CN107427971A - 用于将模制料挤出为成型坯的喷嘴以及用于制造这种喷嘴的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于将模制料挤出为成型坯的喷嘴(10)，所述成型坯具有内部的通道，其中所述喷嘴包括：喷嘴框(14)，其具有框架开口(16)；第一型芯保持板(22)，所述第一型芯保持板固定在所述框架开口(16)的沿着模制料的流动方向(15)看在上游的端部的区域中；以及多个长形的型芯(28)，所述型芯利用上游的端部部段(26)在轴向上和横向上保持在所述第一型芯保持板(22)上。在此提出，所述喷嘴还包括第二型芯保持板(36)，所述第二型芯保持板在所述第一型芯保持板(22)下游相对于所述喷嘴框(14)在流动方向(15)松动地设置并且在径向上固定在所述型芯的远离上游端部部段(26)的区域(32)中、但在轴向上松动地设置。

Description

用于将模制料挤出为成型坯的喷嘴以及用于制造这种喷嘴的 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将模塑料挤出为成型坯的喷嘴。此外，本发明的主题是一种对应的制造方法。
背景技术
在DE 20 2011 108664 U1中公开了一种用于由陶瓷物料制造设置有空腔的成型体的方法。为了防止型芯在挤出期间运动，这些型芯经由连接元件彼此连接。
现有技术中已知的设备的缺点是，在挤出之后获得的模具本体并不可靠地是一件式的。因此，本发明的任务是提出一种喷嘴，利用其可以可靠地制造一件式的成型坯，该成型坯具有处于内部的通道。
发明内容
该任务通过具有权利要求1的特征的喷嘴来解决。用于制造这样的喷嘴的方法在从属权利要求中予以说明。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中可找到。此外，本发明的特征在后续的描述中和附图中加以说明，其中这些特征不仅能够单独地而且能够以完全不同的组合方式来使用。
在根据本发明的喷嘴中，确保的是，模制料能够不受干扰地在足够长的路程上引导，由此提出了一种可能性：将各股的模制料彼此连接，由此提出了一种一件式成型坯。这通过如下方式实现：在从第一型芯保持板排出直至喷嘴的排出的路程上根本不存在分开模制料的元件。
尽管如此，型芯在根据本发明的喷嘴中可靠地保持在其位置中，因为型芯不仅用其上游的端部部段保持在第一型芯保持板中，而且也用其下游端部部段在将其径向上保持在那里的程度可靠地保持在第二型芯保持板中。当然，这只在挤出过程开始时因此根据本发明已识别出，仅在该运行阶段期间存在型芯从其期望的位置被模制料在横向上或在径向上压离的危险。一旦模制料的起始部达到第二型芯保持板，则第二型芯保持板沿着模制料的流动方向被型芯的下游的端部部段朝向其轴向方向上压离，因为型芯的远离上游的端部部段的区域相对于第二型芯保持板仅松动地设置。一旦被挤出的成型坯的起始部从喷嘴出来，取出第二型芯保持板。随后，第二型芯保持板被清洁并且又被用于接下来的挤出过程。
即第二型芯保持板就此而言是“起动辅助部”，借助起动辅助部在挤出过程开始的特别关键的阶段期间将型芯可靠地保持在其位置中，但所述位置在挤出过程继续进行中被简单推开并且因此不妨碍挤出。
改进方案的特征在于，第一型芯保持板设置在框架开口的上游端部上，而第二型芯保持板设置在框架开口的下游的端部上。以此方式，提出了一种紧凑单元，所述紧凑单元可以在挤出设备上简单操作。
此外，可能的是，型芯与第一型芯保持板刚性连接，优选粘接。这设计为，型芯特别可靠地在运行中保持其期望的定向和位置。也提出了，第二型芯保持板具有多个第二型芯容纳开口，在所述型芯容纳开口中以滑动配合的方式或在径向上有间隙的情况下容纳型芯的远离上游端部部段的区域。由此，实现非常简单的径向固定，径向但松动地将型芯的远离上游端部部段的区域支承在第二型芯保持板上。
此外，根据本发明，第二型芯保持板具有在外面贴靠在喷嘴框上的凸缘部段和与框架开口互补的且引入其中的引入部段。以此方式，将第二型芯保持板起初就精确定位在喷嘴框上。应理解的是，第二型芯保持板在喷嘴框上的安置是松动的，使得第二型芯保持板在模制料的运行中可以与喷嘴框架脱开。
改进方案的特征在于，框架开口在上游的端部上具有台阶部，通过台阶部限定容纳部段，在该容纳部段中容纳第一型芯保持板。以此方式可能的是，第一型芯保持板在外部近似平齐地下沉在喷嘴框架中，由此使喷嘴联接到挤出设备上变得容易。此外，以此方式确保精确地且可再现地将第一型芯保持板定位在喷嘴框上。
此外，可能的是，型芯保持板具有多个围绕相应的型芯的保持部段尤其是第一型芯容纳开口设置的模制料穿通开口，所述模制料穿通开口具有在模制料的流动方向上看渐缩的开口横截面。由此，使模制料进入喷嘴变得容易。
也提出了，型芯保持板具有多个围绕相应的型芯的保持部段尤其第一型芯容纳开口设置的模制料穿通开口，其中距型芯保持板的边缘比较近地设置的模制料穿通开口相较于距型芯保持板的边缘相对远地设置的模制料穿通开口具有更小的横截面积。
也称作扩张孔的模制料穿通开口例如可以在第一型芯保持板的内部区域中具有1.8mm的直径并且在第一型芯保持板的外部区域中可以具有1.2mm的直径。利用不同的措施附加地可以影响和优化流量比。在相同直径的情况下，模制料在第一型芯保持板的边缘附近的区域中更快地流动，因为存在更多空间。而在远离边缘的区域中，模制料更缓慢地流动，因为其在其能从喷嘴离开之前必须首先“挤出”通过在型芯之间的空间。通过在第一型芯保持板的边缘附近的区域中的较小的扩张孔，模制料从那里近似被“滞后减速”并且可以同时与穿过内部的扩张孔的模制料一起排出。
其他已知的错误如“弓形错误”(被挤出的分段是弯曲的)或“波浪”(被挤出的分段是波浪形的)由此也消除或至少被改善，所述错误在不同的流动情况下有其根源。总之，通过该措施极大地改善了所制造的成型坯的质量。
此外根据本发明，型芯至少分部段是锥形的，使得其横截面积在模制料的流动方向上看增大。由此也可以极大地改善在挤出过程期间模制料的流动特性并且由此优化所制造的成型坯的质量。根据本发明，型芯还可以具有圆形的、多边形的、尤其是三边形的、四边形的、五边形的或六边形的、矩形的或扁平矩形的或梯形的横截面。圆形的横截面非常容易制造。多边形的横截面形状具有如下优点：其可以设计为，使得在所制造的成型坯之内通道之间的壁厚度是均匀的，使得当由成型坯制造的成型体是过滤元件时才可以实现均匀的且优化的过滤。此外，椭圆形的、卵形的或星形的或甚至自由形状的横截面也是可能的。
也提出了，型芯在第一型芯保持板上设置在如下部段中，优选均匀分布地设置在该部段之内，所述部段在俯视图中至少大致是圆形的、圆弧形的、梯形的或矩形的。如果挤出开口具有相应的外部轮廓，则可以制造圆形的、圆弧形的、梯形的或矩形的成型坯。由圆弧形的、梯形的和/或矩形的成型坯可以制造成型体，该成型体形成所谓的“扁平膜片”，其总体上可以组合成具有圆形的外部轮廓的过滤装置。但借助所说明的横截面也可以组合过滤装置的其他几乎任意的外部轮廓。
根据本发明的用于制造根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴的方法的特征在于，其具有如下步骤：将第一型芯保持板安置在框架开口的上游的端部上；将型芯的上游的端部插入到第一型芯保持板的第一型芯容纳开口中；将第二型芯保持板安置在框架开口的下游的端部上，其中将型芯的下游的端部引入第二型芯保持板的第二型芯容纳开口中；以及型芯的上游的端部粘合到第二型芯容纳开口中。以此方式可以特别简单地实现上面所提及的粘合在第一型芯保持板上的型芯。第二型芯保持板就此而言具有双重功能：一方面其负责型芯在粘合到第一型芯保持板中时的定向，而另一方面其负责在挤出过程的开始阶段期间型芯的径向稳定的保持。
附图说明
在下文中参照所附的附图阐述了本发明的实例。在附图中示出：
图1示出了喷嘴的立体分解图，该喷嘴具有：喷嘴框、第一型芯保持板、第二型芯保持板和多个型芯；
图2示出了图1的第一型芯保持板的放大的俯视图；
图3示出了在挤出过程期间的第一时间点时图1的喷嘴的剖面；
图4示出了在挤出过程期间的第二时间点时类似图2的视图；
图5示出了在挤出过程期间的第三时间点时类似图2的视图；
图6示出了在挤出过程期间的第四时间点时类似图2的视图；
图7-12示出了型芯的不同实施形式的立体示意图；和
图13-17示出了型芯在第一型芯保持板上的布置的立体示意图。
在此应指出的是：出于清楚性原因，并不是在所有图中绘出所有附图标记。
具体实施方式
在图1中，喷嘴整体具有附图标记10。喷嘴用于固定在挤出设备上，该挤出设备并未示出。如在下文中还要详细示出的那样，该喷嘴10用于将模制料挤出为成型坯中，该成型坯具有内部的通道。在挤出过程期间模制料的流动方向在这些附图中通过箭头15表示。
借助螺钉进行喷嘴10在挤出设备上的固定，所述螺钉被旋拧入喷嘴10的喷嘴框14中的孔12中。喷嘴框14具有长形的、扁平的框架开口16，所述框架开口在挤出过程期间形成用于构成成型坯的通道。该框架开口又在其沿着箭头15的方向上看在上游的端部处具有台阶部18，通过该台阶部限定容纳部段20，在该容纳部段中容纳有喷嘴10的第一型芯保持板22。如尤其从图2中可看到的那样，第一型芯保持板22具有多个第一保持部段24，所述第一保持部段在此构成为第一型芯容纳部开口。型芯28的在上游的圆柱形的端部部段26插入到第一型芯容纳部开口24中并且通过粘合与第一型芯保持板22刚性连接并且就此而言即在轴向上和在径向上刚性地保持在第一型芯保持板22上。
如尤其又从图2中可看到的那样，围绕型芯容纳部开口24设置多个模制料穿通开口30。在此，与喷嘴框14的边缘31相邻的模制料穿通开口30具有比不与喷嘴框14的边缘31相邻而与之远离的模制料穿通开口30更小的直径并且因此具有更小的横截面积。
在该图示不能看到但实际上如此构成的是：模制料穿通开口30具有沿着模制料的流动方向15上看渐缩的开口横截面。
此外，在图1中可看到的是，型芯28在其纵向方向上看具有三个不同的直径部段。一方面，具有上文已提及的上游的端部部段26，其是圆柱形的，所述端部部段具有相对小的直径，另一方面具有下游的端部部段32，其同样是圆柱形的并且具有相对大的直径，和具有在这两个部段26和32之间设置的锥形的过渡部段34，沿着该过渡部段，型芯28的横截面在模制料的流动方向15上看增大。
如从图1和图2中可看到的那样，第一型芯保持板22具有多个型芯容纳部开口24，和相应地，喷嘴10具有多个型芯28。
从图1可清楚看到的是，第一型芯保持板22具有与框架开口16的容纳部段20的内部形状互补的外部形状和厚度，使得第一型芯保持板22可以引入到框架开口16的容纳部段20中，在那里第一型芯保持板与喷嘴框14的设置在图1右侧的端面平齐地设置。第一型芯保持板22就此而言设置在框架开口16的上游的端部处。
在框架开口16的下游的端部处存在第二型芯保持板36。如不仅在图1中而且在图3至6中可看到的那样，第二型芯保持板36具有横向于流动方向15延伸的并且在安装位置中在喷嘴框14之外的凸缘部段38。此外，第二型芯保持板36具有与框架开口16互补的并且在安装位置中引入到框架开口16中的引入部段40。引入部段40相对于框架开口16确定尺寸为使得第二型芯保持板36在安装位置中以一定的间隙容纳在框架开口16中并且就此而言相对于喷嘴框14松动地设置。
在第二型芯保持板36中存在多个第二型芯容纳开口42。所述第二型芯容纳开口设置在第二型芯保持板36中，使得它们在安装位置中恰好与第一型芯保持板22中的第一型芯容纳开口20平齐。第二型芯容纳开口42相对于型芯28的下游的端部部段32确定尺寸，使得型芯28的远离上游的端部部段26的下游的端部部段32以滑动配合的方式或在径向上有间隙的情况下容纳到第二型芯容纳开口42中。这意味着：型芯28的下游的端部部段32尽管径向上固定在第二型芯保持板36中，但轴向上松动地设置。
因此，不仅在径向上固定型芯28的上游的端部部段26而且在径向上固定型芯28的下游的端部部段32。由于型芯28通过粘合也在轴向上固定在第一型芯保持板22中，所以所述型芯至少在使用第二型芯保持板36时总体上并且不能运动地保持在喷嘴框14中。
为了能够将型芯28粘合在第一型芯保持板22中，所述型芯首先被仅插入到第一型芯保持板22中的第一型芯容纳开口24中，并且喷嘴10由喷嘴框14、第一型芯保持板22、型芯28和第二型芯保持板36组装。只有现在粘合上游的端部部段26。
参照图3至图6现在描述通过使用在图1和图2中所示的喷嘴10的典型挤出过程：首先经由挤出设备将模制料44(例如陶瓷材料)沿着迎向喷嘴10的流动方向15输送。模制料穿过锥形模制料穿通开口30进入第一型芯安装面22中并且又从第一型芯保持板出来进入喷嘴框14中的框架开口16的内部中(图3)。在图3中看到的是，由于在模制料穿通开口30之间存在第一型芯保持板22的腹板(不带附图标记)，型芯料44直接在离开第一型芯保持板22之后还是分开的，因为存在间隙46。
在图4中可看到的是，模制料44在挤出过程中又被驱动进入喷嘴框14的框架开口16中。可看到的是，在第一路程上穿过框架开口16还存在的间隙46在该路径继续延伸穿过框架开口16中封闭，即不再存在间隙。因此现在已形成一件式的成型坯48。
在图5中可看到的是，成型坯48的在图5中在左侧的端部如何在继续给进的过程中穿过框架开口16到达第二型芯保持板36。尽管将成型坯48的模制料44沿着径向方向施加到型芯28上的压力高，但所述型芯由于其固定而保持在其固定的位置中。
通过挤出过程，还使模制料44运动穿过框架开口16。仅松动地插入到框架开口16中的并且松动地放置到型芯28的下游的端部部段32上的第二型芯保持板36现在通过模制料44或暂时形成的成型坯48与型芯28和喷嘴框14压离(图6)。尽管现在在径向上不再保持型芯28的下游的端部部段32。但，这在挤出过程的阶段中也不再是必需的。
如所描述的那样，可以制造一件式的成型坯48，所述成型坯具有内部的通道(在图6中的附图标记50)，因为模制料44在从第一型芯保持板22排出直至框架开口16的下游的端部的整个路程上能够不受干扰且不受阻碍地流动。这种成型坯例如可以用于制造所谓的过滤膜片，过滤膜片被用于过滤液体。
图7-12示出了型芯28的不同实施形式。在此，在图7中示出了具有圆形的横截面的型芯28，如其使用在图1-6的喷嘴10中那样。图8示出了具有六角形即六边形横截面的型芯28，如其同样会使用在图1-6的设备10中。具有方形横截面的型芯28对应于图9可以在图1-6的喷嘴10中找到。相同形式也适用于图11的型芯28，所述型芯具有带有等边长的三角形的三角形横截面。而图10的型芯28的矩形横截面以及图12的梯形型芯28会需要型芯28不同地分布到第一型芯保持板22上。
根据图13，型芯28在第一型芯保持板22上设置在部段52之内，即在该部段52之内均匀分布地设置，该部段在俯视图中是圆弧形的。根据图14、15和16，型芯28在第一型芯保持板22上在部段52之内又均匀分布地设置在该部段52之内，该部段在俯视图中是梯形的。在此，梯形部段52的宽度从图14至图16增加，而高度保持不变。在图17的型芯保持板22中，型芯28均匀分布地设置在部段52之内，其中部段52在俯视图中是矩形的。
图13的圆弧形部段52的宽度略微小于图14的梯形部段52的上部宽度。其下部宽度又略微小于图15的梯形部段52的上部宽度。其下部宽度又略微小于图16的梯形部段52的上部宽度。图17的矩形部段52的宽度略微大于图16的梯形部段52的下部宽度。
在挤出开口的相应的设计方案中，成型坯可以被挤出，其具有圆弧形的、梯形的和矩形的外部轮廓，并且其中在通过型芯28产生的通道均匀分布在成型坯的整个横截面上设置。利用成型坯的所示的外部轮廓例如可以制造所谓的“扁平膜片”，其可以设置在管形的壳体之内，使得该管形壳体最大地实施具有扁平膜片，其中在扁平膜片之间存在流体空间。
应理解的是，也可以产生具有部段52的轮廓的成型坯的许多不同的任意外部轮廓，例如也为不均匀的自由形状轮廓。

Claims (12)

1.一种用于将模制料(44)挤出为成型坯(48)的喷嘴(10)，所述成型坯具有内部的通道(50)，其中所述喷嘴(10)包括：喷嘴框(14)，其具有框架开口(16)；第一型芯保持板(22)，所述第一型芯保持板固定在所述框架开口(16)的沿着模制料(44)的流动方向(15)看在上游的端部的区域中；以及多个长形的型芯(28)，所述型芯利用上游的端部部段(26)在轴向上和横向上保持在所述第一型芯保持板(22)上，其特征在于，所述喷嘴还包括第二型芯保持板(36)，所述第二型芯保持板在所述第一型芯保持板(22)下游相对于所述喷嘴框(14)在流动方向(15)松动地设置并且在径向上固定在所述型芯(28)的远离上游端部部段(26)的区域(32)中、但是在轴向上松动地设置。
2.根据权利要求1所述的喷嘴(10)，其特征在于，所述第一型芯保持板(22)设置在所述框架开口(16)的上游的端部上而所述第二型芯保持板(36)设置在所述框架开口(16)的下游的端部上。
3.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(10)，其特征在于，所述型芯(28)与所述第一型芯保持板(22)刚性连接，优选粘接。
4.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(10)，其特征在于，所述第二型芯保持板(36)具有多个第二型芯容纳开口(42)，在所述型芯容纳开口中以滑动配合的方式或在径向上有间隙的情况下容纳所述型芯(28)的远离上游端部部段(26)的区域(32)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(10)，其特征在于，所述第二型芯保持板(36)具有在外面贴靠在所述喷嘴框(14)上的凸缘部段(38)和与所述框架开口(16)互补的且引入其中的引入部段(40)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(10)，其特征在于，所述框架开口(16)在所述上游的端部上具有台阶部(18)，通过所述台阶部限定容纳部段(20)，在所述容纳部段中至少分部段地容纳所述第一型芯保持板(22)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(10)，其特征在于，所述第一型芯保持板(22)具有多个围绕相应的型芯(28)的保持部段尤其是第一型芯容纳开口(24)设置的模制料穿通开口(30)，所述模制料穿通开口具有在所述模制料(44)的流动方向上看渐缩的开口横截面。
8.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(10)，其特征在于，所述第一型芯保持板(22)具有多个围绕相应的型芯(28)的保持部段尤其第一型芯容纳开口(24)设置的模制料穿通开口(30)，其中距所述第一型芯保持板(22)的边缘(31)比较近地设置的模制料穿通开口(30)相较于距所述第一型芯保持板(22)的边缘(31)相对远地设置的模制料穿通开口(30)具有更小的横截面积。
9.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(10)，其特征在于，所述型芯(28)至少分部段是锥形的，使得其横截面积在所述模制料(44)的流动方向(15)上看增大。
10.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(10)，其特征在于，所述型芯(28)具有圆形的、多边形的尤其是三边形的、四边形的、五边形的或六边形的、矩形的或扁平矩形的或梯形的横截面。
11.根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(10)，其特征在于，所述型芯(28)在所述第一型芯保持板(22)上设置在如下部段(52)之内，优选在所述部段(52)之内均匀分布地设置，所述部段在俯视图中至少大致是圆形的、圆弧形的、梯形的或矩形的。
12.一种用于制造根据上述权利要求中任一项所述的喷嘴(10)的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
将第一型芯保持板(22)安置在框架开口(16)的上游的端部上；
将所述型芯(28)的上游的端部部段(26)插入到所述第一型芯保持板(22)的第一型芯容纳开口(24)中；
将所述第二型芯保持板(36)安置在所述框架开口(16)的下游的端部上，在此将所述型芯(28)的下游的端部部段引入所述第二型芯保持板(36)的第二型芯容纳开口(42)中；以及
将所述型芯(28)的上游的端部部段(26)粘合到所述第二型芯容纳开口(42)中。
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