专利名称：生产热塑性材料中空体的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过挤压吹塑成形生产热塑性材料中空体的方法。本发明还涉及一种用于实现这种生产热塑性材料中空体的方法的装置。
背景技术：
例如，德国专利的公开文本DE-AS No1178580公开了一种生产热塑性材料的中空体的方法，即通过增加预成型件中的内部压力，使热塑性材料的管状预成型件在包围其的吹塑模的几个部分之间膨胀。在模具的半模闭合以形成封闭的模腔之前，预成型件在位于吹塑模的分离面上以相对于挤压方向横向地伸展，以便预成型件延伸到模腔横向边缘以外。使用所述方法，在吹塑模闭合之前，预成型件直接由可展开心轴(spreading mandrel)分离，这样在半模闭合之前预成型件基本遍布了模腔的整个宽度。这一方法主要用于生产平的横截面的中空体，其中所述中空体的宽度是其深度的数倍。
如果生产这种工件涉及到挤压一种常见的圆形横截面的管状预成型件，那么在吹塑模中预成型件的膨胀会引起材料在成品壁上非常不利的分布，这是由于在膨胀过程中构成预成型件的管子不得不在一个方向充分的伸展，然而它在垂直方向上很少受到任何伸展。
为了减轻此种方法引起的成品壁厚不均匀，上述DE-AS No1178580公开了在半模闭合前使构成预成型件的管子在吹塑模的分离面上延伸。这种方法提出，工件的管状半成品的最初结构在吹塑模闭合之前是很适合修改的，但该最初结构并不适用于平的制品。在这种方法中，管状预成型件最初是在可展开心轴上挤压的，其中所述可展开心轴几乎在吹塑模的整个高度上延伸。在吹塑模的分离面上，相对于挤压方向彼此远离地横向移动可展开心轴，会使预成型件平坦地伸展成所期望的结构。然后闭合模具的半模。在把成品从模具中取出之前，可展开心轴也必须从那里取出。因此，可展开心轴沿着挤压方向从凸起部分处移走，其中所述凸起部分形成在模具外部的模制工件中。
应当理解，当生产预成型件长度为1米或更长的大型工件时，由于必须给冲击运动(stroke movement)提供一合适的空间从而在挤压方向上由可展开心轴预成型，同时另一方面在模具闭合后移走可展开心轴的操作很可能会占用很多时间，这样会使在可展开心轴周围的材料部分或完全硬化，而这种风险是存在的，并且这样会使心轴的移走相当困难，因此这些都是很难解决的问题。由于这个原因，DE-ASNo1178580中所述的方法无法在真正的实践中得到应用。
作为上述过程的一个可替代方案，预成型件可以在吹塑模闭合之前通过预吹工序产生膨胀。
然而应当指出，在大型吹塑的生产过程中，上述工序会引起这样一个问题，即在吹塑模闭合之前，把空气从预成型件中排出需要相当长的时间。吹塑模制品越大，需要的相应周期时间就越长，并且，这在成本上无法令人满意，且从技术角度讲并不完全实用。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种通过挤压吹塑模制品来生产热塑性材料中空体的方法，并且该方法实施起来非常经济。
本发明的另一个目的是提供一种生产塑性材料中空体的方法，其中该方法涉及一易于实现并且对操作中的干扰具有较低敏感度的操作过程。
本发明的又一个目的是提供一种通过挤压吹塑模制品来生产热塑性材料中空体的装置，该装置结构简单且使操作易于实现。
根据本发明的原理，从方法方面来说，前述及其它目的都可通过挤压吹塑模制品来生产热塑性材料中空体的方法得以实现，其中一塑性材料的管状预成型件可通过增加其内部压力，在包围其的吹塑模的几个部分之间膨胀。在半模闭合之前，预成型件相对于挤压方向横向地平放在吹塑模的分离面上，以便预成型件延伸到由吹塑模的几个部分所限定的模腔的横向边缘以外。将模制品从模具中取出之前，在吹塑模闭合后模腔外部每一侧所产生的凸起部分在沿挤压方向延伸的相应边缘上，所述凸起沿其长度方向被切断。
正如随后所描述的本发明方法中一个优选实施例所述，这种方法是可行的，即通过可展开心轴相对于挤压方向相互横向的移动或者通过在挤压方向的一个额外的冲击运动，可展开心轴在模具的半模闭合后可以马上从各自的突出部分中被分别抽取出来。从该方面来说，所涉及的过程会碰到一些阻碍，特别是当热塑性材料随着其冷却和硬化而收缩，将会把可展开心轴包住，这样只有当手动使用一额外的工具才能把可展开心轴从工件中取出。
根据本发明方法中的一优选特征，使用切断装置来切开各自凸起部分边缘的操作是可行的，同时形成凸起部分的材料依然为塑性。
在本发明的另一优选特征中，切断的方向与挤压方向相反，即假设挤压方向向下的话，切断方向就是向上的。
在另一优选特征中，当模具在横向于挤压方向的分离面上闭合之前，预成型件被挤压在两根优选为杆形的彼此相互远离的可展开心轴上。
应当指出，还可另外提供对可展开心轴的冷却。
在本发明的另一优选特征中，在方法方面，当模具闭合后，通过使可展开心轴进一步的彼此相互远离能够有助于切断各个凸起部分的边缘。从这方面来说，可展开心轴没有必要大体在整个长度上进行冲击运动，而是该过程只涉及可展开心轴在挤压方向即沿它们纵向的轻微的冲击运动。
根据本发明的原理，在装置方面，前述的及其他目的可通过一种能够完成本发明方法的装置来实现，该装置包括一至少为两部分的吹塑模和至少两根优选为杆形的可展开心轴，其长度大致与由模具形成的模腔的高度一致。可展开心轴可在吹塑模的分离面上相对于挤压方向彼此横向移动。为了切开形成于模腔外部的凸起部分的边缘，至少一个切断装置可操作地与每根可展开心轴相关，并且可在挤压方向和/或与挤压方向相反的方向上移动。
在一优选的特征中，切断装置可以设计成至少一个设置在吹塑模上的刀刃，当半模闭合后，切断装置对分别位于吹塑模相应侧的各个凸起部分垂直切断。
或者，还可将切断装置沿纵向可移动地设置在各自的可展开心轴上，这在一优选特征中以单独的刀刃的形式作了更详细的说明。
根据本发明，该装置的一优选结构为刀刃固定在可在各自可展开心轴内部的可移动导向的刀架上，其中所述刀刃可穿过可展开心轴上纵向延伸的导向槽。
在另一优选特征中，可对刀刃进行加热。
至少一根可展开心轴可以移到或枢转到吹塑模的分离面之外，以确保工件可以从吹塑模中不受阻碍地移出。
为了更易于将可展开心轴从工件上产生的突出部分移开，一优选特征为可展开心轴可以升高和降低，因此只需对可展开心轴长度上的一小部分进行冲击运动。这是因为考虑到在切断过程中可按照预期向上移动的刀刃不需要完全移动到可展开心轴的端部，其中该端部远离它们被夹紧的位置。
本发明的另外目的、特征和优点将会从下面对优选实施方案的说明中更加清楚。
图1是根据本发明中用于挤压吹塑装置的示意图，其中该装置用于在横具的模腔的方向上挤压吹塑，可展开心轴设置在前方，图2示出了图1中所示装置的侧视图，图3示出了沿图1中III-III线的剖面图，示出了在可展开心轴上被挤压的预成型件，其中可展开心轴处于靠近的状态，图4是与图3对应的视图、只是可展开心轴处于彼此相互离开的状态，图5至7是与图3和图4相对应的视图，其中根据吹塑模和可展开心轴的运动状况示出了不同的周期，接下来，图8示出了沿图5中箭头VIII方向所示的图，图9示出了沿图6中箭头IX方向所示的图，并且图10示出了沿图8中箭头X-X方向的剖面图。
具体实施例方式
首先参考图1和2，示出了一种用于挤压吹塑热塑性材料中空体或工件1的装置。在所示实施方案中，中空体或工件1是一相当大的热塑性材料元件，其宽度是其深度的数倍。附图标记2表示一带有喷嘴3的挤压头，热塑性材料的管状预成型件4首先从该喷嘴3中被挤压到一悬垂的位置上，其中该位置位于图2中大体由5所表示的两部分吹塑模的如图3和4中5a和5b所示的打开部分或半模之间。吹塑模的两个半模5a，5b限定了其中的模腔6，其内部轮廓与加工完成的工件1的外部轮廓相一致。
由图1和2示意性示出的操作顺序可知，预成型件4被挤压在设置于吹塑模的半模5a，5b之间的第一和第二可展开心轴7上。可展开心轴7优选为杆形结构，其长度与模腔6的高度基本相等，并且被可移动或可滑动地承载在设置于吹塑模5下面的基座8上。在如图1所示可展开心轴7的位置中，它们以彼此距离一定间隔地设置在吹塑模的分离面上，这样，可展开心轴7彼此之间的间隔要小于管状预成型件4的内径，以便预成型件4可以毫无问题的挤压在可展开心轴7上。
如图1中点划线所示，将预成型件4挤压到其全部长度之后，可展开心轴7就会在吹塑模5的分离面上，相对于预成型件4的挤压方向横向地相互离开，更详细的说明可如图3至图4中可展开心轴7位置所示。在所示实施方案中，该过程是这样的，即可展开心轴7彼此离开一定的程度，以使得它们位于吹塑模5闭合区域之外，这在图4中可清楚地看到，这样预成型件4就可以平放在模腔6上和吹塑模5的横向边界外。如此预成型件4形成了两个相互平行的带状部分，这也可以在图4中清楚地看到。在所述实施方案中，该过程是这样的，即可展开心轴7仅仅使得预成型件4被平放在如图4所示的情形中，即材料并没有相对于挤压方向横向伸展。但应当理解，依靠可展开心轴的适当移动，预成型件4的材料相对于挤压方向的横向伸展是可能的。
然后可展开心轴7就在如图4所示的展开的扁平状态下保持住预成型件4，此时可展开心轴7设置在吹塑模的旁边的位置处。现在吹塑模5的半模5a，5b就围住了预成型件4将其封闭在其中。吹塑模具有如图4中所示的挤压边缘9，这在图5中同样能看到，把预成型件4的表面熔接在一起，并且在预成型件4的边缘处将其相对于彼此挤出，而且还把延伸进模腔的吹塑心轴10挤出。吹塑心轴10用于在压力下把气体吹塑介质引入预成型件中，以便预成型件4可以适当膨胀从而与模腔6的内壁表面相接触。
然后，可以用任何一种适当的方式把预成型件4从挤压头2处切断。与此同时，图5中横向突出于吹塑模5的凸起部分13的边缘12在其每个边缘处被图8中的切断装置14切开。因此与每一个可展开心轴7相连的是各自的切断装置14，所述切断装置包括各个刀刃15，它通过图10中的刀架16容纳在可展开心轴7内。所述刀架16在各自的可展开心轴7内被纵向可移动地导向，并且其刀刃15穿过了沿着可展开心轴7纵向延伸的导向槽17。如图8和9所示，导向槽17沿着相应的可展开心轴7的纵向大致从为了安装的目的被保持在夹持状态下的端部18延伸到远离其的端部19下面。
利用任何一种合适的组件或借助于适当的轴螺母驱动装置，可使刀架在各自的可展开心轴7内轴向移动，其中所述组件包括牵引元件如链条或气动件。
参考图8和9，它们示出了在模腔侧面切开各凸起部分13的运动顺序。各刀刃15在可展开心轴7上的导向槽17中向上运动，即在与假设向下的挤压方向相反的方向上移动，在这种情况下刀刃15突出于导向槽17的部分，就沿着凸起部分13的长度将其切开。由于刀刃15产生的切割并没有把凸起部分13的整个横向边缘长度切穿，因此可展开心轴7在切断后会在挤压方向上稍微降低，即向下降低。然后，如图6和7中所示，可展开心轴7在吹塑模5的切分平面上相互之间进一步向外远离。在这种情形中，可展开心轴7的运动就会有助于通过刀刃15产生的切断把凸起部分13剖开，并且这种运动还有助于使可展开心轴7与预成型件4分开。
为了保证工件1能可靠地从吹塑模5中取出，如图7所示，更有利的是，至少可展开心轴7可通过在吹塑模5侧面的直线运动或枢转运动从吹塑模5的分离面上移开，而且工件1也可以在其被模制完成时从吹塑模5侧面取出。
应当理解，通过刀刃或者其他合适的切断组件如安装在吹塑模上的热金属丝，都可以使凸起部分13切开。还可以通过一个不与模具相关并且不与可展开心轴相连的切分装置实现切断操作。在这些情况中，在一介于吹塑模5的挤压边缘9和各自可展开心轴7的纵向轴线之间的区域里切开凸起部分13是非常合适的。
在此，如DE 1178580中所披露的内容，可展开心轴7不一定要完全移出吹塑模半模5a，5b的闭合区域之外，还可以在模腔6外部设置一合适的凹槽用于把可展开心轴容纳在相应吹塑模5的半模5a，5b中。
应当理解，上述用于生产热塑性材料中空体的方法和装置，已经通过本发明的实施例和图示得以阐明，而且在不背离本发明的实质和范围内，可进行修改和改进。
标注列表1 工件2 挤压头3 喷嘴4 预成型件5a，5b 吹塑模的半模5 吹塑模6 模腔7 可展开心轴8 基座9 挤压边缘10 吹塑心轴12 边缘13 凸起部分14 切断装置15 刀刃16 刀架17 导向槽18 可展开心轴的夹持端19 可展开心轴的远端
权利要求
1.一种通过挤压吹塑成形生产热塑性材料中空体的方法，其中，通过增加其内部压力，使塑性材料的管状预成型件在包围住它的吹塑模的部件之间膨胀，其中所述预成型件在半模闭合之前相对于挤压方向横向的平放在吹塑模的分离面上，这样预成型件可延伸到吹塑模模腔的横向边缘之外，其特征在于，在将工件从吹塑模内取出前，吹塑模闭合后产生的凸起部分在吹塑模的每一侧在沿着挤压方向延伸的各边缘处沿其长度被切开。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成凸起部分的材料仍然为塑性的时候，可以通过切断装置实现对凸起部分的切断操作。
3.如权利要求1和2之一所述的方法，其特征在于，切断凸起部分的操作与挤压方向反向。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，预成型件被挤压在两根优选为杆形的可展开心轴上，其中所述可展开心轴在吹塑模闭合前，可在吹塑模的分离面内相对于挤压方向横向地彼此移开。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在吹塑模闭合后，切断凸起部分边缘的操作可借助于进一步移动可展开心轴使之彼此离开而实现。
6.一种用于执行如权利要求1至5中任一方法的装置，其包括一至少两部分的吹塑模，以及至少两根优选为杆形的可展开心轴，其长度基本与由吹塑模形成的模腔高度一致，所述可展开心轴可在吹塑模的分离面上相对于挤压方向横向地彼此移动，其特征在于与每一个可展开心轴(7)相关的是至少一个切断装置，该切断装置为了切断凸起部分(13)的边缘，能够在挤压方向和/或与挤压方向相反的方向上移动。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述可展开心轴(7)的长度至少与模腔的高度一致。
8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述切断装置为至少一个沿纵向可移动地布置在可展开心轴(7)上的刀刃(15)。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述刀刃(15)固定在刀架(16)上，该刀架在可展开心轴(7)内被可移动地导向，其中刀刃(15)穿过沿着可展开心轴(7)延伸的导向槽(17)。
10.如权利8和9之一所述的装置，其特征在于，所述刀刃(15)是可以加热的。
11.如权利7至10之一所述的装置，其特征在于，至少一根可展开心轴(7)可移出或枢转出吹塑模(5)的分离面。
12.如权利6至11之一所述的装置，其特征在于，可展开心轴(7)可升高或者降低，其中冲击运动仅在可展开心轴(7)长度的一部分上进行。
全文摘要
本发明涉及一种通过挤压吹塑成形生产热塑性材料中空体的方法和装置。该方法通过增加其内部压力，使塑性材料的管状预成型件超出包围住它的吹塑模的部件膨胀，其中所述预成型件在半模闭合之前相对于挤压方向横向的展开在吹塑模的分离面上，这样预成型件可在吹塑模模腔的横向边缘之间延伸，该方法的特征在于，在将工件从吹塑模内取出前，吹塑模闭合后产生的凸起部分沿其长度方向在吹塑模的每一侧在沿着挤压方向延伸的边缘处被切开。
文档编号B29C49/62GK1748982SQ20051008184
公开日2006年3月22日 申请日期2005年6月30日 优先权日2004年7月1日
发明者沃尔夫冈·库默尔 申请人:考特克斯机械制造有限公司