聚氨酯拉挤成型复合材料的在线涂覆模具的制作方法

本发明涉及一种聚氨酯拉挤成型复合材料的在线涂覆模具，对形成预定形状的拉挤成型复合材料进行在线涂覆。

背景技术：

聚氨酯拉挤成型复合材料存在耐候性不足的问题，尤其在长期户外曝晒中，其表面的树脂层容易粉化、变色，甚至纤维曝露，因此，聚氨酯拉挤成型复合材料通常都需要进行涂覆。

us5492583a公开了一种拉挤成型复合材料在线涂装方法和装置，该方法在拉挤模具后添加了涂装模具对拉挤型材进行在线涂装，涂装模具具有对拉挤零件施加均匀涂层的装置，包括首次涂覆涂层的涂覆室和在压力下保持涂层的涂层模具的定位部件，在远离涂层室的方向上具有减小的横截面积的锥度，主要由于锥度，沿着拉挤部分的外表面的涂层压力大幅度增加，从而使零件基本上居中。对于上述结构的涂层模具，存在以下问题：

1.拉挤模具伸入到涂装模具的内部，首先由于拉挤出来的型材与拉挤模具之间是间隙配合，而且型材与拉挤模具的弹性形变小非常小，从而即使拉挤模具或型材存在弹性形变量，也不能弥补拉挤模具与型材之间的间隙，因此，涂覆液会顺着拉挤模具与型材之间的间隙流向型材。其次，当涂覆模具出现故障时，需要拆卸涂覆模具，这时需要将整条生产线停下来。

2.定位部件安装在涂层模具的内部，这种结构存在的问题有：首先，如果定位部件采用的柔性材料制成，当型材通过定位部件时，型材在自身重力的作用下会压在定位部件上，导到定位部件变形，从而造成型材与定位部件的上部出现间隙，无法对涂覆液形成密封，显然，上述涂覆模具从结构上限制了定位部件采用柔性材料。其次，如果定位部件采用硬度较高的材料制成，由于拉挤出来的型材存在公差，当型材的尺寸大于定位部件最小截面处的尺寸时，造成型材与定位部件过盈配合而无法通过定位部件；或者当型材的尺寸小于定位部件最小截面处的尺寸，造成型材与定位部件形成间隙而无法密封涂覆液。

第3，上述结构的涂装模具在装配、清理以及维修方面均不方便。

技术实现要素：

本发明提供一种能确保密封性的聚氨酯拉挤成型复合材料的在线涂覆模具。

聚氨酯拉挤成型复合材料的在线涂覆模具，包括：

供拉挤成型复合材料穿过的盒体；

限制穿过盒体的拉挤成型复合材料偏摆的定位部件；

对拉挤成型复合材料施加均匀涂层膜并对涂覆液形成密封且受挤作力时发生弹性形变的弹性部件，弹性部件上设有供拉挤成型复合材料穿过且与拉挤成型复合材料截面相匹配的型腔，弹性部件位于定位部件的下游；

外夹板，外夹板上设有供拉挤成型复合材料穿过的第一让位空间；

定位部件设置于盒体内部和/或外部，弹性部件被夹持在外夹板与定位部件或盒体之间。

本发明的优点在于：由于定位部件对拉挤成型复合材料形成了定位作用，因此，挤成型复合材料的重力不会作用在弹性部件上，对于弹性部件而言，所受到的仅仅是来自于拉挤成型复合材料的挤压力，由于弹性部件会发生形变，并且这种形变是根据拉挤成型复合材料的每一个部分的变化而变化的(例如，拉挤成型复合材料一端的公差与另一端的公差不同)，因此，弹性部件能自适应拉挤成型复合材料的变化，不但确保了弹性部件与拉挤成型复合材料之间的密封性，而且还使得到的涂层膜均匀。

附图说明

图1为本发明的在线涂覆模具的装配图；

图2为本发明的在线涂覆模具的剖面图；

图3为第一种盒体的示意图；

图4为定位部件的示意图；

图5为弹性部件的示意图；

图6为第一夹板的示意图；

图7为第二种盒体的示意图；

图8为聚氨酯拉挤成型复合材料拉挤线的示意图；

图9为切换机构与在线涂覆模具的装配图。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2，本发明的聚氨酯拉挤成型复合材料的在线涂覆模具1，包括供拉挤成型复合材料a穿过的盒体10、限制穿过盒体的拉挤成型复合材料偏摆的定位部件20、对拉挤成型复合材料施加均匀涂层膜并对涂覆液形成密封且受挤作力时发生弹性形变的弹性部件30、外夹板40，弹性部件30被夹持在外夹板40与定位部件20之间。定位部件20位于盒体10外部，定位部件20优先配置在盒体10的出口部位，弹性部件30位于定位部件20的下游，这样弹性部件30以及外夹板40也在盒体10的出口下游，籍此，由盒体10与定位部件20、弹性部件30以及外夹板40形成涂液室10a。为了对拉挤成型复合材料a的定位更好，在盒体10的入口部位也配置有定位部件20。

如图3，在盒体10上设有涂覆液的注入口10b，配置于涂液容器中的涂覆液从注入口10b注入到涂液室10a中。在盒体10上还设有排出口10c，涂覆液从排出口10c回流到涂液容器中，因此，涂覆液在涂液容器与循环盒体10之间进行循环，这样可以避免涂覆液在盒体10内凝结。也可以采用在盒体10内底部设置搅拌器(如图2)，在盒体外安装马达，通过马达驱动搅拌器，也能避免涂覆液在盒体10内凝结。

如图2和图4，定位部件20是使经过在线涂覆模具的拉挤成型复合材料a在移动时不会偏摆，定位部件20优先采用的结构为：包括封闭或非封闭的第一框状部件21、支撑部件22、控制弹性部件30形变量的第二挡臂23，支撑部件22的一端连接于第一框状部件21上，支撑部件22的另一端为对拉挤成型复合材料a形成支撑的自由端。第二挡臂23的一端连接于第一框状部件21上，第二挡臂23的另一端为自由端，第二挡臂23位于支撑部件22的下游。第二挡臂23与支撑部件22错位布置，例如，第二挡臂23的一端与支撑部件22的一端沿同一周向没有交集或者只有部分交集。

如图2和图4，支撑部件22为凸出于第一框状部件21上的凸起，支撑部件22位于第一框状部件21的内孔中，支撑部件22的一端与第一框状部件21的内孔壁连接。支撑部件22不但对拉挤成型复合材料a形成支撑作用，多个支撑部件22限制了拉挤成型复合材料a沿牵引方向发生偏移，从而对拉挤成型复合材料a形了导向作用。

如图2和图4，定位部件20、弹性部件30以及夹板40均暴露在盒体10外部，这样有利于散热，同时安装、清理或更换更加方便。

如图2和图4，支撑部件22的数量采用多个，籍此，两邻两个支撑部件22之间形成间隔空间24，这些间隔空间24供涂覆液在涂液室内自由流动，以促使拉挤成型复合材料a在经过支撑部件22之后，其表面仍然能够获得涂覆液的浸渍。

如图2和图5，弹性部件30对拉挤成型复合材料a施加均匀涂层膜并对涂覆液形成密封且受挤作力时发生弹性形变，弹性部件30上设有供拉挤成型复合材料a穿过且与拉挤成型复合材料a截面相匹配的型腔30a。

如图2和图8，从拉挤模具c中拉出的拉挤成型复合材料a经过冷却机构(图中未示出)冷却(冷却至表面温度为30至90℃)后，拉挤成型复合材料a的表面附着有涂覆液，拉挤成型复合材料a通过定位部件20的作用在沿轴向移动时不会偏摆，拉挤成型复合材料a在穿过型腔30a时，拉挤成型复合材料a对弹性部件30产生挤压作用力，弹性部件30受挤作力发生弹性形变，从而在拉挤成型复合材料a与弹性部件30形成密封结构，进而弹性部件30对附着于拉挤成型复合材料a表面多余的涂覆液形成刮削，从而使拉挤成型复合材料a的表面形成均匀涂层膜。

弹性部件30的材质为硅胶、橡胶、软质pvc、热塑性弹性体tpe/tpr中的一种，优先采用硅胶，采用硅胶制作的弹性部件30，通过选择不同硬度的硅胶，可获得不同厚度的涂层膜，例如使涂层膜的厚度控制在35至45微米的期望值。另外，弹性部件30的厚度为0.5至5mm。

如图2和图5，弹性部件30包括边缘31以及受拉挤成型复合材料a压力产生弹性形变的形变部32，所述型腔30a设置于形变部32上，形变部32与定位部件20之间具有供形变部32发生形变时的第二让位空间b，由于第二挡臂23位于支撑部件22的下游，因此，第二挡臂23位于支撑部件22之间的间隔空间为第二让位空间b。通过第二让位空间b，可避免弹性部件30发生弹性形变时受到定位部件20的阻碍。

如图2和图6，外夹板40上设有供拉挤成型复合材料穿过的第一让位空间42。外夹板40包括第一夹板41。第一夹板41位于弹性部件30的一侧并与弹性部件30固定，定位部件20位于弹性部件30另一侧并与弹性部件30固定，弹性部件30优先采用粘结剂分别与第一夹板41和定位部件20固定，粘结剂优先采用硅胶粘合胶。第一夹板41上设有形成第一让位空间42的第一让位孔。

如图2和图6，第一让位空间42与形变部32对应。拉挤成型复合材料a在穿过弹性部件30时，通过挤压会给予弹性部件30轴向的作用力，因此，弹性部件30受该轴向方向的力会发生形变，由此，第一夹板41为弹性部件30沿轴向方向形变时提供了第一让位空间。如果没有第一让位空间，则弹性部件30受轴向作用力时无法形变，这样导致的结果是无法形成密封以及无法均匀地形成涂层膜。

如图2和图6，第一夹板41包括对弹性部件30边缘31进行夹持且呈封闭第二框状部件、至少一个限制弹性部件30发生弹性形变时与拉挤成型复合材料a之间出现间隙的夹持部43，夹持部43的一端与第二框状部件41连接，夹持部43的另一端为自由端。弹性部件30的边缘31被第一夹板41和第一框状部件21的边缘夹持。

虽然在拉挤成型复合材料a穿过弹性部件30时允许弹性部件30产生形变，但是这种形变量不能过大，过大后会导致拉挤成型复合材料a与弹性部件30之间出现间隙，因此通过夹持部43与第二挡臂23对形变部32的一部分产生的夹持作用，可以限制形变部32的形变量。夹持部43的数量根据拉挤成型复合材料a的形状决定。

弹性部件30与外夹板粘结固定之后，外夹板与定位部件20以及盒体10通过螺栓连接。在盒体10、定位部件20、第二框状部件的外周面上均设有供螺栓穿过的安装孔。

在线涂覆模具还包括拉挤成型复合材料穿过的密封组件50，密封组件50设置于盒体10的入口。密封组件50的结构与弹性部件30以及外夹板40组成的结构相同，在此不再赘述。这种密封组件50的作用与现有技术不同的是：由于定位部件20对拉挤成型复合材料a形成支撑，因此，拉挤成型复合材料a的重力不会作用于密封组件50上，从而能够确保密封性。

实施例2

如图7，定位部件20设置于盒体10的内部，定位部件20与盒体10整体成型，定位部件20为凸起部，这样的凸起部优先设置多个。由于定位部件20位于盒体10的内部，弹性部件30以及外夹板40仍然配置于盒体10的外部，外夹板40与盒体10连接。

当定位部件20设置于盒体内部时，在盒体10内设有控制弹性部件形变量的第一挡臂10d，第一挡臂10d，第一挡臂10d优先设置在盒体10内壁上且该第一挡臂10d位于盒体10的出口附近。对于这种结构，弹性部件30的边缘31被第一夹板41的边缘和盒体10的轴向端面夹持，形变部32的一部分被夹持部43与第一挡臂10d夹持。

实施例3

定位部件20为实施例1和实施例2的组合，即定位部件20的一部分如实施例1那样设置于盒体10的外部，定位部件20的另一部分如实施例2那样设置于盒体10的内部。这种结构，无需在盒体1内设置第一挡臂10d，形变部32的一部分通过夹持部44第二挡臂23夹持。

另外，第二框状部件也可以是非封闭的状态，例如在上述实施例1的第二框状部件的基础上开设缺口。

此外，通常，拉挤模具c用于聚氨脂复合材料拉挤成型，成型后的拉挤成型复合材料a经过位于拉挤模具c下游的冷却机构进行冷却，如图8，在上述各实施例的基础上，将在线涂覆装置1应用到聚氨脂复合材料拉挤生产线上时，将每个在线涂覆模具1与一个切换机构3连接后形成在线涂覆单元2，其中每个切换机构3与机架60连接，本实施例中每个在线涂覆单元2包含两个在线涂覆模具1和两个切换机构3，其中一个在线涂覆模具1切换至工作工位，而另一个在线涂覆模具1切换至备用或检修工位。当然，也可以将两个在线涂覆装置1同时切换到工作工位。

在聚氨脂复合材料拉挤生产线上可以布置多个不同的在线涂覆单元2，当拉挤截面形状不同的拉挤成型复合材料a时，通过切换机构3可以将需要工作的在线涂覆单元2切换到工作工位，而其他不需要工作的在线涂覆单元2则切换到备用或检修工位。每个在线涂覆单元2可适用截面形状不同的拉挤成型复合材料a，从而在同一拉挤线上，可以涂覆截面形状不同的拉挤成型复合材料a。

切换机构3可以采用气缸、液压缸等直线驱动器，但这些驱动器需要连接相应的气源或液体源供给，并配合控制器以及电磁阀等部件才能工作，因此成本较高，因此，本发明中的切换机构3优先采用如下结构：

如图9，切换机构包括安装架61、导向座62、连接架63、升降杆64、限位座65、切换操纵机构66、弹簧67、凸轮68，安装架61与机架60固定，导向座62设置于安装架61的一端，在安装架61的另一端设有连接组件，导向座62上设有供升降杆64穿过的通道。

升降杆64的一端穿过导向座62上的通道与连接架63固定，连接架63呈u型，将在线涂覆模具1上的其中两个或三个螺孔采用螺栓装配后，剩下一个孔不安装螺栓，将上述装配的在线涂覆模具1放入到连接架63内，通过螺栓穿过连接架63以及在线涂覆模具1，将在线涂覆模具1与连接架63连接，其中，为了避免在线涂覆模具1绕螺栓转动，将螺栓的中部的截面设置成多边形结构，而在线涂覆模具1上的孔的形状则与螺栓的形状匹配。

升降杆64的另一端穿过连接组件，连接组件包括连接座61a、外螺纹套61b、螺母61c，外螺纹套61b穿过连接座61a，螺母61c与外螺纹套61b螺纹连接,螺母61c与连接座61a固定，升降杆64的另一端与外螺纹套61b间隙配合。限位座65与升降杆64固定连接，限位座65的一端设有杆状部件65a。弹簧67的一端与限位座65抵接，弹簧67的另一端与连接组件抵接，优选地，弹簧67的另一端与外螺纹套61b抵接，通过外螺纹套61b可以调节弹簧67的预紧力。

切换操纵机构66与安装架61枢轴连接，凸轮68与切换操纵机构66固定，凸轮68与杆状部件65a配合以使弹簧67与限位座65与连接组件保持抵接。切换操纵机构66由操纵手柄以及转轴组成，手柄与转轴固定，转轴与安装架61通过轴承枢轴连接，凸轮68与转轴固定。

切换机构还包括导向部件69、导杆70，导向部件69的一端与导向座62连接，导向部件69上设有导向孔或导向槽，导杆70的一端与限位座65固定，导杆70的另一端与导向孔或导向槽间隙配合。

还包括两个微调螺母71，微调螺母71与升降杆64螺纹连接，连接架63被夹紧在两个微调螺母71之间，通过微调螺母71，可以微调在线涂覆模具1的高度。

如图8和图9，当需要将在线涂覆模具1在工作状态与备用或检修状态之间切换时，转动切换操纵机构66，使凸轮68跟随切换操纵机构66转动，凸轮68将动力传动给杆状部件65a，杆状部件65a将动力传递给限位座65，限位座65克服弹簧67的弹力使得升降杆64向上或向下移动，进而升降杆64带动连接架63以及在线涂覆模具1向上或向下移动，从而达到驱动在线涂覆模具1位置切换的目的。