CN101855058A - 用于由能固化的成型物料在模具中生产纵向伸展的型材或板条的方法以及模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于由能固化的成型物料在具有至少一个下模具部分和至少一个上模具部分的模具中，在将成型物料(20)连续注入模具型腔(4)中的情况下，生产出纵向伸展型材或板条(21)的方法，其中，所注入的成型物料(20)在所形成的型材或所形成的板条(21)进展式连续延长的情况下，通过模具部件的相对运动而被从一个或多个浇铸部位运走并从模具中运出，并且其中，成型物料(20)被以如下时长注入，直至型材或板条(21)达到其所设置的长度。为了能够生产特别高品质的型材或板条，在注入开始时，成型物料(20)注满模具型腔(4)的在待形成的型材或待形成的板条(21)的排出方向上闭合的端段(4a)直至浇铸部位(3)后方，其中，在浇铸部位(3)后方，成型物料(20)的前段在模具部件相对运动期间通过过程压力保持作为自由前段(20a)相对于上模具部分定位，其中，在成型物料(20)被从浇铸部位(3)运走并从模具中运出期间，模具型腔(4)被注满。

Description

用于由能固化的成型物料在模具中生产纵向伸展的型材或板条的方法以及模具

技术领域

本发明涉及一种用于由能固化的成型物料在具有至少一个下模具部分和至少一个上模具部分的模具中在将成型物料连续注入型腔中的情况下生产纵向伸展的型材或板条的方法，其中，所注入的成型物料在所形成的型材或所形成的板条进展式连续延长的情况下，通过模具部件的相对运动而被从一个或多个浇铸部位运走并从模具中运出，并且其中，成型物料被以如下时长注入，直至型材或板条达到其所设定的长度。

此外，本发明涉及一种用于由能固化的成型物料生产纵向伸展的型材或板条的模具，所述模具具有至少一个上模具部分和至少一个下模具部分，其中，在其中一个模具部分上布置有浇铸镶件并且在另外的模具部分上布置有型材化的模具镶件，该模具镶件至少很大程度上对型材或板条的几何形状进行确定并共同形成型腔，其中，型材化的模具镶件和具有浇铸镶件的模具部分可在型腔的纵向延伸部中相互间发生相对运动，方式如下：即，通过该运动，型材和板条能够在模具内部和外部以所设定的长度得以制造。

背景技术

由WO-A-2006/045720公知一种开头所述类型的方法和装置。在此，在上模具部分的和下模具部分的模具部件之间形成的模具型巢被注入成型物料，在将模具型巢注满后，在继续注入的情况下，之前被注入的物料在造型区域扩展及待形成的型材延长的情况下持续离开并从模具中运出。该公知方法和公知模具的特征在于，原有的模具型巢在容积上被填充后，已形成的压铸件直接在将浇铸部位连接至型腔的区域内连续增长或者说连续形成，并且不像常规的喷铸情况那样在流动前部连续增长或者说连续形成。在注入过程中，形成产生的型材的、已注入的并缓慢固化的物料持续从浇铸区域运走。该方法与常规的挤出法的首要区别在于，使用该方法可生产出确定长度的如下型材，该型材的几何形状远不像挤出法那样受限。

此外，由US-A-3,992,503公知一种由热塑性材料生产波纹管的方法。通过在两个模具部分之间的模具型腔中进行压铸来制造管部段，两个模具部分以如下方式来实施，即，在管的外侧连同成型有所希望的波纹部。在管固化后，外模具部分被移开并且所制成的管件沿纵向进行输送。这时，将外模具部分再次定位，以便在闭合的状态下提供与所形成的管件相连的型腔，用以形成下一个管件。该方法步骤被以如下时长重复，直至达到管所希望的长度。用于分段生产管状体的另一类似工作的方法由EP-A-0018044公知。

发明内容

本发明基于如下任务，即，对由WO-A-2006/045720公知的方法以及在这里已公知的模具进行进一步改善，尤其是以便能够生产出限定长度的、在质量上特别高品质的型材或板条。

本方法所涉及的是：按照本发明通过如下方式解决所提出的任务，即，在注入开始时，用成型物料注满模具型腔的在待形成的型材或待形成的板条的排出方向上闭合的端段直至浇铸部位后方，其中，在浇铸部位后方，成型物料的前段在模具部件相对运动期间通过过程压力保持作为自由前段相对于上模具部分定位，其中，在成型物料被从浇铸部位运走并从模具中运出期间，模具型腔被注满。

该模具所涉及的是，按照本发明通过如下方式解决所提出的任务，即，型材化的模具镶件具有相应于待生产型材长度或待生产板条长度的型腔并且连同具有浇铸镶件的模具部分一起仅在注入过程的开始和结束时形成闭合的型腔端段。

因此，在按照本发明的方法中以及在使用按照本发明的装置时，在注入过程的开始时仅填充型腔最前面的端段，型腔至另一端段暂时是敞开的。在注入过程中，自由的熔体前部保持相对于上模具部分定位。在注入过程即将结束时，型腔的后方端段才被注入。通过自由的熔体前部可生产出高品质的型材或板条。

在按照本发明方法的优选的且特别具有优点的实施方案中，被注入的成型物料的自由前段被单独进行控温。该措施使得该自由前段保持在如下温度，该温度确保成型物料从浇铸部位无阻碍地流走，并且以这种方式可生产出在质量上特别高品质的型材。

在此，被注入的成型物料的自由前段被以恒定的方式控温，或者被以可变的方式控温，这能够特别具有优点地作用于型材质量或板条质量。

按照本发明的模具在具有浇铸镶件的模具部分中包含有控温元件，该控温元件与被注入的成型物料的表面发生接触并以这种方式负责对已注入的成型物料的自由前段以恒定的或可变的方式控温。

控温元件具有优点地在浇铸部位的两侧延伸并且在此可在浇铸部位之前冷却，以便对从模具中排出的型材或从模具中排出的板条的固化过程给予支持。

为使用一个模具制造出不同的限定长度的型材或板条，具有优点的是，型材化的模具镶件具有可推移地支承的、设有型材化镶件的滑座，该滑座可单件式实施或多件式实施。

此外，模具在所形成的型材或所形成的板条的排出区域中可以具有再处理单元，该再处理单元用于对从模具中排出的型材或从模具中排出的板条的自由表面进行处理，尤其是进行修平。这种再处理能够以不同的方式实施，例如使用红外线辐照、使用超声波、通过灼烧或通过机械的再处理进行。

本发明此外涉及一种构件，尤其是按照本发明权利要求中一项或多项所述方法生产的型材或板条的部件。

附图说明

这里，结合附图对本发明的其他特征、优点和细节进行详述，所述附图所示为本发明的原理性结构和原理性工作方式。在此：

图1示出按照本发明实施的模具的纵截面，

图2至7示出在将成型物料注入期间或者在生产型材或板条期间在不同阶段中根据图1的模具的纵截面，以及，

图8示出沿通过图4中直线A-A所标注的剖切平面的横截面。

具体实施方式

按照本发明的模具具有上模具部分和下模具部分，上模具部分和下模具部分为了打开和闭合模具而可以彼此间远离地运动以及彼此间相叠地运动。模具镶件1属于上模具部分，该模具镶件1以未示出的方式固定上模具部分的夹紧板等上。热流道喷嘴2延伸穿过模具镶件1，浇铸镶件3连至该热流道喷嘴2上，可通过集料器6输送的成型物料从热流道喷嘴中排出，进入模具型腔4中，还要对模具型腔4进行详述。集料器6可以是压铸机的集料器或挤出成型机的集料器。浇铸镶件3和热流道喷嘴2的分配给该浇铸镶件3的端段位于已定位在模具镶件1的扁平凹处5中的控温元件7的居中开口7c中。在所示实施方式中，控温元件7是紧密地装入凹处5中的、多件式实施的板，该板的朝向下模具部分的平坦外侧7a与浇铸镶件3的平坦外侧3a一同对模具型腔4进行限界。多件式的控温元件7在浇铸镶件前面具有可冷却的部件7d并且在浇铸镶件3后方具有可加热并可冷却的部件7b，该部件7b通过图中标示的加热元件9示出。浇铸镶件3和控温元件7的部件7d作为带校准的组合式挤出喷嘴实施，其中，浇铸镶件3具有优点地承担了挤出喷嘴的功能，并且部件7d具有优点地承担了校准的功能。

如还要详述的那样，依照按本发明的方法制成纵向伸展型材或板条，其中，成型物料20在注入过程开始时，在模具闭合的情况下进入模具型腔4的在模具内部形成的闭合的端段4a中，该闭合的端段4a过渡为与待形成型材或待形成板条的长度相应的、位于上模具部分或上模具镶件1外部的纵向段4b。闭合的端段4a在注入过程开始前和开始时，在模具这时闭合的情况下，被定位在稍前于浇铸元件3的注入开口处。

型材化的模具镶件属于下模具部分，在示出的实施方式中，该型材化的模具镶件在未示出的模具板等中沿其纵向延伸方向具有可推移地支承的、纵向伸展的滑座10，该滑座10设有在其纵向延伸上分布的凹处10a，将同样纵向伸展的滑座镶件11定位在该凹处10a中。滑座镶件11确定了待形成型材或待形成板条21的几何形状并且在注入过程开始时与滑座10、控温元件7和浇铸镶件3一起对模具型腔4的闭合的端段4a进行限界。除了端段4a之外，滑座镶件11与滑座10共同形成向上敞开的纵向段4b。如图1、图7和图8所示，在示出的实施方式中，通过对各个构件(滑座镶件11和滑座10)几何形状的设计，形成了确定几何形状的型材和板条，例如具有端帽和U形横截面的、直而长的板条。设置滑座镶件11端段上的凹陷部12a(图1)和12b(图5)用于形成端帽并且连接L形空腔12c(图8)，L形空腔12c形成于滑座10与镶件11之间并且对型材或板条21的臂进行成型。另外的凹陷部12d用于产生型材或板条21中的横向支撑部21a。如图8所示，在滑座镶件11中装有滑块11a，该滑块11a通过闭合压力而保持在位置上，由此，用于接受注入时的模具内压的型腔在几何形状上得到固定。对此另选地，可以选择如下的实施方式，在该实施方式中，滑块11a不借助经滑动元件18的闭合压力进行固定，而是将滑块11a锁闭在滑座镶件11中。该锁闭过程可相应于现有技术使用机械锁闭元件、液压锁闭元件和气动锁闭元件来实施。滑块11a在滑座镶件11中的锁闭过程特别在如下情况下是有意义且是需要的，即在将按照本发明的方法用的模具设置为用于使用挤出成型机运行的挤出工具的情况下。

在所示实施方式中，在控温元件7的前面，在模具镶件1中装有再处理单元17。如图8所示，滑动元件18在滑座镶件11与模具镶件1之间起作用，该滑动元件18即使在闭合压力的影响下也可实现滑座镶件11与模具镶件1之间的相对运动。滑动元件18可作为带有或不带特殊涂层的坚固元件来实施，所述坚固元件是指球轴承、滚柱轴承、滚针轴承等。

在模具镶件1、控温元件7、浇铸镶件3以及滑座镶件11中分别设置有多个钻孔22，将所述钻孔设置用以导送控温介质，尤其是用以导送冷却介质。

为了沿图1中箭头P方向运动，可以设置有未示出的线性驱动装置，能够以例如电气、机械、气动或液压的公知方式来操作该线性驱动装置。

控温元件7对待制造型材或待制造板条21的与其接触的表面质量是意义重大的。控温元件7的在浇铸镶件3后面的能加热的部件7b可实现的是，在压铸过程期间，将成型物料保持在稍低于注入温度的温度。特别的优点在于，控温元件7的部件7b在注入过程中能够以可变的方式控温。控温元件7的位于浇铸镶件3前面的部件7d能够保持相对冷。

图1示出稍早于喷铸过程开始之时已闭合的模具。带有滑座镶件11的滑座10位于其起始位置，浇铸部位靠近模具型腔4的前端。

滑座10、滑座镶件11、控温元件7和浇铸镶件3对型腔4的闭合的端段4a进行限界。

图2示出注入过程的开始。集料器6安置在热流道喷嘴2上并且将已被塑化加工的成型物料20注入到4a段中。浇铸镶件3以如下方式控温，即，防止成型物料20在填充过程中固化。

首先，段4a被完全注满，其中，成型物料20最终一直顶到控温元件7的加热的部件7b。在此，成型物料20产生了一定的相对注入压力的反压力。注入压力以如下方式调整，即，在控温元件7的部件7b处形成自由的熔体前部20a，该自由的熔体前部20a在滑座10的推移方向上以及在滑座10的推移方向的反向上不会超出控温元件7前行。这时，滑座10的推移运动沿箭头P(图1至图5)开始执行。

图3示出将成型物料20连续注入过程中的下一阶段。型腔4中在滑座10的推移运动期间变得自由的容积被持续地由随后流入的物料20填充。过程压力保持恒定，由此，熔体前部20a的位置至少基本恒定地保持在控温元件7的加热的部件7b的下方。由此在模具调整出“准静态”的填充状态。

如所提到的那样，控温元件7中温度保持如下水平，该水平将成型物料20保持在熔体温度，以避免成型物料在填充过程中固化。被滑座10由浇铸部位移开的成型物料20从闭合的4a段排出并且在控温元件7的冷却的部件7d中得以冷却。利用滑座10从模具中连续排出的型材或板条21由再处理单元17在自由表面处进行再处理，以确保所形成型材或所形成板条21的表面的所希望的质量。再处理可以包括使用红外线辐照、使用超声波、通过灼烧，使用激光等进行处理。也可以是通过刨削、磨削或铣削进行机械的再处理。在此，可行的是，所形成的型材表面或所形成的板条21不仅被修平而且还被结构化，或者如果必要的话被去除毛刺。

图4示出型材或板条21的过程的进一步进展。当为了形成型材中或板条21中的支撑部21a而在局部需要更多的成型物料，过程压力通过注入过程的调节件被相应地提高。对滑座10相对于模具镶件的相对运动的控制或调节由机械调节件执行。在此，对于过程重要的注入参数(压力、温度、时间、行程)而依赖于相对运动进行调节或控制。

图5示出在形成型材或板条21期间，稍早于达到型腔4的第二端段之前的阶段。图6示出通过注满滑座镶件11中的凹陷部12b来填充型腔4的最后阶段，由此，形成了型材或板条21的第二端帽。如在常规压铸方法中那样，在限定的时间内维持后续压力，以确保对该端部上型材或板条几何形状的压制。将控温元件7冷却，以支持或保证部件的固化。

随后，型材或板条21在确定的时间段内在滑座镶件11中冷却，以确保型材或板条21固化。打开模具并且将型材或板条21如同常规压铸模具那样被由抛出器19抛出。

在图中所示的实施方式中，滑座10相对于模具镶件1运动。同样可行的是，将型材化的模具镶件布置在固定的模具部件上并且将喷嘴侧的模具镶件1连同集料器6一起相对于型材化的模具镶件进行推移。滑座和滑座镶件可形成唯一的构件，其中，带有滑座镶件的实施方式随之带来的优点在于镶件的可更换性。滑座可分部件地或者说多件式地实施，其中，滑座部件不仅可被布置在上模具部分上，也可以布置在下模具部分上。各个模具部件的实施方式同样能够以如下方式进行，即，不发生线性直线的运动，而是喷嘴侧的模具镶件沿空间曲线运动，以便这样产生均匀或不均匀弯曲的型材或板条。在可行性方面和在经济方面有利的是，在滑座的前后运动期间注入型材化的模具镶件中。由此，可以缩短干燥时间，并因此缩短周期时间。同样可行的是，注入多个串接的或并接的型腔中。

集料器6可以设有一个或多个注射筒，这些注射筒可串行地或并行地布置。在串行的布置中可以注射不同的材料以生产多成分部件，或者注射一致的材料以提高最终体积。特别具有优点的操作方式在于应用两个或三个交替地或周期性地工作的注射筒。在此，分别将熔体从圆筒中注入模具中并且在另外的圆筒中对压铸材料进行塑化加工。对于注射时间和配量时间不一致的情况，三个圆筒就可以具有优点，其中，在设置有多个圆筒的情况下，通过带分配阀的喷嘴将熔体流汇集到一起。对注入过程的调节可具有优点地通过注入压力进行，时间调节和行程调节同样是可行的。凭借集料器另选的运行方式，借助小型注射集料器生产出具有很大最终容积的很长的型材或板条。因为基于较小闭合力而使机器可以构造得非常小，所以很小的集料器也用于按照本发明的喷铸设备。

所述方法或所述模具的流变学设计优选使用模拟程序来进行。模拟程序可以是在那些当前用于压铸的程序的基础上进一步开发的软件程序。特别程序模块的开发有利于针对按照本发明工艺的模拟。

类似于由WO 2006/045720公知的方法及这里已公知的模具，同样可以设置有特殊的芯，以便能够生产出特定的构件几何形状。

首要地，考虑热塑性塑料作为在按照本发明的方法的框架内的成型物料，该热塑性塑料作为液态熔体在时间上限定的压力作用和温度作用下注入到模具中并通过冷却在模具中固化。成型物料也可以是反应性液体，例如是热固性塑料或弹胶体，热固性塑料或弹胶体能够以类似于热塑性塑料的方式注入到模具中，但通过反应得以固化。热塑性的成型物料可利用纤维，例如玻璃纤维进行强化。注入时的工艺压力可以相应于压铸中常用的数值。在使用按照本发明的方法生产型材和板条时同样可以使用由其他物料制成的嵌入部分，其他材料例如是指玻璃、金属、复合材料以及木材，以便生产出混合构件。在此，该嵌入部分在将成型物料连续注入型腔中时被压铸包封并与随着成型物料固化而获得形状配合的连接。通过将薄膜、布料和饰面置入型腔中，能够使用按照本发明的方法生产出具有经修饰的表面的模具部件。

附图标记列表

1     模具镶件

2     热流道喷嘴

3     浇铸镶件

3a    外侧

4     模具型巢

4a    闭合的端段

4b    敞开的纵向段

4c    闭合的端段

5     凹处

6     集料器

7     控温元件

7a    外侧

7b    加热的部件

7c    开口

7d    冷却的部件

9     加热元件

10    滑座

10a   凹处

11    滑座镶件

11a   滑块

12a   凹陷部

12b   凹陷部

12c   空腔

12d   凹陷部

17    再处理单元

18    滑动元件

19    抛出器

20    成型物料

20a   熔体前部

21     型材

21a    支撑部

22     钻孔

Claims (12)

1.用于由能固化的成型物料在具有至少一个下模具部分和至少一个上模具部分的模具中，在将成型物料(20)连续注入模具型腔(4)中的情况下，生产出纵向伸展的型材或板条(21)的方法，其中，所注入的所述成型物料(20)在所形成的所述型材或所形成的所述板条(21)进展式连续延长的情况下，通过模具部件的相对运动而被从一个或多个浇铸部位运走并从所述模具中运出，并且其中，成型物料(20)被以如下时长注入，直至所述型材或所述板条(21)已达到所述型材或所述板条(21)的所设置的长度，

其特征在于，

在注入开始时，所述成型物料(20)注满所述模具型腔(4)的在待形成的所述型材或待形成的所述板条(21)的排出方向上闭合的端段(4a)直至所述浇铸部位(3)后方，其中，在所述浇铸部位(3)后方，所述成型物料(20)的前段在模具部件相对运动期间通过过程压力保持作为自由前段(20a)相对于所述上模具部分定位，其中，在所述成型物料(20)被从所述浇铸部位(3)运走并从所述模具中运出期间，所述模具型腔(4)被注满。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，对所填入的所述成型物料(20)的所述自由前段(20a)进行单独地控温。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所填入的所述成型物料(20)的所述自由前段(20a)以恒定的方式控温。

4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所填入的所述成型物料(20)的所述自由前段以可变的方式控温。

5.用于由能固化的成型物料(20)生产出纵向伸展的型材或板条(21)的模具，所述模具具有至少一个上模具部分和至少一个下模具部分，其中，在一个所述模具部分上布置有至少一个浇铸镶件(3)并且在另外的所述模具部分上布置有型材化的模具镶件(10、11)，所述模具镶件(10、11)至少很大程度上确定所述型材或所述板条(21)的几何形状并且共同形成模具型腔(4)，其中，型材化的所述模具镶件和具有所述浇铸镶件(3)的所述模具部分在所述模具型腔(4)的纵向延伸中彼此能够以如下方式发生相对运动，即，通过所述运动，能够在所述模具的内部和外部以所设置的长度生产出所述型材或所述板条(21)，

其特征在于，

型材化的所述模具镶件(10、11)具有相应于待生产的所述型材或待生产的所述板条(21)的长度的模具型腔(4)并且连同具有所述浇铸镶件(3)的所述模具部分一起仅在注入过程开始和结束时形成闭合的型腔端段。

6.按权利要求5所述的模具，其特征在于，在具有所述浇铸镶件(3)的所述模具部分中装有控温元件(7)，所述控温元件(7)与所注入的所述成型物料(20)的表面发生接触。

7.按权利要求6所述的模具，其特征在于，所述控温元件(7)至少能够在所述浇铸部位前面冷却。

8.按权利要求6所述的模具，其特征在于，所述控温元件(7)能够在所述浇铸部位后面以可变的方式控温。

9.按权利要求5至8之一所述的模具，其特征在于，型材化的所述模具镶件(10、11)具有能推移地支承的、设有型材化镶件(11)的滑座(10)，所述滑座(10)单件式地实施或多件式地实施。

10.按权利要求5所述的模具，其特征在于，设置有再处理单元(17)，用于对从所述模具中排出的所述型材或从所述模具中排出的所述板条(21)的自由表面进行处理，尤其是进行修平。

11.按权利要求10所述的模具，其特征在于，再处理利用红外线辐照、利用超声波、通过灼烧或通过机械再处理来实施。

12.构件，特别是型材或板条(21)，所述型材或所述板条(21)依照按权利要求1至4中的一个或多个所述方法生产。

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