CN102015267B

CN102015267B - 模制后预成形件容座及模制后处理装置

Info

Publication number: CN102015267B
Application number: CN200980115011.1A
Authority: CN
Inventors: 乔基姆·约翰尼斯·尼韦尔斯
Original assignee: Husky Injection Molding Systems Ltd
Current assignee: Husky Injection Molding Systems Ltd
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2029-03-19
Also published as: EP2282886B1; US20110033569A1; US8360768B2; CN102015267A; WO2009132419A1; CA2719482C; EP2282886A4; EP2282886A1; CA2719482A1

Abstract

本发明的实施例教示一种模制后处理装置及供与其一起用于对具有钟形状的预成形件进行模制后处理的模制后预成形件容座。更特定来说，与所述模制后预成形件容座相关联的容座腔的上部部分经配置以具有与所述预成形件的过渡部分相同的形状，且所述上部部分进一步经配置以具有相对于所述预成形件的在从注射模具的模制模腔接纳所述预成形件的瞬间时的所述过渡部分的过渡配合大小。

Description

模制后预成形件容座及模制后处理装置

技术领域

本发明大体来说涉及(但不限于)模制系统且更具体来说(但不限于)一种模制后预成形件容座及一种模制后处理装置。

背景技术

模制是可借助其通过使用模制系统由模制材料形成经模制物件的工艺。可通过使用例如注射模制工艺等模制工艺形成各种经模制物件。可(例如)由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)材料形成的经模制物件的一个实例是能够随后吹塑为饮料容器(例如，瓶子等)的预成形件。

典型的模制系统尤其包含注射单元、夹紧组合件及模具组合件。所述注射单元可具有往复螺杆型或两级型。所述夹紧组合件尤其包含框架、可移动压板、固定压板及用于使所述可移动压板移动并将合模力(tonnage)施加到布置于所述固定压板与所述可移动压板之间的模具组合件的致动器。所述模具组合件尤其包含冷半部及热半部。所述热半部通常与一个或一个以上模腔相关联(且因此，所属领域的技术人员有时也将其称为“模腔半部”)，而所述冷半部通常与一个或一个以上模芯相关联(且因此，所属领域的技术人员有时也将其称为“模芯半部”)。在使用中，所述一个或一个以上模腔与一个或一个以上模芯一起界定一个或一个以上模制模腔。所述热半部还可与用于熔体分配的熔体分配系统(所属领域的技术人员有时也将其称为“热浇道”)相关联。所述模具组合件可与若干个额外组件相关联，例如颈环、颈环滑动件、顶出器结构、耐磨垫等。

作为说明，稍后吹塑模制成瓶子的类型的预成形件的注射模制通常涉及将模制材料(例如，PET)加热到同质熔融状态，并在压力下将如此熔化的模制材料注射到至少部分地由分别安装于模具组合件的模腔板及模芯板上的前述一个或一个以上模腔及一个或一个以上模芯界定的一个或一个以上模制模腔中。所述模腔板及所述模芯板被推动在一起并通过夹紧力而固持在一起，所述夹紧力足以克服所注射的模制材料的压力而将模腔与模芯板保持在一起。模制模腔具有大致对应于待模制的经模制物件的最终冷却状态形状的形状。接着将如此注射的模制材料冷却到足以实现从模具顶出如此形成的经模制物件的温度。当冷却时，经模制物件在模制模腔内部收缩，且如此，当模腔板与模芯板被推动分开时，经模制物件往往保持与模芯相关联。因此，通过推动模芯板远离模腔板，可将经模制物件出模(即，从模芯件顶出)。已知顶出结构用以辅助从模芯半部移除经模制物件。顶出结构的实例包含脱模板、顶出器销等。

关于模制系统的经济操作的一个考虑因素是循环时间，或换句话说，在闭合模腔与模芯半部且形成经模制物件时的时间点与打开其且移除经模制物件时的后续时间点之间过去的时间。如将了解，循环时间越短，可在给定时间间隔中在给定大小的特定模具中制作的经模制物件的数目就越高。因此，注射模制系统通常具备多个模制后处理装置中的一者，其中执行所谓的“模制后处理”以便最小化模制循环时间及/或确保制作的经模制物件保持大致无缺陷。大体来说，模制后处理过程涉及一旦经模制物件经充分冷却以使得能够顶出其就将所述经模制物件从模具转移到模制后处理装置。经模制物件的模制后处理(通常是对其的继续冷却)接着在模制后处理装置中发生。模制后处理通常独立于(但平行于)模制机器的注射循环而发生。

模制后处理装置的实例揭示于在2006年9月12日颁予多莫多索拉(Domodossola)等人的共同受让的美国专利7,104,780中。更具体来说，多莫多索拉等人揭示一种安装到注射模制机器的压板的模制后处理装置，所述模制后处理装置经配置以用于处置并冷却从注射模具接纳的经模制物件。

相当普遍的是给模制后处理装置(例如具备来自赫斯基注射模制系统有限公司(Husky Injection Molding Systems Limited)的预成形件模制系统的那些模制后处理装置)配备所谓的取出板，所述取出板具有模制后预成形件容座布置，借助所述布置从模具接纳经模制物件。此类模制后预成形件容座通常根据在1988年3月8日颁予莎德(Schad)等人的共同受让的美国专利4,729,732的教示内容配置。前述′732专利将模制后预成形件容座描述为用于在其中固持并冷却经加热的型坯(即，预成形件)的承载构件。所述承载构件具有用于接纳型坯的打开前端、闭合后端、前端与后端之间的纵向壁，所述纵向壁具有向内朝向闭合端呈锥形的内表面。还存在邻近纵向表面的冷却构件。内表面小于经加热的型坯，型坯也具有对应锥形使得冷却构件操作以使型坯在冷却之后即刻收缩，其中所述型坯在管内部滑动以紧贴地配合于其中。所述承载构件进一步包含邻近闭合端的用于将经冷却的型坯维持在管内部的吸引构件。

描述供与模制后装置一起使用的模制后预成形件容座的另一专利是在2007年9月4日颁予安特兰德(Unterlander)等人的共同受让的美国专利7,264,464。′464专利尤其回顾所属领域的技术人员将了解的一般常识，对将应用于内部配合表面的关系的选择依据预成形件的形状及相关注射模制过程而变化。

最近公开的用于经模制物件(例如预成形件等)的模制后冷却的模制后处理过程描述于牛沃(Niewels)的在2007年12月21日公开的共同受让的PCT专利公开案2007/143815中且自此在本说明书中称为“经平衡冷却速率模制后处理过程”。所述过程涉及例如预成形件的经模制物件的模制后冷却，所述经模制物件刚刚在模具的模具半部内模制而成。所述过程包含在模制后装置中接纳经模制物件并使所述经模制物件经受模制后冷却。模制后冷却包含平衡模制后冷却期间的冷却速率使得经模制物件在与从模制后冷却移除经模制物件时的时间点大致重合的时间点达到目标退出温度，所述目标退出温度大致防止顶出后缺陷。换句话说，所述过程抛弃仅尽可能侵略性地冷却经模制物件的所接纳部分的主流思路而是转为控制强加于经模制物件的各个部分上的冷却速率的过程。

发明内容

根据本发明的第一广泛方面，提供一种模制后预成形件容座，其用于根据经平衡冷却速率模制后处理过程处理接纳于其中的预成形件，所述预成形件具有钟形状，其包含连接颈口部分与主体部分的过渡部分。所述模制后预成形件容座包含主体，其界定用于在使用中接收所述预成形件的所述过渡部分及所述主体部分的容座腔。所述容座腔的下部部分经配置以具有与所述预成形件的所述主体部分相同的形状，且所述下部部分进一步经配置以具有相对于所述预成形件的在从注射模具的模制模腔接纳所述预成形件的瞬间时的所述主体部分的主体干涉大小。所述容座腔的上部部分经配置以具有与所述预成形件的所述过渡部分相同的形状，且所述上部部分进一步经配置以具有相对于所述预成形件的在从所述注射模具的所述模制模腔接纳所述预成形件的所述相同瞬间时的所述过渡部分的过渡配合大小，借此所述过渡部分与所述上部部分之间存在接触。

根据本发明的第二广泛方面，提供一种包含前述模制后预成形件容座的模制后处理装置。

附图说明

参考实施例的详细描述连同以下图式，可获得对本发明实施例(包含其替代方案及/或变化形式)的更好理解，图式中：

图1描绘可用于实施本发明的实施例的模制后处理装置的非限制性实施例；

图2描绘根据所属领域的技术人员的一般常识配置的模制后预成形件容座；

图3描绘根据本发明的非限制性实施例实施的模制后预成形件容座。

所述图式未必按比例绘制，且可通过假想线、图解表示及片段视图来图解说明。在某些情况中，可能已省略对理解实施例非必需或致使其它细节难以理解的细节。

具体实施方式

参考图2，本文将模制后预成形件容座10显示为已根据所属领域的技术人员的一般常识配置。还显示经模制物件(在此情况下为预成形件6)，预成形件6处于由模制后预成形件容座10的内表面界定的容座腔12内的完全啮合位置中。将预成形件6显示为包含颈口部分9、连接颈口部分9与主体部分4的过渡部分8及最后圆顶端部分5。与主体部分4的较管状形状相比，预成形件6的特征进一步在于过渡部分8的陡峭角度圆锥形状。更特定来说，过渡部分8以与主体部分4的角度相比相对陡峭的拔模角度(在本实例中，其分别为约10度对约1度)向内倾斜(相对于所述预成形件的纵向轴朝向其闭合端部分18)。预成形件6具有与钟形状没什么不同的整体形状，且因此所属领域的技术人员通常将例如此预成形件的预成形件分类为“钟形预成形件”。当然，所属领域的技术人员将认识到存在许多在过渡部分与主体部分之间具有类似角度关系的钟形预成形件的实例，如同前述实例一样但具有广泛变化的角度值。

模制后预成形件容座10的容座腔12通常经配置使得在正常操作期间，直到预成形件6已因随其的接触冷却而在大小上收缩预成形件6才到达容座腔12内的完全啮合位置。为实现前文所述，容座腔12的下部部分14经配置以具有与预成形件6的主体部分4大体相同的形状，另外，提供“主体干涉大小”，其中下部部分14界定在尺寸上稍微小于预成形件6的在预成形件6从注射模具(未显示)的模制模腔(未显示)顶出而首先被接纳的瞬间时的主体部分4的空间。相对于模制模腔的对应于预成形件6的主体部分4的一部分的尺寸，前述主体干涉大小在概念上以图2中的标记“I”表示。也就是说，容座腔12的下部部分14与注射模具内的模制模腔的对应部分是相同形状且小于所述对应部分。

同样地，所述容座腔的上部部分16具有与预成形件6的过渡部分8大体相同的形状，但与下部部分14相反，上部部分16进一步经配置以包含“过渡间隙大小”，其中上部部分16界定在尺寸上稍微大于预成形件6的在预成形件6从注射模具(未显示)的模制模腔(未显示)顶出而首先被接纳的瞬间时的主体部分4的空间。相对于模制模腔的对应于预成形件6的过渡部分8的一部分的尺寸，前述过渡间隙大小在概念上以图2中的标记“G”表示。

容座腔12的闭合端部分18的形状通常经配置以具有与注射模具的对应于预成形件6的圆顶端部分5的部分相同的形状及大小。

如图2中所示，模制后预成形件容座10包含沿其表面界定容座腔12的主体13，主体13为管部件11与接纳于其中的嵌入部件15的组合件。所述容座腔的上部部分16及下部部分14界定于管部件11的内表面上。闭合端部分18界定于嵌入部件15上。还显示，管部件11还界定用于冷却剂的在使用中的循环的通道21。

容座腔12的上部部分16及下部部分14分别相对于过渡部分8及主体部分4之间的尺寸关系的前述差异通常用来确保预成形件6的圆顶端部分5与所述容座腔的闭合端部分18之间的接触在上部部分16与预成形件6的过渡部分8之间的接触(如果有的话)之前实现。

发明人曾进行涉及注射模制系统的实验，所述注射模制系统包含具有用于制作具有钟形状的预成形件6的模制后预成形件容座10的模制后装置。实验的结果并不令人满意，其中经如此处理的预成形件6由于其过渡部分8中所赋予的缩痕而再现为有缺陷的。为处理掉缺陷，必须可观地延长模具中(即，注射模具)冷却时间。

发明人已发现一种预成形件容座的新颖配置，其在结合′815公开案的经平衡冷却速率模制后处理过程使用时具有不必凭借过度延长模具中冷却时间便减轻与预成形件6相关联的前述缺陷问题的技术效果。参考图3显示根据本发明的非限制性实施例的模制后预成形件容座110。

模制后预成形件容座110与模制后预成形件容座10十分相同。如图所示，模制后预成形件容座110包含沿其表面界定容座腔112的主体113，主体113为管部件111与模制后预成形件容座10的嵌入部件15(图2)的组合件。除了容座腔112的界定于其上的上部部分116的配置以外，管部件111与模制后预成形件容座10的管部件11(图2)相同，对所述配置的描述如下。图3中还显示，管部件111包含用于冷却剂的在使用中的可控制循环的通道121，所述冷却剂用于调节与预成形件6的至少过渡部分8(即，预成形件的接纳于模制后装置的模制后预成形件容座中的部分)相关联的第一冷却速率。在本非限制性实施例中，所述第一冷却速率还与预成形件的主体部分4相关联。进行对第一冷却速率的调节以实现第一冷却速率相对于与预成形件6的颈口部分9(即，预成形件的未接纳于模制后装置的模制后预成形件容座中的部分)或预成形件的内部部分19中的一者相关联的第二冷却速率的平衡。

在本非限制性实施例中，容座腔112的上部部分116经配置以具有与预成形件6的过渡部分8大体相同的形状。另外，沿上部部分116提供“过渡配合大小”，其中上部部分116界定与预成形件6的在预成形件6从注射模具(未显示)的模制模腔(未显示)顶出之后首先被接纳的瞬间时的过渡部分8为相同大小到在尺寸上稍微小于其的空间。因此，在本非限制性实施例中，将存在相对于模制模腔的对应于预成形件6的过渡部分8的一部分在概念上以图3中的标记“F”表示的“过渡配合大小”。也就是说，容座腔12的上部部分16与注射模具内的模制模腔的对应部分为相同形状及大小到稍微小于所述对应部分。令人惊讶地，沿容座腔112的上部部分116配置过渡配合大小具有减轻预成形件6中的相对于借助模制后预成形件容座10对预成形件6的模制后处理为显著的缺陷的所要技术效果。

可能有模制后预成形件容座的替代非限制性实施例(未显示)。模制后预成形件容座的此类替代非限制性实施例可经配置以(例如)类似于图3的模制后预成形件容座110，其中对上部部分116做出变化。在以下对所述替代非限制性实施例的简要描述中，将参考图3的非限制性实施例的特征。在替代非限制性实施例中，容座腔112的上部部分116经配置以具有与预成形件6的过渡部分8大体相同的形状。另外，沿其上部部分116应用过渡配合大小F，所述过渡配合大小可选自一范围。所述范围的下限可以是(例如)比模制模腔的对应部分的大小小模制模腔的对应部分的大小与在周围温度下预成形件6的对应部分的大小之间的差的50％的大小(即，50％的向内偏移)。所述范围的上限可以是(例如)对应于模制模腔的对应部分的大小的大小(即，0％的向内偏移)。前述替代非限制性实施例的实例具有向内偏移为20％的过渡配合大小F。因此，过渡配合大小F可包含介于(例如)0与50％之间的范围内且进一步可能为约20％的向内偏移。

专利权所有人相信上部部分116包含过渡配合大小F的前述配置违反了先前所论述的所属领域的技术人员的一般常识。也就是说，上部部分116与预成形件6的过渡部分8之间的接触是在预成形件6的圆顶端部分5与容座腔112的闭合端部分(未显示)之间的接触的同时或之前实现的。

参考图1，其描绘可适于实施本发明的实施例的模制后处理装置102的非限制性实施例。更具体来说，图1描绘压板104及以操作方式耦合到压板104的模制后处理装置102。所属领域的技术人员将容易了解模制后处理装置102可如何以操作方式耦合到压板104，且因此此处将不对其进行详细论述。

仅出于图解说明的目的，将假定压板104是其适于处理例如PET等模制材料以制作随后吹塑模制成饮料容器(例如，瓶子)的预成形件的注射模制系统(未描绘)的一部分。所述注射模制系统可以是(例如)来自赫斯基注射模制系统有限公司的HYPET(赫斯基注射模制系统有限公司的商标)预成形件系统。然而，应理解，在本发明的替代非限制性实施例中，压板104可以是例如但不限于压缩模制系统、适于使用其它材料模制预成形件的模制系统等的其它类型的模制系统的一部分。

模制后处理装置102包括安装结构106、耦合到安装结构106的致动臂107及耦合到致动臂107的取出板108。取出板108进一步包括布置于其上的多个模制后预成形件容座110。大体来说，多个模制后预成形件容座110的用途是(a)在已于模制系统(未描绘)的一个或一个以上模制模腔(未描绘)内制作并充分冷却经模制物件之后移除所述经模制物件；及(b)实施模制后处理过程的至少一部分。

多个模制后预成形件容座110的确切数目不受特定限制且通常将对应于一个或一个以上模制模腔(未描绘)的数目或其的多倍数目(所属领域的技术人员有时将其称为“多位置模制后处理或冷却过程”)。举例来说，如果将实施三位置模制后处理循环且如果模制系统包括一个或一个以上模制模腔的72个实例(例如，12行的6个模制模腔)，那么取出板108可包括多个模制后预成形件容座110的216个实例(即，12行的18个容座)。当然，也可能有其它配置且其通常由管理模制系统的实体的商业考虑因素限制。

图1中还示意性地描绘的是计算设备130。计算设备130可经配置以控制大体来说模制系统(未描绘)且特定来说模制后处理装置102的一个或一个以上操作。在此程度上，示意性地显示计算设备130与压板104之间的连接114。计算设备130可实施为控制模制系统的各种操作的控制器的一部分。或者，计算设备130可实施为经配置以仅控制模制系统的某些操作或模制系统的某一组件(例如，模制后处理装置102)的操作的单独计算装置。计算设备130可包括存储用于执行一个或一个以上例程的一个或一个以上指令的内部存储器(未描绘)或用于读取一种或一种以上类型的存储用于执行一个或一个以上例程的一个或一个以上指令的计算机可读媒体(未描绘)的读取器(未描绘)。

虽然在计算设备130与压板104之间描绘连接114，但并非在本发明的每一实施例中均需如此。因此，应理解，计算设备130可耦合到模制系统(未描绘)的其它组件以及耦合到模制系统的多于一个组件(串行或并行)。此外，应理解，连接114可实施为无线链接、有线链接或二者的组合。

应进一步理解，可能有所属领域的技术人员将明了的本发明替代非限制性实施例。举例来说，可提供耦合到模制机器或其下游的替代模制后处理装置(未显示)，其包含模制后预成形件容座(如图3中所描绘的模制后预成形件容座110)的布置及用于对可接纳于模制后预成形件容座内的预成形件(如图2中所描绘的预成形件6)的内部部分加压的预成形件加压结构。对预成形件的内部部分加压可具有保持预成形件的外部部分与容座腔(如图3中所描绘的容座腔112)的对应表面接触同时预成形件在其中被冷却的技术效果。前述预成形件加压结构可以是(例如)如在2004年11月16日颁予安特兰德等人的共同受让的美国专利6,817,855中所揭示。预成形件加压结构的另一实例可包含来自耐驰特机械股份公司(Netstal-Maschinen AG)的CALITEC(耐驰特机械股份公司的商标)模制后冷却技术。类似地，所属领域的技术人员将进一步认识到，模制后预成形件容座(如图3中所描绘的模制后预成形件容座110)可经改型以供与来自MHT股份公司的COOL-MAX(MHT股份公司的商标)模制后冷却技术一起使用。

对所述实施例的描述提供本发明的实例，且这些实例并不限制本发明的范围。应理解，本发明的范围由权利要求书限制。上文所描述的概念可适于特定条件及/或功能，且可进一步延伸到本发明范围内的各种其它应用。尽管已如此描述所述实施例，但将明了，可能有修改及增强形式，而此并不背离所描述的概念。因此，将以专利特许证方式保护的内容仅由以上权利要求书的范围限制。

Claims

1.一种模制后预成形件容座(110)，其用于根据经平衡冷却速率模制后处理过程来处理接纳于其中的预成形件(6)，所述预成形件(6)具有钟形状，所述钟形状包含连接颈口部分(9)与主体部分(4)的过渡部分(8)，所述模制后预成形件容座(110)包括：

主体(113)，其界定用于在使用中接收所述预成形件(6)的所述过渡部分(8)及所述主体部分(4)的容座腔(112)；

所述容座腔(112)的下部部分(14)经配置以具有与所述预成形件(6)的所述主体部分(4)相同的形状，且所述下部部分(14)进一步经配置以具有相对于所述预成形件(6)的在从注射模具的模制模腔接纳所述预成形件(6)的瞬间时的所述主体部分(4)的主体干涉大小(I)；

所述容座腔(112)的上部部分(116)经配置以具有与所述预成形件(6)的所述过渡部分(8)相同的形状，且所述上部部分(116)进一步经配置以具有相对于所述预成形件(6)的在从所述注射模具的所述模制模腔接纳所述预成形件(6)的所述相同瞬间时的所述过渡部分(8)的过渡配合大小(F)，借此所述过渡部分(8)与所述上部部分(116)之间存在接触；

其中所述过渡配合大小(F)沿所述上部部分(116)被提供，其中所述上部部分(116)界定一空间，在所述预成形件(6)自所述注射模具的模制模腔处顶出之后被首先接纳的瞬间时，所述空间在尺寸上稍微小于所述预成形件(6)的过渡部分(8)。

2.根据权利要求1所述的模制后预成形件容座(110)，其中

所述模制后预成形件容座(110)进一步包含用于冷却剂的在使用中的可控制循环的通道(121)，所述冷却剂用于调节与所述预成形件(6)的至少所述过渡部分(8)相关联的第一冷却速率以实现所述第一冷却速率相对于与以下各项中的至少一者相关联的第二冷却速率的平衡：

所述预成形件(6)的所述颈口部分(9)；及

所述预成形件(6)的内部部分(19)。

3.根据权利要求2所述的模制后预成形件容座(110)，其中：

所述模制后预成形件容座(110)进一步界定所述容座腔(112)的用于在使用中接纳所述预成形件(6)的圆顶端部分(5)的闭合端部分(18)，且其中所述闭合端部分(18)通常经配置以具有与所述注射模具的对应于所述预成形件(6)的所述圆顶端部分(5)的一部分相同的形状及大小。

4.根据权利要求3所述的模制后预成形件容座(110)，其中：

所述模制后预成形件容座(110)为管部件(111)与接纳于其中的嵌入部件(15)的组合件，且其中所述容座腔(112)的所述上部部分(116)及所述下部部分(14)界定于所述管部件(111)的内表面上且所述闭合端部分(18)界定于所述嵌入部件(15)上，且所述通道(121)与所述管部件(111)相关联。

5.根据权利要求1所述的模制后预成形件容座(110)，其中：

所述过渡配合大小(F)经选择以包含介于0与50％之间的范围内的向内偏移。

6.根据权利要求5所述的模制后预成形件容座(110)，其中：

所述过渡配合大小(F)经选择以包含约20％的所述向内偏移。