TWM559234U - 用於壓縮成形至少一塑膠材料劑料之衝頭及包含該衝頭之塑膠材料壓縮成形裝置 - Google Patents

Abstract

本創作描述一種用於塑膠材料之壓縮模製的衝頭，以形成用於容器封閉之膠囊，其中該衝頭包含由鋼製成之一桿部分及由銅合金製成的旋擰至該桿部分之一頭端部分，其中該桿部分與該頭端部分之間的一分離界面包含一氣體通路，該氣體通路通至該衝頭之定界一個成形腔的一底部表面，該塑膠材料之該壓縮模製發生於該成形腔中，且其中該頭端部分之內部之一個通道與該氣體通路連通以使得能夠將氣體抽取出該成形腔。

Description

用於壓縮成形至少一塑膠材料劑料之衝頭及包含該衝頭之塑膠材料壓縮成形裝置

本創作涉及一種用於壓縮模具，尤其用於壓縮模製塑膠材料劑料之衝頭。

本創作可特定但非限制性地應用於形成用於容器封閉之膠囊。

先前技術包含專利公開案CN 103085236 B及CN 203171963 U，其展示一種用於容器膠囊之壓縮模具，該壓縮模具具有由各種部件組成之衝頭，在各種部件當中，水冷型芯連接至螺紋型芯，一個推動管件處於該水冷型芯內部，且內芯安裝於該推動管件內部。

專利公開案US 4,660,801展示一種模具，其具有形成於兩個衝頭部分之間的界面處以排出模芯周邊表面處的氣體之氣體排出通道。

專利公開案US 6,736,628揭示一種用於生產塑膠蓋之壓縮模製旋轉料架，其包含多個模具，其中每一模具配備有具有衝頭之公半模， 該衝頭具備經由流體通路端口流出之壓縮空氣，壓縮空氣致使蓋與衝頭分離且使蓋易於移除。

專利公開案US 5,786,079揭示一種具有具備冷卻迴路之衝頭的壓縮模製旋轉料架。

專利公開案US 4,274,822揭示一種根據技術方案1之前文的衝頭。

可針對各種態樣改良已知塑膠材料劑料壓縮模製技術。首先，期望實施一種能夠增強在材料壓縮期間自成形腔排放氣體之效能來改良模製產品之品質的模具。其次，期望增強在材料之一或多個壓縮模製步驟期間在成形腔內部之最終處理氣體注入的效能。模製產品之品質亦可藉由優化模具冷卻之品質而予以改良。

本創作之一目標係提供一種能夠克服先前技術之前述限制及缺點中之一或多者的衝頭。

一優點係通過實施一種用於壓縮模具之衝頭，有可能確保在材料壓縮期間自成形腔之高效氣體排放。

一優點係能實現在材料模製發生之成形腔內部的最佳處理氣體注入。

一優點係能使一種相對便宜之衝頭可供使用，尤其就關注材料成本而言。

一優點係能藉助於相對簡單且便宜之製造製程獲得一種壓縮模具。

一優點係能提供一種具有高機械抗性之衝頭，例如對磨損及斷裂(特別是壓縮及/或牽引及/或撓曲及/或扭曲斷裂及/或剪應力)具高抗性。

一優點係能實施一種具有相對高之剛度且因此特別適合於模製其中需要形狀及大小之高精度的工件之壓縮衝頭。

一優點係能確保對包含特別薄之壁(特別是一個底部壁，例如膠囊板)的工件(用於容器封閉之膠囊)之精確且有效模製。

一優點係能實施一種在構造上簡單且便宜製造之壓縮衝頭。

一優點係能經由簡單且便宜之製程將衝頭之表面塗佈至少一個塗佈材料層。

一優點係能減小壓縮成形衝頭之構造時間及成本，該壓縮成形衝頭可包含至少一個標準大小之部件及視待形成之工件之大小而定的至少另一部件。

一優點係能實施一種由較多部件製成之衝頭，其中根據待形成之工件的形狀及/或尺寸及/或根據冷卻細節需要，與成形材料接觸的意欲用於壓縮之一個部件可由不同於該衝頭之其餘部分的材料製成。

一優點係能以簡單方式區分兩個不同衝頭部分(桿部分與頭端部分)之性質，特別是塗覆不同塗層以便針對各種功能來調適各種部分，例如，使一個第一塗層適於為桿部分提供較大抗性(對磨損及/或刮擦及/或負載)且使第二塗層適於為頭端部分提供高的自模具抽出之能力。

一優點係能簡化及促進衝頭之受損部分的更換而不更換衝頭之其餘部分。

此類目標及優點及更多其他者係藉由根據以下相關申請專利範圍中之一或多者的一種衝頭及/或一種模具來達成。

在一個實例中，一種用於壓縮模製、尤其用於壓縮成形塑膠材料的衝頭包含桿部分、耦接(例如，旋擰)至該桿部分的頭端部分、該桿與頭端部分之間的分離界面、用於使配置於該界面中之氣體通路通至定界一個成形腔(其中發生材料之壓縮模製)的衝頭底部表面之構件，及至少一個通道，該至少一個通道配置於該頭端部分內部以與用於氣體通路之該構件連通，以便實現經由前述衝頭底部表面抽取/引入氣體。

詳言之，前述通道可流入頭端部分之側向周邊表面中，該側向周邊表面可至少部分地在實質上平行於該衝頭之一個縱向軸線的一個方向上擴展。

詳言之，前述底部表面可橫向於該衝頭的縱向軸線延伸。舉例而言，前述底部表面可向外面向實質上平行於該衝頭之縱向軸線的一個方向。詳言之，前述底部表面可適合定界成形腔之一個部分，其中模製工件(用於容器封閉之膠囊)之底部壁形成於成形腔中。

前述氣體通路可流入底部表面之遠離該底部表面的周邊邊緣的一個內部(中心)區中。底部表面之此類內部區域(其中前述氣體通路流出)可存在於底部表面之周邊邊緣與衝頭之中心縱向軸線之間的一個中間區中，換言之，與底部表面之周邊邊緣相隔某一徑向距離且與縱向軸線相隔某一徑向距離，其中術語徑向旨在參考縱向軸線。

1‧‧‧衝頭

2‧‧‧桿部分

3‧‧‧第一表面部分

4‧‧‧頭端部分

5‧‧‧第二表面部分

6‧‧‧邊界線

7‧‧‧氣體通路構件

8‧‧‧通道

9‧‧‧旋擰耦接件

10‧‧‧冷卻間隙

11‧‧‧流體通路

12‧‧‧縱向腔

13‧‧‧第一密封構件

14‧‧‧第二密封構件

15‧‧‧界面之邊緣

16‧‧‧模製旋轉料架

17‧‧‧模製單元

18‧‧‧沖模

X‧‧‧縱向軸線

參考展示例示性非限制性具體實例的所附圖式將更好理解 及實施本創作，在圖式中：圖1為根據本創作實施之衝頭的一個具體實例之縱向截面；圖2為圖1之放大細節；圖3為圖2之右視圖；圖4為圖2在一個不同截面中的細節；圖5為包含圖1之衝頭的一個塑膠材料壓縮模製單元之示意性垂直正視圖；圖6為自上方查看之包含如圖5中之一個單元的多個模製單元之模製旋轉料架的示意圖。

藉由1整體地指示用於壓縮成形至少一個(塑膠)材料劑料的衝頭。詳言之，衝頭1可在模製單元中用於壓縮成形用於容器封閉之塑膠膠囊。詳言之，可預期衝頭1與沖模協作以界定一個模具之一個成形腔，在該成形腔中引入待形成之至少一個塑膠材料劑料。

詳言之，衝頭1可包含至少一個桿部分2，該至少一個桿部分包含縱向軸線X。縱向軸線X可實質上對應於模製單元將藉以施加用於形成物件之壓縮動作的壓縮軸線。

如在此實例中，桿部分2可包含一個第一表面部分3(例如圓形)。詳言之，該第一表面部分3可至少部分橫向(垂直)於縱向軸線X。第一表面部分3可經組態及配置以在成形腔中之壓縮步驟期間與材料(例如塑膠材料)壓縮接觸。

詳言之，衝頭1可包含與桿部分2耦接之至少一個頭端部分 4。如在此實例中，頭端部分4可包含一個第二表面部分5(例如圓冠形)。詳言之，該第二表面部分5可至少部分橫向(垂直)於縱向軸線X。如在此實例中，第二表面部分5可(在外部)鄰近於第一表面部分3。第二表面部分5可經組態及配置以在成形腔中之壓縮步驟期間與材料(例如塑膠材料)壓縮接觸。

詳言之，衝頭1可包含桿部分2與頭端部分4之間的至少一個分離界面。如在此實例中，桿部分2與頭端部分4之間的界面(桿-頭端界面)可包含將第一表面部分3自第二表面部分5分隔之至少一個邊界線6。詳言之，氣體通路構件7可配置於桿-頭端界面處，例如適用於氣體通路之一或多個間隙或腔。詳言之，氣體通路構件7可通至前述表面3與5之間的邊界線6。

舉例而言，氣體通路構件7(通氣)可包含在邊界線6處或其邊上之狹窄中空空間，該中空空間可具有約0.01至0.02毫米之最大寬度，例如不超過0.02毫米或0.05毫米或0.10毫米或0.15毫米或0.20毫米之最大寬度。氣體通路構件7之前述中空空間可具有各種形狀，例如具較多個或較少個小面，或縮徑形，或另外其他形狀。前述寬度沿著整個中空空間(例如在此情況下，直到可面向通道8之較寬環形凹槽)可為均一的，或其可在邊界線6之後變大幾毫米，尤其可多達防止熔融塑膠沿著氣體通路構件7之中空空間回升的必要量。

詳言之，衝頭1可包含在頭端部分4內部之至少一個通道8。在此特定情況下，提供以90°成角度地間隔開配置之四個通道8。如在此實例中，每一通道8可與氣體通路構件7連通以允許將氣體抽出(及/或將氣 體引入)由前述第一表面部分3及第二表面部分5定界之空間。詳言之，此類空間可包含於成形腔中，該成形腔在使用時其中發生塑膠材料之壓縮模製。

氣體通路構件7可例如包含在邊界線6處之單個通路孔口。氣體通路構件7可例如包含在邊界線6處彼此成角度地間隔開之多個孔口。

氣體通路構件7可包含在界面區處而非邊界線6處的單個環形通路。氣體通路構件7可包含在界面區處而非邊界線6處的與通道8連通的一系列通路。氣體通路構件7可包含在界面區處而非邊界線6處的單個環形通路，該環形通路鄰近邊界線6且與一系列通路連通，該系列通路又與通道8連通。

如在此情況下，第一表面部分3(圓形)四周可被第二表面部分5(圓冠形)包圍。詳言之，邊界線6可具有封閉環形(圓形)形狀。

桿部分2與頭端部分4之間的界面可至少部分沿縱向軸線X的方向擴展。

如在此實例中，頭端部分4可藉助於可拆卸式耦接件(詳言之，藉助於旋擰耦接件9)與桿部分2耦接。

詳言之，衝頭1可包含至少部分地配置於桿部分2內部之至少一個冷卻迴路。

如在此情況下，冷卻迴路可包含配置於桿-頭端界面處以使得該冷卻迴路之至少一個部分接觸頭端部分4的至少一個冷卻間隙10。

詳言之，冷卻迴路可包含在桿部分2之一個壁中獲得的至少兩個流體通路11(至少一個入口通路及至少一個出口通路)以用於流體經 由前述冷卻間隙10進行循環。冷卻迴路亦可包含用於將冷卻流體傳輸至流體入口通路11之構件及用於將來自流體出口通路11的冷卻流體傳回之構件。詳言之，此類傳輸及傳回構件可配置於在桿部分2中獲得之一個縱向腔12內部。詳言之，此類傳輸及傳回構件可包含一或多個(未展示之)流體輸送導管(例如已知類型)。

詳言之，衝頭1可包含第一密封構件13，其配置於桿-頭端界面上以用於相對於前述冷卻間隙10密封地隔離前述氣體通路7。如在此實例中，第一密封構件13可包含至少一個密封環(O形環)。

詳言之，衝頭1可包含第二密封構件14，其配置於冷卻間隙10與前述界面之邊緣15(其安置於與邊界線6置放之界面末端對置之界面末端處)之間的桿-頭端界面上。詳言之，該界面之此末端邊緣15可尤其包含環形邊緣(例如至少部分為圓形，詳言之，中心處於軸線X中之圓形)。如在此實例中，第二密封構件14可包含至少一個密封環(O形環)。

如在此情況下，每一通道8可包含相對於縱向軸線X傾斜之至少一個通道部分。詳言之，每一通道8可將氣體通路構件7與衝頭之頭端部分4的側向周邊表面連接。詳言之，通道8流入其中的此側向周邊表面可包含至少部分在縱向軸線X方向上延伸的一個外部側向表面(圓柱形)。

詳言之，桿部分2及頭端部分4可由兩種至少部分不同的材料製成。桿部分2之一種材料(例如鋼)可具有例如比頭端部分4之材料(例如，銅合金或另一類型之鋼)低的熱導率。在此組態中，有可能促進獲得對在成形腔中經歷壓縮之塑膠材料的所要熱調節。

詳言之，桿部分2之材料可具有比頭端部分4之材料更大之機械抗性(詳言之，抗磨損性及/或抗牽引斷裂性及/或抗壓縮斷裂性)。在此組態中，有可能在成形腔中獲得對塑膠材料的適當壓縮動作，且同時獲得衝頭1之高抗性及持續時間。

第一表面部分3可塗佈有第一塗層。第二表面部分5可塗佈有第二塗層。(頭端部分4上之)第二塗層可具有不同於(桿部分2上之)第一塗層的至少一種化學物理性質。有可能僅一個表面部分(第一3或第二4)，或該兩者，或兩者中無一者塗佈有塗層。

第一塗層及/或第二塗層可藉由薄膜真空沈積製得，例如藉由物理氣相沈積(PVD)及/或藉由電漿輔助化學氣相沈積(PACVD)，或藉由已知用於實施塗層(例如薄膜)之其他技術，最終亦藉由多層型技術。

詳言之，第一塗層可在桿部分2之鄰近第一表面部分3的側向表面上延伸。詳言之，第二塗層可在頭端部分4之鄰近第二表面部分5的側向表面上延伸。

第二塗層(在頭端部分4中之第二表面部分5上)可包含低摩擦係數之至少一個層。詳言之，第二塗層可具有經判定之自塑膠材料分離能力或抗附著能力，例如比(桿部分2中之第一表面部分3上之)第一塗層大之自塑膠材料分離能力或抗附著能力。限制條件為：第二塗層可能不覆蓋配置於桿-頭端界面中的頭端部分4之至少一部分表面(或整個表面)。第二塗層可例如包含一或多層碳基塗佈材料，例如DLC塗層。

(第一表面部分3上之)第一塗層可包含例如一或多層高摩擦性質之塗佈材料。詳言之，相比(第二表面部分5上之)第二塗層，第 一塗層可具有經判定之抗磨損性，例如比第二塗層大之抗磨損性。限制條件為：第一塗層可能不覆蓋配置於桿-頭端界面中的桿部分2之至少一部分表面(或整個表面)。舉例而言，第一塗層可包含用於執行已知類型之塗佈的一種材料及/或更多材料。

用於製造衝頭之工作週期的實例可包含以下工作步驟。一個第一步驟包含將桿部分2及頭端部分4實施為兩個單獨半成品工件。一個第二步驟包含組裝(旋擰)該兩個半成品工件。一個第三步驟包含完成組裝該兩個工件的處理，將其置放在一起以便確保由該兩個工件形成之套件的同心度。一個第四步驟包含拆分(擰開)該兩個工件。一個第五步驟包含對該兩個工件(分開)執行塗佈。一個第六步驟包含對兩個經塗佈工件之新組裝(詳言之，插入密封構件13及14)。

參考圖5及6，上述衝頭1可用在包含至少一個旋轉模製旋轉料架16(其又包含多個模製單元17)之用於壓縮成形塑膠材料的裝置中。模製旋轉料架16帶有彼此成角度間隔開之各種模製單元17。前述成形裝置之模製單元17中之一或多者(其中每一者)可包含如先前所描述般製造的至少一個衝頭1。模製單元17可包含以操作方式與衝頭1耦接的一個沖模18。詳言之，每一模製單元可經組態用於壓縮成形用於容器之封閉件(膠囊)。

詳言之，用於壓縮成形塑膠材料之前述裝置可包含一個配備有模製單元之旋轉料架裝置(如同專利公開案US 6,736,628(在此以引用之方式附於本說明書中)中所揭示之裝置)，其中US 6,736,628中所描述之衝頭13替換為先前所描述之衝頭1。

詳言之，由於氣體排放可經由氣體通路構件7(其配置於實質上為衝頭1之作用底部表面(在壓縮步驟期間與塑膠材料接觸的表面)之中心區中，該表面處於發生材料壓縮之成形腔的中心區中)而發生的實情，上述衝頭1能確保在材料壓縮期間自成形腔之高效氣體排放。

詳言之，亦在此情況下，由於氣體引入可經由配置於衝頭1之作用表面的中心區中之氣體通路構件7而發生之實情，能進一步允許模製產品形成之成形腔內部的最佳處理氣體注入。

衝頭相對便宜，此尤其係因為相對於頭端部分4之材料(例如銅合金)，桿部分2可用較便宜材料(例如鋼)製造，此係因為比起頭端部分4，桿部分2可在更小範圍上參與冷卻功能。

壓縮衝頭1可經由相對簡單且便宜之製造製程而製造。詳言之，桿部分2之構形及大小可經標準化，此係因為其可能並非嚴格地取決於待模製之產品的形狀，從而因此降低製造成本及時間。

衝頭1可展示高機械抗性(對磨損及/或牽引及/或撓曲及/或扭轉及/或剪應力之抗性)，此係因為以比頭端部分4相對不大重要之方式參與系統的冷卻之桿部分2可由尤其具有高機械性質而非熱性質之材料(例如鋼)製成。此外，桿部分2可經構造以製造具有相對高的剛度且因此能夠模製具有高形狀及大小準確度之工件的壓縮衝頭。詳言之，此允許保證精確且有效地模製包含特別薄之底部壁的工件，例如，用於容器封閉之膠囊的薄板。

如所見，有可能以經區分之方式塗佈至少兩個不同衝頭部分(桿部分2及頭端部分4)，詳言之，塗覆不同塗層以針對不同功能調適各 種部分，例如，為桿部分2提供較大抗性(抗磨及/或抗刮擦塗層)且為頭端部分4提供高的自模具抽出之能力(抗附著及/或抗摩擦塗層)。

Claims (10)

1. 一種用於壓縮成形至少一塑膠材料劑料之衝頭(1)，該衝頭(1)包含：至少一個桿部分(2)，其包含一縱向軸線(X)及橫向於該縱向軸線(X)之一第一表面部分(3)，該第一表面部分(3)經組態及配置以與該塑膠材料壓縮接觸；至少一個頭端部分(4)，其與該桿部分(2)耦接，該頭端部分(4)包含橫向於該縱向軸線(X)且鄰近該第一表面部分(3)之一第二表面部分(5)，該第二表面部分(5)經組態及配置以與該塑膠材料壓縮接觸；在該桿部分(2)與該頭端部分(4)之間的至少一分離界面，該界面包含在該第一表面部分與該第二表面部分(3；5)之間的至少一邊界線(6)，該界面包含通達該邊界線(6)之氣體通路構件(7)；至少一個通道(8)，其在該頭端部分(4)之內部且與該氣體通路構件(7)連通以允許將氣體抽取及/或引入由該第一表面部分與該第二表面部分(3；5)定界之一空間，該塑膠材料之壓縮模製發生於該空間中；一冷卻迴路，其至少部分配置於該桿部分(2)之內部；其特徵在於，該冷卻迴路包含至少一冷卻間隙(10)，該至少一冷卻間隙以使循環於該冷卻迴路中之流體與該頭端部分(4)接觸的方式配置於該界面中，且其特徵在於，該衝頭(1)包含第一密封構件(13)，該第一密封構件配置於該界面上以相對於該冷卻間隙(10)流體密封性地隔離該氣體通路構件(7)。
2. 如申請專利範圍第1項之衝頭，其中該第一表面部分(3)四周由該第二表面部分(5)包圍，該邊界線(6)為封閉環狀形狀，該界面至少部分沿該縱向軸線(X)的方向擴展。
3. 如申請專利範圍第1項之衝頭，其中該氣體通路構件(7)包含配置於該邊界線(6)處之至少一個通路開口，該通路開口具有不超過0.02毫米或0.05毫米或0.10毫米或0.15毫米或0.20毫米之一最大寬度。
4. 如申請專利範圍第1項之衝頭，其中該頭端部分(4)藉助於可拆卸式類型之一耦接件特別是一旋擰耦接件(9)而與該桿部分(2)耦接。
5. 如申請專利範圍第1項之衝頭，其中該冷卻迴路包含形成於該桿部分(2)之一壁中以用於經由該冷卻間隙(10)進行流體循環的至少兩個流體通路(11)。
6. 如申請專利範圍第1項之衝頭，其包含第二密封構件(14)，其配置於該界面上介於該冷卻間隙(10)與該界面之一邊緣(15)之間，該邊緣與該邊界線(6)對置定位。
7. 如申請專利範圍第1項之衝頭，其中該通道(8)至少部分相對於該縱向軸線(X)傾斜，該通道(8)將該氣體通路構件(7)與該頭端部分(4)之一周邊側向表面連接。
8. 如申請專利範圍第1項之衝頭，其中該桿部分(2)及該頭端部分(4)由兩個不同材料製成；與該頭端部分(4)之一材料相比，該桿部分(2)之一材料具有一較低熱導率及/或一較大機械強度及/或一較大剛度。
9. 如申請專利範圍第1項之衝頭，其中該第一表面部分(3)塗佈有一第一塗層，且該第二表面部分(5)塗佈有具有相對於該第一塗層不同的至少一種化學物理性質之一第二塗層；與該第一塗層相比，該第二塗層具有自該塑膠材料分離或抗附著之一較大能力；與該第二塗層相比，該第一塗層具有一較高耐磨性。
10. 一種塑膠材料壓縮成形裝置，其包含至少一模製旋轉料架(16)，該至少一模製旋轉料架又包含多個模製單元(17)，每一模製單元(17)包含如申請專利範圍第1至9項中任一項製造之至少一衝頭(1)，每一模製單元(17)經組態以用於形成用於容器之封閉件。