专利名称：用于制造通过长纤维加强的塑料模制品的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造通过长纤维加强的塑料模制品的方法和装置，其中，从一个线卷被输出一根连续线或粗纱，并经一个导引件被输送至一切割单元且在该处被切为用于形成长纤维的最终片段，这些长纤维经一导管被输送至一用于形成固态塑料的自由流动的流体并使所述长纤维与所述流体混合，该流体被导入一个模具内，关闭所述模具并在固化后从模具中取出成品模制品。
众所周知，通过在液态塑料熔化物固化之前，将长纤维均匀混入液态塑料熔化物内或将在自由流动的反应混合物反应之前将长纤维均匀混入自由流动的反应混合物内，能够制造通过长纤维加强的塑料模制品。
应理解，长纤维意味着那些作为连续线或粗纱，特别是玻璃纤维粗纱被供给的材料，且在被导入塑料熔化物或自由流动的反应混合物之前不久被切制成最好大于10mm的有限长度(DE19618393A1，WO98/01274，WO96/35562)。卷绕在线卷上的连续线或粗纱端部通过拼接彼此相连，以便在输出期间不会产生中断。此处，从线卷的支承座可选择地使连续线或粗纱部分输送通过自由空间或通过一管道系统。一个输送空气供给机构至少被设置在该管道系统的一个位置处。通过该输送空气，靠压缩空气将连续线输送至切割单元。所切掉的连续线通常也靠压缩空气输送，以被导入液态塑料流中。
实际上能够以原始方式人工将合成的混合物分布在下部模具半体内，但这通常不能满足被制造模制品的技术要求。为了引入已添加长纤维的液态熔融塑料或将一种反应混合物引入一开口模具内，通常要使用一种程序控制引入装置，如机械手，其能够将合成的混合物均匀地分布在下部模具半体内。随后，通过上部模具半体关闭模具并将其琐住。模制件在这时固化并随后从模具中取出模制件。
这一方法特别具有以下两个问题一方面，在混合物分布在模具腔室期间，由于引入装置的运动而需要时多时少的长纤维。对连续线或粗纱的要求也会因此而变化。第二点，由于非连续的加工工序，因此，会导致不仅长纤维而且连续线或粗纱的供给或输送在模具填充之间中断。结果，经常不能尽可能快地制动连续线而形成线圈。为了避免这种线圈，已知使用了张紧辊。当将长纤维导入具有不太短的固化时间的液态塑料熔融物内时，连续线的输出速度通常在0.5至大约2m/s，结果通常在不会产生太大问题的情况下能够正确进行该工序。但是，不能消除例如由于连续线的断裂所造成的故障。
本发明的目的在于提供一种方法和装置，通过该方法和装置在制造通过长纤维加强的塑料模制品期期间，能够确保连续线或粗纱、特别是在高输出速度的情况下的无故障供给。
该新方法实现了该目的，即与输送方向相反、在管道系统中在张紧力作用下能够靠压缩空气恒定保持连续线或粗纱。
其结果是，在已填满模具后进行连续线的制动时，不会形成线圈。另一方面，恒定施加的线的张紧力在下一模具填充的重新起动时，避免了作用在连续线上、能够导致断裂的跳动应力。连续线在引入装置的运动期间，最好也始终保持气动张紧。
这种新方法能在连续线的已知较低输出速度下显著提高通过长纤维加强的模制品的生产率。在高输出速度下，它对于平稳操作也是必不可少的。
根据该新方法的一个特定实施例，连续线在导引件中第一部分的刚性管道系统中被输送，进而，在管线系统中的导引件的第二部分中通过，所述管线系统与一受控引入装置运动，在这一管线系统中的连续线仅通过以设置在引入装置上的一个输送装置的方向的输送被张紧。
已发现，在这一最后的、与引入装置一起运动的相对较短管线系统至切割单元中，再也不存在形成线圈的危险性，以致输送装置本身便能充分张紧连续线。此处，可选择地另外引入用于以输送方向张紧连续线的输送空气。
形成固态塑料的流体最好以一种液体反应混合物的形式被输送，所述液体反应混合物具有较短的反应开始时间。
如已说明的那样，对于传统的塑料熔融物而言，通常以0.5至大约2m/s的输出速度供给连续线。
在所述新方法中，最好以至少2.0m/s的输出速度供给连续线。
在高输出速度下，实际上，不但在连续线的制动显著增加期间，线圈形成危险性会大大增加，而且在重新起动期间，在线圈已松开后会突然急剧拉伸连续线。在一个线圈的末端和另一个线圈的起始端通常通过拼接形成的连接点处特别会形成薄弱点，在该处连续线可能会先断裂。确切地说，在本申请中的新方法能够证明连续线的恒定张紧是特别有利的。在由用于制造泡沫聚乙烯模制品的例如异氰酸盐和多元醇这样的反应混合物制造模制品时，在实际中必须使用大于2.0m/s至大约15m/s的输出速度，以便在已经过这种反应混合物的反应起动时间之前，形成长纤维的导入，从而能够将长纤维均匀地分布在其中。通过相同的方式，由于所有情况均必须快速加入长纤维，因此，在快速固化塑料熔融物处理时使用所述新方法也是有利的。就塑料熔融物而言，在液态期间仍必须进行长纤维的引入。
用于在一个模具中制造通过长纤维加强的塑料模制品的新装置基于以下内容，即一用于连续线或粗纱的支承座，用于连续线的导引件从支承座通向一个用于液体流的运动控制引入装置，所述运动控制引入装置用于形成固态塑料并结束于具有一输送装置的切割单元，用于连续线或粗纱的导引件至少部分包括一个刚性管道系统。
可知道其新的特征在于，刚性管道系统具有至少一个压缩空气输入口，为了连续线或粗纱的气动张紧，该输入口的方向与输送方向对准。
连续线或粗纱的占据空间实际上局部包括眼，当连续线或粗纱自由通过所述空间时，通过这些眼能对其进行导引。但是，管道系统对于与输送方向相逆的连续线或粗纱的气动张紧来说是必不可少的，以便能够以强制方式供给气动张紧的气流。因此，始终以连续线或粗纱的第一时间，即在两次模具填充操作之间的暂停期间能够在下一次模具填充操作的开始时保持张紧或处于气动张紧作用下。如果在接近模具填充的最后中断了输送，则输送装置会延时停止。由于连续线或粗纱的输送在这一阶段期间仍进行，因此可能会在管道系统中形成线圈。但是，通过张紧避免了这些问题。在切割单元或输送装置重新起动时，当形成线圈后，就非张紧的连续线或粗纱而言会产生急剧跳动，从而会导致断裂，特别是在线端部连接点处会出现断裂。特别是在连续线或粗纱具有高输出速度时产生的所有现象均可通过恒定的气动线张紧被避免。
根据所述新型装置的一个最佳实施例，用于连续线或粗纱的运动控制导引装置的导引件包括一根连接至刚性管道系统的柔性导引软管。
这一实施例能够使导引软管适于导入装置的运动。
根据另一种变形，设置在引入装置上的部分导引件与刚性管道系统分离，且其进入口具有一个漏斗，在模具填充期间，连续线进入漏斗内。
设置在引入装置上的部分导引件此处或为一根刚性导管或为一根柔性导管，此处，漏斗的直径应保证即使在引入装置上的最终位置处或在该装置运动时能够采集到达的连续线。
如果引入装置的导引件包括一根柔性导引软管，其最好被连接至刚性管道系统且具有能够补偿引入装置运动的长度。
由于通过少量手动操作便能够更换一根旧的导引软管，从而形成了一种结构理想的实施例。
通常，不可避免的是，刚性管道系统具有管道弯头。
在这种情况下，在至少一个管道弯头后部设有另一个用于连续线或粗纱气动张紧的空气输入口。
其避免了连续线或粗纱在管道弯头处形成线圈。
导引件最好具有至少一个输送空气的输入口。
结果，在装配操作期间消除了由手进行的烦琐的连续线或粗纱穿入且在没有任何问题的情况下由气动输送空气实现穿入，直至切割单元上的输送装置承接连续线或粗纱。在调整操作期间，无需与输送方向相反的气动线的张紧，且在正常操作期间，在模具填充期间不必绝对需要气动输送。
刚性管道系统的端部最好具有一根伸缩式管，其在调整操作期间，能够被移出至其后的漏斗。
这一实施例对于与管道系统的收缩孔器入口相结合而实现的穿线是特别有利的，以便在对切割单元毫无困难的情况下输送连续线或粗纱，直至设置在该处的输送装置承接了连续线或粗纱为止。此处，在调整期间也无需连续线或粗纱的张紧。
在两个实施例中显示且在下面更详细地描述了所述新型装置。附图所示为
图1为以侧视图所示的示意形式的装置，图2为放大的图1中的细节A，图3为放大的引入装置和从图1中刚性管道系统端部的过渡部分，及图4从刚性管道系统端部伸出的过渡部分的另一个实施例。
在图1-3中，装置包括一支承座1，其用于呈玻璃纤维粗纱形式的连续线的几个线卷2。一根连续的线3经一漏斗4通入一个导引件5内，所述导引件的第一部分包括一个刚性管道系统6，该系统经自由空间通向一个引入装置7，所述引入装置能够以控制方式被移动且横向向外旋转。在刚性管道系统6的出口端部8处设有一根可伸缩管9，该管在调整操作时能够被降至一个漏斗10。漏斗10的直径应保证即使在引入装置7的最后运动期间，也能够始终收集到达的连续线3。导引件5被连接至这一漏斗10，所述导引件构成了一根柔性导引软管11，该软管通向设有输送装置13的切割单元12。引入装置7装配有一个用于多元醇和异氰酸盐的泡沫形成反应元素的混合头14。众所周知的这些反应元素的输送并未示出。混合头14具有一个输出通道15，该通道通入一开口模具的下模具半体16内。上模具半体17被固定在一根导引轴18上，以便它能够被降低。由切割单元12，一根用于从连续线3切除的长纤维20的导管19以从输出通道15排出的反应混合物流21的方向导引。刚性管道系统6和柔性导引软管11均具有指向输送方向的输送空气入口22。刚性管道系统6此外还设有牵引空气入口23。
以与图1-3的装置完全相同的方式构成图4的装置，但其具有这样的所示改进，即用于构成一根柔性导引软管3 1的连续线33或粗纱的导引件32通过固定孔35被设置在引入装置34上，且导引件32的长度应能保证导引软管31也能够补偿引入装置34的最后运动。这一柔性导引软管此处直接被连接至刚性管道系统6。
工序实施例选择图1-3的装置。为了起动，即在调整操作期间，通过接通的输送空气供给机构，手动将连续线3送入漏斗4内，通过气流承接并输送连续线3，直至切割单元12上的输送装置13承接了连续线3为止。随后，断开气动输送空气并将系统转接至模具的填充操作。也就是说，在所谓射出工序的流体中、在混合头14中制造用于模具填充的多元醇和异氰酸盐的反应混合物。该混合物具有大约15秒的反应起动时间。在这一时间内，必须以占成品模制品重量25％的理想量、将通过切割单元12切断的长度为15mm的长纤维20导入混合物流中。因此，应以4.0m/s的输送速度输送连续线3。气流在此处以1.5N的力反作用于用于连续线3永久张紧的输送操作。此处，引入装置7在其运动中的程序是可控制的，以便均匀产生向下部模具半体16中的导入。当已填满了下部模具半体16时，混合头14和输送装置13均被关闭。此处，可能形成不理想线圈的连续线3的卷绕通过连续线的张紧而被避免。引入装置7横向向外旋转且使上部模具半体17降低并装配在下部模具半体16上，并将这两个模具半体锁定在一起。在切割后，从模具中取出通过长纤维加强的模制品。输送装置13，切割单元12和混合头14中的反应混合物的形成随后再次起动以便进行下一个模具填充操作。由于在起动期间使输送装置13加速且连续线3受到拉伸，因此防止了在连续线3可能断裂期间产生的突然跳动。随后，以相同的方式进行其后的模具填充操作。
权利要求
1.用于制造由长纤维(20)加强的塑料模制品的方法，其中，从一个线卷(2)输出一根连续线(3)或粗纱，并经一个导引件(5)被输送至一切割单元(12)且在该处被切为用于形成长纤维(20)的最终片段，这些长纤维(20)经一导管(19)被输送至一形成固态塑料的自由流动的流体(21)并使所述长纤维与所述流体混合，该流体(21)被导入一个模具(16，17)内，关闭所述模具并在固化后从模具中取出成品模制品，其特征在于，连续线(3)或粗纱在逆向于输送方向的拉伸作用下，由压缩空气恒定保持在导引件(5)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在导引件(5)的第一部分的刚性管道系统(6)中输送连续线(3)，进而，在管线系统(11)中的导引件(5)的第二部分中通过，所述管线系统(11)与一受控引入装置(7，34)一起运动，在这一管线系统(11)中的连续线(3)仅由沿设置在引入装置(7，34)上的输送装置(13)的方向的输送被张紧。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于形成固态塑料的流体(21)以一种液体反应混合物的形式被输送，所述液体反应混合物具有较短的反应开始时间。
4.根据权利要求1，2或3所述的方法，其特征在于以至少2.0m/s的输出速度输出连续线(3)。
5.用于在一个模具中制造由长纤维(20)加强的塑料模制品的装置，该装置包括一用于连续线(3)或粗纱的支承座(1)，用于连续线(3)的导引件(5)从支承座(1)通向一用于液体流(21)的运动控制引入装置(7，34)，所述运动控制引入装置用于形成固态塑料并结束于具有一输送装置(13)的切割单元(12)，用于连续线(3)或粗纱的导引件(5)至少部分包括一个刚性管道系统(6)，其特征在于，所述刚性管道系统(6)具有至少一个压缩空气输入口(23)，为了连续线(3)或粗纱的气动张紧，该输入口的方向与输送方向对准。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于在运动控制引入装置(7)上的连续线(3)或粗纱的导引件(5)包括一根连接至刚性管道系统(6)的柔性导引软管(11)。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于设置在引入装置(7)上的部分导引件(5)与刚性管道系统(6)分离，且其进入口具有一个漏斗(10)，在模具填充期间，连续线(3)进入漏斗(10)内。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于柔性导引软管(31)被连接至刚性管道系统(32)且具有能够补偿引入装置(34)运动的长度。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的装置，其中刚性管道系统(5)具有管道弯头(24)，其特征在于，在至少一个管道弯头(24)的后部设有另一个用于张紧连续线(3)或粗纱的牵引空气输入口(23)。
10.根据权利要求5-7中任意一项或权利要求9所述的装置，其特征在于导引件(5)具有至少一个输送空气的输入口(22)。
11.根据权利要求7和10所述的装置，其特征在于刚性管道系统(6)具有一根伸缩式管(9)，在调整操作期间，该伸缩式管能够被运动至其后的漏斗(10)。
全文摘要
在不会产生在模具填充操作结束时被供给至切割单元(12)的连续线(3)中产生线圈的危险性的情况下,或在即使在连续线(3)具有相对较高输出速度时,通过与输送方向相反的气动张紧的作用恒定保持连续线(3)而不会在下一模制填充期间的重新起动期间形成连续线断裂的情况下,能够制造通过长纤维(20)加强的塑料模制品。本发明的装置设有至少一个分配至连续线(3)的导引件(5)的压缩空气输入口(23)。
文档编号B29C70/30GK1346737SQ01141029
公开日2002年5月1日 申请日期2001年8月3日 优先权日2000年8月3日
发明者J·维尔斯, W·帕夫利克 申请人:亨内克股份有限公司