專利名稱：擠壓模制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以擠壓模制的方式制成一個(gè)具有空心鑲嵌件的物品的方法。
在擠壓模制過程中，一定量的未硫化橡膠(這里所用的“橡膠”包括天然橡膠材料和合成橡膠材料)在高壓(例如，大約每平方英寸7．5噸)和足以使橡膠硫化的高溫(例如，大約140℃)下被封閉在一個(gè)模型內(nèi)。當(dāng)模制材料的壓力和溫度升高時(shí)，所述材料的流動(dòng)性增強(qiáng)，并且所述材料流動(dòng)并充填所述模腔。通常大約在10分鐘的時(shí)間里，所述材料硫化并且再次凝固，接著可打開所述模型并且取出被模制的產(chǎn)品。
需要將空心鑲嵌件模制到被擠壓模制的物品中是很普遍的。例如，諸如高爾夫鞋或足球鞋的運(yùn)動(dòng)鞋可能需要在鞋底中設(shè)置插孔以固定諸如防滑釘或栓釘?shù)目筛鼡Q的抓地元件。通常利用螺紋聯(lián)接或卡口連接的方式將所述防滑釘固定到所述空心插孔中。許多模制材料工程部件也需要具有空心鑲嵌件。這樣，一個(gè)機(jī)動(dòng)車車門密封件可能需要使螺母被模制于其中，或者一種引擎安裝臺(tái)可能需要使一個(gè)陰螺紋部件被模制于其中。類似的部件廣泛地用于航空工業(yè)。
利用鋼或其它金屬鑲嵌件可毫不費(fèi)力地進(jìn)行擠壓模制。但是，人們發(fā)現(xiàn)空心塑料鑲嵌件在擠壓模制過程中會(huì)由于受熱和受壓而受到損壞。這樣的鑲嵌件會(huì)變形并且形成在所述鑲嵌件內(nèi)的螺紋或類似結(jié)構(gòu)會(huì)嚴(yán)重受損，甚至完全被破壞。因此，至今還不能在大量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上將空心塑料鑲嵌件結(jié)合到擠壓模制的物品中。
根據(jù)本發(fā)明，在一種利用橡膠模制材料以擠壓模制的方式制成一個(gè)物品的方法中，所述物品至少具有一個(gè)鑲嵌件，所述鑲嵌件具有一個(gè)腔，所述物品是在一種高壓條件下在一個(gè)封閉的模型中模制成形的，所述方法包括在模制過程中在所述鑲嵌件的所述腔內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)壓力，所述壓力基本上平衡所述模型中的橡膠模制材料施加在所述鑲嵌件上的壓力。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，對所述鑲嵌件內(nèi)部進(jìn)行加壓能夠抵消施加在鑲嵌件外部的模制壓力的壓碎作用，因此可避免對鑲嵌件造成損壞。
可使用各種用于對所述鑲嵌件的腔進(jìn)行加壓的技術(shù)方案。例如，通過引油以液壓方式施加壓力?；蛘?，可在所述腔內(nèi)使用一種可膨脹的鑲嵌件定位銷，該銷膨脹以充填所述腔并施加壓力。
但是，一種優(yōu)選的技術(shù)方案是將一些橡膠模制材料(或者一種具有適合的類似性能的材料)引入到所述鑲嵌件的腔中。在模制過程中，這些材料本身增壓，從而在內(nèi)部支承所述鑲嵌件以防止所述鑲嵌件由于受到外部壓力作用而被破壞。
通過在所述模制工具中設(shè)置一個(gè)適合的通道可使模制材料在模制過程中被供給到所述鑲嵌件的腔中。但是，這會(huì)在所述腔內(nèi)留下一個(gè)由模制材料所形成的塞子，所述塞子被一個(gè)聯(lián)接部件固定在所述被模制物品的其余部分上。然后，當(dāng)將所述物品從模型中取出時(shí)，必須使所述聯(lián)接部件與所述物品分離。因此，最好將適量的模制材料分別引入到所述鑲嵌件的腔中，所述模制材料是在封閉所述模型和開始進(jìn)行模制之前被引入的。當(dāng)進(jìn)行模制時(shí)，熱量和壓力被傳遞到所述鑲嵌件的腔內(nèi)的材料上，所述材料流動(dòng)以充填所述腔并且保護(hù)所述腔內(nèi)的螺紋和／或其它結(jié)構(gòu)。最好，在所述鑲嵌件的腔中提供足夠的模制材料以保證所述腔的所有部分被模制材料保護(hù)。還可提供多余的材料以使這些多余的材料能夠溢流到設(shè)置在所述模制工具中的一個(gè)溢流腔中。在所述鑲嵌件的腔中的材料形成一個(gè)塞子，同時(shí)在所述溢流腔中的模制材料形成一個(gè)手柄，利用所述手柄可在模制后很容易地將所述塞子從腔中去除。
在模制過程中，最好使每一個(gè)鑲嵌件支承在一個(gè)定位裝置上，所述定位裝置包括一個(gè)用于插入到所述腔中的銷子和一個(gè)用于使所述鑲嵌件外部定位的管。所述銷子可是所述模制工具的一部分。當(dāng)所述鑲嵌件被放在所述定位裝置上時(shí)，被引入到所述腔中的模制材料可由一個(gè)被所述定位裝置切割的模制材料片提供。或者，所述銷子本身是由模制材料制成的以在所述鑲嵌件的腔中提供必需的材料。
本發(fā)明特別適用于對具有包括鑲嵌件的鞋底進(jìn)行模制，所述鑲嵌件包括形成承口的插孔，所述插孔用于將一種抓地元件固定到所述鞋底上。利用本發(fā)明方法，所述插孔可由塑料預(yù)制并且在不受到損壞的情況下被模制到鞋底中。
現(xiàn)將參照附圖利用實(shí)施例對本發(fā)明的一種擠壓模制方法進(jìn)行詳細(xì)地描述。
在附圖中

圖1示出了以一種常規(guī)方法安裝在一個(gè)模制工具的定位銷上的一個(gè)鑲嵌件(現(xiàn)有技術(shù))；圖2示出了裝有兩個(gè)利用本發(fā)明方法所引入的模制材料元件的鑲嵌件；圖3示出了將圖2中所示的鑲嵌件在模制后從模型中取出的狀態(tài)；圖4示出了一種引入圖2中所示模制材料元件的方法；以及圖5示出了安裝在一個(gè)改進(jìn)工具中的另一個(gè)鑲嵌件，所示鑲嵌件具有不同的模制材料元件。
圖1示出了一種常規(guī)的模制工具，該模制工具用于模制一個(gè)帶有一個(gè)鑲嵌件10的鞋底，所述鑲嵌件10包括一個(gè)用于固定防滑釘?shù)牟蹇?。在這種常規(guī)的鞋底模制過程中，所述用于固定防滑釘?shù)牟蹇?0(它是同時(shí)設(shè)置在一個(gè)被模制鞋底中的多個(gè)插孔中的一個(gè))位于模制工具14的一個(gè)定位銷12上，所述定位銷12限定了一個(gè)模腔16。所述插孔帶有內(nèi)螺紋(在這個(gè)示例中)以用于接收一個(gè)防滑釘?shù)膸в新菁y的插頭，螺紋形狀18限定了一個(gè)腔，所述腔包括一個(gè)用于接收插頭的承口20，所述用于接收插頭的承口20在所述插孔的上端處被一個(gè)端壁22封閉。所述插孔的底端部分24以緊配合的方式安裝在所述模制工具的一個(gè)淺槽25內(nèi)，所述淺槽25由包圍所述定位銷12的一個(gè)直立短管23所限定。所述定位銷12和管23形成了用于使所述插孔10定位的定位裝置。在使用該模制工具時(shí)，所述管23將所述承口20與模腔16隔開。例如在利用注射模制方法模制一個(gè)鞋底的過程中，模制材料將充填到包圍所述插孔的模腔16中并且所述插孔將持久地設(shè)置在所述鞋底中。模制材料不會(huì)進(jìn)入到所述承口20中。
圖2說明了本發(fā)明方法。一個(gè)模制材料圓片26設(shè)置在所述承口20內(nèi)，所述模制材料圓片26在所述定位銷12的上端表面28和所述插孔的端壁22之間。所述定位銷12的上端直徑較小或具有一個(gè)引入端以有助于使所述插孔10定位。設(shè)置另一個(gè)環(huán)形的模制材料墊圈元件30，該環(huán)形墊圈元件30在所述插孔的底端部分26下方的淺槽25內(nèi)抵靠著所述模制工具。利用一種常規(guī)的方式將未硫化的橡膠材料放入到所述模腔16中(覆蓋所述插孔10)。接著封閉溫度在大約140℃的所述模制工具，并且使所述模腔16內(nèi)的模制材料受到壓力作用。所述模制材料的流動(dòng)性增強(qiáng)并且完全覆蓋所述插孔(到所述模制材料從所述模腔露出的程度)。此時(shí)，壓力和溫度環(huán)境使兩個(gè)與所述承口20相關(guān)聯(lián)的模制材料元件26，30流化，所述圓片26向下流動(dòng)以充填承口螺紋形狀18和在所述插孔和定位銷12之間的環(huán)形承口腔。所述另一個(gè)元件30在所述承口20內(nèi)不足彌補(bǔ)所述圓片26的容積并且還流入到一個(gè)溢流腔中，所述溢流腔包括在所述定位銷的根部處形成在所述模制工具中的一個(gè)環(huán)形凹槽32。在封閉所述模腔后大約10分鐘的時(shí)間里，所述模制材料(在所述插孔內(nèi)部和外部的模制材料)硫化并且可打開所述模型以取出所述產(chǎn)品。
如圖3中所示，當(dāng)?shù)谝淮螌⑺霎a(chǎn)品從模型中取出時(shí)，模制材料塞31留在所述插孔10內(nèi)。流入到所述凹槽32中的材料形成常規(guī)的握環(huán)(手柄)33，利用所述握環(huán)(手柄)33能夠容易地將所述模制材料塞31從承口20中拔出。
可預(yù)制所述兩個(gè)元件(即圓片26和墊圈30)，并且在將所述插孔10放在所述定位銷12上之前將所述兩個(gè)元件(即圓片26和墊圈30)放置在所述定位銷12上和所述定位銷12的周圍。另外，如圖4中所示，當(dāng)所述插孔向下壓到所述定位銷12上時(shí)，可通過將一個(gè)未硫化模制材料薄片34(例如，厚度為2毫米-3毫米)引入到所述插孔和模制工具14之間而將所述元件26，30引入到所述插孔的下面。以適當(dāng)?shù)姆绞叫纬伤霾蹇?0和所述定位銷12的頂表面以保證所述這些元件從所述薄片上被剪下。對于在所述模腔內(nèi)的所有插孔，可使用一個(gè)單一的薄片。在所有的插孔被定位之后，在封閉所述模型之前，在計(jì)算接著必須被引入到所述模型中的材料的附加質(zhì)量時(shí)應(yīng)該考慮到留在所述模腔內(nèi)的薄片質(zhì)量。但是，如果需要的話，在開始模制之前可將薄片34的剩余部分去除。如果需要使被模制在所述擠壓模制產(chǎn)品中的鑲嵌件10從所述產(chǎn)品的表面凸出的情況下，在開始模制之前可將薄片34的剩余部分去除可能是必須的。對于鞋底中的插孔，這是不適用的，但對于在一種機(jī)動(dòng)車車門密封件中的螺母或者其它工程部件，可能是必須的。
圖5示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中一個(gè)具有帶螺紋的腔36的鑲嵌件35將被模制到一個(gè)密封件37中。這種情況下，所述模制工具14沒有與之一體形成的銷子12，僅具有與之一體形成的定位管23，所述鑲嵌件35的外部以緊配合的方式安裝在所述定位管23中。應(yīng)該注意的是，所述鑲嵌件35從所述密封件37的表面凸出。為了使所述鑲嵌件35定位，定位銷包括一個(gè)模制材料圓柱體38。該模制材料圓柱體38被引入到所述鑲嵌件的腔36或者所述模制工具14中。所述模制工具14是這樣設(shè)置的，即，將一個(gè)用于所述圓柱體38材料的溢流腔39設(shè)置在所述鑲嵌件35的下面。
在使用中，將圓柱體38和鑲嵌件引入到所述模型16中，接著將未硫化的橡膠材料引入到所述模型16中。然后，封閉所述模型并且使所述模型受到壓力作用。所述圓柱體38流化并且充填所述腔36，集中在所述溢流腔39中的多余材料形成一個(gè)塞子。在模制過程完成后，打開所述模型并且取出所述密封件37。然后，可去除留在所述腔36中的模制材料塞。
本發(fā)明方法可用于擠壓模制各種不同的要求帶有空心鑲嵌件的物品，特別是要求帶有塑料材料空心鑲嵌件的物品。
權(quán)利要求
1．一種利用橡膠模制材料以擠壓模制的方式制成一個(gè)物品的方法，所述物品至少具有一個(gè)鑲嵌件(10，35)，所述鑲嵌件(10，35)具有一個(gè)腔(20，36)，所述模制是在一種高壓條件下在一個(gè)封閉的模型中進(jìn)行的，其特征在于，所述方法包括在模制過程中在所述鑲嵌件(10，35)的所述腔(20，36)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)壓力，所述壓力基本上平衡所述模型中的橡膠模制材料施加在所述鑲嵌件(10，35)外部的壓力。
2．一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述腔(20，36)中的壓力是以液壓方式提供的。
3．一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述腔(20，36)中的壓力是由在所述腔中的一個(gè)可膨脹的鑲嵌件定位銷產(chǎn)生的。
4．一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述腔(20，36)中的壓力是由被引入到所述腔(20，36)中的橡膠模制材料產(chǎn)生的。
5．一種如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在模制過程中，所述模制材料被供給到所述鑲嵌件(10，35)的所述腔(20，36)中。
6．一種如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述模型被封閉之前，所述模制材料被引入到所述鑲嵌件(10，35)的所述腔(20，36)中。
7．一種如權(quán)利要求4至6中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，被引入到所述鑲嵌件(10，35)的所述腔(20，36)中的模制材料足以保證所述腔的所有部分被模制材料保護(hù)。
8．一種如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述模型具有一個(gè)溢流腔(32)，在模制過程中，被引入到所述腔(20，36)中的多余模制材料溢流到所述溢流腔(32)中。
9．一種如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在模制過程中，所述鑲嵌件(10，35)被支承在一個(gè)定位裝置上，所述定位裝置包括一個(gè)用于插入到所述腔(20，36)中的銷子(12，38)和一個(gè)用于使所述鑲嵌件外部定位的管(23)。
10．一種如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述銷子(12)是所述模制工具(14)的一部分。
11．一種如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述鑲嵌件(10，35)被放在所述定位裝置上時(shí)，被引入到所述腔(20，36)中的模制材料是由一個(gè)被所述定位裝置切割的模制材料片提供的。
12．一種如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述銷子(38)是由模制材料制成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用橡膠模制材料以擠壓模制的方式制成一個(gè)物品的方法,所述物品具有空心鑲嵌件(10,35),該方法能夠避免所述鑲嵌件受到損壞。當(dāng)在高壓環(huán)境下在一個(gè)封閉的模型中進(jìn)行擠壓模制時(shí),所述壓力會(huì)損壞所述空心鑲嵌件(10,35)和使之變形,特別是當(dāng)所述鑲嵌件是由塑料制成的情況下。為了避免所述鑲嵌件變形和被破壞,本發(fā)明方法包括在模制過程中在所述鑲嵌件(10,35)的所述腔(20,36)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)壓力,所述壓力基本上平衡所述模型中的橡膠模制材料施加在所述鑲嵌件上的壓力。在所述腔(20,36)中的壓力最好是利用將一些模制材料引入到所述鑲嵌件(10,35)的所述腔(20,36)中而產(chǎn)生的。在模制過程中,所述材料增壓并且在內(nèi)部支承所述鑲嵌件(10,35)。
文檔編號B29C43/36GK1278756SQ98811148
公開日2001年1月3日 申請日期1998年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月15日
發(fā)明者保羅·安德魯·凱利 申請人:特利運(yùn)動(dòng)有限公司