充氣墊圈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雙薄片成形的充氣墊圈，和其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多應(yīng)用中使用墊圈來形成機(jī)械密封。在汽車應(yīng)用中，許多墊圈由一或多個泡沫薄片形成。所述泡沫墊圈可以彎曲到多種汽車結(jié)構(gòu)中的任一者中的各種不規(guī)則形狀的間隙和/或空隙中的凹處和裂縫中。
[0003]歷史上，汽車應(yīng)用中的泡沫墊圈是實心的而非中空的。如本文中所用，“實心的”包括泡沫材料的薄片，縱使空氣陷留于泡孔結(jié)構(gòu)中。舉例來說，泡沫聚氨基甲酸酯的薄片是“實心的”?！皩嵭摹迸菽∑ň哂泻愣ɑ?qū)嵸|(zhì)上恒定的密度、變化的密度或其組合的薄片。泡沫材料的泡孔中的空氣超出如本文中所用的“囊封空氣”或“充氣囊袋”的定義的范圍。
[0004]應(yīng)理解，實心泡沫薄片作為墊圈的使用可能會增加材料成本并且可能會增加可能不期望額外重量的結(jié)構(gòu)的重量。因此，具有至少一個中空區(qū)段的墊圈可以是適用的。
[0005]各種材料的中空墊圈已經(jīng)通過使一個預(yù)先形成的墊圈部分粘附到另一個預(yù)先形成的墊圈部分而形成。這個粘附加工已經(jīng)傳統(tǒng)地包括例如模切和/或熔接模制的制造步驟。所述額外制造步驟可能會增加具有至少一個中空區(qū)段的墊圈的制造的成本和時間。
[0006]因此，需要重量輕的墊圈，其使用較少材料并且使向組件增加的重量減到最少。還需要維持相對簡單和/或流線型的制造工藝，例如使用現(xiàn)有設(shè)備的工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本申請公開一種充氣泡沫墊圈，其可以解決本領(lǐng)域中的一或多種需要。如本文中所用，“充氣的”并不指泡沫中的泡孔中所包覆的空氣；實際上，“充氣的”是指泡沫層之間所囊封的空氣囊袋。所述空氣囊袋可以通過雙薄片熱成形工藝而變得囊封于泡沫層之間，所述工藝向所述墊圈提供其形狀?！俺錃獾摹笨赡艿⒎潜匦杷鰤|圈的整體都填充有空氣；實際上，預(yù)期墊圈的多個區(qū)域可以包括一或多個充氣囊袋以及扁平區(qū)域。
【附圖說明】
[0008]圖1是泡沫薄片的透視圖。
[0009]圖2是具有充氣囊袋的例示性墊圈的剖示透視圖。
[0010]圖3是具有充氣囊袋的例示性墊圈的透視圖。
[0011]圖4是具有充氣囊袋的另一個例示性墊圈的透視圖。
[0012]圖4A是圖4的例示性墊圈的剖示圖。
[0013]圖5是制造充氣泡沫墊圈的例示性方法。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明涉及未預(yù)期的現(xiàn)象。已經(jīng)理解，如果充氣囊袋將在用以向囊袋提供初始形狀的熱量密集工藝期間在兩個泡沫薄片之間成形，那么后續(xù)冷卻將導(dǎo)致一個泡沫薄片塌陷到另一個上。預(yù)期這種塌陷將會實質(zhì)上破壞充氣囊袋的最初成形的形狀。這個預(yù)期至少部分基于理想氣體定律(Ideal Gas Law)、泡沫材料的多孔狀/多孔性性質(zhì)、泡沫薄片中或周圍不存在額外結(jié)構(gòu)材料以便維持最初成形的形狀、和/或泡沫薄片的外表面上和/或薄片之間的接縫處不存在額外不透氣材料層。
[0015]然而，出人意料地發(fā)現(xiàn)，雙成片泡沫成片在一起以在墊圈中形成充氣囊袋，在兩層的泡沫墊圈中產(chǎn)生充氣囊袋，所述充氣囊袋即使在冷卻之后也實質(zhì)上維持其初始形狀。
[0016]參看圖1，各自具有多個泡孔11的泡沫薄片10和20是起始材料，其最終變成充氣墊圈中的泡沫層。泡沫薄片10和20可以具有相同或不同泡沫材料并且可以具有相同或不同密度。泡沫薄片10和20可以由閉孔泡沫形成。舉例來說，泡沫薄片10和20中的一或兩者可以是交聯(lián)聚烯烴泡沫。許多材料可以是合適的，包括聚丙烯泡沫、聚乙烯泡沫和其摻合物。預(yù)期不透氣材料層不需要包括于泡沫薄片10和12的外表面上或添加到其。所選擇的材料可以具有橫越多個范圍的密度，包括2 lb/ft3到4.31 lb/ft3，但也預(yù)期超出這個例示性范圍的范圍的密度。
[0017]參看圖2，展示例示性充氣泡沫墊圈30的剖示透視圖。泡沫薄片10和20在暴露于熱成形工藝之后變得成形為預(yù)定形狀并且在封口 22處密封。剖示圖展示了在其間具有充氣囊袋17的泡沫薄片10和泡沫薄片20，其還可觀測為凸起的區(qū)域15。
[0018]參看圖3，展示例示性充氣泡沫墊圈30的透視圖。充氣囊袋17除通過凸起的區(qū)域15外不可觀測。預(yù)期充氣囊袋17沿著其外圍從在熱成形工藝(例如雙成片)期間成形的封口 22囊封。由熔接模制和模切形成的額外封口以及額外不透氣材料可以在形成成形的充氣泡沫墊圈30之后添加，但其不是必需的。實際上，特別預(yù)期不存在額外不透氣材料的實施例。此外，特別預(yù)期不存在熔接模制的封口或除在熱成形工藝期間成形的封口以外的其它類型的封口的實施例。
[0019]參看圖4，展示另一個例示性充氣墊圈。例示性墊圈由泡沫薄片10和20形成。例示性墊圈在泡沫薄片10與20之間的接頭處具有封口 22。例示性墊圈具有充氣囊袋17，如圖4A提供的剖示圖中所見。
[0020]參看圖5，公開例示性熱成形制造方法；即雙成片。在操作中，第一泡沫薄片10和第二泡沫薄片20經(jīng)恰當(dāng)?shù)爻叽缁瑓⒖纯?0。這些薄片最終變成充氣墊圈30中的泡沫層。這可能需要第一泡沫薄片10和第二泡沫薄片20被切割或修剪成具體長度和/或?qū)挾?。第一泡沫薄?0和第二泡沫薄片20的大小可以通過將以墊圈30填充的空隙的大小和形狀來確定。在某些應(yīng)用中，第一泡沫薄片10和第二泡沫薄片20的大小還可以通過雙成片中所用的壓機(jī)的大小以及對應(yīng)于所成形的充氣泡沫墊圈30的設(shè)計的上模具工具和下模具工具的尺寸來確定。
[0021]在形成產(chǎn)生墊圈30的復(fù)合材料之前，在雙成片設(shè)備上使第一泡沫薄片10與第一框架嚙合并且第二泡沫薄片20與第二框架嚙合，參看框45。泡沫薄片10和20可以使用液壓操作的機(jī)械夾鉗或用于在加熱操作期間保持泡沫薄片就位的任何其它合適機(jī)構(gòu)與框架嚙合或可移除式固定。通過將泡沫薄片夾持到框架，泡沫薄片還可以在加熱操作期間保持處于張力中。
[0022]第一泡沫薄片10和第一框架可以引入加熱操作中。所述工藝可以在烘箱或能夠?qū)⒌谝慌菽∑?0加熱到預(yù)定溫度后持續(xù)特定時間段的任何結(jié)構(gòu)中進(jìn)行。第二泡沫薄片20和第二框架可以與第一泡沫薄片10在相同時間或緊接近于第一泡沫薄片10引入加熱工藝中，參看框50。第二泡沫薄片20和第二框架可以引入與第一泡沫薄片10相同的烘箱或加熱結(jié)構(gòu)中，或第二泡沫薄片20和第二框架可以引入替代性烘箱或加熱結(jié)構(gòu)中。
[0023]加熱工藝的溫度和時間段取決于所用以