CN105307831B - 用于借助泡沫注射成型制造连接件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使用泡沫注射成型法制造连接件(28)的方法，其中，在第一步骤中制造构成粘附闭锁部的部件的包括粘附元件和/或钩挂元件(18)的闭锁部件并且将该闭锁部件作为置入件(16)放入注射成型模(2)中，在第二步骤中借助发泡的塑料材料(22)在该注射成型模中构成承载件(26)，该承载件与所述置入件连接以便构成所述连接件(28)。

Description

用于借助泡沫注射成型制造连接件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于使用泡沫注射成型法制造连接件的方法，优选使用塑料材料进行制造。本发明尤其涉及连接件的制造，该连接件在一侧上具有构成粘附闭锁部的部件的闭锁部件，该闭锁部件包括粘附元件和/或钩挂元件。所述连接件可以是固定***的部件，在所述固定***中，为了构成与要固定的构件的粘附闭锁连接，在该构件上设置安装件，所述安装件具有粘附元件和/或钩挂元件，这些粘附元件和/或钩挂元件与相应的连接件的相对应的粘附元件和/或钩挂元件能可再次松脱地嵌接。
背景技术
为了可再次松脱地固定物体或构件，粘附闭锁连接在很多领域中使用。经常在机动车中以如下方式保护车辆地板上的地板垫以防滑动或抬离，即，锚固在车辆地板上的具有粘附元件和/或钩挂元件的连接件与固定在地板垫上的且具有相对应的粘附元件和/或钩挂元件的安装件进行粘附接触或钩挂嵌接。与此有关的是现有技术：构造包括可锚固在车辆地板上的盘状承载件的连接件并且在该承载件的顶侧上安装具有粘附元件和/或钩挂元件的闭锁部件。这借助化学的或热的粘接连接、例如利用含溶剂的粘合剂或热胶粘剂发生。除了由于含溶剂的物质污染环境之外，化学的胶粘连接和热的胶粘连接都不是令人满意的。如已证实的那样，在机动车地板垫中使用时存在如下危险：当车辆中的温度和/或相对空气湿度过高时，闭锁部件和承载件彼此松脱。当地板垫使用了较长时间时，也存在分离的危险。这构成安全风险，特别是当地板垫在行驶期间在驾驶员侧上向前朝踏板的方向滑动时，这可能导致驾驶员的不安并且也许可能导致事故发生。
为了避免闭锁部件从承载件分离的危险，按照一种在DE 10 2009 054 896 A1中公开的解决方案，如下方案也是现有技术：这样制造连接件，使得在一个唯一的过程步骤中在注射成型模中同时成形承载件和作为闭锁元件的钩。虽然在该方式中实际上没有产生分离的危险，然而在构成承载件的注射成型模中能够构造的钩的数量非常受限制，例如按照每平方厘米最多50个钩的数量。钩挂元件的可达到的这样小的充填密度不是令人满意的。
为了在连接件中保持一件式构造承载件和闭锁部件的优点并且同时避免不充分构造闭锁部件的缺点，按照在专利申请DE 10 2013 009 091 A1中示出的教导规定：在第一步骤中制造包括粘附元件和/或钩挂元件的闭锁部件并且将该闭锁部件作为置入件放入注射成型模中，在第二步骤中借助后注射过程在该注射成型模中构成以如下构件的形式的连接件，该构件包含作为一件式的组成部分的闭锁部件。由此，可制造如下连接件，在该连接件中，由于承载件和闭锁部件的一件式性而不存在分离危险，并且在该连接件中，因为闭锁部件在分开的制造过程中可预制为置入件，所以粘附元件和/或钩挂元件可以以不同的方式构成，从而除了钩之外也可以设置套圈或具有圆形或扁平头部的蘑菇状元件，并且其能够以非常高的充填密度利用为此设置的特定方法制造。在实施该方法时必须在将由优选包括玻璃纤维加强的热塑性塑料、如聚酰胺或聚丙烯制成的熔体注入注射成型模中的后注射过程中注意：不会出现闭锁部件的元件因过度的成形压力、例如因粘附或钩挂元件的面状挤压而损害。为了排除该危险，注射成型模的相应耗费的构造是必需的，例如以便避免较长的流动路径和由此决定的较高的注入压力。
发明内容
鉴于该问题，本发明的任务在于，给出一种方法，利用该方法能够以小的设备耗费合理地且可靠地制造连接件，在所述连接件中，承载件包含作为一件式组成部分的闭锁部件。
为此，本发明提供一种用于使用泡沫注射成型法制造连接件的方法，其中，在第一步骤中制造构成粘附闭锁部的部件的包括粘附元件和/或钩挂元件的闭锁部件并且将该闭锁部件作为置入件放入注射成型模中，在第二步骤中借助发泡的塑料材料在该注射成型模中构成承载件，该承载件与所述置入件连接以便构成所述连接件，在置入件及其组成部分和泡沫化的承载件之间嵌入覆层，置入件在其面对承载件的那侧上设有反应增强剂。
因此，本发明的显著特点在于，第二制造步骤借助泡沫注射成型实施后注射过程，在所述第二制造步骤中，通过对装入注射成型模中的置入件后注射来构造承载件。在这个在本领域中作为热塑性塑料-泡沫-注射成型(TSG)已知的注射成型过程中，聚合物熔体以发泡剂加载，该发泡剂在注入过程之后在成型腔中导致模塑材料发泡。相比于紧凑型注射成型，能够在泡沫注射成型时在过程温度较小的情况下实现较长的流动路径，这能实现模具的简化的结构设计上的构造。在注入压力相应较小的情况下，产生用于模具的较小合模力。此外，减小粘附元件和/或钩挂元件因作用的压力而损害的危险。
在借助泡沫注射成型进行后注射时，泡沫化的承载件能够设计为减振层，该减振层能实现较高的注射成型压力，而不引起置入件的粘附元件和/或钩挂元件的损坏。
泡沫注射成型能够借助化学的混入基础聚合物中的发泡剂或借助物理的发泡剂实施，其中，聚合物熔体以推进气体加载。因为在化学的发泡剂的情况下在推进气体解离之后固体的分解剩余物残留在聚合物熔体中，根据本发明的方法有利地这样实施，即，对于泡沫注射成型法将至少一种发泡剂以物理的方式混入塑料材料中，优选将二氧化碳(CO2)气或氮(N2)气作为发泡剂混入聚合物熔体中，所述聚合物熔体优选地包括聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。
特别有利地，根据本发明的方法这样实施，即，在置入件及其组成部分和泡沫化的承载件之间嵌入覆层，优选置入件在其面对承载件的那侧设有反应增强剂，该反应增强剂特别优选地具有聚氨酯。这样的添加剂有利于在后注射时构成泡沫化的承载件与置入件的材料锁合连接。作为用于制造该连接的反应增强剂或粘合剂也可以使用基于反应性聚氨酯预聚物的、无溶剂的、湿气交联的熔化粘合剂，其包含至少一种浓度在10％和90％之间的聚酯多元醇、可能包含浓度在0％至50％的聚酯多元醇以及包含至少一种重量浓度在5％和35％之间的聚异氰酸酯(Polydisocyanat)。
这样制造的连接件可以构成一种类型的半成品，该半成品优选在进一步的注射成型法的范围内与其他塑料材料连接以便构成最终构件，所述其他塑料材料与连接件的泡沫化的承载件良好地连接。
为了使用根据本发明的方法制造的连接件特别合理地制造最终构件，可以有利地这样进行，即，相应的连接件从多个以卷的方式连接在一起的连接件上分开，用于所述连接件的其他进一步处理。
特别有利地进行如下设置，即，相应的承载件以可预定的超出部在侧向搭接置入件以便构成密封部，并且由此构成一种类型的障碍物，该障碍物保护相应的、例如构造成盘形的连接件的粘附元件和/或钩挂元件以防由于侧向侵入的污物颗粒或粉尘颗粒的掺入。
置入件的相应的粘附元件和/或钩挂元件可以以在粘附闭锁技术中本身已知的方法以不同的方式构造，例如浇注、编织、针织、编结或拉歇尔经编，其中，所述粘附元件和/或钩挂元件可以构造成钩形的、蘑菇形的或套圈形的。作为“阳性的”钩挂元件例如考虑称为的浇注而成的元件，所述元件包括由聚酰胺或聚丙烯制成的蘑菇件。作为包括钩的编织而成的纺织元件可以设置称为的由聚酰胺或聚丙烯制成的元件，并且作为包括蘑菇件的编织而成的纺织元件可以设置作为已知的同样由聚酰胺或聚丙烯制成的元件，其中，所述纺织元件也可以设有防火剂。“阴性的”钩挂元件可以编织、针织、编结或拉歇尔经编为厚绒呢、毛圈织物或丝绒，例如包括作为钩挂元件的套圈的厚绒呢。同样地，取代钩挂元件能够设置通过粘结起作用的粘附元件、所谓的“壁虎元件”，其中，蘑菇状的粘附元件具有平的头部表面，所述头部表面与平的配合面一起借助范德华力构成粘结连接。这样的包括相对于杆部加宽的头部的蘑菇元件能够通过如在DE 198 28 856 C1中说明的成形方法制造，其中，另外有利地可使用塑料、如聚酰胺6、聚酰胺6.6、聚酰胺12。用于钩挂的元件、如没有平的头部表面的蘑菇件或钩能够按照在现有技术中已知的如另外例如从DE 10 2008 007 913 A1中可得出的方法在塑料织物或塑料针织物上制造，所述塑料织物或塑料针织物具有伸出的丝、例如以织物的绒头纱形式的丝。通过将这些织物或针织物的套圈分开，能够构成作为钩挂元件的钩。为了获得蘑菇件头部，可以这样加热在其上弧形部上相应分开的绒头纱，使得所述绒头纱变形成蘑菇件头部。
为此，本发明提供一种按照本发明的方法制造的连接件，该连接件具有构成粘附闭锁部的部件的包括粘附元件和/或钩挂元件的闭锁部件，所述闭锁部件在其背离所述粘附元件和/或钩挂元件的那侧上至少部分地与由泡沫化的塑料材料制成的承载件连接。
附图说明
下面借助附图详细解释本发明。
附图中：
图1示出用于实施泡沫注射成型法的注射成型模具的强烈示意性简化剖视图，用于按照根据本发明的方法制造连接件；
图2示出按照根据本发明的方法制造的连接件的实施例的俯视图，其中，示意性简化地表明粘附元件和/或钩挂元件；
图3示出连接件的实施例的侧视图；
图4示出根据图2的剖切线Ⅳ-Ⅳ的连接件的剖视图；
图5示出在图4中以Ⅴ标记的区域的放大表示的局部剖视图；
图6和7示出朝背侧或前侧看的连接件的透视斜视图；
图8示出最终构件的俯视图，其设有按照根据本发明的方法制造的连接件的实施例；
图9示出图8的最终构件的侧视图；
图10示出根据图8的剖切线Ⅹ-Ⅹ的最终构件的剖视图；
图11示出在图10中以Ⅺ表示的区域的放大表示的局部剖视图以及
图12和13示出不同的轮廓形状的连续构造为卷的连接件的示意性简化俯视图。
具体实施方式
图1强烈示意性简化地、以原理图的方式示出注射成型模2，该注射成型模的界定型腔8的可移动成型部件4和6在关闭的位置中示出。对于处于成型部件4中的用于输送浇注材料的多个热通道，在图1中仅其中一个通道是可见的并且以10标记。在成型部件6中构造引导至型腔8的空气通道14，该成型部件与具有通道10的成型部件4相对置并且在该成型部件中构造构成型腔8的凹部12。为了实施泡沫注射成型法，将置入件16置于凹部12中，该置入件在已完成的连接件中构成闭锁部件，该闭锁部件具有粘附元件和/或钩挂元件。在将预制的置入件16嵌入注射成型模2中之前，置入件16的背离钩挂元件18的一侧设有覆层，该覆层在后注射过程中作为反应增强剂有利于在置入件16和泡沫材料件之间构造材料锁合连接，该泡沫材料件由通过相应的通道16输送的聚合物熔体22构成。如已经在上面表示的那样，作为与此有关的添加剂优选设置聚氨酯。
如图1示出的那样，置入件16这样嵌入凹部12中，使得钩挂元件18以钩的形式贴靠在凹部12的基底上，所述钩在图1中不按比例地、以夸大的高度且仅示意性简化地表示。为了将置入件16在泡沫注射成型过程结束之前保持在凹部12的基底上，通过空气通道14可施加抽吸空气。不按比例的且在图1中同样以夸大的高度示出的间距保持件20在注射成型过程中构成支撑件，所述间距保持件从凹部12的基底突出。同样地可以通过空气通道14在浇注过程中在压力下输送用于保护钩挂元件18的支撑气体。
图1示出在注入聚合物熔体22之后的状态，该聚合物熔体通过发泡剂、在当前情况下借助推进气体、优选二氧化碳气或氮气发泡。借助发泡的聚合物熔体22，这样后注射置入件16，使得构成泡沫化的承载件26，该承载件与置入件16材料锁合地连接，从而连接件28以一件式构件的形式构成，该构件包括承载件26，该承载件包括整合的、由钩挂元件18构成的闭锁部件。如图1示出的那样，承载件26以侧向的超出部30搭接置入件16，也参见图4和5。在结束在泡沫注射成型法中实施的后注射过程并且打开成型部件4、6之后，连接件28的成形的过程可以通过经由空气通道14输送的吹风引起或辅助支持。
图2至7示出在后注射过程之后从注射成型模2中取出的连接件28，该连接件具有扁平的圆盘的形状。这个扁平的圆盘包括承载件26和与该承载件一件式的钩挂元件18，该承载件作为泡沫材料体由发泡的聚合物熔体22构成，所述钩挂元件例如设置成蘑菇形的，但在附图中仅示意性简化地且不按比例地示出。钩挂元件18作为圆形的面区域延伸直至包围这些钩挂元件的超出部30，该超出部沿着外周32延伸。连接件28的背离钩挂元件18的背侧(如最清楚地由示出背侧的图6看出的那样)不完全是平的。如示出的那样，构造有环形肋34，该环形肋同心地与外周32间隔开距离地延伸并且(如从图5的放大图可得出的那样)在外侧为平面的情况下具有在十分之一毫米或更小的范围内的非常小的超出部。在环形肋34之内，作为表面标记36可看见在热通道10(图1)的通入口38上的浇口位置。表面标记36相应于热通道10的布置结构在注射成型模2的成型部件4中处于一条圆周线上，该圆周线间隔开小距离地在环形肋34之内同心地延伸。
如图12示出的那样，可以借助未示出的多件式的注射成型模制造多个连接件28，所述连接件通过其承载件26的凸出部40相互连接在一起并且构成所谓的“卷”。为了用于制造如在图8至11中示出的且以42标记的最终构件的进一步处理，连接件28可以在凸出部40处彼此分开并且为了进一步处理被合理地提供。图13示出相应的卷的构成，其中，取代具有圆形轮廓的连接件28设置具有矩形轮廓的连接件28。
包含作为连接***部件的连接件28的最终构件42具有圆形的连接盘的形状，该连接盘的结构最清楚地从图9和10可得出，利用所述连接***，物体、如垫借助粘附闭锁连接可固定在基底结构上。连接盘具有由塑料材料制成的基体44，在注射成型法中、例如在进一步的后注射过程中，该塑料材料与连接件28的泡沫化的承载件26良好地连接。盘形的基体44在面对未示出的承载结构的底侧46上具有一件式成形的锚固销48，在该锚固销的自由端部上侧向伸出彼此在直径上相反的锚固锁紧手柄50。在基体44的设有连接件28的顶侧上，在与销48对准的中央区域中成形加深的凹腔52。如果通过使销48穿过缝隙气口***并且然后使该销扭转的方式将基体锚固在承载结构上，则所述凹腔使基体44的扭转变得简单。在为与如在图8和10中示出的基体44的连接提供的连接件28中，在中央区域中构成矩形部段54，该部段连续地延伸穿过钩挂元件18和承载件26，从而可接近基体44中的凹腔52。
在将连接件28与基体44的顶侧连接的注射成型法中，如图10和图11较清楚地示出的那样，在基体44上构造拉高的外边缘56。外边缘56的高度可以比连接件28的连接的钩挂元件18的高度大地选择。由此，能够不仅从上面、而且从侧面保护元件防止损坏，并且从基体44的端侧看，对于例如以套圈材料形式的相对应的闭锁材料的嵌接或作用，所述元件是完全可接近的，该闭锁材料处于相应要安装的物体上。如果钩挂元件18是用于构成粘结连接的“壁虎”元件，则外边缘56如在图11中示出的那样不超过钩挂元件18伸出地或必要时稍微伸出地构造。
发泡的塑料材料具有类似闭锁部件的塑料材料的软化温度和熔化温度。闭锁部件的塑料材料与发泡的塑料材料在成型模之内这样构成共同的熔体，在所述熔体变冷之后，闭锁部件与泡沫材料锁合地连接。在此，聚乙烯的熔化温度范围处于大约110至135摄氏度，聚丙烯的熔化温度范围处于160至170摄氏度并且可能的聚酰胺材料在170和260摄氏度之间的温度范围内熔化。聚对苯二甲酸乙二酯又具有250至260摄氏度的非常高的熔点。通过选择具有熔化温度的理想材料对，在变冷之后材料锁合连接能够通过共同的熔池建立。

Claims (19)

1.用于使用泡沫注射成型法制造连接件(28)的方法，其中，在第一步骤中制造构成粘附闭锁部的部件的包括粘附元件和/或钩挂元件(18)的闭锁部件并且将该闭锁部件作为置入件(16)放入注射成型模(2)中，在第二步骤中借助发泡的塑料材料(22)在该注射成型模中构成承载件(26)，该承载件与所述置入件在该置入件的背离所述粘附元件和/或钩挂元件(18)的那侧上连接以便构成所述连接件(28)，其中，为了将置入件(16)在泡沫注射成型过程结束之前保持在构成型腔(8)的凹部(12)的基底上，能够通过空气通道(14)施加抽吸空气，并且同样能够通过所述空气通道(14)在泡沫注射成型过程中在压力下输送用于保护粘附元件和/或钩挂元件(18)的支撑气体，其中，所述空气通道(14)构造在成型部件(6)中。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，泡沫化的承载件(26)设计为减振层，以便这样能实现较高的注射成型压力，而不引起对置入件(16)的粘附元件和/或钩挂元件(18)的损坏。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述泡沫注射成型法，将至少一种发泡剂以物理方式混入塑料材料(22)中。
4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，对于所述泡沫注射成型法，将至少一种发泡剂以物理方式混入塑料材料(22)中。
5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，将二氧化碳(CO2)气或氮(N2)气作为发泡剂混入聚合物熔体中。
6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，将二氧化碳(CO2)气或氮(N2)气作为发泡剂混入聚合物熔体中。
7.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述聚合物熔体由聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)构成。
8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，所述聚合物熔体由聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)构成。
9.按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，在置入件(16)及其组成部分和泡沫化的承载件(26)之间嵌入覆层，置入件(16)在其面对承载件(26)的那侧上设有反应增强剂。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述反应增强剂具有聚氨酯。
11.按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，这样制造的连接件(28)构成一种类型的半成品。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，所述半成品在进一步的注射成型法的范围内与其他塑料材料连接以便构成最终构件(42)，所述其他塑料材料与连接件(28)的泡沫化的承载件(26)连接。
13.按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，相应的连接件(28)从多个以卷的方式连接在一起的连接件(28)上分开，用于所述连接件的其他进一步处理。
14.按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，相应的承载件(26)以可预定的超出部(30)在侧向搭接置入件(16)以便构成密封部。
15.按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，相应的连接件(28)构造成盘形的。
16.按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，置入件(16)的相应的粘附元件和/或钩挂元件(18)经浇注或编织而成，并且所述粘附元件和/或钩挂元件(18)构造成钩形的、蘑菇形的或套圈形的。
17.按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，置入件(16)的相应的粘附元件和/或钩挂元件(18)经针织而成，并且所述粘附元件和/或钩挂元件(18)构造成钩形的、蘑菇形的或套圈形的。
18.按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，置入件(16)的相应的粘附元件和/或钩挂元件(18)经编结或拉歇尔经编而成，并且所述粘附元件和/或钩挂元件(18)构造成钩形的、蘑菇形的或套圈形的。
19.按照权利要求1至18之一所述的方法制造的连接件(28)，该连接件具有构成粘附闭锁部的部件的包括粘附元件和/或钩挂元件(18)的闭锁部件，所述闭锁部件在其背离所述粘附元件和/或钩挂元件(18)的那侧上至少部分地与由泡沫化的塑料材料制成的承载件(26)连接。
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