CN101835394A - 用于阀杆致动的凸轮设备 - Google Patents

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Abstract

在注射模制系统中凸轮设备(100)将直线凸轮条(102)移动转换为垂直阀杆(110)致动。凸轮条(102)在直线轴承(146)上往复运动，使得与多个阀杆(110)配合的致动板(108)经由凸轮跟随器(106)垂直于所述凸轮条(102)移动的方向而循环，所述凸轮跟随器(106)在所述凸轮条(102)中的凸轮狭槽(112)内行进。所述凸轮条(102)中的所述凸轮狭槽(112)经成型以使得所述凸轮跟随器(106)影响所述阀杆(110)行进的速度和力。所述致动板(108)的所述凸轮跟随器(106)在所述凸轮条(102)中的凸轮狭槽(112)中从阀杆向前位置行进到阀杆撤回位置。所述致动板(108)可经由所述凸轮条(102)中的末端开放狭槽而从所述凸轮条(102)移除。

Description

用于阀杆致动的凸轮设备
技术领域
本发明涉及(但不限于)注射模制系统，且更具体来说，本发明涉及凸轮设备，借此阀杆致动板的凸轮跟随器被导引于多个凸轮条内的凸轮狭槽中，所述凸轮条具有用于致动板的用于对其进行维护的出口。
背景技术
注射模制浇口孔的机械关闭或闭合通常使用阀杆或销来实现，所述阀杆或销是经由气压、液压或机电方式致动的。致动器可与阀杆移动叠合地或邻近于阀杆而定位且借助于杠杆机构而连接，或另外地，利用楔装置垂直于阀杆移动而连接。
当致动器移动垂直于阀杆移动而定位时，移动阀杆所需的力取决于配合组件之间的摩擦力。如果使用机电致动器，那么此摩擦负载将导致额外的扭矩要求和较高的功率消耗，从而必须使用比在假如实施替代布置的情况下大的电马达。额外的摩擦还将导致组件之间的磨损增加，从而导致定位精度的损失或其过早的故障。
为了简化设计且使冗余组件减到最少，常常将多个阀杆一起安装在单个致动板上。另外，阀杆之间的减少的间距间隔可在没有需要接近安装的用于每一阀杆的个别活塞致动器的情况下实现。然而，在此情况下，用于维修或维护的拆卸变得困难。为了更换单个阀杆，将需要从模具移除整个致动板组合件。模具拆卸可能在某种程度上为劳动力密集的，而从模具分离热浇道通常较不复杂。因此，较合意的是使致动板和阀杆归属于热浇道，且随后作为一个单元而容易地从热浇道移除。
另外，至关重要的是在整个维护程序中相对于凸轮狭槽和致动板的在其中行进的凸轮跟随器而维持阀杆的时序或相对位置。阀杆与其相应浇口孔在若干微米以内的程度上对准以确保准确的非破坏性啮合，且由于致动板移除和插入过程带来的任何误调整对于模具来说将是灾难性的。为此原因，在整个维护程序中必须确保适当的对准。
因为注射力非常高，所以热浇道系统中任何凸轮跟随器和凸轮布置的精度存在着由于机械应力在无意中传递到这些组件而被破坏的危险。凸轮跟随器与凸轮狭槽的相切的任何微小变化均将不仅影响整个致动板组合件的平衡，而且影响最终的阀杆位置，这将导致凸轮跟随器、凸轮和任何上游联动装置的过早磨损以及阀杆与浇口孔的不对准，其将对两个组件致使高成本损坏。
第6,113,381号美国专利描述了使用倾斜平面来经由对角凹槽中的机电致动的滑动块而将直线致动器移动转换为垂直阀杆移动。这些支承表面必须为平坦且平行的，且除了具有多个易受高度磨损的摩擦接触表面以外，其对紧密配合的要求导致调整阀杆的运动曲线的有限能力。另外，凹槽中块的设计的运动范围导致平坦的速度曲线，其排除了阀杆行程的速度或力的任何变化。
虽然第7,210,922B1号美国专利描述了阀销致动板，借此多个阀杆一起定位在一个板上且经由某种方法同时往复运动，但本发明的此方面的细节在所述文献中既没有描述也没有主张。
出于前述原因，本发明是针对克服上文陈述的问题或缺点中的一者或一者以上，且提供一种凸轮设备，借此阀杆致动板被导引于成型凸轮狭槽中的凸轮跟随器上，且其还具有一种从热浇道移除整个致动板以便于维护的方法。
发明内容
本发明是针对一种在注射模制系统中利用凸轮和凸轮跟随器设计将直线凸轮条移动转换为垂直阀杆致动的设备。凸轮条在直线轴承轨道上上下往复运动，使得附接到与多个阀杆配合的致动板的例如辊等非常低摩擦的凸轮跟随器垂直于凸轮条移动的方向而循环。所述凸轮条中的凸轮狭槽经成型以使得其可致使在其中行进的所述凸轮跟随器影响所述阀杆行进的速度和力，同时减少摩擦效应及其相关联的功率要求。
在本发明的一个方面中，凸轮狭槽的型面具有第一位置，附接到致动板的凸轮跟随器在所述第一位置处致使所述阀杆处于浇口闭合位置。
在本发明的另一方面中，凸轮狭槽的型面具有第二位置，附接到致动板的凸轮跟随器在所述第二位置处致使所述阀杆处于浇口开放位置。
在本发明的又一方面中，凸轮狭槽的型面具有第三位置，附接到致动板的凸轮跟随器在所述第三位置处从所述第二位置中脱离且平衡于退出狭槽中以用于即将进行的移除。
在本发明的再一方面中，在预期移除致动板和阀杆以用于维修的情况下，将锁定销插入穿过热浇道的框架且进入凸轮条，以确保在致动板的重新安装后维持阀杆的准确位置，以确保每一阀杆与浇口孔的对准的准确度。凸轮跟随器且因此致动板可随后经由退出狭槽从凸轮条移除，所述凸轮条在其夹持面上具有开口。致动板和阀杆现从热浇道释放以便于维护。
在本发明的另一方面中，将多个机械止挡件附接到致动板或背衬板以限制致动板在某些行进阶段中的行进量，以确保实现其精确位置且防止过量的注射力传送到凸轮跟随器。
本发明提供了经由附接到致动板的凸轮跟随器在凸轮设备中的经成型凸轮狭槽中的精确行进而使多个阀杆同时平移通过多个位置(包含浇口开放、浇口闭合和维修位置)的能力。
关于以下描述内容、所附权利要求书和附图将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点。
附图说明
图1是包含驱动机构的凸轮设备的等距组装视图。
图2是隔离了凸轮组合件的分解等距视图。
图3是说明系统中固有的移动程度的凸轮设备的侧视图，所述移动包含凸轮条的横向移动，其致使跟随经成型凸轮狭槽的凸轮跟随器的旋转，从而导致致动器板和附接的阀杆的垂直平移。
图4是展示凸轮条的凸轮设备的侧视图，其中凸轮跟随器处于第一位置中，从而导致阀杆处于其最向前或浇口闭合位置中。
图5是凸轮设备的侧视图，其中凸轮跟随器驻留在凸轮条中的第二位置中，进而将杆移动到撤回或浇口开放位置。
图6是凸轮设备的侧视图，其展示凸轮跟随器处于凸轮条内的过渡维修位置中。
图7是凸轮设备的侧视图，其描绘可如何从凸轮条开口移除整个致动板子组合件以用于维护。
图8A和8B分别展示由喷嘴尖端导引的阀杆处于浇口开放和浇口闭合位置。
图9A和9B是凸轮设备的侧视图，其说明凸轮跟随器和凸轮条两者的行进距离以及阀杆致动板的所得垂直平移。
具体实施方式
参看图式，且从图1开始，展示根据本发明的热浇道注射模制系统的凸轮设备100。所展示的组件不是整个热浇道的完整表示，而是为理解和实践本发明所必要的那些组件。
现在参看图1和图2，电马达156通过耦合件154旋转滚珠螺杆148，其又经由滚珠螺杆螺母155致使轭152的轴向平移，但可了解，驱动机构替代地也可为气压或液压的。附接到轭152的是多个凸轮条102，其经由直线轴承146横穿轴承轨道104，每一直线轴承146经由多个扣件160附接到凸轮条102，所述扣件160例如为凹头帽螺钉或等效物，其紧固保持帽158。每一凸轮条102具有在其中切割出的多个凸轮狭槽112，每一凸轮狭槽112具有在设计上大体上成角度的型面114，如图3所示，但可了解，凸轮狭槽112的型面114无需限于直线轮廓，而是可为任何多项式曲线，例如键槽等。
致动板108装配有多个导引销150，导引销150使致动板108垂直于轴承轨道104对准。附接到致动板108的外围的是多个凸轮跟随器106，凸轮跟随器具有非常低的摩擦，例如为辊等，其在使用中驻留在凸轮条102内的凸轮狭槽112中。如上所述的凸轮条102的直线移动又致使凸轮跟随器106随着凸轮狭槽的型面114在其上行进而旋转，如图3中进一步说明。
再次参看图3且还参看图8A和8B，多个阀杆110安装在致动板108中，且定位于由模制物件168上的浇口孔166的接近度确定的间距间隔处。
在轭152和凸轮条102横向移动时，凸轮狭槽112的型面114的成角度轮廓致使凸轮跟随器106且因此致动板108垂直地共同平移阀杆110，从而致使阀杆110朝向浇口孔166前进或从浇口孔166撤回。
现在转向图4；凸轮条102被展示为处于一位置中，使得凸轮跟随器106啮合于凸轮狭槽112的末端附近处于将使阀杆110屈服的第一位置116处，且更重要的是，阀杆尖端164在浇口闭合位置118中完全向前，因此避免了通过喷嘴尖端162的树脂流170进入浇口孔166，如图8B中详细展示。如图1和2所示，附接到致动板108的多个第一机械止挡件120限制了凸轮跟随器106在凸轮狭槽112中向第一位置116的行进。
图5说明凸轮条102处于第二位置122，借此凸轮跟随器106处于凸轮狭槽112的最低点(其松开阀杆110)，且更明确地说，阀杆尖端164处于浇口开放位置128中，因此允许通过喷嘴尖端162和浇口孔166的树脂流170进入模制物件168，如图8A所示。安装在背衬板126或致动板108上的多个第二机械止挡件124啮合致动板108以限制凸轮跟随器106在凸轮狭槽112中向第二位置122的行进。当填充模制物件168所需的注射压力也在阀杆110上且因此在致动板108上作用时也是在此第二位置122处。附接到背衬板126或致动板108的多个第二机械止挡件124通过定位致动板108以使得凸轮跟随器106在其相切处不与凸轮狭槽112的型面114接触而防止负载转移到凸轮跟随器106。
现在参看图6，凸轮条102被展示为经定位以使得凸轮跟随器106与凸轮狭槽112脱离且平衡于第三位置130中。如图1和2所示，多个第三机械止挡件136定位于致动板108上，其用以将退出狭槽132与凸轮跟随器106成一直线定位，使得致动板108将保持在维修位置134中。正是在此维修位置134中，多个锁定销142将被安装穿过框架组合件144且进入每一凸轮条102，以确保在从凸轮条102移除致动板108之前其位置的准确度。
图7说明从上文提到的维修位置134开始的对致动板108可用的后续位置，其为致动板108从凸轮条102的完全移除。此特征通过以下方式而成为可能：使凸轮跟随器106从退出狭槽132中脱离，所述退出狭槽132终止于每一凸轮条102的夹持面140上的多个开口138中，如图2所示。可从整个凸轮设备100移除连带有阀杆110的致动板108以便于维护和/或阀杆110更换。一旦维修工作完成，随后通过以下方式进行颠倒程序：将其中带有阀杆110的致动板108降低回到凸轮条102中的退出狭槽132中。锁定销142用以确保致动板108且因此阀杆110的最终位置得以准确维持以用于未来模制。
现在参看图9A和9B，其展示凸轮条102在凸轮设备100内的移动以将凸轮狭槽112的总位移说明为“Δy”，其致使附接到致动板108的凸轮跟随器106使所述致动板108垂直于凸轮条102的移动平移一距离“Δx”。致动板108经由多个导引销150而被限制于相对垂直行进。图9A将凸轮条102展示为已向下移动到其最低位置，而图9B展示凸轮条102处于其最上位置。
对本发明实施例的描述提供了本发明的实例，且这些实例不限制本发明的范围。应明确理解，本发明的范围是由权利要求书限制。上文描述的概念可适于特定条件和/或功能，且可进一步扩展到属于本发明范围内的多种其它应用。
在已如此描述了本发明的实施例之后，将明了，在不脱离如所描述的概念的情况下，修改和增强是可能的。因此，将借助于专利许可证保护的内容受到所附权利要求书的范围限制。

Claims (25)

1.一种用于阀杆致动器的凸轮设备(100)，其包括：
多个凸轮条(102)，其以可移动方式安装在多个轴承轨道(104)上；以及
多个凸轮跟随器(106)，其接合到致动板(108)。
2.根据权利要求1所述的凸轮设备(100)，其进一步包含以操作方式安装到所述致动板(108)的多个阀杆(110)。
3.根据权利要求1所述的凸轮设备(100)，其中所述凸轮条(102)具有多个凸轮狭槽(112)。
4.根据权利要求3所述的凸轮设备(100)，其中所述凸轮狭槽(112)具有型面(114)，其中所述凸轮狭槽(112)的所述型面(114)的直线移动致使所述凸轮跟随器(106)将所述致动板(108)平移到多个垂直位置。
5.根据权利要求4所述的凸轮设备(100)，其中所述凸轮狭槽(112)的所述型面(114)具有第一位置(116)，其中当在所述第一位置(116)中时，所述致动板(108)的所述凸轮跟随器(106)将所述阀杆(110)移动到浇口闭合位置(118)。
6.根据权利要求4所述的凸轮设备(100)，其中所述凸轮狭槽(112)的所述型面(114)具有第二位置(122)，其中当在所述第二位置(122)中时，所述致动板(108)的所述凸轮跟随器(106)将所述阀杆(110)移动到浇口开放位置(128)。
7.根据权利要求6所述的凸轮设备(100)，其进一步包含多个第二机械止挡件(124)，所述第二机械止挡件(124)附接到背衬板(126)或所述致动板(108)以用于限制所述凸轮跟随器(106)在所述凸轮狭槽(112)中向所述第二位置(122)的移动。
8.根据权利要求4所述的凸轮设备(100)，其中所述凸轮狭槽(112)的所述型面(114)具有第三位置(130)，其中当在所述第三位置(130)中时，所述凸轮跟随器(106)从所述型面(114)的所述第二位置(122)脱离，且对准于所述凸轮条(102)中的多个退出狭槽(132)中并将所述致动板(108)移动到维修位置(134)。
9.根据权利要求1所述的凸轮设备(100)，其进一步包含多个第一和第三机械止挡件(120、136)，所述第一和第三机械止挡件(120、136)附接到所述致动板(108)或背衬板(126)，以用于限制所述凸轮跟随器(106)在所述凸轮狭槽(112)中向所述第一和第三位置(116、130)的移动。
10.根据权利要求8所述的凸轮设备(100)，其中所述退出狭槽(132)终止于所述凸轮条(102)上的多个夹持面(140)上的多个开口(138)中，所述凸轮跟随器(106)可通过所述开口(138)使所述致动板(108)完全从所述凸轮条(102)中脱离。
11.一种同步阀杆致动的方法，其包括以下步骤：
将多个凸轮条(102)以可移动方式安装在多个轴承轨道(104)上，所述多个凸轮条(102)具有多个凸轮狭槽(112)；
将多个凸轮跟随器(106)接合到致动板(108)；
将多个阀杆(110)以操作方式安装到所述致动板(108)；以及
使所述凸轮条(102)的移动往复运动，其中所述致动板(108)的所述凸轮跟随器(106)致使所述多个阀杆(110)同时向前和向后循环。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括以下步骤：
直线地移动所述凸轮条(102)，所述凸轮条(102)在其中各自具有凸轮狭槽(112)，所述凸轮狭槽(112)进一步具有型面(114)以将所述凸轮跟随器(106)和所述致动板(108)移动到多个垂直位置。
13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括以下步骤：
移动所述凸轮条(102)以使得所述凸轮狭槽(112)致使所述凸轮跟随器(106)行进到第一位置(116)，从而致使所述致动板(108)将所述阀杆(110)移动到浇口闭合位置(118)。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括以下步骤：
经由多个第一机械止挡件(120)限制所述凸轮跟随器(106)在所述凸轮狭槽(112)中向所述第一位置(116)的移动，所述第一机械止挡件(120)附接到所述致动板(108)或背衬板(126)。
15.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括以下步骤：
移动所述凸轮条(102)以使得所述凸轮狭槽(112)致使所述凸轮跟随器(106)行进到第二位置(122)，从而致使所述致动板(108)将所述阀杆(110)移动到浇口开放位置(128)。
16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括以下步骤：
经由多个第二机械止挡件(124)限制所述凸轮跟随器(106)和所述致动板(108)向所述第二位置(122)的移动，所述第二机械止挡件(124)附接到背衬板(126)或所述致动板(108)，以用于防止注射力负载被平移到所述凸轮跟随器(106)。
17.一种维修阀杆致动器的方法，其包括以下步骤：
将多个凸轮条(102)移动到第三位置(130)以使得多个凸轮跟随器(106)对准于所述凸轮条(102)内的多个退出狭槽(312)中，所述凸轮跟随器(106)附接到致动板(108)；
啮合多个锁定销(142)穿过框架组合件(144)且进入所述凸轮条(102)；
通过沿着所述凸轮条(102)中的所述退出狭槽(132)滑动所述凸轮跟随器(106)而移除所述致动板(108)；以及
经由所述凸轮条(102)上的多个夹持面(140)上的多个开口(138)使所述致动板(108)从所述凸轮条(102)上脱离，所述凸轮跟随器(106)可通过所述开口(138)退出所述凸轮条(102)。
18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括以下步骤：
经由多个第三机械止挡件(136)限制所述凸轮跟随器(106)在所述凸轮狭槽(112)中向所述第三位置(130)的移动，所述第三机械止挡件(136)附接到所述致动板(108)或背衬板(126)。
19.一种供在热浇道系统中使用的凸轮设备(100)，其包括：
多个凸轮条(102)，所述凸轮条(102)具有多个凸轮狭槽(112)；
致动板(108)，所述致动板(108)具有附接到其的多个阀杆(110)；以及
多个凸轮跟随器(106)，其接合到所述致动板(108)。
20.根据权利要求19所述的凸轮设备(100)，其中所述凸轮狭槽(112)具有型面(114)，所述型面(114)致使所述凸轮条(102)的直线移动将所述凸轮跟随器(106)和所述致动板(108)平移到多个垂直位置。
21.根据权利要求20所述的凸轮设备(100)，其中所述凸轮狭槽(112)的所述型面(114)经配置以改变由所述凸轮狭槽(112)在所述凸轮跟随器(106)上的行进带来的阀杆致动的速度和力。
22.根据权利要求19所述的凸轮设备(100)，其中所述凸轮狭槽(112)的所述型面(114)具有第一位置(116)，其中当在所述第一位置(116)中时，所述致动板(108)的所述凸轮跟随器(106)将所述阀杆(110)移动到浇口闭合位置(118)。
23.根据权利要求19所述的凸轮设备(100)，其中所述凸轮狭槽(112)的所述型面(114)具有第二位置(122)，其中当在所述第二位置(122)中时，所述致动板(108)的所述凸轮跟随器(106)将所述阀杆(110)移动到浇口开放位置(128)。
24.根据权利要求19所述的凸轮设备(100)，其中所述凸轮狭槽(112)的所述型面(114)具有第三位置(130)，其中当在所述第三位置(130)中时，所述凸轮跟随器(106)对准于所述凸轮条(102)中的多个退出狭槽(132)中，进而将所述致动板(108)移动到维修位置(134)。
25.根据权利要求19所述的凸轮设备(100)，其进一步包含多个第一、第二和第三机械止挡件(120、124、136)，所述第一、第二和第三机械止挡件(120、124、136)附接到所述致动板(108)或背衬板(126)，以用于将所述致动板(108)的位置限于所述第一、第二和第三位置(116、122、130)中。
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