CN103038046A - 注射系统 - Google Patents

Abstract

在用于注射模制塑料的装置中，注射系统包括歧管板（2），该歧管板具有注射喷嘴（3），该注射喷嘴由通过双作用气动线性致动器（8、9）控制的阀杆（7）来关闭，其中，活塞缸（8）在背板（10）和热浇口歧管（5）之间被压紧。活塞缸界定环形间隙，驱动致动器的压缩空气能够流入该环形间隙中。

Description

注射系统

技术领域

本发明涉及一种注射系统，特别是用于塑料的注射模制的装置。

特别是，本发明涉及一种根据第一权利要求的前序部分的注射系统。

背景技术

这种注射系统例如由专利文献WO01/78962、WO03/064135和WO2008/131517已知。

在用于模制的装置的领域中，用于注射塑料的已知系统在多个方面可改进。

首先，希望降低由于热膨胀而引起的不希望的效应，该热膨胀主要由浇口歧管中的热引起。这些不希望的效应可以包括使得系统的部件产生尺寸变化，例如引起阀杆致动器的工作流体（例如空气）泄露、喷嘴的阀操作中的不精确、（串联地安装在注射系统的板或平板上的）多个活塞的不正确平衡、由串联安装在系统的板上的多个元件（喷嘴、缸、衬套等）支承的负载的不平衡等。

还希望保持压紧负载，该压紧负载不会过大，但是还能够提供正确的夹持力，用于将热的浇口歧管夹持在歧管板和背板之间，以便不管工作状态如何（特别是在热浇口的任意温度下）都防止注射的塑料逸出，还保证插置在热浇口歧管和背板之间的元件（例如致动器的活塞缸）以及插置在热浇口歧管和歧管板之间的元件（例如注射喷嘴）的正确预加载。

另一可改进方面是增加阀杆致动器的正确工作的持久性。应当知道，已知注射系统在该方面的缺陷包括阀致动器的密封装置（密封件）可能容易受损，例如由于在热壁上滑动和/或密封件在它被插入密封件座中时受到的变形（拉伸）。

发明内容

本发明的目的是提供一种注射系统，该注射系统能够改进上述现有技术的一个或多个方面。

一个优点是保证没有注射喷嘴的阀致动器的工作流体泄露，特别是通过在任意工作条件下，特别是在任意温度下活塞缸和背板之间的正确耦接来实现。

还一优点是使得注射系统能够补偿可能的间隙或者压紧负载的松弛（由于热膨胀），特别是用于保证插置在背板和热浇口歧管之间的元件的正确耦接和/或正确压紧负载。

还一优点是增加注射系统的工作寿命，特别是通过降低系统的部件，例如驱动注射喷嘴的阀的线性致动器的活塞的密封装置受到的热应力。

这些目的和优点以及其它目的和优点将通过根据一个或更多个后面提出的权利要求所述的注射系统来实现。

附图说明

参考附图能够更好地理解和实施本发明，附图通过非限制性实例示出实施例。

图1是注射系统的一部分沿竖直平面的剖视图。

图2是图1中的注射系统的一部分沿与图1的剖切平面垂直的竖直平面的剖视图。

图3是图1的放大详图。

图4是注射系统的第二实施例的剖视图。

具体实施方式

参考前述附图，用于在模腔中注射塑料的注射系统总体以1表示。注射系统1是用于注射模制塑料的装置的一部分。

注射系统1包括具有喷嘴3或一系列喷嘴的歧管板或平板2，各喷嘴被构造成用于将熔融材料流注入模腔中。在附图中，为了简明目的示出单个注射喷嘴。注射喷嘴3具有出口4，用于将熔融材料流导向模腔。

注射系统1包括热浇口歧管5，该热浇口歧管5被构造成用于向注射喷嘴3供给熔融材料流。歧管5在内部具有槽道6，熔融材料流在该槽道6内流动。歧管5还设置有（已知类型的）受控加热装置，以便将熔融材料保持在所需温度。

注射喷嘴3被压紧在歧管5和歧管板2之间，特别是以这样的方式，即，压紧负载有助于在歧管5和喷嘴3之间形成密封区域，以便防止塑料泄露。

注射系统1包括阀杆7，用于控制熔融材料流通过注射喷嘴3。阀杆7的（中心）部分穿过歧管5，特别是，阀杆7的一部分能够容纳于熔融材料的通过槽道6的一部分中。阀杆7的第一（近）端作用在注射喷嘴3的出口4以关闭和打开喷嘴。阀杆的第二（远）端（与第一端相反）与用于驱动打开和关闭的致动器连接。

驱动致动器可以包括双作用线性致动器（例如气动致动器），该双作用线性致动器具有活塞缸8和活塞9，该活塞9能够以密封方式在活塞缸8内滑动，以便打开和关闭阀杆7。阀杆7的第二端与具有耦接装置的活塞成一体，所述耦接装置包括一个或更多个螺钉固定元件，所述螺钉固定元件通过使得中心体插入活塞的管形壁（环形密封件在该管形壁内工作）内而作用在杆7上。

注射系统1包括背板或平板10，各种驱动致动器的至少一部分能够插入该背板或平板10中，用于各阀杆7的各驱动致动器与相应注射喷嘴4操作性地关联。对于各致动器，活塞缸8能够在背板10和歧管5之间压紧，使得压紧负载通过活塞缸8在背板10和歧管5之间传递。这种压紧负载能够有助于产生用于致动器的工作流体（例如压缩空气）的一个密封区域。

双作用线性致动器将具有工作流体的至少两个供给口：杆关闭供给口11和杆打开供给口12。像实例中那样，活塞缸8能够与前表面13成一体或者集成在该前表面13中，该前表面13例如与背板10的还一前表面（与活塞缸8的前表面13接触相对）协同地限定第一密封区域14，该第一密封区域14使得两个供给口11和12彼此分离。活塞缸8的前表面13还能够例如与背板10的所述还一前表面协同地限定第二密封区域15，该第二密封区域15使得两个供给口中的一个（特别是杆打开供给口12）与外部分离。

第一密封区域14和/或第二密封区域15能够分别设置有第一密封件和第二密封件，该第一密封件和第二密封件能够各自插置在活塞缸8的前表面13和背板10的所述还一前表面之间。

注射系统1包括：第一（筒形）裙缘壁16，该第一裙缘壁16与活塞缸成一体或者与之牢固连接；以及第二（筒形）裙缘壁17，该第二裙缘壁17与歧管5成一体或者与之牢固连接（在图2中，与图示一个邻近的阀单元的裙缘壁16和17局部可见）。第一和第二裙缘壁16和17相互耦接，且能够沿与阀杆7（或者纵向致动器的工作轴线）平行的方向沿环形密封区域18相互轴向滑动。密封区域18能够包括一个或更多个插入的环形密封件，以在耦接表面之间形成密封。

注射系统1还能够包括底壁19（如特定实例中），该底壁19封闭第二裙缘壁17的端部。底壁19可以具有用于阀杆7通过的（轴向）孔。

注射系统1可以包括可变形本体20（如特定实例中），该可变形本体20布置在活塞缸8和底壁19之间，以便通过它的可变形性而有助于保持活塞缸8和背板10之间的耦接（特别是有助于在密封区域14和15处以合适的压紧负载保持前表面13和背板10的所述还一前表面之间的接触耦接），并因此保证压紧负载在背板10和歧管5之间的传递。

可变形本体20可以包括至少一个可弹性变形的环形本体（如特定实例中），该环形本体布置在致动器的工作腔室的内部。环形本体能够具有C形截面（如所示实例中）。环形本体能够可选地设置有多个可弹性变形臂（如在实例中），在所述可弹性变形臂之间限定有多个开口21，这些开口21使得致动器的工作流体（压缩空气）能够通过环形本体（这能够提高环形本体的冷却以及因此提高与该环形本体接触式耦接的活塞缸8的冷却）。

底壁19和第二裙缘壁17能够相互成一体，以便形成单个本体，特别是能够集成在衬套22中（如所示实例中），该衬套22装入在歧管5中获得的座中。特别是，衬套22能够锁定在歧管5上。衬套22还能够在内部具有用于熔融材料的通道23。阀杆7能够横过衬套22内部的孔，并能够进一步地以密封方式（例如通过密封装置24）与孔表面耦接。衬套22能够在内部具有排出槽道25（如在实例中），该排出槽道25横向于阀杆7。排出槽道25能够在交叉区域中横过衬套22内部的杆通过孔，该交叉区域能够布置在用于熔融材料的通道23和底壁19之间（特别是在密封装置24和底壁19之间）。排出槽道25能够特别地用于从热塑料中排出粉末或产品废物材料。

第一裙缘壁16能够具有内部柱形表面（如在实例中），该内部柱形表面以流体密封方式与第二裙缘壁17的外部柱形表面可滑动地耦接。

如所示实例中，至少一部分或者整个第二裙缘壁17能够包围至少一部分或整个活塞缸8（特别是起作用的缸部分，该起作用的缸部分以可滑动耦接的方式接收活塞9），从而形成环形间隙，该环形间隙（如在实例中）能够与两个供给口中的一个流体连通，特别是与杆打开口12流体连通，如在所示实例中。

还能够提供其它实施例，其中，至少一部分或整个第二裙缘壁17和/或至少一部分或整个第一裙缘壁16包围活塞缸8的至少一部分或整个起作用的（筒形）管形壁（即起作用的密封耦接壁，活塞9在该起作用的密封耦接壁上轴向滑动），从而形成环形间隙26，如在实例中，该环形间隙26将与活塞9的一侧流体连通（例如，致动器的工作流体在关闭时作用在该侧）。环形间隙26能够由工作流体（在相对较低温度下）横过，从而促进系统的一些部件的冷却，例如特别是活塞缸8和第二裙缘壁17的冷却。

该可变形本体20如图所示布置在活塞缸8和歧管5之间，以便保持活塞缸8和背板10之间的耦接，并因此保证压紧负载的传递，以及，可变形本体20能够布置在环形间隙26和与该环形间隙26连通的活塞9侧（在关闭时流体作用在该侧上）之间（如特定实例中）。

图4表示了注射系统的还一实施例，其中，与图1至3的实施例中类似的元件以相同参考标号表示。在该实施例中，注射系统包括可变形本体28，该可变形本体28包括耦接在一起的一个或更多个可变形元件（在特定实例中，两个可变形元件）。如该特定实例中，可变形本体28可以包括凹形环状盘（例如翻转的截头圆锥形）或者耦接在一起的多个凹形环状盘。可变形本体28的操作可以基本类似于蝶形（Belleville）垫圈。可变形本体28（以及可变形本体20）操作以分配或平衡施加给衬套22的压紧或夹持力，特别是在注射处理过程中或者在任何温度变化的情况下。

图4的注射系统设置有用于工作流体（空气）通过的孔29。该孔29在活塞缸8的（下部）部分上获得。孔29可以布置成这样，使得杆打开口12与活塞9的一侧连通。

在这些或其它实施例中，可变形本体可以包括由具有形状记忆的材料或金属合金（例如基于钛的形状记忆合金）制造的本体，该本体被构造成根据拉伸和/或热状态而经历可逆变形，特别是通过温度和/或施加应力状态的变化作用而恢复特定（可预设）形状。可变形本体能够特别被构造成在注射塑料的步骤过程中在设想的温度下经历设定变形，以便保证传递合适的压紧负载和（因此）夹持力，这保证其流体密封。

可变形本体能够平衡作用于衬套22的力。由歧管板2传递的力的一部分将由可变形本体通过它的可变形效应来吸收，而一部分将释放至背板10上。

活塞9能够制成至少两个部件（如特定实例中），其中，第一部件9a与第二部件9b以可拆卸的方式耦接。在两个部件9a和9b之间能够布置具有环形周边密封区域的（环形）密封件27。第一部件9a将具有用于容纳密封件27的环形座，其中，该环形座能够具有沿一个轴向方向开口的密封件插入侧（其中，轴向将参考活塞的轴向滑动来确定），且第二部件9b被成形和布置成封闭（沿轴向方向）该插入侧。因此，密封件27能够以简单和快速的方式插入在第一部件9a上的座中（然后在第二部件9b的耦接之后锁定就位），且基本不承受应力（特别是拉伸），该应力可能损坏密封件27。这有助于方便密封件27的安装、拆卸和更换，同时增加它的工作寿命。两个部件9a和9b能够例如通过螺钉固定元件相互耦接，该螺钉固定元件也将阀杆7锁定在活塞9上。

由上面所述可以清楚注射系统1的操作。特别是，各工作流体致动器将致动对应阀杆7，以便打开和关闭对应注射喷嘴3。各活塞缸8、各衬套22和各喷嘴3将在背板10和歧管板2之间受到压紧负载，因此能够避免致动器的工作流体和要注射的塑料的泄露。

特别应当知道，由于活塞缸8和第二裙缘壁17（锁定在歧管5上，特别是通过衬套22，如在所示实例中）之间的轴向滑动的可能性，活塞缸能够在注射系统1的任何工作状态下（特别是在任何温度下）在第一密封区域14和/或第二密封区域15处总与背板10接触（以在合适值范围内的压紧负载值）。基本上，前述轴向滑动能够补偿可能以不合适的方式改变特别是在背板和歧管之间传递的压紧负载的可能的变形、间隙、松弛或其它现象。已经知道，这些现象可能由于注射系统的部件的热膨胀（特别是由于存在保持在高温下的熔融塑料的膨胀）而产生。

在上述实施例中或在其它实施例中，致动阀杆9的工作流体（例如空气）可以温度调节，特别是为了改进系统的冷却。

Claims (13)

1.一种注射系统（1），包括：

-歧管板（2），该歧管板具有至少一个喷嘴（3），所述喷嘴被构造成用于将熔融材料流注射至模腔中；

-热浇口歧管（5），该热浇口歧管被构造成用于向所述喷嘴（3）供给熔融材料流，其中，所述喷嘴（3）在所述歧管（5）和所述歧管板（2）之间被压紧；

-阀杆（7），用于控制熔融材料流通过所述喷嘴（3），其中，所述阀杆（7）的至少一部分通过所述歧管（5）；

-致动器，该致动器具有活塞缸（8）和活塞（9），该活塞能够以密封方式在所述活塞缸内滑动，以便打开和关闭所述阀杆；

-背板（10），其中，所述活塞缸（8）在所述背板（10）和所述歧管（5）之间被压紧，因此，压紧负载通过所述活塞缸（8）在所述背板（10）和所述歧管（5）之间传递，以便封闭用于所述致动器的工作流体的至少一个密封区域（14；15）；

其特征在于：所述注射系统还包括与所述活塞缸（8）连接的第一裙缘壁（16）和与所述歧管（5）连接的第二裙缘壁（17），所述第一和第二裙缘壁（16、17）耦接在一起，且能够沿与所述阀杆（7）平行的方向沿环形密封区域（18）相互轴向滑动。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：底壁（19），该底壁封闭所述第二裙缘壁（17）的一端，所述底壁（19）具有用于所述阀杆（7）通过的孔；以及可变形本体（20；28），该可变形本体布置在所述活塞缸（8）和所述底壁（19）之间。

3.根据权利要求2所述的系统，其中：所述可变形本体（20；28）包括布置在所述致动器的腔室内部的一个或更多个可弹性变形的环形本体。

4.根据权利要求3所述的系统，其中：在所述可变形本体（20）中和/或所述活塞缸（8）中获得用于所述致动器的工作流体通过的多个开口（19）。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的系统，其中：所述底壁（19）和所述第二裙缘壁（17）集成在衬套（22）中，该衬套容纳于在所述歧管（5）中获得的座内，所述衬套（22）在内部具有用于熔融材料的通道（23），所述阀杆（7）通过所述衬套（22）的孔，并以密封方式与所述衬套的所述孔的表面耦接。

6.根据权利要求5所述的系统，其中：所述衬套（22）在内部具有排出槽道（25），该排出槽道横向于所述阀杆（7），并在交叉区域中横过所述衬套的所述孔，所述交叉区域介于用于熔融材料的所述通道（23）和所述底壁（19）之间。

7.根据前述任意一项权利要求所述的系统，其中：所述致动器包括双作用线性致动器，该双作用线性致动器具有用于工作流体的两个供给口（11；12），即，杆打开口（12）和杆关闭口（11），其中，所述活塞缸（8）具有前表面（13），该前表面与所述背板（10）协同地限定第一密封区域（14）和第二密封区域（15），该第一密封区域使得所述两个供给口（11；12）彼此分离，该第二密封区域使得所述两个供给口中的一个，特别是杆打开口（12），与外部分离，其中所述第二裙缘壁（17）的至少一部分包围所述活塞缸（8）的至少一部分，从而形成环形间隙（26），该环形间隙与所述两个供给口中的一个，特别是与杆打开口（12）流体连通。

8.根据权利要求7所述的系统，其中：所述第一和第二密封区域（14；15）分别设置有第一和第二密封件，该第一和第二密封件均插置在所述前表面（13）和所述背板（10）之间。

9.根据前述任意一项权利要求所述的系统，其中：所述第二裙缘壁（17）的至少一部分和/或所述第一裙缘壁（16）的至少一部分包围所述活塞缸（8）的至少一部分，从而形成环形间隙（26），该环形间隙与所述活塞（9）的操作侧流体连通。

10.根据权利要求9所述的系统，其中：可变形本体（20；28）布置在所述活塞缸（8）和所述歧管（5）之间，用于促进所述活塞缸（8）和所述背板（10）之间的耦接以及压紧负载的传递，所述可变形本体（20；28）插置在所述环形间隙（26）和所述操作侧之间。

11.根据前述任意一项权利要求所述的系统，其中：第一裙缘壁（16）具有内部柱形表面，该内部柱形表面以流体密封的方式与所述第二裙缘壁（17）的外部柱形表面可滑动地耦接。

12.根据前述任意一项权利要求所述的系统，其中：所述活塞（9）具有以可拆卸的方式耦接在一起的第一部件（9a）和第二部件（9b），在它们之间布置有环形密封件（27），该环形密封件具有一个环形周边密封区域，所述第一部件（9a）具有用于容纳所述密封件（27）的环形座，所述环形座具有密封件插入侧，所述插入侧沿参考活塞（9）的轴向滑动的轴向方向开口，所述第二部件（9b）封闭所述插入侧。

13.根据前述任意一项权利要求所述的系统，还包括：可变形本体（20；28），该可变形本体至少部分由形状记忆材料来制造，所述可变形本体（20；28）布置在所述活塞缸（8）和所述背板（10）之间，用于促进所述活塞缸（8）和所述背板（10）之间的耦接以及压紧负载的传递。

Images