[发明专利]特别用于橡胶硫化的热固性材料注入机及相应的实施方法

说明书

技术领域

本发明涉及热固性材料的注入机，以及它的实施方法。

本发明特别针对橡胶的硫化。但是，本发明也在相近的技术领域得到应用，如硅胶、苯酚树脂或聚氨酯的注入或成形。

背景技术

传统上，橡胶硫化机首先包括热固性材料的增塑和注入装置。在这些装置的结构方面，现有技术中有几种变型。

例如，第一种方案涉及独立的增塑装置，该增塑装置包括保证材料加热的输送螺杆。该增塑装置与不同的注入装置结合，注入装置尤其包括活塞，与变为可塑材料的接纳室相连。

作为变型，增塑装置可以与注入装置重合。在这种情况下，得到称为“螺杆-活塞”的注入，其中增塑螺杆作为注入活塞。

最后，人们还了解另一替代方案，称为FIFO(先入先出)。在该实施方式中，增塑通过注入活塞进行。

在实施根据上述的一个或另一个方案的增塑和注入初始阶段后，将可塑性材料注入到流动通道中，通道的下游端限定至少一个输出孔。该输出孔通到模子的供料通道，供料通道本身与该模子的型腔连通。

因此在位于模子上游的流动通道中，由于操作条件，特别是温度和流动速度，可塑材料基本不硬化。相反，在模子的内容积内，即供料通道和型腔，由于温度和材料经受的停滞现象，该塑性材料硬化。为此，流动通道的输出孔的截面小，这样可以把材料的硬化部分与没有硬化的部分分开。

橡胶产品制造的一个经常遇到的问题在于希望在可能的范围内缩短硫化的时间。例如在US-B-6280175中涉及该问题。

该文件提出在流动通道内，即在可塑性材料没有硬化的区域设置一个收缩区，其横截面不是圆形，而是相反，整体伸长为椭圆形。因此，橡胶在其横截面的任何一点均匀加热。换句话说，该收缩的存在可以在橡胶的中心流处带来相当多的热量，这样可以减少相应的硫化时间。

但是，该美国专利6280175描述的方法具有其它缺点。实际上，该方法伴随可能非常强并且整体不均匀的发热，该发热能够使材料局部质量降低，因此导致最终零件的缺陷。

人们还了解一些替代方法，这些方法描述了可以改变可塑材料流动方向的装置的使用。但是与上述美国专利相反，这些装置位于模子本身中，即在使可塑材料硬化的区域。

EP-A-1186339更确切地描述了一种用于使可塑材料均匀的静态混合器。使用该装置导致每个流体流的温度升高，意味着导致与上述美国专利遇到的类似问题。

另外，US-A-4199315提出气动注入的注模机，在模子内，可塑材料首先分为两个分流。在分流的上游有一冷的中心流及一更热的周边流。然后，在每个分流内有一冷流和一热流，它们以相对每个分流通道的纵轴整体对称的方式流动。

该文件然后提出处理每个分流，分别改变热流和冷流的流动路径。该方法不能用于没有分流的情况，在没有分流的情况，中心冷流被周边热流包围。另外，该方法只有在非常特定应用中具有优点，如气动注模。

发明内容

本发明的目的是提出可以克服这些不同缺点的机器。

为此，本发明的主题是根据所附权利要求1所述的可硬化材料的注入机。

本发明的主题还在于根据所附权利要求10所述的上述机器的实施方法。

附图说明

下面参照作为非限定例子给出的附图对本发明进行描述，附图如下：

-图1示出本发明的橡胶硫化机的纵剖面图；

-图2A、2B、2C分别示出本发明的径向温度场逆转装置的放大纵剖面图、俯视图和仰视图；

-图3示出在逆转装置上游和下游的温度场的径向分布的纵剖面图；

-图4、5是曲线图，示出图3的IV-IV线和V-V线处的温度随径向位置的变化；

-图6A、6B、6C是根据现有技术的两个方案和本发明方案的带给橡胶的热量的示意图；

-图7、8是本发明的两个实施变型的与图3类似的纵剖面图。

具体实施方式

图1示出的本发明的橡胶硫化机首先包括已知类型的增塑和注入装置。它首先设有增塑装置10，具有位于通道14中的螺杆12，螺杆与未示出的加热装置相连。该螺杆12还与材料进入通道14的孔16相联，以便将可塑性的橡胶送往机器下游。

该机器还设有传统类型的注入装置20，包括可以由来自增塑通道14的流体橡胶充填的室22。该室22接纳活塞24，活塞保证把流体橡胶注入到也是传统类型的流动通道30。

在所示的例子中，注入装置20与增塑装置10是分开的。但是，本发明也在增塑和注入装置中得到应用，如前面描述的装置。因此作为替代可以应用“螺杆-活塞”注入，或“FIFO”注入。