CN109070417B - 用于通过注塑由热塑性塑料制造管的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于利用注塑装置(1)来制造作为由热塑性塑料构成的制品的管状构件的方法，注塑装置具有形成制品型腔(3)的模具(2)、用热塑性的模塑料填充制品型腔(3)的器件和将流体注射到制品型腔(3)的注射装置(6)，注射装置(6)包括喷嘴体(7)，提出将喷嘴体(7)用作为成形制品端部的型芯，使得喷嘴体(7)用作为用于要引入到制品中的附加构件的承载件，其中a)将喷嘴体(7)首先装配有附加构件，b)将喷嘴体(7)引入到闭合的制品型腔(3)中，或将模具(2)围绕喷嘴体(7)闭合，c)将制品型腔(3)在另一方法步骤中至少部分地用热塑性的模塑料填充，d)随后借助于注射装置(6)将压力下的流体导入到制品型腔(3)，模塑料的一部分推动到副腔中，和e)将制品脱模。本发明还涉及用于执行方法的注塑装置(1)。

Description

用于通过注塑由热塑性塑料制造管的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于利用注塑装置来制造作为由热塑性塑料构成的制品的管状的构件的方法。此外，本发明涉及一种用于制造这种管状的构件的注塑装置。
本发明尤其涉及一种用于制造作为液体容器的管或接管的制品的方法。
背景技术
尤其，用于机动车的添加容器或燃料容器的填装管现今分零件地吹塑成型或硫化并且随后由各个零件组成。填装管头作为注塑焊接组安装在例如挤出吹塑成型的管的上部端部。侧向联接的通风管路固定在焊接的套管上。以上述方式和方法制造填装管是相当耗费的。在每次安装时和在每次焊接时产生成本。在装配填装管之后，必须检查所述填装管的密封性，这造成其他成本。
从DE 10 2011 009 745 A1中例如已知一种用于机动车的尿素容器的填装接管，其中填装接管具有接管壳体，使得限定用于塞阀的通口接管和通向容器的填装通道，其中在接管壳体之内设有用于塞阀的容纳结构。接管壳体此外包围环形磁体，所述环形磁体液密地封装在接管壳体之内的环形的塑料壳体中。为了能够将环形磁体和其他用于以通道的方式引导填充体积流的元件设置在接管壳体中，需要的是，接管壳体多件式地构成。对此需要多个注塑模具，这同样是相当耗费的。
从WO2009/138431A1已知一种用于制造作为由热塑性合成材料构成的制品的管状构件的注塑装置，具有形成制品型腔的模具、用于用热塑性的模塑料填充制品型腔的器件和用于将流体注射到制品型腔中的至少一个注射装置，其中注射装置包括喷嘴体并且具有至少一个能够被供应加压流体的流体通道。
由DE102015102640A1已知一种用于制造合成材料软管的方法，其用织物软管增强。进一步的现有技术源自文献JPH06155502A、DE102009001276B3、JP200217253A、EP1975349A1和JPS56121745A。
发明内容
本发明基于如下目的，提出一种用于利用注塑装置来制造作为由热塑性塑料构成的制品的管状构件的方法，所述方法相对于迄今已知的方法是有利的。尤其地，在尽可能少的工作步骤中制造复杂的管状的构件、例如作为具有填充通道的接管或接管壳体的管状的构件是可能的。
本发明还基于如下目的，提供一种相应的注塑装置。
本发明所基于的目的通过权利要求1的特征来实现。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。
本发明所基于的目的此外通过具有权利要求9的特征的注塑装置来实现。注塑装置的有利的设计方案从回引权利要求9的从属权利要求中得出。
根据本发明的观点，提出一种用于利用注塑装置制造作为由热塑性塑料构成的制品的管状构件的方法，所述注塑装置具有形成制品型腔的模具、用于用热塑性的模塑料填充制品型腔的器件和用于将流体注射到制品型腔中的注射装置，其中注射装置包括喷嘴体，其中方法提出，将喷嘴体用作为用于成形制品端部的型芯，和将喷嘴体用作为用于要引入到制品中的附加构件的承载件，其中
a)将喷嘴体首先装配有附加构件，
b)将喷嘴体引入到闭合的制品型腔中，或者将模具围绕喷嘴体闭合，
c)将制品型腔在另一方法步骤中至少部分地用热塑性的模塑料填充，
d)随后借助于注射装置，将处于压力下的流体导入到制品型腔中，其中将模塑料的一部分挤压/推动到副腔或其他体积中，和
e)将制品脱模。
优选地，将方法步骤a)至e)以其列举的顺序执行，其中不排除，方法分别还包括中间步骤。
本发明意义上的热塑性的模塑料是塑化加工的热塑性塑料，所述热塑性塑料例如借助于挤出机经由浇口输送给注塑装置或模具。
副腔例如能够借助于一个或多个滑动件封住，直至部分地或完全地填充制品型腔，优选将滑动件随后在方法步骤c)之后打开，使得处于压力下的流体将模塑料的熔融液态芯推动到副腔中，其中模塑料的未推动的部分形成保留的制品壁。
替代地，能够将模塑料挤压到其他体积中。对此例如能够设置成，将模塑料向回输送到挤出机中，所述挤出机用于提供模塑料。
作为本发明意义上的热塑性的模塑料能够提出任意热塑性的聚合物。例如，作为热塑性的模塑料能够提出热塑性塑料，所述热塑性塑料选自包括下述材料的组：高密度聚乙烯、聚酰胺、聚酰胺6、聚酰胺12、聚氨酯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酮、聚苯乙烯、烯烃基热塑性弹性体、烯烃基交联热塑性弹性体、聚氨酯基热塑性弹性体、热塑性聚酯弹性体和热塑性共聚物。
按照根据本发明的方法提出，喷嘴体在制品型腔的端部上闭合和密封制品型腔，所述制品型腔形成管状构件的阴模，其中喷嘴体沉入到制品型腔中，并且在那里连同制品型腔构成可用热塑性的模塑料填充的空腔，优选环形腔。在将喷嘴体引入制品型腔中之前，将所述喷嘴体适当地装配有要引入到制品中的附加构件。例如能够提出，首先打开例如两件式的模具，将喷嘴体在模具打开的情况下装配有附加构件，并且随后将模具围绕喷嘴体闭合。
替代地或附加地，喷嘴体能够相对于模具可调整地设置，更确切地说在用于造型/赋予形状的第一位置和脱模的第二位置之间调整。
优选地，将喷嘴体或型芯在将制品脱模之前、即在方法步骤e)之前从模具中拉出，即引入脱模的第二位置中。
适当地，喷嘴体构成为用于容纳射弹的射弹承载件，其中在方法步骤d)之前，将喷嘴体装配有至少一个射弹，并且其中借助于注射装置导入的流体在推动模塑料的融融液态芯的条件下驱动射弹通过制品型腔。作为流体能够使用水，但是还有例如气体。
适当地，在根据本发明的方法中，将附加构件嵌入到热塑性的模塑料中。附加构件例如能够材料结合地和/或形状锁合地与热塑性的模塑料连接。
在根据本发明的方法的一个优选的变型形式中提出，将喷嘴体在方法步骤d)之后和在方法步骤e)之前从制品型腔中拉出，使得附加构件保留在制品中。附加构件例如能够构成为永磁环，所述永磁环在方法步骤a)期间可拆下地插套到喷嘴体上。
按照根据本发明的方法的一个优选的变型形式提出，将制品作为液体容器的管或接管成形，所述管或接管限定填充壁。接管例如能够构成为例如用于机动车的副液体容器或用于机动车的燃料容器的填装管的根据本发明一件式地构成的接管壳体。根据本发明能够提出，接管壳体和连接于所述接管壳体的管部段完全一件式地构成。
根据本发明优选地提出，管、接管或管壳体在没有例如呈环形磁体的形式的附加构件的情况下制造。这种环形磁体例如引起设置在塞阀中的切换阀的操纵。
在本发明的方法的一个适当的变型形式中提出，制品的内部的限界壁、例如对填充通道限界的壁沿纵向方向轮廓化。如果制品的内部的限界壁形成填充通道，那么所述制品例如设有纵向肋，所述纵向肋能够用于，将要插入到填充通道中的塞阀定心，并且在填充时允许反向流通风。
在方法的一个优选的变型形式中提出，制品的内部的限界壁构成为具有至少一个收缩部，所述收缩部例如在如下情况下能够用作为用于塞阀的插入限制止挡：制品的内部的限界壁限定管或接管的填充通道。
本发明基于的目的此外通过一种用于制造作为由热塑性塑料构成的制品的管状构件的注塑装置来实现，尤其用于执行上述方法，所述注塑装置具有形成制品型腔的模具、用于用热塑性的模塑料填充制品型腔的器件和至少一个用于将流体注射到制品型腔中的注射装置，其中注射装置包括喷嘴体，所述喷嘴体具有至少一个流体通道，所述流体通道可用处于压力下的流体供应，其中喷嘴体构成为用于成形制品的端部的型芯。
模具例如能够具有两个半模，所述半模在闭合的情况下对制品型腔限界。制品型腔例如能够限定管或接管的阴模。
作为用于填充制品型腔的器件例如能够设有至少一个挤出装置，例如往复式螺杆挤出机。
喷嘴体或型芯能够相对于模具可调整地设置，例如从用于造型的第一位置到脱模的第二位置，在所述用于造型的第一位置中，喷嘴体沉入到制品型腔中，在所述脱模的第二位置中，喷嘴体从制品型腔中拉出。喷嘴体优选设置在制品型腔的端部上，并且将其在第一位置中密封。
喷嘴体在制品型腔中形成可用模塑料填充的模腔。所述模腔能够构成为环形腔，原则上借助根据本发明的注塑装置以及根据本发明的方法当然也能够制造具有多角形或棱柱形横截面的管状构件。术语“管状”原则上不局限于圆柱形的横截面。
根据本发明的模具能够具有一个或多个浇口。此外，根据本发明的模具能够具有其他可移动的成型件，如滑动件、可移动的型芯等。模具的制品型腔适当地与副腔连接，所述副腔容纳挤压的模塑料。副腔例如能够借助于一个或多个、例如可液压操纵的滑动件与制品型腔分开。替代地能够提出，浇口设置在制品型腔的远离注射装置的端部上，并且将挤出机的体积用作为副腔。
根据本发明的注射装置构成为用于将处于高压下的流体、例如用于将水注射到制品型腔中，其中喷嘴体能够由一个或多个流体通道穿过。
在根据本发明的注塑装置中提出，喷嘴体构成为用于接收作为用于模塑料的推动体的射弹的射弹承载件。在该情况下看，根据本发明的注塑装置构成为，使得处于压力下的流体注射到射弹上，其中流体驱动射弹通过制品型腔，并且射弹将模塑料的熔融液态芯推动到副腔或其他体积中。射弹适当地具有小于制品型腔横截面的横截面，使得制品壁保留。
喷嘴体具有造型杆，所述造型杆连同制品型腔形成可用模塑料填充的空腔，如在上文中已经提到的，所述空腔能够设置成环形腔，但也可以设置成多角形的轮廓。
适当地，杆是轮廓化的，使得制品的内部的限界壁由此同样沿纵向方向轮廓化，使得例如当制品构成为管或接管时，其壁成形为具有在填充通道的横截面中突出的肋。
根据本发明，杆具有较大的第一横截面和较小的第二横截面并且朝向远端的方向变细/渐尖。杆的近端适当地密封制品型腔。杆的远端是杆的如下端部，所述端部设置在注射的流体的下游。
根据本发明，杆的远端构成为射弹接收部。射弹例如能够具有大于第二横截面的横截面，使得由于所述设计方案，制品的内部的限界壁可制造成具有收缩部。射弹在此以尤其优选的方式和方法在制品型腔之内形成可用模塑料填充的底切。
根据本发明的方法能够提出，借助于其他的射弹制造要作为管成形的制品的支路。
此外能够提出，喷嘴体能够构成为用于多个射弹的射弹承载件，其中例如第一射弹形成主管并且第二射弹形成副管。
附图说明
本发明下面根据在附图中示出的实施例来阐述。
附图示出：
图1示出贯穿根据本发明的注塑装置的示意部分剖面，和
图2示出贯穿用于机动车的尿素容器的填装管的部分剖面，所述填装管借助根据本发明的方法利用根据本发明的模具制造。
具体实施方式
根据本发明的注塑装置1包括仅示意示出的模具2(工具)，所述模具例如由两个半模构成，所述半模限定制品型腔3。制品型腔3例如能够构成为在图2中示出的填装管4的阴模。模具2能够包括呈滑动件等形式的多个可运动的构件以及至少一个副腔。副腔借助于滑动件相对于制品型腔3可隔离。所述细节在附图中出于简化原因没有示出。同样未示出的是挤出器以及一个或多个浇道，所述浇道通到制品型腔3中。
图1示出制品型腔3的端部的如下区域，所述区域构成为用于成形填装管4的在图2中示出的填装体5。
注塑装置1此外包括注射装置6，所述注射装置包括喷嘴体7。注射装置6在图1中同样未完全地示出。
喷嘴体7可相对于模具2从用于造型的第一位置移动到脱模的第二位置中，其中图1示出用于造型的第一位置。在所述用于造型的位置中，喷嘴体7沉入到制品型腔3中，并且将制品型腔3在端侧密封。在制品型腔3的远离注射装置6的端部上，所述制品型腔与未示出的副腔联通。
喷嘴体7根据本发明构成为型芯以及用于接收由热塑性塑料材料构成的射弹8的射弹承载件。喷嘴体7包括杆9，所述杆具有近端和远端，其中近端密封制品型腔3并且远端容纳射弹8。
杆9在其近端上具有较大的第一直径，杆9在其远端上具有较小的第二直径。在第一直径的区域中，杆9设有沿纵向方向延伸的槽10，所述槽将相应的肋按压到要制造的制品的内部的限界壁中。
杆9连同制品型腔3形成环形腔，所述环形腔通过在附图中未示出的浇口用热塑性的模塑料填充。
浇口在附图中未示出，所述浇口关于射弹8的进给方向处于下游。
在图1中示出的实施例中，制品型腔3包括支路，在所述支路中能够成形填装管4的副管12。为了成形副管12，在喷嘴体7上侧向地设置有第二射弹13。
喷嘴体7由流体通道15穿过，通过所述流体通道，能够将处于高压下的流体导入到制品型腔3中。流体通道15一侧分支至杆9的远端，在那里所述流体通道朝向射弹8的方向打开，并且另一侧朝向第二射弹13的方向的一侧分支。经由流体通道15，将流体、例如水在压力下推动到射弹8和第二射弹13上，其中射弹8和第二射弹13通过流体的压力将处于制品型腔3中的塑性的模塑料推动到副腔中。
插套到杆9的远端上的射弹8具有最大的外部直径，所述外部直径大于杆的第二直径，使得射弹8形成喷嘴体7的临时的底切，所述底切可用模塑料填充。
在喷嘴体7的杆9上此外在第一直径的区域中插套呈环形磁体14的形式的附加构件，所述附加构件借助喷嘴体7在制品型腔3由热塑性的模塑料填充之前引入制品型腔3中。
在根据本发明的方法中，例如首先将模具2闭合，随后将喷嘴体7借助可松开地插套到杆9上的环形磁体14从脱模的第二位置引入用于造型的第一位置中，在所述用于造型的第一位置中，杆9沉入到制品型腔3中并且将其密封。随后将制品型腔3经由一个或多个未示出的浇口用热塑性的模塑料填充。填充能够完全地或部分地进行。热塑性的模塑料也在喷嘴体7和模具2之间形成的模腔17的范围中填充制品型腔，其中热塑性的模塑料包围环形磁体14并且将其嵌入。此外，热塑性的模塑料在后方流过射弹8，因为紧邻在射弹8上游的杆9的直径(第二直径)小于射弹8的最大直径。
在用热塑性的模塑料填充制品型腔3之后，将未示出的副腔例如经由可液压操控的滑动件释放。
在另一方法步骤中，随后将处于压力下的流体、例如水通过流体通道15推动到射弹8以及第二射弹13上。流体推动射弹8、13通过制品型腔3，其中射弹8成形主管16，并且第二射弹13成形副管12。射弹8、13推动模塑料的熔融液态芯，保留构成为填装管4的管的剩余壁/限界壁。
在另一方法步骤中，将喷嘴体7移动到脱模的、即拉回的第二位置中，其中环形磁体14保留在填装的模塑料中。
最后，将制品脱模。呈填装管4的形式的制品在图2中示出。填装管包括用16表示的主管，所述主管限定容器中的加料通道以及用12表示的副管，所述副管形成排气管道。填装管4包括具有通口接管18的填装头5，所述通口接管设有外螺纹19。通口接管18包围填充通道20，所述填充通道从通口接管18穿过填装头5延伸到主管16中。
附图标记列表：
1 注塑装置
2 模具
3 制品型腔
4 填装管
5 填装头
6 注射装置
7 喷嘴体
8 射弹(弹头)
9 杆
10 槽
11 支路
12 副管
13 第二射弹
14 环形磁体
15 流体通道
16 主管
17 模腔
18 通口接管
19 外螺纹
20 填充通道

Claims (15)

1.一种用于利用注塑装置(1)来制造作为由热塑性塑料构成的制品的管状构件的方法，所述注塑装置具有形成制品型腔(3)的模具(2)、用于用热塑性的模塑料填充所述制品型腔(3)的器件和用于将流体注射到所述制品型腔(3)中的注射装置(6)，其中所述注射装置(6)包括喷嘴体(7)，其中所述方法提出：
将所述喷嘴体(7)用作为用于成形所述制品的端部的型芯，
将所述喷嘴体(7)用作为用于要引入到所述制品中的附加构件的承载件，
其中
a)将所述喷嘴体(7)首先装配有所述附加构件，
b)将所述喷嘴体(7)引入到闭合的所述制品型腔(3)中，或者将所述模具(2)围绕所述喷嘴体(7)闭合，
c)将所述制品型腔(3)在另一方法步骤中至少部分地用所述热塑性的模塑料填充，
d)随后借助于所述注射装置(6)，将处于压力下的流体导入到所述制品型腔(3)中，其中所述模塑料的一部分挤压到副腔或其他体积中，和
e)将所述制品脱模。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述喷嘴体(7)构成为用于接收射弹(8)的射弹承载件，使得在方法步骤b)之前，使所述喷嘴体(7)装配有至少一个射弹(8)，并且借助于所述注射装置(6)导入的流体在推动所述模塑料的熔融液态芯的条件下驱动所述射弹(8)通过所述制品型腔(3)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
将所述附加构件嵌入到所述热塑性的模塑料中。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
将所述喷嘴体(7)在方法步骤d)之后和在方法步骤e)之前从所述制品型腔(3)中拉出，使得所述附加构件保留在所述制品中。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述附加构件构成为永磁环(14)，所述永磁环以能够松开的方式插套到所述喷嘴体(7)上。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
将所述制品成形为液体容器的管，所述管限定填充通道(20)。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述制品成形为液体容器的接管，所述接管限定填充通道(20)。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
将所述制品的内部的限界壁沿纵向方向轮廓化，使得所述制品设有纵向肋。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述制品的内部的限界壁构成为具有至少一个收缩部。
10.一种用于根据权利要求1至9中任一项所述的方法制造作为由热塑性塑料构成的制品的管状构件的注塑装置，所述注塑装置具有形成制品型腔(3)的模具(2)、用于用热塑性的模塑料填充所述制品型腔(3)的器件、用于将流体注射到所述制品型腔(3)中的至少一个注射装置(6)，其中所述注射装置(6)包括喷嘴体(7)，所述喷嘴体具有至少一个流体通道(15)，所述流体通道可用处于压力下的流体供应，其中所述喷嘴体(7)构成为用于成形所述制品的端部的型芯，其特征在于，
所述喷嘴体适于作为用于要引入到所述制品中的附加构件的承载件。
11.根据权利要求10所述的注塑装置，其特征在于，
所述喷嘴体(7)构成为用于接收作为用于所述模塑料的推动体的射弹(8)的射弹承载件。
12.根据权利要求11所述的注塑装置，其特征在于，
所述喷嘴体(7)具有用于造型的杆(9)，所述杆连同所述制品型腔(3)形成能用所述模塑料填充的模腔(17)。
13.根据权利要求12所述的注塑装置，其特征在于，
所述杆(9)是轮廓化的。
14.根据权利要求12或13所述的注塑装置，其特征在于，
所述杆(9)具有较大的第一横截面和较小的第二横截面，并且所述杆(9)朝向远端的方向变细。
15.根据权利要求14所述的注塑装置，其特征在于，
所述远端构成为射弹接收部，并且所述射弹(8)具有大于所述第二横截面的横截面。
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