專利名稱：用注塑樹脂充注注模的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用可注塑的流體物料，特別是注塑樹脂充注至少一個注模的方法和實施該方法的裝置。
這種注塑裝置，特別是壓力固化裝置例如已在DE-PS3420222中公開。此處，該注塑料被充注到所謂的注塑模中并置于較高的溫度下進行固化。其中，注塑坯定型之前的時間期限是取決于處在注塑裝置之管道和構件中的注塑料體積或者注塑料體積的集累，并且在大容積的注模時明顯長于在薄壁的注塑坯的情況。由此產生的用于制造注塑坯的周期時間就基本決定了它的制作成本。雖然，加熱注塑料會導致一個較高的反應活性并因此一個較小的有效使用期限。但是，該注塑料較高的溫度必然的結果是，通過注塑裝置的管道和構件的流通量是較大的，以便持續(xù)地更換活性的材料和可以防止在構件管道上的粘結。這就意味著，注塑樹脂溫度和依此公知注塑裝置的工作速度在生產間歇期間是通過制作條件決定的。
由此，本發(fā)明任務是，設置一個適用于可注塑流體物料充注至少一個注模的方法和實施該方法的裝置，它能明顯地縮短充注至少一個注模的周期時間和依此也能明顯降低成型時間。
這一任務是通過權利要求1特征部分的方法解決的。
通過本發(fā)明方法就可實現在充注過程之前和期間對注塑料之反應活性的控制。在充注過程期間，注塑料的反應活性是通過能量輸入提高的，為的是使注塑料能非常迅速地置入注模中和因此很快地在注模中固化。在充注過程的末端和/或在生產間歇期間，該注塑料的反應活性是通過能量排放而下降到一個如此數值上，此時，不會在管道和構件上產生粘結現象。由此，在加工期間或者在充注過程期間，注塑料具有一個鑒于短的成型時間而言的短的有效使用期限。在接近充注過程的末端，該有效使用期限又被提高，為的是通過注塑料低的反應活性，不會在注塑料裝置的管道和構件上產生粘結。本發(fā)明方法的另一優(yōu)點是，通過控制這種反應活性就可以加工這種注塑料，其在注塑時必須具有一個確定的最小粘性，例如，注塑料應用于浸漬通常在行掃變壓器或點火線圈中使用的卷繞加工精細絲的情況。而且，使注塑料的溫度接近于注塑模一般被加熱的溫度上就會對注塑坯的質量產生有利的影響，因為這樣可以避免在注塑坯中產生應力。由此在壓力固化時，還可以使注塑料在注模中獲得一個特別有利的均勻性。本發(fā)明再一個優(yōu)點是，通過注塑料的溫度調節(jié)在加工的瞬間就可以放棄對構件，例如對貯存容器的加熱工作和必要時放棄一個較高的(加熱)水平。由此就可以改善整體的能量平衡，同時由于溫度負荷引起的材料應力進而對材料的損害也會由此而減小。
本發(fā)明方法之有利的結構變型方案記載于從屬權利要求中。
按照本發(fā)明的一個構思，例如還可能的是，所述反應活性在至少一個注模的充注期間承受一種多次的變化，為的是使注塑料大致經歷一個確定的溫度曲線，這樣在壓力固化情況下可以獲得特別的意義。
注塑料之活性的改變最好按一般方式通過熱量輸入和熱量排放實現。
本發(fā)明方法按有利的方式還適合于注模的系列注塑，其中，注塑料的能量排放或溫度降低是在系列注模之間的注塑間歇期間完成的。這樣，不是在每個單件之后實施注塑料的能量下降，而是在例如一個基板上安置的系列注模被充注以后，才將帶注模的下一個基板置入注塑空間中。依此明顯地改善了能量平衡。這種措施總是推薦于在單個的注塑過程之間僅有相對短的注塑間歇時應用，也就是說，實現一個依次的注模充注。
作為優(yōu)選，或者通過注塑料的能量輸入和能量排放附加地改變反應活性還可能的是，在注塑料由至少兩個組分構成或混合而成的情況下，該組分在為了充注至少一個注模的充注階段期間被加熱。由此，使單個組分獲得一個明顯低的粘度，其優(yōu)點是，可以應用較小尺寸的混合器。由于單個組分之較小粘度的結果，就可在混合器內獲得一個較小的壓力損失。由于這種較小的混合器產生的優(yōu)點是，注料體積也相應的小了，所以根據本發(fā)明技術就可實現一個迅速的溫度變化。小的混合器還有優(yōu)點是，在充注過程結束時在注塑料中存在的余熱可以很快地排放到外界中，因此，在許多情況下不需要單獨的溫度下降(措施)。
理所當然，按照本發(fā)明還可能的是，(注塑料)組分在充注階段期間或之后至少經受一個溫度變化，其中，對單個組分按要求實施一個溫度下降。這種使單個組分的溫度下降發(fā)生在接近充注階段的末端，因此，后面流動的較冷的單個組分就將熱的注塑料擠入注模中并在充注過程的末端，該導流注塑料的且直至注入口的管道處于一個較低(深)的、對于反應活性來說不關鍵的溫度水平上。
另外或作為優(yōu)選為了改變單個組分的溫度調節(jié)可以想到的是，僅僅對單個組分實行一個加熱，同時，在混合裝置和注塑裝置的注入口之間的區(qū)域內并接近充注階段的末端，使注塑料經受一個冷卻。由此，就可以實現對能量平衡的改善。
作為裝置而言，前述發(fā)明任務是通過權利要求11特征部分的方案解決的。由此，不僅可以簡單的結構方式實現注塑料或單個組分的加熱，而且還可實現其溫度下降以達到一個較少的成型時間。本發(fā)明裝置之有利的結構方案記載于隨后的從屬權利要求中。
其中，在本發(fā)明的一個實施方案中規(guī)定，熱傳遞是直接或間接通過熱交換表面實現的。一個直接的加熱措施例如可以借助電氣加熱裝置實現。同樣，為了加熱注塑料還可以應用射線加熱技術，其中例如用石英燈對準注塑裝置的一個管道段或一構件，同時，通過作為熱交換表面使用的管道段或構件的壁部將熱量傳遞給注塑料。一種間接的熱傳遞例如可以借助一個液體的蒸汽的和/或氣體的熱載體介質實現。選擇應用什么樣的熱載體介質是根據需要場合決定的。
該熱交換器，按照發(fā)明要求例如可以安置在混合裝置的出口處和/或與該混合裝置組合一體設置。
在注塑料的單個組分改變溫度的情況下，還可以分別在用于單個組分的輸送裝置和混合裝置之間設置一個熱交換器。這種情況下，相對于在混合裝置以后配置一個熱交換器而言，結構上增加了花費，但同時在混合器前減小了流動阻力和擴大了熱交換表面。這樣的結果還在混合器中減小了壓力損失，因為加熱稀液化的組分更容易通過混合器。這一措施，建議人們最好在大容積注模時應用，由于此時，考慮到縮短成型時間必需較高的流量(率)。
作為熱交換器，原則上可以考慮任何實施方案。有優(yōu)點的是一種蛇形管熱交換器，其中，注塑料或單個組分通過蛇形管導行；而熱載體介質在外邊圍繞該蛇形管流動。在這個實施方案中可確保，注塑料或單個組分僅占用一個流通橫截面；由此不會出現如在另外熱交換器類型中平行通道行程的堵塞現象。此外，通過使單個組分或注塑料之螺旋形的導行，就可獲得一個溫度均勻化，因而明顯改善了產品質量。
理所當然還可能的是，本裝置的注塑料管道、配件、閥門和其他構件經受一種溫調變化。
本發(fā)明另外的目標、優(yōu)點、特征內容和應用可能性將給出在下面的借助附圖對實施例的說明中。同時，所有描述的和/或圖示的特征內容之本身或任何有意義的組合都可構成本發(fā)明的技術方案，盡管與其在權利要求或說明依據中的概括不一致。


圖1是本發(fā)明按照壓力固化方法將可注塑流動介質注塑到一個注模中的裝置實施例；圖2是本發(fā)明壓力固化裝置的另一實施例，和圖3是一個配置在圖1和2之裝置中的熱交換器實施例。
圖1中的裝置具有兩個接頭1，2，其用于連接到含有注塑料之單個組分的存貯容器(未描述)。該接頭1，2連至輸送裝置3或4，它們在本選定的實施例情況下將單個組分輸送到一個設置為連續(xù)混合器結構的混合裝置5中去。該輸送裝置3，4可以最簡單的實施方式設置為計量泵，如在德國專利申請P4344922.0中已描述的那樣。這種計量泵可以設置在一個明顯較高的工作壓力上以用于輸送單個組分。該輸送裝置3，4通過一個同步化裝置6運行。
這從混合裝置5排出的注塑料，在圖1所示的實施方案中，通過一個熱交換器7，一個注塑閥8和注入口9就到達一個注模10中，該注模10在此處選定的壓力固化裝置之實施例情況下，為了取出成型件是可以打開和又關閉的。
該熱交換器7用于加熱從混合裝置5排出的注塑料并例如可以如圖3所示的那樣設置為蛇形管-熱交換器的結構。熱交換器7可以選擇方式連接在一個溫調裝置11或12上。此外如可從圖1得出的那樣，混合裝置5也可以連接在溫調裝置11，12上，但是也還可以連接在一個分開的(未示出)溫調裝置上。
該溫調裝置11，12具有不同的溫度水平以用于引向熱交換器7或混合裝置5的熱載體介質。該溫調裝置11，12按照一個規(guī)定的時間順序接通或斷開以及閥門14相應的打開和關閉是借助一個控制裝置13實現的。熱交換器7和必要時加熱外殼的配置以及混合裝置5是為了在充注過程中使得注塑料置于一個較高的溫度水平上，以便通過提高注塑料的反應活性達到成型時間的縮短或者縮短裝置的周期工作時間。
但是為了避免通過加熱而活化的注塑料在料管中或者單個的構件中產生粘結并為了消除堵塞的危險，熱交換器7以及必要時混合裝置5的改變溫度工作可如此實施，即在充注過程的運行中根據用輸送裝置3，4和同步化裝置6的充注過程情況，實行一個使熱載體介質從具有較高溫度的溫調裝置(例如用11標注的溫調裝置)中轉換到該具有較低溫度的溫調裝置12上。依此，在充注過程的末端由于溫度下降，先前提高的注塑料之活性也就下降，因此，在壓力固化過程中就不會在料管和混合裝置中發(fā)生粘結現象。
如果在注塑料系統中處于較高溫度的注塑料通過后邊流動的較低溫度的注塑料被擠入注模中并且直至注入口該注塑料都處于較低溫度的話，就可以有可能省去具有較低溫度的溫調裝置。
為了實現一個有利的和首先為均勻地向注塑料的熱傳遞，該熱交換器的橫截面應該是適當較小的。這樣就相應地導致整個系統一個較高的流動阻力。為了克服這個較高的流動阻力，輸送裝置3，4特別適合的結構設置是活塞-工作缸-結構配置，如在專利申請P4344922.0中描述的那樣。
在圖2的實施方案中，與圖1的裝置相對應的構件設有等同的參考編號，因此，關于這些的詳細描述可以省去。這個壓力固化裝置相對于圖1的裝置之區(qū)別在于，在用于兩個單獨組分的到混合裝置5的輸送管道中分別在中間接入一個單獨的熱交換器7’及7”。而其工作方式或者說其變化溫調的時間順序與圖1描述的事先措施相一致。相對圖1的壓力固化裝置而言，通過在組分-輸送管中配置熱交換器7’，7”可使流動阻力獲得一個明顯的減小。因為，此外流向連續(xù)式混合器的產物通過溫度提高已經下降到較低的粘度上，所以與圖1的裝置相比較，總的流動阻力又明顯減小了，這樣就又可能應用一個結構較小的連續(xù)式混合器。這個實施方案的另一優(yōu)點是，活性的注塑料體積可局限在連續(xù)式混合器5上和較短的至注模10的輸送管道中。
而且在這個實施方案中，具有較低溫度水平的溫調裝置12可以省去，亦即，此時在固化時間期間不會出現任何由于沉積造成的問題。在這種情況中，還可以使熱交換器7’，7”連續(xù)地保持連接在溫調裝置11上，因為此時在單個組分中不存在任何活性反應。
該混合裝置5的熱交換裝置16，在給定情況下并在注模充注時的一個確定時間間隔期間可以連接在溫調裝置11或12上例如還可以僅連接到兩個溫調裝置之一上。但是，理所當然還可能的是，設置一個單獨的溫調裝置用于該混合裝置5的熱交換器16。
在圖3中描述了一個熱交換器7，7’或7”之一個可能的實施方案。此處在一個原理圖描述的蛇形管-熱交換器中，該注塑料或者單個組分通過蛇形管15流動，同時熱載體介質從外邊周繞蛇形管15沖流。通過注塑料或單個組分在蛇形管15中的環(huán)行運動，使得溫度獲得一個均勻化作用，因此對于產品質量起到一個決定性的因素。理所當然還可能的是，通過附加的用于熱載體介質的輸入和輸出的接頭，使熱交換器在注塑料的流動行程上分割成不同溫度的區(qū)域，為的是在希望的時間點上可以加熱和冷卻該單獨的區(qū)域。這樣一個結構方案由于其存在的較大的注塑料體積而特別地推薦用于較大熱交換器的情況。例如在接近充注階段的末端實施一個分級式關斷加熱區(qū)的措施，以便最終在注入口處，使注塑料保持較低的溫度水平。
參考編號表1、接頭2、接頭3、輸送和計量裝置4、輸送和計量裝置5、混合裝置6、同步化裝置7、熱交換器7’、熱交換器7”、熱交換器8、注塑閥9、注入口10、注模11、溫調裝置12、溫調裝置13、控制裝置14、閥門15、蛇形管16、熱交換器
權利要求
1.用一種可注塑的流體物料，特別是注塑料樹脂充注至少一個注模的方法，其特征在于注塑料的反應活性至少在對于至少一個注模的充注階段期間通過能量輸入首先是被提高的，然后通過能量排放再降低到一個數值上，而在此數值上，注塑料有一個相對長的使用期限。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于所述能量排放是接近充注階段的末端時發(fā)生的。
3.按權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述活性，在至少一個注模的充注階段期間是經受多次變化的。
4.按權利要求1至3之一所述的方法，其特征在于注塑料的活性改變是通過熱量輸入和熱量排放實現的。
5.按前述權利要求之一、以系列方式注塑多個注模的方法，其特征在于在依次排列的系列注模之間的注塑間歇期間實施能量排放或溫度下降(措施)。
6.按前述權利要求之一所述的方法，其特征在于該至少一個注模之結構適于壓力固化或相對于外部是密封的。
7.按前述權利要求之一所述的方法，其特征在于至少一個注模是在真空條件下被充注的。
8.特別是按權利要求1-7之一、用一種可注塑的流體物料，其由至少兩個組分混合構成，充注至少一個注模的方法，其特征在于所述組分在充注至少一個注模的充注階段期間被加熱。
9.按權利要求8所述的方法，其特征在于所述組分在充注階段期間或之后至少經受一個溫度變化。
10.按權利要求8或9所述的方法，其特征在于該活性的注塑料在至少一個注模的上游并接近充注階段末端處經受一個冷卻。
11.特別是實施權利要求1至10之一所述方法的并用可注塑流體介質充注至少一個注模的裝置，其特征在于設置至少一個熱交換器(7，7’，7”，16)以用于在充注至少一個注模期間改變注塑料的活性或者改變注塑料單個組分的溫度。
12.按權利要求11所述的裝置，其特征在于至少一個熱交換器(7，7’，7”，16)之結構設置得適于通過熱交換器表面進行直接或間接地熱傳遞。
13.按權利要求11或12所述的裝置，其特征在于至少一個熱交換器(7，7’，7”，16)設置得適于用一種液體的、蒸汽形的和/或氣體的熱載體介質來施加作用。
14.按權利要求11至13之一所述的裝置，其特征在于該熱交換器(7，7’，7”，16)安置在混合裝置(5)的出口處和/或與該混合裝置(5)相組合一體。
15.按權利要求11至14之一所述的裝置，其特征在于在用于注塑料之單獨組分的輸送裝置(3，4)和混合裝置(5)之間分別安置一個熱交換器(7’，7”)。
16.按前述權利要求之一或多個所述的裝置，其特征在于該至少一個熱交換器(7’，7”)設置為蛇形管-熱交換器，其中，注塑料或單個組分通過蛇形管(15)導行，而熱載體介質從外邊圍繞蛇形管(15)導流。
17.按權利要求11至16之一所述的裝置，其特征在于熱交換表面沿注塑料或單個組分的流動行程上被分割成單個的區(qū)域，它們被單獨地施加熱載體介質或冷卻介質。
全文摘要
本發(fā)明涉及用一種可注塑的流體物料，特別是注塑樹脂充注至少一個注模(10)的方法和裝置。為了明顯減少成型時間而規(guī)定，注塑料的反應活性至少在對于至少一個注模(10)的充注階段通過能量輸入首先被提高，然后通過能量排放而下降到一個數值上，在此數值上，該注塑料有一個相對長的使用期限。作為加熱和必要時冷卻注塑料的措施建議應用熱交換器(7)。
文檔編號B29C35/02GK1149853SQ95192127
公開日1997年5月14日 申請日期1995年3月17日 優(yōu)先權日1994年3月17日
發(fā)明者埃哈德·霍伊澤爾, 威廉·黑德里希 申請人:威廉·黑德里希真空設備兩合公司