[发明专利]用于挤压型材表面成形的方法和装置

说明书

本发明涉及到一种热塑性材料挤压型材表面成形方法及其装置，这种装置在成形表面与所需的成形几何体形成互补轮廓并且冲压成连续的型材。

在US2 075 735中阐述了这类装置，此装置下属于成型装置。在这种冲压装置中模槽在输送带上方履带式环绕设置，在此模槽设置在要被直接冲压成形型材的两侧并作用于型材上。同时冲压表面还可以通过成形过程加温并且也可以在需要的时候被加热。

成形几何体在冲压装置中是互补成形的并且被冲压成连续的型材。

这种装置在其结构上是很奢侈的，因此成本较高并且易受干扰。这种装置的另一个缺点是只能应用于一种连续型材并且在型材改变时被费时费钱的拆下来，还得再装配上一个相应型材的新装置。

在EP0 092 745中阐述了另一种此类装置。文献涉及到一种在热塑状态下直接根据其模型而冲压热塑性型材表面的装置。所采用的冲压模具在其成形表面上互补于所需的冲压几何体轮廓并且冲压成连续的型材材料。

此外一个位于由冲压辊作为冲压模具上的真空装置抽吸顶在滚动地冲压辊成形表面上的型材材料。冲压辊以其圆周的一部分穿过真空室上的孔并且设置在精整喷嘴的始端。

冲压辊就如同滚印一样滚过要被冲压并成形的型材材料表面，在此通过吸紧顶在冲压辊上的型材材料的抽吸作用，使型材表面精致的、清晰的和不遗留所不期望的工作步骤的而实现所需的型材，所需的型材对应于冲压辊的外形。可达到的抽吸作用足以使顶在冲压辊上的型材材料表面被吸紧，以实现光洁地冲压，但是总共只显出这样很小地作用力，使型材材料的尺寸稳定性没有受到长久的影响。另一个优点在于，冲压过程在挤压成形后进行，在冲压过程中型材材料可以再成形并防止所不期望的变形。

这种一般只使用于空心型材的装置的缺点是，其结构也是相当奢侈的并且成形产生在热塑领域。在成形后型材材料冷却并且在一定条件下由于松弛冲压轮廓随着时间的推移而失去。另一个缺点在于，型材材料表面的冲压方法在真空设施下进行。对此必须有很多设备，在此冲压过程只可能是很难控制和调整的。

作为部件的冲压辊具有与连续型材相等的宽度并可能在连续型材的边缘部位造成伤害和变形。

这种方法的另一个缺点在于，这种冲压方法所采用的装置部分地顶压在连续型材材料的表面上，这一点是有害的并从冲压几何体型材材料内部出现应力集中并由此开始可能产生裂纹。

在此本发明的任务在于，有针对性地改善目前公知技术状态下的在这里所给出的方法和装置，在同时完全保证所需强度的情况下简单、经济并且以良好的均匀度来实现型材节省材料的制造。

这一点按照本发明通过权利要求1，2和3的特征而实现。

在此在第一步骤中冷却要成形的型材并且被输送到成形装置的模具稳定位置。在第二步骤中成形装置将所需的成形几何体冲压入连续的型材，使围绕模槽的边缘在其壁厚上减薄并由此冷却硬化。在第三步骤中量取被冲压的型材并将其切成所确定的大小。

在按照本发明的方法的另一种具有优点的实施例中，要被成形的C形或U形型材在第一步骤中被冷却并被送至成形装置的模具稳定位置。在第二步骤中将C形或U形型材的侧板侧向展开并在第三步骤中通过成形装置将所需的成形几何体压入连续的C形或U形型材。由此减薄围绕模槽边缘的壁厚并冷却硬化。在第四步骤中C形或U形型材的侧板保持侧向展开的状态并且在第五步骤中返回其原始位置。在第六步骤中被冲压的型材被量取和切断成确定的大小。

在这种方法中具有优点的是，以简单而成本低廉的方式制造型材，对于这种型材可以在相同的机械特性条件下实现较少的材料投入而且这种型材的制造还是更加有效的，因为减薄的壁厚可以使冷却时间减少并由此使整个加工时间减少。

这种方法的另一个优点在于，它可以几乎与投入应用的型材几何体无关，在这里所期望的成形几何体只决定于所提供的成形装置。

成形装置的另一个关键性的优点在于，型材被冷却并在模具稳定位置这样来成形，使模槽的高度至少对应连续型材壁厚的一半。

在一种具有优点的实施例中成形装置是一个逆向旋转的冲压模具，这个模具由至少一个印辊和至少一个凹模环所组成。

缝隙，即印辊的最高点与凹模环的最高点之间的距离至少对应于连续型材的壁厚。

具有优点的是印辊最高点与最低点之间的距离在模槽区域里至少对应于连续型材壁厚的一半。由此围绕模槽的边缘部位在其壁厚上是减薄的，冷却硬化并由此导致连续型材的特殊强度。凹模环最高点与最低点之间的距离同样至少对应于连续型材壁厚的一半，使得壁厚减薄并实现与此相关的型材材料的硬化。