CN1018989B - 在纸管上采用支撑的注模塑料部件的设备 - Google Patents

Abstract

一种在带塑料保护层的管形纸壳(2)上用注模法成型一个盖子的设备，该设备包括一个注塑模芯(4)和一个包围该模芯的外模。因此当纸管(2)是四角形截面时，该纸管的平侧壁不产生挠曲变形而且在纸管上进行注模成型盖子的部位得到可靠地控制，根据本发明在注塑模芯(4)的直的上部外边缘(11)的旁边以向外突出的关系在边缘表面(10)上至少安装一个支撑部分，纸管(2)的边缘可以靠在该支撑部分上。

Description

本发明涉及一种在具有塑料保护层的纸管上以注模法成型塑料部件的设备，更具体地说是涉及一种在液体封装件的管形纸壳上成型一个盖子的设备，该设备包括一个注塑模芯和一个至少部分地包围该模芯的外模。

这种类型的注模装置属于已知技术，并在下面结合一种封装机进行描述，其中在其两侧包敷有塑料的纸板通过一个滚筒以一个卷筒的形式拉伸出来，切成各个单个部分，并利用一个纵向密封接缝成型一个圆形截面的纸管，然后，将它推进到一个也是圆形截面的芯棒上，该芯棒起到一个注塑模芯的作用，该芯棒的边缘终止于模具（注塑模芯和外模）的模腔内的注模成型位置，这样，经加热的液体塑料流入模腔内并包围着纸管的圆形端部边缘，以这种方式将该纸管完全封闭住。就该已知设备而言，管形纸壳就由此盖子将其一端封闭住，此盖子只由塑料构成而不带载体或基材，同时，例如还设有浇注口。此盖子固定在管形纸壳的端部边缘，并支撑着该管形纸壳，与此同时还将管形纸壳的端部边缘的敞口切断表面密封住。如果两侧包敷有塑料的纸板被切断时，则切割操作过程就会沿着管形纸壳已成型为圆形端部边缘的切割边缘上产生成一个不带保护层的边缘，该边缘不带任何塑料保护层，而且该边缘必须进行保护以防止液体的进入，否则液体就会渗入两个塑料层之间的纸板纤维内，并由切断边缘处破坏该封装件。因此已知的注模设备具有这样一种模腔，即其管形纸壳的圆形上端边缘不是终止于模腔的边缘处而是终止于模腔内部，因此，随后完全充满模腔的塑料不仅施加在切断表面的自由端部边缘，而且还施加在该端部边缘的两旁侧面，这样则将纸管的上边缘封闭住，使之形成液体密封装置。

用于制成液体封装件的这种封装设备至少对部分圆形截面的封装件可以令人满意地进行工作。但是，现在操作者要求采用这种注模法进行四角形截面的液体封装件的制造。它与圆形封装件的区别，就所采用的模具而言，仅仅是其借以形成四个外平面的模芯仍是四角形截面，一个相应构形的管形纸壳被推到方形模芯的类似位置上。曾认为除此之外在注模成型过程方面已无可改变了。

但是，现已发现四角形液体封装件的平侧壁与盖子相接触的部位上存在着泄漏处。起初，由于模具部分是精心制造的，尤其是对于注塑模芯以及外模的端部区域的制造，因此，不可能找到与泄漏部位有关的缺陷，而在纸管的平边缘区域内一直到与 四个角具有一定距离处，在封装件的外侧上检查出存在某些注模卷边部分，并在液体封装件的内侧发现具有减薄部分。然后经研究分析表明在液体封装件的一个或另一个平侧壁上或者管形纸壳在其上边缘区域内没有与外模的平侧壁精确地对着。

因此，本发明就是基于对本说明书开头部分所述那种类型的注模设备进行改进的目的来实现的，这样，当对具有四角形截面的纸管进行封装时，纸管的平侧壁就不会发生挠曲和变形，而且整个注模过程也具有可靠的特性。

当采用圆管形纸壳进行圆截面的液体封装时，是通过采用纸板及其圆的构形使之具有足够的支撑力，因此，管形纸壳的上边缘能够令人满意地施加于外模的圆筒形表面的侧壁上，而且流入模具内的已知热塑料也不能压上部边缘离开外模的侧壁，根据本发明经分析研究表明，由于纸管各角之间的平板构形，使这种加强和锁紧力在纸管的上边缘失掉了。然后在实践中又发现，在注模成型过程中，在上边缘区域内的各个平侧壁是以随机形式挠曲并移位至模腔内，凡是在起初存在的自由空间就会首先被流入模腔内的塑料所填充。假若考虑管形纸壳的平的上边缘的中间部位，可以想象，平的上边缘会离开外模的侧壁而向内朝着注塑模芯挠曲，这样，塑料就会流入外模的侧壁与纸管平的上边缘的外表面之间的空隙内，并形成起初所发现的上述塑料卷边。在这样的部位上，这种卷边不仅是多余的而且是不希望有的，因为在该部位上多余的塑料量就是由对面的内侧所施加的塑料所失掉的量，因此就会导致泄漏部位或者至少是由于卷边的出现，对随后将盖子固定到纸壳上的紧固力的减弱。在已充满的液体封装件中，即使再装入最少量的液体也会导致减弱部位裂开。

为了防止管壁发生那样的挠曲，并为了达到上述目的，根据本发明的建议，在注塑模芯的直的上部边缘旁边的边缘表面上，以突出的关系至少安装一个支撑部分，该纸管的边缘就可以靠在该支撑部分上。根据本发明，将纸管推到模芯上以后，该纸管平的上边缘的一部分伸出于模芯上部外边缘之上，更具体地说，为了延伸到模腔内部，原来通过外模的侧壁由外面进行支撑纸管，而现在按照本发明，通过该支撑部分也由内侧支撑着。尽管新型的液体封装件的侧壁是平形的或者说该纸管是平边缘，但是该结构方案还是能够有效地防止挠曲和偏转移位，因此，该纸管的端面位置能够始终可靠地保持住，并对制成的液体封装件消除了减弱甚至泄漏的部位。

就此而言，根据本发明要求该支撑部分是以一个小板形式出现，该小板占据着在注塑模芯与外模之间的横截面轮廓的一部分，而且由于该支撑部分的外端面是平的，并设置在平行于纸管的侧壁方向上，这样，它就可以对着纸管的平边缘进行放置。芯棒或注塑模芯的端面以及边缘表面，其中一部分是通过切削加工形成的，因此，在这样一种整体构件上的直的边缘和线条，最好是既涉及凹槽的也涉及抬高部分的。遵循上述要求，使该支撑部分成为小板形式，并便于制造。如果考虑注塑模芯与外模之间的模腔时，该模腔一方面要容纳纸管的平边缘，另一方面要容纳注入模子内的塑料，以及要容纳由边缘表面突出并填充一部分该模腔横截面轮廓的支撑部分，但是无论如何不会在该支撑部分的部位内将模腔的整个截面填充满。更具体地说，在该支撑部分的区域内，当通过注模法将盖子制成时，还必须对通过切削加工已完全除掉保护层的纸管自由端面的边缘用塑料进行完全地密封、因而要围绕着该边缘进行塑料的注塑成型。但是该支撑部分有可能占据着相当大部分的模腔横截面轮廓，只要保证上述的密封作用（边缘保护），则在纸管的上边缘与盖子之间就不存在张力或锁紧力，由于该支撑部分只占据整个边缘表面的一部分，因此，各邻近表面就足够进行补偿或承担起上述的只有在支撑部分的区域内才不存在的锁紧力。

借助于支撑部分的外端面相对于纸管的侧壁或者相对于注塑模芯的外平面相平行的结构方案，并借助于支撑部分端面的平面构形，则纸管的上边缘就可以直接对着支撑部分放置而且可以对着它支撑住，如由其名称所显示的那样。

根据本发明，如果将支撑部分的平的外端面导入四角形截面的注塑模芯的外平面内并与它相齐平，而且在直的外边缘的方向上，其长度为外边缘长度的1/90至1/20，最好是1/70至1/40也是有益的。例如当外边缘长度为70毫米时，则支撑部分的平端面在直的外边缘方向上测量其长度为1毫米，这对确保纸管平边缘的有效支撑已经足够了。通过将支撑部分的平的外端面设置成与注塑模 芯的外平面相齐平，并通过将该端面导入那个外平面内，就能够将该纸管推到注塑模芯上或从该模芯上拉下来而不发生任何不利的影响，如同不带支撑部分一样。

用多个支撑部分固定在注塑模芯的边缘端面的同一水平高度上是有好处的，例如，当一个注塑模芯的直的外边缘长度为70毫米，具有三个支撑部分，其中每个支撑部分的平的外端面的长度在直的外边缘方向上测量为1毫米。这样，该支撑结构的整个支撑长度为3毫米，通过沿着注塑模芯的直的外边缘最好进行均匀分布，就能够可靠地防止纸管平边缘发生挠曲和偏斜。

试验表明当按照本发明，支撑部分的平的外端面是矩形，而且其高度约等于由外模的第一肩部到注塑模芯的直的外边缘的距离时，其支撑作用是特别有利的。此处所指的外模的第一肩部限定了随后充以塑料的模腔，例如，从已制成关闭的液体封装件的盖子向下进行观察时，确定相对于盖子的边缘是向上还是向下。纸管的四角形端面是由盖子的径向的或者也是水平的外法兰盖住，为了强度和提供密封作用的原因，该法兰边伸出于纸管上边缘自由端外边的一定距离，并粘接在纸管塑料层的外侧。

如上所述，如果支撑部分的平的外端面具有某一规定的高度，并大约终止于上面所述的外模第一肩部的水平高度上时，则该构形就保证了纸管的端部边缘以液体封装方式完全密封，如上所述，即使当已制成的液体封装件已充满液体时，在前设置支撑部分的部位上不足以经受所施加的压力载荷所产生的拉伸力。但是已经显示出其邻近区域能够承担必要的拉伸力。尽管在塑料模制件中具有有限的一些小凹槽，该塑料模制件（它实际上是成型封装件的盖子）能足够牢固地固定到纸管的边缘上。

此外，本发明的一个具有优点的构形，它提供了将注塑模芯的四个外平面的每个平面连接到其端面边缘表面是由至少两个沿着中央边缘相交的平面部分形成的，而且该支撑部分至少固定在置于中央边缘与上部边缘之间的下平面部分。这里所指的注塑模芯的上部外边缘是′上部的′外边缘，因为假设芯棒或者注塑模芯是放置在一个基本直立的位置上，从而又假设其端面放置在一个′向上的′位置上。因此，形成该封装件的盖子的内侧一般为平端面，通过上述边缘表面连接到外平面上。就此而论，应当可以理解，当一个封装件是四角形截面时，四个外平面最好是相互之间形成直角关系，并由此形成该纸管。因此，纸管以及注塑模芯的每个外平面都朝着上述“直的上部边缘”内的端面进行终止。对于在注塑模芯的外平面与其端面之间的边缘表面形成一个或更多的平面是完全可以的，但是该边缘表面也可以由曲面之类的表面形成，仅就模腔来说，它是环绕着纸管上部边缘的一个构形，这样，上述特征和要求都得到满足，因此，也就是说作为纸管的上端边缘的自由切断边缘曾被围绕着它进行塑料浇注，以使其形成液体密封（边缘保护），而且台肩形注塑成型的卷边部分最好在液体封装件的内侧，并粘接在纸管的边缘上，这样还保证了塑料部分（封装件的盖子）是以机械力紧固在纸管（管形纸壳）上。

根据本发明，从制造过程的观点来看，最好是使边缘表面由平行于上部外边缘的条带状形式延伸的两个平面部分组成，其中下平面部分设置在上部外边缘与一个中央边缘之间，而上部条带状平面部分是在中央边缘与端面的边缘之间延伸。当考虑到支撑部分外形的方向时，也就是说在上部外边缘的方向观察时，该中央边缘，上部外边缘以及端面边缘，它们都是三个可靠的代表点，通过这些点的连接线用来显示各平面部分。

如果那些连接各点之间的连线所代表的边缘都是直线，则整个所谓′边缘表面′的表面部分就都是平面;如果各连线都是曲线，则上述表面就都是曲面。因此这些平面最好是能够将两个平面部分再次设置在一个平面内，然后形成一个平边缘表面;但是在一个最佳实施例中，该中央边缘稍微向外一点，以便使两个平面部分相互之间设置成不同角度以形成边缘表面。注塑模芯的边缘表面形状可能以房顶状为最好，其中按照本发明的支撑部分是以天窗结构形式安装在至少两个平面部分的一个平面上。天窗式结构的窗户区域则相当于支撑部分的平的外端面，而该端面是设置在平行于注塑模芯的外平面并与它相齐平。在与上述支撑部分的平端面成一个角度伸出并相当于天窗式结构的顶部区域的向后端面可以一直延伸到该模芯端面的边缘处，但是也可以终止于上平面部分的区域内，甚至也可以终止于中央边缘那样的低处。支撑部分的外端面应当是平的，以便对纸管的平面边缘给予合适的支撑， 而支撑部分的端面即相当于天窗式结构的顶部就不需要平的。如果该支撑部分不占据过大的体积，从而不会减弱上述将盖子连接到随后制成液体封装件的纸管上的塑料机械拉力和压缩力的情况下，除了平的外端面外，支撑部分在构形上没有其它方面的严格要求。

一个具有优点的支撑部分的实施例是采用小板形式。例如，在注塑模芯的边缘表面内和/或者在该模芯的各个边缘处可以利用简单的切削运动（刨床）开设沟槽，这样，具有一个合适形状的小平板就可以配合在并固定地焊接在该沟槽内。那样，该支撑部分就可以以一种价廉的，精确的而且可靠的方式制成并固定在注塑模芯上。在支撑部分的另一种制造方法中，也可以通过在注塑模芯上成型出来或者用焊接方法焊接在边缘表面上，而不用在模芯内设置沟槽的方法制成。

本发明的另外一些优点，特征以及可能的用途将通过以下结合附图对各个最佳实施例进行描述后就会一目了然，其中：

图1是显示一个带有纸管边缘断开部分的注塑模芯上端断开形式的透视示意图;

图2是显示模腔处于关闭状态，盖子已经注塑成型，在支撑部分的区域内垂直剖面的断开示意图;

图3是一个形成支撑部分的小板的具体结构的透视图;

图4是一个注塑模芯的平面图，以显示用于塑料的一些流动通道以及在模芯外面的一些支撑部分;

图5是显示图4所示的注塑模芯在朝下观察时，也就是从浇注口的顶部观察时的一个侧视图;和

图6是显示在其内设有若干用于板状支撑部分的沟槽的上部注塑模芯的另一个侧视图。

读者可以很容易想象一个四角形的最好是正方形截面的纸管，在图1中是以断开形式表示其右面后端的透视图，在图2中是以剖视图并用标号1来表示。该纸管的平边缘在图1和图2中以标号2表示，随之纸管1的上端在图中显示出来。因此，上部自由端边缘3（在图1中不带边缘保护）在图1和图2中都能清楚地看到。

标号4表示正方形截面的注塑模芯，标号5表示外模而标号6表示支撑部分。

注塑模芯4具有四个外平面，在图1和图2中只表示其前方或右边的外平面7。在注塑模芯4的端部或“朝上端”是由端面8限定的，该端面是在端部边缘9处通向一般以标号10表示的边缘表面，并与外平面7具有一个公用的直的上部外边缘11。当该边缘表面10包括一个上平面部分12和一个下平面部分13时，它们就相交于中央边缘14。

外模5也具有各对应的端面，边缘和凹槽。为便于对本发明的理解，其中只是在图2中显示出第一肩部15，在该肩部的水平高度上以一条虚线向右延伸，而在其下方的距离A处设有第二条虚线，并通过上部外边缘11进行延伸。由图2中还可以看到，通过该第一肩部15的水平高度延伸的虚线大致是在中央边缘14的水平高度上。

以上对注塑模芯4与外模5之间的模腔构形进行大致地描述，其中，例如形成液体封装件的盖的塑料部分16是用交叉断面线表示，而纸管2的平边缘和图2中纸管1的侧壁都只用单断面线表示。

在一个具体实施例中，支撑部分6是以一个小板的形式出现，如透视图所示，在图3中是拆卸下来的状态而在图1中是组装的状态。对于支撑部分6，主要考虑其平的外端面17，该端面的面积是由长度l（图1）和高度h（图1）确定的。图3中所示端面17′比平的端面17要大一些，这是由于要使其一部分嵌入外平面7后边的注塑模芯本体内的一段长度增加了所致，因此，端面17′的总高度是以H表示。以支撑部分6作为一个相对应的构形，H可以等于或大于h，但决不能小于h。

在图1中，以一种天窗式结构形式伸出于边缘端面10外面的支撑部分6的那些部分是以实线表示，而支撑部分6的其余部分即与注塑模芯4内部相啮合部分都是以虚线表示。支撑部分6的上端面18，即相当于天窗结构的顶表面在实施例中是平的，并在其顶部朝着端面8的方向通向端部边缘9内。

在图2的横向剖视图中，支撑部分6的横截面轮廓是以单断面线并以标号6′表示，其中单断面线的方向与纸管1边缘2的断面线角度是不同的。因此图2显示了在塑料盖16下面的部分是在支撑部分6的区域内由天窗形抬高部分所占据的那部分 （支撑部分的长度l为1至2毫米，例如2毫米）。所述部分仅在支撑部分的区域内，在液体封装件上已制成的塑料盖16下面的部分除去体积6′，该体积6′由图2中剖面线所示的面积6′乘以长度l所限定。

因此，在支撑部分6的区域内，该结构一方面具有一个塑料部分（液体封装件的盖子）16的截面轮廓，另一方面具有纸管1的上边缘2，如图2中的实线所示。此外，塑料体积6′没有失掉而是起到承受机械压力，张力和锁紧力的作用，因此，在图2中以交叉断面线表示的区域应当再加上面积6′的部分，可以清楚地看出承受锁紧力的路线是通过图2的虚线到达点11处，因此，纸管1的上边缘2就牢固地固定在塑料部分16上。

支撑部分6的平端面17的大小和位置，也就是说尺寸1（在外边缘11的方向上测量的长度）和在外边缘11以上的高度h都是重要的，而在图1中虚线所示的支撑部分6的那些部分都是可变的。例如由图3所示，支撑部分6的前方下边缘20可以设置在高一些的水平高度上，从而减小高度H，而后方下边缘21可以移至更靠近后方上边缘22，该边缘22在图1视图中是在端部边缘9内。如果支撑部分6是以一个天窗结构形式焊接在边缘端面10上而不啮合在端面10内部，则在边缘21和22之间的面积就可以完全不存在了。

在图4的平面视图中，在注塑模芯4的上部区域显示出浇注口23，而在该模芯的顶部靠近边缘处具有一个对应的支撑部分6，与此同时，沿着两个下边缘的每个边缘上置有三个支撑部分6。图4还显示出在注模成型过程中用于液体塑料的流动通道24。在各个支撑部分6的区域内，塑料卷边部分具有一些小的凹槽，该塑料卷边部分是排列在随后制成的封装件的内侧上。

图5显示向下观察图4所示结构时，该注塑模芯头部的侧视图，因而可以在其中央部位看到浇注装置23。在该浇注装置23的右边和左边隔有一定距离处，显示出两个支撑部分6，这两个支撑部分在图5中显示为透视图。

最后，图6显示另一个实施例的注塑模芯4′的头部，其中在该模芯的顶部边缘处设有沟槽形式的三个凹槽25，随后所装入并固定的各个支撑部分就以该凹槽作为定位点。

在本说明书的前面已经提到过，即该支撑部分可以在模芯上制成，也可以焊接到模芯上。在这一方面应当再次强调的是，一个真正最佳替换型是对支撑部分采用在模芯上制成或者由一块坯料加工出来。当采用切削加工方法制造时，则边缘端面10或上平面部分12和下平面部分13就可以加工掉而保留下支撑部分6。

在上面所述的最佳实施例中，支撑部分6是以一个小板形式出现，如图3所示，因此在图1中所示的板状支撑部分6或多或少要啮合在注塑模芯4内。

该实施例也具有一定的优点，它包括一个由整体件加工出来的结构方案，应当可以理解到，该结构不存在如图3所示的板状构形，而且在图1中，所示的位于该支撑部分旁边的虚线和点划线也都不存在了，然后用以表示外边缘11的线也要以连续的直线表示。

Claims (4)

1、一种在四角形截面液体封装件的管形纸壳上以注模法成型塑料盖子(16)的设备，该设备包括一个注塑模芯(4)和一个至少部分地包围该模芯的外模(5)，其特征在于：至少有一个支撑部分(6)以向外突出的关系安装在包括四个平的外表面的注塑模芯(4)的直的上部外边缘(11)旁边的边缘端面(10)上，纸管(1，2)的边缘可以靠在该支撑部分(6)上，并且该纸管的边缘可以自由地终止在模腔内，该支撑部分(6)以小板件形式出现，该小板件占据了注塑模芯(4)与外模(5)之间的横截面轮廓的一部分(6′)，支撑部分(6)的外端面(17)是平的，并设置在平行于管壁(1)的方向上，这样，外端面(17)可以靠着纸管(1)的平边缘(2)，支撑部分(6)的平外端面(17)导入四角形截面的注塑模芯(4)的外平面(7)并与它相齐平，支撑部分(6)的平的外端面(17)在直的外边缘(11)的方向上具有的长度(1)是外边缘(11)的长度(L)的1/90至1/20，支撑部分(6)的平的外端面(17)的高度(h)大约等于由外模(5)的第一肩部(15)至注塑模芯(4)的直的外边缘(11)的距离(A)。

2、如权利要求1所述的设备，其特征在于支撑部分（6）的平的外端面（17）在直的外边缘（11）的方向上具有的长度（1）最好是外边缘（11）的长度（L）的1/70至1/40。

3、如权利要求1或2所述的设备，其特征在于：将注塑模芯（4）的四个外平面（7）的每个平面连接至其端面（8）上的边缘表面（10）是由至少两个沿着中央边缘（14）相交的平面部分（12，13）形成的，而且该支撑部分（6）至少固定在设置于中央边缘（14）与上部外边缘（11）之间的下平面部分（13）上。

4、如权利要求1所述的设备，其特征在于：支撑部分（6）的平的外端面（17）是矩形的。

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