CN1291934A - 模制塑料的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于模制塑料的方法和装置以及用该方法生产的塑料产品,模制塑料供应到注塑空间(7),该装置包括用于将塑料压成由塑模(16)确定的形状的装置,利用至少一个锥形内静止部分(1)和至少一个设置在静止部分外面能旋转的锥形旋转部分(2)将塑料供应到注塑空间(7),因此注塑压力机具有简单的结构,当经由基本上呈管状的注塑空间(7)供应塑料时,提供利用塑模生产纤维定向的塑料产品是可能的。

Description

模制塑料的方法和装置
本发明涉及模制塑料的方法，在该方法中，塑料用注塑装置供应到注塑空间，注塑装置包括：至少一个圆锥形的静止部分和至少一个圆锥形的旋转部分。旋转部分以下述方式旋转。当旋转部分旋转时，它供应模制的塑料，以便塑料通过注塑空间，并压成由塑模所确定的形状。
本发明还涉及模制塑料的装置，该装置包括注塑空间，至少一个圆锥形的静止部分和至少一个能旋转的圆锥形旋转部分。静止部分和旋转部分形成用来经注塑空间供应塑料的装置，以及将塑料压成由塑模所确定的形状的装置。
本发明还涉及根据本发明的方法生产的塑料产品。
DE 3814571揭示一种有活塞式发动机的注塑压力机。这种注塑压力机有增塑螺杆，在增塑螺杆中增加模制的塑料，并且用增塑螺杆经阀门将塑料供应到容器中。容器包括能用致动器移动的相关联的活塞，以便当容器装有足够数量的模制塑料时，利用活塞模制塑料。由于该装置结构分散，所以比较笨重。调整该装置也比较困难。所以该装置不适合生产复杂的技术产品，注塑的质量也相当不均匀。
WO第85／03027号揭示一种注塑压力机，其中，螺杆设置在圆筒形体内，用进给蜗杆将模制塑料供应到进料斗，并由进料斗供应到螺杆和圆筒形体之间的空间。螺杆是能旋转的，因此，螺纹将模制塑料向前输送，并从料斗抽取新的原料。另外，围绕圆筒形体设置加热电阻以便当螺杆向前输送塑料时，通过加热电阻的作用使原料熔化，并由热引起摩擦。同时，当螺杆旋转时，它也向后移动，因此，熔化的物质充满螺杆头前面的空间，当足够数量的塑料已经输送到螺杆的前面时，就中止螺杆的旋转并将螺杆向前推进，因此，熔化的原料经注塑孔注进塑模。由于螺杆较长，所以这种装置相当大而且昂贵。另外一次注塑的塑料量也相当小。此外，无论怎样也不能确定注塑产品的塑料的定向。
WO第93／19923号揭示一种注塑压力机，它包括具有圆筒形螺杆的圆筒形体，圆筒形螺杆能轴向地移动，并能在圆筒形体中旋转。供应的塑料用进料斗送到螺杆的外面。用螺杆、一部分圆筒形体包括螺纹能将供应的塑料朝注塑压力机的前面移动。螺杆内包括能调节容器体积的芯子，注塑的塑料传送到容器中。当容器装有足够数量的注塑塑料时，利用螺杆或螺杆的组合件和芯子通过管嘴将塑料推进塑模。该装置比较复杂，制造困难而且昂贵。另外，螺杆的长度和芯子也增加了装置的生产成本。此外，用该装置无论怎样也不能控制模制产品的塑料的定向。
US第4519976号EP第0619172号揭示一种注塑压力机，它包括锥形的旋转部分，在锥形旋转部分的外面有锥形静止部分，以便当旋转部分旋转时，将模制塑料供应到注塑空间。锥形装置提供具有结构简单的注塑压力机，但是，在根据上述文献的注塑模制装置中，设置由供应装置即通过旋转部分的旋转形成的锥形内部发生的塑料加热和／或冷却元件是很困难的。此外，在文献中所叙述的旋转部分和静止部分之间的进料口上提供高模制压力是困难的。另外根据EP文献用该结构制造定向产品是不可能的。而根据US文献的装置则需要使用复杂而笨重的模制工具。
本发明的目的是提供没有上述缺陷的方法和装置。本发明的另一个目的是提供用塑模生产纤维定向的塑料产品。
根据本发明的方法其特征是，旋转部分设置在至少一个静止部分的外面。
另外，根据本发明的装置，其特征在于：在至少一个静止部分的外面设置至少一个旋转部分。
另外，根据本发明的方法制造的塑料产品，其特征在于：塑料产品的塑料基本是定向的。
本发明的主要目的是提供将塑料供应到注塑空间的装置，它包括锥形的旋转部分和锥形的静止部分，它们是以下述方法设置的，即能旋转的旋转部分设置在静止部分的外面。一个实施例的目的是还有另一个静止部分设置在能旋转的旋转部分的外面，以便模制塑料在旋转部分的内外流动。优选实施例的目的是将供应到注塑空间的塑料用活塞注进设置在装置中央的塑模。另一个优选实施例的目的是心轴设置在活塞的内部。因此，从旋转部分和静止部分之间供给的塑料供应到在心轴和构架之间基本呈管状的空间，在心轴的外面有圆筒形活塞，利用活塞压迫塑料进行模制。第三个优选实施例的目的是为了供应塑料在装置的中央有喷气装置，用来利用压缩空气将塑料压成由塑模确定的形状。
本发明具有的优点是：当用锥形的静止部分和旋转部分供应塑料时，注塑压力机能具有简单的结构。当旋转部分设置在静止部分的外面时，能在注塑压力机的中央容易地设置控制模制塑料的温度的装置，使来自内静止部分的模制塑料变热。此外，在内静止部分上设置供应模制塑料的供应装置是比较容易的，以便使注塑压力机具有简单而紧凑的结构。当另一个静止部分设置在旋转部分的外面时，能使模制塑料在旋转部分的内外流动，使旋转部分在模制物质内稍微浮起，同时能产生有利的高模制压力。另外，当塑料注进在心轴和构架之间基本上呈管状的空间时，通过在活塞内设置的心轴，利用静止部分和旋转部分的定向能保持供给的塑料的定向。另外，具有基本上呈管状的活塞也能保持模制产品的定向，因此，就能生产纤维定向的注塑模制产品。
利用附图将更详细地叙述本发明，附图如下：
图1是根据本发明的装置的剖面的简要侧视图；
图2是根据本发明的第二个装置的剖面的简要侧视图；
图3是根据本发明的第三个装置的剖面的简要侧视图；
图4是根据本发明的第四个装置的剖面的简要侧视图；
图5是根据本发明的第五个装置的剖面的简要侧视图。
图1显示由圆锥形静止部分1和设置在静止部分外面能旋转的圆锥形旋转部分2组成的装置。用马达4使旋转部分2旋转。圆锥形体旋转的速度可以用齿轮系统3调节，旋转部分2的旋转速度也可以不用齿轮系统3调节，例如通过使用可调整旋转频率的电动机作为马达4。另外，它不需要调整旋转部分2的旋转频率，但它可以调整到适当的程度。例如马达4也可以是液压马达或适用于目的的一些其它已知的装置。通过供给管5将注入的塑料供应到旋转部分2和静止部分1之间的空间。用进料斗6将供应的塑料送进供给管5。通过固定的静止部分能容易地设置供给管5，以便使装置的结构简单而紧凑。
旋转部份2和／或静止部分1相互倚靠的表面有螺纹，为了清晰起见，在附图中都没有显示这些螺纹。当旋转部分旋转时，它利用这些螺纹将注入的塑料供应到注塑空间7。注塑空间7呈圆筒形。当注塑空间7装有足够数量的注入的塑料时，设置在注塑压力机中央的圆筒形活塞8通过管嘴10注射塑料。利用致动器例如在图1中简要地显示的液压马达9起动活塞8。致动器也可以替换，例如用主轴电动机或已知性质的一些其它结构来代替液压马达9。和管嘴10相结合设置塑模并将塑料直接注入塑模。为了清晰起见，在附图中没有显示这种塑模。
用控制注塑塑料温度的装置11来设置静止部分1是很容易而简单的。该装置常常用于从内部加热和／或冷却注塑的塑料。
图2显示根据本发明的另一个装置。在图2中的标号相对应于图1中的标号。在旋转部分2的外面有圆锥形外静止部分12，然后注塑的塑料从旋转部分的内外供应到注塑空间7。这样，旋转部分2能在模制的塑料中浮起，以便以相当简单的方式产生高模制压力是可能的。
注塑的塑料经供给管5供应到旋转部分2的内外，经第一供给管5能将注塑的塑料供应到旋转部分2和外静止部分12之间的空间。用第一进料斗6将供应的塑料送进第一供给管，例如，进料斗可以是进给蜗杆、泵或已知性质的一些其它的进料器。经第二供给管5能将模制塑料通过设置在旋转部分上的孔13供应到旋转部分2和内静止部分1之间的空间。用相当于第一进料斗6的第二进料斗6将模制塑料送进第二供给管5。只有一个供给管也是可能的。因此，模制塑料能以已知性质的方式沿着单一的供给管送进旋转部分的内外。
旋转部分2的内外有螺纹，为了清晰起见，在附图中没有显示这些螺纹。在旋转部分2的旋转期间，利用它的螺纹将注塑的塑料供应到注塑空间7。注塑空间7是呈圆筒形的，并且和外静止部分12的内表面相邻接。当注塑空间7装有足够数量的注塑塑料时，设置在注塑压力机中央的圆筒形活塞8通过管嘴10注射塑料。和管嘴10相结合设置塑模并将注塑塑料直接注进塑模。为了清晰起见，在附图2中没有显示塑模。
图3显示根据本发明的第三种装置，在图3中的标号和图1及图2中的标号相一致。活塞8是中空的，因此，圆柱形心轴14设置在它的内部，以便形成由心轴14和外静止部分12邻接的基本呈管状空间的注塑空间7。“基本呈管状”的定义涉及与目前的应用有关，例如，注塑空间7具有椭圆形或不对称形剖面或其剖面的大小或形状多样化都可供选择。注塑空间7以这样的方式设计，即由静止部分1和12以及旋转部分2供应的塑料送进由静止部分1和12以及旋转部分提供的保持螺线定向的注塑空间7。闭合装置15避免注塑的塑料过早注进塑模，它设置在注塑空间的末端。当注塑发生时，闭合装置15打开，以便当中空的圆柱形活塞8移动时，模制的塑料能从注塑空间7压进塑模16。装置的管嘴10是环状的，以便在塑模16内也能保持模制塑料的定向。而且在用塑模16提供的产品中没有熔接缝。为了清晰起见，只示意地显示塑模16，而它的形状可以任意选择。附图3示意地显示塑模16，例如，它提供的是管子的肘形弯头。
图4显示根据本发明的第四种装置。在图4中的标号和图1至图3的标号相一致，至少在旋转部分2的端部的后面内静止部分1的外表面是圆筒形的。在相应的部位上，至少外静止部分的内表面是圆筒形的。从而，在外静止部分12和内静止部分1之间并以旋转部分2的端部开始和在外静止部分12和内静止部分1的端部处的管嘴10的顶部之间的空间形成注塑空间7。当旋转部分2旋转时，它将模制塑料带进注塑空间7，旋转部分提供塑料纤维的径向定向。当塑料输送到基本呈管状的注塑空间7时，仍保持着该定向。当旋转部分2供应更多的塑料时，新到的塑料就以管嘴10挤出先前的塑料。管嘴10的外面有塑模部分16a和16b，它们能按箭头A所示方式移动，围绕模制塑料18和离开模制塑料18。当从管嘴10已经挤出足够数量的模制塑料18时，两个对分塑模16a和16b直接紧靠在模制塑料18上。此后，用喷气装置17以较高的正压力将空气喷到模制塑料的内侧，以便这一正压力使模制塑料18紧紧压靠在由两个对分塑模16a、16b形成的塑模的边缘，因此产品将得到它的确定的形状。并且模制塑料18的纤维定向仍然基本上没有改变，喷气装置17从静止部分1、12和旋转部分之间喷气。
图5显示根据本发明的第五种装置，在图5中的标号与图1至图4的标号相一致。为了清晰起见，供给管和进料斗没有显示。心轴14是作为内静止部分1的延伸部分设置的。在这种情况下，在心轴14和外静止部分12之间形成基本上呈管状的注塑空间7。心轴14具有延伸的锥形头部，而外静止部分12在相对应的部位上具有相同的形状，以便在延伸的锥形头部处增加注塑空间7的直径。因此，当模制塑料在定向的锥形头部处的注塑空间流动时，模制塑料具有轴向定向。用基本上呈管状的活塞8以上述方式将模制塑料压进塑模16，如图3所示获得定向的模制塑料产品。心轴14能够旋转，如果需要，为了提供径向定向，可用旋转装置20旋转心轴14。如果没有必要旋转心轴14，它可以和内静止部分1一起形成固定结构。
图5显示设置在内静止部分1和旋转部分2的外表面上的凹槽19。最好，一边倚靠着另一边设置的旋转部分和静止部分的表面，一边具有螺纹，而在对面具有反向凹槽。反向凹槽相对于螺纹在方向上是相反的，反向凹槽比螺纹的凹槽具有较小的宽度和较小的斜度，以便比螺纹的凹槽较密集地设置反向凹槽。最好，一边倚靠着另一边设置的旋转部分和静止部分的表面主要包括一边是螺纹而对面是基本上正向的凹槽，也就是凹槽具有90°的斜度，以便在正常使用期间，这些正向凹槽改善模制塑料的向前供应。另一方面，如果在注塑端例如利用活塞8阻碍了塑料的向前流动，由于模制塑料在装置中沿正向凹槽能向后流动，旋转部分2仍能继续旋转，并且塑料的压力在装置的输出端附近不能升得太高。照这样，例如当旋转部分2总是以恒定的速度旋转时，快速生产小的产品是可能的。另外，这种凹槽结构在圆锥形装置中是很有利的。由于模制塑料不会打破，因为在供料区塑料的回路是很短的，而塑料流过具有螺纹形状的凹槽。
图5的装置还设置有交联装置21，用交联装置21模制塑料能首先交叉连接，然后利用活塞8压进塑模16。所以该装置对交叉连接聚乙烯的制品和用这种塑料注塑模制的物品特别适用。可以在内静止部分1的正向剖面上或沿延伸的锥形头部设置交联装置21。在图5所显示的状态中，模制塑料以低于塑料的交联温度的温度供应到注塑空间7。利用交联装置21升高塑料的温度，使交联剂起作用。此后，用基本上呈管状的活塞18将塑料压进塑模16。所以，通过交联用已经有效地稳定不变的定向来生产注塑模制产品是可能的。使用根据本发明的装置提供多层注塑模制产品也是可能的。在这种情况下，将不同的塑料供应到旋转部分2的不同的侧面，两层塑料同时压进塑模16。不同的层也能具有不同的定向度，例如，通过对旋转部分2的不同侧面的塑料保持不同的温度，或通过将聚乙烯供应到旋转部分2的一侧，而将聚乙烯和过氧化物供应到另一侧，以便过氧化物交联另一侧，从而保持定向，而另一侧基本上是无定向的。例如，当连接套筒的一个表面熔合在熔接产品的表面上时，可以使用上述构件。
附图和相关叙述只是用来说明本发明的目的。在权利要求的范围内本发明的构件可以改变。所以，例如根据制造技术的需要或一些其它需要，除倚靠旋转部分2设置的表面外，外静止部分12和内静止部分1的表面可以是圆锥形、圆筒形或一些其它形状。另外，可以有不止一个旋转部分和不止两个静止部分。因此，在若干层中，将塑料供应到注塑空间是可能的，这样就能生产多层的产品。

Claims (25)

1．一种模制塑料的方法，在该方法中，用注塑装置将塑料供应到注塑空间(7)，注塑装置包括至少一个圆锥形静止部分(1、12)和至少一个圆锥形旋转部分(2)，旋转部分(2)以下述方式旋转：当旋转部分(2)旋转时，它供应模制的塑料，以便塑料通过注塑空间(7)，并将塑料压成由塑模(16、16a、16b)确定的形状，其特征在于，旋转部分(2)设置在至少一个静止部分(1)的外面。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在旋转部分(2)的外面，至少有一个静止部分(12)。
3．根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：用注塑装置将塑料供应到基本呈管状的注塑空间(7)。
4．根据权利要求2和3所述的方法，其特征在于：不同的塑料供应给旋转部分(2)的不同的侧面，以便准备多层注塑模制件，并两层同时压进塑模(16)。
5．根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：在注塑空间(7)中，塑料是交联的，据此，用基本呈管状的活塞(8)将塑料压进塑模(16)。
6．根据权利要求2所述的方法，其特征在于：至少内静止部分(1)的外表面在旋转部分(2)端部的后面是圆筒形的，在相应的部位上，至少外静止部分(12)的内表面是圆筒形的。因此，内静止部分(1)和外静止部分(12)环绕着基本上呈管状的注塑空间(7)，以便当旋转部分(2)旋转时，它能将塑料供应到注塑空间(7)，同时将塑料从注塑空间推出，塑模(16a、16b)设置在塑料的周围，空气通到模制塑料的内侧。因此，能利用正压力紧靠塑模(16a、16b)的边缘挤压模制塑料。
7．根据权利要求6所述的方法，其特征在于：空气是从供应塑料的装置之间供应到模制塑料的内侧的。
8．根据权利要求3、4或5所述的方法，其特征在于：塑料是经环状管嘴(10)注进塑模(16)的。
9．根据权利要求1、2、3、4、、5或8中的任一项所述的方法，其特征在于：用设置在供应塑料的装置中间的活塞(8)将塑料从注塑空间(7)压进塑模(16)。
10．根据权利要求8所述的方法，其特征在于：当塑料供应到注塑空间(7)时，用闭合装置(15)关闭管嘴(10)，在塑料压进塑模(16)前，管嘴(10)才开启。
11．根据上述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于：静止部分(1、12)和旋转部分(2)都有凹槽(19)，其中，在塑料供应阶段，塑料向前流到注塑空间(7)，在塑料模制阶段，塑料向后流进各个凹槽(19)。
12．一种模制塑料的装置，该装置包括注塑空间(7)、至少一个圆锥形静止部分(1、12)和至少一个能旋转的圆锥形旋转部分(2)，静止部分(1、12)和旋转部分(2)形成经注塑空间(7)供应塑料的装置以及形成将塑料压成由塑模(16、16a、16b)确定的形状的装置，其特征在于：至少一个旋转部分(2)设置在至少一个静止部分(1)的外面。
13．根据权利要求12所述的装置，其特征在于：该装置至少有一个设置在旋转部分(2)外面的静止部分(12)。
14．根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于：注塑空间(7)基本上呈管状。
15．根据权利要求14所述的装置，其特征在于：该装置包括用于交叉连接塑料的交联装置(21)和用于将塑料压进塑模(16)的基本上呈管状的活塞(8)。
16．根据权利要求12至14中的任一项所述的装置，其特征在于：至少在旋转部分(2)的端部以后内静止部分(1)的外表面是圆筒形的。在相应的部位上至少外静止部分(12)的内表面是圆筒形的。因此，内静止部分(1)和外静止部分(12)环绕着基本呈管状的注塑空间(7)，该装置包括用于将空气喷到模制塑料内侧的喷气装置(17)，以便利用正压力紧靠塑模(16a、16b)的边缘挤压模制塑料。
17．根据权利要求16所述的装置，其特征在于：喷气装置(17)设置在用于供应塑料的装置的中央。
18．根据权利要求12至15中任一项所述的装置，其特征在于：活塞(8)用于将模制塑料压进塑模(16)，活塞(8)设置在用于供应塑料的装置的中央。
19．根据权利要求14所述的装置，其特征在于：经该装置的管嘴(10)，塑料被注进塑模(16)，该装置的管嘴(10)呈环状。
20．根据权利要求19所述的装置，其特征在于：和管嘴(10)相联结设置闭合装置(15)，用于关闭和开启管嘴(10)。
21．根据权利要求12至20中的任一项所述的装置，其特征在于：旋转部分(2)和静止部分(1、12)有凹槽(19)，用于使塑料流动得更有效，凹槽(19)在方向上是相对的，反向凹槽的斜度等于或小于90°。
22．根据权利要求1所述的方法生产的塑料产品，其特征在于：塑料产品的塑料基本上是定向的。
23．根据权利要求22所述的塑料产品，其特征在于：塑造的塑料产品没有熔接缝。
24．根据权利要求22或23所述的塑料产品，其特征在于：塑料产品包括至少两个同时压进塑模的不同的薄层。
25．根据权利要求24所述的塑料产品，其特征在于：不同的薄层设有不同的定向度。
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