CN101432109A - 用于控制熔融状态下塑料的量的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于模制塑料制品的装置，其中通过在一个模具的两部分之间压缩一定量熔融状态的塑料材料(3)来获得该制品，该装置包括至少一个塑料材料供给装置(1)，一个杆(11)，其在一个适于暂时支撑所述计量定量塑料材料(3)的套筒(8)中滑动，一个用于该制品头部的模具(6、7)，与所述模具(6、7)配合使用的心轴(18)，上述套筒(8)包括顶面(16)和侧壁(17)。该装置的特征在于，其包括用于将计量定量材料沉积在套筒(1，2)上的装置，上述装置设计成，与套筒(8)重合的顶面(16)的平面(20)上设置的塑料材料占材料(3)全部质量的20％到40％。本发明还涉及一种使用上述装置的方法。

Description

用于控制熔融状态下塑料的量的装置和方法

技术领域

本发明涉及对模制塑料制品的压缩，其中通过在一个模具的两部分之间压缩一定量的熔融状态的塑料材料得到制品。

本发明尤其适用于生产例如用于牙膏或化妆品的塑料管，该管由连接到一个头部的柔性圆柱主体构成，该头部包含一个肩部和一个孔口。在这种特例中，在同一个工序中形成该管的头部并同时将其熔接到该主体上。该管的头部由一定计量定量的熔融材料制得，该熔融材料在一个被称为模具组件的下部模具和一个被称为心轴的上部模具之间模制并压缩，柔性圆柱主体安装在其上。该材料的温度使其熔接在该管子的主体上。在一个用于生产管子的机器中，多个模具通常通过间断(或连续)运动被移动，每个模具从属于该方法的不同步骤(管子主体的装载、一计量定量塑料材料的沉积、压缩模制、冷却、脱模及管子的卸出)。

背景技术

生产这种管子的装置和方法在现有技术中是众所周知的。

例如，专利DE 103 49 837和US 4 943 405，这些公开物的内容通过引用的方式引入本申请关于所述方法和装置的描述中。

DE 103 49 837披露了用于生产管子的装置和方法，其中一定计量定量的环状材料放置在用作中间支撑d套筒上，杆安装在套筒中，以便滑动。当心轴被引入到模具中用于形成头部的模具时，该杆通过弹簧被保持为高的位置，并逆着所述弹簧的力被向后推。

在US 4,943,405中，并如其图1所示，一计量定量环状形式的塑料材料从一个材料供给装置中沉积到一个套筒的顶面和用于形成肩部上孔口的杆的周围。该材料供给装置的出口被一个环状喷嘴环绕，一旦所需数量的材料被沉积下来，则该喷嘴可以喷射压缩空气用于从材料供给装置中分离该计量定量的沉积材料。一旦该计量定量材料被沉积在套筒上，该材料供给装置被移除并且引入一个具有即将形成的肩部形状的心轴。该心轴的正面与该杆的顶面相接触，并且该套筒-杆组件被向后推入该肩部模具和螺纹形成模具中，以便形成作为该管端部的头部。该专利的图3和4说明了通过心轴形成头部并将其熔接到该管主体上的步骤。头部的孔口通过在该套管中纵向移动的杆来形成。在形成头部以及心轴在模具中移动的这个步骤中，该杆被心轴从一个上部位置至一个下部位置轴向向后推进该套筒，其中它用于通过从该套筒的顶面凸出来在该肩部形成一个孔口。

专利US 4,943,405和申请DE 103 49 837中遇到的问题与计量定量的塑料临时处于套筒上有关。根据在套筒顶面和侧壁之间分布的塑料，模制制品可能被认为是提高了或者降低了。

因此，本发明的一个主要目的是改善已知的方法和装置。

此外，本发明的一个目的是要提出一个可以在套筒上恰当地分配塑料的系统。

本发明的另一个目的是提出一种方法比已知方法更加高效的用于形成管子肩部的方法。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于模制塑料制品的装置，其中通过在一个模具的两部分之间压缩一计量定量熔融状态的塑料材料来获得该制品，该装置包括至少一个塑料材料供给装置，一个杆，其在一个适于暂时支撑所述计量定量塑料材料的套筒中滑动，一个用于该制品头部的模具和一个与所述模具相配合的心轴，所述套筒具有顶面和侧壁。根据本发明的装置的特征在于，其包括用于将计量定量材料沉积在套筒上，上述装置设计成：与套筒的顶面重合的平面上沉积的塑料材料的量占材料全部定重量的20％到40％。

优选地，平面以上沉积的塑料的质量与平面以下塑料的质量比例为大约30/70。

附图说明

通过对它的一个实施例和附图的以下描述可以更好地理解本发明，其中：

图1显示了该模具的下半部分，模具组件，

图1A显示了图1实施例的一个变形，

图1B显示了图1实施例的一个变形，

图2显示一个在该模具下半部分形成一计量定量塑料材料的开放的计量喷嘴，

图3显示一个封闭的计量喷嘴以及位于该模具下半部分适当位置的该计量定量材料，

图4对应于图3，但具有一个小直径的孔口杆，

图5对应于图3，但具有一个大直径的孔口杆，

图6显示了压缩阶段开始时的心轴和模具组件以及

图7显示了压缩阶段的结束，

图8显示了该计量定量材料沉积在套筒上的方式。

具体实施方式

图1显示了被称为模具组件的模具的下半部分，处于静置位置，其包括一个用于形成管子头部外面部分的肩部模具6，一个具有多个部件的螺纹形成模具7以便使螺纹部分脱模，并且在该装置的对称轴中，套筒8能够沿着轴A直线移动。该套筒8包括一个限制其在两个止动部9和10之间路径的第一肩部8a。

该模具组件还包括一个孔口杆11，其用于形成肩部的孔口。该孔口杆11在其下部包括一个肩部24，并可以在套筒8中滑动。孔口杆11的路径通过该肩部24和一个设置在套筒上的止动部12限定在上部位置。孔口杆11的路径还通过一个例如是圆柱形的销钉13，以及一个设置在套筒8上的止动部14限定在下部位置，该止动部14由所述套筒8中的一个延长孔8b的底壁构成。销钉13是最好垂直放置，例如敲进，杆11中的一个孔中。该销钉允许杆11在轴线方向上的相对位移并且套筒8以竖直向上的方式被锁定。一旦该计量定量材料被沉积并且心轴与杆的顶面相接触，则这种锁定对形成肩部尤其重要。在已知的采用弹簧的系统中，在这样一个位置上，尤其是在本方法中通过压缩模制的材料的影响下，杆仍然能够移动，从而能够引起故障，例如堵塞或变形的孔口或具有与套筒8的外直径相当的直径的孔口。

图1A显示了图1中装置的一个变形，其中孔口杆11的肩部24被省去了，并且上部止动部23通过圆柱销钉13与延长孔8b的顶壁接触来形成。这种变形具有制造和实施都非常简单的优点。通过对两个止动部14、23使用一个单独的销钉，该装置的构造得到了简化。

另一个变形的装置还可以不具备销钉13(见图1B)。在这种情况下，孔口杆11的路径通过肩部24和一个设置在套筒上的止动部12限定在上部位置。孔口杆11的路径通过一个安装在套筒8下部的一个槽中的弹性挡圈25限定在下部位置。

套筒8和孔口杆11的相对位移由一个驱动器来完成(未显示)，如作用在孔口杆11上的一个弹簧或气压缸。

在图2和3中，显示了沉积一计量定量熔融塑料材料的步骤。放置在模具6之上并且与套筒8同轴的一个计量喷嘴1形成了一计量定量熔融的塑料材料3。该计量喷嘴1由一个现有技术中已知的挤出机(未显示)供给。

在图2中，阀门2执行一个驱动器(未显示)所产生的线性路径，其允许通过通道4形成一个环形计量定量材料3以及其在套筒8的顶面16和侧壁17上的沉积。

在图3中，该驱动器随后以反方向驱动阀门2，导致排出口4关闭。该计量定量塑料材料被通道5吹出的气体切断并释放。

从而如图3所示，该计量定量的塑料材料3被准确的沉积在套筒8上，即因此它与套筒的顶面16及其侧壁17相接触，有必要结合几个条件：

-孔口杆11的顶面15与套筒8的顶面16之间的距离必须略大于该模制部件(管子的头部)的相应壁厚。

-在计量喷嘴开放的阶段，阀门2必须非常接近或优选必须与孔口杆11的表面15相接触。

-根据套筒8的直径选择阀门2的直径。

例如，对于具有直径D2＝14.5mm的套筒，阀门的直径D1＝13mm。离开计量喷嘴的材料的膨胀，使得计量定量材料的下部通过套筒周边距离为13mm，阀门行进7mm(图2)。一旦关闭计量喷嘴，阀门进行反向行程，材料的位置不相对于套筒8改变。通过短程喷射空气，计量定量的材料从喷嘴分离，从而计量定量材料的上部收缩在套筒8的顶面上(图3)。最后，大约计量定量材料高度的75％位于套筒的周围，大约25％位于后者的顶面，导致20％至40％的计量定量的质量分布位于与套筒顶面重合的平面20之上，80-60％位于该平面之下。

在本发明的情况下，计量定量材料沉积在套筒8上(在顶面16和侧壁17上)。因此，它完全集中并且在模具移动过程中不容易发生位移。消除了模制误差。此外，对于同样直径的管子来说，如果孔口的直径不同，由于套筒8的直径保持相同，因此可以保持同样直径的计量阀(见图4小孔口(D5)，图5大孔口(D6))。在生产化妆品管的工厂中，通常是一条生产线生产始终具有相同直径但具有经常变化的孔口直径的管子。因此，本发明避免了改变计量喷嘴的直径以及对其进一步的调整，使其可以在更换模具方面节省了时间。此外，这使得用于生产一定范围管径所需的计量喷嘴的直径范围减少(例如，如果6个不同的喷嘴是必要的，则新的方法将只需要3个不同的直径)。

在图6中显示的以下步骤中，模具的下半部分被称为模具组件并且包括模具6，计量喷嘴1和心轴18位于其上并且与其相对同轴。管子的圆柱主体19装配在心轴18的适当位置。心轴18朝着模具6移动并接触孔口杆11的顶面15。因此，它驱动孔口杆11和套筒8构成的组件直到所述套筒靠在止动部10上(见图7)。在该位移过程中，圆柱销钉13可以与下部止动部14接触，这确保了心轴18的底面绝对不会与套筒8的面16相接触。在该位移的最后，套筒8的肩部8a与止动部10相接触。孔口杆11的顶面15始终保持与心轴18相接触并且销钉13不接触止动部14。这种结构具有很容易在孔口杆11周围形成管子的孔口的优点。该计量定量的塑料材料3逐渐变形，直到它填充了模具组件和心轴18构成的空腔并且熔接到管子主体19的端部。在冷却阶段该组件仍然处于压力之下。

图8显示了与图3中所示装置和结构相同的装置和结构，并且其中仅仅显示了该计量定量材料3沉积在套筒8上的方式的不同。

构成该计量定量材料3的塑料材料同时位于套筒8的顶面16和侧壁17上。

沿着套筒8的侧壁17或在其延伸部分上沉积的塑料材料的量远远大于沉积在套筒8顶面16之上的塑料材料的量。

但是，套筒8顶面16上塑料材料的存在具有几个方面的优势，尤其是有效的将该计量定量材料3保持在特定位置这一事实。因此消除了该计量定量材料3沿着套筒8过早落下的风险。在这里透露，这个风险存在于德国专利申请DE 103 49 837所披露的装置中，在这个方案中，所有数量的材料均位于套筒的侧壁上。

令人惊讶的是，我们观察到如果塑料材料以特定方式分布在分别位于与套筒8顶面重合的一个平面20的上部和下部之间的区域，则模制制品的质量将会得到改善。具体地说，如果位于平面20之上的塑料材料22占计量定量材料3总质量的20％至40％之间并且如果位于平面20之下的塑料材料21占计量定量材料3总质量的80％至60％之间，则模制制品的质量将会得到改善。优选的，上部质量/下部质量之比大约为30/70。

不用说，本发明并不限于上面所示的实施例。

Claims (6)

1、一种用于模制塑料制品的装置，其中通过在一个模具的两部分之间压缩一定量熔融状态的塑料材料(3)来获得该制品，该装置包括至少一个塑料材料供给装置(1)，一个杆(11)，杆(11)在一个适于暂时支撑所述计量定量塑料材料(3)的套筒(8)中滑动，一个用于该制品头部的模具(6、7)和一个与所述模具(6、7)相配合的心轴(18)，其特征在于，其包括用于将计量定量的材料沉积在套筒(1，2)上的装置，上述装置设计成：与套筒(8)的顶面(16)重合的平面(20)上沉积的塑料材料(22)的量占材料全部计量定量质量的20％到40％。

2、根据上述权利要求所述的装置，特征在于，处于平面(20)之上的材料(22)的质量与处于平面(20)以下的材料(21)的质量比大约为30/70。

3、根据上述权利要求任何一项所述的装置，一定计量定量材料(3)临时置于套筒(8)的自由端上，其特征在于，处于与套筒(8)顶面重合的平面(20)上方的塑料材料(22)占该计量定量材料(3)总质量的20％至40％之间。

4、根据前述权利要求的装置，特征在于，处于平面(20)之上的材料(22)的质量与处于平面(20)以下的材料(21)的质量比大约为30/70。

5、根据权利要求1或2中所定义的装置模制一定计量定量的塑料材料(3)的方法，特征在于该计量定量材料(3)沉积在套筒(8)的顶面(16)和侧壁(17)上，从而设置在与套筒(8)顶面重合的平面(20)上方的塑料材料(22)占该计量定量材料(3)总质量的20％至40％之间。

6、根据前面权利要求的方法，其特征在于，处于平面(20)之上的材料(22)的质量与处于平面(20)以下的材料(21)的质量比大约为30/70。

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