專利名稱：用于塑料模塑機(jī)的計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在塑料注射模塑機(jī)中的計(jì)量裝置。
注射模塑機(jī)通常包括具有多個(gè)可分離部分的模具，在這些可分離部分之間限定出一個(gè)型腔，該型腔具有最終產(chǎn)品的預(yù)期形狀。在模具被閉合的條件下，熔融的熱塑性材料被注射入型腔內(nèi)，并且在模具中進(jìn)行固化。隨后模具被打開，以允許所制得的產(chǎn)品被頂出，并且模具隨后被再次閉合，以允許重復(fù)所述循環(huán)。
熔融的熱塑性材料通過螺桿形成。熱塑性原材料以顆粒形式從料斗喂入到螺桿內(nèi)。隨著它們被加熱，利用螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動對顆粒進(jìn)行壓縮，以便形成熔融物。熔融物流入一個(gè)腔室內(nèi)，該腔室位于由螺桿頭部形成的活塞前方。當(dāng)型腔即將被填充時(shí)，螺桿軸向運(yùn)動，以便利用所述活塞在壓力作用下通過一個(gè)進(jìn)料門(a feed gate)將熔融物注射入型腔內(nèi)，所述進(jìn)料門由一個(gè)門閥加以控制。
當(dāng)以這種方式利用注射成型工藝制取產(chǎn)品時(shí)，由于塑料熔融物必需流動至型腔被充滿，所以無需任何特殊的計(jì)量裝置。一旦型腔已經(jīng)被充滿，由于在型腔中形成的回壓作用，流動會自動停止。
但是，存在有一些無法依賴回壓的場合。取而代之，必須為型腔計(jì)量出精確劑量的塑料熔融物。需要對塑性材料進(jìn)行計(jì)量的一種示例是當(dāng)希望制取一種泡沫產(chǎn)品時(shí)。這可以通過注射一種含有氣體或者其它發(fā)泡介質(zhì)的熱塑性材料來實(shí)現(xiàn)，以便使得該塑性材料在模具中發(fā)生膨脹，來形成一種開孔泡沫體或者閉孔泡沫體。在這種情況下，所注射的塑性材料的體積遠(yuǎn)小于型腔的總?cè)莘e，并且除非進(jìn)入型腔內(nèi)的塑料熔融物經(jīng)過精確計(jì)量，否則最終產(chǎn)品中的泡沫密度將大范圍發(fā)生變化。
無法依賴回壓來確定出注射入型腔內(nèi)的塑料熔融物量的另外一種示例，在共同懸而未決的PCT申請＿＿＿＿(基于2001年1月26日提交的GB 0102026.2)。在后一申請中，在僅利用一個(gè)很小的力將保持模具閉合的同時(shí)，將一定量的塑性材料注射入該模具內(nèi)，所述很小的力無法抵抗注射壓力。在注射過程中，所注射的塑性材料不會再次遭遇明顯的阻力。在所需量的塑性材料已經(jīng)被注射入模具內(nèi)之后，型腔被快速并且強(qiáng)有力地縮小至其最小容積，來利用一個(gè)類似于鍛造處理的動作，迫使塑性材料對型腔進(jìn)行完全填充。在該工藝中，如果人們?yōu)榱吮苊馍a(chǎn)出有缺陷的產(chǎn)品，精確地對塑性材料進(jìn)行計(jì)量仍然很重要。
因此，本發(fā)明旨在尋求提供一種可以用在注射模塑機(jī)中的裝置，用以精確地計(jì)量出進(jìn)入型腔內(nèi)的熔融熱塑性材料的劑量。
根據(jù)本發(fā)明，在此提供了一種用于塑料模塑機(jī)中的計(jì)量裝置，所述塑料模塑機(jī)具有一個(gè)借助于可相對移動的臺板而打開和閉合的型腔，和一個(gè)用于將一種塑料熔融物喂入型腔內(nèi)的裝置，該裝置包括置于進(jìn)料裝置與型腔之間的加熱塊(a heated block)，形成于所述塊中的缸體(a cylinder)，可往復(fù)運(yùn)動地安裝在所述缸體中的活塞，形成于所述塊中用于將缸體與進(jìn)料裝置連接起來的第一通道和一條形成于所述塊中用于將缸體與型腔連接起來的第二通道，以及位于所述通道中的閥，其用于使得在沒有熔融物進(jìn)入型腔中的情況下，通過所述進(jìn)料裝置首先將預(yù)期劑量的塑料熔融物填充至缸體中，并且用于隨后使所述預(yù)期劑量的塑料熔融物在由于所述活塞的作用而被從缸體中排出時(shí)從缸體流向型腔而不會返回至所述進(jìn)料裝置中。
優(yōu)選的是，利用模塑機(jī)中可移動臺板的作用來使得缸體中的活塞前移至缸體內(nèi)，但是也可以利用液壓、氣動或者電動機(jī)械式致動器來對活塞進(jìn)行操作。
通常，所述閥由滑閥構(gòu)成，該滑閥具有一個(gè)允許僅在缸體與進(jìn)料裝置之間連通的第一位置，和一個(gè)允許僅在缸體與型腔之間連通的第二位置。
為了能夠?qū)ψ⑸淙胄颓粌?nèi)的塑性材料的量進(jìn)行精確控制，可以提供一個(gè)可調(diào)節(jié)的擋塊來限制所述活塞在缸體中的沖程。
所述活塞最好被設(shè)計(jì)成直線式往復(fù)運(yùn)動，但是也可以使用能夠在弧形凹槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)的葉片。
在帶有多個(gè)型腔的模具中，公知的是設(shè)置一個(gè)熱流道系統(tǒng)或者歧管，以允許從一根共用進(jìn)料螺桿對所有的型腔進(jìn)行填充。但是，常規(guī)的流道系統(tǒng)無法與未被填充至它們最大容積的型腔一同使用，因?yàn)槠湫枰蕾囉蓾M載型腔產(chǎn)生的回壓來使得流動轉(zhuǎn)向至此時(shí)仍需要填充的型腔。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例通過為各個(gè)型腔提供一個(gè)獨(dú)立的缸體緩解了前述問題，所有的缸體均被連接到一個(gè)連接于喂料螺桿上的共用進(jìn)料口上。在缸體被填充的過程中，流向任意給定缸體的塑性材料流將在該缸體被充滿時(shí)停止，并且此后塑性材料流將被轉(zhuǎn)向至另一缸體，直至所有的缸體均被填充至它們的最大容積。此后，各個(gè)缸體將會僅將其中的內(nèi)容物輸送至與其相關(guān)的型腔，由此確保所有的型腔接收到經(jīng)過獨(dú)立并且精確計(jì)量的塑性材料量。
作為示例，下面將參照附圖對本發(fā)明進(jìn)一步描述，其中

圖1是一個(gè)注射模塑機(jī)一部分的示意性剖視圖，該注射模塑機(jī)上裝配有本發(fā)明中的計(jì)量裝置；而圖2和3是用在圖1所示實(shí)施例中的門閥的示意圖，各個(gè)附圖示出了處于不同終點(diǎn)位置的閥門滑柱。
在圖1中，示出了一個(gè)被設(shè)置在注射模塑機(jī)中的隔板10(thebulkhead)與臺板12之間的敞開模具。隔板10是固定的，并且被連接在一個(gè)常規(guī)螺桿(未示出)上，該螺桿用于對由一個(gè)料斗喂入其中的熱塑性材料進(jìn)行熔融和壓縮，并且用于通過隔板10上的通道26將熔融的塑性材料注射入模具內(nèi)。
臺板12在一個(gè)液壓缸的作用下移向和遠(yuǎn)離隔板10，來將模具打開和閉合，所述液壓缸通過一個(gè)肘節(jié)桿系統(tǒng)作用于臺板上。由于模塑機(jī)總體而言是常規(guī)的，并且本發(fā)明并不局限于任何形式的模塑機(jī)，所以將不對模塑機(jī)本身更為詳細(xì)地進(jìn)行描述。
所示出的模具處于其打開位置，并且為了簡化起見僅包括兩個(gè)部分，也就是說一個(gè)被制成帶有凹槽16的固定部分14和一個(gè)被制成帶有凸起型芯20的移動部分18，凸起型芯20用于配合到凹槽16內(nèi)。當(dāng)模具被閉合時(shí)，凹槽16與型芯20之間的間隙構(gòu)成了型腔，該型腔具有最終產(chǎn)品的預(yù)期形狀，在這種情況下是一個(gè)杯狀物。本發(fā)明同樣適用于具有不止兩個(gè)可相對移動部分的更為復(fù)雜的模具。
至此，所描述的所有內(nèi)容均是常規(guī)的。在正常工作過程中，模具被閉合，型腔被填充至它們的最大容積，并且使得塑性材料發(fā)生固化。此后，模具被打開，所制得的產(chǎn)品被頂出，并且開始新的模制循環(huán)。
當(dāng)型腔無需被填充至無法利用螺桿將更多的塑性材料注射入型腔內(nèi)的程度時(shí)，會產(chǎn)生由本發(fā)明旨在解決的問題。比如，當(dāng)產(chǎn)品即將由一種發(fā)泡塑性材料制成時(shí)，會出現(xiàn)這種情形，所述發(fā)泡塑性材料會在其已經(jīng)被注射入型腔內(nèi)之后體積增大。會出現(xiàn)這種情形的另外一種示例是當(dāng)塑性材料在模具處于其部分打開或者完全打開的同時(shí)被注射入該模具內(nèi)時(shí)，用以后續(xù)通過模具發(fā)生閉合而得以壓縮。在這種情況下，必須在各個(gè)無需依賴在型腔內(nèi)形成的壓力的注射過程中計(jì)量出進(jìn)入型腔內(nèi)的塑性材料的精確劑量，用以對所注射的熔融物的量加以限制。
圖1中的計(jì)量裝置包括一個(gè)塊22，該塊22被設(shè)置在隔板10與模具的固定部分14之間。塊22借助于貫穿其中的加熱元件得以加熱，以便保持熱塑性材料處于熔融狀態(tài)，并且用作一個(gè)配送歧管。尤其是，塊22具有一條共用通道24，該共用通道24與隔板10中的通道26和不同的流道28相連通，通道26通往所述螺桿，而不同的流道28從共用通道24通往各個(gè)不同的型腔。
各個(gè)型腔均具有一個(gè)進(jìn)料門，該進(jìn)料門包括一個(gè)總體被標(biāo)記為30的滑閥，在下面將參照圖2和3更為詳細(xì)地對該滑閥進(jìn)行描述。滑閥用于控制流道28與通往缸體34的管道32之間的流動。管道32也帶有一條分支40，該分支40通往型腔中的進(jìn)料門，該進(jìn)料門也由滑閥30打開和關(guān)閉。各個(gè)滑閥30均由一個(gè)常規(guī)的滑塊42進(jìn)行驅(qū)動，滑塊42作用于所述滑閥上，以使得其沿著軸向移向和遠(yuǎn)離型腔。
在圖2和3中示出的滑閥處于不同位置。如所看出的那樣，滑柱44在其下端具有一個(gè)膨脹頭部，該膨脹頭部由致動滑塊42配合起來。沿著其長度，滑柱44具有一條圓環(huán)狀溝槽48，當(dāng)進(jìn)料門如圖2中所示那樣被關(guān)閉時(shí)，圓環(huán)狀溝槽48與流道28和管道32成一直線。在閥門滑柱44的這個(gè)位置處，熔融物可以環(huán)繞滑柱44流動，并且沿著所述溝槽從流道28流入管道32內(nèi)。在滑柱44的這個(gè)位置處，滑柱44上的凸起部將分支40阻塞起來，同時(shí)滑柱44的錐形端部將進(jìn)料門阻塞起來，從而使得沒有任何熔融的塑性材料可以進(jìn)入型腔內(nèi)。
另一方面，當(dāng)在滑塊42的作用下被移動至圖3中示出的位置時(shí)，滑柱44將流道28和管道32阻隔開，以便在它們之間不會發(fā)生任何流動。但是，來自于分支40的塑性材料可以通過沿著在滑柱44中軸向延伸的敞口溝槽46進(jìn)行流動而進(jìn)入型腔內(nèi)，敞口溝槽46延伸至敞開的進(jìn)料門。
缸體34的軸線平行于臺板12的移動方向，并且包含有一個(gè)具有活塞桿38的活塞37，活塞桿38沿著同一方向朝向移動的模具部分18進(jìn)行延伸。一個(gè)限動環(huán)36被螺接入所述活塞桿從其中突伸出來的缸體端部內(nèi)。該限動環(huán)36用作一個(gè)用于活塞桿的導(dǎo)向件，并且還用作一個(gè)可調(diào)節(jié)的擋塊，借助于該擋塊，可以對活塞的沖程加以限制以調(diào)節(jié)在各個(gè)注射循環(huán)過程中所計(jì)量的劑量。
在工作過程中，在滑閥30將進(jìn)料閥關(guān)閉起來的同時(shí)，進(jìn)料螺桿開始工作，來經(jīng)由隔板10上的通道26將熔融物注射入加熱塊22中的通道24內(nèi)。熔融物沿著流道28進(jìn)行流動，并且穿過管道32進(jìn)入缸體34內(nèi)，當(dāng)缸體被填充至其最大容積時(shí)，迫使活塞向上壓靠在其限動環(huán)36上。利用處于該位置的活塞，缸體提供相當(dāng)大的回壓，從而使得熔融物沿著流道28的流動停止，并且由此根據(jù)需要轉(zhuǎn)向至任何其它通往尚未被填充至其最大容積的缸體的流道。以這種方式，利用熔融物在進(jìn)料門被關(guān)閉的工作循環(huán)周期中對所有缸體34進(jìn)行填充。
隨著模具被關(guān)閉，利用滑塊42的動作進(jìn)料門被打開。如先前所描述的那樣，滑柱44此時(shí)將會將管道32與它們的流道28隔離開，并且取而代之將分支40連接到型腔的進(jìn)料門上。模具的閉合會導(dǎo)致模具部分18與活塞桿38發(fā)生接觸，并且活塞37由此會從在圖1中左手側(cè)示出的位置向下移動至在該附圖中右側(cè)示出的位置。這將會以經(jīng)過精確計(jì)量的劑量將存儲在缸體34中的熔融物從缸體34中排出，并且接著該劑量將沿著管道32和分支40進(jìn)行流動，并且通過敞開的進(jìn)料門進(jìn)入相關(guān)的型腔內(nèi)。通過合適地調(diào)節(jié)限動環(huán)36的位置，可以實(shí)現(xiàn)對劑量的精確設(shè)定。
所圖示的實(shí)施例示出了具有由移動的模具部分18驅(qū)動的活塞的缸體，但是這一點(diǎn)對于本發(fā)明來說并非關(guān)鍵所在。也可以使用其它形式的致動器，比如液壓、氣動或者電動機(jī)械式致動器。在這種情況下，對于缸體34的軸線來說，無需平行于模具部分14和18相對運(yùn)動的方向。
盡管通常將進(jìn)料閥構(gòu)造成能夠使得其用作一個(gè)用于控制熔融物流入缸體內(nèi)的滑閥，但是這一點(diǎn)并非關(guān)鍵所在。人們可以取而代之使用一個(gè)單向閥，該單向閥總是僅允許熔融物沿著流道28在從螺桿至缸體34的方向上進(jìn)行流動。
本發(fā)明尤其適用于具有多個(gè)型腔的模具中，也就是說多模槽模具中，由于缺乏回壓，具有多個(gè)型腔的模具通常無法從一根共用螺桿將合適劑量的熔融物輸送至各個(gè)型腔。但是本發(fā)明并不局限于與這種模具一同使用，而是甚至也可以與單模槽模具一同使用，來實(shí)現(xiàn)對進(jìn)入型腔內(nèi)的熔融物進(jìn)行精確計(jì)量。
本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員將會明白的是，在不脫離如所附權(quán)利要求中所述的本發(fā)明保護(hù)范圍的條件下，可以對所圖示和描述過的計(jì)量裝置進(jìn)行多種其它變型。例如，盡管已經(jīng)示出了一個(gè)直線式往復(fù)活塞，但是其也可以具有一個(gè)由可以在弧形凹槽中移動的葉片限定出的可變?nèi)莘e工作腔室。
權(quán)利要求
1.一種用于塑料模塑機(jī)中的計(jì)量裝置，所述塑料模塑機(jī)具有借助于可相對移動的臺板而打開和閉合的型腔，和用于將塑料熔融物喂入型腔內(nèi)的裝置，該設(shè)備的特征在于包括即將被置于進(jìn)料裝置(26)與型腔(16)之間的加熱塊(22)，形成于塊(22)中的缸體(34)，被可往復(fù)移動地安裝在缸體(34)中的活塞(37)，形成于塊(22)中用于將缸體(34)與進(jìn)料裝置(26)連接起來的第一通道(28，32)和形成于塊(22)中用于將缸體(34)與型腔(16)連接起來的第二通道(32，40)，以及位于所述通道(28，32，40)中的閥(30)，其用于使得在沒有熔融物進(jìn)入型腔(16)中的情況下，通過進(jìn)料裝置(16)首先將預(yù)期劑量的塑料熔融物填充到缸體(34)內(nèi)，并且用于隨后使所述預(yù)期劑量的塑料熔融物在由于活塞(37)的作用而被從缸體(34)中排出時(shí)從缸體(34)流向型腔(16)而不會返回至進(jìn)料裝置(26)中。
2.如權(quán)利要求1中所述的計(jì)量裝置，其特征在于缸體(34)中的活塞(37)在所述模塑機(jī)中可移動的臺板(12)的作用下前移入該缸體(34)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1中所述的計(jì)量裝置，其特征在于缸體(34)中的活塞(37)借助于液壓、氣動或者電動機(jī)械式致動器前移入該缸體(34)內(nèi)。
4.如任一前述權(quán)利要求中所述的計(jì)量裝置，其特征在于所述閥均由滑閥(30)構(gòu)成，該滑閥(30)中滑柱(44)具有一個(gè)允許僅在缸體(34)與進(jìn)料裝置(26)之間連通的第一位置，和一個(gè)允許僅在缸體(34)與型腔(16)之間連通的第二位置。
5.如任一前述權(quán)利要求中所述的計(jì)量裝置，其特征在于設(shè)置有一個(gè)可調(diào)節(jié)的擋塊(36)，用以限制活塞(37)在缸體(34)中的沖程。
6.如任一前述權(quán)利要求中所述用于與具有多個(gè)型腔的模具一同使用的計(jì)量裝置，其特征在于對于各個(gè)型腔(16)來說均設(shè)置有一個(gè)獨(dú)立的缸體(34)，所有的缸體均被連接在一個(gè)共用的進(jìn)料裝置(26)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于塑料模塑機(jī)中的計(jì)量裝置，該塑料模塑機(jī)具有型腔(16)、可相對移動的臺板(10，12)以及用于將塑料熔融物送入型腔內(nèi)的裝置(26)。該計(jì)量裝置包括置于進(jìn)料裝置(26)與型腔(16)之間的加熱塊(22)，具有移動活塞(37)的缸體(34)形成在塊(22)中，位于塊(22)中的第一通道(28，32)將缸體(34)與進(jìn)料裝置(26)連接起來，第二通道(32，40)將缸體(34)與型腔(16)連接起來，位于通道(28，32，40)中的閥(30)能夠使在沒有熔融物進(jìn)入型腔(16)中的情況下通過進(jìn)料裝置(26)對缸體(34)進(jìn)行填充，并且隨后使預(yù)期劑量的塑料熔融物在由于活塞(37)的作用而被從缸體(34)中排出時(shí)從缸體(34)流向型腔(34)而不會返回至進(jìn)料裝置(26)中。
文檔編號B29C45/28GK1487876SQ0280411
公開日2004年4月7日 申請日期2002年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月26日
發(fā)明者彼得·R·克拉克, 彼得 R 克拉克 申請人:科羅爾技術(shù)有限公司