由塑料制造环形的承受拉负荷或压负荷的模塑件的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103140340 A (43)申请公布日 2013.06.05 CN 103140340 A *CN103140340A* (21)申请号 201180018474.3 (22)申请日 2011.04.08 102010014487.8 2010.04.10 DE 202010004839.7 2010.04.10 DE B29C 45/00(2006.01) B29C 45/26(2006.01) (71)申请人 传感频谱有限责任公司 地址 美国北卡罗来纳州 (72)发明人 D布施 M弗里斯特 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理。

2、人 宣力伟 杨国治 (54) 发明名称 由塑料制造环形的承受拉负荷或压负荷的模 塑件的方法 (57) 摘要 本发明涉及一种在使用具有主型腔 (42) 的 注塑模具 (2) 的情况下由塑料制造环形的、 承受 拉负荷或压负荷的模塑件 (12) 的方法， 其中在所 述注塑模具(2)中附加于所述主型腔(42)设有至 少一个附加型腔 (46)， 其中所述至少一个附加型 腔(46)通过连接通道(47)与所述主型腔(42)连 接。以塑料熔体填充所述主型腔 (42)， 从而在所 述主型腔 (42) 中在所述至少一个附加型腔 (46) 与主型腔 (42) 之间的连接通道 (47) 附近形成接 缝(40)， 其中。

3、设计所述连接通道(47)的横截面的 尺寸， 使得在填充所述主型腔 (42) 时没有塑料熔 体流入到所述附加型腔 (46) 中。提高填充压力， 直到塑料熔体流入到所述附加型腔 (46) 中 ； 其中 穿流在填充所述主型腔(42)时产生的接缝(40)。 然后打开所述注塑模具 (2) 并且取出所述模塑件 (12)。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.10.10 (86)PCT申请的申请数据 PCT/EP2011/001767 2011.04.08 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/124389 DE 2011.10.13 (51)Int.Cl. 权利要求书 2。

4、 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103140340 A CN 103140340 A *CN103140340A* 1/2 页 2 1.一种在使用具有主型腔(42)的注塑模具(2)的情况下由塑料制造环形的、 承受拉负 荷或压负荷的模塑件 (12) 的方法， 其中在所述注塑模具 (2) 中附加于所述主型腔 (42) 设 有至少一个附加型腔 (46)， 其中所述至少一个附加型腔 (46) 经由连接通道 (47) 与所述主 型腔 (42) 连接， 其特征在于 ： -以塑料熔。

5、体填充所述主型腔(42)， 从而在所述主型腔(42)中在所述至少一个附加型 腔 (46) 与主型腔 (42) 之间的连接通道 (47) 附近形成接缝 (40)， 其中设计所述连接通道 (47) 的横截面的尺寸， 使得在填充所述主型腔 (42) 时没有塑料熔体流入到所述附加型腔 (46) 中， - 提高填充压力， 直到塑料熔体流入到所述附加型腔 (46) 中 ； 其中穿流在填充所述主 型腔 (42) 时产生的接缝 (40)， - 打开所述注塑模具 (2) 并且取出所述模塑件 (12)。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述接缝 (40) 相对于所述连接通道 (47) 侧向偏移。

6、地形成。 3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述接缝在所述模塑件的这种区段中 形成， 所述区段在按照规定使用所述模塑件时位于机械负荷小的区域中。 4. 根据权利要求 1 3 中任一项所述的方法， 其特征在于 ： - 通过在所述注塑模具 (2) 中适当地定位至少一个注入点 (1a)， 使得所述接缝 (40) 在 所述连接通道 (47) 附近形成。 5. 根据权利要求 1 3 中任一项所述的方法， 其特征在于 ： - 通过在所述注塑模具 (2) 中适当地定位多个注入点 (1a、 1b、 1c、 1d)， 使得所述接缝 (40) 在所述连接通道 (47) 附近形成。 6. 根据权利要。

7、求 1 5 所述的方法， 其特征在于 ： - 对于多个注入点 (1a、 1b、 1c、 1d) 对这些注入点进行控制， 从而在注入塑料熔体时使 得所述接缝 (40) 在所述连接通道 (47) 旁边形成， 并且在随后的压力提高时使得塑料熔体 流入到所述附加型腔 (46) 中 ； 其中穿流在填充所述主型腔 (42) 时产生的接缝 (40)。 7. 根据权利要求 1 6 中任一项所述的方法， 其特征在于 ： - 分离在所述附加型腔 (46) 和所述连接通道 (47) 中形成的附加模塑件 (16、 17)。 8.一种用于处于压力之下的流体、 尤其水的安装件， 包括可按照权利要求17中任一 项所述的方法。

8、由塑料制造的夹紧环， 其特征在于， 所述夹紧环包括 ： - 用于紧固装置的开口 (14)， - 在所述开口 (14) 中的一个开口附近的至少一个浇注点 (1a、 1b、 1c、 1d) -以及在所述开口(14)的背对所述浇注点(1a、 1b、 1c、 1d)的一侧上的至少一个附加模 塑件 (16)。 9. 根据权利要求 8 所述的安装件， 其特征在于 ： - 所述安装件包括具有开口 (6) 的外壳 (10) - 以及压力盖 (60)， 所述压力盖利用所述紧固装置可拆卸地封闭所述开口 (6)， 其中 - 所述压力盖 (60) 包括 - 密封板 (11) 权 利 要 求 书 CN 10314034。

9、0 A 2 2/2 页 3 - 和夹紧环 (12)， - 所述密封板 (11) 具有环绕的边缘法兰 (13)， - 所述密封板 (11) 由塑料浇注而成， - 所述夹紧环 (12) 将所述密封板 (11) 夹紧在所述外壳 (10) 上。 10. 根据权利要求 9 所述的安装件， 其特征在于 ： - 所述密封板 (11) 的边缘法兰 (13) 向外倾斜， - 所述夹紧环 (12) 与此相匹配地成型。 权 利 要 求 书 CN 103140340 A 3 1/4 页 4 由塑料制造环形的承受拉负荷或压负荷的模塑件的方法 技术领域 ： 0001 本发明涉及一种根据权利要求 1 的前序部分所述的用于由。

10、塑料制造环形的、 承受 拉负荷或压负荷的模塑件的方法以及一种根据权利要求 8 的前序部分所述的用于处于压 力之下的流体的安装件。 背景技术 ： 0002 文件DE 10 2005 042 579A1、 DE 37 32 703A1和DE 37 40 531A1示出复式水表， 其外壳具有上开口， 穿过所述开口能够装入和取出测量技术的内装组件。通过压力盖实现 压力密封地封闭所述上开口， 所述压力盖借助紧固螺丝与外壳可拆卸地连接。考虑到耐压 强度压力盖由金属制成。测量机构处在压力盖上。如果压力盖是无磁性地制造的， 例如由 黄铜制成， 则涡轮的转动借助永久磁铁传递给测量机构。 0003 多年以来出于各。

11、种不同的原因一直在尝试， 与饮用水接触的安装件不再由金属、 尤其不再由黄铜制造， 而是由塑料制造。 但是塑料有一些特性， 其有必要针对这种应用做特 别的调适。一方面塑料明显不如金属稳定。此外塑料在持续压力或持续拉力的作用下容易 出现屈服。此外， 水会扩散到塑料中并且额外地降低其强度。如果由于提高了的强度要求 必须用玻璃纤维或陶瓷纤维强化塑料， 则由此会给浇注过程造成困难。 0004 最后发现， 注入到注塑模具中的塑料熔体的分布的类型和方式和所谓的接缝所处 的位置对成品的模塑件的强度起决定性的作用。 接缝不幸落在其附近的注塑部分具有明显 降低的强度值。这是不令人满意的。 0005 当注入到注塑模。

12、具中的塑料的冷却了的流动前沿相遇并由此不能充分地材料熔 合地连接时， 产生接缝。 如果塑料熔体在填充过程中环绕例如型芯流动， 则所述熔体在型芯 表面冷却， 这导致大幅削弱接缝。 0006 技术上已知一些改善接缝质量的方法。 0007 第一种方法基于有针对性地加热流动前沿。 如此可以例如加热由塑料熔体环绕流 动的型芯， 以减少或避免熔体的冷却。 此外已知， 在填充的时刻在接缝的区域中短时间地加 热工具表面。借此软化流动前沿并且实现在流动前沿的区域中材料的更好的充分混合。但 是由此延长了循环时间。 0008 对于经由多个浇口同时浇注的模制件来说， 接缝是不能避免的， 因为不同的熔体 流在流动通路端。

13、部上相遇。 通过使用所谓的级联式注塑在填充阶段的开始仅经由一个浇口 喷嘴填充型腔。如果熔体前沿漫过下一个区段， 则打开下一个喷嘴并把新的熔体注入到已 有的熔体流中。 如此可以在多个喷嘴中桥接大的流动通路， 而没有冷却的流动前沿相遇。 但 是必须很麻烦地控制浇口喷嘴并且延长了循环时间。 0009 改善级联式注塑可以通过使用相应控制的热通道喷嘴实现。 为此首先经由所有喷 嘴填充型腔。在快要完全填满之前或在保压阶段中， 剩余的型腔仅由一个喷嘴填充。这引 起了对喷嘴间的接缝区域的穿流。在此也必须很麻烦地控制浇口喷嘴。 0010 另 一 个 改 善 模 制 件 的 接 缝 质 量 的 已 知 的 方 案。

14、 是 所 谓 的 推 挽 式 注 塑 说 明 书 CN 103140340 A 4 2/4 页 5 (Gegentakt-Spritzgiessen)。 在此型腔经由两个可以相互不同地控制的浇注机组填充。 在 通过两个机组填充后， 一个机组的蜗杆回缩， 而另一个机组继续浇注。 由此移动接缝的还是 液态的芯部。因为对于这种方案需要多个具有相应地控制的浇注机组， 因此这种方法很费 事。 0011 在所有的情况中尝试穿流接缝以改善其机械性能。在此在流动前沿相遇后， 移动 接缝的塑性芯部。在横截面中通常平面延伸的接缝由此变成抛物线形并且类似于键槽连 接。最好但也最麻烦的是， 这通过上述方法实现， 即级。

15、联式注塑和推挽式注塑实现， 但是这 些方法很费事。 发明内容 ： 0012 本发明的任务是， 提供一种用于在使用具有主型腔 ( 模制件在该主型腔中成型 ) 和至少一个型芯的注塑模具的情况下制造模制件的方法。 0013 该任务通过具有权利要求 1 所述的特征的方法解决。 0014 本发明基于实现穿流接缝， 其方式为在特别关键的位置提供塑料熔体可以流入的 附加型腔， 其中接缝的芯部由热的塑料熔体穿流并形成上述的抛物线形。 0015 按照本发明的方法的另一个优点是， 通过适当地定位附加型腔可以控制纤维强化 的塑料的纤维的方向， 例如相互平行并且相对于力方向垂直， 由此显著地提高塑料模制件 的耐压强度。

16、。在此几乎实现均匀的纤维强化的塑料的性能。 0016 在此产生的附加模塑件随后可以去除。 但是有时这些附加模塑件也能够满足有意 义的功能， 对于这些功能而言与强度无关。 0017 按照本发明的方法的典型的应用是用于水安装设备的承受压负荷的模塑件的安 装件， 例如水耗用计的外壳、 压力盖和夹紧环。在此主要优点是， 外壳和 / 或压力板由塑料 制成。塑料是无磁性的， 从而测量元件的转动可借助永久磁铁传递到测量机构上。此外塑 料不会对待测量的流体、 尤其是水造成不利的影响。 0018 为了改善模塑件的机械稳定性， 作为优点表明的是， 接缝相对于连接通道侧向偏 移地形成。 尤其有利的是， 所述接缝在模。

17、塑件的这种区段中形成， 所述区段在按照规定使用 所述模塑件时位于机械负荷小的区域中。 0019 优选， 在注塑模具中如此定位塑料注入点， 从而至少一个接缝在连接通道附近形 成。 0020 如果设置多个塑料注入点， 则如此定位所述注入点， 从而使接缝在连接通道附近 形成。 0021 优选对多个注入点进行控制， 从而在注入塑料熔体时使得接缝在连接通道旁边形 成并且在随后的升压过程中使塑料熔体流入到附加型腔中 ； 其中穿流在填充主型腔时产生 的接缝。 0022 本发明的任务此外在于， 提供一种具有夹紧环的、 用于处于压力之下的流体、 尤其 水的安装件， 其中所述夹紧环由塑料制成并具有高强度。 002。

18、3 该任务通过具有权利要求 8 所述的特征的安装件解决。 0024 由于具有经由柄杆连接的附加模塑件的夹紧环的特殊的形状， 能够制造没有削弱 的接缝并且具有强化纤维的最佳走向的高负荷的塑料模制件。 在此所产生的附加模塑件和 说 明 书 CN 103140340 A 5 3/4 页 6 柄杆随后能够去除。但是有时这些额外模塑件也能够满足有意义的功能， 对于这些功能而 言与强度无关。 0025 优选， 所述安装件包括具有开口的外壳和压力盖， 所述压力盖利用紧固装置可拆 卸地封闭所述开口， 其中所述压力盖包括密封板和夹紧环， 其中密封板具有环绕的边缘法 兰， 密封板由塑料浇注而成并且夹紧环将密封板夹。

19、紧在外壳上。 0026 按照本发明的优选的设计方案， 密封板的边缘法兰向外倾斜并且夹紧环与此相匹 配地成型。这种斜面引起了， 从下挤压向密封板的压力在压紧环中引起拉应力。但是由于 塑料熔体流入到附加模塑件中， 包含在塑料中的强化纤维也可以在被穿流的接缝的区域中 恰好正确地定向。 0027 重要的优点是， 夹紧环由塑料制成。 塑料是无磁性的， 从而涡轮的转动可借助永久 磁铁传递到测量机构上。 此外如果选择了食品安全的材料， 塑料不会对待测量的流体、 尤其 水造成不利的影响。 0028 具有按照本发明的夹紧环的按照本发明的安装件的典型应用是水表， 例如具有外 壳的复式水表， 所述外壳具有侧向的、 。

20、通过压力盖封闭的开口。 附图说明 ： 0029 根据附图以实施例的形式对本发明进行详细说明。仅示意性地分别示出 ： 0030 图 1 示出用于由塑料制造环形的、 承受拉负荷或压负荷的模塑件的第一注塑模 具 ； 0031 图 2 示出用于由塑料制造环形的、 承受拉负荷或压负荷的模塑件的第二注塑模 具 ； 0032 图 3 以透视图示出环形的、 可承受拉负荷或压负荷的模塑件 ； 0033 图 4 示出穿过涡轮流量计的纵剖面 ； 0034 图 5 示出由密封板和夹紧环组成的组合的透视图 ； 0035 图 6 示出用于由塑料制造环形的、 承受拉负荷或压负荷的模塑件的第三注塑模 具 ； 具体实施方式 ：。

21、 0036 图1仅示意性地示出具有主型腔42的第一注塑模具2， 以用于由塑料制造环形的、 承受拉负荷或压负荷的模塑件。塑料熔体在注入点 1a 处注入到主型腔 42 中并或多或少均 匀地向右和向左流动。 在两个分流相遇的地方产生接缝40。 因为两个分流的前沿在这期间 已经略微冷却， 因此存在风险 ： 接缝 40 具有明显降低的强度。 0037 为了防止所述情况， 将附加型腔 46 设在注塑模具 2 中， 所述附加型腔经由连接通 道 47 与主型腔 42 连接。附加型腔 46 相对于接缝 40 侧向偏移。选择连接通道 47 的横截 面和 / 或方向， 使得首先没有塑料熔体进入到连接通道 47 中。。

22、只有当浇注压力提高时， 也 就是说在所谓的保压阶段时， 塑料熔体才能进入到连接通道中。当塑料熔体进入到附加型 腔 46 时， 穿流接缝 40 并形成上述的抛物线形的流动前沿。 0038 图 2 示出当塑料熔体在四个注入点 1a、 1b、 1c、 1d 处注入到主型腔 42 中时在第二 注塑模具 2 中的情形。在此首先经过注入点 1a 和 1b 注入比在注入点 1c 和 1d 处更少的材 说 明 书 CN 103140340 A 6 4/4 页 7 料， 以将接缝 40 设置到通至附加型腔 46 的连接通道 47 旁期望的一侧上。在保压阶段时， 在注入点 1a 和 1b 处的浇注压力提高， 从而。

23、在填充附加型腔 46 时穿流接缝 40。 0039 在图 6 所示的第三注塑模具 2 中， 经过四个注入点 1a、 1b、 1c、 1d 分别将同样多的 塑料熔体的材料注入到主型腔 42 中。选择注入点 1a、 1b、 1c、 1d 的位置， 从而将接缝 40 设 置到通至附加型腔 46 的连接通道 47 旁期望的一侧上。在保压阶段时， 在所有注入点 1a、 1b、 1c、 1d 处的浇注压力提高， 从而在填充附加型腔 46 时穿流接缝 40。 0040 图 3 示出在类似图 2 或图 6 中所示的注塑模具中制造的夹紧环 12。夹紧环 12 具 有四个力负荷高的紧固开口 14。为了制造紧固开口。

24、 14， 在主型腔 42 中需要四个型芯 ( 在 图 2 或图 6 中未示出 )。为了实现尽可能均匀地填充主型腔 42， 设置四个注入点 1a、 1b、 1c、 1d。 在此注入的塑料熔体在两侧环绕型芯流动， 以在背面汇合并在那里形成接缝， 由于所述 接缝导致众所周知的强度降低， 而这在紧固开口的区域中是非常不希望的并且通过所述四 个附加型腔 46 进行阻止。 0041 为了实现穿流所述接缝， 连接通道 47 相对于在主型腔 42 的填充阶段由于环绕型 芯的流动以及相邻的注入点 1a、 1c ； 1c、 1b ； 1b、 1d ； 1d、 1a 的材料的汇流而产生的接缝侧向 地偏移。 0042。

25、 通过这些措施实现， 在保压阶段中当塑料熔体受挤压穿过连接通道 47 进入到附 加型腔 46 时穿流所述接缝， 从而使得成品的模塑件 12 的强度在紧固开口 14 的区域中也仅 仅不显著地降低。 0043 在进一步使用模塑件12之前， 分离在附加型腔中形成的附加模塑件16和柄杆17。 可替代的方案是给附加模塑件 16 赋予形状， 所述形状能够例如作为型号铭牌、 把手或类似 物进一步使用。 0044 图 4 示出穿过涡轮流量计的纵剖面。可见具有进口 2、 出口 3 和柱形的、 必要时也 可以是锥形的穿流通道 4 的外壳 10。外壳 10 在上侧具有开口 6， 所述开口通过压力盖 60 可拆卸地封。

26、闭。在压力盖 60 的上方可见测量机构 5。 0045 在压力盖60的下方在穿流通道4中有保持件20， 所述保持件承载所有对于耗用测 量所需要的部件、 尤其涡轮 30， 所述涡轮由穿流的流体带入到转动中并且其转动借助永久 磁铁穿过压力盖 60 传递给测量机构 5。 0046 如在图 5 中可见， 压力盖 60 构造为两部分式并且由塑料浇注而成。所述压力盖由 具有环绕的边缘法兰 13 的密封板 11 和具有紧固开口 14 的单独的夹紧环 12 组成。由于将 传统的、 一体式的压力盖分成密封板 11 和夹紧环 12， 因此每个部分都可以在最佳的条件下 由塑料浇注而成。 0047 如果塑料含有强化纤。

27、维以改善两部分式的压力盖 60 的耐压强度， 则这些强化纤 维在保压阶段中在穿流接缝时被一同带走并指向附加型腔的方向。 为了能够尤其在紧固开 口的区域中充分利用借此实现的抗拉强度， 将密封板 11 的边缘法兰 13 向外倾斜下降地构 造 ( 见图 5)。如果外壳 10 的内部处于压力之下， 则所述压力会从下面朝向密封板 11 作用， 所述密封板经由边缘法兰 13 将压力传递到夹紧环 12 上。在此边缘法兰 13 的斜面把压力 转换成拉力， 所述拉力由平行定向的强化纤维最佳地承载。 说 明 书 CN 103140340 A 7 1/3 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103140340 A 8 2/3 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103140340 A 9 3/3 页 10 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103140340 A 10 。