减少溢料模制

本发明大体涉及物件模制技术，更具体地，涉及在模制过程中清除溢料。在其最优选实施例中，本发明涉及平板的模制方法和装置，该方法和装置通过使用在型坯成形、吹气和模型闭合完成之前闭合的可移动侧板来减少溢料。

塑料件的吹塑，如室外库房使用的平板、冷却器的顶部以及许多其它产品的吹塑，都是通过使用包括两个模型半部的模型来完成的。在一种传统模制方法中，一个型坯或者热塑性材料管被向下挤压到模型半部之间。当模型开始闭合时，型坯底部被夹紧并闭合，从而对塑料材料进行吹气而填充模腔。在传统模型中，型坯在最后模型闭合时超出模型的尺寸，产生溢料。在例如通过使冷却水流过模型半部而从塑料上消除热量后，将部件取出、修整并进一步处理，用于最终用途。

尽管这种吹塑方法已经成功地使用多年，但修整是耗时、费力因而昂贵的。而且，在部件周边形成一修整线，不能产生理想的外观。另外，必须对较之能够消除溢料情况下更多的材料进行处理。由于材料本身是通过将塑性原材料加热到熔融状态而获得的，对于模制产品上必须修整掉的部分来讲，能源被浪费了。此外，使用传统模制的部件重量通常高于不产生溢料情况下的重量，完整的模制操作所需循环时间也较长。此外，去除溢料工艺可能是相对危险的，从部件上切掉塑料的手工步骤的取消会降低虚耗工时的损伤、工人的赔偿要求等等。适用于很宽范围物件，包括平板的减少溢料模制方法将代表本领域中的重大进步。

本发明的特征是一种减少溢料的模制方法和装置，通过将溢料源留在模型中而消除至少一部分后期模制修整操作。

本发明的另一个特征是一种减少溢料的模制方法和装置，它至少沿模制件的侧部消除了多余的溢料，降低了生产成本和循环时间。

本发明的一个区别特征在于提供一种能够用更少的材料制造部件的减少溢料的模制方法和装置，从而降低了部件重量并降低了能源成本。

本发明的另一个特征是提供一种减少溢料的模制方法和装置，其中减少了整个循环时间。

本发明的又一个特征是提供一种减少溢料的模制方法和装置，其中模型可放置成更加靠近塑料挤压模，在型坯成形过程中可进行更好的控制，并在模制操作过程中进行更好的处理。

本发明的再一个特征是提供一种可用于除塑料部件的吹塑之外的模制工艺的减少溢料的模制方法和装置，如玻璃模制、真空成形等等。

在下面结合附图对优选实施例进行的说明中，将详细描述本发明的前述特征是如何分别和以各种组合实现的。但一般地，本发明的减少溢料的模制方法和装置包括在模型侧部使用元件，(使用吹塑时)元件在挤压型坯之前或挤压时闭合，之后模型环绕型坯闭合。当模型闭合时，型坯被侧部元件阻挡，侧部元件防止任何模制材料延伸到侧部元件所在的模型外部，而溢料仅出现在模型的项部和底部。在部件成形后，仅需要对顶部和底部进行修整。还通过将挤压模放置成更靠近模型而提供了某些特征，以改进型坯控制。当型坯开始从模中挤压出来时，由于挤压间隙相对较小，可增强型坯膨胀，以确保更好的材料分配。当型坯发送继续进行时，模口间隙自身增大，使型坯有足够的强度来支承其自身重量，当型坯完全挤压出来后，在模处的直径小于底部的直径。在进行使用本发明能够更靠近模型的预夹紧之后，型坯例如通过向其中吹入空气而被扩大，因而型坯延伸到侧部元件并与之接触，而这又防止了任何材料溢出，并获得一更均匀的预吹膨胀。由于模型顶部的型坯控制，本发明的减少溢料的模制方法和装置还可以使用较少的材料。在阅读了本说明书后，本领域技术人员将明白本发明的特征可以单独或集合起来实现的其它方式。这些其它方式如果落在下面的权利要求范围内的话，将落在本发明的范围内。

在下面的附图中，相同的标号表示相同的元件。

图1是一减少溢料模制系统的示意性立体图，模型处于打开或预闭合位置；图1A是一传统模制系统的示意性立体图，模型处于打开或预闭合位置；图2是图1中所示减少溢料模制系统的示意性立体图，模型部分闭合；图2A是图1A中所示传统模制系统的示意性立体图，模型部分闭合；图3是图1中所示减少溢料模制系统的示意性立体图，模型被闭合；图3A是图1A中所示传统模制系统的示意性立体图，模型被闭合；图4是一示意性立体图，显示图1中所示减少溢料模制系统的一部分以及一模制部件；图4A是一示意性立体图，显示图1A中所示传统模制系统的一部分以及一模制部件；图5A是采用可移动侧部元件模制平板的模型两主要组件的立体图；图5B是靠在一起的图5A中组件的侧视图，侧部元件接触，而模型半部间隔开：

图6是一并排示意性比较，显示使用本发明的减少溢料系统和传统模制系统的模制操作的开始；图7是本发明减少溢料模制系统与传统模制系统的并排示意性比较，型坯发送正在进行；图8是本发明减少溢料模制系统与传统模制系统的并排示意性比较，示出达到所需长度后的型坯；图9是本发明减少溢料模制系统与传统模制系统的并排示意性比较，它们处于预夹紧阶段；图10是本发明减少溢料模制系统与传统模制系统的并排示意性比较，模型最终闭合，而型坯裂开；图11是本发明减少溢料模制系统与传统模制系统的并排示意性比较，示出已完成模制部件后的溢料；图12A-12C是模制操作三阶段的示意性俯视图，其中侧部元件与模型组件形成一整体；图13A-13C是模制操作三阶段的示意性俯视图，其中侧部元件被固定；图13D是与图13A-13C相似的示意性俯视图，不同之处在于其中一个侧部元件可枢转；及图13E是与图13A-13C相似的示意性俯视图，不同之处在于其中一个侧部元件可滑动。

在开始详细描述优选实施例之前，对本发明的实用性和范围作几点大致说明。首先，尽管图解涉及的是平板的吹塑，如用于制造冷却器箱体顶部的板、或者用于组合室外储藏库房等的壁板，但本发明的原理可广泛应用于能够有利地用新的减少溢料系统制造的各种尺寸、形状和类型的产品。因此，本发明并不限于平板(如所示的或其它平板)，本发明可用于除吹塑之外需要消除溢料的其它类型的模制。本发明例如能够易于适用于玻璃模制或真空成形工艺。

第二，多数附图中使用的是示意性图解，为需要的最终产品建造挤压模、预夹紧和模型控制系统正好落在熟悉塑料模制技术的人员的普通技术范围内。缸一般用于移动侧部元件，这种缸可以是气动或液压的。可替换地，它们可以由其它系统，如齿轮等代替，用于移动侧部元件进入和移出所需位置。另外，尽管全部图解中示出一垂直型坯被发送到具有垂直侧壁和开放的顶部和底部的空间中，但该方法可用于倾斜的模型及具有敞开端部的侧部元件。

第三，图中所示的特定的矩形产品、以及使用两对侧部元件同样是为了图解的目的，而不是限制，模制产品的其它结构将从使用一对或多于两对的用于消除溢料的侧部元件中受益。只要通过阅读本说明书并浏览一起提供的附图而对本发明有一个基本了解，本发明的原理就很容易由本领域技术人员采用。

第四，图中显示侧部元件在模型闭合之前完全伸展，但不是必须的，只要在型坯到达模型中侧部元件所在的位置之前完全伸展(闭合)就可以。换句话说，模型闭合可以在侧部元件朝向彼此伸展时起动。此外，可用一单个侧部元件限定一空间，而不是包括两个具有接触面的板的侧部元件，侧部元件可以分别支承或者可以安装到模型组件上并与之一起移动。

第五，图解说明的预夹紧机构和位置可以不同地体现。例如，它可以位于模型的上方，从而在型坯发送开始时密封型坯，而其它技术中预夹紧装置直接安装在模型底部，并可单独地激发或作为模型自身的一部分。本发明的方法很容易适用于所有这些技术、以及根本不使用单独预夹紧的系统。

第六，虽然附图中示出一圆形型坯，但也可以使用非圆形型坯伸展模，如椭圆形或方形。

第七，虽然附图中显示的是顶部发送型坯，但在本发明的范围内，也可以使用从底部发送并向上拉动型坯。

现在对优选实施例进行描述，图1中示意性地示出根据本发明的减少溢料模制系统10。减少溢料模制系统10包括第一和第二模型半部12和14、第一对侧部元件16、18和第二对侧部元件20、22。图1中，模型半部12和14彼此间隔开，示意性地示出一大致圆柱形型坯25位于其间。

图1A示出一传统模制系统30，该系统30包括第一和第二模型半部32、34和位于其间的一型坯35。在图1A的图示中，示出位于模型半部34上的一模型凹槽37，一匹配的凹槽位于模型半部32上，但在该图示中看不到。在这种情况下，将制备的模制部件是一大致为矩形的平板。

图2示出减少溢料模制系统10处于模型半部12和14已经开始相互靠近而挤压型坯25的阶段，使其各部分接触但并不穿透各对侧部元件16、18和20、22之间的接缝。

图2A示出传统模制系统30的一类似结构，型坯35被挤压成大致椭圆形状。

图3与图1和2的不同之处在于，模型半部12和14被闭合。相似地，作为对照，图3A示出传统模制系统30，两模型半部32、34被闭合。

图4和4A中示出减少溢料模制系统10与传统模制系统30相比较的一些最显著的区别。图4中没有示出前模型半部12，示出一模制件27靠近其余元件。部件27包括分别位于部件27顶部和底部的溢料28、29。相反，图4A中所示的部件38则完全由溢料39环绕。通过这个非常简单的描述很容易理解，在使用传统模制系统30时必须清除的溢料的量，以及清除它所需要的时间量都要大得多。另外，溢料修整线将出现在部件38的所有边缘上，但只在部件27的顶部和底部出现。

图5A和5B示出根据本发明的减少溢料模制系统40的各部件是如何构建的。具体是，图5A和5B示出模型半部41和42以及侧部元件43、44和45、46。为了简化附图，没有包括模型和侧部元件封闭部件。图5B示出图5A中的两部件像它们在发送型坯之前可能呈现的那样结合在一起。

图6是一侧部示意图，并排表示本发明的减少溢料模制系统10和传统模制系统30。在图6-11所示工艺中，使用了移动的侧部元件18和22，但仅示出了其端部。这些附图中仅示出了模型半部14和34。另外还包括挤压模70和70A。从图6中可以知道，与模70A距离模型半部34相比，模70更靠近模型半部14。如从这里和随后附图中的描述中可以看到的，由于在发送和模型闭合过程中更精确地控制型坯的能力，位置可以更加靠近。型坯成形从图6中所示阶段开始，型坯表示为72和72A。在模制顺序的这个阶段，挤压模70和70A的模口间隙非常小，导致型坯膨胀量可能最大。

如图7所示，当型坯发送继续进行时，熔融塑料的重量使型坯开始下垂，产生所谓的“颈缩”现象。颈缩消除了膨胀，并减小了型坯的整体尺寸。为了消除这种影响，常规的作法是增大模口间隙，使型坯具有足够的材料强度来支承其自身重量。模口间隙的增加也减小了这个阶段的型坯膨胀。

如图8中所示，当型坯成形继续进行到型坯达到所需长度时，模型中型坯在顶部的直径基本上小于在底部的直径。在本发明的减少溢料工艺和传统模制中，型坯成形继续进行，直到型坯的下部延伸到模型底部下面。

图9中示出预夹紧步骤。其目的是密封型坯底部，通过向其中引入空气而使目前闭合的系统膨胀。在预夹紧而密封型坯以及预吹胀之后，型坯开始填充模腔。起初，预吹气将扩大型坯底部，使其超过传统模型中的空腔尺寸，如区域75A所示。通过本发明的减少溢料模制工艺10，如该图中的直线75所示，侧部元件将防止型坯膨胀越过空腔侧部。因此，能够用较少的预吹空气获得更均匀的预吹膨胀。预夹紧机构示意性地表示为73和73A。这些设备自身在吹塑领域中是常规的，且不构成本发明的一部分。它们可以是通过气缸、液压缸或其它机构在打开和闭合位置之间移动的简单的板。

如图10所示，当模型进一步闭合时，型坯在与模型接触处隆起。该隆起将如77和77A(顶部)及79和79A(底部)所示在模型上方和下方产生过大的扩大部分。最后，当模型被闭合或者非常接近闭合时，该扩大部分将裂开(见标号80)，型坯球将缩小。模型完全闭合以及型坯在模型中膨胀必须在型坯缩小和皱缩之前进行。从图10可以知道，型坯已经从顶部到底部沿其侧边完全填充了该减少溢料模型，而使用传统模制工艺时模型填充是非常不规则。

最后，从图11的示意图中可以观察到模制操作的结果。首先将注意到，由传统模制系统30产生的溢料的量示于该图的右侧，并带有斜衬里。溢料环绕整个模制件出现，需要相当数量的修整和劳动力来获得所需的矩形平板。另一方面，通过本发明的减少溢料模制系统10，溢料仅出现在顶部和底部，其它地方不需要转换操作，如修整。

这些图解指出了能够控制挤压模与模型之间距离的重要性，该距离通常是由填充模型顶部空间所需的型坯宽度值确定的。通过在减少溢料模制系统10中控制预吹膨胀并使用较大的膨胀，挤压模与模型之间所需的距离减小，且对于特定的模制件来讲可以更精确地确定型坯尺寸。从附图中还注意到，与使用传统模制系统30相比，预夹紧机构73的位置更靠近模型底部。

图12A-12C以俯视图示出一可替换实施例，其中侧部元件与模型组件结合在一起。在这些附图中，90和91代表模型压板，而两个L形模型表示为93和94。如图12B中最佳地看到的，模型93和94的腿部96-97用作侧部元件，图中还示出了示意性的型坯99。图12C中示出模制件100。本发明的另一实施例可能包括固定的侧部元件，这些侧部元件相互平行并以一足够容纳移动模型组件的距离间隔开。如果需要从侧部取出模制件，一个或两个侧部元件可安装成能够枢转旋转，以利于模制件取出步骤。

图13A-13E中描述了该实施例，该图以顶部示意图形式示出一对移动模型组件110、112。图13A-13C中，侧部元件114、116被固定，图13B和13C中示出型坯120。图13D中，侧部元件116由一枢转侧部元件122代替，以便取出模制件，图13E中侧部元件116由一滑动侧部元件124代替，同样便于侧向取出模制件。

尽管已经从概述的观点和型坯控制的观点以示意形式表示了本发明的减少溢料模制方法和装置，但本领域技术人员将很容易理解，减少溢料模制概念如何适用于更宽范围的模制件形状和不同的模制技术。因此，本发明仅由下面的权利要求的范围限定，而不是由上面的说明和描述限定。