CN1142847C - 挤出成型方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

一种挤出成型方法包括以下步骤：i)通过挤出模头(1)将材料挤出成为管状模塑制品(5)；ii)驱动两个夹持装置(4)以不同高度夹持所述管状模塑制品(5)，使得管状模塑制品内形成一气密的空间；iii)闭合模塑模头(3)的两个对称半模在处于夹持装置(4)之间的所述的管状模塑制品(5)上，和同时降低一夹持装置(4)以向下拉伸管状模塑制品，使得该管状制品在处于模塑模头(3)的两个对称半模之间的模头型腔(31)中被压缩和被成型为所需的最终产品；和iv)打开模塑模头(3)取出最终产品和返回夹持装置(4)到它们的先前位置。

Description

挤出成型方法及其设备
背景技术
本发明涉及一种挤出成型方法，特别涉及这样一种挤出成型方法，在该方法中由挤出模头挤出的管状模塑制品被两个夹持装置在不同高度上夹持并被向下拉伸，和两个对称的模塑成型模头半模在处于夹持装置之间的被夹持模塑制品上闭合，使得被夹持的模塑制品被压缩并被成型为最终产品。
按照传统的通过挤出模塑加工制造空心塑料制品的方法，塑料材料通过挤出模头被挤出成为模塑制品，并且该模塑制品被夹持元件夹持住并被保持在模塑模头的模头型腔中，然后切割工具运动从而从挤出模头上切下模塑制品，然后一喷嘴被插入到模塑制品中和空气被吹入到在模头型腔中的模塑制品中，使得模塑制品被膨胀和被成型为最终产品。在模塑成型完成后，模塑模头被降低然后打开。在最终产品被从模塑模头取出后，模塑模头被送回到它的从前位置以便进行下一个成型周期。这种挤出模塑方法有很多的缺点，概要描述如下：
1.必须提供喷嘴和吹气元件以便空气能够被吹入到被挤出的模塑制品中，从而使得它在模塑模头的模头型腔中的膨胀。
2.当使用热塑性材料并将其通过挤出模头挤出为模塑制品时和被挤出的模塑制品被夹持元件夹持住时，喷嘴必须马上插入到挤出的模塑制品中以便被挤出的成型制品能够用空气胀模而避免它的两相对边壁粘连在一起。这种吹气模塑加工不适于制造在其两相对边壁之间距离短的空心制品。
3.如果被挤出的模塑制品的外周边壁厚是不均匀的，被挤出的模塑制品将偏离其轨迹，使得它本身不能落入通过夹持元件夹持的正确位置。甚至如果被挤出的模塑制品被夹持元件夹持并被放入用于成型的模塑模头的模头型腔，在最终产品移出模塑模头后不均匀的壁厚可以导致最终产品的侧壁部分地粘接在一起。
本发明的概述
本发明业已完成提供一种去除了上述缺点的挤出模塑方法。根据本发明的挤出模塑方法，当一模塑制品从挤出模头被挤出时，模塑模头装置的一夹持装置被闭合在被挤出的模塑制品的底端并下降以向下拉伸被挤出的模塑制品，然后模塑模头装置的第二个夹持装置被闭合在被挤出的模塑制品的上端，从而在被夹持的模塑制品中形成一气密的空间，然后模塑模头的两对称半模在两夹持装置之间彼此相向运动和然后闭合在被夹持的模塑制品上，使得模塑制品在模塑模头的模头型腔中被压缩。当模塑制品被压缩时，它的内部压力相对增加，因此模塑制品壁紧密地附着于模塑模头的模头型腔表面。当成型后模塑模头被打开时，夹持装置被松开，模塑模头装置被举起到其先前位置以进行下一个成型周期。根据本发明的另一个方面，挤出模头包括一圆锥形型芯，一安装在圆锥形型芯上的空气喷嘴，一围绕着圆锥形型芯安装并围绕圆锥形型芯限定缝隙的环形模板，通过该缝隙喂入料被挤出成一挤出模塑制品，和受控的调节螺栓，控制该螺栓可以调节圆锥形型芯与环形模板之间的缝隙，使其符合模塑模头的模头型腔深度。按照本发明的另一方面，模塑模头的模头型腔具有被凸起的凹口，这使得模塑制品的壁的特定部分变薄，所以在打开模塑模头时模塑制品的薄壁部分在经受模塑制品的内部压力时可以被打破，以使得模塑制品内部的气体逃逸。
附图说明
图1是挤出模塑装置的剖视图，显示的是一从根据本发明装置的挤出模头被挤出的管状制品；
图2是本发明的挤出模塑装置的剖视图，显示的是下部夹持装置夹持在管状模塑制品的底端；
图3是根据本发明的挤出模塑装置的剖视图，显示的是模塑模头装置下降，管状制品被向下拉伸；
图4是根据本发明的挤出模塑装置的剖视图，显示的是上部夹持装置和下部夹持装置在不同的高度上各自夹持管状制品；
图5是根据本发明的挤出模塑装置的剖视图，显示的是上部夹持装置和下部夹持装置在不同的高度上各自夹持管状制品，和模塑模头闭合在处于夹持装置之间的管状的制品上；
图6是根据本发明的挤出模塑装置的剖视图，显示的是模塑制品被成型为最终产品，模塑模头被打开和夹持装置松开；
图7是根据本发明的挤出模头的剖视图；
图8显示的是根据本发明的模塑模头装置的部分的结构；
图9显示的是根据本发明的一安装在底板上的模塑模头半模；
图10是根据本发明的用于模塑成型模头的框架简图；
图11显示的是根据本发明的模塑模头装置的一个模头半模在基板和框架之间的连接；
图12显示的是根据本发明的模塑模头装置的前视图；
图13显示的是根据本发明的模塑模头装置的侧视图；
图14显示的是根据本发明的模塑模头装置的剖视图；
图15是本发明的侧平面图显示的是从挤出模头中被挤出的管状制品；
图16是平面图显示的是挤出制品的两端被根据本发明的模塑模头装置的框架夹持；
图17平面图显示的是被挤出的模塑制品的两端被模塑模头装置的框架夹持和模塑模头被闭合在模塑制品上；和
图18是模塑模头的部分剖视图，显示的是在模头型腔中的销钉的结构。
优选实施方式的详述
参照图6，一模塑模头装置2被设置在挤出模头1下方。一用于垂直或倾斜提升控制的驱动机构(未示出)被安装在模塑模头装置2上。模塑模头装置2包括一模塑模头3和两夹持装置4，该夹持装置安装在模塑模头3的两边。模塑模头装置3包括两对称半模，具有一由它的两对称半模之间限定的型腔31和一由它的一个半模型腔31内部凸起的销钉32。辊道输送器的辊7被设置在模塑模头装置2的下方。
参照图18，制造一贯穿于模塑模头3的销钉32的通孔33，该通孔提供了一在型腔31和模塑模头3外边之间的通道。在销钉32的端部表面制造一槽34和该槽伸展到通孔33，该槽至少具有一端通向销钉32的外圆周。一调节元件35安装在通孔33中。通过调节调节元件35在通孔33中的垂直位置，最终产品在通孔33中的壁厚被控制在销钉32端部表面至调节元件35之间的范围内。因此，当模头被打开时，最终产品的内部高压马上打破最终产品壁部分，该内部高压向调节元件35扩充，并且逃逸到外部以使得内部压力和外部压力平衡。
当上述销钉32邻接对着的另一个型腔的销钉时，从挤出通道沿着槽34的高压打破最终产品壁部分，该高压扩充到调节元件35并且逃逸到外边。换句话说，上述通孔33可以被制造在型腔31表面的所需位置，和上述调节元件35可以被安置在通孔33中并且被调节以控制最终产品在通孔33中的壁厚，所以当模头被打开时，最终产品的内部高压马上打破最终产品壁部分，该高压扩充到调节元件35，并且逃逸到外边以使得内部压力和外部压力平衡。
参照图7，挤出模头1包括一根据所需的最终产品设计制造的圆锥形型芯11，一安装在圆锥形型芯11上的空气喷嘴12，一围绕圆锥形型芯11安装的环形模板13，和调节螺栓14，该被控螺栓用来调节圆锥形型芯11和环形模板13之间的缝隙以符合模塑模头3的型腔31的深度。因此，当材料被输送到挤出模头1时，它可以通过圆锥形型芯11和环形模板13之间的缝隙被挤出为模塑制品5，该制品的厚度符合型腔31的深度(也见图6)。输送到该模头1的材料可为热塑性材料、橡胶、金属、可延展的有机物质或和可延展的无机物质。
参见图1，8和15，当材料被倾倒到挤出机中时，它被加热并通过螺杆(该过程类似于现有技术，因此即不用图显示也不详细描述)经挤出模头1被挤出。在挤出之前，根据型腔31的深度调节圆锥形型芯11和环形模板13之间的缝隙。当挤出时，具有均匀壁厚的模塑制品5落入到模塑模头3中。
参见图2，当模塑制品5从挤出模头1以一定的距离落下时，设置在底部的远离挤出模头1的夹持装置4的两对称部分以固定的速度相向移动以夹住模塑制品5的底端。
参见图3，当模塑制品5的底端被在底部的夹持装置4夹持住时，整个模塑模头装置2以恒定的速度向下运动，同时使得模塑制品5被向下拉伸。
参见图4，当模塑制品5被向下拉伸时，夹持装置4的在顶部的两对称部分相向运动以夹持住模塑制品5。
参见图5，当两夹持装置4各自固定住模塑制品5时，模塑模头装置2继续以恒定的速度向下运动，和同时模塑模头3的两对称半模相向运动并在模塑制品5上闭合。因为模塑制品5具有管状结构和它的两端被夹持装置4密封，当模塑模头3的两对称半模对着模塑制品5相向运动时，在夹持装置4之间的模塑制品5的体积相对减少。根据Boyle和Richard的公式：P1V1＝P2V2＝NRT，当通过模塑模头3压缩时，在夹持装置4之间的模塑制品5的内部压力相对地增加，因此在夹持装置4之间的模塑制品5的壁受到模塑制品5内的增加的内部压力的压力而紧密地附着在模塑模头3的型腔31的表面。因为模塑制品5被向下拉伸和它的两端被夹持装置4夹持住和模塑制品5的内部压力迫使模塑制品5的管状壁膨胀，该模塑制品在三维方向均匀膨胀。
参见图6和18，当模塑模头装置2被闭合在模塑制品5上和降低到设置位置时，模塑模头3的两对称半模从两边移离模塑制品5，和夹持装置4同时被从模塑制品5上松开。当模塑模头3从模塑制品5上被打开时，相应于销钉32的模塑制品5的壁部分相对变薄并且在打开模塑模头3时被模塑制品5的内部压力立刻打破，以使得模塑制品5的内部压力与外部压力保持平衡。当模塑制品5被成型为所需的形状(最终产品)时，模塑模头装置2被松开，以使得最终产品通过辊7被输送到收集区，和模塑模头装置2被移回到它的先前位置以便进行下一个循环。
参见图8，9，10和11，模塑模头3的每个半模被安装在各自的基板6上，和每个夹持装置4的每部分被安装在一框架44上，该框架围绕着模塑模头3的一个半模。
参见图12，13和14，导向杆9被固定地安装在基板6上和该导向杆被插入到框架44的通孔(未示出)中用于框架44的运动导向。一弹簧8被安装在基板6和框架44之间用于迫使它们分离。当失去挤压力时，弹簧8马上推动基板6和框架44分离，使得它们返回到它们先前的位置。
参见图16和17，夹持和压缩程序可以在模塑模头3下降之前完成。
可以理解的是附图是特意用于举例的，不能理解为对本发明所揭示内容的限定和范围的定义。

Claims (19)

1.一挤出成型方法，包括以下步骤：
a)通过挤出模头向下挤出一材料并由此形成一空心管状模塑制品；
b)从第一原始位置驱动第一夹持装置夹持模塑制品的底部和从第二原始位置驱动第二夹持装置夹持模塑制品的上部，从而在处于夹持装置之间的模塑制品内形成一气密空间；
c)闭合模塑模头的两个相应半模，该两个模塑模头半模限定了一围绕着处于夹持装置之间的模塑制品的气密空间的模头型腔和压缩该模塑制品，所述的模塑模头包括和一带通孔的销钉，该气密空间具有足够的体积所以在模塑制品内的内部气体压力被升高和所述的内部气体压力的增高使得在压缩模塑制品期间所述的空心管状模塑制品与由模头型腔限定的最终产品外形相一致，所述的空心管状模塑制品也与所述的销钉相符并插入所述销钉中的所述通孔而形成的薄壁部分；和然后
d)打开模塑模头的两模头型腔半模和返回夹持装置到它们各自的第一和第二原始位置和从所述的模塑模头取出最终产品，最终产品从模塑模头取出时所述的薄壁部分破开以允许内部空气逃逸。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述材料为橡胶。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述材料为金属。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述材料为可延展物质。
5.一挤出成型方法，包括以下步骤：
a)通过挤出模头挤出材料形成一管状模塑制品；
b)从第一原始位置驱动第一夹持装置夹持模塑制品的第一部分；
c)移动第一夹持装置以拉伸模塑制品；
d)从第二原始位置驱动第二夹持装置夹持模塑制品的第二部分和在处于第一和第二夹持装置之间的模塑制品内形成一气密空间；
e)闭合模塑模头的两个相应半模，该两个半模限定了一围绕处于夹持装置之间的模塑制品的气密空间的模头型腔和压缩模塑制品，所述的模塑模头包括一带通孔的销钉，该气密空间具有足够的体积所以在模塑制品内部的空气压力被增高和所述的内部气体压力的增高使得在压缩模塑制品期间所述的空心管状模塑制品与由模头型腔限定最终产品的外形相一致，所述的空心管状模塑制品也与所述的销钉相符并插入所述销钉到所述通孔而形成的薄壁部分；和然后
f)打开模塑模头的两模头型腔半模和返回夹持装置到它们各自的第一和第二原始位置和从所述的模塑模头取出最终产品，所述的最终产品从模塑模头取出时所述的薄壁部分破开以允许内部空气逃逸。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述材料是热塑性材料。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述材料是可延展有机物质。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述材料是被向下挤出的，第一夹持装置夹持模塑制品的底部和向下运动以向下拉伸模塑制品，和第二夹持装置夹持模塑制品的上部。
9.一挤出模塑成型方法，包括以下步骤：
a)通过挤出模头向下挤出一材料并由此形成一空心管状模塑制品；
b)从第一原始位置驱动第一夹持装置夹持模塑制品的底部和从第二原始位置驱动第二夹持装置夹持模塑制品的上部，从而在处于夹持装置之间的模塑制品内形成一气密空间；
c)闭合模塑模头的两个相应半模，该两个模塑模头半模限定了一围绕着处于夹持装置之间的模塑制品的气密空间的模头型腔和压缩该模塑制品，所述的模塑模头包括具有一可移动元件配置在其内的孔，该气密空间具有足够的体积所以在模塑制品内的内部气体压力被升高和所述的内部气体压力的增高使得在压缩模塑制品期间所述的空心管状模塑制品与由模头型腔限定的最终产品的外形相一致，所述的空心管状模塑制品也与孔该相一致并插入该孔形成模塑制品的薄壁部分以允许随后的内部空气从模塑制品逃逸；和然后
d)打开模塑模头的两模头型腔半模和返回夹持装置到它们各自的第一和第二原始位置和从所述的模塑模头取出最终产品。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述材料包括金属材料。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述材料包括可延展无机物质。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述材料包括橡胶材料。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于：其还包括在驱动第一夹持装置步骤之后和在驱动第二夹持装置步骤之前移动第一夹持装置以拉伸模塑制品的步骤。
14.一种用于挤出成型的设备包括：
a)一用于将材料挤出成为空心管状模塑制品的挤出模头；
b)一用于夹持模塑制品第一部分的第一夹持装置，第一夹持装置可移动以拉伸模塑制品；
c)一第二夹持装置用于夹持模塑制品的第二部分和在处于第一和第二夹持装置之间模塑制品内形成一气密空间；和
d)一模塑模头包括一对相应的模头型腔半模，该半模紧密地环绕着处于夹持装置之间的模塑制品的气密空间以压缩模塑制品和使之与模头型腔的最终产品的外形一致。
e)一用于从位于沿着所述模头型腔之一的所述最终产品的外形中释放压缩空气的装置，其中，在所述模头型腔还没有完全分开之前，所述装置从所述模塑的所述最终产品的外形中释放压缩空气。
15.权利要求14的设备，其特征在于，挤出模头包括一圆锥形型芯，被安装在圆锥形型芯内的一空气喷嘴，一围绕着圆锥形型芯的环形模板和在它们之间限定的一缝隙，和多个调节螺栓用于调节该缝隙到相应的满足模头型腔深度的缝隙。
16.权利要求14的设备，其特征在于，所述用于释放压缩空气的装置包括一个模塑模头的模头型腔半模包括一向内延展销钉，一在销钉中形成的通孔用于提供一种在模头型腔内部与成型模头外部之间的连接，一在销钉的内端面形成的槽，该槽延伸到通孔和该槽具有一端延伸到销钉的外圆周，和一配置在该通孔内的调节元件，该调节元件可以在该通孔内移动以确定最终模塑制品在通孔内的壁厚范围在销钉的内端表面和调节元件之间。
17.权利要求14的设备，其特征在于，所述用于释放压缩空气的装置包括具有一减压孔的模塑模头，该减压孔用于从模头型腔向模塑模头外部排除压力。
18.权利要求14的设备，其特征在于，所述用于释放压缩空气的装置包括一安装在减压孔之内的可移动元件，其用于改变减压孔的深度。
19.权利要求14的设备，进一步包括一围绕模塑模头的框架，和第一和第二夹持装置被安装在该框架内。
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