CN101952097B - 铸模和横梁的总成及机动车前面板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个总成，包含一个铸模(14)和一个机动车横梁(12)，所述横梁包括一个设计为放在铸模里面的复制模部分(20)、一个设计为放在铸模外面的部分，以及至少一个用来接纳铸模的部分模壁(26，28)并插于所述两个部分之间的接纳区(22，24)。所述铸模的模壁部分与所述接纳区在形状上基本互补，并且，相对于沿着横梁总体轮廓的一个基准面而言，横梁在接纳区至少有一处高差(34，36)。本发明还涉及一个机动车前面板，通过上述总成形成一个复制模部件。

Description

铸模和横梁的总成及机动车前面板

技术领域

本发明涉及到机动车构件和半构件技术领域，尤其是(但不仅限于)机动车前面板(faceavant technique)。

背景技术

已知一种用复制模(surmouler)制造的机动车前面板，例如由本申请人提交的申请号为FR 2 719 014的专利申请中公开的，它包括一个金属横梁，横梁的每一端均插入到铸模中，使横梁的一部分突出于铸模之外，横梁并用塑料复制模，从而形成前灯单元的支撑件。

在此情形下，通过铸模的部分模壁与横梁的相互协作而对铸模进行密封。但我们发现，铸模的密封并不令人满意。横梁形成了复制模所得部件的一个整体，因此不得使用过压，以免损伤。

当密封不能令人满意时，通过压力向铸模内部递送的塑料便会向铸模外面漏出，尤其是在铸模内部压力较高时，例如在通过注射压实成型时。

物料向铸模外面的泄漏，会降低复制模部件的质量。

发明内容

本发明的目的便是补救此缺陷。

为此，本发明提供了一个机动车的铸模与横梁的总成，横梁包括一个设计为放在铸模里面的复制模部分、一个设计为放在铸模外面的部分，以及至少一个用来接纳至少部分铸模模壁的接纳区，该接纳区插于上述两个部分之间。铸模的模壁部分和接纳区在形状上基本互补，而且，相对于沿着横梁总体轮廓的一个基准面而言，横梁在接纳区至少出现一处高差(dénivellation)，最好至少出现两处。

所述“设计为放在铸模外面的部分”是指，设计为并不放在成型模腔内的那一部分。但是，该部分可以并不是字面意义上的铸模外面，而可以是铸模的空室，如图1中所示。

所述“铸模的模壁部分和接纳区在形状上基本互补”是指，当接纳区有一处给定的高差时，铸模的模壁相应部分面向接纳区的高差也有一处高差，同时，横梁的至少一些高差可能会显示一个倾斜度，而该倾斜度不同于铸模相应高差倾斜度。

所述“基准面”沿着横梁的总体轮廓，是指忽略了形状上的局部变化。

为了衡量两点之间“相对于基准面的高差”，在两点之中每一个处沿垂直于基准面的方向对其高度进行测量，然后计算两个高度之差。如果所得之差并不是零，那么两点之间存在“相对于基准面的高差”。例如，如果基准面为平面，两点的高度沿着垂直于上述基准面进行测量。相反，如果基准面为其它形状，如球形，已知点的高度则为相对于基准面，沿在该点与基准面相切的平面法线方向测量。

我们发现，由于物料与通道硬性表面之间的摩擦以及物料流变极限(limites del’écoulement)产生的紊流(turbulences)，当物料受压经过铸模的模壁部分与横梁接纳区之间时，在此通道物料流会产生很多压降(pertes de charge)。这些现象在通道的狭窄处明显加剧，而与塑料在铸模之外相比，通道内的压降更大。

对于给定宽度的铸模模壁，接纳区的高差可以延长物料从铸模中漏出时需要通过的路程，从而增加泄漏物料所承受的压降。

此外，由于高差而在通道中形成的拐角，也会额外增加压降。

因此，本发明通过延长塑料在铸模壁与横梁中形成的通道中的路程，并扰乱该路程方向的变化，可以有力地降低塑料从铸模中出来的速度。

这样便可以减少物料的泄漏量，而且可以较好地控制成型，从而提高预制部件的形状质量。

由于本发明同时可以减少用于给定尺寸成型的部件的材料量，因此，可以降低复制模部件的制造成本。

按本发明的总成也包括以下一种或多种技术特征：

-由横梁周围持续延伸的突起和凹陷形成的至少一处高差。因此，该高差相对较为方便制作。另外，铸模物料路程延长，且横梁的整个周围没有中断，因此可以均匀的减少物料损失。优选地，铸模的部分模壁的每一个接纳区至少包括一处突起或者一处凹陷。每一处突起或凹陷均有两处高差，每一个接纳区也就同样拥有两处高差。由于铸模模壁由横梁用于复制模的一个部分隔开，铸模模壁的两个接纳区互不相同。因此铸模中漏出的物料需通过的路程进一步延长，而从成型模腔中泄漏的物料也就更少。

-突起或凹陷所在位置与横梁纵向端有一定距离；

-突起或凹陷为横向尺寸，从横梁的纵向测量，至少小于横梁纵向尺寸的十分之一；

-在接纳区的边缘，横梁至少有一处高差。铸模和横梁在形状上基本互补，这样便可以使物料在通过增加路程的长度，而不会显著改变铸模模壁的形状；

-横梁由热固性材料制成，尤其是高级模复合材料(AMC)或片状模复合材料(SMC)。由于制作方法的原因(模塑)，该型横梁的厚度可能会出现一些变化，因此必须预见到这些变化，并对每一横梁施用一个经计算的铸模闭合压力，以避免对最大厚度的横梁造成损坏。该压力值通过铸模向所有的横梁施用，包括那些没那么厚的、本可以承受更高的压力而不致损坏的横梁。因此，即使存在可以确保铸模密封性而且不会损坏最厚横梁的一个压力值，该压力值也无法确保所有部件的密封性。而通过本发明，可以提高铸模与任何厚度的热固性材料部件之间的密封性。

-铸模的模壁部分面向横梁的高差有一处高差，同时，铸模的高差和横梁的高差有不同的倾斜度。这使铸模可以压在厚度小于铸模设计厚度的横梁上。

-横梁有多个设置在一个或另一个接纳区的高差，高差的斜面基本一致并保持平行，并且这些斜面优选地与铸模的脱模方向平行。在此背景下，可以认为这些基本平行的斜面的倾斜度的差异与脱模角度大小相当，也就是说，倾斜度之间的差异不大于2°。因此，如果两个横梁的厚度在制作期间出现较小的不同，斜面的这种平行设置可以提高铸模与最薄横梁之间的密封度。铸模必须能够使一个外形不变的元件在横梁上复制模，因此，与铸模固定在较厚的横梁上相比，必须以更远离该复制模部分的方式固定在最薄的横梁上。如果一个横梁有两个斜面，斜面之间有给定间隔且在其间形成一个不为零的角度，那么，铸模可以与其中一个斜面保持紧密接触而不会到达该斜面的底面。因此，由于这两个斜面在高度上有一部分没有被铸模覆盖，则其水平投影增加了铸模模壁与另一斜面之间的距离(见图7A和7B)；于是铸模不能与第二个斜面保持密切接触，而铸模模壁与第二个斜面之间存在的间隔降低了从铸模泄露出的塑料中的压降。相反，如果两个斜面是平行的，那么两个斜面之间的间隔是不变的，则即使在不同的横梁的厚度存在变化时，铸模模壁仍可同时与两个斜面均保持密切接触(图8A和8B)。本技术特征可以在复制模期间保持令人满意的密封度，即使在厚度不同时。

-横梁形成机动车前面板的一个组成部分，而且最好作为该前面板的梁。可选地，该铸模的形状使得其在横梁上至少可以形成一根与横梁基本垂直的立柱，优选地，形成两个相互间隔且平行的立柱。这两根立柱可以通过另一个横梁连接起来，称为下横梁，平行于作为插入件的横梁。铸模的形状还可以在立柱上至少形成一条侧臂，其纵向沿平行于横梁一端的方向延伸，可以用于固定前灯单元或者其它附件。

-横梁的接纳区和铸模的部分模壁的形状设置使得，在接纳区内铸模与横梁之间的接触面的最小长度长于从铸模中漏出的物料流在成型周期可以通过的长度。对于注塑成型，一个成型周期包括注射和压实步骤。因此，物料不会从铸模中漏出，这样可以进一步节约制作成本。另外，由于物料不会从铸模中漏出，还可以降低部件制作车间的保养费用。

-横梁的接纳区与铸模的部分模壁的形状设置使得，从铸模中漏出的塑料流可以在接纳区凝固。所述凝固是由于物料的冷却和减速。塑料的凝固会完全堵塞在铸模模壁与横梁之间形成的通道。因此，塑料会形成一个垫圈，以确保铸模的密封性。密封垫圈可以进一步节约物料，以及进一步降低制作成本。

本发明的另一个目的是提供一个所述总成中的横梁，和包含于所述总成中的一个铸模。

此外，本发明还有一个目的是一个机动车前面板，包括一个组成前面板梁的横梁和至少一个在横梁上的复制模立柱，在前面板安装于机动车上时此立柱基本上竖直向下延伸。立柱由一种塑料制成，优选地，由热塑性材料制成，如聚丙烯，立柱与横梁各有一个连接区，二者在该连接区相连；横梁在连接区包括至少一处相对于沿着横梁总体轮廓的基准面的高差。

优选地，高差上覆盖一薄层塑料。

前面板是一种复制模部件，借助于上述定义的总成制作，包括一个横梁和一个铸模。

横梁具有上述所有技术特性。

在一种特别的实施方式中，前面板有两个基本竖直的立柱，它们在横梁上相互保持一定距离，而且底端通过另一个横梁相连，称为底部横梁，最好与立柱连在一起铸成。

每一根立柱均设计为用来支撑至少一个功能件，比如前灯单元，而底部横梁形成一根防撞梁。因此，本发明的前面板可以使众多的前方元件(bloc avant)在主装配线之外装配。

本发明的另一个目的是包含了一个铸模和两个一组的横梁的总成，其中每一个横梁均按本发明；而铸模模壁的至少一个部分，优选地模壁的所有设计为与接纳区相对的部分，其形状与每一个横梁相应的接纳区基本互补；横梁之一包括至少一个与另一个横梁相应部分的形状不同的部分。

因此，即使为了形成两个不同的部件，两个横梁有所不同，例如用于前面板的、不同机械性能的横梁，也可以通过同一个铸模对两个横梁上的相同形状实施复制模。例如，对于机动车平台的前面板，这是非常有利的，因为在这里，作为一个车辆结构件的横梁的形状会根据车辆样式以及所希望的机械性能而变化，但铸模部分则可以保持不变。

此外，每两个横梁接纳区之间的间隔是相近的。这样形成插入件的横梁有多个铸模模壁接纳区时，也可以使用相同的铸模。

有利地，即使在两个横梁显示不同的厚度时，也可以使用单个铸模形成复制模部分。横梁的厚度便是沿铸模方向形成的尺寸。

事实上，每一个横梁均有多重高差，每一处高差均在一个或另一个接纳区形成，高差的斜面基本一致并保持平行，其差别与脱模角度大小相当。因此，如上文所述，在成型期间，铸模可与接纳区所有斜面密切接触，不论横梁厚度是否变化，因此它可以按照形成厚度不变的复制模部分的方式固定在两个横梁上，同时保证复制模期间的密封性，即使两个横梁的厚度有变化。

附图说明

结合附图，通过对下述非限定性实施例的描述，可以更好地理解本发明：

-图1是剖面图，表现了在复制模操作时，按本发明的一种实施方式、包含了一个铸模和一个横梁的总成的一个细节；

-图2是图1中横梁细节的透视图；

-图3是通过图1所示总成形成的复制模部件的剖面图；

-图4表现了按本发明另一种实施方式的包含一个横梁和一个铸模的总成的一个细节；

-图5是按本发明的一种特殊实施方式的一个形成复制模部件的前面板的透视图；

-图6是按本发明的一种特殊实施方式的一组两个横梁的正面图；

-图7A和7B显示了两个横梁的一个壁与铸模模壁的详细情况。横梁和铸模形成按本发明的一种实施方式的总成，图中特别显示了横梁厚度不同时，铸模相对于每一个横梁的位置情况；

-图8A和8B显示了两个横梁的一个壁与铸模模壁的详细情况，所述横梁与铸模形成按本发明的一种实施方式的总成，图中尤其显示了横梁厚度不同时，铸模相对于每一个横梁的位置情况。

具体实施方式

图1显示了按本发明的一种特殊实施方式的一个总成10，该总成包括一个形成插入件的横梁12和一个铸模14，铸模由两个部分16、18组成并可以通过注入塑料而在横梁12复制模，例如注入聚丙烯等热塑材料。横梁12形成一个开放的断面，例如一个C型、U型或L型断面，包含数个基本上为平面的面。横梁12由热固材料制成，如高级模复合材料(AMC)或片状模复合材料(SMC)。

横梁12的第一部分20称为复制模部分，设计为置于铸模的成型模腔17内部，以及两个接纳区22、24，用虚线标示，每一个接纳区用来接纳铸模的模壁部分26、28。每一个接纳区22、24都夹在复制模部分20与一个铸模成型模腔外面的部分之间，在所示例子中，前述外面部分位于铸模的真空室19a、19b中。

横梁12有两个突起部分30、32，分别位于复制模部分20和接纳区22、24中，与横梁的纵向端保持一定距离。所述两个突起部分的截面为梯形，分别有一个顶端和两个斜面，顶端为平面且基本与平面23、25平行，该平面23、25由该突起部分所处横梁的表面来定义；两个斜面从顶端的两侧延伸，并将顶端与平面23、25连接。所述两个突起部分为横向尺寸，从横梁的纵向测量，至少小于横梁纵向尺寸的十分之一。每一个突起部分30、32的布置使得，每个突起部分的斜面34、36在每一个接纳区22、24里，形成一处面对沿着横梁总体轮廓的基准面的高差。所述基准面在图1中用复合线条表示，与平面23和25一起形成一个平行六面体。该基准面忽略了横梁厚度的局部变化，如突起部分30和32。

铸模模壁的每一个部分26、28的形状与相应接纳区22、24中的横梁基本互补，因此，同样地，也包括一个斜面35、37，面向斜面34、36。铸模的每一个斜面35、37均有一个倾斜度，它们与横梁的相应高差34、36的倾斜度略有不同，以便能够倚靠在不同厚度的横梁上。

接纳区22、24的高差34、36位于上述区22、24的边缘，从而可以避免对铸模模壁进行过多的修改。

横梁12和铸模14的构造可以使熔融物料在压力下通过的，位于梁与铸模模壁之间的缺口通道延长。这样可以降低物料的速度，并减少由于横梁与铸模之间存在密封缺陷而损失的物料数量，该密封缺陷主要是由横梁的厚度变化原因而导致的。

从图2中，可以看见透视图中所示横梁12的复制模部分20，以及接纳区22、24。从该图中可以清楚地发现，每一个突起部分30、32延伸于横梁的整个外围之上。

图3显示了一个包含了横梁12的部件，该部件是由图1所示的横梁12经塑料复制模而成。特别显示了横梁的一个连接区38，在该区中，横梁12由复制模塑料40所覆盖。可以发现，复制模塑料部分40有一个具有相当厚度的中心区42。该区42对应于覆盖横梁复制模部分的材料，而且其形状对应于图1所示的铸模14的成型模腔内部形状。

在连接区38的边缘，复制模部分40还包括一些区域44，在这些区域44中，复制模材料在横梁12上形成一层物料薄膜。这些区域44覆盖了横梁上至少与其接纳区22、24的一个部分相对应的一个区。这些区44对应于在铸模的部分模壁与横梁接纳区之间的缺口中凝固的塑料。

因此，复制模之后，每一个突起部分30、32均由塑料覆盖。横梁12在其连接区中，包含了由突起部分30、32的斜面34、36形成的多处高差。

图4显示了按本发明另一种实施方式中的另一个总成。

在横梁52上形成的铸模49模壁部分每一个接纳区的两处高差，由横梁52四周一直延伸的凹陷50形成。每一处凹陷为横向尺寸，从横梁的纵向测量，至少小于横梁纵向尺寸的十分之一。每一处凹陷均有两个斜面51a，位于底部51b的两端，底部51b平行于由横梁相应表面定义的平面53、55；该斜面51a，将底部51b分别与平面53、55连接起来。铸模49相应的模壁部分有一个突起部分54，该部分与凹陷50基本互补，而且设计为在复制模期间与凹陷50互相对准。

接纳区的凹陷与铸模的突起部分可以形成一些相对于一个基准面的高差，该基准面在每幅图中用复合线条表示，分别包括平面53和55。

图5显示了按本发明的一种特殊的实施方式的一个前面板。

该前面板68有一个形成顶梁的横梁70、两个侧位立柱72、74，以及一个底梁76。

该横梁70由高级模复合材料(AMC)或片状模复合材料(SMC)等热固材料制成。它组成一个机动车结构件，而且，安装在车上时，它基本水平，并延车辆横向方向延伸。

横梁70上的立柱72和74相互隔开，当安装在车上时，它们基本竖直向下延伸。所述立柱72和74用来支撑车辆的功能件，比如前灯单元。在其底端，这两根立柱72、74通过底梁76相连接，而后者基本与横梁70平行，并且当车上安装了前面板68，所述底梁76就形成一个行人防撞梁，特别用来避免对行人膝盖高度的位置造成伤害。

前面板68形成一个复制模部件。立柱72、74和底梁76复制模至横梁70上。更特别地，立柱72、74和底梁76均通过注射热塑材料制成，特别是聚丙烯；而立柱72、74和横梁70包含连接区78，在此连接区78中，横梁70与立柱72、74相连接。横梁的连接区与图3中显示的连接区类似。

图6显示了形成机动车前面板梁的两个横梁80、82，可以用于一个平台上的两个模型。每一个横梁均包含两个复制模部分84、86，位于突起部分96、98、100、102之间。第一横梁80还包括两个端部88，分别置于横梁一端和与此端最接近的复制模部分之间；以及在复制模部分84、86之间的中间部分90。第二横梁82同样也有两个端部92和一个中间部分94。

第一横梁80的端部88和中间部分90的形状与第二横梁82的端部92和中间部分94各不相同。

相反，两个横梁80、82的复制模部分84、86和突起部分96、98、100、102的形状相似。同样，第一横梁80的突起部分96a、96b、98a、98b间隔也与第二个横梁82的突起部分100a、100b、102a、102b相似。因此，两个横梁80、82的接纳区适合于接纳相同铸模，这个铸模可以用来在两个横梁80、82上形成相同的立柱和底梁。

两个横梁的厚度不同时，也可以使用相同的铸模。

图7A和图7B显示了一个有着既定厚度的第一横梁110壁和一个厚度更大的第二横梁112壁，后者的断面与前者相同，至少在用来接纳铸模114的模壁的接纳区与横梁110壁相同。因此，这两个横梁均可接纳同一铸模114的模壁部分。

对于最厚的横梁112，铸模114的模壁与横梁112的接纳区更近。相反，对于较薄的横梁110，相同的铸模壁则离横梁更远。

横梁110、112的每一个接纳区均有由两个相互间隔的突起部分形成的两处高差116、118，高差116、118的斜面相互之间形成一个非零角度。铸模的高差117、119面向横梁的高差，相对于与由横梁表面确定的平面垂直的方向均有一个倾斜度，该角度稍微小于相应横梁高差的倾斜度，从而使铸模能够靠在最薄的横梁110上。如图7A和7B所示，铸模114的模壁与横梁110仅在斜面118紧密接触。

两个横梁的厚度不同时，图8A和8B所示的实施方式更具优势。这些图显示了，两个横梁120、122各自在接纳区处的壁，其中横梁120较横梁122更薄，但这两个横梁接纳区的轮廓是相同的，因此均可用来接纳相同铸模132的模壁部分。

每一个横梁均显示了两个突起部分124、126，它们在接纳区边缘形成两处斜面基本平行且竖直的高差128、130。铸模的高差129、131分别面向横梁的高差，相对于横梁高差斜面而言稍微倾斜，从而使铸模能够靠在最薄的横梁120上。

在此情况下，将铸模132的模壁放在较薄的横梁120时，它仍然与接纳区的两个斜面128、130紧密接触，从而增加物料在压力下从铸模漏出时的压降。

因此，本发明的横梁，尤其是形成机动车前面板横梁的梁，可以将物料在复制模操作过程中的损失降至最低。

更加有利地，横梁和铸模的形状可以确保铸模与横梁之间在接纳区接触面的长度至少长于在成型周期从铸模中漏出的塑料物流的长度。可以实现这一目的的接纳区的形成取决于成型步骤的特征。同样，有利地，接纳区和铸模的部分模壁的形状可以确保从铸模中漏出的塑料物流在接纳区里凝固。这样的话，凝固的塑料可以形成一个将铸模与横梁之间的缺口封闭起来的密封垫圈。在这两种情形下，物料不会从铸模中漏出，因此可以进一步减少损失。

此外，本发明并不限制于上述具体体现的情形。例如，接纳区高差的数量并不受限为两处，而高差的形状也不仅如上文所述。例如，高差并非必须在接纳区的边缘形成。

而且，高差也并非必须是平滑的面或有固定斜率。它们可以由有隆起的或正弦曲线轮廓的面来组成，或者可以由两个具有不同倾斜度的相邻平面形成。此外，尽管图中没有显示，相对于垂直于横梁的正面的方向而言，高差可以非常倾斜。

铸模高差与壁高差的倾斜度之差应小于45°，最好小于20°。接纳区可以有多重高差，一些高差，尤其是距离成型模腔最远的那些高差，与相应的铸模高差倾斜度的差别大于10°。

同样，横梁的形状也不仅限于上述形状。横梁和复制模部分使用的材料，以及复制模使用的技术，均不仅限于上述情形。

复制模部件还可以形成机翼的支撑、底板、或者卡车后挡板或扇门扇窗的结构部分的支撑。即使复制模部分形成前面板，还可添加其它复制模元件或用其它复制模元件来替换立柱，例如垂直于立柱延伸的侧臂。

Claims (14)

1.一种机动车的铸模与横梁的总成，包含一个铸模和一个机动车横梁，所述总成的特征在于，所述横梁包括一个设计为放在铸模里面的复制模部分、一个设计为放在铸模外面的部分，以及至少一个用来接纳铸模的部分模壁并插于所述复制模部分和所述设计为放在铸模外面的部分之间的接纳区，所述铸模的模壁部分与所述接纳区在形状上基本互补，并且，相对于沿着横梁总体轮廓的一个基准面而言，横梁在接纳区至少有一处高差，而所述铸模的部分模壁有一处高差面向横梁的所述高差，而铸模高差和横梁高差的倾斜度之差不为零。

2.如权利要求1所述的总成，其特征在于，其中所述横梁高差由一个在横梁周围连续延伸的突起或凹陷形成。

3.如权利要求1或2所述的总成，其特征在于，其中所述横梁在所述接纳区边缘有至少一处高差。

4.如权利要求1或2所述的总成，其特征在于，其中所述横梁由热固材料制成。

5.如权利要求1或2所述的总成，其特征在于，其中所述横梁有多处高差，每一处高差均位于一个或另一个接纳区内，并有基本一致且相互平行的斜面。

6.如权利要求1或2所述的总成，其特征在于，其中所述横梁形成机动车前面板的组成部分。

7.如权利要求6所述的总成，其特征在于，其中所述铸模的形状使得能够在横梁上形成至少一根与横梁基本垂直的立柱。

8.如权利要求7所述的总成，其特征在于，并且，所述铸模的形状使得能够形成另一个横梁，称为底梁，所述底梁与将所述两根立柱连接起来的横梁平行，并且将所述两根立柱连起。

9.如上述任一权利要求所述的总成中的机动车横梁。

10.如权利要求1-8中任一所述的总成中的铸模。

11.机动车前面板，其特征在于，包括一个横梁和至少一根立柱，当所述前面板安装于机动车上时，所述立柱基本上竖直向下延伸，所述立柱由塑料制成；每一个立柱与横梁分别有一个连接区，在此连接区中立柱与横梁互相连接；在所述连接区，横梁至少有一处相对沿着横梁总体轮廓的基准面而言的高差。

12.如权利要求11所述的前面板，其特征在于，包括两个基本竖直的立柱，在横梁上相互隔开，立柱底端通过另一横梁连接起来，该另一横梁称为底梁。

13.包含一个铸模和一组两个横梁的总成，其中每个横梁均如权利要求9所述，所述总成的特征在于，铸模面向接纳区的至少一个部分与每个横梁的相应接纳区在形状上基本互补，两个横梁中的一个包括至少一个部分，其形状与另一个横梁的相应部分不同。

14.如权利要求13所述的总成所包含的一组两个横梁。