CN105500676B - 一种注塑吹塑成型模具的芯棒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注塑吹塑成型模具的芯棒，它的出气口设置在壳体的末端侧部、在壳体内设置隔热结构，由此达到瓶坯的末端先于瓶坯的中间部位开始被吹胀，两者最终却同步完成膨胀成型；并能够保持较低的瓶坯的瓶口部位的温度。通过该芯棒吹制所得的容器具有外形美观、底部厚度均匀的优点。

Description

一种注塑吹塑成型模具的芯棒

技术领域

本发明涉及一种注塑吹塑成型模具的芯棒。

背景技术

注塑吹塑成型模具的芯棒是吹塑设备中用于制取瓶坯和将瓶坯吹制成容器的关键部件，它在吹塑过程中起到至关重要的作用，尤其是吹制以PS(聚苯乙烯塑料)、PET(聚对苯二甲酸类塑料)、PC(聚碳酸酯塑料)为原料的瓶子时，需要芯棒必须具有控制温度的功能。现有技术中的具备温度控制的注塑吹塑成型模具的芯棒都包括芯棒体、水管、芯棒头，例如中国专利授权公告号为202846878U的实用新型专利中公开了一种一步法注吹成型设备中芯棒的调温装置，其结构中水管安装在芯棒头内部、芯棒头的一端伸入在芯棒体内部，芯棒头与芯棒体之间设有输气道，输气道的出口位置位于由芯棒体和芯棒头共同形成的出气口处，水管位于芯棒头内部并将芯棒头内部空间分隔形成输油通道。芯棒体在出气口所在位置的一端设有用于成型和固定瓶坯的瓶口部位的限制结构，芯棒头在出气口所在位置到其一端的部位用于成型瓶坯主体的吹涨结构，这样就决定了此类芯棒的出气口远离芯棒头的吹涨结构的末端，若瓶坯置于该芯棒上则该出气口刚好对准瓶坯的瓶口部位和瓶坯主体之间的过渡部位，该过渡部位位于瓶坯的中间位置。

使用现有技术中的此类芯棒在使用过程中存在成型的瓶子的底部部位厚度不均匀、外形不美观的问题。这是因为在吹塑过程中高压气体先输向瓶坯的过渡部位，致使瓶坯的中间位置开始膨胀，瓶坯被吹胀的部位开始变得越来越薄，直至被吹胀的部位与模具接触而相互紧贴在一起；瓶坯在膨胀时先从中间位置开始，逐渐向瓶坯的末端漫延，因此，在膨胀过程中始终会存在瓶坯的末端的壁厚远远大于瓶坯的中间部位的壁厚，气体不易迅速流进瓶坯末端；又由于瓶坯变薄部位的面积大大增加而且随着吹胀的不断进行会使其面积越来越大，因此其受到的作用力会越来越大，瓶坯被最先吹胀的中间部位会越吹越薄，受到气体难以进入瓶坯末端的原因的影响，瓶坯末端的膨胀进度明显滞后；膨胀空间受到模具的模腔限制，吹塑结束时瓶坯的末端部位即用于成型为瓶子底部的部位未充分膨胀而与模具接触并受到限制，由于瓶坯的末端未充分膨胀展开，故成型所得的瓶子底部的壁厚较厚，又由于瓶坯的末端膨胀进度明显滞后于瓶坯的中间部位的膨胀进度，故瓶坯的末端在进入膨胀过程时不易于与芯棒头分离而产生粘结现象，在吹胀结束时形成的瓶子底部带有过多余热，使得在瓶子脱离模具后在瓶子底部温度偏高，导致瓶子底部易发生收缩不均现象，进而出现堆积褶皱，直接降低了瓶子底部的外形美观度。

芯棒头与芯棒体之间安装结构也存在缺陷。主要原因在于芯棒头、芯棒体都为金属材质，两者之间直接接触并形成装配关系。输油通道分布在芯棒头内部，一旦水管中通入控制温度用的导热介质，导热介质会与芯棒头整体接触，也就是说输油通道分布范围等同于介质与芯棒头热交换的作业范围。芯棒头获得热量后温度急剧上升，位于最外侧的芯棒体与其内部的芯棒头的连接关系导致热量的传递直接在芯棒头与芯棒体之间进行，最终，芯棒体的限制结构所在部位的温度和芯棒头的吹涨结构所在部位的温度相同。由于芯棒体的限制结构是用于限制瓶坯的瓶口部位，瓶坯的瓶口部位不需要吹胀，只有瓶坯的中间部位和末端部位需要通过吹胀展开形成规定形状的容器，因此理想状态下整个吹胀过程中瓶坯的瓶口部位的温度应当远远小于瓶坯的中间部位和末端的温度。但是，受到上述缺陷的影响，瓶坯在吹胀过程整体被加热，容器成型后定形效果不好，易出现瓶口扭曲的状况，降低了瓶口的外形美观度。

发明内容

本发明要解决的技术问题如何抑制瓶坯中间部位先于其末端膨胀的问题以及如何抑制限制结构加热瓶坯的问题，由此提供一种能控制瓶坯膨胀过程和能够抑制瓶坯的瓶口部位过热的注塑吹塑成型模具的芯棒。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：注塑吹塑成型模具的芯棒包括壳体、通气管、隔热管、进气部件，所述壳体设有吹胀部位、瓶坯限制部位和安装部位，所述瓶坯限制部位位于吹胀部位和安装部位之间，所述壳体在安装部位设有进油孔和出油孔，所述通气管、隔热管都安装在壳体内部，所述通气管的一端位于吹胀部位、另一端位于安装部位并且通气管的两端都与壳体液密封连接，所述隔热管的一端位于瓶坯限制部位、另一端位于安装部位并且隔热管的两端都与壳体液密封连接，所述隔热管的一端还与通气管液密封连接，所述隔热管上设有两个安装孔，其中一个安装孔与进油孔连通、另外一个安装孔与出油孔连通，所述通气管、壳体、隔热管之间形成空腔，所述通气管上设有沿着通气管的中心线分布的凸楞，所述凸楞将空腔分隔形成沿着通气管的中心线分布的输油通道并且所述输油通道经过吹胀部位、瓶坯限制部位、安装部位，所述进油孔、出油孔都与输油通道连通且进油孔只通过输油通道与出油孔连通，所述进气部件包括复位组件、拉杆、开关件，所述拉杆位于通气管内，所述复位组件安装在拉杆的一端且位于安装部位内，所述开关件安装在拉杆的另一端且位于壳体的吹胀部位所在位置，所述壳体在吹胀部位的末端侧部设有通孔Ⅰ，所述通孔Ⅰ与通气管内的复位组件所在区域连通而形成输气通道，所述开关件通过复位组件带动拉杆而嵌入在通孔Ⅰ内形成输气通道上唯一的输气开关结构，所述开关件的外表面与壳体在吹胀部位的外表面平滑衔接。

注塑吹塑成型模具的芯棒的出气口设置在吹胀部位的末端，吹胀时进气部件先从壳体内顶出，对加热状态下的瓶坯进行顶伸的同时压缩空气只从瓶坯的末端通入，如此，彻底改变了瓶坯吹塑过程中的注气方式。压缩空气起初聚集在瓶坯的末端，促使瓶坯的末端部位最开始被吹胀，但是瓶坯的末端的吹胀空间有限、成型后的面积较小，瓶坯的末端成型过程中压缩空气会迅速向瓶坯的中间部位扩散，瓶坯的中间部位的成型速率大于瓶坯的末端的成型速率，最终瓶坯的末端成型进度与瓶坯的中间部位的成型进度趋于一致，达到瓶坯的末端完全成型时瓶坯的中间部位也完成成型即两者同步。

瓶坯的末端先于瓶坯的中间部位开始被吹胀，却同步完成膨胀成型。这样既避免了粘结现象，又保证瓶坯的末端被充分吹胀，吹制所得的容器具有底部冷却定形速度快的特点，容器底部厚度均匀、外形美观。

输气通道位于输油通道的中间位置的布置结构，一方面有利于出气口设置在端部，确保压缩空气首先进入瓶坯的末端，另一方面有利于输油通道的设计，输油通道由壳体、隔热管、通气管围成，这样的结构可以限定壳体与导热介质直接热交换的部位，进而保证壳体在吹胀部位的温度受控于流经输油通道内的导热介质。受到隔热管保护的瓶坯限制部位、安装部位不会直接与导热介质进行热交换，瓶坯限制部位、安装部位的热量来自于吹胀部位传递的热量。这部分热量在瓶坯限制部位、安装部位产生的温度较低，因此瓶坯限制部位的温度远不足以加热并影响瓶坯的瓶口部位。再加上芯棒安装时安装部位与金属部件以较大的接触面连接，传递到瓶坯限制部位、安装部位上的热量会进一步传递到其它金属部件上。由此，本发明中的输油通道释放热量的区域得到控制，彻底解决了壳体在瓶坯限制部位加热瓶坯的问题。

为了充分保证对瓶坯的末端首先进行吹胀的前提，应当尽量将出气口设置成伸入在瓶坯的末端的结构，也就是出气口的位置尽量处于通孔Ⅰ的延伸方向上，而不是像现有技术将出气口设置在壳体的吹胀部位的侧面且远离吹胀部位的末端的位置。因为出气口设置在非末端的其它部位时，无论出气口的位置离吹胀部位的末端有多近，都会在吹胀过程的初期迫使瓶坯的中间部位先于瓶坯的末端开始膨胀，这样的依然会导致现有技术中存在的厚度不均匀、外形不美观的问题。

本发明中出气口的优选方案为，所述通孔Ⅰ的开口宽度从里往外逐渐增大，所述通孔Ⅰ的最大开口半径小于壳体在吹胀部位的最小外径。在吹胀部位的末端侧部设置该结构最大程度的确保输气通道在吹胀部位的出气口即出气部位的作用范围只对应于瓶坯的末端。

为了进一步限制输油通道的热交换区域，减少热量向瓶坯限制部位传递。本发明的壳体在吹涨部位和瓶坯限制部位做了结构优化，即所述壳体在瓶坯限制部位的壁厚小于壳体在吹胀部位的壁厚。

复位组件的作用在于提供往复作用的力，目的是在不进行吹胀瓶坯时开关件紧紧压在壳体上，在推动复位组件时存储恢复开关件压在壳体上的力。本发明中复位组件有三种优选方案。

一种是所述复位组件包括弹簧、限位螺母和触动螺母，所述弹簧一端与通气管连接、另一端与限位螺母连接，所述限位螺母和触动螺母都安装在拉杆上，所述限位螺母位于弹簧和触动螺母之间，所述触动螺母凸出在通气管上。

另一种是所述复位组件包括橡胶圈、限位螺母和触动螺母，所述橡胶圈一端与通气管连接、另一端与限位螺母连接，所述限位螺母和触动螺母都安装在拉杆上，所述限位螺母位于橡胶圈和触动螺母之间，所述触动螺母凸出在通气管上。

再一种是所述复位组件包括弹性金属片、限位螺母和触动螺母，所述弹性金属片整体为弧形、其中间位置设有通孔Ⅱ，所述拉杆穿过通孔Ⅱ，所述弹性金属片的两端都与通气管连接，所述限位螺母和触动螺母都安装在拉杆上，所述限位螺母位于弹性金属片和触动螺母之间，所述触动螺母凸出在通气管上。

本发明采用上述技术方案：注塑吹塑成型模具的芯棒在使用时可以首先对瓶坯的末端进行吹胀，并能够保持较低的瓶坯的瓶口部位的温度，通过该芯棒吹制所得的容器具有外形美观、底部厚度均匀的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明第一种实施例的使用示意图；

图2为本发明第二种实施例的复位组件的结构示意图；

图3为本发明第三种实施例的复位组件的结构示意图。

具体实施方式

本发明第一种实施例，如图1所示。

注塑吹塑成型模具的芯棒设有壳体1、通气管10、隔热管8、进气部件。

壳体1为金属材质，整体呈管状结构。壳体1分为三个部位，分别是吹胀部位2、瓶坯限制部位3、安装部位4。三个部位的功能各异，其中吹胀部位2是与瓶坯的中间部位以及瓶坯的末端接触，制坯时作为模具使用，吹制时引导吹胀过程。壳体1在吹胀部位2的外表面设置为光滑圆润的结构，这样结构的外表面与瓶坯的内部结构相对应。三个部位在壳体1上依次分布，瓶坯限制部位3位于吹胀部位2和安装部位4之间，吹胀部位2的一端与瓶坯限制部位3连接、另一端作为其自身末端设有通孔Ⅰ5。壳体1内部设有贯通结构的内部空腔，通孔Ⅰ5位于该内部空腔一端且与壳体1的内部空腔连通。通孔Ⅰ5不仅位于吹胀部位2的一端，还局限在该端的端面处，也就是开口部位分布在垂直壳体1的中心线的平面所在部位上。通孔Ⅰ5的开口宽度从壳体1的内部向外部的方向上逐渐增大，通孔Ⅰ5的最大开口的半径小于壳体1在吹胀部位2的最小外径。壳体1在吹胀部位2的壁厚厚度要大于壳体1在瓶坯限制部位3的壁厚厚度，壳体1在安装部位4的壁厚厚度要大于壳体1在吹胀部位2的壁厚厚度。壳体1在安装部位4处设有进油孔6、出油孔7，进油孔6、出油孔7相对壳体1的中心线呈对称的位置关系。

隔热管8为塑料材质，整体也呈管状结构。隔热管8安装在壳体1内部，其分布于瓶坯限制部位3、安装部位4所在位置，隔热管8的两个端部都与壳体1液密封连接。在各管上设有两个安装孔9，安装孔9相对隔热管8的中心线呈对称分布。安装后，一个安装孔9正对进油孔6、另一个安装孔9正对出油孔7。隔热管8安装在壳体1的内部空腔内，占用了内部空腔。

通气管10为金属材质，整体也呈管状结构。通气管10两端的直径大于其中间部位的直径，通气管10的长度稍小于壳体1的长度。通气管10上设有沿着通气管10中心线分布的连接部Ⅰ11、输送部12、连接部Ⅱ13、连接部Ⅲ14，连接部Ⅰ11的直径与连接部Ⅱ13的直径相同、输送部12的直径小于连接部Ⅰ11的直径、连接部Ⅲ14的直径大于连接部Ⅰ11的直径。通气管10安装在壳体1内部，它的连接部Ⅰ11、连接部Ⅲ14都与壳体1之间液密封连接、隔热管8与连接部Ⅲ14之间液密封连接。隔热管8上的安装孔9刚好对准输送部12所在位置，这样在通气管10、壳体1、隔热管8之间形成的空腔就与进油孔6、出油孔7连通。通气管10在输送部12上设有两道凸楞，凸楞相对通气管10的中心线呈对称分布的状态，通气管10在设有凸楞的部位处的最大宽度略小于连接部Ⅰ11的直径；凸楞的长度小于输送部12的长度且凸楞的一端都与连接部Ⅱ13连为一体，使得凸楞进一步分隔由通气管10、壳体1、隔热管8之间形成的空间而得到输油通道。输油通道的路径分布呈U形，其从进油孔6所对区域开始沿着通气管10的中心线向连接部Ⅰ11所在位置延伸、在绕过凸楞末端后沿着通气管10的中心线向出油孔7所对区域延伸，这样进油孔6只能通过输油通道与出油孔7连通。输油通道所经区域包了吹胀部位2、瓶坯限制部位3、安装部位4所在区域，只是在瓶坯限制部位3、安装部位4受到隔热管8和通气管10的连接部Ⅲ14的隔绝而无法与壳体1直接接触。当输油通道内通入导热介质，隔热管8阻碍了壳体1在瓶坯限制部位3与输油通道内的导热介质的热交换过程，隔热管8的一端即与壳体1的安装部位4液密封连接、又与通气管10的连接部Ⅲ14液密封连接，形成隔热管8被壳体1和通气管10夹持的结构，该结构起到了阻碍壳体1在安装部位4与输油通道内的导热介质的热交换过程。

通气管10内部设有通道，进气部件安装在该通道内。进气部件包括复位组件、拉杆15、开关件17，复位组件包括弹簧18、限位螺母19和触动螺母20。拉杆15贯穿于通气管10的通道，一端位于壳体1的通孔Ⅰ5处、另一端位于通气管10的连接部Ⅲ14处，拉杆15分隔了通气管10内部空间而形成输气通道，该输气通道一端与通孔Ⅰ5连通、另一端与通气管10的连接部Ⅲ14的内部区域连通。开关件17为金属材质的片材，其边缘的形状与通孔Ⅰ5的开口形成相对应，开关件17规定安装在拉杆15上；它可以嵌入在通孔Ⅰ5内，开关件17的外表面与壳体1在吹胀部位2的外表面平滑衔接，进而与壳体1形成一体。拉杆15在安装开关件17的该端设有导向部位16，导向部位16的表面设有多个凸起，凸起在此处形成花键结构，安装后拉杆15依靠凸起与通气管10滑动连接，凸起之间的区域形成了输气通道的一部分。复位组件安装在拉杆15的另一端，通气管10在连接部Ⅲ14处设有用于容纳复位组件的阶梯孔，该阶梯孔即为复位组件所在的区域。弹簧18一端与通气管10连接、另一端与限位螺母19连接，限位螺母19和触动螺母20都通过螺纹安装在拉杆15上，限位螺母19的拧紧方向与触动螺母20的拧紧方向相反。安装后限位螺母19位于弹簧18和触动螺母20之间，触动螺母20凸出在通气管10上。初始状态下，弹簧18顶住限位螺母19，使限位螺母19与通气管10分离，而在另一端的开关件17嵌入在通孔Ⅰ5内；当向壳体1内部推动触动螺母20时，弹簧18被压缩，开关件17脱离壳体1，输气通道在开关件17处获得出气位置即出气口。

使用时，注塑吹塑成型模具的芯棒安装在其它金属材质的转动部件上，壳体1的安装部位4全部与转动部件接触并形成连接关系。供油管路的油管分别连接安装在进油孔6、出油孔7内部对应的安装孔9上，使输油通道与外部的供油管路连通，导热介质流经输油通道，壳体1的吹胀部位2被加热。供气管路与输气通道连通。吹塑过程中，瓶坯在注塑吹塑成型模具的芯棒上，推动触动螺母20使开关件17顶出，高压空气就首先进入瓶坯的末端，限位螺母19被通气管10挡住，弹簧18被进一步压缩。瓶坯的末端21先于瓶坯的中间部位22开始膨胀，但随后中间部位膨胀成型与末端膨胀成型同时完成。隔热管8在此过程中很好的起到了隔热作用，使壳体1的瓶坯限制部位3的温度远远比吹胀部位2的温度低,在吹制时瓶坯的瓶口部位23温度低。当外力从触动螺母20上撤消后，弹簧18驱动拉杆往初始位置运动，由此带动开关件17嵌入在通孔Ⅰ5内。

本发明第二种实施例，如图2所示。

该实施例与第一种实施例的不同之处在于复位组件。复位组件包括橡胶圈24、限位螺母19和触动螺母20，橡胶圈一端与通气管10连接、另一端与限位螺母19连接，限位螺母19和触动螺母20都安装在拉杆15上，限位螺母19位于橡胶圈和触动螺母20之间，触动螺母20凸出在通气管10上。

本发明第三种实施例，如图3所示。

该实施例与第一种实施例的不同之处在于复位组件。复位组件包括弹性金属片25、限位螺母19和触动螺母20，弹性金属片整体为弧形、其中间位置设有通孔Ⅱ，拉杆15穿过通孔Ⅱ，弹性金属片的两端都与通气管10连接，限位螺母19和触动螺母20都安装在拉杆15上，限位螺母19位于弹性金属片和触动螺母20之间，触动螺母20凸出在通气管10上。

Claims (6)

1.一种注塑吹塑成型模具的芯棒，其特征在于：该芯棒包括壳体(1)、通气管(10)、隔热管(8)、进气部件，所述壳体(1)设有吹胀部位(2)、瓶坯限制部位(3)和安装部位(4)，所述瓶坯限制部位位于吹胀部位(2)和安装部位(4)之间，所述壳体(1)在安装部位(4)设有进油孔(6)和出油孔(7)，所述通气管(10)、隔热管(8)都安装在壳体(1)内部，所述通气管(10)的一端位于吹胀部位(2)、另一端位于安装部位(4)并且通气管(10)的两端都与壳体(1)液密封连接，所述隔热管(8)的一端位于瓶坯限制部位(3)、另一端位于安装部位(4)并且隔热管(8)的两端都与壳体(1)液密封连接，所述隔热管(8)的一端还与通气管(10)液密封连接，所述隔热管(8)上设有两个安装孔(9)，其中一个安装孔(9)与进液孔连通、另外一个安装孔(9)与出油孔(7)连通，所述通气管(10)、壳体(1)、隔热管(8)之间形成空腔，所述通气管(10)上设有沿着通气管(10)的中心线分布的凸楞，所述凸楞将空腔分隔形成沿着通气管(10)的中心线分布的输油通道并且所述输油通道经过吹胀部位(2)、瓶坯限制部位(3)、安装部位(4)，所述进油孔(6)、出油孔(7)都与输油通道连通且进油孔(6)只通过输油通道与出油孔(7)连通，所述进气部件包括复位组件、拉杆(15)、开关件(17)，所述拉杆(15)位于通气管(10)内，所述复位组件安装在拉杆(15)的一端且位于安装部位(4)内，所述开关件(17)安装在拉杆(15)的另一端且位于壳体(1)的吹胀部位(2)所在位置，所述壳体(1)在吹胀部位(2)的末端侧部设有通孔Ⅰ(5)，所述通孔Ⅰ(5)与通气管(10)内的复位组件所在区域连通而形成输气通道，所述开关件(17)通过复位组件带动拉杆(15)而嵌入在通孔Ⅰ(5)内形成输气通道上唯一的输气开关结构，所述开关件(17)的外表面与壳体(1)在吹胀部位(2)的外表面平滑衔接。

2.根据权利要求1所述注塑吹塑成型模具的芯棒，其特征在于：所述通孔Ⅰ(5)的开口宽度从里往外逐渐增大，所述通孔Ⅰ(5)的最大开口半径小于壳体(1)在吹胀部位(2)的最小外径。

3.根据权利要求1所述注塑吹塑成型模具的芯棒，其特征在于：所述壳体(1)在瓶坯限制部位(3)的壁厚小于壳体(1)在吹胀部位(2)的壁厚。

4.根据权利要求1所述注塑吹塑成型模具的芯棒，其特征在于：所述复位组件包括弹簧(18)、限位螺母(19)和触动螺母(20)，所述弹簧(18)一端与通气管(10)连接、另一端与限位螺母(19)连接，所述限位螺母(19)和触动螺母(20)都安装在拉杆(15)上，所述限位螺母(19)位于弹簧(18)和触动螺母(20)之间，所述触动螺母(20)凸出在通气管(10)上。

5.根据权利要求1所述注塑吹塑成型模具的芯棒，其特征在于：所述复位组件包括橡胶圈、限位螺母(19)和触动螺母(20)，所述橡胶圈一端与通气管(10)连接、另一端与限位螺母(19)连接，所述限位螺母(19)和触动螺母(20)都安装在拉杆(15)上，所述限位螺母(19)位于橡胶圈和触动螺母(20)之间，所述触动螺母(20)凸出在通气管(10)上。

6.根据权利要求1所述注塑吹塑成型模具的芯棒，其特征在于：所述复位组件包括弹性金属片、限位螺母(19)和触动螺母(20)，所述弹性金属片整体为弧形、其中间位置设有通孔Ⅱ，所述拉杆(15)穿过通孔Ⅱ，所述弹性金属片的两端都与通气管(10)连接，所述限位螺母(19)和触动螺母(20)都安装在拉杆(15)上，所述限位螺母(19)位于弹性金属片和触动螺母(20)之间，所述触动螺母(20)凸出在通气管(10)上。