专利名称：用于模制弹性物体的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及弹性物件的制造。它特别是涉及吸震部件、例如用于机动车辆的接地结构的铰接部件或止挡的模制。
背景技术：
这些物件的制造相对复杂、耗时和昂贵。在模制操作的过程中，未固化的弹性材料必须导入型腔中，且在给定的温度和压力条件下在那里保持足够的吋间以在此硫化。硫化时间通常为几分钟，在该时间过程中，模具固定在模制机器中。为了优化模制机器的制造，通常多个物件同时在模具中模制，所述模具包括相应数目的型腔或"印模"，例如十个左右或甚至更多的型腔。模具的各个型腔此时经由一组供给通道连接到外部和彼此连接。一旦物件已被硫化且从模具中取出，它们必须与由一组供给通道模制的材料分离。在最终物件中没有用的该模制部分由于其形状通常称作"浇道树
(spmetree)"。将它们分离的上述工作难以进行，且通常在最后的物件上留下不希望的痕迹。浇道树的质量占注射材料的相当大的部分，该部分通常随模具中的型腔的数目的增大而增大，即随同时模制的物件的数目的增大而增大。在某些情况下，浇道树可高达占注射材料的量的50%。增大型腔的数目还使得正确地充注每个型腔和对每个型腔中的弹性材料的温度控制的优化变得复杂。因此，尽管做了所有努力，但模制物件的机械和物理特性的离散分布的不可接受的程度使得必须执行最终检查和在该检查之后必须有时去除无用的制造部分。可以理解，所有这些困难和材料的损失大大增加了工业制造成本。
此外，为了向这种模制机器供给未固化的弹性材料，必须使用能够在高的压力下快速地注射大量的未固化的弹性材料的大功率的注射装置。然而，由于注射仅持续几秒，而在每次注射之间要经过几分钟，因此这些昂贵的注射装置明显未得到充分利用。
发明内容
因此，本发明的一个目的是减轻上述缺点中的一些缺点，以降低这种 物件的工业制造成本。
上述目的通过一种用于模制弹性物件的方法实现，所述方法依次包括 以下步骤
-直接向模具的型腔中注射受控量的未固化的弹性化合物； -封闭模具的型腔；
-使型腔中包含的弹性化合物经受受控的温度；
-打开模具；以及
-将模制的弹性物件从模具中取出。
优选地，使用包括用于模制单个物件的单个型腔的模具。
优选地，未固化的弹性化合物借助于注射装置注射到型腔中，所述注
射装置可相对于模具移动。
优选地，型腔的打开通过注射装置相对于模具的相对运动进行控制。 优选地，型腔的关闭也通过注射装置相对于模具的相对运动进行控制。 优选地，注射到型腔中的化合物的量根据通过注射装置传送的化合物
的体积被控制。
优选地，化合物借助于小横截面的端部喷嘴孔眼注射到型腔中，使得 注射的化合物的温度比化合物在它通过所述喷嘴孔眼之前的温度高。 优选地，模具被供给热能。
优选地，型腔由在未固化的化合物注射之前放置在模具中的嵌入件部 分地限定，所述嵌入件包括在模制的物件中。 优选地，不同的物件相继地被模制。
根据本发明的变型，为形成给定的物件，至少两种不同的弹性化合物 相继地注射到两个不同的型腔中。第一型腔用于模制第一层，然后在较大 的型腔内进行包覆成型操作，由第一模制产生的制品放置在较大型腔中。
本发明还涉及一种用于模制弹性物件的装置，所述装置包括
-具有型腔的模具；
-用于将未固化的弹性材料注射到型腔中的注射装置；-用于关闭型腔的关闭阀，所述关闭阀可在打开位置与关闭位置之间 移动；以及
-用于控制包含在型腔中的弹性化合物的温度的控制装置。
优选地，关闭阀被构造成在关闭位置时构成型腔的表面的大致连续部分。
优选地，注射装置包括喷嘴，所述喷嘴能够相对于模具在注射位置与 縮回位置之间移动，所述喷嘴被构造成与关闭阀配合，以便在关闭阀处于 打开位置且喷嘴处于注射位置时允许未固化的化合物被直接注射到型腔 中。
优选地，弹簧趋向于将关闭阀保持在关闭位置。
优选地，关闭阀和喷嘴被构造成使喷嘴从其縮回位置到其注射位置的
运动克服弹簧作用，以将关闭阀移动到其打开位置。
优选地，喷嘴具有外圆柱表面，所述外圆柱表面与关闭阀的相应部分
的内圆柱表面配合。
优选地，喷嘴在与喷嘴的外表面的母线大致垂直的方向上通向型腔。 优选地，喷嘴通过横截面显著小于喷嘴的横截面的端部喷嘴孔眼敞开。 优选地，所述装置包括多个模具，每个模具相应有一个关闭阀，所述
装置还包括用于循环模具的装置，所述装置使得每个模具能够在注射工作
台、固化工作台和脱模工作台之间相继地移动。
通过下面对本申请的附图所作的描述，本发明的其他目的和优点将变 得更显而易见，附图包括
图1至6以横截面示意性地示出了在模制过程的各个阶段的本发明的 装置；
图7以相同的视图示出了一种特殊情况，其中，嵌入件在模制之前定 位在模具中；
图8以透视图示出了弹性部件的模制示例的横截面；以及
图9示出了成根据本发明的过程的总汇形式的组织结构的示例。
具体实施例方式
各图示出了许多相同或类似元件，因此对于每个图，不再对它们进行 系统重复描述。
图1至6示意性地示出了模制装置的优选实施例和根据本发明的方法 的模制装置的应用。
该装置包括至少一个模具2，所述模具2当关闭时(图1至5)限定出 型腔3。通过关闭阀9控制模具从外部到型腔的通路。关闭阀9可在关闭位 置(见图1)与打开位置(见图2)之间移动。为了从关闭位置切换到打开 位置，关闭阀前进到型腔中。当关闭阀处于关闭位置时，它优选构成表面 31的大致连续部分91，所述表面31形成型腔3的边界。
注射装置4使未固化的弹性材料1可注射到型腔中(见图3和4)。优 选地，所述注射装置包括容积式弹性泵(elastomer pump)，即为能够释放 相当精确的量的材料的类型。注射装置4可相对于模具3移动(或反之)， 且包括喷嘴41，所述喷嘴41具有与关闭阀配合的主功能，以使注射装置可 连接到型腔和从所述型腔断开。优选地，喷嘴还具有在使注射装置和模具 在一起的运动的过程(为了方便起见，下面将称注射装置与模具的该相对 运动为"对接"，在该相对运动过程中形成连接)中可靠地控制关闭阀的打 开的功能。附图示出了该控制功能的优选实施例，其中，关闭阀9经受弹 簧5的作用，所述弹簧5的作用趋向于将所述阀保持在关闭位置(g卩，邻 接在其壳体92中)，喷嘴在对接过程中将关闭阀克服弹簧挤压到打开位置。
优选地，关闭阀具有横截面与模具的壁中的圆柱形通道21的横截面对 应的外圆柱形表面94。因此，关闭阀实际中没有任何间隙地被引导到所述 通道中(因此，没有任何模制材料的损失)。优选地，这两个横截面是圆形 的。
关闭阀具有侧向开口 93，所述侧向开口 93仅在关闭阀被推入到模具中 时(即，在关闭阀处于打开位置，如图2所示)才通向型腔。
优选地，喷嘴41具有圆形横截面的外圆柱形状，所述外圆柱形状被设 计成在关闭阀9内滑动。该关闭阀的内横截面也优选是圆形横截面的圆柱 形的，从而它们的表面(分别为411和95)配合，以在最小的间隙的情况 下引导对接。喷嘴与关闭阀之间的轻微锥形化可进一步有利于对接。在图中所示的示例中，喷嘴41的端部将挤压在关闭阀上，以将关闭阀 推到其打开位置(特别见图3)。当然，其他配置形式是可想到的。
在图1和2中，喷嘴41被示于处于縮回位置。
优选地，喷嘴41经由端部喷嘴孔眼7敞开，所述端部喷嘴孔眼7具有 小的横截面(与喷嘴的平均内横截面相比)，以增大剪切，因此，增大注射 材料在进入型腔时的温度。例如，在成泡沫形式的弹性材料的情况下，喷
嘴孔眼的横截面与喷嘴的横截面之比有利地小于l: 10、或甚至l: 20。作 为可选方式，由喷嘴孔眼7产生的限制可通过关闭阀中的小横截面的侧向 开口 93产生。
用于控制型腔的温度的装置10、例如放置在模具2的壁中的电阻器用 于在模制过程中改变弹性材料的温度。
下面，将参看图3至6描述根据本发明的用于模制弹性物件的方法的 优选实施例。
由于根据本发明的过程大致连续地重复进行，因此在该描述中认为图3 所示的歩骤为该过程的第一步骤。在该步骤过程中，由于模具关闭，注射 装置4被使得与型腔3连通，关闭阀9处于打开位置。因此喷嘴41处于注 射位置。受控量的弹性材料注射到型腔中(参见图3和4)。弹性材料通过 喷嘴直接递送到型腔中，即递送到最终物件的体积中。
优选地，注射的量通过例如借助于弹性泵控制注射的体积来进行控制。 申请EP400495和EP690229描述了用于精确控制注射的化合物的量的弹性 泵的示例。注射的量也可通过测量在型腔中施加在关闭阀上的压力或喷嘴 中的压力进行控制。
当期望量的弹性材料已导入型腔中时，中断注射，关闭阀处于其关闭 位置(参见图5)，且注射装置从腔室断开。喷嘴41再次处于其缩回位置。 包含在型腔中的弹性材料的温度然后被控制，以执行其硫化。该温度控制 可通过任何公知的方法提供热量(例如通过感应或借助于设置在模具的壁 中的电阻器IO)进行，或如果注射温度足够高时，通过使模具简单处于炉 中进行。因此化合物的温度可直接或间接地被控制。
在该硫化步骤中，模具2因此与注射装置4无关。从而，在两次注射 之间包含在喷嘴中的弹性材料未经受模具内的硫化过程——它保持在"冷"
9区。也可理解，在弹性材料在第一模具中正在硫化时，注射装置可用于向 一个或其他多个模具实施供给。
最后，当硫化已充分地进行时，模具被打开，并从模具中取出模制的 物件(参见图6)。然后，该过程可被重复进行，以模制新的物件。
可从示出了该过程的原理的这些图中看出，关闭阀优选被构造成可使 注射装置与型腔之间直接连通。该模具不具有注入通道，因此不会产生不 得不在随后移除的注射浇道或浇道树。因此，注射直接发生在型腔3中(即， 在物件的体积内)，而没有流经连接到模具因此连接到"热"区的中间通道。
本发明的过程的一个有利的特征在于，在型腔被密闭地密封时进行硫 化。因此，可在弹性材料内保持显著的压力。该压力可己经通过注射装置 提供，也可在注射之后通过使材料温度的升高和/或通过其交联的特定作用 提供。因此，可获得高质量的模制件(没有充注缺陷、模制材料的机械性 能高度均匀、物件之间变化小)。
图7示意性地示出了在物件包括嵌入件(在此，为连接加强件6)时的 情况，该嵌入件在弹性材料注射之前放置在模具中。嵌入件可如此处那样 部分限定型腔，但它也可嵌设在模制件中。
图8以轴向剖切透视图示出了根据本发明的模具的示例性实施例，该 模具用于制造伸縮式减振器眼型橡胶垫架。该图清楚地示出了中心轴衬6、 装填在型腔3中的弹性套、处于其关闭位置的关闭阀9、其回动弹簧5和喷 嘴41。
图9示意性地示出了本发明的装置的优选实施例，其中，它包括可在 多个工作台之间移动的多个模具。循环装置(在此成轨道的形式示出)可 使许多模具从一个工作台移动到另一个工作台。
在工作台A，关闭的空模具准备接收弹性材料的注射。如果需要，一 个或多个嵌入件可在该阶段放置在模具中。
当模具达到注射工作台B时，注射装置4连接到型腔，关闭阀9处于 打开位置。注射操作如上面参看图4所述的那样进行。
当注射已完成时，即当型腔包含所需量的弹性材料时，注射装置从模 具断开，且关闭阀恢复其关闭位置。模具然后可送到加热工作台C，在此 处，受控的热量可传递到模具中，以使材料可被硫化。
10然后，硫化沿着炉E (在此，成通道的形式)中的路径进行，在所述 炉中，模具完全或部分保持其热度和其内部压力。
一旦物件已被充分硫化而能够脱模，模具达到脱模工作台F，在此， 模具被打开，并将物件从其型腔中取出。
然后，空模具可在清洁工作台G清洁。它也可被搁置到储存区，另一
模具(例如，用于模制另一物件)可在回转装置上替换它。 一旦模具已到
达工作台A，可开始另一模制循环。
可以理解，这种安装方式可使得通过改变参数优化各种装置的使用程 度，所述参数包括指定给每个操作的工作台的数目、炉中的行程长度、施 加给模具的热量以及模具的运动速度。
例如，如果使用单个注射工作台且连接-注射-断开循环持续30秒，在 其他每个工作台能够跟随该步调的情况下，可每30秒充填一个模具，每30 秒获得一个模制件。如果该物件的硫化需要持续5分钟的炉内处理，因此 需要使用能够容纳大约十个模具的炉。同样，如果加热装置必须作用1分 钟，也可提供两个相继的加热工作台，每个加热工作台在每个模具上依次 持续30秒。
清楚地看出，通过以这种方式推导所有操作(脱模、清洁、储存、嵌 入件的置入等)，装置的每个元件的使用可能趋向于其能力的100%。
也可看出，注射装置不必具有高的功率，因为它们仅供应单个型腔。 而且，可以看出，没有材料损失，没有要被移除的浇道树且具有较小 的潜在离散分布，这是因为制造出的每个物件均在非常类似的条件下经受 相同的操作。
本发明的方法和装置可用于模制成型任何类型和任何形状的弹性物 件。 一种有利的应用涉及成泡沫形式的弹性体(例如泡沫橡胶)。实际中发 泡可于在端部喷嘴孔眼7处的注射过程中发生，且可使型腔被均匀且快速 地充填。本发明的方法对于模制其他类型的基于弹性体的材料、例如用纤 维加强或混合有树脂或包含填料的那些材料也是有利的，从而可使模制的 材料的机械性能覆盖极其宽的范围。
也可理解，本发明的方法同样也可用于在给定的制造活动内通过通用
装置根据不同的"制法"(注射的材料、注射的量、使用的模具、模具的温度、硫化时间等)相继地模制各种物件。
权利要求
1. 一种用于模制弹性物件的方法，所述方法依次包括以下步骤-直接向模具(2)的型腔(3)中注射受控量的未固化的弹性化合物(1)；-封闭模具的型腔；-使型腔中包含的弹性化合物经受受控的温度(10)；-打开模具；以及-将模制的弹性物件从模具中取出。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用包括用于模制单个物件的单个型腔(3)的模具。
3. 如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于，未固化的弹性化合物(1)借助于注射装置(4)注射到型腔(3)中，所述注射装置(4)可相对于模具(2)移动。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，型腔的打开通过注射装置相对于模具的相对运动被控制。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，型腔的关闭也通过注射装置相对于模具的相对运动被控制。
6. 如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于，注射到型腔中的化合物的量根据通过注射装置传送的化合物的体积被控制。
7. 如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于，化合物借助于小横截面的端部喷嘴孔眼(7)注射到型腔中，使得注射的化合物的温度比化合物在它通过所述喷嘴孔眼之前的温度高。
8.如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于，模具被供给热
9. 如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于，型腔由在未固化的化合物注射之前放置在模具中的嵌入件部分地限定，所述嵌入件包括在模制的物件中。
10. 如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于，不同的物件被相继地模制。
11. 如前面权利要求中任一所述的方法，其特征在于，为形成给定的物件，至少两种不同的弹性化合物相继地注射到两个不同的型腔中。
12. —种用于模制弹性物件的装置，所述装置包括-具有型腔(3)的模具(2);-用于将未固化的弹性材料(1)注射到型腔中的注射装置(4);-用于关闭型腔的关闭阀(9)，所述关闭阀(9)可在打开位置与关闭位置之间移动；以及-用于控制包含在型腔中的弹性化合物的温度的控制装置(10)。
13. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，关闭阀被构造成在关闭位置吋构成型腔(3)的表面的大致连续部分(91)。
14. 如权利要求12和13中任一所述的装置，其特征在于，注射装置(4)包括喷嘴(41)，所述喷嘴能够相对于模具在注射位置与缩回位置之间移动，所述喷嘴被构造成与关闭阀(9)配合，以便在关闭阀处于打开位置且喷嘴处于注射位置时允许未固化的化合物被直接注射到型腔中。
15. 如权利要求14所述的装置，其特征在于，弹簧(5)趋向于将关闭阀(9)保持在关闭位置。
16. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，关闭阀和喷嘴被构造成使喷嘴从其縮回位置到其注射位置的运动克服弹簧作用，以将关闭阀移动到其打开位置。
17. 如权利要求12至16中任一所述的装置，其特征在于，喷嘴具有外圆柱表面(411)，所述外圆柱表面(411)与关闭阀(9)的相应部分的内圆柱表面(94)配合。
18. 如权利要求17所述的装置，其特征在于，喷嘴在与喷嘴的外表面(411)的母线大致垂直的方向上通向型腔中。
19. 如权利要求13至18中任一所述的装置，其特征在于，喷嘴通过横截面显著小于喷嘴的横截面的端部喷嘴孔眼(7)开口。
20. 如权利要求12至19中任一所述的装置，其特征在于，所述装置包括多个模具，每个模具相应有一个关闭阀，所述装置还包括用于循环模具的装置，所述装置使得每个模具能够在注射工作台、固化工作台和脱模工作台之间相继地移动。
全文摘要
本发明涉及一种用于模制弹性物体的方法和装置，所述装置包括包括型腔(3)的模具(2)；用于将未固化的弹性材料(1)注射到型腔中的注射装置(4)；可在打开位置与关闭位置之间移动的型腔关闭件(9)；以及用于控制包含在型腔中的弹性化合物的温度的装置(10)。
文档编号B29C45/28GK101466520SQ200780021640
公开日2009年6月24日 申请日期2007年4月5日 优先权日2006年4月11日
发明者C·贝斯卡, F·皮亚洛 申请人:米其林技术公司;米其林研究和技术股份公司