CN102271892A - 橡胶挤出用管头 - Google Patents

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Abstract

防止挤出后的橡胶部件的变形。橡胶挤出用管头(1)具有：供橡胶流入的流入口部(3)、将流入的橡胶成形并挤出的成形口部(4)、以及连接它们之间的橡胶流路(5)。橡胶流路(5)的内壁面(5S)的沿着橡胶挤出方向的纵截面和/或横截面的轮廓线K，经过比基准线(J)更靠橡胶流路(5)的截面积增加的一侧即外侧的位置。上述基准线(J)用连接上述轮廓线(K)与流入口部(3)相交的后端点(P1)和与成形口部(4)相交的前端点(P2)的直线来定义。

Description

橡胶挤出用管头
技术领域
本发明涉及能够防止挤出时的橡胶部件变形的橡胶挤出用管头。
背景技术
安装在橡胶挤出装置的前端的橡胶挤出用管头a，如图13简略表示的那样，形成为包括：流入口部a1，其供由橡胶挤出机b挤出的橡胶流入；成形口部a2，其将流入的橡胶成形为规定截面形状的橡胶部件并排出；以及橡胶流路c，其从上述流入口部a1朝向橡胶挤出方向的前方一边减小流路截面积一边延伸至成形口部a2。
由于上述成形口部a2的开口形状决定橡胶部件的最终形状，因此用考虑了挤出后橡胶的膨胀即离模膨胀(die sweu)的规定截面形状来形成。与此相对，上述流入口部a1的开口形状被设定为：和与该流入口部a1邻接的橡胶挤出机b侧的橡胶挤出口e的开口形状对齐的形成、大小。另外如该图所示，在橡胶挤出机b的前端经由预成形头f来连接管头a的情况下，该预成形头f的排出口f1相当于上述橡胶挤出口e，另外在橡胶挤出机b的前端直接连接管头a的情况下，该橡胶挤出机b的排出口b1相当于上述橡胶挤出口e。
在此，在上述流入口部a1小于橡胶挤出机b侧的橡胶挤出口e的情况下，会在该连接部分引起橡胶滞留，并对该滞留的橡胶硫化的问题。因此，需要使流入口部a1的开口形状与橡胶挤出口e对齐，其结果，流入口部a1的开口面积大于成形口部a2。
另一方面，在橡胶流路c中为了使橡胶顺利地从上述流入口部a1流动到成形口部a2，而在沿着橡胶挤出方向的纵截面和横截面中，各橡胶流路c的内壁面的轮廓线cs，用在与上述流入口部a1相交的后端点P1和与成形口部a2相交的前端点P2之间以直线状延伸的倾斜线来形成(例如参照专利文献1的图2)。在该图中，以相当于橡胶部件的厚度方向截面的橡胶流路c的纵截面为代表进行了表示。
专利文献1：日本特开2006-82277号公报
然而，在将上述轮廓线cs作成倾斜线的橡胶流路c中，由于橡胶流路c的内壁面与橡胶的摩擦阻碍了橡胶流动的顺畅，因此难以在成形口部a2的整个开口实现均匀的橡胶流动。其结果，例如在挤出截面为长方形的扁平的橡胶部件的情况下，如图14(A)所示会导致长边的平衡破坏而弯曲，或者如图14(B)、(C)所示，存在因长边的中央与端部的流速之差而造成两端缘形成波纹，或相反地在中央侧形成波纹等引起橡胶部件变形的倾向。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种橡胶挤出用管头，通过将橡胶流路的内壁面的轮廓线，用经过比上述倾斜线更靠橡胶流路的流路截面积增加的一侧(外侧)的位置的曲线来形成，能够减小与橡胶的摩擦造成的影响，使成形口部的整个开口的橡胶流动均匀化，从而能够防止挤出时橡胶部件的变形。
为了解决上述课题，本申请技术方案1的发明，是一种橡胶挤出用管头，具有：
流入口部，其供从橡胶挤出机挤出的橡胶流入；
成形口部，其将从该流入口部流入的橡胶成形为规定截面形状的橡胶部件并排出；以及
橡胶流路，其从上述流入口部朝向橡胶挤出方向的前方一边减小流路截面积一边延伸到成形口部，
该橡胶挤出用管头的特征在于，
在上述橡胶流路的沿着橡胶挤出方向的纵截面和/或横截面中，
在以连接与上述流入口部相交的后端点P1和与成形口部相交的前端点P2的直线为基准线时，上述橡胶流路的内壁面的轮廓线经过比该基准线更靠橡胶流路的截面积增加的一侧的位置、即外侧的位置。
另外，在技术方案2的发明中，其特征在于，上述成形口部具有截面形状不变部分，该截面形状不变部分具有与该成形口部的开口形状相同的截面形状，且在橡胶挤出方向上按照2～10mm的长度L1直线状延伸。
另外，在技术方案3的发明中，其特征在于，在上述橡胶流路的内壁面中，只有上述纵截面的轮廓线经过比上述基准线更靠橡胶流路的截面积增加的一侧的位置、即外侧的位置。
另外，在技术方案4的发明中，其特征在于，在上述橡胶流路的内壁面中，只有上述横截面的轮廓线经过比上述基准线更靠橡胶流路的截面积增加的一侧的位置、即外侧的位置。
另外，在技术方案5的发明中，其特征在于，在上述橡胶流路的内壁面中，上述纵截面和横截面的各轮廓线，分别经过比各上述基准线更靠橡胶流路的截面积增加的一侧的位置、即外侧的位置。
另外，在技术方案6的发明中，其特征在于，上述内壁面轮廓线，具有将上述前端点P2和后端点P1之间区分为前区域和后区域的区分点P3，而且
上述前区域的轮廓线，由在上述前端点P2和区分点P3之间以直线状延伸的前倾斜线部构成，并且上述后区域的轮廓线，由在上述区分点P3和后端点P1之间以直线状延伸的后倾斜线部构成，并且
上述前倾斜线部，将上述前端点P2与区分点P3之间的纵向距离M设为橡胶挤出方向的距离N以上。
另外，在技术方案7的发明中，其特征在于，上述内壁面的轮廓线，具有将上述前端点P2与后端点P1之间区分为前区域和后区域的区分点P3，而且
上述前区域的轮廓线，由在上述前端点P2和区分点P3之间以在橡胶流路侧具有中心的凸圆弧状延伸的前圆弧曲线部构成，并且上述后区域的轮廓线，由在上述区分点P3与后端点P1之间以直线状延伸的后倾斜线部构成，并且
上述前圆弧曲线部，将上述前端点P2与区分点P3之间的纵向距离M设为橡胶挤出方向的距离N以上。
另外，在技术方案8的发明中，其特征在于，上述内壁面的轮廓线，由从上述前端点P2一边使曲率半径增加一边以凸圆弧状平滑地延伸到后端点P1的圆弧状曲线构成。
本发明在橡胶流路的沿着橡胶挤出方向的纵截面和/或横截面中，在以连接橡胶流路的内壁面与流入口部的后端点P1和与成形口部相交的前端点P2的直线为基准线时，将上述内壁面的轮廓线用经过比上述基准线更靠橡胶流路的截面积增加的一侧的位置、即外侧的位置的曲线来形成。
由此，能够增加成形口部侧的流路截面积，能够抑制由内壁面与橡胶的摩擦对橡胶流动的影响。其结果，能够使成形口部的整个开口的橡胶流动均匀化，从而能够抑制挤出时的橡胶部件的变形。
附图说明
图1是表示本发明的橡胶挤出用管头的一个例子的剖视图。
图2是说明第一实施方式的橡胶挤出用管头的三面图。
图3是表示纵截面的橡胶流路的轮廓线的剖视图。
图4是表示纵截面的橡胶流路的轮廓线的另一个例子的剖视图。
图5是表示纵截面的橡胶流路的轮廓线的又一个例子的剖视图。
图6是说明第二实施方式的橡胶挤出用管头的三面图。
图7是表示横截面的橡胶流路的轮廓线的剖视图。
图8是表示横截面的橡胶流路的轮廓线的另一个例子的剖视图。
图9是表示横截面的橡胶流路的轮廓线的又一个例子的剖视图。
图10是说明第三实施方式的橡胶挤出用管头的三面图。
图11是例示被挤出成形的橡胶部件的立体图。
图12(A)～(C)是表示表1中管头的成形口部的开口形状的主视图。
图13是表示以往的橡胶挤出用管头的剖视图。
图14(A)～(C)是说明橡胶部件的变形状体的立体图。
图15是表1的A所使用的管头的四面图。
图16是表1的B所使用的管头的四面图。
图17是表1的C所使用的管头的三面图。
附图标号说明：1…橡胶挤出用管头；2…橡胶挤出机；3…流入口部；4…成形口部；4A…截面形状不变部分；5…橡胶流路；58…内壁面；15…前倾斜线部；16…后倾斜线部；17…前圆弧曲线部；20…倾斜线部；21…倾斜线部；22…圆弧曲线部；G…橡胶；G1…橡胶部件；J…基准线；Jx…基准线；Jy…基准线；K…轮廓线；Kx…轮廓线；Ky…轮廓线。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行详细地说明。
在图1中，本实施方式的橡胶挤出用管头1(以后，有时称为管头1)具有：流入口部3，其供由橡胶挤出机2挤出的橡胶G流入；成形口部4，其将流入的橡胶G成形为规定截面形状的橡胶部件G1并排出；以及橡胶流路5，其从上述流入口部3朝向橡胶挤出方向的前方延伸到成形口部4。
在本例中，如图11所示，例示出上述管头1成形并挤出厚度D1与宽度W1之比D1/W1、即扁平率较低的扁平的大致矩形截面形状(规定截面形状)的橡胶部件G1的情况。然而除此以外，例如也能够适用于圆形截面或正方形截面面等扁平率为1或者扁平率接近1的高扁平的截面形状的橡胶部件等。
接下来，上述橡胶挤出机2，在本例中是将螺旋轴7旋转自如地容纳在机筒6内的公知结构的螺旋式挤出机，将从设置于机筒6的后端侧的投入口(未图示)投入的橡胶G，随着上述螺旋轴7的旋转一边搅拌一边推进，并从在机筒6前端开口的排出口6A挤出。
另外，在本例中，在上述橡胶挤出机2的前端安装挤出头8，该挤出头8保持了预成形头9和管头1。该挤出头8具有拆装自由地安装在上述机筒6的前端的头主体8A，在该头主体8A内更换自由地保持有块状的预成形头9和管头1。
上述预成形头9具有预成形流路10，用于将从上述橡胶挤出机2挤出的截面圆形状的橡胶G，预成形为矩形截面并送出到管头1。如图2所示，作为该预成形流路10的后端的橡胶流入口10a的开口形状，被设定为与上述橡胶挤出机2的排出口6A实质上相等的圆形，并且作为预成形流路10的前端的橡胶排出口10b的开口形状，形成为上述橡胶流入口10a和管头1的成形口部4的中间尺寸的例如矩形状。另外，上述管头1的流入口部3形成为与上述预成形头9的橡胶排出口10b实际上相等的开口形状。
而且如上述图2所示，本发明的管头1具有如下特征：在橡胶流路5的沿着橡胶挤出方向的纵截面和/或横截面中，上述橡胶流路5的内壁面5S的轮廓线K，经过比下述中定义的基准线J更靠橡胶流路5的截面积增加的一侧、即外侧的位置。上述基准线J用将上述轮廓线K与上述流入口部3相交的后端点P1、和轮廓线K与上述成形口部4相交的前端点P2连接起来的直线来定义。其中，上述纵截面表示橡胶部件G1的厚度方向的截面，并且横截面表示橡胶部件G1的宽度方向的截面。
在此，在现有的管头中，橡胶流路的内壁面的轮廓线是沿着该基准线J形成的。与此相对，在上述管头1中，上述轮廓线K由经过比上述基准线J更靠外侧的的位置的曲线形成。通过设为这样的轮廓线K，能够使成形口部4侧的流路截面积增加。其结果，能够将由上述内壁面5S与橡胶的摩擦对橡胶流动的影响抑制到较低，通过实现橡胶流动的均匀化，能够抑制挤出后的橡胶部件的变形。
另外，在图2的第一实施方式中表示了以下情况，即：只有上述纵截面(在图2中作为B-B剖视图表示)中的橡胶流路5的内壁面5S的轮廓线Ky，经过比基准线Jy更靠外侧的位置，而横截面(在图2中作为A-A剖视图表示)中的橡胶流路5的内壁面5S的轮廓线Kx沿着基准线Jx形成的情况。这是因为，如上述图11所示，在比D1/W1非常小的且扁平的橡胶部件G1的情况下，所出现的橡胶流路5的上下内壁面5S与橡胶的摩擦影响较大，因此限制了该纵截面中的轮廓线Ky。
下面，进一步详细地说明上述纵截面中的轮廓线Ky。如图3所示，上述轮廓线Ky，使连接该轮廓线Ky与流入口部3相交的后端点P1y、和与成形口部4相交的前端点P2y的直线经过比基准线Jy更靠外侧的位置。此时，在将上述轮廓线Ky离开基准线Jy的分离距离T成为最大Tmax的最大分离点设为Qy时，该最大分离点Qy距离前端点P2y的橡胶挤出方向的距离La，优选为上述后端点P1y与前端点P2y之间的橡胶挤出方向的距离Lb的0.5倍以下，更优选为0.4倍以下，最优选为0.3倍以下。由此，由于在靠近成形口部4侧流路截面积增加，因此能够将因摩擦而对橡胶流动的影响抑制到较低。另外，出于该目的，上述最大分离距离Tmax优选为上述距离La的0.4倍以上，更优选为0.5倍以上。
另外作为这样的轮廓线Ky可以采用弯曲线。具体而言，轮廓线Ky具有将上述前端点P2y和后端点P1y之间区分为前区域R1和后区域R2的区分点P3y。作为该区分点P3y采用上述最大分离点Qy。然后，将前区域R1的轮廓线由从上述前端点P2y以直线状延伸到区分点P3y的前倾斜线部15形成，并且将后区域R2的轮廓线由从上述区分点P3y以直线状延伸到后端点P1y的后倾斜线部16形成。在这种情况下，上述前倾斜线部15优选为将上述前端点P2y和区分点P3y之间的纵向距离M，设为橡胶挤出方向的距离N(相当于上述距离La)以上。这样，通过设为M≥N，使流路截面积在靠近成形口部4侧增加，因此能够抑制因摩擦而对橡胶流动的影响。
另外，作为上述轮廓线Ky可以采用复合曲线。具体地说，如图4所示，轮廓线Ky具有将上述前端点P2y和后端点P1y之间区分为前区域R1和后区域R2的区分点P3y。作为该区分点P3y采用上述最大分离点Qy。而且，将前区域R1的轮廓线由从上述前端点P2y以在橡胶流路5侧具有中心的凸圆弧状延伸到区分点P3y的前圆弧曲线部17形成，并且将后区域R2的轮廓线由从上述区分点P3y以直线状延伸到后端点P1y的后倾斜线部16形成。在这种情况下，上述前圆孤曲线部17也优选将上述前端点P2y和区分点P3y之间的纵向距离M设为橡胶挤出方向的距离N以上。其中，前圆弧曲线部17和后倾斜线部16优选平滑地连结。
另外，作为上述轮廓线Ky可以采用圆弧状曲线。具体地说，如图5所示，轮廓线Ky由从上述前端点P2y朝向橡胶挤出方向后方一边使曲率半径增加一边以凸圆弧状平滑地延伸到后端点P1y的圆弧状曲线形成。作为这样的圆弧状曲线，例如，能够适宜地采用椭圆、抛物线、渐开线曲线等。然而，除此以外，也能够通过连结曲率半径不同的多个圆弧来形成圆弧状曲线。
另外，在上述管头1中，在上述成形口部4具有截面形状不变部分4A，其具有与该成形口部4的开口形状相同的截面形状，且在橡胶挤出方向上以2～10mm的长度L1以直线状延伸。该截面形状不变部分4A，在弥补因形成上述轮廓线Ky从基准线Jy向外侧分离的曲线所引起的成形口部4侧的耐压强度的降低、维持管头1的耐久性方面是优选的。
接着，在图6中例示了第二实施方式的管头1，该管头1的橡胶流路5的内壁面5S的、纵截面和横截面中的各轮廓线Ky、Kx，经过比各自的基准线Jy、Jx更靠外侧的位置。在该第二实施方式的管头1的情况下，不仅能够抑制橡胶流路5的上下内壁面5S与橡胶的摩擦而对橡胶流动的影响，而且能够抑制左右内壁面5S与橡胶的摩擦对橡胶流动的影响，因此能够进一步促进橡胶流动的均匀化。
上述纵截面中的轮廓线Ky与第一实施方式的轮廓线Ky同样，故省略其说明。另外，横截面中的轮廓线Kx也与第一实施方式的上述轮廓线Ky同样地可以采用弯曲线、复合曲线、圆弧状曲线。
在弯曲线的情况下，如图7所示，上述轮廓线Kx，由区分点P3x将前端点P2x与后端点P1x之间区分为前区域R1和后区域R2，并由从上述前端点P2x以直线状延伸到区分点P3x的前倾斜线部20来形成上述前区域R1的轮廓线，并且由从上述区分点P3x以直线状延伸到后端点P1x的后倾斜线部21来形成后区域R2的轮廓线。其中，作为区分点P3x采用轮廓线Kx最远离基准线Jx的最大分离点Qx。在这种情况下，上述前端点P2x与区分点P3x之间的横向距离V，优选为橡胶挤出方向的距离W(相当于上述距离La)以上。这样，通过设为V≥W，从而能够使流路截面积在靠近成形口部4侧增加，能够抑制因摩擦而对橡胶流动的影响。其中，纵截面中的上述最大分离点Qy的挤出方向的距离N、和横截面中的上述最大分离点Qx的挤出方向的距离W被设定为相等。
另外，在复合曲线的情况下，如图8所示，代替上述前倾斜线部20，而用从上述前端点P2x以在橡胶流路5侧具有中心的凸圆弧状延伸到区分点P3x的前圆弧曲线部22来形成前区域R1的轮廓线。在这种情况下，也将上述前端点P2x与区分点P3x之间的纵向距离V设为橡胶挤出方向的距离W以上，这在能够抑制摩擦对橡胶流动的影响方面是优选的。其中，前圆弧曲线部22和后倾斜线部21优选平滑地连结。
另外，在圆弧状曲线的情况下，如图9所示，轮廓线Kx用从上述前端点P2x朝向橡胶挤出方向后方一边使曲率半径增加一边以凸圆弧状平滑地延伸到后端点P1x的圆弧状曲线形成。作为上述圆弧状曲线，例如适用椭圆、抛物线、渐开线曲线等，但除此以外也可以采用连结了曲率半径不同的多个圆弧等的曲线。
另外，图10中表示第三实施方式的管头1。在该第三实施方式中表示了以下情况：上述橡胶流路5的内壁面5S只有上述横截面中的轮廓线Kx经过比上述基准线Jx更靠外侧的位置，而纵截面中的橡胶流路5的内壁面5S的轮廓线Ky沿着基准线Jy形成。这样的管头1，可适宜地采用在橡胶部件G1的截面形状例如为圆形或正方形等扁平率为1的截面形状，或者扁平率接近1的高扁平率的截面形状，甚至是扁平率超过1的纵长截面形状的橡胶部件等中。
其中，轮廓线Kx与第二实施方式的轮廓线Kx相同，故省略其说明。
以上，虽然对本发明的特别优选实施方式进行了详述，然而本发明不限于图示实施方式，还能够变形为各种方式来实施。
实施例
为了确认本发明的效果，基于表1的规格试制了具有本发明的构造的管头，并且将各管头安装于图1所示的螺旋式橡胶挤出机，对橡胶部件进行挤出成形。各管头的成形口部以及流入口部的开口形状、尺寸，表示于图15～17。
而且，将使用各管头对橡胶部件挤出成形后的挤出状态、以及将橡胶部件以与挤出方向成直角地切下后的切面的状态，与使用现有构造的管头的情况(以往例的情况)进行了比较。
(1)在挤出状态中，按照以下三个阶段来进行评价。
○———没有变形。
△———稍有变形但没问题。
×———变形大且有问题。
其中，括号内表示对挤出状况的简评。
※1——挤出后，没有弯痕且稳定。
※2——当提高挤出速度时在中央部有产生皱褶的倾向。
※3——在中央部产生皱褶。(图14(C))
※4——挤出后，没有弯痕且稳定。
(2)在切面的状态下，按照以下三个阶段来进行评价。
其中，实施例B1、以往例B由于橡胶部件过薄而无法确认切面的变形状态，
以往例A，挤出状态较差，无法进行切面的评价。
○———没有变形。
△———稍有变形但没有问题。
×———变形大且有问题。
其中，括号内表示对切面状况的简评。
※5——中央成为膨胀倾向，冲压成形时不易产生剥落(bareness)(凹陷部分)。
※6——中央凹陷，在冲压成形时产生由剥落(凹陷部分)引起的不良。
表1
Figure BPA00001392610400121
实施例的管头确认了能够抑制由橡胶流路的内壁面与橡胶摩擦对橡胶流动的影响，能够抑制挤出时橡胶部件的变形。

Claims (8)

1.一种橡胶挤出用管头，
具有：
流入口部，其供从橡胶挤出机挤出的橡胶流入；
成形口部，其将从该流入口部流入的橡胶成形为规定截面形状的橡胶部件并排出；以及
橡胶流路，其从上述流入口部朝向橡胶挤出方向的前方一边减小流路截面积一边延伸到成形口部，
该橡胶挤出用管头的特征在于，
在上述橡胶流路的沿着橡胶挤出方向的纵截面和/或横截面中，
在以连接与上述流入口部相交的后端点(P1)和与成形口部相交的前端点(P2)的直线为基准线时，上述橡胶流路的内壁面的轮廓线经过比该基准线更靠橡胶流路的截面积增加的一侧的位置、即外侧的位置。
2.根据权利要求1所述的橡胶挤出用管头，其特征在于，
上述成形口部具有截面形状不变部分，该截面形状不变部分具有与该成形口部的开口形状相同的截面形状，且在橡胶挤出方向上按照2～10mm的长度(L1)以直线状延伸。
3.根据权利要求1或2所述的橡胶挤出用管头，其特征在于，
在上述橡胶流路的内壁面中，只有上述纵截面的轮廓线经过比上述基准线更靠橡胶流路的截面积增加的一侧的位置、即外侧的位置。
4.根据权利要求1或2所述的橡胶挤出用管头，其特征在于，
在上述橡胶流路的内壁面中，只有上述横截面的轮廓线经过比上述基准线更靠橡胶流路的截面积增加的一侧的位置、即外侧的位置。
5.根据权利要求1或2所述的橡胶挤出用管头，其特征在于，
在上述橡胶流路的内壁面中，上述纵截面和横截面的各轮廓线，分别经过比各上述基准线更靠橡胶流路的截面积增加的一侧的位置、即外侧的位置。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的橡胶挤出用管头，其特征在于，
上述内壁面轮廓线，具有将上述前端点(P2)和后端点(P1)之间区分为前区域和后区域的区分点(P3)，而且
上述前区域的轮廓线，由在上述前端点(P2)和区分点(P3)之间以直线状延伸的前倾斜线部构成，并且上述后区域的轮廓线，由在上述区分点(P3)和后端点(P1)之间以直线状延伸的后倾斜线部构成，并且
上述前倾斜线部，将上述前端点(P2)与区分点(P3)之间的纵向距离(M)设为橡胶挤出方向的距离(N)以上。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的橡胶挤出用管头，其特征在于，
上述内壁面的轮廓线，具有将上述前端点(P2)与后端点(P1)之间区分为前区域和后区域的区分点(P3)，而且
上述前区域的轮廓线，由在上述前端点(P2)和区分点(P3)之间以在橡胶流路侧具有中心的凸圆弧状延伸的前圆弧曲线部构成，并且上述后区域的轮廓线，由在上述区分点(P3)与后端点(P1)之间以直线状延伸的后倾斜线部构成，并且
上述前圆弧曲线部，将上述前端点(P2)与区分点(P3)之间的纵向距离(M)设为橡胶挤出方向的距离(N)以上。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的橡胶挤出用管头，其特征在于，
上述内壁面的轮廓线，由从上述前端点(P2)一边使曲率半径增加一边以凸圆弧状平滑地延伸到后端点(P1)的圆弧状曲线构成。
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