CN101076440A - 具有移动压板注射与顶出致动的注射模制机装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有移动压板注射与顶出致动的注射模制机装置和方法，其用于注射模制机夹持组合件，所述注射模制机夹持组合件经配置以将相对可移动压板夹紧到相对静止压板。注射器结构耦合到所述相对可移动压板，且经配置以当所述相对可移动压板与所述相对静止压板闭合时致动熔融材料注射结构。顶出器结构耦合到所述相对可移动压板，且经配置以当所述相对可移动压板与所述相对静止压板打开时致动模制物件顶出结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种改进的注射模制机装置和方法，其中移动压板经配置以执行(i)熔融材料注射致动，和(ii)模制物件顶出致动。
背景技术
共注射模制通常用于模制具有层压壁结构的多层塑料包装物件。每一层通常穿过单一喷嘴结构中的不同环形或圆形通路，且每一层均部分地依序地经由同一闸注射。除了顶出器板机构外，某些共注射模制系统还包括移动压板组合件，所述移动压板组合件耦合到第二热流道喷射罐注射单元。例如，参看以下内容：
第10/879,575号美国专利申请案，标题是“APPARATUS AND METHOD FORACTUATION OF INJECTION MOLDING SHOOTING POTS”(代理人案号213201.00216；H-781)；
第10/879,576号美国专利申请案，标题是“INJECTION MOLDING MACHINESHOOTING POT WITH INTEGRAL CHECK VALVE”(代理人案号213201.00214；H-778)；
第10/879,581号美国专利申请案，标题是“INJECTION MOLDING MACHINESPIGOTTED SHOOTING POT PISTON”(代理人案号213201.00213；H-784)；
第10/879,621号美国专利申请案，标题是“APPARATUS AND METHOD FORSEALING INJECTION UNIT AND SPRUE”(代理人案号213201.00215；H-785)；
第10/879,582号美国专利申请案，标题是“CONTROL SYSTEM FOR A DYNAMICFEED COINJECTION PROCESS”(代理人案号213201.00221；H-786)；
第10/880,494号美国专利申请案，标题是“HOT RUNNER COINJECTION NOZZLEWITH THERMALLY SEPARATED MELT CHANNELS”(代理人案号213201.00219；H-788)；
第10/880,493号美国专利申请案，标题是“COINJECTION MOLDING COOLEDSHOOTING POT CYLINDER”(代理人案号213201.00223；H-783)；和
第10/887,353号美国专利申请案，标题是“APPARATUS AND METHOD FORINJECTION MOLDING SHOOTING POT WEDGE FEATURE”(代理人案号213201.00220；H-780)。
然而上述美国专利文献均未提供以时间和空间有效的方式有利地将熔融材料注射功能与模制物件顶出功能组合的模制系统。
颁予Schad的第6,152,721和6,540,496号美国专利均揭示一种共注射模制机，其具有附接到静止压板的注射致动机构，所述注射致动机构操作穿过所述静止压板的注射器杆以致动模具中的热流道喷射罐。其未揭示可如何从机器的移动压板侧配置所述热流道喷射罐致动和模制零件顶出致动。
因此，需要一种注射模制方法和装置，其中熔融材料注射功能与模制零件顶出功能均从注射模制机的移动压板侧操作。这通过协同定位驱动结构而节省了机器的占地空间，且通过利用移动压板的移动增强注射与顶出来缩短循环时间。
发明内容
本发明的一优点在于提供一种注射模制结构和功能，藉此在模制机的移动压板侧有利地操作熔融材料注射致动和模制物件顶出致动。
根据本发明的第一方面，针对一种注射模制机夹持组合件提供结构和/或步骤的独特组合，所述注射模制机夹持组合件经配置以将相对可移动压板夹紧到相对静止压板。注射器结构耦合到相对可移动压板，且经配置以当相对可移动压板与相对静止压板闭合时致动熔融材料注射结构。顶出器结构耦合到相对可移动压板，且配置以当相对可移动压板与和相对静止压板打开时致动模制物件顶出结构。
根据本发明的第二方面，针对模制机装置提供结构和/或步骤的独特组合，所述模制机装置包括顶出器板，所述顶出器板经配置以耦合到移动压板，且经配置以可相对于所述移动压板移动。顶出器杆经配置以通过所述顶出器板而移动，且经配置以将模制物件从模具部分中去除。注射器板经配置以耦合到移动压板，且经配置以可相对于所述移动压板移动。所述注射器板经配置以相对于顶出器板可独立移动，且经配置以可在与顶出器板相同的方向上移动。注射器杆经配置以通过所述注射器板而移动，且经配置以致动喷射罐活塞。
根据本发明的第三方面，针对模制机装置提供结构和/或步骤的独特组合，所述模制机装置包括可移动夹持柱，和安置于所述夹持柱远端的注射器活塞。所述注射器经配置以可相对于所述夹持柱在相同方向上移动。顶出器活塞安置于所述注射器活塞的远端，且经配置以可相对于所述注射器活塞在相同方向上移动。优选地，所述顶出器活塞嵌套于注射器活塞内，所述注射器活塞嵌套于夹持活塞内。
根据本发明的第四方面，针对一种操作模制机的方法提供步骤的独特组合，所述方法包括以下步骤：(i)当移动压板夹紧到固定压板时，驱动注射器杆穿过移动压板中的孔以促使喷射罐排空；和(ii)当移动压板与固定压板分离时，驱动顶出器杆穿过移动压板中的另一孔以促使模制物件从模具部分顶出。
附图说明
现将参看附图描述本发明的当前优选特征的示范性实施例。
图1是根据本发明的第一实施例的注射模制机的示意图，所述注射模制机处于模具闭合位置。
图2是图1实施例在注射结束位置的示意图。
图3是图1实施例在模具打开位置的示意图。
图4是从模具安装侧来看，图1实施例的移动压板的端视图。
图5是沿图4中线5-5截取的移动压板组合件的横截面图。
图6是沿图4中线6-6截取的移动压板组合件的横截面图。
图7是沿图4中线7-7截取的移动压板组合件的横截面图。
具体实施方式
1.介绍
现将参照若干实施例描述本发明，在所述实施例中一种塑料共注射模制机将两种不同塑料熔化物经由两个不同热流道系统射注射到模具中。第二注射单元安装于所述模具的可移动部分上，并向所述第二注射单元供应第二塑料熔化物。然而，本发明也将适用于可能得益于能够有效地执行熔融材料注射和模制零件顶出的任何注射模制工艺(包括单一塑料模制、触变模制、复合模制等)。
2.优选实施例的结构
图1-7是共注射热流道模具的示意截面图，其展示在生产具有多层壁的模制零件的模制循环期间不同阶段的机器的各个部分。所述模具包括共注射热流道模具10，其安装于共注射模制机的静止压板11与移动压板12之间。所述机器还包括第一注射单元13和第二注射单元14，其可直接安装于模具10上，或者处于上文引用的同在申请中的美国专利申请案中所述的替代配置中。机器的夹持组合件包括前述压板和在夹持缸16内操作的夹持活塞15。所述活塞15经由柱17和支撑杆18而连接到移动压板12，使得夹持活塞15可操作以闭合并夹持模具，如图2所示。
共注射热流道喷嘴113包括第一熔化物通道114(用于传送塑料树脂“A”)和第二熔化物通道115(用于传送不同的塑料树脂“C”)。所述喷嘴113通过加热器116维持在操作温度，且通过定位绝缘体117定位在阴模111中。优选地，通过弹簧组118迫使所述喷嘴113与第一热流道歧管130和第二热流道歧管140密封接触。所述喷嘴113还包括阀杆119，其由缸121中的活塞120致动以打开和闭合闸122，所述闸将熔化物通道114和115连接到模腔112。见第10/879,576号美国专利申请案。
所述模具有两个热流道歧管。第一热流道歧管130输送树脂“A”并通过加热器而维持在针对树脂“A”的最佳操作温度。附接到歧管130的是第一注道套管，其从第一注射单元13传送树脂“A”。同样附接到所述歧管130的是第一喷射罐134，其含有第一喷射罐活塞135。第二热流道歧管140输送树脂“C”并通过另外的加热器而维持在针对树脂“C”的最佳操作温度。附接到所述歧管140的是第二注道套管，其从第二注射单元14传送树脂“C”。同样附接到歧管140的是第二喷射罐25，其含有第二喷射罐活塞24。举例来说，第二喷射罐25与喷嘴113之间的距离可能为60.0mm。
第二歧管140优选地通过补偿元件146促动而与第一歧管130间隔开。歧管130与140优选地均定位于歧管板150中，所述歧管板通过紧固构件(未图示)而栓接到阴模111。歧管130和140均相对于喷嘴113密闭，使得其各自的熔化物通道与喷嘴113中的其相应的熔化物通道对准并密闭，以便当阀杆119打开且各喷射罐活塞被致动时，分别从喷射罐134和25向模腔112传送树脂“A”和“C”。
当第一注射单元13向第一喷射罐134馈入树脂“A”时，树脂进入喷射罐中会移置歧管/阴模组合件，使其距歧管背衬板距离为“b”，如图1所示。柱17经由支撑杆18耦合到移动压板12，经由柱17致动机器夹持活塞15导致模具组合件向静止压板11移动，藉此闭合或占据所述距离“b”，由此导致第一喷射罐活塞135从第一喷射罐134将树脂“A”注射到容纳熔化物通道114的喷嘴中，且藉此注射到模腔112中。馈料通道中的球形止回阀136防止注入的树脂回流到第一注射单元13中。在歧管130和140以及阴模111借助连接到第一喷射单元13的缸154和连接到静止压板11的活塞155而进行的这些移动期间，第一注射单元13与注道套管保持密封接触。
第二喷射罐活塞24由连接到注射器板21的注射器杆(或其它传动结构)22致动，所述注射器板安装于移动压板12后方或在模芯半部结构内，且通过注射器缸19内部的注射器活塞20或其它注射致动结构而移动。当然，在多腔模具中，注射致动结构可比注射器杆22中的一者移动更多，如图4-7所描绘。所述注射器杆22优选地与第二喷射罐活塞24同轴且平行于喷嘴113的纵轴。
当第二注射单元14向第二喷射罐25馈入树脂“C”时，树脂进入喷射罐中会移置第二喷射罐活塞24、注射器杆22和注射器板21，使其离开第二歧管140。注射器板21的前向移动促使注射器杆22推进第二喷射罐活塞24并经由第二歧管140、喷嘴113中的通道115将树脂“C”从第二喷射罐25排出，并经由打开的闸122进入模腔112中。馈料通道中的第二球形止回阀165防止注射的树脂回流到第二注射单元14中。第二注射单元14或者可安装于模具组合件顶部并随模具的可移动部分行进，从而保持其在整个模制循环中与注道密封接触，但优选地安装于第一注射单元13旁并经由静止压板中的孔而直接连接到附接到第二歧管的注道延伸部。
柱17还包括注射器缸19和安装于注射器板21上的注射器活塞20。此结构用于驱动注射器板21，以下将作更详细的描述。同样安装于注射器板21上的是注射器杆22，所述注射器杆穿过移动压板12中的孔50和模具的型芯半部23中的孔42，以致动第二喷射罐25中的第二喷射罐活塞24，从而将其中含有的经计量的量的树脂“C”射入模腔中(如上文和上文引用的同在申请中的申请案中所描述)。
所述注射器板21和注射器活塞20含有凹座26以提供容纳顶出器缸27的空隙，所述顶出器缸经由支撑杆28而安装到移动压板12。所述顶出器缸27含有安装于顶出器板30上的顶出器活塞29，顶出器杆31安装到所述顶出器压板，顶出器杆31穿过移动压板12中的孔53和模具的型芯半部23中的孔44，以将模制零件32顶出模芯(如图3所示)。
优选实施例的一有利特征在于活塞/缸配对15/16、20/19、29/27中至少两者为同轴和/或共线(或者至少为平行安装的)。这提供嵌套或半嵌套结构，其不仅节省了空间而且通过沿单一直线(或至少平行线)施加夹持/注射/顶出力中两个或两个以上力来增强机器稳定性。这将大大减少机器震动和对这些沉重的移动部件的磨耗与损伤。优选实施例的另一有利特征在于所述机器可在不进行改动的情况下针对单层(单一材料)模制或多层(多种材料)模制而操作。
各个板与活塞的操作可由控制器400控制，控制器400启动各个泵与阀，从而以此项技术中众所周知的方式向活塞提供适当的液压。所述控制器400(可能集成为注射模制机的一部分)控制阀操作的所有定时和致动序列。优选地，所述控制器包括一个或一个以上带有充足的存储器(ROM、RAM、磁盘、CD等)的处理器、通用计算机、专用处理器、数字信号处理器、硬连线电路等，以处理一个或一个以上含有用于实行本文描述的功能的代码的软件程序。
所述配置是，注射器板21和顶出器板30可在模制循环中适当的时间彼此独立操作，以各自实现材料的注射和零件的顶出，以下将作描述。
图4-7更详细展示注射器板21可承载多个注射器杆22，且顶出器板30可承载多个顶出器杆31。图4展示描绘注射器孔50和注射器杆22的平面图。同时展示顶出器孔53和顶出器杆31。在图5中，每一注射器杆22穿过移动压板12中相应的孔50。在图4和6中，顶出器助力活塞51可在相应的顶出器助力缸52内操作，所述顶出器助力活塞是用于辅助顶出器引脚31的补充液压顶出器。在图7中，所示的顶出器引脚31穿过移动压板12中的孔53而操作。优选地，模具顶出器杆经由注射器引脚31末端中的螺纹孔而附接到顶出器引脚31。优选地，模具杆安装并连接到模具的脱模板，使得顶出器杆31可在两个方向上被驱动，向左将零件推离模具，且向右使模具中的脱模板返回其起始位置。
3.优选实施例的过程
在操作中，模制循环起始于图1所示的配置，即向喷射罐134和25两者馈入其各自的树脂，阀门119关闭且模具关闭。图2展示模制循环的下一步骤。阀门119已由活塞120打开，已致动机器夹持活塞15以移动柱17，柱17进而使移动压板12、模芯块23、模具阴模11和歧管组合件130与140向静止压板11移动，直到占据距离“b”为止。所述动作移置第一喷射罐活塞135，其经由第一歧管130中的通道和喷嘴113中的第一熔化物通道114将第一喷射罐134中的树脂“A”射入模腔112中。此第一喷射量的经计量的树脂“A”至少部分地填充模腔112。
图2还展示模制循环的下一步骤。注射器活塞20致动注射器板21，所述注射器板驱动一个或一个以上注射器杆22以移动一个或一个以上第二喷射罐活塞24，从而通过第二歧管140和熔化物通道115将树脂“C”射入腔112中。所述第二喷射量的经计量的树脂“C”在先前计量的所喷射树脂“A”内流动，从而将其进一步沿腔推进并在零件中以已知方式建立多层壁。至此，所注射的树脂的组合量优选地仅部分填充了模腔112。
在模制循环的下一步骤(图中未图示)期间，第一注射单元13直接经由注道、第一歧管130中的通道和喷嘴113中的第一熔化物通道114注射另一喷射量的树脂“A”以填满模腔112。在短暂保持压力的时间间隔之后，阀杆119由活塞120关闭且模制零件得以冷却。
在零件冷却期间，通过第一注射单元13向第一喷射罐134再次馈入树脂“A”，经由馈料熔化物通道馈入树脂。由于阀杆119处于关闭位置，所以进入的树脂“A”仅可流入第一喷射罐134中，由此移置第一喷射罐活塞135，第一喷射罐活塞135进而将可移动模具部分(包括型芯块23、阴模111、歧管130与140和歧管板150)推离歧管背衬板152，由此在其间形成空间“b”。
在零件继续冷却期间，通过第二注射单元14给第二喷射罐25再次馈入树脂“C”，经由馈料通道馈入树脂。由于阀杆119处于关闭位置，所以进入的树脂“C”仅可流入第二喷射罐25中，由此移置第二喷射罐活塞24，第二喷射罐活塞24进而将注射器杆22与注射器板21推回。由于歧管130与140(和分别其各自的注射单元13与14)可独立地操作，所以再馈料动作可与第一喷射罐134中的树脂“A”的再馈料同时进行。对第二喷射罐25进行再馈料之后，注射器板21可由注射器活塞20启动以继续收缩注射器杆22，使其远端越过阴模111(如图3所示)。这是为了确保当模具打开时注射器杆22不暴露于分模线(mold parting line)之上。
图3展示模制循环中的下一步骤。零件已充分冷却而将被顶出，因此模具打开，零件32被从型芯块23中顶出。明确地说，当模具打开时，图中顶出器活塞29向左驱动顶出器板30，从而移动一个或一个以上顶出器杆31以推动模制物件32的边缘使其脱离型芯块23。模制物件32通常落入斜槽中，或另一输送机构(如机器人)以常规方式去除模制物件。其后，顶出器活塞29向相反方向致动以将顶出器杆31收缩在型芯块23内，使得任何处理机器人可以进入打开的模具部分之间的空间。注意，注射器杆22也已收缩以越过分模线，使得任何处理机器人可进入打开的模具半部之间以拾取顶出的零件或执行其它模具操作(如果必要)。在先前步骤中已向喷射罐134与25两者进行再馈料，且喷射罐134与25在下一步骤中模具闭合时准备就绪以进行注射(其为下一模制循环的第一步骤)。举例来说，整个模制循环可大约花费12秒。
4.总结
根据本发明的有利特征可包括：
一种注射模制机夹持组合件，其包括作为移动压板组合件的一部分的注射器致动器和顶出致动器。
一种移动压板组合件，其包括可移动注射器板和可移动顶出器板，所述可移动注射器板和可移动顶出器板各自的运动可彼此独立操作。
因此，已描述一种注射模制机的方法和装置，其中可从机器的移动压板侧操作熔融材料注射功能和模制零件顶出功能两者，由此节省占地空间并缩短循环时间。
附图中概括展示或以方框表示的各个部件均为注射模制技术中众所周知的，且其特定构造和操作对于实行本发明的操作或最佳模式并不关键。
尽管已参照当前认为是优选实施例的实施例描述了本发明，但应了解，本发明不限于所揭示的实施例。相反，本发明希望涵盖所附权利要求书的精神和范围内所包括的各种修改和等效配置。所附权利要求书的范围应按照最广义的解释，以便包含所有这些修改和等效结构及功能。
Claims (26)
1.一种注射模制机夹持组合件，其经配置以将相对可移动压板夹紧到相对静止压板，所述注射模制机夹持组合件包括：
注射器结构，其耦合到所述相对可移动压板，且经配置以当所述相对可移动压板与所述相对静止压板闭合时致动熔融材料注射结构；和
顶出器结构，其耦合到所述相对可移动压板，且经配置以当所述相对可移动压板与所述相对静止压板打开时致动模制物件顶出结构。
2.根据权利要求1所述的夹持组合件，其中所述注射器结构包括：
注射器缸；
安置于所述注射器缸中的注射器活塞；
经配置以由所述注射器活塞驱动的注射器板；和
经配置以由所述注射器板驱动的注射器杆。
3.根据权利要求2所述的夹持组合件，其中所述顶出器结构包括：
顶出器缸；
安置于所述顶出器缸中的顶出器活塞；
经配置以由所述顶出器活塞驱动的顶出器板；和
经配置以由所述顶出器板驱动的顶出器杆。
4.根据权利要求3所述的夹持组合件，其中所述顶出器结构经配置以可独立于所述注射器结构而操作。
5.根据权利要求4所述的夹持组合件，其中所述顶出器板和所述注射器板大体上平行，且经配置以彼此独立但平行地移动。
6.根据权利要求3所述的夹持组合件，其进一步包括：
耦合到所述顶出器结构和所述注射器结构的移动压板；
所述移动压板中的顶出器孔，其经配置以在其中接纳所述顶出器杆；和
所述移动压板中的注射器孔，其经配置以在其中接纳所述注射器杆。
7.根据权利要求1所述的夹持组合件，其中所述顶出器结构与所述注射器结构经配置以耦合到移动压板。
8.根据权利要求1所述的夹持组合件，其进一步包括多个所述顶出器结构和多个所述注射器结构。
9.根据权利要求1所述的夹持组合件，其进一步包括(i)夹持缸，和(ii)经配置以将所述相对可移动压板夹紧到所述相对静止压板的夹持活塞。
10.根据权利要求1所述的夹持组合件，其中所述顶出器结构和所述注射器结构经配置以在与所述相对可移动压板相同的方向上移动。
11.一种注射模制机，其包括根据权利要求1所述的夹持组合件。
12.一种热流道组合件，其包括根据权利要求1所述的夹持组合件。
13.一种可移动压板组合件，其包括根据权利要求1所述的夹持组合件。
14.一种模制机装置，其包括：
顶出器板，其经配置以耦合到移动压板，且经配置以可相对于所述移动压板而移动；
顶出器杆，其经配置以由所述顶出器板移动，且经配置以从模具部分中去除模制物件；
注射器板，其经配置以耦合到所述移动压板，且经配置以可相对于所述移动压板而移动，所述注射器板经配置以可相对于所述顶出器板独立地移动，且经配置以可在与所述顶出器板相同的方向上移动；和
注射器杆，其经配置以由所述注射器板移动，且经配置以致动喷射罐活塞。
15.根据权利要求14所述的模制机装置，其中所述顶出器板安置于所述注射器板与所述移动压板之间。
16.根据权利要求14所述的模制机装置，其进一步包括安置于所述注射器板的与所述顶出器板相对的一侧上的夹持活塞，且其中所述夹持活塞可在与所述顶出器板和所述注射器板相同的方向上移动。
17.根据权利要求14所述的模制机装置，其进一步包括：
顶出器缸；
顶出器活塞，其安置于所述顶出器缸中，且经配置以致动所述顶出器杆；
注射器缸；和
注射器活塞，其安置于所述注射器缸中，且经配置以致动所述注射器杆。
18.一种注射模制机，其包括根据权利要求14所述的模制机装置。
19.一种热流道组合件，其包括根据权利要求14所述的模制机装置。
20.一种可移动压板组合件，其包括根据权利要求14所述的模制机装置。
21.一种模制机装置，其包括：
可移动夹持柱；
注射器活塞，其安置于所述夹持柱的远端，且经配置以可相对于所述夹持柱并在相同方向上移动；和
顶出器活塞，其安置于所述注射器活塞的远端，且经配置以可相对于所述注射器活塞并在相同方向上移动。
22.根据权利要求21所述的模制机装置，其中所述顶出器活塞嵌套于所述注射器活塞的所述远端内，且其中所述注射器活塞嵌套于所述夹持柱的所述远端内。
23.根据权利要求21所述的模制机装置，其中所述夹持柱、所述顶出器活塞和所述注射器活塞均经配置以耦合到移动压板。
24.根据权利要求21所述的模制机装置，其进一步包括：
由所述注射器活塞移动的注射器板；
由所述注射器板移动的多个注射器杆；
由所述顶出器活塞移动的顶出器板；和
由所述顶出器板移动的多个顶出器杆。
25.根据权利要求24所述的模制机装置，其中所述多个顶出器杆和所述多个注射器杆可在所述移动压板中相应的多个孔内移动。
26.一种操作模制机的方法，其包括以下步骤：
当移动压板夹紧到固定压板时，驱动注射器杆穿过所述移动压板中的孔以促使喷射罐排空；和
当所述移动压板与所述固定压板分离时，驱动顶出器杆穿过所述移动压板中的另一孔以促使将模制物件从模具部分中顶出。
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