CN1075973C - 开口波纹管件从注塑模具中脱模的方法 - Google Patents

Abstract

一种弹性波纹管件(22)从注塑模具中脱模的方法，其步骤包括在共轴的模芯销(28)和脱模杆(38)的周围注塑成形弹性波纹管，其周围是拼合式模腔(30)。此弹性波纹管件(22)具有两个开口端(44，50)，其中一个(44)基本上为刚性的并且由穿过它的脱模杆(38)封闭。第二开口端(50)是弹性的。另外一个步骤是打开拼合式模腔以允许弹性波纹管件(22)从模芯销上脱模。再一个步骤是使波纹管件在径向方向上向外扩张而离开模芯销。在使弹性波纹管件扩张的同时借助脱模杆(38)推动弹性波纹管件的基本上是刚性的第一开口端(44)以使弹性部分(46)和弹性开口端(50)从上述模芯销(28)上脱模。最后，使弹性波纹管件的基本上是刚性的开口端(44)从脱模杆(38)上弹出。

Description

开口波纹管件从注塑模具中脱模的方法

本发明涉及模塑波纹管件的制作，特别是涉及两端开口的波纹管件的制作。并且本发明尤其是涉及开口波纹管件从注塑模具中脱模的方法。

可变形弹性波纹管一般用作弹性联轴节周围的密封套、弹性联轴节本身、折叠式容器等等。波纹管的具体应用包括替代活塞、复位弹簧、以及泵装置中的圆柱缸体，特别是洗液泵和触发喷射器中的圆柱缸体。

泵装置要求对液体加压以便分配液体。活塞和圆柱缸体历史上就用于产生流体压强。在主要用于低黏度液体的触发喷射器中，比如，活塞和圆柱缸体装置或者提供高摩擦和良好的流体密封，或是低摩擦和一定量的旁路漏泄。这些组合中的任何一种都不理想。并且众所周知活塞和圆柱缸体在轴向运动时会发生粘结，从而引起传动装置的运动不稳定。

圆柱形弹性波纹管既用作增压室，又用作复位弹簧。通过轴向变形波纹管改变容积。波纹管具有一系列的互连褶皱，褶皱壁的作用等于锥形环簧。所有各褶皱的锥形环的抗弯刚度的总和确定波纹管的轴向弹性。波纹管的主要优点是它提供的作用力比活塞、复位弹簧和圆柱缸体组合的作用力小。波纹管对轴向挠曲的抗力比活塞和圆柱缸体之间的滑动摩擦及活塞复位弹簧力为小。另外，波纹管是单件，所以无须考虑组装和苛刻的配合。由于没有滑动件，因此波纹管不要求动密封。

波纹管与泵装置的运动件之间采用静密封。这一点通常是通过卡扣装接、热粘合或胶合将波纹管的两个开口端连接于刚性传动装置件而实现。传动装置件可包含单向阀门系统，从而在传动装置件释放时波纹管的增压室由于波纹管的弹性而扩张并因而通过入口阀将流体吸入。当传动装置动作时，波纹管的增压室收缩，在入口阀关闭时加压于流体，同时出口阀打开将流体排除。

制作两端开口的波纹管并非没有困难。这种波纹管可通过喷射模塑或注射模塑制造。喷射模塑是较简单的加工工艺，但其结果是褶皱的锥形环部分的壁厚精度差。波纹管褶皱的抗弯刚度是锥形环厚度立方的函数。因此，触发喷射器的波纹管采用注射模塑制造以便更好地对其轴向抗弯刚度进行控制。另外，注射模塑容许添加其他的功能元件，如阀、阀簧、喷雾元件等等，并将这些元件与波纹管制作成一整体。

波纹管的注射模塑是众所周知的加工工艺。窍门当然是在注射模塑任何带有径向波纹或凹口的零件时如何使零件脱模。通常注射模塑的波纹管是利用手工从模芯销上剥下。这种将还很热的零件脱模的方法经常由于与模具的摩擦给波纹管造成永久的损害。另一种方法是波纹管在模塑时一端封闭，以便利用空气将波纹管充气而使之从模芯销上脱下。但是，所得到的波纹管其后必须经过后加工工序去掉封闭端，从而会另外产生废品。

1991年4月9日授予Arima等人的美国专利No.5,006,376公开了一种开口锥形波纹管形状，其大小比例特别，并且是由特殊材料制作的，以使其可以从注射模具上脱模。对大小比例和材料的过分限制说明使波纹管无损伤地从塑模脱模的困难。

一直缺少一种采用注射模塑制作两端开口波纹管的方法，此方法利用压缩空气扩张波纹管以使其从塑模的模芯销上脱模。这一具有短循环时间并且不需要外部机械装置的方法就是本发明的目的。

为实现上述目的，根据本发明提供一种弹性波纹管件从注塑模具中脱模的方法，其特征在于具有如下的步骤：

a)在模芯销和脱模杆的周围注塑成形弹性波纹管，而同时拼合式模腔围绕上述模芯销和上述脱模杆，上述模芯销和上述脱模杆具有的纵向轴基本上共线，上述弹性波纹管件具有基本上为刚性的第一开口端和弹性的第二开口端，

b)打开上述拼合式模腔以允许上述弹性波纹管件从上述模芯销上脱模；

c)使上述波纹管件从上述模芯销在径向方向上向外扩张；

d)一边使上述弹性波纹管件从上述模芯销扩张，一边借助上述脱模杆推动上述弹性波纹管件的上述基本上是刚性的第一开口端，以使上述弹性波纹管件从上述模芯销上脱模，机械地控制作为提升阀的脱模杆从而释放压缩空气以便膨胀所述的弹性波纹管。

根据本发明还提供一种弹性波纹管件从注塑模具中脱模的方法，其特征在于具有如下的步骤：

a)注塑成形弹性波纹管件，上述弹性波纹管件具有一位于机械控制的模芯销和拼合式模腔之间的弹性部分和一位于脱模杆和上述拼合式模腔之间的基本上是刚性的部分，上述基本上是刚性的部分具有一第一开口端，上述弹性部分具有内表面和一第二开口端，使所述的脱模杆相对所述模芯销偏移从而形成一个常闭提升阀；

b)打开上述拼合式模腔以允许上述弹性波纹管件的上述弹性部分和上述第二开口端从上述模芯销上脱模；

c)使压缩空气通过上述模芯销直至所述提升阀打开，所述压缩空气进入上述弹性部分的上述内表面，而此时上述弹性波纹管件的上述第一和第二开口端是封闭的，因而使上述弹性部分从上述模芯销向外扩张；

d)借助上述机械控制的脱模杆推动上述弹性波纹管的上述基本上是刚性的部分沿轴向离开上述模芯销，从上述模芯销向外推动上述脱模杆致使压缩空气进入上述模芯销和上述弹性波纹管件的上述弹性部分之间而使上述弹性部分扩张，从而有助于上述弹性波纹管件从上述芯销上脱模；以及

e)在上述弹性波纹管件从上述模芯销上脱模之后，使上述弹性波纹管件的上述基本上是刚性的部分从上述脱模杆上弹出。

在本发明的一个设施方案中，使弹性波纹管件从注射模具上脱模的方法包括在围绕模芯销和脱模杆的拼合式模腔中在模芯销和脱模杆的周围注塑成形弹性波纹管的步骤。模芯销和脱模杆的纵向轴基本上共线。弹性波纹管件具有基本上为刚性的第一开口端和弹性的第二开口端。这一方法还包括打开拼合式模腔以使弹性波纹管件从模芯销上脱模和使波纹管件在径向方向上向外扩张而离开模芯销。另外一个步骤是一边使弹性波纹管件扩张而离开模芯销一边借助脱模杆推动弹性波纹管件的基本上是刚性的第一开口端以使弹性波纹管件从模芯销上脱模。这种脱模法只利用了注射模具中的部件。模芯销上有一个孔隙与压缩空气源连接。当脱模杆从模芯销沿轴向运动推动基本上是刚性的第一开口端时，孔隙使弹性波纹管件与流体连通。使波纹管件扩张的步骤是使压缩空气由气源通过模芯销中的孔隙进入弹性波纹管件。

在本发明的另一实施方案中，使弹性波纹管件从注射模具上脱模的方法包括注塑成形弹性波纹管的步骤。弹性波纹管件的弹性部分位于模芯销和拼合式模腔之间，并且一个基本上是刚性的部分位于脱模杆和拼合式模腔之间。此基本上是刚性的部分具有第一开口端。该弹性部分具有内表面和第二开口端。另一步骤是打开拼合式模腔以使弹性部分和波纹管件的第二开口端从模芯销上脱模。再一个步骤是使压缩空气通过模芯销进入弹性部分的内表面，而此时弹性波纹管件的第一和第二开口端是封闭的，因而使弹性部分扩张而向外离开模芯销。再另外一个步骤是借助脱模杆推动弹性波纹管的基本上是刚性的部分沿轴向离开模芯销运动。从模芯销向外推动脱模杆使压缩空气进入模芯销和弹性波纹管件的弹性部分之间而使弹性部分扩张，从而有助于弹性波纹管件从模芯销上脱模。最后的步骤是在弹性波纹管件从模芯销上脱模之后使弹性波纹管件的基本上是刚性的部分从脱模杆上弹出。

虽然在本说明书的结尾处列出了特别指出并明确限定本发明的权利要求，但可以确信结合下面的附图通过下面的对实施例的描述可以对本发明有更好的了解，在附图中同样的标号代表同样的元件，并且附图中的：

图1是使端部开口的波纹管件从注射模具上脱模的本发明的优选方法的正视图，其中示出的注射模塑机的固定端和运动端处于封闭状态；

图2也是其正视图，示出的是其中的注射模塑机的运动端处于打开的位置，并且有一个波纹管件弹出；

图3是本发明的模具的固定部分和运动部分沿图1中的3-3线的顶视平面剖视图，其中示出的模芯销和脱模杆周围的模腔是封闭的，并且示出在其间新形成的波纹管件；

图4是与图3类似的其顶视平面剖视图，示出的拼合式模腔正处于在垂直于波纹管件轴线打开的状态，其中模具的运动端沿轴线离开固定端运动；

图5是与图3类似的其顶视平面剖视图，示出的脱模杆正处于从与模芯销配合离开而运动的状态，从而其作用等于一个提升阀和一个允许压缩空气进入使弹性波纹管件扩张的开口；

图6是与图3类似的其顶视平面剖视图，示出模具的固定端和运动端在轴向方向上进一步分离，其中波纹管件受到脱模杆的推动而离开模芯销，而波纹管件受压缩空气作用而扩张；而

图7是与图3类似的其顶视平面剖视图，示出的拼合式模腔正处于打开的状态，其中模具的模芯销和固定端已分开，波纹管件已从模芯销上脱模，并且脱模杆已返回原位顶住模芯销而使提升阀关闭。

下面参见附图，特别是图1和图2，图中示出注射模塑装置，该装置可提供本发明的用于使端部开口的波纹管件从注射模具上脱模的方法，并且一般用10表示。注射模塑机10具有一固定端12和一运动端14，运动端14由液压缸16带动。图1示出的箭头20表示为形成波纹管件22，塑料注入注塑机的模具部分的位置。图2示出当液压缸16退回时固定端12和运动端14在轴向方向上分离的状态，从其中弹射出一个波纹管件22。此种机器在业界是众所周知的。在一优选实施例中，机器10是Arburg 40吨肘杆式压机，Polyronica U型，是Connecticut州Kensinton市的Arburg公司制造的。这一优选模具是一四腔模具，四腔中的每一个的操作都与此处示出的单腔操作类似。

本发明是一种使固定模具部分24和运动模具部分26在机器中操作以形成开口波纹管件并使其从机器脱模的方法。图3示出处于封闭位置的模具的两部分24和26。模具运动部分26具有一个模芯销28，其形状与波纹管的内表面一致，和一个拼合式模腔30，当它环绕模芯销28闭合时其形状与波纹管的外表面一致。拼合式模腔30最好是沿平行于模芯销的纵向轴(未示出)的平面分切，以使两半31和33可垂直于纵向轴打开。拼合式模腔30可在任意方向上打开，只要打开后的两半31和33可脱离模塑成形的波纹管件而使其可如上所述那样从模芯销28上脱模即可。

模芯销28具有一芯体32和一自由端34。自由端34具有一阀座36，供提升阀使用，从图6中可看得最清楚。因为模塑件是波纹管，模芯销28沿其长度方向上具有一系列凹口，这使模塑件难于从模芯销上取下。

模具的运动部分26还具有一个脱模杆38，其端部有一个提升阀39，该阀顶着阀座36。脱模杆38大致上是在模芯销28中的孔隙40的中心穿过模芯销28。提升阀39通过在孔隙40中在轴向方向上滑动脱模杆38而打开和关闭，或是采用机械方式或是借助施加于脱模杆端部的压缩空气。借助一图中未示出的工具对脱模杆38施加偏压以使提升阀39保持常闭。提升阀的目的是接受压缩空气(来自图中一未示出的气源)，使之从芯体32中的入口42进入，通过孔隙40沿着脱模杆38的外部流到阀座36，并且最后到达波纹管件22的弹性部分的内表面23而使波纹管件扩张，以便使其从模芯销28上脱模。脱模杆38所具有的在模塑时关闭的提升阀39也充当内模芯销，它构成波纹管件22的一个开口端。在波纹管件注射模塑成形时，模具的固定部分24压在脱模杆38的端部。

为了使本发明的模具部件操作能正常进行，波纹管件22具有一第一开口端44，它比波纹管的弹性波纹部分46刚度大。开口端44的直径较小，并且通常其厚度比弹性部分为厚。

波纹管件22具有一第二开口端50，在两个开口端中通常它的直径较大，因而通过它从模芯销上脱模较容易。波纹管件22由弹性材料经模塑制作而成，于是在压缩空气的压力作用下波纹管可在某种程度上扩张而使其可以从模芯销上脱模。在本发明的一个具体优选实施例中，波纹管件22由乙撑乙烯基乙酸酯树脂模塑制作，UE632级的该材料可由Ohio的Cincinnati市的Quantum Chemicals公司购得。注射模塑机的工作条件为：喷嘴温度375°F，前部温度375°F，中部温度350°F，后部温度300°F，实际熔化温度335°F，第一级注射压力1000psi(磅/平方英寸)，第二级注射压力800psi(磅/平方英寸)，背压100psi(磅/平方英寸)，注射时间1.5秒，保持时间5秒，冷却时间10秒，循环时间0.1秒，注射延迟时间1秒，机器运动时间6.5秒。弹性部分46的最大直径约为19mm，而长度约为25mm。第一开口端44直径约为9mm，而第二开口端的直径约为17mm。

图4示出使波纹管件从模芯销脱模的第一个步骤。拼合式模腔30垂直于模芯销28的纵向轴打开以便在拼合式模腔30和波纹管件22之间提供一个空隙使波纹管件22可以扩张。同时，模具的运动部分26沿轴向运动而离开模具的固定部分24。

图5示出脱模杆38为从阀座36脱开并使压缩空气扩张波纹管件22的弹性部分46而在空隙40中进行的轴向运动开始的情况。第一开口端44由堵住开口端44的脱模杆38封闭。第二开口端50在压缩空气扩张波纹管件时保持与模芯销32的封闭状态。环形第二开口端50比波纹管件的波纹部分刚度稍大。波纹管件22由脱模杆38推着第一开口端44的内缘沿着轴向运动而使之离开模芯销28。同时波纹管件22的第二开口端50沿着模芯销28滑动保持与模芯销的大部分的气密密封。即或有一些压缩空气从波纹管件22的第二开口端50泄漏出去，压缩空气流的压力也足以使波纹管件22保持扩张状态以便从模芯销28上脱模。通常的压缩空气是60-80psig(磅/平方英寸计示压强)的压缩空气。

图6示出模具的固定部分24和模具的运动部分26进一步在轴向方向上离开的情况。波纹管件22在其由压缩空气保持扩张状态的情况下由脱模杆38进一步推动而从模芯销28上脱模。提升阀39保持打开直到波纹管件22从模芯销28脱模。

图7示出的是波纹管件22从模芯销28脱模后的状态。脱模杆38正在返回以使提升阀39顶住模芯销28的阀座36，从而使压缩空气停止流入。拼合式模腔的两半31和33开始封闭模芯销28而开始一个新的波纹管件制作循环。利用压缩空气喷射是使波纹管件22从脱模杆38上弹出的常用方式。但是，这种喷射装置图中未示出。另一种方法是就使脱模杆38后退以使波纹管件22从脱模杆上脱开。当第二开口端50在脱模杆38后退时不再由压缩空气扩张而与模芯销28的自由端34接触之际，波纹管件22的开口端44由脱模杆38推开。

模具的固定部分和运动部分24和26的操作的另一种方法可以允许拼合式模腔30保持与模具的固定部分24接触而不是与模具的运动部分26接触。因为拼合式模腔30可以在出现任何轴向分离之前垂直于模芯销的纵向轴打开，所以不需要其他循环改变以适应这种替代方案。

虽然上面示出和描述的是本发明的具体实施例，但对于本专业领域的技术人员显而易见的是可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变和改型，并且在下附的权利要求中力图覆盖本发明范围内的所有的改型。

Claims (3)

1.一种弹性波纹管件从注塑模具中脱模的方法，其特征在于具有如下的步骤：

a)在模芯销和脱模杆的周围注塑成形弹性波纹管，而同时拼合式模腔围绕上述模芯销和上述脱模杆，上述模芯销和上述脱模杆具有的纵向轴基本上共线，上述弹性波纹管件具有基本上为刚性的第一开口端和弹性的第二开口端，

b)打开上述拼合式模腔以允许上述弹性波纹管件从上述模芯销上脱模；

c)使上述波纹管件从上述模芯销在径向方向上向外扩张；

d)一边使上述弹性波纹管件从上述模芯销扩张，一边借助上述脱模杆推动上述弹性波纹管件的上述基本上是刚性的第一开口端，以使上述弹性波纹管件从上述模芯销上脱模，机械地控制作为提升阀的脱模杆从而释放压缩空气以便膨胀所述的弹性波纹管。

2.根据权利要求1中的方法，其特征在于，上述模芯销上有一个孔隙与压缩空气源连接，当上述脱模杆从上述模芯销沿轴向运动推动基本上是刚性的第一开口端时，上述孔隙使上述弹性波纹管件与流体连通，使上述波纹管件扩张的步骤是使压缩空气由上述气源通过上述模芯销中的上述孔隙进入上述弹性波纹管件。

3.一种弹性波纹管件从注塑模具中脱模的方法，其特征在于具有如下的步骤：

a)注塑成形弹性波纹管件，上述弹性波纹管件具有一位于机械控制的模芯销和拼合式模腔之间的弹性部分和一位于脱模杆和上述拼合式模腔之间的基本上是刚性的部分，上述基本上是刚性的部分具有一第一开口端，上述弹性部分具有内表面和一第二开口端，使所述的脱模杆相对所述模芯销移动从而形成一个常闭提升阀；

b)打开上述拼合式模腔以允许上述弹性波纹管件的上述弹性部分和上述第二开口端从上述模芯销上脱模；

c)使压缩空气通过上述模芯销直至所述提升阀打开，所述压缩空气进入上述弹性部分的上述内表面，而此时上述弹性波纹管件的上述第一和第二开口端是封闭的，因而使上述弹性部分从上述模芯销向外扩张；

d)借助上述机械控制的脱模杆推动上述弹性波纹管的上述基本上是刚性的部分沿轴向离开上述模芯销，从上述模芯销向外推动上述脱模杆致使压缩空气进入上述模芯销和上述弹性波纹管件的上述弹性部分之间而使上述弹性部分扩张，从而有助于上述弹性波纹管件从上述芯销上脱模；以及

e)在上述弹性波纹管件从上述模芯销上脱模之后，使上述弹性波纹管件的上述基本上是刚性的部分从上述脱模杆上弹出。

Images