e和點(diǎn)62f上連接到底電極14。點(diǎn)62b，62d和62f每個(gè)都包括固定銷連接，而點(diǎn)62a，62c和62e每個(gè)包括銷-槽連接。優(yōu)選地，頂電極12和中間電極16之間的距離和底電極14和中間電極16之間的距離是相同，從而將電極保持在平行結(jié)構(gòu)。這種排列使得剪刀機(jī)構(gòu)24a可以隨意的擴(kuò)展和收縮。應(yīng)當(dāng)理解，剪刀機(jī)構(gòu)24b(圖中沒有完全說明)的結(jié)構(gòu)是24a的簡(jiǎn)單鏡像。
再看圖1-4，六個(gè)鎖定固定件26a，26b，26c，26d，26e，和26f用來將設(shè)備10鎖在閉合位置。就象接下來相對(duì)鎖定固定件26a描述的一樣，每個(gè)鎖定固定件包括連接到頂電極12的第一上部件和連接到底電極14的第二下部件?？梢钥吹竭@些上部件和下部件對(duì)齊以便在設(shè)備10移動(dòng)到閉合位置的時(shí)候相互匹配。
參照?qǐng)D2和3，鎖定固定件26a包括上部件64，該上部件包括固定連接到頂電極12的支架66(如利用螺栓)。從支架66向下延伸的是細(xì)長(zhǎng)的主體，這個(gè)細(xì)長(zhǎng)的主體有第一螺紋部件68(如右手螺紋)，該螺紋部件68通過連接器72連接到另一個(gè)螺紋部件70(如左手螺紋)上，這個(gè)連接器72可以通過旋轉(zhuǎn)而稍微調(diào)整上部件64的長(zhǎng)度。第二螺紋部件70也包括結(jié)束于T形螺栓74的非螺紋部分?？梢钥吹剑琓形螺栓74包括較小部分76(形成“T”的垂直腿)和較大部分78(形成“T”的水平腿)，該較大部件用來與鎖定桿28a(如下面描述的)互鎖從而將設(shè)備10固緊在閉合位置10。上部件64也包括細(xì)長(zhǎng)的套筒80，該套筒包括第一直徑部分82和第二直徑部分84，其中第一直徑部分82有內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋嚙合第二螺紋部分70從而將套筒80保持在固定位置。
鎖定固定件26a還包括下部件86，該下部件包括定位在底電極14上形成的開口內(nèi)的套筒88。套筒88連接到支架90，該支架又固定連接到底電極14的底表面(如圖1所示)。套筒88的內(nèi)徑比套筒80上的第二直徑部分84的外徑略大。這樣，當(dāng)設(shè)備10被移動(dòng)到閉合位置時(shí)，套筒80上的第二直徑部分84可以接收在套筒88里面。以這種方式，下部件86的套筒88用作上部件64的套筒80導(dǎo)向件。
應(yīng)當(dāng)理解，鎖定固定件26b，26c，26d，26e和26f的結(jié)構(gòu)與上面所描述的鎖定固定件26a的結(jié)構(gòu)是一樣的。
參照?qǐng)D5a和5b，兩個(gè)鎖定桿28a和28b設(shè)置成用以將每個(gè)鎖定固定件的上部件和下部件互鎖。由此可見，鎖定桿28a通過銷-槽連接94a，94b可滑動(dòng)連接到底電極14的底表面，而鎖定桿28b通過銷-槽連接94c，94d可滑動(dòng)連接到底電極14的底表面。如此，鎖定桿28a，28b可以按照箭頭A的方向從解鎖位置(如圖5a所示)移動(dòng)到鎖定位置(如圖5b所示)。
鎖定桿28a和28b形成有與鎖定固定件26a，26b，26c，26d，26e和26f相應(yīng)的槽。特別是鎖定桿28a有槽96a，96b，96c來分別容納鎖定固定件26a，26b和26c的T形螺栓，而鎖定桿28b有槽96d，96e，96f來分別容納鎖定固定件26d，26e，26f的T形螺栓?？梢钥吹剑總€(gè)槽有較大的開口和較小的開口，其尺寸設(shè)計(jì)成使T形螺栓的較大部分(如鎖定固定件26a的T形螺栓74的較大部分78)可以穿過較大開口而不能穿過較小開口。如此一來，當(dāng)鎖定桿28a和鎖定桿28b都在解鎖位置時(shí)，T形螺栓的較大部分可以向下通過槽的較大開口。而當(dāng)鎖定桿28a和28b被移動(dòng)到鎖定位置時(shí)，T形螺栓的較大部分不能向上通過槽的較小開口。這樣，這種結(jié)構(gòu)保證了設(shè)備10固緊在閉合位置。
參照?qǐng)D1，4，5a和5b，現(xiàn)在將介紹流體模塑設(shè)備的操作。首先，設(shè)備10被移動(dòng)到圖1所示的開放位置，以允許泡沫材料被裝載入底半模具18b的腔52a，52b，52c，52d，52e，52f中和底半模具20b的腔60a，60b，60c，60d，60e，60f中。裝載之后，設(shè)備10被移動(dòng)到如圖4所示的閉合位置，以便鎖定固定件26a，26b，26c的T形螺栓向下穿過鎖定桿28a的槽96a，96b，96c的較大的開口中，并且鎖定固定件26c，26d，26e的T形螺栓向下穿過鎖定桿28b的槽96c，96d，96e的較大開口中。每個(gè)鎖定固定件26a，26b，26c，26d，26e，26f的連接器72接著可以轉(zhuǎn)動(dòng)來(根據(jù)需要)相對(duì)于鎖定桿28a和28b調(diào)節(jié)鎖定固定件的位置。然后，鎖定桿28a和28b從如圖5a中所示的解鎖位置被移動(dòng)到圖5b中的鎖定位置從而將設(shè)備10固緊在閉合位置。
設(shè)備10鎖定之后，電磁能量源22被激活從而建立位于頂電極12和中間電極1 6(跨過模具18)之間第一交變電場(chǎng)和位于底電極14和中間電極16(跨過模具20)之間的第二交變電場(chǎng)(并因此跨過模具20)。電磁能量源22在預(yù)定時(shí)間(典型的時(shí)間在10秒到5分鐘數(shù)量級(jí))內(nèi)保持在激活狀態(tài)從而將泡沫材料加熱到它的模塑溫度。如本領(lǐng)域所知，模具18和模具20也可以被加壓使得泡沫材料在底半模具18b和底半模具20b的腔中膨脹到預(yù)期的形狀。
在加熱循環(huán)結(jié)束時(shí)，應(yīng)用任意合適的冷卻技術(shù)使設(shè)備10冷卻預(yù)定時(shí)間(典型的時(shí)間在5分鐘到20分鐘數(shù)量級(jí))。例如圖4中所示，諸如冰水的冷卻劑分別通過頂電極12，底電極14和中間電極16內(nèi)形成的通道98，100，102。一般來說，模具18和20在冷卻循環(huán)中將保持加壓狀態(tài)。
最后，在冷卻循環(huán)的最后，鎖定桿28a和28b被從圖5b所示的鎖定位置移動(dòng)到圖5a所示的解鎖位置。這樣使得鎖定固定件26a，26b，26c的T形螺栓向上穿過鎖定桿28a的槽96a，96b，96c中較大的開口中，而鎖定固定件26c，26d，26e的T形螺栓向上穿過鎖定桿28b的槽96c，96d，96e中較大的開口中。然后，裝置10被移回圖1所示的開放位置使得從底半模具18b的腔52a，52b，52c，52d，52e，52f中和從底半模具20b的腔60a，60b，60c，60d，60e，60f中卸載已模塑的物件。
上面所描述的步驟可以在生產(chǎn)區(qū)域執(zhí)行，該區(qū)域包括很多不同布置成旋轉(zhuǎn)或者循環(huán)構(gòu)型、細(xì)長(zhǎng)傳輸構(gòu)型、或者本領(lǐng)域已知的任何其他適當(dāng)結(jié)構(gòu)的多個(gè)不同站點(diǎn)。例如，生產(chǎn)區(qū)域有可以包括裝載/卸載站(在模壓循環(huán)開始時(shí)將泡沫材料裝載到模具的腔中，在模壓循環(huán)結(jié)束時(shí)將模塑物件從模具中卸載)，加熱站(用來激活電磁能量源用以將泡沫材料加熱到它可模塑的溫度)，還有多個(gè)冷卻站(用來將冷卻劑通過電極的通道)。當(dāng)然，這些站點(diǎn)的數(shù)量和類型會(huì)由于應(yīng)用領(lǐng)域的不同而不同。
應(yīng)當(dāng)注意的是以上所描述的流體模塑設(shè)備10只是根據(jù)本發(fā)明而建造的一個(gè)設(shè)備的示例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到會(huì)有許多其他類型的設(shè)備結(jié)構(gòu)，且落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，雖然設(shè)備10包括兩個(gè)模具18，20和三個(gè)電極12，14，16，但是也可以建造包括n個(gè)模具和n+1個(gè)電極的設(shè)備(n的最大值僅由裝載和卸載模具所需的時(shí)間和連接到電極上的電磁能量源來決定)。優(yōu)選地，該設(shè)備包括偶數(shù)個(gè)模具以便兩個(gè)外部電極將會(huì)攜帶同樣的電壓而使得可以使用金屬鎖定固定件。
本發(fā)明的流體模塑設(shè)備比起現(xiàn)有技術(shù)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，由于該設(shè)備可以被配置使得外部電極攜帶相同的電勢(shì)(例如都接地)，將不會(huì)有如同現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的電極短路的問題。這樣，連接在外部電極上的鎖定固定件就可以由金屬材料制成。可以理解的是，金屬鎖定固定件比由絕緣材料制成的鎖定固定件更堅(jiān)固，從而使得該鎖定固定件比起現(xiàn)有技術(shù)中的大夾子更小更簡(jiǎn)單。
本發(fā)明流體模塑設(shè)備的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是單個(gè)模具的表面被劃分成了多個(gè)層疊的模具。這樣作，可以使將設(shè)備固緊到閉合位置所需的力減小從而可以使用較小的鎖定固定件。為了說明這個(gè)概念，假設(shè)設(shè)備A包括單個(gè)的30英寸乘36英寸的模具，在模塑循環(huán)中產(chǎn)生的最大的力是100 lb/inches2。在這種情況下，將設(shè)備A固緊在閉合位置的力由下式計(jì)算得到F＝(30inches)×(36inches)×(100 lb/inches2)＝108,000lbs作為對(duì)比，假設(shè)設(shè)備B包括兩層模具，每層模具為30英寸乘18英寸(使得兩個(gè)模具的總面積恰好等于A裝置單個(gè)模具的總面積)，在模塑循環(huán)中產(chǎn)生的最大力是100lb/inches2。在這個(gè)例子中， 將設(shè)備B固緊在閉合位置的力由下式計(jì)算得到F＝(30inches)×(18inches)×(100lb/inches2)＝54,000lbs這樣，將設(shè)備B固緊在閉合位置所需的力只有將設(shè)備A固緊在閉合位置所需的力的一半。如此一來，B裝置就可以被設(shè)計(jì)為包括較小和較簡(jiǎn)單的鎖定固定件。還應(yīng)當(dāng)注意，由于這樣一個(gè)事實(shí)，即在兩種情況下兩極之間的電壓和總電容是一樣的，所以設(shè)備B的加熱時(shí)間與設(shè)備A的加熱時(shí)間是一樣的。
本發(fā)明的流體模塑設(shè)備的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于多個(gè)模具可以層疊在彼此之上，使得可以在一個(gè)模塑循環(huán)中制造更多的模塑物件。為了說明這個(gè)概念，假設(shè)設(shè)備C包括單個(gè)的30英寸乘36英寸的模具(該模具用來制造6個(gè)模塑物件)，在模塑循環(huán)中產(chǎn)生的最大力是200lb/inches2。在這個(gè)例子中，將設(shè)備C固緊到閉合位置所需的力由下式計(jì)算得到F＝(30inches)×(36inches)×(20lb/inches2)＝216,000lbs作為對(duì)比，假設(shè)設(shè)備D包括兩層模具，每層模具為30英寸乘36英寸(每個(gè)模具可以制造6個(gè)模壓物件)，在模塑循環(huán)中產(chǎn)生的最大張力是200 lb/inches2。在這個(gè)例子中，將設(shè)備C固緊到閉合位置所需的力由下式計(jì)算得到F＝(30inches)×(36inches)×(20lb/inches2)＝216,000lbs這樣，在將設(shè)備C固緊到閉合位置所需的力與將設(shè)備D固緊到閉合位置所需的力是一樣的。然而，相比設(shè)備C，設(shè)備D可以在一個(gè)模塑循環(huán)中制造兩倍數(shù)量的模塑物件。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，在設(shè)備D的兩個(gè)模具上的層疊附加模具不會(huì)改變將設(shè)備固緊到閉合位置所需力的大小，但卻可以制造甚至更多的模塑物件。
雖然以上是參照示例實(shí)施例說明和圖示了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，在不背離本發(fā)明范圍的條件下，可以對(duì)該實(shí)施例進(jìn)行各種修改。因此，本發(fā)明不限于以上所描述和說明的實(shí)施例，除了這些限制包括在下面的權(quán)利要求中之外。
權(quán)利要求
1.一種流體模塑設(shè)備，包括第一和第二外部電極和至少一個(gè)中間電極，布置成使得中間電極定位在所述第一和第二外部電極之間；至少第一和第二模具，它們布置成使得所述第一模具設(shè)置在所述第一外部電極和所述中間電極之間，并且所述第二模具設(shè)置在所述的中間電極和所述第二外部電極之間；和電磁能量源，其可操作地以這樣的方式連接到所述第一和第二外部電極和所述中間電極，使得可以在加熱循環(huán)中建立跨過所述第一和第二模具的交變電場(chǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述設(shè)備在裝載或者卸載第一和第二模具的開放位置和激活所述電磁能量源的閉合位置之間是可以移動(dòng)的。
3.如權(quán)利要求2所述的流體模塑設(shè)備，還包括至少一個(gè)配置成將所述設(shè)備固緊到閉合位置的鎖定固定件。
4.如權(quán)利要求3所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述鎖定固定件由金屬材料制成。
5.如權(quán)利要求4所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述鎖定固定件具有固定連接到所述第一外部電極的第一部件和固定連接到所述第二外部電極的第二部件。
6.如權(quán)利要求5所述的流體模塑設(shè)備，還包括至少一個(gè)鎖定桿，當(dāng)所述設(shè)備移動(dòng)到所述閉合位置時(shí)，所述鎖定桿用以將所述鎖定固定件的第一和第二部件互鎖。
7.如權(quán)利要求2所述的流體模塑設(shè)備，還包括剪刀機(jī)構(gòu)，其連接到所述第一和第二外部電極和所述中間電極，以使所述設(shè)備能夠在所述開放位置和閉合置之間移動(dòng)。
8.如權(quán)利要求3所述的流體模塑設(shè)備，其中，每個(gè)所述第一和第二模具都限定至少一個(gè)用來接收可模塑材料的腔。
9.如權(quán)利要求8所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述可模塑材料包括泡沫材料。
10.如權(quán)利要求9所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述第一和第二模具被加壓使得所述泡沫材料膨脹形成模塑物件。
11.如權(quán)利要求10所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述鎖定固定件的拉伸強(qiáng)度足以承受所述壓力，并由此將所述設(shè)備固緊在閉合位置。
12.如權(quán)利要求2所述的流體模塑設(shè)備，其中，在加熱循環(huán)中，所述第一和第二外部電極攜帶第一電勢(shì)而所述中間電極攜帶第二電勢(shì)。
13.如權(quán)利要求12所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述第一和第二外部電極都是接地的。
14.如權(quán)利要求13所述的流體模塑設(shè)備，還包括至少一個(gè)鎖定固定件，其連接到所述第一和第二外部電極從而將所述設(shè)備固緊在所述閉合位置。
15.如權(quán)利要求13所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述中間電極攜帶至少±3,000伏特的電勢(shì)。
16.一種流體模塑設(shè)備，包括第一和第二外部電極和至少一個(gè)中間電極，它們布置成使得所述中間電極定位在所述第一和第二外部電極之間；至少第一和第二模具，它們布置成使得所述第一模具設(shè)置在所述第一外部電極和所述中間電極之間，且所述第二模具設(shè)置在所述第二外部電極和所述中間電極之間；至少一個(gè)金屬鎖定固定件，其連接到所述第一和第二外部電極從而將所述設(shè)備固緊在閉合位置；和電磁能量源，其可操作地以這樣的方式連接到所述第一和第二外部電極和所述中間電極，使得在加熱循環(huán)中跨過每個(gè)所述第一和第二模具建立交變電場(chǎng)。
17.如權(quán)利要求16所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述鎖定固定構(gòu)件具有固定連接到所述第一外部電極的第一部件和固定連接到所述第二外部電極的第二部件。
18.如權(quán)利要求17所述的流體模塑設(shè)備，還包括鎖定桿，當(dāng)所述設(shè)備移動(dòng)到所述閉合位置時(shí)，該鎖定桿用以將所述鎖定固定件的第一和第二部件互鎖。
19.如權(quán)利要求16所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述第一和第二模具加壓并且所述鎖定固定件的拉伸強(qiáng)度足以承受所述壓力并且因此將所述設(shè)備固緊在所述閉合位置。
20.如權(quán)利要求16所述的流體模塑設(shè)備，其中，在加熱循環(huán)中，所述第一和第二外部電極攜帶第一電勢(shì)，而所述中間電極攜帶第二電勢(shì)。
21.如權(quán)利要求20所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述第一和第二外部電極都是接地的，且所述中間電極攜帶至少±3,000伏特的電勢(shì)。
22.一種流體模塑設(shè)備，包括第一和第二外部電極和至少一個(gè)中間電極，它們布置成使得所述中間電極定位在所述第一和第二外部電極之間；至少第一和第二模具，它們布置成使得所述第一模具設(shè)置在所述第一外部電極和所述中間電極之間，且所述第二模具設(shè)置在所述第二外部電極和所述中間電極之間；電磁能量源，其可操作地連接到所述第一和第二外部電極和所述中間電極，使得所述第一和第二外部電極攜帶第一電勢(shì)而所述中間電極攜帶第二電勢(shì)從而在加熱循環(huán)中跨過每個(gè)所述第一和第二模具建立交變電場(chǎng)。
23.如權(quán)利要求22所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述第一和第二外部電極都是接地的，且所述中間電極攜帶至少±3,000伏特的電勢(shì)。
24.如權(quán)利要求22所述的流體模塑設(shè)備，還包括至少一個(gè)金屬鎖定固定件，其連接到所述第一和第二外部電極，從而將所述設(shè)備固緊在閉合位置。
25.如權(quán)利要求24所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述第一和第二模具加壓并且所述鎖定固定件的拉伸強(qiáng)度足以承受所述壓力并且因此將所述設(shè)備固緊在所述閉合位置。
26.一種用流體模塑設(shè)備制作多個(gè)模塑物件的方法，所述流體模塑設(shè)備包括第一和第二外部電極和至少一個(gè)中間電極，它們布置成使得中間電極定位在所述第一和第二外部電極之間，所述流體模塑設(shè)備還包括至少第一和第二模具，它們布置成使得所述第一模具設(shè)置在所述第一外部電極和所述中間電極之間，并且所述第二模具設(shè)置在所述第二外部電極和所述中間電極之間，所述方法包括以下步驟將可模塑材料裝載到所述第一和第二模具的多個(gè)腔內(nèi)；激活電磁能量源從而跨過每個(gè)所述第一和第二模具建立交變電場(chǎng)，由此形成所述模塑物件；和從所述第一和第二模具的所述腔中卸載所述模塑物件。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，還包括以下步驟將至少一個(gè)金屬鎖定固定件連接到所述第一和第二外部電極上，從而將所述流體模塑設(shè)備固緊在閉合位置。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，還包括以下步驟將所述第一和第二模具加壓。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述激活步驟包括向所述第一和第二外部電極施加第一電勢(shì)，且向所述中間電極施加第二電勢(shì)。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述第一和第二外部電極接地，且所述中間電極攜帶至少±3,000伏特的電勢(shì)。
31.一種流體模塑設(shè)備，包括多個(gè)電極；多個(gè)模具，布置成使得每個(gè)所述模具設(shè)置在兩個(gè)所述電極之間；和電磁能量源，其可操作地以這樣的方式連接到所述電極，從而在加熱循環(huán)中跨過每個(gè)所述模具建立交變電場(chǎng)。
32.如權(quán)利要求31所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述設(shè)備在用來裝載和卸載所述模具的開放位置和用來激活所述電磁能量源的閉合位置之間可以移動(dòng)。
33.如權(quán)利要求32所述的流體模塑設(shè)備，還包括剪刀機(jī)構(gòu)，其連接到所述電極上，從而使得所述設(shè)備能夠在所述開放和閉合位置之間移動(dòng)。
34.如權(quán)利要求32所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述多個(gè)電極包括第一和第二外部電極，且其中，所述設(shè)備還包括至少一個(gè)金屬鎖定固定件，其連接到所述第一和第二外部電極，從而將所述設(shè)備固緊到所述閉合位置。
35.如權(quán)利要求34所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述模具加壓并且所述金屬鎖定固定件的拉伸強(qiáng)度足以承受該壓力，并且因此將所述設(shè)備固緊在閉合位置。
36.如權(quán)利要求34所述的流體模塑設(shè)備，其中，所述第一和第二外部電極接地，且至少一個(gè)其他的所述電極攜帶至少±3,000伏特的電勢(shì)。
全文摘要
公開了帶有多層模具和電極的流體模塑設(shè)備(10)。在示例實(shí)施例中，該設(shè)備(10)包括頂、底電極(12、14)，且?guī)в形挥谄溟g的中間電極(16)。第一模具(18)設(shè)置在頂電極(12)和中間電極(16)之間，且第二模具(20)設(shè)置在底電極(16)和中間電極(16)之間。優(yōu)選地，多個(gè)金屬鎖定固定件(26a、26b、26c、26d、26e、26f)連接到頂和底電極(12、14)，用來將該設(shè)備(10)固緊到閉合位置。電磁能量源(22)可操作地連接到這些電極，使得頂和底電極(12、14)接地而中間電極(16)攜帶高電壓。這樣，可以在加熱循環(huán)中穿過每個(gè)所述第一和第二模具(18、20)建立交變電場(chǎng)。
文檔編號(hào)B29C43/04GK101072663SQ200580041926
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2005年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月8日
發(fā)明者米歇爾·馬克 申請(qǐng)人:弗特克斯公司