CN1070762C - 端部开口波纹管零件在注塑模具中的脱模方法 - Google Patents

Abstract

一种使端部开口波纹管零件从注塑模具上脱模的方法。该方法的第一步工序是用注塑方式模制波纹管零件。该波纹管零件具有位于芯杆(28)与第一可拆型腔(30)之间的弹性部分以及位于芯杆(28)与第二型腔(44)之间的刚性效应部分。刚性效应部分具有第一开口端(46)及外侧凹入部分(48)，而且波纹管零件的弹性部分具有内表面及第二开口端(50)。横向张开的第一可拆型腔(30)使波纹管零件的弹性部分得以脱离芯杆(28)。压缩气体穿过芯杆(28)到达波纹管零件之弹性部分的内表面，在这同时，波纹管零件的两个开口端分别被第二型腔(44)及芯杆(28)所封闭。在模具的型腔与型芯部分相分离时，第二型腔(44)会夹持住波纹管零件之刚性效应部分的凹入部分(48)，由此牵引波纹管的弹性部分离开芯杆(28)，在这同时，弹性部分仍被压缩气体维持在扩张状态。最后，第二型腔(44)-或以张开方式，或利用脱模杆-使波纹管零件之刚性效应部分的凹入部分松脱，从而使波纹管零件得以从注塑模具中排出。

Description

端部开口波纹管零件在注塑模具中的脱模方法

本发明涉及波纹管模制件的制造，本发明尤其涉及两端开口的波纹管零件。更具体地说，本发明涉及端部开口波纹管零件在注塑模具中的脱模方法。

弹性变形波纹管可用作挠性联轴器密封外套、挠性联轴器本身以及可折叠容器等。波纹管的一项重要用途是在泵器中—尤其是在洗涤泵和触发式布料器中—担当活塞、回动弹簧以及泵缸的角色。

泵器中的流体需要通过加压来配送。活塞及泵缸的经典作用是产生加压流体。例如，在主要以低粘度流体为介质的触发式布料器中，活塞与泵缸的装配结构可以形成高摩阻及良好的流体密封，也可以形成低摩阻及一定量的侧泄。这两种性能搭配均不理想。活塞和泵缸也常用来在轴向运动中起约束作用，这种约束作用可产生不规则的作动运动。

圆柱形弹性波纹管可同时担当泵室及回动弹簧两个角色。波纹管通过轴向变形改变容积。波纹管具有一系列互连的管褶，这些管褶具有起锥形弹簧圈作用的间隔层。对于所有的管褶来说，各个锥形弹簧圈弯曲阻力的总和便便构成了波纹管的轴向阻力。与活塞、回动弹簧及泵缸组合装置相比，波纹管的主要优点在于其较小的作动力。波纹管对轴向变位的阻力小于活塞与泵缸之间的滑动摩擦力，也小于活塞回动弹簧的弹性力。此外，由于波纹管为单件装置，因此不存在装配及严格的配合问题。由于不含滑动件，波纹管中也不需要动密封装置。

波纹管是以静态方式密封在泵器的活动部件上的。为实现这种密封，波纹管的两个开口端以扣接、热封或粘接方式接在刚性的作动件上。作动件中可设置单向阀，这样，当作动件脱开时，波纹管的泵室将会因波纹管弹性力而扩张，从而通过进流阀吸入流体。当作动件启动时，波纹管通过进流阀的关闭而使流体增压，此时，开启的泄流阀使流体得以排出。

两端开口波纹管的制造技术并非不存在难度。这种波纹管的制造可以采用吹模法或注模法。吹模法在工艺上较为简单，但所得管褶上锥形圈部分的壁厚精度较低。波纹管管褶变位的阻力是锥形圈厚度三次方的函数。因此，为更准确地控制轴向变位阻力，触发式布料器的波纹管采用了注模制造方法。除此之外，注模方法还允许将阀门、阀弹簧及喷嘴等其它功能附件与波纹管模制成一体。

波纹管注模常见的工艺方法。显然，对于具有径向波浪形或凹切部分的零件来说，其工艺要点在于零件从模具元件中的脱模。注塑成型的波纹管一般以手动方式脱模或者由模具芯杆推出。由于零件在脱模时尚未降温，因此波纹管常会因为被模具擦伤而永久性地损坏。另外，波纹管是在某一端被封闭的状态下模制的，这样可以用空气吹胀波纹管进而将其吹离芯杆。然而，这样获得的波纹管必须除掉封闭端以及产生的多余毛边，为此不得不接着使波纹管历经后处理工艺。

1991年4月9日公布并授予Arima等人的美国专利5,006,376号针对端部开口锥形波纹管的形状提出了一种注模件，该注模件通过采取特定尺寸比例以及选取特定制作材料来实现从注塑模具中的脱模。由于对尺寸比例及材料的限制过于苛刻，这种方案很难保证波纹管在脱模时不受到损坏。

目前，波纹管注模技术所欠缺的是这样一种方法：其两端在模制时保持张开，而且波纹管在受到牵引离开模具芯杆时仍然由压缩气体保持在扩张状态。该方法通过自动化实现较短的模制循环周期并且不需要外部机构。这正是本发明的目的。

本发明的一项内容是提出一种使端部开口波纹管零件从注塑模具上脱模的方法。该方法的第一步工序是用注塑方式模制两端开口的波纹管零件。该波纹管零件具有位于芯杆与第一可拆型腔之间的弹性部分以及位于上述芯杆与第二可拆型腔之间的刚性效应部分。刚性效应部分具有第一开口端及外侧凹入部分，而且波纹管零件的弹性部分具有内表面及第二开口端；

其它工序包含以下内容：张开第一可拆型腔，使波纹管零件的弹性部分可以脱离芯杆；使压缩气体经由芯杆传递到弹性部分的内表面，在这同时，波纹管零件的两个开口端分别被第一开口端处的第二可拆型腔及第二开口端处的芯杆所封闭；以及用第二可拆型腔夹持波纹管零件之刚性效应部分的凹入部分。该方法还包括如下工序：使芯杆沿轴向脱离第二可拆型腔，由此使第二可拆型腔牵引波纹管零件的弹性部分离开芯杆，在这同时，弹性部分仍被压缩气体维持在扩张状态；以及随后张开第二可拆型腔，由此松脱波纹管零件之刚性效应部分的凹入部分，从而使波纹管零件得以从注塑模具中排出。

芯杆可以具有连通压缩气体气源的通道。该通道还与波纹管零件的内表面之间存在流体通路。因此，使压缩气体传递到弹性部分内表面的工序包括芯杆通道的增压。产生这些通道的方式可以是采用多孔金属芯杆或在芯杆中设置浅通道。

作为变化型，芯杆具有自由端、纵向孔路、自由端处的阀座以及管阀，其中的管阀具有穿入纵向孔路中的阀杆。该管阀偏置于阀座一侧，纵向孔路与压缩气体气源相通，而且压缩气体只有在管阀打开时才可流动。使压缩气体传递到弹性部分内表面的工序包括管阀的开启。

另一种变化型含以下内容：用整体式的第二型腔夹持波纹管零件的凹入部分，该整体式型腔具有可将波纹管零件的环形第一开口端推出型腔的脱模杆。

本申请的权利要求对本发明给予了具体的定义及明确的要求，不过，以下结合附图对优选实施例所做的的描述将有助于更好地了解本发明，这些附图中的相同元件由同样的标识符表示，其中：

图1是如本发明所述端部开口波纹管零件从注塑模具中脱模的优选方法的正视图，该图表示了注模机处于合模状态时的固定型腔端及活动型芯端；

图2是上述优选方法的正视图，该图表示了注模机处于开模状态时的活动型芯端，其中的波纹管零件已被排出；

图3是如本发明所述模具中型腔及型芯部分的俯视平面剖视图，其剖面线为图1中的3-3线，该图表示了闭合在芯杆周围的模具型腔以及刚刚成形于二者之间的波纹管零件；

图4是类似于图3的俯视平面剖视图，该图表示了沿芯杆轴线垂直方向张开的第一可拆型腔；

图5是类似于图3的俯视平面剖视图，该图表示了模具型腔与型芯部分开始发生轴向分离的情形，此时，张开的管阀使压缩气体得以扩张弹性的波纹管零件；

图6是类似于图3的俯视平面剖视图，该图进一步表示了模具型腔与型芯部分发生轴向分离的情形，其中，波纹管零件受到型腔部分夹持并脱离型芯部分，而且此时的波纹管零件被压缩气体维持在扩张状态；

图7是类似于图3的俯视平面剖视图，该图表示模具型腔与型芯部分完全分离或处于开模状态，其中的波纹管零件已从型芯部分脱模，而且管阀也已闭合；且

图8是如本发明所述模具中型腔及型芯部分的俯视平面剖视图，其剖面线为图2中的8-8线，在该图中，第二可拆型腔沿着垂直于芯杆轴线的方向张开，从而使波纹管零件处于可被排出的松脱状态；

图9是关于另一实施例的、类似于图7的俯视平面剖视图，在该图中，整体式型腔设有位于模具型腔部分的脱模杆，而且芯杆具有浅通道而不是具有设在模具型芯部分的管阀；且

图10是类似于图8的俯视平面剖视图，该图表示了可将波纹管零件从整体式型腔中排出的脱模杆。

参见附图，具体见表示注模装置的图1和图2，这些附图给出了如本发明所述将具有开口端的波纹管零件从注塑模具上脱模的方法，该装置由标识符10通指。该注塑机10具有位置被固定的型腔端12以及可由液压缸加以移动的型芯端14。图1中的箭头20表示为形成波纹管零件22而使注模塑料进入该机模制部分的位置。图2表示型腔端12和型芯端14在液压缸的回程中发生轴向分离并从中抽出波纹管零件22的情形。该机在本领域中是常见的。作为某一特定的优选实施例，注模机10是由Arburg,Inc.ofKensington,CT制造的Polyronica型Arburg 40吨肘杆式压力机模具推荐采用四个型腔，其中，每个型腔均具有与下文所述单个型腔相同的工作方式。

本发明提出了型腔部分24和型芯部分26在注塑机中的运行方法，由此使端部开口的波纹管零件成形并从注塑机中脱模。图3表示处于闭合状态的模具部分24和26。模具型芯部分26配有芯杆28和第一可拆型腔30，芯杆28具有波纹管内部形状，而第一可拆型腔30则在围紧芯杆28时具有波纹管外部形状。作为优选方案，第一可拆型腔30沿平行于芯杆28纵轴的(图中未加表示)平面拼合，这样可使两个半边沿垂直于纵轴的方向张开。不过，如下文所述，第一可拆型腔30可以沿任何方向张开，只要张开方式可以使波纹管模制件的分离能保证波纹管零件从芯杆上脱离即可。

芯杆28具有杆体32和自由端34。自由端34具有管阀阀座36。对于作为波纹管的模制件来说，其芯杆28具有沿长度分布的一系列凹切部分，这将使模制件难以从芯杆上脱离。

模具型芯部分26还具有与阀座36相配的管阀38以及阀杆40，阀杆40位于穿过芯杆的纵向间隙孔中，其名义位置是芯杆28的中心线。由机械方式或气压方式驱动的阀杆40可通过轴向滑动使管阀38开合。图中未加表示管阀38的闭合偏置方式。使用管阀38是为了导入压缩气体(图中未表示气源)，压缩气体从杆体32中的入口42沿阀杆40外侧流到阀座36处，并最终到达波纹管零件22弹性部分的内表面23上，由此通过扩张波纹管使其脱离芯杆28。在模制过程中，处于闭合状态的管阀还可以防止熔融塑料进入压缩气体通道。

模具型腔部分24具有第二可拆型腔44，该型腔44在与第一可拆型腔30相接触时可以围紧管阀38。作为优选方案，第二可拆型腔44沿平行于芯杆纵轴的(图中未加表示)平面拼合，这样可使两个半边沿垂直于芯杆28纵轴的方向张开。不过，如下文所述，第二可拆型腔44也可以沿其它使波纹管零件22脱离的不同方向张开。

为使本发明中的模具部件能合理地发挥作用，管阀38形状应使之易于从波纹管零件22的第一开口端46处滑出。此外，第二可拆型腔44具有位于波纹管零件22上刚性效应部分的凹部48，为实现脱模，该凹部48使闭合的可拆型腔44能够在第一开口端46附近从外侧夹持住刚性效应部分。凹部48在波纹管零件22的第一开口端46收缩成加厚的环节，因此，位于此处的刚性效应部分具有显著高于波纹管弹性波纹部分的刚度。

波纹管零件22具有第二开口端50，其直径在两个开口端中一般属较大者，这会便于其脱离芯杆。波纹管零件22由弹性材料模制而成，这样，它将在压缩气体的作用下略微扩张，从而便于脱离芯杆。作为本发明的某一特定实施例，波纹管零件22由Quantum Chemicals,ofCincinnati,OH提供的UE632级乙酸乙烯树脂模制而成。注塑机的运行条件是：喷嘴温度191℃(375°F)，前级温度191℃(375°F)，中间级温度177℃(350°F)，后级温度149℃(300°F)，实际熔融温度168℃(335°F)，初级注塑压力6890kPa(1000psi)，次级注塑压力5520kPa(800psi)，末级压力689kPa(100psi)，注塑时间1.5秒，保持时间5秒，冷却时间10秒，回收时间0.1秒，注塑延迟时间1秒，以及机器动作时间6.5秒。波纹管零件22弹性部分具有最大约19毫米的直径以及约25毫米的长度。第一开口端46的直径约为9毫米，且第二开口端50的直径约为17毫米。凹部48的根部直径约为16毫米。

图4表示波纹管零件从芯杆上脱离的第一步工序。第一可拆型腔30沿垂直于芯杆28纵轴的方向张开，由此使第一可拆型腔30与芯杆28之间形成间隙，从而使波纹管零件22得以扩张。

作为用来导入压缩气体以扩张波纹管的管阀装置变化型，芯杆可以由多孔金属制成。以阀门方式调节的压缩气体在适当时间从外部到达杆体32并穿过芯杆28中的微孔。该变化型无需在芯杆内侧设置诸如管阀之类的活动件。因此，芯杆28的自由端34在模制过程中可以塞住波纹管零件22的第一开口端46。

另一类似的变化型中设有沿芯杆分布的径向浅通道，其深度在足以使压缩气体通过但又能防止熔融塑料进入的适当范围内。外部气源将压缩气体经由芯杆的纵向过孔供入通道中。这种结构如图9及10所示。显然，使用该通道将无需另设管阀。

图5表示模具型腔部分24与模具型芯部分26开始发生轴向分离的情形。此时，开启的管阀38将压缩气体导入，由此扩张波纹管零件22的弹性部分。在管阀38从波纹管22内侧退出时，第二可拆型腔44从外侧将波纹管的第一开口端46夹持在凹部48，从而使之保持在闭合状态。在压缩气体扩张波纹管时，第二开口端50仍然封闭在芯杆杆体32上。环形的第二端部50具有略高于波纹管波纹部分的刚度。当模具型腔部分24与型芯部分26间的分离导致波纹管零件22沿轴向从芯杆28脱离时，波纹管零件22的第二开口端50将会沿着芯杆28滑动并同时与芯杆维持很紧的气密性密封。即使波纹管零件22中的压缩气体在第二开口端50处有所泄漏，其流量也足以维持波纹管零件22充分脱离芯杆28所需要的扩张程度。其中，所用压缩气体通常是413-522kPa(60-80psig)的压缩空气。

图6表示模具型腔部分24与模具型芯部分26间继续发生轴向分离的情形。在仍由压缩气体加以扩张的同时，波纹管零件22受到闭合的可拆型腔44的夹持并且从芯杆28上脱离。在波纹管零件22完全脱离芯杆28之前，管阀38一直保持开启状态。

图7表示模具型腔部分24与模具型芯部分26之间完全分离或张开时的情形。此时，波纹管零件22不再接触芯杆28。管阀38闭合在阀座36上并由此切断压缩气体的流路。波纹管零件22仍被夹持在第二可拆型腔44上。

图8表示第二可拆型腔44沿垂直于芯杆28轴线方向张开时的情形，这种张开动作使波纹管零件在其第一开口端46处松脱，从而使之得以被排出。压缩气体吹离法是使波纹管零件22从注塑模具中排出的典型方法。不过，图中对这种吹离法未加表示。图中的波纹管零件22正从已分开的各部分模具之间退出模具。

作为变化型，第二型腔44可以不采取拼合方式。图9表示可夹持波纹管零件22凹入部分48的整体式型腔52。为使凹入部分48从整体式的第二型腔上松脱，某一脱模杆54可以将波纹管零件22刚性效应部分的环形第一开口端推出第二型腔，如图10所示。图9和图10还表示了芯杆杆体的变化型56，该变化型具有与芯杆62通孔或通道相通的压缩气体进气口。芯杆具有替代管阀38的延伸部分64。

参见图8，一旦波纹管零件22离开模具，第一可拆型腔30与第二可拆型腔44就将闭合，而且模具型芯部分26也将沿轴向移向模具型腔部分24。在这种情况下，模具处于开始下一个注塑模制周期的待用状态。

作为一种变化型，模具型腔部分24和模具型芯部分26的动作也可以采取使第一可拆型腔30归于模具型腔部分24而不是模具型芯部分26的方式。在出现任何形式的轴向分离之前，第一可拆型腔30沿垂直于芯杆纵轴的方向张开，在这一优选方案前提下，操作过程中的其它部分将不会为适应上述变化型而发生变化。

尽管以上表示并介绍的是本发明的特定实施例，但对于本领域专业人士来说，在本发明的思路及范围内显然还存在众多的变化型及改进型，所附权利要求可被认为覆盖了本发明范围内的所有这些改进型。

Claims (4)

1．一种使端部开口波纹管零件从注塑模具上脱模的方法，其特征在于包括如下步骤：

a)用注塑方式模制波纹管零件，上述波纹管零件具有位于芯杆与第一可拆型腔之间的弹性部分以及位于上述芯杆与第二可拆型腔之间的刚性效应部分，上述刚性效应部分具有第一开口端及外侧凹入部分，上述弹性部分具有内表面及第二开口端；

b)张开上述第一可拆型腔，使上述波纹管零件的上述弹性部分可以脱离上述芯杆；

c)使压缩气体经由上述芯杆到达上述弹性部分的上述内表面，在这同时，上述波纹管零件的上述第一和第二开口端分别被上述第二可拆型腔和上述芯杆阻塞，从而使上述弹性部分从上述芯杆一侧起向外扩张；

d)用上述第二可拆型腔夹持上述波纹管零件之上述刚性效应部分的上述凹入部分；且

e)使上述芯杆沿轴向脱离上述第二可拆型腔，由此牵引上述波纹管零件的上述弹性部分离开上述芯杆，在这同时，上述弹性部分仍被压缩气体维持在扩张状态。

f)张开上述第二可拆型腔，由此松脱上述波纹管零件之上述刚性效应部分的上的凹入部分，通过操作脱模杆使上述波纹管零件得以从上述注塑模具中排出。

2．一种使端部开口波纹管零件从注塑模具上脱模的方法，其特征在于包括如下步骤：

a)用注塑方式模制波纹管零件，上述波纹管零件具有位于芯杆与可拆型腔之间的弹性部分以及位于上述芯杆与整体式型腔之间的刚性效应部分，上述刚性效应部分具有第一开口端及外侧凹入部分，上述弹性部分具有内表面及第二开口端；

b)张开上述可拆型腔，使上述波纹管零件的上述弹性部分可以脱离上述芯杆；

c)使压缩气体经由上述芯杆到达上述弹性部分的上述内表面，在这同时，上述波纹管零件的上述第一和第二开口端分别被上述整体式型腔和上述芯杆阻塞，从而使上述弹性部分从上述芯杆一侧起向外扩张；

d)用上述整体式型腔夹持上述波纹管零件之上述刚性效应部分的上述凹入部分；且

e)使上述芯杆沿轴向脱离上述整体式型腔，由此牵引上述波纹管零件的上述弹性部分离开上述芯杆，在这同时，上述弹性部分仍被压缩气体维持在扩张状态。

f)操纵脱模杆，由此将上述波纹管零件推出上述整体式型腔。

3．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于上述芯杆具有连通压缩气体气源的通道，上述通道与上述波纹管零件之间还具有流体通路，对于使上述波纹管零件扩张的上述工序来说，其特征在于：出自上述气源的压缩气体经由上述芯杆的上述通道到达上述波纹管零件。

4．如权利要求1或2所述的方法，其特征在于上述芯杆具有自由端、纵向孔路、自由端处的阀座以及管阀，上述管阀具有穿入上述纵向孔路中的阀杆，该管阀偏置于阀座一侧，上述纵向孔路与压缩气体气源相通，压缩气体只有在上述管阀打开时才可流动，对于使上述波纹管零件扩张的上述工序来说，其特征在于：打开上述管阀将使出自上述气源的压缩气体经由上述管阀到达上述波纹管零件。

Images