具有型坯壁厚分布系统的用于中空体吹塑的挤压头.pdf

一种用于中空体吹塑的挤压头(1)包括：主体(2)和设置在主体内以便限定圆柱形间隙(4)的冲头(3)，由挤出机供应的熔化的塑料材料能流动通过所述间隙；设置在主体的底端处的模开口(6)；冲头(3)的底部(30)，其设置在模开口(6)内以便限定与圆柱形间隙(4)相通用于管状型坯退出的环形间隙(10)；以及在底部支撑椭圆插入物(40)的柱塞(20)，所述柱塞轴向可滑动地安装在形成于冲头的所述底部(30)中的腔室(32)内。柱塞能从缩回静止位置移动至拔出工作位置，其中在缩回静止位置，椭圆插入物的底边缘(48)处于腔室(32)内，在拔出工作位置，椭圆插入物的底边缘(48)相对于冲头的底部的底边缘(38)在底部伸出。

1.  一种用于中空体吹塑的挤压头(1)，其包括：
-在其内限定基本上圆柱形腔室的主体(2)；
-冲头(3)，其具有基本上圆柱形形状并且轴向地设置在主体的所述圆柱形腔室内，以便在所述冲头的外侧表面和所述主体的内侧表面之间限定圆柱形间隙(4)，由挤出机供应的熔化的塑料材料能流动通过所述间隙；
-设置在所述主体(2)的底端处的模开口(6)；以及
-冲头(3)的底部(30)，其设置在所述模开口(6)内以便限定与所述圆柱形间隙(4)相通的环形间隙(10)，用于从所述挤压头退出管状型坯，
所述挤压头的特征在于，其包括：
-在底部支撑椭圆插入物(40)的柱塞(20)，所述柱塞沿轴向可滑动地安装在形成于冲头的所述底部(30)中并且向下开口的腔室(32)内，以使得所述柱塞能从缩回静止位置移动到拔出工作位置，其中在缩回静止位置，椭圆插入物的底边缘(48)处于冲头的底部的所述腔室(32)内，在拔出工作位置，所述椭圆插入物的底边缘(48)相对于冲头的所述底部的底边缘(38)在底部伸出。

2.  根据权利要求1所述的挤压头(1)，其特征在于，所述椭圆插入物(40)具有基本上环形形状并且其底边缘(48)是不对称的，呈现具有凸形外形的部分(48a、48a′)和具有凹形外形的部分(48b、48b′)。

3.  根据权利要求2所述的挤压头(1)，其特征在于，所述椭圆插入物(40)具有布置在径向相对位置的两个具有凸形外形的部分(48a、48a′)和布置在径向相对位置的两个具有凹形外形的部分(48b、48b′)。

4.  根据权利要求3所述的挤压头(1)，其特征在于，所述具有凸形外形和凹形外形的部分(48a、48a′、48b、48b′)的每个具有对向90°角的圆弧形式。

5.  根据前述权利要求中任一项所述的挤压头(1)，其特征在于，所述柱塞(20)连接到沿轴向横贯所述冲头(3)的杆(25)，以便由设置在所述挤压头(1)的顶部中的致动器(26)平移地致动。

6.  根据前述权利要求中任一项所述的挤压头(1)，其特征在于，所述冲头(3)沿轴向可平移地安装在头部的所述主体(2)内，以便从上升工作位置移动到下降静止位置，其中在上升工作位置，形成于冲头的底部(30)和模开口(6)之间的所述环形间隙(10、10′)保持打开，在下降静止位置，形成于冲头的底部(30)和模开口(6)之间的所述环形间隙(10、10′)闭合。

7.  根据前述权利要求中任一项所述的挤压头(1)，其特征在于，所述模开口包括具有锥形内侧表面(11)的底部(8)，所述锥形内侧表面(11)具有向下减少的半径，并且冲头的所述底部(30)包括其直径向下减少的锥形外侧表面(31)，以便产生用于通过熔化的塑料材料的所述环形间隙(10)的限制(10′)。

8.  一种用于控制从根据前述权利要求中任一项所述的挤压头(1)排出的型坯的壁厚的方法，该方法包括以下步骤：
-将熔化材料供应到所述挤压头(1)；以及
-降低支撑设置在腔室(32)中的椭圆插入物(40)的柱塞(20)，以使得椭圆插入物的底边缘(48)相对于冲头的所述底部(30)的底边缘(38)在底部伸出，以使得从所述挤压头排出的型坯的内部成椭圆形，其中所述腔室(32)形成在挤压头的冲头(3)的底部(30)中。

具有型坯壁厚分布系统的用于中空体吹塑的挤压头
技术领域
本发明涉及用于利用挤压头吹塑聚合体材料的机械的区段。
背景技术
中空体吹塑中遇到的主要问题之一是形成最终零件的聚合体正确的径向分布。在生产的零件不呈现圆柱形对称，或者在吹塑产品的底部的圆角半径很小时，所述问题更加明显。
实际上，当具有恒定厚度的管状型坯在模具内被吹塑时，发现半熔化材料在模具中以不均匀的方式分布。因此，最终零件将出现壁的一些部分过于厚而壁的其它部分过于薄的情形。为了保证最终零件一定的尺寸稳定性和强度，需要增加产品的重量以便在所有壁中获得较大的厚度，其结果是材料的过分浪费。
为了至少部分地解决所述缺点，已知一些系统，比如申请人为Feuerherm Harald的EP1.004.423中描述的一个系统，该系统干预挤压头内型坯的成形以便从挤压头获得在预先设置的方向上变形的型坯。这样，型坯接下来的吹塑均匀地分布壁厚。型坯的变形通过干预设在挤压头内的心轴或凸模(male set)来获得，也就是通过替换心轴或通过借助于特意提供的板使得心轴的外缘变形。
发明内容
本发明的目的是通过提供一种用于中空体吹塑的挤压头来消除已知技术的缺点，其将使得吹塑零件的壁厚的均匀分布得到保证。本发明的另一个目的是提供这种挤压头，其将非常通用并且设计用来在无需任何结构改变之下用于各种类型的产品。
以上目的根据本发明由其特征在所附独立权利要求1中列出的挤压头实现。
本发明的有利实施例在从属权利要求中得以保护。
根据本发明，用于吹塑中空体的挤压头包括在其内限定基本上圆柱形腔室的主体。具有基本上圆柱形的冲头轴向地设置于主体的腔室内，以便在凸模或心轴的外侧表面和主体的内侧表面之间限定圆柱形间隙，由挤出机供应的熔化的塑料材料能流动穿过其中。
模开口设置在主体的底端处以限定型坯外侧表面的构造。
凸模的底部设置于模开口内，以便限定与第一圆柱形间隙相通的环形间隙，该环形间隙用于从挤压头排出管状型坯。
本发明的主要特征由以下事实表现：挤压头还包括在底部支撑椭圆插入物的柱塞。柱塞沿轴向可滑动地安装在形成于凸模的底部并且向下开口的腔室内。这样，柱塞能从缩回静止位置移动至拔出工作位置，其中在缩回静止位置，椭圆插入物的底边缘位于凸模的底部的腔室内，在拔出工作位置，椭圆插入物的底边缘相对于凸模的底部的底边缘在底部伸出。
这样，在底部、从凸模的底部伸出的椭圆插入物的底边缘使得能够调节聚合体内表面的径向分布。因为椭圆插入物的底边缘是不对称的，而模开口的底边缘是对称的，就会有与产品要求和模具内接下来的吹塑过程相符合的型坯厚度的合适分布。
本发明的优点是显而易见的，本发明能经由柱塞移动的控制来调节与产品要求相符合的椭圆插入物的行进。
附图说明
本发明的更多特点将在随后参照其实施例的具体描述中更清楚地显现，其实施例完全以非限制性示例的方式提供并且在附图中示出，其中：
图1是根据本发明的完整挤压头的在侧视图的布置图；
图1A是包围在图1的圆圈A中的放大细节；
图2是从图1的挤压头的模开口下面看到的平面图；
图3是图1的挤压头的模开口根据图2的剖面线III-III截取的轴向横截面图；
图3A是包围在图3的圆圈A中的细节的放大；
图4是图1的挤压头的椭圆插入物的底部平面视图；
图5是图4的椭圆插入物的侧视图；
图5A是根据图5中箭头A的方向截取的椭圆插入物的侧视图；
图6是图1的挤压头的底部在挤压头的凸模处于升高的工作位置并且椭圆插入物的柱塞处于缩回、静止位置时的侧视图；
图6A是包围在图6的圆圈A中的细节的放大；
图7是根据图6的截面VII-VII截取的轴向横截视图；
图7A是包围在图7的圆圈A中的细节的放大；
图8是图1的挤压头的底部在挤压头的凸模处于升高的工作位置并且椭圆形插入物的柱塞处于缩回的工作位置时的侧视图；
图8A是包围在图8的圆圈A中的细节的放大；
图9是根据图8的截面IX-IX截取的轴向横截视图；
图9A是包围在图9的圆圈A中的细节的放大；
图10是图1的挤压头的底部在挤压头的冲头处于降低的静止位置并且椭圆插入物的柱塞处于缩回的静止位置时的侧视图；
图10A是包围在图10的圆圈A中的细节的放大；
图11是根据图10的截面XI-XI截取的轴向横截视图；并且
图11A是包围在图11的圈周A中的细节的放大。
具体实施方式
现在参照图1，其中示出了根据本发明的挤压头，挤压头整体上由附图标记1表示。挤压头1具有基本上圆柱形的主体2。基本上圆柱形的凸模3沿轴向设置在主体2内。
在头部的主体2的内壁和凸模3的外壁之间形成圆柱形间隙4，通过挤出机供应到头部内的熔化材料(未示出)能流动通过设置在头部内的歧管5向下流动。这样，圆柱形间隙4中的熔化材料呈现为基本上管状。
模开口6位于头部1的底端，凸模3的底部30设置于模开口6内。根据模开口6和凸模的底部30的构造，型坯的形状必须能从挤压头1排出以便随后在模具中进行吹塑。
还参照图1A、2、3和3A，模开口6包括固定至挤压头主体2的第一圆柱形元件7，以及借助于固定螺钉(其啮合在模开口6的圆柱形元件7和盘状元件8中形成的相应固定孔9中)固定至圆柱形元件7的第二环形元件8。
在凸模的底部30的外侧表面和模开口的圆柱形元件7的内侧表面之间限定与圆柱形腔室4相通的圆柱形间隙10，用于熔化材料的通过。圆柱形间隙10在模开口的环形终端元件8内变窄。环形元件8具有内径向下减少的锥形内侧表面11。凸模的终端元件30的底端也具有内径向下减少的锥形外侧表面31。这样，在两个锥形表面11和31之间产生圆柱形间隙10的变窄部分10′。
在凸模3的底部30中形成在底部开口的圆柱形腔室32。柱塞20能在凸模的圆柱形腔室32内沿轴向滑动。
柱塞20具有在加宽的底座22中终止的轴向孔21。还参照图1和1A，杆25在柱塞20的轴向孔21中穿过，杆25的底端借助于容纳在柱塞20的底座22中的螺母26固定至柱塞20上。如图1所示，柱塞25在凸模3内沿轴向延伸；为了所述目的，凸模3必须呈现为设计用于使柱塞的杆25能够穿过的轴向通道。
杆25的顶端位于挤压头1的顶部中并且连接至致动器26，致动器使得杆25能够轴向平移。致动器26由专门提供的控制器27控制。
椭圆插入物40固定至柱塞20的底部表面。椭圆插入物40具有多个固定孔41，其设计用来与柱塞的固定孔对准，以便接收固定螺钉。
如图4、5和5A所示，椭圆插入物40具有基本上盘状形状，其具有与柱塞20基本上相等的外径，以便能够在凸模的腔室32中滑动。椭圆插入物40的外部底边缘48具有不对称的外形并且被分割为四个对向中心处90°角的四个圆弧部分48a、48b、48a′、48b′。准确地，如图5和5A所示，具有凸面外形48a、48a′的外底边缘的两个部分布置在径向相对的位置中，并且具有凹面外形的48b、48b′的外底边缘的两个部分布置在径向相对位置中。
参照图6、6A、7和7A，柱塞20处于其缩回的静止位置并且凸模3处于降低的工作位置。在这个情形下，柱塞20在凸模的底部30的腔室32内缩回并且椭圆插入物40的底边缘48没有相对于凸模的底部30的底边缘38向外伸出。凸模3被升高，并且凸模的底部30处于模开口6内；因此，凸模的底部的底边缘38没有相对于模开口6的底边缘88向外伸出。
熔化材料能穿过间隙10的变窄部分10′以便在模开口6的出口处形成具有基本上恒定厚度的管状型坯，因为凸模的底边缘38和模开口6的底边缘88都是圆形的并且是对称的。因此，不用执行型坯厚度的控制。
如果目标是执行型坯厚度的控制，那么控制器27(图1)控制致动器26，其致动杆25，因而引起柱塞20的向下平移。
在所述平移之后(参见图8、8A、9和9A)，柱塞20处于其拔出的工作位置，并且凸模的底部30还处于上升的工作位置。在这个情形下，椭圆插入物40的底边缘48相对于凸模的底部30的底边缘38并且相对于模开口6的底边缘88都向外伸出。
熔化材料能通过间隙10的变窄部分10′；然而，在这种情况下，熔化材料的内表面与椭圆插入物40的外部底边缘48相接触。
由于椭圆插入物的外部底边缘48是不对称的并且具有凸形部分48a、48a′和凹形部分48b、48b′，在模开口6的出口处型坯的内表面成椭圆形。因此，型坯将在椭圆插入物40的凸形部分48a、48a′处具有较大的厚度并且在椭圆插入物40的凹形部分48b、48b′处具有较小的厚度。
随后，当具有不均匀厚度的型坯在模具中吹塑时，将会具有成品侧壁厚度的均匀分布。应当考虑到，凸模3能在头部1内沿轴向平移以便从上升工作位置移动至降低静止位置，其中在上述工作位置，间隙10的变窄部分10′打开以便熔化材料通过，在降低静止位置，间隙10的变窄部分10′闭合以便阻塞熔化材料向外通过。
参照图10、10A、11和11A，在需要停止生产时，柱塞20被带回至其在凸模的底部30的腔室32中的缩回静止位置，并且凸模3被致动为向下平移以便将凸模的底部30的锥形外壁31带入与模开口6的锥形内壁32相接触。这样，间隙10的变窄部分10′闭合，并且熔化材料不能从模开口6中排出。
应当注意到，在这个情形中，凸模的底部30的底边缘38相对于模开口6的底部8的底边缘88向下稍微伸出。
对本发明的这个实施例能做出具体特征的众多变化和变型，这些都落入本领域技术人员的认知范围内并且在任何情况下都在本发明如所附权利要求所表明的范围内。