用于制造管头的装置和方法以及管头的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于制造管头的装置和方法以及管头自身。
【背景技术】
[0002]EP-A-1 033 318公开了一种用于制造管肩的方法，其中第一物料组分(materialcomponent)被挤入到第一腔体中，该物料组分在承载件上以部分为塑料的状态从该第一腔体被移除并且以这样的方式被排出，即，当承载件和第一物料组件被引入到第二腔体中时，形成带有至少一个表面的自由空间，所述表面在第二物料组分挤出之后充当第一物料组分相对于第二物料组分的机械止挡部。从而实现了第一与第二物料组分之间的正(positive)接合连接。所主张的方法具有这样的优点，即，双层管的物料消耗降低并且用于制造的周期时间缩短。另一方面，缺点在于需要两个不同的腔体来制造管肩并且管肩需要在制造过程中从一个腔体传送至下一腔体。
[0003]从WO 00/23340已知一种管头，该管头具有三层结构。在这种情况下，由内层和外层围住一阻挡层(barrier layer)，其包括在管头的端部，其中内层和外层结合以形成一个层。这意味着，阻挡层的端部被内层和外层围住或封包。利用共注塑来执行管头的制造。就这点而言，在时间段Ttl期间将结构物料A供给到注塑喷嘴中。在供给结构物料一段特定时间之后，共注入阻挡物料((barrier material))的物料流一段短的时间。在停止阻挡物料的流之后，然后继续结构物料的注塑一段特定时间，以便使得注入的结构物料的量稳定。尽管所描述的方法被称为共注塑方法，实际上仅仅在非常短的时间段内注入两种物料。根据WO 00/23340的方法的缺点在于，管头总是需要磨光(finish off)。由于注塑喷嘴的中央开口而不可避免地形成的熔渣(sprue)需要切掉，并且口的边缘需要磨光。
[0004]美国专利申请N0.2011/0233824涉及一种用于制造旋转对称本体的方法，其中并非通过中央注射点而是通过环形开口将熔融塑料注射到腔体中。为了执行该方法，使用包括具有中央通道的外部模具的装置。在该通道中以轴向可移动的方式引导关闭杆。该关闭杆在其前端处具有加宽的旋转对称头，该头的最大周缘与通道的内壁配合地形成阀。在关闭杆与通道的内壁之间存在环形空间，在装置的操作过程中迫使熔融塑料穿过该环形空间。为了制造旋转对称本体，关闭杆从模具缩回，使得在通道与关闭杆之间形成环形出口通道。为了形成本体的中空空间，提供芯，在该芯的前侧上形成有凹部。当阀打开时，头接合在该凹部中。
[0005]美国专利申请描述了一种用于注塑模制设备的阀销组件，包括能够在喷嘴中上下移动以便打开和关闭环形浇口(ring gate)的阀销。环形通路穿过喷嘴形成，并且在通向和穿过环形浇口的所有位置处均为畅通和不受限制的，从而允许熔融物自由地流向浇口并且依据阀销的位置而流动到模具腔体中。阀销具有头，该头具有的直径大于阀销轴，用于选择性地关闭浇口。环形浇口通道直径大于熔融物通道直径，以使得具有大开孔的部件能够形成于其中。
【发明内容】
[0006]本发明的目的因此是提供一种制造管前部和管头(带有或不带有阻挡层)的注塑模制装置和方法，其中不再需要管头的磨光。另一目的是提供带有阻挡层的管头，其中所述至少两层牢固地彼此连接。另一目的是减少用于制造管头的周期时间以及提高生产率。
[0007]这些和其他目的通过根据权利要求1的主题和根据权利要求14的方法来实现。对根据本发明主题的以及对所述方法的有利修改在从属权利要求中限定。
[0008]本发明涉及用于制造至少一个管头的注塑模制装置，所述管头带有管肩和形成在管肩上的带有挤出开口的颈部。该装置一方面包括模具，该模具围住与待制造的管头对应的模具中空空间或腔体，并且该装置另一方面包括喷嘴，用于注射从注射单元获得的塑料熔融物。喷嘴具有注射本体、可选的阀套以及阀针，其以轴向可移动的方式(沿着阀针的纵向轴线)容纳在喷嘴本体中。阀针和阀套可彼此独立地移动。阀针被第一环形空间围绕，该第一环形空间充当用于第一物料组分的第一流动通道。在喷嘴的前端处设置喷嘴开口，该喷嘴开口在阀针的缩回位置中被阀针头关闭并且在阀针的向前移动位置中被阀针头释放。
[0009]根据本发明，在阀针的向前移动位置中形成环形出口开口，其与模具的充当浇口开口的环形间隙相关联并且在所述至少一个流动通道与模具中空空间之间形成流体连接。环形出口开口具有这样的优点，即，熔融物流能够向外径向穿入并且直接穿过模具的环形间隙而进入模具中空空间中。这意味着，与在引言中提及的现有技术相反，并非穿过中央的大致点状的浇口开口而是穿过环形间隙将物料注入到模具中，所述环形间隙直接位于管的颈部区域中。从而可避免熔渣以及因此管头的磨光。
[0010]由于环形出口开口和在模具中提供的环形间隙，当阀针向前移动时，即阀打开时，在模具中空空间与第一流动通道之间建立了流体连接。
[0011]有利地，模具具有模具嵌件，该模具嵌件带有大致限定管头的外部形状的内部轮廓，并且模具具有芯，该芯带有形成管头的内部形状的外部轮廓。在模具的制造设定中，因此在模具嵌件与芯之间存在对应于管头的模具中空空间。
[0012]有利地，芯在前表面上具有凹部，该凹部为单侧关闭的中空柱体的形状，用于容纳阀针头。阀针由此还在打开位置中被侧向引导。合宜地，模具嵌件为多部件嵌件并且在颈部区域具有两个可移动滑动部分，所述滑动部分可在打开位置与关闭位置之间沿着相反方向移动。可移动滑动部分允许制造带有外螺纹的管颈。
[0013]优选地在芯与模具嵌件之间设置环形间隙。这是允许直接制造完成的管头的简单和方便的实施例。在这方面，模具嵌件的轴向柱形区段可与针头配合地形成第一阀。有利地，阀针头包括柱形本体和锥形尖端。由于锥形尖端，阀针头可被牢固地引入到芯的前侧凹部中。阀针头和柱形本体的直径大于阀针轴的直径，使得可获得用于形成流动通道的空间。
[0014]根据特别优选的实施例，设置围绕阀针轴的可移动阀套，其中在阀针轴与阀套之间存在第二环形空间，该第二环形空间充当用于第二物料组分的第二流动通道。该实施例具有这样的优点，即，如果阀针与阀套可彼此独立地轴向移动，则两种物料组分可被同时注射。合宜地，阀针头的直径大于阀针轴的直径，使得阀针头可充当用于阀套的阀座。
[0015]优选地，在阀针轴与阀针头之间设置锥形过渡区域。阀套的前侧可以密封的方式与锥形过渡区域配合，以形成第二阀。该过渡区域在这种情况下充当用于可移动阀套的阀座。
[0016]根据一个改进，锥形过渡区域具有对柱形本体加宽的围绕下降部(depress1n)。该下降部的目的是使塑料熔融物偏转，使得模具的环形间隙对塑料熔融物施加尽可能少的流动阻力。
[0017]本发明的目的还在于用于在注塑模制工艺中制造至少一个管头的方法，所述管头带有管肩和形成于管肩上的带有挤出开口的颈部。该方法特征性地使得一种或多种物料组分穿过环形间隙注入到模具中空空间中。
[0018]在这方面，环形空间合宜地设置在颈部内壁上，优选地设置在外部或最外部颈部边缘上，使得在注塑模制之后不会存留熔渣等。
[0019]为了制造至少两层管头，可同时注射第一物料组分和第二物料组分。根据实施例变型，第二物料组分可在一个时间延迟之后被注射。这具有这样的优点，即，第一物料组分能够至少在前侧上围住第二物料组分。
[0020]根据制造变型，仅仅当模具中空空间由第一物料组分填充了至少50%、优选至少65%并且特别优选至少75%时注入第二物料组分。这样，如果第二组分被注射到第一组分的中央，则可实现三层结构。在本领域中，术语“中央”应当理解为层的内部。在本实例中，在注射第二组分时该层的内部是可流动的，使得第二组分可在第一组分的内部扩展。
[0021]如果在注塑模制周期的结尾，在第一物料组分之前一个特定时间停止第二物料组分的注入，则第二物料组分(通常为阻挡物料)可由第一组分覆盖在前侧上。有利地，前述时间介于0.01秒与0.5秒之间，优选地介于0.05秒与0.3秒之间，并且特别优选地介于0.1秒与0.2秒之间。为了执行该方法，优选地使用具有环形出口开口的注塑模制装置。
[0022]本发明的另一目的在于根据如在本说明书所描述的方法制造的管头，该管头具有管肩和形成于管肩上的带有挤出开口的颈部。通过根据本发明的方法制造的管头具有这样的优点，即，由于在整个工作周期中同时注射两种物料组分，使得可实现两种物料的良好复合(composite)。合宜地，外部物料组分在冷却时呈现出比内部物料组分更大的收缩(shrinkage)。这具有这样的积极效果，即，外部物料组分就好似收缩到内部组分上一样。在测试中已表明，外部结构组分的至少5%、优选至少10%并且特别优选至少15%的更大收缩足以获得两个层的良好复合。这意味着，如果第二组分具有