[发明专利]带有整体模塑成的框架的压差成形的行李箱

说明书

本发明的领域

本发明总体上涉及真空成形和压力成形的产品和加工过程，具体地说，涉及有硬侧壁的行李箱。

背景技术

有硬侧壁的行李箱通常由两个壳体组成，一般被称为一盖壳和一底壳。通常，每个壳体由热塑性材料的薄片制成，把它模塑成一个容器的形状。该壳体常常被做成一带有圆角的长方形的盒子的形状，一个周围边缘形成了它的开口的一侧。两个壳体的周围边缘基本上彼此相对应，从而盖壳可以中凹的侧面朝下地被放到中凹的侧面朝上的底壳上，使得其各自的边缘对准和/或相接触。这样放置之后，可以用合叶和可脱开的插销把这两个壳体连接起来如在技术上已知的那样，形成一个有一可以进入的内部空间的容器。

制作有硬侧壁的行李箱的主要目的是提供一个壳体，它既重量轻，又有高强度。除了防刺破和不会破裂之外，一强度理想的有硬侧壁的箱体也要能抵抗它的整个形状由于外部的扭曲作用力或挠曲作用力而发生的整体变形。尽管希望有硬侧壁的箱体有一些小的可变形能力，但是有硬侧壁的行李箱的优越之处应该是它的刚度，即经受作用力而没有太大的扭曲或弯曲。行李箱的任何类型的扭曲都可能危害行李箱的内盛物，并且也可能损坏合叶和造成插销的故障。

有硬侧壁的行李箱的结合起来的壳体通常采用两种制作过程之一模塑而成。注塑包括在压力下把熔化了的热塑性树脂，典型的是聚丙烯，注入笨重的钢制模具中，形成基本上完整的壳体，它包括整体的框架和用来安装轮子，把手等的安装部位。注塑的过程和它的机器的性质在一定程度上限制了所模塑成的物品的最后的构形。注塑也要求采用非常高的压力系统，获得和维持这样的系统可能是昂贵的，并且这可能限制产品的种类和对产品进行快速的改型。

另一种主要的过程通常被称为″真空成形″，它包括对着一个外凸的模具或内凹的模具向被加热了的热塑性材料薄片施加作用力。通过一个压力差提供驱动作用力，从而在该薄片相对的侧面上空气的压力差使该薄片对着模具移动。严格地说，″真空成形″是指在薄片与模具之间的空间中产生一个″负″压或降低了的压力，从而把薄片拉向或″吸″向模具。另外，″压力模塑″包括在薄片的与模具相对着的那一侧产生一个有″正″压或升高了的压力的空间，从而把薄片吹向或推向模具。还有，压力模塑和真空模塑可以并且常常是在同一个设备中同时进行，有时把这种结合起来的过程一般性地称为″真空模塑″。除非使用专门的术语″真空成形″或″压力成形″，本文将使用通用的术语″压差成形″，意思为仅只真空成形，仅只压力成形，或两种过程的结合。

在压差成形中，在使加热变弯了的薄片已经适合了模具表面的形状之后，把它由模具中移出。随后，把有三维形状的壳体修整成适当的尺寸，并去掉边缘段(有时被称为废料部分或边角料部分)，这些边缘段是加工所需要的，但不是最后产品的一部分。传统上，为了使最后制作成的箱体有适当的刚度，把所制作成的壳体铆接到或用卡钉连接到一个单独的框架件上，通常为由铝合金或镁合金冲压成的一个金属框架。把合叶装到该框架上，随后把其它硬件和衬里件装上，以形成完整的箱子。

用来制作行李箱的标准的压差成形过程的一个缺点是需要把分开的框架件装到壳体上。典型的被压差成形的壳体自身是相对而言防压碎和防刺破的，受到应力有可变形的强度，并且当受到任何较大的负载时，有塑性变形和弹性变形。在另一方面，框架重量轻而强度大，但是比较不容易变形。框架的刚硬和壳体的可变形能力不能彼此呼应，特别是在壳体与框架被铆接或用卡钉连接在一起的那些有局部应力的部位是这样。在这些应力被提高了的部位，铆钉或卡钉容易把热塑性材料的壳体拉通，或撕破。另外，镁或铝的框架增加了箱体制作的成本；该框架本身常常要求许多精加工步骤，这是因为此框架是行李箱成品的主要的美观上的特殊点。还有，该框架通常被用来把经修整的成形的壳体的粗糙边缘隐藏起来。

在传统的真空成形制作容器的过程中经常遇到的另一个问题是成品中出现不希望有的壁变薄，特别是在靠近角部和边缘。这对容器的强度是严重的缺点，因为角部和边缘正是容器经受较大的冲击和弯曲应力的部分。