CN1035077A - 热塑塑料模压件的制法和设备 - Google Patents

Abstract

一种热塑塑料模压件的制法和设备。塑料用一 环形喷嘴定量分配后挤出，成为坯料，安放在喷嘴下 面同轴的中间支承的表面上。在喷嘴周围另有一个 环形喷嘴，喷出热气流，使坯料分离并保温。中间支 承是整个压型的一部分，伸出到喷嘴的下面，并与喷 嘴隔开，当压型闭合时，中间支承会下降。

Description

本发明的所属技术领域为塑料的成型。

本发明涉及一种热塑塑料模压件的制造方法以及一种用来实现此方法的设备。就方法言，系将热塑塑料加热，用一可以是环形的喷嘴将其挤出成为坯料，还可用一股围绕上述喷嘴、喷向分离点的加热气流使坯料分离，再将坯料引入一个压型内，闭合压型。施加压力使模压件成形，并使模压件至少在部分受压的条件下冷却。就设备言，设有一个可以加热热塑塑料的挤压器，它具有一个可以是环状的，宜于分配定量塑料的可闭合的喷嘴，该喷嘴可以为一能向定量塑料分离点喷出一股加热过的气流的(如果需要的话)环形喷嘴所围绕，此外至少述具有一套可闭合的，由一个成形凹模和一个成形心轴组成的压型。成形凹模一方面可安放在喷嘴下面，另一方面还可安放在与心轴同轴的位置上。压力可以施加并保持在成形心轴上及/或成形凹模上。

类似的方法在美国专利US-PS3,313,875中曾叙述过。其中热塑塑料虽亦由一环形喷嘴供给，并施加在喷嘴的突出部上，其与喷嘴间隙的连结维持不断，并粘附在喷咀的突出部上，要到压型闭合时才从突出部上脱落。由此产生两个弊病：1.坯料在进入压型内之前就已冷却，2.由于热塑塑料粘附在喷嘴的突出部上影响脱模器的功能。

还有一种类似的方法是在联邦德国专利DE-PS3023415中叙述过的。其中在喷嘴闭合时从喷嘴上分离下来的坯料系用自由落下的方式进入模压空腔内，这样分离下来的定量塑料在落下时就可不与压型内的冷却表面接触。但由于压型要从喷嘴下移动到成形冲头下同轴的位置上，坯料在冷压型内停留的时间要比落下的时间多好几倍，同时坯料与冷压型接触面积较大，因此在这接触面积上塑料就要开始冷却，这对塑料的可压制性和制成模压件的质量将起不良的影响。如果喷嘴及/或其闭合元件制作得不够高度精密或者这些元件不够洁净粘附了异物，那么坯料就不能配合整个过程准时分离，也就不能准确对准地落入压型的空腔内。由于这个原因或加上定量塑料过早地在压型内的冷却壁上冷却，就会产生不均匀的模压件，即成为废品。同样的负效应在下列情况下亦能产生：如果环形的喷向坯料与喷嘴分离点的气流在坯料上不是均匀地起作用时，那么一方面，坯料的脱离也将不均匀，另一方面，将促使坯料处于非轴向方向，这样坯料就不能对准中心地进入压型的空腔内。

除了上述的US-PS3,313,875和DE-PS3023415外，还有一个联邦德国专利DE-PS2842515，叙述了可以用来制造模压件的设备，但也存在着上述这些问题。

本发明的任务是要将上面提到的方法和设备加以改进，使坯料和冷压型的接触减少到最小限度。

这个任务是这样解决的：

把从喷嘴挤出来的加热过的热塑塑料安放到一个伸出在喷嘴下面的中间支承的表面上，该表面构成压型的一个部分。这样由于路程很短，喷嘴可以定向定中心地供给坯料，坯料的任何不均匀的分离或受到环境的污染，都不会对坯料的定位产生影响。如果应用一股环形气流，上述情况同样有效。由于坯料只是停留在压型的一小部分上，所以坯料只可能有一小部分受到冷却作用，这对模压件的质量实际上是没有影响的。由于将中间支承保持在伸出的位置上，坯料除了底面停留在压型上外，四周都受到热气的熏蒸，因此坯料只有在真正的模压操作开始后才和冷压型的大部分接触。

由于坯料在从产生之时起到被压制成件为止，中间很少受到冷却作用，实际上只是在坯料最终成形不再需要移动的部位有一些冷却，因此塑料加热的温度可比其他已知的方法来得低，这一方面可以节约熔化所需能量，另一方面可以加快塑料的固化，因为不再需要长时间的冷却。所以本发明不仅对节能作出重大贡献，并加速了制造过程。

按照本发明中制法的一种有利安排，可将坯料这样安放在中间支承的一个表面上，使坯料越出在支承周边之外。这可以进一步减少坯料和中间支承之间的接触面积，因此坯料可以得到更少的冷却。

由于中间支承的表面为限定模压件最终形状的压型的一部分，所以坯料在接触区可能有的少量冷却不足为害，因为在真正的压制过程中在这中心区的塑料不再需要移动。

下面将用附图对本发明作更详细的说明，采用一个制造管头的设备的实施例，该设备能同时将制成的管头与管体连结在一起。这个实施例用剖面图来示意画出，其中：

图1为一分配或计量热塑塑料用的开启着的喷嘴和一个中间支承，该支承为一套压型中成形凹模的构成部分。

图2与图1同，但喷嘴已在闭合位置，

图3为图1和2相同的成形凹模，和与它配合的成形心轴。

图4为成形凹模和成形心轴在它们压紧的位置。

图1和2所示为对从挤压器(图中未画出)来的热塑塑料进行定量和分配的喷嘴(1)。在喷嘴(1)上有一闭合元件(2)，它能将所需数量的塑料制成环形坯料(3)挤压出来。喷嘴(1)的出口为一环形喷嘴(4)所环绕。当喷嘴(1)的闭合元件(2)闭合时，为了使坯料(3)易于分离，在环形喷嘴(4)内可通入热空气，热空气还可在坯料(3)支承在高位时环绕坯料(3)流动，以便阻止坯料的冷却。

在喷嘴(1)的同轴位置上安排了一个成形凹模(5)，它是制造管头(6)(图4)的整套压型的一部分。它的内面是这样设计的，可以复制出所要制造的管头(6)的外部形状。通常成形凹模(5)是由好几部分构成的，其中部分(7)是为了管头颈部的螺纹而设的。在成形凹模的中心安排有一个可在高低挡边(9)，(10)之间沿轴向移动的中间支承(8)。中间支承在高挡边(9)所决定的最高位时离开喷嘴(1)还有一段距离，以便从喷嘴(1)挤出的塑料能直接安放在中间支承(8)的表面(11)上。表面(11)和喷嘴(1)之间的距离可以选定为使所需数量的塑料正好能被容纳。但是也可以将中间支承(8)的表面(11)直接安排在喷嘴(1)的下面，而后随着挤出塑料数量的需要，不断降低中间支承(8)的位置。

在中间支承(8)的中心设有一根同轴的出头杆(12)。该杆(12)伸出到表面(11)之外，一方面可以作为从喷嘴挤出的具有环形截面的以后将形成坯料(3)的塑料定中心之用，另一方面可使管头输出口在压制时保持空心的状态。

中间支承(8)和出头杆(12)可用任一种愿意采用的已知的驱动方式(未画出)，例如弹簧力、液压或气动方式来伸出缩进。

表面(11)可以设计成平面的或者可以适应管头形状的需要。较好的做法是将中间支承(8)的表面(11)做成凹形的或盘形的或者周边高起的(如图)。中间支承(8)的表面(11)在缩进的位置上(见图4)构成成形凹模(5)的一部分，它能使管头(6)在输出口周围的外部表面成形。

图3所示为成形心轴(13)的底端，该心轴有一套筒(15)支持着一个管体(14)，还有一个可愿粗瞥龉芡?6)内部形状的成形冲头(16)可在套筒(15)内作轴向的相对运动。

本制法系在所述设备内按如下的步骤实现：将一成形凹模(5)安放在图中未画出的挤压器的喷嘴(1)的下面。在打开喷嘴(1)的闭合元件(2)时，一股具有环形截面的加热过的热塑塑料流将从喷嘴的口内流出，并将自身搁置在中间支承(8)的表面(11)上，此时喷嘴一直处于开启状态，要到所需的塑料数量配完方才停止，这些塑料最好能自由地从中间支承(8)的表面(11)的周边向外越出。当喷嘴(1)开启时，中间支承(8)内的出头杆(12)系与喷嘴(1)的闭合元件(2)接触，这样以管形挤出的塑料就能在内部得到导引并定中心。当闭合元件闭合时，如果需要，则要靠从环形喷嘴(4)喷出的加热气流的帮助，使塑料的供应完全切断，一个越出周边的管形坯料就被分离出来，如图2所示。该图显示，以坯料的总重量作为底数，坯料(3)与中间支承(8)或出头杆(12)之间可以说只有很小一部分保持接触，所以不可能有太多的冷却，特别是将出头杆(12)和中间支承(8)与成型凹模(5)对比，前两者都不是直接冷却的(为了保证能较快地冷却，成形凹模通常是要加以冷却的，冷却装置在图上未画出)。在接触部位少量的冷却不仅是可以接受的，甚至是可以采用的，因为在真正的压制过程中这些接触点实际上并不移动或仅有很小的移动，所以在那里的塑料并不需要高度的流动性。

将冷却的成形凹模用空气隔绝起来，空气在实际上是不能将任何冷却效应传递给坯料(3)的。如果从环形喷嘴(4)中喷出加热空气，并使该空气环绕坯料(3)循环，那么只要控制空气温度，就可将坯料维持在所要的温度，那就是说，如果需要，坯料也是可以加热的。坯料维持在高位一直要到成形凹模(5)与成形心轴(13)同轴对准为止。由于成形凹模通常安排在一转台上，这种对准可在一个或数个节拍步内完成，因此不必象将从喷嘴挤出的坯料直接安放在冷却的成形凹模内那样要担心坯料(3)的显著冷却。当成形心轴(13)被驱动到工作位置(参阅图3)，即当该心轴的冲头(16)与出头杆(12)的顶端接触时，成形心轴(13)还要继续下降，中间支承(8)和出头杆(12)也要下降到抵达低挡边(10)为止。套筒(15)和管体(14)也在成形凹模(5)内下移到预期的位置，这时起就只有成形冲头(16)在成形凹模内继续下降，以便施加压力，而出头杆(12)相对于中间支承(8)，也移位到图4所示的位置，其时管头制成最终形状并与管体连结起来。在这位置上，成形冲头(16)保持在压力下一直到所需的冷却时间用完。当然，将成形凹模相对一个固定的成形心轴移动，或反过来，这都是可能的；进一步，将成形心轴和凹模相向移动，也是可能的。

Claims (5)

1.热塑塑料模压件的制法，用一个可以是环形的喷嘴使坯料挤压成形，并可用一股环绕喷嘴、喷向分离点的加热气流使坯料分离，把坯料引入到压型内，闭合压型，施加压力使坯料最终成形，并使模压件至少在部分受压的条件下冷却，其特征是：一个坯料所需的加热的全部热塑塑料系安放在一个中间支承的表面上，该中间支承系整个压型的一部分，伸出到喷嘴的下面，并与喷嘴隔开；当压型闭合时，中间支承会下降。

2.根据权利要求1的制法，其特征是：坯料是以四周都向外越出的方式安放在中间支承的表面上的。

3.为实现根据权利要求1的制法所需的设备，具有一个可以加热热塑塑料的挤压器；具有一个宜于分配定量塑料的可闭合的喷嘴(1)，该喷嘴可以是环形的，并可为另一个环形喷嘴(4)所环绕，以便将一股气流喷向定量塑料与喷嘴(1)的分离点，这股气流可以是加热过的；还具有至少一套由成形凹模(5)和成形心轴(13)组成的可闭合的压型，而成形凹模(5)既可位在喷嘴(1)的下面，又可与成形心轴(13)同轴，在成形心轴(13)及/或成形凹模(5)上施加并保持一定的模压力；其特征是：在成形凹模(5)内安排了一个可以伸出编进的中间支承(8)，当该支承处于缩进的位置时，其自由面(11)构成用以复制模压件的成形凹模(5)表面的一部分。

4.根据权利要求3的设备，其特征是：在中间支承(8)的中心安排了一个同轴的、可以轴向伸出的出头杆(12)。

5.根据权利要求3或4的设备，其特征是：表面(11)具有高起的周边。

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