專利名稱：橡膠注射模塑裝置以及橡膠產(chǎn)品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠注射模塑裝置以及利用注射模塑的橡膠產(chǎn)品的制造方法。
背景技術(shù)：
通常，注射模塑方法已經(jīng)廣泛地用作橡膠產(chǎn)品的模制方法。圖8示出通常作為橡膠注射模塑裝置使用的實例。在該圖中，200表示注射模具，其具有模腔202。204表示注射機，并且206表示饋送機。注射機204在注射缸208中具有注射室210，其中要被裝入設(shè)定的裝料量的橡膠裝在注射室210中，并且在一次行程中通過注射柱塞212的沿向下方向(在圖中)的運動從注射缸208的尖端處的噴嘴214注射到模具200的模腔202中。
注射缸208設(shè)有加熱設(shè)備216用于加熱在注射室210里面的橡膠。而且，在注射缸208中，從注射室210至噴嘴214形成直的注射管218。
另一方面，饋送機206具有設(shè)置在其中的料筒220和螺桿222，其中由供應(yīng)孔224供應(yīng)的橡膠通過螺桿222的旋轉(zhuǎn)被混合，并且在提高熔融狀態(tài)之后，橡膠通過進料管228從料筒220的尖端處的進料孔226被進給到注射室210中，所述進料管將進料孔226和注射缸208的注射室210連接起來。
由于當橡膠進給到，或換句話說，裝入到注射室210中時的壓力，注射柱塞212向后移動(沿圖中向上方向)。當裝入到該注射室210中的橡膠量到達合適于單次行程注射所設(shè)定的裝料量時，停止由饋送機206的橡膠進給。換句話說，注射室210和注射柱塞212具有測量其中所裝的橡膠的功能。
設(shè)置有加熱設(shè)備232，用于加熱饋送機206中的料筒220中的橡膠。用于防止注射室210中的橡膠逆流到料筒220中的單向閥(防止逆流閥)230設(shè)置在進料管228中，如上所述，該進料管228連接在饋送機206和注射機204之間。在圖8中，234表示用于注射柱塞212的驅(qū)動裝置，并且236表示用于饋送機206中的螺桿222的驅(qū)動裝置。
圖9A和9B示出橡膠注射模塑裝置的工作。如圖所示，橡膠注射模塑裝置工作，所以來自饋送機206的橡膠進給將橡膠裝入到注射缸208的注射室210中，同時，注射柱塞212向后移動(沿圖9A的向上方向)。當注射柱塞212到達預(yù)先設(shè)定的后面極限時，停止來自饋送機206的橡膠進給。注射柱塞212的后面極限預(yù)先設(shè)定為如下位置，即在該位置中裝入注射室210的橡膠量是合適于單次行程注射的設(shè)定裝料量。
當以這種方式設(shè)定量的橡膠已經(jīng)裝入到注射室210中時，然后如圖9B中所示，注射柱塞212向前移動(沿圖中向下的方向)，導致裝入到注射室210的橡膠經(jīng)過直的注射管218以在單次行程中從噴嘴214注射到模具200的模腔202中。當注射柱塞212的前進已經(jīng)完成橡膠從注射室210的里面到模腔202的注射時，在直的注射管218中殘留一定量的橡膠。該殘留的橡膠將在下次注射循環(huán)中被注射到模腔202中。
注射到模腔202中的橡膠在已經(jīng)預(yù)先達到硫化溫度的模具200中處理特定量的時間，此后橡膠從模具200中移除。在利用該橡膠注射模塑裝置的橡膠產(chǎn)品的處理模塑中，橡膠在小于模具200的溫度的溫度下被注射到模腔202中。通過加熱模具200將注射的橡膠加熱到模具200的溫度，之后通過保持模具的溫度在硫化設(shè)定溫度持續(xù)一定量的時間進行硫化。
例如，通常如果注射室里面的橡膠溫度是大約90℃，那么在橡膠經(jīng)過噴嘴214的階段中的橡膠溫度是大約110℃，并且橡膠被注射到模腔202中時的橡膠溫度是130℃，已經(jīng)注射到模腔202中的橡膠通過加熱大約6分鐘來進行硫化同時模具的硫化設(shè)定溫度設(shè)定于170℃。
雖然逐漸開始對已經(jīng)注射到模腔202中的橡膠進行硫化，但是由于模具的加熱，當為了縮短硫化時間增加模具的設(shè)定溫度時，在產(chǎn)品中心的溫度升高前在產(chǎn)品的表面附近存在過硫化，并且因此為了均勻地處理產(chǎn)品無論如何要求5-6分鐘。(注意，如果橡膠產(chǎn)品的類型改變，那么當然，硫化溫度、硫化條件、將橡膠加熱到硫化溫度的時間等是不同的。)如上所述，當硫化模塑橡膠產(chǎn)品時要求一定量的時間以加熱所有的被注射到模腔202中的橡膠直到硫化溫度，以便進行均勻的硫化，并且這時間[用于逐漸升高溫度的時間]包括在用于硫化所要求的時間中。
通常，使利用橡膠注射模塑裝置注射模塑橡膠產(chǎn)品中的硫化時間縮短已經(jīng)是主要的難題。硫化時間越長，制造效率越低，這不僅要求大量的模具，而且增加了由相當?shù)牧蚧O(shè)備所占用的空間量。
為了當利用橡膠注射模塑裝置注射模塑橡膠產(chǎn)品時減少硫化時間，必需增加注射到模腔202中的橡膠的溫度。因此，作為對策，人們可以考慮增加至少注射室210里面的橡膠的設(shè)定溫度。
但是如圖9B中所示，在傳統(tǒng)的橡膠注射模塑裝置中，當在注射室210里面的橡膠通過注射柱塞212的向前運動被注射時，在直的注射管218和在進料管228中存在殘留的橡膠，所述進料管連接在料筒220的尖端處的進料孔226和注射室210之間，并且因此如果注射室210的設(shè)定溫度增加的太高，那么將導致燒焦(橡膠的燃燒)。因為燒焦的橡膠對產(chǎn)品的質(zhì)量具有不利的影響，所以通過簡單地增加設(shè)定溫度不能解決該問題。
當在注射管218中出現(xiàn)殘留的橡膠時，不僅由于注射室210的尖端部分具有與注射柱塞212的尖端部分相同的形狀使得注射管218(形成于噴嘴214中)變短，如例如在JA-A-2003-11189、JP-B-3174346和EP0287001中所示，而且由于具有向底部加寬的形狀使得該殘留的橡膠能夠與在模具一側(cè)上的澆道一起被排出。
但是，在傳統(tǒng)的裝置中，沒有考慮殘留在進料管228中的橡膠。即使如果為了增加已供應(yīng)到注射室210的橡膠的溫度而增加用于饋送機的加熱設(shè)備232的設(shè)定溫度，那么殘留在進料管228中的橡膠溫度將下降直到由注射柱塞212所動作的下一個進料循環(huán)開始為止，這將導致在注射室210里面的溫度分布的可變性。如果為了防止該溫度減小而環(huán)繞進料管的外圍設(shè)置有加熱設(shè)備，那么燒焦會是一個問題。通常，不考慮這些問題，也沒有公開或提出任何這些問題的任何解決方案的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種橡膠注射模塑裝置，以及利用注射模塑的橡膠產(chǎn)品的制造方法，其中通過增加注射到模具中的橡膠的溫度可以減小硫化時間而不會在進料管中產(chǎn)生殘留的橡膠。
本發(fā)明的上述和/或可選的目的可以根據(jù)本發(fā)明的下列模式中的至少一種實現(xiàn)。在本發(fā)明每一個模式中所使用的下列模式和/或元件適合于任何可選的組合。應(yīng)該理解，本發(fā)明的原理不限于本發(fā)明的這些模式和技術(shù)特征的組合，但是可以基于在全部說明書和附圖中所公開的本發(fā)明的教導被認識到，或者根據(jù)本發(fā)明的全部公開內(nèi)容被本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員認識到。
本發(fā)明的第一模式提供一種橡膠注射模塑裝置，包括(A)其中具有模腔的模具；(B)注射機，包括帶有在其中存儲橡膠的注射室的注射缸，和用于通過注射柱塞的前進將橡膠從所述注射室注射到所述模腔中的注射柱塞；(C)饋送機，具有帶有進料孔的料筒并且適合于通過進料管將混合狀態(tài)的橡膠進給到所述注射室中，所述進料孔形成在料筒的末梢并且通過進料管與注射室連接；以及(D)以及推進組件，其在由所述饋送機進行的橡膠進給操作之后將殘留在所述進料管中的橡膠推入到注射室中。
本發(fā)明的第二模式提供如前述第一模式所述的橡膠注射模塑裝置，進一步包括防止逆流元件，用于保持所述注射室里面的橡膠并且防止在所述進料管里面的橡膠已經(jīng)被推進到注射室中之后橡膠從所述注射室逆流到所述進料管中。
本發(fā)明的第三模式提供如前述第一或第二模式所述的橡膠注射模塑裝置，其中所述推進組件包括可移動的活塞，其具有與所述進料管基本相同橫截面的形狀，其中通過活塞由驅(qū)動裝置沿所述進料管向前移動，將所述進料管里面的橡膠推到所述注射室中。
本發(fā)明的第四模式提供如前述第三模式所述的橡膠注射模塑裝置，其中所述活塞是桿形的。
本發(fā)明的第五模式提供如前述第三或第四模式所述的橡膠注射模塑裝置，其中所述進料管設(shè)置成直線的形式，并且運動通道沿著進料管形成直線的形式用于允許活塞在所述進料管里面向前移動或在所述進料管里面向后退回。
本發(fā)明的第六模式提供如前述第一至第五模式中任一項所述的橡膠注射模塑裝置，進一步包括設(shè)置在進料管的外圍部分的用于加熱的加熱設(shè)備，以便加熱從所述饋送機進給的橡膠。
本發(fā)明的第七模式提供如前述第一至第六模式中任一項所述的橡膠注射模塑裝置，其中根據(jù)通過來自所述饋送機的橡膠進給進入所述注射室中的橡膠裝料而向前和向后移動的所述注射柱塞包括用于檢測設(shè)定退回極限的檢測裝置和用于基于所述檢測裝置的檢測停止所述饋送機的橡膠進給的控制單元，所述設(shè)定退回極限設(shè)定為使得裝入到所述注射室的橡膠量加上從所述進料管中所推出的殘留橡膠量將是一次裝料的設(shè)定量。
本發(fā)明的第八模式提供如前述第一至第七模式中任一項所述橡膠注射模塑裝置，其中所述注射室在末梢處具有向所述注射缸的末梢噴嘴延伸的錐形的形狀，并且所述注射柱塞在它的末梢處具有與所述注射室的末梢相同形狀的錐形的形狀，從而所述注射柱塞的末梢部分與所述注射室的末梢部分配合以在柱塞的向前的極限處填充所述注射室的末梢部分。
本發(fā)明的第九模式提供一種利用注射注塑裝置制造橡膠產(chǎn)品的方法，所述裝置包括其中具有模腔的模具；注射機，包括帶有在其中存儲橡膠的注射室的注射缸，和用于通過注射柱塞將橡膠從所述注射室注射到所述模腔中的注射柱塞；饋送機，具有帶有進料孔的料筒并且適合于通過進料管將混合狀態(tài)的橡膠進給到所述注射室中，所述進料孔形成在料筒的末梢并且通過進料管與注射室連接；以及推進組件，其在由所述饋送機進行的橡膠進給操作之后將殘留在所述進料管中的橡膠推入到注射室中，所述方法包括下列步驟在所述饋送機的橡膠進給動作之后，通過推進組件將殘留在所述進料管里面的橡膠推入到所述注射室中；以及然后通過所述注射柱塞的向前運動將在所述注射室中存儲的橡膠注射到所述模腔中，從而在所述模腔中橡膠被硫化模制。
如上所述本發(fā)明設(shè)置有推進組件，用于在來自饋送機的橡膠進給運動之后將在進料管中殘留的橡膠推進到注射室中。通過這種布置，由于殘留的橡膠，在注射室里面的橡膠溫度的可變性導致注射到模腔中的橡膠的不穩(wěn)定的問題以及供應(yīng)燒焦的橡膠的問題都被解決了，通過在由注射柱塞的向前運動將注射腔中的橡膠注射到模具里面的模腔中之后防止在進料管中產(chǎn)生殘留的橡膠，從而能夠使注射到模腔中的橡膠的溫度高于傳統(tǒng)的溫度。
通過這種布置，可以盡可能地減小用于注射到模腔中的橡膠到達硫化溫度的時間，與傳統(tǒng)的相比，能夠使硫化所要求的時間極大地減少。
因此，不僅可以通過取得的硫化時間的減少來極大地改進橡膠產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，而且能減少所要求的模具數(shù)量，因此也產(chǎn)生減少硫化設(shè)備所占用的空間的效果。
在本發(fā)明中，前述的推進組件可以用作防止逆流元件，用于在進料管里面的橡膠已經(jīng)被推入到注射室中之后保持橡膠在注射室中，并且用于防止橡膠從注射室逆流到進料管一側(cè)中(第二模式)。這能夠取消圖8中所示的傳統(tǒng)的橡膠注射模塑裝置中的防止逆流閥230。
在傳統(tǒng)的橡膠注射模塑裝置中，在進料管中存在防止逆流閥230是妨礙清除進料管228里面的殘留橡膠的一個因素，但是在本發(fā)明中，將進料管里面的橡膠推動到注射室中的推進組件自身充當防止逆流閥，所以通常所要求的防止逆流閥230是不需要的，能夠?qū)⑦M料管228里面的橡膠容易地推入到注射室中。
當提供這種類型的防止逆流閥230時，同樣發(fā)生在防止逆流閥230里面殘留橡膠的問題，并且，在這點上，允許消除這種類型的防止逆流閥230的本發(fā)明能夠同時解決在防止逆流閥230里面殘留橡膠的問題。
在本發(fā)明中，推進組件是可移動的活塞，其具有與進料管基本相同的橫截面形狀，并且通過活塞由驅(qū)動裝置沿進料管移動，可以使在進料管中的橡膠被推入到注射室中(第三模式)。這樣做允許推進組件簡單地構(gòu)成，并且能夠有效地將在進料管里面的橡膠推入到注射室中。這里可移動的活塞可以形成為桿形的(第四模式)。
在本發(fā)明中，不僅前述的進料管線性地設(shè)置，而且用于在進料管中前進或后退的運動路徑也可以被制造為與進料管在一條直線上(第五模式)。
接著，在第六模式中，在進料管的外圍部分中設(shè)有加熱設(shè)備，用于加熱來自饋送機進給的并且部分在進料管中的橡膠。通常，在從饋送機中首先進給的橡膠(“首先進給橡膠”)、中間進給和最后進給的橡膠之間存在溫度差，這是注射到模腔中的橡膠的橡膠溫度的可變性的一個原因，這導致了它影響產(chǎn)品特性的問題。
通過根據(jù)第六模式的布置，能夠增加首先進給橡膠的溫度，可以減小注射到模腔中的橡膠的溫度的可變性，能夠改變產(chǎn)品質(zhì)量。
加熱設(shè)備可以設(shè)定到比在饋送機中設(shè)置的加熱設(shè)備的溫度更高的溫度的溫度設(shè)定。當它達到來自饋送機的中間進給橡膠和最后進給橡膠的橡膠溫度時，除由設(shè)置在饋送機中的加熱設(shè)備的加熱之外，通過由于螺桿的旋轉(zhuǎn)的壓縮和剪切力自身產(chǎn)生的熱量將增加該溫度。但是給定的注射動作必須是間歇的動作，因為這對自身產(chǎn)生的熱量幾乎沒有影響，在任何情況下橡膠溫度最低的是首先進給的橡膠。
由于用于加熱在進料管中的橡膠的加熱設(shè)備的溫度設(shè)定的溫度高于設(shè)置在饋送機中的加熱設(shè)備的溫度設(shè)定，所以能夠有效地增加首先進給的橡膠的橡膠溫度。
應(yīng)該明白，通過這些加熱設(shè)備將加熱溫度設(shè)定為大于中間和最后進給橡膠的溫度的橡膠溫度，考慮到自身產(chǎn)生的熱量，能夠使具有穩(wěn)定溫度的橡膠裝入到注射室中，不管它是來自首先、中間、或是最后的進給。
在傳統(tǒng)上，當加熱設(shè)備設(shè)置在這種情況下，即沒有推進組件的進料管中存在殘留的橡膠的情況下時，由于在當注射柱塞向前移動和饋送機被啟動時之間的間隔時間上加熱設(shè)備的加熱(如果硫化時間是長的可能是幾分鐘)，存在進料管的里面的殘留橡膠產(chǎn)生燒焦的問題，而在本發(fā)明中在進料管中沒有殘留的橡膠，并且因此沒有產(chǎn)生該問題的危險。換句話說，在本發(fā)明中消除了在進料管里面殘留橡膠的發(fā)生，可以設(shè)置這種類型的加熱設(shè)備。
需要注意的是，在傳統(tǒng)的橡膠注射模塑裝置中，裝入注射室的橡膠量是設(shè)定裝料量的位置由注射柱塞的退回極限確定。而且，在根據(jù)本發(fā)明的橡膠注射模塑裝置中，在來自饋送機的橡膠進給已經(jīng)停止之后，推進組件將在進料管中的橡膠推入到注射室中。因此，如同傳統(tǒng)的技術(shù)一樣，當注射柱塞設(shè)定為退回極限，橡膠的量是用于單次裝料的量。這里，在第七模式中，考慮其后由推進組件推入到進料管中的橡膠的量設(shè)定注射柱塞的退回極限，并且因此，在本發(fā)明中，合適的橡膠量被裝入到注射室中，不管是否通過推進組件將橡膠推入進料管里，使該量是用于單次裝料的量。
接著，在第八模式中，不僅注射室具有在尖端部分變窄的直到到達注射缸的末梢處的噴嘴的形狀，而且相應(yīng)于此注射柱塞的尖端部分具有與注射室的尖端部分相同的形狀的變窄形狀。因此，在前面的極限處，它們一起配合，如此構(gòu)成使得注射室的末梢被注射柱塞的末梢填充，并且因此，可以消除在注射后在注射缸里面殘留橡膠的發(fā)生。具有這種結(jié)構(gòu)，其結(jié)合有在第一模式中防止在進料管中殘留橡膠的發(fā)生，這導致從饋送機中推出的橡膠在每個注射循環(huán)中完全被替代，不會失敗，沒有殘留，可以使用于整個橡膠注射模塑裝置的橡膠溫度是高的，允許注射橡膠的橡膠溫度甚至更高，可以完全減少硫化時間。
第九模式涉及橡膠產(chǎn)品的制造方法，其中當利用注射模塑裝置注射模塑橡膠產(chǎn)品時，在饋送機的進給操作之后在進料管中殘留的橡膠通過推進組件被推入到注射室中，并且此后，注射柱塞的向前運動導致在注射室中的橡膠被注射到模腔中，并且進行硫化。通過這種制造方法，可以清除在進料管里面殘留的橡膠，可以消除由向注射室中供應(yīng)燒焦的橡膠或具有不均勻溫度的橡膠而產(chǎn)生的各種問題。而且，通過消除在進料管里面的殘留橡膠，可以增加供應(yīng)到模腔中的橡膠溫度以及用于在橡膠注射模塑裝置中的橡膠的溫度設(shè)定，因此使硫化時間有效和完全地減少。


從參考附圖的下列優(yōu)選實施例的說明中使本發(fā)明的前述和/或其他的目的特征和優(yōu)點變得更顯而易見，在附圖中相同的附圖標記表示系統(tǒng)的元件并且其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的橡膠注射模塑裝置全部結(jié)構(gòu)的部分垂直剖切的正視圖；圖2A示出圖1的橡膠注射模塑裝置的部分放大圖，以及圖2B是示出安裝在圖1的橡膠注射模塑裝置中的檢測裝置的結(jié)構(gòu)的線路圖；圖3是示出圖1的橡膠注射模塑裝置的一個工作狀態(tài)的視圖；圖4是示出繼續(xù)圖3所示的狀態(tài)的另一個工作狀態(tài)的視圖；圖5是示出繼續(xù)圖4所示的狀態(tài)的又一個工作狀態(tài)的視圖；圖6是示出繼續(xù)圖5所示的狀態(tài)的又一個工作狀態(tài)的視圖；圖7是示出繼續(xù)圖6所示的狀態(tài)的又一個工作狀態(tài)的視圖；圖8示出傳統(tǒng)的橡膠注射模塑裝置的部分垂直剖視的正視圖；以及圖9A和圖9B是示出圖8的傳統(tǒng)的橡膠注射模塑裝置的工作狀態(tài)的視圖。
具體實施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的橡膠注射模塑裝置的整個結(jié)構(gòu)。如圖1所示，除模具10、注射機12和饋送機14之外，橡膠注射模塑裝置設(shè)有推進組件15。
模具10在其中具有模腔16，并且還具有與該模腔16相連的直流道18、澆道20和內(nèi)澆口22。24是注射機12的注射缸。注射缸24包括注射室26。橡膠被裝到注射室26中，然后通過注射柱塞28的向前運動，如在圖1中所示的向下方向的運動，從在注射缸24的尖端部分(底部尖端，如在圖中所示)處的噴嘴38排出，并且被注射到模具10的模腔16中。
注射柱塞28由驅(qū)動缸30沿向前方向，在圖1中是向下方向驅(qū)動。注射柱塞28沿退回方向位于游離狀態(tài)，在那里當橡膠從饋送機14中裝到注射室26中時，橡膠的壓力導致退回運動，在圖中是沿向上方向。
在注射缸24中設(shè)置有加熱設(shè)備32，用于加熱在注射室26中的橡膠。在這里加熱設(shè)備32由加熱介質(zhì)34和管36構(gòu)成，加熱介質(zhì)34經(jīng)過所述管。
在該實施例中，如在圖2A中所示，注射室26設(shè)置為包括在噴嘴38末梢的注射孔。注射室26的末梢部分是錐形部分40，其向如在圖2A中所示的端部逐漸變細。相應(yīng)地注射柱塞28的末梢部分具有帶有相同圓錐角的錐形部分42。結(jié)果在于，當注射柱塞28突出到前尖端極限時，如圖3中所示，注射室26的錐形部分40和注射柱塞28的錐形部分42一起幾乎沒有間隙地配合，從而注射室26的錐形部分40被注射柱塞28的錐形部分42塞上。
換句話說，在注射柱塞28突出到向前的極限時，注射室26整個被注射柱塞28填充。因此，在該實施例中，當通過注射柱塞28的向前運動注射橡膠時，在注射室26中的橡膠全部被從噴嘴38中排出并且注射到模具10的模腔16中。換句話說，在通過注射柱塞28的向前運動的注射后，在注射缸24中不會存在殘留的橡膠。
上述的饋送機14包括料筒44和裝配在料筒44里面的螺桿46。螺桿46的旋轉(zhuǎn)運動揉捏并且混合從供應(yīng)孔48供應(yīng)的橡膠以增加橡膠的流動性，所以如在圖2A中所示，通過連接注射室26和進料孔50的進料管52從在料筒44末梢處的進料孔50將橡膠進給到注射室26中。
在這時候，由于橡膠裝入到注射室26中產(chǎn)生的壓力，注射柱塞28沿在圖3中的向上方向退回。進料管52在圖3中沿水平的方向線性地設(shè)置，其中它的尖端在錐形部分40中通到注射室26中。
料筒44設(shè)有加熱設(shè)備56，用于當通過螺桿46的旋轉(zhuǎn)運動揉捏已經(jīng)供應(yīng)的橡膠時加熱在料筒44里面的橡膠。加熱設(shè)備56也是由加熱介質(zhì)34和管36構(gòu)成，加熱介質(zhì)34流過所述管。
連接塊54連接饋送機14和注射機12。進料管52的一部分由該連接塊54形成。在進料管52的外圍部分中，連接塊54設(shè)有用于加熱通過進料管52進給的橡膠的加熱設(shè)備58。加熱設(shè)備58也是由加熱介質(zhì)34和管36構(gòu)成，加熱介質(zhì)34流過所述管。
加熱設(shè)備58的加熱溫度設(shè)置為高于料筒44的加熱設(shè)備56的加熱溫度。加熱設(shè)備58的加熱溫度是高于從饋送機14進給的最后進給橡膠的溫度。在從饋送機14進給的橡膠中，中間進給的橡膠和最后進給的橡膠具有比首先進給的橡膠高大約20℃的溫度，由于除加熱設(shè)備56的加熱之外，壓縮和剪切導致的自身產(chǎn)生的熱量。加熱設(shè)備58的加熱溫度是高于該溫度大約10℃，并且結(jié)果，加熱具有幾乎30℃溫度差的首先進給的橡膠，加熱具有幾乎20℃溫度差的中間進給的橡膠，加熱具有幾乎10℃溫度差的最后進給的橡膠。即，進料管52被加熱裝置58加熱到比從饋送機14中進給的橡膠的最高溫度更高的溫度。在本領(lǐng)域中眾所周知，加熱設(shè)備32、56和58經(jīng)過合適的控制器(在附圖中未示出)供能，所以當考慮橡膠材料、發(fā)射量、和操作環(huán)境等時能夠合適地調(diào)節(jié)加熱設(shè)備32、56和58中的每一個的溫度和開/關(guān)操作。優(yōu)選地，加熱設(shè)備58的溫度和開/關(guān)操作與其他加熱設(shè)備56、58分開控制。
上述的推進組件15具有桿形活塞62。通過驅(qū)動缸(驅(qū)動裝置)64沿向前方向、即圖3中的向左方向移動活塞62以將在進料管52中的橡膠推到注射室26中。
注意到活塞62在它的向前行進的極限處關(guān)閉進料管52的前尖端部分的開口，或者換句話說，關(guān)閉在進料管52和注射室26之間的連接孔。因此，即使如果通過注射柱塞28的向前運動向在注射室26里面的橡膠施加注射壓力，在注射室26里面的橡膠不會流回到進料管52中。即，在該實施例中，推進組件15同時還形成防止逆流裝置(防止逆流元件)，其防止橡膠從注射室26中逆流到進料管52中。
在連接塊54中形成有用于使活塞62向前移動進入進料管52中和從進料管52中退出的運動通道66，以便與進料管52在一直線上。設(shè)置驅(qū)動裝置68用于旋轉(zhuǎn)在饋送機14中的螺桿46，并且設(shè)置檢測裝置70以檢測注射柱塞28在注射機12中的退回極限。
在該實施例中，檢測裝置70包括線性分壓器，其包括與注射柱塞28集成的可線性移動的可移動部分72和電阻器74(見圖2B)。在該線性分壓器中，如圖2所示，當可移動部分72與注射柱塞28一起移動時，滑動觸點76在電阻器74上線性地滑動，從而在滑動觸點76和電阻器74的終端之間的電阻值按位移大小的比例改變。因此，通過讀取在分壓器中的伏特數(shù)檢測在線性運動中的位移，所述分壓器當向電阻器74施加明確的電壓由滑動觸點76形成。
在該實施例中，通過該檢測裝置70檢測注射柱塞28的設(shè)定退回極限。設(shè)定退回極限被預(yù)先設(shè)定在這樣一個位置，在該位置時被裝入到注射室26中的橡膠加上從前述的進料管52中推入的橡膠量的總和的橡膠量將被設(shè)定為用于一個循環(huán)的裝料量。
控制器78基于該檢測裝置70的檢測器信號輸出控制饋送機14和推進組件15的動作。當檢測裝置70檢測到注射柱塞28已經(jīng)退回到退回極限時，檢測器信號被接收，所以控制器78不僅停止來自饋送機14的橡膠的進給，而且隨后啟動推進組件15以通過活塞62的向前運動將在進料管52里面的橡膠推入到注射室26中。
基于圖3-6詳細地描述根據(jù)該實施例的橡膠注射模塑裝置的下一個動作。圖3示出在先前的循環(huán)的橡膠注射動作之后開始進行裝料的狀態(tài)。在該階段，柱塞28在向前運動的極限上，位于填充全部注射室26的狀態(tài)下。通過該狀態(tài)，啟動饋送機14并且螺桿46的旋轉(zhuǎn)推動在料筒44里面的橡膠通過進料孔50和進料管52到注射室26中。
如圖4中所示，位于向前運動極限的注射柱塞28通過橡膠的壓力被推動以沿圖中所示的向上方向退回。而且，如該圖所示，當注射柱塞28到達設(shè)定退回極限(在圖中的P1)，這通過檢測裝置70檢測到。控制器78在接收到來自該檢測裝置70的檢測信號之后停止饋送機14的動作以停止橡膠進給到注射室26中。
在該階段，有橡膠殘留在進料管52中。因此，啟動推進組件15并且活塞62沿圖中所示的向左的方向向前移動。通過這種布置，活塞62的向前運動將殘留在進料管52中的橡膠推入到注射室26中。在該階段，如圖5中所示，注射柱塞28進行運動以到達圖中的P2位置，所述運動根據(jù)在進料管52中推出的橡膠量向后運動小的行程。如圖5中所示，當指定的橡膠量已經(jīng)裝入到注射室26中時，然后進行改變模具10的操作。
已經(jīng)沿向前方向移動的活塞62保持在活塞關(guān)閉進料管52的孔60的狀態(tài)下。在該狀態(tài)下，如圖6中所示，注射柱塞28沿圖中的向下方向前進以將在注射室26里面的橡膠從在注射室的尖端處的噴嘴38中注射用來將橡膠注射到模具10的模腔16中。在這時，推進組件15用作橡膠的防止逆流裝置，防止在注射室26里面的橡膠逆流到進料管52中。然后加熱已經(jīng)注射到模腔16中的橡膠到加熱溫度，之后通過保持橡膠在加熱溫度下持續(xù)特定量的時間進行硫化。
另一方面，如圖7中所示，在注射方法之后，已經(jīng)被推動到達向前方向極限的前述活塞62拉回(退回)到退回極限，并且等待在該狀態(tài)下直到下一個推進操作為止。
如上所述，在該實施例中，在橡膠被注射到模腔16中的階段中，能夠避免橡膠殘留在進料管52里面，并且然后通過在下一個注射方法中將在進料管52里面殘留的橡膠注射到模腔16中，能夠消除所注射的橡膠溫度降低的問題，可以增加橡膠的溫度超過傳統(tǒng)技術(shù)的溫度。更特別地，橡膠當被注射到模腔16中時能夠被加熱到不小于在模腔中的橡膠的硫化溫度的85％，更優(yōu)選地不小于90％。
這能夠完全減少用于將注射到模腔16中的橡膠到達硫化溫度所要求的時間，相對于傳統(tǒng)技術(shù)，主要能夠減少硫化所要求的時間。具體地，在注射室26里面的橡膠可能是大約120℃，橡膠溫度在橡膠經(jīng)過噴嘴38的階段可以被增加到大約140℃，并且橡膠溫度在橡膠被注射到模腔16時可以被增加到大約160℃。當模具的硫化設(shè)定溫度是170℃時，作為硫化時間的測量結(jié)果，這種布置可以顯著地減少硫化時間從傳統(tǒng)的6分鐘到2.5分鐘。硫化時間的完全減少能夠完全增加橡膠產(chǎn)品的制造效率，能夠減少所要求的模具10的數(shù)量，并且能夠減少硫化裝備所占用的空間。
在該實施例中，橡膠推進組件15用作防止逆流元件，用于防止橡膠逆流到進料管52中，因此能夠取消圖8中所示的傳統(tǒng)的橡膠注射模塑裝置中所使用的防止逆流閥230。而且，同時，取消防止逆流閥也能夠解決在防止逆流閥中殘留橡膠的問題。
在該實施例中，推進組件15如此構(gòu)成，以便通過驅(qū)動裝置64沿進料管52向前移動活塞62，并且因此推進組件15能夠以簡單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并且在進料管52里面的橡膠能夠被有效地推入到注射室26中。
而且，在該實施例中，提供的加熱設(shè)備58能夠使來自饋送機14的首先進給的橡膠的溫度升高，其中實際上在饋送機14中保持在90℃，當使用間歇的運動在進給一次性使用250mm值的橡膠之后，分別每50mm值測量溫度，在進料管52中沒有加熱設(shè)備的情況下傳統(tǒng)產(chǎn)品的結(jié)果是76℃、95℃、105℃、106℃、106℃，在橡膠的溫度中具有最大30℃的偏差，然而，相反在具有用于進料管52的加熱設(shè)備58(具有120℃的設(shè)定溫度)的本發(fā)明的產(chǎn)品中，溫度是113℃、113℃、114℃、115℃、115℃，可以達到在橡膠中的熱偏差僅僅為將近2℃。如從上述結(jié)果可以看出，加熱設(shè)備58的供應(yīng)能夠減小在被注射到模腔16中的和在注射室26中的橡膠的橡膠溫度的變化性，即使指定間歇操作，能夠增加產(chǎn)品的質(zhì)量。
而且，根據(jù)該實施例的橡膠注射模塑裝置如此設(shè)置，使得應(yīng)該考慮通過從饋送機14進給的橡膠從推進組件15被推入到進料管52的橡膠量設(shè)定注射柱塞28的退回極限。因此，不管是否通過推進組件15輸送橡膠到進料管52中，裝入到注射室26中的橡膠量將是最合適用于一次循環(huán)的裝料量。
而且根據(jù)該實施例，結(jié)構(gòu)是這樣的，使得當注射柱塞28在向前極限時，整個注射室26將被注射柱塞28填充，因此解決了在注射后在注射缸24里面殘留橡膠的問題。這種布置可以進一步增加被注射到模腔16中的橡膠的溫度，能夠完全減小用于硫化的時間。
雖然在本發(fā)明現(xiàn)在優(yōu)選的實施例中詳細地說明本發(fā)明，但僅僅說明性的目的，應(yīng)該明白本發(fā)明不限于示出的實施例的任何細節(jié)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以以其它不同的改變、修改和改進實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種橡膠注射模塑裝置，包括其中具有模腔(16)的模具(10)；注射機(12)，包括帶有在其中存儲橡膠的注射室(26)的注射缸(24)，和用于通過注射柱塞的前進將橡膠從所述注射室注射到所述模腔中的注射柱塞(28)；饋送機(14)，具有帶有進料孔(50)的料筒(44)并且適合于通過進料管將混合狀態(tài)的橡膠進給到所述注射室中，所述進料孔形成在料筒的末梢并且通過進料管(52)與注射室連接；以及推進組件(15)，其在由所述饋送機進行的橡膠進給操作之后將殘留在所述進料管中的橡膠推入到注射室中。
2.如權(quán)利要求1所述的橡膠注射模塑裝置，進一步包括防止逆流元件(15)，用于保持所述注射室(26)里面的橡膠并且防止在所述進料管里面的橡膠已經(jīng)被推進到注射室中之后橡膠從所述注射室逆流到所述進料管(52)中。
3.如權(quán)利要求1所述的橡膠注射模塑裝置，其中所述推進組件(15)包括可移動的活塞(62)，其具有與所述進料管(52)基本相同橫截面的形狀，其中通過所述活塞由驅(qū)動裝置沿所述進料管向前移動，將所述進料管里面的橡膠推到所述注射室中。
4.如權(quán)利要求3所述的橡膠注射模塑裝置，其中所述活塞(62)是桿形的。
5.如權(quán)利要求3所述的橡膠注射模塑裝置，其中所述進料管(52)設(shè)置成直線的形式，并且運動通道(66)沿著進料管形成直線的形式用于允許柱塞在所述進料管里面向前移動或在所述進料管里面向后退回。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的橡膠注射模塑裝置，進一步包括設(shè)置在進料管(52)的外圍部分的用于加熱的加熱設(shè)備(58)，以便加熱從所述饋送機(14)進給的橡膠。
7.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的橡膠注射模塑裝置，其中根據(jù)通過來自所述饋送機(14)的橡膠進給進入所述注射室(26)中的橡膠裝料而向前和向后移動的所述注射柱塞(28)包括用于檢測設(shè)定退回極限的檢測裝置(70)和用于基于所述檢測裝置的檢測停止所述饋送機的橡膠進給的控制單元，所述設(shè)定退回極限設(shè)定為使得裝入到所述注射室的橡膠量加上從所述進料管中所推出的殘留橡膠量將是一次裝料的設(shè)定量。
8.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的橡膠注射模塑裝置，其中所述注射室(26)在末梢處具有向所述注射缸的末梢噴嘴延伸的錐形的形狀，并且所述注射柱塞(28)在它的末梢處具有與所述注射室的末梢相同形狀的錐形的形狀，從而所述注射柱塞的末梢部分與所述注射室的末梢部分配合以在柱塞的向前的極限處填充所述注射室的末梢部分。
9.一種利用注射注塑裝置制造橡膠產(chǎn)品的方法，其中所述裝置包括其中具有模腔(16)的模具(10)；注射機(12)，包括帶有在其中存儲橡膠的注射室(26)的注射缸(24)，和用于通過注射柱塞的前進將橡膠從所述注射室注射到所述模腔中的注射柱塞(28)；饋送機(14)，具有帶有進料孔(50)的料筒(44)并且適合于通過進料管將混合狀態(tài)的橡膠進給到所述注射室中，所述進料孔形成在料筒的末梢并且通過進料管(52)與注射室連接；以及推進組件(15)，其在由所述饋送機進行的橡膠進給操作之后將殘留在所述進料管中的橡膠推入到注射室中，所述方法包括下列步驟在所述饋送機的橡膠進給動作之后，通過推進組件將殘留在所述進料管里面的橡膠推入到所述注射室中；以及然后通過所述注射柱塞的向前運動將在所述注射室中存儲的橡膠注射到所述模腔中，從而在所述模腔中橡膠被硫化模制。
10.如權(quán)利要求9所述的橡膠產(chǎn)品的制造方法，其中橡膠當被注射到模腔(16)中時被加熱到不小于模腔中的橡膠的硫化溫度的85％。
11.如權(quán)利要求9或10所述的橡膠產(chǎn)品的制造方法，其中加料管(52)被加熱的溫度高于從饋送機(14)所進給的橡膠的最高溫度。
全文摘要
一種橡膠注射模塑裝置，包括其中具有模腔(16)的模具(10)；注射機(12)，包括帶有在其中存儲橡膠的注射室(26)的注射缸(24)，和用于通過注射柱塞的前進將橡膠從所述注射室注射到所述模腔中的注射柱塞(28)；饋送機(14)，具有帶有進料孔(50)的料筒(44)并且適合于通過進料管將混合狀態(tài)的橡膠進給到所述注射室中，所述進料孔形成在料筒的末梢并且通過進料管(52)與注射室連接；以及推進組件(15)，其在所述饋送機的橡膠進給操作之后將殘留在所述進料管中的橡膠推入到注射室中。也公開了一種利用該模塑裝置制造橡膠產(chǎn)品的方法。
文檔編號B29C45/73GK1748975SQ20051009958
公開日2006年3月22日 申請日期2005年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月14日
發(fā)明者犬飼幸男, 加藤重己, 青井孝弘, 木村憲仁, 今井隆裕, 赤塚祐樹, 小野正己 申請人:東海橡膠工業(yè)株式會社, 三友工業(yè)有限公司