CN104507658A - 具有主动阀销脱开的注射成型装置 - Google Patents
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Abstract
一种热流道注射成型装置(10)包括:热流道喷嘴(20);可移动框架(30),其可以在至少两个位置之间相对于若干模制腔(24)移动,每个腔具有模具浇口(27)。与热流道喷嘴(20)相关联的阀销(32)单个地借助可解耦的连接器(36、60)耦合到可移动框架(30)上。与阀销相关联的脱开装置(40)被致动,以使任何相关的阀销(32)从可移动框架(30)中脱开。控制系统(52)被用来致动脱开装置(40)。在一些情况下,堵塞元件(42)也被致动,以将任何阀销锁定在模具浇口处或者靠近模具浇口。控制系统(52)还被用来操作堵塞元件(42)。脱开装置(40)和堵塞元件(42)可以相同或者不同。
Description
本申请要求2012年7月12日提交的美国临时专利申请No.61/671,096的优先权,该申请的内容在这里全部引入以作参考。
技术领域
本申请涉及一种注射成型装置和一种注射成型的方法。尤其地,本申请涉及具有阀销的热流道装置以及使用这些装置来进行注射成型的方法,该阀销可借助由执行机构所致动的板进行移动。
背景技术
使用关联到可移动的共用板上的阀销的这样一种热流道系统是已知的,其中该共用板由执行机构来致动。参照US20090100962。
在许多情况下,需要从可移动板中脱开或者解耦一个或者多个阀销。参照US7722351、US20110304075、US8100689、US201100181。
在许多情况下,需要防止一个或者多个阀销移离开一个或者多个模具浇口。参照US7988445。
包括上述专利在内的现有技术具有许多局限性和缺点。现有技术使用了反应装置来解耦/脱开/堵塞着阀销,这些阀销只在已经存在问题之后进行操作。
有需要进一步改善和简化所述解耦和堵塞装置,其与使用致动板的阀浇口热流道系统相关联。
还进一步地需要来防止这样的情况,即阀销从致动的板中没有被合适地解耦、解耦太晚或者不必要地解耦。
还进一步地需要来防止这样的情况,即阀销从致动的板中没有被合适地堵塞、太晚堵塞或者不必要地堵塞。
还进一步地需要来提供改进型的装置和方法,其同时执行所选择的阀销的解耦和堵塞两种功能。
发明内容
本发明涉及一种热流道注射成型装置,其中与热流道喷嘴相关联的阀销借助可解耦的连接器单个地关联到可移动框架。与阀销相关联的脱开装置被致动,以使任何相关的阀销从可移动框架上解耦。控制系统被用来对脱开装置进行致动。此外,堵塞元件可以被用来与阀销相关联,从而把任何阀销固定在浇口附近的锁定位置。控制系统还被用来对堵塞元件进行致动。在一些实施例中,脱开装置和堵塞元件是相同的。在一些实施例中,脱开装置和堵塞元件是不同的。
在本发明的一个实施例中,热流道注射成型装置包括热流道喷嘴和可移动框架,该可移动框架可以在至少两个位置之间相对于若干模制腔进行移动,每个模制腔具有模具浇口。与热流道喷嘴相关联的阀销借助可解耦的连接器单个地关联到可移动框架上。与阀销相关联的脱开装置被致动,以使任何相关联的阀销与可移动的框架相脱开。控制系统用来致动该脱开装置。
在本发明的实施例中,堵塞元件进一步地且又被致动,以将任何阀销锁定在模具浇口处或者靠近阀浇口。控制系统进一步被用来操作堵塞元件。
本发明的实施例描述了使用脱开装置来进行注射成型的方法。
本发明的实施例描述了使用堵塞元件来进行注射成型的方法。
附图说明
仅通过示例的方式参照附图,在附图中:
图1是根据本发明实施例的注射成型装置的正视图;
图1a是本发明实施例的注射成型装置的正视图;
图2a和2b示出了利用空气或者流体致动的活塞使阀销从图1所示的装置中进行解耦和堵塞;
图3a、3b和3c示出了利用弹簧致动的活塞使阀销从图1所示的装置中进行解耦和堵塞;
图4a、4b示出了利用单独的解耦和堵塞元件使阀销从图1所示的装置进行解耦和堵塞;
图5是包括若干控制器在内的注射成型装置的示意图;
图6a、6b示出了利用加热器元件使阀销从图1所示的装置进行解耦。
具体实施方式
在说明书和权利要求书中,在部件中使用冠词“一”不是用来排除在一些实施例中包括若干元件的可能性。在说明书和权利要求书中的至少一些情况下,对本领域普通技术人员来说显而易见的是,至少一些实施例包括若干元件是可能的。
参照图1,该图1示出了热流道注射成型装置10的一部分。成型装置10包括:注射歧管12,其具有入口熔化通道14,该通道14容纳来自注射桶16的熔化物料(例如树脂);以及若干输出熔化通道18,其流体连通到入口熔化通道14且位于其下游。
成型装置10还包括与歧管输出熔化通道18相关联的若干热流道喷嘴20。每个喷嘴20包括喷嘴本体22,该喷嘴本体22把熔化物料从一个输出熔化通道18中输送到模制板25内的模制腔24。每个模制腔24具有与之相关联的模具浇口27(及在一些情况下,若干模具浇口与每个模制腔24相关联)。每个喷嘴还包括:喷嘴加热器26,用于加热喷嘴本体22内的熔化物料;和任选地一个或者多个热电偶28,用于探测喷嘴本体22内的熔化物料的温度和喷嘴本体22的温度。喷嘴本体22可以由一个或者多个零件来形成,如现有技术中所公开的那样。
可移动的板或者框架30设置在歧管12的顶部上,并且可以借助框架致动机构31(例如液压致动的活塞)在至少两个位置之间相对于模制腔24进行移动,这两个位置包括图2A所示的浇口关闭位置和图2B所示的浇口打开位置。
若干阀销32与热流道喷嘴20相关联(其中每个喷嘴20具有一个阀销32通过其中),以及借助可移动的框架30在至少两个位置之间相对于模具浇口27来移动(这两个位置包括浇口关闭和浇口打开位置),从而控制通过歧管和热流道喷嘴20注射到每个模制腔24中的熔化物料量。
一旦发生情况,每个阀销32可以从可移动框架30上脱离耦合。此外,当板32与所选择的阀销32一起可移动时,每个阀销32可以从可移动框架32上脱离耦合,并且也相对于喷嘴20和模具浇口27被堵塞。这涉及这样的情况,即需要脱离耦合和堵塞所选择的阀销32或者多个阀销32。
在一些实施例中,阀销32在脱离耦合时在浇口关闭位置处保持静止,而与可移动框架30的位置无关,同时也不需要堵塞元件42。
每个阀销32借助阀销捕获机构34独立地在可移动框架30中保持处于接合的合适位置,其中该阀销捕获机构34也可以称为可解耦的连接器。在一些附图中所示的实施例中,捕获机构34例如包括一个或者多个球柱塞36,该球柱塞36接合着相关联阀销32中的对应掣子38。可伸入到阀销中并且把阀销紧固至可移动框架34的其它元件可以用作捕获机构。
若干脱开机构40(参见图1-1A-2A-3B)也可以称为脱开装置,被设置在分开的板(未示出)中,该板位于可移动框架30上方,其中每个脱开机构40可操作地关联到阀销32,并且可以进行单独控制以控制阀销32与可移动框架30的接合。由元件136-148-150所形成的脱开机构也可以关联到可移动框架34上,如图4a和4b所示那样。
在图2A-3B所示的实施例中,脱开装置40可操作来有选择性地驱动阀销32从接合(耦合)位置到脱开(解耦)位置。每个脱开机构40包括可从被动位置(示出在图2B的左手侧)向主动位置(示出在图2B的右手侧)移动的堵塞元件42,其中当框架30相对于相应的模具浇口27从一个位置移动到下一个位置时,其防止阀销32从浇口关闭位置移出。
可以看到,当致动阀销32到达脱开位置时,堵塞元件42可以邻接着或抵靠着阀销32,但是堵塞元件42不必固定地关联到阀32上。
每个脱开机构40还包括将堵塞元件42从被动位置驱动至主动位置的致动机构44。例如,在图2A和2B所示的实施例中,堵塞元件42是活塞,其可以密封着室46的侧壁(所述活塞在该室46内移动),并且致动机构44把加压的流体(气体或者液体)引入到室46的一端内,从而朝向室46的另一端驱动活塞。
作为选择,如图3a和3b所示那样,致动机构44可以包括弹簧48和弹簧保持或者堵塞元件50(例如螺线管),其中该弹簧保持或者堵塞元件50把弹簧48保持在能量储存状态(例如压缩状态)。为了把堵塞元件42驱动到主动位置,因此弹簧保持件50可以被收回(例如螺线管可以缩回),因此允许弹簧48接合堵塞元件42并且朝向主动位置驱动它。
弹簧48也称为活塞推压件。脱开机构40还包括活塞推压件锁定件(例如弹簧保持件50),该锁定件在锁定位置和释放位置之间可移动,其中在该锁定位置,活塞推压件锁定件防止活塞推压件把活塞驱动到主动位置,而在释放位置,活塞锁定件允许活塞推压件把活塞驱动到释放位置。
控制系统52被设置来协助控制成型装置10的操作。控制系统52可以包括一个控制器或者多个控制器,当需要时,该多个控制器相互连通或通讯。控制系统52可操作地关联到脱开机构40上并且可以选择性地、单独地把每个堵塞元件42驱动到主动位置。因此,控制系统52可以被用来控制每个阀销32是否与可移动框架30相接合或者脱开。控制系统52可以被构造来允许成型装置10的操作者通过操作接口(未示出)选择性地脱开任何所选择的阀销32,该操作接口可以包括例如每个阀销32的按钮(例如接触屏上的虚拟按钮或者面板上的物理按钮)。例如,在检查成型零件时,操作者可以决定与坏零件相对应地特定模制腔27中的那一阀销32是否负面地影响了零件的形状或者其它特性。然后,操作者可以通过控制系统50把命令输送来脱开那个阀销32。应该注意到,可以在注射成型装置处于操作中(即在成型循环期间)使得阀销32进行脱开。
此外或者作为选择,控制系统52可以从一个或者多个传感器中接收信号,以探测通常涉及每个模制腔24的操作参数(例如,该一个或者多个传感器可以被构造来收集在填充每个模制腔24期间的处理数据)。在一个实施例中,这些传感器与若干脱开机构40相关联,并且处理数据直接或者间接地影响阀销32相对于模具浇口27的移动。这些传感器可以把信号输出到脱开机构40中,其中在那里,借助来自传感器的输出信号,至少一个脱开机构40的至少一个堵塞元件42可移动到主动位置,从而防止与至少一个脱开机构40相关联的至少一个阀销32移动,同时借助框架30相对于模具浇口27移动其它阀销32。
在一些实施例中,控制系统52可以包括注射成型系统控制器54、热流道装置控制器56,和任选地外部控制器58,例如iPad或者类似便携式数字小型计算装置。
在一些实施例中,控制系统包括界面,其中该装置的操作者可通过该界面来操作控制系统52,以便能够从可移动框架处脱开任何所选择的阀销。
在这些实施例中(或者在不允许操作者通过控制系统52来脱开阀销的一些实施例中),控制系统52根据传感器来控制阀销的解耦。若干传感器被设置来在填充每个模制腔的填充期间把处理数据输送到控制器。控制系统52所使用的处理数据可以包括从以下一组数据中所选择的至少一种数据:温度、压力、摩擦力和应力。在一些实施例中,传感器提供了这一数据。尤其地,传感器可以被构造来探测从以下一组数据中所选择的至少一种数据:每个喷嘴中的熔化温度、每个喷嘴中的熔化压力、施加在熔化体和每个喷嘴之间的摩擦力、和来自熔化流的每个喷嘴中的应力。
这些传感器还可以把与阀销位置有关的信息发送到控制系统52。例如,在球柱塞被用来将阀销32耦合到可移动框架30上的实施例中,可以设置一些开关,其中在球从阀销32上的掣子中缩回时这些开关被致动,进而表明阀销32与框架30相退耦,这表明阀销32处于浇口关闭位置。作为选择或者附加地,开关可以被设置成在堵塞元件64到达主动和/或被动位置时发出信号,也有助于指示阀销32的位置。在这些实施例中,控制系统可以输出有关每个阀销32位置的信息(例如把信息输出给操作者)。
在一个实施例中,传感器可以包括一个或者多个热电偶28,以及尤其地热电偶28被设置来探测熔化物料在每个模具浇口27处的温度。如果例如控制系统52确定熔化物料在特别的浇口27处的温度如此冷、以致具有相关的阀销32被粘住的危险时,控制系统52可以致动相关的脱开机构40,从而把堵塞元件42驱动到主动位置,进而在可移动框架30缩回到浇口打开位置时,防止阀销32从浇口关闭位置缩回。
在一些实施例中,例如在图4a和4b所示的实施例中,解耦件136和堵塞元件142是独立的元件,以及它们耦合到可移动框架34上。当来自控制器52的解耦命令例如被发送到与图2A和2B中的活塞42相类似的活塞(42)中时,活塞(42)不会堵塞着阀销32,但是刚好仅会使它们从接合状态中推开。在这种情况下,堵塞元件142借助弹簧140在堵塞位置被推动,从而滑动经过销31并且堵塞它们。图4a和4b的元件136和148等同于图1的元件36和38。元件150是小活塞。
在与图4a和4b相类似、但没有被示出的另一个实施例中,加热器元件(如图6a和6b所示那样)可以连接到小活塞150上,并且用来熔化球136或者使球136变形。根据传感器信息或者如操作者所需要的那样通过控制器52所发送的信号,这提供了解耦功能。在这种情况下,堵塞元件142借助弹簧140在堵塞位置被推压,从而滑动经过销31并且堵塞它们。在这种情况下,不需要活塞42实现解耦功能或者堵塞功能。
在一些实施例中,图6a和6b所示的加热器元件184设置成解耦连接器。加热器元件给可熔化的连接器182提供足够的热量,该连接器182把阀销关联到可移动框架32上。控制器52提供加热命令给任何单个的加热器元件184,以及其结果是在需要时,阀销可以从框架上脱开。可以进一步设置堵塞元件,例如图2a和4a所示那样。
在一些实施例中,未示出的电磁体设置成可解耦的连接器。电磁体可以设置在可移动框架上,并且通过磁力可与阀销32上的磁吸引元件(例如永磁体、铁磁件或者亚铁磁件或者类似元件)相接合。控制系统52控制向电磁体的供电,从而控制电磁体与阀销32上的磁吸引件的磁力接合。
控制系统52可以包括一个或者多个控制器,如上述那样,但是作为选择,其可以包括每个阀销32所用的包括开关在内的简单电路,该开关连接到传感器例如热电偶。当由热电偶探测到的温度下降到低于所选择的值时,开关可以关闭,从而给活塞推压件锁定螺线管供电,由此使它们缩回并且允许活塞50被向下驱动(在图3a和3b所示的视图中),从而产生阀销32与可移动框架30的堵塞(及由此处脱开)。
应该知道的是,在一些实施例中,脱开机构包括可主动控制的、可解耦的连接器(例如未示出的电磁体),并且可以任选地进一步包括堵塞元件(例如零件50)。尽管对于某些情况而言堵塞元件可以不需要(例如在阀销32借助凝固熔液而粘在浇口关闭位置的情况),但是在其它情况下堵塞元件是有利的(例如,在阀销被损坏并且可以不被凝固熔液牢牢地保持的情况下)。在其它实施例中,脱开机构包括被动解耦连接器(例如球柱塞)和堵塞元件(例如零件50)。
在另一个方面,本发明还包括一种控制热流道注射成型装置10的操作的方法,该成型装置10包括若干热流道喷嘴20,其通过若干模具浇口27与若干模制腔24相连通,该方法包括:
a)执行若干成型循环,其中在这些循环中:
i)保持着若干阀销32的可移动框架30从浇口关闭位置移动到浇口打开位置,其中在浇口关闭位置,阀销32堵塞着模具浇口27从而防止熔化物料流入到模制腔中,而在浇口打开位置,阀销32从模具浇口27缩回从而允许熔化物料进入到模制腔24中;
ii)在步骤i)之后,熔化物料被驱动通过热流道喷嘴20进入到若干模制腔24中,以及
iii)在步骤ii)之后,可移动框架30从浇口打开位置移动到浇口关闭位置;
在步骤a)期间,接收从若干传感器28到控制系统的处理数据,以及
c)根据所接收的处理数据,使用控制系统52开从可移动框架中脱开至少一个阀销,并且防止至少一个阀销32从至少一个模具浇口27中缩回。
步骤c)可以进一步包括阻止至少一个阀销32进行运动,从而防止至少一个阀销32从至少一个模具浇口27中缩回。
在一些实施例中,步骤c)可以经由注射成型装置的操作者通过与控制系统52的使用界面来人工地实现。
在一些实施例中,借助控制系统52来自动地实现步骤c)。
如在本公开内容和所有附图中所述那样,本发明公开了在阀销32被锁定在喷嘴20中的情况下,由于喷嘴中的熔化物料变得太冷或者太粘的处理条件,阀销32从可移动框架30中脱开。
控制器52根据来自传感器或者来自操作者的信息提供了解耦命令。
附加的阀销堵塞装置40、140可以进一步被致动,从而把阀销固定在永久静止的位置。控制器52根据来自传感器或者操作者的信息来提供命令。
本发明还公开了,在阀销32或者浇口由于处理条件(例如过度磨损)而被损坏的情况下、或者当一些腔没有合适地填充、或者一些成型零件具有缺陷时,阀销32从可移动框架30进行解耦和堵塞。控制器52根据来自传感器或者操作者的信息提供了解耦命令。此外,堵塞装置被致动,以将阀销紧固在可靠的静止位置。根据来自视觉检查、传感器或者来自操作者的信息,控制器52提供命令。
上述实施例只旨在示例,并且本领域普通技术人员可以对这些实施例进行改变和改进。
Claims (23)
1.一种热流道注射成型装置(10),其包括:
注射歧管(12),其具有入口熔化通道(14)和若干出口熔化通道(18);
若干热流道喷嘴(20),其与注射歧管的若干输出熔化通道(18)相关联;
可移动框架(30),其设置成邻近歧管(12),且可在至少两个位置之间、相对于若干模制腔(24)移动,每个模制腔具有模具浇口(27);
若干阀销(32),其与若干热流道喷嘴(20)相关联,其中借助可解耦的连接器(36、60),每个阀销(32)可耦合到可移动框架(30),其中当耦合到可运动框架(30)时,阀销(32)借助可移动框架(30)可在至少两个位置之间、相对于模具浇口(27)位移,从而控制通过歧管和热流道喷嘴(20)被注射到每个模制腔(24)中的熔化物料量;
若干脱开装置(40),其与阀销相关联,其中每个脱开装置(40)可操作以使相关联的一个阀销(32)从可移动框架(30)处脱开;以及
控制系统(52),其可操作以控制脱开装置(40)的操作。
2.如权利要求1所述的注射成型装置,其特征在于,每个脱开装置(40)包括堵塞元件(42),其中当可移动框架(30)从一个位置移动到另一个位置时,所述堵塞元件(42)能够选择性地从被动位置移动到主动位置,其中在该主动位置时堵塞元件(42)防止一个阀销(32)移离浇口关闭位置;以及,控制系统(52)可操作来实现每个堵塞元件(42)选择性地运动到主动位置。
3.如权利要求1所述的注射成型装置,其特征在于,控制系统可由操作者来操作,从而使任何所选择的阀销从可移动框架中解耦。
4.如权利要求1所述的注射成型装置,其特征在于,控制系统输出了阀销位置相关的信息。
5.如权利要求1所述的注射成型装置,其特征在于,还包括若干传感器,其被定位成在每个模制腔的填充期间将处理数据输送到控制器中,其中控制系统根据来自传感器的信号来控制每个阀销的解耦。
6.如权利要求5所述的注射成型装置,其特征在于,处理数据包括从以下一组数据中所选取的至少一种数据:温度、压力、摩擦力和应力。
7.如权利要求5所述的注射成型装置,其特征在于,传感器被构造来探测从以下一组数据中所选择的至少一种数据:温度、压力、摩擦力和应力。
8.如权利要求5所述的注射成型装置,其特征在于,传感器被构造来探测从以下一组数据中所选择出的至少一种数据:每个喷嘴中的熔化物料的温度、每个喷嘴中的熔化物料的压力、施加在熔化物料和每个喷嘴之间的摩擦力、和由熔化流施加到每个喷嘴上的应力。
9.如权利要求2所述的注射成型装置,其特征在于,堵塞元件包括流体致动的活塞。
10.如权利要求2所述的注射成型装置,其特征在于,堵塞元件是一活塞,其借助一活塞推压件被推压向主动位置,其中脱开装置还包括活塞推压件锁定件,其可在锁定位置和释放位置之间移动;其中,在该锁定位置,活塞锁定件防止活塞推压件将活塞驱动到主动位置,而在释放位置,活塞锁定件允许活塞推压件将活塞驱动至释放位置。
11.如权利要求1所述的注射成型装置,其特征在于,活塞推压件锁定件包括螺线管。
12.如权利要求1所述的注射成型装置,其特征在于,活塞推压件锁定件包括若干螺线管。
13.如权利要求1所述的注射成型装置,其特征在于,可解耦的连接器包括球柱塞,其被定位在可移动框架和相关阀销中的其中一个上,并能够与可移动框架和相关阀销中的另一个上的掣子相接合。
14.如权利要求1所述的注射成型装置,其特征在于,该若干传感器包括图像传感器。
15.如权利要求1所述的注射成型装置,其特征在于,可解耦的连接器包括致动器,其可借助控制系统在缩回位置和前进位置之间进行移动,其中在缩回位置,致动器从相关的阀销处缩回,而在前进位置,致动器前进成与相关的阀销进行锁定接合。
16.如权利要求15所述的注射成型装置,其特征在于,致动器是线性螺线管。
17.如权利要求16所述的注射成型装置,其特征在于,每个解耦连接器是位于可移动框架上的电磁体,并且可与阀销上的磁吸引元件进行磁力接合,其中控制系统控制着到电磁体中的供电,从而控制着电磁体与阀销上的磁吸引元件的磁力接合。
18.一种控制热流道注射成型装置的操作的方法,该成型装置包括若干热流道喷嘴,其通过若干模具浇口而与若干模制腔相连通,该方法包括:
a)执行若干成型循环,其中在这些循环中:
i)保持着若干阀销的可移动框架被从浇口关闭位置移动到浇口打开位置,其中在浇口关闭位置,阀销堵塞着模具浇口、从而防止熔化物料流入到模制腔中,而在浇口打开位置,阀销从模具浇口缩回、从而允许熔化物料进入到模制腔中;
ii)在步骤i)之后,熔化物料被驱动流过热流道喷嘴进入到若干模制腔中,以及
iii)在步骤ii)之后,可移动框架从浇口打开位置移动到浇口关闭位置;
b)响应于由相关控制器所提供的命令,使至少一个阀销从可移动框架中脱开。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于,步骤b)还包括阻止该至少一个阀销进行移动,从而防止至少一个阀销从至少一个模具浇口中缩回。
20.如权利要求18所述的方法,其特征在于,借助注射成型装置的操作者利用控制系统、经由用户界面来人工地实现步骤b)。
21.如权利要求18所述的方法,其特征在于,借助控制系统来自动地实现步骤b)。
22.一种热流道注射成型装置(10),其包括:
若干热流道喷嘴(20);
可移动框架(30);
若干阀销(32),其可借助可解耦的连接器(36、60)耦合到可移动框架(30)上;
若干脱开装置(40),其与阀销相关联,其中每个脱开装置(40)可操作以使相关的其中一个阀销(32)从可移动框架(30)处脱开;
控制系统(52),其可操作以控制脱开装置(40)的操作。
23.一种热流道注射成型装置(10),其包括:
若干热流道喷嘴(20);
可移动框架(30);
若干阀销(32),其可借助可解耦的连接器(36、60)耦合到可移动框架(30)上;
若干脱开装置(40),其与阀销相关联,其中每个脱开装置(40)可操作以使相关的其中一个阀销(32)从可移动框架(30)解耦;
若干堵塞元件(42),其防止所选择的阀销在从框架处脱开之后进行运动,
控制系统(52),其可操作来控制脱开装置(40)的操作。
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