CN87106128A - 物品的制造 - Google Patents

Abstract

注射成型设备包括多个相同的共注塑组合单元，其中的每一个组合单元均有共同的供应源并由共用的塑化器在中压下提供不同的聚合物材料。每个组合单元有一个共注射注料嘴组合件，其中每个注料嘴由从单向阀得到聚合物的一注射器在注射压力下供应聚合物。注射器与聚合物输送板上的注料嘴并排安装，它的活塞之位置根据所储存的注射控制程序在专用的微处理机的控制下由液压驱动器控制。每种聚合物由一注射器直接注入到有关的注料嘴。

Description

本发明与制造物品有关，更具体地说与制造由一层或多层聚合物材料构成的物品的方法及所用的设备有关。该制造过程包括挤出一股或多股聚合物料流（当为多股料流时，其中至少某几股料流应为不同的聚合物料），然后将此股或多股料流引入到注塑物品用的注料咀。这里所说的物品具有一个以上的层，这些层基本上可在同时或在一连续的过程中由共注塑而成。

作为非限制性的例子，这样的物品可以是包装容器、或是这类容器（例如瓶子）的型坯，接着可将型坯吹塑成容器。

如果要大批量制造物品，一般可以使用已知的采用当代单一材料热流道分配原理的“多模腔”成型装置。在这样的设备中，来自每一挤出机（塑化器）的输出料流，在压力下经过一个将料流分股的热流道分配系统被各自的注射装置送到一组共注塑的注料咀。在这样的多模腔装置中，每层材料在注料咀的出口处均要求由阀来分别地调节其流量。见欧州专利公开说明书EP0125787A2（属於Kudert等人）。

但是这样的设备导致机器的极度复杂化。此外，在生产线操作中，这样的设备需要长的调机时间和高昂的维修费用。所有这些都会给生产经营在经济上带来不利的影响。

该设备的另一缺点是，要求流道系统的工程设计优选出在具体的产品尺寸时的模腔具体个数和具体的模腔间隔。

此外，在习惯上是在模具中冷却制品，然后在冷却后再将制品取出。

本发明提出了一种制造多层注塑物品、例如型坯的装置及方法，它包括共注塑多达七层（或更多层）的热熔聚合物。聚合物由多个挤出机（塑化器）供给，每种聚合物料用一个挤出机。这种多层注塑物品一般为使用三种聚合物料的五层。

成型是在多个各别的共注塑模腔中进行的，每个模腔与一个结构简单的共注塑注料咀相连。每个注料咀是通过各个独立的流道系统被供给聚合物料的，而这些流道系统本身又是通过一个与每个挤出机相连的单独的供料管系来供料的。这些独立的流道系统和独立的供料管具有独立的温度控制装置。

注射为一个两步过程，其中各挤出机以中压保持流道系统的连续供料，而每一注射作业则由几个各自的並与其各自的熔体流相连的注射装置（注料槽）来执行，这样，对於使用五种熔体料流的每个注料咀来说，就有五个注射装置。

各注射装置装在与所用的注料咀非常靠近处，以便使通向注料咀的流道系统非常短而简单。这里，来自一个挤出机的料流形成了制品中的一个以上层，因此从一挤出机来的料流在流道系统中被分成为各注射装置的进料流。所有的聚合物通道直到注料咀中的结合点都被独立地加以温度控制。

每个注料咀以及与其相连的流道系统、各注射装置、模腔及模芯和型坯输送系统一起组成了一个独立的组合单元。多个这样的组合单元可排列在挤出机输出端的分配歧管周围。由合适的微处理机控制的各伺服装置被用来控制各注射装置和组合单元的其他活动件的动作。

每个注料咀为一种公知结构，它由多个同轴的壳体组成，这些壳体构成了一个中心通道及一系列的同轴的、具有锥形出口截面孔的环形通道，中心通道和各环形通道合成了一个中心的输出口並且均由一个装在其中的简单的伺服操作的针形阀来控制其启闭。

通过一专用的翻转装置将各模芯插入到每个模腔中。翻转装置也将每个新成型好的热型坯（或其他制品）依次从模腔中取出，並使之在空气中冷却以供下一次成型过程中使用;然后，翻转装置将冷却却的型坯输送到脱模装置，以便将型坯从模芯上脱去。因此，制造过程被分成连续成型和脱模冷却二个步骤。

事实上，本发明与现有技术的一个重要区别在於：各注射装置与共注塑注料咀非常靠近，並规定每个组合单元使用单独的注射控制程序，因此，对各热熔体流来说就没有必要再使用与共注塑注料咀相毗邻的阀门。

在注射完成后，尽快从注射模腔中取出热的新成型制品，然后在模外将其冷却（“分过程”成型），这能够大大地减少整个循环的时间。然而，对将制品从模具中取出和送至冷却区的周转过程必须进行精密的控制，而且冷却过程也必须在保证制品的尺寸稳定性和不出现显著变形的条件下进行。

本发明的多组合单元设备通过使用单（或至多为双）模腔注塑技术减轻了现有技术的设备中可能出现的许多问题，並且能清除许多与通用（例如多模腔）设备的调机和运转有关的可能存在的困难。本发明的设备能以简单的热流道而将每个成型工位与一聚合物源连接起来，而此聚合物源对於各个组合单元来说则是共同的。这样，就在每个组合单元中建立了一个独立的可调的组合单元/流道系统。此外，当某一成型工位进行维护或修理时，标准的组合单元结构能通过将此工位与聚合物源及其他共用的辅助装置断开，而继续进行机械作业。

这种组合单元的原理使能由相同的基本机械装置构成各种规格的机器，例如，具有十六个组合单元的机器可以通过在基本机的框架上添加更多的组合单元（流道组合件和控制装置）而扩大为二十四个组合单元或三十二个组合单元的机器，以满足未来生产的需要。

因此，机器能很容易地改变生产能力以适应生产的需要，在任何给定的时间内生产出各种制品或特殊的制品。此外，在机器的各个组合单元中还可同时制造不同的制品。

在整个这种机器上可容易地生产出质量均一的制品（要达到这点在普通的多模腔“平衡”热流道系统中是困难的）。尽管，在今日的市场上能够购得各种流道系统，但是为了将系统“调整”到符合生产各别制品的要求，通常仍需要进行重大的改进。

此外，这些现成的系统相对来说其适应性是不强的。制品种类的更换或形状细节的变化都将要求额外的昂贵的流道改装费。相比之下，简单的流道装置则非常适合於组合单元的原理，这种简单的流道装置不受制品变化的影响。每一模腔为了达到最佳的制品质量可以单独进行调整。在本发明中，通过有关的塑化器、供料管、注射器、输送管、注射咀通道和浇口阀孔部件流入模腔的每个个别的聚合物材料其温度与流率的控制完全由组合单元微处理机164根据储存的组合单元控制程序控制各个装在这些部件上的加热装置的操作而完成的。通常控制的温度及流率对每个聚合物材料是不同的，并且对每个组合单元也可以是不同的，这一特性构成了本发明的一个重要特征。本发明的另外特点可从以下的说明书及附在其后的权利要求书中清楚地看出。

现在通过实例並参照附图对本发明的一个设备和方法及其各种改型进行说明。该设备将通过例如型坯的制造被加以说明。这种型坯被用於紧接着的吹塑塑料瓶生产工艺的。它为一层状结构物，其中的聚合物隔气层被夹在聚合物内、外皮层之间，而隔气层与皮层是通过聚合物粘合剂的内置层而连接在一起的。

在以下的附图中：

图1为设备的侧视图，其中某些部件被删去，某些部件被剖开，以便表示出一些细部，否则看不见它们。

图2为设备的平面图，其中为了表示得更清楚而将某些部件删去。

图3为一张大比例的侧视图，它表示出安装在设备内的一个共注射组合单元以及它与多个其他类似的组合单元所共用的一些部件，这些部件被用来将热聚合物料供应到各别的组合单元中。

图4（a）、（b）和（c）分别表示出开模时一个上述的共注射组合单元的侧视图、图4（a）中B-B线的剖视图和平视图。

图5（a）和（b）分别表示与图4（a）和（b）中相同、但模具处於闭合时的共注射组合单元的二个视图。

图6为图5（b）的局部放大图，它更清晰地表示出注射模具、相关的阀口、相关的共注射装置、五个相关的注射器中的一个，以及形成组合单元的所有部件的细部。

图7表示从图6中横截面Ⅶ-Ⅶ的下剖视图。

图8示意地表示在设备中将热聚合物料从三个共用的塑化器系统分配到各别的共注射组合单元中以及分配到五个安装在每一个这样的组合单元中的共注射器中的方式。图8（a）为分配系统平面图，图8（b）为部分分配系统的侧视图，图8（c）按大比例表示出与一个典型的组合单元的五个共注射器相连的部分分配系统，而图8（d）用简图表示出图8（c）中的部分分配系统。

图9以大比例表示图6的一部分，其中包括：一个装在一组合单元内的一个共注射模的下部、一个与此模具相连的共注射阀口和与阀口相连的组成共注射组合件的一些部件。

图10表示安装在所说的组合单元上部中的转架，它带有一组依次被插入到组合单元模腔中的模芯。

图11为一个脱模装置的平视图，它安装在上面所说的转架上，而转架被装在一个所说的组合单元中。其中某些部件被删去，以便清楚地表示出其下的另外部件。

图12表示另一种形式的共注射组合单元的上部分的侧视图，该组合单元具有不同形式的共注射模具和合模装置。

图13用简图表示出各种装在设备内的线路和系统。

图14到21分别图示该设备中一个典型的组合单元所执行的型坯共注射工艺过程的各不同步骤，所成型的型坯接着被用於吹塑塑料瓶的制造过程。

现在参看附图1～10中的具体设备，首先参看图1～3，在此所示的设备10包括十六个相似的共注塑组合单元12，这些组合单元12一起排列成一个约为270度的园弧。三个常用的往复螺杆式塑化器（挤出机）14、16、18以径向排列在末端组合单元20、22之间的空间，它们将热聚合物料输送到各自的分配歧管24、25、26中，这三根歧管在中心部位以一个叠一个的形式配置。这些歧管通过各自的截流阀27、28、29和各自的电热供料管30、32、34而将聚合物输送到各组合单元中。

各个塑化器之尺寸是根据设备在操作过程中被输送到组合单元中的不同聚合物料之量来确定的。在本特定的例子中，位居中间的塑化器16被用於供应成型制品的内皮层和外皮层（即二结构层）的聚合物;塑化器14被用於供应粘合层（即连结层或结合层）的聚合物;而塑化器18被用於供应隔气层的聚合物。

每一塑化器包括螺杆36，它安装在电加热的管子38内，由单独的变速液压马达40使其转动，每根这样的管子在其输入端装有料斗42用来储存及向管内输送颗粒状聚合物料，在其输出端与有关的分配歧管相连，每根螺杆36由液压偏动装置44使其能向管子的输出端偏移。偏动装置包括柱塞46和缸体48，以便塑化器能够以予定约为100～150巴的中压向相连的分配歧管输送热熔的聚合物料。

在每一塑化器中，螺杆36的轴向位置都由一个位置传感器（未画出）来监测。它被安排用来控制视螺杆轴向位置而定的相关的液压驱动马达40的速度，以便使相连的分配歧管能保持想望的输出压力，尽管流出歧管的热聚合物之速率是在不断地变化的。

每当输出端压力减少螺杆就向分配歧管移动，若超出第一预定位置时传感器就动作使驱动马达的速度增加;每当输出端的压力增加而使螺杆退回並超出第二予定位置时，传感器也动作但使驱动马达的速度减少。倘若随着输出端压力的增加螺杆进一步退到第二个后退位置，传感器能使驱动马达停转。这样就能检查故障情况並加以排除。

电动液压动力源50被装在装有中间塑化器的框架52之下。

如图3所示，叠置的各分配歧管被装在柱脚54上，环绕柱脚並与其相对的是弧形框架56，各组合单元12装在框架56上。

如图4～6中所示，每个组合单元12主要是由安装在组合单元框架60上的固定部分58和被引进到所说的固定部分作与其相对的垂直运动的活动部分62组成。

固定部分58包括在横向座板64上垂直叠合和固定的组件66。组件66包括：位於最底部的由液压操纵的浇口阀驱动器68;在驱动器68上的共注射装置70，装置70带有位于其最上端的浇口阀孔72以及与阀孔72相配合由此而开闭阀孔的可在中央垂直移动的浇口阀杆74;以及位在装置70上面构成模腔78一部分的水冷却的固定的共注射模具体76。固定部分58还包括液压操纵的合模驱动油缸80，油缸80被安装在横向座板64的下表面上。

每一组合单元的活动部分62包括一横构件或横梁82四根垂直拉杆86、一个枢轴块92、一个可旋转的转架94。其中横梁82与合模驱动器80的垂直柱塞杆84的下端部相连;四根垂直拉杆86从横梁82向上延伸穿过形成在横向座板64和共注射装置70的上构件90上的导向器88，枢轴块92（同时见图10）安装在上述拉杆86的顶端，转架94具有它自己的枢轴96并可旋转地安装在配合支承98上，而配合支承98被安装在枢轴块92上。

转架94上装有四根等间距的径向臂95和四个水冷却的芯件100，它们依次转向转架，並与模具体76一起进一步构成了用于注塑聚合物制品102的模腔78。

气动转位装置104装在活动部分62上，用於在活动部分上升的后期转动转架94。同样，气动锁紧装置106也装在活动部分62上，用於在活动部分下降时将转架94锁定在它的连续操作位置上，以便为一个芯件100插入到被模具体76所限定的部分模腔78作好准备。然而，由于转架的细节和与转架相连的机构不是本发明的一部分，因此不再对其作进一步描述。

一个活动的分瓣模组合件108被装在固定模具体76之上。分瓣模组合件包括一个活动托架110，托架可在垂直的拉杆86上作垂直的导向运动。活动托架110通常由弹簧加载式模具分离销112使它与模具体76相分离，销112装在活动件110的下部内。托架110还带有一个中心截头园锥孔114，在孔的上部内通常设置有一个分瓣模116。

分瓣模116包括四个不相连的类似的模瓣118，它们通过横向压缩弹簧120而在水平方向上相互分开，这些模瓣被限定环122限定在截头园锥孔内。当各模瓣由于向下运动而被横向压缩到一起时，它们的外表面就形成了一个截头园锥表面，此表面与同其搭配的孔114的下部相配合。在这种情况下，合并的各模瓣118构成了在模具体76内的模腔扩大部分。此组合的模腔78是成型如图10左下方所示的转架模芯上的带突缘的那类制品102的。

当转架臂95向下运动到与分瓣模116接触並将其压下时，活动托架110被压下並与固定的模具体76相接触。

在转架94的上方，一个传统的脱模装置124（见图11）被装在组合单元的框架60上。该装置具有一对气动夹头126，它们被用来在模制品102通过转架94而升高时将制品夹住;接着，在转架下降时将制品从芯件上脱去。

气动翻转装置128安装在组合单元的框架60上並位於脱模装置124的上方，它有一对装在枢轴上的悬垂夹子130，该夹子130是用来夹住被脱模装置临时卡住的每个模制品的，而转动夹子及其夹住的制品可将制品翻转並将其送到气动推进装置132。推进装置132的设置是为了沿冷却轨133推进已翻转的制品，由此，最终使制品落到弧形的收集传送器134上，传送器134位于环绕各组合单元的上周边。

共注射装置70（见图6和9）包括一叠五块的位於上、下锁紧板90、136之间的聚合物输送板138～146和一个锥形的压力柱塞156。这些输送板将一叠五个密封和叠合的管状注料咀件148～154包在其内。锁紧螺栓及螺母158将两块锁紧板联接在一起，並使夹在其间的组件处於高压状态。压力柱塞156由固定环160固定在下锁紧板136上，並在其上装有一个导向衬套162，衬套上装有可滑动的阀杆74。

阀杆直接与阀驱动器68相连接，而驱动器68的设置是用来根据微处理机164提供给驱动器的位置电信号通过闭合回路来控制阀杆位置的。而微处理机则是被用来控制特定的组合单元所执行的各种操作的。

阀杆74包括园柱形的杆部166，杆部的顶为一柱塞168。当阀杆处于它的上“闭合”位置时，柱塞168将浇口72密封。

四个注料咀件148～154中的任一个都包括一个下锥形的壳体部分170，由170有一个园柱形的突出部分172向前延伸並与阀杆74的柱体部分相贴合并留有径向间隙。最上面的注料咀件148插入到並与截头园锥形导管174相配合。导管174被形成在上锁紧板（或浇口板）90上並位於阀口72的下面，由此形成了第一个环形出口176。当阀杆处於封闭位置时，环形出口176则被阀杆封住。

注料咀件148～154的各个突出部分在径向上相互被隔开而在轴向上长度依次缩短，这样在它们之间形成了三个同轴的环形流道178～182，这些流道分别与三个轴向隔开的环形出口184～188相通。这些出口虽然是敞开的，但阀杆处于封闭位置时它们实际上是被阀杆的园柱形杆部166所封闭。柱体部分166与所说的突出部分172之间的径向间隙等於0.5毫米，或更大（如果需要的话）。

每个这样注料咀的外园锥表面上都有一个已形成的流道190，流道90在组装好的注料咀装置中与位於该注料咀件和其上的相邻的注料咀件之间的环形流道相通。

锥形柱塞156的外园锥表面有一个形成在其上的流道192。流道192在组装好的注料咀装置中与位於相邻的注料咀件154和阀杆74之间的环形流道194相通，而且该流道实际上被注料咀件154的柱体部分所封闭。

各同轴通道174、178～182、194都有多个形成在其中的阻流突缘196，由此，通过各通道的料流能以所希望的形式被平衡。

我们将会知道，随着阀杆74从它的上“闭合”位置抽出，首先打开阀浇口孔72，然后依次打开各个与同轴通道178～182、194相通的环形孔。同样，我们知道在注射器与浇口阀孔72间的每个独立聚合物流动通道的体积越小，则越有利于仅仅通过对注射器活塞实行位置控制，而获得对聚合物材料流的精确控制，而不用在靠近喷咀组件处插入任何附加的阀机构，该进一步的特性构成了本发明的另一重要特征。

在阀杆74首先作为通入模腔78的浇口阀孔72的开、闭装置而操作的同时，它其次作为对各聚合物材料流的流速实行控制的装置而作用，其中这些聚合物材料在各个注射器208控制其主流动情况下流向阀浇口。但是该阀杆是不作为一个开/关阀而作用的，也不作为控制各个聚合物的各主流动大小的变流阀而作用的。这些材料的主流动速率是由各注射器控制的。这一进一步的特性也同样构成了本发明的另一重要特征。

在上述的特殊实例中，阀杆74和相对的每个喷咀元件的突出部份172之间的径向间隙等于 1/2 毫米。在其它实例中，该径向间隙可稍大（或稍小）而取决于喷咀组件的设计及目的。各个聚合物输送板138～146上装有径向输送管198～206。这些输送管与形成在注料咀件148～154和柱塞156的各锥形表面上的各自的流道190、192相通。

每块输送板（见图6）应尽可能紧密地装到注射器208的注料咀组合件上。注射器208包括一个其上端用螺栓紧固到输送板上的缸体210，和一个与液压驱动器214形成整体並被其驱动的活塞（柱塞）212。驱动器包括一个闭合回路的“位置”控制装置，它被用来根据由组合单元微处理机提供给它的位置参照电信号对注射活塞212的位置进行精确的控制。

每个这样的注射器208都有一个位於其最顶部的垂直输出管216和一个与球形单向阀220的出口相通的侧向输入管218（图6中已标出位置）。输出管216与相关的输送板138～146上的径向输送管198～206相通。单向阀与注射器紧靠注射器安装，球形阀的入口端则与有关的聚合物输送管30～34的出口端相通。

用来提供隔气层聚合物的聚合物输送管34与连通中间输送板142的注射器球阀相连。

相反，用来提供皮层聚合物的聚合物输送管32则与连通顶部和底部输送板138和146的各注射器球阀相並联。

同样，用来提供位于毗邻皮层和隔气层间的粘合剂层聚合物的聚合物输送管30则与连通第二和第四输送板140和144的各注射器球阀相并联。

将同一聚合物输送到两个相关的注射器中的平行连接是通过相互连接的垂直管222和横向管224来实现的。垂直管形成在与各自的输送板延长部分相连接的立柱226中，而横向管形成在各自输送板的延长部分中。

每个注射器及其相关的聚合物输送管系尽可能都装有电热夹套228，以便使在其中通过的聚合物保持所想望的温度。为了同样的理由，每块输送板也装有嵌在其下的盖板中的电热器230（未画出）。

图12表示一个改型的组合单元，其中不同形状的模具232被用来成型薄壁的浅托盘234。这样的托盘只需要简单形式的制品输送装置236。因此，在这种情况下就有可能将液压合模驱动器80、84安装在模具232的上面，並使驱动器反向操作。成型的托盘以垂直方向从模具上脱落，然后以水平方向从侧面取出。

在图13中仅仅显示出一个组合单元中与塑化器及供应线路相联接的各构件，这种联接对各个组合单元来说是相同的。这些共同的供应线路包括：（a）用於给组件中和/或输送热聚合物料的那些部件中的各加热夹套和元件供电的供电线路238;（b）用於在压力下给各塑化器的驱动马达和组合单元的各注射器提供压力流体的压力流体供给线路240和241;（c）用於在压力下向安装在模具体压转架上的模芯中的组合单元的冷却剂线路提供冷却水的冷却流体供应线路242。

组合单元的成型过程如下：

随着各模具件76、108、100由液压驱动器80、84紧密地结合在一起，並由未示出的液压装置加以锁定以防止被打开，阀杆74被它的液压驱动器68逐渐地从浇口阀孔的密封面抽出到完全抽出位置，然后紧接着返回到它的起始位置，所有这些都是在精确控制的方式下进行的。由此，使各种聚合物材料按予定顺序从各个环形通道174～182、194中流出，並在浇口处合在一起以如图14～21所示的想望形式由浇口流入到模腔78中。

在这些图中，五个注射器被标记如下：

注射器1为与顶输送板138相连、通过输送管198提供外皮层材料的注射器。

注射器2为与底输送板146相连、通过输送管206提供内皮层材料的注射器。

注射器3为与次顶输送板140相连、通过输送管200提供外层粘合或结合材料的注射器。

注射器4为与次底输送板144相连、通过输送管204提供内层粘合或结合材料的注射器。

注射器5为与中间输送板142相连、通过输送管202提供隔气层材料的注射器。

图14表示成型过程处於合模状态：

其中阀杆74全部推进，阀口72封闭，所有的注射器全被材料充满、它们的活塞静止地处於后部位置上，（沿阀杆长度伸延的）中心环形管基本上充满内层材料、但在阀杆上端也有一少部分的外层材料。

图15表示成型过程处於预充填皮层材料状态：

其中阀杆74部分地抽回，阀口72打开，注射器2和1的活塞开始依次（按指令）向前运动，分别将内、外皮层材料以所示的方式注入到模腔。

图16表示成型过程处於引入结合层-隔气层-结合层材料的状态：

其中阀杆74完全抽回，阀口72打开，注射器2和1的活塞继续向前运动、将更多的内、外皮层材料注入到模腔，注射器4、5和3的活塞依次（按指令）开始向前运动、分别将内结合层、隔气层和外接合层材料以所示的方式注入到模腔。

图17表示成型过程处於充填局部壁状态：

其中阀杆74完全抽回，阀口72打开，所有各注射器的活塞向前移动、进一步将皮层、接合层和隔气层材料以所示方式注入模腔。

图18表示成型过程处於浇口封合状态Ⅰ：

其中阀杆74向前运动、基本上封闭了最下面的环形通道194，阀口72打开，注射器1、3、4和5的活塞仍然向前运动，注射器2的活塞开始退回，以便以所示的方式吮回和暂时中断供应皮层材料。

图19表示成成型过程处於浇口封合状态Ⅱ：

其中阀杆74仍进一步向前运动，以便在环形出口188处封闭下一个环形通道182。阀口72打开，注射器1、3和5的活塞仍然向前运动，注射器4的活塞开始退回，以便以所示的方式回吮和中断供应内结合层材料。注射器2的活塞开始缓慢地向前移动，以便进一步供入用於清洗中心环形管的内皮层材料，为开始下一个的成型过程作准备。

图20表示成型过程处於浇口封合状态Ⅲ：

其中阀杆74仍进一步向前运动，以便基本上在环形出口186处封闭下一个环形通道180。阀口72打开，注射器1、3的活塞仍然向前运动，注射器4和5的活塞开始退回，以便吮回和中断供应内结合层和隔气层材料，注射器2的活塞开始缓慢地向前运动，以便进一步供应於清洗中心环形管的内皮层材料，为开始下一成型过程作准备。

图21表示成型过程处於浇口封合状态Ⅳ和注射保压状态：

其中阀杆74仍进一步向前运动，以便在环形出口184处实际上封闭了下一个的环形通道178。阀口72打开，注射器4和5继续回吮内结合层和隔气层材料，注射器3的活塞开始退回，以便吮回和中止供应外结合层材料。注射器1和2的活塞按照要求被缓慢向前推进，以便完全填充外皮层，并补充模腔内材料由于冷却收缩而减少的体积。

在过程的末尾，随着阀杆进一步向前移动，以致阀口172被封闭而使组合单元恢复到图13所示的状态，为下一成型过程作好准备。在此时，注射器2已提供了足够的内皮层材料，以清洗中心环形管中的隔气层和内、外结合层材料。

注射程序及充填速率由各个注射装置精确地控制，而注射装置则是在组元单元微处理机164的予定程序控制下操作的，因此可获得最佳的成型制品质量。

在注射程序中，各别输送管198～206中的聚合物压力升高到约为400～600巴，而单向球阀220能防止聚合物沿中压供料管30～34倒流到各自的塑化器中。然而，当何一输送板管中的聚合物压力降到低於塑化器提供的中压时，也就是当注射器的活塞回抽以便吸进新的聚合物时，该球阀则允许这样的物料从塑化器流入注射缸。

值得注意的是，注射装置与共注射注料咀装置的紧密相连，以及使用一个分离贮存的组合单元注射控制程序，使得本发明设备无须安装额外的阀门来控制在该共注射注料咀装置或毗邻的共注射注料咀装置中各别聚合物熔体流。

在模具填充（保压）程序的末尾，阀杆74封闭了阀浇口72，並发出了开始制品顶出程序的信号。在顶出程序中，各注射缸被来自各自的加热供料管30～34的聚合物料再次充满，而各注射器的活塞则被所说的在中压下注入的聚合物料压回到它们各自的按予定程序设定的开始位置，开始为下一次成型过程作好准备。

在顶出程序中，组合单元的活动部分62在微处理的控制下，由于模具合模驱动器80、84的动作而被升高，由此，转架94也升高，接着，芯件100和或成型好的制品102从模具组合件76和108中被抽出。

在芯件开始向上运动时，在活动模具件110中的盘簧221（图4）使模具分离销112将活动部件110和与它相连的成型颈部的分瓣模116与固定的、成型瓶体部的模具体76相分离。随着转架和它所带的芯件向上运动，横向压缩弹簧120将分瓣模模瓣分开，並使成型件向上升起从而与分瓣模组合件108相脱离。

在活动部分62的最上部，转位装置104将转架94和每个芯件100旋转90度，因而将另一个芯件送至模具组合件，而使刚成型的制品处于中间冷却位置，並将已冷却的制品102送到脱模和输送装置124、128以便进一步在冷却轨133上冷却，最后被输送到收集制品的传送器130上。

然后，锁住转架防止它进一步旋转，而脱模和输送装置夹持刚送给它们的已冷却好的成型制品。

液压驱动器80、84将组合单元的活动部分降低，因此也使转架降低而朝向模具组合件，并将另一个芯件100插入到模具组合件中。当有关的转架臂95与分瓣模116相接触，该模具和它的托架110向下运动而与模具体76紧密接触。

转架的下降造成已冷却的制品102从成型它的芯件上脱落下来。在下一步的成型程序中，翻转装置128将制品旋转180度，並将其送至冷却轨133。推进装置132随后沿冷却轨推进此制品和在其前面的另外一些制品，最后它们被推落到环形的震动传送器134上。然后，转架的转位装置和翻转装置128回复到它们各自的初始位置，为下一次的制品输送作好准备。

在上述各设备中，每个从模腔中取出的新成型的制品虽然仍处於热的“橡胶状”状态，但在其进入脱模和随后的输送程序之前，在整个的下一轮成型过程中，它仍能继续冷却。

如果需要的话，每个注射器208的活塞212的作用端面可与活塞运动的轨线成一夹角。

为了断开坏了的组合单元，可使各个歧管24～26上的各个截流阀27～29进入到它们的隔离位置。

各聚合物输送板最好由铜铍合金压铸而成。

虽然在组合单元内的所有操作均由组合单元微处理机164来执行的，但是这些微处理机本身又受一“主”微处理机控制（见图13）。主微处理机监控着各设备10及其操作的整个控制，尤其是例如以便选定各塑化器的最佳速度及应用，以避免它们出现过载。

尽管上述设备是使用於物品的单模腔共注塑工艺的;但可以预料只要经过细心设计，上述设备也可被使用於物品的双腔（或多腔）共注塑工艺。

此外，尽管上述设备是针对多层物品的共注塑工艺的，但是本发明的原理也可以应用到注塑单层物品。例如，组合单元12可被其微处理机控制而仅使用它的一个注射器208，以致通过对阀杆74和注射器的合适控制而制造出只有使用一层皮层材料的成型制品。与此相类似，一程控的组合单元只要利用必要的阀杆和注射器控制就可用来生产出所想望的具有另外层数的其它制品。

更进一步，通过在某一或每一注料咀组合件上增添附加的注料咀件和附加的聚合物输送板、附加的注射器，通过在设备的共同部分中添加附加的塑化器，通过给某一或每一组合单元的微处理机制定合适的注射储存程序、以及其他适合於所要生产的特殊制品的所有东西，每个组合单元或某些组合单元也可以被扩展以生产例如七层的制品。

由于特定组合单元所使用的注射控制存贮程序是独特的。因此，该设备可同时生产不同结构的产品和不同层数的产品。

在本发明中，每种流经有关的塑化器、供料管、注射器、输送管、注射咀通道和浇口阀孔而进入到模腔的聚合物料之温度和流率，完全由组合单元的微处理机164根据所贮存的组合单元控制程序、通过合适的控制指令来控制。通常，被控制的温度和流率对每种聚合物料来说是不同的，並且对各组合单元来说也可以是不同的。这构成了本发明的一个重要的特征。

我们也应该了介並注意到，在注射器与浇口阀孔72之间的每一各别聚合物流径的体积是很小的，这使得有可能仅仅通过实行对注射器活塞的位置控制，就能达到对聚合物料流的精确控制，而无需在靠近注射咀组合件处插入任何另外的阀件。这构成了本发明的另一个重要特征。

虽然阀杆74主要是作为操作通向模腔78的浇口阀孔72开、闭的装置，它的第二个作用是在各注射器208控制主流动的情况下，对各别的聚合物料流向阀孔口的速度加以控制，但是阀杆並不起启闭阀作用，也不起控制各聚合物的各主料流大小的变流阀作用。各聚合物料的主流动速率是由各注射器控制的。这进一步构成了本发明的另一个重要特征。

在上述特定的实施例中，阀杆74和注射咀的每一个相对的喷口部分172的径向间隙达1/2毫米。在其他的实施例中，径向间隙可稍大（或稍小）於此值，这视注料咀组合件的用途及设计而定。

虽然在上述实施例中，每个注射器为了供应聚合物料而与单一的输送管（198～206）及其相关的环形注料咀通道（176、178～192、194）相连;但是，在适当的情况下和通过精心设计，有可能使用一个注射器给两根输送管及其相连的环形注料咀通道而提供相同的聚合物材料（例如粘合材料）。因而，在基本上不损害系统功能的前提下，大大地减少费用。

虽然在上述实施例中，每个注射器为了供应聚合物材料而与单一的输送管（198～206）及其相连的环形注料咀通道（176、178～192、194）相连的，但是在适当的情况下及通过精心设计，有可能使用一个注射器给两根输送管及其相连的环形注料咀通道提供相同的聚合物材料（例如：粘合材料），而在基本上不损害系统功能的前提下大大地减少费用。

在所引用的现有专利出版物EPO125787A2中，公开了一种设备它a）有一个极其复杂的、设置在浇口阀孔与各注射器之间的、用于控制流向浇口阀孔各聚合物料各料流的阀系统，b）采用了一种不利于分立地控制组成聚合物流动系统所有各元件的各个温度的布置。

与此相反，本发明提供的设备没有设置复杂的用于控制向注料咀组合件流动的阀系统，而是具有许多个单一的聚合物流道系统，这些系统中每一个都有与其相连的独立的温度控制装置，以便维持适于流道系统输送的各别聚合物材料的温度。这是本发明设备的一个重要优点。

在所引用的现有专利出版物EPO125787中，公开了一种设备，它a）有一个极其复杂的、设置在浇口阀孔与各注射器之间的、用於控制流向浇口阀孔的各聚合物料的各料流的阀系统;b）采用了一种不利於分立地控制组成聚合物流道系统的所有各部件之各个温度的布置。

与此相反，本发明所提供的设备没有设置复杂的、用於控制向注料咀组合件流动的阀系统，而是具有多个单一的聚合物流道系统。每一个这样的系统都有与其相连的独立的温度控制装置，以维持适於流道系统所输送的各别聚合物材料的温度。这是本发明设备的一个重要优点。

目前就我们所知的与本发明技术领域有关的专利出版物有：

US3339240（Corbett）;

US3707591（Chalfont）;

US4035466（Langecker）;

US4052497（Monnet）;

US4174413（Yasuike    et    al）;

UK2118894A（McHenry    et    al）

Claims (24)

1、由热的聚合物原料制造物品的设备，该设备包括：一个具有模腔和用於使原料进入到模腔的阀浇口的注射模具；和将所说的原料通过打开的阀浇口注入到所说模腔的注射装置，所说的注射装置包括：(a)一种具有用於将所说的原料输送到所说的阀浇口的活塞的可控注射装置；(b)一个以予定的中压将所说的原料供应到所说注射装置中的可连续运行的塑化器；该设备的特征在於：

(Ⅰ)所说的注射装置与所说的阀浇口相毗邻，並由加热管或加热流道直接连接到所说的阀浇口，中间没有任何可控阀；

(Ⅱ)所说的注射装置通过一个单向阀而与所说的塑化器相连，单向阀被安排用来让所说的塑化器在基本上为所说的予定的中压下对所说的注射装置和加热流道保持连续地供入热原料；

(Ⅲ)当所说的阀浇口打开时，由于所说的注射器的活塞按预定方式操作，使加热流道中的流体压力升高到所说的中压以上，由此而使热原料流入到所说的模具中；

(Ⅳ)可控的加热装置，它们被安排用来使所说的热原料在从塑化器经过所说的注射装置而通到所说的浇口阀时，温度保持在予定的的范围内。

2、根据权利要求1的设备，它还包括将相同或不同的另外一种热的聚合物原料输送到所说的阀浇口的附加注射装置，该附加注射装置包括：

（a）一个附加的可控注射装置，它具有一个将所说的另外一种原料输送到所说的阀浇口的活塞;

（b）供在预定的中压下将所说的另外一种原料供应到所说的附加注射装置用的一个附加的可连续操作的塑化器;

所说的附加注射装置与所说的阀浇口毗邻安装，並通过附加的加热管或加热流道而直接与所说的阀浇口相连，中间没有任何可控阀;所说的附加注射装置通过一个单向阀也被连接到所说的塑化器，单向阀被安排用来让所说的塑化器在基本上为所说的予定的中压下对所说的附加注射装置和所说的附加加热流道保持连续地供入热原料;当所说的阀浇口打开时，由于所说的附加注射器的活塞按预定方式操作，使所说的另外加热流道中的流体压力升高到所说的中压以上，由此而使所说的另外一种热原料流入到所说的模具中;

（c）附加的可控加热装置，它们被安排用来使所说的另外一种热原料在从附加的塑化器经过所说的附加注射装置而通到所说的浇口阀时，温度保持在予定的范围内。

3、根据权利要求2的设备，它还包括将另外的同种或不同种的热聚合物原料输送到所说的阀浇口的一个或更多个另外这样的附加注射装置，每个另外的这样附加注射装置与权利要求2中所规定的所说的附加注射装置相同。

4、根据权利要求1的设备，其中所说的阀浇口包括一个形成在所说模具上並通向所说模腔的浇口孔，和一根被用来作朝向和远离闭合位置的轴向运动的阀杆，当处於闭合位置时所说阀杆的悬臂端与浇口孔相啮合，由此而将所说的浇口孔密封。

5、根据权利要求4的设备，其中所说的加热流道通向一个将所说的阀杆包住并留有间隙的环形口，由此，当将所说的阀杆从所说的闭合位置抽出时，则使所说的热原料通过所说的浇口孔从所说的加热流道流入到所说的模腔中。

6、根据权利要求2或3的设备，其中所说的阀浇口包括一个形成在所说模具上並通向模腔的浇口孔，和一根被安排用来作朝向和远离闭合位置的轴向运动的阀杆，当处於闭合位置时所说阀杆的悬臂端与浇口孔相啮合，由此而将所说的浇口孔密封。

7、根据权利要求6的设备，其中每一个所说的附加加热流道通向各自的、将所说阀杆包住並留有间隙的附加环形口，由此，当所说的阀杆从所说的闭合位置和从一个所说的附加环形口抽出时，则控制了相关的热原料从所说的（环形）口和相关的附加加热流道流向所说的浇口孔的速度，所说的各环形口沿着阀杆的纵轴被相互隔开。

8、根据权利要求7的设备，其中各个加热流道从所说的阀杆移动轴线分别以呈夹角方向向四周配置，它们各自的位置与所说的阀杆在轴向上保持间隔。

9、根据权利要求的设备，其中各注射装置环绕阀杆轴聚集在一起，而它们的活塞沿着与阀杆轴平行的各个轴运动。

10、根据权利要求2和其后的直接或间接从属于它的任何一项权利要求的设备，其中所说的给某一注射装置供料的塑化器同时也被指定为给所说的附加注射装置供料的附加塑化器，从而将同一种热原料提供给两个所说的注射装置。

11、根据前述任何一项权利要求的设备，其中某个或每一注射装置都包括一个闭合环路的活塞位置控制装置，该控制装置是在有关的实现预定程序的活塞运动的程序存储控制器控制下操作的。

12、根据权利要求11的设备，其中所说的控制器包括一个数字式数据处理器。

13、根据前述权利要求中任何一项权利要求的设备，其中所说的注射模具和有关的一个或多个注射装置、以及有关的一个或多个加热流道构成了一个单独的组合件或组合单元，而所说的某一或每一注射装置均通过加热供料管与有关的塑化器相连。

14、包括多个由权利要求13所规定的组合单元的设备，其中与各组合单元对应的各注射装置通过各自的加热供料管经过有关的分配歧管而与一共用的塑化器相连，对於每一组对应的各注射装置来说，有一个单独的共有塑化器和相关的分配歧管。

15、由热的聚合物材料注塑物品的方法，该方法包括以下步骤：

（a）连续塑化聚合物材料;

（b）在预定的中压下通过单向阀将塑化的聚化物流直接输送到在注射缸内运行的注射活塞之前的注射缸中;

（c）以预定的方式控制活塞的位置，以便在高于所说中压的注射压力下，将聚合物材料直接输送到与所说的注射缸相毗邻安装的注塑用注料咀组合件中，由该注料咀组合件所说的材料被注入到模腔中。

16、根据权利要求15的注射成型方法，还包括步骤：

（d）通过对位置参照信号反应迅速的闭合环路位置控制驱动器来设置所说的活塞位置;

（e）向驱动器发出位置参照信号;

（f）以预定方式改变位置参照信号。

17、根据权利要求16的注射成型方法，还包括步骤：

（g）提供由数字式数据处理器发出的作为所说的位置参照信号的输出信号;

（h）向处理器提供决定采取变化所说的位置参照信号的方式以达得想望的注射程序的储存的注射程序。

18、一种共注射成型多层聚合物物品的方法，在此物品中各不同的层由不同的聚合物材料组成，该方法包括步骤：

（a）连续地塑化各别的聚合物材料;

（b）在各自的预定的中压下通过各自的单向阀将各别塑化好的聚合物流直接输送到在各自的注射缸内运行的注射活塞之前的各自的注射缸中;

（c）以预定的方式独立地控制这些活塞的位置，以便在高於所说的相应中压的各自的注射压力下，将各聚合物材料直接输送到与所说的注射缸毗邻安装的共注射注料咀组合件的各个同心的环形注料咀中，由此注料咀组合件所说的各材料被共注射到模腔中。

19、根据权利要求18的共注射成型方法，包括步骤：

（d）通过对位置参照信号反应迅速的各自的闭合环路位置控制驱动器来设置所说的各活塞的位置;

（e）向各个驱动器提供各自的位置参照信号;

（f）以各自的预定方式变化各位置参照信号。

20、根据权利要求19的注射成型方法，还包括步骤：

（g）提供由数字式数据处理器发出的、作为所说的各位置参照信号的各自的输出信号;

（h）向处理器提供用於确定变化各个所说的位置参照信号的方式及顺序，以获得所想望的注射程序的储存的注射程序。

21、一种实质上如前述的参照和被附图中的任何一张图或一组图所说明的注射成型方法。

22、一种实质上如前述的参照和被附图中的任何一张或一组图所说明的设备。

23、一种除了在前面的任何一项权利要求中所规定的组合方法外的、包括了在此所公开的方法特征的任何可行的组合方法。

24、一种除了在前面的任何一项权利要求中所规定的组合设备外的、包括了在此所公开的设备特征的任何可行的组合设备。

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