專利名稱：管狀件的熱塑模制方法、管狀件和具有一回轉(zhuǎn)模芯的注射模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造在一端具有底部的長(zhǎng)管狀熱塑性件的方法。
背景技術(shù)：
例如一端具有底部的長(zhǎng)管狀熱塑件可以用于很多場(chǎng)合，例如氣動(dòng)缸、腳手架桿、用于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(latticework)和清潔工具的結(jié)構(gòu)元件，如掃帚把。
對(duì)于不同類型的清潔工具，存在按不同設(shè)計(jì)形式制成的手柄，例如有利于人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)，且采用不同的材料制成，通常為鋁或木材。
近年來(lái)，越來(lái)越廣泛地使用合成材料來(lái)制造這類手柄。為了減輕重量，用于需要較長(zhǎng)手柄的掃帚、地板拖布以及其它清潔工具的手柄制成通過(guò)擠出熱固性塑料材料而生產(chǎn)的中空手柄。然而，使用擠出法來(lái)制造這類手柄意味著制成的手柄在手柄的整個(gè)長(zhǎng)度上具有一定的外徑。如果要將這樣一根管狀件的一端封閉，通常在模制工藝本身之后封閉開(kāi)口的管。同樣，對(duì)可能存在的分離元件，例如外部緊固裝置、裝配面、手柄裝置或懸掛裝置也加以改進(jìn)。
為了改變這種給定的手柄剖面，現(xiàn)有方法是在手柄上壓制一膜層或管狀套，例如在Toft的國(guó)際專利申請(qǐng)WO02/34494中所述的那樣。這種膜層或管狀套一般由熱塑性材料制成，這也使手柄握持起來(lái)更舒適。通常，選擇聚丙烯作為這種熱塑性材料。
為了令人滿意地將所述手柄用于各種工具，在手柄上安裝有輔助裝置，例如增強(qiáng)的防滑面、附屬設(shè)備的保持裝置、減負(fù)盤或伸縮手柄的卡緊裝置，這些分開(kāi)的元件通過(guò)焊接、粘接或利用鉚釘裝配在手柄上。然而，這也意味著會(huì)出現(xiàn)聚集污垢和細(xì)菌的凹部和槽，這對(duì)于食品工業(yè)尤其是一個(gè)大問(wèn)題，因?yàn)楸３止ぞ咔鍧崒?duì)食品工業(yè)例如屠宰場(chǎng)來(lái)說(shuō)具有決定性的重要意義。所述工具的清洗通過(guò)處理過(guò)程繁瑣且昂貴的高壓滅菌實(shí)現(xiàn)。同樣，用于裝配工具的壓制管狀螺紋件也存在大的聚集污垢的危險(xiǎn)。已經(jīng)證明，上述在國(guó)際專利申請(qǐng)WO02/34494中描述的壓制在鋁手柄上的套不能令人滿意的滿足食品工業(yè)中清潔方便的需要，因?yàn)樵谔椎亩瞬亢褪直g的過(guò)渡段處留有大小為0.1mm數(shù)量級(jí)的間隙，細(xì)菌可在這里聚集和生長(zhǎng)。
然而，通常已知如何制造在一端封閉的長(zhǎng)管狀件。已知一種例如在Motley的國(guó)際專利申請(qǐng)WO91/08803中說(shuō)明的曲棍球棍的制造方法，。然而，這種氣體噴射技術(shù)導(dǎo)致管狀件的內(nèi)孔沒(méi)有精確的尺寸。例如，所述技術(shù)不能用于制造伸縮管。在一種被稱作液體噴射技術(shù)的相關(guān)技術(shù)中也存在類似問(wèn)題，在該技術(shù)中，液體通常是水與熔融的塑性材料一起被注射。
還存在模制管狀件的其它技術(shù)，例如用于薄壁塑料瓶的塑模吹制和噴射吹制，例如用于洗頭液瓶或螺紋帽檸檬水瓶。這一技術(shù)在美國(guó)專利3 301928中公開(kāi)。
一般而言，通過(guò)注射模制制造一端具有底部的手柄也是現(xiàn)有技術(shù)。通常，由于模制過(guò)程中空的管狀件的模芯缺乏穩(wěn)定性，所述管狀件很短。因此，可以制造手動(dòng)工具的手柄，例如在Hoepfl的歐洲專利申請(qǐng)EP 901887和Reinhold的美國(guó)專利4645405中所公開(kāi)的那樣。
長(zhǎng)管狀件可在具有固定模芯的模型中注射模制。通過(guò)在模制過(guò)程中使用固定模芯可實(shí)現(xiàn)多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，即便對(duì)于非常長(zhǎng)的管狀件也可以保證柄具有精確的直徑和精確的定位，因此實(shí)現(xiàn)了精確的管狀件重量分布和精確的管狀件重量，還允許將所述管狀件用于伸縮管。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用模芯注射模制長(zhǎng)管狀件時(shí)，如果不在兩端支承所述模芯，則存在一些問(wèn)題。其中一個(gè)問(wèn)題是注入材料作用在模芯上的壓力不均勻，這導(dǎo)致了模芯向一側(cè)撓曲，從而造成孔不對(duì)中。固定的模芯作為(制造)產(chǎn)品的一個(gè)固有部分的示例由Sorensen的丹麥專利申請(qǐng)6426/89已知。
為了避免模芯的彎曲，要求非常準(zhǔn)確均勻地向注射室內(nèi)進(jìn)行注射，從而實(shí)現(xiàn)模芯的整個(gè)周向上實(shí)現(xiàn)均勻的力作用。此外，模芯具有很高的抗彎強(qiáng)度也是有利的。根據(jù)模芯橫截面積由兩個(gè)因素可決定可用的模芯的長(zhǎng)度。為了避免在模制工藝中在注入塑性材料的過(guò)程中模芯向一側(cè)撓曲，在注射模制過(guò)程中，通常在模芯的自由端支承模芯，如Toft的國(guó)際專利申請(qǐng)WO02/34494中所公開(kāi)的那樣。為了制造一根一端封閉的管，模芯被拉出一定距離，以便在模制即將結(jié)束前將模芯從支承件上拆下。WO02/34494描述的方法用來(lái)制造管狀手柄，該手柄內(nèi)插入另一根穩(wěn)定管，從而制造出具有合適把手的手柄。穩(wěn)定管是必需的，因?yàn)槭直旧淼牟牧咸洠荒苡迷陂L(zhǎng)手柄中。實(shí)際上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該國(guó)際專利申請(qǐng)中描述的制造方法只適用于制造最大長(zhǎng)度約為70cm的手柄，因?yàn)椴蝗荒Ｐ緯?huì)撓曲，盡管在其兩端都有支承。因此，該方法不適于制造高穩(wěn)定性的長(zhǎng)塑性件，而具有高穩(wěn)定性是清潔工具手柄所需要的。
另外一個(gè)已知的問(wèn)題是固化后塑性材料與模芯發(fā)生粘結(jié)。因此。當(dāng)要將塑性件從長(zhǎng)模芯上拆離時(shí)，需將模芯制成錐形，從而環(huán)繞固化的熱塑性坯料的模芯卡緊力導(dǎo)致模芯從錐形面向上微微滑移，這樣就降低了卡緊力。這樣，將管狀件從模型上脫離，例如，通過(guò)向后將模芯拉過(guò)一與模芯的最大橫截面具有相同橫截面的孔，或者在模芯上向前推動(dòng)一具有與模芯最大橫截面處相同橫截面的孔的板，并將管狀件推離模芯?？蛇x地，從模型上的脫離可使用加壓空氣進(jìn)行，通過(guò)模芯向管狀件內(nèi)泵入加壓空氣以使所述管狀件從模芯上脫離。在上述國(guó)際專利申請(qǐng)WO02/34494中提及了這一技術(shù)。在歐洲專利申請(qǐng)EP 862 980中公開(kāi)了用于模芯的增壓閥和從模型上脫離的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于注射模制長(zhǎng)管狀件的改進(jìn)的制造方法，其中使用一模芯。本發(fā)明的還一個(gè)目的在于提供改進(jìn)的優(yōu)選用于清潔工具的手柄。
該目的通過(guò)一種用于壓塑注射模制(compact injection moulding)沿管狀件的縱向具有一個(gè)至少局部貫穿孔的長(zhǎng)管狀熱塑性件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方法包括提供一臺(tái)帶一模型的注射模制機(jī)床，該模型帶有具有限定管狀件尺寸的內(nèi)容積的型腔，模型在型腔內(nèi)設(shè)有一模芯，以在管狀件內(nèi)形成所述至少局部貫穿的孔，其中模芯在其第一端部處懸置。該方法包括，將熔化的熱塑性材料注入模型的型腔內(nèi)、使熔化的塑性坯料固化、打開(kāi)模型、從模芯上移走該管狀件，其中該方法還包括在至少部分的注射過(guò)程中旋轉(zhuǎn)模芯的至少一部分。模芯的第一端部通常是模型中模芯懸置的端部，例如，在一轉(zhuǎn)動(dòng)軸承中。第一端部也可以直接連接到使模芯旋轉(zhuǎn)的裝置上。
在用根據(jù)本發(fā)明的方法注射模制過(guò)程中，通過(guò)模芯或者模芯的至少一部分的旋轉(zhuǎn)，可制造出一種管狀件，其中管狀件中局部貫穿孔的長(zhǎng)度為孔平均直徑的10倍、20倍甚至更高的倍數(shù)。例如，可制造出用于清潔工具如掃帚的穩(wěn)固的手柄，其長(zhǎng)度例如為1到2米。
通常孔的長(zhǎng)度至少為孔平均直徑的20倍。因此，與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比取得了顯著的進(jìn)步，因?yàn)橥ㄟ^(guò)使用旋轉(zhuǎn)模芯，可制造出具有縱向內(nèi)部空腔的管狀件，因?yàn)槟Ｖ七^(guò)程中模芯不會(huì)發(fā)生(與現(xiàn)有技術(shù))同樣程度的偏移，所述空腔是對(duì)中的。對(duì)中的內(nèi)部空腔對(duì)于伸縮手柄尤其有利。
在模芯旋轉(zhuǎn)下注射模制時(shí)，通常在塑性材料即將固化前停止旋轉(zhuǎn)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在距模型中的模芯第一端部一定距離處在模芯的一自由段處設(shè)置一個(gè)模芯的中央支承件，例如在與模芯第一端部相對(duì)的自由端。
最好在開(kāi)始將熔化的塑性材料注入模型時(shí)設(shè)置中央支承，在塑性材料的注入即將結(jié)束之前將模芯從該支承件上拆除，以使熔融的塑性材料填充模型內(nèi)壁與模芯的自由段之間的空腔。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述支承件包括至少兩個(gè)銷，所述銷分別以其第一端部在模芯的相對(duì)側(cè)支承模芯的自由段，在即將結(jié)束注射之前將所述銷從模芯的型腔中拉出，以便從支承件上釋放模芯。
銷被拉出時(shí)，它們構(gòu)成型腔側(cè)面的一部分，處于注射最后階段的熔融熱塑性材料將填充銷抽回前形成的孔。銷例如可以通過(guò)液壓缸而被往復(fù)地致動(dòng)。
如果模芯很長(zhǎng)，可在型腔內(nèi)插入多組銷以在多點(diǎn)支承模芯。通?？刹捎娩N或等效的裝置來(lái)支承模芯，在模芯不旋轉(zhuǎn)時(shí)同樣如此。然而，使用較多的銷意味著在模制加工后管狀件上會(huì)留下較多可見(jiàn)的痕跡，這從美學(xué)角度來(lái)看通常是不希望的，而且由于形成凹部，其中可能聚集污垢。然而，應(yīng)該注意到，如果在形成痕跡的區(qū)域在另一個(gè)模制步驟通過(guò)模制施加上另一層聚合物層，由銷產(chǎn)生的痕跡可以避免。
實(shí)踐中已發(fā)現(xiàn)通過(guò)旋轉(zhuǎn)模芯可以獲得最佳結(jié)果。通過(guò)以較高的速度旋轉(zhuǎn)模芯，模芯可獲得高穩(wěn)定性，從而，與不旋轉(zhuǎn)的模芯相比，支承件的數(shù)目大大減少。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在一些情況下，即使模制較長(zhǎng)的管狀件，僅通過(guò)旋轉(zhuǎn)模芯即可實(shí)現(xiàn)足夠的穩(wěn)定性，因此不需要支承模芯的自由端。然而，在大多數(shù)情況下，在與模芯懸置于模型中的第一端部相對(duì)的端部附近設(shè)置一個(gè)支承件是希望的而且也是足夠的。
當(dāng)模芯一端懸置而且可能被最少兩根銷支承時(shí)，在模制過(guò)程中旋轉(zhuǎn)模型，如果它繞型腔的中央旋轉(zhuǎn)，則這會(huì)使作用在模芯上的徑向力最小，這就是在旋轉(zhuǎn)時(shí)要求確定該位置的原因。對(duì)于這種方案，優(yōu)選的情形是模芯具有圓形的橫截面。轉(zhuǎn)動(dòng)軸承防止在兩根銷之間卡緊模型的過(guò)程中模芯和銷的磨損。
在一個(gè)具體的實(shí)施例中，模芯具有圓形橫截面并設(shè)有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸承在所述至少兩根銷之間被夾緊以支承模芯。模芯包括一個(gè)在塑性材料的注入過(guò)程中在模型的型腔內(nèi)和轉(zhuǎn)東軸承內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的部分。這優(yōu)選持續(xù)到注入即將結(jié)束之前，此時(shí)停止旋轉(zhuǎn)，并拉回銷以從支承件上釋放模芯。
在一些情況下，具有銷的實(shí)施例可在管狀件上為全部所使用的支承銷設(shè)置外部標(biāo)記。如果所述標(biāo)記是不希望的，且模芯僅需要在其最外側(cè)的自由端被支承，成形管狀件封閉端外側(cè)的模型壁和模芯的端部可設(shè)計(jì)成具有對(duì)應(yīng)的且互相接合的形狀，從而模芯被對(duì)中地固定，使得模制過(guò)程中模芯的端部不能向任一側(cè)移動(dòng)。因此，在本發(fā)明中還設(shè)想了另一具體實(shí)施例，所述支承件包括模型端壁上的一錐形凸起，以及模芯上容納該錐形凸起的對(duì)應(yīng)的錐形凹座，在塑料注射即將結(jié)束之前抽回模芯，以便從支承上釋放模芯。可選地，可抽回錐形凸起而不是模芯。此外，模芯可設(shè)有用于被接納在相應(yīng)的錐形凹座中的錐形凸起。
為了將塑性件從模芯上脫離，模芯設(shè)有一用于通入加壓空氣的內(nèi)導(dǎo)管，其中，通過(guò)使加壓空氣通過(guò)該導(dǎo)管并從模芯和塑性件之間吹出，使塑性件從模芯上脫離。如果塑性件的一端封閉，適于通過(guò)模芯的自由端吹入加壓空氣，從而在模制出的一端封閉的熱塑性件和模芯之間形成一加壓空氣墊，因此所述熱塑性件在加壓空氣的作用下從模芯上滑脫。
在這種情形下，模芯例如設(shè)置一個(gè)當(dāng)模芯中不存在過(guò)壓時(shí)通過(guò)一彈簧關(guān)閉的通氣閥。在將管狀件從模型上移除時(shí)，過(guò)壓作用在該閥的后面，則該閥打開(kāi)并讓加壓空氣流入模制管狀件的周圍。對(duì)于熱塑性材料粘附到型腔上導(dǎo)致的澆鑄問(wèn)題的情況，或?qū)τ谝蚬軤罴^(guò)細(xì)或過(guò)軟使得普通的頂桿無(wú)法將管狀件頂出型腔的情況，所述閥在熱塑性件模制中已經(jīng)使用了多年。
對(duì)于一端具有封閉孔的長(zhǎng)管狀熱塑性件，加壓空氣使塑性件膨脹，因此它不會(huì)擠壓在模芯周圍，且該塑性件在一空氣上上滑出模芯?？諝鈮毫Ω鶕?jù)將該塑性件壓擠在模芯周圍的力的大小來(lái)調(diào)節(jié)，該塑性件的材料厚度尺寸確定為可抵抗所述空氣壓力而不破裂。上達(dá)40-50巴的空氣壓力是常有的。通過(guò)使模芯上的摩擦力盡可能小，并使模芯本身具有盡可能高的溫度，例如70-130℃，這有助于使塑性件在長(zhǎng)模芯上從模型上脫離。
根據(jù)本發(fā)明，常見(jiàn)的長(zhǎng)管狀件具有至少等于平均內(nèi)徑20倍的長(zhǎng)度?？卓梢允菆A形的，但也可以具有其它的形狀，例如橢圓形或多邊形，然而，優(yōu)選該孔沒(méi)有銳邊橫截面，因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)從具有銳邊的孔中吹出較難。此外，對(duì)于模芯的旋轉(zhuǎn)，模芯以及由此所述孔具有圓形截面是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的方法可有利地用于制造氣動(dòng)缸、用于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件、用于例如油漆工具或清潔工具如掃帚的手柄。根據(jù)本發(fā)明的制造方法尤其適于制造伸縮管，因?yàn)槔帽景l(fā)明可制造出具有非常精確的內(nèi)孔徑的注射模制管狀件。
在通過(guò)注射模制熱塑性聚合物制造管狀件時(shí)，可將管狀件設(shè)計(jì)成具有變化外徑以及例如具有一封閉的端部。此外，該管狀件例如手柄可以設(shè)有抓持裝置，例如，一端具有球形抓持裝置、設(shè)有減負(fù)盤用于舉重時(shí)保護(hù)手或者設(shè)有其它附屬設(shè)備，而不會(huì)由此形成其內(nèi)可聚集細(xì)菌的槽或凹部。
可通過(guò)高壓清洗或蒸汽沖洗實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這類手柄的充分清潔，這是一種非?？焖俸?jiǎn)便的尤其適于食品工業(yè)的過(guò)程。
根據(jù)本發(fā)明的注射模制手柄也可以設(shè)計(jì)成具有符合人機(jī)工程學(xué)的形狀，這是本發(fā)明的另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。適于人機(jī)工程學(xué)的形狀是例如熱固性擠出手柄無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明的熱塑性管狀件還可以在以后被加熱并再成形以優(yōu)化手柄的形狀。當(dāng)考慮到使手柄獲得最有利于人機(jī)工程學(xué)的形狀時(shí)，這是本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。同樣，這也是熱固性塑料手柄或例如木質(zhì)手柄無(wú)法做到的。
迄今為止，與使用熱塑性聚合物制成的手柄相聯(lián)系的許多優(yōu)點(diǎn)被忽略了，主要是由于缺少令人滿意的制造長(zhǎng)管狀件的方法。同樣，應(yīng)該注意到，通常用于注射模制的材料—即聚丙烯—的彈性模量不夠大，這意味著采用純聚丙烯制成的掃帚把太軟。另一方面，人可以使用具有高彈性模量的聚合物，例如聚酰胺。應(yīng)該注意到，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)熱固性聚合物不適于注射模制長(zhǎng)管狀件。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是可以簡(jiǎn)單地制造管狀件。這是這樣實(shí)現(xiàn)的采用一種便宜的熱塑性聚合物如聚丙烯作為制造材料，其中添加入一種加強(qiáng)材料，例如玻璃纖維和碳纖維、凱夫拉爾纖維、天然纖維、或礦物填料如硫酸鋇、滑石粉或白堊。天然纖維如亞麻纖維也可以用于本發(fā)明。其優(yōu)點(diǎn)在于所述材料具有較輕的重量。
實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，彈性模量會(huì)比沒(méi)有加強(qiáng)材料的聚丙烯的典型值高1200Mpa，且高于3000Mpa的彈性模量就足夠了，然而，最好高于4000Mpa。這意味著管狀件例如掃帚把具有足夠的彈性，從而使用時(shí)不會(huì)覺(jué)得太軟。這也意味著該管狀件可以制成中空的以節(jié)省重量，這對(duì)于使用者的日常應(yīng)用是一個(gè)重要的方面。此外，制造這種管狀件如手柄也節(jié)省材料。
本發(fā)明的管狀件可由注射模制生產(chǎn)，省略了一些以前必需的操作步驟，當(dāng)管狀件需要設(shè)有例如用于附屬設(shè)備的保持裝置或懸掛裝置，所述操作步驟為了一定的目的對(duì)管狀件進(jìn)行適配從而增加了成本。根據(jù)本發(fā)明的管狀件可以例如采用另一個(gè)的注射模制步驟加工，其中例如為了在管狀件上獲得光滑的防滑面而在管狀件上模制熱塑性橡膠。此注射模制步驟也可以包括(設(shè)置)一抓持裝置例如管狀件端部的一球形柄、用于附屬設(shè)備的不同的保持裝置、懸掛裝置或信息標(biāo)簽或公司標(biāo)志。由此獲得了較便宜的產(chǎn)品，因?yàn)槿缟纤銎渚哂休^少的部件和較少的組裝操作。
例如，對(duì)于一些手柄希望其外徑在較大范圍內(nèi)變化，例如希望在握持手柄處的手柄較粗，而希望在手柄上其它位置處手柄較細(xì)。
如背景技術(shù)部分所述，以前這是通過(guò)在較細(xì)的管上設(shè)置加厚聚合物套來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如國(guó)際專利申請(qǐng)WO02/34494中所述。從而獲得在握持手柄處比較厚壁的手柄。在根據(jù)本發(fā)明的注射模制手柄中可以選擇成壁厚沒(méi)有這么大的變化，這意味著材料以及材料重量的減少。
根據(jù)本發(fā)明的注射模制管狀件可以制成具有較薄的壁，從而穿過(guò)中空管狀件的孔長(zhǎng)度大于該孔平均直徑的十倍，優(yōu)選大于孔平均直徑的二十倍。清潔工具中通常使用的手柄的孔徑通常在18至30mm之間，以及在18至至32mm之間。這種手柄的長(zhǎng)度通常在0.4m至2m之間。
清潔工具和油漆工具中大量使用伸縮手柄。所述伸縮手柄尤其難于保持清潔。因此，提供一種易于保持清潔的伸縮手柄也是本發(fā)明的目的。這一目的通過(guò)使用設(shè)有一筒夾的手柄而實(shí)現(xiàn)，所述筒夾用熱塑性材料模制，且具有一與一合適的螺旋軸套接合作用的外螺紋部。當(dāng)旋緊螺旋軸套時(shí)，筒夾被卡緊在一較小的直徑上，從而筒夾包圍的管被卡緊。這種筒夾可以在注射模制手柄的相同步驟中注射模制而成，或者分兩個(gè)步驟制成，其中第一步是制造具有多個(gè)指狀部的筒夾，例如二至八個(gè)指狀部；其中下一步是在所述指狀部之間模制橡膠墊，從而避免了無(wú)法清潔槽和凹部。當(dāng)螺旋軸套上緊在筒夾的螺紋部上時(shí)，指狀部之間的熱塑性橡膠墊被壓縮。在這種情況下，橡膠墊將壓靠在具有高摩擦的滑動(dòng)管的外側(cè)，這意味著使用者不必將螺旋軸套旋緊至現(xiàn)有技術(shù)的伸縮手柄中的程度，即提高了根據(jù)本發(fā)明的手柄的方便使用性。
作為防止污垢和細(xì)菌聚集在伸縮手柄部件中的另一種方法，所述筒夾在筒夾中的指狀部的端部設(shè)有一橡膠唇口。該橡膠唇口也是由熱塑性橡膠材料注射模制的，因此其具有彈性，并通過(guò)與其它注射模制材料熔合在一起，并沒(méi)有可聚集細(xì)菌或污垢的凸起或凹部。該橡膠唇口與延伸通過(guò)筒夾并伸入本發(fā)明的手柄內(nèi)的管接觸。該管也可以象手柄一樣注射模制。因此，伸縮實(shí)施例中的手柄也是液體密封的，由此滿足食品工業(yè)中的衛(wèi)生要求。
制造水密的手柄的另一個(gè)理由是在一特別實(shí)施例中用于使水流過(guò)手柄。在這種情況下，手柄被設(shè)計(jì)成兩端有孔的中空件。
通過(guò)使用熱塑性材料制造手柄，實(shí)現(xiàn)了另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。還可回收該材料用于其它種類的物品。由于整個(gè)手柄和所需的保持裝置都是由熱塑性聚合物制成，可以將手柄和模制在其上的裝置重新顆?；杂糜谛碌娜刍湍Ｖ萍庸?。因此獲得一種有利于環(huán)境的手柄，這是采用本發(fā)明的另一個(gè)目的。應(yīng)該注意，對(duì)于熱固性材料這種回收是不可能的。對(duì)于其它現(xiàn)有的手柄，例如從鋁從鋁上拆除聚合物材料過(guò)于昂貴，通常不會(huì)這樣做。
所用的熱塑橡膠基于已知的人工合成材料，例如SEBS(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)或EPDM(乙丙橡膠)。


下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。附圖中圖1示出兩個(gè)模型部件和模芯的詳圖，一通氣閥支承且包含于模芯內(nèi)；圖2示出模型的一個(gè)模型部件和一模芯的詳圖，模芯一端有一凹座，用于使模芯向前壓靠在型腔的相應(yīng)錐形凸起上時(shí)對(duì)中；圖3示出模型的模型部件和一可轉(zhuǎn)動(dòng)模芯的詳圖，所述模芯由一轉(zhuǎn)動(dòng)襯套上梯級(jí)設(shè)置的銷支承；圖4示出具有根據(jù)本發(fā)明的手柄的掃帚；圖5示出手柄的詳圖；
圖6示出一與根據(jù)本發(fā)明的手柄結(jié)合的伸縮裝置；圖7較詳細(xì)地示出用于伸縮裝置的筒夾；圖8示出筒夾的剖視圖；以及圖9示出根據(jù)本發(fā)明的具有兩層聚合物的手柄。
具體實(shí)施例方式
圖1中示出模型10的兩個(gè)模型部件1，所述部件模制之前封閉在一起以形成一型腔3。在型腔3內(nèi)平放一用于使模制件中空的模芯6。模芯6由至少兩個(gè)通過(guò)液壓缸5往復(fù)拉動(dòng)的支承銷2支承。液壓缸5在塑料注入即將終止前拉回。當(dāng)液壓缸拉回時(shí)，型腔3基本上由塑性材料填充，其后主要是只要填充銷2的空間。
在模芯6內(nèi)部設(shè)置一通氣閥4，通過(guò)模芯6內(nèi)中的內(nèi)導(dǎo)管7向所述閥供應(yīng)加壓空氣。通氣閥4包括一個(gè)其中可沿軸承41的縱向方向滑動(dòng)地布置有一活塞42的支承部41?；钊?2具有一可緊密地配合在支承部41的一對(duì)應(yīng)的錐形部45上的錐形端部44。一彈簧43通過(guò)將活塞的錐形端部44壓靠在支承部41的相應(yīng)的錐形部45上而將活塞42固定在支承部41上。因此，閥4閉合時(shí)塑性材料不能被壓入內(nèi)導(dǎo)管7中。來(lái)自塑性材料的高壓將活塞42壓靠在支承部41的錐形部45上，從而實(shí)現(xiàn)閥4較有效的密封。在塑性件固化后，模芯的內(nèi)導(dǎo)管7內(nèi)形成的過(guò)壓在支承部41中將活塞42向外推動(dòng)，從而加壓空氣可通入支承部41和活塞42之間的空隙，以便由此使注射模制件膨脹并充入塑性件和模芯6之間空間，由此使塑性件從模芯6上滑離。
圖2中示出另一個(gè)實(shí)施例。模芯6可通過(guò)一液壓缸在型腔3內(nèi)部往復(fù)移動(dòng)。模芯6在自由端處設(shè)有一對(duì)應(yīng)于模型10的一錐形凸起11的錐形凹座9。當(dāng)將模芯6壓向型腔3的端壁15時(shí)，錐形凹座9接納錐形凸起11，由此使模芯6被固定在一對(duì)中位置。
如果在模制過(guò)程中模芯6例如通過(guò)一馬達(dá)繞軸線旋轉(zhuǎn)，會(huì)有一定模芯6從兩個(gè)銷2上滑離的風(fēng)險(xiǎn)，如圖1所示。反之，根據(jù)其用途，圖2中所述的圓柱形裝置也在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中起作用，盡管如果在錐形的實(shí)施形式中設(shè)置一轉(zhuǎn)動(dòng)軸承以避免模芯的凹座9和對(duì)應(yīng)部件11之間的摩擦是有利的。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)模芯6時(shí)，圖3所示的實(shí)施例是有利的。通過(guò)起動(dòng)液壓缸5，支承銷2可壓靠在一具有外部套筒13的轉(zhuǎn)動(dòng)軸承12上，外部套筒固定在兩個(gè)支承銷2之間，而模芯6以其端部件14在轉(zhuǎn)動(dòng)軸承12內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)帶有一把手35和一用于附屬設(shè)備31如掃帚頭的保持裝置30的手柄21。根據(jù)本發(fā)明的手柄21有利地是中空的，如圖5所示，其中，縱向孔17穿過(guò)具有壁24的手柄21延伸，其中壁24由熱塑性聚合物制成。
一種便于使用者使用的有利的把手例如可以由手柄21端部的球形柄32構(gòu)成。此外，手柄21還設(shè)有一環(huán)33，以防止當(dāng)手柄21處于大約垂直方位時(shí)，例如清洗窗戶或油漆立面時(shí)，手柄21從使用者手中滑脫。環(huán)33以及球形柄32被注射模制在手柄上，優(yōu)選用熱塑性橡膠。由于注射模制在手柄21的聚合物材料上的橡膠與手柄21熔合，從而避免了把手35到手柄21的過(guò)渡區(qū)上的凹部或槽。圖4中示出，用于附屬設(shè)備31的保持裝置30是獨(dú)立的，并通過(guò)例如膠粘、塑狀焊接或旋轉(zhuǎn)下的摩擦焊接裝配在手柄21上。然而，也可以這樣通過(guò)注射模制制造手柄21，以在注射模制之后已在所述端部設(shè)置了這種保持裝置。
圖9中示出把手35的剖視圖，其中手柄21的材料24環(huán)繞孔37且被其它注射模制材料25包圍。兩種聚合物材料24和25熔合在一起，從而液體或細(xì)菌不能在兩種聚合物之間的可能間隙中聚集。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的具有一伸縮裝置的手柄21。手柄21是中空的，具有一大于管27的外徑的內(nèi)徑，從而管27可移動(dòng)地容納在手柄21內(nèi)?？ňo裝34用于將內(nèi)部伸縮管27相對(duì)手柄21鎖定?？ňo裝置34包括一例如可由熱塑性聚合物注射模制的螺旋軸套23。該螺旋軸套具有一錐形的與手柄21的延長(zhǎng)部中的指狀部26的一外螺紋部20接合的內(nèi)螺紋部19。當(dāng)螺旋軸套23通過(guò)旋轉(zhuǎn)相對(duì)于指狀部26旋入時(shí)，螺旋軸套的錐形螺紋部19將指狀部26壓靠在管27上。從而指狀部26和管27之間的摩擦增大，管27相對(duì)于手柄21被鎖定?？蛇x地，螺旋軸套23的螺紋部19可以不錐形的，而指狀部的螺紋20是錐形的，由此也可以達(dá)到相同的效果。
如以剖視圖示出指狀部、管27和螺旋軸套23的圖8所示，指狀部26之間的間隙可用橡膠墊28來(lái)填充。當(dāng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺旋軸套23將卡緊裝置旋緊在螺紋部20上時(shí)，所述橡膠墊28被壓擠在一起。所述橡膠墊28的彈性變形會(huì)導(dǎo)致橡膠材料被橡膠墊28被壓向管27，從而增加了相對(duì)于管27的摩擦。對(duì)于使用者，這意味著較便于使用，因?yàn)椴恍枰獙⒙菪S套23旋緊至現(xiàn)有技術(shù)的伸縮手柄所需的程度。此外，包含指狀部26和墊28的筒夾是防水的，從而水不能滲入管27和手柄21之間的間隙。作為進(jìn)一步的防水措施，筒夾有利地設(shè)有一橡膠唇口29，該唇口圍繞筒夾34的端部延伸以壓靠在管27的外側(cè)。管27可有利地以與手柄21相同的方式制造。
應(yīng)該注意到，圖4中顯示的球形柄32可以加裝或代替以一懸掛裝置如鉤或孔。
應(yīng)該注意到，在現(xiàn)有手柄例如中空的鋁手柄或熱固性手柄上不能注射模制熱塑性橡膠，這是因?yàn)槟Ｖ剖┘拥膲毫μ咭灾潦直谶@種情況下被壓潰。根據(jù)本發(fā)明，可將這種熱塑性橡膠的模制在手柄上，這是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的即在注射模制根據(jù)本發(fā)明的中空手柄時(shí)已在手柄內(nèi)部設(shè)置了一心軸形狀的模芯來(lái)防止中空手柄被壓潰。因此，本發(fā)明是一種以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)了多種目的的全面解決方案。
行業(yè)偏見(jiàn)導(dǎo)致迄今為止尚沒(méi)有進(jìn)行手柄例如掃帚把的注射模制，因?yàn)橥ǔＵJ(rèn)為對(duì)這種長(zhǎng)部件這種方法不具備優(yōu)勢(shì)。例如，擠出熱固性材料就被認(rèn)為便宜很多。然而，由本發(fā)明獲得的附加特征，即可在手柄上模制把手、防滑面或用于附屬設(shè)備的保持裝置，則意味著這種全面的解決方案比傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的產(chǎn)品更具有優(yōu)越性而且更便宜，傳統(tǒng)方法中手柄本身可能制造便宜，但是在最后階段在手柄上裝配部件的工作是很昂貴的，不適于回收使用，且不適于食品工業(yè)。
根據(jù)本發(fā)明的手柄也可以設(shè)有不是熱塑性聚合物制成的裝置，這也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，然而，考慮到回收利用，整個(gè)手柄包括保持裝置最好都由熱塑性聚合物制成。
權(quán)利要求
1.一種用于壓塑注射模制一沿管狀件的縱向具有一個(gè)至少局部貫穿的孔的長(zhǎng)管狀熱塑性件的方法，該方法包括-提供一臺(tái)帶一模型(10)的注射模制機(jī)，該模型帶有具有限定管狀件尺寸的內(nèi)容積的型腔(3)，模型(10)在型腔內(nèi)設(shè)有一模芯(6)，以在管狀件內(nèi)形成所述至少局部貫穿的孔，其中模芯在其第一端部處懸置；-將熔化的熱塑性材料注入模型的型腔(3)內(nèi)；-使熔化的塑性材料固化；-打開(kāi)模型(10)；-從模芯(6)上移走所述管狀件，其特征在于，該方法還包括-在至少部分的注射過(guò)程中旋轉(zhuǎn)模芯(6)的至少一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于注入塑性材料過(guò)程中至少部分的所述模芯發(fā)生旋轉(zhuǎn)，直至注入即將結(jié)束，此時(shí)旋轉(zhuǎn)停止。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于該方法還包括在模型(10)內(nèi)在所述模芯的一自由段上在距模芯(6)的第一端部一定距離處設(shè)置一模芯(6)的中央支承件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于在開(kāi)始將熔化的塑性材料注入模型(10)時(shí)設(shè)置所述中央支承件，在塑性材料的注入結(jié)束之前從所述支承件上釋放模芯(6)，以允許熔融的塑性材料填充模型(10)的內(nèi)壁與模芯(6)的自由段之間的型腔(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于所述支承件包括至少兩個(gè)銷(2)，所述銷分別以其第一端部在模芯(6)的相對(duì)側(cè)支承模芯(6)的自由段(14)，在即將結(jié)束注射之前將所述銷(2)從模芯的型腔(3)中拉出，以便從支承件上釋放模芯(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述模芯(6)具有圓形橫截面并設(shè)有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸承(12)，該轉(zhuǎn)動(dòng)軸承在所述至少兩個(gè)銷(2)之間被夾緊以支承模芯(6)，其中模芯(6)包括一個(gè)在塑性坯料的注入過(guò)程中直至注入即將結(jié)束之前在模型的型腔內(nèi)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸承內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的部分，在注入即將結(jié)束之前停止旋轉(zhuǎn)，并拉回銷(2)以從所述支承件上釋放模芯(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述支承件包括模型(10)端壁(15)上的一錐形凸起(11)和模芯(6)上一用于接納該錐形凸起(11)的對(duì)應(yīng)的錐形凹座(9)，其中在塑料注射即將結(jié)束之前拉回模芯(6)，以從所述支承件上釋放模芯(6)。
8.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于模芯(6)設(shè)置有一用于使加壓空氣通過(guò)的內(nèi)導(dǎo)管(7)，其中通過(guò)使加壓空氣通過(guò)該導(dǎo)管(7)并從模芯(6)的自由端吹出，使所述塑性件從模芯(6)上脫離，從而在模制出的熱塑性件和模芯(6)之間形成一加壓空氣墊，由此該熱塑性件在加壓空氣的作用下從模芯(6)上滑脫。
9.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于該方法還包括一個(gè)注射模制步驟，其中通過(guò)注射模制向所述塑性件施加熱塑性橡膠，例如SEBS或EPDM，該橡膠設(shè)計(jì)成下面一組中的至少一種-所述塑性件上一光滑的防滑表面；-所述塑性件上一帶槽的防滑表面；-所述塑性件一端部的一球形柄；-一環(huán)狀支承；-一用于附屬設(shè)備的保持裝置；-一懸掛裝置；-一信息標(biāo)簽或板；以及-一公司標(biāo)志。
10.使用根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法來(lái)制造氣動(dòng)缸、腳手架桿、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件、或用于清潔工具如掃帚把的手柄、或用于油漆工具的手柄。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法制造的管狀件，其特征在于該管狀件的材料包括至少一種熱塑性聚合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的管狀件，其特征在于至少其中一種聚合物具有一根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 178測(cè)量的大于3000Mpa的彈性模量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的管狀件，其特征在于該管狀件中所述部分貫穿的孔的長(zhǎng)度至少是該孔平均直徑的二十倍。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一所述的管狀件，其特征在于所述材料是一種便宜的熱塑性材料，例如聚丙烯，并具有一種加強(qiáng)材料，所述加強(qiáng)材料優(yōu)選至少為下面一組加強(qiáng)材料中的一種玻璃纖維、碳纖維、凱夫拉爾纖維、植物纖維、礦物填料、硫酸鋇、滑石粉和白堊。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14中任一所述的管狀件，其特征在于該管狀件僅在一端開(kāi)口。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15中任一所述的管狀件，其特征在于所述孔的直徑在18mm和32mm之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-16中任一所述的管狀件，其特征在于所述管狀件是一手柄(21)，該手柄設(shè)有一用熱塑性材料模制的具有一外螺紋部(20)的筒夾(34)和一具有內(nèi)螺紋部(19)的螺旋軸套(23)，內(nèi)螺紋部用于與外螺紋部(20)相互作用以?shī)A緊一由中空的手柄(23)包圍的管(27)，該管(27)可在手柄內(nèi)伸縮滑動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的管狀件，其特征在于所述筒夾(34)設(shè)有由熱塑性聚合物制成的指狀部(26)，所述指狀部(26)之間帶有熱塑性橡膠墊(28)，以通過(guò)將螺旋軸套(23)在外螺紋部(20)上旋緊壓擠在一起而壓靠在管(27)上。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的管狀件，其特征在于所述筒夾(34)在指狀部端部有一熱塑性橡膠唇口(29)。
20.一種具有模芯的模型，其特征在于該模芯設(shè)計(jì)成可在模型內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的模型，其特征在于在距模芯的可旋轉(zhuǎn)地懸置的端部一定距離處，該模型還包括用于支承模芯的裝置，以便在塑性模制過(guò)程中使模芯獲得高穩(wěn)定性。
全文摘要
用于利用模芯壓塑注射模制沿管狀件的縱向具有一個(gè)至少局部貫穿的孔的長(zhǎng)管狀熱塑性件的方法，其中模芯在模制過(guò)程中旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B29C45/56GK1628017SQ02829015
公開(kāi)日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2002年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月23日
發(fā)明者N·索倫森 申請(qǐng)人:Hp工業(yè)股份有限公司