CN103140340A - 由塑料制造环形的承受拉负荷或压负荷的模塑件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在使用具有主型腔(42)的注塑模具(2)的情况下由塑料制造环形的、承受拉负荷或压负荷的模塑件(12)的方法，其中在所述注塑模具(2)中附加于所述主型腔(42)设有至少一个附加型腔(46)，其中所述至少一个附加型腔(46)通过连接通道(47)与所述主型腔(42)连接。以塑料熔体填充所述主型腔(42)，从而在所述主型腔(42)中在所述至少一个附加型腔(46)与主型腔(42)之间的连接通道(47)附近形成接缝(40)，其中设计所述连接通道(47)的横截面的尺寸，使得在填充所述主型腔(42)时没有塑料熔体流入到所述附加型腔(46)中。提高填充压力，直到塑料熔体流入到所述附加型腔(46)中；其中穿流在填充所述主型腔(42)时产生的接缝(40)。然后打开所述注塑模具(2)并且取出所述模塑件(12)。

Description

由塑料制造环形的承受拉负荷或压负荷的模塑件的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于由塑料制造环形的、承受拉负荷或压负荷的模塑件的方法以及一种根据权利要求8的前序部分所述的用于处于压力之下的流体的安装件。
背景技术：
文件DE 10 2005 042 579A1、DE 37 32 703A1和DE 37 40 531A1示出复式水表，其外壳具有上开口，穿过所述开口能够装入和取出测量技术的内装组件。通过压力盖实现压力密封地封闭所述上开口，所述压力盖借助紧固螺丝与外壳可拆卸地连接。考虑到耐压强度压力盖由金属制成。测量机构处在压力盖上。如果压力盖是无磁性地制造的，例如由黄铜制成，则涡轮的转动借助永久磁铁传递给测量机构。
多年以来出于各种不同的原因一直在尝试，与饮用水接触的安装件不再由金属、尤其不再由黄铜制造，而是由塑料制造。但是塑料有一些特性，其有必要针对这种应用做特别的调适。一方面塑料明显不如金属稳定。此外塑料在持续压力或持续拉力的作用下容易出现屈服。此外，水会扩散到塑料中并且额外地降低其强度。如果由于提高了的强度要求必须用玻璃纤维或陶瓷纤维强化塑料，则由此会给浇注过程造成困难。
最后发现，注入到注塑模具中的塑料熔体的分布的类型和方式和所谓的接缝所处的位置对成品的模塑件的强度起决定性的作用。接缝不幸落在其附近的注塑部分具有明显降低的强度值。这是不令人满意的。
当注入到注塑模具中的塑料的冷却了的流动前沿相遇并由此不能充分地材料熔合地连接时，产生接缝。如果塑料熔体在填充过程中环绕例如型芯流动，则所述熔体在型芯表面冷却，这导致大幅削弱接缝。
技术上已知一些改善接缝质量的方法。
第一种方法基于有针对性地加热流动前沿。如此可以例如加热由塑料熔体环绕流动的型芯，以减少或避免熔体的冷却。此外已知，在填充的时刻在接缝的区域中短时间地加热工具表面。借此软化流动前沿并且实现在流动前沿的区域中材料的更好的充分混合。但是由此延长了循环时间。
对于经由多个浇口同时浇注的模制件来说，接缝是不能避免的，因为不同的熔体流在流动通路端部上相遇。通过使用所谓的级联式注塑在填充阶段的开始仅经由一个浇口喷嘴填充型腔。如果熔体前沿漫过下一个区段，则打开下一个喷嘴并把新的熔体注入到已有的熔体流中。如此可以在多个喷嘴中桥接大的流动通路，而没有冷却的流动前沿相遇。但是必须很麻烦地控制浇口喷嘴并且延长了循环时间。
改善级联式注塑可以通过使用相应控制的热通道喷嘴实现。为此首先经由所有喷嘴填充型腔。在快要完全填满之前或在保压阶段中，剩余的型腔仅由一个喷嘴填充。这引起了对喷嘴间的接缝区域的穿流。在此也必须很麻烦地控制浇口喷嘴。
另一个改善模制件的接缝质量的已知的方案是所谓的推挽式注塑(Gegentakt-Spritzgiessen)。在此型腔经由两个可以相互不同地控制的浇注机组填充。在通过两个机组填充后，一个机组的蜗杆回缩，而另一个机组继续浇注。由此移动接缝的还是液态的芯部。因为对于这种方案需要多个具有相应地控制的浇注机组，因此这种方法很费事。
在所有的情况中尝试穿流接缝以改善其机械性能。在此在流动前沿相遇后，移动接缝的塑性芯部。在横截面中通常平面延伸的接缝由此变成抛物线形并且类似于键槽连接。最好但也最麻烦的是，这通过上述方法实现，即级联式注塑和推挽式注塑实现，但是这些方法很费事。
发明内容：
本发明的任务是，提供一种用于在使用具有主型腔(模制件在该主型腔中成型)和至少一个型芯的注塑模具的情况下制造模制件的方法。
该任务通过具有权利要求1所述的特征的方法解决。
本发明基于实现穿流接缝，其方式为在特别关键的位置提供塑料熔体可以流入的附加型腔，其中接缝的芯部由热的塑料熔体穿流并形成上述的抛物线形。
按照本发明的方法的另一个优点是，通过适当地定位附加型腔可以控制纤维强化的塑料的纤维的方向，例如相互平行并且相对于力方向垂直，由此显著地提高塑料模制件的耐压强度。在此几乎实现均匀的纤维强化的塑料的性能。
在此产生的附加模塑件随后可以去除。但是有时这些附加模塑件也能够满足有意义的功能，对于这些功能而言与强度无关。
按照本发明的方法的典型的应用是用于水安装设备的承受压负荷的模塑件的安装件，例如水耗用计的外壳、压力盖和夹紧环。在此主要优点是，外壳和/或压力板由塑料制成。塑料是无磁性的，从而测量元件的转动可借助永久磁铁传递到测量机构上。此外塑料不会对待测量的流体、尤其是水造成不利的影响。
为了改善模塑件的机械稳定性，作为优点表明的是，接缝相对于连接通道侧向偏移地形成。尤其有利的是，所述接缝在模塑件的这种区段中形成，所述区段在按照规定使用所述模塑件时位于机械负荷小的区域中。
优选，在注塑模具中如此定位塑料注入点，从而至少一个接缝在连接通道附近形成。
如果设置多个塑料注入点，则如此定位所述注入点，从而使接缝在连接通道附近形成。
优选对多个注入点进行控制，从而在注入塑料熔体时使得接缝在连接通道旁边形成并且在随后的升压过程中使塑料熔体流入到附加型腔中；其中穿流在填充主型腔时产生的接缝。
本发明的任务此外在于，提供一种具有夹紧环的、用于处于压力之下的流体、尤其水的安装件，其中所述夹紧环由塑料制成并具有高强度。
该任务通过具有权利要求8所述的特征的安装件解决。
由于具有经由柄杆连接的附加模塑件的夹紧环的特殊的形状，能够制造没有削弱的接缝并且具有强化纤维的最佳走向的高负荷的塑料模制件。在此所产生的附加模塑件和柄杆随后能够去除。但是有时这些额外模塑件也能够满足有意义的功能，对于这些功能而言与强度无关。
优选，所述安装件包括具有开口的外壳和压力盖，所述压力盖利用紧固装置可拆卸地封闭所述开口，其中所述压力盖包括密封板和夹紧环，其中密封板具有环绕的边缘法兰，密封板由塑料浇注而成并且夹紧环将密封板夹紧在外壳上。
按照本发明的优选的设计方案，密封板的边缘法兰向外倾斜并且夹紧环与此相匹配地成型。这种斜面引起了，从下挤压向密封板的压力在压紧环中引起拉应力。但是由于塑料熔体流入到附加模塑件中，包含在塑料中的强化纤维也可以在被穿流的接缝的区域中恰好正确地定向。
重要的优点是，夹紧环由塑料制成。塑料是无磁性的，从而涡轮的转动可借助永久磁铁传递到测量机构上。此外如果选择了食品安全的材料，塑料不会对待测量的流体、尤其水造成不利的影响。
具有按照本发明的夹紧环的按照本发明的安装件的典型应用是水表，例如具有外壳的复式水表，所述外壳具有侧向的、通过压力盖封闭的开口。
附图说明：
根据附图以实施例的形式对本发明进行详细说明。仅示意性地分别示出：
图1示出用于由塑料制造环形的、承受拉负荷或压负荷的模塑件的第一注塑模具；
图2示出用于由塑料制造环形的、承受拉负荷或压负荷的模塑件的第二注塑模具；
图3以透视图示出环形的、可承受拉负荷或压负荷的模塑件；
图4示出穿过涡轮流量计的纵剖面；
图5示出由密封板和夹紧环组成的组合的透视图；
图6示出用于由塑料制造环形的、承受拉负荷或压负荷的模塑件的第三注塑模具；
具体实施方式：
图1仅示意性地示出具有主型腔42的第一注塑模具2，以用于由塑料制造环形的、承受拉负荷或压负荷的模塑件。塑料熔体在注入点1a处注入到主型腔42中并或多或少均匀地向右和向左流动。在两个分流相遇的地方产生接缝40。因为两个分流的前沿在这期间已经略微冷却，因此存在风险：接缝40具有明显降低的强度。
为了防止所述情况，将附加型腔46设在注塑模具2中，所述附加型腔经由连接通道47与主型腔42连接。附加型腔46相对于接缝40侧向偏移。选择连接通道47的横截面和/或方向，使得首先没有塑料熔体进入到连接通道47中。只有当浇注压力提高时，也就是说在所谓的保压阶段时，塑料熔体才能进入到连接通道中。当塑料熔体进入到附加型腔46时，穿流接缝40并形成上述的抛物线形的流动前沿。
图2示出当塑料熔体在四个注入点1a、1b、1c、1d处注入到主型腔42中时在第二注塑模具2中的情形。在此首先经过注入点1a和1b注入比在注入点1c和1d处更少的材料，以将接缝40设置到通至附加型腔46的连接通道47旁期望的一侧上。在保压阶段时，在注入点1a和1b处的浇注压力提高，从而在填充附加型腔46时穿流接缝40。
在图6所示的第三注塑模具2中，经过四个注入点1a、1b、1c、1d分别将同样多的塑料熔体的材料注入到主型腔42中。选择注入点1a、1b、1c、1d的位置，从而将接缝40设置到通至附加型腔46的连接通道47旁期望的一侧上。在保压阶段时，在所有注入点1a、1b、1c、1d处的浇注压力提高，从而在填充附加型腔46时穿流接缝40。
图3示出在类似图2或图6中所示的注塑模具中制造的夹紧环12。夹紧环12具有四个力负荷高的紧固开口14。为了制造紧固开口14，在主型腔42中需要四个型芯(在图2或图6中未示出)。为了实现尽可能均匀地填充主型腔42，设置四个注入点1a、1b、1c、1d。在此注入的塑料熔体在两侧环绕型芯流动，以在背面汇合并在那里形成接缝，由于所述接缝导致众所周知的强度降低，而这在紧固开口的区域中是非常不希望的并且通过所述四个附加型腔46进行阻止。
为了实现穿流所述接缝，连接通道47相对于在主型腔42的填充阶段由于环绕型芯的流动以及相邻的注入点1a、1c；1c、1b；1b、1d；1d、1a的材料的汇流而产生的接缝侧向地偏移。
通过这些措施实现，在保压阶段中当塑料熔体受挤压穿过连接通道47进入到附加型腔46时穿流所述接缝，从而使得成品的模塑件12的强度在紧固开口14的区域中也仅仅不显著地降低。
在进一步使用模塑件12之前，分离在附加型腔中形成的附加模塑件16和柄杆17。可替代的方案是给附加模塑件16赋予形状，所述形状能够例如作为型号铭牌、把手或类似物进一步使用。
图4示出穿过涡轮流量计的纵剖面。可见具有进口2、出口3和柱形的、必要时也可以是锥形的穿流通道4的外壳10。外壳10在上侧具有开口6，所述开口通过压力盖60可拆卸地封闭。在压力盖60的上方可见测量机构5。
在压力盖60的下方在穿流通道4中有保持件20，所述保持件承载所有对于耗用测量所需要的部件、尤其涡轮30，所述涡轮由穿流的流体带入到转动中并且其转动借助永久磁铁穿过压力盖60传递给测量机构5。
如在图5中可见，压力盖60构造为两部分式并且由塑料浇注而成。所述压力盖由具有环绕的边缘法兰13的密封板11和具有紧固开口14的单独的夹紧环12组成。由于将传统的、一体式的压力盖分成密封板11和夹紧环12，因此每个部分都可以在最佳的条件下由塑料浇注而成。
如果塑料含有强化纤维以改善两部分式的压力盖60的耐压强度，则这些强化纤维在保压阶段中在穿流接缝时被一同带走并指向附加型腔的方向。为了能够尤其在紧固开口的区域中充分利用借此实现的抗拉强度，将密封板11的边缘法兰13向外倾斜下降地构造(见图5)。如果外壳10的内部处于压力之下，则所述压力会从下面朝向密封板11作用，所述密封板经由边缘法兰13将压力传递到夹紧环12上。在此边缘法兰13的斜面把压力转换成拉力，所述拉力由平行定向的强化纤维最佳地承载。

Claims (10)

1.一种在使用具有主型腔(42)的注塑模具(2)的情况下由塑料制造环形的、承受拉负荷或压负荷的模塑件(12)的方法，其中在所述注塑模具(2)中附加于所述主型腔(42)设有至少一个附加型腔(46)，其中所述至少一个附加型腔(46)经由连接通道(47)与所述主型腔(42)连接，
其特征在于：
-以塑料熔体填充所述主型腔(42)，从而在所述主型腔(42)中在所述至少一个附加型腔(46)与主型腔(42)之间的连接通道(47)附近形成接缝(40)，其中设计所述连接通道(47)的横截面的尺寸，使得在填充所述主型腔(42)时没有塑料熔体流入到所述附加型腔(46)中，
-提高填充压力，直到塑料熔体流入到所述附加型腔(46)中；其中穿流在填充所述主型腔(42)时产生的接缝(40)，
-打开所述注塑模具(2)并且取出所述模塑件(12)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接缝(40)相对于所述连接通道(47)侧向偏移地形成。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接缝在所述模塑件的这种区段中形成，所述区段在按照规定使用所述模塑件时位于机械负荷小的区域中。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于：
-通过在所述注塑模具(2)中适当地定位至少一个注入点(1a)，使得所述接缝(40)在所述连接通道(47)附近形成。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于：
-通过在所述注塑模具(2)中适当地定位多个注入点(1a、1b、1c、1d)，使得所述接缝(40)在所述连接通道(47)附近形成。
6.根据权利要求1～5所述的方法，其特征在于：
-对于多个注入点(1a、1b、1c、1d)对这些注入点进行控制，从而在注入塑料熔体时使得所述接缝(40)在所述连接通道(47)旁边形成，并且在随后的压力提高时使得塑料熔体流入到所述附加型腔(46)中；其中穿流在填充所述主型腔(42)时产生的接缝(40)。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于：
-分离在所述附加型腔(46)和所述连接通道(47)中形成的附加模塑件(16、17)。
8.一种用于处于压力之下的流体、尤其水的安装件，包括可按照权利要求1～7中任一项所述的方法由塑料制造的夹紧环，其特征在于，所述夹紧环包括：
-用于紧固装置的开口(14)，
-在所述开口(14)中的一个开口附近的至少一个浇注点(1a、1b、1c、1d)
-以及在所述开口(14)的背对所述浇注点(1a、1b、1c、1d)的一侧上的至少一个附加模塑件(16)。
9.根据权利要求8所述的安装件，其特征在于：
-所述安装件包括具有开口(6)的外壳(10)
-以及压力盖(60)，所述压力盖利用所述紧固装置可拆卸地封闭所述开口(6)，其中
-所述压力盖(60)包括
-密封板(11)
-和夹紧环(12)，
-所述密封板(11)具有环绕的边缘法兰(13)，
-所述密封板(11)由塑料浇注而成，
-所述夹紧环(12)将所述密封板(11)夹紧在所述外壳(10)上。
10.根据权利要求9所述的安装件，其特征在于：
-所述密封板(11)的边缘法兰(13)向外倾斜，
-所述夹紧环(12)与此相匹配地成型。
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