[发明专利]制造塑料轮子的方法和模制设备以及由此获得的轮子

说明书

技术领域

本发明特别涉及、但不局限于家用电器的塑料组件或部件制造的领域。

具体来讲，本发明涉及一种制造塑料轮子的方法，特别但不限于诸如用于洗衣机、洗衣/干衣机、烘干机之类的家用电器的皮带传动的塑料滑轮。本发明同时也涉及实施所述方法的模制设备和由此获得的塑料轮子。

背景技术

用于洗衣机、洗衣/干衣机、烘干机的滚筒的旋转运动的皮带传动的滑轮，通常由铝或塑性材料制成。特别地，塑性材料制成的所述滑轮通过熔融热塑性聚合物树脂经一个或多个注塑喷嘴注入模具中而成型。

所述熔融热塑性聚合物树脂通常由增强纤维增强，例如像大麻和亚麻的天然纤维，多晶纤维，玻璃、碳、铝、硼、钛、聚酯或芳纶纤维或细丝；所述增强纤维可以提高滑轮的刚度和稳定性。

典型地，所述注入喷嘴位于模具的中部，其对应滑轮的轮毂周围的区域。

US4511184给出如下教导：由玻璃纤维增强热塑性材料(采取材料的熔流在轮幅处集合并结合的方式)注塑成一体式轮子。熔流在轮辐中结合是通过向某些轮辐引入熔流同时使这些轮辐彼此被奇数个未被直接注入材料的中间轮辐彼此分隔开而实现的。

US4497766披露了一种制造用于车辆或其类似物的、塑性材料的轮子结构的制造方法和模具，其包括多个轮辐、毂和轮缘共同构成一体件的单元。塑性材料注入模具中，其型腔具有与所需轮子结构中的一个轮子结构的相应的形状，其中所述轮子被设计成包括偶数个轮辐。入口设置在邻近每隔一个所述模具的轮辐部分的形成部分的位置，以便材料流彼此接合的区域设置在轮辐部分(没有入口)混合形成轮缘的位置附近。

在JP62148219中，为了通过在成型齿轮上设定多于一个防盗部分和肋和以每两个间隔设定在肋之间的多于一个浇口来实现宣称的均化成型材料的取向和提高形状尺寸准确性的目的，防盗突出部分和多于一个的肋在两侧以规定的间隔径向设定在中部的固定管和在其外侧周边具有匹配齿轮的环部分之间。多于一个浇口以每两个在肋间的间隔设定在防盗部分上。当填充有例如玻璃和碳纤维的添加剂的成型材料填塞入成型一齿轮的模具的型腔时，熔融材料流动因而被分支和控制来均化取向。

发明内容

申请人发现熔融热塑性聚合物树脂注入模具的中部、毂区域是不利的，这是因为熔融材料不得不沿着相对长和弯曲的路径流动以充满整个模具。在模具之中导致的熔融热塑性聚合物树脂的不均匀分布可能导致所制造的部件很少是平坦的。

申请人也发现美国专利文件US4511184公开的方法，只将熔融塑料流注入到轮子的某些轮辐上，该方法具有一些缺陷。在注入过程中，熔融塑料流不得不流经带有一些曲线的一个缠绕、弯曲的路径来到达没有注入喷嘴的轮辐的模具型腔；除了如前所述的造成制造的轮子很少平坦之外，其还能危害玻璃纤维在轮辐中的适当的径向放置，其后果减弱了轮子的机械强度。来自模具型腔的、设置有注入喷嘴的两个或以上熔融塑料流汇合的位置(其与轮子的薄弱区域对应)可设置在没有注入喷嘴的轮辐的成型型腔的一个中；其结果，轮子的薄弱区域位于轮辐中，而轮子区域受挠曲应力。

相似的缺陷也影响了美国专利文件US4497766公开的方法。

以上所述的缺陷足以阻止使用长的增强纤维(例如长玻璃纤维)来增强塑性材料。对于本发明的目的，“长增强纤维”是指增强纤维(例如玻璃纤维)具有与熔融和注入模具中的聚合物树脂的粒子(即，颗粒)的尺寸相当或相等的长度；长增强纤维可具有1cm或更小的数量级的长度，例如10-25mm。“短纤维”(例如短玻璃纤维)是指增强纤维具有比聚合物树脂颗粒的尺寸更短的长度，例如0.1-2mm的数量级。

申请人发现使用长增强纤维(例如长玻璃纤维)来增强热塑性聚合物树脂能将高性价比、例如减少重量、良好的设计和造型的灵活性，和模制设备的快速洁净加工性相结合。长增强纤维因此成为轮结构、例如滑轮的制造中的短增强纤维的一种有前途的替代品。

然而申请人发现为了使用长增强纤维(例如长玻璃纤维)来增强塑性材料，注入熔融塑料流的路径应当尽可能的短，以保证增强纤维适当的取向；注入喷嘴的数量越少，熔融塑料流的路径越长，并且增强纤维不能很好分布且制造的产品足够平坦的可能性就越高。

申请人已经发现在所有轮辐的成型空腔中为熔融塑料提供注入喷嘴，熔融塑料流的路径合适地保持较短，并且即使是长的增强纤维，其分布也良好；另外，也能保持低的熔融塑料的注入压力。

申请人因此解决了克服前述缺陷的问题。