可通过增材制造获得的具有整体贯穿式加强件的多通道共挤出预成型件制造技术

本发明专利技术涉及一种预成型件(1)，其旨在沿着一个流动方向(X1)共同挤出多种弹性体混合物以形成成型元件，所述预成型件为此包括在横向于流动方向(X1)的堆叠方向(Z1)上叠置的第一通道(11)、通过第一分隔件(15)与第一通道(11)隔开的第二通道(12)，和通过第二分隔件(16)与第二通道(12)隔开的第三通道(13)，所述预成型件还包括加强件(20)，所述加强件(20)与第一分隔件(15)和第二分隔件(16)形成为一体，并且延伸穿过第二通道(12)同时具有前缘(21)，所述前缘(21)将穿过所述第二通道(12)的弹性体混合物的流分开。物的流分开。物的流分开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可通过增材制造获得的具有整体贯穿式加强件的多通道共挤出预成型件


[0001]本专利技术涉及共挤出方法的领域，更具体地涉及用于共挤出复合成型元件的方法，在该方法中，通过单个模具同时挤出由多个挤出机获得的多种弹性体混合物(即，基于弹性体形成的混合物)，例如将所述弹性体混合物组合成称为“复合”的成型元件，因为由此获得的所述成型元件在单个横截面中具有多个中间区域的组件，通常是多个层的组件，这些层具有对应于多种弹性体混合物的不同组成。

技术介绍

[0002]这种类型的共挤出方法特别地用于以复合成型元件的形式制造用于生产轮胎的胎面。
[0003]这种类型的方法通常需要相对复杂的工具，在连接挤出机的机头之后，该工具特别地包括预成型件，所述预成型件包括多个通道，使得可以逐渐输送和形成由挤出机获得的不同弹性体混合物，并且使所述弹性体混合物朝向通向模具的出口会聚，该模具提供成型元件的具有最终形状的横截面。
[0004]通常，这种类型的工具既笨重又繁琐，特别是因为它必须能够承受非常高的压力，以便将非常高粘性的弹性体混合物输送通过通道，通道的通路横截面有时可能相对较窄，由此会导致显著的负载损失。
[0005]此外，这种类型工具的生产成本通常很高，尤其是开发成本高，因为每次希望尝试改变预成型件的一个通道的几何形状或尺寸时，都需要加工一个相应的新预成型件。通常，这种加工通过电腐蚀通过线切割工艺来进行，这无疑是精确的并且能够生产复杂的形状，但实施起来时间相对较长。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术的目的是消除上述缺点，并提出新的共挤出工具，该共挤出工具紧凑、廉价且制造快速，并且在挤出操作期间限制能量消耗。
[0007]本专利技术的目的是通过一种预成型件而实现的，所述预成型件设计成在称为“流动方向”的公共方向上共同挤出多种弹性体混合物，从而将所述弹性体混合物组装成共挤出成型元件，所述预成型件为此包括在横向于流动方向的第一方向(称为“堆叠方向”)上叠置的第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道设计成用于输送第一弹性体混合物，所述第二通道设计成用于输送第二弹性体混合物并通过第一分隔件与第一通道隔开，所述第三通道设计成用于输送第三弹性体混合物并通过第二分隔件与第二通道隔开，所述预成型件的特征在于：所述预成型件包括至少一个加强件，所述加强件与第一分隔件和第二分隔件一体地形成，并且延伸以在横向于流动方向的堆叠方向上至少穿过第二通道，由此所述加强件至少在所述第二通道的通路横截面中具有前缘，所述前缘使得沿着第二通道的弹性体混合物通过分成两个子流而绕过所述加强件，所述子流在所述第二通道中在所述前缘的两
侧流动，因此在所述加强件的两侧流动。
[0008]有利地，根据本专利技术的加强件的存在可以在结构上增强和加固限定通道的分隔件，但不妨碍弹性体混合物的流动，这使得可以制备相对精细的分隔件，并因此减小预成型件的尺寸，同时在给定的工具体积中最大化通道的通路横截面。因此，可以减少负载损失，并由此可以使用较低的供给压力进行挤出，从而可以减少能量消耗。
[0009]此外，本专利技术提出的预成型件布置特别适用于通过使用三维打印的增材制造来制造所述预成型件，从而可以以较低的成本快速生产预成型件，并且如果适用，可以通过进行再加工然后进行增材再制造而局部修改所述预成型件，这样就可以在加工完成阶段通过连续重复来轻松快速地开发预成型件，而无需每次都制造一个全新的预成型件。
附图说明
[0010]通过阅读以下的描述并借助于附图，本专利技术的其他目的、特征和优点将变得更加清楚，提供所述附图仅用于说明而非限制，其中：
[0011]图1以分解立体图示出了包括根据本专利技术的预成型件的挤出工具。
[0012]图2在去除材料的情况下以立体图示出了包括根据本专利技术的挤出工具的挤出装置。
[0013]图3以横截面的局部侧视图示出了图2中的挤出装置，其中小图显示了相应预成型件的放大图。
[0014]图4以详细立体图示出了图1中预成型件的基本模块。
[0015]图5是图4中模块的前视图。
[0016]图6是图4和图5中模块的侧向投影图。
[0017]图7是图4和图5中的模块在平行于堆叠方向并穿过加强件的横截平面上的横截面侧视图。
[0018]图8是图4和图5中模块的后视图，示出了对齐凹槽。
[0019]图9是图4和图5中模块在垂直于堆叠方向的平面上的俯视图。
[0020]图10以立体图示出了组合多个模块以形成预成型件的组装原理，所述预成型件的宽度对应于相关成型元件的宽度。
[0021]图11以局部立体图示出了通过增材制造获得的根据本专利技术的预成型件。
[0022]图12以另一个局部立体图示出了图11中的预成型件。
[0023]图13以示意图示出了在根据本专利技术的预成型件的倾斜表面上通过产生增材制造特定的台阶而引起的粗糙度的原理。
[0024]图14A和图14B分别以立体图和前视图示出了通过在根据本专利技术的预成型件分隔件的下游部分上刮削然后增材来制造分隔件末端的原理。
[0025]图15以整体立体图示出了与图11和图12中的预成型件相对应的预成型件。
[0026]图16A是图15中预成型件的前视图。
[0027]图16B以正视图示出了成型元件的横截面的示例，所述成型元件可以由图15和图16A中的预成型件获得。
具体实施方式
[0028]本专利技术涉及预成型件1，其形成挤出工具的一部分，并且更广泛地形成挤出装置2的一部分。
[0029]这种类型的预成型件1设计成在公共方向X1(称为“流动方向”X1)上共同挤出多种弹性体混合物，目的是将所述弹性体混合物组装成共挤出成型元件60。
[0030]以已知的方式，并且如图3所示，挤出装置2包括机头3，所述机头3形成多个挤出机4、5、6连接的支撑件。应当理解，挤出机的数量不受限制，并且本专利技术可以涉及包括例如三个、四个、五个、六个或七个不同挤出机的装置2。
[0031]每个挤出机4、5、6设计成用于供应弹性体混合物，并且为此优选地包括护套，该护套以密封方式固定在机头3上，在挤出机内部安装有至少一个旋转的挤出螺杆(任选两个反向旋转的挤出螺杆)。为了便于表示，在图3中挤出机4、5、6同化为它们各自的螺杆。
[0032]机头3可以将由挤出机4、5、6获得的弹性体混合物输送到预成型件1，所述挤出机4、5、6相对于流动方向位于机头3的上游，所述预成型件1在所述机头3的输出端处连接在所述机头3的下游。
[0033]优选地，由不同的挤出机4、5、6获得的每种弹性体混合物与由其他挤出机获得的其他弹性体混合物分开地输送通过机头3并且到达预成型件1，从而不与所述其他弹性体混合物混合。为此，机头优选地具有与挤出机4、5、6一样多的不同通道11、12、13。机头3的这些通道各自将位于上游的相关挤出机4、5、6的护套连接到位于下游的预成型件1的相应通道11、12、13的输入端。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.预成型件(1)，所述预成型件(1)设计成在称为“流动方向”(X1)的公共方向上共同挤出多种弹性体混合物，从而将所述弹性体混合物组装成共挤出成型元件(60)，所述预成型件为此包括在横向于流动方向的称为“堆叠方向”(Z1)的第一方向上叠置的第一通道(11)、第二通道(12)和第三通道(13)，所述第一通道(11)设计成用于输送第一弹性体混合物，所述第二通道(12)设计成用于输送第二弹性体混合物并通过第一分隔件(15)与第一通道(11)隔开，所述第三通道(13)设计成用于输送第三弹性体混合物并通过第二分隔件(16)与第二通道(12)隔开，所述预成型件的特征在于：所述预成型件包括至少一个加强件(20)，所述加强件(20)与第一分隔件(15)和第二分隔件(16)一体地形成，并且延伸以在横向于流动方向(X1)的堆叠方向(Z1)上至少穿过第二通道(12)，由此所述加强件(20)至少在所述第二通道的通路横截面中具有前缘(21)，所述前缘(21)使得沿着第二通道(12)的弹性体混合物通过分成两个子流而绕过所述加强件(20)，所述子流在所述第二通道(12)中在所述前缘的两侧流动。2.根据权利要求1所述的预成型件，其特征在于，单件形式的所述加强件(20)还穿过所述第一通道和第三通道(11、13)中的至少一个，优选穿过每一个，以在每个相关通道(11、12、13)的通路横截面中具有前缘(21)，所述前缘(21)使得沿着相关通道的弹性体混合物绕过所述加强件，分成两个子流，所述子流在所述相关通道(11、12、13)中在所述前缘的两侧流动，并因此在所述加强件(20)的两侧流动。3.根据权利要求1或2所述的预成型件，其特征在于，所述加强件(20)在流动方向(X1)上在前缘(21)和后缘(22)之间延伸，使得在所述前缘(21)的两侧分别具有第一流动表面和第二流动表面，所述第一流动表面优选为弯曲的并称为“底表面”(23)，所述第二流动表面优选为弯曲的并称为“顶表面”(24)，流动表面各自将前缘(21)连接到后缘(22)，所述加强件具有由底表面(23)和顶表面(24)界定的横截面，该横截面相对于将前缘(21)和后缘(22)直线连接的弦(C20)形成双凸轮廓，优选对称的双凸轮廓。4.根据权利要求3所述的预成型件，其特征在于，所述加强件(20)的横截面具有上游凸起，使得所述双凸轮廓在弦(C20)位于前缘(21)侧的上游半部比在所述弦(C20)位于后缘(22)侧的下游半部更厚。5.根据前述权利要求中任一项所述的预成型件，其特征在于，所述加强件(20)在堆叠方向(Z1)上从第一端面(28)延伸到第二端面(29)，所述第一端面和第二端面(28、29)根据使所述端面(28、29)在流动的下游方向上彼此会聚的取向相对于流动方向(X1)倾斜，使得所述第一端面和第二端面(28、29)能够分别与容纳预成型件(1)的外壳(7)的第一斜支撑面(30)和第二斜支撑面(31)配合，以确保预成型件(1)在所述外壳(7)内自动居中，以及在流动方向上将所述预成型件保持在外壳(7)内。6.根据前述权利要求中任一项所述的预成型件，其特征在于，第一通道、第二通道和第三通道(11、12、13)以及因此的第一分隔件(15)和第二分隔件(16)的宽度在横向于流动方向(X1)的第二方向(Y1)上延伸，所述第二方向(Y1)称为“横向方向”(Y1)，其也横向于并优选垂直于堆叠方向(Z1)，所述预成型件包括多个加强件(20)，所述加强件(20)在所述横向方向(Y1)上彼此间隔开分布，每个所述加强件(20)与第一分隔件(15)和第二分隔件(16)一体地形成并在堆叠方向(Z1)上延伸，以至少穿过第二通道(12)，优选还穿过第一通道和第三通道(11、13)中的至少一个或每一个。
7.根据前述权利要求中任一项所述的预成型件，其特征在于，第一通道、第二通道和第三通道(11、12、13)以及因此的第一分隔件(15)和第二分隔件(16)的宽度在横向于流动方向的第二方向(Y1)上延伸，所述第二方向(Y1)称为“横向方向”(Y1)，其也横向于并优选垂直于堆叠方向(Z1)，所述预成型件的宽度在横向方向(...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：