CN1174819A - 用于玻璃制品的模具组件 - Google Patents
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Abstract
一种用于形成空心玻璃制品的模具组件(10、40),它包括由一对可分开的模具部分(12a、12b、42)和围绕该模具主要轴向长度一部分的模具夹具(14、44)组成的模具12。该模具可以与模具夹具分开,每一个模具部分的外面设有多个冷却翼片(12e、42e)。模具夹具由一对可分开的模具夹具部分(16、18、46)组成,每一个模具夹具部分具有从中延伸通过的流体流动通道(20、50)。该流体流动通道在径向上敞开从而使流体向内对着附近的模具部分的翼片流动。每一个模具夹具部分具有固定在它上面的带孔的网(26,56),从而改变从模具夹具部分向着附近的模具部分的翼片流动的流体分布。
Description
本发明涉及用于在独立分部式(“I.S.”)成型机上形成空心玻璃制品的模具组件。更进一步地说，本发明涉及具有上述特征的、可以为在该模具组件中成型的制品提供积极、间接的冷却的模具组件。
空心玻璃制品，例如玻璃瓶和玻璃容器当通过IS成型机成型时可以在两个步骤中成型。在第一个步骤中，通常称为初形或雏形的成型容器的预制件通过一种由一对相互咬合的初形模部分组成的环状模成型。在完成该初形成型步骤时，初形模部分分开并且将初形或雏形转移到另一个成型站，通常也称为吹制模站，在该站通过另一种由另一对相互咬合的模具部分组成的环形模吹制成最终的形状。在该吹制模工艺结束时，吹制模的咬合部分分开，并且将容器从该成型机中取出，以进行进一步处理。
在IS成型机的初形模中形成雏形的玻璃料滴充分热，从而可以形成初形，因而具有较高的潜能。这些能量在容器从成型机的吹制模中取出之前大部分必需被去掉，从而使制成的容器足够坚硬，可以承受进一步的处理而其形状不会进行任何改变。因此，在初形成型步骤和吹制成型步骤中必需将大量热量从所形成的容器中除去，并且除非将热量以很快的速度除去，否则成型机的生产率就要受到限制。以合适的速度从IS成型机的模具中除去热量的问题在初形模站是特别重要的，这是因为由于雏形的直径较小，其表面积较小，它限制了热量的除去速度而且由于雏形的壁与容器成品壁相比较厚，要除去的热量相当高。
各种现有技术已经对在由IS成型机形成的玻璃制品的冷却过程中遇到的问题进行了描述，例如美国专利3887350(Jenkinss)、4657573(Joness)、4668269(Cantu-Garcia等人)、4690703(Kulig)、4783212(Loffler)和5364437(Bolin)，这些文献均作为参考而引入本文。上述以及其它的与IS成型机模具冷却有关的现有技术的问题是它们使成型机模具的复杂性大大增加，从而也增加了其成本，每一套模具特别设计成用于一种产品。因此，人们需要在IS成型机的其它结构中引入更多合适的模具冷却结构，这些结构不需要每次均改变，一套模具可以使机器生产具有不同类型、尺寸或设计的容器。
根据本发明，它提供了一种用于IS玻璃成型机的模具组件。该模具组件包括由一对咬合的模具部分组成的环形模，其内表面在这些模具部分端端相连时，限定了在该环形模内腔中形成的玻璃制品的外表面，所说的外表面可以是在吹制模情况下的玻璃制品的最终形状，也可以是在初形模中这种制品的预制件的形状。每一个模具部分的外面在圆周上均设有多个径向突出、轴向延伸的相互隔开的翼片，从而使该模具部分的表面延伸，以增加潜热从该模具中的熔融玻璃制品上除去的速度。
该模具组件还包括一种分开的模具夹具，用于支承上述模具的模具部分。该模具夹具适用于多种模具，它围绕着该模具并且将空气或其它冷却流体由径向开放的、轴向延伸的流动通道径向向内导向这些位于模具部分外面的翼片。在该模具夹具的每一个部分的内部设有分开的带孔的网并且控制冷却流体对该模具的流动分布。因此，通过控制该带孔网中的孔的式样，可以改变模具部分在径向和轴向的冷却速度，从而使模具中的玻璃制品的冷却速度相平衡，而不管玻璃制品的厚度或形状如何变化，这些因素影响潜热从玻璃制品的不同位置除去的速度。
由于模具夹具部分以及与其相连的带孔网部分可以用于多种模具，因此与将冷却剂流动通道包含在模具本身之中的模具相比其制造成本降低了。
因此，本发明的目的在于提供一种用于玻璃成型机的经过改进的模具组件。更进一步地说，本发明的目的在于提供具有上述特征的、可以对在其中形成的熔融玻璃制品提供经过改进的间接冷却的模具组件。更进一步地说，本发明的目的在于提供具有上述特征的模具结构复杂性结构较小的模具组件。
为了进一步理解本发明及其目的，可以注意附图及其说明、注意优选实施方案的详细描述和所附的权利要求书。
图1是将本发明用于IS玻璃成型机的初形模站的优选实施方案的模具组件的透视图；
图2是图1所示的模具组件部分截面和放大的平面图；
图3是图1所示的模具组件的横截面和放大的解剖示意图；
图4是将本发明用于IS玻璃成型机的吹制模站的优选实施方案的模具组件从内腔向外看的模具部分的仰视图；
图5是图4所示的模具部分的顶视图；
图6是沿图4中6-6线的截面图；
图7是图4-6中所示的模具部分的底面平面图；
图8是沿图5中8-8线的截面图；以及
图9是沿图6中9-9线的截面图。
根据本发明的优选实施方案的一种模具组件在图1中通常用参考数字10表示，它由环形模12组成，环形模12适用于形成玻璃容器的雏形。模具组件10还包括环形模具夹具14，它包围模具12的轴向长度的主要部分，并且是IS玻璃容器成型机的一部分或者至少是在置换模具12时不需要置换的部件。
环形模12由通常是半圆筒形的模具部件12a和12b组成，当在成型操作中端端相连时，这些部件基本上包围在其模腔中成型的玻璃制品。成型步骤结束时，模具部件12a、12b相互分开，从而使形成的制品从中取走，就象本领域已知的那样。每一个模具部件12a和12b带有一个舌头12c和一个槽12d，它们在直径方向上相互相对，从而在成型操作过程中使成型部件12a、12b相互精确对准。每一个模具部件12a、12b在圆周方向上还配有径向突出的、轴向延伸的相互隔开的翼片12e，它们有助于在模具12中成型的玻璃制品的冷却，从而使玻璃制品在所需的高成型温度下具有更大的刚性和自支撑性。
该模具夹具14由通常是半圆筒形的夹具部分16、18组成，它们在成型步骤中基本上处于端端相对的位置，但是当模具部件12a、12b相互分开以从中取走成型制品时，在成型步骤结束时可以相互分开。每一个夹具部分16、18具有沿轴向延伸的通常是半圆筒形的流动通道20。通道20内部是径向敞开的，用来使冷却空气或其它冷却剂由下文中将要详细描述的来源处向着模具部分12a、12b的翼片12e流动，从而有助于使在模具12中形成的玻璃制品间接冷却。
冷却空气由位于模具夹具14底部的压力通风系统22通过在圆周方向上分开的一系列开口24流入模具夹具部分16、18的流动通道20中。由流动通道20，冷却空气通过固定到模具夹具部分16、18内部的通常是半圆筒形的带孔的网26向着模具部件12a、12b径向向内流动。在带孔的网26上的穿孔其尺寸和间距可以改变冷却空气相对于模具部分12a、12b外部的垂直和圆周方向(如果需要)上的流动分布，从而使模具12中制品的冷却速度得到平衡，而不管由于玻璃制品的直径或壁厚的变化而造成的冷却负载的变化。
模具夹具14的模具夹具部分具有比模具部分12a、12b更小的轴向延伸并且相对于模具部分12a、12b而居中。因此，来自模具夹具14的冷却空气可以由模具部分12a、12b的外部通过分别在模具夹具14的顶部和底部的开口28、30以图3中所示的方向而排出。
模具夹具部分16、18的端部通过有头螺钉36而非咬合地固定到在直径方向上相对的一对垂直延伸的连接件32、34上，连接件32、34分别具有径向向内突起的翼片32a、32b和34a、34b，它们容纳在模具部分12a、12b的槽中，从而使模具夹具部分16、18相对于模具部分12a、12b而在圆周方向上准确定位。翼片32a、32b和34a、34b还与网26的自由端咬合从而使网26分别相对于模具夹具部分16、18在圆周方向上准确定位。此外，模具部分12a、12b的翼片12e分别在每一个翼片12e的顶部和底部具有径向向外突起部分12e1和12e11。12e1和12e11部分具有分别与模具夹具部分16、18的顶部和底部相咬合的挂耳，从而使模具夹具部分16、18分别相对于模具部分12a、12b而轴向准确定位。
图4-9表示由包含在模具夹具44的部分46中的模具部分42组成的组件40。应当明白组件40在成型操作过程中是环形结构的，模具部分42与一种类似的模具部分(未示出)端端相连。类似地，模具夹具44在成型操作过程中是环状结构的，模具夹具46与类似的一种模具夹具部分(也未示出)端端相连。在任何一种情况下，模具组件40在对熔融玻璃雏形进行最后的或吹制成型步骤时具有适用于IS成型机中的类型，该雏形如上所示和如上所说已经在雏形成型组件10预先中形成。由于组件40设计成用于IS成型机的吹制模站，而模具组件10设计成用于这种成型机的雏形模站，因此，通常称为腔的模具部分42的内径基本上大于模具组件10的环形模12的内径，而玻璃制品与模具部分42咬合的壁厚基本上小于与环形模12咬合的壁厚。
模具部分42沿圆周方向配有轴向延伸相互隔开的一系列翼片42e，它们从模具部分42向外突出，从而使模具部分42的外表面延伸，由此增加了将热量从在模具组件40中吹制成型的玻璃制品上转移的速度。
从玻璃制品上转移到翼片42e上的热量通过强制空气冷却而从翼片42e上移走，模具夹具部分46配有沿轴向延伸的通常是半圆筒形的流动通道50。流动通道50通过进口52接受冷却空气，并且在其内部径向开放，从而使冷却空气由流动通道50径向向外流动到模具部分42的翼片42e上。通常是半圆筒形的带孔网56固定到模具夹具部分46的内部。在带孔的网56上的穿孔其尺寸和间距可以改变冷却空气的垂直和圆周方向上(如果需要)的流动分布，从而使模具组件40中制品的冷却速度得到平衡，而不管由于玻璃制品的直径或壁厚的变化而造成的冷却负载的变化。
如图8和9中所示，模具夹具部分46具有与模具部分42更小的轴向延伸。通过使模具部分42具有面向外的槽42d并且使模具部分42具有向下突出的凸缘42f，模具部分42相对于模具夹具部分46而垂直居中，槽42d接受模具夹具部分46的向内突出的舌头46a，而凸缘42f与模具夹具部分46的上表面46b相对。模具部分42通过隔开的一系列垂直有头螺钉66(图8)而非咬合地固定到模具夹具部分46上，有头螺钉66穿过模具夹具部分46而旋转接受在模具部分42上。
为了有助于模具部分42中的玻璃制品对着模具部分42的内部而适当吹气，采用真空来帮助将熔融玻璃制品向着模具部分42的内表面拉伸。为此在模具部分42中设有在直径方向上相对的一对垂直真空槽70，每一个真空槽70通过真空头68与真空源(未示出)相连。真空通道70中的真空通过在圆周方向的隔开的通常径向延伸的真空通道延伸段70a而施加到在模具部分42中成型的制品的底部。真空槽70在其底部设有开口72，以确保在每一个真空槽70中的空气不会停留。
本说明书中已经显示和描述了至今用来实施本发明的发明人已知的最佳方式，但是对于熟悉本领域的人员来说很显然还可以在不脱离本发明的范围的情况下作出适当的改进、变化以及等同物，所说的范围是由所附的权利要求书及其法律等同物限定的。
Claims (9)
1.一种用于在升高的温度下将空心玻璃制品成型的模具组件，所说的模具组件包括：
具有内腔的环形模，它由一对可分开的模具部分组成，所说的模具部分在成型步骤中端端相对，每一个模具部分的外面在圆周上均设有多个翼片；以及
围绕所说的环形模的至少主要轴向长度部分的环形模夹具，所说的环形模夹具由一对可分开的模具夹具部分组成，所说的模具夹具部分在成型步骤中基本上端端相对，每一个模具夹具部分具有通常轴向延伸的流体流动通道，第一个流体流动通道敞开以使流体从中流过，向外对着附近模具部分的翼片流动，从而帮助在所说环形模中的空心玻璃制品冷却。
2.根据权利要求1的模具组件，它还包括：
一对带孔的网，每一个所说的带孔的网在位于流体流动通道和所说的环形模的附近的模具部分的翼片之间的一个位置被固定到所说的一个模具夹具部分上并且用来控制流体从所说的一个模具夹具部分对着所说的附近的模具部分的翼片的流速和流动形状。
3.根据权利要求1的模具组件，它还包括：
由所说的环形模具夹具携带着压力通风装置，用来将冷却流体送入所说的环形模夹具的每一个模具夹具部分的流体流动通道中。
4.根据权利要求1的模具组件，它还包括：
第一和第二对连接件，每一对所说的连接件固定到所说的环形模夹具部分相对的自由端，每一个所说的连接件具有向内突起的翼片；
每一个所说的模具部分具有一对向内突起的槽；
每一对连接件的向内突起的翼片接收在所说的一对模具部分的槽中，从而将每一对连接件以及固定在它上面的模具夹具部分相对靠近的所说的一个模具部分而准确地在圆周方向上定位。
5.根据权利要求4的模具组件，其中：
至少一个由每一对模具部分携带的翼片具有隔开的上部和下部径向加大的部分，所说的径向加大的部分接收在靠近的一个模具夹具部分中，从而将所说的每一对模具部分相对于所说的靠近的一个模具夹具部分而准确地在轴向上定位。
6.根据权利要求1的模具组件，其中：
每一对可分开的模具部分基本上是半圆筒形结构的；
每一对可分开的模具夹具部分基本上是半圆筒形结构；以及
每一个模具夹具部分中的流体流动通道基本上是半圆筒形状的。
7.根据权利要求1的模具组件，它还包括：
螺纹紧固装置，它们延伸过每一个所说的模具夹具部分，所说的紧固装置通过螺纹接受在附近的一个模具部分中，用于将所说的附近的一个模具部分可拆卸地固定到所说的紧固装置延伸过的模具夹具部分上。
8.根据权利要求7的模具组件，其中所说的模具夹具部分和所说的模具部分中的一个具有面朝向附近的其它模具夹具部分和模具部分中的一个的槽并且其中其它的模具夹具部分和模具部分具有一个向着附近的模具夹具部分和模具部分中的一个延伸的舌头，所说的舌头接收在所说的槽中，从而将所说的模具夹具部分的一个和所说的模具部分的附近的一个彼此准确地在轴向上定位。
9.一种用于在升高的温度下将空心玻璃制品成型的模具组件，所说的模具组件包括：
具有内腔的环形模，它由一对可分开的模具部分组成，所说的模具部分在成型步骤中端端相对，每一个模具部分的外面在圆周上均设有多个翼片，所说的多个翼片的每一个翼片外顶限定弯曲的表面；
围绕所说的环形模的至少主要轴向长度部分的环形模夹具，所说的环形模夹具由一对可分开的模具夹具部分组成，所说的模具夹具部分在成型步骤中基本上端端相对，每一个模具夹具部分具有通常轴向延伸的流体流动通道，第一个流体流动通道敞开以使流体从中流过，向外对着附近模具部分的翼片流动，从而帮助在所说环形模中的空心玻璃制品冷却；以及
一对带孔的网，每一个所说的带孔的网弯曲成与由所说的环形模的靠近的一个模具部分的多个翼片的每一个翼片限定的曲面相吻合并且紧密靠近多个翼片的每一个的外顶而定位，从而控制流体从所说的一个模具夹具部分对着所说的附近的模具部分的翼片的流速和流动形状。
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