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CN1082874C - 汽车的封装固定窗 - Google Patents

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CN1082874C
CN1082874C CN97195443A CN97195443A CN1082874C CN 1082874 C CN1082874 C CN 1082874C CN 97195443 A CN97195443 A CN 97195443A CN 97195443 A CN97195443 A CN 97195443A CN 1082874 C CN1082874 C CN 1082874C
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约翰·D·肯尼
戴维·S·托得
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Hutchinson Packaging Systems Ltd
Motors Liquidation Co
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KINGSTON-WAREEN CORP
General Motors Corp
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Abstract

一种窗模件(20)，包括一由一模制镶框件封装的固定窗玻璃(24)，该模制镶框件有一整体部套住一相邻活动窗玻璃。该整体镶框(28)用EPDM制成。把一窗玻璃(24)、一隔柱(26)和一EPDM挤压镶框条(34)的端部(58)放置到一有一窗玻璃安置部(54)、一隔柱安置部(52)和一顶梁(镶框条)安置部(56)的模具中后注入EPDM而把这些模芯封装成整体，这样就制成该窗模件(20)。

Description

汽车的封装固定窗
技术领域
本发明一般涉及汽车车窗模件及其制造方法，特别涉及用各镶框部件组装固定窗的问题。
本发明背景
在一些汽车中，后车门组件包括其中有一活动窗玻璃的一前窗开口和其中装有固定窗玻璃的后窗开口。现有的后部固定窗用各部件组装而成，这些部件包括窗玻璃、一用作相邻活动窗的轨道的后部柱以及各种模制件或镶框件，特别是一用一互锁槽道之类与该窗模件机械连接的挤压成形顶梁/B-柱镶框件。某些现有镶框为一预制弹性条。车窗插入在该镶框条的槽道中，从而镶框条靠弹性夹住车窗，但常常夹得不牢。现有后部固定窗由于用各部件组装而成而存在若干缺点，例如漏水、漏风造成的噪声以及装配和修整问题。此外，这些模件很难组装，特别是在各部件由不同供应商制造时。
使用模制工艺可克服上述问题中的一部分，为此使用注入成形技术用聚合物封装车窗周边而制成套住窗玻璃的一部分镶框。实质上，把窗玻璃置于可在窗玻璃周边上生成一镶框的一模腔中。首先清洁注入成形镶框待粘合其上的窗玻璃周边，以便粘合牢固而在该制成件上形成不透水的密封。然后合上模具后注入材料，从而封装窗玻璃周边，形成所需几何形状的镶框。但是，从质量上看，现有技术中所使用的PVC和RIM之类材料不如用于车身密封的弹性更好的材料。而且，窗玻璃用塑料封装后用互锁槽道之类与独立橡胶顶梁条镶框连接会造成(1)由于使用两种不同的聚合材料而有损外观，以及(2)连接处会漏水、漏风。
美国专利No.5,139,307公开了一种具有封装窗玻璃的固定窗组件。该组件包括一槽形细长刚性支撑件、一窗玻璃片材和一用树脂材料模制成的密封垫。树脂材料伸展在窗玻璃的周边和槽形支撑件的外表面上而把该片材与支撑件连接成一窗玻璃件。必须用独立顶梁镶框或密封条与该制成的窗玻璃组件连接。美国专利No.5,261,721公开了汽车的一种不透明或半透明窗玻璃组件，包括其周边用一模制密封垫封装的玻璃。美国专利No.4,953,331公开了车门的一种固定窗，其中的固定腹板、窗玻璃、固定轨道和密封一次制成。
因此，需要一种固定窗/镶框组件，它有封装窗玻璃，镶框为弹性材料，顶梁条无需为独立部件，顶梁密封唇与隔柱密封唇连接而在活动窗玻璃转角处形成连续密封。本发明提供满足这一要求的方法和装置。
本发明概述
按照一个方面，本发明提供一种制造汽车固定窗模件的方法。该模件一次注入成形而成，窗玻璃、隔柱和顶梁镶框条用作模腔中的模芯。一部分隔柱和大部分顶梁镶框条伸出在模具之外。窗玻璃安置在模具的模腔中，隔柱和顶梁条相对窗玻璃在模具中安置在其位置上。然后合上模具、在模腔中注入树脂，从而沿窗玻璃和一部分隔柱形成封装镶框。此外，注入的树脂在模具中与顶梁镶框条的端部粘合而把注入成形的封装镶框与顶梁镶框条和隔柱镶框的端部粘合成一体。所注入的聚合物固化后，打开模具，取出模件。所注入的聚合物最好为EPDM。
因此，按照一个方面，本发明方法包括下列步骤：提供一窗玻璃；提供一隔柱，该隔柱有一供一活动窗玻璃插入的槽道；提供一可与所述活动窗玻璃接触的顶梁镶框条；提供一具有一模腔的模具，所述模腔中有一安置所述窗玻璃的空间、一安置所述隔柱的空间和一安置所述顶梁镶框条的一端部的空间；把所述窗玻璃放置在所述模腔的所述窗玻璃安置空间中；把所述隔柱放置在所述模腔的所述隔柱安置空间中；把所述顶梁镶框条的一端插入所述模腔的所述顶梁镶框条端部安置空间中；合上所述模具；在所述模具中注入树脂，从而用所述树脂封装所述窗玻璃的一部分和所述隔柱的一部分，形成把所述顶梁镶框条的所述端部与所述树脂粘合成一体的径向镶框区，所述径向镶框区可密封所述活动窗玻璃的一部分；待所述树脂固化，形成其上有连成一体的顶梁镶框条的封装固定窗玻璃组件；以及从所述模具中取出其上有连成一体的顶梁镶框条的封装固定窗玻璃组件。所述隔柱有一互挤压镶框，该镶框包括至少一个密封唇；所述顶梁镶框条包括至少一个密封唇；所述树脂所形成的所述径向镶框区使所述互挤压镶框的所述密封唇与所述顶梁镶框条的所述密封唇相连。
所述隔柱为与EPDM橡胶互挤压的卷形金属。
所述窗玻璃用玻璃、塑料或其他釉面材料制成。
所述窗玻璃在放置到所述窗玻璃安置空间中之前清洁其边缘。
所述顶梁镶框条挤压成形。
所述顶梁镶框条长约30.48cm-90.44cm(12-36英寸)。
所述树脂为EPDM、SBR或其他热固和热塑聚合物或其组合。
所述顶梁镶框条用与所述固化树脂相同的材料制成。
所述隔柱的至少一部分在放置到所述模腔的所述隔柱安置空间中前与EPDM材料互挤压。
所述顶梁镶框条有一纵向轴线，所述纵向轴线上有一形成一B-柱部的90-110°的弯头；所述顶梁镶框条可沿所述活动窗玻璃的至少两边缘接触所述活动窗玻璃。
按照另一方面，本发明提一种制造汽车固定窗模件的方法，包括下列步骤：提供一窗玻璃；提供其中有一供一活动窗玻璃插入的槽道的柱，所述柱有一弹性镶框部；提供一可与所述活动窗玻璃接触的细长挤压成形顶梁镶框条；提供一具有一模腔的模具，所述模腔中有一安置所述窗玻璃的空间、一安置所述柱的空间和一安置所述细长挤压成形顶梁镶框条的一端部的空间；把所述窗玻璃放置在所述模腔的所述窗玻璃安置空间中；把所述柱放置在所述模腔的所述柱安置空间中，使得所述柱的一边接触所述窗玻璃的一边，而所述柱的一部分伸出所述模具；把所述细长挤压成形顶梁镶框条的一端插入所述模腔的所述顶梁镶框条端部安置空间中，使得所述细长挤压成形顶梁镶框条的一部分伸出所述模具；合上所述模具；在所述模具中注入聚合材料，从而用所述聚合材料封装所述窗玻璃的一部分和所述柱的一部分，从而所述聚合材料形成把所述细长挤压成形顶梁镶框条的所述端部与所述柱的所述弹性镶框部连成一体的径向镶框区，所述径向镶框区可密封所述活动窗玻璃的一部分；待所述聚合材料固化，形成封装所述窗玻璃的边缘、所述柱的一部分和所述细长挤压成形顶梁镶框条的所述端部的注入成形镶框，从而形成其上有连成一体的顶梁条的封装固定窗玻璃组件；以及从所述模具中取出其上有连成一体的顶梁镶框条的封装固定窗玻璃组件。
所述柱为卷形金属。
所述窗玻璃在放置到所述窗玻璃安置空间中之前清洁其边缘。
所述顶梁镶框条长约30.48cm-90.44cm(12-36英寸)。
所述聚合材料为EPDM、SBR或其他热固和热塑聚合物或其组合。
所述顶梁镶框条和所述柱的所述弹性镶框用与所述聚合材料相同的材料制成。
所述柱与所述弹性镶框部互挤压。
所述顶梁镶框条有一纵向轴线，所述纵向轴线上有一形成一B-柱部的约90-110°的弯头；所述顶梁镶框条可沿所述活动窗玻璃的至少两边缘接触所述活动窗玻璃。
所述EPDM的表面上有一低摩擦涂层区。
按照另一方面，本发明提供一种汽车固定窗玻璃模件，包括一车窗玻璃、该窗玻璃一边的一隔柱和一封装该窗玻璃的周边和一部分隔柱的封装镶框。该封装镶框用聚合材料制成，其上有一从该隔柱和车窗伸出的细长顶梁镶框条。该顶梁条包括一水平部和一垂直部，该垂直部形成一B-柱镶框。
按照另一方面，该隔柱呈卷形，其中有一供活动窗玻璃插入的槽道；该顶梁镶框条为挤压成形，封装材料、顶梁镶框条和隔柱镶框使用相同材料。
附图的简要说明
图1为装在一汽车中的本发明固定窗模件的立体图。
图2为本发明固定窗模件的后视图。
图3为本发明所使用模具打开时的俯视图，隔柱、窗玻璃和顶梁镶框条处于模制位置上。
图4为本发明固定窗模件的局部正视图，示出顶梁镶框条、窗玻璃和隔柱由虚线所示镶框的注入封装部连成一体。
图5为沿图3中5-5线剖取的剖面图。
图6为沿图2中6-6线剖取的剖面图。
图7为沿图2中7-7线剖取的剖面图。
对本发明优选实施例的详细说明
图1示出本发明固定窗组件的一优选实施例，即汽车22中的固定窗模件20。图2示出与汽车22分离的后门窗模件20。后门窗模件20包括窗玻璃24、隔柱26和一体化镶框28。尽管在特殊场合窗玻璃24可使用各种材料，但窗玻璃24大都使用常见的透明或有色汽车玻璃，但也可使用聚碳酸酯之类塑料或其他釉面材料。
从图1、2和5可见，隔柱26一般为长方形横截面，最好为卷形金属柱，从而形成供活动窗玻璃(图1中的窗玻璃32)插入的槽道30。隔柱26上有一D-柱镶框，即其上有一外唇部62和一内唇部63(见图5和6)的EPDM互挤压镶框60。可以看到，D-柱镶框唇62在活动窗玻璃32外表面上沿窗玻璃32的后边缘形成一密封面。如下详述，D柱内唇63密封活动窗玻璃32的内表面。隔柱26起通常所起的作用，即支撑窗玻璃24、隔开活动窗玻璃32与固定窗玻璃24、引导活动窗玻璃32在槽道30中的滑动。互挤压镶框60上最好有一低摩擦涂层或植绒片，以利于活动窗玻璃32的滑动。
如在本发明背景中所述，与挤压成形镶框与封装窗模件的机械连接一样，不希望使用供窗玻璃插入的预模制镶框。因此，本发明所提供的后门窗模件20中的一体化镶框28不仅因模制在窗玻璃24上而与之牢牢连接，而且如下详述包括完全一体化的顶梁34和B-柱部36。因此，顶梁镶框条34从一体化镶框28的封装部38伸出。B-柱部36在转角40处与顶梁34连接，该转角的角度约为90-110°、最好为110°。在大多数情况下，顶梁镶框条34和B-柱部36或为挤压而成的一整件，或为在转角40处粘合在一起的两独立挤压件。在本发明的多数应用场合，顶梁34和B-柱部36用EPDM(ethylenepropylene diene rubber)、SBR(styrene butadiene mbber)或其他热固或热塑聚合物制成。最好使用EPDM。可组合使用各种反应助剂或其他添加剂与优选聚合物。一体化镶框28最好使用相同优选材料。本领域普通技术人员不难看出，顶梁镶框条34的长度决定于车型，例如约长30.48cm-90.44cm(12-36英寸)。
完成的后窗模件中的隔柱26包括封装部42和在制作时伸出在模腔外的非封装部44。安装支架46与通常一样装在隔柱26上。应该看到，通常在后窗模件20上还有其他安装支架等，但也可装在前门上。此外，所示支架46代表所有这类安装附件。
如图2所示，重要的一点是D-柱镶框唇62在转角64处粘合到顶梁34上。即，顶梁唇66由模制聚合物与D-柱镶框唇62相连而形成紧套住活动窗玻璃32的该转角的径向连续镶框区。这就消除了现有技术中的一个严重缺点(密封不严)。因此，注入成形材料注入顶梁唇66与镶框唇62之间空间，在转角64处形成径向部。应该看到，顶梁34和D-柱镶框60的内唇和外唇、即外唇62和66和D-柱镶框60的内唇63(顶梁34的内唇未示出)密封活动窗玻璃32。两内唇在转角64处同样由注入成形聚合物相连。
图3所示模具48的模腔50包括如下所述若干区域或空间。模具48中可安置窗玻璃24(虚线所示)、隔柱26的一部分和顶梁镶框条34的一端部。因此，模腔50包括隔柱安置部52、窗玻璃安置部54和挤压成形顶梁安置部56。即，模腔50可容纳作为模芯的窗玻璃24、隔柱26的一部分和顶梁镶框条34的一部分。这些模芯区或模芯空间在模具48中的几何形状决定于模芯的几何形状。模具48有合适的密封区，把模制聚合材料保持在模腔50中。
图4所示模腔50用虚线突出表示窗玻璃24、隔柱26和顶梁镶框条34的端部58的相对位置。应该看到，本发明的一个主要特征是把挤压成形顶梁34的端部58置于模腔50中，从而一旦注入EPDM，所注入的EPDM与EPDM顶梁镶框条34和D-柱镶框唇62相连、封装窗玻璃24而形成镶框整件28。顶梁镶框条34最好伸入模腔中约2.54cm-7.62cm(1-3英寸)。最好使用模具导板，以便于注入和在模具中封装各模芯，特别是镶框条34和隔柱26。镶框28的模制部与顶梁镶框条34和D-柱镶框唇62粘合在一起而生成一体化接头；本发明人发现，粘合剂跨越这些接头，从而镶框在接头处与其他部位一样牢固。
各种注入成形参数、例如聚合物温度、注入和闭模时间、压力、浇道设计和浇口不是本发明所特有的，本领域普通技术人员根据本说明书不难得出它们的合适值。例如，使用EPDM时合适的固化(硫化)温度值约为160℃-260℃(320°F-500°F)。在模制前一般最好清洁窗玻璃24的边缘。
图5、6和7示出该实施例在一特殊应用场合下的优选剖面图。因此，图5示出卷形隔柱26与互挤压EPDM聚合物镶框60。即，隔柱26制成后在制作模件20前与EPDM橡胶镶框60互挤压。合适的互挤压材料有EPDM、SBR和其他热固和热塑材料。最好使用EPDM。图6示出互挤压镶框60与模制或封装部38之间的粘合与窗玻璃24的相对位置。模制或封装部38紧紧固定窗玻璃24。图7示出在一特殊构形的镶框中用注入的EPDM封装窗玻璃24。
因此，本发明显然提供了满足上述目的、具有上述优点的方法和装置。尽管以上结合具体实施例说明了本发明，但本领域普通技术人员显然可按照上述说明作出种种替代方案、修正和改动。因此，所有这些替代方案、修正和改动都包括在权利要求的精神和宽广范围内。

Claims (20)

1、一种制造汽车固定窗组件的方法，包括下列步骤：
提供一窗玻璃；
提供一隔柱，该隔柱有一供一活动窗玻璃插入的槽道；
提供一可与所述活动窗玻璃接触的顶梁镶框条；
提供一具有一模腔的模具，所述模腔中有一安置所述窗玻璃的空间、一安置所述隔柱的空间和一安置所述顶梁镶框条的一端部的空间；
把所述窗玻璃放置在所述模腔的所述窗玻璃安置空间中；
把所述隔柱放置在所述模腔的所述隔柱安置空间中；
把所述顶梁镶框条的一端插入所述模腔的所述顶梁镶框条端部安置空间中；
合上所述模具；
在所述模具中注入树脂，从而用所述树脂封装所述窗玻璃的一部分和所述隔柱的一部分，形成把所述顶梁镶框条的所述端部与所述树脂粘合成一体的径向镶框区，所述径向镶框区可密封所述活动窗玻璃的一部分；
待所述树脂固化，形成其上有连成一体的顶梁镶框条的封装固定窗玻璃组件；以及
从所述模具中取出其上有连成一体的顶梁镶框条的封装固定窗玻璃组件。
2、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔柱有一互挤压镶框，该镶框包括至少一个密封唇；所述顶梁镶框条包括至少一个密封唇；所述树脂所形成的所述径向镶框区使所述互挤压镶框的所述密封唇与所述顶梁镶框条的所述密封唇相连。
3、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔柱为与EPDM橡胶互挤压的卷形金属。
4、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述窗玻璃用玻璃、塑料或其他釉面材料制成。
5、按权利要求4所述的方法，其特征在于，所述窗玻璃在放置到所述窗玻璃安置空间中之前清洁其边缘。
6、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顶梁镶框条挤压成形。
7、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顶梁镶框条长约30.48cm-90.44cm。
8、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述树脂为EPDM、SBR或其他热固和热塑聚合物或其组合。
9、按权利要求8所述的方法，其特征在于，所述顶梁镶框条用与所述固化树脂相同的材料制成。
10、按权利要求8所述的方法，其特征在于，所述隔柱的至少一部分在放置到所述模腔的所述隔柱安置空间中前与EPDM材料互挤压。
11、按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顶梁镶框条有一纵向轴线，所述纵向轴线上有一形成一B-柱部的90-110°的弯头；所述顶梁镶框条可沿所述活动窗玻璃的至少两边缘接触所述活动窗玻璃。
12、一种制造汽车固定窗模件的方法，包括下列步骤：
提供一窗玻璃；
提供其中有一供一活动窗玻璃插入的槽道的柱，所述柱有一弹性镶框部；
提供一可与所述活动窗玻璃接触的细长挤压成形顶梁镶框条；
提供一具有一模腔的模具，所述模腔中有一安置所述窗玻璃的空间、一安置所述柱的空间和一安置所述细长挤压成形顶梁镶框条的一端部的空间；
把所述窗玻璃放置在所述模腔的所述窗玻璃安置空间中；
把所述柱放置在所述模腔的所述柱安置空间中，使得所述柱的一边接触所述窗玻璃的一边，而所述柱的一部分伸出所述模具；
把所述细长挤压成形顶梁镶框条的一端插入所述模腔的所述顶梁镶框条端部安置空间中，使得所述细长挤压成形顶梁镶框条的一部分伸出所述模具；
合上所述模具；
在所述模具中注入聚合材料，从而用所述聚合材料封装所述窗玻璃的一部分和所述柱的一部分，从而所述聚合材料形成把所述细长挤压成形顶梁镶框条的所述端部与所述柱的所述弹性镶框部连成一体的径向镶框区，所述径向镶框区可密封所述活动窗玻璃的一部分；
待所述聚合材料固化，形成封装所述窗玻璃的边缘、所述柱的一部分和所述细长挤压成形顶梁镶框条的所述端部的注入成形镶框，从而形成其上有连成一体的顶梁条的封装固定窗玻璃组件；以及
从所述模具中取出其上有连成一体的顶梁镶框条的封装固定窗玻璃组件。
13、按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述柱为卷形金属。
14、按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述窗玻璃在放置到所述窗玻璃安置空间中之前清洁其边缘。
15、按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述顶梁镶框条长约30.48cm-90.44cm。
16、按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述聚合材料为EPDM、SBR或其他热固和热塑聚合物或其组合。
17、按权利要求16所述的方法，其特征在于，所述顶梁镶框条和所述柱的所述弹性镶框用与所述聚合材料相同的材料制成。
18、按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述柱与所述弹性镶框部互挤压。
19、按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述顶梁镶框条有一纵向轴线，所述纵向轴线上有一形成一B-柱部的约90-110°的弯头；所述顶梁镶框条可沿所述活动窗玻璃的至少两边缘接触所述活动窗玻璃。
20、按权利要求3所述的方法，其特征在于，所述EPDM的表面上有一低摩擦涂层区。
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