CN102729226B - 塑料体和用于制造塑料体的加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种塑料体和一种用于制造塑料体的加工设备。塑料体在中间的区域中构造为管状的空心体(52)。管状的空心体(52)在两个端部(55，56)处相应由闭合的实心体(53，63)封闭。在管状的空心体(52)的第一端(55)处布置有排挤体(16，40，41，42)，其布置在从空心体(52)向第一实心体(53)的过渡处。在管状的空心体的第二端(56)处构造有空腔，其在管状的空心体(52)与第二实心体(63)之间延伸。对于用于以注塑方法制造至少部分地管状的塑料体的加工设备设置成，腔(54)具有带有第一端(68)和第二端(69)的长形的构型，且喷嘴(22)布置在腔(54)的端部(68，69)之间。

Description

塑料体和用于制造塑料体的加工设备
技术领域
本发明涉及一种塑料体(Kunststoffkoerper)和一种用于制造塑料体的加工设备。
背景技术
由文件US5,948,343已知一种空心体和一种用于制造空心体的方法，在其中通过注塑模(Spritzgussform)推压作为排挤体(Verdraengungskoerper)的球。该球在装入熔融物期间保持在注塑模中且在塑料体的相对的端部处与所排挤的熔融物一起离开到副腔(Nebenkavitaet)中。由此，塑料体在其端部处具有较大的开口，其直径对应于塑料体的内径。
也已知让排挤体保留在塑料体中，从而可避免较大的离开口。
发明内容
本发明目的在于说明一种塑料体，其具有较小的重量、较高的稳定性和较高的尺寸稳定性。本发明的另一目的在于说明一种用于制造带有较小的重量、较高的稳定性和较高的尺寸稳定性的塑料体的加工设备。
该目的通过一种根据本发明的塑料体来实现。在加工设备方面，该目的通过一种根据本发明的加工设备来实现。
通过使塑料体在其中间的区域中构造为管状的空心体，在较小的重量下得到较高的稳定性。通过使在管状的空心体的端部处的排挤体布置在至第一实心体的过渡处，排挤体即保留在塑料体中，可避免用于排挤体的较大的离开口，从而可制造塑料体的在很大程度上闭合的外表面且作为唯一的开口必须保留用于喷嘴(Injektorduese)的开口。在此，管状的空心体有利地以发射物喷射(Projektilinjektion)方法来制造，在其中，排挤体即由流体推动通过中间的区域。而构造在管状的空心体的第二端处的空腔不由排挤体制造，而是仅由流体制造。由此可避免塑料在管状的空心体的第二端处的落入。空腔在制造时通过流体压力的相应长的保持来产生。空腔相应不以发射物内压方法、而是以流体内压方法来制造。通过塑料体的两个以不同的方式制造的截段的组合可产生塑料体的较小的重量。同时，中间的区域可被这样布置，使得在制造时对于排挤体不产生太强的偏转和方向变化。可这样选择喷嘴伸到塑料体中的位置，使得该开口例如通过定位(这样使得其被其它的构件覆盖或可被用作固定开口)不干扰。
管状的空心体在其内壁处有利地具有非常小的粗糙度。最大的轮廓高度(即在轮廓峰与轮廓谷的线之间的间距)有利地小于0.1mm。壁厚是非常小的。在空心体的区域中，最大的轮廓高度大多倍且尤其多于0.3mm、尤其多于0.5mm。在该区域中的壁厚为管状的空心体的壁厚的多倍、有利地大约2.5倍至大约5倍。
设置成，排挤体具有用于喷嘴的插装截段(Aufsteckabschnitt)的开口。由此，排挤体在制造中在引入熔融物之前可被安放到喷嘴上。由此，在制造时产生的到塑料体内部中的开口可被保持得较小。管状的空心体尤其在一端处闭合而在另一端处直到由喷嘴形成的开口上闭合。在此，在排挤体中的开口尤其是锥状的，使得排挤体可被固定地插接到喷嘴上。
排挤体的构型受塑料体的壁厚的变动影响。为了实现壁厚的尽可能小的变动且由此使较小的壁厚成为可能，设置成，排挤体具有柱形的截段和逐渐变细的截段，其中，逐渐变细的截段伸到实心体中。在此，柱形的截段尤其形成塑料体在其中直地延伸的截段，而逐渐变细的截段形成塑料体的弯曲部。有利地，逐渐变细的截段构造为抛物面或为由弓形(Kreissegment)构成的旋转体。排挤体的高度与在柱形的截段中的直径的比例有利地为大约0.6至大约2。高度与直径的大约1.25的比例证实为特别有利的。柱形的截段有利地较窄地来构造。柱形的截段的高度关于在柱形的截段中的直径有利地为大约0.1至大约0.3。在此，柱形的截段的直径对应于逐渐变细的截段的最大的直径。
为了在刚度较高的情况下实现排挤体的较小的重量，有利地设置成，排挤体在限制空心体的侧面处具有至少一个加强肋。设置成，塑料体具有喷射器口。喷射器口的直径与排挤体的直径的比例有利地小于大约0.7、尤其小于大约0.5、有利地小于大约0.3。由此，在塑料体的重量较小的情况下得到塑料体的外观和人体工程学由于喷射器口的较小的损害。
保留在塑料体中的排挤体有利地被用于构造从空心体至第一实心体的逐渐的刚度过渡。经由排挤体的材料和构型可调整该刚度过渡。有利地，塑料体在排挤体的区域中的强度小于在第一实心体的区域中而大于空心体的强度。由此在从空心体至实心体的过渡中避免较大的刚度跳跃。为了得到较小的重量，设置成，实心体的总长度小于管状的空心体的长度的50%。塑料体尤其是用于便携式手操纵式工作器械的操作管(Griffrohr)。
对于加工设备设置成，喷嘴具有用于排挤体的插装截段。由此，排挤体可被布置在腔中，使得排挤体穿过塑料体的外壁的侵入在注塑过程期间不是必要的。在塑料体中所需要的开口仅通过喷嘴的外径来限制，其可选择得明显小于排挤体的外径。较小的开口在设计自由度的较小的限制的情况下使塑料体利用气体喷射的制造成为可能。如果塑料体是操作管，则较小的开口在没有操作管在该区域中的到人体工程学处的限制的情况下使利用气体喷射的制造成为可能。在此，腔具有带有第一端和第二端的长形的构型。在此，长形的构型表征了带有第一和第二端的设计，腔在它们之间延伸。在此，腔可以是盘绕的且具有不同的横截面。在此，喷嘴布置在腔的端部之间。由此可实现喷嘴的可变的定位。同时，从喷嘴在朝向一个端部的方向上可以以喷射物内压方法制造管状的空心体而在朝向另一端部的方向上以流体内压方法制造空腔。由此避免塑料体到其端部区域处的落入，并且在稳定性较高的情况下达到较小的重量。
有利地，插装截段的最大的直径与排挤体的直径的比例小于大约0.7、尤其小于大约0.5、有利地小于0.3。插装截段在塑料体中塑造的开口由此明显小于在塑料体的管状的空心体中的自由的横截面。
为了保证排挤体在喷嘴处的可靠的固定，设置成，插装截段锥状地构造。因此可平衡排挤体的制造公差。插装截段有利地相对长地且薄地构造。在此，插装截段有利地同时是喷嘴的截段，其穿过塑料体的壁伸到处于内部的空腔中。
喷嘴有利地还在其最大的直径上相对小地构造。塑料体在其管状的区域中的外径与喷嘴的最大的直径的比例有利地大于大约1.3、尤其大于大约2、有利地大于大约3。由此，喷嘴在塑料体的外壁中留下的凹部相对较小。
为了避免排挤体可通过浇口(Anguss)从腔中离开，设置成，浇口的直径小于排挤体的直径。有利地，加工设备具有副腔，其经由隔断元件可与腔分离。多多余的熔融物可通过排挤体被推出到副腔中。有利地，排挤体保留在腔中并且在塑料体中。为了避免排挤体可离开到副腔中，设置成，腔与副腔的连接开口具有小于排挤体的直径的直径。有利地，熔融物和流体从腔的相对侧被填入腔中。由此也避免排挤体的滑动。排挤体被熔融物压到喷嘴上。
附图说明
接下来根据附图阐述本发明的实施例。其中：
图1显示了机动锯的示意性的侧视图，
图2显示了机动锯的操作管的示意性的图示，
图3显示了用于制造操作管的加工设备的示意性的图示，
图4显示了喷嘴的侧视图，
图5至图7显示了说明加工过程的示意性的剖面图，
图8显示了排挤体在通过操作管时的示意性的图示，
图9显示了根据排挤体的偏转角度示出壁厚的图表，
图10显示了排挤体的实施形式的示意性的图示，
图11显示了图2的排挤体的透视性的图示，
图12显示了图11的排挤体的侧视图，
图13显示了沿着图12中的线XIII-XIII的剖面图，
图14显示了在管状的空心体的区域中穿过操作管的示意性的剖面图，
图15显示了在空腔的区域中穿过操作管的示意性的剖面图，
图16显示了示出在空腔的区域中内壁的轮廓高度的图表，以及
图17显示了示出在管状的空心体的区域中内壁的轮廓高度的图表。
具体实施形式
图1作为用于手操纵式工作器械的实施例示出机动锯1。机动锯1具有壳体2，在其中布置有驱动马达3。驱动马达3有利地构造为内燃机。机动锯1具有导轨4，在其处布置有由驱动马达3驱动的锯链(Saegekette)5。在壳体2处经由抗振元件8固定有后部的把手6和操作管7。操作管7构造为弯把手(Buegelgriff)。相应的弯把手也应用在其它的手操纵式工作器械中，例如在切割机等中。
图2详细地显示了操作管7的构造。操作管7具有第一端部区域9，在其处构造有第一固定截段11。固定截段11用于将操作管7固定在操作框架处。为了固定抗振元件8设置有螺纹接头15。操作管7具有带有第二固定截段12的第二端部区域10。此外，在第二端10的区域中布置有用于缓冲器的止挡接头14和用于抗振元件8的容纳部13。操作管7具有中间的区域，其构造为管状的空心体52。管状的空心体52具有邻近于第二端部区域10的第一端55和邻近于第一端部区域9布置的第二端56。在第一端55处，管状的空心体52由第一实心体53封闭。第一实心体53具有在操作管7的纵向上测得的长度o。管状的空心体52具有在纵向上测得的长度q。容纳部13和止挡接头14联接到第一实心体53处。在该区域中，操作管7具有大量用于加强的肋65。在从空心体52至实心体53的过渡处，在操作管7的内部中的排挤体16布置在空心体52的第一端55处且固定地保持在操作管7的外部材料中。排挤体16在图2中示意性地绘出且从外面不可见。邻近于空心体52的第二端56，操作管7具有喷射器口59，其将空心体52的内部与环境相连接。喷射器口59具有最小的直径l。喷射器口59的直径l与排挤体16的直径d(图5)的比例有利地小于0.7、尤其小于0.5。
在管状的空心体52的第二端56处联接有空腔62。在空腔62的区域中，操作管7的内壁非常粗糙，如接下来还将详细描述的那样。空腔62和由此还有空心体52在该端部处由第二实心体63封闭。第二实心体63具有在操作管7的纵向上测得的长度p。固定截段11联接在其处，其同样具有用于加强的肋65。
为了达到操作管7的较小的重量设置成，实心体53和63的长度o和p的总长度小于管状的空心体52的长度q的50%。有利地，长度o和p的总和小于长度q的30%。实心体53和63可非常短地构造且仅用于封闭空心体52和空腔62。
图3示意性地显示了用于制造操作管7的加工设备57。加工设备57具有注塑模17，在其中构造有腔54和副腔20。注塑模17具有隔断元件21，副腔20与腔54可利用其相连接或可由其分开。腔54具有第一端68(操作管7的第二端部区域10邻接于其成型)以及第二端69(操作管7的第一端部区域9邻接于其成型)。为了供给塑料熔融物设置有熔融物输送器19，其以浇口18通到腔54中。浇口18邻近于第一端68布置。邻近于第一端68，副腔20也联接到腔54处。在图3中所显示的构型中，隔断元件21在操作管7的纵向上布置在腔54的第二端69与浇口18之间。
与第二端69相间隔，喷嘴22以锥形的插装截段31伸到腔54中。插装截段31具有最大直径f(也参见图4)。排挤体16(其在该位置中以16’标明)可插装到插装截段31上。喷嘴22联接到流体接口27处，流体(即气体或液体)、有利地气体、尤其氮气经由其可被供给到腔54中。利用16’’标明排挤体16的中间的位置而以16标明排挤体16在操作管7中的最终位置。
喷嘴22具有最大直径e，也如在图4中所示。喷嘴22的最大直径e明显小于操作管7的在图5中所示的直径a。操作管7的直径a与喷嘴的直径e的比例有利地大于大约1.3、尤其大于大约2、尤其大于大约3。喷嘴22的最大外径有利地尽可能小地实施，以便将在操作管7的外侧处的凹部(其由喷嘴塑造)保持得尽可能小。插装截段31的外径f有利地也尽可能小地选择。直径f有利地小于10mm。直径f与排挤体16的直径d的比例有利地小于大约0.7、尤其小于大约0.5。
图5至7说明了在制造操作管7时的工艺流程。首先，如在图5中通过箭头25所示，熔融物经由浇口18被从第一端68供给至第二端69。在填入熔融物之前且尤其在关闭注塑模17之前排挤体16被插装到喷嘴22的插装截段31上并且在熔融物供给开始时已在喷嘴22上固定地保持在腔54中。熔融物输送器19包括用于输送熔融物的螺杆24。浇口18具有直径k，其小于排挤体16的直径d。直径d小于操作管7的直径a。在熔融物填入腔54中时，隔断元件21(如图5所示)关闭且副腔20不与腔54相连接。
在整个腔54被填以熔融物之后，浇口18由滑块51(图6)封闭。同时，隔断元件21打开且将腔54与副腔20相连接。如图6所示，隔断元件21开启连接开口58，其直径i同样小于排挤体16的直径d。在滑块51被关闭且隔断元件21被打开之后，流体经由喷嘴22来供给。流体将在其前的排挤体16挤压通过腔54。这通过箭头26说明。因为排挤体16的直径d小于腔54的内径a(其对应于操作管7的外径)，所以在腔54的壁处保留有壁36，其在脱模之后形成操作管7的壁。来自腔54的熔融物被排挤体16挤压到副腔20中。如图7所示，排挤体16被挤压直到隔断元件21的区域中。此处，排挤体16保留在操作管7中。如图6和7所示，流体不仅在朝向第一端68的方向上而且从喷嘴22出来也在朝向第二端69的方向上流动。因为在朝向第二端69的方向上没有排挤体被推动，所以这里产生不规则的壁厚和壁结构。在该区域中流动的流体构造空腔62，如在图7中所示。
如图8所示，排挤体16具有柱形的截段43和联接到其处的逐渐变细的截段44。排挤体16在操作管7的弯曲部中示出。排挤体16布置在管状的空心体52的内部中。操作管7的壁36具有壁厚b。壁36的内表面在其内侧处以内径r1而在其外侧处以外径r2延伸。柱形的截段43环形地接触壁36且因此形成管状的空心体52的内腔。排挤体16具有纵向中轴线49，其相对于到空心体52的内壁处的切线50倾斜角度α。
图9以曲线48显示了壁厚b与角度α之间的关系。在第一角度范围38中，壁厚在很大程度上是恒定的。在该角度范围中，柱形的截段43形成内轮廓。在更大的转角α(即在第二角度范围39中)中，逐渐变细的截段44与内轮廓相接合且形成内轮廓。由于排挤体16的更大的倾斜位置，壁厚b随着转角α增加而减小。
图10显示了用于排挤体16、40、41和42的不同的设计变体。所有排挤体16、40、41和42具有柱形的截段43(其具有高度z)、以及最大的直径d和开口23，其朝向柱形的截段43打开且其锥状地构造。这对于排挤体42为了说明而强烈夸大地示出。利用开口23，排挤体16、40、41、42被插装到喷嘴22上。在柱形的截段43处联接有不同的、逐渐变细的截段44、45、46和47。截段44、45和46相应构造为抛物面，即为在抛物曲线旋转时得到的旋转体。排挤体16具有高度h3，其大约对应于直径d。在该构型中得到非常有利的剩余壁厚。排挤体40具有高度h2，其为直径d的1.25倍。排挤体41具有高度h1，其对应于直径d的1.5倍。随着高度h与直径d的比例增加，可形成的最小半径减小。逐渐变细的截段47通过带有半径c的弓形的旋转来形成。排挤体42的高度h4为直径d的0.8倍至0.9倍。
排挤体16、40、41、42的高度与柱形的截段43的直径d的比例有利地为大约0.6至大约2。柱形的截段的高度z与在柱形的截段中的直径d的比例有利地为大约0.1至大约0.3。
通过排挤体16、40、41、42的在图10中所示的轮廓构型，操作管7的刚度也可被匹配于从空心体52至实心体53的过渡。操作管7在排挤体16、40、41、42的区域中的刚度有利地处于空心体的刚度与实心体的刚度之间。由此避免操作管7的跳跃性的刚度过渡，且稳定性被提高。跳跃性的刚度过渡还可能导致动力学的加速度特征值的恶化。这通过所提出的构型来避免。
图11至13详细地显示了排挤体16。从它的平的下侧起，排挤体16在中间具有开口23，其如图13所示略微锥状地构造且朝向排挤体16的截平的尖部70的方向行进。此外，排挤体16具有外罩71，其经由加强肋64与围绕开口23的区域相连接。径向上在开口23与外罩71之间布置有四个凹部72，其由加强肋64相互分开。由于加强肋64，得到排挤体16的较小的重量和较高的稳定性。排挤体16由于凹部72可良好地以注塑方法来制造，因为材料聚集因此被避免。由此可保证外罩71的光滑的外轮廓。
图14和15显示了穿过操作管7的横截面。图14显示了在管状的空心体52的区域中的横截面。如图14所示，壁36的厚度是相对恒定的。在该区域中，操作管7利用排挤体16来制造。
图15显示了在空腔62的区域中穿过操作管7的剖面。在该区域中，操作管7在无排挤体的情况下仅通过将流体引入腔的内部中、即以流体内压方法来形成。产生的内轮廓37是非常粗糙且不均匀的，使得在壁厚上产生非常大的波动宽度。
图16作为线66显示了壁厚的波动。轮廓高度m(即在最高的轮廓峰与最低的轮廓谷之间的间距)大于0.5mm。在该实施例中，轮廓高度m大于0.6mm。
图17作为线67显示了管状的空心体52的轮廓。轮廓高度n此处非常小且小于0.1mm。通过在管状的空心体52的区域中非常光滑的内壁，壁厚可非常小地构造。在空腔62的区域中，壁厚必须选择得更大，以便可靠地避免不允许地小的壁厚。在该实施例中，在空腔62的区域中的壁厚为大约5mm至大约6.5mm。操作管7在管状的空心体52的区域中的壁厚小于2mm。

Claims (22)

1.一种塑料体，其在中间的区域中构造为管状的空心体(52)，其中，所述管状的空心体(52)在第一端(55)处由闭合的第一实心体(53)而在第二端(56)处由闭合的第二实心体(63)封闭，其中，在所述管状的空心体(52)的第一端(55)处布置有排挤体(16,40,41,42)，其布置在从所述空心体(52)向所述第一实心体(53)的过渡处，其中，在所述管状的空心体(52)的第二端(56)处构造有空腔，其在所述管状的空心体(52)与所述第二实心体(63)之间延伸，且其中，所述塑料体具有喷射器口(59)，其布置在所述管状的空心体(52)与所述空腔(62)之间。
2.根据权利要求1所述的塑料体，其特征在于，所述排挤体(16,40,41,42)具有用于喷嘴(22)的插装截段(31)的开口(23)。
3.根据权利要求2所述的塑料体，其特征在于，所述排挤体(16,40,41,42)具有柱形的截段(43)和逐渐变细的截段(44,45,46,47)，其中，所述逐渐变细的截段(44,45,46,47)伸到所述第一实心体(53)中。
4.根据权利要求3所述的塑料体，其特征在于，所述排挤体(16,40,41)的逐渐变细的截段(44,45,46)构造为抛物面。
5.根据权利要求3所述的塑料体，其特征在于，所述排挤体(42)的逐渐变细的截段(47)是由弓形构成的旋转体。
6.根据权利要求3所述的塑料体，其特征在于，所述排挤体(16,40,41,42)的高度(h1,h2,h3,h4)与所述排挤体(16,40,41,42)的柱形的截段(43)的直径(d)的比例为0.6至2。
7.根据权利要求3所述的塑料体，其特征在于，所述柱形的截段(43)的高度(z)与在所述柱形的截段中的直径(d)的比例为大约0.1至大约0.3。
8.根据权利要求1所述的塑料体，其特征在于，所述排挤体(16,40,41,42)在限制所述空心体(52)的侧面处具有至少一个加强肋(64)。
9.根据权利要求1所述的塑料体，其特征在于，所述喷射器口(59)是所述空心体(52)向外的唯一连接，其中，所述喷射器口(59)的直径(l)与所述排挤体(16,40,41,42)的直径(d)的比例小于0.7。
10.根据权利要求9所述的塑料体，其特征在于，所述排挤体(16,40,41,42)在中间从它的平的下侧起具有用于喷嘴(22)的插装截段(31)的开口(23)。
11.根据权利要求10所述的塑料体，其特征在于，所述开口(23)略微锥状地来构造且朝向所述排挤体(16,40,41,42)的截平的尖部(70)的方向行进。
12.根据权利要求10所述的塑料体，其特征在于，所述排挤体(16,40,41,42)具有外罩(71)，其经由加强肋(64)与围绕所述开口(23)的区域相连接。
13.根据权利要求1所述的塑料体，其特征在于，所述塑料体在所述排挤体(16,40,41,42)的区域中的强度小于所述第一实心体(53)的强度而大于所述空心体(52)的强度。
14.根据权利要求1所述的塑料体，其特征在于，所述第一实心体(53)和所述第二实心体(63)的总长度小于所述管状的空心体(52)的长度(q)的50%。
15.根据权利要求1所述的塑料体，其特征在于，所述塑料体是用于便携式手操纵式工作器械的操作管(7)。
16.一种用于以注塑方法制造至少部分地管状的塑料体的加工设备，其带有注塑模(17)，所述注塑模(17)限制腔(54)且其具有用于供给塑料熔融物的浇口(18)和用于引入流体的喷嘴(22)，其中，所述喷嘴(22)具有用于排挤体(16,40,41,42)的插装截段(31)，其特征在于，所述腔(54)具有带有第一端(68)和第二端(69)的长形的构型且所述喷嘴(22)布置在所述腔(54)的端部(68,69)之间。
17.根据权利要求16所述的加工设备，其特征在于，所述插装截段(31)的最大的直径(f)与所述排挤体(16,40,41,42)的直径(d)的比例小于0.7。
18.根据权利要求16所述的加工设备，其特征在于，所述插装截段(31)锥状地构造。
19.根据权利要求16所述的加工设备，其特征在于，所述塑料体在它的管状的区域中的外径(a)与所述喷嘴(22)的最大的直径(e)的比例大于1.3。
20.根据权利要求16所述的加工设备，其特征在于，所述浇口(18)的直径(k)小于所述排挤体(16,40,41,42)的直径(d)。
21.根据权利要求16所述的加工设备，其特征在于，所述加工设备(57)具有副腔(20)，其经由隔断元件(21)能够与所述腔(54)分离。
22.根据权利要求21所述的加工设备，其特征在于，腔(54)和副腔(20)的连接开口(58)具有直径(i)，其小于所述排挤体(16,40,41,42)的直径(d)。
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