CN102202858A - 用于旋转模制带插端的管部件的方法和模具组件以及其获得的管部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于旋转模制管部件(1)的方法和模具组件，所述管部件包括主体(2)和插端(3)，所述插端(3)具有至少一个专用区段(5)，所述至少一个专用区段带有在使用时将实现与外部部件紧密配合的外轮廓(6)。至少在冷却期间，在所述管部件(1)中设置支撑结构(8)，至少在所述管部件冷却期间，使所述专用区段(5)保持与所述模具(22)接触，以使所述专用区段(5)的外轮廓(6)与所述模具(22)的内轮廓一致。所述支撑结构可在模制期间成为所述管部件的一部分。

Description

用于旋转模制带插端的管部件的方法和模具组件以及其获得的管部件
技术领域
本发明涉及一种旋转模制具有主体和插端的管部件。
背景技术
旋转模制管部件是公知的。旋转模制允许相当多的设计自由度。此外，在待制管部件的数量相对低和/或它们的尺寸相对大的情况下，它可以是节省成本的模制方法。
旋转模制的不足在于可能难于控制所述管部件的某些外部尺寸。在冷却期间，所述管部件将不可避免地收缩，这引起它的外表面离开模具。结果，所述外表面可能将变形。这可能尤其在所述外表面为使用时将实现与诸如承窝或密封件之类的外部部件紧密配合的一个或多个专用区段中的一部分的情况下引起问题。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供过一种旋转模制带插端的管部件的方法，其中克服或至少减少公知的旋转模制的不足。
为此，支撑结构在旋转模制期间设置于所述管部件中。这个支撑结构布置成至少在冷却期间保持所述插端的所述专用区段或各个专用区段的外轮廓与模具接触，以使得所述外轮廓与模具的内轮廓一致。因为模具的内轮廓能精确地制造，所以所述专用区段的外轮廓也将精确地得以控制。
根据本发明的一个方面，支撑结构可为当这个管部件从模具上脱出时从管部件上取下或与管部件分离的独立构件。或者，支撑结构可在模制期间成为管部件的一部分。这提供的优点是，在取下模具之后，所述支撑结构可继续支撑所述专用区段，以在使用期间防止或限制所述专用区段的所不希望的变形。
根据本发明的另一个方面，支撑结构可靠着芯部被旋转模制。结果，所述支撑结构可与所述管部件同时被模制并形成所述管部件的整体部分。所述芯部将防止所述支撑结构向内收缩。所述支撑结构继而可作用在所述插端的所述专用区段上，以保持所述专用区段的外轮廓与模具接触。
由此，所述芯部允许所述管部件局部设置有另外的壁或壁厚增加的壁。这允许在需要的位置增加材料并允许所述管部件的其余位置为单壁的。由此，可节省材料。
本发明还涉及一种通过根据本发明所述的旋转模制方法可获得或得到的管部件。这种管部件包括带至少一个专用区段的插端以及沿所述专用区段的内侧延伸的支撑结构。由于所述支撑结构，所以如上所解释的，能在模制期间精确地控制所述专用区段的外轮廓，由此允许所述专用区段实现与外部构件紧密配合。在所述外部构件为密封件的情况下，因为它将几乎没有要克服的尺寸不精确性，所以所述密封件可以不再必须过度复杂或尺寸过大。
所述支撑结构可设计成仅靠在所述专用区段上。根据优选实施例，所述支撑结构至少局部地结合于所述专用区段。这可对所述插端的总刚度做出贡献。此外，它可提高所述专用区段的再现性，因为在所述结合区处，总壁厚将约为单壁管部分的壁厚的两倍。一般而言，当以绝对值测量时，这种越大的壁厚将产生越小的收缩。结果，收缩上的偏移裕度将也越小，这导致更好的再现性。
根据本发明的再一方面，所述支撑结构可形成为自身封闭的周壁或周肋。这种环形结构可增加所述插端的总刚度和形状稳定性。优选地，针对最佳刚度，所述周壁或周肋沿其整个周向连接于所述专用区段。
根据本发明的又一方面，所述专用区段和/或所述支撑结构可被双壁管部分邻接。这种双壁管部分可增加所述管部件的总刚度和形状稳定性。它可例如形成在所述支撑结构和所述专用区段的延伸部分之间。
在优选实施例中，所述插端的自由端可为双壁的。这种双壁设计可提供能容易插入到承窝端的形状稳定的插端。
根据本发明的另一个方面，所述管部件的所述主体可为单壁的。这种单壁可为光滑或异型的，例如波纹状。所述异型可提高所述管部件的某些机械性能，诸如它的径向刚度和/或它的轴向弹性，但同时保持壁厚以及由此保持每米重量最小。在所述管部件将会在地下使用的情况下(例如作为污水管或作为检查井组件的轴)，所述波纹状可尤其有利。所述波纹状可填充满土并由此有助于锚定并将管部件稳定于地中。
根据本发明的还一方面，所述管部件还可包括带专用区段的承窝端，所述专用区段具有在使用时实现与诸如插端或密封件之类的外部部件紧密配合的内轮廓。这种专用区段可沿其外侧设置有加强结构，所述加强结构加强所述专用区段并由此限制其内轮廓变形。
所述加强结构可类似于所述插端中的所述支撑结构，以提供类似的优点。根据优选实施例，所述加强结构可在一起横跨所述专用区段的周向但不形成闭环的多个交错区域处结合于所述专用区段。这在申请人的NL1036127中予以更详细的说明，该专利的内容通过参考而合并于此。这种交错布置可加强所述专用区段，但同时确保模具的所有部分保持可实现在旋转模制期间用于填充，尤其是模具的那些沿填充方向定位在所述交错区域之后的部分。
或者，所述结合区可布置成形成闭环。这可使得旋转模具的多个部分被过早地阻止进一步填充，这可导致多个部分仅部分填充。这继而可产生所述管部件具有壁厚减少部分。依赖于所述薄壁部分的位置和/或其功能，这未必成为问题。一般而言，与承窝端相比，闭环构型的结合区可更适合于插端。
本发明还涉及一种模具组件，用于旋转模制根据本发明所述的管部件。所述组件包括：模具，所述专用区段靠着所述模具形成；以及芯部，所述支撑结构靠着所述芯部形成。在组装条件下，在所述芯部和所述模具之间形成间隙，所述间隙的尺寸形成为使得在模制期间所述支撑结构至少局部地结合于所述专用区段，由此形成所谓的插穿。
在优选实施例中，所述模具可为模块化设计，包括用于形成根据本发明所述插端的至少初级模块和用于形成所述主体的若干次级模块。这些次级模块每个都可具有相同的轴向长度或具有不同的轴向长度。任意数量的所述模块能组合，以形成所需轴向长度的模具。由于这种模块化设计，可利用最少量的不同模具部件来制造各种所需长度的管部件。所述模具组件可包括用于形成承窝端的另一模块或者用于形成第二插端的第二初级模块。
在从属权利要求中阐述根据本发明所述的方法、管部件以及模具组件的另外优选实施例。
附图说明
为了解释本发明，将在下面参照附图来说明本发明的示范性实施例，在附图中：
图1示出根据本发明的带插端的管部件的部分切开的立体图；
图2示出图1中的圈住部分的放大图；
图3示意示出了根据本发明的用于制造图1和图2的管部件的模具组件的一部分；
图4示出图3中的圈住部分的放大图；
图5示出根据本发明的带管部件的轴；以及
图6示出检查井组件的分解图，检查井组件的各构件可设置有根据本发明的管部件。
具体实施方式
图1和图2示出根据本发明的带主体2和插端3的管部件1。
主体2包括周壁4，周壁4在所示实施例中为波纹状，以提高管部件1的某些机械性能，诸如它的径向刚度。其它轮廓当然是可以的。壁4可替代地或另外地加强有肋。周壁4也可为光滑的。
插端3包括专用区段5，专用区段5带有在使用时将与诸如承窝或密封件之类的外部构件实现紧密配合的外轮廓6。在本实施例中，专用区段5包括用于容纳密封件(未示出)的周向槽7。在剖视图中，槽7为基本W形。当然，其它形状是可行的，以对应于将要与其实现紧密配合的外部构件的形状。
插端3还包括支撑结构8，支撑结构8有助于在模制管部件1期间通过使专用区段5的外轮廓6保持与模具的内轮廓接触而控制该外轮廓6。在所示出的实施例中，支撑结构8包括周壁10，周壁10抵靠专用区段5的内侧。周壁10可在其轴向内端11处径向向内弯曲，如图所示。这种弯曲设计可增加支撑结构8的刚度以及形状稳定性。周壁10可在其相对端延伸有壁部12，壁部12与专用区段5的延伸壁部13一起限定中空双壁管部14。在所示出的实施例中，中空管部14延伸直至插端3的自由端15，以形成中空边缘部16。这样的双壁管部14、16可提高插端3的总刚度和形状稳定性。此外，双壁边缘部16还可具有便于插端3插入到承窝端或密封件中的弧形端面。当然，在其它实施例中，插端3的边缘部16可为单壁的和/或不同地成形。
在优选实施例中，支撑结构8的周壁10不只是抵靠专用区段5，而是还结合在专用区段5上。针对最大刚性和支撑，结合区18可沿整个周向不间断地延伸，以形成封闭环。在根据图1和图2的实施例中，支撑结构8沿两个结合区18结合于专用区段5，各结合区横跨整个周向。或者，结合可沿间断区18来进行。这在旋转模制管部件1期间可以是有利的，因为结合区18之间的非结合部分将形成用于允许完全填充模具的开口。这种间断结合区18可例如以交错方式设置，如申请人的NL1036127所述的那样。这种构型允许所述多个结合区18横跨整个周向，这将有益于该构型的总刚度，但是并不使模具的填充行为折衷。
图3和图4示意地示出根据本发明的内侧有模制管部件1的模具组件20。模具组件20包括模具22和芯部24。模具22基本为圆筒形状，所述形状带有基本与将模制的管部件1的外轮廓6对应的内轮廓。模具22在其所示的端部处由凸缘23包围。模具22还包括位于其内侧且在所述开口端附近的周肋25，周肋25具有用于形成专用区段5的基本W形横截面。
芯部24为基本帽形，所述基本帽形带有顶表面26、自所述顶表面26向下倾斜的周壁28、以及在其底边缘附近围绕周壁28的凸缘29。顶表面26覆盖有由具有低导热性能和/或弱粘合性能的诸如以聚四氟乙烯(PTFE)的材料制成的顶板或顶层27。可替代地或另外地，顶表面26和/或顶层27可设置有冷却装置，例如填充有冷却剂的循环系统，以防止在模具组件20的其余部分被加热时所述顶表面26、27变热。
在使用时，芯部24安装在模具22的敞开端中且通过它的凸缘29固定于模具22的凸缘23。在这个安装条件下，在芯部24的周壁28和模具22的周肋25之间形成间隙30。这个间隙30的宽度T可沿轴向和/或周向变化，但至少在一些位置处等于或小于管部件1的所述单壁部的壁厚的两倍。
一旦组装，将模具组件20填充粉末形式的塑料。接下来，加热并旋转组件20，以使所述粉末沿所述组件的内壁分布并使所述粉末熔化。由此，沿模具组件20的内侧将形成具有层厚t的熔化塑料层。在间隙30中，塑料材料层将靠着肋25而形成，以形成专用区段5。另一层塑料材料将靠着芯部24形成，以形成支撑结构8。在间隙30的宽度T足够小(即小于层厚t的两倍)的情况下，将形成插穿(kiss-off)，其中支撑结构8和专用区段5将局部熔合在一起，以变成彼此结合。靠着芯部24的顶层27将没有塑料层形成，因为所述顶层的表面温度将太低而不能使塑料熔化并粘合于其上。
接下来，使模具组件20冷却，这使得塑料层凝固并收缩离开模具22。然而，在间隙30中，通过支撑结构8防止专用区段5从模具22上退缩，继而通过芯部24防止支撑结构8向内收缩。结果，专用区段5的外轮廓6保持其如由模具22的内轮廓更具体地是由肋25确定的模制形状。另外，在结合区18处的绝对收缩将由于在所述结合区处的增加的壁厚而小于所述单壁部处的绝对收缩。结果，收缩上的偏移裕度将也更小，这导致更好的再现性。
在冷却之后，取出芯部24。在顶层27的位置处，将在管部件1中形成开口。当支撑结构8将到那个时候已经凝固时，它将能接替芯部24的任务并防止专用区段5变形。接下来，取下模具22。为此，模具22可包括可沿基本径向方向拉离的至少两个节段。
图5示出轴30，轴30包括管部件1，管部件1带有与图1和图2的插端类似的插端2。类似的部件由类似的附图标记来表示。轴30在其另一端处设置有承窝端32。这个承窝端32包括专用区段35，专用区段35带有具有精确控制尺寸的内轮廓，以实现与诸如密封件或插端之类的外部部件紧密配合。这个专用区段35可例如以光滑表面或用于容纳密封件(未示出)的槽为特征。在旋转模制期间，所述内轮廓将抵靠芯部，所述芯部将防止专用区段35收缩。由此，在模制期间，无需支撑结构来保持所述专用区段与所述芯部接触，因为这个已自然地产生。然而，承窝端32可设置有加强结构38，如图所示，一旦所述轴已从所述模具组件上取下时，加强结构38可为专用区段35提供加强和支撑。加强结构38可包括抵靠专用区段35且优选至少局部地结合于专用区段35的一个或多个周肋。
根据优选实施例，加强结构38可沿由附图标记39表示的交错结合区结合于专用区段35，所述交错结合区一起横跨整个周向但是不形成闭环，如前述专利申请NL1036127所述的那样并如图6中最佳所示。由于所述交错布置，专用区段35可被充分地加强。同时，在旋转模制期间可保持完全填充模具，甚至所述模具的沿填充方向定位在所述结合区之后的那些部分，即所述模具的其中形成有图5的承窝端32的边缘部34的部分。
当然，在替代实施例中，加强结构38可沿其整个周向结合于专用区段35，以形成闭环。这种闭环一般为专用区段35提供最大刚度和形状稳定性。然而，模具填充可能变得更困难，因为模具的前述部分会过早地变得不能填充。这可导致边缘部34具有厚度减少的壁。
图5的所述轴可例如用于形成检查井组件40的一部分，如图6中所示，检查井组件40还可包括底部件42和转换部件44。
在所示出的实施例中，底部件42包括周壁43，周壁43带有用于连接于例如污水管道系统的管子的一个或多个开口46。底部件42还可包括底部(在图6中不可见)和/或流型，例如将各个开口46彼此连接的通道。周壁43在其上端设置有与图5所示并参照图5所述的承窝端类似的承窝端32。类似的部件已由类似的附图标记来表示。在替代实施例中，周壁43可设置有根据本发明的管部件1，管部件1带有替代承窝端32的插端3。这种管部件可如参照图3和图4所述的那样来旋转模制。
转换部件44用于将底部件42或轴30连接于街道标高(未示出)处的接入装置(access provision)并克服所述部件之间的任何直径差异。为此，转换部件44包括：第一端47，其用于连接于轴30；以及第二端48，其用于连接于所述接入装置。在所示出的实施例中，所述第一端47和所述第二端48均成形为可与图5的底部件42和轴30中的承窝32类似的承窝。在替代实施例中，一个或两个承窝可由如前面参照图3和图4说明的进行旋转模制的根据本发明的带插端3的管部件1来替代。
图6中的轴130在两端处设置有根据本发明的管部件1。轴130的主体2为波纹状构型。这些波纹状提供如下优点，即在安装期间，它们将填充满沙子或土，这可有助于锚定所述组件，而且也可增加它对诸如交通负荷之类的外部负载的抗力。当然，在替代实施例中，轴130可为光滑的或者为不同的异型。
轴130还可用于调整检查井组件40的总高度，以匹配预计的安装深度。由此，实际上，可能需要不同高度的轴30。为了以经济方式制造轴30，根据本发明的模具组件可为模块化构型，所述模块化构型包括用于形成插端3的初级模块和用于形成主体2的许多个次级模块。任意合适数量的次级模块可组合，以形成所需轴向长度的模具组件。由此，利用最少量的不同模块可模制不同高度的轴130。所述模具组件还可包括另外的初级模块和/或用于形成承窝端32的一个或多个三级模块。
本发明绝不限制于说明书和附图给出的示范性实施例。所示出并说明的实施例的(多个部分)的所有组合显然理解为合并在本说明书中且显然理解为落入本发明的范围内。此外，在本发明的如权利要求限定的范围内，许多变型是可行的。

Claims (19)

1.一种制造管部件(1)的方法，所述管部件包括主体(2)和插端(3)，所述插端(3)具有至少一个专用区段(5)，所述至少一个专用区段带有在使用时将实现与外部部件紧密配合的外轮廓(6)，其中，在模具(22)中旋转模制所述管部件(1)，并且其中至少在冷却期间，在所述管部件(1)中设置支撑结构(8)，所述支撑结构(8)使所述专用区段(5)保持与所述模具(22)接触，以使所述专用区段(5)的外轮廓(6)与所述模具(22)的内轮廓一致。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述支撑结构(8)在模制期间成为所述管部件(1)的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述支撑结构(8)与所述管部件(1)一体地模制。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述支撑结构(8)靠着芯部(24)旋转模制。
5.一种管部件(1)，其能够通过前述权利要求中的任一项所述的方法获得或者通过前述权利要求中的任一项所述的方法获得，其中，所述支撑结构(8)沿着所述专用区段(5)的内侧延伸。
6.根据权利要求5所述的管部件(1)，其中，所述支撑结构(8)包括周壁或周肋(10)。
7.根据权利要求5或6所述的管部件(1)，其中，所述支撑结构(8)至少局部结合至所述专用区段(5)。
8.根据权利要求5-7中的任一项所述的管部件(1)，其中，所述专用区段(5)和/或所述支撑结构(8)由如沿轴向方向所看到的单壁管部(4)邻接。
9.根据权利要求5-8中的任一项所述的管部件(1)，其中，所述主体(2)为单壁的。
10.根据权利要求5-9中的任一项所述的管部件(1)，其中，所述主体(2)具有波纹状的壁(4)。
11.根据权利要求5-10中的任一项所述的管部件(1)，其中，所述专用区段(5)和/或所述支撑结构(8)由如沿轴向方向所看到的双壁管部(14，16)邻接。
12.根据权利要求5-11中的任一项所述的管部件(1)，其中，所述插端(3)的自由端(15)为双壁的。
13.根据权利要求5-12中的任一项所述的管部件(1)，其中，所述管部件(1)为检查井组件(40)的一部分，更具体地是这种检查井组件(40)的轴(30，130)、底部(42)和转换部(44)中的一部分。
14.根据权利要求5-13中的任一项所述的管部件(1)，其还包括带有专用区段(35)的承窝端(32)，所述专用区段的内轮廓在使用时将实现与外部部件紧密配合，其中所述专用区段(35)沿其外侧设置有加强结构(38)，所述加强结构在使用期间限制所述专用区段(35)尤其是所述专用区段(35)的内轮廓的变形。
15.根据权利要求14所述的管部件(1)，其中，所述加强结构(38)包括周壁或周肋。
16.根据权利要求14或15所述的管部件(1)，其中，所述加强结构(38)沿着一起横跨所述专用区段(35)的周向但不形成闭环的多个交错区域而结合至所述专用区段(35)。
17.一种模具组件(20)，其用于旋转模制根据前述权利要求中的任一项所述的管部件(1)，其中所述模具组件(20)包括：模具(22)，至少所述专用区段(5)靠着所述模具(22)成型；以及芯部(24)，所述支撑结构(8)靠着所述芯部(24)成型，其中在组装条件下，在所述芯部(24)和所述模具(22)之间形成有间隙(30)，所述间隙(30)的尺寸形成为使得在模制期间所述支撑结构(8)至少局部地结合至所述专用区段(5)。
18.根据权利要求17所述的模具组件(20)，其中，所述芯部-模具组合设计成使得在模制期间在所述支撑结构(8)和所述专用区段(5)之间形成周向结合区(18)。
19.根据权利要求17或18所述的模具组件(20)，其中，所述模具(22)为模块化设计，包括用于形成所述插端(3)的初级模块和用于形成所述主体(2)的一系列次级模块，其中任意数量的次级模块能够组合，以形成所需轴向长度的模具(22)。
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