CN110709224A - 用于由热塑性塑料制造部件的方法和设备以及通过该方法制造的部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过注塑成型由热塑性塑料制造部件的方法，所述部件包括至少两个互相平行延伸的管，这些管一体形成在连接它们的连接部件上，该使用至少一个挤出机和注塑工具(2)，该注塑工具的模腔具有至少两个腔筒(8)作为型腔，这些型腔分别形成其中一个管的轮廓，并且注塑工具的模腔具有与腔筒(8)连通的另外的型腔(9)，该另外的型腔形成连接部件，并且该方法使用至少一个注射装置(4)，以将流体直接注入模腔的至少一个腔筒(8)和/或注向至少一个待被驱动穿过模腔的腔筒(8)的弹丸(7)，其中，首先用热塑性模塑料填充模腔，然后通过挤压模塑料的流体型芯，驱动流体和/或弹丸(7)平行穿过模腔的每个腔筒(8)。

Description

用于由热塑性塑料制造部件的方法和设备以及通过该方法制 造的部件
技术领域
本发明涉及一种用于通过注塑成型由热塑性塑料制造部件的方法。
本发明还涉及一种用于制造部件的注塑成型设备以及一种优选地通过根据本发明的方法获得的部件。本发明尤其涉及一种用于机动车辆的液体容器的填充装置。该填充装置构造为所谓的双管并包括形成填充通道的填充管和与其平行延伸的排气管。
背景技术
现有技术中已公知这种填充装置。例如，EP 2 923 875 A1揭示了一种用于在机动车油箱中填充燃油的填充装置，其包括填充管和排气管，其中，排气管与填充管一体成型，并且排气管与填充管通过收缩部(Quetschung)连接。根据EP 2 923 875 A1的填充装置通过吹塑制成，其中收缩部构成连接两个管的材料桥。该文献中描述的方法原则上适用于在一个工作进程中且由预成型坯制造相互连接成整体的双管。
原则上，填充管需要所谓的“管头容积”来容纳切断时从排气管路向上推压的多余液体。排气管连接到这个管头容积，并且沿着填充管且与填充管平行地尽可能远地延伸到待填充的容器。尽管已公知各种双管挤出吹塑成型的方法，但用于对容器进行填充和排气的双管通常由单独的管段制成，因为这些管段上固定着例如注塑成型的头部等部件。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于由热塑性塑料制造部件的方法，所述部件包括至少两个互相平行延伸的管，这些管一体形成在连接它们的连接部件上。
本发明的另一个目的是提供一种相应的注塑工具和通过所述方法制造的部件。
该目的通过独立权利要求的特征实现。本发明的有利实施方案由从属权利要求得到。
本发明的一个方面涉及一种由热塑性塑料制造部件的方法，所述部件包括至少两个管，这些管一体成型在连接它们的连接部件上，该方法使用挤出机和注塑工具，所述注塑工具的模腔具有至少两个腔筒
Figure BDA0002209427620000021
作为型腔，这些型腔分别形成其中一个管的轮廓，并且所述注塑工具的模腔具有与腔筒连通的另外的型腔，该另外的型腔形成连接部件，并且该方法使用至少一个注射装置，以将流体直接注入模腔的至少一个腔筒和/或注向待被驱动穿过模腔的腔筒的至少一个弹丸，其中，首先用热塑性模塑料填充模腔，然后通过移位模塑料的流体型芯驱动流体和/或弹丸穿过模腔的每个腔筒。
根据本发明的方法利用所谓的流体注入技术和/或弹丸注入技术。在这种注塑成型工艺中，例如，驱动放置在注射器上的弹丸穿过填充有热塑性模塑料的注塑工具的模腔，其中，热塑性模塑料的熔融流体型芯例如挤出到副模腔中。如此制成的管具有限定的内径并且能够相对更容易且可复制地以限定的恒定内径制成。作为替代，流体可以直接挤出热塑性模塑料。
本发明以巧妙的方式结合了注射技术(WIT、GIT、PIT)和常规的注塑成型工艺，以便使用根据本发明的方法以有利的方式一体地制造相对复杂的结构，这种结构具有两个或两个以上与其连接成一体的管。
根据本发明提出，同步且平行地从模腔的两个腔筒挤出模塑料。为此，例如分别通过流体直接挤出模腔的一个或多个腔筒中的模塑料。作为替代可以提出，通过流体直接挤出其中一个腔筒中的模塑料，而通过其中另一个腔筒来驱动弹丸。最后，在本发明的范围内也可以提出，驱动弹丸穿过模腔的多个腔筒。
在本发明的含义内，一体应理解为管与相关的连接部件形成整体。
根据本发明的连接部件可以例如构造为用于流体容器的填充装置或填充管的连接壳体。所述方法特别适用于制造具有连接壳体的部件，所述连接壳体具有汇入其中的管，这些管一体形成在连接部件上。
根据本发明的注射装置构造用于注射加压流体，例如用于将水或气体注入模腔中，其中，注射装置适宜地具有至少一个弹丸载体，该弹丸载体可以嵌有一个或多个流体通道并且，在其用于容纳弹丸的末端上构造有注射喷嘴。作为根据本发明的注射装置，可以设置气或水注射装置(GIT注射器/WIT注射器)。
根据本专利申请的注塑工具是指，在注塑设备中形成限定待制造物体的膜腔的那些部分。根据本发明的注塑工具可以包括更多诸如滑块、可动模芯等的可动模制件。
可以提供任何热塑性聚合物作为根据本发明的热塑性模塑料。例如，作为热塑性模塑料，可以提供选自下组的热塑性塑料：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、PPA(部分芳族聚酰胺)、热塑性烯烃基聚合物、交联热塑性烯烃基弹性体、热塑性聚氨酯基弹性体、热塑性聚酯弹性体和热塑性共聚物。
在根据本发明的方法的有利变型方案中提出，同步驱动多个弹丸穿过模腔的腔筒，其中，分别驱动弹丸穿过各个腔筒。
原则上，可以将挤出的模塑料输送到置于注塑工具中的副模腔中。但在本发明的有利实施方式中提出，挤出的模塑料返回到挤出机中。经证实，热塑性模塑料在节约资源方面特别有利。根据本发明例如提出，在注塑工具的模腔中，在注塑工具的一侧上设置浇口，而在注塑工具的相反侧上设置注射装置。
挤出的模塑料可以通过冷分配器或通过热流道返回到挤出机中。
如果弹丸和模腔的相关腔筒具有不同的净宽或不同的横截面，则控制驱动弹丸穿过腔筒的速度是有利的。因此，本发明也提供这种控制。
在根据本发明的方法的变型方案中提出，分别通过待注射流体的压力和/或体积流量来控制弹丸的速度。
作为替代，在根据本发明的方法中提出，通过控制由挤出的模塑料产生的反压力实现弹丸的速度。
例如，根据本发明可以提出，以这样的方式控制或调节驱动弹丸的流体的体积流量，即，特别是当腔筒的横截面或净宽不同，因而弹丸的横截面或外部尺寸不同时，也能同步驱动弹丸穿过腔筒。
作为替代可以提出，至少控制或调节由弹丸挤出的模塑料的体积流量，使得同步驱动弹丸穿过腔筒。同步是指弹丸几乎同时到达预定的终端位置，例如终端挡板。
在根据本发明的方法的优选变型方案中提出，使用单个泵来注射流体，通过该泵用流体在同时的意义上平行地作用于弹丸。
本发明的另一方面涉及一种用于由热塑性塑料制造部件的设备，所述部件包括至少两个管，所述至少两个管优选地互相平行地延伸，并且一体地形成在连接它们的连接部件上，所述设备包括：至少一个挤出机；注塑工具，所述注塑工具的模腔具有至少两个腔筒作为型腔，所述型腔分别形成其中一个管的轮廓，并且所述注塑工具的模腔具有另外的型腔，所述另外的型腔与腔筒连通并且形成连接部件；以及具有至少一个注射器的注射装置，用于将流体直接注入模腔的其中一个腔筒和/或注向待被驱动穿过模腔的腔筒中的至少一个弹丸。
所述设备有利地构造用于执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。
如果通过所述方法制造的部件包括例如作为连接部件的连接壳体，与其连接的管应汇入该连接壳体中，汇入连接壳体的管之间相对较小的距离则要求以特殊的方式构造注射装置。
用于执行根据本发明的方法的注射装置需要使用工具嵌件作为注射器。为了符合待制造的部件的要求，例如，可以提供气注射器和水注射器的组合，作为单独的工具嵌件。
优选地，注射装置包括多个并置的注射器，其中至少一个注射器具有弹丸载体。
更优选地，根据本发明的设备的特征在于单个流体注入块作为注射器，该流体注入块具有多个并置的弹丸载体。
在根据本发明的设备的另一有利实施方式中提出，借助共用泵将水作为流体供给到多个弹丸载体。有利地设置可以通过分配器连接到多个弹丸载体的高压泵作为泵。
在根据本发明的设备的有利实施方式中提出，在通向弹丸载体的至少一个供水部中设置可调节的节流阀。
作为替代或补充可以提出，在模腔与挤出机之间布置热流道，腔筒分别通过流出口连接到该热流道。
在至少一个流出口中，可以设置具有针阀(Nadelverschluss)的套筒(Pinole)作为可调节的节流阀。通过节流阀，能够调节熔体或挤出的热塑性模塑料的反压力，以便能够由此控制弹丸的速度。
腔筒和弹丸可以具有对称的横截面，例如圆形横截面。作为替代可以提出，腔筒和弹丸均具有非旋转对称的横截面。采用这种方式，例如能够以有利的方式制造具有近似圆形总横截面的双管。术语总横截面是指两个平行管的结构的包络曲线。
尽管所述方法适用于制造具有互相平行延伸的管段的多个管，但本发明原则上应理解为，所述部件的管互不平行地延伸或仅在部分长度上平行延伸。与之相应地，不必要求模腔的腔筒互相平行地延伸。
本发明的另一方面涉及热塑性塑料部件，所述部件优选通过根据权利要求1至7中任一项所述的方法并且还优选通过使用根据权利要求8至15中任一项所述的设备来制造。所述部件包括至少两个管，所述至少两个管优选地相互平行地延伸、由热塑性材料制成并且一体形成在连接它们的连接部件上，其中，连接部件构造为用于流体容器的填充管的连接壳体。
尽管所述部件优选包括两个在至少部分长度上互相平行地延伸的管，但在本发明的范围内，所述部件的管互不平行或仅部分地互相平行。
所述部件的管可以至少在其一部分长度上，至少在该范围内互相近似平行地延伸，经由至少一个材料桥相互连接成一体。
此外，这些管可以具有非旋转对称的横截面。
有利地，这些管间形成至少一个宽度在2mm至6mm之间的缩颈。
附图说明
下面将结合附图说明本发明的有利实施方式。图中：
图1示出作为根据本发明的设备的一部分的注塑工具的简化剖视图，其中具有两个单独的注射器；
图2示出对应于图1的注塑工具的替代实施方式的视图，其中注射器构造为具有两个弹丸载体的注水块；
图3示出对应于图1和图2的注塑工具的替代实施方式的相应视图，其中注射器构造为具有两个弹丸载体的注水块；
图4a示出使用根据本发明的方法制造的部件轮廓的示意图，其中未示出注塑工具的部分；
图4b示出图4A所示的部件轮廓的正视图；
图5示出对应于图4的根据本发明的设备的替代实施方式的视图；以及
图6a至图6c示出根据本发明的部件的不同横截面。
具体实施方式
首先参照图1和图5来说明根据本发明的方法。图1示出用于执行根据本发明的方法和用于制造根据本发明的部件的设备部分。在下文中，所述设备称为注塑设备1。注塑设备1包括注塑工具2、挤出机3和注射装置4。注射装置4包括一个或多个注射器5。在参照图1的实施例中，注射装置4包括两个注射器5，其中一个构造为水注射器(WIT方法)，另一个构造为气注射器(GIT方法)。水注射器5包括用于容纳弹丸7的弹丸载体6。
图1至图3仅示出注塑设备与注射装置4连接的那一部分，而图4a和图5示出注塑设备与挤出机3连接的那一部分。
注塑工具2由多个工具部分以公知方式组成并形成模腔，该模腔分成多个型腔。彼此连通的型腔限定待制造部件11的外形。模腔包括两个作为型腔的腔筒8和另外的型腔9，该另外的型腔限定部件11的连接壳体10的轮廓。弹丸7的横截面轮廓对应于模腔的腔筒8的横截面轮廓，即可插入所谓的PIT注射器5的那个腔筒8(图1中左侧)。模腔的另一个腔筒8的内宽或直径比可插入PIT注射器5的这个腔筒8更小。与这个腔筒8相关的注射器5构造为气注射器(GIT注射器)。
根据本发明的方法提出，首先借助挤出机3用热塑性模塑料填充注塑工具的模腔。然后，将来自腔筒8的热塑性模塑料几乎同时一方面借助由流体驱动的弹丸7另一方面借助流体直接驱动回到挤出机3中，其中，驱动弹丸7穿过图1左侧所示的腔筒8，并同步地，在模腔中的与其平行延伸的腔筒8中直接通过流体的压力挤出热塑性模塑料。通过贯穿注射器5的流体通道14提供流体，该流体在一种情况下为水，在另一种情况下为气体。
如图4a示意性所示，两个腔筒8经由闸门或经由冷分配器19连接到挤出机3。
图4a示出待制造的部件11的轮廓，未示出注塑工具2的包围部件的那些部分。部件11例如构造为用于流体容器的双筒填充装置，包括作为填充管的第一管12和作为排气管的第二管13以及上述连接壳体10，第一管12和第二管13一体形成在该连接壳体上。特别是结合图4a和图4b可以看出，第一管12和第二管13被导向连接壳体10并汇入其中。
图2示出根据本发明的注塑设备1的替代实施方案。在图2和其他各图中，相同的部件标有相同的附图标记。
注射装置4包括单个注射器5，其配置为具有两个弹丸载体6的水注射器。注射器5形成单个工具嵌件或注水块。其中每个弹丸载体6均装配有弹丸7。
在本发明的含义内，术语注射装置4包括用于储存流体的机构以及至少一个对流体加压的高压泵。
参照图2的实施例的注射器5包括两个流体通道14，它们可以连接到不同的压力介质源或单个压力介质源，例如连接到共用高压泵。
除此之外，使用如图2所示的注塑设备1制造部件10的方法大致对应于使用如图1所示的注塑设备2的方法。这两种方法的区别在于，同步且平行地，即同时驱动两个弹丸7穿过模腔中相互平行延伸的腔筒8。两个腔筒8具有不同的净宽，以便挤出具有不同横截面的各熔体前端。
例如可以这样控制弹丸7的速度：例如图5所示，在其中一个腔筒8的流出口15中始终设置有节流阀16，使用该节流阀可控制所挤出的热塑性模塑料的体积流量。节流阀16可以例如构造为具有针阀的套筒。
如图5可以看出，节流阀16设置在与横截面较大或净宽较大的腔筒8相关联的那一流出口中。模腔的腔筒8的流出口15连接到热流道17，该热流道又与挤出机3连通。
图3示出根据本发明的注塑设备1的另一种变型方案。在图3中，与图1和图2中的部件相对应的部件也标有相同的附图标记。参照图3的实施例与参照图2的实施例的区别仅在于，在供水部或流体通道14中设置有可调节的节流阀16，使用该节流阀可控制供给到弹丸载体5的水的体积流量。通过控制水的体积流量，能够调节相关弹丸7的速度，以便确保同步驱动两个弹丸7穿过相互平行延伸的腔筒8。
参照图3的注塑设备1的变型方案可以在挤出机3布置的一侧上对应于参照图4a的图示来构造，作为替代方案，这种注塑设备1的变型方案也可以根据参照图5的图示来构造。作为补充或替代方案，可以调控所供给的水或流体的体积流量，以控制熔体的反压力或控制通过其中一个流出口15的体积流量。
图4b示出了填充管12和排气管13在连接壳体10中的结构，例如作为部件11的正视图。
图6a至图6c示出使用根据本发明的方法所获得的部件11的不同剖视面。参照图6a至6c的部件11如上所述包括连接壳体10以及填充管12和排气管13。图中示出通过材料桥18相互连接的填充管12和排气管13的横截面。
图6a至图6c示出的横截面是非对称的，并且通过具有非旋转对称横截面的弹丸7的弹丸注射而获得。
附图标记列表
1 注塑设备
2 注塑工具
3 挤出机
4 注射装置
5 注射器
6 弹丸载体
7 弹丸
8 模腔的腔筒
9 另外的型腔
10 连接壳体
11 部件
12 填充管
13 排气管
14 流体通道
15 流出口
16 节流阀
17 热流道
18 材料桥
19 冷分配器

Claims (19)

1.一种通过注塑成型由热塑性塑料制造部件的方法，所述部件包括至少两个管，所述至少两个管一体形成在连接它们的连接部件上，所述方法使用至少一个挤出机(3)和注塑工具(2)，所述注塑工具的模腔具有至少两个腔筒(8)作为型腔，所述型腔分别形成其中一个管的轮廓，并且所述注塑工具的模腔具有另外的型腔(9)，所述另外的型腔与所述腔筒(8)连通并且形成所述连接部件，并且所述方法使用至少一个注射装置(4)，以将流体直接注入所述模腔的至少一个腔筒(8)和/或注向至少一个待被驱动穿过所述模腔的腔筒(8)的弹丸(7)，其中，首先用热塑性模塑料填充所述模腔，然后通过挤压模塑料的流体型芯，驱动流体和/或弹丸(7)穿过所述模腔的每个腔筒(8)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同步驱动至少两个弹丸(7)穿过所述模腔的优选相互平行地延伸的腔筒(8)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将挤出的模塑料返回到所述挤出机(3)中或输送到副模腔中。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将挤出的模塑料通过冷分配器(19)或热流道(17)返回到所述挤出机(3)中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，控制或调节驱动所述弹丸(7)的流体的体积流量，使得所述弹丸(7)同时到达终端位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，至少控制或调节挤出的模塑料的体积流量，使得所述弹丸(7)同时到达终端位置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于使用单个泵，通过所述单个泵用流体平行地作用于所述弹丸(7)。
8.一种用于由热塑性塑料制造部件(11)的设备，所述部件包括至少两个管，所述至少两个管一体形成在连接它们的连接部件上，所述设备包括：至少一个挤出机(3)；注塑工具(2)，所述注塑工具的模腔具有至少两个腔筒(8)作为型腔，所述型腔分别形成其中一个管的轮廓，并且所述注塑工具的模腔具有另外的型腔(9)，所述另外的型腔与所述腔筒(8)连通并且形成所述连接部件；以及具有至少一个注射器(5)的注射装置(4)，用于将流体直接注入所述模腔的其中一个腔筒(8)和/或注向待被驱动穿过所述模腔的腔筒(8)中的至少一个的弹丸。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于多个并置的注射器(5)，其中至少一个注射器具有弹丸载体(6)。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于作为注射装置(4)的单个流体注入块，所述流体注入块具有多个并置的弹丸载体(6)。
11.根据权利要求10所述的设备，包括共用泵，通过所述共用泵将水作为流体供给到多个弹丸载体(6)。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的设备，其特征在于，在通向弹丸载体(5)的至少一个进水管中设置可调节的节流阀(16)。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的设备，其特征在于所述模腔与所述挤出机(3)之间的热流道(17)，所述腔筒(8)分别通过流出口(15)连接到所述热流道。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，在至少一个流出口(15)中设置可控制的节流阀(16)。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的设备，其特征在于，至少一个腔筒(8)和至少一个弹丸(7)具有非旋转对称的横截面。
16.一种热塑性塑料部件，其优选通过根据权利要求1至7中任一项所述的方法制成，包括至少两个优选互相平行延伸的热塑性塑料制成的管，所述管一体形成在连接它们的连接部件上，其中，所述连接部件构造为用于流体容器的填充管的连接壳体(10)。
17.根据权利要求16所述的部件，其特征在于，所述管至少在其一部分长度上经由至少一个材料桥(18)相互一体地连接。
18.根据权利要求16至17中任一项所述的部件，其特征在于，其中至少一个管具有非旋转对称的横截面。
19.根据权利要求15至17中任一项所述的部件，其特征在于，所述管在它们之间具有至少一个宽度在2mm至6mm之间的缩颈。
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