卫生洁具物品的高压铸造方法以及实施该方法的机器

摘要

本发明涉及一种生产卫生洁具物品的高压铸造方法以及实施该方法的机器。A型的方法包括步骤：形成卫生洁具物品的厚度，将多余粉浆排空出模具并固化该物品，所有这些步骤在与形成物品厚度的步骤中的最大压力相等的恒定压力下进行。在B型的方法中，排空多余粉浆以及固化卫生洁具物品(14)的步骤在等于厚度形成步骤的最大压力值的75％的压力下进行。铸造机包括有用于通过校准阀排出多余粉浆的排出设备，该校准阀使得能在不降低模具内压力的前提下排出粉浆。和现有技术的铸造方法相比，因此模具和卫生洁具物品受到更少的应力并且也显著地减少了完成铸造循环所需的时间。

说明书

技术领域

本发明涉及卫生洁具物品的高压铸造方法。

更具体地，本发明涉及当前用于利用由两个或更多部件构成的多孔树脂模具在高压下铸造卫生洁具物品的方法的改进。

本发明还涉及制造卫生洁具的高压铸造机。和现有技术相比，该机器表现出了多个使其适于实施根据本发明的方法的变型。

背景技术

文献US 5 083 911描述了一种用于制造卫生洁具的高压铸造方法。

图1中的图表示出了压力铸造模具的时间/压力曲线的典型示例。更具体地，根据现有技术的方法包括下述步骤。

模具(或者对于具有两个或更多模具的机器，多个模具)的部件相对彼此闭合和夹紧。

换言之，有模具闭合步骤：实施的方式和花费的时间取决于装置(铸造工作台)的类型以及安装的模具的数目。

在这个步骤期间，压力不变化并保持在环境压力的水平。

模具闭合步骤之后是对将新的陶瓷混合物导向模具的供应管进行清洁的步骤。这种混合物以后将称为“粉浆(slip)”。

使粉浆在主供应管内循环以便在模具充满粉浆之前移除任何杂质以及使管本身达到要求。

接着，闭合排出阀并且模具被充满新的粉浆。与此同时，粉浆还进入连接至粉浆供应管的加压设备。

在这个步骤期间，有着压力增加，在时间/压力曲线中由第一段1-1a表示。

然后是形成卫生洁具物品厚度的第一步骤。在这个步骤中，物品的壁随着压力的增加而将厚度发展到预定水平并且时间长度相应于图1中的曲线的1a-2段。

通过加压设备应用于粉浆的压力迫使粉浆中的水通过模具中的孔出去并且通过模具中形成的适合通道排出。这些通道可连接至真空源以通过所得到的真空效应方便水从模具中的排出。

这样就形成了一层沉积并粘附至模具内壁的陶瓷材料以开始形成卫生洁具物品的形状。

然后是在相应于图1中曲线的2-3段的时间长度内以恒定压力形成卫生洁具物品厚度的第二步骤。

当陶瓷材料已经在模具内形成一预定厚度的层时，关闭加压设备，这个步骤相应于图1中曲线的3-4段。

接着，打开排出阀并且还打开压缩空气阀以将一股压缩空气吹透物品从而迫使多余的粉浆通过排水管离开。

这个步骤由图1中曲线的4-5-6-7段表示，其示出了由于多余粉浆的排出所形成的反压力所引起的压力的中间增加。

接着，一旦所有的多余粉浆都已排出，闭合排出阀并且喷射压缩空气以再次对物品施压。

接着，有着在相应于图1中曲线的7-8段的时间长度内通过增加压缩空气的压力来固化卫生洁具物品厚度的第一步骤。

然后是在相应于图1中曲线的8-9段的时间长度内以恒定的压力喷射压缩空气来固化卫生洁具物品厚度的第二步骤。

然后物品受到减压步骤：允许空气压力从最大固化值降低至基本上等于环境压力的值，相应于图1中曲线的9-10段。

该过程中的最后步骤是打开模具一或者对于具有两个或更多模具的机器，打开多个模具-并且脱模内部的物品。

执行打开和脱模步骤的时刻和方法取决于装置(铸造工作台)的类型以及所安装模具的数目，如同所述铸造方法开始时的模具闭合步骤一样。

根据现有技术的铸造方法包括其中卫生洁具物品受到突然的压力变化(压力增加或降低)的几个步骤。由于模具和正被成形的物品上的这些压力变化所引起的波动会引起问题。

树脂模具的效能会严重地减小，主要由于模具本身的破裂或者控制过滤过程的开气孔的堵塞。

由于压力波动所引起的持续应力因而不仅对模具本身产生损害，而且也对在模具内铸造的物品产生损害。

另一个与卫生洁具物品上的应力直接相关联的缺点是其对于物品自身设计的限制，这意味着它们的几何形状和式样(厚度、曲率半径、从自由端到受限厚度的通道)。

而且，最大铸造压力不能超过某一限度以避免在模具和卫生洁具上形成过度的应变和苛求的疲劳循环。

这还意味着铸造速率不能进一步提高并且因此铸造机的生产率仍然相对较低。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种生产卫生洁具物品的改进型高压铸造方法，其使得有可能减少或消除模具和卫生洁具物品上的压力脉动。

本发明的另一目标是提供一种生产卫生洁具物品的高压铸造方法，其使得有可能减少生产时间。

根据其一个方面，本发明提供了一种生产卫生洁具的高压铸造方法，如权利要求1所限定。

本发明的又一目标是提供一种生产卫生洁具物品的高压铸造方法，其中铸造循环期间的压力脉动被完全消除或者显著地衰减。

根据其一个方面，本发明提供了一种生产卫生洁具的压力铸造机，如权利要求6所限定。

从属权利要求描述了本发明的优选的、有利的实施例。

附图说明

现在将结合附图描述本发明的优选实施例，这并不限制这种创造性概念的范围，在附图中：

图1是表示根据现有技术的高压铸造机中的模具内压力随时间变化的曲线；

图2是根据本发明的高压铸造机的示意图；

图3是表示在一个铸造循环期间根据现有技术的高压铸造机中的模具内压力随时间变化的曲线，与根据本发明的两个不同铸造循环相比较；和

图4是根据本发明的高压铸造机的一部分的剖视图。

具体实施方式

参考附图，根据本发明的高压铸造机11包括由至少两个部件构成的模具12。模具12表现出了其中形成卫生洁具物品14的腔13。

在所示例子中，该机器具有一个模具，但是可以理解到本发明也可以应用于多模具的机器而无需显著地改变铸造机或铸造方法。

模具12内的腔13通过第一管15连接至压缩空气源(未示出)并且通过第二管16连接至粉浆源17。多余的粉浆能通过第二管16的分支18引导到以下将详细描述的排出设备19。

管16还连接至通过第三管21连接至压力源(未示出)的加压设备20。

加压设备20以已知的方式将压力应用至模具12里的腔13。

排出设备19包括第一全开阀22和第二校准阀23，每个阀22、23连接至相应的容器。

校准阀23的结构在图4中示出并且其包括有将阀23连接至分支18的进口布置为与校准管25相通的惯常从动闸板24。

更具体地，管25具有长度为L、直径为D的截面以便对粉浆的通过形成恒定的预定阻力。优选地，管25可更换并由弹性材料制成以便更好地抵抗由于粉浆通过带来的磨损。

尤其，阀23的结构使得腔13内的压力能被保持在大气压力之上的水平。可获得的压力是腔13内部的压力以及管25的尺寸“L”和“D”的函数。

如图2所示，机器11包括用于中断压缩空气流动的关闭阀26、27，以及粉浆所穿过的管上的一系列阀28、29和30。而且，模具12和加压设备20装配有相应的压力计31、32。

压缩空气关闭阀26、27，粉浆管上的阀28、29和30、压力计31、32以及，尤其，包括第一全开阀22和第二校准阀23的排出设备19，连接至控制卫生洁具生产循环的单元33。

阀23的结构以及由控制单元33所控制的操作模式使得生产循环能在两个接连步骤之间的压力不变的前提下进行。

根据本发明的高压铸造方法的两个实施例在图3中示出并且与图1所示的根据现有技术方法的循环相对比。

根据本发明的新循环在执行排空和固化步骤的方式上有所不同。

在现有技术的循环中，厚度形成步骤之后是将机器减压至几乎与执行下一排空步骤的压力(2～3巴)相等的数值。这个压力差大约为最大铸造压力值的70～80％。

在排空步骤期间，机器还经受进一步的压力变化，或增大或降低。

在排空步骤结束时，通常压力会降低到接近零的数值，机器再次对模具施压以使得能进行固化步骤。

在固化之后，模具在打开之前被完全地减压。

在根据本发明的第一实施例(“A”型循环)中，使机器保持在基本上等于最大铸造压力(12～13巴)的压力，设置是在排空和固化步骤期间。通过使用新型的校准阀23使得这样能成为可能，这种新型的校准阀防止腔13内的模具12中的压力降低并且同时允许多余的粉浆排出。

该系统直到模具打开之前才完全地减压。

在第二实施例(“B”型循环)中，在厚度形成步骤结束时存在着压力的稍微降低。

尽管如此，压力被降低至比现有技术的循环中小得多的程度，并且此外在排空和固化步骤期间保持在恒定的水平直到模具打开。

以下两个表格示出了现有技术类型的铸造循环的一个例子以及根据本发明的新铸造循环的一个例子。

每个循环中不同步骤的时间间隔和压力范围主要取决于下述特性：所用铸造工作台的类型，要制造的卫生洁具物品的类型，所安装的模具的数目以及所用粉浆的技术性质。

表1-现有技术的循环

  循环步骤  时间(秒)  Pi  起始压力(巴)  Pf  结束压力(巴)  闭合模具  30-60  用粉浆清洁供应管  20-40  1-2  2-3  填充  90-200  1-2  2-3  厚度形成1  10-60  2-3  12-13  厚度形成2  300-800  12-13  12-13  物品的减压  10-30  12-13  3-1  排空  30-120  5-3  1  固化1  0-60  1-2  3-5  固化2  30-150  3-5  3-5  物品的减压  10-30  3-5  0-1  打开模具  30-120  空气至模具  15-30  2-4  2-4

表2-新的循环

  循环步骤  时间(秒)  Pi  起始压力(巴)  Pf  结束压力(巴)  闭合模具  30-60  用粉浆清洁供应管  20-40  1-2  2-3  填充  90-200  1-2  2-3  厚度形成1  10-60  2-3  12-13  厚度形成2  300-800  12-13  12-13  排空  10-60  9-13  9-13  固化  0-60  9-13  9-13  物品的减压  10-30  9-13  0-1  打开模具  30-120  空气进入模具  15-30  2-4  2-4

表格中以斜体字表示的步骤是在从现有技术的铸造循环到新的铸造循环中进行的修改。

本发明带来了重要的优点，如下所列：

a)缩短了铸造循环。估计时间上的减少约为1-4分钟(在现有的铸造机上)，这取决于铸造工作台和所用粉浆的类型以及将要制造的物品的类型。用百分数表示，循环时间的减少为10-20％。总所周知，循环时间与铸造机的生产率成反比，这意味着根据本发明的新循环增大了铸造机的生产率。

b)延长了模具寿命。树脂模具的效能可能会严重地减小，主要由于模具本身的破裂或者控制过滤过程的开气孔的堵塞。新的铸造方法显著地减少了模具在工作期间受到的压力脉动。这样就减少了由于持续加压和牵引所引起的机械应变，因而减少了对树脂模具的损害。

c)铸造循环期间卫生洁具上的张应力更少。由于同样的原因，卫生洁具的半成品物品受到更少的张应力，因而减少了不合格物品的数目。

d)前述目的的直接后果是卫生洁具设计中更大的自由度。已经直到，压力铸造会导致卫生洁具物品聚集张力，在设计卫生洁具时必须考虑到这个问题并且其对于所设计物品的几何形状以及式样(厚度、曲率半径、从自由端到受限厚度的通道)有着相当的限制。

e)正在制造的物品中张力的简化组合意味着设计者能更自由地集中于他们正在设计的卫生洁具的几何形状和外观。

f)在c)中列出的优点还使得有可能能增大卫生洁具的制造中所用的最大铸造压力，这个压力现在限制到大约12-13巴。这样就减小了循环时间并且因而增大了铸造机的生产率。

如上所述的本发明能以几个方式进行改变和修改，而没有偏离如权利要求中限定的本发明概念的范围。

此外，本发明的全部细节可以用技术上的等同元件进行替换。

附图标记列表

0-10    时间/压力曲线中的点

11      高压铸造机

12      模具

13      模腔

14      卫生洁具物品

15      第一压缩空气管

16      第二粉浆管

17      粉浆源

18      第二管16的分支

19      排出设备

20      加压设备

21      第三压缩空气管

22      全开阀

23      校准阀

24      闸板

25      校准管

26，27  压缩空气关闭阀

28-30   粉浆管上的阀

31-32   压力计

33      控制单元