以注塑方式制造密封板的方法和模具及相应制成的密封板的制作方法

以注塑方式制造密封板的方法和模具及相应制成的密封板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于以注塑方式制造由纤维增强塑料制成的密封板(1)的方法，所述密封板包括多个经由径向接片(2)连接的密封环(3)，在因被分开的塑料熔体流的前沿的相互碰撞而形成的熔接缝(15)的区域中，在由此目前最大程度缩窄的成型通道(6)中倾斜于流动方向设置壁状的导向元件(5)，所述导向元件在所述成型通道(6)被进一步填充期间从所述成型通道中移出，因此显著改进在熔接缝(15)的区域中的强度。本发明还涉及一种用于以注塑方式制造由纤维增强塑料制成的密封板的模具以及一种借助上述方法在上述模具中制成的密封板(1)。
【专利说明】以注塑方式制造密封板的方法和模具及相应制成的密封板

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于以注塑方式制造包括多个经由径向接片连接的密封环的、由纤维增强塑料制成的密封板的方法以及模具。此外本发明也涉及借助这类方法或借助这类模具制成的密封板。

【背景技术】
[0002]作为具有较大工作容积的往复式压缩机的入口阀和出口阀目前通常使用具有较大数量的集中设置的穿流口的平板阀，所述平板阀借助于由钢或塑料制成的一件式密封板覆盖或者否则与各个成型环共同工作。尽管一件式密封板由于该板的所有区域的强制性共同运动而允许对在打开和关闭时承受强载荷的密封和止挡面进行相对均匀地施加负载，然而这些一件式密封板由于通常仅要平坦地实现的共同工作的密封面而也具有流动转向方面的缺点进而伴随流动损耗。而具有由纤维增强塑料制成的各个密封环的阀能够相对简单地构成有沿穿流方向倾斜的密封面(作为所谓的成型环)，这产生较少的流动转向进而产生较低的流动损耗。具有开始提到类型的密封板的平板阀是一种混合型的阀，其具有一件式的未成型的密封板的优点(共同运动)和各个成型的密封环的优点(效率，鲁棒性)。
[0003]由纤维增强塑料制成的、平坦的或成型的密封板根据至今为止常见的现有技术由半成品圆盘铣切而成然后进行精磨。这导致相当大的制造耗费和材料耗费，这相应地对成本产生不利影响。因此如今已经以较小的量注塑制成这类密封板，也就是说，密封板中的整个凹槽或通孔在模具中相应地构成，因此密封板在注塑之后已经以其最终形式存在。为了改进密封性，密封板能够在注塑后仍进行精磨或精车削。
[0004]然而这种本身高效的工艺具有下述缺点:由于密封板的几何形状，在注塑工艺中熔体流被分开并且从两侧填充待填充的通道。在熔体前沿汇合处形成熔接缝。在纤维增强塑料的情况下能够观察到下述效果:没有纤维穿过熔接缝进而不存在增强效果。这导致熔接缝强度几乎不能达到基体材料的强度。
[0005]很长时间以来已知熔接缝强度不足的问题，并且存在用于对付该问题的不同设计方案。除了优化过程控制(如注射速度、压力分布和模具侧的通风)以外，也已知用于填平熔接缝的溢流通道。通常该问题经由结构改变得以解决，并且在此熔接缝从高负荷区移出。如经由静电场将纤维定向的构思由于所使用的塑料的高粘度是不可行的。在构成熔接缝之后或期间通过及时操控针阀喷嘴以进行穿过或进行填平熔接缝本身是可行的，然而在每板具有多达六十个熔接缝的密封板的情况下在技术上是不可执行的。设置在熔接缝之外的、具有激活或未激活的溢流区域的方法也是已知的，但是由于复杂性和空间需求而不可应用。


【发明内容】

[0006]本发明的目的是，改进开始提及类型的用于制造这类阀板的方法和模具，使得借助所产生的熔接缝至少最大程度地避免所描述的问题进而能够以注塑方式制成开始所提到类型的密封板，所述密封板不具有所描述的、至今已知的这类密封板的缺点。
[0007]所述目的根据本发明在开始所提及类型的方法中以如下方式实现:在因被分开的塑料熔体流的前沿的相互碰撞而形成的熔接缝的区域中，在由此目前最大程度缩窄的成型通道中倾斜于流动方向设置壁状的导向元件，所述导向元件将熔体流的前沿在相互碰撞之前分别侧向于成型通道的相对置的边界偏转并且在成型通道被进一步填充期间从所述成型通道中移出。因此，在成型通道中相应的熔接缝倾斜地扭转，其中，从两侧接近的熔体前沿分别向一侧偏转。在此，流动速度通过横截面缩窄而提高并且在塑料中纤维增强的纤维在壁状导向元件的相应侧上强定向。在熔体前沿分别到达缩窄的通道的尖部之后开始形成压力，由此熔体基本上才被压入可移动的壁状导向元件之下的间隙中。因此，在该导向元件之下也开始形成压力。当现在相应的壁状导向元件在成型通道被进一步填充期间向上从该成型通道中移出时，导致构成倾斜的熔接缝，其中，在纤维增强的塑料中的增强纤维在向上移动的导向元件的两侧上同样以至少部分地以向上指向的方式随同运动进而穿过熔接缝，因此该倾斜的、延长的熔接缝现在也由相应连接在熔接缝上的塑料体的增强纤维穿过。通过对熔体和模具进行适宜的温度控制，该效应还能够被优化，因此能够证实熔接线强度的静载荷改进约60%并且耐久性改进约100%。
[0008]按照根据本发明的方法的一种改进方案，塑料熔体从密封板的中部引入到模具中，优选对于每个径向接片单独地引入到模具中，其中，导向元件仅设置在密封环的区域中。以这种方式仅在密封环的区域中形成熔接缝，所述熔接缝比径向接片受到更少的负荷，所述径向接片不仅必须在各环之间传递力，而且也应具有足够的弹性来改进各个环的密封性能。
[0009]根据本发明的另一设计方案，导向元件克服从外部施加的阻力穿过填充成型通道的塑料熔体本身从成型通道中移出，其中，该阻力的大小的时间变化曲线有利地在模具被填充期间是可变的。因此能够以非常简单且有效的方式对构成熔接缝以及对因最终在制成的密封板中贯穿所述熔接缝的纤维增强的纤维而实现的增强产生影响。
[0010]根据本发明的用于借助所描述的方法制造这类密封板的模具在因被分开的塑料熔体流的前沿的相互碰撞而形成的熔接缝的区域中具有在由此尽可能缩窄的成型通道中倾斜于熔体流的流动方向的壁状导向元件，所述壁状导向元件能够在初始位置和返回位置之间运动，其中在所述初始位置中在两侧释放成型通道的1% -10%、优选4% _6%、优选5 %并且在底部释放成型通道的0-20 %、优选5 % -15 %、优选10 %，在所述返回位置中导向元件的朝向成型通道底部的端侧与环绕的成型通道壁齐平或者以优选密封板的厚度的I % -10 %略微凸出于所述成型通道壁。借助壁状导向元件或其相对于环绕的成型通道壁延伸的设计方案提供最佳的比例，以便将熔体流在所形成的熔接缝的区域中相应地转向并且对其进行影响，这获得具有已提及的强度改进的最优密封板。
[0011]在根据本发明的用于制造密封板的模具的另外的设计方案中，在模具的中部的区域中设置喷射口，优选对于每个径向接片的每个成型通道单独地设置喷射口，并且壁状导向元件仅设置在密封环的成型通道中。因此，如在制成的密封板中提及的那样，仅在密封环的区域中并且不在径向接片的区域中获得熔接缝。
[0012]在本发明的另外的设计方案中，壁状导向元件能够一件式地构成，这使熔体的引导变得容易。但是根据本发明的另一优选的设计方案，所述导向元件也能够由多个单独的、以小的间距并排设置的、优选可共同移动的元件构成，这尤其在各个元件是销状的且具有例如圆形横截面时使得模具的制造变得容易。
[0013]根据本发明的另一改进方案，壁状导向元件构成为沿密封环的环周方向弯曲，因此在各个密封环的弯曲的成型通道中能够寻求在壁状导向元件两侧上的相同的横截面缩窄。
[0014]在本发明的另外的设计方案中提出，壁状导向元件在外部的侧棱边上倒圆并且在朝向成型通道底部的端侧上倒圆或者构成屋顶状的尖部。因此，从导向元件的侧面并且从其下部的端侧旁边或下方的流过在大范围中受到影响，这允许对产生和构成熔接缝产生最不同的影响。
[0015]在后一种情况中也有利的是本发明的另一设计方案，根据该设计方案，壁状导向元件的朝向成型通道底部的端侧具有相对于在初始位置中处于成型通道底部上的端侧回错的各个通流区域。因此获得具有完全确定的自由横截面的初始位置的可精确限定的几何形状，以用于在导向元件从模具中移出之前从导向元件下方的流过。
[0016]在本发明的一个特别优选的设计方案中，壁状导向元件以10° -35°的角度、优选15°的角度偏离于成型通道的相应的圆周切线设置在所述成型通道中，使得沿塑料熔体的流动方向产生优选连续的缩窄。因此，在熔体前沿在两侧撞到通过导向元件目前在成型通道中形成的障碍上时，引起最优地构成上面已经描述的效应。
[0017]在本发明的另外的设计方案中，壁状导向元件借助于弹簧和/或借助于液压式、气动式或电气式执行器或者其组合被施加负载，优选以在负载力大小的时间变化曲线中可变的负载力被施加负载。这能够以简单的或者也可控制的方式允许对壁状导向元件的运动产生所期望的影响，以用于按照期望构成熔接缝。
[0018]壁状导向元件能够是简单地平坦地或者弯曲地倾斜地设置在相应的成型通道中，(但是除此之外个别导向元件或全部导向元件也能够是V状弯折的，)也能够以任意的编组设有多个已提及的个别元件，这允许对产生和构成熔接缝造成另外的影响。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]下面还借助于在附图中示意示出的实施例详细阐述本发明。图1在此示出根据本发明的、例如未成型的密封板的立体图，图2示出图1中的部分II的放大俯视图，图3示出用于制造根据图1和图2的密封板的模具的示意图，图4和图5示意示出在制造密封板时要调节的类型的熔接缝(图4不具有而图5具有根据本发明的壁状导向元件)，图6至12示出用于使用在根据本发明的方法和模具中的不同构成的壁状导向元件，图13至17示出由各个元件构成的壁状导向元件的不同布置结构。

【具体实施方式】
[0020]在图1中示出的密封板I由三个经由径向接片2连接的密封环3构成并且以注塑方式由纤维增强塑料制成。在此可以看到密封板的在制成的未示出的平板阀中与阀座共同工作的密封侧，所述密封板在此为具有平坦密封面的密封板，所述密封面在注塑后仍被精磨以改进密封性。根据图1和图2的密封板I还没有精磨，因此还可见镰刀状凸起4，其形成和功能在下面还将详细描述。但是除了根据图1和图2的平坦密封面，根据本发明也能够制成所谓的成型密封板，其中各个密封环3设有在环周上延伸的纤维，所述纤维本身与相应的密封面在未示出的阀座上共同工作，在这种情况下，径向接片2在密封侧上相对于该侧向纤维加深地构成。
[0021]在所示出的密封板I注射成型时，纤维增强塑料从例如具有在此不可见的罩状浇注件的最内环14输送，因此还为径向接片2提供成型通道。因此在模具被继续填充期间，目前的四个熔体流沿着径向接片2向外流动并且分别在与密封环3交叉时向左和向右分开。因此被分开的塑料熔体流分别从两侧填充用于密封环3的成型通道并且在径向接片2的中部区域中相互碰撞。如果没有根据本发明的壁状导向元件5(见图3和图6至17)，则会在两个熔体流的前沿的相互碰撞的区域中产生基本上根据图4的熔接缝15，这尤其在纤维增强的塑料熔体中引起密封板I在该区域中的强度减小，这是因为两个相互碰撞的熔体流的纤维增强的纤维不穿过熔接缝15进而在该处不产生增强。
[0022]因此在根据本发明的方法中，如在图3中示意示出的那样，在因被分开的塑料熔体流的前沿的相互碰撞而形成的熔接缝15的区域中，在由此目前最大程度缩窄的成型通道6中倾斜于流动方向分别设置有壁状的导向元件5。各导向元件5在成型通道6被进一步填充期间从所述成型通道中移出(在图3中向上)，更确切地说从在图3中示出的初始位置移至返回位置，在所述返回位置中成型壁侧的底面与环绕的成型通道壁齐平或者略微凸出于所述成型通道壁。通过略微凸出于环绕的成型通道壁形成如在图1和图2中示出的凸起4，所述凸起随后在精磨密封板I时被移除。
[0023]导向元件5的运动能够根据图3简单地经由在继续填充时在成型通道底部与导向元件5之间在所输送的塑料中产生的压力(克服弹簧7的力)进行，或者借助于例如电气式执行器A或借助于气动式或液压式气缸8或者其组合进行，其中，该运动的时间变化曲线或作用的反向压力的时间变化曲线能够以在此没有进一步示出的方式控制。
[0024]从图2中清晰可见，在用于密封板I的模具中，壁状导向元件5沿密封环3的环周方向弯曲并且在外部的侧棱边上具有倒圆部。壁状导向元件5与密封环3的或相应的成型通道的圆周切线9围成的角度α优选在10° -35°的范围中，因此由两侧撞击到导向元件5上的熔体流相应地被偏转，其中，也在导向元件5的下方建立因成型通道两侧的均匀缩窄而提高的压力，其目的是将所述导向元件在进一步填充期间从成型通道向上推动。因此获得在塑料熔体中的纤维增强的纤维沿着在此从模具向上移动的导向元件5的强定向，这在以两个熔体流的纤维增强的纤维同时穿过熔接缝15时实现所期望的熔接缝的倾斜(见图5)。在图3中示出的壁状导向元件5的初始位置中，在两侧释放成型通道的优选例如5%，并且在底部释放成型通道的例如10%，这是使密封板I的熔接缝15具有突出的强度值的非常有利的构成方案。
[0025]在图6至12中示出用于有利地构成壁状导向元件5的端侧10的不同可能性，其中，下部的端侧10指的是根据图3的导向元件5的朝向成型通道底部的下侧，其在初始位置中缩窄成型通道的下侧。在图6中，端侧10笔直地构成(也如在图3中标明的)。根据图7，端侧10在整个长度上设有倒圆部。在图8中，在中部可以看见斜面，此时边缘区域是不倾斜的，因此导向元件5在初始位置中能够安置在模具底部上。图9和图10示出端侧10的屋顶状斜面，其中在根据图10的实施方案中，所述斜面的第一棱边横向于导向元件的一侧朝向其它棱边延伸，这有针对性地影响从导向元件5下方的流过进而有针对性地影响所形成的熔接缝的结构。根据图11和12的实施方案具有通流区域11和在初始位置中安置于成型通道底部的外部区域12。
[0026]但是除了根据图3和6至12构成壁状导向元件5以外，作为一件式部件，根据图13至图17的导向元件5也能够由多个单独的、以小的间距并排设置的、优选可共同移动的元件构成，所述元件以附图标记13标明。根据图13至16使用横截面为圆形的销，根据图17各个元件13的横截面是椭圆形的。因此也获得用于对在所形成的熔接缝的区域中的熔体流产生影响的不同可能性。此外既能够借助根据图6至图12的导向元件5也能够借助根据图13至图17的导向元件5制成熔接缝，与图5不同，根据图13至图17的导向元件不仅基本上倾斜而且具有V状或类似的几何形状，这同样能够有助于改进所获得的密封板I的质量。
【权利要求】
1.一种用于以注塑方式制造由纤维增强塑料制成的密封板(I)的方法，所述密封板包括多个经由径向接片(2)连接的密封环(3)，该方法的特征在于，在因被分开的塑料熔体流的前沿的相互碰撞而形成的熔接缝(15)的区域中，在由此目前最大程度缩窄的成型通道(6)中倾斜于流动方向设置壁状的导向元件(5)，所述导向元件使所述熔体流的前沿在相互碰撞之前分别侧向于所述成型通道(6)的相对置的边界偏转并且在所述成型通道(6)被进一步填充期间从所述成型通道中移出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将塑料熔体从所述密封板(I)的中部引入到模具中，优选对于每个径向接片(2)单独地将塑料熔体从所述密封板(I)的中部引入到模具中；并且将所述导向元件(5)仅设置在所述密封环(3)的区域中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过填充所述成型通道(6)的塑料熔体本身，克服从外部施加的阻力使所述导向元件(5)从所述成型通道￠)中移出。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述阻力的大小的时间变化曲线在模具被填充期间是可变的。
5.一种用于以注塑方式制造由纤维增强塑料制成的密封板的模具，所述密封板包括多个经由径向接片(2)连接的密封环(3)，该模具的特征在于，在因被分开的塑料熔体流的前沿的相互碰撞而形成的熔接缝(15)的区域中，在由此最大程度缩窄的成型通道(6)中倾斜于所述熔体流的流动方向设置有壁状的导向元件(5)，所述导向元件能够在初始位置和返回位置之间运动，在所述初始位置中在两侧释放所述成型通道￠)的1% -10%、优选4%-6%,优选5 %并且在底部释放所述成型通道(6)的0-20 %、优选5 % -15 %、优选10 %，在所述返回位置中所述导向元件的朝向成型通道底部的端侧与环绕的成型通道壁齐平或者优选以所述密封板(I)的厚度的1% -10%略微凸出于所述成型通道壁。
6.根据权利要求5所述的模具，其特征在于，在所述模具的中部区域中设置有喷射口，优选对于每个径向接片(2)的成型通道单独地设置有所述喷射口 ；并且所述壁状的导向元件(5)仅设置在所述密封环(3)的成型通道中。
7.根据权利要求6所述的模具，其特征在于，所述壁状的导向元件(5)—件式地构成。
8.根据权利要求6所述的模具，其特征在于，所述壁状的导向元件(5)由多个单独的、以小的间距并排设置的、优选能够共同移动的元件(13)构成。
9.根据权利要求7或8所述的模具，其特征在于，所述壁状的导向元件(5)沿所述密封环(3)的环周方向弯曲。
10.根据权利要求5至9之一所述的模具，其特征在于，所述壁状的导向元件(5)在外部的侧棱边上倒圆并且在朝向成型通道底部的端侧(10)上倒圆或者构成为屋顶状的尖部。
11.根据权利要求5至10中的一项或多项所述的模具，其特征在于，所述壁状的导向元件(5)的朝向成型通道底部的端侧(10)具有相对于在初始位置中处于成型通道底部的端侧(10)回错的各个通流区域(11)。
12.根据权利要求5至11中的一项或多项所述的模具，其特征在于，所述壁状的导向元件(5)以10° -35°的角度、优选以15°的角度偏离于所述成型通道(6)的相应的圆周切线(9)设置在所述成型通道中，使得沿塑料熔体的流动方向产生优选连续的缩窄。
13.根据权利要求5至12中的一项或多项所述的模具，其特征在于，所述壁状的导向元件(5)借助于弹簧(7)和/或借助于液压式、气动式或电气式执行器(8、A)或者其组合而被施加负载，优选以在负载力大小的时间变化曲线中可变的负载力被施加负载。
14.根据权利要求5至13中的一项或多项所述的模具，其特征在于，所述壁状的导向元件(5) V状地弯折。
15.一种借助根据权利要求1至4中的一项或多项所述的方法在根据权利要求5至14中的一项或多项所述的模具中制成的密封板(I)，其特征在于，所述熔接缝(15)优选以5° -30°、优选15°相对于所述密封环(3)的环周方向倾斜地延伸并且由分别连接在所述熔接缝(15)上的塑料体的增强纤维穿过。
【文档编号】F16K51/00GK104455713SQ201410491415
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】B·施皮格尔, M·扬科 申请人:贺尔碧格压缩机技术控股有限公司