專利名稱：模制后的冷卻方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一個(gè)方法和設(shè)備，用于模制和冷卻塑料模制件，如由單種或多種塑料樹脂之類的材料制成的塑坯。特別是，本發(fā)明說明了一個(gè)快速噴射模制過程，其中如PET塑坯的模制件在完成冷卻步驟之前從模具出坯。由于利用了新的模制后的冷卻過程，這是可能的，其中在從模具取出和保持在模具區(qū)域之外后，由對(duì)流換熱方式在內(nèi)部冷卻模制件。本發(fā)明也說明了通過對(duì)流或傳導(dǎo)換熱方式進(jìn)行的附加外部冷卻，它至少部分地與內(nèi)部冷卻同時(shí)發(fā)生。
背景技術(shù)：
模制件的適當(dāng)冷卻代表了噴射模制過程的一個(gè)非常關(guān)鍵方面，因?yàn)樗绊懩Ｖ萍馁|(zhì)量和總噴射周期。在采用半結(jié)晶樹脂的應(yīng)用中，如PET塑坯的噴射模制中，這變得更加重要。在噴射之后，PET樹脂留在模腔空間中冷卻足夠的時(shí)間來防止形成結(jié)晶區(qū)和容許塑坯在出坯之前固化。
如果為了縮短噴射過程的周期，從模具快速排出塑坯，則通常會(huì)發(fā)生兩件事。第一是塑坯被不均勻冷卻。在大多數(shù)情形中，對(duì)著模具入口的底部被結(jié)晶。在噴射過程中塑坯壁中積累的熱量還高到足以引起模制后的結(jié)晶，特別是在塑坯的入口區(qū)域。入口區(qū)域是一個(gè)非常關(guān)鍵點(diǎn)，因?yàn)樵谶@個(gè)區(qū)域中模具的冷卻不很有效，還因?yàn)樵谀Ｇ豢臻g中的樹脂還與熱澆口噴嘴的熱心柱接觸。如果這個(gè)塑坯區(qū)域保留了一定尺寸和深度以上的結(jié)晶，則將會(huì)減弱模制件的質(zhì)量。第二是塑坯將太軟，因而在以后操作步驟中會(huì)變形。塑坯的另一個(gè)關(guān)鍵區(qū)域是結(jié)束頸部，在許多情形中它的壁較厚，因此比其他部分保持更多熱量。這個(gè)頸部需要急劇的模制后冷卻，以防止它結(jié)晶。另外急劇的冷卻可以使頸部固化到足以承受進(jìn)一步的操作。
過去已經(jīng)作了許多努力來改進(jìn)PET噴射模制系統(tǒng)的冷卻效率，但它們沒有造成模制塑坯質(zhì)量的明顯改進(jìn)或周期的大幅度減少。對(duì)此可以參考Valyi的美國專利4,382,905，它公布一個(gè)噴射模制方法，其中模制塑坯被轉(zhuǎn)移到第一回火模具作第一次冷卻步驟，然后移到一個(gè)第二回火模具作最后的冷卻步驟。兩個(gè)回火模具均相似于噴射模具，并且具有內(nèi)部裝置來冷卻它們的壁，壁在冷卻過程中與塑坯接觸。Valyi的專利沒有說明從模制區(qū)域轉(zhuǎn)移塑坯的裝置上的冷卻裝置構(gòu)造，或者在模制塑坯內(nèi)循環(huán)流體冷卻劑的附加冷卻裝置構(gòu)造。
Bellehache的美國專利4,592,719公開了一個(gè)制造PET塑坯的噴射模制方法，其中用一個(gè)第一可動(dòng)裝置把模制塑坯從噴射模芯取出，裝置包括了保持塑坯的真空吸氣裝置，還包括了塑坯外表面的吸入空氣(對(duì)流)冷卻。Bellehache的專利采用一個(gè)第二冷卻裝置與一個(gè)第二可動(dòng)裝置結(jié)合，依靠吸入空氣進(jìn)一步冷卻塑坯的內(nèi)部，參見這里的圖22。Bellehache的專利沒有說明在塑坯內(nèi)部吹的冷空氣相對(duì)于吸入常溫空氣具有明顯較高的冷卻效果，也沒有說明與塑坯密切接觸的傳導(dǎo)換熱的冷卻裝置和引到塑坯圓頂部分的吹空氣裝置。Bellehache的專利具有許多缺點(diǎn)，包括較低的冷卻效率、較低的均勻性、較長的冷卻時(shí)間、較高的塑坯變形可能性。
美國專利5,176,871和5,232,715說明了一個(gè)塑坯冷卻方法和設(shè)備。模制塑坯用噴射模芯保持在模具區(qū)域之外。采用不與模制塑坯接觸的冷卻劑冷卻模芯。圍繞塑坯放置了一個(gè)比塑坯大的冷卻管，在塑坯周圍吹入冷卻空氣。在這些專利中所示設(shè)備和方法的主要問題是塑坯保持在模芯上，這明顯增加了周期。另外，冷卻劑和塑坯之間的直接接觸沒有達(dá)到內(nèi)部冷卻。
另外參考美國專利5,114,327，5,232,641，5,338,172和5,514,309，它們說明了一個(gè)采用液體冷卻劑的塑坯內(nèi)部冷卻方法。從模具排出的塑坯轉(zhuǎn)移到一個(gè)塑坯運(yùn)送板，它具有真空裝置來保持塑坯定位，而不與塑坯的外壁接觸。但是塑坯運(yùn)送板不具有任何冷卻裝置。另外引入冷卻芯到由運(yùn)送板保持的塑坯內(nèi)，把冷卻流體吹入塑坯內(nèi)來冷卻它們。采用保持塑坯的同一真空裝置從塑坯周圍的室中進(jìn)一步去除冷卻劑。這些專利沒有說明在塑坯內(nèi)吹入冷卻空氣，其中在冷卻后空氣自由地離開塑坯。這些專利也沒有說明同時(shí)內(nèi)外冷卻塑坯，或者具有冷卻裝置的塑坯運(yùn)送板。參見這里所示的圖21。
另外參考日本專利Discl.7-171888，它說明了一個(gè)塑坯冷卻設(shè)備和方法。采用一個(gè)塑坯自動(dòng)操縱運(yùn)送板來轉(zhuǎn)移塑坯到一個(gè)冷卻工位。自動(dòng)操縱運(yùn)送板包括了采用水冷卻的傳導(dǎo)換熱的塑坯壁外部冷卻。冷卻工位包括一個(gè)第一可動(dòng)的自動(dòng)操縱轉(zhuǎn)移板，轉(zhuǎn)移板具有一個(gè)設(shè)有保持塑坯的真空裝置的手轉(zhuǎn)動(dòng)部分，還包括依靠傳導(dǎo)換熱的外部冷卻。模制塑坯從自動(dòng)操縱板轉(zhuǎn)移到手動(dòng)部分。手動(dòng)部分從位置A移動(dòng)到位置B，其中它轉(zhuǎn)了90°，以便把塑坯(至此僅外部被冷卻)轉(zhuǎn)移到一個(gè)冷卻工具上。冷卻工具具有保持塑坯的裝置，依靠吹入空氣冷卻塑坯內(nèi)部的裝置和依靠吹入空氣或水冷卻來冷卻塑坯外部的裝置。采用的內(nèi)部冷卻如這里的

圖19和20所示。這個(gè)專利沒有說明冷卻方法，其中從塑坯排出模具和進(jìn)入運(yùn)送板時(shí)刻起，盡可能快地完成內(nèi)部和外部冷卻。也沒有說明當(dāng)塑坯被可動(dòng)的自動(dòng)操縱運(yùn)送板保持時(shí)，同時(shí)內(nèi)外冷卻塑坯。因此，這個(gè)冷卻方法不夠快，并且不能防止在模具之外形成結(jié)晶。
圖19和20表示了內(nèi)部冷卻塑坯的已知方法，其中一個(gè)冷卻裝置位于塑坯之外，并且用于把冷空氣吹入塑坯內(nèi)。因?yàn)榭諝鈬娮煳挥谒芘髦?，進(jìn)入的冷空氣流必然干涉和至少部分地與出來的暖流混合。這將顯著減小冷卻效率。如果冷卻裝置與塑坯位于相同軸線上，圖19的方法是低效率的，因?yàn)樵谒芘髦袥]有空氣循環(huán)。如果如圖20沿橫向偏移冷卻裝置，則達(dá)到了內(nèi)部空氣循環(huán)，但這還是效率低，因?yàn)樗芘鞯囊粋?cè)比另一側(cè)冷卻較好和較快。冷卻劑具有不對(duì)稱的準(zhǔn)發(fā)散流動(dòng)形狀。這個(gè)流動(dòng)形狀的效率非常低，并且不容許集中冷卻液體/氣體朝著入口或圓頂部分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)改進(jìn)的冷卻銷，用于模制后的冷卻操作。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)方法和設(shè)備，用于生產(chǎn)具有改進(jìn)冷卻效率的模制件。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供上述方法和設(shè)備，生產(chǎn)具有改進(jìn)質(zhì)量的模制件。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供上述方法和設(shè)備，縮短整個(gè)周期。
本發(fā)明達(dá)到了以上的目的。
按照本發(fā)明，提出了一個(gè)冷卻模制件的創(chuàng)新的冷卻銷。冷卻銷包括一個(gè)在頭部終止的中心銷結(jié)構(gòu)、一條通過中心銷結(jié)構(gòu)和在頭部出口終止的流體通道、以及沿中心銷結(jié)構(gòu)定位的多個(gè)肋片。每個(gè)肋片最好由柔性材料形成，并且最好是環(huán)繞中心銷結(jié)構(gòu)外部的環(huán)形結(jié)構(gòu)。肋片最好被隔塊分開。肋片可以具有不同的長度或直徑，以適應(yīng)模制件的內(nèi)部形狀。柔性肋片用于考慮到小的不對(duì)準(zhǔn)性，并且迫使引入模制件內(nèi)部的冷卻流體通過流體通道靠近模制件的內(nèi)表面流動(dòng)，由此改進(jìn)模制件的內(nèi)部冷卻。
冷卻由一個(gè)模具形成的多個(gè)模制件的系統(tǒng)包括一個(gè)移走板或運(yùn)送板，它具有多個(gè)插座，用于從模具的半模之間取出模制件，并且把它們轉(zhuǎn)移到冷卻位置，以及一個(gè)裝有多個(gè)上述冷卻銷的框架。操作中，當(dāng)運(yùn)送板達(dá)到冷卻位置時(shí)，把冷卻銷插入新模制件的內(nèi)部。相對(duì)于運(yùn)送板移動(dòng)帶有冷卻銷的框架，使冷卻銷插入模制件。最好是，把每個(gè)冷卻銷深深插入模制件內(nèi)，使得從冷卻銷中流體通道流出的冷卻流體直接射到模制件的圓頂或入口部分。這樣，可以顯著避免在圓頂或入口部分中的結(jié)晶。如上所述，每個(gè)冷卻銷的肋片用于保持冷卻流體與模制件內(nèi)表面的密切接近。
這里也描述了冷卻模制件的方法。方法大致包括提供一個(gè)冷卻銷，它具有一個(gè)帶中心流體通道(它在中心銷結(jié)構(gòu)頭部具有一個(gè)出口)和多個(gè)外部肋片的中心銷結(jié)構(gòu)，把冷卻銷插入模制件內(nèi)部，使得頭部密切接近模制件的圓頂部分和每個(gè)肋片外邊密切接近模制件的內(nèi)表面，使冷卻流體流動(dòng)通過內(nèi)部流體通道和把流體從出口排出到模制件的圓頂部分，以及用肋片迫使冷卻流體與模制件內(nèi)表面密切接近。
如這里所用，名稱“移送板”、“移走板”和“端臂工具”被交換使用，并且指相同的結(jié)構(gòu)。
在以下詳細(xì)描述和附圖中提出了本發(fā)明冷卻銷、系統(tǒng)和方法的其他細(xì)節(jié)，以及相關(guān)的其他目的和優(yōu)點(diǎn)，其中相同的編號(hào)表示相同的部分。
附圖簡(jiǎn)述圖1是一個(gè)曲線圖，表示了在噴射步驟期間和之后，模制件溫度與時(shí)間的關(guān)系；圖2是在模具中的模制件示意圖；圖3(a)和3(b)表示了冷卻時(shí)橫過模制件壁的溫度梯度；圖3(c)表示了沿模制件壁的溫度曲線；圖4是一個(gè)剖視圖，表示了先有技術(shù)的噴射模具；圖5是一個(gè)剖視圖，表示了一個(gè)可動(dòng)的自動(dòng)操縱板，包括設(shè)在不動(dòng)和可動(dòng)模具板之間模制區(qū)域中的一個(gè)端臂工具(EOAT)裝置；圖6(a)和6(b)是側(cè)視圖，表示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，包括一個(gè)自動(dòng)操縱的移送板(或端臂工具，EOAT)和一個(gè)保持冷卻銷的框架；圖6(c)和6(d)是圖6(a)和6(b)實(shí)施例的正視圖；圖7(a)-7(d)表示了本發(fā)明第一實(shí)施例的框架和冷卻銷；圖8(a)-8(h)表示了本發(fā)明幾種冷卻銷設(shè)計(jì)；圖9(a)和9(b)說明了本發(fā)明兩個(gè)實(shí)施例的冷卻銷的更詳細(xì)視圖；圖9(c)-9(e)說明了用于冷卻模制塑坯的一個(gè)創(chuàng)新的冷卻銷；圖10(a)表示了一個(gè)模制件，具有在先前技術(shù)方法中產(chǎn)生的結(jié)晶區(qū)；
圖10(b)表示了一個(gè)模制件，由于采用本發(fā)明方法而沒有結(jié)晶區(qū)；圖11(a)-11(l)表示了本發(fā)明框架和冷卻銷的另一個(gè)實(shí)施例；圖12是一個(gè)系統(tǒng)的剖視圖，其中空氣冷卻通道結(jié)合在半模中；圖13(a)和13(b)是本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；圖14是一個(gè)噴射模制系統(tǒng)的頂視圖，具有本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例；圖15是本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的剖視圖，表示了裝在移送板上的冷卻模制件內(nèi)部的機(jī)構(gòu)；圖16說明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中采用無冷卻裝置的移送板來從模制區(qū)域取出模制件；圖17說明了本發(fā)明一個(gè)供替代的冷卻銷構(gòu)造；圖18(a)和(b)說明了本發(fā)明另一個(gè)供替代的冷卻銷構(gòu)造；圖19和20說明了冷卻塑坯內(nèi)部的先有技術(shù)方法；圖21說明了冷卻塑坯內(nèi)部和外部的另一個(gè)先有技術(shù)系統(tǒng)；圖22說明了采用吸入周圍空氣來冷卻塑坯的一個(gè)先有技術(shù)系統(tǒng)；以及圖23說明了一個(gè)供替代的框架結(jié)構(gòu)，在框架的多個(gè)表面上具有冷卻銷。
優(yōu)選實(shí)施例詳述現(xiàn)在參照附圖，圖1是一個(gè)曲線圖，表示了在噴射步驟期間和之后，模制件溫度與時(shí)間關(guān)系的演變。圖2是在模具中的模制件示意圖。從這個(gè)圖可以看到，通常由分別位于模腔16和模芯部分18內(nèi)的冷卻管12和14來實(shí)現(xiàn)模具內(nèi)的冷卻。結(jié)果是，從模制件11的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)冷卻。另外，如圖2所示，模腔板16通常具有一個(gè)入口區(qū)20，在其上面形成了模制件11的底部或圓頂部分22。模制件具有一個(gè)結(jié)束頸部13，它有時(shí)具有厚的壁，難以冷卻來防止結(jié)晶。
圖3(a)和3(b)表示了冷卻時(shí)橫過模制件壁的溫度梯度。圖3(a)表示了在模具內(nèi)的溫度梯度，而圖3(b)表示了在模具外的溫度梯度。圖3(c)表示了沿著模制件壁的溫度曲線。溫度尖峰代表了在模制件圓頂或入口部分的溫度。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，提供了一個(gè)噴射模具，它包括了一個(gè)具有一組模腔34的不動(dòng)半模或板32，以及一個(gè)具有一組模芯38的可動(dòng)半?；虬?6。模腔板32與一個(gè)管路板(圖中未示)在流體上連通，它從一個(gè)噴射模制機(jī)的噴射裝置(圖中未示)接受融化材料。模腔34通過模腔入口40從熱澆口噴嘴(圖中未示)，例如閥門入口噴嘴(圖中未示)接受融化材料。每個(gè)模腔被冷卻裝置42包圍，以便當(dāng)模具板32和36在模具閉合位置時(shí)，冷卻由模芯38和模腔34形成的腔空間中的融化材料。冷卻裝置42最好由嵌在模具板32內(nèi)引導(dǎo)冷卻流體的冷卻通道形成。如上所述，模芯38和模腔34在模具閉合位置中形成了多個(gè)模具的腔空間(圖中未示)，在噴射步驟中通過模具入口40充填融化材料。模芯38還包括冷卻腔空間中融化材料的裝置44。冷卻裝置44最好包括一個(gè)在每個(gè)模芯內(nèi)的冷卻管。模芯板36還包括一個(gè)出坯板46，用于從模芯38取出模制件48。出坯板46的操作在先前技術(shù)中已熟知，不作為本發(fā)明的一部分。事實(shí)上，出坯板46可以包括現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何適合的出坯板。
按照本發(fā)明，任何融化塑料、金屬或陶瓷材料均可以噴射到模腔空間中，并且采用圖4的模具系統(tǒng)冷卻成所希望的模制件。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，融化材料是PET以及模制件是一個(gè)塑坯。但是，按照本發(fā)明，模制件也可以是一個(gè)由一種以上材料制成的塑坯，例如新生PET、再生PET、以及如EVOH的適當(dāng)絕緣材料。
如現(xiàn)有技術(shù)所示，一個(gè)如塑坯的模制件用閉合模具來模制，把融化材料噴射到腔空間中，起動(dòng)腔空間的冷卻，充填模腔空間，保持在壓力下的融化材料，完成最后的模具內(nèi)冷卻，打開模具，從模芯排出已固化的模制件，以及把模制件轉(zhuǎn)移到一塊移送板上。
按照本發(fā)明，為了縮短整個(gè)周期，模制件在模具中的駐留時(shí)間應(yīng)該最小，使得模具能夠盡可能快地生產(chǎn)成批模制件。減少模具中駐留時(shí)間的問題是要減少冷卻時(shí)間，但在這種狀態(tài)下模制件要固化到足以承受所有后繼操作步驟而無變形。減少冷卻時(shí)間是一個(gè)有問題的方案，因?yàn)槔鋮s裝置42和44不能充分和均勻地冷卻模制件。在以減少的時(shí)間在模具中冷卻之后和在剛打開模具之后模制件保持的熱量是非常顯著的，并且與模制件的厚度有關(guān)。這個(gè)內(nèi)部熱量有可能在模制件的入口區(qū)域或圓頂部分，在模制件的結(jié)束頸部，或者在整個(gè)模制件上產(chǎn)生結(jié)晶區(qū)。為了防止模制件的結(jié)晶，要采用非常急劇的冷卻方法。在冷卻中，必須注意到控制模制件的收縮，它可能對(duì)其最終的尺寸有不利影響。
圖5說明了一個(gè)自動(dòng)操縱的移送板60的實(shí)施例，它可用于本發(fā)明的冷卻方法。移送板60包括多個(gè)空心支座或插座62，它們可以是水冷卻的管。可用作移送板60的典型移送板表示在Gessner等的美國專利5,447,426和Delfer III的美國Reissue專利RE 33,237中，引入這里作為參考。在操作中，多個(gè)支座62的口與模芯38和模具板36對(duì)準(zhǔn)。操作出坯板46來實(shí)現(xiàn)模制件48到支座62的轉(zhuǎn)移。按照本發(fā)明，移送板60上可以設(shè)有數(shù)目等于模芯38的支座62，或者為模芯數(shù)目幾倍的更多數(shù)目的支座62，例如為模芯數(shù)目的三或四倍。具有比模芯38數(shù)目多的支座62，可以保持某些模制件的時(shí)間比單個(gè)模制周期長，由此增加了冷卻時(shí)間，而同時(shí)保持模制件的高生產(chǎn)率?？梢赃M(jìn)行本發(fā)明的方法而不管支座62保持的模制件相對(duì)數(shù)目。盡管如此，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，自動(dòng)操縱的移送板60具有的支座62數(shù)目為模芯38數(shù)目的三倍。這意味著移送板60不總是運(yùn)送與支座62數(shù)目相等的模制件數(shù)目。這也意味著可以把單批模制件移回到模芯和模腔之間的模具區(qū)域一次以上來拾取其他批的模制件，同時(shí)被移送板內(nèi)空心管64(管載有如水的冷卻流體)和模制件的外壁之間的密切接觸所冷卻，更詳細(xì)地在上述美國專利5,447,426中所示。通過傳導(dǎo)完成管64和從模具釋放的熱模制件之間的傳熱。尤其是，可以采用結(jié)合任何冷卻裝置的任何固體材料，并且與模制件的外壁密切接觸來冷卻模制件。采用根據(jù)模制件和冷卻裝置之間密切接觸的傳導(dǎo)換熱的冷卻系統(tǒng)，保持了模制件形狀而不被操作造成變形或擦痕。
如果希望，在移送板中采用的傳導(dǎo)冷卻裝置64可以由對(duì)流換熱裝置替代?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的任何適當(dāng)對(duì)流換熱裝置可以用于移送板60，來實(shí)現(xiàn)由移送板60運(yùn)送的模制件外表面的冷卻。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6(a)和6(b)，采用一個(gè)附加的冷卻裝置70與自動(dòng)操縱的移送板60結(jié)合，由于容許用對(duì)流換熱來同時(shí)冷卻模制件的內(nèi)外表面而提高了模制后的冷卻效率，因此縮短了周期和改進(jìn)了模制件質(zhì)量。附加的冷卻裝置70包括一組細(xì)長的冷卻銷74，其作用是在移送板60保持的模制件內(nèi)提供冷卻流體。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，冷卻流體大部分直接引導(dǎo)和送入模制件的圓頂(入口)部分22，由于縮短了在模具中的冷卻時(shí)間，這部分最有可能結(jié)晶。引入冷卻流體，從而建立一個(gè)環(huán)形流動(dòng)模型。按照本發(fā)明，冷卻流體可以是任何適當(dāng)?shù)睦鋮s劑，例如液體或氣體。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，冷卻流體是通過位于冷卻銷74內(nèi)的一條通道90送出的壓縮空氣。在圖9(a)中更詳細(xì)地表示了本發(fā)明的這方面特性。
圖9(a)說明了一個(gè)按照本發(fā)明的冷卻銷74，它位于被冷卻的模制件48內(nèi)。為了建立冷卻劑的最佳流動(dòng)，把冷卻銷深深引入模制件48內(nèi)，使得冷卻劑可以達(dá)到圓頂或入口部分22。不僅如此，冷卻銷74作為一個(gè)附加的冷卻芯。冷卻銷74也提供來建立一個(gè)環(huán)形流動(dòng)模式，它比其他流動(dòng)模式具有更高的冷卻能力。另外依靠采用新穎的冷卻銷74，吹入的冷空氣和出去的暖空氣完全隔開，因此防止了兩者的混合。
如圖9(a)所示，冷卻銷74位于模制件的中心，最好是使得冷卻銷74的中心軸線220對(duì)準(zhǔn)模制件的中心軸線222。從這個(gè)圖可以看出，冷卻銷74的外壁224在上區(qū)UP與模制件的內(nèi)壁226隔開一個(gè)距離D。此外，冷卻銷74的出口噴嘴92與圓頂部分22的內(nèi)壁228隔開一個(gè)距離d。為了建立所希望的冷卻流體的環(huán)形流動(dòng)模式，最好是d∶D的比值在約1∶1到約10∶1范圍內(nèi)。也非常希望冷卻銷的出口噴嘴92由一個(gè)發(fā)散的噴嘴構(gòu)造形成。盡管對(duì)出口92最好采用發(fā)散噴嘴，但可以由直壁噴嘴構(gòu)造來形成出口92。
因?yàn)槔鋮s銷74深入模制件內(nèi)，并且也起到冷卻芯的作用，從模制件自由逸出的暖空氣模式具有環(huán)形。
現(xiàn)在參照?qǐng)D9(c)-9(e)，說明冷卻銷74的一個(gè)特別創(chuàng)新和優(yōu)選的構(gòu)造。如這里所示，冷卻銷74具有單個(gè)中心銷結(jié)構(gòu)400，它終止在頭部402。一條冷卻流體通道404通過中心銷結(jié)構(gòu)400，并且終止在出口噴嘴406。出口噴嘴406可以具有如圖9(c)-9(e)所示的直邊，或者可以是一個(gè)發(fā)散的出口噴嘴。流體通道404可以通過在現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何適當(dāng)裝置與一個(gè)流體源連通，如空氣源或某些其他冷卻流體源。
為了使引入模制件的流體通過通道404和噴嘴406與模制件410的內(nèi)表面408密切接近，沿著中心銷結(jié)構(gòu)400的長度定位了多個(gè)肋片412，肋片412的第一個(gè)密切接近地定位在冷卻銷頭部402的切口表面411。如圖9(c)-9(e)所示，用一個(gè)隔塊414隔開相鄰的肋片412。每個(gè)隔塊414可以由薄壁襯墊形成，定位在中心銷結(jié)構(gòu)的一部分外表面416上。
肋片412可以由現(xiàn)有技術(shù)中任何適當(dāng)?shù)娜嵝越饘倩蚍墙饘俨牧闲纬?。例如，每個(gè)肋片412可以是由TEFLON或其他塑料形成。每個(gè)肋片412可以包括一個(gè)具有中心孔418的柔性材料環(huán)，孔直徑容許肋片412沿著中心銷結(jié)構(gòu)400的外表面416滑動(dòng)，直到達(dá)到所希望的位置為止。如圖9(c)-(e)所示，某些肋片412可以具有大于其他肋片412的直徑。這容許在冷卻銷74上的肋片組件符合模制件的內(nèi)部形狀。
在操作中，如圖9(e)所示，把冷卻銷74深深插入被冷卻的模制件410內(nèi)，使得從出口406排出的冷卻流體直接射在模制件410的圓頂部分上。最好把冷卻銷74引入模制件410，使得冷卻銷74的中心軸線與模制件410的中心軸線對(duì)準(zhǔn)。以這種方式把冷卻銷74引入模制件410，在模制件410中可以建立冷卻流體的環(huán)形流動(dòng)。當(dāng)冷卻流體沿模制件410的內(nèi)表面408流動(dòng)時(shí)，柔性肋片412迫使冷卻流體以及保持冷卻流體與內(nèi)表面408密切接觸。冷卻流體通過出口420從模制件內(nèi)部排出，最好流入周圍大氣中。
采用帶柔性肋片412的冷卻銷74具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，也是最重要的，冷卻銷74上的柔性肋片412有助于保持冷卻流體流經(jīng)模制件410，與模制件410的內(nèi)表面408密切接近，由此改進(jìn)了模制件的冷卻。這是因?yàn)槿嵝岳咂?12封閉了模制件410的內(nèi)表面408和冷卻銷74之間的間隙，迫使冷卻流體流動(dòng)靠近模制件的內(nèi)表面408。結(jié)果是，冷卻流體流動(dòng)將在模制件410和冷卻銷74之間建立一個(gè)氣墊，更有效地從內(nèi)表面408去除熱量。其次，柔性肋片412考慮了冷卻銷74和模制件410之間的少量的不對(duì)準(zhǔn)性。第三，它容許采用具有不變長度和不變直徑的中心銷結(jié)構(gòu)的冷卻銷來冷卻多種多樣的模制件。采用肋片412，對(duì)不同模制件僅需改變肋片412的尺寸。第四，增加或減少需要的肋片412數(shù)目，就可以改變模制件特定區(qū)域中的冷卻效果。
如果需要，在中心銷結(jié)構(gòu)400表面中可以提供切口或缺口(圖中未示)來容納肋片412的內(nèi)部，由此在某些固定位置中提供對(duì)肋片412的支持。
如果需要，可以取消隔塊414。例如，可以定位一個(gè)O形環(huán)(圖中未示)靠近每個(gè)柔性肋片412的每一側(cè)來保持肋片定位。每個(gè)O形環(huán)可以由現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何適當(dāng)材料，如橡膠材料形成。
盡管已經(jīng)描述肋片412為環(huán)形結(jié)構(gòu)，但對(duì)于某些模制件形狀，如果需要，肋片412可以由非環(huán)形結(jié)構(gòu)形成。例如，如果被模制的模制件具有矩形或非圓形的內(nèi)截面形狀，可以采用一個(gè)矩形肋片構(gòu)造。
如果需要，肋片412可以與中心銷結(jié)構(gòu)400整體形成。在這種情形中，把附加肋片設(shè)在固定肋片412之間的冷卻銷74外表面周圍，可以按希望建立補(bǔ)充的冷卻效果。
盡管在圖9(c)-9(e)中已經(jīng)表示了冷卻銷的一個(gè)優(yōu)選構(gòu)造，但如圖8(a)到8(h)，17和18所示，冷卻銷74可以具有不同的尺寸和形狀，以達(dá)到各種冷卻效果。例如，如圖8(a)所示，冷卻銷下部LP可以具有直徑D2，它與銷上部UP的直徑D1不同。如圖8(a)到8(c)所示，銷上部UP可以具有不同的形狀。參照?qǐng)D8(d)，冷卻銷74可以具有橫向出口82，用于排出冷卻流體到可能產(chǎn)生結(jié)晶的模制件側(cè)壁上。如圖8(e)所示，冷卻銷74可以具有螺旋槽84，以得到特殊的冷卻效果。相似地，在圖8(f)和8(g)中，冷卻銷74可以具有繞其周邊隔開的多個(gè)肋86或多個(gè)接觸元件88?，F(xiàn)在參照?qǐng)D8(h)，冷卻銷74可以具有沿其外表面形成的多個(gè)切口398。
圖18a和18b說明了一個(gè)冷卻銷74，它具有多個(gè)徑向管路230，用于把冷卻劑送到圓頂部分22以外的模制件區(qū)域，如結(jié)束頸部或本體部分。徑向管路230可以沿冷卻銷的長度隔開，從而對(duì)著模制件48的特定區(qū)域引導(dǎo)冷卻劑。
冷卻銷74可以由任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)熱或絕熱材料制成。如果希望，如圖17所示，冷卻銷74可以由多孔材料232如多孔鋁制成，使得附加的冷卻劑可以以非常均勻方式分布在圓頂或入口部分22以外的模制件區(qū)域上。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，設(shè)想冷卻銷74的設(shè)計(jì)集中最大的冷卻在模制件48的入口或圓頂部分22，因此急劇地集中冷卻流體來冷卻這個(gè)區(qū)域。這樣，可以形成在入口或圓頂部分22中沒有結(jié)晶區(qū)域的如塑坯的模制件。
圖9(b)中說明了一個(gè)具有吹冷空氣系統(tǒng)的供替代的銷構(gòu)造，它可用于本發(fā)明的設(shè)備中。如圖所示，銷74具有一個(gè)吹冷空氣的通道90，它具有一個(gè)出口92，用于對(duì)著模制件48的內(nèi)表面，最好是對(duì)著模制件圓頂或入口部分22引導(dǎo)冷空氣。通道90通過入口94與冷空氣源(圖中未示)連通。冷卻銷74上還設(shè)有一個(gè)真空通道96，用于從模制件48內(nèi)部去除冷卻空氣。真空通道96可以與任何希望的真空源(圖中未示)連接。如圖9(b)所示，依靠用于銷自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的滑動(dòng)墊100和如螺母102的固定裝置，把冷卻銷74裝在一個(gè)框架98的一部分上。螺母102可以固定到具有外螺紋部分(圖中未示)的元件104上。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6和7，一組冷卻銷74裝在冷卻框架98上，框架可以由如鋁的輕質(zhì)材料制成。冷卻銷74可以具有以上討論的任何構(gòu)型。例如，冷卻銷74可以是具有圖9(c)-9(e)所示的帶柔性肋片412的冷卻銷74。按照本發(fā)明，冷卻框架98可以沿垂直或水平位置操作。在兩者情形中，當(dāng)移送板60達(dá)到其最后的模具之外位置時(shí)，框架98可朝著移送板60移動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的任何適當(dāng)裝置可以用于移動(dòng)框架98，從而高速地推它前進(jìn)，使得可以立即把冷卻銷74引入模制件內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，采用液壓缸110移動(dòng)框架98。按照本發(fā)明，冷卻銷74的數(shù)目可以相同于或小于移送板60中的插座62數(shù)目。按照本發(fā)明，移送板60上設(shè)有保持插座62內(nèi)模制件48的裝置，如吸氣裝置(圖中未示)，以及設(shè)有從移送板排出模制件的裝置。保持裝置和排出裝置可以是在上述美國專利5,447,426中公布的裝置，它們已經(jīng)結(jié)合這里作為參考。如圖6(c)和6(d)所示，冷卻框架98上可設(shè)有多個(gè)空間112。空間112可用于容許把最后冷卻的模制件從移送板60排出，落在一個(gè)傳送裝置114上，以便從系統(tǒng)運(yùn)出。相對(duì)于保持要從移送板60排出的模制件的插座62，橫向偏移冷卻銷74，完全冷卻的模制件48可以通過空間112落在傳送裝置114上。當(dāng)冷卻框架位于水平位置時(shí)就是這樣。當(dāng)冷卻框架位于垂直位置時(shí)，它不與由移送板落下的模制件干涉。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7(a)和7(b)，說明了第一組冷卻銷74。冷卻銷可以是如圖9(c)-9(e)所示的類型。如圖7(b)中可以看出，冷卻空氣通路90或通道404通過通路122與一個(gè)冷卻空氣源或其他冷卻流體源(圖中未示)連通。許多空氣閥124結(jié)合在通路122中，可用于調(diào)節(jié)冷卻空氣或流體的流動(dòng)。這樣，可以供應(yīng)各種冷卻空氣或流體量到冷卻銷74。
現(xiàn)在參照?qǐng)D7(c)，它也可以通過一條簡(jiǎn)單的通路126，從一個(gè)冷卻流體源(圖中未示)把冷卻流體直接提供給每個(gè)冷卻銷74。還有，如圖7(d)所示，如果希望，通路126可以通過一條柔性管路128與每個(gè)冷卻銷中的流體管路120連接。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，冷卻銷74以幾個(gè)步驟進(jìn)入由移送板60保持的模制件，在每個(gè)步驟上，不同時(shí)間上模制的模制件處于不同溫度。為了優(yōu)化整個(gè)冷卻步驟和避免冷卻劑的浪費(fèi)，在冷卻的第一步驟中，模制件非常熱，因此由冷卻銷送出最大量的冷卻空氣。在第二步驟和后續(xù)的步驟中，由與第一模制件接合的冷卻銷引導(dǎo)的冷卻流體量明顯少于朝著新模制和較熱模制件引導(dǎo)的量。為了進(jìn)一步優(yōu)化冷卻過程，任何已知的適當(dāng)溫度傳感器，如熱電偶，可以在冷卻模制件之前和之后用于測(cè)量它們的溫度，使得可以進(jìn)行冷卻率的調(diào)節(jié)而不中斷模制周期。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，與某些冷卻控制裝置(圖中未示)連接的熱電偶(圖中未示)位于靠近每個(gè)模制件的移送板60中。監(jiān)測(cè)每個(gè)模制件的溫度，對(duì)送到所有冷卻銷74或某些冷卻銷74的冷卻流體量作出某些調(diào)節(jié)。這也補(bǔ)償了位于移送板中傳導(dǎo)冷卻裝置的任何冷卻低效率或不均勻性。
現(xiàn)在參照?qǐng)D10(a)和10(b)，圖10(a)以剖視圖表示了一個(gè)由先前技術(shù)系統(tǒng)模制的模制件48。如圖所示，模制件48可以在四個(gè)不同部位具有結(jié)晶區(qū)，包括圓頂部分22和頸部13。另一方面，圖10(b)以剖視圖表示了一個(gè)模制件，它采用本發(fā)明系統(tǒng)制造，沒有結(jié)晶區(qū)域。
圖11(a)到11(l)中表示了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，其中移送板60′在整個(gè)模制周期中總是保持在垂直位置。這消除了一個(gè)復(fù)雜的馬達(dá)，并且使它更輕和更快地進(jìn)出兩個(gè)半模之間或模具板32和36之間形成的模具空間。用于這個(gè)系統(tǒng)的冷卻框架98′具有一個(gè)附加功能和一個(gè)附加運(yùn)動(dòng)。首先，冷卻銷74′采用吹空氣來冷卻模制件和吸空氣來從移送板60′提取模制件。由真空保持模制件在冷卻銷74′上，并且在后退運(yùn)動(dòng)中從移送板60′內(nèi)的管62′中取出模制件。冷卻框架98′具有一個(gè)運(yùn)動(dòng)來接近移送板60′和從移送板后退，還具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)來從垂直位置到平行于傳送裝置114′的水平位置，以容許模制件由于停止真空而從冷卻銷74′排出。按照本發(fā)明，任何現(xiàn)有技術(shù)中已知的適當(dāng)裝置可以用于轉(zhuǎn)動(dòng)帶銷74′的冷卻框架98′。按照?qǐng)D11(a)到11(l)所示的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，采用一個(gè)不動(dòng)的凸輪130作為一個(gè)非常簡(jiǎn)單的裝置來把框架的移動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)，使得由冷卻框架保持的模制件可以落在傳送裝置114′上。如圖11(h)所示，冷卻銷74′可以依靠真空與模制件接合，并且從移送板60′取出它們。接著模制件從銷74′落在傳送裝置上。
從圖6(a)到6(d)可以理解本發(fā)明的創(chuàng)新冷卻設(shè)備的操作。在模具中的冷卻過程(它被縮短到模制件達(dá)到一個(gè)可防止變形的固化階段時(shí)就為止)之后，打開模具，把移送板60移入模芯板36和模腔板32之間的模制區(qū)域?？梢圆捎矛F(xiàn)有技術(shù)中已知的任何適當(dāng)裝置(圖中未示)以現(xiàn)有技術(shù)中任何方式完成模芯和模腔板之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在移送板60達(dá)到模具位置之外后，冷卻銷74與模制件接合來冷卻，特別是冷卻每個(gè)模制件的圓頂區(qū)域22。
盡管移送板60已經(jīng)描述為具有水冷卻裝置來傳導(dǎo)冷卻支座62′內(nèi)的模制件外表面，但有時(shí)當(dāng)模制件先放在移送板內(nèi)時(shí)，可以不開始冷卻外表面。為此，可以設(shè)置一個(gè)裝置來控制移送板內(nèi)的冷卻，使得這種冷卻直到模制件內(nèi)部冷卻已經(jīng)開始和/或結(jié)束之后才開始。例如，可以把適當(dāng)?shù)拈y門裝置(圖中未示)結(jié)合在移送板中，以阻止冷卻流體的流動(dòng)，直到希望的時(shí)刻為止。這樣，可以同時(shí)，至少部分地同時(shí)，或者順序地完成模制件的內(nèi)外冷卻。
圖16說明了另一個(gè)實(shí)施例，其中采用一個(gè)沒有冷卻裝置的移送板60″來從模制區(qū)域取出模制件。移送板60″可以具有數(shù)量足夠的模制件支座62″，以容納單批或多批模制件。用真空裝置(圖中未示)保持模制件，它通過開口240吸住模制件48的入口或圓頂部分22。模制件也由支座62″保持，支座具有任何希望的構(gòu)形，容許模制件采用冷卻氣體/空氣直接冷卻。支座62″最好剛硬到足以保持模制件，并且具有穿孔或其他開口242和244，在那里支座與模制件沒有任何直接接觸。具有僅部分覆蓋模制件外表面的這類支座，模制件可以在其外表面上被冷卻，同時(shí)它們被冷卻銷74補(bǔ)充內(nèi)部冷卻。在這個(gè)情形中，冷卻步驟包括把模制件從模具轉(zhuǎn)移到移送板60″，把移送板60″移動(dòng)到模制區(qū)域之外，到達(dá)模制區(qū)域附近的冷卻區(qū)域。在冷卻區(qū)域，采用框架98和至少部分進(jìn)入模制件內(nèi)的冷卻銷74，在內(nèi)部冷卻模制件48。同時(shí)，被移送板60″保持的模制件48使它們的外表面被一個(gè)附加冷卻工位250對(duì)流冷卻，附加工位把冷卻流體吹向模制件支座。如圖16所示，附加的冷卻工位250具有多個(gè)噴嘴252，254和256，用于把冷卻劑吹向模制件的外表面。噴嘴252，254和256通過移送板60″中的窗口258吹送冷卻流體，并且通過在模制件支座中的窗口或開口242和244吹到模制件的外表面上。噴嘴252，254和256通過模制件支座62″中的開口242和244吹送冷卻流體，并且吹到模制件的外表面上。盡管附加的冷卻工位250已經(jīng)表示為具有冷卻兩個(gè)模制件的噴嘴，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，實(shí)際上冷卻工位250可以具有冷卻任何所希望模制件數(shù)量所需的噴嘴數(shù)量。
采用附加的冷卻工位250容許采用與移送板60″獨(dú)立的冷卻裝置內(nèi)外同時(shí)冷卻模制件48。這個(gè)方式使得移送板60″非常輕，非?？旌鸵子谑褂?。如果希望，模制件支座62″可以環(huán)繞頸部單獨(dú)夾住模制件，因此留出更敞開的窗口來把冷卻流體吹到模制件的外部。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，移送板可以包括采用吹空氣的外部冷卻裝置，或者可以不包括冷卻裝置。在兩者情形中，采用本發(fā)明的新穎冷卻方法和設(shè)備來達(dá)到內(nèi)部冷卻。
本發(fā)明的創(chuàng)新冷卻方法和設(shè)備對(duì)冷卻在高腔模具中模制的模制件非常有利。已經(jīng)熟知，流經(jīng)一個(gè)模具的融化樹脂溫度由于各種原因變化非常顯著，包括(a)熱澆口管路的不均勻加熱；(b)管路融化通道內(nèi)形成邊界層；(c)不均勻的模腔冷卻；(d)在模具入口區(qū)域的不充分冷卻。橫過模具有溫度變化的一個(gè)后果是要在局部水平上調(diào)節(jié)冷卻時(shí)間，使得在最后模制件中產(chǎn)生任何結(jié)晶之前冷卻最熱的模制件。為了防止形成結(jié)晶區(qū)，本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)能夠提供不同的冷卻模式，它可以按照每個(gè)模具的溫度特征來調(diào)整?？梢栽O(shè)置在移送板60中的傳感器來調(diào)節(jié)從每個(gè)冷卻銷74的冷卻量。模具內(nèi)不均勻溫度的另一個(gè)后果是在大多數(shù)情形下，位于模制件圓頂部分22的入口區(qū)域是模制件的最熱部分。因?yàn)檫@個(gè)入口部分在模具閉合位置中冷卻較慢，如果在模具內(nèi)冷卻太長，或者如果在模具外沒有補(bǔ)充的冷卻，則這個(gè)部分將有可能嚴(yán)重結(jié)晶。按照本發(fā)明，緊靠入口區(qū)域把冷空氣吹入模制件內(nèi)的冷卻銷74是一種新穎的操作，它以非常有效的方式防止了模制件中結(jié)晶區(qū)的形成。
本發(fā)明的創(chuàng)新冷卻方法和設(shè)備對(duì)于補(bǔ)償移送板的低冷卻效率也是有利的。由于熱模制件和冷卻管之間的不完善接觸，移送板保持的模制件溫度可能沿著板變化。按照本發(fā)明，位于移送板或冷卻框架中的溫度傳感器可用于對(duì)冷卻控制裝置提供信息，由冷卻控制裝置改變對(duì)每個(gè)模制件引導(dǎo)的冷卻流體量。
至此提到的適應(yīng)性冷卻方式也是有利的，因?yàn)樗梢钥紤]到由于所采用具體樹脂的作用，由于機(jī)器設(shè)置的作用，或者由于在熱澆口噴嘴中不適當(dāng)?shù)拈y心柱起動(dòng)或由于模腔中不均勻的模芯偏移造成的模制件厚度的局部變化，模制件的溫度模式可能在一天中變化。這些情況既不能預(yù)計(jì)，也不易確定；但是，本發(fā)明提供了根據(jù)每個(gè)模制件溫度調(diào)整每個(gè)模腔模制后的冷卻步驟的機(jī)理。
簡(jiǎn)化移送板和冷卻框架的設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)，可以達(dá)到為了增加模制后的冷卻時(shí)間而明顯縮短了周期。這要考慮到非常關(guān)鍵的裝配、使用和操作的約束條件，如剛性、運(yùn)動(dòng)精度、冷卻銷和移送板上模制件之間的對(duì)準(zhǔn)，以及振動(dòng)。另外，要確定帶冷卻銷的冷卻框架位置，使得可減少整個(gè)機(jī)器的“腳印”。
關(guān)于這一點(diǎn)可參照?qǐng)D13(a)和13(b)，它表示了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中移送板60在附加空氣冷卻步驟中保持在垂直位置，即平行于模具板32，36。冷卻框架98朝移送板60移動(dòng)，冷卻銷74進(jìn)入模制件48。在所有模制件冷卻之后，退出冷卻框架98，移送板60轉(zhuǎn)動(dòng)90°和平行于傳送裝置114，然后從移送板60取出冷卻的模制件。這種方式簡(jiǎn)化了冷卻框架的設(shè)計(jì)，它不需要轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和防止與從移送板排出的模制件干涉的裝置。
另外參照?qǐng)D14，它表示了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中自動(dòng)操縱的移送板60包括了附加的移動(dòng)裝置150，沿著平行于其轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線移動(dòng)模制件48。這個(gè)模制件48的附加運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化了冷卻框架98，它在冷卻過程中基本上保持不動(dòng)。如圖14所示，保持模制件的移送板60或其他裝置朝著不動(dòng)的冷卻框架98沿軸線X移動(dòng)。在冷卻步驟之后，移送板轉(zhuǎn)動(dòng)90°，使得它面向傳送裝置114，由此排出已冷卻的模制件。
另外參照?qǐng)D15，它表示了裝在移送板60上的新穎空氣冷卻裝置。圖中所示的方式消除了需要一個(gè)單獨(dú)的框架來保持冷卻銷，由此減少了冷卻系統(tǒng)的尺寸，因而減少了噴射模制機(jī)的尺寸。新的冷卻銷174近似為U形，可以一起平行于模制件48移動(dòng)，使得采用由活塞BB或任何其他已知裝置起動(dòng)的薄條176，可以把它們引入模制件和從模制件移出。銷174還可以繞著平行于模制件的軸線“A”轉(zhuǎn)動(dòng)，使得可以把它們帶入或離開與模制件對(duì)準(zhǔn)的軸線。采用任何現(xiàn)有技術(shù)中已知的適當(dāng)裝置，可以達(dá)到所有銷174的同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。按照本發(fā)明，U形冷卻銷174具有一個(gè)進(jìn)入模制件的臂“A”，一個(gè)用于移動(dòng)臂“A”的平行于臂“A”的臂“C”，以及一個(gè)把臂“A”連接到臂“C”的臂“B”?？梢园锤鞣N方式進(jìn)行冷卻銷繞臂“C”的軸線A的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖15所示，這可以采用一個(gè)由活塞AA操作的細(xì)長齒條178來進(jìn)行，齒條與裝在每個(gè)冷卻銷的臂“C”上的小齒輪180嚙合。采用摩擦裝置可以進(jìn)行同樣的轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)移動(dòng)和另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。在把模制件48從模芯38轉(zhuǎn)移到移送板60的冷卻管62中時(shí)，U形冷卻銷174可以“?？俊痹卩徑總€(gè)冷卻管62的規(guī)定位置，使得它們不與運(yùn)動(dòng)的模制件干涉，并且需要較少的空間打開模具。在模制件48剛保持在移送板60中之后，由活塞BB和薄條176向前移動(dòng)裝在板60上的冷卻銷174，當(dāng)它們達(dá)到容許臂“A”在模制件頂上的一定高度時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)它們沿軸線對(duì)準(zhǔn)模制件，最后通過活塞BB的后退引入模制件內(nèi)。一個(gè)對(duì)著肩部181作用的螺旋彈簧182或其他任何適當(dāng)?shù)难b置提供了條176和每個(gè)臂“C”之間的永久接觸。采用一個(gè)柔性管184通過臂“C”來供應(yīng)吹入空氣到每個(gè)冷卻銷。這個(gè)裝在移送板上的冷卻銷設(shè)計(jì)帶來以下優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)化和減少了冷卻系統(tǒng)的尺寸，改進(jìn)了冷卻率，因?yàn)樵谀Ｖ萍谝扑桶逯兄罅⒓撮_始內(nèi)部冷卻，在移送板運(yùn)動(dòng)時(shí)可以進(jìn)行內(nèi)部冷卻，只要模制件還由移送板冷卻，實(shí)際上是連續(xù)地進(jìn)行內(nèi)部冷卻。在已冷卻模制件排出時(shí)，冷卻銷必須再轉(zhuǎn)到朝著其初始位置，使得它們不再與模制件對(duì)準(zhǔn)。
另外參照表示了空氣冷卻裝置的圖12，包括了結(jié)合在半模32，36中的冷卻通道210，容許在打開模具時(shí)和剛打開模具之后，以及在移送板進(jìn)入模制區(qū)域之前，冷卻由模芯保持的模制件。這個(gè)附加的冷卻步驟將在移送板移入模具區(qū)域之前和模制件轉(zhuǎn)移到移送板之前，進(jìn)一步固化了模制件。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，可以從本申請(qǐng)的其他附圖中易于理解它，自動(dòng)操縱板和移送板僅保持一個(gè)單批模制件。在噴射步驟之后，移送板停留在模具區(qū)域之外，把冷卻空氣或冷凍空氣從冷卻銷吹入每個(gè)模制件內(nèi)。已冷卻的模制件從移送板排出，移送板返回到模制區(qū)域而不帶任何模制件。
圖23說明了用于保持冷卻銷74的框架98的一個(gè)供替代構(gòu)造。如圖所示，框架98可以在兩個(gè)對(duì)著的表面上具有冷卻銷74。另外，框架可以繞第一軸線300和垂直于第一軸線300的第二軸線302轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢圆捎矛F(xiàn)有技術(shù)中已知的任何適當(dāng)裝置(圖中未示)來使框架98繞軸線300和302轉(zhuǎn)動(dòng)。
由于提供了這類構(gòu)造，可以使第一組冷卻銷74與移送板60中的模制件48接合，并且開始模制件的內(nèi)部冷卻。然后模制件48可以轉(zhuǎn)移出移送板60中的支座62而到銷74上。然后框架98可以繞一個(gè)或兩個(gè)軸線300和302轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)由銷74進(jìn)行模制件48的內(nèi)部冷卻。在第一組模制件已經(jīng)達(dá)到圖23所示的左邊位置之后，第二組模制件74可以與保持在移送板60中的第二組模制件48接合。如果希望，左邊一組模制件48可以使它們的外表面對(duì)流冷卻，采用一個(gè)具有多個(gè)噴嘴(圖中未示)的冷卻工位304，用于把冷空氣吹到外表面上。如果希望，框架98可以裝有一個(gè)模制件保持板308。
顯然，這里按照本發(fā)明已經(jīng)提供了一個(gè)模制后的冷卻方法和設(shè)備，它完全滿足以上提出的方式、目的和優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，對(duì)于熟悉按照以上描述的技術(shù)的人員來說，許多替代、修改和變化是顯而易見的。因此，打算把所有這些替代、修改和變化包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用于冷卻一個(gè)模制件的冷卻銷，該冷卻銷包括一個(gè)在頭部終止的中心銷結(jié)構(gòu)；一個(gè)在上述中心銷結(jié)構(gòu)中的流體通道，終止在上述頭部中的一個(gè)出口噴嘴，使冷卻流體引入模制件的內(nèi)部；以及多個(gè)沿上述中心銷結(jié)構(gòu)定位的肋片，保持冷卻流體流入上述模制件，密切接近模制件的內(nèi)表面。
2.按照權(quán)利要求1的一個(gè)冷卻銷，其中每個(gè)上述銷由柔性材料形成。
3.按照權(quán)利要求1的一個(gè)冷卻銷，其中每個(gè)上述銷由柔性塑料形成。
4.按照權(quán)利要求1的一個(gè)冷卻銷，其中每個(gè)上述銷由一個(gè)圓環(huán)形成。
5.按照權(quán)利要求4的一個(gè)冷卻銷，其中上述圓環(huán)具有一個(gè)中心孔，容許相關(guān)的肋片沿著上述中心銷結(jié)構(gòu)的外表面滑動(dòng)。
6.按照權(quán)利要求1的一個(gè)冷卻銷，還包括一個(gè)在上述相鄰肋片之間定位的隔塊。
7.按照權(quán)利要求1的一個(gè)冷卻銷，其中上述多個(gè)肋片包括具有第一直徑的第一組肋片和具有比上述第一直徑大的第二直徑的第二組肋片。
8.按照權(quán)利要求1的一個(gè)冷卻銷，其中上述流體通道具有一個(gè)出口，與一個(gè)冷卻流體源連通。
9.按照權(quán)利要求1的一個(gè)冷卻銷，其中上述頭部具有一個(gè)切口表面，至少一個(gè)上述肋片基本上位于上述切口表面附近。
10.一個(gè)冷卻模制件的系統(tǒng)，包括一個(gè)運(yùn)送板，從一個(gè)模具取出至少一個(gè)模制件，以及運(yùn)送至少一個(gè)上述模制件到冷卻位置以及至少一個(gè)冷卻銷，插入上述至少一個(gè)模制件的內(nèi)部，上述至少一個(gè)冷卻銷具有一個(gè)中心銷結(jié)構(gòu)和多個(gè)定位在上述中心銷結(jié)構(gòu)外表面上的肋片。
11.權(quán)利要求10的一個(gè)系統(tǒng)，還包括上述至少一個(gè)裝在一個(gè)框架上的冷卻銷，以及上述相對(duì)于上述運(yùn)送板移動(dòng)的框架，把上述至少一個(gè)冷卻銷插入上述至少一個(gè)模制件內(nèi)。
12.按照權(quán)利要求11的一個(gè)系統(tǒng)，其中上述運(yùn)送板具有多個(gè)插座，從上述模具取出多個(gè)模制件，以及其中框架裝有多個(gè)上述冷卻銷。
13.按照權(quán)利要求10的一個(gè)系統(tǒng)，其中上述中心銷結(jié)構(gòu)具有一個(gè)中心通道，把冷卻流體導(dǎo)入至少一個(gè)模制件的內(nèi)部，以及其中上述肋片由柔性件形成，迫使和保持上述冷卻流體密切接近上述至少一個(gè)模制件的內(nèi)表面。
14.按照權(quán)利要求13的一個(gè)系統(tǒng)，其中上述通道具有一個(gè)與一個(gè)冷卻流體源連通的入口，以及一個(gè)密切接近至少一個(gè)模制件圓頂部分的出口，使上述冷卻流體直接射在上述圓頂部分上。
15.按照權(quán)利要求13的一個(gè)系統(tǒng)，其中由一個(gè)隔塊分隔相鄰的上述肋片。
16.按照權(quán)利要求10的一個(gè)系統(tǒng)，其中上述肋片由柔性塑料形成。
17.按照權(quán)利要求10的一個(gè)系統(tǒng)，其中上述肋片由環(huán)形件形成。
18.按照權(quán)利要求10的一個(gè)系統(tǒng)，其中上述肋片具有不同的外部尺寸，以符合上述至少一個(gè)模制件的內(nèi)部構(gòu)形。
19.按照權(quán)利要求10的一個(gè)系統(tǒng)，還包括一個(gè)形成上述至少一個(gè)模制件的模具。
20.按照權(quán)利要求10的一個(gè)系統(tǒng)，其中上述至少一個(gè)冷卻銷具有一條中心軸線，基本上與上述至少一個(gè)模制件的中心軸線對(duì)準(zhǔn)。
21.按照權(quán)利要求10的一個(gè)系統(tǒng)，還包括冷卻上述至少一個(gè)模制件外表面的裝置。
22.按照權(quán)利要求21的一個(gè)系統(tǒng)，其中上述外表面冷卻裝置結(jié)合在上述運(yùn)送板中。
23.按照權(quán)利要求22的一個(gè)系統(tǒng)，其中上述外表面冷卻裝置包括一個(gè)在上述運(yùn)送板內(nèi)的水冷卻管。
24.一個(gè)冷卻模制件的方法，包括把上述模制件定位在一個(gè)插座內(nèi)；提供一個(gè)帶中心銷結(jié)構(gòu)的冷卻銷，一個(gè)具有在上述中心銷結(jié)構(gòu)中的出口的冷卻流體通道，以及多個(gè)沿上述中心銷結(jié)構(gòu)定位的肋片；引入上述冷卻銷到上述模制件內(nèi)部；以及通過上述冷卻流體通道和上述出口，引入冷卻流體到上述模制件內(nèi)部，依靠上述肋片迫使和保持上述冷卻流體密切接近上述模制件的內(nèi)表面。
25.按照權(quán)利要求24的一個(gè)方法，其中上述冷卻銷引入步驟包括把上述冷卻銷深深引入上述模制件內(nèi)，使得從上述出口排出的上述冷卻流體射到上述模制件的圓頂部分上。
26.按照權(quán)利要求24的一個(gè)方法，其中上述每個(gè)肋片由柔性材料形成，并且當(dāng)上述冷卻流體沿上述模制件的上述內(nèi)表面通過時(shí)容許撓曲。
27.按照權(quán)利要求24的一個(gè)方法，還包括上述定位步驟包括用一個(gè)具有上述插座的運(yùn)送板從一個(gè)模具取出上述模制件，并且把上述模制件運(yùn)送到一個(gè)冷卻位置；上述冷卻銷提供步驟包括在一個(gè)可動(dòng)框架上提供上述冷卻銷；以及上述冷卻銷引入步驟包括相對(duì)于上述運(yùn)送板移動(dòng)上述框架，把上述冷卻銷深深引入上述模制件內(nèi)部。
28.按照權(quán)利要求24的一個(gè)方法，還包括冷卻上述模制件的外表面。
29.按照權(quán)利要求28的一個(gè)方法，其中上述外表面冷卻與上述冷卻流體引入步驟同時(shí)完成。
30.按照權(quán)利要求28的一個(gè)方法，其中上述外表面冷卻與上述冷卻流體引入步驟順序地完成。
31.按照權(quán)利要求28的一個(gè)方法，其中上述外表面冷卻采用熱對(duì)流方式完成。
32.按照權(quán)利要求28的一個(gè)方法，其中上述外表面冷卻采用熱傳導(dǎo)方式完成。
33.按照權(quán)利要求24的一個(gè)方法，其中在把上述冷卻流體引入上述模制件時(shí)，上述模制件的內(nèi)表面與上述肋片和上述出口隔開。
34.一個(gè)冷卻多個(gè)模制件的方法，包括采用一個(gè)運(yùn)送板從一個(gè)模具取出多個(gè)模制件，并且把上述模制件運(yùn)送到一個(gè)冷卻位置；提供一個(gè)裝有多個(gè)冷卻銷的框架，上述每個(gè)冷卻銷具有一個(gè)中心銷結(jié)構(gòu)，一條具有上述中心銷結(jié)構(gòu)中的出口的冷卻流體通道，以及多個(gè)沿中心銷結(jié)構(gòu)定位的柔性肋片；相對(duì)于上述運(yùn)送板移動(dòng)上述框架，把上述冷卻銷引入上述模制件內(nèi)部；以及通過一個(gè)相關(guān)冷卻銷的冷卻流體通道和出口，把冷卻流體引入每個(gè)模制件內(nèi)部，以及依靠上述柔性肋片迫使和保持冷卻流體密切接近模制件內(nèi)表面，由此冷卻上述模制件的內(nèi)部。
35.按照權(quán)利要求34的一個(gè)方法，其中上述引入步驟包括把上述冷卻銷深深引入上述模制件內(nèi)部，使得冷卻流體直接射到每個(gè)模制件的圓頂部分上。
36.按照權(quán)利要求35的一個(gè)方法，其中上述冷卻流體引入步驟基本上防止了上述圓頂部分中的結(jié)晶。
37.按照權(quán)利要求34的一個(gè)方法，還包括冷卻上述模制件的外表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一個(gè)用于冷卻模制件(410)的創(chuàng)新的冷卻銷(74)，一個(gè)引入冷卻銷的系統(tǒng)，以及一個(gè)利用冷卻銷冷卻模制件的方法。本發(fā)明的冷卻銷(74)具有一個(gè)帶一個(gè)頭部(402)的中心銷結(jié)構(gòu)(400)，一條在中心銷結(jié)構(gòu)內(nèi)和終止在頭部中出口(406)的冷卻流體通道(404)，以及多個(gè)沿中心銷結(jié)構(gòu)定位的肋片(412)。相鄰肋片最好由一個(gè)隔塊(414)分隔。每個(gè)肋片最好由柔性材料，如柔性塑料形成。肋片迫使和保持引入模制件內(nèi)部的冷卻流體密切接近模制件(410)的內(nèi)表面。
文檔編號(hào)B29C35/16GK1592678SQ01820897
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2001年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月19日
發(fā)明者維托爾德·內(nèi)特 申請(qǐng)人:赫斯基注射器成型系統(tǒng)有限公司