[發明專利]啞鈴、啞鈴頭包膠模具及啞鈴成型工藝

在審

• 申請號: 201611183754.0
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106693277A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 叢震洲
• 申請（專利權）人: 如東縣五洲健身器材有限公司
• 主分類號: A63B21/072
• 分類號: A63B21/072;B29C45/26
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于健身器材技術領域，具體涉及一種啞鈴、啞鈴頭包膠模具及啞鈴成型工藝。

背景技術

啞鈴是舉重和健身練習的一種輔助器材，由于使用方便、占地小，越來越受到廣大健身愛好者的青睞。啞鈴具有一手柄，于該手柄兩端分設有一啞鈴頭，使用時以單手握持手柄，通過反復運動手臂肌肉達到運動或重量訓練的目的。

就一般運動器材或重量訓練器材而言，啞鈴屬于小型器材，較其他大型器材更深入日常生活，因此在實用性之外，不但對于其使用上的便利形與安全性要求更高的水平，也期待啞鈴能有更為悅目的外觀以展現使用者個人的品味與風格。

啞鈴頭大多采用鑄鐵制造，直接與地面接觸時為避免造成地面或地板的損壞，常在啞鈴頭外設包覆層，傳統的啞鈴頭包覆層多使用聚氨酯（PU），聚氨酯（PU）中文名為聚氨基甲酸酯，由于其只需要簡單修改配方，便可獲得不同的密度、彈性、剛性等物理性能，目前已大量替代玻璃纖維保溫材料、木材、傳統橡膠制品等。但是PU的注塑工藝比較難調，因為它的注塑窗口比較小如果溫度太高，流動性會太好，如果溫度太低，又可能打不滿，所以調節起來費時費力。目前，啞鈴廠家在啞鈴頭外側包覆PU層時，多采用澆筑或直接向包膠模具內填塞PU片的方式，需要使用液壓機在150~200℃、63~200MPa時熱壓10~30min才能成型，成型時間長，生產效率低，而且聚氨酯（PU）的成本約2.4萬元/噸，產生的聚氨酯（PU）廢料又不能重復利用，所以啞鈴頭的包覆層采用聚氨酯的成本很高。

TPU（Thermoplastic polyurethanes）名稱為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠，主要有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范圍寬、耐磨、耐油，透明、彈性好，在日用品、體育用品、玩具、裝飾材料等領域得到廣泛應用，無鹵阻燃TPU還可以代替軟質PVC以滿足越來越多領域的環保要求。TPU的硬度范圍廣，通過改變TPU各反應組分的配比，可以得到不同硬度的產品，而且隨著硬度的增加，其產品仍保持良好的彈性和耐磨性；機械強度高：TPU制品的承載能力、抗沖擊性及減震性能突出；加工性能好，可采用常見的熱塑性材料的加工方法進行加工，如注塑、擠出、壓延等。

目前，啞鈴頭包膠層的成型方式主要有以下三種：一、利用橡膠片熱壓成型，其采用的成型模具如圖9所示，包括下端蓋、中套筒和上壓蓋，下端蓋是由左、右下端蓋組成的哈夫結構，包膠時，首先將一個啞鈴頭放在包膠機的成型臺上方，啞鈴的其余部分位于成型臺下方，然后將下端蓋放置于啞鈴頭和成型臺之間，將中套筒套在啞鈴頭外側，此時，向中套筒與啞鈴頭之間填塞橡膠片，填塞至橡膠片溢出中套筒上端后將上壓蓋蓋在橡膠片的上方，液壓機下壓合模，保壓、放氣循環一定時間后，開模，取出啞鈴，完成單個啞鈴頭的包膠層。這種包膠層成型工藝為常規工藝，存在如下缺點：一次只能成型一個啞鈴頭的包膠層，生產效率低；中套筒與啞鈴頭之間填塞的橡膠片需多于實際所需橡膠量，因此每次包膠都有剩料，且不可回用，浪費嚴重；橡膠片多采用PU片，味道大，不環保，成型的包膠層上具有兩圈分型線，且外觀不是特別光滑，視覺效果差。二、利用TPU漿液注塑成型，其采用的注塑模具如圖10所示，其為三板模，包膠時，將其中一個啞鈴頭置于注塑模具中，另一個啞鈴頭夾持在模具下方的卡爪內，然后向模腔內注入TPU漿液，遵循常規注塑成型工藝注塑成型啞鈴頭包膠層。因為采用TPU漿液進行注塑，沒有回料，不會產生材料浪費，但是一次只能成型一個啞鈴頭的包膠層，生產效率低；且注塑模具為三板模，成型后的包膠層上仍是具有兩圈分型線，視覺效果差。上述兩種成型方式均是單次成型一個啞鈴頭的包膠層，生產效率低，為解決該問題，出現了第三種成型方式，該成型方式也是采用注塑工藝，其采用的注塑模具如圖11所示，為兩板模，在模腔的左右兩端各設置一個頂針，兩啞鈴頭的端部設有與頂針頭匹配的定位孔，兩端的頂針將啞鈴固定在模具內，然后利用注塑機注塑成型包膠層。該注塑成型包膠層的方式，一次可以同時成型啞鈴的兩啞鈴頭包膠層，但是因為采用頂針固定方式，包膠時，頂針的位置是不能被包覆的，因此包膠完成后，啞鈴頭端部會有一塊未被包膠的區域，常規方式是采用端蓋粘結或扣合在啞鈴頭上，將漏鐵的區域封上，但是粘結或扣合的端蓋容易脫落，降低了產品質量。因TPU漿液調配過厚或過稀都不利于注塑成型，注塑啞鈴頭包膠層時，其濃度的調配需要操作工人豐富的經驗、材料組分以及反復調試才可成功，所以利用TPU作為啞鈴頭包膠材料尚不多見。對于六角啞鈴，因其在注塑模具中如果發生旋轉就會出現漏鐵情況，再加上TPU漿液的不好調配，目前市場上尚未出現六角啞鈴頭的包膠層采用TPU材料。

發明內容