CN1291131A - 在制造可电热焊接的塑料管配件中用于在一注身模中支承一电阻丝端部的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在制造可电热焊的塑料管配件程中用于在一个注射模中支承一个电阻丝端部的方法和装置。在该方法中,一个电热式电阻丝(4)缠绕在芯部(1)的周围,所述电阻丝(4)的端部与栓钉(5、6)相连,销子(9、10)安装在设置在所述芯部(1)中的凹槽(孔)(7、8)中,以及利用与所述栓钉(5、6)相连的销子(9、10)使所述栓钉(5、6)支承在所述芯部(1)上,根据本发明,导向衬套(11、12)与每一个销子(9、10)以及相关的栓钉(5、6)相连,每一个导向衬套(11、12)支承在设置在注射模(2)中的凹槽(13、14)中,一种弹性致动器,诸如弹簧(15、16)作用在每一个导向衬套(11、12)上以使其保持力可将导向衬套、栓钉以及销子压入到抵靠芯部(1)的位置中,以一种已知的方式将熔融的模制材料引入到模腔(3)中,从而开始注射模制,所述模制材料散布在芯部(1)的周围,当熔融材料达到每一个销子(9、10)时,塑料材料压力将使销子(9,10)、栓钉(5,6)和导向衬套(11,12)从芯部(1)中上升,并克服所述致动器的保持力,诸如弹簧(15、16),以及在注射模制完成后,将芯部(1)从所述外壳部分(2)中拉出,打开包括导向衬套(11、12)的外壳部分(2)并且将制成的配件从注射模中取出。
Description
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所限定的在制造可电热焊接的塑料管配件中用于在一注射模中支承一电阻丝端部的方法。
本发明还涉及一种如权利要求6所限定的用于实施该方法的装置。
可热焊的热塑性管配件(如套筒)能够与由类似材料制成的塑料管密封地安装在一起。这样的由塑料管制成的管件例如可用作在加工工业中的气体管道。
所述管配件包括一个主体，所述主体具有一个或多个用于将塑料管接合在一起的接头部分。所述接头部分又包括装配腔，所述塑料管可安装在其中。利用管段将所述装配腔连接在一起。所述配件，特别是接头部分，装有一个电阻丝。所述电阻丝与每一个接头部分的装配腔相连接以使电阻丝在装配腔的内表面附近绕过装配腔并且其延伸长度至少超过在一个装配腔和塑料管之间的接合长度。需要连接的管段设置在所述配件的装配腔中。适用于热焊的电流在一定时间内通过电阻丝，接着使该配件、接头部分和安装在所述装配腔中的塑料管在所述接合区域中塑化和熔化，凝固后形成一个匀质密封的整体。
利用注射模制技术来制造塑料管配件。在进行模制前，电阻丝被设置在所述注射模内。利用一个预先模制的配件主体或支承销子使所述电阻丝被支承在所述模制型芯上。
在第一种方法中，首先在一个注射模中的型芯周围制造一个薄的第一预先模制件，即配件主体。在其冷却后，一个电阻丝缠绕在所述主体的周围。所述配件主体最好设有用于连接栓钉的凹槽，所述栓钉与电阻丝的端部连接。在电阻丝和相连的栓钉在所述配件主体中装配定位后，将其放回到所述注射模中并且进行第二次模制，因此，所述配件呈现其最终的形状。连接栓钉从模制的配件中伸出并且利用所述连接栓钉将电流施加到所述电阻丝上进行热焊。该方法具有需要分两个步骤完成模制的问题。这样会降低生产率并且增加生产成本。
在第二种方法中，例如在欧洲专利说明书260014中所披露的，电阻丝被直接缠绕在一个型芯的周围。在该实施方案中，所述型芯设有凹槽，在模制期间利用支承销子将所述连接栓钉连接在所述凹槽中。在模制后，完整地或部分地将支承销子从所述凹槽中去除。位于所述型芯中凹槽内的销子部分被切除。所述销子在切割处设有一个收缩部分，诸如一个沟槽。可利用型芯进行切割：将型芯从已制成的冷却配件中拉出，所述销子在收缩部分处被切断。销子的顶部仍留在所述连接栓钉中，而余部保留在型芯的凹槽中，在进行后面的模制操作之前将余部从型芯中取出。在这种连接方式中，从型芯中去除销子的余部具有这样一个问题：为了不破坏后面的配件模制，这些剩余部分必须被谨慎地回收。包括去除销子的剩余部分的附加操作步骤形成另一个问题。或者，利用一种适合的工具将所述销子从型芯凹槽中完整地去除；例如所述销子和凹槽具有螺纹，在模制后将销子从所述凹槽中拧出。该实施方案具有需要一个附加操作步骤的问题，即在模制后利用一个工具将销子从型芯中取出。
本发明的目的在于提供一种在制造可电热焊的塑料管配件的过程中用于在一个注射模中支承一个电阻丝端部的新的方法和装置，这种新的方法和装置能够解决上述问题。为了达到这个目的，本发明所涉及的方法的特征在于，权利要求1的特征部分所限定的特征。本发明所涉及的装置的特征在于，权利要求6的特征部分所限定的特征。其它的权利要求描述了本发明的优选实施例。
现将参照附图详细描述本发明，其中：
图1是本发明所涉及的一种在制造可电热焊的塑料管配件的过程中用于在一个注射模中支承一个电阻丝端部的装置在注射模制操作之前的一个垂直剖面图，
图2是本发明所涉及的一种在制造可电热焊的塑料管配件的过程中用于在一个注射模中支承一个电阻丝端部的装置在注射模制之后的一个垂直剖面图，以及
图3是一制成的热塑性管配件的垂直剖面图，以及
图4A是在注射模制步骤中电阻丝的端部与栓钉连接以及栓钉转动的一个顶视图，以及
图4B是在注射模制步骤结束时表示电阻丝和栓钉的位置的一个顶视图，
图5示出了用于电阻丝端部的第二种支承装置，但是仅示出了一个栓钉和销子。
图1和图2中示出了一种在制造可电热焊的塑料管配件的过程中用于在一个注射模中支承一个电阻丝端部的装置。该注射模包括一个芯部1和一个外壳部分2以及一设置在芯部1和外壳部分2之间的模腔3。电热式电阻丝4被缠绕在芯部1的周围。电阻丝4的两个端部4a和4b分别与栓钉5、6相连。芯部1设有两个凹槽7、8，最好是孔或洞。所述两个栓钉5、6分别与销子9、10相连，所述销子9、10安装在凹槽7、8中。利用销子9、10以及栓钉5、6使电阻丝4在模制过程中被保持定位在芯部1的周围。电阻丝4还安装在芯部1中的这样一个区域中，即在模制步骤中，该区域被形成用于管连接的所述配件之接头部分。两个栓钉5、6的端部应从制好的配件中伸出(参见图3)以便在下面将描述的管连接过程中与一个电源相连。
这种用于支承电阻丝4的端部4a和4b的装置还包括两个分别用于支承两个销子9、10的导向衬套11、12以及用于安装每一个所述导向衬套11、12的凹槽13、14，诸如孔或洞的所述凹槽13、14在朝向所述模腔3的外壳部分2中。利用这些凹槽13、14，导向衬套11、12基本竖直地抵靠在芯部1的表面上并且可向着凹槽7、8的方向在该注射模的外壳部分2中移动。该装置还包括一与每一个凹槽13、14相连的可变形的致动器，在该实施例中是一种弹簧，特别是一盘簧15、16。所述可变形的致动器设置在导向衬套11、12后面的一个凹槽(诸如一个孔)中，这样，其一端被支承在所述凹槽的底部(在该实施例中，孔塞17、18用作一个凹槽(底部))，其另一端支承在导向衬套11、12的背面。在回弹作用下，弹簧15、16对导向衬套11、12施压并通过导向衬套11、12对销子9、10和栓钉5、6施压，从而将销子9、10保持在凹槽7、8中。在注射模制步骤中，在模制材料的压力作用下，销子9、10以及导向衬套11、12能够克服弹簧15、16的回弹作用而在凹槽7、8中向上移动。在注射模制步骤的开始时，弹簧15、16能够保证模制材料不会进入到在销子9、10与导向衬套11、12之间的间隙中。
除了利用上述的盘簧15、16以外，也可利用其它方式设置一种弹性致动器。所述弹性致动器的作用，一方面是在注射模制步骤开始之前将销子9、10保持定位在凹槽7、8中，另一方面是在注射模制过程中，当熔融塑料被引入到所述模型的模腔3中时，使销子9，10适应于熔融塑料的压力能够克服所述致动器的保持力。还应注意的是，所述弹性致动器施加于导向衬套11、12以及通过所述导向衬套11、12施加于销子9、10和栓钉5、6上的保持力的大小是这样设置的，即当模腔3被熔融塑料材料充填时以及在注射模制步骤结束后塑料充填压力降低时，该保持力不会将这些装置11、12；9、10；5、6压回到所述熔融模制材料中。
所用的弹性致动器例如是一个液压缸或气压缸，所述缸体能够为导向衬套11、12施压并通过所述导向衬套11、12为销子9、10和栓钉5、6施压，从而将销子9、10插入到凹槽7、8中，在注射模制步骤中，熔融塑料材料的压力能够克服所述缸体压力。所述缸体最好是机械驱动的，以便当实施注射模制步骤时该缸体随着导向衬套11、12；销子9、10以及栓钉5、6一起被拉起，并且在注射模制步骤结束时使所述缸体处于上部位置，这样，可防止这些装置被压回到所述熔融塑料中并且精确地使之在塑料材料中的所需位置处凝固。
在本发明的一个优选实施例中，用于安装销子9、10的凹槽7、8贯穿所述注射模的芯部1。这样，在注射模制步骤中，塑料压力将在芯部1的相反一侧直接通过凹槽7、8作用在销子9、10上。
在本发明的一个优选实施例中，销子9、10和导向衬套11、12被配置得在塑料压力作用下上升至在芯部1的表面上方的所需水平位置处。为此，在导向衬套11、12的凹槽13、14中设置一个挡块19、20，诸如一个销子或凹槽13、14的环状收缩部分。挡块19、20与芯部1的表面保持一定的距离，同时在弹簧15，16的作用下与支承在销子9、10或类似部件上的导向衬套11、12的背面保持一定的距离，以便使所述导向衬套11、12能够上升至所需高度，即至少上升至在注射模制步骤中足以使销子9、10从凹槽7、8中完全被拉出的一个水平高度。这样，在注射模制步骤后，可将芯部1直接从所述外壳部分2和制成的配件中拉出。
在本发明的一个优选实施例中，每一个销子9、10包括一个凸缘21、22或一种类似的环形凸起。所述凸缘21、22设置在销子9、10的上部中以使所述凸缘21、22在凹槽7、8外部，从而使其在芯部1的表面上或在芯部1的表面上方。栓钉5、6在凸缘21、22的另一侧与销子9、10相连。栓钉5、6和销子9、10构成了一个同轴的整体部件。导向衬套11、12抵靠在凸缘21、22上。如图1所示，如果凸缘21、22与芯部1之间存在一个间隙23、24，那么即使在用于安装销子9、10的凹槽7、8没有贯穿芯部1的情况下，在模制步骤中，注射模制材料的压力将会通过间隙23、24作用在凸缘21、22上并使销子9、10上升。应该注意的是，导向衬套11、12端部的横截面积基本上等于凸缘21、22的横截面积，这样，所注射的塑料材料压力将不会直接作用在导向衬套11、12的端部上，所施加的压力通过凸缘21，22的下表面、凸缘21，22以及导向衬套11，12作用到与导向衬套11，12相连的弹簧19，20上，并克服所述回弹因素。
图4A和图4B中示出了电阻丝4的端部4a与栓钉5以及特别地与相关的销子9连接的一种优选方式。作为图1和图2的一个顶视图，图4A和图4B示出了图1和图2的局部细节A-A。电阻丝的端部4a与栓钉和销子9连接以使电阻丝缠绕在栓钉5和销子9的周围。在注射模制步骤中，当栓钉5和销子9在克服导向衬套11之保持力(诸如弹簧15的回弹因素)的熔融塑料压力作用下上升时(参见图1和图2)，电阻丝4可从栓钉5和销子9上展开，这样，电阻丝根据栓钉5和销子9上升所要求的程度获得额外的长度。在图4A中，电阻丝4的端部4a被点焊在销子9上的一个位置a处，特别是在属于销子9的凸缘21的边缘处，围绕凸缘21缠绕的电阻丝4小于一圈，例如半圈。当栓钉5和销子9在模制步骤中从凹槽7上升时(参见图1和图2)，它们还相对于凹槽7旋转(方向B)并且电阻丝4松开，即从凸缘21展开，因此使电阻丝4有充分的自由以允许销子9从凹槽7中上升，同时栓钉5和销子9与电阻丝4的端部4a仍保持连接。销子9的长度以及此时的凹槽7的最小深度例如为5毫米，凸缘21的直径例如为10毫米。当围绕凸缘21缠绕的电阻丝4为1／4圈时，销子9和凸缘21沿着方向B转过90°角，则提供的电阻丝4之长度大于7毫米。
图5中示出了本发明的第二个优选实施例，其中，每一个销子25包括一个凸缘26或一种类似的环形凸起。销子25安装在芯部1的凹槽27中以使凸缘26在芯部1的表面上(或如在上述实施例中，在芯部1的表面上方)。导向衬套29抵靠在凸缘26上。在该实施例中，凸缘26的下表面中设有一个或多个沟槽或腔室30。在注射模制步骤中，所述塑料压力将通过腔室30施加到凸缘26的下表面，进而施加到导向衬套31和相关的弹簧(该图中未示出)上，从而使包括栓钉28的销子26从凹槽27中上升。除了凸缘26的设计形式以外，该实施例原则上与图1和图2中所示的实施例基本相同；但是，用于安装销子25的凹槽27没有贯穿芯部1(即使是可行的)。
参照图1和图2，本发明所涉及的在制造可电热焊的塑料管配件过程中用于支承电阻丝端部的方法包括下列步骤：
(a)电热式电阻丝4被缠绕在芯部1中的这样一个区域中，即该区域在模制步骤中(参见图3)被形成用于管连接的所述配件之接头部分33、34。
(b)例如以点焊的方式使电阻丝4的端部4a、4b与栓钉5、6相连。通常，电阻丝4的一端首先与第一栓钉5连接并且所述电阻丝最好缠绕在第一栓钉5的周围，接着将电阻丝缠绕在芯部1的表面上，然后使电阻丝的第二端部与第二栓钉6连接并使电阻丝也适当地缠绕在第二栓钉6周围(参见图4A和图4B)。
(c)将销子9、10安装在设置在芯部1中的凹槽中，诸如孔7、8。
(d)同时，利用包括在每一个栓钉5、6中的销子9、10使栓钉5、6支承在芯部1上。
(e)导向衬套11、12与每一个销子9、10以及栓钉5、6相连。导向衬套11、12最好抵靠在属于销子9、10的凸缘21、22上。
(f)每一个导向衬套11、12支承在设置在外壳部分2中的凹槽13、14中。
(g)弹簧15、16或一种类似的致动器被配置得作用在每个导向衬套11、12上以使其保持力可将导向衬套11，12、栓钉5，6以及销子9，10压入到抵靠芯部1的位置中。特别是，弹簧15、16将导向衬套11、12压靠在销子9、10的凸缘21、22上。
(h)以一种已知的方式通过开口40将熔融的模制材料引入到模腔3中，从而开始注射模制，所述模制材料散布在芯部1的周围。
(i)在注射模制过程中，当熔融材料达到每一个销子9、10(通过贯穿芯部1的凹槽7、8和／或通过在凸缘21、22和芯部1之间的间隙23、24作用在凸缘21、22的下表面和／或通过凸缘26中的腔室30作用在凸缘26的下表面)时，塑料材料压力将使销子9，10、栓钉5，6和导向衬套11，12从芯部1中上升。如图2中所示，这要克服一个弹性元件的保持力，诸如弹簧15、16。销子9，10、栓钉5，6和导向衬套11，12最好是至少接近它们的上部位置，接着使栓钉5、6明显地从制成的配件中伸出。
(j)在注射模制步骤完成后，将芯部1从所述外壳部分2中拉出，打开外壳部分2和导向衬套11、12并且将制成的配件从注射模中取出。
在该结构中，如图3中所示，利用注射模制的方法所制造的一种热塑性配件包括一个直筒形主体32和两个设置在所述主体32的端部处的接头部分33、34。接头部分33、34又包括装配腔35、36，塑料管可安装在其中。装配腔35、36直接互连或利用一个短管部分37互连。该配件，特别是接头部分33、34装有一个电阻丝4。电阻丝4设置在需要连接的管件、每一个接头部分33，34以及该配件的装配腔35，36之间的接合区域中。电阻丝4在装配腔35、36的内表面附近绕过该装配腔35、36，并且其延伸长度至少超过在一个装配腔和塑料管之间的连接长度。被连接的管部分要装入到配件的装配腔35，36中。适用于热焊的电流与栓钉5、6相连并且在一定时间内通过电阻丝4，接着使该配件、接头部分33，34和安装在所述装配腔35、36中的塑料管在所述连接区域中塑化和熔化，凝固后形成一个匀质密封的整体。
上面利用多个实施例对本发明进行了描述，但是本发明也可在后面的权利要求所限定的构思范围内以许多方式进行实施。
Claims (10)
1．一种在制造可电热焊的塑料管配件的过程中用于在一个注射模中支承一个电阻丝端部的方法，其中，
一个电热式电阻丝(4)被缠绕在芯部(1)的周围，
所述电阻丝(4)的端部与栓钉(5、6)相连接，
销子(9、10)被安装在设置于所述芯部(1)中的凹槽(孔)(7、8)中，以及
利用与所述栓钉(5、6)相连的销子(9、10)使所述栓钉(5、6)支承在所述芯部(1)上，
其特征在于，
一导向衬套(11、12)被配置得与每一个销子(9、10)以及相关的栓钉(5、6)相连接，
每一个导向衬套(11、12)被支承在设置于注射模(2)中的凹槽(13、14)中，
一种弹性致动器，诸如弹簧(15、16)被配置得作用在每一个导向衬套(11、12)上以使其保持力将导向衬套、栓钉以及销子压入到抵靠芯部(1)的位置中，
以一种已知的方式将熔融的模制材料引入到模腔(3)中，从而开始注射模制过程，所述模制材料散布在芯部(1)的周围，
当注射模制材料达到每一个销子(9、10)时，塑料材料压力将使销子(9，10)、栓钉(5，6)和导向衬套(11，12)从芯部(1)中上升，并克服所述致动器的保持力，诸如弹簧(15、16)，以及
在注射模制完成后，将芯部(1)从所述外壳部分(2)中拉出，打开包括导向衬套(11、12)的外壳部分(2)并且将制成的配件从注射模中取出。
2．一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，用于安装每一个所述销子(9、10)的凹槽(7、8)被配置得贯穿所述芯部(1)。
3．一种如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述销子(9、10)和导向衬套(11、12)被配置得在塑料材料压力作用下上升到在所述芯部(1)上方的所需水平位置处。
4．一种如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述电阻丝(4)被缠绕得与所述栓钉(5、6)接触。
5．一种在制造可电热焊的塑料管配件过程中用于在一个注射模中支承一个电阻丝端部的装置，该装置包括所述注射模的一个芯部(1)和一个外壳部分(2)以及设置在芯部(1)和外壳部分(2)之间的模腔(3)，电热式电阻丝(4)被缠绕在芯部(1)的周围，该装置包括：
栓钉(5、6)，电阻丝(4)的端部与栓钉(5、6)相连接，
设置在芯部(1)中的凹槽(7、8)，
用于支承所述栓钉(5、6)的销子(9、10)，所述销子(9、10)被安装在凹槽(7、8)中，
其特征在于，所述装置还包括：
用于支承所述销子(9、10)的导向衬套(11、12)，
一在所述外壳部分(2)中用于安装每一个导向衬套(11、12)的凹槽(13、14)，所述导向衬套(11、12)通过所述凹槽(13、14)被支承在所述注射模的外壳部分(2)上，以及
一个弹性致动器，诸如在每个所述凹槽(13、14)中且在所述导向衬套(11、12)后边的弹簧(15、16)，所述致动器(15、16)用于使所述导向衬套(11、12)以及所述销子(9、10)定位，在注射模制过程中，所述销子(9、10)以及所述导向衬套(11、12)被配置得在克服所述致动器(15、16)之保持力的塑料材料压力作用下可从所述凹槽(7、8)中向上移动。
6．一种如权利要求5所述的装置，其特征在于，用于安装每一个所述销子(9、10)的凹槽(7、8)被配置得贯穿所述芯部(1)。
7．一种如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，每个销子(9、10)和导向衬套(11、12)被配置得在塑料材料压力作用下上升到在所述芯部(1)上方的所需水平位置处，一挡块(17、18)被置于该位置处。
8．一种如权利要求5至7中任何一项所述的装置，其特征在于，每个所述销子(9、10)包括一凸缘(21、22)或类似的凸起。
9．一种如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述销子(25)的凸缘在其下表面处设有一个沟槽或腔室(30)。
10．一种如权利要求5至9中任何一项所述的装置，其特征在于，所述电阻丝(4)被缠绕得与所述栓钉(5、6)接触，特别是与所述销子(9、10)接触。
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