專利名稱：制造整體電池瓶的方法和裝置的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及工業(yè)用電池殼的領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及制造整體電池瓶的方法和裝置，該電池瓶至少在其開(kāi)口處具有一比瓶的其它區(qū)域較厚部分。
現(xiàn)有技術(shù)鉛酸電池在工業(yè)上用于驅(qū)動(dòng)諸如叉車等車輛。由于整體鉛酸電池的電壓為2伏，適合于電機(jī)的較高電壓，是通過(guò)將若干電池并排直立包裝在鋼制托架內(nèi)，并將各電池串聯(lián)而獲得的。
對(duì)于較大的電池，每個(gè)2伏的電池是封閉在自身的容器內(nèi)，該容器由一“瓶”組成，其上端起初是開(kāi)口的，以便電池板裝配體裝入，而蓋是在電池板裝配體已經(jīng)裝入后再焊在瓶的頂部。
為了達(dá)到其可能的壽命，動(dòng)力鉛酸電池的電池板必須彼此壓住靠緊，使板材的脫落最小?；谶@一理由，電池瓶的外形最好是一種矩形棱柱。這種形狀可使電池緊密地包裝在矩形托架內(nèi)，該托架由可在電池壽命期內(nèi)保持包裝壓力的材料制成。通常，托架是用鋼制成。
壓住電池板的電池瓶的內(nèi)側(cè)，需要在電池板的頂部和底部保證同樣的壓力。這就要求電池瓶在頂部和底部，具有相同的內(nèi)側(cè)尺寸。如果電池瓶由具有“拔模斜度”的模型制成，其頂部比底部寬，電池板在底部可能緊壓在一起，但在頂部則沒(méi)有壓緊。在頂部電池板之間沒(méi)有最佳的壓緊狀態(tài)導(dǎo)致更多的材料脫落，從而縮短電池壽命。
制造高質(zhì)量電池所需要求的電池瓶的其它特點(diǎn)是1.防泄漏。
2.在電池工作溫度下，保證電池板裝配體壽命的適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度。
3.保證電池瓶蓋的良好熱焊接。根據(jù)這一需求，應(yīng)滿足下列要求A.在環(huán)繞電池瓶的頂部具有足夠的壁厚。
B.電池瓶材料與蓋材料具有熱板焊接相容性。
C.電池瓶與蓋的材料必須不粘附在熱板焊接的模板上。
為了能為市場(chǎng)所接受，上述質(zhì)量必須在低成本下保證，這就要求所使用的材料最少、盡可能使用較低成本的再生材料、和制造過(guò)程成本較低。
電池瓶長(zhǎng)期以來(lái)使用具有一定拔模斜度的注射模，由聚丙烯共聚物制成整體。材料由電池瓶底部注入并向上流動(dòng)至開(kāi)口端。典型的壁厚為0.120英寸或略大。這導(dǎo)致一個(gè)電池瓶使用較多的材料。減小壁厚是困難的，這是由于塑性材料流長(zhǎng)度與通道厚度之比，即使在壁厚為0.120英寸時(shí)，對(duì)于一個(gè)高“瓶”而言，其比值為29英寸/0.120英寸＝241。這對(duì)于注射模塑和對(duì)于熔點(diǎn)足夠低的聚丙烯共聚物材料，是一個(gè)高的數(shù)值，因此材料不粘附在熱板焊接的模板上。這導(dǎo)致很高的噴射與模型壓力。
為了減小形成瓶所需的材料量而又保持瓶的強(qiáng)度，發(fā)明人創(chuàng)建了一種成形壁電池瓶。這種瓶在瓶長(zhǎng)的兩端采用較厚的材料，在瓶的中部采用較薄的材料。這樣既達(dá)到強(qiáng)度要求又減少材料的需求。此外，重要的是，這還為酸溶液提供了更多的空間，而保持機(jī)器上采用成品電池時(shí)傳統(tǒng)安裝面積所限定的外部附著尺寸。這種具有厚薄組合壁厚的電池瓶更為詳細(xì)的公開(kāi)材料和說(shuō)明可從美國(guó)專利No.4,732,826找到，該專利被授權(quán)給予本文件代理人，并在此引作參考。通常，成形壁電池瓶是按兩半注塑制成后在接縫處焊接而成。焊接通常使用熱板式，分兩步進(jìn)行首先，將兩半連接，其次，在連接處創(chuàng)建一種三層結(jié)構(gòu)。這種工序特別適合提供一種防漏連接，但這是勞動(dòng)密集型工序，自然增加制造成本。希望制造成形電池瓶時(shí)，能在保證其優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)降低勞動(dòng)量。迄今為止，還不知道如何使這些優(yōu)點(diǎn)全部達(dá)到。
發(fā)明概述現(xiàn)有技術(shù)的上述與其它缺點(diǎn)與不足，由本發(fā)明之制造整體電池瓶的方法和裝置所克服或緩和。
用于制造整體電池瓶的裝置包括一型芯，該型芯具有與將要注塑的電池瓶所需內(nèi)腔相匹配的輪廓特征(此“輪廓”包括從直線部的壁到中凹部的壁)。型芯安裝在托架上，該托架可靠地安裝在具有塑性材料供料口的模板上。模板包括一固定模板和一可動(dòng)模板。托架與模板的機(jī)械連接方式使托架總是處于兩模板間的中央位置。型芯于是處于模型型腔的的中心。為了更精確地定心，本發(fā)明推薦采用若干型芯穩(wěn)定器，該型芯穩(wěn)定器在模塑材料完成對(duì)型腔的充填之前立即抽回。注塑材料充分冷卻后，模板打開(kāi)，采用大約＞30-40磅/平方英寸的空氣噴吹入該區(qū)域，暫時(shí)拉開(kāi)電池瓶的側(cè)壁。這使得電池瓶與型芯分離，并允許拔出臂使用進(jìn)入模型開(kāi)口的拔取指抓住瓶的開(kāi)口端，將其從型芯拔出。無(wú)論型芯具有若干特征或者型芯是直的，這種分離都是有用的。正如本領(lǐng)域之技術(shù)人員將理解的那樣，對(duì)于拔出模塑成的制件(在成形瓶的情況下)，拉開(kāi)塑性材料制件是必要的，這是由于型芯的中心區(qū)大于型芯的兩端部而形成一種“中凹狀態(tài)”。最好拔取指伸入至非常接近型芯但并不與型芯接觸的位置。
本發(fā)明提供一種成形整體電池瓶。此外，由于不需要焊接，較大百分比(高達(dá)100％)的再生材料可以利用。本發(fā)明可縮短制造瓶所需的時(shí)間并降低與制造相關(guān)的成本。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明現(xiàn)參看附圖，其中，在幾個(gè)圖中相同的元件用相同的數(shù)字表示

圖1為傳統(tǒng)雙面造型模裝置中定心連桿的平面視圖；圖2為本發(fā)明之裝置的正視圖；圖2A為充填材料的型腔的正視示意圖；圖2B為充填材料的型腔的平面示意圖；圖2C為當(dāng)噴塑時(shí)經(jīng)受噴射的流道的數(shù)學(xué)表達(dá)圖；圖2D為圖2A所示型腔的底視圖；圖3為本發(fā)明之型芯穩(wěn)定器一實(shí)施例的頂視剖面圖；圖4為本發(fā)明型芯穩(wěn)定器的正視圖5為本發(fā)明之拔出臂的透視圖；圖5A-5C為圖5中被選部的放大圖；圖6為本發(fā)明之型芯的平面示意圖，拔出裝置位于一角；圖7為識(shí)別公式中所用數(shù)學(xué)變量的圖解說(shuō)明；圖8為本發(fā)明之瓶底部的平面視圖，該視圖說(shuō)明過(guò)橋的情況；和圖9為圖8視圖的正視圖。
對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明參看本發(fā)明的圖1，現(xiàn)有技術(shù)之一將認(rèn)為是一種典型的雙面型箱造型法定心連桿。這種連桿使模型裝配體12的一部分保持在固定模板14與可動(dòng)模板16之間的中心位置。運(yùn)動(dòng)是由連接臂18和定心臂20以一種已知的方式所產(chǎn)生。
參看圖2，雙面造型模模板定心原理已經(jīng)顯著改變，使能生產(chǎn)本發(fā)明之整體電池瓶。更具體地說(shuō)，型芯22設(shè)置在固定模板24和可動(dòng)模板26間的中央位置。作為定心模板的替代物，型芯22安裝在型芯托架28上，該型芯托架又安裝在上述定心臂20的等價(jià)物上。型芯可以是直壁，并能生產(chǎn)具有拔模斜角的瓶，該拔模斜角包括從正拔模斜角到負(fù)拔模斜角。最好是零拔模斜角，本發(fā)明均可制造。另一推薦實(shí)施例采用一種型芯，該型芯包括外部特征以生產(chǎn)一種成形電池瓶，其中，瓶縱向中心區(qū)的厚度較薄，而至少瓶的縱向開(kāi)口端的厚度較大。然而，在創(chuàng)建本發(fā)明中要克服的并非唯一的困難，就是在模塑技術(shù)中從型芯取出制件的問(wèn)題，其中，制件的一部分包括比型芯上一部分小的內(nèi)部尺寸，而制件又必須從型芯的這部分通過(guò)，這不是一件容易的任務(wù)。
型芯22如上所述，設(shè)置在模板24和26之間，每一模板最好包括一墊板30、32，墊板上設(shè)置熱管34、36(用作塑性材料分配裝置)和型腔模38、40。當(dāng)關(guān)閉模具裝配體后，一與所需制件外形一致的型腔環(huán)繞型芯22而形成。在噴射材料之前，模具裝配體的底部型腔由截止圈42密封。型芯22最好垂直設(shè)置成使瓶的開(kāi)口端向下。
本發(fā)明推薦的材料為一種聚丙烯共聚物。此材料最好通過(guò)設(shè)置在每一熱管34、36上的四個(gè)噴注器44流入型腔。四個(gè)噴注器44最好設(shè)置在模具的每一側(cè)，這是考慮到模具型腔縱向的長(zhǎng)度。目前，電池要求模注瓶的長(zhǎng)度長(zhǎng)達(dá)29英寸。采用多個(gè)噴注器比在模具一端用一個(gè)噴注器，可保證可靠地注塑并降低所需材料的總量。塑性材料是直接供入固定模板上的熱管，而經(jīng)過(guò)澆口間接供入可動(dòng)模板上的熱管。塑性材料在各熱管中保持注塑溫度，然后注射入型腔，該型腔由型腔模38、40、型芯22和截止圈42所形成。型芯栓39從模具型腔壁突出，用以防止注塑時(shí)變形，并可在注塑的最后100毫秒，用30-40毫秒的時(shí)間抽出。
參看圖2A和2D，塑性材料經(jīng)過(guò)固定的一半模板上的A1、A2、A3、A4處注入型腔，從可動(dòng)的一半模板上的B1、B2、B3、B4處注入型腔。當(dāng)每一束塑性材料流入模具型腔，起初是以一種不斷擴(kuò)大的圓盤(pán)形式。當(dāng)圓盤(pán)例如A2和A3達(dá)到圓盤(pán)半徑等于A2和A3間距離的一半時(shí)，圓盤(pán)A2的上邊與圓盤(pán)A3的下邊粘合在一起。然后，此兩圓盤(pán)中的塑性材料越來(lái)越向橫向擴(kuò)展直至型腔分型線25。
當(dāng)塑性材料束A和B在型腔分型線附近彼此接觸時(shí)，存在著空氣袋27如圖2A所示，這些空氣袋中的空氣必須保證排出?？諝獾呐懦鍪怯稍O(shè)置在型腔分型線處兩半模具間的0.001英寸至0.002英寸的間隙保證的。由于塑性材料流A和B的碰撞并非總是準(zhǔn)確地在型腔分型線處，沿分型線在模具的每一側(cè)安裝一大約1英寸寬的多孔鋼襯墊，于是提供了一2英寸寬的排氣區(qū)。
塑性材料必須流過(guò)的距離如圖2B所示。一部分塑性材料沿與型芯軸線成90°的方向直接橫向流動(dòng)，對(duì)于這部分塑性材料，其流道長(zhǎng)度為L(zhǎng)2+W2]]>然而，另一部分必須相對(duì)于型芯軸線以一角度θ運(yùn)動(dòng)，直至到達(dá)型芯的邊緣；然后，沿與型芯軸線成90°的方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)兩半模具間的分型線。這是塑性材料需要的最長(zhǎng)流道。如圖2C所示，流道長(zhǎng)度為(L2+P2)1/2+W2]]>對(duì)于25板的窄系列電池瓶，L＝9.5英寸，W＝6.25英寸。取P＝8.0英寸，結(jié)果流道長(zhǎng)為9.34英寸。于是對(duì)于瓶壁厚度為0.060英寸。流道長(zhǎng)度與通道寬度之比為9.34/0.060＝156。這一比值允許聚丙烯共聚物注塑而不需要過(guò)大的壓力。
正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的那樣，要精確平衡塑性材料在模具型腔中的噴注，如果不是不可能，也是很困難的。因此，存在型芯一側(cè)的壓力大于其它側(cè)壓力的情況。在本發(fā)明中，這是特別成問(wèn)題的，因?yàn)樾托?2僅僅是以其縱向的一端安裝在支架28上。型芯22在長(zhǎng)度上可能偏移，特別是在瓶的型芯長(zhǎng)度為29英寸的情況下，偏移可能足夠大，實(shí)際上迫使型芯22與型腔模38、40之一的內(nèi)表面接觸。顯然，這將嚴(yán)重防礙制造。在型芯22碰撞型腔模38、40的區(qū)域、瓶上會(huì)生成一個(gè)孔。于是瓶被報(bào)廢，時(shí)間被流失。即使型芯22并不接觸型腔模的壁，瓶壁仍將是薄到不能令人接受。
本發(fā)明包括數(shù)個(gè)型芯穩(wěn)定器(參見(jiàn)圖3)，其功能在于使型芯22在噴注過(guò)程開(kāi)始時(shí)保持其應(yīng)有位置，然后在噴注過(guò)程停止前立即縮回。在推薦實(shí)施例中，型芯穩(wěn)定器在50毫秒內(nèi)縮回，時(shí)幀最好是在噴注過(guò)程的最后100毫秒內(nèi)。完全縮回的型芯穩(wěn)定器最好與所縮回處的模具型腔壁齊平，于是電池瓶的內(nèi)外壁是光滑的。型芯22在型芯穩(wěn)定器抽回后是穩(wěn)定的(在時(shí)幀被識(shí)別的過(guò)程中)，這是由于塑性材料的體積的緣故，這些塑性材料在模具型腔內(nèi)環(huán)繞型芯22自身已經(jīng)定位。
直接參看圖3和4，本發(fā)明的型芯穩(wěn)定器給予了圖解說(shuō)明。型芯22是由頂視截面圖說(shuō)明的。從此說(shuō)明中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能理解型芯穩(wěn)定器的方位。每一型芯穩(wěn)定器是成對(duì)使用的，在相面對(duì)的另一側(cè)設(shè)置另一穩(wěn)定器。在圖解說(shuō)明中，示出了整體型芯穩(wěn)定器裝配體。應(yīng)當(dāng)理解其它型芯穩(wěn)定器是相同的。
型芯穩(wěn)定器62被表述為與模具型腔內(nèi)表面41齊平。可以理解表面41就是模腔的外表面，而制件的內(nèi)表面則由型芯表面23所保證。圖示表面62的位置是處于抽回的位置。更準(zhǔn)確地說(shuō)，表面62是與內(nèi)表面41齊平，從而制成光滑的模塑制件。這就是上述在噴注過(guò)程最后100毫秒內(nèi)型芯穩(wěn)定器所取的位置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解型芯穩(wěn)定器60的其它位置，是在使表面62與表面23相接觸的位置。型芯穩(wěn)定器在最后100毫秒之前的整個(gè)噴注過(guò)程期間都是處于這種位置。
型芯穩(wěn)定器60由泵入?yún)^(qū)域64的壓力流體操縱，該壓力流體推動(dòng)裝配體，于是穩(wěn)定器60移向型芯22。壓力流體的壓力壓縮彈簧66直至卸荷閥68在噴注過(guò)程的最后100毫秒卸去壓力。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，圖示之穩(wěn)定器的各種元件可能是整體的機(jī)件，但為了裝配的目的而分開(kāi)的。關(guān)于整體元件的制造問(wèn)題，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的，不必再說(shuō)明。只需要指出的重要之處在于，本發(fā)明采用液壓系統(tǒng)和卸荷閥來(lái)驅(qū)動(dòng)型芯穩(wěn)定器。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)是足夠“強(qiáng)”足以避免型芯偏移，這一點(diǎn)在現(xiàn)有技術(shù)的穩(wěn)定器是不可靠的。卸荷閥68最好是額定流量為65GPM(每分鐘65加侖)的電磁操縱的導(dǎo)閥控制換向閥。
本發(fā)明之型芯穩(wěn)定器的另一特點(diǎn)在于墊板70，其上具有槽形部。槽形部72允許調(diào)節(jié)被注塑制件的壁厚。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，本發(fā)明之電池瓶的壁厚，借助于改變型芯22的外尺寸，可以獲得所希望的不同厚度。由于本發(fā)明之電池瓶最好是厚度為0.100英寸或者0.060英寸，可以指望型芯穩(wěn)定器容易地適合于上述任一尺寸。槽形部桿74保證了迅速方便地調(diào)節(jié)。
更具體地說(shuō)，槽形部桿70在垂直于型芯穩(wěn)定器60的運(yùn)動(dòng)方向起作用。槽形部桿70的行程在一推薦實(shí)施例中為0.646英寸，但任何情況下相當(dāng)于向上槽形部中心與向下槽形部中心間的距離，這樣，桿的行程使得桿處于與槽形部桿74在穩(wěn)定器60上處于重疊位置，或者使型芯穩(wěn)定器與槽形部桿74不處于重疊位置。在本發(fā)明的一個(gè)推薦實(shí)施例中，對(duì)齊與不對(duì)齊槽形部，可調(diào)節(jié)型芯穩(wěn)定器60使之向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從0.060英寸至0.100英寸。槽形部桿70最好是用氣動(dòng)操縱。
由閥68’卸除液壓后，彈簧66驅(qū)動(dòng)型芯穩(wěn)定器的端面62退出模具型腔的內(nèi)表面41。參看圖4可知，推薦實(shí)施例采用四個(gè)彈簧66。
參看圖5和圖6，另一個(gè)困難在于，要噴注模塑整體電池瓶，而這種瓶在開(kāi)口端具有至少一較厚的壁時(shí)，這樣，取出制件時(shí)需要拉瓶的較厚部。
注塑過(guò)程結(jié)束后一段短時(shí)間里，在通道的塑性材料已經(jīng)足夠硬化至足以從模具中取出。這段時(shí)間如能愈短，機(jī)器的生產(chǎn)率愈高。推薦在開(kāi)模之前允許材料冷卻大約10秒鐘。
當(dāng)模具打開(kāi)時(shí)，拔出裝置(參見(jiàn)圖5和圖6)伸入模具區(qū)，環(huán)繞型芯和模塑制件，最好從瓶的封閉端接近制件的外表面。拔出裝置最好包括四個(gè)臂，每一臂設(shè)置在瓶的縱向的每一邊或每一角處。臂在縱向每一角的定位是重要的，因?yàn)樽柚箯男托救〕鲋萍哪Σ磷枇性谶@些角。因此，在鄰近這些角處施加一拔出力，可成功地實(shí)現(xiàn)將制件從型芯拔出。每一拔出臂80包括拔取指82，該拔取指是細(xì)心制造的，以便能從模塑制件的外表面向中心伸到瓶壁厚度的90％處。拔取指最好從角處在任一方向延伸大約11/4英寸長(zhǎng)以增加接觸表面面積。模塑制件的接觸面較大，而拔取指82與型芯22仍保持一安全距離，因此，不會(huì)刮傷型芯。
直接參看圖5和圖6，該解說(shuō)明了本發(fā)明的拔出臂80。圖5為拔出臂80的透視圖，而圖6為拔出臂80處于與型芯22在相應(yīng)位置的平面圖。圖5A-5C為圖5中被選部位的放大圖。顯然，圖6是示意圖，其中模具的其它部分沒(méi)有示出。
參看圖5和圖5A-5C，拔取指82是在拔出臂80的底部，最好是用四個(gè)螺釘86(如圖6所示)安裝在底腳88上。螺釘86安放在拔取指82的槽84中。因此拔取指82可相對(duì)于底腳88在單一直線方向移動(dòng)。
集中注意拔取指82，最好用青銅制成(其它材料可以接受)，拔取指的“前”部輪廓包括本質(zhì)上為直角部，于是拔取指82與準(zhǔn)備拔取的直角形狀相匹配。
擦拭器90設(shè)置在拔取指82上。擦拭器最好用毛氈制成，盡管其它軟燈芯材料也可以接受。擦拭器90借助于設(shè)置在拔取指82上的擦拭器板92安裝在拔取指82上。最好擦拭器90也用彈簧加載在拔取指82上的擦拭器板92上，以保證當(dāng)擦拭器90磨損時(shí)仍能與型芯22接觸。這一點(diǎn)是重要的，因?yàn)椴潦闷?0在拔取前一模塑制件時(shí)，自動(dòng)施加一種脫模劑例如硅在型芯22上。
擦拭器90是從一未示出的供料源由管92供料。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，管92可隨拔取指82移動(dòng)，因此需要如圖所示的槽95。
拔取指82、擦拭器90和底腳88安裝在支架94上，該支架最好是剛性材料。支架94也設(shè)有限制器96，該限制器靠在被拔取的制件上，避免拔取指82觸及型芯22。限制器96最好用低磨損材料例如超高分子量聚乙烯制成。最后，支架94提供支承裝置98以支承管92和下面將說(shuō)明的拔取指操縱裝置。拔取指操縱裝置包括軸100，該軸與鄰近底腳88的叉102固定連接，軸的另一端與一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)連接。任何類型的驅(qū)動(dòng)器(例如電動(dòng)的、機(jī)械的、氣動(dòng)的等等)均可采用。所需旋轉(zhuǎn)角度在180°內(nèi)，而以拔取指82所需位移量指示。叉102與銷104靠接，該銷固定連接在拔取指82上，并經(jīng)過(guò)槽106向上延伸，該槽從叉102觀察時(shí)部分被遮擋。轉(zhuǎn)動(dòng)軸100，推動(dòng)相關(guān)的叉102和銷104向前或向后運(yùn)動(dòng)，隨即使拔取指82移向型芯22或從型芯離開(kāi)。拔出臂80是安裝在模具型腔之上，于是允許一種裝置使用數(shù)個(gè)拔出臂(推薦為四個(gè))，從開(kāi)口處伸入模具空間并取出模塑成的制件。
最好將空氣噴射至制件每一側(cè)壁和封閉的底部。空氣的噴射移動(dòng)制件并有助于制件從型芯上取出。不幸的是，單有空氣噴射并不會(huì)使拔取力降低到可以接受的水平。因此，在一推薦實(shí)施例中，采用上述擦拭器90。借助于用擦拭器90施加脫模劑，這種脫模劑例如用硅油，可使拔取力從大于2000磅降低至小于1000磅。指出這樣一點(diǎn)是重要的在模塑第一個(gè)瓶之前必須在型芯22的四角83涂敷脫模劑。自動(dòng)涂敷自然會(huì)在取出每一模塑制成的瓶時(shí)進(jìn)行。
由于空氣噴射，在瓶壁中心部和型芯之間沒(méi)有剪切力。需要克服的剪切力只是瓶的縱向邊85處。在瓶壁與型芯間的力，可參看圖7，用下述方法估算/計(jì)算。其中εs＝退模時(shí)的材料應(yīng)變，英寸/英寸E＝楊式彈性模量，磅/平方英寸F＝電池瓶單位高度的水平力，磅/英寸σs＝退模時(shí)的材料應(yīng)力，磅/平方英寸t＝電池瓶壁厚度，英寸對(duì)于圖7中諸力之平衡式為F=2σs·t----(1)]]>由虎克定律，σs＝εs·E (2)綜合(1)和(2)可得，F(xiàn)=2ϵs·E·t]]>根據(jù)對(duì)類似模塑的觀察，對(duì)于聚丙烯共聚物瓶材料，εs＝0.008英寸/英寸，E≈150,000磅/平方英寸，因此
≈1,696.t對(duì)于t＝0.100”， F≈170磅/英寸t＝0.100對(duì)于t＝0.060”， F＝102磅/英寸t＝0.060每一英寸瓶的高度方向有四個(gè)垂直邊，于是在瓶上的力為4.F。
對(duì)于0.100”瓶壁 4F≈680磅/英寸t＝0.100”對(duì)于0.060”瓶壁 4F≈408磅/英寸
t＝0.060”每一英寸瓶高阻止拔出的摩擦力為對(duì)于0.100”瓶壁 4μ.F≈680μ，磅/英寸 μ＝摩擦系數(shù)t＝0.100”對(duì)于0.060”瓶壁 4μ.F≈408μ，磅/英寸t＝0.060”推薦材料聚丙烯共聚物與(0.060)鋼(近似于型芯的材料)的摩擦系數(shù)為0.20。對(duì)于瓶的薄部(為示范的目的，在29英寸瓶的26.5英寸處)的拔取力可用上述公式計(jì)算。在四個(gè)垂直邊26.5英寸長(zhǎng)的材料從型芯拔出可能需要(408×0.20)×26.5。這表明需要2162磅的拔出力。這一數(shù)值并未考慮瓶的厚部高得多的摩擦。因此所需要拔出力的實(shí)際磅數(shù)將大大超過(guò)2162磅。
由于本發(fā)明的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和操作，包括上述空氣噴吹和脫模劑的使用，拔出力已減小到小于大約1000磅。將摩擦減小到所公開(kāi)的水平使生產(chǎn)率更高，且更少損壞瓶。
本發(fā)明的方法采用本發(fā)明之裝置以快速有效地制造整體成形(或非成形)電池瓶。
應(yīng)當(dāng)指出，用于支撐電池板的“支撐”或“過(guò)橋”，可通過(guò)在型芯22的封閉端制出成形部而模塑在本發(fā)明的電池瓶中。這就減少了電池的制造時(shí)間，因此，比現(xiàn)有技術(shù)在模塑完成后再安裝過(guò)橋的方法，成本降低了。在推薦實(shí)施例中，模塑在本發(fā)明的瓶中的過(guò)橋是按圖8和9所示布置的。推薦這種布局是由于它允許電池淤渣流動(dòng)至另一腔，以避免電池淤渣在一腔內(nèi)的堆積而造成短路，所述電池淤渣主要是從電池板外周邊脫落的材料。過(guò)橋包括直立部120和更可取地用于增加強(qiáng)度的角板122。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，電池淤渣在電池使用壽命中是一個(gè)限制因素。因此，在電池短路前，通過(guò)提供能容納更多電池淤渣的過(guò)橋，電池使用壽命會(huì)得到提高。
盡管已經(jīng)示出并說(shuō)明了推薦實(shí)施例，只要不超出本發(fā)明的精神與范圍，可以作各種更改與替換。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明已通過(guò)圖解給予了說(shuō)明，但這并非對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，每一模板具有相關(guān)的型腔模，且彼此可相匹配，環(huán)繞在型芯的周圍，所作改進(jìn)包括從所述固定模板和可動(dòng)模板兩側(cè)噴射材料。
2.一種在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，所述材料包括關(guān)閉所述固定模板和可動(dòng)模板，使其環(huán)繞所述中心型芯；借助于將穩(wěn)定器伸入并與所述型芯接觸使中心型芯穩(wěn)定；所述穩(wěn)定器從所述固定模板和可動(dòng)模板延伸；噴射注塑材料進(jìn)入由所述模板和所述型芯所形成的型腔；和拔出所述模注產(chǎn)品。
3.如權(quán)利要求2所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述穩(wěn)定包括使一空腔升壓，借助于與此空腔接觸的穩(wěn)定器，推動(dòng)所述穩(wěn)定器與所述型芯接觸。
4.如權(quán)利要求3所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述穩(wěn)定還包括所述穩(wěn)定器從與所述型芯之所述接觸釋放，所述釋放在由所述噴射的最后100毫秒內(nèi)所設(shè)定的時(shí)幀內(nèi)完成。
5.如權(quán)利要求2所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述固定和可動(dòng)模板環(huán)繞所述中心型芯的關(guān)閉，是通過(guò)提供一定心器，在所述關(guān)閉發(fā)生時(shí)將所述型芯定心而完成的。
6.如權(quán)利要求5所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述關(guān)閉還包括將由所述固定和可動(dòng)模板環(huán)繞所述型芯所限定的型腔底部封閉。
7.如權(quán)利要求2所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述噴射工序限定為從所述固定模板和所述可動(dòng)模板兩者噴射材料。
8.如權(quán)利要求7所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述噴射工序包括排出在由所述可動(dòng)模板和固定模板環(huán)繞型芯所限定的型腔中的空氣。
9.如權(quán)利要求2所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述拔出工序包括提供數(shù)個(gè)拔出臂；將所述拔出臂伸入模具；用所述拔出臂夾住所述產(chǎn)品；和從所述型芯取出所述產(chǎn)品。
10.如權(quán)利要求9所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯，固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述夾住是通過(guò)使所述拔出臂的拔取指向所述型芯移動(dòng)，直至所述拔取指處于所述產(chǎn)品下面的位置，縮回所述拔出臂，將所述產(chǎn)品拉出所述型芯。
11.如權(quán)利要求9所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述取出產(chǎn)品包括經(jīng)過(guò)所述型芯噴吹一種氣體進(jìn)入所述產(chǎn)品。
12.如權(quán)利要求11所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述噴吹發(fā)生在數(shù)個(gè)點(diǎn)，并使在產(chǎn)品內(nèi)迅速形成每平方英寸大約30磅至大約40磅的壓力。
13.如權(quán)利要求10所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述拔取指的運(yùn)動(dòng)包括驅(qū)動(dòng)設(shè)置在一軸上的叉，并推動(dòng)所述拔取指向所述型芯運(yùn)動(dòng)。
14.如權(quán)利要求2所述的在模具中噴射注塑成形空心模注產(chǎn)品的方法，該模具具有型芯、固定模板和可動(dòng)模板，其中，所述拔出工序還包括在從所述型芯取出所述產(chǎn)品的同時(shí)，對(duì)所述型芯施加脫模劑。
15.一種噴射注塑成形裝置，包括固定模板；可動(dòng)模板，該可動(dòng)模板設(shè)置在所述固定模板上；型芯，該型芯設(shè)置并保持在與所述固定模板和可動(dòng)模板之間且與二者等距的位置，并可關(guān)閉以形成一型腔；和在所述固定模板和所述可動(dòng)模板上各至少設(shè)有一噴咀。
16.如權(quán)利要求15所述的噴射注塑成形裝置，其中，所述裝置還包括分別與所述固定模板和所述可動(dòng)模板相關(guān)聯(lián)的至少各一型芯穩(wěn)定器。
17.如權(quán)利要求15所述的噴射注塑成形裝置，其中，所述裝置還包括至少兩拔出臂，當(dāng)所述模板打開(kāi)時(shí)，該拔出臂可延伸并環(huán)繞所述型芯，所述拔出臂各自包括一拔取指，可將在所述裝置模塑制成的產(chǎn)品夾住，當(dāng)抽出拔出臂時(shí)，產(chǎn)品即被拔出。
18.如權(quán)利要求17所述的噴射注塑成形裝置，其中，所述至少兩拔出臂為四個(gè)拔出臂。
19.如權(quán)利要求17所述的噴射注塑成形裝置，其中，拔取指向內(nèi)延伸向所述型芯，以在被拔出產(chǎn)品下占據(jù)一位置，并借助于所述拔出臂上的限制器避免觸及所述型芯。
20.如權(quán)利要求17所述的噴射注塑成形裝置，其中，所述拔出臂受氣流噴射的幫助，該氣流是通過(guò)在所述型芯中至少一出氣口，噴在所述產(chǎn)品和所述型芯之間。
21.如權(quán)利要求17所述的噴射注塑成形裝置，其中，所述至少兩拔出臂各自還包括一擦拭器，該擦拭器上具有脫模劑，可傳遞至所述型芯上，所述產(chǎn)品從該型芯上取出。
22.在一中心型芯模塑裝置中，一拔出裝置包括支架；底腳，設(shè)置在所述支架上；拔取指，可滑動(dòng)地安裝在所述底腳上，并提供一直立的銷，經(jīng)過(guò)所述底腳上的一個(gè)槽延伸；和操作機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有一叉與所述銷接合，所述操作機(jī)構(gòu)被驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。
23.如權(quán)利要求22所述的在中心型芯模塑裝置中，其中，所述拔取指包括一脫模劑擦拭器，該擦拭器在所述拔取指工作時(shí)自動(dòng)接觸模具型芯。
24.如權(quán)利要求23所述的在中心型芯模塑裝置中，其中，所述擦拭器通過(guò)安裝在所述支架的一管連續(xù)供給脫模劑，并由一供給源供給脫模劑。
25.在一中心型芯模塑裝置中，一型芯穩(wěn)定器包括活塞，其與一模具型腔齊平安裝，可伸出所述模具型腔表面并進(jìn)入與該模塑裝置的型芯接觸，所述活塞在活塞后面所形成的流體壓力的作用下，克服推動(dòng)所述活塞反抗所述流體壓力的至少一彈簧的作用，可以延伸。
26.如權(quán)利要求25所述的在中心型芯模塑裝置中，其中，所述穩(wěn)定器還包括一卸荷閥，用以在一選定時(shí)間卸去所述活塞后面的壓力。
27.一種整體電池瓶，包括側(cè)壁、端壁和底壁，其中，側(cè)壁和端壁分為上部、中部和下部，其壁厚分別為T(mén)、T1和T2，其中T2大于T1而小于T。
28.一種整體電池瓶，包括一底部；和一管，從所述底部延伸，該管具有至少一上部和一下部，所述上部具有較所述下部厚的厚度。
29.如權(quán)利要求28所述的整體電池瓶，其中，所述管還包括一中部，該中部的厚度小于所述上部和所述下部。
30.一種制造整體電池瓶的方法，包括在數(shù)個(gè)型腔模模塊之間夾持一型芯；于是在所述型芯和所述型腔模模塊之間限定了一空間；將材料噴注入所述空間；打開(kāi)所述型腔模模塊；和取出由所述材料所形成的瓶，這是借助于伸入數(shù)個(gè)拔出臂環(huán)繞并靠接所述型芯，噴射空氣進(jìn)入所述瓶并促使所述瓶離開(kāi)所述型芯。
31.如權(quán)利要求30所述的制造整體電池瓶的方法，其中，所述空間沿縱向方向是單一尺寸，用于制造直壁電池瓶。
32.如權(quán)利要求30所述的制造整體電池瓶的方法，其中，所述空間沿縱向方向是數(shù)個(gè)尺寸，用于制造成形壁電池瓶。
全文摘要
一種整體電池瓶和制造這種電池瓶的方法和裝置,采用雙面造型機(jī),從各模板噴注材料。此裝置能有效地模塑制造整體電池瓶,該電池瓶具有直側(cè)壁或中凹的側(cè)壁。還能保證拔模角度為零。該裝置還包括一拔取裝置和型芯穩(wěn)定器。
文檔編號(hào)B29C45/40GK1266395SQ99800611
公開(kāi)日2000年9月13日 申請(qǐng)日期1999年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月26日
發(fā)明者詹姆斯·S·哈迪格, 喬治·R·哈夫瑞拉 申請(qǐng)人:哈迪格工業(yè)公司