这是一项关于制造表面具有覆盖物的成形构件的方法发明,它尤其适用于制造机动车内部的表面层。上述构件具有一块衬板,在其未变形状态下加热,然后送入一个调湿的压模组件中,在该组件中,表面覆盖材料在衬板变形期间固定到衬板的朝向最终可见表面的一边上。 上述方法来自于广泛的实践,衬板和覆盖材料一起送到压模组件或成形机内,在其中它们被加工成一体。为达此目的,成形机可以冷却或调节到适当的温度。
现有的加工方法从经济的观点上来看,有其优点,它能通过一次简单的操作来进行成形、固定、甚至是切边等工艺程序。
但是,现有方法也有缺点,衬板的整个表面仅能覆盖一块、并且是同样的材料。
现在实际应用的方法与我们的发明不同,它先把冷的衬板材料在加热的成形机组件中成形并切成需要的尺寸,然后再在用上述方法预成形的衬板上喷涂一层胶,在另一个成形机组件内把覆盖材料固定在衬板上。这就出现这样一种可能性,即如果把两种不同的覆盖材料覆盖到衬板表面的不同区域,就需要进行两次按上述顺序地操作。
在按上述方法覆盖成形构件后,还需要进行进一步的工作,即切除或固定覆盖材料的伸出的边缘,而对于在一块成形构件上覆盖两块不同材料的情况来说,在两块不同表面区域之间的接缝上,还要贴上盖条。
现有这项方法的缺点是:它需要采取多次加工步骤,而从经济方面来考虑,这正是需要避兔的。由西德专利公开说明书DE-OS3109338,我们知道还有一种类似的方法,即把两块不同材料的切片同时固定到预成形的衬板上,而不是如上面描述的一块接一块地进行的。为达到目先把切片安装在一个压紧支架上,然后把该支架插入一个单独的运动机组件内,两块切片的连线上装有压紧装置,从而使切片固定在适当的位置,然后加热切片,抽空上模的空气,使切片向上吸入覆盖机组件的上模内。
为使覆盖材料与已插入成形机下模的预成形衬板固定在一起,上模和压紧支架一起下降,以上模放在下模上,此时,压紧装置与衬板表面发生接触。
覆盖材料与衬板产生紧密接触是采用下述方法:在覆置材料的上部空间通上空气,从而真空状态消失;把覆盖材料下面空间中的空气通过衬板抽出,从而使覆盖材料与衬板紧密地吸贴在一起。
这项现有方法也是相当麻烦的,因为它也包含多次单独的操作,特别是在成形机组件的上、下模部件抽真空时,更是既化钱、又需要成形机组件具有特殊的构造。另外,这项现有方法仅能用于透气的衬板上,否则,在相应的覆盖工序中,就不可能把覆盖材料吸紧在衬板上;同时,覆盖材料必须是不透气材料,否则,成形机组件的上模和下模交替地抽真空就没有价值了。
本发明的目的是提供一种如引言中所确定的方法,采用此方法可以在一块成形构件上,以简单而又经济的方式,至少在它表面的两个区域内覆盖不同的材料。
本发明采取下述方法达到了这个目的,把表面覆盖材料以两块或多于两块切片的形式压紧在压模组件内,这些切片将覆盖衬板的不同区域;在衬板与覆盖切片一起变形之前,借助于夹紧装置的向上向下的作用,使衬板与压紧的切片沿着切片的迭缝、接缝或连线发生压力接触。
按照本发明的方法仅包含少量的操作步骤,因此它可以在有效地节约成本的前提下,提供把不同的覆盖材料固定到衬板不同表面区域上的可能性。
首先,我们注意到,在本发明的方法中,成形构件在一次简单的操作中,既成了形,又完成了覆盖工序;同时,在这同一次操作中,还能够修整成形构件的边缘。
在衬板上覆盖不同材料是用一种意想不到的方式来完成的,它并未考虑取消先有技术中使用的成形机组件的抽气设施。该方法的特殊优点是:在实施本发明时,并不拘泥于使用透气的衬板材料和不透气的覆盖材料,因此,对本发明来说,实用材料的选择范围相应地广泛得多了。
夹紧装置是一个简单而有效的装置,它能把覆盖材料安置在衬板上并夹住连接区域,从而确保在后面的成形步骤中能相互完全对准。与先有技术不一样,用本发明所提供的方法,切片夹紧在一个公共平面上时,衬板与切片发生接触,这样就能沿着切片之间的连线把衬板放置在相对于切片的适当位置。从这一点上来说,衬板在这一步时还未变形是很重要的,衬板的变形是在以后使成形机上、下模相对移动而产生的。这就意味着衬板的成形是在覆盖材料之间的相互位置完全确定以后才进行的。因此,衬板的变形以某种方式取决于覆盖材料切片之间连线的位置控制。这样做的结果,覆盖材料切片之间的连线总是适当地定位在衬板上,而不可能象现有技术中常常发生的那样偏向一边或另一边。即使这些现有方法采用了预成形的衬板,也不能避免这种偏移。
由于定位准确和连线的形成,本发明就能在不论是否使用不同覆盖材料的情况下都可以避兔使用盖条。
根据本发明的一个优点,衬板在变形前可以沿切片的连线固定到切片上,因此,切片不仅能放置在衬板的适当位置,而且还能固定在衬板的最佳位置上。
根据本发明的另一个优点,编织材料的切片可以以其拉紧状态供给压模组件。这里“切片”这个术语应该作出广义的解释。它包含任何宜作表面覆盖的材料,不管它是否是具有有限表面区域的道道地地的切片形式,还是无边无缘的织物形式,都应该解释为切片。如果使用织物形式的材料,应该注意恰当地剪裁和修整其边缘,以形成重迭线或接缝,也就是连接线。
在张紧状态下提供编织材料适用于脱辊式(off-the-roll)生产方法,并可降低成本。
由本发明还可导出制造上面所讨论的那类成形构件的装置。这种装置的特点是:每个上模和下模部件都具有一个夹紧装置,用以夹住做成两片或两片以上的切片的表面覆盖材料。上述夹紧装置安装在相互相对的位置上,在它们的夹紧位置从相应的压模部件上伸出来(参见图1),并能克服阻抗元件的阻力而插入相应的压模部件中。
在变形开始之前,夹紧装置从相应的压模部件上伸出,它能在衬板与切片一起变形之前有效地把压紧的覆盖材料定位并固定在衬板上。在变形的过程中,夹紧装置可以克服阻力(亦即弹簧的力)推回到相应的压模部件内,从而不妨碍变形时的移动。这个阻力可以这样选择,即在压模部件相互接近之前,切片和衬板之间就加上了压合它们所需要的力。另一方面,亦可通过象限制夹紧装置的压力行程那样的方法来把阻力选成那样,即仅仅在变形过程中才加上所需要的力。当然,采取两者之间的中间状态来加力也是可行的。
从简化成形机结构的观点来说,上模部件装有压紧构件,由它们把切片压紧在一个平面上,这个平面正是夹紧装置完全伸开时的夹紧位置所确定的平面,这样做更为有利。
现在,我们将参照附图来描述本发明的几个实施例。
图1表示制造表面具有覆盖物的成形构件装置的剖视图,它包含处于打开状态的上模和下模部件。
图2表示一块成形构件的俯视平面图,该构件的表面覆盖着两块独立的覆盖材料。
图3为图2所示成形构件沿III-III线切开的剖视图。
图4和图5表示另一种成形构件时俯视平面图。这种成形构件的表面覆盖有两种以上的覆盖材料,而且覆盖材料之间的连线并不是一条直线。
图6表示图1所示装置的概略的俯视平面图。
图7表示根据本发明制造的第二种实施例的概略的俯视图,其中覆盖材料是由两块织物沿着一条公共的连线相互固定在一起制成的。
图8表示根据本发明制造的一种实施例的俯视图,其中覆盖材料是以两块分开的织物的的形式提供的。
图9表示门衬构件的俯视平面图,在该门衬构件上,有两个地方具有装饰物。
图10表示图9所示的成形构件沿x-x线切开的剖视图。
图中所示装置都可用作制造表面具有覆盖物的成形构件1,尤其适用于制适如图2到图5所示的那类机动车内部的门衬构件。每个这类构件都有一块衬板2,在目前情况下,它由充有锯木屑的丙烯制成。衬板2上覆盖着最终使用时可以见到的覆盖材料3。就本发明而言,相应的表面被接缝或搭接线4(即连线)分为两块或两块以上的独立区域。在图2所示的衬板2上,仅有两块这样的区域5和6,这两个区域内的覆盖材料的切片分别为7和8。每块切片在成形构件的长度方向上覆盖住整个成形构件,但在宽度方向仅大约占衬板宽度的一半。切片8沿其连接线4搭接在切片7上。衬板2上加工出U形槽9,槽的方向与连线4一致。
为了说明切片7和8的不同的材料特性,在图3中切片7用点划线表示,切片8用虚线表示。
图4所示的成形构件的表面分成三块区域,如果考虑任意提供附加的连接元件,则甚至可以在4块区域覆盖以不同的覆盖材料。这些表面区域同样也以连线互相分开,图中以不同的图案来表示覆盖材料在组织上的差异。在这块成形构件中有一条主要的连接线4和两条分连线4和10,分这线与主连线的夹角大约分别为60度。
在图5所示的实施例中,成形构件1具有两块分开的表面区域,这与图2所示的一样,但在本图所示的构件中,两个区域的连线4的一部分是曲线。
图1表示按照本发明制造表面覆盖成形构件1装置的剖视图。该装置具有一个可垂直移动的上模部件11,配以静止不动的下模部件12,在图示的实施例中,上模部件上开有一个成形凹进部分,其形状与下模部件上的成形凸出部分相对应。在将要成形和覆盖的构件上的连线4的位置,上、下模部件11和12内分别配备有细长的夹紧装置13和14,这些夹紧装置可以克服弹簧的阻力插入相应的压模组件中。夹紧装置的夹紧面与连接线的表面形状一致。
用一般的紧固元件(如螺钉15)固定在上模上的是一个压紧框架16,由它把张紧状态的切片7和8压紧在装置上。
该压紧框架有一个比成形构件1要大一些的突出的表面区,并且从四边包图住上模部件11。切片在连接线4的方向上张紧是至关重要的,只有这样,才能使切片得到准确的定位。当然,只要确保不影响调准连接线,切片亦可在连接线4的横向张紧。
正如图1所示,切片7和8在一定的张力下大致地压紧在一个公共的平面E内,沿着连线方向的相互之间的重迭宽度大约为5毫米。在图1所示的实施例中,压紧平面E基本上与上模部件11的下平面齐平。
下模部件12上的细长的夹紧装置14正好装在夹紧装置13的对面,这样它们的夹紧面之间就可施加一个合适的夹紧力,力的大小由与之连接的弹簧尺寸来确定。夹紧装置也可以设计成如图1所示的位置那样仅把切片压到衬板上;或者,如果各另件已经采用某种方法如高频焊接等相互固定在一起,亦可设计成这样。如果夹紧装置13和14设计成仅把指定的另件一起压在如图1所示的位置,那么弹簧的尺寸必须定为:起码在成形动作的过程中能使这些另件固定在一起。
图1所示位置的夹紧装置13从上模部件上凸出,它的夹紧表面一直延伸到离上模部件的下表面很近的地方,甚至一直伸入到这个平面内,而上模部件的下表面平行并紧靠着压紧框架16的压紧平面E。
夹紧装置14从下模部件12上凸出,其突出量基本上与夹紧装置13从上模部件11上凸出的长度相同。
图6为图1所示装置和一些附件的俯视平面图。该装置设计成四柱压力机,它的四根支柱位于矩形图形的四个角附近。
在压力机下方的纵向线表示传送带18,它按箭头R所指的方向把衬板坯料2送到压力机上。在进入压力机之前,坯料通过一个加热点19,原来是冷的坯料在此被加热,然后再送到成形设备上。由图6的上方向该装置提供一个压紧框架16,框架上携带着两块切片7和8,它们与图3中所示的成形构件相对应。
在按本发明实施这项方法时,先把两块或多块切片按所要求的位置压在压紧框架16上,接着把压紧框架16固定到上模部件11上,此时上模部件11向上提到脱离下模部件12的备用位置,从而使压紧在压紧平面E内的切片分别紧靠着上模部件11的下表面或夹紧装置13的夹紧表面。在压紧平面E内,压紧框架16可以以任何合适的方式来排列,压在框架上的切片的张力也可以按照需要进行调节。用作切片的某些覆盖材料或某些形状的衬板可能要求把切片之间的连线呈弧线形状压紧,以此来补偿连线在成形工序中的错位,从而使最终的成形构件有一条笔直的连线。
坯料2在加热点19加热以后,由传送带18向前输送到成形机组件,存放在下模部件12上,此时成形机组件处于其预备位置。该成形机组件可以按需要冷却或加热到适当的温度。当坯料放置到下模部件12上时,夹紧装置14可能已经处于如图1所示的伸出位置,或仍处于回缩位置,在后一种情况下,必须把夹紧装置14向上提起一定的高度a,从而使上、下模部件相互接近到如图1所示的夹紧位置。
在这个位置,衬板2与切片7和8仅沿着连线4相互接触,在连线4上它们压紧在一起,甚至可采用象焊接之类的手段固定在一起。如果需要,夹紧元件13和14上的协同夹紧表面可以加工出表面花纹,从而可以在连线上压印出同样的花纹或增加这个区域内的静摩擦。
在衬板已经压紧在张紧的切片上或已经沿着连接线固定在一起后,上模部件与压紧框架一起下降以执行成形工序。当压模部件在成形工序期间相互接近时,夹紧装置13和14一步一步地被推回到相应的压模部件中。上模部件11在下模部件12的上方下降到使衬板最终成形的最低位置时,由于成形工序中的压力作用,切片被固定在衬板上。由于在成形加工开始以前,衬板和切片的相对位置已经沿连线4固定了,可以肯定:由夹紧装置13和14确定的连线的形状就可以精确地保留下来。在图示的例子中,连线4沿着切槽9的底部延伸。在这种情况下,与上面所讨论的不同方法相比较,它的衬板的成形仅发生在切片之间的相互位置已经固定和切片已固定到衬板上之后,所以可以保证连线精确地定位在切槽的底部。而正因为连线的排列很精确,就不必使用盖条覆盖它。在成形工序结束时,上模部件11返回到它上升后的预备位置,从而使已经制成的成形构件1能从该装置中卸下,至此,工件自动拆卸器14可以起到一个真正的工件自动拆卸器的作用。
图4表示:一块衬板不仅可覆盖两块切片,而且还可分别覆盖3块或4块切片。在制造这类成形构件时,在固定工序开始以前,切片之间最好先采用象缝合、焊接、胶接之类的方法连接在一起,然后可以把切片按前面讨论的方法固定在压紧框架上,为下一步工序作好准备。
同样的工艺过程亦可用于如图5所示的成形构件上。在这类构件上,两块切片之间的连线由一条直线和一条波浪形曲线组成。
上面所讨论的覆盖材料的工艺过程并不是在任何情况下都需要使用压紧框架,用如图7所示的卷轴以连续的方式供给材料也是可能的。图7是类似于图6所示的四柱压力机的俯视平面图。输送衬板材料的过程也完全相同,因此不必赘述。
图7所示的实施例的差异在于切片7和8是由一根卷轴提供的,在覆盖织物20缠绕在卷轴上之前,两块切片沿它们间的连线连接在一起,该连线平行于覆盖材料织物20的长度方向。卷轴安装在一个固定位置,它又是可移动的,这样使供给柱式压力机的织物20与输送方向R呈直角。图中的21表示张紧设施,它能使织物20在纵向保持一定的张力。卷轴22的转动由制动器一类的装置来控制,从而使织物20处于张紧状态。
由于采用织物20,所以可以连续地成段供给覆盖材料。为了使覆盖材料在加工过程中保持张紧状态,织物的宽度可以比覆盖成形构件1所实际需要的宽一些,这样做可以剩下一些边条,这些边条可以卷起来把拉力传给正在加工的覆盖织物。否则,如果织物20的宽度正好做成刚够覆盖成形构件,那末张紧设施21就一定要设计成在每次覆盖工序以后能连接到织物的前端上。
在附图中所表示的所有的实施例里,都可以安装切削刀具(参见图1),它可以在成形工序结束时修整覆盖材料和衬板的突出部分,如果需要的话,切削刀具还可修光成形工件的边缘。
图8中所表示的装置基本上类似于图7所描绘的装置,因此这里只讨论它们之间的不同点。图中,完全相同的部件用同样的参考数字标号来表示。
这两个实施例之间的主要差异在于为它们提供两块切片7和8的方式不同。在图8的实施例中,覆盖材料7和8也是由卷轴22提供的,但它们并没有相互连接或固定在一起,而是搭接在一起送到成形装置中进行加工的;这个方式类似于已讨论过的图1和图6、或图7中所表示的实施例的内容。
应该提及,在图8所示的装置中,覆盖切片7和8既可以以搭接的形式卷到卷轴22上,也可以在卷轴22和成形装置1之间装一个导向构件来形成迭合层。
述应该进一步提及,在所有的已经提到的实施例中,都存在着把覆盖材料的切片沿着它们的连线做成具有送合关系或接缝关系的可能性;也能够在加工操作之前,把覆盖材料相互固定在一起。在后一种情况下,切片也可以沿其连线朝后弯曲到它们本身上。当然还存在着切片之间离开一段距离的可能性,在这种情况下,衬板在它们分开的连线上是可见的。
按照本发明,总是存在着在插入压紧框架前、或插入后成形工序前、或在成形工序的同时把切片按其连线固定或连接起来的可能性。
为达此目的,夹紧装置可以做成如高频电极那样的装置。
图9和图10的具体产品基本上与图2和图3中所示的产品一致,因此,完全相同或相应的部件都用同样的参照数字来表示。关于图中壁衬构件的基本结构的参照数字是按前面的说明来定出的。图9和图10的成形构件与图3和图4的具体产品有两个地方不一样,一是前者在其上部边缘23的全长上装有一块内部装饰层24,另一是在把手的凹进部分25的下边缘上装有另一块内部装饰层25。两块内部装饰层都装在切片和衬板2之间,用以垫住第一块覆盖材料切片7。
这些内部装饰层可以用型材或可压缩材料的切片制成,最好采用易于胶接到覆盖材料或衬板上的泡沫材料。
在制造如图所示的成形构件时,内部覆盖层24和26可以先固定到覆盖材料上,从而可以把它们用到衬板的有关区域上。
在所示的例子中,衬板由热塑性材料制成,如果希望内部装饰材料与衬板紧密地固定在一起,装饰层最好用在热的作用下易于胶接到衬板上的材料。
制造如图9和图10所示的成形构件所采用的操作过程,基本上与制造如图2和图3所示的成形构件相同;不过在使用切片7以前,内部装饰层24和26先用胶接或焊接的方法固定到覆盖材料上。
在最终的成形操作过程中,内部装饰材料与覆盖材料或衬板之间固接状态由于热的作用可进一步增强。