專利名稱：模制方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及制造復(fù)合產(chǎn)品的方法、在制造那些產(chǎn)品中所采用的模制設(shè)備以 及相關(guān)的產(chǎn)品。本發(fā)明具體應(yīng)用于這樣的復(fù)合產(chǎn)品，它包括在金屬制成的主體上形成的聚 合部件。本發(fā)明是參照用于水利基礎(chǔ)設(shè)施的產(chǎn)品(例如管道、通道、蓄水或保水系統(tǒng)和水 箱)來說明的，它們主要由結(jié)合有耐腐蝕金屬涂層并且在一些布置中結(jié)合有聚合薄膜覆層 的鋼帶制成。但是，應(yīng)該理解，本發(fā)明具有并不限于此的更廣泛的用途。
背景技術(shù)：
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)至少在某些情況下將產(chǎn)品例如水利基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品形成為復(fù)合結(jié)構(gòu)是有 利的，其中聚合部件與通常由金屬板制成的產(chǎn)品主體連接。該聚合部件可以用于各種目的。 例如，該聚合部件可以提供使產(chǎn)品主體能夠與另一個部件連接的一部分接頭，從而在該接 頭處形成水密封。在另一個例子中，該聚合部件可以用作水箱或蓄水/保水系統(tǒng)的底部或 蓋子結(jié)構(gòu)的一部分。在標(biāo)題為“Method of Making a Composite Product”的本申請人的早期國際申 請W02007/073579中，披露了通過將聚合材料直接澆鑄到產(chǎn)品主體上來制造這些復(fù)合產(chǎn)品 的方法，在此將其內(nèi)容合并入本文作為交叉參考。人們已經(jīng)認(rèn)識到模具設(shè)計的改進(jìn)可以有助于這種直接澆鑄的工藝。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了用于將聚合材料澆鑄到具有相對側(cè)面的主體上形成 聚合部件的模具，該模具包括分別設(shè)置在相應(yīng)的主體相對側(cè)面上的第一模具部件和第二模 具部件，并且這些模具部件中的至少一個限定了與所述主體連通的至少一部分模腔。在本說明書的上下文中，對于聚合部件所采用的術(shù)語“澆鑄”包括所有模鑄技術(shù)和 /或通過這些技術(shù)形成的物品，其中將聚合材料導(dǎo)入到模具中以便將部件制成特定形狀。可 以通過任何合適的方法例如通過注射模塑方法或通過擠出機(jī)供料裝置將材料導(dǎo)入模具中， 或者可以通過旋轉(zhuǎn)模制或噴吹模制工藝制作。在一種形式中，第一模具部件和第二模具部件中的每一個都限定了一部分模腔。在一種特定的形式中，模具設(shè)置成在聚合材料澆鑄期間為主體提供支撐。這種設(shè) 置尤其適用于澆鑄到更薄的材料(例如小于1mm的鋼板)上，因為它能夠減少在澆鑄期間 對主體強(qiáng)度的依賴。但是，該模具并不限于應(yīng)用于這些材料。例如，該方法可用于由不同結(jié) 構(gòu)例如由更厚的帶材(例如大于2mm的鋼)或者由鑄造或模制的厚壁部件制成的主體。在一種特定的形式中，模具設(shè)置成使流體壓力能夠施加到主體的兩面上以便在聚 合材料澆鑄期間支撐所述主體。根據(jù)該形式的模具適用于將聚合材料澆鑄到主體上時在主 體的相對側(cè)面上施加流體壓力的處理。因為在澆鑄期間在主體的相對側(cè)面上存在一定程度 的流體壓力平衡，這樣，能夠引入到模腔中的總流體壓力并不取決于主體的強(qiáng)度。采用這種 布置，主體上的主要壓力為澆鑄期間在主體的相對側(cè)面上的流體壓力差。
在一種形式中，第一模具部件和第二模具部件中的一個布置成在將聚合材料澆鑄 在主體上時為主體提供支撐表面。這樣，模具部件提供有支撐表面，主體直接或通過中間部 件接合在其上以幫助它在澆鑄期間適應(yīng)施加在主體上的負(fù)載。在一種特定形式中，第一模具部件和第二模具部件是分開的，并且布置成相互接 合，而且在接合時形成其中用來容納所布置的那部分主體的共同空腔。在另一種形式中，第 一模制部分和第二模制部分相互連接或彼此一體形成，從而使該模具形成為用來容納所述 主體的單獨(dú)裝置。在一種形式中，主體為中空部件，并且一個模具部件形成內(nèi)模具部件，而另一個模 具部件形成外模具部件。在一種特定形式中，模具還包括密封裝置，布置成與主體接合并且能將其操作為 用來在主體和模具之間形成流體密封以防止注入到模腔中的模制材料從模腔中滲出。第二方面，本發(fā)明提供了用于制造將材料澆鑄到主體上的復(fù)合產(chǎn)品的模具。具體 地說，提供模具以將材料澆鑄到主體上，所述模具限定有模腔并且結(jié)合有密封裝置，其中一 部分主體與模腔連通，并且密封裝置與主體接合，被操作為用來在主體和模具之間形成流 體密封，以防止注入到模腔中的模制材料從模腔中滲出。根據(jù)此方面，設(shè)有密封裝置，該裝置使得模具能夠與主體接合，由此有利于直接澆 鑄到主體表面上。而且，主體不必完全包含在模具內(nèi)，而是實際上可以從模具中伸出，由此 給予模制工藝更多的靈活性，并且尤其使模制工藝適用于澆鑄到細(xì)長主體例如管子等上。在一種形式中，以上任一方面描述的密封裝置包括在回縮狀態(tài)和伸展?fàn)顟B(tài)之間運(yùn) 動的密封件，其中該密封件布置成從其回縮狀態(tài)向其伸展?fàn)顟B(tài)運(yùn)動以實現(xiàn)與主體的流體密 封。在特定形式中，所述模具還包括驅(qū)動器，其被操作為用來使密封件在其回縮狀態(tài)和伸展 狀態(tài)之間運(yùn)動。該布置的優(yōu)點(diǎn)在于，它提供一種將密封件偏壓成與主體表面接觸的密封裝置，這 能夠提高所得到的密封的完整性。進(jìn)一步，密封件在回縮狀態(tài)和伸展?fàn)顟B(tài)之間的運(yùn)動能夠 有利于模具運(yùn)動成與主體接合和脫開，下文將會對此進(jìn)行更詳細(xì)地描述。在另一種形式中，密封裝置包括密封件，它可變形并且布置成在偏壓成與主體表 面接觸時與主體表面的輪廓一致。這種裝置可以利于用在主體的表面輪廓不均勻的情況 中，如主體為具有形成在其外表面上的一個或多個加強(qiáng)構(gòu)件的管子。在一種特定形式中，在主體為中空部件(例如，上述管子)并且模具包括內(nèi)、外模 具部件的情況下，密封裝置包括設(shè)置在相應(yīng)的內(nèi)、外模具部件上的第一密封件和第二密封 件。在一種形式中，主體固定(布置成安裝或夾持)在那些密封件之間。在特定形式中，形 成在內(nèi)模具部件上的第一密封件采用上述密封件的形式，它能夠在回縮位置和伸展位置之 間運(yùn)動。在一種特定的實施方案中，第二密封件設(shè)置在外模具部件上，并且采用如上所述 的可變形密封件形式。在特定的形式中，外模具也由第一模具部件和第二模具部件形成，它 們可以相對于彼此運(yùn)動，以便能夠打開，將主體部分容納在模具內(nèi)，并且能夠關(guān)閉，將第二 密封件偏壓成與主體表面接觸，從而使該第二密封件與主體表面一致。在一種形式中，主體為管狀，其中所述內(nèi)模具部件可以位于管子內(nèi)，并且外模具部 件布置成夾在管子外部周圍。
在一種特定形式中，在主體中設(shè)有至少一個孔，以使流體聚合材料能夠在相對側(cè) 面之間流動，從而平衡在澆鑄期間施加在相對側(cè)面上的流體壓力。在一種特定形式中，將至少一個間隔件設(shè)置在主體上，該主體上放置至少一個模 具部件。在特定形式中，所述至少一個間隔件安裝在所述至少一個孔內(nèi)。該間隔件可以與 其中一個模具接合，從而在澆鑄期間為主體提供支撐。根據(jù)上面形式的模具以及上述工藝能夠很好的適用于將聚合材料澆鑄到金屬板 主體上。在一種形式中，主體為具有封閉截面的管子形狀。在特定形式中，管子包括至少一 個在管子兩端之間延伸的外部肋條。這種管子由具有耐腐蝕金屬涂層并且結(jié)合有聚合薄膜 的鋼板形成。聚合薄膜不僅有助于將聚合部件結(jié)合到該主體上，而且還可以用于其它目的。 例如，聚合薄膜可以形成防水層和/或提高金屬的化學(xué)穩(wěn)定性。這些聚合薄膜可以包括低 密度或高密度聚乙烯、PVC和聚丙烯。在一種形式中，主體結(jié)合有厚度為0.5mm至1.6mm或更厚(如果特定應(yīng)用需要的 話)的鋼板。在一種形式中，將材料澆鑄到主體上以便形成該主體的接頭。在一種形式中，該接 頭形成在主體的端部處。在另一種形式中，該部件可以形成在主體的中部從而為主體提供 中間連接。在一種形式中，將聚合材料作為預(yù)制件澆鑄到主體上。這樣，模腔成形以構(gòu)成預(yù)制 件。在那種布置中，該方法還包括將預(yù)制件后成形為其最終形狀的步驟。在可選的布置中， 模具如此設(shè)置，從而將聚合材料直接澆鑄成其最終形狀，而無需任何后成形或機(jī)械加工。雖然所述模具能夠很好的適用于上述方法，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于那種用 途。例如，模具可以用于以下方法中，使主體構(gòu)成模具的一部分，并且將材料澆鑄到主體表 面上。這種布置披露在本申請人的早期國際申請W0 2007/073579中。在這種布置中，一部 分模具可以與主體的正在澆鑄材料的相對側(cè)面接合，以便在澆鑄期間支撐該主體。另一方面，本發(fā)明提供了將模具部件密封到主體表面上的方法，該方法包括以下 步驟使模具部件和主體中的一個或兩個運(yùn)動以與另一個對準(zhǔn)；并且使模具部件上的密封 件從回縮位置向伸展位置運(yùn)動以便在模具部件和主體之間形成流體密封。又一方面，本發(fā)明涉及采用上述任意形式的模具或方法形成的聚合部件。
下面參照附圖對實施方案進(jìn)行說明。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖和相關(guān)說明的詳細(xì)描述 不是對本發(fā)明前面廣義說明的限制。在這些附圖中圖1A、1B和1C為用于水利基礎(chǔ)設(shè)施中、結(jié)合有聚合部件的各種管接頭的示意圖；圖2為用于管子的分支接頭的示意圖；圖3為結(jié)合有聚合底部接頭的水箱的示意性剖視圖；圖4為與主體一端連接的模制設(shè)備的示意性側(cè)視圖；圖5為圖4的模制設(shè)備的端視圖；圖6為與主體連接的模制設(shè)備的示意性剖視圖，其中該部分具有外部加肋條的結(jié)構(gòu)；圖7為圖6所示結(jié)構(gòu)的變型，其中主體為波紋狀；圖8為圖1C管接頭的另一個變型的分解圖；圖9為圖8管接頭的裝配圖；圖10為圖8管接頭的剖視圖；圖11為在結(jié)合有主管和凸形接頭的復(fù)合產(chǎn)品的變型的剖視圖；圖12為圖11復(fù)合產(chǎn)品主管的詳視圖；圖13為與圖12主管連接的模制設(shè)備的示意性剖視圖；圖14表示用于將聚合材料澆鑄到閉合位置的主管上的模具的剖視圖，其中內(nèi)模 具部件的密封件處于回縮狀態(tài)；以及圖15表示圖14的模具，其中內(nèi)模具部件的密封件處于伸展?fàn)顟B(tài)。
具體實施例方式圖1A至1C表示用于連接第一管子100和第二管子200的各種接頭10、20和30。 這些接頭結(jié)合有模鑄到管子端部上的聚合部件，下面對其進(jìn)行詳細(xì)描述。在所示形式中，管子100和200由結(jié)合有耐腐蝕涂層的鋼板形成。另外，鋼板可以 成形為包括加強(qiáng)結(jié)構(gòu)以便提高管子的強(qiáng)度。這些加強(qiáng)結(jié)構(gòu)可以采用肋條、波紋等形式。另 外，管子100和200可涂覆聚合材料。該聚合材料可以采用提供防水層和/或提高金屬板 的化學(xué)穩(wěn)定性的薄膜的形式。這些聚合薄膜可以包括低密度或高密度聚乙烯、PVC和聚丙 烯。另外，聚合薄膜可便于將聚合部件結(jié)合到各個管子上。由鋼帶形成的管子的示例為由本申請人以商標(biāo)HYDR0RIB和AGRIRIB銷售的產(chǎn)品， 該產(chǎn)品通常規(guī)格為0. 5mm至1. 6mm并且包括有沿著管子螺旋延伸的外部肋條。這種管子結(jié) 合有以商標(biāo)TRENCHCOATTMLG銷售的LD聚乙烯薄膜涂層，并且通過螺旋纏繞鋼帶的方法制 成。管子100、200通過接頭10、20和30以端對端的關(guān)系連接以提供流體密封，以便能 夠在不定長度上輸送流體例如水。由管子100、200形成的基礎(chǔ)設(shè)施可以加上一定壓力用于 例如供應(yīng)城市用水、灌溉用水或氣體，或者可以不加壓用于下水道或排雨水等用途。由接頭 10,20或30形成的密封效果在很大程度上決定了管子的壓力等級。圖1A所示的實施方案中，接頭10結(jié)合有在第一管100的端部形成的第一聚合接 頭11和在另一根管200的端部形成的第二聚合接頭12。這些接頭相互鄰接以在管子100 和200之間形成對接?？梢詫A緊元件(未示出)設(shè)置在接頭上以便將它們固定。圖1B所示的實施方案中，第一接頭21形成在管端部101上，而第二接頭22形成 在第二管子200的端部201上。每個接頭包括位于其外端處的法蘭(分別為23、24)，并且 這些法蘭通過接頭20的連接而對接在一起。雖然圖中未示出，但是通常以緊固件例如螺母 和螺栓延伸穿過這些法蘭23和24將這些管子保持在一起。圖1C的實施方案中，接頭30為鐘和套管類型，其中鐘形部31形成于管子100的 端部，而套管32形成于另一根管子200的端部。將套管32設(shè)置到鐘形部31的空腔33中 從而將管子100和200連接在一起，并且實現(xiàn)它們之間的密封。圖1A至1C的實施方案表示理想地由聚合部件形成的一般接頭類型。本領(lǐng)域普通
8技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，必須結(jié)合有密封件例如“0”形密封環(huán)或壓力密封件以形成不透水連接。 這種布置的實施例顯示在圖8至10中。在圖8至10的實施方案中，第一接頭元件(鐘形部)501設(shè)置在一根管子100的 端部，并形成凹形部件，而另一個接頭元件(套管)51n設(shè)置在另一根管子200的端部并形 成凸形連接件。壓力密封件521設(shè)置在凹形部件501上，并且設(shè)計成與凸形部件511的外表 面5311接合。該壓力密封件一部分嵌入凹形部件501內(nèi)表面的凹部541內(nèi)。通過將凸形部件511設(shè)置到凹形部件501的孔531中來形成不透水連接。壓力密 封件521形成流體密封，并且設(shè)計成在管子壓力增大的情況下與接頭元件501和5111更緊密 接合，從而不僅增強(qiáng)了密封，而且還防止管子不小心脫開。這避免了需要單獨(dú)夾緊元件來將 管子100、200保持軸向?qū)?zhǔn)。除了接頭元件之間形成的密封之外，接頭形成流體密封的有效性還在一定程度上 取決于相應(yīng)聚合部件和主管之間的界面。下面將對在這些部分之間設(shè)置的該流體密封界面 進(jìn)行更詳細(xì)地說明。圖2表示用于主管100的接頭40的另一個變型。在該實施方案中，接頭40用于 為管子100提供分支管，因此位于管子100的端部(101，102)之間。在所示的形式中，接頭 40形成有從管子表面伸出的聚合套管41。該套管41具有中央空腔42，其中設(shè)有位于下面 管壁中的孔104。采用這種布置，可以在接頭40處將端部具有合適接頭的另一根管子連接 到管子100。在一種形式中，雖然接頭40可以不在現(xiàn)場形成，但是在另一可選的布置中，需要 在已經(jīng)鋪設(shè)的管子上現(xiàn)場制作接頭。在該布置中，將聚合材料41模鑄到管壁上，并且現(xiàn)場 在管子中形成孔104。圖3表示水利基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品的另一種類型，即水箱300。在圖3的實施方案中，水 箱300形成有由成形金屬帶材制成的圓柱形箱壁301。該金屬帶材也可以是結(jié)合有耐腐蝕 金屬涂層并且通常結(jié)合有聚合涂層的鋼板。合適的PVC涂覆鋼帶材的示例為由本申請人以 商標(biāo)AQUAPLATE 銷售的產(chǎn)品。該金屬帶材通常厚度為0. 5mm至1. 6mm，可以成形有波紋或 肋條，并且可以通過螺旋纏繞帶材形成箱壁，或者采用更普通的結(jié)構(gòu)，通過一系列彼此疊置 的圓柱形面板元件構(gòu)成該箱壁。在圖3的實施方案中，水箱結(jié)合有澆鑄到箱壁底部302上形成的聚合部件55。該 聚合部件構(gòu)成水箱300底部組件303的一部分。在上述每個實施方案中，將聚合材料直接澆鑄到產(chǎn)品部100、200或300上。圖4 至15更詳細(xì)地顯示了不同的澆鑄過程。首先見圖4和圖5，為了將聚合材料澆鑄到產(chǎn)品部400上，在第一實施方案中提供 模制設(shè)備500，該設(shè)備結(jié)合有夾在產(chǎn)品部400周圍的模具部件501和502。模具部件501、 502每個都具有內(nèi)模具壁503和504，它們夾緊到產(chǎn)品部400上時與主體部的外表面401結(jié) 合形成閉合空腔505，腔中可以導(dǎo)入聚合材料。該設(shè)備500還包括供料組件506，用于將聚合材料導(dǎo)入到模具空腔505中。該組 件通常采用擠出機(jī)/注射機(jī)系統(tǒng)的形式，該系統(tǒng)將聚合材料以液態(tài)形式在相對較低的壓力 (通常大約為210kpa-480kpa)下導(dǎo)入從而不會使產(chǎn)品部400變形。另外，可以采用單個或 多條注入通道將一種或多種聚合物或其它擠出材料的特性組合在一起以形成同質(zhì)或異質(zhì)結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)對最終模制部件的物理性能和經(jīng)濟(jì)性會產(chǎn)生影響。通常注入的聚合材料可以來源于聚烯烴、乙烯基醋酸乙烯樹脂、聚氯乙烯、聚丙 烯、聚碳酸酯、尼龍和相關(guān)混合物的樹脂。另外或可選的是，這些聚合材料可以包括與橡膠 相關(guān)的化合物，并且可以通過添加陶瓷或玻璃珠、定向纖維納米顆粒(例如納米黏土)、和/ 或由聚合物或金屬部件制造的固體嵌入物來強(qiáng)化，也可不添加上述物質(zhì)。聚合材料的組分 可以如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解的那樣變化。為了控制模制過程的操作參數(shù)，可以將主體部400和/或模套501、502加熱以促 進(jìn)特定的聚合物流動性。通常，這是通過模具加熱設(shè)備507來進(jìn)行的。而且，可以對這些部 件進(jìn)行選擇性冷卻(通過設(shè)備508)以控制材料的流動和模制部件的收縮。在一種形式中， 在一段時間內(nèi)(通常小于15分鐘)將模具和/或管子冷卻至室溫。進(jìn)一步，可以通過對那 個連接區(qū)域中的聚合材料進(jìn)行快速冷卻在模具之間形成截面流體密封。另一種可選方式 是，可以通過采用下面將要描述的其它密封布置形成流體密封。另外，在配制或?qū)⒕酆衔镒⑷氲侥＞咧袝r可以向聚合材料中加入氣體和/或其它 化學(xué)發(fā)泡劑，以提高模具內(nèi)的壓力，從而使得聚合材料能夠完全充滿模腔，并且控制模制部 分的收縮率和/或聚合物及模腔的具體填充特性，也可以不加入上述物質(zhì)。圖6和圖7示意性地表示在第一實施方案中所示的與外部加肋條的平滑孔鋼管連 接的模具500，而圖7中的主體部400為波紋管。鑒于將聚合材料直接澆鑄到主體部表面401上形成聚合部件11，該部件可以精確 填滿該表面所限定的外形，從而基本上沿著在那些模具部件之間的整個界面與該表面緊密 接觸。這改善了在這些模具部件之間的界面或連接的有效性，從而防止流體滲透并且提高 了其機(jī)械強(qiáng)度。在一種形式中，通過選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，可以在聚合部件和主體部之間實現(xiàn)高強(qiáng)度 連接。在一種形式中，聚合材料可以直接結(jié)合到金屬表面上。另一種可選方式是，可以在管 上預(yù)涂如上所述的聚合涂層以使該涂層能夠與所述聚合部件的聚合材料結(jié)合。在那種布置 中，可以將涂層加熱使其變粘稠，從而有助于在主體部和聚合部件之間的結(jié)合。通常在90° 至180°的范圍內(nèi)并且更優(yōu)選在大約130°的溫度下加熱涂層。另外，如圖6和圖7所示，如果主體部400具有成型外表面，則將聚合材料澆鑄到 那個表面會產(chǎn)生機(jī)械影響既提高了連接強(qiáng)度，又形成了曲折通道，該曲折通道有助于防止 流體穿過這些模具部件之間的界面而滲透?？梢酝ㄟ^聚合材料在澆鑄之后在冷卻期間收縮 并且結(jié)合在聚合涂層上來改善該機(jī)械影響。通過將這些材料澆鑄到主體部上，可以避免或至少大幅減少在鑄造好這些部件之 后還要將它們進(jìn)一步塑造的需要。但是應(yīng)當(dāng)理解，如果需要一些復(fù)雜形狀，則必須進(jìn)行一些 后成形。但在多數(shù)情況下，不需要任何后成形。這不僅具有簡化形成這些部件的工藝以及 所需設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，而且還提供了能夠現(xiàn)場鑄造這些部件的布置。這在需要安裝通道或管道 的新部件和/或需要進(jìn)行新連接的水利基礎(chǔ)設(shè)施中尤為有利。轉(zhuǎn)到圖11-13，這些圖披露了根據(jù)第二實施方案的鑄造工藝和設(shè)備。該鑄造工藝包 括前一實施方案的許多步驟，并且在那方面，上述關(guān)于第一實施方案的內(nèi)容同樣適用于第 二實施方案。例如，可以將鑄造工藝應(yīng)用于成形或沒有成形的主體部400，將模制設(shè)備600 夾在主體部400上以便能夠澆鑄聚合材料。
如圖11所示，凸形(套管)端部接頭60結(jié)合有沿著主體部400的外表面401設(shè)置 的第一部件61和設(shè)置在主體部400膛中的內(nèi)部件62。該接頭60的外部件和內(nèi)部件(61、 62) 一體形成，并且每個部件都連接在接頭60的終端63處，該終端從主體部400的末端凸 出并且穿過主體部400中的孔403。圖12表示在將部件60鑄到主體端部之前的主體部。主體部400包括多個孔403， 這些孔圍繞著主體部400均勻地間隔開。通常，這些孔是通過沖壓形成在主體部中，使在澆 鑄過程中導(dǎo)入的流體聚合材料能夠均等地分配給主體部400的內(nèi)表面和外表面，以便能夠 形成接頭60的外部件和內(nèi)部件(61、62)。在主體部400內(nèi)形成孔403之后，可以將阻擋間隔件404插入孔403中。這些阻 擋間隔件通常由合適的聚合物制成，并且為流體聚合物導(dǎo)入模具600的空腔提供了進(jìn)入通 道。這些間隔件404還包括腿部405，它們壓靠在模具600上，有助于在主體部400和模具 60之間保持恒定的間距，從而將主體部正確安裝在模具600內(nèi)，下面將對此展開描述。圖13表示大致裝配好的模具，而圖14和圖15更詳細(xì)地表示這些模具的一種形式 的結(jié)構(gòu)。首先參見圖13，模具600包括外模具部件601和內(nèi)模具部件602。用于制造接頭 60的模腔603是由模具部件601的內(nèi)表面604形成的模腔部分和由內(nèi)模具部件602的內(nèi)表 面605形成的模腔部分限定的。這樣，主體部400設(shè)置在模腔603內(nèi)，分別與模具元件601、 602的相應(yīng)內(nèi)表面604、605隔開。如上所述，為了保持主體部400在模具內(nèi)的位置，間隔件 404的腿部405布置成壓靠在至少一個內(nèi)模具表面上(圖中所示為表面605)。為了確保導(dǎo) 入到模腔603中的聚合材料能夠完全充滿空腔，間隔件404的腿部405不會沿著相應(yīng)間隔 件的整個圓周延伸，而是設(shè)有切口 406，該切口提供了入口，使聚合材料圍繞著這些間隔件 流動以完全充滿模腔603。一旦將聚合材料導(dǎo)入到模腔603中，則該材料能夠流過這些孔并且圍繞著主體部 400流動。這樣，在主體部的相對側(cè)面上的壓力基本上相等，因而降低了薄壁的主體部400 出現(xiàn)變形的可能性。如此，可以采用比前一實施方案中更大的壓力將液態(tài)聚合材料導(dǎo)入 模腔中。第一實施方案中壓力通常不大于480kpa，但是在第二實施方案中，可以采用大約 800kpa或甚至更大的壓力，且不會出現(xiàn)主體部400變形的危險。根據(jù)第二實施方案的模制 工藝的另一個優(yōu)點(diǎn)在于，由于聚合物通過孔403進(jìn)入，還能夠?qū)⒛Ｖ平宇^60有效鎖緊到主 體部400上。根據(jù)第二實施方案，在澆鑄過程中，可以采用與前面實施方案中所述的相同類型 的聚合材料。另外，模制工藝的操作參數(shù)也同樣適用于該第二實施方案。圖14和圖15更詳細(xì)地表明模具600的結(jié)構(gòu)。首先參照圖14，外模具601設(shè)置在 主管400周圍，并且通常形成兩部分(未示出)，這些部分可以在如圖14和15所示的打開 狀態(tài)和閉合狀態(tài)移動，在打開狀態(tài)允許主管400位于內(nèi)模具部件上，在閉合狀態(tài)外模具的 模具部件夾在主管400的端部周圍。該模具600還包括與管子的內(nèi)外表面結(jié)合的密封裝置，以防止導(dǎo)入到模腔603中 的模制材料從該模腔中滲出。在此，內(nèi)模具602包括第一密封件606，外模具部件601包括 與相應(yīng)的外模具部件相連的第二密封件607。第一密封件606設(shè)置在限定模腔603內(nèi)壁的內(nèi)表面605的端部。該密封件位于端 部活塞608之間，該活塞可以相對于內(nèi)模具部件602的主要部分609運(yùn)動從而使密封件能夠從圖14所示的回縮位置運(yùn)動到圖15所示的伸展?fàn)顟B(tài)。在伸展?fàn)顟B(tài)，通過活塞608朝著 內(nèi)模具部件602的主要部分609運(yùn)動使密封件606受到壓縮，繼而引起徑向伸展(相對于 內(nèi)模具部件的軸線CL)，使密封件606偏壓在主體部400的內(nèi)表面上，從而沿著該內(nèi)表面形 成流體密封。在內(nèi)模具部件上的第一密封裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，它促進(jìn)主體部400朝向內(nèi)模具部件 602運(yùn)動或遠(yuǎn)離內(nèi)模具部件602。在使用中，沿模具軸線CL方向，管子和內(nèi)模具部件602之 間出現(xiàn)了相對運(yùn)動，從而主管400位于內(nèi)模具的主要部分609上。該相對運(yùn)動在密封件606 回縮時發(fā)生，從而確保了該密封件不會妨礙該相對運(yùn)動。一旦到達(dá)適當(dāng)位置，密封件可以隨 著活塞608的軸向運(yùn)動而移動到其伸展位置(如圖15所示)。在所示形式中的第二密封件607采用可變形聚合材料形式，它布置成在外模具 601從其打開狀態(tài)到其閉合狀態(tài)時與主體部的外表面的輪廓一致。使用時，密封件607為兩 部分，并且相應(yīng)部分位于在外模具601的每部分形成的凹槽610內(nèi)。具體地，可變形密封件 607能夠容納形成在管子外表面上的加強(qiáng)肋條410。這樣，可以沿著在外模具部件601和管 子400外表面之間的界面形成有效的流體密封。使用時，通過入口(未示出)將模制材料導(dǎo)入到模腔603中以便能夠充滿模腔 603。來自模腔603的氣體能夠通過出口(未示出)排出。一旦已經(jīng)將該材料澆鑄在主體 部400上并且一旦接頭已經(jīng)經(jīng)過冷卻循環(huán)，則將外模具打開。內(nèi)密封件606也隨著活塞608 的運(yùn)動離開內(nèi)模具部件602的主要部分609而解壓，由此使得密封件能夠運(yùn)動到其回縮位 置。然后可從內(nèi)模具部件602中將管子排出，接著可以將新的管子插入到模具中以便將材 料澆鑄到那個主體部上。在上面布置的一個變型中，內(nèi)模具部件或外模具部件中的一個沒有結(jié)合模腔，而 是僅僅在澆鑄過程期間支撐主管。這樣設(shè)置，則無需平衡管子400任一面上的流體壓力。更 確切地說，在澆鑄期間，由用作主體后撐的內(nèi)芯部件或外芯部件中的一個支撐主體。因此，根據(jù)上述至少一個形式的模具可以具有以下優(yōu)點(diǎn)1.模具用于將聚合材料直接澆鑄到主構(gòu)件。具體地說，模具能夠與一部分主體接 合以便允許在讓主體的剩余部分從模具中伸出時，能夠進(jìn)行直接澆鑄。這樣，模具能很好的 適用于將材料澆鑄在細(xì)長構(gòu)件例如水利基礎(chǔ)設(shè)施的管子上；2.模具能夠在平滑壁和成形表面上形成有效密封件。在具體實施方案中，模具布 置成與結(jié)合有外部肋條的管子接合；3.模具能夠為主構(gòu)件提供支撐。這對薄壁結(jié)構(gòu)有利。通過模具部件以及與其上澆 鑄聚合材料的表面相對的主構(gòu)件的表面直接接合來實現(xiàn)該支撐，并且/或者模具采用如下 布置在表面的兩側(cè)都施加了流體壓力；4.尤其在主構(gòu)件為中空并且為管子形狀等形態(tài)時，模具能夠方便地與主構(gòu)件接合 和脫開。在權(quán)利要求中以及在前面的本發(fā)明說明中，除了上下文中需要表達(dá)語言或必要的 暗示以外，詞語“包括”或其變型例如“包含” “含有”采用包含的意思，即用來說明已描述特 征的存在，但并不排除在本發(fā)明各個實施方案中存在或加入的其它特征。在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以對前面所述的部分內(nèi)容作出各種變 化和修改。
1權(quán)利要求
一種用于將聚合材料澆鑄到具有相對側(cè)面的主體上形成聚合部件的模具，所述模具包括設(shè)置在相應(yīng)的主體相對側(cè)面上的第一模具部件和第二模具部件，并且這些模具部件中的至少一個限定了與所述主體連通的至少一部分模腔。
2.如權(quán)利要求1所述的模具，其中所述第一模具部件和第二模具部件中的每一個都限 定了 一部分模腔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的模具，其中所述模具在聚合材料澆鑄期間為所述主體提供 支撐。
4.如權(quán)利要求3所述的模具，其中所述模具布置成使流體壓力能夠施加到主體的兩側(cè) 面上，以便在聚合材料澆鑄期間支撐所述主體。
5.如權(quán)利要求3或4所述的模具，其中所述第一模具部件和第二模具部件中的一個布 置成在將聚合材料澆鑄到主體上時為主體提供支撐表面。
6.如前面權(quán)利要求中任一項所述的模具，其中所述第一模具部件和第二模具部件是分 開的，并且布置成相互接合，從而形成用于容納所布置的那部分主體的共同空腔。
7.如前面權(quán)利要求中任一項所述的模具，其中所述主體為中空部件，一個模具部件形 成內(nèi)模具部件，而另一個模具部件形成外模具部件。
8.如前面權(quán)利要求中任一項所述的模具，還包括密封裝置，布置成與主體接合并且能 將其操作為用于在主體和模具之間形成流體密封，以防止注入到模腔中的模制材料從模腔 中滲出。
9.一種用于將聚合材料澆鑄到主體上形成聚合部件的模具，所述模具定義了一種模 腔，并且結(jié)合有一種密封裝置；其中，所述主體的一部分與所述模腔連通，所述密封裝置與 所述主體接合并且能將其操作為用于在主體和模具之間形成流體密封，以防止注入到模腔 中的模制材料從模腔中滲出。
10.如權(quán)利要求8或9所述的模具，其中所述密封裝置包括可以在回縮狀態(tài)和伸展?fàn)顟B(tài) 之間運(yùn)動的密封件，其中所述密封件布置成從其回縮狀態(tài)向其伸展?fàn)顟B(tài)運(yùn)動以實現(xiàn)與所述 主體的流體密封。
11.如權(quán)利要求10所述的模具，其中所述模具還包括驅(qū)動器，能操作為用于使所述密 封件在其回縮狀態(tài)和伸展?fàn)顟B(tài)之間運(yùn)動。
12.如權(quán)利要求10或11所述的模具，其中當(dāng)所述密封件從其回縮狀態(tài)向其伸展?fàn)顟B(tài)運(yùn) 動時，驅(qū)動器能操作為用于沿著第一方向壓縮所述密封件以使所述密封件沿著與第一方向 大體垂直的第二方向伸展。
13.如前面權(quán)利要求中任一項所述的模具，其中所述密封裝置包括能夠變形的密封件， 該密封件布置成與主體表面的輪廓一致。
14.如權(quán)利要求9至13中任一項所述的模具，其中所述主體形成為中空部件，并且所述 模具包括內(nèi)、外模具部件，所述內(nèi)、外模具部件中的每一個都限定了一部分模腔，并且設(shè)置 在主體的相對側(cè)面上。
15.如權(quán)利要求14所述的模具，其中所述密封裝置與所述內(nèi)、外模具部件結(jié)合以便能 將其操作為用于在主體的相對兩側(cè)面和模具之間提供流體密封。
16.如權(quán)利要求14或15所述的模具，其中所述內(nèi)、外模具部件相互接合，從而形成用于 容納所設(shè)置的那部分主體的共同空腔。2
17.如權(quán)利要求14至16中任一項所述的模具，其中所述密封裝置包括設(shè)置在相應(yīng)內(nèi)、 外模具部件上的第一密封件和第二密封件。
18.如權(quán)利要求17所述的模具，其中使得所述第一密封件和第二密封件中的至少一個 相對于模具部件運(yùn)動并且安裝在回縮狀態(tài)和伸展?fàn)顟B(tài)之間從而實現(xiàn)與所述主體的流體密 封。
19.如權(quán)利要求18所述的模具，其中具有設(shè)置為回縮狀態(tài)或伸展?fàn)顟B(tài)的所述密封件的 所述模具部件或每個模具部件還包括驅(qū)動器，能操作為用來使所述密封件在其回縮狀態(tài)和 伸展?fàn)顟B(tài)之間運(yùn)動。
20.如權(quán)利要求18或19所述的模具，其中當(dāng)所述密封件從其回縮狀態(tài)向其伸展?fàn)顟B(tài)運(yùn) 動時，驅(qū)動器能操作為用來沿著第一方向壓縮所述密封件以使所述密封件沿著與第一方向 大體垂直的第二方向伸展。
21.如權(quán)利要求18至20中任一項所述的模具，其中具有設(shè)置為在回縮狀態(tài)或伸展?fàn)顟B(tài) 的所述密封件的至少一個模具部件具有模具軸線，使在所述密封件從其回縮狀態(tài)向其伸展 狀態(tài)運(yùn)動時相對于所述模具軸線徑向運(yùn)動。
22.如權(quán)利要求21所述的模具，其中所述至少一個模具部件通過沿著所述模具軸線方 向與主體之間的相對運(yùn)動與所述主體對準(zhǔn)或不對準(zhǔn)，并且其中所述密封件處于回縮狀態(tài)時 出現(xiàn)這種相對運(yùn)動。
23.如權(quán)利要求17至22中任一項所述的模具，其中所述第一密封件布置成回縮狀態(tài)或 伸展?fàn)顟B(tài)。
24.如權(quán)利要求17至23中任一項所述的模具，其中所述第一密封件和第二密封件中的 至少一個能夠變形從而與所述主體表面的輪廓一致。
25.如權(quán)利要求24所述的模具，其中所述第二密封件能夠變形，所述外模具部件采用 第一外模具部件和第二外模具部件的形式，它們可以彼此相對運(yùn)動從而打開以容納所述主 體部分，并且關(guān)閉以將第二密封件偏壓成與所述主體表面接觸，從而使得第二密封件與所 述主體表面一致。
26.如權(quán)利要求7及14至25中任一項所述的模具，其中所述主體采用管子的形式，并 且其中所述內(nèi)模具部件能設(shè)置在所述管子內(nèi)，而所述外模具部件布置成夾在所述管子外部 周圍。
27.如前面權(quán)利要求中任一項所述的模具，其中當(dāng)所述模具設(shè)置在所述主體上時，在模 具中形成有通道，以使所述主體能夠從模具中伸出。
28.一種將模具部件密封到主體表面上的方法，包括以下步驟使模具部件和主體中的一個或兩個運(yùn)動以與另一個對準(zhǔn)；以及使模具部件上的密封件從回縮位置向伸展位置運(yùn)動以在模具部件和主體之間形成流 體密封。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，通過壓縮所述密封件，使所述密封件從其回縮位 置向其伸展位置運(yùn)動。
30.如權(quán)利要求28或29所述的方法，其中使所述密封件沿著第一方向壓縮以使所述密 封件沿著與所述第一方向大體垂直的第二方向伸展。
31.一種復(fù)合產(chǎn)品，它具有在采用根據(jù)權(quán)利要求1至27中任一項所述的模具制造時澆鑄在主體上的聚合部件。
32. 一種模具，基本上如這里關(guān)于圖13至圖15的描述。
全文摘要
一種用于將聚合材料澆鑄到主體上形成聚合部件的模具，該模具包括設(shè)置在相應(yīng)的主體相對側(cè)面上的第一模具部件和第二模具部件。這些模具部件中的至少一個限定了與所述主體連通的至少一部分模腔，以便能夠讓聚合材料澆鑄到所述主體上。該模具具體應(yīng)用于將聚合材料直接澆鑄到管子端部上形成聚合接頭。
文檔編號B29C39/02GK101932418SQ200880125823
公開日2010年12月29日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者尼爾·埃德溫·華萊士 申請人:藍(lán)野鋼鐵有限公司