CN101132899A - 用于形成塑料产品的模具和方法 - Google Patents

Abstract

用于制造塑料产品的模具(20)设置有底部和侧壁，其中模具至少包括第一(21)和第二(22)模具部件，其至少部分地共同定义至少一个模腔(100)并且可以在第一方向上移动，其中该至少一个模腔包括至少一个第一部件，特别是底部-形成部件(101)，和一个第二部件(102)，特别是侧壁成型部件，其中在该第一模具部件上设置至少一个固定壁部件(24)，其支撑相对于相应的固定壁部件(24)、在至少与该第一方向包括一个角度的第二方向上可移动的第一活动壁部件(20)，其中在所述第一活动壁部件面对模腔的侧面，设置第二活动壁部件(35)，其可以在相对于该第一活动壁部件的前移位置和缩回位置之间移动。

Description

用于形成塑料产品的模具和方法

技术领域

本发明涉及用于形成塑料产品的模具和装置。

背景技术

为了形成塑料产品，在很多情况下使用其中具有至少一个模腔的模具制成，模腔在形状和尺寸上与在其中形成的产品相匹配。在使用时，塑料被引入相应的模腔并且实现硬化，例如，通过固化、化学反应等等，之后其成品可以被取出。这样的模具例如是注射模具或注射压模。

为了形成具有例如底部和壁的产品，例如容器，已知的是使用具有第一和第二模具部件的模具，其与该模具封闭，与底部成形部件和侧壁成形部件限定出模腔。为了制造例如在这种产品侧壁上的开口或腔，使用滑动部件，其在模具打开过程中、之前或之后可以从前移位置缩回，以便产品可以取出。附带地在类似的方式中，对于其它的，使用带有滑动部件的不可取出的产品模具。

发明目的

本发明的一个目的在于提供用于形成(特别是由塑料形成)产品的模具，利用这种模具，产品可以以特别适合的方式形成。

特别地，尽管不仅仅是这样，本发明的一个目的在于提供这样的模具，其可以形成类似容器的产品。

本发明的又一目的在于提供使用模具形成产品的方法，例如，产品由塑料形成。

在第一个方面中，根据本发明的模具以根据权利要求1的特征为特征。

在根据本发明的模具中，使用壁部件，随着模具闭合，壁部件可以限定至少一部分模腔，所述壁部件相对于模具部件的活动部件是可移动的。这些部件的移动方向彼此之间具有角度，和/或与模具的开口和闭合方向之间具有角度。这样，在相应的模具中形成的产品可以有特别大的设计自由。

在第二个方面，根据本发明的模具特征在于，用于第一活动壁部件和相对其移动的第二活动壁部件的工作装置，所述工作装置可随着第一活动壁部件移动，它们至少部分地包括在不同的模具部件中。模具打开时，至少第一或第二活动壁部件因此与用于它们的工作装置分离开。这能使相应的活动壁部件实现复杂的活动。

本发明进一步涉及根据权利要求15的形成装置。

这种形成装置提供了以特别简单的方式形成产品的可能性。

本发明进一步涉及用于形成(特别是由塑料形成)产品的方法，其以根据权利要求16的特征为特征。

使用这种方法，可以以快速并且简单的方式形成产品。

在本发明的又一方面中，提供了一种方法，其利用了模具中塑料的绝热变化过程(adiabatic heat development)，这种绝热变化过程是由于在模具中所述或每个第二和/或第三活动壁部件的移动速度等引起的。因此，与传统的使用没有活动壁部件的模具的注射成型相比，这可以得到特别的好处，例如降低需要的闭合力和注射压力，降低需要的注射温度，并且缩短循环时间。

附图说明

为了使本发明更清楚，根据本发明的模具、装置和方法的典型实施例将参考附图进一步地说明，其中：

图1和2是产品的俯视图和部分局部侧视图；

图3是根据本发明的模具沿图6中III-III线的部分截面侧视图，在闭合情况下，第二活动壁部件在附图左边在缩回位置，且在右边在前移位置；

图4是在打开情况下，根据图3的模具左手侧的一半的局部截面侧视图，具有在前移位置的第一活动壁部件和在缩回位置的第二活动壁部件；

图3A和B是第二活动壁部件和相邻的芯(部件)之间距离的比例放大图，其中第二活动壁部件分别在缩回位置和前移位置；

图4A描述了固定壁部件的一部分，其中第一活动壁部件被移除；

图5是在闭合情况下，根据本发明的模具沿图6的V-V线的局部正面图；

图6描述了根据本发明的第一模具部件从第二模具部件观看的视图；和

图7是类似图3的视图，描述了在可选实施例中根据本发明的模具，其中在底部成形部件上带有第三活动壁部件。

具体实施方式

在这些描述中，相同或相应的部件具有相同或相应的附图标记。在此还可以理解为描述的实施例的部件的组合。在这些描述中，例如箱子，特别是用于瓶的箱子将被描述。然而，本发明不会以任何方式被限定到那样。其它许多容器，带有或者没有分隔的，具有各种不同形状的底面，例如圆形、矩形、正方形或任何其它的形状，都可能在本发明的范围以内。而且，容器可以以在侧壁和/或底部没有腔的形式形成。进一步地，其他产品还可以用相同或类似的方式制造，例如部分空心板状、棒状、管状或不同形状的产品。产品可以具有以直角延伸到底面的一个或多个纵壁，但是它的这个或一个纵壁还可以相对于底面倾斜。

在根据本发明的模具和方法中，可以使用不同材料，特别是不同塑料，特别是热塑性塑料及混合物。而且在本发明内晶体塑料及其混合物具有特别好的效用。

图1是根据本发明的装瓶箱形式的容器1的俯视图，本发明不限于此。图2是容器1的截面侧视图。容器1包括底面2和从其延伸的纵壁3。纵壁3实质上是双层壁，也就是说它包括第一壁4、第二壁5和设置在它们之间的腔或空间6。壁厚Dw相对于底面2的尺寸A、B和高度H较小。壁厚可以是，例如，在大约十分之几毫米和若干毫米之间，这取决于，例如容器尺寸，预期的使用等等。在壁4，5之间可以设置横隔离件7，优选地具有类似的壁厚，用于加强和提高支承能力。在内部空间8中，在纵壁3和底面2之内，通过交叉壁10设置分隔室9。这些延伸到纵壁3的上侧11下面的一点。壁4、5的上端通过支承边12互相连接，其优选地具有与壁4、5类似的壁厚。在底面2上可以设置开口13，例如圆形的，如右下侧所示，或由交叉杆14形成，如右上侧所示。通过设置开口、材料和重量，冷却时间和/或闭合压力可以被限定。在纵壁3上，在相对侧设置手柄15。

在下文中，将描述模具20和方法，其可以用于根据本发明的容器1。然而清楚的是，使用类似的模具还可以制造其它各种产品，例如不同种类的容器，特别是还有单壁容器。

图3和4分别示出处于闭合和打开情况下的模具20。模具20包括第一部件21和第二部件22，它们可以在打开和闭合方向(由箭头S表示)相互移动。为此，例如第一部件21被包括在固定台板C上，并且第二部件22被包括在压力机(没有示出)或类似已知的注射成型装置本身的活动工作台D上。附带地，其他各种装置也可以用于打开并且闭合模具20。模具20包括带有第一部件101和第二部件102的模腔100，在所示典型实施例中第一部件101是底部成形部件，第二部件102是壁部成型部件。

图6示意性地示出从(移除的)第二部件22在方向S观察的第一部件21的视图。第一部件21包括其上具有四个固定壁部件24的底板23，它们从底板23沿着矩形的侧面直立延伸。固定壁部件24在互相面对的侧面上，设置有包括与方向S成角度α的第一引导面25。在每个固定壁部件24上带有第一活动壁部件26，其第二引导面27紧靠第一引导面25并且包括与方向S相同的角度。第一工作装置28，在图5中示意性地作为活塞-筒组件，其包括在第一模具部件21内，用于沿着第一引导面25在第二方向Q上平行于角度α移动第一活动壁部件26。

如图3-6中清楚显示出的，第二模具部件22设置有芯部件29，随着模具20的闭合，其可以在第一活动壁部件26之间移动，用于形成例如内部空间8、隔间7等等。在附图中，为了简化，芯部件29描绘成侧面带有脱模角(draft angle)β的块。如图3显示出的，随着模具的闭合，在芯部件29的侧面30和每个第一活动壁部件26上面对芯部件29的壁面31之间，包括有安装在底板23上的薄的芯32，用于在容器1的壁上形成腔6。如果例如带有固体壁的容器1是制造好的，则这些芯32可以省略。如图4A显示出的，可以在壁面31设置突出部分33，随着模具的闭合，突出部分33进入到或通过芯32，例如直到靠着芯部件29，并且可以在容器1的相应侧面上形成手柄15或其它开口或加深部分。

模具20设置在底板23上，带有注射装置34，至少带有注射开口34A，在使用时通过该注射装置将塑料或其它材料引入模具20，用于形成产品，如所示的容器1。在所示的典型实施例中，开口34A设置在接近芯32的角部处。

在每个第一活动部件26上，在壁面31上布置第二活动壁部件35，其可在图3左手侧所示的缩回位置和图3右手侧所示的前移位置之间移动。为此，这些第二活动壁部件35可以沿第四方向G移动，第四方向G例如大约与开口和闭合方向S成直角。每个第二活动壁部件35在面对芯部件29的一侧具有壁部成型部件36，在相反的一侧，每个第二活动壁部件35设置有第一工作面37。从芯部件29看，在每个第二活动壁部件35的后面，靠着第一工作面37，布置有第二工作面38，其形成可沿着第一工作面37在第三方向T上移动的滑块39的一部分。每个滑块39在其相反侧具有支撑第一引导面25并可以沿着它移动的相对面40。每个滑块39是稍微带楔形的，在一定意义上相对面40和第二工作面38在底板23的方向彼此相向地倾斜。第一工作面37包括与第一引导面25的角度γ，其大约与滑块39的楔角γ相对应。这意味着如果滑块39沿第三方向T朝着底板23移动，则第二活动壁部件35被从第一引导面25推开。由于该第二活动壁部件35被第一活动壁部件26引导以便只可以在上面提到的第四方向移动，因此它在芯32和芯部件29方向上受力。

为了获得合适的引导，每个滑块39可以通过或沿着导杆41滑动，导杆41在T方向上延伸通过第一活动壁部件26。

在远离底板23的一侧，滑块39的末端42位于或接近模具的部分表面43。在图6中示出了一个实施例，其中对于每个第二活动壁部件35设置两个滑块39，它们的末端42被画成椭圆形。

在第二模具部件22中，对于每个滑块39设置工作装置44，工作装置44包括活塞-筒组件47，活塞-筒组件47带有具有平行于第三方向T延伸的纵轴46的活塞杆45。活塞杆可以在纵轴方向移动，由此在第三方向T上由活塞-筒组件47驱动，例如是液压的、气动的或电力的。当然，本身是公知的各种各类的其它装置，可以用于在第三方向T驱动活塞杆45。活塞杆45具有前端48，随着模具20的闭合，前端48可以紧靠滑块39的末端42以使其移动。如清楚显示出的，活塞杆45不是与滑块固定相连的，以便模具可以简便地打开和闭合。

在典型的实施例中示出，活塞-筒组件47由液压装置(示意性地由矩形49表示)驱动。这种装置本领域技术人员马上就可以清楚。

根据本发明的模具20可以以如下的描述使用。

如图3所示，随着第一活动壁部件26在向前位置，与底板23接触，模具20被闭合，并且第二活动壁部件35在缩回位置，如左手侧所示。活塞杆45在缩回位置，末端42，48刚好彼此紧靠或有一微小距离。在这种情况下，塑料通过与模腔100的第一和第二部件101，102之间的过渡区接近的开口34A引入模腔。塑料大量地填充这两个部件101，102，尽管不完全是这样，因为被引入模腔的塑料的容积实质上等于最终需要的产品的容积，而由于缩回第二活动壁部件35，模腔的容积更大。在至少大部分(优选所有的)塑料已经被引入模腔之后，活塞-筒组件47被致动，以便活塞杆沿第三方向T在底板23的方向上受迫移动。由此沿着靠紧它的滑块39支承，以便相应的第二活动壁部件35在第四方向移动，到达前移位置，如图3右手侧所示。在相应的第二活动壁部件和芯32或芯部件29的相对部件之间的塑料将被转移并且整个模腔充满塑料。随着所有的第二活动壁部件35都在前移位置，模腔100的容积实质上等于引入的塑料的体积，而选择性地，后加压(after-pressure)可以应用于补偿收缩。在这种条件下，模腔另外具有需要的产品的形状。

当塑料在这种条件下固化了一段时间后，模具20被打开以移去产品1。为此，活塞杆45基本上缩进模具20的第二部件22内，如图3左手侧所示。接着，第二部件22被从第一部件21移开，优选地同时，或至少同步地，第一活动壁部件26移动到图4A所示的后部位置。在该位置，突出部分33已经被拉开，并且产品1(图4和4A没有示出)可以从第一模具部件21中取出。接着，模具20可以再次闭合用于下一个循环。

最好的是，第二活动壁部件高速移动到前移位置，优选地快速到以至于至少在转移的塑料的一部分中发生绝热变化过程。特别有益的是，当转移的塑料和/或将被转移的塑料由此获得和/或保持在相应塑料的熔化温度以上时，以便能降低粘度。速度的选择则必须取决于例如使用的塑料，产品在相应位置需要的壁厚，产品的总尺寸，流路长度和交叉区域，第二活动壁部件移动的距离。适合的速度可以简单地例如通过不同速度的试验而决定。因此，塑料的注射压力可以相对低，并且保持模具闭合的闭合压力也可以相对低。因此，对塑料的性质没有不利影响，并且相对地，可以形成壁很薄和/或壁厚不同的无应力的产品，并且此外还可以实现相对短的循环时间。此外，由于相对低的压力，有益的是需要用于模具、和芯、插入物等的材料相对少，如果适合，可以制成轻薄设计。这样，设计的自由进一步增加。

在所示实施例中，角度α例如是约为在5和30度之间的数值，更具体地是大约15到20度，并且在闭合方向S和壁30之间的角度β非常小，特别是小于5度，例如1到2度。在所示的示例实施例中，角度γ小于角度α，并且在1和10度之间。这角度例如是2到6度。这些角度可以根据在每个例子中滑块39和第二活动壁部件35活动需要的速度、所需要的力和移动的距离，以适合的方式进行选择。

在图7中是根据本发明的模具20的选择性的实施例，其结构与根据图3-6的大致相同。这些部件在这里不再进一步地描述。在该实施例中，在底部-形成部件上设置第三活动壁部件50。这个壁部件50在它远离模腔100的一侧，具有两个朝着中间方向倾斜的面51。从两个相对的侧面，楔形滑块52在表面51下面延伸，其楔形物52放在槽54的底部53上。可以通过活塞-筒组件55或其它在先论述过的驱动机构，在第五方向K上沿着底部53驱动每个滑块52。在图7中，壁部件50已经移动到缩回位置内，也就是说其远离芯部件29。在这种情况下，塑料可以以在先描述的方式被引入模腔100。

塑料已经引入模腔100内之后，第二和第三活动壁部件移动到前移位置。为此，滑块39和楔形物52分别在第三方向T和第五方向K移动。因此，产品1可以固化并且以在先描述的方式从模具20取出。

使用这种模具，塑料的引入被进一步地简化并且压力可以保持较低，如果是薄的底部壁和/或特别长的流路也可以使用。使用它还可以以更简单的方式设置肋和类似物。

本发明不限于说明书和附图所描绘和示出的实施例。本发明在权利要求限定的范围内可以有许多变化。

在所示实施例中，工作装置40包括在第二模具部件内。然而自然地，还可能的在压力机的板D上至少部分地包括它们。模具的第二部件22则可以包括杆45。这样，可以制造通用的工具，在每个例子中，通用的工具上可以放置不同的模具20，其可以由特别简单和轻便的形式制成，因为工作装置44的相对重的和昂贵的部件可以反复使用。

明显地，运动方向还可以与所示的不同。这样，例如可使滑块39平行于第一方向S移动，以适应工作面37、38，至少其与方向S的角度有关。而且，原则上，用于第二活动壁部件35的工作装置44可以包括在第一模具部件21中，以适应工作面37、38，因此滑块39在用于移动第二活动壁部件35的第二部件22方向上移动到前移位置。对于本领域技术人员，其中的许多变化可以并且能直接从说明书和附图清楚地得到。

例如，根据本发明的模具内可以包括多个模腔，它们彼此相邻和上下布置，例如在底板的相对侧面上。第一和第二模具部件可以互换，以便经过或沿着芯部件29进行注射。模内标签、插入物和类似物可以用于根据本发明的模具。模腔可以具有任何需要的形状。清楚的是，根据要形成的产品，可以使用任何所需数量的第一、第二和/或第三活动壁部件。使用根据本发明的模具或方法形成的产品可以例如具有完全闭合的底部，单壁侧壁或部件、不同的分隔区或没有分隔区等等。可以设置其他的工作装置15用于移动滑块和楔形物，例如电的或气动的机械杠杆系统，连杆机构等。选择性地，可以至少部分地使用塑料注射的能量，用于移动一个或多个活动壁部件，例如到缩回位置。所描述的是产品1的连续的壁。然而，当然也可以使用单独的、相互分离的壁部件。这个或每个固定壁部件可以是不同的形状和/或放置在不同位置，并且可以例如在它们的侧面带有第一活动壁部件。

这些和许多类似的实施例可以理解在本发明之内。

Claims (18)

1.一种用于制造塑料产品的模具，设置有底部和侧壁，其中模具至少包括第一和第二模具部件，它们至少部分地共同限定至少一个模腔并且可以在第一方向上移动，其中该至少一个模腔包括至少一个第一部件，特别是底部成形部件，和一个第二部件，特别是侧壁成形部件，其中在该第一模具部件上设置至少一个固定壁部件，所述固定壁部件支撑相对于相应的固定壁部件、至少在与该第一方向包括一个角度的第二方向上可移动的第一活动壁部件，其中在所述第一活动壁部件面对模腔的一侧，设置第二活动壁部件，第二活动壁部件可以相对于该第一活动壁部件在前移位置和缩回位置之间移动。

2.根据权利要求1的模具，其中用于该第一活动壁部件的第一工作装置设置在该第一模具部件上。

3.根据权利要求1或2的模具，其中用于该第二活动壁部件的第二工作装置至少部分地设置在该第二模具部件上。

4.根据前述任何一个权利要求的模具，其中该第一模具部件包括至少四个固定壁部件，它们沿着矩形的四个侧面布置，其中至少两个相对布置的固定壁部件在面对相对的固定壁部件的一侧上包括第一活动壁部件。

5.根据权利要求4的模具，其中所述四个固定壁部件中的每一个包括第一活动壁部件。

6.根据权利要求4或5的模具，其中每个所述第一活动壁部件包括第二活动壁部件。

7.根据前述权利要求任何一个的模具，其中该第二模具部件包括芯，随着模具的闭合，芯在该第一模具部件的固定部件之间延伸，其中所述或每个第一活动壁部件包括突出部分，随着模具闭合，所述突出部分在所述芯方向伸出，并且优选地靠着或进入所述芯，用于在被形成的产品的壁部件上形成腔和/或开口。

8.根据前述任何一个权利要求的模具，其中所述或每个第二活动壁部件，在远离相应模腔的一侧，设置有第一工作面，其中用于所述或每个第二活动壁部件的第二工作装置包括用于与该第一工作面配合的第二工作面，其中该第二工作面设置在可沿第三方向移动的滑块上，所述滑块包括平行于第一方向的至少一个组件，并且其中该第一和/或第二工作面与所述第一方向具有一个角度，使得至少随着模具闭合，所述滑块在第三方向上移动时，相应的第二活动壁部件从缩回位置移动到前移位置，或反之亦然。

9.根据权利要求8的模具，其中该第二工作装置的致动装置设置在该第二模具部件上和在该第一模具部件上的该第二工作装置的相应的滑块上。

10.根据前述任何一个权利要求的模具，其中所述或每个固定壁部件在面对模腔的一侧上包括第一引导面，其中所述或每个相联系的第一活动壁部件包括第二引导面，其至少部分地紧靠该第一引导面，所述第一和第二引导面与该第一方向包括一个角度，其中所述或每个第二活动壁部件设置在所述或每个相应的第一活动壁部件远离引导面的侧面上。

11.根据前述任何一个权利要求的模具，其中对于所述或每个第二活动壁部件，设置滑块作为其工作装置的一部分，所述滑块可以在第三方向上移动，其中所述或每个第一活动壁部件包括对于所述滑块的引导。

12.根据前述任何一个权利要求的模具，其中第二工作装置被设置至少用于所述或每个第二活动壁部件，所述工作装置如此布置，即，随着模具的闭合，所述或每个第二活动壁部件可以将模腔中的塑料如此快速地从缩回位置挤压到前移位置，以至于在所述塑料中发生绝热变化过程，以便使塑料的粘度至少局部地降低。

13.根据前述任何一个权利要求的模具，其中设置用于塑料的注射装置，所述注射装置终止于所述或每个模腔的底部成形部件或其附近。

14.根据前述任何一个权利要求的模具，其中在该底部成形部件上设置至少一个第三活动壁部件，其可以在缩回位置和前移位置之间移动。

15.一种用于形成塑料产品的成形装置，设置有根据前述任何一个权利要求的至少一个模具。

16.一种使用根据前述任何一个权利要求的模具形成塑料产品的方法。

17.根据权利要求16的方法，包括以下步骤：

闭合模具，所述或每个第二活动壁部件达到缩回位置并且所述或每个第一活动壁部件在向前位置；

至少在芯部件和位于距离芯部件第一距离处的所述或每个第二活动壁部件的壁面之间，将塑料注入模腔；

将所述或每个第二活动壁部件移动到前移位置，使得相应壁面与相对的芯部件之间具有第二距离，所述第二距离小于该第一距离，由此转移至少一部分所述塑料，这样整个模腔充满塑料；

使至少一部分塑料固化；

打开模具并且移动所述或每个第一活动壁部件，使得形成的产品可以从模具取出。

18.根据权利要求16或17的方法，其中，进行塑料转移并由于所述或每个第二和/或第三活动壁部件移动的速度和移动的距离而在塑料中产生绝热变化过程。

Images