CN110271150A - 用于塑料材料的注射成型的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于塑料材料的注射成型的设备，其包括：包含至少一个板（6）的模具、流体塑料材料的热流道分配器（1）、至少一个注射器（2）以及用于控制注射器的打开和关闭的致动器（3），该致动器（3）由分配器（1）支撑并且该致动器（3）的冷却借助于与板（6）的热交换接触而被执行。提供用于千斤顶致动器（3）的冷却，提供由导热材料制成的至少一个主体（7），该至少一个主体（7）以可轴向滑动的方式至少部分地围绕致动器（3）并且该至少一个主体（7）借助于磁性力和/或流体推力和/或电驱动力而被维持在与板（6）的热交换接触中。

Description

用于塑料材料的注射成型的设备
技术领域
本发明涉及用于塑料材料的注射成型的设备，该类型的设备包括具有腔体并包含至少一个板的模具、流体塑料材料的热流道（hot runner）分配器、用于将塑料材料从分配器引入到模具腔体中的至少一个注射器以及用于控制注射器的打开和关闭的致动器。
更具体地，本发明涉及这样制造的成型设备，其中，致动注射器的致动器由分配器支撑的流体千斤顶或电动马达构成，该致动器通常设置有在注射器的完全关闭位置和最大打开位置之间可轴向位移的阀销。
背景技术
在成型设备的操作期间，无论是气动的还是液压的还是电动的致动器都借助于分配器的热量经受加热，并且致动器常规地借助于自发冷却液压回路而被冷却。在一些应用中，甚至以模具的高温为特征，出现了如下期望：特别是在流体千斤顶的情况下，致动器没有冷却回路，从而进一步简化成型设备。然而，液压千斤顶的热量必须被消散，并且为此目的提出了如下解决方案：液压千斤顶的冷却借助于与上述至少一个模具板的热交换而发生。关于这一点，应该观察到，术语“模具板”被用于在说明书和所附的权利要求中表示所谓的模具夹紧板，作为整体或与其部件有关，因为，模具板可以由几个相邻的板、压模（die）（即模具的固定部件）、分配器的板以及注射设备的压力机的平面组成。
流体千斤顶的冷却借助于与设备的金属板的热交换而发生的解决方案例如由以下文献公开：代表Mold Masters的文献WO-2009/052611和代表Synventive MoldingSolutions的文献WO-2011/119791和US-2014041192、US-8349244、US-8562336、US-8728378、EP-2550144、EP-2631059、WO-2015/183332、US-9682504、US-2017/0246784、EP-3240666、US-2016/0361856、WO-2016/153608、WO-2016/153632、WO-2016/153703、WO-2016/153704和WO-2016/153705。
在所有这些现有技术解决方案中提供了一种弹性推力构件，通常由金属弹簧组成或包括金属弹簧，该金属弹簧被插置在液压千斤顶的缸体和板之间，目的是保证热交换接触，而不管直接或间接地支撑液压千斤顶的热流道的热膨胀现象。现有技术还认为塑性推力构件的使用是必要的，以便不必要求模具板（致动器的缸体必须被保持在紧靠该模具板的热交换接触处）的高精度加工。
这种弹性构件的使用需要结构复杂化并因此需要相当大的成本，并且由这种弹性构件提供的液压千斤顶和板之间的热交换表面一般是受限的并且因此缺乏效率。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点并且提供用于塑料材料的注射成型的设备，该上面限定的类型的设备允许在致动器和模具板之间以更简单、经济和实用的方式获得有效率的热交换冷却。
为了实现主题目的，本发明的主要和特有特征在于如下事实：为了致动器的冷却，提供由导热材料制成的至少一个主体，该至少一个主体以可轴向滑动的方式至少部分地围绕致动器并且通过来自磁性力、加压流体推力、电驱动力中的至少一个而被保持在与所述至少一个板的热交换接触中。
如果致动器由流体千斤顶组成，这种中空主体方便地具有面向液压千斤顶的缸体并且限定与所述至少一个板接触的平坦表面的径向壁。这种径向壁可以通过磁性吸引力或排斥力，通过加压流体或者通过气动或液压推力，或者仍然通过电驱动力，或者其组合而被限制紧靠板。
本发明适用于致动器被直接地固定到热流道的情况，并且在这种情况下，上述至少一个板可以由模具夹紧板构成或由热流道板构成，或者，本发明适用于致动器能够侧向于热流道被间接地固定到热流道的情况，并且在这种情况下，上述至少一个板由压模板或热流道板组成。替换地，上述至少一个板可以由成型设备的压力机的元件构成。
附图说明
现在将参照附图详细描述本发明，附图仅以非限制性示例的方式提供，其中：
- 图1是根据本发明的用于塑料材料的注射成型的成型设备的一部分的前视立面示意图，
- 图2是图1的侧视立面图，
- 图3是图1的立体图，
- 图4是图2的竖直截面图，
- 图5以放大的比例示出了图4的细节，
- 图6示出了图4的第一变型，
- 图7示出了图4的第二变型，
- 图8以放大的比例示出了图1的细节，
- 图9是示出了图3的变型的立体图，
- 图10是图9的立面图，以及
- 图11示出了图4的另一变型。
具体实施方式
用于塑料材料的注射成型的设备常规地包括用于将流体塑料材料送到分配器或热流道1的压力机（未示出），通过一个或多个注射器将塑料材料从该分配器或热流道1注射到模具腔体（未示出）中。每个注射器包括相对于模具门在完全关闭位置和最大打开位置之间可位移的阀销2。阀销2的位移，以及因此注射器的打开和关闭，通过致动器发生，在本发明的情况下，该致动器由整体用3表示的气动或液压的流体千斤顶组成。替换地，致动器能够由电动马达构成。
液压千斤顶3包括缸体4以及活塞20，阀销2被直接或间接地连接到活塞20，例如如图4、图6和图7中所示。
液压千斤顶3的缸体4由分配器1支撑：在体现在图1至图8中的实施例的情况下，缸体4借助于大体用5表示的固定单元而被直接地固定到分配器1上。替换地，液压千斤顶3的缸体4可以被间接地固定到分配器1，与后者并排，如在下文中参考图9和图10可观察到的。
缸体4没有常规地使用冷却液体的自发冷却回路，并且缸体4的冷却借助于与成型设备的板的热交换接触而发生。这种板可以包括任何模具板，并且特别地，如在图1至8的情况下，由用6表示的夹紧板构成。替换地，在液压千斤顶侧向地布置到热流道1的情况下，这能够是这种板的部件或热流道板（未体现）的部件或模具的压模（未体现）的部件，如在图9和图10的情况下可观察到的。
应该观察到，夹紧板6或其它板（未示出）能够设置有用12表示的液体冷却回路，，或者，夹紧板6或其它板（未示出）能够不设有液体冷却回路。
为了保证液压千斤顶3的缸体4与夹紧板6之间的热交换接触，本发明代替如在现有技术的情况下的推力弹簧构件而至少提供由导热材料制成的主体7，该主体7至少部分地，并且优选地以基本上和几乎完整的周边宽度，围绕缸体4。由导热材料制成的该主体7借助于一个或多个C形侧向带8紧靠缸体4的外部表面可轴向滑动，以用于有限度的行程，该一个或多个C形侧向带8在一端处与缸体4接合，并且在相对端处，接合主体7的槽9中的轴向余隙，如图8中可更好地观察到的。
主体7可以具有大体L形或C形的截面，其中，端部径向壁10面向缸体4的底部板11并且限定与夹紧板6平面接触的平坦表面。用22表示的主体7的侧向壁处于与液压千斤顶3的缸体4的滑动热交换接触中。
底部板11可以由与缸体4的主体分离的元件构成，或者底部板11能够由与缸体4形成的单个件制成。
为了持续地维持主体7的壁10处于与夹紧板6的热交换接触中，本发明提供了不同的替代解决方案，其中，体现在图2至图5中的优选的一个解决方案施加磁性吸引力。为此，面向夹紧板6并与其协作的永磁体13被并入径向壁10中。应该观察到，该布置能够被倒置，或者能够提供磁体13并入夹紧板6中。
如在下文中可观察到的，磁性力也可以是排斥力而不是吸引力。
图6和7示出了两个变型，其中，主体7和夹紧板6之间的热交换接触借助于加压流体而被获得。体现在图6中的解决方案提供了气动推力，该气动推力借助于施加的加压气体发生，该加压气体通过入口14，进入到形成在缸体4的底部板11和主体7的壁10之间的密封室15中。
在图7的情况下，主体7通过液压推力而被限制紧靠夹紧板6，该液压推力由液压流体方便地执行以用于致动液压千斤顶3：为此，密封室15被放置成通过形成在底部板11中的一个或多个门16而与缸体4的内部连通。
在液压千斤顶3以气动方式而不是液压方式致动的情况下，能够提供图7的相同的布置。
根据未体现在附图中的另一替代解决方案，主体7和夹紧板6之间的热交换接触能够借助于电驱动力，或者通过配置成用于推动的电致动器，借助于本领域技术人员所知的传动装置，使横向壁10紧靠板6而获得。
应该观察到，上述各种替代实施例能够彼此组合：使得气动推力、液压推力和电驱动力能够彼此组合和/或与磁性吸引力组合。
如前所述，流体千斤顶3能够侧向于热流道1而被固定到热流道1而不是直接地固定到热流道1上，例如如体现在图9和图10中的。在这种情况下，带有主体7的液压千斤顶3由支撑件17承载，该支撑件17包括用于注射器（在这些图中不可见）的阀销2的致动的机械传动装置。在这种情况下，主体7的径向壁10借助于一个或多个前述替代实施例，使用不同于夹紧板6并且例如由压模板或热流道板（二者均未被体现，因为其对于本领域技术人员是已知的）构成的模具板，而被保持在热交换接触处。
根据未体现在附图中的另一替代实施例，主体7处于紧靠其的热交换接触中的板能够由成型设备的平面或另一元件（磁性的或非磁性的）以及模具与其相关联的相对压力机构成。
在示意性地体现在图11中的本发明的另一变型中，除了主体7（在一侧上使用液压千斤顶3的缸体4并且在另一侧上使用板6而被保持在交换接触中）之外，提供由导热材料制成的辅助元件23，该辅助元件23被保持在紧靠缸体4的底部板11的前部热交换接触处，并且被布置在与主体7的侧向壁22的热交换可滑动侧向接触处。因此，液压千斤顶3的热量消散以甚至更有效率的方式发生。
辅助元件23例如借助于通过永磁体24获得的吸引力而被保持在与底部板11的持续接触处。此外，还能够提供分别由辅助元件23和板6承载的永磁体25、26，并且永磁体25、26配置成获得合适于将主体7的径向壁10压靠板6的磁性排斥力。
如果不存在辅助元件23，则磁体26也能够被直接应用于缸体4的底部板11，并且磁性排斥力也能够与加压流体推力和/或电驱动力组合，如先前所述。
最后，应该观察到，主体7和板6之间的热交换接触不仅能够通过径向壁10获得，而且能够通过侧向壁22获得。该侧向接触能够被直接获得，并且在这种情况下，侧向壁22将被至少部分地插入板6的凹槽或互补座中，或者模具的元件的凹槽或互补座中，或者借助于固定到板的中间元件而被间接地获得。
鉴于上述情况，将清楚的是，本发明能够在成型设备的操作期间以结构简单和经济的方式确保液压千斤顶3的有效率的热量消散。
显然，在不脱离如在所附权利要求中描述的本发明的保护范围的情况下，结构细节和实施例可以相对于已经描述和图示的内容广泛地变化。因此，例如，本发明也应用于注射器的致动器由电动马达而不是流体千斤顶组成的情况。

Claims (21)

1.用于塑料材料的注射成型的设备，包括模具、至少一个板（6）、流体塑料材料的热流道分配器（1）、用于将所述塑料材料从所述分配器（1）注射到所述模具中的至少一个注射器（2）以及用于控制所述注射器（2）的打开和关闭的致动器（3），其中，所述致动器（3）由所述分配器（1）支撑，并且所述致动器（3）的冷却借助于与所述至少一个板（6）的热交换接触而被执行，其特征在于，为了所述致动器（3）的冷却，提供由导热材料制成的至少一个主体（7），所述至少一个主体（7）以能够轴向滑动的方式至少部分地围绕所述致动器（3）并且通过来自磁性力、加压流体推力和电驱动力中的至少一个而被维持在与所述至少一个板（6）的热交换接触中。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述致动器由具有缸体（4）的流体千斤顶（3）组成，其特征在于，所述主体（7）具有面向所述缸体（4）并且限定与所述至少一个板（6）的平面接触表面的径向壁（10）。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述径向壁（10）通过磁性吸引力而被限制紧靠所述至少一个板（6）。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，来自所述径向壁（10）和所述至少一个板（6）中的至少一个包含至少一个永磁体（13）。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述径向壁（10）通过加压流体而被限制紧靠所述至少一个板（6）。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，气动推力室（15）被限定在所述主体（7）和所述缸体（4）之间。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述气动推力室（15）与加压气体供应回路（14）连通。
8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，液压推力室（15）被限定在所述主体（7）和所述缸体（4）之间。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述液压推力室（15）与加压液体供应回路连通。
10.根据权利要求6或权利要求8所述的设备，其特征在于，所述推力室（15）与所述缸体（4）连通。
11.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述径向壁（10）通过电驱动力而被限制紧靠所述至少一个板（6）。
12.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述径向壁（10）通过磁性力、加压流体推力和电驱动力中的至少两个的组合而被限制紧靠所述至少一个板（6）。
13.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述致动器（3）被直接地固定到所述分配器（1），并且所述至少一个板是模具夹紧板（6）或热流道板。
14.根据权利要求1至12中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述致动器（3）侧向于所述分配器（1）被间接地固定到所述分配器（1），并且所述至少一个板是压模板或热流道板。
15.根据权利要求1至12中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述至少一个板是注射设备的元件。
16.根据前述权利要求中一项或多项所述的设备，其特征在于，所述主体（7）包括L形元件。
17.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述主体（7）具有侧向壁（22），所述侧向壁（22）处于与所述液压千斤顶（3）的所述缸体（4）的轴向滑动接触中。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述主体（7）的所述侧向壁（22）至少部分地处于与所述板（6）的热交换接触中。
19.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括由导热材料制成的辅助元件（23），所述辅助元件（23）被保持在紧靠所述致动器（3）的前部热交换接触中并且布置在与所述主体（7）的热交换可滑动侧向接触中。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述辅助元件（23）通过磁性吸引力（24）而被保持在与所述致动器（3）的接触处。
21.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述径向壁（10）通过磁性排斥力（25、26）而被限制紧靠所述至少一个板（6）。
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