一种模具以及用于该模具的工具的制作方法

本发明涉及一种模具，特别是涉及一种用于注塑的模具。本发明还涉及形成这种模具的一部分的工具。

背景技术：

注塑是用于通过将熔融材料注塑到模具中并允许材料在被从模具中移除之前硬化来制造物品的公知方法。近年来，注塑技术已普及到包装行业，在该行业中，其可用于生产具有在纸板基套筒上注塑的塑料零件的包装容器。

这样的包装将纸板基的包装的环境益处与塑料顶部的结构益处相结合，已经特别成功地用于存储液体食品的包装。tetra包装及其各种形状就是一个这样的例子。

在生产这种包装时，将由纸板基材料制成的端部开口套管布置在心轴上。从套筒的端部轴向延伸的所述心轴的一端在塑料顶部的注塑期间形成内模具。两个外模具朝所述内模具移动，以形成待生产的塑料顶部形状的腔。一旦外模具到达其相对于内模具的操作位置，就执行注塑，由此将塑料顶部直接生产到纸板基的套筒上。一旦外模具被分离并远离内模具移动，就可以将纸板基的套筒从心轴上取下。在这一点上，端部开口的套筒设置有塑料顶部，该塑料顶部又用例如螺纹盖密封。然后，可以在底端被密封并形成合适的、通常平坦的形状之前，通过开口的底端进行包装的填充。

当承载内模具的心轴朝向其注塑位置旋转时，外模具在一个平面内朝着内模具移动。在该位置，心轴竖直布置，这意味着外模具向上移动，并且在水平方向上朝内模具移动，以到达其工作位置。为了生产具有所需尺寸的塑料顶部，外模具必须在竖直方向和水平面上与内模具对准。为了在竖直平面上对准，内模具的上部设置有衬套，该衬套与外模具接触并且因此提供了对外模具的竖直引导。如图1所示，整个盖形成单元可实现内模具和外模具之间的水平对准。

上述包装通常是在高速灌装机中制造的；一个塑料顶部的整个注塑过程大约在1.5秒内完成。由于高速应用，需要非常快速地冷却模具，因此外模具通常由铝制成。外模具与内模具的衬套之间的任何未对准都会导致外模具的磨损，最终将导致注塑材料泄漏到塑料顶部的预期尺寸之外。注塑故障将在塑料顶部的上端(即包装的浇注口的边缘)产生毛刺。由于倾倒口的边缘是与消费者的嘴唇直接接触的，因此非常需要避免毛刺，对于较小的包装来说，更是如此。

一种解决方案是在磨损引入毛刺之前更频繁地更换外模具。但是，更希望提供一种改进的模具，以减少毛刺的风险，从而延长模具的使用寿命，并增加消费者直接从具有纸板层压件和注塑件的包装中消费食品的安全性。

技术实现要素：

本发明的目的是至少部分地克服现有技术的上述一个或多个限制。

为了达到这些目的，提供一种内模具。所述内模具形成要在注塑塑料制品(例如用于液体食品包装的塑料顶部)的过程中使用的模具的一部分。所述内模具包括限定要生产的塑料制品的内表面的外表面，其中，所述内模具的纵向端设置有衬套，所述衬套具有限定所述内模具的纵向端并构造成在注塑过程中与匹配的外模具接触的平坦表面。所述衬套设置有从所述平坦表面延伸的侧壁，所述侧壁形成所述内模具的所述外表面的一部分。

所述衬套可以具有圆柱形状，这是有利的，因为衬套的整个圆周可以用于限定待注塑的制品。

所述衬套可以由至少一个将所述衬套偏置到纵向延伸位置的弹簧来支撑。这样，由于衬套和外模具之间的接触面积增加并且接触仅在水平面内发生，因此降低了外模具的磨损风险。

所述内模具可包括颈部和喷嘴部分，其中，所述衬套的侧壁形成所述喷嘴部分的纵向端。因此，所述衬套终止了模具的空腔，从而降低了在包装的喷口处出现毛刺的风险。

衬套可以从内模具的主体纵向地突出，并且衬套的半径可以小于主体的半径。衬套由此可以在主体内部移动，这意味着衬套在主体运动期间被主体引导。

衬套可通过一或多个螺钉附接到内模具的主体。由此实现了衬套的牢固固定。

根据第二方面，提供了一种在塑料制品的注塑期间使用的模具，所述塑料制品例如是用于液体食品包装的塑料顶部。模具包括内模具和至少两个外模具，所述模具一起限定了空腔，以在注塑期间接收熔融的塑料材料。内模具的纵向端设置有衬套，所述衬套具有限定内模具的纵向端并构造成在注塑过程中与匹配的外模具接触的平坦表面。衬套设置有从所述平坦表面延伸的侧壁，所述侧壁被布置为在注塑过程中与外模具相距一定距离。

衬套的侧壁与外模具之间的距离可以形成注塑的空腔的一部分，这是有利的，因为衬套的侧壁的任何部分都不用作外模具的引导表面。

内模具可以布置在芯轴上，所述芯轴被构造成接收包装材料的套筒，待被注塑的塑料制品置于所述包装材料的所述套筒之上，其中，外模具被构造成在注塑过程中与套筒的外表面接触。由此实现了对外模具的有效且可靠的引导。

外模具可以在第一方向上被衬套的平坦表面引导，并且在第二方向上被衬套的外表面引导。这在所有必要的方向上为外模具提供了足够的引导。

根据第三方面，提供了一种用于将塑料制品注塑到包装材料的套筒上的方法。该方法包括将包装材料的套筒布置到心轴上，将两个外模具朝着布置在所述心轴上的内模具移动，将所述外模具压向所述内模具，从而通过设置在内模具上的衬套的平坦表面在第一方向引导外模具，并且在第二方向上仅通过套筒的外表面引导外模具，以及将熔融塑料材料注入形成在内模具和外模具之间的空腔中。

第一引导方向可以垂直于第二引导方向布置，这在所有所需的维度提供了对外模具的有效且可靠的引导。

可以将所述外模具压靠在内模具上，使得衬套在套筒的纵向方向上被推向包装材料的套筒。

本发明的其他目的、特征、方面和优点将从以下详细描述以及附图中显现。

附图说明

现在将通过示例的方式，参考所附的示意图来描述本发明的实施方式，其中

图1是灌装机的注塑站的等距视图。

图2是图1所示的注塑站的两个平行模具的等距视图。

图3是根据一个实施方式的模具的各部分的立体图。

图4是根据一个实施方式的模具的剖视图。

图5a至图5d是模具在关闭顺序中的剖视图，示出了外模具朝着内模具移动以限定注塑模腔；和

图6是根据一个实施方式的方法的示意图。

具体实施方式

在图1中，示出了注塑站1的一个非限制性示例，其可以被结合在灌装机(未示出)中。术语“灌装机”用于表征一种机器，该机器被配置为以卷筒形式或以单个坯材的形式接收纸板基的包装材料层压件，以执行必要的操作以形成用于在一定的卫生要求下容纳食品的套筒或包装容器，并最终将包装容器密封以便进一步分发。

在当前情况下，灌装机通常构造成生产封装液体食品的单个消费者包装，而注塑站1构造成在由纸板基的包装材料制成的套筒上的塑料顶部以及塑料顶部。

在注塑站1的右上部设置有两个平行的心轴轮2。每个心轴轮2载有四个心轴4，它们在同一平面上相隔90°。每个心轴在相关心轴轮2的径向方向上具有纵向延伸，并通过内模具10终止。在运行中，心轴轮2在旋转。在一个位置，例如心轴4指向图的右侧(由附图标记pa指示)的位置，将包装材料的套筒送入心轴4。随着心轴轮2顺时针旋转，心轴4的下一个位置是注塑位置，如图2进一步所示。

在下一个连续位置，可以对注塑制品进行冷却，由此可以将套筒(及其相关的塑料顶部)从芯轴4中抽出。

现在转到图2，在注塑位置上形成模具30。每个模具30包括内模具10(即心轴4的纵向端部)和两个可移动的外模具20。

在图2所示的注塑位置中，外模具20紧靠内模具10布置，从而在它们之间形成空腔，根据可用的注塑技术接收熔融的塑料材料。

在图3中，以剖视图示出了模具30，其中为了便于理解，省略了一个外模具20。如上所述，内模具10布置在心轴4的纵向端。心轴4具有矩形横截面，但是具有圆角，以限定纸板基的包装的形状。内模具10具有颈部12，颈部12延伸到喷嘴部分14中。喷嘴部分14的远端借助于衬套40形成。衬套40设置有侧壁44，从而形成喷嘴部分14的纵向端。

内模具10包括外表面16，该外表面16限定了要生产的塑料制品(即所述实施方案中的塑料顶部)的内表面。衬套40具有限定内模具10的纵向端并在侧壁44之间延伸的平坦表面42。在注塑期间，平坦表面42与匹配的外模具20接触。

现在转到图4，以横截面示出了模具30。在模具30的内部形成空腔50，该空腔限定了要生产的制品的形状。在该实施方案中，空腔具有环形截面，以限定塑料顶部的颈部和喷嘴。空腔50具有底部52，该底部部分52形成到纸板基的包装材料的套筒60的界面，仅在图4中示意性地示出。空腔50在内模具10的颈部12和内模具10的喷嘴部分14的上方延伸。空腔50的上端54是圆形或环形的，终止于衬套40的平坦表面42，使得衬套的侧壁44也形成空腔50的边界。从而衬套40的侧壁44形成内模具10的外表面16的一部分。

衬套40具有圆柱形状并且向下(在与图4中的轴线bd的方向相反的方向上)呈t形延伸。t形的一个好处是改善了衬套40的纵向导向。但是，我们在这里要指出的是，衬套40也可以在没有t形的情况下工作。如图4所示，多个弹簧70布置在衬套40的下方，相对于内模具10的主体18支撑衬套40。在该示例性实施方案中，六个压缩弹簧70彼此以相等的角距离(60°)分布。然而，容易理解的，可以使用不同数量的压缩弹簧70以及其他类型的弹簧(板簧等)。

弹簧70在远离心轴4的纵向方向bd上将衬套40偏压到纵向延伸位置。在图5a至图5d中示出了该纵向延伸位置以及衬套40的移动。

图5a至图5d示出了外模具20从远程位置移动到注塑位置的顺序。为了完全理解内模具10和外模具20的复杂运动，再次参考图1和图2。外模具20朝向它们的运行位置移动；在该移动期间，内模具10也通过旋转运动而朝着注塑位置移动。这意味着外模具20不能以线性方式移动，它们必须在水平方向上以及在纵向上与内模具10分开，以允许内模具10旋转到其所期望的位置。为了实现这一点，外模具20的运动可以借助于皮带驱动器80来控制，例如同一申请人在wo2004050327中所述。皮带驱动器80由此构造成通过在相对于心轴轮2的轮毂的径向的第一方向和垂直于第一方向并指向内模具10的圆周运动的平面的第二方向上移动外模具20来打开和关闭模具30。优选地，外模具20被移动，使得它们的中心轴线在整个运动中重合。在第一方向和第二方向上的移动优选地同时进行。

在图5a中，外模具20的位置远离内模具10；所示位置对应于当内模具10已经达到其注射成型位置，但是外模具20仍具有一定的行进距离。

在图5b中，外模具20已经到达内模具10，使得衬套40的平坦表面42与相应的外模具20的匹配的平坦表面22接触。随着这些平坦表面42、22彼此接触，在它们之间不形成空腔。

在图5c中，外模具20已经在第二方向上，即在水平方向上进一步朝向彼此移动，使得外模具20的竖直端面被朝向彼此挤压(在图5中用附图标记mt表示的界面)。在朝向其水平端部位置的运动期间，每个外模具20由套筒60引导(参见图4)。这也意味着，衬套40的竖直表面(即侧壁44)不与外模具20的竖直表面接触；这对减少外模具20的磨损的目的来说是特别有利的。在图5c中的步骤期间，将旨在形成包装容器顶部的聚合物材料注入到内模具10和外模具20之间的空腔50中。

在图5d中，示出了外模具20的最终位置。在此，外模具20已经沿竖直方向移动，从而向上推动衬套40、压缩弹簧70。在模制过程的最后这一步骤中，通过外模具20相对于固定的内模具10的运动，已经注入到内模具10和外模具20之间的空腔50中的聚合物熔体在内模具和外模具之间被挤压。衬套40移动的最大纵向距离在0.2mm至0.7mm范围内，例如0.5mm。如图5d所示，衬套40的半径小于内模具10的主体18的半径。衬套40由此在其往复运动中被主体18可滑动地引导。

衬套40通过一个或多个螺钉46附接到内模具10的主体18。该附接允许牢固的连接，仍然使衬套40能够移动。因此，螺钉46不通过螺纹连接至衬套，而是仅确定衬套40(端部止动件)的最终轴向位置。

可以提供盖子48以覆盖螺钉46。

现在转向图6，示意性示出了用于将塑料制品注塑到包装材料的套筒上的方法100。方法100包括将包装材料的套筒布置在心轴上的第一步骤102，以及将两个外模具朝着布置在所述心轴的内模具移动的第二步骤104。在步骤106中，当两个外模具已经彼此接触时，熔融的聚合物材料被注入到在内模具和外模具之间形成的空腔中。最后，在步骤108中，外模具被压靠在内模具上，由此通过设置在内模具上的衬套的平坦表面在第一方向上引导外模具，并且仅通过套筒的外表面在第二方向上引导外模具。在该步骤108中，通过使外模具抵靠内模具移动，将熔融的聚合物材料压入形成在内模具和外模具之间的空腔内。

根据以上描述，尽管已经描述和示出了本发明的各种实施方案，但是本发明不限于此，而是还可以在所附权利要求书所限定的主题的范围内以其他方式实施。