CN1487876A - 用于塑料模塑机的计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于塑料模塑机中的计量装置，该塑料模塑机具有型腔(16)、可相对移动的台板(10，12)以及用于将塑料熔融物送入型腔内的装置(26)。该计量装置包括置于进料装置(26)与型腔(16)之间的加热块(22)，具有移动活塞(37)的缸体(34)形成在块(22)中，位于块(22)中的第一通道(28，32)将缸体(34)与进料装置(26)连接起来，第二通道(32，40)将缸体(34)与型腔(16)连接起来，位于通道(28，32，40)中的阀(30)能够使在没有熔融物进入型腔(16)中的情况下通过进料装置(26)对缸体(34)进行填充，并且随后使预期剂量的塑料熔融物在由于活塞(37)的作用而被从缸体(34)中排出时从缸体(34)流向型腔(34)而不会返回至进料装置(26)中。

Description

用于塑料模塑机的计量装置

本发明涉及一种用在塑料注射模塑机中的计量装置。

注射模塑机通常包括具有多个可分离部分的模具，在这些可分离部分之间限定出一个型腔，该型腔具有最终产品的预期形状。在模具被闭合的条件下，熔融的热塑性材料被注射入型腔内，并且在模具中进行固化。随后模具被打开，以允许所制得的产品被顶出，并且模具随后被再次闭合，以允许重复所述循环。

熔融的热塑性材料通过螺杆形成。热塑性原材料以颗粒形式从料斗喂入到螺杆内。随着它们被加热，利用螺杆的旋转运动对颗粒进行压缩，以便形成熔融物。熔融物流入一个腔室内，该腔室位于由螺杆头部形成的活塞前方。当型腔即将被填充时，螺杆轴向运动，以便利用所述活塞在压力作用下通过一个进料门(a feed gate)将熔融物注射入型腔内，所述进料门由一个门阀加以控制。

当以这种方式利用注射成型工艺制取产品时，由于塑料熔融物必需流动至型腔被充满，所以无需任何特殊的计量装置。一旦型腔已经被充满，由于在型腔中形成的回压作用，流动会自动停止。

但是，存在有一些无法依赖回压的场合。取而代之，必须为型腔计量出精确剂量的塑料熔融物。需要对塑性材料进行计量的一种示例是当希望制取一种泡沫产品时。这可以通过注射一种含有气体或者其它发泡介质的热塑性材料来实现，以便使得该塑性材料在模具中发生膨胀，来形成一种开孔泡沫体或者闭孔泡沫体。在这种情况下，所注射的塑性材料的体积远小于型腔的总容积，并且除非进入型腔内的塑料熔融物经过精确计量，否则最终产品中的泡沫密度将大范围发生变化。

无法依赖回压来确定出注射入型腔内的塑料熔融物量的另外一种示例，在共同悬而未决的PCT申请＿＿＿＿(基于2001年1月26日提交的GB 0102026.2)。在后一申请中，在仅利用一个很小的力将保持模具闭合的同时，将一定量的塑性材料注射入该模具内，所述很小的力无法抵抗注射压力。在注射过程中，所注射的塑性材料不会再次遭遇明显的阻力。在所需量的塑性材料已经被注射入模具内之后，型腔被快速并且强有力地缩小至其最小容积，来利用一个类似于锻造处理的动作，迫使塑性材料对型腔进行完全填充。在该工艺中，如果人们为了避免生产出有缺陷的产品，精确地对塑性材料进行计量仍然很重要。

因此，本发明旨在寻求提供一种可以用在注射模塑机中的装置，用以精确地计量出进入型腔内的熔融热塑性材料的剂量。

根据本发明，在此提供了一种用于塑料模塑机中的计量装置，所述塑料模塑机具有一个借助于可相对移动的台板而打开和闭合的型腔，和一个用于将一种塑料熔融物喂入型腔内的装置，该装置包括置于进料装置与型腔之间的加热块(a heated block)，形成于所述块中的缸体(a cylinder)，可往复运动地安装在所述缸体中的活塞，形成于所述块中用于将缸体与进料装置连接起来的第一通道和一条形成于所述块中用于将缸体与型腔连接起来的第二通道，以及位于所述通道中的阀，其用于使得在没有熔融物进入型腔中的情况下，通过所述进料装置首先将预期剂量的塑料熔融物填充至缸体中，并且用于随后使所述预期剂量的塑料熔融物在由于所述活塞的作用而被从缸体中排出时从缸体流向型腔而不会返回至所述进料装置中。

优选的是，利用模塑机中可移动台板的作用来使得缸体中的活塞前移至缸体内，但是也可以利用液压、气动或者电动机械式致动器来对活塞进行操作。

通常，所述阀由滑阀构成，该滑阀具有一个允许仅在缸体与进料装置之间连通的第一位置，和一个允许仅在缸体与型腔之间连通的第二位置。

为了能够对注射入型腔内的塑性材料的量进行精确控制，可以提供一个可调节的挡块来限制所述活塞在缸体中的冲程。

所述活塞最好被设计成直线式往复运动，但是也可以使用能够在弧形凹槽内旋转的叶片。

在带有多个型腔的模具中，公知的是设置一个热流道系统或者歧管，以允许从一根共用进料螺杆对所有的型腔进行填充。但是，常规的流道系统无法与未被填充至它们最大容积的型腔一同使用，因为其需要依赖由满载型腔产生的回压来使得流动转向至此时仍需要填充的型腔。

本发明的一个实施例通过为各个型腔提供一个独立的缸体缓解了前述问题，所有的缸体均被连接到一个连接于喂料螺杆上的共用进料口上。在缸体被填充的过程中，流向任意给定缸体的塑性材料流将在该缸体被充满时停止，并且此后塑性材料流将被转向至另一缸体，直至所有的缸体均被填充至它们的最大容积。此后，各个缸体将会仅将其中的内容物输送至与其相关的型腔，由此确保所有的型腔接收到经过独立并且精确计量的塑性材料量。

作为示例，下面将参照附图对本发明进一步描述，其中：

图1是一个注射模塑机一部分的示意性剖视图，该注射模塑机上装配有本发明中的计量装置；而

图2和3是用在图1所示实施例中的门阀的示意图，各个附图示出了处于不同终点位置的阀门滑柱。

在图1中，示出了一个被设置在注射模塑机中的隔板10(thebulkhead)与台板12之间的敞开模具。隔板10是固定的，并且被连接在一个常规螺杆(未示出)上，该螺杆用于对由一个料斗喂入其中的热塑性材料进行熔融和压缩，并且用于通过隔板10上的通道26将熔融的塑性材料注射入模具内。

台板12在一个液压缸的作用下移向和远离隔板10，来将模具打开和闭合，所述液压缸通过一个肘节杆系统作用于台板上。由于模塑机总体而言是常规的，并且本发明并不局限于任何形式的模塑机，所以将不对模塑机本身更为详细地进行描述。

所示出的模具处于其打开位置，并且为了简化起见仅包括两个部分，也就是说一个被制成带有凹槽16的固定部分14和一个被制成带有凸起型芯20的移动部分18，凸起型芯20用于配合到凹槽16内。当模具被闭合时，凹槽16与型芯20之间的间隙构成了型腔，该型腔具有最终产品的预期形状，在这种情况下是一个杯状物。本发明同样适用于具有不止两个可相对移动部分的更为复杂的模具。

至此，所描述的所有内容均是常规的。在正常工作过程中，模具被闭合，型腔被填充至它们的最大容积，并且使得塑性材料发生固化。此后，模具被打开，所制得的产品被顶出，并且开始新的模制循环。

当型腔无需被填充至无法利用螺杆将更多的塑性材料注射入型腔内的程度时，会产生由本发明旨在解决的问题。比如，当产品即将由一种发泡塑性材料制成时，会出现这种情形，所述发泡塑性材料会在其已经被注射入型腔内之后体积增大。会出现这种情形的另外一种示例是当塑性材料在模具处于其部分打开或者完全打开的同时被注射入该模具内时，用以后续通过模具发生闭合而得以压缩。在这种情况下，必须在各个无需依赖在型腔内形成的压力的注射过程中计量出进入型腔内的塑性材料的精确剂量，用以对所注射的熔融物的量加以限制。

图1中的计量装置包括一个块22，该块22被设置在隔板10与模具的固定部分14之间。块22借助于贯穿其中的加热元件得以加热，以便保持热塑性材料处于熔融状态，并且用作一个配送歧管。尤其是，块22具有一条共用通道24，该共用通道24与隔板10中的通道26和不同的流道28相连通，通道26通往所述螺杆，而不同的流道28从共用通道24通往各个不同的型腔。

各个型腔均具有一个进料门，该进料门包括一个总体被标记为30的滑阀，在下面将参照图2和3更为详细地对该滑阀进行描述。滑阀用于控制流道28与通往缸体34的管道32之间的流动。管道32也带有一条分支40，该分支40通往型腔中的进料门，该进料门也由滑阀30打开和关闭。各个滑阀30均由一个常规的滑块42进行驱动，滑块42作用于所述滑阀上，以使得其沿着轴向移向和远离型腔。

在图2和3中示出的滑阀处于不同位置。如所看出的那样，滑柱44在其下端具有一个膨胀头部，该膨胀头部由致动滑块42配合起来。沿着其长度，滑柱44具有一条圆环状沟槽48，当进料门如图2中所示那样被关闭时，圆环状沟槽48与流道28和管道32成一直线。在阀门滑柱44的这个位置处，熔融物可以环绕滑柱44流动，并且沿着所述沟槽从流道28流入管道32内。在滑柱44的这个位置处，滑柱44上的凸起部将分支40阻塞起来，同时滑柱44的锥形端部将进料门阻塞起来，从而使得没有任何熔融的塑性材料可以进入型腔内。

另一方面，当在滑块42的作用下被移动至图3中示出的位置时，滑柱44将流道28和管道32阻隔开，以便在它们之间不会发生任何流动。但是，来自于分支40的塑性材料可以通过沿着在滑柱44中轴向延伸的敞口沟槽46进行流动而进入型腔内，敞口沟槽46延伸至敞开的进料门。

缸体34的轴线平行于台板12的移动方向，并且包含有一个具有活塞杆38的活塞37，活塞杆38沿着同一方向朝向移动的模具部分18进行延伸。一个限动环36被螺接入所述活塞杆从其中突伸出来的缸体端部内。该限动环36用作一个用于活塞杆的导向件，并且还用作一个可调节的挡块，借助于该挡块，可以对活塞的冲程加以限制以调节在各个注射循环过程中所计量的剂量。

在工作过程中，在滑阀30将进料阀关闭起来的同时，进料螺杆开始工作，来经由隔板10上的通道26将熔融物注射入加热块22中的通道24内。熔融物沿着流道28进行流动，并且穿过管道32进入缸体34内，当缸体被填充至其最大容积时，迫使活塞向上压靠在其限动环36上。利用处于该位置的活塞，缸体提供相当大的回压，从而使得熔融物沿着流道28的流动停止，并且由此根据需要转向至任何其它通往尚未被填充至其最大容积的缸体的流道。以这种方式，利用熔融物在进料门被关闭的工作循环周期中对所有缸体34进行填充。

随着模具被关闭，利用滑块42的动作进料门被打开。如先前所描述的那样，滑柱44此时将会将管道32与它们的流道28隔离开，并且取而代之将分支40连接到型腔的进料门上。模具的闭合会导致模具部分18与活塞杆38发生接触，并且活塞37由此会从在图1中左手侧示出的位置向下移动至在该附图中右侧示出的位置。这将会以经过精确计量的剂量将存储在缸体34中的熔融物从缸体34中排出，并且接着该剂量将沿着管道32和分支40进行流动，并且通过敞开的进料门进入相关的型腔内。通过合适地调节限动环36的位置，可以实现对剂量的精确设定。

所图示的实施例示出了具有由移动的模具部分18驱动的活塞的缸体，但是这一点对于本发明来说并非关键所在。也可以使用其它形式的致动器，比如液压、气动或者电动机械式致动器。在这种情况下，对于缸体34的轴线来说，无需平行于模具部分14和18相对运动的方向。

尽管通常将进料阀构造成能够使得其用作一个用于控制熔融物流入缸体内的滑阀，但是这一点并非关键所在。人们可以取而代之使用一个单向阀，该单向阀总是仅允许熔融物沿着流道28在从螺杆至缸体34的方向上进行流动。

本发明尤其适用于具有多个型腔的模具中，也就是说多模槽模具中，由于缺乏回压，具有多个型腔的模具通常无法从一根共用螺杆将合适剂量的熔融物输送至各个型腔。但是本发明并不局限于与这种模具一同使用，而是甚至也可以与单模槽模具一同使用，来实现对进入型腔内的熔融物进行精确计量。

本技术领域中的熟练技术人员将会明白的是，在不脱离如所附权利要求中所述的本发明保护范围的条件下，可以对所图示和描述过的计量装置进行多种其它变型。例如，尽管已经示出了一个直线式往复活塞，但是其也可以具有一个由可以在弧形凹槽中移动的叶片限定出的可变容积工作腔室。

Claims (6)

1.一种用于塑料模塑机中的计量装置，所述塑料模塑机具有借助于可相对移动的台板而打开和闭合的型腔，和用于将塑料熔融物喂入型腔内的装置，该设备的特征在于包括：即将被置于进料装置(26)与型腔(16)之间的加热块(22)，形成于块(22)中的缸体(34)，被可往复移动地安装在缸体(34)中的活塞(37)，形成于块(22)中用于将缸体(34)与进料装置(26)连接起来的第一通道(28，32)和形成于块(22)中用于将缸体(34)与型腔(16)连接起来的第二通道(32，40)，以及位于所述通道(28，32，40)中的阀(30)，其用于使得在没有熔融物进入型腔(16)中的情况下，通过进料装置(16)首先将预期剂量的塑料熔融物填充到缸体(34)内，并且用于随后使所述预期剂量的塑料熔融物在由于活塞(37)的作用而被从缸体(34)中排出时从缸体(34)流向型腔(16)而不会返回至进料装置(26)中。

2.如权利要求1中所述的计量装置，其特征在于：缸体(34)中的活塞(37)在所述模塑机中可移动的台板(12)的作用下前移入该缸体(34)内。

3.如权利要求1中所述的计量装置，其特征在于：缸体(34)中的活塞(37)借助于液压、气动或者电动机械式致动器前移入该缸体(34)内。

4.如任一前述权利要求中所述的计量装置，其特征在于：所述阀均由滑阀(30)构成，该滑阀(30)中滑柱(44)具有一个允许仅在缸体(34)与进料装置(26)之间连通的第一位置，和一个允许仅在缸体(34)与型腔(16)之间连通的第二位置。

5.如任一前述权利要求中所述的计量装置，其特征在于：设置有一个可调节的挡块(36)，用以限制活塞(37)在缸体(34)中的冲程。

6.如任一前述权利要求中所述用于与具有多个型腔的模具一同使用的计量装置，其特征在于：对于各个型腔(16)来说均设置有一个独立的缸体(34)，所有的缸体均被连接在一个共用的进料装置(26)上。

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