CN1038233C - 具有旋转的轴向驱动机构的共注塑模具装置 - Google Patents

Abstract

一种用作共浇注和/或顺序浇注两种不同流体穿过浇口进入模腔的阀控模注装置。阀件装在与浇口对中的阀套中，二者用隔开的驱动机构使其可转动并可轴向地往复以控制流体穿过浇口，每一驱动机构具有活塞驱动的齿条以提供转动，该转动随之转变为相应阀体的轴向移动。在一实施例中，阀件上的螺旋螺纹与固定齿啮合以使之将转动转化为每一阀件的轴向移动，条形位置转换器装在齿条上以使控制精确。这种装置控制精确，驱动力小，磨损也小。

Description

具有旋转的轴向驱动机构的共注塑模具装置

本发明一般地涉及具有在阀套中延伸的阀栓的注塑模具装置，特别涉及一种改进的以轴向往复运动的阀栓来控制两种不同的流体流穿过浇口进入模腔的装置。

现有技术已能同时共注塑两种不同的塑料熔体，并且也能一种跟着一种地相继注塑两种不同的塑料熔体。1990年4月17日公开的专利号为US4,917,594的盖勒特等(Gellertet al)的美国专利中公开了一种通过环绕着中心空气流的浇口注塑熔体的阀控装置。

以往两种或更多种流体流穿过浇口进入模腔口的控制是由设置与不同流体通道成一直线的转动阀栓和/或在缩回的开启位置和向前的关闭位置之间轴向往复运动的阀栓以及一个或多个阀套来实现的。在海列特(Ehritt)的美国专利(专利号：US4,789,318；颁布日：1988年12月6日)中，阀栓在不同的位置之间转动以提供共注塑模注和连续模注。奥然基等(Ozeki et al)的美国专利(专利号：4,657,496；颁布日：1987年4月14日)公开了轴向往复运动的阀栓和阀套以提供两种不同熔体的连续注塑。斯托克塑料机械公司(StorkPlastics Machinery B.V.)的荷兰专利(专利申请号：8900655，公开日：1990年4月2日)公开了利用轴向驱动空心阀栓和阀套使之共注塑两种分开的围绕中心空气流的熔体。依卡第特(Eckardt)的美国专利(专利号：US 3,947,177；公开日：1976年3月30日)描述了轴向驱动两个阀套和一个阀栓以控制三种间隔开的熔体的共注塑。在这些已知的结构中，阀栓和阀套由气动或液动活塞直接驱动。其缺点是没有提供对于浇口开启和关闭的精细的调节或者对其定特启动的控制。

因此，本发明的目的是通过设置轴向往复运动每个阀栓和阀套的驱动机构至少部份地克服现有技术中的缺点，其中阀套不需很大驱动力并且其控制精确。

一方面本发明提供一种其注嘴装在一个模具中的阀控热流道模注装置，该注嘴具有一连通在模具和模腔间延伸的浇口的纵长孔，自第一和第二流体源经注嘴到浇口输送第一和第二流体的分开的第一和第二流体通道，一个长的空心阀套装在注嘴的纵长孔中，阀套可在第一流体通道开启的缩回位置和第一流体通道关闭的向前位置之间于纵长孔中轴向往复运动，一长阀栓装在空心阀套中，该阀栓可在第二流体通道开启的缩回位置和第二流体通道关闭的向前位置之间於阀套中轴向往复运动，其改进是，该装置包括使阀套根据预定的循环在缩回开启位置和向前关闭位置之间能转动地并且轴向地往复运动的第一驱动机构，以及使阀栓根据预定的循环在缩回开启位置和向前关闭位置之间能转动地并且轴向地往复运动的第二驱动机构。

本发明的其它目的和优点特结合附图在以下的描述中表现出来。

图1是模注系统的一部份的局部剖视图，该系统具有根据本发明的一个实施例的装置，表示出在关闭位置的阀栓及阀套；

图2是沿图1中2-2线的局部剖视图；

图3是相似於图1的剖视图，示出在关闭位置的阀栓以及在开启位置的阀套；

图4是相似於图1的又一剖视图，示出在开启位置的阀栓和阀套。

首先参考图1，该图示出具有装在被冷却模具14中的深孔12内的长的被加热注嘴10的阀控模注系统或装置。注嘴10具有沿中心轴线18延伸，与导向模腔22的浇口对中的纵长孔16，注嘴10是用钢制成的，带有用螺钉28紧牢固定在一起的后部24和前部26。一个能更换的筒形套30围着纵长孔16安装以避免在注嘴10内磨损。注嘴10的前部26由电加热元件32加热，该加热元件被一体地钎焊在注嘴外表面34上的沟槽中，并且注嘴10的后部24由电加热元件36加热。模具14由穿过冷孔道38的泵汲冷却水冷都。加热的注嘴10被绝缘空气间隙40从围绕的冷却模14分隔开。空气间隙40通过注嘴密封件也即浇口插嵌件42而跨设。该注嘴密封件螺装在注嘴10前端46中的螺纹座44中并形成导向模腔22的浇口20。注嘴10具有带凸缘50的后端48，该凸缘用滑动夹持器固装到从注模机(未示出)伸出的加热机的注嘴52上。尽管图示系统只具有单一模腔22，本发明同样可应用于具有将熔体输送到不同注嘴结构中的熔体分配歧管的多模腔系统中。长的空心钢阀套56装在纵长孔16中。阀套56具有向内成锥形的前端58以及在邻近其前端58处外直径减小的前方部份60。阀套56装配在纵长孔16中并且有根据本发明的驱动机构(以下予以详述)以使阀套在缩回开启位置和向前关闭位置之间可转动地同时轴向地往复运动阀套，而在向前关闭位置阀套的前端58位于穿过浇口的插嵌件42的锥形浇口20中。除了在其前端58处也向内成锥形外，阀套56的内径62是均匀的，装在阀套56中的长阀栓64具有从阀套56向后延伸的后部66以及向内成锥形的前端68。阀栓64装在阀套56的内径62中并且有邻近其前端68处外直径减小的前方部份70。阀栓64还具有根据本发明的驱动机构，(以下予以详述)以使阀栓在缩回开启位置和向前关闭位置之间可转动地同时可轴向地往复运动，其中阀栓的前端68位于阀套56的向内成锥形的前端58上。正如图1中清晰地可见到的，阀套56的前端58以及阀栓64的前端68是与浇口插嵌件42前面对中并与模腔22的近侧面72对中。用来运送流体的，且位于机器注嘴52内的第一流体通道74延伸穿过注嘴10及浇口插嵌件42到达浇口20。正如能见到的那样，第一流体通道74从在注嘴10的后端48处的进口76向外倾斜延伸。然后其走向平行於纵长孔16并且通过短的径向部份78向内延伸而连接到纵长孔16。在后端24和前端26靠接处围绕着第一流体通道74装有圆形密封件80以避免压力熔体的渗漏。正如图3中最能清楚地见到的那样，径向部份78的位置在当阀套56处於开启位置时围绕着阀套56的减小直径的前方部份60而连接到纵长孔16处。于是，熔体流动穿过第一流体通道74，围绕着阀套56的前方部份60并穿过绕口20进入模腔22。

第二流体通道82从注嘴侧面上的进口84穿过注嘴10而延伸到达绕口20。在此实施例中，第二流体通道82接纳从被控供应源穿过空气管86来的压力空气，但在其它应用中，它可接纳由注射缸供应的压力熔体。正如图4中最能清楚地见到的那样，第二流体通道82向内延伸而在一位置与纵长孔16连接，该位置与穿过阀套56并且当阀套56和阀栓64两者处於开启位置时围绕着阀栓64的减小直径的前方部份70的开口88对齐。

根据预定的浇注循环，通过根据本发明的驱动机构，在其缩回开启位置和向前关闭位置之间阀套56和阀栓64被转动并轴向往复运动。该驱动机构现在予以详述。正如现有技术中已知的那样，浇注循环的定时是被电控制的并且对於不同的特殊应用是能被调节的。用於往阀套56的驱动机构包括用螺钉94安装在注嘴10上的液力缸92中的双作用活塞90。正如图2中最能清楚地见到的那样，活塞90驱动齿条96，齿条96具有与围绕着阀套56的直齿100相啮合的齿98。驱动机构还包括固定的面朝里进入纵长孔16且与绕着阀套56的配合螺纹104相啮合的螺纹半螺母102。于是，当活塞90驱动齿条96时，齿条转动阀套56，用固定的半螺母102啮合螺旋螺纹104产生了相应的阀套56的轴向移动。第一线型位置转换器106具有可移动的杆108，该杆与齿条96连接以使之移动，并且具有一安装在缸92上的固定的指示部件110。转换器106产生一个用於精确控制活塞90的移动使之交替在相反方向驱动齿条96的信号，於是，在根据浇注循环的缩回开启位置和向前关闭位置之间的阀套56轴向运动被非常精确控制。这种精确控制以及由于这种驱动机构需要的力的减小使由于阀套56重复位于浇口20中而形成的磨损最小。

用於往复阀栓64的驱动机构与图2所示的十分相似。它也包括用螺钉116装在注嘴10上的液力缸114中的双作用活塞112。活塞112驱动具有与连续用围绕阀栓64的直齿122相啮合的齿120的齿条118。阀栓驱动机构还包括面朝里进入纵长孔16中以啮合在阀栓64上螺旋延伸的配合螺纹126的螺纹半螺母124。液力驱动活塞112驱动齿条118，齿条转动阀栓。由于半螺母124与螺旋螺纹126啮合导致阀栓64相应的轴向移动。第二线型位置转换器128具有与齿条118连接以使其移动的可动杆130，并且，一固定的指示部件132安装在缸128上。当啮条118移动时，第二转换器128产生一信号，该信号用来根据浇注循环精确地控制活塞112的移动以使之交替反方向驱动齿条118。这又精确地控制着阀栓64在缩回开启位置和向前关闭位置之间轴向往复运动。这种精确的控制以及由于这种转动的轴向驱动机构要求的力的减小，同样可使重复置于阀套56中的阀栓64的磨损最小。尽管本实施例中的半螺母102，124向内延伸而与螺旋螺纹104、126啮合，半螺母102，124亦可由其它齿结构或螺纹结构代替，或者半螺母102，124的位置与螺纹104，126的位置可被对换。在另一实施例中，围绕阀栓的螺旋螺纹126与阀套64的内径62上的齿或螺纹啮合而非与半螺母124啮合以便产生轴向运动。在其它实施例中，各种不同的蜗轮装置能被用来使用阀件56、64能转动地同时能轴向地往复。此外，活塞90可用气动驱动而非液力驱动。

在使用中，系统或装置按图所示组装，并且电能用到加热元件32和热板36上以便加热注嘴10使之达到预定的工作温度。加在活塞90，112上的液动压力及加在空气管86上的压力空气或气体被控制地与模注机相连通，其中该模注机根据预定的、由普通阀和定时循环(未示出)浇注循环提供加压的溶体。在液动压力已作用到活塞90上以便将阀套56从图1所示向前关闭位置拉回到图3所示缩回开启位置之后，模注机将热的受压力塑料熔体注射。熔体流过第一流体通道74，环绕缩回的阀套56的减小直径的前方部份60，并穿过浇口20进入模腔22。经过短暂的预定量熔体进入模腔22的一段时间后，液动压力施加到活塞112上以使阀栓64从图3所示关闭位置到达图4所示开启位置。来自空气管86的压力空气流过第二流体通道82，环绕阀栓64的减小直径的前方部份70，经过阀套的锥形前端58和浇口进入模腔22。压力空气以使被来自第一流体通道74的熔体围绕着的中心流134的形态从阀套前端50流出。这就产生了一个熔体空囊，该空囊膨胀直至其全部贴模腔22的侧壁。压力空气被释放，然后相反地对活塞90施加液动压力以驱动阀套56向前到关闭位置，在此关闭位置阀套的锥形前端58位于浇口20中。然后释放熔体注射压力，经过一短暂的冷却期后，加到活塞112上的液动压力反向驱动阀栓64向前到达图1所示关闭位置，在此关闭位置阀栓锥形前端68位于在阀套的锥形前端58中，如现有技术中已知的那样，用往复进入模具14中的空心针136来刺透空心件而释放模腔22中的压力空气。然后模具14沿着分离线135打开，取出空心模制产品，取出之后，关闭模具并根据模腔尺寸和模注材料的类型而定的频率继续重复循环。此外，为改善浇口开启的控制，转动的阀件56，64具有的优点是扭转运动减少了由于侵蚀材料或过热而造成卡夹的机率。

尽管本发明结合实施例作了说明，然而很显然本技术领域的技术人员可在下述权利要求及不脱离本发明的范围内作出改进。

Claims (8)

1、一种阀控热浇口模注装置，该装置具有装在模具中的注嘴，注嘴具有连通模具至模腔间浇口的纵长孔，第一和第二间隔开的流体通道输送第一和第二流体从第一和第二流体供应源穿过注嘴到达浇口，一长的空心阀套装在注嘴的纵长孔中，阀套在第一流体通道开启的缩回位置和第一流体通道关闭的向前位置之间於纵长孔中轴向能往复运动，长的阀栓装在空心阀套中，阀栓在第二流体通道开启的缩回位置和第二流体通道关闭的向前位置之间於阀套中轴向能往复运动，其特征是，该装置包括：

(a)第一驱动机构，该第一驱动机构根据预定的循环在缩回开启位置和向前关闭位置之间可转动并可轴向地往复阀套；

(b)第二驱动机构，该第二驱动机构根据预定的循环在缩回开启位置和向前关闭位置之间可转动并可轴向地往复阀栓。

2、如权利要求1所述模注装置，其特征是，到模腔的浇口是与注嘴中的纵长孔对齐的，一空心注嘴密封件围绕浇口延伸以便於模具和注嘴之间形成空气间隙，并且，第一和第二流体通道从注嘴到浇口穿过注嘴密封件延伸。

3、如权利要求2所述模注装置，其特征是，阀套具有前端，该前端在阀套位於向前关闭位置时位于浇口中，并且具有邻接前端处外直径减小的前方部份，当阀套处在缩回开启位置时，第一流体通道围绕着阀套的前方部份延伸穿过注嘴密封件到达浇口，其中阀栓具有前端，该前端在阀栓位於向前关闭位置时，位于阀套中，并且具有一邻接前端处外径减小的前方部份，当阀栓处在缩回开启位置时，第二流体通道围绕着阀栓的前方部份延伸穿过阀套到达浇口。

4、如权利要求3所述模注装置，其特征是，注嘴密封件位于模具中并具有一延伸穿过模具到模腔的前端，其中，浇口延伸穿过注嘴密封到模腔。

5、如权利要求4所述模注装置，其特征是，第一驱动机构包括：

(i)安装在注嘴上与围绕阀套的第一直齿啮合的第一齿条，与第一齿条连接以便在相反方向交替驱动它的第一动力装置，其中阀套在相反方向交替转动；

(ii)位於阀套和注嘴之一上的第一固定齿装置与位於阀套和注嘴之另一个上的第一螺纹装置啮合，第一齿条形成的阀套转动产生相应的阀套的轴向移动以使之根据预定的循环在缩回开启位置和向前关闭位置之间轴向往复阀套；

其中第二驱动机构包括：

(iii)位於注嘴上的第二齿条与围绕阀栓的第二直齿啮合，在相反方向交替驱动第二齿条的第二动力装置，其中，阀栓在相反方向被交替转动；

(iv)位於阀栓和注嘴之一上的第二固定齿装置与位於阀栓和注嘴之另一个上的第二螺纹装置啮合，其中，第二齿条形成的阀栓的转动产生相应的阀栓的轴向移动以使之根据预定的循环在缩回开启位置和向前关闭位置之间轴向往复阀栓。

6、如权利要求5所述模注装置，其特征是，连接着并驱动第一齿条的第一动力装置的运行受来自第一转换器的第一信号的精确控制，第一转换器安装在第一驱动机构上以产生根据第一齿条位置的第一信号；

其中连接着并驱动第二齿条的第二动力装置受来自第二转换器的第二信号的精确控制，第二转换器安装在第二驱动机构上以产生根据第二齿条位置的第二信号。

7、如权利要求6所述模注装置，其特征是，第一固定齿装置面向里进入注嘴中的纵长孔而与连续围绕阀套的第一螺纹装置啮合，并且其中阀栓具有从阀套向后延伸的后部，第二固定齿装置面向里进入注嘴中的纵长孔中而与连续回绕阀栓后部的第二螺纹装置啮合。

8、如权利要求7所述模注装置，其特征是，第一第二固定齿装置是分别与第一和第二螺纹装置啮合的装在注嘴中的螺纹半螺母。