專利名稱：用于制造通過長纖維加強(qiáng)的塑料模制品的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造通過長纖維加強(qiáng)的塑料模制品的方法和裝置，其中，從一個線卷被輸出一根連續(xù)線或粗紗，并經(jīng)一個導(dǎo)引件被輸送至一切割單元且在該處被切為用于形成長纖維的最終片段，這些長纖維經(jīng)一導(dǎo)管被輸送至一用于形成固態(tài)塑料的自由流動的流體并使所述長纖維與所述流體混合，該流體被導(dǎo)入一個模具內(nèi)，關(guān)閉所述模具并在固化后從模具中取出成品模制品。
眾所周知，通過在液態(tài)塑料熔化物固化之前，將長纖維均勻混入液態(tài)塑料熔化物內(nèi)或?qū)⒃谧杂闪鲃拥姆磻?yīng)混合物反應(yīng)之前將長纖維均勻混入自由流動的反應(yīng)混合物內(nèi)，能夠制造通過長纖維加強(qiáng)的塑料模制品。
應(yīng)理解，長纖維意味著那些作為連續(xù)線或粗紗，特別是玻璃纖維粗紗被供給的材料，且在被導(dǎo)入塑料熔化物或自由流動的反應(yīng)混合物之前不久被切制成最好大于10mm的有限長度(DE19618393A1，WO98/01274，WO96/35562)。卷繞在線卷上的連續(xù)線或粗紗端部通過拼接彼此相連，以便在輸出期間不會產(chǎn)生中斷。此處，從線卷的支承座可選擇地使連續(xù)線或粗紗部分輸送通過自由空間或通過一管道系統(tǒng)。一個輸送空氣供給機(jī)構(gòu)至少被設(shè)置在該管道系統(tǒng)的一個位置處。通過該輸送空氣，靠壓縮空氣將連續(xù)線輸送至切割單元。所切掉的連續(xù)線通常也靠壓縮空氣輸送，以被導(dǎo)入液態(tài)塑料流中。
實(shí)際上能夠以原始方式人工將合成的混合物分布在下部模具半體內(nèi)，但這通常不能滿足被制造模制品的技術(shù)要求。為了引入已添加長纖維的液態(tài)熔融塑料或?qū)⒁环N反應(yīng)混合物引入一開口模具內(nèi)，通常要使用一種程序控制引入裝置，如機(jī)械手，其能夠?qū)⒑铣傻幕旌衔锞鶆虻胤植荚谙虏磕＞甙塍w內(nèi)。隨后，通過上部模具半體關(guān)閉模具并將其瑣住。模制件在這時固化并隨后從模具中取出模制件。
這一方法特別具有以下兩個問題一方面，在混合物分布在模具腔室期間，由于引入裝置的運(yùn)動而需要時多時少的長纖維。對連續(xù)線或粗紗的要求也會因此而變化。第二點(diǎn)，由于非連續(xù)的加工工序，因此，會導(dǎo)致不僅長纖維而且連續(xù)線或粗紗的供給或輸送在模具填充之間中斷。結(jié)果，經(jīng)常不能盡可能快地制動連續(xù)線而形成線圈。為了避免這種線圈，已知使用了張緊輥。當(dāng)將長纖維導(dǎo)入具有不太短的固化時間的液態(tài)塑料熔融物內(nèi)時，連續(xù)線的輸出速度通常在0.5至大約2m/s，結(jié)果通常在不會產(chǎn)生太大問題的情況下能夠正確進(jìn)行該工序。但是，不能消除例如由于連續(xù)線的斷裂所造成的故障。
本發(fā)明的目的在于提供一種方法和裝置，通過該方法和裝置在制造通過長纖維加強(qiáng)的塑料模制品期期間，能夠確保連續(xù)線或粗紗、特別是在高輸出速度的情況下的無故障供給。
該新方法實(shí)現(xiàn)了該目的，即與輸送方向相反、在管道系統(tǒng)中在張緊力作用下能夠靠壓縮空氣恒定保持連續(xù)線或粗紗。
其結(jié)果是，在已填滿模具后進(jìn)行連續(xù)線的制動時，不會形成線圈。另一方面，恒定施加的線的張緊力在下一模具填充的重新起動時，避免了作用在連續(xù)線上、能夠?qū)е聰嗔训奶鴦討?yīng)力。連續(xù)線在引入裝置的運(yùn)動期間，最好也始終保持氣動張緊。
這種新方法能在連續(xù)線的已知較低輸出速度下顯著提高通過長纖維加強(qiáng)的模制品的生產(chǎn)率。在高輸出速度下，它對于平穩(wěn)操作也是必不可少的。
根據(jù)該新方法的一個特定實(shí)施例，連續(xù)線在導(dǎo)引件中第一部分的剛性管道系統(tǒng)中被輸送，進(jìn)而，在管線系統(tǒng)中的導(dǎo)引件的第二部分中通過，所述管線系統(tǒng)與一受控引入裝置運(yùn)動，在這一管線系統(tǒng)中的連續(xù)線僅通過以設(shè)置在引入裝置上的一個輸送裝置的方向的輸送被張緊。
已發(fā)現(xiàn)，在這一最后的、與引入裝置一起運(yùn)動的相對較短管線系統(tǒng)至切割單元中，再也不存在形成線圈的危險性，以致輸送裝置本身便能充分張緊連續(xù)線。此處，可選擇地另外引入用于以輸送方向張緊連續(xù)線的輸送空氣。
形成固態(tài)塑料的流體最好以一種液體反應(yīng)混合物的形式被輸送，所述液體反應(yīng)混合物具有較短的反應(yīng)開始時間。
如已說明的那樣，對于傳統(tǒng)的塑料熔融物而言，通常以0.5至大約2m/s的輸出速度供給連續(xù)線。
在所述新方法中，最好以至少2.0m/s的輸出速度供給連續(xù)線。
在高輸出速度下，實(shí)際上，不但在連續(xù)線的制動顯著增加期間，線圈形成危險性會大大增加，而且在重新起動期間，在線圈已松開后會突然急劇拉伸連續(xù)線。在一個線圈的末端和另一個線圈的起始端通常通過拼接形成的連接點(diǎn)處特別會形成薄弱點(diǎn)，在該處連續(xù)線可能會先斷裂。確切地說，在本申請中的新方法能夠證明連續(xù)線的恒定張緊是特別有利的。在由用于制造泡沫聚乙烯模制品的例如異氰酸鹽和多元醇這樣的反應(yīng)混合物制造模制品時，在實(shí)際中必須使用大于2.0m/s至大約15m/s的輸出速度，以便在已經(jīng)過這種反應(yīng)混合物的反應(yīng)起動時間之前，形成長纖維的導(dǎo)入，從而能夠?qū)㈤L纖維均勻地分布在其中。通過相同的方式，由于所有情況均必須快速加入長纖維，因此，在快速固化塑料熔融物處理時使用所述新方法也是有利的。就塑料熔融物而言，在液態(tài)期間仍必須進(jìn)行長纖維的引入。
用于在一個模具中制造通過長纖維加強(qiáng)的塑料模制品的新裝置基于以下內(nèi)容，即一用于連續(xù)線或粗紗的支承座，用于連續(xù)線的導(dǎo)引件從支承座通向一個用于液體流的運(yùn)動控制引入裝置，所述運(yùn)動控制引入裝置用于形成固態(tài)塑料并結(jié)束于具有一輸送裝置的切割單元，用于連續(xù)線或粗紗的導(dǎo)引件至少部分包括一個剛性管道系統(tǒng)。
可知道其新的特征在于，剛性管道系統(tǒng)具有至少一個壓縮空氣輸入口，為了連續(xù)線或粗紗的氣動張緊，該輸入口的方向與輸送方向?qū)?zhǔn)。
連續(xù)線或粗紗的占據(jù)空間實(shí)際上局部包括眼，當(dāng)連續(xù)線或粗紗自由通過所述空間時，通過這些眼能對其進(jìn)行導(dǎo)引。但是，管道系統(tǒng)對于與輸送方向相逆的連續(xù)線或粗紗的氣動張緊來說是必不可少的，以便能夠以強(qiáng)制方式供給氣動張緊的氣流。因此，始終以連續(xù)線或粗紗的第一時間，即在兩次模具填充操作之間的暫停期間能夠在下一次模具填充操作的開始時保持張緊或處于氣動張緊作用下。如果在接近模具填充的最后中斷了輸送，則輸送裝置會延時停止。由于連續(xù)線或粗紗的輸送在這一階段期間仍進(jìn)行，因此可能會在管道系統(tǒng)中形成線圈。但是，通過張緊避免了這些問題。在切割單元或輸送裝置重新起動時，當(dāng)形成線圈后，就非張緊的連續(xù)線或粗紗而言會產(chǎn)生急劇跳動，從而會導(dǎo)致斷裂，特別是在線端部連接點(diǎn)處會出現(xiàn)斷裂。特別是在連續(xù)線或粗紗具有高輸出速度時產(chǎn)生的所有現(xiàn)象均可通過恒定的氣動線張緊被避免。
根據(jù)所述新型裝置的一個最佳實(shí)施例，用于連續(xù)線或粗紗的運(yùn)動控制導(dǎo)引裝置的導(dǎo)引件包括一根連接至剛性管道系統(tǒng)的柔性導(dǎo)引軟管。
這一實(shí)施例能夠使導(dǎo)引軟管適于導(dǎo)入裝置的運(yùn)動。
根據(jù)另一種變形，設(shè)置在引入裝置上的部分導(dǎo)引件與剛性管道系統(tǒng)分離，且其進(jìn)入口具有一個漏斗，在模具填充期間，連續(xù)線進(jìn)入漏斗內(nèi)。
設(shè)置在引入裝置上的部分導(dǎo)引件此處或?yàn)橐桓鶆傂詫?dǎo)管或?yàn)橐桓嵝詫?dǎo)管，此處，漏斗的直徑應(yīng)保證即使在引入裝置上的最終位置處或在該裝置運(yùn)動時能夠采集到達(dá)的連續(xù)線。
如果引入裝置的導(dǎo)引件包括一根柔性導(dǎo)引軟管，其最好被連接至剛性管道系統(tǒng)且具有能夠補(bǔ)償引入裝置運(yùn)動的長度。
由于通過少量手動操作便能夠更換一根舊的導(dǎo)引軟管，從而形成了一種結(jié)構(gòu)理想的實(shí)施例。
通常，不可避免的是，剛性管道系統(tǒng)具有管道彎頭。
在這種情況下，在至少一個管道彎頭后部設(shè)有另一個用于連續(xù)線或粗紗氣動張緊的空氣輸入口。
其避免了連續(xù)線或粗紗在管道彎頭處形成線圈。
導(dǎo)引件最好具有至少一個輸送空氣的輸入口。
結(jié)果，在裝配操作期間消除了由手進(jìn)行的煩瑣的連續(xù)線或粗紗穿入且在沒有任何問題的情況下由氣動輸送空氣實(shí)現(xiàn)穿入，直至切割單元上的輸送裝置承接連續(xù)線或粗紗。在調(diào)整操作期間，無需與輸送方向相反的氣動線的張緊，且在正常操作期間，在模具填充期間不必絕對需要?dú)鈩虞斔汀?br> 剛性管道系統(tǒng)的端部最好具有一根伸縮式管，其在調(diào)整操作期間，能夠被移出至其后的漏斗。
這一實(shí)施例對于與管道系統(tǒng)的收縮孔器入口相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)的穿線是特別有利的，以便在對切割單元毫無困難的情況下輸送連續(xù)線或粗紗，直至設(shè)置在該處的輸送裝置承接了連續(xù)線或粗紗為止。此處，在調(diào)整期間也無需連續(xù)線或粗紗的張緊。
在兩個實(shí)施例中顯示且在下面更詳細(xì)地描述了所述新型裝置。附圖所示為

圖1為以側(cè)視圖所示的示意形式的裝置，圖2為放大的圖1中的細(xì)節(jié)A，圖3為放大的引入裝置和從圖1中剛性管道系統(tǒng)端部的過渡部分，及圖4從剛性管道系統(tǒng)端部伸出的過渡部分的另一個實(shí)施例。
在圖1-3中，裝置包括一支承座1，其用于呈玻璃纖維粗紗形式的連續(xù)線的幾個線卷2。一根連續(xù)的線3經(jīng)一漏斗4通入一個導(dǎo)引件5內(nèi)，所述導(dǎo)引件的第一部分包括一個剛性管道系統(tǒng)6，該系統(tǒng)經(jīng)自由空間通向一個引入裝置7，所述引入裝置能夠以控制方式被移動且橫向向外旋轉(zhuǎn)。在剛性管道系統(tǒng)6的出口端部8處設(shè)有一根可伸縮管9，該管在調(diào)整操作時能夠被降至一個漏斗10。漏斗10的直徑應(yīng)保證即使在引入裝置7的最后運(yùn)動期間，也能夠始終收集到達(dá)的連續(xù)線3。導(dǎo)引件5被連接至這一漏斗10，所述導(dǎo)引件構(gòu)成了一根柔性導(dǎo)引軟管11，該軟管通向設(shè)有輸送裝置13的切割單元12。引入裝置7裝配有一個用于多元醇和異氰酸鹽的泡沫形成反應(yīng)元素的混合頭14。眾所周知的這些反應(yīng)元素的輸送并未示出?；旌项^14具有一個輸出通道15，該通道通入一開口模具的下模具半體16內(nèi)。上模具半體17被固定在一根導(dǎo)引軸18上，以便它能夠被降低。由切割單元12，一根用于從連續(xù)線3切除的長纖維20的導(dǎo)管19以從輸出通道15排出的反應(yīng)混合物流21的方向?qū)б?。剛性管道系統(tǒng)6和柔性導(dǎo)引軟管11均具有指向輸送方向的輸送空氣入口22。剛性管道系統(tǒng)6此外還設(shè)有牽引空氣入口23。
以與圖1-3的裝置完全相同的方式構(gòu)成圖4的裝置，但其具有這樣的所示改進(jìn)，即用于構(gòu)成一根柔性導(dǎo)引軟管3 1的連續(xù)線33或粗紗的導(dǎo)引件32通過固定孔35被設(shè)置在引入裝置34上，且導(dǎo)引件32的長度應(yīng)能保證導(dǎo)引軟管31也能夠補(bǔ)償引入裝置34的最后運(yùn)動。這一柔性導(dǎo)引軟管此處直接被連接至剛性管道系統(tǒng)6。
工序?qū)嵤├x擇圖1-3的裝置。為了起動，即在調(diào)整操作期間，通過接通的輸送空氣供給機(jī)構(gòu)，手動將連續(xù)線3送入漏斗4內(nèi)，通過氣流承接并輸送連續(xù)線3，直至切割單元12上的輸送裝置13承接了連續(xù)線3為止。隨后，斷開氣動輸送空氣并將系統(tǒng)轉(zhuǎn)接至模具的填充操作。也就是說，在所謂射出工序的流體中、在混合頭14中制造用于模具填充的多元醇和異氰酸鹽的反應(yīng)混合物。該混合物具有大約15秒的反應(yīng)起動時間。在這一時間內(nèi)，必須以占成品模制品重量25％的理想量、將通過切割單元12切斷的長度為15mm的長纖維20導(dǎo)入混合物流中。因此，應(yīng)以4.0m/s的輸送速度輸送連續(xù)線3。氣流在此處以1.5N的力反作用于用于連續(xù)線3永久張緊的輸送操作。此處，引入裝置7在其運(yùn)動中的程序是可控制的，以便均勻產(chǎn)生向下部模具半體16中的導(dǎo)入。當(dāng)已填滿了下部模具半體16時，混合頭14和輸送裝置13均被關(guān)閉。此處，可能形成不理想線圈的連續(xù)線3的卷繞通過連續(xù)線的張緊而被避免。引入裝置7橫向向外旋轉(zhuǎn)且使上部模具半體17降低并裝配在下部模具半體16上，并將這兩個模具半體鎖定在一起。在切割后，從模具中取出通過長纖維加強(qiáng)的模制品。輸送裝置13，切割單元12和混合頭14中的反應(yīng)混合物的形成隨后再次起動以便進(jìn)行下一個模具填充操作。由于在起動期間使輸送裝置13加速且連續(xù)線3受到拉伸，因此防止了在連續(xù)線3可能斷裂期間產(chǎn)生的突然跳動。隨后，以相同的方式進(jìn)行其后的模具填充操作。
權(quán)利要求
1.用于制造由長纖維(20)加強(qiáng)的塑料模制品的方法，其中，從一個線卷(2)輸出一根連續(xù)線(3)或粗紗，并經(jīng)一個導(dǎo)引件(5)被輸送至一切割單元(12)且在該處被切為用于形成長纖維(20)的最終片段，這些長纖維(20)經(jīng)一導(dǎo)管(19)被輸送至一形成固態(tài)塑料的自由流動的流體(21)并使所述長纖維與所述流體混合，該流體(21)被導(dǎo)入一個模具(16，17)內(nèi)，關(guān)閉所述模具并在固化后從模具中取出成品模制品，其特征在于，連續(xù)線(3)或粗紗在逆向于輸送方向的拉伸作用下，由壓縮空氣恒定保持在導(dǎo)引件(5)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在導(dǎo)引件(5)的第一部分的剛性管道系統(tǒng)(6)中輸送連續(xù)線(3)，進(jìn)而，在管線系統(tǒng)(11)中的導(dǎo)引件(5)的第二部分中通過，所述管線系統(tǒng)(11)與一受控引入裝置(7，34)一起運(yùn)動，在這一管線系統(tǒng)(11)中的連續(xù)線(3)僅由沿設(shè)置在引入裝置(7，34)上的輸送裝置(13)的方向的輸送被張緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于形成固態(tài)塑料的流體(21)以一種液體反應(yīng)混合物的形式被輸送，所述液體反應(yīng)混合物具有較短的反應(yīng)開始時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3所述的方法，其特征在于以至少2.0m/s的輸出速度輸出連續(xù)線(3)。
5.用于在一個模具中制造由長纖維(20)加強(qiáng)的塑料模制品的裝置，該裝置包括一用于連續(xù)線(3)或粗紗的支承座(1)，用于連續(xù)線(3)的導(dǎo)引件(5)從支承座(1)通向一用于液體流(21)的運(yùn)動控制引入裝置(7，34)，所述運(yùn)動控制引入裝置用于形成固態(tài)塑料并結(jié)束于具有一輸送裝置(13)的切割單元(12)，用于連續(xù)線(3)或粗紗的導(dǎo)引件(5)至少部分包括一個剛性管道系統(tǒng)(6)，其特征在于，所述剛性管道系統(tǒng)(6)具有至少一個壓縮空氣輸入口(23)，為了連續(xù)線(3)或粗紗的氣動張緊，該輸入口的方向與輸送方向?qū)?zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于在運(yùn)動控制引入裝置(7)上的連續(xù)線(3)或粗紗的導(dǎo)引件(5)包括一根連接至剛性管道系統(tǒng)(6)的柔性導(dǎo)引軟管(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于設(shè)置在引入裝置(7)上的部分導(dǎo)引件(5)與剛性管道系統(tǒng)(6)分離，且其進(jìn)入口具有一個漏斗(10)，在模具填充期間，連續(xù)線(3)進(jìn)入漏斗(10)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于柔性導(dǎo)引軟管(31)被連接至剛性管道系統(tǒng)(32)且具有能夠補(bǔ)償引入裝置(34)運(yùn)動的長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任意一項(xiàng)所述的裝置，其中剛性管道系統(tǒng)(5)具有管道彎頭(24)，其特征在于，在至少一個管道彎頭(24)的后部設(shè)有另一個用于張緊連續(xù)線(3)或粗紗的牽引空氣輸入口(23)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任意一項(xiàng)或權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于導(dǎo)引件(5)具有至少一個輸送空氣的輸入口(22)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7和10所述的裝置，其特征在于剛性管道系統(tǒng)(6)具有一根伸縮式管(9)，在調(diào)整操作期間，該伸縮式管能夠被運(yùn)動至其后的漏斗(10)。
全文摘要
在不會產(chǎn)生在模具填充操作結(jié)束時被供給至切割單元(12)的連續(xù)線(3)中產(chǎn)生線圈的危險性的情況下,或在即使在連續(xù)線(3)具有相對較高輸出速度時,通過與輸送方向相反的氣動張緊的作用恒定保持連續(xù)線(3)而不會在下一模制填充期間的重新起動期間形成連續(xù)線斷裂的情況下,能夠制造通過長纖維(20)加強(qiáng)的塑料模制品。本發(fā)明的裝置設(shè)有至少一個分配至連續(xù)線(3)的導(dǎo)引件(5)的壓縮空氣輸入口(23)。
文檔編號B29C70/30GK1346737SQ01141029
公開日2002年5月1日 申請日期2001年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月3日
發(fā)明者J·維爾斯, W·帕夫利克 申請人:亨內(nèi)克股份有限公司