專利名稱：用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材料的注射成型機(jī)的節(jié)流閥的制作方法
用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材料的注射成型機(jī)的節(jié)流閥
本發(fā)明涉及用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材料的注射成型 機(jī)的節(jié)流閥、包含所述節(jié)流閥的注射成型機(jī)、用于在注射成型期間熱 處理橡膠材料和/或彈性體材料的系統(tǒng)、以及相應(yīng)的方法。
現(xiàn)有技術(shù)如WO 2006/008164 A2公開了用于注射成型塑料材料， 尤其是橡膠材料和/或彈性體材料的注射成型機(jī)和注射成型方法。所述 注射成型機(jī)包括擠出器、第一活塞單元/汽缸單元、與所述第一活塞單 元/汽缸單元串聯(lián)的第二活塞單元/汽缸單元。第一活塞單元/汽缸單元 的筒體通向與待填充注射模具有一段距離的第二活塞單元/汽缸單元 的端部。塑料材料由第 一活塞單元/汽缸單元經(jīng)由第二活塞單元/汽缸單 元的筒體送入所述注射模具，其中所述第二活塞單元/汽缸單元的活塞 向注射模具開啟流徑。此后，所述第二活塞單元/汽缸單元的活塞移入 所屬的筒體，從而將第二筒體中的塑料材料送入所述注射模具。該注 射成型機(jī)的兩個(gè)活塞單元/汽缸單元優(yōu)選基本垂直并通過轉(zhuǎn)向元件相 互連接。所述轉(zhuǎn)向元件可以包括橫截面可變的節(jié)流閥，其為可機(jī)械調(diào) 節(jié)的或者能夠是電力、液壓或空氣驅(qū)動(dòng)的?？梢酝ㄟ^該節(jié)流閥將塑料 材料調(diào)節(jié)至預(yù)定的目標(biāo)溫度。
此外，DE 199 54 653 B4和DE 299 23 755 Ul公開了用于制備彈 性體產(chǎn)品的橡膠混合物的擠出器。所述擠出器包括筒體、螺狀物和擠 出頭，所述螺狀物可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述筒體中用于牽引、輸送并勻化 橡膠混合物，所述擠出頭包括插入式擠出工具。根據(jù)一實(shí)施方案，所 述擠出器的擠出頭具有壓力片，所述壓力片設(shè)計(jì)為通過調(diào)節(jié)和/或增加 壓力來進(jìn)一步增加螺狀物通道和擠出頭中橡膠混合物的混合溫度并降 低較高混合溫度時(shí)的平均停留時(shí)間。
DE 19 64 895 A、 DE 2 002 102 A和CH 512 1978 C涉及用于處理 塑料材料的裝置和方法。其中，在無外部供熱的情況下通過活塞基本 絕熱壓縮填充在筒體中的冷塑性材料，因此填充在筒體中的冷塑性材
6料被加熱并通過狹窄的出口壓出，并藉此熔化。在將塑料材料壓過作
為出口的約0.05 mm的剪切狹縫的過程中以高壓施加的壓縮能量的轉(zhuǎn) 化致使塑料材料熔化。
如DE 37 37 618 Al、 DE 1 529 774 A和US 3 647 344 A中描述了 擠出塑料的其它方法以及相應(yīng)的擠出器。
本發(fā)明的目的是提供顯著改善注射成型過程中橡膠材料和/或彈 性體材料加工的裝置，其中尤其確保了待處理的橡膠材料和/或彈性體
材料的較短周期和較高的易變性。通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)該目 的。從屬權(quán)利要求描述了優(yōu)選實(shí)施方案。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主要想法是通過在注射成型機(jī)的流 徑中提供節(jié)流閥來確保橡膠材料和/或彈性體材料的熱處理。根據(jù)本發(fā) 明的一方面，提供了用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材料的注射成 型機(jī)的節(jié)流閥，其包括節(jié)流閥塊，在所述節(jié)流閥塊中的輸入通道和輸 出通道以及節(jié)流閥裝置。所述輸入通道以一定角度通向所述輸出通道， 所述角度優(yōu)選大于45。，并且更優(yōu)選大于75。。所述節(jié)流閥裝置包括用 于降低所述材料的流量并且用于將橡膠材料和/或彈性體材料注射入 注射模具的節(jié)流閥活塞。
優(yōu)選地，所述節(jié)流閥裝置還包括與節(jié)流閥活塞相互作用并沿流向 呈圓錐狀逐漸變細(xì)的節(jié)流閥區(qū)域，并且包括具有最小直徑的端部，所 述節(jié)流閥活塞能夠穿過所述端部，其中如果所述節(jié)流閥活塞穿過所述 端部，那么節(jié)流閥關(guān)閉。此外或或者，優(yōu)選提供具有節(jié)流閥襯套和節(jié) 流閥襯套襯墊的節(jié)流閥裝置，其中所述節(jié)流閥襯套和所述節(jié)流閥襯套 襯墊在輸出通道中的輸入通道的口部區(qū)域形成環(huán)形空間。該環(huán)形空間 的橫截面優(yōu)選隨著與輸入通道距離的增加而增加。因此，能夠在環(huán)狀 縫隙中盡可能均勻地分布所供給的橡膠材料和/或彈性體材料。
或者，還可以提供具有沿流向呈圓錐狀逐漸變細(xì)的鉆孔的節(jié)流閥 襯套襯墊，從而橡膠材料和/或彈性體材料不圍繞節(jié)流閥活塞的整個(gè)圓 周流動(dòng)，而是圍繞其圓周的一部分，例如約90。的活塞與橡膠材料和/ 或彈性體材料接觸。因此，當(dāng)節(jié)流閥活塞退回時(shí)，確保了較少的污染。 因而，在全部實(shí)施方案中，節(jié)流閥襯套襯墊形成沿流向呈圓錐狀逐漸
7變細(xì)的節(jié)流閥區(qū)域，其與節(jié)流閥活塞相互作用。
根據(jù)本發(fā)明另 一方面，提供用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材 料的注射成型機(jī)的節(jié)流閥，所述節(jié)流閥包括節(jié)流閥塊、所述節(jié)流閥塊 中的輸入通道和輸出通道以及布置在所述輸出通道中的節(jié)流閥裝置。 所述輸入通道通向所述輸出通道。所述節(jié)流閥裝置包括節(jié)流閥活塞和 節(jié)流閥區(qū)域，所述節(jié)流閥區(qū)域與節(jié)流閥活塞相互作用并且沿流向呈圓 錐狀逐漸變細(xì)，其中所述節(jié)流閥區(qū)域具有最小直徑的端部或橫截面， 所述節(jié)流閥活塞能夠穿過所述端部或橫截面。如果所述節(jié)流閥活塞穿 過所述端部，那么所述節(jié)流閥關(guān)閉。
所述節(jié)流閥裝置優(yōu)選包括節(jié)流閥襯套和節(jié)流閥襯套襯墊，其中所 述節(jié)流閥村套和所述節(jié)流閥襯套襯墊在所述輸出通道中的輸入通道的 口部區(qū)域形成環(huán)形空間。優(yōu)選地，該環(huán)形空間的^t截面距輸入通道的 距離或與輸入通道相對的距離大于口部區(qū)域中的距離。所述節(jié)流閥襯 套襯墊優(yōu)選限定了沿流向呈圓錐狀逐漸變細(xì)的節(jié)流閥區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明另 一方面，提供用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材 料的注射成型機(jī)的節(jié)流閥，所述節(jié)流閥包括節(jié)流閥塊、在所述節(jié)流閥 塊中的輸入通道和輸出通道以及布置在輸出通道中的節(jié)流閥裝置。所 述輸入通道通向所述輸出通道。所述節(jié)流閥裝置包括節(jié)流閥活塞、節(jié) 流閥襯套和節(jié)流閥襯套襯墊，其中所述節(jié)流閥襯套和所述節(jié)流閥村套 襯墊在所述輸出通道中的輸入通道的口部區(qū)域形成環(huán)形空間。
優(yōu)選地，所述環(huán)形空間的橫截面隨著與輸入通道距離的增加而增 加。在不同的實(shí)施方案中，所述節(jié)流閥襯套襯墊優(yōu)選布置在節(jié)流閥襯 套中。此外，所述節(jié)流閥襯套和所述節(jié)流閥襯套襯墊優(yōu)選可以在節(jié)流 閥塊的對側(cè)安裝。并且在上述實(shí)施方案中，所述節(jié)流閥襯套襯墊限定 了沿流向呈圓錐狀逐漸變細(xì)并與節(jié)流閥活塞相互作用的節(jié)流閥區(qū)域。
根據(jù)另 一方面，本發(fā)明涉及用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材 料的注射成型機(jī)，其包括擠出器、第一活塞單元/汽缸單元和與所述第 一活塞單元/汽缸單元串聯(lián)的第二活塞單元/汽缸單元以及上述的節(jié)流 閥。所述節(jié)流閥的輸入通道與第 一活塞單元/汽缸單元的輸出端以流體 方式連通，并且所述節(jié)流閥的輸出通道與第二活塞單元/汽缸單元的輸
8入端以流體方式連通。所述第二活塞單元/汽缸單元的活塞優(yōu)選用作節(jié) 流閥活塞并且基本完全排空第二活塞單元/汽缸單元的筒體。
此外，本發(fā)明涉及在注射成型期間用于熱處理橡膠材料和/或彈性 體材料的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括第 一活塞單元/汽缸單元以及用于根 據(jù)各個(gè)橡膠材料和/或彈性體材料的預(yù)定參數(shù)調(diào)節(jié)節(jié)流閥活塞位置來 降低材料流量的裝置，所述第一活塞單元/汽缸單元包括用于向上述節(jié) 流閥并通過上述節(jié)流閥供給橡膠材料和/或彈性體材料的第 一活塞和 第一筒體。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括用于將節(jié)流閥活塞經(jīng)由節(jié)流閥裝 置移入第二活塞單元/汽缸單元的第二筒體的裝置，以便向注射模具供 給橡膠材料和/或彈性體材料。
此外，本發(fā)明另一方面涉及在注射成型期間熱處理橡膠材料和/ 或彈性體材料并根據(jù)各個(gè)橡膠材料和/或彈性體材料的預(yù)定參數(shù)調(diào)節(jié)
節(jié)流閥活塞的方法，其包括通過第一活塞單元/汽缸單元向上述節(jié)流閥 并通過上述節(jié)流閥供給橡膠材料和/或彈性體材料的步驟，所述第一活 塞單元/汽缸單元包括第一活塞和第一筒體。所述方法優(yōu)選包括將節(jié)流 閥活塞經(jīng)由節(jié)流閥裝置移入第二活塞單元/汽缸單元的第二筒體的步 驟，以便向注射模具供給橡膠材料和/或彈性體材料。
以下，根據(jù)附圖示例性地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。其中

圖1是當(dāng)節(jié)流閥活塞基本打開時(shí)，本發(fā)明節(jié)流閥第一實(shí)施方案的 橫截面示意圖2是與圖1類似的橫截面視圖，其中節(jié)流閥活塞移動(dòng)至熱處理 橡膠材料和/或彈性體材料的節(jié)流閥位置；
圖3是本發(fā)明節(jié)流閥實(shí)施方案的橫截面透視圖4a是可用于本發(fā)明節(jié)流閥的節(jié)流閥襯套第一實(shí)施方案的橫截 面透一見圖4是可用于本發(fā)明節(jié)流閥的節(jié)流閥襯套另 一 實(shí)施方案的橫截面 透視圖5是可用于本發(fā)明節(jié)流閥的節(jié)流閥活塞實(shí)施方案的橫截面透視
圖6a是用于本發(fā)明節(jié)流閥的節(jié)流閥襯套襯墊第一實(shí)施方案的橫截面透一見圖6b是與圖6a類似的節(jié)流閥襯套襯墊第二實(shí)施方案的視圖6c是節(jié)流閥襯套襯墊第三實(shí)施方案的透視圖7a是本發(fā)明節(jié)流閥第一實(shí)施方案的橫截面圖7b是本發(fā)明節(jié)流閥第二實(shí)施方案的橫截面圖8是壓降-混合溫度圖9是節(jié)流閥活塞位置-溫度圖；以及
圖10是節(jié)流閥活塞位置-壓降圖。
圖1和圖2示出了本發(fā)明節(jié)流閥2第一實(shí)施方案的橫截面圖。所 述節(jié)流閥主要包括節(jié)流閥塊4、節(jié)流閥塊4中的輸入通道6和輸出通 道8以及節(jié)流閥裝置。所述輸入通道6優(yōu)選以大于0。的角度、優(yōu)選以 大于45。的角度、更優(yōu)選以大于75。的角度通向所述輸出通道8。圖1 和圖2中所描述的輸入通道6與輸出通道8之間的角度實(shí)施方案為大 約90。。
所述節(jié)流閥裝置主要布置在節(jié)流閥塊4的輸出通道8中并且所述 節(jié)流閥裝置包括在節(jié)流閥襯套12中運(yùn)動(dòng)的節(jié)流閥活塞10。所述節(jié)流 閥襯套12優(yōu)選安裝在節(jié)流閥塊4的第一端面14并在其中擰緊。所述 節(jié)流閥裝置還包括節(jié)流閥區(qū)域16，其與節(jié)流閥活塞IO相互作用并且 沿流向呈錐狀逐漸變細(xì)。在圖1和圖2示出的實(shí)施方案中，所述節(jié)流 閥區(qū)域16由節(jié)流閥襯套襯墊18形成。所述節(jié)流閥襯套襯墊18優(yōu)選安 裝在與節(jié)流閥塊4的第 一表面14相對的 一側(cè)，其中優(yōu)選將所述節(jié)流閥 襯套襯墊18布置在所述節(jié)流閥襯套12中。
所述節(jié)流閥區(qū)域14包括具有最小直徑的端部，所述節(jié)流閥活塞 10能夠穿過所述端部，其中如果所述節(jié)流閥活塞10穿過所述端部， 那么所述節(jié)流閥優(yōu)選基本關(guān)閉。所述節(jié)流閥襯套12以及所述節(jié)流閥襯
環(huán)形空間20。該環(huán)形空間20尤其有利于在所述節(jié)流閥裝置中盡可能 均勻地分配輸入通道6供給的材料。在這樣的情況下，優(yōu)選非對稱地 形成所述環(huán)形空間20,優(yōu)選與輸入通道6的口部區(qū)域相對的環(huán)狀部分 大于面向口部區(qū)域的部分。隨后將更加詳細(xì)地對此予以描述，尤其是
10參考圖6b和圖7a。此外，隨著與口部區(qū)域距離的增加，橫截面還可 以連續(xù)遞增或連續(xù)遞減。這樣的設(shè)計(jì)使材料流入所述環(huán)狀縫隙時(shí)能夠 更易于圍繞節(jié)流閥活塞10流動(dòng)，這能夠使所述材料在節(jié)流閥中均勻熱 處理。更優(yōu)選在所述環(huán)形空間中的全部直徑變化具有明確的半徑從而 消除可能沉積橡膠材料和/或彈性體材料的死區(qū)。
由于易于生產(chǎn)、易于安裝并且降低了運(yùn)行成本，所以使用具有節(jié) 流閥襯套12和獨(dú)立的節(jié)流閥襯套襯墊18的節(jié)流閥裝置是尤其有利的。 因?yàn)橥ㄟ^節(jié)流閥襯套襯墊18形成節(jié)流閥區(qū)域16，所以能夠根據(jù)磨損 的征兆分別進(jìn)行更換，這與更換具有 一體化節(jié)流閥區(qū)域的整個(gè)節(jié)流閥 襯套相比^f更宜得多。所述節(jié)流閥村套12優(yōu)選包括迷宮式密封22并且 因此所述節(jié)流閥襯套12被密封在節(jié)流閥塊4中從而避免橡膠材料和/ 或彈性體材料的泄漏。
將本發(fā)明的節(jié)流閥2用于如在背景部分提及的WO 2006/008164 A2中所述的包括兩個(gè)活塞/汽缸單元的注射成型機(jī)是尤其有利的。在 本申請中，本發(fā)明的節(jié)流閥2還具有該文獻(xiàn)所述的在第一活塞單元/ 汽缸單元與第二活塞單元/汽缸單元之間的轉(zhuǎn)向元件的功能。
在圖1和圖2所示的實(shí)施方案中，注射成型機(jī)的第一活塞單元/ 汽缸單元的筒體26的輸出端24與節(jié)流閥塊4的輸入通道6連接。第 一活塞單元/汽缸單元的活塞(未示出)將橡膠材料和/或彈性體材料經(jīng) 由筒體26輸送至節(jié)流閥2的輸入通道6中。節(jié)流閥2的輸出通道8 與第二活塞單元/汽缸單元的第二筒體30的輸入端28相連。所述第二 活塞單元/汽缸單元的輸出端32適于與注射模具(未示出)相連。
根據(jù)本發(fā)明，所述節(jié)流閥2的節(jié)流閥活塞IO優(yōu)選作為活塞用于第 二活塞單元/汽缸單元。形成所述節(jié)流閥活塞10，使其一方面用于降低 通過節(jié)流閥2的材料的流量，另一方面用于將來自第二活塞單元/汽缸 單元的第二筒體30的材料輸送至注射模具中。在這樣的情況下，尤其 有利的是，通過節(jié)流閥活塞10能夠?qū)⑺鐾搀w30以及所述節(jié)流閥2 的輸出通道基本完全排空，從而不再剩余橡膠材料和/或彈性體材料殘 余物。
在圖1所示的位置，節(jié)流閥活塞10遠(yuǎn)離輸入通道8或節(jié)流閥襯套
ii12退回，使得所述材料可以由所述輸入通道6基本不受阻礙地或不受 限制地流入所述輸出通道8和所述第二筒體30。此處，節(jié)流閥活塞IO 的尖端34少許伸入環(huán)狀縫隙20的區(qū)域并且少許終止于所述節(jié)流閥襯 套襯墊18中。所述節(jié)流閥活塞IO的尖端34對由輸入通道6進(jìn)入輸出 通道8的材料流的轉(zhuǎn)向具有有利的影響。
在圖2所示的位置，所述節(jié)流閥活塞IO進(jìn)一步進(jìn)入所述節(jié)流閥2 中，其中活塞裙部36長度的四分之一進(jìn)入節(jié)流閥襯套襯墊18中，從 而在活塞3君部36與節(jié)流閥襯套襯墊18的節(jié)流閥區(qū)域16之間形成環(huán)狀 縫隙38，通過所述環(huán)狀縫隙38，擠壓所述橡膠材料和/或彈性體材料。 此處，來自第一活塞單元/汽缸單元的輸出端24的材料，流過所述輸 入通道8和所述節(jié)流閥2的環(huán)形空間20,然后經(jīng)由環(huán)狀縫隙38到達(dá) 第二活塞單元/汽缸單元的第二筒體30的輸入端28。能夠通過定位節(jié) 流閥活塞10來調(diào)整環(huán)狀縫隙38的環(huán)狀寬度以及節(jié)流閥的長度，即環(huán) 狀縫隙38的寬度，并從而調(diào)節(jié)對橡膠材料和/或彈性體材料的節(jié)流作 用，從而創(chuàng)造最適于各種材料和工藝要求的條件。因?yàn)橛晒?jié)流閥襯套 襯墊18形成的節(jié)流閥區(qū)域16沿材料流的流向逐漸變細(xì)，所以當(dāng)所述 活塞IO在節(jié)流閥襯套襯墊中插入的越深時(shí)，所述環(huán)狀縫隙38就變得 越小。
所述節(jié)流閥區(qū)域16的長度優(yōu)選為5 mm至50 mm,更優(yōu)選10 mm 至40 mm并且最優(yōu)選20 mm至30 mm。所述節(jié)流閥區(qū)域16的圓錐度 相對于節(jié)流閥襯套襯墊18的旋轉(zhuǎn)軸優(yōu)選為0.5°至5°，更優(yōu)選1.5°至 3.5。并且最優(yōu)選2°至3°。節(jié)流閥襯套襯墊18的長度優(yōu)選10 mm至50 mm,更優(yōu)選15 mm至40mm，甚至更優(yōu)選20 mm至30 mm。所述環(huán) 狀縫隙20的直徑與節(jié)流閥活塞10的活塞裙部36的直徑相比優(yōu)選放大 至少2 mm，更優(yōu)選至少4 mm并且最優(yōu)選至少6 mm。所述環(huán)狀縫隙 20的寬度通常大約對應(yīng)于所述輸入通道的直徑，如約10mm至15 mm, 尤其是約12 mm。在位于與所述口部區(qū)域相對一側(cè)的環(huán)形空間20的 放大的橫截面中，環(huán)形空間20的寬度優(yōu)選比在所述口部區(qū)域中大至少 約2 mm，優(yōu)選至少4 mm。
如果節(jié)流閥活塞IO基本退回至節(jié)流閥襯套襯墊18的最小直徑的端部，那么環(huán)狀縫隙的寬度基本為0,即所述節(jié)流閥裝置基本完全封
閉了經(jīng)由節(jié)流閥2的流徑。當(dāng)所述節(jié)流閥活塞IO進(jìn)一步移入第二活塞 單元/汽缸單元的筒體30中以便將橡膠材料和/或彈性體材料送入注射 模具中時(shí)，輸入通道6的開口基本被所述活塞封閉，從而材料不能再 流入。為此，所述節(jié)流閥活塞10能夠以其全部長度并以與活塞裙部 36的區(qū)域相同的直徑形成?；蛘?，優(yōu)選根據(jù)具有減少的橫截面的活塞 一君部36，在區(qū)域40中形成所述節(jié)流閥活塞。然而，為了密封輸入通 道6的口部區(qū)域，優(yōu)選不形成以直徑逐漸減小的方式沿縱向延伸并面 向口部區(qū)域的活塞第一區(qū)域，即具有與活塞裙部36相應(yīng)直徑的活塞第 一區(qū)域，并且優(yōu)選不形成以直徑逐漸減小的方式沿縱向延伸并與口部 區(qū)域相對的活塞第二區(qū)域。參照圖5隨后將對此進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)解 釋。
圖3示出了本發(fā)明節(jié)流閥2實(shí)施方案的橫截面透視圖，其大致對 應(yīng)于圖1和圖2所示的實(shí)施方案。與圖1和圖2所示的節(jié)流閥2實(shí)施 方案不同的是，圖3的節(jié)流閥2的輸入通道6與輸出通道8以約83° 的角度布置在節(jié)流閥塊4中。除此之外，圖3所示的實(shí)施方案基本對 應(yīng)于圖1和圖2所示的實(shí)施方案。
圖4a示出了節(jié)流閥襯套12的第一實(shí)施方案，所述節(jié)流閥襯套12 安裝在圖3所示的節(jié)流閥2中。所述節(jié)流閥襯套12包括用于在節(jié)流閥 塊4中安裝節(jié)流閥襯套12的安裝用法蘭42。優(yōu)選提供用于安裝的通 孔44以及定位銷鉆孔。具有基本恒定外徑的伸長部分48由法蘭42 延伸，在所述伸長部分48上提供迷宮式密封22,用于密封節(jié)流閱塊4 中的襯套12。此外，在所述部分48中提供輸入開口或口部開口 50， 所述開口與節(jié)流閥塊4中的所述輸入通道6密合地布置，使材料能夠 流入所述節(jié)流閥襯套12中。在其內(nèi)部，所述節(jié)流閥村套12具有區(qū)域 52,所述區(qū)域52的直徑與節(jié)流閥活塞IO或活塞裙部36的外徑大致對 應(yīng)。形成該區(qū)域52用于引導(dǎo)節(jié)流閥襯套12中的節(jié)流閥活塞10。在口 部開口 50的區(qū)域中，內(nèi)徑擴(kuò)大至具有更大直徑的區(qū)域54。在該具有 更大直徑的區(qū)域54中，所述節(jié)流閥襯套襯墊18由與法蘭42相對的一 側(cè)插入。圖6a和圖6a示出了能夠用于圖4a所示節(jié)流閥襯套12的多
13種節(jié)流閥襯套襯墊18。
在圖6a示出的節(jié)流閥襯套襯墊18的實(shí)施方案中，還提供了迷宮 式密封50，用于在節(jié)流閥村套襯墊18與節(jié)流閥村套12的直徑較大的 區(qū)域54的內(nèi)表面之間形成密封。此外，所述節(jié)流閥襯套襯墊18包括 止動(dòng)法蘭58，其限定了節(jié)流閥襯套襯墊18插入節(jié)流閥襯套12中的長 度。在安裝的情況下，與止動(dòng)58相對的節(jié)流閥襯套襯墊的末端60與 節(jié)流閥襯套12—起限定了環(huán)形空間20。優(yōu)選沿著節(jié)流閥襯套襯墊18 的整個(gè)內(nèi)表面形成沿流向逐漸變細(xì)的節(jié)流閥區(qū)域16，其中所述直徑在 法蘭58的方向逐漸變細(xì)。
圖6b示出了與圖6a的實(shí)施方案基本對應(yīng)的節(jié)流閥襯套襯墊18的 第二實(shí)施方案，然而，其中與法蘭58相對的末端60是階梯形的，以 便限定安裝在節(jié)流閥襯套12中的其寬度變化的環(huán)形空間20。此處， 在所述節(jié)流閥襯套12中布置所述節(jié)流閥襯套襯墊18使得階梯形區(qū)域 62與所述口部開口 50相對定位，由此形成相對于輸入通道6的口部 區(qū)域擴(kuò)大的環(huán)形空間20,這有助于材料在環(huán)形空間20中的均勻分布。
作為圖6a和圖6b所示的節(jié)流閥襯套襯墊18的另一實(shí)施方案，還 可以以相對于其旋轉(zhuǎn)軸呈圓錐狀的方式形成節(jié)流閥襯套襯墊的末端 60, /人而形成由所述口部區(qū)域向?qū)?cè)連續(xù)擴(kuò)展的環(huán)形空間20。
圖5更詳細(xì)地示出了節(jié)流閥活塞10。根據(jù)圖5所示，如前所述， 所述節(jié)流閥活塞10包括活塞的尖端34以及活塞一君部36。所述活塞一君 部36的直徑基本對應(yīng)于所述區(qū)域52的內(nèi)徑，所述區(qū)域52的內(nèi)徑小于 所述節(jié)流閥襯套12的直徑。緊靠所述活塞裙部36，優(yōu)選圍繞活塞IO 的圓周的一部分提供沿縱向延伸的凹槽64，所述凹槽^f吏所述活塞10 易于經(jīng)由所述節(jié)流閥襯套12進(jìn)行引導(dǎo)，尤其是經(jīng)由第二活塞單元/汽 缸單元的筒體30進(jìn)行引導(dǎo)。然而，如上所述，將面向口部開口50的 活塞10的第 一 區(qū)域66設(shè)計(jì)為具有與活塞裙部36的區(qū)域相同的直徑或 半徑，使得當(dāng)所述節(jié)流閥活塞IO前進(jìn)時(shí)，所述口部開口 50基本封閉。 優(yōu)選地，形成與活塞S君部36區(qū)域的直徑或半徑相同的避開所述口部開 口 50的活塞10的第二區(qū)域，使得所述活塞在所述筒體中進(jìn)行雙側(cè)引 導(dǎo)。圖7a示出了在安裝狀態(tài)下的節(jié)流閥2的上述實(shí)施方案。此處，階 梯形環(huán)形空間20是尤其清晰可辨的，通過在節(jié)流閥塊4的一側(cè)安裝節(jié) 流閥襯套12并在節(jié)流閥塊4對側(cè)安裝節(jié)流閥襯套襯墊18來提供所述 階梯形環(huán)形空間20。
如上所述，位于口部開口 50的區(qū)域中的環(huán)形空間20的寬度基本 對應(yīng)于所述口部開口的直徑，其中所述環(huán)形空間20的寬度在距所述開 口 50的一段距離內(nèi)的區(qū)域中增加。這可以是步進(jìn)式的或連續(xù)式的。在 圖7a所示的實(shí)施方案中，通過節(jié)流閥襯套襯墊18的階梯形末端60形 成環(huán)狀寬度。
圖4b示出了節(jié)流閥12的另一實(shí)施方案，其同樣包括法蘭42以及 從所述法蘭42延伸以便容納節(jié)流閥活塞10的筒體部分52。此外，提 供了安裝開口 44以及定位銷開口 46和迷宮式密封22。與圖4a的節(jié) 流閥襯套12的本質(zhì)區(qū)別在于，筒體部分52相當(dāng)短，即通過這樣的長 度，節(jié)流閥襯套12的面表面64終止于所述輸入通道6的口部區(qū)域。 這已在圖7b中明確地示出，其中描繪了安裝狀態(tài)下的本發(fā)明節(jié)流閥2 的所述實(shí)施方案。
圖6c示出了能夠與該節(jié)流閥襯套12組合的節(jié)流閥襯套襯墊18的 實(shí)施方案。在該實(shí)施方案中，材料流不是呈環(huán)狀圍繞節(jié)流閥活塞，而 是材料流圍繞活塞圓周的一部分而僅出現(xiàn)在活塞的一側(cè)。為此，在節(jié) 流閥襯套襯墊18中，將所述節(jié)流閥區(qū)域16設(shè)計(jì)為相對于縱軸傾斜的 槽68的形式。所述槽68以一定角度沿節(jié)流閥襯套襯墊18的縱軸延伸， 所述角度優(yōu)選為約15°至25。并且更優(yōu)選18°至20。。根據(jù)節(jié)流闊2的 該實(shí)施方案，提供所述口部開口 50用于材料由節(jié)流閥襯套襯墊18中 的輸入通道60流入。由口部開口 50開始，槽68以一定角度延伸使得 逐漸變細(xì)的通道沿流向延伸。優(yōu)選地，在節(jié)流閥襯套襯墊18中，圍繞 約10%至40%完整圓周，更優(yōu)選15至30%完整圓周的圓周區(qū)域形成 所述槽68。
由圖7b所示的該節(jié)流閥2的安裝的實(shí)施方案顯而易見，通過定位 銷70將所述節(jié)流閥襯套12與節(jié)流閥襯套襯墊18適當(dāng)校準(zhǔn)從而定位， 從而使節(jié)流閥襯套襯墊18的口部開口 50與輸入通道6校準(zhǔn)。在圖7b所示的節(jié)流閥活塞10的位置，通過節(jié)流閥活塞IO和節(jié)流閥襯套襯墊 18、尤其是通過其中的槽68限定用于流入材料的流徑，其中根據(jù)節(jié)流 閥活塞10的定位而使所述流徑較寬或變得較窄。當(dāng)節(jié)流閥活塞10在 將橡膠材料和/或彈性體材料注射入注射模具后退回時(shí)，所述實(shí)施方案 對于降低污染是尤其有利的。
本發(fā)明節(jié)流閥的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)短周期內(nèi)注射成型不同橡膠材料和 /或彈性體材料并且能夠通過適當(dāng)定位節(jié)流閥活塞而調(diào)節(jié)材料的各自 期望的不同溫度。
實(shí)施例
通過參考圖8至圖10，隨后示例性地描述了具有本發(fā)明節(jié)流閥2 的注射成型機(jī)對橡膠材料和/或彈性體材料的影響。用于該實(shí)施例中的 注射成型機(jī)的基本結(jié)構(gòu)對應(yīng)于圖1和圖2所示的注射成型機(jī)。節(jié)流閥 襯套12對應(yīng)于圖4b所示的實(shí)施方案。節(jié)流閥活塞IO和節(jié)流閥襯套襯 墊18對應(yīng)于圖5或圖6c的實(shí)施方案。將^f黃截面為8mmx25mm并且 由肖氏硬度為70的三元乙丙橡膠(EPDM 70 Shore)混合物組成的條帶 作為材料予以處理。
圖8顯示了在第一活塞單元/汽缸單元的活塞處依賴于壓降的 EPDM的混合溫度。換句話"i兌，圖8示出了當(dāng)通過節(jié)流閥2的流阻增 加時(shí)，即當(dāng)節(jié)流閥的橫截面變小時(shí)，混合溫度的行為。
表1中的下列數(shù)據(jù)給出了形成圖8中圖的基礎(chǔ)。此處，阻力或壓 降以從第一活塞單元/汽缸單元的第一筒體26經(jīng)由節(jié)流閥2、第二活塞 單元/汽缸單元的第二筒體30以及噴嘴(未示出)注射材料所需的壓力 表示。為此，第一活塞單元/汽缸單元的活塞以100 cmVs的速率移入 筒體26。各自的節(jié)流閥活塞位置以在第二筒體30中的剩余行程表示， 單位為毫米。在313 mm的活塞位置處，節(jié)流閥大致如圖1所示基本 完全打開。在約280 mm的活塞位置處，節(jié)流閥將會(huì)基本關(guān)閉；剩余 的280mm行程用于/人第二筒體30輸出材料。在313 mm至280 mm， 節(jié)流閥2部分打開。
16表1:
第一活塞單元/ 汽缸單元的活 塞速率 ccm/s節(jié)流閥活塞的 速率 ccm/s活塞位置 mm所需壓力 bar整體溫度 oc
10060313-600109
10060307-630110
10060301-650112
10060295-700114
10060289-800117
10060287-1000123
10060286-1100127
10060285-1200131
10060284-1300135
10060283-1800143
圖9和圖10的圖表明隨著節(jié)流閥逐漸封閉，即經(jīng)由節(jié)流閥的通路 橫截面減小，第一活塞單元/汽缸單元的第一活塞處所需的壓力顯著增 加，這涉及彈性體材料和/或橡膠材料溫度的增加。使用貫穿探針測量 材料的溫度。
1權(quán)利要求
1.用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材料的注射成型機(jī)的節(jié)流閥，其包括節(jié)流閥塊、所述節(jié)流閥塊中的輸入通道和輸出通道、以及節(jié)流閥裝置，其中所述輸入通道以一定角度通向所述輸出通道，并且所述節(jié)流閥裝置包括節(jié)流閥活塞，其中所述節(jié)流閥活塞用于降低所述材料的流量并且用于將所述橡膠材料和/或彈性體材料注射入注射模具中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)流闊，其中所述角度大于45。，優(yōu)選 大于75°。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的節(jié)流閥，其中所述節(jié)流閥裝置包括 與所述節(jié)流閥活塞相互作用并且沿流向呈圓錐狀逐漸變細(xì)的節(jié)流閥區(qū) 域，其中所述節(jié)流閥區(qū)域包括具有最小直徑的端部，所述節(jié)流閥活塞 能夠穿過所述端部，其中當(dāng)所述節(jié)流閥活塞穿過所述端部時(shí)，所述節(jié) 流閥關(guān)閉。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的節(jié)流閥，其中所述 節(jié)流閥裝置包括節(jié)流閥襯套和節(jié)流閥襯套襯墊，其中所述節(jié)流閥襯套 和所述節(jié)流閥襯套襯墊在所述輸出通道中的輸入通道的口部區(qū)域形成 環(huán)形空間，其中優(yōu)選所述環(huán)形空間的橫截面隨著與所述輸入通道距離 的增力u而增力口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)流閥，其中所述節(jié)流閥村套襯墊限定 了沿流向呈圓錐狀逐漸變細(xì)的節(jié)流閥區(qū)域，所述節(jié)流閥區(qū)域與所述節(jié) 流閥活塞相互作用。
6. 用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材料的注射成型機(jī)的節(jié)流 閥，其包括節(jié)流閥塊、在所述節(jié)流閥塊中的輸入通道和輸出通道、以及節(jié)流閥裝置，其中所述輸入通道通向所述輸出通道，并且所述節(jié)流 閥裝置布置在所述輸出通道中，其中所述節(jié)流閥裝置包括節(jié)流閥活塞 和與所述節(jié)流閥活塞相互作用并沿流向呈圓錐狀逐漸變細(xì)的節(jié)流閥區(qū) 域，其中所述節(jié)流閥區(qū)域包括具有最小直徑的端部，所述節(jié)流閥活塞 能夠穿過所述端部，其中當(dāng)所述節(jié)流閥活塞穿過所述端部時(shí)，所述節(jié) 流閥關(guān)閉。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的節(jié)流閥，其中所述節(jié)流閥裝置包括節(jié)流 閥襯套和節(jié)流閥襯套襯墊，其中所述節(jié)流閥襯套和所述節(jié)流閥襯套襯 墊在所述輸出通道中的輸入通道的口部區(qū)域形成環(huán)形空間，其中優(yōu)選 所述環(huán)形空間的橫截面隨著與所述輸入通道的距離的增加而增加。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的節(jié)流閥，其中所述節(jié)流閥襯套襯墊限定 了沿流向呈圓錐狀逐漸變細(xì)的節(jié)流閥區(qū)域。
9. 用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材料的注射成型機(jī)的節(jié)流 閥，其包括節(jié)流閥塊、在所述節(jié)流閥塊中的輸入通道和輸出通道、以 及節(jié)流閥裝置，其中所述輸入通道通向所述輸出通道，并且所述節(jié)流 閥裝置布置在所述輸出通道中，其中所述節(jié)流閥裝置包括節(jié)流閥活塞、 節(jié)流閥襯套和節(jié)流閥襯套襯墊，其中所述節(jié)流閥襯套和所述節(jié)流岡襯 套襯墊在所述輸出通道中的輸入通道的口部區(qū)域形成環(huán)形空間，其中 優(yōu)選所述環(huán)形空間的橫截面隨著距所述輸入通道的距離的增加而增 加。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4、 5和7-9中任一權(quán)利要求所述的節(jié)流閥，其 中所述節(jié)流閥襯套襯墊布置在所述節(jié)流閥襯套中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4、 5和7-10中任一權(quán)利要求所述的節(jié)流閥， 其中所述節(jié)流閥襯套和所述節(jié)流閥襯套襯墊可以安裝在所述節(jié)流閥塊 的對側(cè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一權(quán)利要求所述的節(jié)流閥，其中所述 節(jié)流閥襯套襯墊限定了沿流向呈圓錐狀逐漸變細(xì)并與所述節(jié)流閥活塞 相互作用的節(jié)流閥區(qū)域。
13. 用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材料的注射成型機(jī)，其包 括擠出器、第一活塞單元/汽缸單元和與所述第一活塞單元/汽缸單元串 聯(lián)的第二活塞單元/汽缸單元、以及權(quán)利要求1-12中任一權(quán)利要求所 述的節(jié)流閥，其中所述節(jié)流閥的輸入通道與所述第一活塞單元/汽缸單 元的輸出端以流體方式連通并且所述節(jié)流閥的輸出通道與所述第二活 塞單元/汽缸單元的輸入端以流體方式連通。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的注射成型機(jī)，其中所述第二活塞單元 /汽缸單元的活塞用作節(jié)流閥活塞并且基本完全排空所述第二活塞單 元/汽缸單元的筒體。
15. 用于在注射成型期間熱處理橡膠材料和/或彈性體材料的系 統(tǒng)，其包括a) 第一活塞單元/汽缸單元，其包括用于向權(quán)利要求1-12中任一 權(quán)利要求所述的節(jié)流閥并通過權(quán)利要求1-12中任一權(quán)利要求所述的節(jié) 流閥供給所述橡膠材料和/或彈性體材料的第 一活塞和第 一筒體；以及b) 用于根據(jù)各個(gè)橡膠材料和/或彈性體材料的預(yù)定參數(shù)調(diào)節(jié)所述 節(jié)流閥活塞位置來降低所述材料流量的裝置。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其包括c) 用于將所述節(jié)流閥活塞經(jīng)由所述節(jié)流閥裝置移入第二活塞單 元/汽缸單元的第二筒體的裝置，以便向注射模具供給所述橡膠材料和 /或彈性體材料。
17. 用于在注射成型期間熱處理橡膠材料和/或彈性體材料的方法，其包括以下步驟a) 通過第一活塞單元/汽缸單元向權(quán)利要求1-12中任一權(quán)利要求 所述的節(jié)流閥并通過權(quán)利要求1-12中任一權(quán)利要求所述的節(jié)流閥供給 所述橡膠材料和/或彈性體材料，所述第一活塞單元/汽缸單元包括第一 活塞和第一筒體；以及b) 根據(jù)所述各個(gè)橡膠材料和/或彈性體材料的預(yù)定參數(shù)調(diào)節(jié)所述 節(jié)流閥活塞。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其包括以下步驟c) 將所述節(jié)流閥活塞經(jīng)由所述節(jié)流閥裝置移入第二活塞單元/汽 缸單元的第二筒體，以便向注射模具供給所述橡膠材料和/或彈性體材 料。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于注射成型橡膠材料和/或彈性體材料的注射成型機(jī)的節(jié)流閥，其包括節(jié)流閥塊、在所述節(jié)流閥塊中的輸入通道和輸出通道、以及節(jié)流閥裝置。輸入通道能夠與輸出通道成一定的角度。所述節(jié)流閥裝置包括節(jié)流閥活塞，其用于降低材料的流量并將橡膠材料和/或彈性體材料注射入注射模具中。能夠使用本發(fā)明的節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)用于在注射成型過程中熱處理橡膠材料和/或彈性體材料的系統(tǒng)和方法，其中尤其能夠?qū)崿F(xiàn)較短的周期。
文檔編號(hào)B29C45/53GK101495288SQ200780028652
公開日2009年7月29日 申請日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月1日
發(fā)明者休伯特·德根貝克, 賴納·施密特 申請人:蘭茨胡特工具制造阿爾弗雷德·施泰因勒有限及兩合公司