專(zhuān)利名稱(chēng)：注射模具和注射模制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及注射模具、注射模制設(shè)備，以及注射模制一個(gè)或多個(gè) 物品的方法。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及由塑料材料注射模制容器和用于 容器的型坯。
背景技術(shù)：
由塑料材料(具體而言是熱塑性聚合物)注射模制物品在現(xiàn)有技 術(shù)中是已知的。具體地說(shuō)，由塑料材料注射模制容器和用于容器的型 坯在現(xiàn)有技術(shù)中是常規(guī)的。
常常希望注射模制具有小壁厚的塑料容器，例如為了降低材料成
本。當(dāng)必須注射模制具有高L/T比(其中L是熔融塑料材料從注射澆 口的流動(dòng)長(zhǎng)度，T是壁厚)的容器時(shí)，需要在澆口處的高注射壓力， 以保證模具空腔填充有熔融塑料材料。澆口起限制材料流過(guò)的作用， 并且與澆口直接相對(duì)的壁截面也限制材料流到空腔中。
試圖降低在澆口處的高注射壓力的常規(guī)手段是，以較快注射速率 注射熔融塑料材料，并且升高熔融溫度以降低熔融粘度，以使模具能 夠由熔融塑料材料填充。
也已知的是，為了減小填充壓力，有可能在設(shè)計(jì)容器時(shí)增加基礎(chǔ) 厚度，特別是在澆口區(qū)域中。這個(gè)澆口區(qū)域也是注射模制的最熱區(qū)域。 由于在側(cè)壁中的所有材料必須跨過(guò)基礎(chǔ)流動(dòng)，所以在填充的第 一 階段 期間在形成的各靜止外表皮層之間限定的內(nèi)部間隙內(nèi)，基礎(chǔ)冷卻始終 是問(wèn)題。關(guān)于跨過(guò)基礎(chǔ)的這樣的層流的另一個(gè)問(wèn)題是，表皮逐漸固化， 并因此變厚，使流動(dòng)通道變窄。這引起對(duì)于材料流動(dòng)的進(jìn)一步限制。
所有這總起來(lái)意味著對(duì)于以較快速率使熔融材料流到空腔中的需 要，并且為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)需要，人們需要增大填充壓力。較高填充壓力
15又要求較高夾具壓力，以抵消在型芯的端部上的液壓力。對(duì)于本領(lǐng)域 的讀者顯而易見(jiàn)的是，為什么用來(lái)制造塑料包裝的注射模制機(jī)需要具 有非常高的注射速度和壓力、和非常剛性的壓板，以制造似乎是簡(jiǎn)單 容器或型坯的物品。
在過(guò)去幾年，為了設(shè)法解決這些問(wèn)題在包裝技術(shù)方面的顯著發(fā)展 是增大塑料材料的熔體流動(dòng)指數(shù)，同時(shí)保持它們的剛性和耐沖擊性。 這僅僅要求機(jī)器和模具技術(shù)參數(shù)的調(diào)節(jié)，以適應(yīng)較新材料。換句話說(shuō)， 解決將塑料材料注射模制成薄壁體的以上討論的高澆口壓力問(wèn)題的嘗 試，主要著重于塑料材料的性質(zhì)，而不是基礎(chǔ)的注射模制工藝和機(jī)器。
在包裝工業(yè)中用于注射模制的特別重要用途是，制造注射模制聚
酯，特別是聚對(duì)苯二甲酸乙酯(PET)，的型坯，用來(lái)以后吹塑成形為 容器，典型地用于碳酸飲料。當(dāng)然在現(xiàn)有技術(shù)中，為了由PET注射模 制型坯制造良好質(zhì)量的吹塑成形瓶子，必須注射模制具有最小模制應(yīng) 力的型坯。這是因?yàn)橛沙醪阶⑸淠Ｖ七^(guò)程生成的任何應(yīng)力圖案，都會(huì) 在以后的吹塑成形過(guò)程期間影響型坯拉伸的方式。
最佳型坯應(yīng)當(dāng)在偏振光下觀察時(shí)沒(méi)有可見(jiàn)的應(yīng)力跡象；然而，這 借助于常規(guī)注射模制技術(shù)實(shí)現(xiàn)是非常困難的。
這是由于在注射模制循環(huán)的填充和壓實(shí)階段期間當(dāng)型坯冷卻時(shí)， 要求繼續(xù)將材料添加到型坯上。內(nèi)部收縮使型坯遠(yuǎn)離模具空腔坍縮， 產(chǎn)生表面"波紋"，這些表面"波紋"對(duì)于吹塑成形過(guò)程是不可接受的。 為了克服內(nèi)部收縮，在這個(gè)收縮階段期間必須繼續(xù)將材料添加到型坯 中。這要求填充壓力和材料流動(dòng)的維持足以補(bǔ)償由材料的冷卻引起的 密度變化。然而，這樣的壓力和強(qiáng)制流動(dòng)使得最終的注射模制物品中 存在殘余應(yīng)力。
型坯的注射模制要求壓力和流動(dòng)的精密平衡，以實(shí)現(xiàn)將型坯吹塑
成形為具有良好質(zhì)量的瓶子所要求的低應(yīng)力。
型坯在過(guò)去幾年已經(jīng)傾向于變得更短而又更肥大，以通過(guò)試圖避
免填充較長(zhǎng)和較薄壁截面模制件要求的較高壓力，幫助減小澆口應(yīng)力。
這樣的較高應(yīng)力也傾向于引起型芯移位，其中限定型坯空腔的中央型
16芯由于較高壓力填充而偏離其軸線，這在型坯的圓周周?chē)a(chǎn)生壁截面
差，該壁截面差在以后吹塑成形階段期間不能被消解。
也已知的是，在夾具壓力已經(jīng)完全施加到注射模具上之前，即在 兩個(gè)模具半部在施加的夾具力下已經(jīng)朝向彼此被推壓從而完全關(guān)閉模
具空腔之前，注射熔融塑料材料。Husky、 Netstal及BMB都具有這 個(gè)工藝，作為在他們的用來(lái)操作他們的注射模制機(jī)的軟件中的標(biāo)準(zhǔn)工 藝。這在第 一 注射階段期間有效地增加與澆口相對(duì)的空腔基礎(chǔ)厚度， 以改進(jìn)熔融材料流動(dòng)。關(guān)于這種方法的問(wèn)題是，當(dāng)模具未完全關(guān)閉時(shí) 模具損失對(duì)中性。兩個(gè)模具半部通常通過(guò)錐形鎖相互接合，以保證在 關(guān)閉構(gòu)造中，兩個(gè)模具半是同軸的。然而，錐形鎖在夾具壓力已經(jīng)完 全施加到注射模具上之前，對(duì)于保證對(duì)中性變得無(wú)效，并且這可使初 始注射材料圓周非對(duì)稱(chēng)地分布在空腔中。
在現(xiàn)有技術(shù)中，也已知有一種已經(jīng)證明克服這些問(wèn)題中的多個(gè)問(wèn) 題的注射壓縮模制(ICM)工藝。具體地說(shuō)，注射壓縮模制工藝可允 許增大在注射模制部分中的流動(dòng)-長(zhǎng)度:壁厚比，并且可減小夾持力和 注射壓力，并由此減小內(nèi)部材料應(yīng)力。
有四種注射壓縮模制工藝。
在順序注射壓縮模制(S叫-ICM)中，當(dāng)模具未完全關(guān)閉時(shí)，將 材料注射到模具空腔中。這形成是最后壁厚大約兩倍的較大模具空腔 部分，注射材料被接納在該部分中。此后，模具由夾具關(guān)閉。這種關(guān) 閉動(dòng)作使材料通過(guò)關(guān)閉夾具壓力遍及整個(gè)模具空腔分布。
在同時(shí)注射壓縮模制(Sim-ICM)中，材料在模具未完全關(guān)閉時(shí) 被注射到模具空腔中，并且同時(shí)模具由夾具關(guān)閉。
在呼吸注射壓縮模制(Breath-ICM)中，在將材料注射到模具空 腔中之前，模具被完全關(guān)閉。然后模具在注射期間逐漸打開(kāi)，以形成 比最后壁厚大的模具空腔部分。當(dāng)已經(jīng)注射幾乎全部材料體積時(shí)，模 具由夾具關(guān)閉。這種關(guān)閉動(dòng)作使材料通過(guò)關(guān)閉夾具壓力遍及整個(gè)模具 空腔分布。
在所有這三種注射壓縮模制工藝中，要求模具在模制過(guò)程期間至少部分地打開(kāi)。這些工藝因此遇到對(duì)于以上討論的模具半部的同軸非 對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。
本發(fā)明人早先曾已經(jīng)想出 一種改進(jìn)的順序注射壓縮模制工藝，該
工藝是US-A-7，0卯,800的主題。其講授了由進(jìn)來(lái)材料在輕彈簧壓力下 推回型芯的使用，并且然后使用機(jī)器夾緊以結(jié)束流動(dòng)和壓實(shí)模制件。 這種工藝使用精確的注射體積控制以計(jì)量進(jìn)入可變空腔中的材料，并 且然后壓縮以實(shí)現(xiàn)完全壓實(shí)和低應(yīng)力模制件。這種改進(jìn)的順序注射壓 縮模制工藝將所有材料都注射到在型芯的端部與空腔的基礎(chǔ)之間的空
腔容積中。注射壓力使型芯被推回，從而增大容積，并且減小在空腔 中的材料壓力。此后，型芯被迅速地強(qiáng)制向前，以減小容積和將材料 移動(dòng)到空腔流動(dòng)的端部。這個(gè)力來(lái)自機(jī)器夾具。
本發(fā)明人的較早的改進(jìn)的順序注射壓縮模制工藝與常規(guī)注射模制 工藝相比提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，具體地說(shuō)，材料可在較低溫度下處理；需要 較低夾具壓力；30%的更快循環(huán)時(shí)間是可實(shí)現(xiàn)的，并且可制造非常薄 的模制件。
然而，該工藝也存在一些缺點(diǎn)，具體地說(shuō)每個(gè)空腔需要使用單 獨(dú)的注射坩堝；至于其它ICM工藝，它們需要復(fù)雜而又昂貴的模具對(duì) 準(zhǔn)系統(tǒng)，并且其模具也是非常昂貴的。另外，由于夾具壓力引起模具 的封閉和型芯的受控移動(dòng)，所以這些工藝只能在改進(jìn)的注射模制機(jī)上 進(jìn)行，并且具體地說(shuō)，不適于在所有類(lèi)型的機(jī)器上進(jìn)行(例如，這些 工藝不適于直接鎖定機(jī)器)。
第四注射壓縮模制工藝稱(chēng)作選擇性注射壓縮模制(Select-ICM )、 或精密模制。模具被完全關(guān)閉，并且分立的型芯在材料的注射期間或 之后被局部按壓到模具中。這減小空腔容積，并且將注射材料遍及模 具空腔分布。然而，精密模制對(duì)于在容器制造中的使用是未知的。精 密模制在傳統(tǒng)上用來(lái)局部變薄模制件的區(qū)域，如活動(dòng)鉸鏈以增進(jìn)其使 用壽命。這只需要在機(jī)器上在使用標(biāo)準(zhǔn)芯拉動(dòng)閥的模具中的很小液壓 缸。使用壓縮扁平模制件的微小區(qū)域以完成填充，但只有在產(chǎn)品設(shè)計(jì) 可以允"i午的地方。
18對(duì)于用于容器的注射壓縮模制工藝的可行商業(yè)使用尚處于其萌芽 狀態(tài)，并且在它具備生產(chǎn)可行性和成本有效性之前有很長(zhǎng)的路要走。

發(fā)明內(nèi)容
在本領(lǐng)域中存在對(duì)成本有效的、可靠注射模制工藝的需要，該工 藝要至少部分地克服關(guān)于以上所討論的已知工藝的各種問(wèn)題。
具體地說(shuō)，存在對(duì)于注射模制工藝、和用于其的設(shè)備的需要，該 工藝適于生產(chǎn)容器、或用于容器的型坯，這些容器具有較高的流動(dòng)長(zhǎng)
度:壁厚的比、和/或低材料應(yīng)力，其可使用常規(guī)注射模制機(jī)生產(chǎn)，并 因此能以最少問(wèn)題對(duì)接到常規(guī)生產(chǎn)實(shí)踐中。
本發(fā)明的目標(biāo)是至少部分地滿足在容器制造領(lǐng)域中的這些需要。 本發(fā)明相應(yīng)地提供一種用來(lái)注射模制物品的注射模具，該物品具 有基底和側(cè)壁，注射模具包括第一模具部分和第二模具部分，它們 適于在完全關(guān)閉構(gòu)造中連接在一起，從而在它們之間限定模具空腔， 在完全關(guān)閉構(gòu)造中，第一模具部分和第二模具部分限定空腔外表面， 該空腔外表面限定在模具空腔中待被模制的物品的外形，模具空腔具 有用來(lái)分別形成待模制的物品的基底和側(cè)壁的基底形成部分和側(cè)壁形 成部分；注射裝置，用來(lái)將待模制成物品的熔融材料注射到模具空腔 中；當(dāng)?shù)谝荒＞卟糠趾偷诙＞卟糠衷谕耆P(guān)閉構(gòu)造中時(shí)，第一模具 部分和第二模具部分之一的至少一部分是可移動(dòng)的，從而在完全關(guān)閉
構(gòu)造中改變模具空腔的容積；執(zhí)行器，用來(lái)選擇性地沿著第一方向和 第二方向移動(dòng)所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的至少一部
分，從而在完全關(guān)閉構(gòu)造中分別增大和減小模具空腔的容積。
本發(fā)明還提供一種注射模制物品的方法，該物品具有基底和側(cè)壁， 該方法包括以下步驟(a)設(shè)置包括第一模具部分和第二模具部分的 注射模具；(b)將第一模具部分和第二模具部分布置在完全關(guān)閉構(gòu)造 中，從而在它們之間限定模具空腔，在完全關(guān)閉構(gòu)造中，第一模具部 分和第二模具部分限定空腔外表面，該空腔外表面限定在模具空腔中 待被模制的物品的外形，模具空腔具有用來(lái)分別形成待模制的物品的基底和側(cè)壁的基底形成部分和側(cè)壁形成部分；(c)在空腔的注射進(jìn)口 處將熔融材料注射到空腔中；及(d)在注射期間遠(yuǎn)離注射進(jìn)口移動(dòng) 所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的至少一部分，從而在完 全關(guān)閉構(gòu)造中改變模具空腔的容積。
本發(fā)明還進(jìn)一步提供一種用來(lái)注射模制容器或型坯的注射模制設(shè) 備，該型坯用來(lái)吹塑成形為容器，注射模具包括多個(gè)模具部分，它 們適于在完全關(guān)閉構(gòu)造中連接在一起，從而在它們之間限定模具空腔， 在完全關(guān)閉構(gòu)造中，多個(gè)模具部分限定空腔外表面，該空腔外表面限 定在模具空腔中待被模制的物品的外形，模具空腔具有用來(lái)分別形成 待模制的容器或型坯的基底和側(cè)壁的基底形成部分和側(cè)壁形成部分，
注射裝置，用來(lái)將待模制的熔融材料注射到模具空腔中；執(zhí)行器， 用來(lái)選擇性地在完全關(guān)閉構(gòu)造中移動(dòng)多個(gè)模具部分之一，從而在完全 關(guān)閉構(gòu)造中改變與注射裝置相鄰的模具空腔的容積，以及
控制機(jī)構(gòu)，用來(lái)控制執(zhí)行器的移動(dòng)方向，從而在完全關(guān)閉構(gòu)造中 改變與注射裝置相鄰的模具空腔的容積。
本發(fā)明更進(jìn)一步提供一種用來(lái)注射模制物品的注射模具，該物品 具有基底和側(cè)壁，該注射模具包括第一模具部分和第二模具部分， 它們適于在完全關(guān)閉構(gòu)造中連接在一起，從而在它們之間限定模具空 腔，在完全關(guān)閉構(gòu)造中，第一模具部分和第二模具部分限定空腔外表 面，該空腔外表面限定在模具空腔中待被模制的物品的外形，模具空 腔具有用來(lái)分別形成待模制的物品的基底和側(cè)壁的基底形成部分和側(cè) 壁形成部分；注射裝置，用來(lái)將待模制成物品的熔融材料注射到模具 空腔中；當(dāng)?shù)谝荒＞卟糠趾偷诙＞卟糠衷谕耆P(guān)閉構(gòu)造中時(shí)，第一 模具部分和第二模具部分之一的至少一部分是可移動(dòng)的，從而在完全
關(guān)閉構(gòu)造中改變模具空腔的容積；及執(zhí)行器，用來(lái)選擇性地沿著第一 方向和第二方向移動(dòng)所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的至
少一部分，從而在完全關(guān)閉構(gòu)造中分別增大和減小模具空腔的容積， 執(zhí)行器包括聯(lián)接到第一模具部分和第二模具部分之一的至少一部分上 的移動(dòng)部分，移動(dòng)部分在第一模具部分和第二模具部分之一的至少一部分的移動(dòng)方向上是共用地可移動(dòng)的。
本發(fā)明在注射模制機(jī)中采用模具，在該注射模制機(jī)中，待被模制 的注射材料的壓力通過(guò)遠(yuǎn)離注射澆口移動(dòng)型芯或型芯的一部分而被控 制?？蛇x擇地，可以以相同方式移動(dòng)空腔或空腔的部分。在任一種情 況下，模具部分的這種移動(dòng)可以改變模具空腔的基礎(chǔ)部分的容積，并 且增大與澆口相對(duì)的基礎(chǔ)的厚度，或者關(guān)閉澆口，并且由此減小注射 材料的填充壓力。


現(xiàn)在參照附圖僅作為例子將描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中
圖l是穿過(guò)注射模具的示意橫截面，該注射模具具有按照本發(fā)明 第一實(shí)施例的可移動(dòng)型芯；
圖2是曲線圖，示意表示圖1的注射模具的操作；
圖3是穿過(guò)注射模具的示意橫截面，該注射模具具有按照本發(fā)明 第二實(shí)施例的可移動(dòng)型芯；
圖4是穿過(guò)注射模具的示意橫截面，該注射模具具有按照本發(fā)明 第三實(shí)施例的可移動(dòng)型芯部分；
圖5是穿過(guò)注射模具的示意橫截面，該注射模具具有按照本發(fā)明 第四實(shí)施例的可移動(dòng)型芯部分；
圖6是穿過(guò)注射模具的示意橫截面，該注射模具具有按照本發(fā)明 第五實(shí)施例的可移動(dòng)空腔部分；
圖7是穿過(guò)多空腔注射模具的示意橫截面，每個(gè)空腔具有按照本 發(fā)明第六實(shí)施例的可移動(dòng)型芯部分；而
圖8是穿過(guò)注射模具的示意橫截面，該注射模具具有按照本發(fā)明 第七實(shí)施例的可移動(dòng)空腔部分。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，表示有按照本發(fā)明第一實(shí)施例的注射模具(2),該注 射模具(2)用來(lái)例如由聚酯，特別是聚對(duì)苯二曱酸乙酯(PET)，注射模制型坯，該型坯用于以后吹塑成形以形成容器。待被模制的注射
材料被注射過(guò)在注射模具(2)的第一后板(6)中的進(jìn)給噴嘴(4)。 空腔板(8)與第一后板(6)相鄰，并且限定注射模具空腔(10)。進(jìn) 給噴嘴(4)的澆口 (5)通到空腔(10)中?？涨话?8)形成空腔(10) 的外表面(12)，該外表面(12)在使用中限定待被注射模制的物品的 外形。多個(gè)頸部分裂件(14)設(shè)置在遠(yuǎn)離進(jìn)給噴嘴(4)的空腔(10) 的端部(15)處。頸部分裂件(14)成形成，模制待被注射模制的物 品的一個(gè)端部的外形(在這個(gè)實(shí)施例中，型坯的頸部成品，該型坯用 于以后吹塑成形以形成瓶子)。在注射模制材料已經(jīng)固化之后當(dāng)將注射 模制物品從空腔(10)除去時(shí)，頸部分裂件(14)也支撐注射模制物
口口 o
型芯支座(16)與多個(gè)頸部分裂件(14)相鄰，并且具有中心孔 (18),在該中心孔(18)中，可滑動(dòng)地接納長(zhǎng)形型芯(20)。長(zhǎng)形型 芯(20)可在與空腔(10)的軸線以及進(jìn)給噴嘴(4)同軸的縱向方向 上平移。相應(yīng)地，型芯(20)可選擇性地在型芯支座(16)中在向著 進(jìn)給噴嘴(4)進(jìn)入空腔(10)的方向上向前、或在遠(yuǎn)離進(jìn)給噴嘴(4) 退出空腔(10)的方向上向后滑動(dòng)。這樣的向前和向后移動(dòng)可改變型 芯(20)的自由端(22)離進(jìn)給噴嘴(4)的距離。型芯支座(16)被 接納在環(huán)形型芯支座支撐(24)內(nèi)。
頸部分裂件(14 )具有錐形凸起部分(25 )(它典型地是截頭錐體)， 該錐形凸起部分(25 )配合到在空腔板(8 )中的互補(bǔ)錐形下凹部分(26 ) 中。對(duì)應(yīng)地，型芯支座(16)具有錐形凸起部分(28)(它典型地是截 頭錐體)，該錐形凸起部分(28)配合到在頸部分裂件(14)中的互補(bǔ) 錐形下凹部分(30)中。由此型芯(20)和頸部分裂件(14)關(guān)于空 腔(10)的軸線軸向?qū)χ小?br> 壓力板組件(32)配合到遠(yuǎn)離自由端(22)的型芯(20)的端部 (34)上，該自由端(22)在空腔(10)內(nèi)。壓力板組件(32)相對(duì) 于型芯(20)軸向固定，從而壓力板組件(32)的縱向移動(dòng)相應(yīng)地引 起型芯(20)在空腔(10)內(nèi)的縱向移動(dòng)。壓力板組件(32)包括一
22對(duì)相鄰板部件(35、 36),在該對(duì)相鄰板部件(35、 36)之間鎖定型芯 (20)的端部(34)。型芯(20)的端部(34)包括環(huán)形凸緣(38)， 該環(huán)形凸緣(38)相對(duì)于型芯(20)的剩余部分的圓柱形外表面(40) 徑向向外定向。壓力板組件(32)的平面端部板部件(35)布置成抵 靠凸緣(38)的側(cè)向端面(39)，并且壓力板組件(32)的中間板部件 (36)在其中具有中心孔(40)，在該中心孔(40)中合適地接納型芯 (20)的端部(34)-該端部(34)包括凸緣(38)，從而凸緣(38)、 和由此型芯(20)，可限定在壓力板組件(32)中。壓力板組件(32) 布置在由環(huán)形外殼(44)限定的腔室(42)內(nèi)，該環(huán)形外殼(44)與 型芯支座支撐(24)相鄰。
液壓活塞和缸組件(45)安裝成與外殼(44)相鄰。在液壓活塞 和缸組件(45)中的活塞(46)被安裝成用于沿著與型芯(20)的軸 線同軸的方向的平移向前和向后縱向移動(dòng)，并且抵靠壓力板組件(32) 的端面(47 )。液壓活塞和缸組件(45 )的缸(48 )包括液壓腔室(50 ), 該液壓腔室(50)具有用于連接到加壓液壓流體源(51)上的流體進(jìn) 口 (52),該加壓液壓流體源(51)包括液壓壓力裝置(53)。
傳感器(transducer) ( 54)安裝在液壓腔室(50)的壁(56)中， 并且能夠測(cè)量在液壓腔室(50)中的液壓流體的壓力。
相應(yīng)地，在液壓腔室(50)中的液壓流體可由液壓壓力裝置(53) 加壓，并由此使液壓活塞(46)在退出液壓腔室(50)的方向上被推 動(dòng)。這又經(jīng)壓力板組件(32),在向著進(jìn)給噴嘴(4)進(jìn)入空腔(10) 的方向上向前推動(dòng)型芯(20)，受到施加到型芯(20)上的向前壓力， 克服在空腔(10)中的任何反向壓力。相反，當(dāng)在空腔(10)中的注 射壓力將向后的力施加在型芯(20)上時(shí)-該向后的力大于作為在壓力 板組件(32)上施加液壓力的結(jié)果而施加在型芯(20)上的向前力， 型芯(20)在遠(yuǎn)離進(jìn)給噴嘴(4)退出空腔(10)的方向被向后推動(dòng)。 傳感器(54)被用來(lái)連續(xù)地或定期地測(cè)量在液壓腔室(50)中的 液壓流體的壓力，并且這樣的測(cè)量可用來(lái)提供液壓壓力和由此活塞 (46)和型芯(20)的移動(dòng)和位置的動(dòng)態(tài)控制。以這種方式，型芯(20)相對(duì)于空腔(10)的位置被動(dòng)態(tài)地控制，以便在注射模制過(guò)程期間保 持在注射模具空腔(10)內(nèi)的特定壓力條件。
傳感器(54 )電氣地連接到用于液壓壓力裝置(53 )的控制器(55 ) 上。控制器(55)可以包括處理器，該處理器被選擇性地編程為操 作液壓壓力裝置(53)，從而貫穿注射模制循環(huán)保持在液壓腔室(50) 中的預(yù)定液壓壓力；和在注射模制循環(huán)內(nèi)隨時(shí)間改變液壓壓力，從而 在循環(huán)內(nèi)在任何特定階段或時(shí)間處，提供特定液壓壓力，并由此提供 對(duì)于型芯(20)沿其在空腔(10)內(nèi)的軸線的特定縱向位置。
當(dāng)型芯(20)抵靠注射材料向前移動(dòng)時(shí)，由向供給噴嘴(4)供給 熔融塑料材料的注射系統(tǒng)(未示出)保持的熔融壓力增大，以平衡在 模具空腔(10)內(nèi)的增大壓力。這使更多材料注射到空腔(10)中以 幫助完全填充模具空腔(10)，或者如果空腔壓力比在進(jìn)給噴嘴(4) 內(nèi)的壓力高，則材料的一些穿過(guò)澆口 (5)和進(jìn)給噴嘴(4)移動(dòng)返回。
在使用中，注射模具(2)保持在關(guān)閉構(gòu)造中-后板(6)和液壓活 塞和缸組件(45)的液壓缸(48)布置在注射模制機(jī)的兩個(gè)壓板(57、 58)之間。壓板(57、 58)貫穿整個(gè)注射模制過(guò)程朝向彼此被推壓。 這保持型芯支座(16)、頸部分裂件(14)及空腔板(8)接合在一起， 直到注射材料在空腔(10)內(nèi)已經(jīng)足夠地固化，以允許從中安全地取 出注射模制物品。這通過(guò)空腔(10)的打開(kāi)和在頸部分裂件(14)上 支撐的注射模制物品的除去而實(shí)現(xiàn)，而在將來(lái)其形狀或尺寸不會(huì)出現(xiàn) 例如大于約5%的任何顯著變化(例如，模制后收縮)。
圖2是曲線圖，示意表示圖1的注射模具的操作。各種模具參數(shù) 隨時(shí)間的關(guān)系表示在單個(gè)注射模制循環(huán)的過(guò)程上。貫穿整個(gè)注射模制 循環(huán)，注射模具被完全關(guān)閉，并且壓板(57、 58)貫穿整個(gè)注射模制 過(guò)程在預(yù)定夾具壓力下朝向彼此被推壓。然而，允許型芯(20)在動(dòng) 態(tài)控制下移動(dòng)，以改變空腔(10)的容積。
在時(shí)刻Fl處，注射模制循環(huán)開(kāi)始。
在第一階段中，材料以恒定體積速率注射過(guò)澆口 (4)，該恒定體 積速率由在圖2中表示的線性增大的材料體積排出量代表。在澆口(4)
24中，材料被保持在恒定機(jī)器注射壓力下，該恒定機(jī)器注射壓力由線性
水平機(jī)器注射壓力代表。當(dāng)材料注射過(guò)澆口 (4)時(shí)，建立作用在型芯 的自由端(22)上的壓力，在圖2中標(biāo)識(shí)為型芯壓力。這個(gè)型芯壓力 由傳感器(54)經(jīng)液壓活塞和缸組件(45)探測(cè)。傳感器(54)然后 起作用以輸出壓力信號(hào)，該壓力信號(hào)由控制器(55)用來(lái)控制液壓活 塞和缸組件(45)的操作，并且由此控制型芯(20)的位置，并且因 此控制在型芯(20)與澆口 (4)之間的區(qū)域中作用在自由型芯(20) 上的壓力。大體上緊在時(shí)刻F1之后，型芯(20)遠(yuǎn)離澆口 (4)被向 后移動(dòng)，并且型芯位置表示在圖2中(在原點(diǎn)處的0%值代表型芯充 分向前，并且在縱坐標(biāo)上的100%值代表型芯充分向后)。對(duì)應(yīng)地，當(dāng) 型芯(20)遠(yuǎn)離澆口 (4)向后移動(dòng)時(shí)型芯壓力下降，因?yàn)樾托?20) 的向后移動(dòng)傾向于降低型芯壓力。
在所示的實(shí)施例中，第一階段在時(shí)刻FX處終止，當(dāng)空腔僅部分 地填充有注射材料、并且典型地空腔是至少約70%滿時(shí)，型芯壓力達(dá) 到其最小值，并且型芯(20)被定位在其遠(yuǎn)離澆口 (4)的最向后位置 處。要注意，型芯只需移動(dòng)返回，以足以保持空腔壓力，并且它絕不 可能到達(dá)其向后機(jī)械極限。典型地，在注射裝置附近的模具空腔的區(qū) 域處，型芯移動(dòng)遠(yuǎn)離澆口，從而以一個(gè)系數(shù)改變它們之間的間隔距離， 該系數(shù)是當(dāng)模具空腔具有其最小容積時(shí)的間隔距離的寬度的至少兩 倍。更優(yōu)選地，對(duì)于型坯，間隔距離以一個(gè)系數(shù)被改變，該系數(shù)是當(dāng) 模具空腔具有最小容積時(shí)的間隔距離的寬度的5至15倍，最優(yōu)選地 10倍。然后，在第二階段中，隨著材料繼續(xù)以相同的恒定體積速率注 射過(guò)澆口 (4)，型芯壓力增大，并且型芯(20)向澆口 (4)向前移動(dòng)。 在時(shí)刻F2處，材料進(jìn)入空腔的注射以及第二階段被終止。在這時(shí)， 與形成希望型芯的100%量相比，空腔已經(jīng)被注射材料過(guò)度地填充。 典型地，過(guò)度填充量是從2至10%,更典型地約5%。在時(shí)刻F2處， 在型芯(20)仍然比其最后模制位置向后偏離，但與在時(shí)刻FX處的 位置相比，在中間位置處。
此后，在注射模制循環(huán)的末尾，在從時(shí)刻F2至?xí)r刻F3的時(shí)段內(nèi)
25向前向其最后模制位置移動(dòng)，并 且型芯壓力繼續(xù)對(duì)應(yīng)地增大，在該時(shí)間期間，機(jī)器注射壓力仍然保持 恒定。當(dāng)空腔仍然被過(guò)度填充時(shí)型芯(20)的這樣的繼續(xù)移動(dòng)使注射 材料在空腔(IO)中在機(jī)器注射壓力下被壓實(shí)，并且也使過(guò)多材料穿 過(guò)澆口 (4)被推回。在時(shí)刻F3處，空腔被100%填充，并且型芯(20) 返回到其初始位置處。
從圖2可以看到，型芯壓力被控制成，對(duì)于注射模制循環(huán)的大部 分時(shí)段，型芯壓力小于機(jī)器注射壓力。這意味著，在生成注射模制型 坯中，由注射模制過(guò)程生成的是低殘余應(yīng)力。而且，在型芯已經(jīng)停止 移動(dòng)之后，也無(wú)需進(jìn)行單獨(dú)的壓實(shí)循環(huán)。在F2與F3之間的注射模制 循環(huán)的最后階段-在該階段中消除空腔過(guò)度填充，隨著型芯移動(dòng)返回其 最后位置，引起材料的所需壓實(shí)。通過(guò)提供在注射模制循環(huán)的尾段被 消除的空腔過(guò)度填充，避免了對(duì)于待被注射的材料的預(yù)定計(jì)量劑量的 需要，并因此避免對(duì)于在注射模制設(shè)備中提供計(jì)量系統(tǒng)、或"注射坩堝，， 的需要。在最終型坯中存在的要求材料量通過(guò)型芯的移動(dòng)而被控制， 而型芯的移動(dòng)又由來(lái)自傳感器的壓力信號(hào)來(lái)控制。
在圖2中，各種參數(shù)僅作為例子被定性地表示，因?yàn)樗鼈冸S模具
不同而變化，并且取決于所生產(chǎn)的具體物品，并取決于材料、結(jié)構(gòu)及
工藝參數(shù)。然而，在型芯壓力與機(jī)器注射壓力、和型芯位置、以及材 料體積排出量之間所示的 一般原理，總體地應(yīng)用在本發(fā)明的方法中。
對(duì)于知曉注射模制方法和設(shè)備的技術(shù)人員而言，如何將這些一般 原理應(yīng)用于具體模具構(gòu)造以使用這里公開(kāi)的本發(fā)明的方法和注射模具 來(lái)制造具體的注射模制物品，都是輕易而顯明的。
在可選擇實(shí)施例中，在第一階段中，空腔可以填滿或者甚至過(guò)度 填充，從而填充范圍在第一階段中典型地從70至105%，并且第一階 段在時(shí)刻FX處終止，該時(shí)刻FX甚至可以對(duì)應(yīng)于晚到當(dāng)有過(guò)度填充 時(shí)的時(shí)刻F2，并且通過(guò)將材料注射過(guò)澆口 (4)的填充被終止-換句話 說(shuō)第二階段可以省去，并且第一填充階段可以直接實(shí)現(xiàn)過(guò)度填充，該 第一填充階段緊跟隨有第三階段，在該第三階段中，空腔被過(guò)度填充，并且型芯通過(guò)向前移動(dòng)返回其原始位置。
而且，在所示的實(shí)施例中，采用壓力傳感器形式的單個(gè)探測(cè)器。 在可選擇實(shí)施例中，可使用幾個(gè)探測(cè)器，并且一個(gè)探測(cè)器用來(lái)控制壓 力，而其它探測(cè)器用來(lái)監(jiān)視壓力，或者可用所有探測(cè)器來(lái)控制和監(jiān)視 壓力，并且控制器用來(lái)計(jì)算來(lái)自各個(gè)探測(cè)器的平均壓力。
圖3是穿過(guò)注射模具的示意橫截面，該注射模具具有按照本發(fā)明 第二實(shí)施例的可移動(dòng)型芯，在該第二實(shí)施例中，注射模具(102)用來(lái) 例如由聚烯烴，具體地說(shuō)聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，注射模制圓 柱形容器，例如油漆罐。
如對(duì)于第 一 實(shí)施例那樣，待被模制的注射材料被注射過(guò)在注射模
具(102)的第一后板(106)中的進(jìn)給噴嘴(104)?？涨话?108)與 第一后板(106)相鄰，并且限定注射模具空腔(IIO)。進(jìn)給噴嘴(104) 的澆口 (105)通到空腔(110)中。空腔板(8)形成空腔(110)的 外表面(112)，該外表面(112)在使用中限定待被注射模制的物品的 外形。
氣動(dòng)脫模環(huán)(115)和相鄰的型芯支座(116)又與空腔板(108) 相鄰。型芯支座(116)具有中心孔(118)，在該中心孔(118)中， 可滑動(dòng)地接納長(zhǎng)形型芯(120)。長(zhǎng)形型芯(120)可在與空腔(110) 的軸線以及進(jìn)給噴嘴(104)同軸的縱向方向上平移，以改變型芯(120) 的自由端(122)離進(jìn)給噴嘴(104)的距離。型芯支座(116)被接納 在環(huán)形型芯支座支撐(124)內(nèi)。氣動(dòng)脫模環(huán)(115)以已知方式可被 致動(dòng)，以在模具已經(jīng)開(kāi)始打開(kāi)之后將模制容器推離型芯(120)。
液壓活塞和缸組件(145)安裝成與型芯支座支撐(124)相鄰。 兩個(gè)縱向隔開(kāi)的活塞(146a、 146b)配合到遠(yuǎn)離自由端(122)的型芯 (120)的端部(134)上，該自由端(122)在空腔(110)內(nèi)?；钊?(146a、 146b)相對(duì)于型芯(120)例如由螺栓軸向固定，從而壓力活 塞(146a、 146b)的縱向移動(dòng)對(duì)應(yīng)地引起型芯(120)在空腔(110) 內(nèi)的縱向移動(dòng)。在液壓活塞和缸組件(145)中的兩個(gè)縱向隔開(kāi)的活塞 (146a、 146b)被安裝以在沿與型芯(120)的軸線同軸的方向上的平移向前和向后縱向移動(dòng)。每個(gè)活塞(146a、 146b)包括外部環(huán)形部分 (147a、 147b )，該外部環(huán)形部分(147a、 147b )被接納在液壓活塞 和缸組件(145)的缸部分(148)的相應(yīng)液壓腔室(150a、 150b)內(nèi)。 每個(gè)液壓腔室(150a、 150b)具有在相應(yīng)活塞(146a、 146b)的一側(cè) 上的第一流體進(jìn)口 (152a、 152b)和在相應(yīng)活塞(146a、 146b)的另 一側(cè)上的第二流體進(jìn)口 (153a、 153b),用于經(jīng)相應(yīng)第一或第二共用導(dǎo) 管(155a、 155b)相應(yīng)地連接到加壓液壓流體源(未示出)上，該加 壓液壓流體源包括液壓壓力裝置(未示出)。傳感器(154)安裝在最后側(cè)的液壓腔室(150a)的壁(156)中， 該壁(156)是第二后板(157)的一部分，該傳感器(154)能夠測(cè)量 在液壓腔室(150a)中的液壓流體的壓力。相應(yīng)地，類(lèi)似于第一實(shí)施例，在液壓腔室(150a、 150b)中的液 壓流體可由液壓壓力裝置加壓，并且可在第一和第二流體進(jìn)口 (152a、 152b)之間形成壓差，并且由此通常選擇性地使液壓活塞(146a、 146b) 在沿相應(yīng)液壓腔室(150a、 150b)的向前方向上凈皮推動(dòng)。這又在向著 進(jìn)給噴嘴(104)進(jìn)入空腔(110)的方向上向前推動(dòng)型芯(120)。相 反，當(dāng)在第一和第二流體進(jìn)口 (152a、 152b)之間的壓差和/或在空腔 (110)中的注射壓力將向后的力施加在型芯(120)上時(shí)-該向后的力 大于作為在液壓活塞(146a、 146b)上的施加液壓壓力的結(jié)果在型芯 (120)上的向前力，在遠(yuǎn)離進(jìn)給噴嘴(104)退出空腔(110)的方向 上向后推動(dòng)型芯(120)。如對(duì)于第一實(shí)施例那樣，傳感器(154)被用來(lái)連續(xù)地或定期地測(cè) 量在液壓腔室(150a)中的液壓流體的壓力，并且這樣的測(cè)量可用來(lái) 提供液壓壓力以及由此型芯(120)的移動(dòng)和位置的動(dòng)態(tài)控制。以這種 方式，型芯(120)相對(duì)于空腔(110)的位置被動(dòng)態(tài)地控制，以便在 注射模制過(guò)程期間保持在注射模具空腔(110)內(nèi)的特定壓力條件。在用來(lái)制造具有薄壁基礎(chǔ)的容器的這個(gè)實(shí)施例中-該薄壁基礎(chǔ)可 以薄到0.3mm，典型地，在注射裝置附近的模具空腔的區(qū)域處，型芯 遠(yuǎn)離澆口移動(dòng)，從而以一個(gè)系數(shù)改變它們之間的間隔距離，該系數(shù)是當(dāng)模具空腔具有其最小容積時(shí)的間隔距離的寬度的至少兩倍。更優(yōu)選 地，對(duì)于容器，間隔距離被改變的系數(shù)是當(dāng)模具空腔具有最小容積時(shí)的間隔距離的寬度的2至10倍。在這個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)縱向隔開(kāi)的活塞U46a、 146b)的供給提 供特定技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，作為用于型芯的執(zhí)行器的由液壓活塞和缸組件施加 在型芯上的力可增大，而不用增大執(zhí)行器的直徑。這減小執(zhí)行器的徑 向尺寸，并因此減小模具的徑向尺寸。此外，執(zhí)行器的附加長(zhǎng)度可增 大執(zhí)行器和對(duì)應(yīng)移動(dòng)模具部分的徑向剛度，部分作為增大的支座長(zhǎng)度 的結(jié)果，該增大的支座長(zhǎng)度傾向于減小型芯的任何偶然徑向撓曲。如 這里討論的那樣，型芯撓曲對(duì)于已知模具而言是個(gè)問(wèn)題，并且因?yàn)樾?芯僅當(dāng)模具完全關(guān)閉時(shí)才被移動(dòng)，本發(fā)明不僅提供一種固有地提供改 進(jìn)模具對(duì)中的模具結(jié)構(gòu)，而且也提供這樣一種模具結(jié)構(gòu)其中型芯執(zhí) 行器具有很高的固有剛度，進(jìn)一 步減少在注射模制過(guò)程期間與型芯的 非對(duì)中相關(guān)聯(lián)的潛在問(wèn)題。另外，總體而言，按照本發(fā)明，當(dāng)型芯被關(guān)閉時(shí)，用來(lái)移動(dòng)可移 動(dòng)模具部分(即，型芯、型芯墊盤(pán)、或空腔壁)的執(zhí)行器布置在模具 中，并且可關(guān)于移動(dòng)方向縱向?qū)?zhǔn)。這可允許用于移動(dòng)部分的支座長(zhǎng) 度大于已知模具的相應(yīng)長(zhǎng)度，例如型芯支座長(zhǎng)度是型芯直徑的至少3 倍，更優(yōu)選地至少5倍，這又可為型芯提供非常高的徑向剛度，這傾 向于減小在注射模制過(guò)程期間型芯的任何偶然非對(duì)中。圖4是穿過(guò)注射模具的示意橫截面，該注射模具具有按照本發(fā)明 第三實(shí)施例的可移動(dòng)型芯部分，在該第三實(shí)施例中，注射模具(202) 用來(lái)例如由聚烯蜂，具體地說(shuō)聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，注射模 制圓柱形容器，例如油漆罐。注射模具(202)與第二實(shí)施例相比在兩個(gè)主要方面被修改。第一，型芯(220)的大部分被固定，與型芯板(208)成整體， 并且只有與進(jìn)給噴嘴(204)相對(duì)的型芯(220)的自由端(222)的呈 現(xiàn)墊盤(pán)(224)形式的中心部分是縱向可移動(dòng)的，以改變?cè)谛托?220) 與空腔板(221)之間限定的注射模具空腔(210 )的大小。墊盤(pán)(224 )29具有縱向延伸部(226)，該縱向延伸部(226)向著液壓活塞和缸組件 (245)向后延伸通過(guò)型芯(220)的中心孔(228)。第二，液壓活塞和缸組件(245)的單個(gè)活塞(246)配合到縱向 延伸部(226 )的后端部(234 )上?；钊?246 )相對(duì)于縱向延伸部(226 ) 被軸向固定，例如通過(guò)與其成為整體，從而活塞(246)的縱向移動(dòng)對(duì) 應(yīng)地引起墊盤(pán)(224)在空腔(210)內(nèi)的縱向移動(dòng)?；钊?246)包括 外部環(huán)形部分(247 )，該外部環(huán)形部分(247 )纟皮接納在液壓活塞和缸 組件(245)的缸部分(248)的液壓腔室(250)內(nèi)。液壓腔室(250) 具有在活塞(246)的一側(cè)上的第一流體進(jìn)口 (252)和在活塞(246) 的另一側(cè)上的第二流體進(jìn)口 (253)，用來(lái)相應(yīng)連接到加壓液壓流體源 (未示出)上，該加壓液壓流體源包括液壓壓力裝置(未示出)。傳感器(254)安裝在液壓腔室(250)的壁(256)中，并且能夠 測(cè)量在液壓腔室(250)中的液壓流體的壓力。相應(yīng)地，類(lèi)似于第一和第二實(shí)施例，在液壓腔室(250)中的液壓 流體可由液壓壓力裝置加壓，并且由此選擇性地使液壓活塞(246)在 沿液壓腔室(250)的向前方向上被推動(dòng)。這又在向著進(jìn)給噴嘴(204) 進(jìn)入空腔(210)的方向上向前推動(dòng)型芯(220)的墊盤(pán)(224)。相反， 當(dāng)在第一和第二流體進(jìn)口 (252、 253)之間的壓差和/或在空腔(210) 中的注射壓力將向后的力施加在型芯(220)的墊盤(pán)(224)上時(shí)-該向 后的力大于作為在液壓活塞(246)上的施加液壓壓力的結(jié)果在型芯 (220)的墊盤(pán)(224)上的向前力，在遠(yuǎn)離進(jìn)給噴嘴(204)退出空腔 (210)的方向上向后推動(dòng)型芯(220)的墊盤(pán)(224)。如對(duì)于第一和第二實(shí)施例那樣，傳感器(254 )被用來(lái)連續(xù)地或定 期地測(cè)量在液壓腔室(250)中的液壓流體的壓力，并且這樣的測(cè)量可 用來(lái)提供對(duì)于液壓壓力和由此型芯(220)的墊盤(pán)(224)的移動(dòng)和位 置的動(dòng)態(tài)控制。以這種方式，型芯(220)的墊盤(pán)(224)相對(duì)于空腔 (210)的位置被動(dòng)態(tài)地控制，以便在注射模制過(guò)程期間保持在注射模 具空腔(210)內(nèi)的特定壓力條件。圖5是穿過(guò)注射模具的示意橫截面，該注射模具具有按照本發(fā)明模具(302) 用來(lái)例如由聚烯烴，具體地說(shuō)聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，注射模 制圓柱形容器，例如油漆罐。注射模具(302)與第三實(shí)施例相比通過(guò)在型芯內(nèi)、和在可移動(dòng)型 芯墊盤(pán)內(nèi)提供進(jìn)給噴嘴被修改，從而注射模具(302)可被用在包括模 具內(nèi)加標(biāo)簽(IML)的注射模制過(guò)程中。型芯(320)的大部分被固定，與型芯板(308)成整體，并且只 有型芯(320)的自由端(322)的呈現(xiàn)墊盤(pán)(324)形式的中心部分是 縱向可移動(dòng)的，以改變注射模具空腔(310)的容積。墊盤(pán)(324)被 安裝在多個(gè)縱向臂(326)上，這些縱向臂(326)向著液壓活塞和缸 組件(345)向后以可滑動(dòng)方式穿過(guò)型芯(320)延伸。進(jìn)給噴嘴(304)穿過(guò)后板(306)、穿過(guò)型芯(320)并穿過(guò)墊盤(pán) (324 )延伸。墊盤(pán)(324 )可沿著進(jìn)給噴嘴(304 )滑動(dòng)。進(jìn)給噴嘴(304 ) 通到在空腔板(321)與型芯(320)之間的限定的空腔(310)中。液壓活塞和缸組件(345)的活塞(346)配合到縱向臂(326)的 后端部(334)上?；钊?346)相對(duì)于縱向臂(326)被軸向固定，從 而活塞(346)的縱向移動(dòng)對(duì)應(yīng)地引起墊盤(pán)(324)在空腔(310)內(nèi)的 縱向移動(dòng)?；钊?346)是環(huán)形本體(347)，該環(huán)形本體(347)被接 納在液壓活塞和缸組件(345 )的缸部分(348 )的液壓腔室(350 )內(nèi)。 液壓腔室(350)具有在活塞(346)的一側(cè)上的第一流體進(jìn)口 (352) 和在活塞(346)的另一側(cè)上的第二流體進(jìn)口 (353)，用來(lái)相應(yīng)連接到 加壓液壓流體源(未示出)上，該加壓液壓流體源包括液壓壓力裝置 (未示出)。傳感器(354)安裝在液壓腔室(350)的壁(356)中，并且能夠 測(cè)量在液壓腔室(350)中的液壓流體的壓力。相應(yīng)地，類(lèi)似于第一、第二及第三實(shí)施例，在液壓腔室(350)中 的液壓流體可由液壓壓力裝置加壓，并且由此選擇性地使液壓活塞 (346)在沿液壓腔室(350)的向前方向上被推動(dòng)。這又在進(jìn)入空腔 (310)的方向上向前推動(dòng)型芯(320)的墊盤(pán)(324)。相反，當(dāng)在第一和第二流體進(jìn)口 ( 352、 353)之間的壓差和/或在空腔(310)中的 注射壓力將向后的力施加在型芯(320)的墊盤(pán)(324)上時(shí)-該向后的 力大于作為在液壓活塞(346)上的施加液壓壓力的結(jié)果在型芯(320) 的墊盤(pán)(324)上的向前力，在退出空腔(310)的方向上向后推動(dòng)型 芯(320)的墊盤(pán)(324)。如對(duì)于以前實(shí)施例那樣，傳感器(354)被用來(lái)連續(xù)地或定期地測(cè) 量在液壓腔室(350)中的液壓流體的壓力，并且這樣的測(cè)量可用來(lái)提 供對(duì)于液壓壓力以及由此型芯(320)的墊盤(pán)(324)的移動(dòng)和位置的 動(dòng)態(tài)控制。以這種方式，型芯(320)的墊盤(pán)(324)相對(duì)于空腔(310) 的位置被動(dòng)態(tài)地控制，以便在注射模制過(guò)程期間保持在注射模具空腔 (310)內(nèi)的特定壓力條件。圖6是穿過(guò)注射模具的示意橫截面，該注射模具具有按照本發(fā)明 第五實(shí)施例的可移動(dòng)空腔部分，在該第五實(shí)施例中，注射模具(402 ) 用來(lái)例如由聚烯烴，具體地說(shuō)聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE),注射模 制圓柱形容器，例如油漆罐。注射模具(402)與第四實(shí)施例相比通過(guò)提供固定型芯、和可移動(dòng) 空腔板而被修改。換句話說(shuō)，作為如在以前實(shí)施例中那樣提供可移動(dòng) 型芯或墊盤(pán)以及固定空腔的取代，型芯被固定，而空腔是可移動(dòng)的。型芯(420)被固定，與型芯板(422)配對(duì)或成整體，并且進(jìn)給 噴嘴(404 )穿過(guò)后板(406 )并且穿過(guò)型芯(420 )延伸。進(jìn)給噴嘴(404 ) 通到空腔(410)中?？梢苿?dòng)空腔部分(409)圍繞型芯(420)，并且是縱向可移動(dòng)的， 以改變注射模具空腔(410)的大小。可移動(dòng)空腔部分(409)被可滑 動(dòng)地安裝在固定空腔板(408)中。可移動(dòng)空腔部分(409)的延伸部(411)連接到液壓活塞和缸組 件(445)的活塞(446)上?；钊?446)相對(duì)于可移動(dòng)空腔部分(409)被軸向固定，從而活 塞(446)的縱向移動(dòng)對(duì)應(yīng)地引起可移動(dòng)空腔部分(409)的縱向移動(dòng)， 以由此改變空腔(410 )的容積?；钊?446 )包括外部環(huán)形部分(447 ),32該外部環(huán)形部分(447)被接納在液壓活塞和缸組件(445)的缸部分 (448)的液壓腔室(450)內(nèi)。液壓腔室(450)具有在活塞(446) 的一側(cè)上的第一流體進(jìn)口 (452)和在活塞(446)的另一側(cè)上的第二 流體進(jìn)口 (453)，用來(lái)相應(yīng)連接到加壓液壓流體源(未示出)上，該 加壓液壓流體源包括液壓壓力裝置(未示出)。傳感器(454)安裝在液壓腔室(450)的壁(456)中，并且能夠 測(cè)量在液壓腔室(450)中的液壓流體的壓力。相應(yīng)地，類(lèi)似于以前實(shí)施例，在液壓腔室(450)中的液壓流體可 由液壓壓力裝置加壓，并且由此選擇性地使液壓活塞(446 )在沿液壓 腔室(450)的向前或向后方向上被推動(dòng)，從而通過(guò)可移動(dòng)空腔部分 (409)的對(duì)應(yīng)移動(dòng)改變空腔(410)的容積。如對(duì)于以前實(shí)施例那樣，傳感器(454)被用來(lái)連續(xù)地或定期地測(cè) 量在液壓腔室(450)中的液壓流體的壓力，并且這樣的測(cè)量可用來(lái)提 供對(duì)于液壓壓力以及由此可移動(dòng)空腔部分(409 )的移動(dòng)和位置的動(dòng)態(tài) 控制。以這種方式，可移動(dòng)空腔部分(409)的位置、和由此空腔(410) 的容積，被動(dòng)態(tài)地控制，以便在注射模制過(guò)程期間保持在注射模具空 腔(410)內(nèi)的特定壓力條件。圖7是穿過(guò)多空腔注射模具的示意橫截面，每個(gè)空腔按照本發(fā)明 第六實(shí)施例具有相應(yīng)可移動(dòng)型芯部分，在該第六實(shí)施例中，注射模具 (502)用來(lái)例如由聚烯烴，具體地說(shuō)聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)， 注射模制多個(gè)圓柱形容器，例如油漆罐。注射模具(502 )類(lèi)似于通過(guò)在型芯內(nèi)和在可移動(dòng)型芯墊盤(pán)內(nèi)提供 進(jìn)給噴嘴的第四實(shí)施例，從而注射模具(502 )可被用在包括模具內(nèi)加 標(biāo)簽(IML)的注射模制過(guò)程中。提供兩個(gè)(或更多個(gè))模具空腔， 這些模具空腔連接到共用進(jìn)給系統(tǒng)上，并且連接到用來(lái)移動(dòng)可移動(dòng)型 芯墊盤(pán)的共用液壓活塞和缸組件上。在每個(gè)模具空腔中，型芯(520)的大部分被固定，與型芯板(508) 成整體，并且只有型芯(520)的自由端(522)的呈現(xiàn)墊盤(pán)(524)形 式的中心部分是縱向可移動(dòng)的，以改變相應(yīng)注射模具空腔(510)的大33小。墊盤(pán)(524)被安裝在至少一個(gè)縱向臂(526)上，該縱向臂(526) 向著液壓活塞和缸組件(545)向后以可滑動(dòng)方式穿過(guò)型芯(520)延 伸。在每個(gè)模具空腔中，相應(yīng)進(jìn)給噴嘴(504)從共用歧管板(550) 穿過(guò)型芯(520)和穿過(guò)到墊盤(pán)(524)延伸。墊盤(pán)(524)可沿著進(jìn)給 噴嘴(504)滑動(dòng)。進(jìn)給噴嘴(504)通到空腔(510)中。共用熱流道(runner)系統(tǒng)(552)連接到在共用歧管板(550)內(nèi)的各進(jìn)給噴嘴(504)上。液壓活塞和缸組件(545)的共用環(huán)形活塞(546)配合到縱向臂 (526)的后端部(534)上?；钊?546)相對(duì)于縱向臂(526)被軸 向固定，從而活塞(546)的縱向移動(dòng)對(duì)應(yīng)地引起兩個(gè)墊盤(pán)(524)在 相應(yīng)空腔(510)內(nèi)的縱向移動(dòng)。活塞(546)是環(huán)形本體(547)，該 環(huán)形本體(547)被接納在液壓活塞和缸組件(545)的缸部分(548) 的液壓腔室(550)內(nèi)。液壓腔室(550)具有在活塞(546)的一側(cè)上 的第一流體進(jìn)口 ( 552)和在活塞(546)的另一側(cè)上的第二流體進(jìn)口 (553),用來(lái)相應(yīng)連接到加壓液壓流體源(未示出)上，該加壓液壓 流體源包括液壓壓力裝置(未示出)。傳感器(554)安裝在液壓腔室(550)的壁(556)中，并且能夠 測(cè)量在液壓腔室(550)中的液壓流體的壓力。相應(yīng)地，類(lèi)似于以前實(shí)施例，在液壓腔室(550)中的液壓流體可 由液壓壓力裝置加壓，并且由此選擇性地使液壓活塞(546)在沿液壓 腔室(550)的向前方向上被推動(dòng)。這又在進(jìn)入空腔(510)的方向上 向前推動(dòng)相應(yīng)型芯(520)的多個(gè)墊盤(pán)(524)。相反，當(dāng)在第一和第二 流體進(jìn)口 ( 552、 553)之間的壓差和/或在空腔(510)中的注射壓力 將向后的力施加在型芯(520)的墊盤(pán)(524)上時(shí)-該向后的力大于作 為在液壓活塞(546)上的施加液壓壓力的結(jié)果在型芯(520)的墊盤(pán) (524)上的向前力，在退出相應(yīng)空腔(510)的方向上向后推動(dòng)型芯 (520)的墊盤(pán)(524)。如對(duì)于以前實(shí)施例那樣，傳感器(554)被用來(lái)連續(xù)地或定期地測(cè)34量在液壓腔室(550)中的液壓流體的壓力，并且這樣的測(cè)量可用來(lái)提 供對(duì)于液壓壓力以及由此型芯(520)的墊盤(pán)(524)的移動(dòng)和位置的 動(dòng)態(tài)控制。以這種方式，各型芯(520)的墊盤(pán)(524)相對(duì)于空腔(310) 的位置被共同地、動(dòng)態(tài)地控制，以便在注射模制過(guò)程期間保持在注射 模具空腔(510)內(nèi)的特定壓力條件。對(duì)于多空腔注射模具，不僅提供 共用熱流道系統(tǒng)(552)，而且也為多個(gè)空腔提供用來(lái)控制空腔容積和 空腔壓力的共用液壓系統(tǒng)。
圖8是穿過(guò)注射模具(602)的示意橫截面，該注射模具(602) 具有按照本發(fā)明第七實(shí)施例的可移動(dòng)空腔部分。這提供非常成本有效 的并且設(shè)計(jì)良好的注射模具，該注射模具在使用中在升高溫度下具有 相對(duì)移動(dòng)部分。
模具(602)具有固定的型芯(620),該型芯(620)與型芯板(622) 成整體，并且進(jìn)給噴嘴(604 )穿過(guò)型芯板(622 )并且穿過(guò)型芯(620 ) 延伸。進(jìn)給噴嘴(604)通到空腔(610)中。噴嘴(604)連接到機(jī)器 切斷噴嘴(660)上。切斷噴嘴(660)包括切斷銷(xiāo)(667)，該切斷銷(xiāo) (667)可選擇性地關(guān)閉噴嘴(660)。當(dāng)噴嘴(660)被切斷時(shí)，這允 許機(jī)器旋回而無(wú)需施加壓力。噴嘴切斷銷(xiāo)(667)由注射模制機(jī)通過(guò)滑 動(dòng)切斷銷(xiāo)(667)被致動(dòng)，該滑動(dòng)切斷銷(xiāo)(667)向前切斷流動(dòng)并且向 后打開(kāi)。這通常由液壓執(zhí)行器(未示出)進(jìn)行，該液壓執(zhí)行器安裝在 注射單元下面并且使用桿或纜索拉動(dòng)杠桿，該杠桿又使切斷銷(xiāo)(667) 移動(dòng)。
可移動(dòng)空腔部分(609)圍繞型芯(620)，并且是縱向可移動(dòng)的， 以打開(kāi)和關(guān)閉注射模具空腔(610)?？赏鶑?fù)移動(dòng)空腔基礎(chǔ)(6U)被可 滑動(dòng)地安裝在可移動(dòng)空腔部分(609)中，并且連接到液壓活塞和缸組 件(645)的活塞(646)上?；A(chǔ)(611)具有向著型芯(620)的端 部模制正面(613)取向的模制正面(612)?；A(chǔ)(611)在液壓活塞 和缸組件(645)的缸部分(648)中的環(huán)形支座(614)內(nèi)移動(dòng)。
活塞(646)布置成，當(dāng)模具(602)通過(guò)型芯板(622)和可移動(dòng) 空腔部分(609)的配對(duì)^皮關(guān)閉時(shí)，活塞(646)的縱向移動(dòng)對(duì)應(yīng)地引起基礎(chǔ)(611)的縱向移動(dòng)，以由此改變空腔(610)的容積?；钊?646) 包括外部環(huán)形部分(647 )，該外部環(huán)形部分(647 )被接納在液壓活塞 和缸組件(645 )的缸部分(648 )的液壓腔室(650 )內(nèi)。液壓腔室(650 ) 在遠(yuǎn)離空腔基礎(chǔ)(611)的活塞(646)側(cè)上具有流體進(jìn)口 ( 652 )，用 來(lái)連接到加壓液壓流體源(未示出)上，該加壓液壓流體源包括液壓 壓力裝置(未示出)。
在模具(602)的關(guān)閉之后在活塞(646)的控制下改變模具空腔 (610)的基礎(chǔ)部分(623)的容積的基礎(chǔ)(611)的往復(fù)移動(dòng)，與圖4 的實(shí)施例的可移動(dòng)空腔部分(409)的往復(fù)移動(dòng)相類(lèi)似。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然的是，當(dāng)施加熱量時(shí)，注射模具的緊 密配合各金屬部分經(jīng)受膨脹。熱量來(lái)自于熔融熱塑性材料，該熔融熱 塑性材料在空腔部分移動(dòng)之前被注射到模具中。這個(gè)熱量源使空腔部 分膨脹，這又會(huì)減小工作間隙。這可能引起移動(dòng)部分卡住，并因此要 求昂貴的修理工作。
圖8的實(shí)施例提供一種良好的工程解決方案，以將與移動(dòng)部分相 關(guān)的所有模具部分都保持在相同溫度下。這通過(guò)使空腔基礎(chǔ)(611)的 一個(gè)區(qū)域移動(dòng)、并通過(guò)使熔融材料注射過(guò)型芯(620)而容易地實(shí)現(xiàn)。 這是因?yàn)閲@空腔基礎(chǔ)(611)的區(qū)域的質(zhì)量和體積相當(dāng)大，并且可以 供對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的多個(gè)冷卻通道(未示出)和其它冷卻裝 置(未示出)之用。
在型芯墊盤(pán)在型芯的端部?jī)?nèi)移動(dòng)的情況下，如在圖4、 5及7的實(shí) 施例中描述的那樣，例如，容易冷卻墊盤(pán)，但難以冷卻圍繞墊盤(pán)的狹 窄區(qū)域。這意味著，墊盤(pán)直徑需要最小化，以使足夠的厚度供冷卻通 道和其它冷卻裝置之用。這可損害工藝，因?yàn)轱@然，墊盤(pán)越大，在壓 縮期間流動(dòng)限制將越小。這是因?yàn)榕懦霾牧陷^靠近容器側(cè)壁。
因此，如在圖8的實(shí)施例中描述的那樣，將空腔基礎(chǔ)墊盤(pán)移動(dòng)與 在空腔側(cè)壁的內(nèi)側(cè)相同、或幾乎相同的寬度(它對(duì)于當(dāng)正在制造圓形 容器時(shí)使用的環(huán)形墊盤(pán)而言是直徑)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)較高熱量除去和溫度平 衡是優(yōu)選的。這種結(jié)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，如在圖8的實(shí)施例中描述的那樣，是克 服支撐沉重型芯的工程問(wèn)題，如對(duì)于較大容器制造所使用的沉重型芯。 為制造20升的桶的型芯具有近似1.5噸的懸伸重量。在過(guò)程期間當(dāng)型 芯移動(dòng)時(shí)支撐這個(gè)重量，以減小支座磨損，是重要的工程問(wèn)題。明顯 的解決方案是近似5倍(5x)直徑的長(zhǎng)支座，該長(zhǎng)支座又延長(zhǎng)型芯的 非懸伸長(zhǎng)度，并且起平衡配重的作用。然而，這急劇地增加在模制機(jī) 的移動(dòng)壓板上的懸伸重量。它也增加在各機(jī)器壓板之間所需的空隙， 超越適當(dāng)夾具噸位的當(dāng)前機(jī)器的空隙?？尚械氖牵瑥臋C(jī)器系桿或機(jī)器 臺(tái)架添加用于型芯、或模具的支撐，但這添加成本，并且將使模具機(jī) 器特定化。這些問(wèn)題通過(guò)具有在圖8的實(shí)施例中的固定型芯而得以避 免。
在圖8的實(shí)施例中所描述的模具的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是，型芯(620)相 對(duì)于空腔(610)不移動(dòng)。這當(dāng)注射模制容器在側(cè)面有孔，如洗衣滾筒， 或具有把手附件和/或夯具明顯特征(tamper evident features )，或者 例如，物品是具有"撕裂"帶的碳酸軟飲料外罩時(shí)，特別便利，這些特 征需要型芯和空腔以遮住它們的表面。
在圖8的這個(gè)實(shí)施例中，起用來(lái)控制可往復(fù)移動(dòng)空腔基礎(chǔ)(611) 的移動(dòng)的作用的液壓活塞和缸組件(645 )，與用于活塞和缸組件(645 ) 的液壓系統(tǒng)的較簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)一道使用。沒(méi)有采用壓力探測(cè)器?；钊?(646)的移動(dòng)由開(kāi)關(guān)(690)控制，當(dāng)空腔基礎(chǔ)(611)已經(jīng)移動(dòng)返回 足以允許足夠的材料流入空腔(610)中時(shí)，該開(kāi)關(guān)(690)被致動(dòng)。 這在相接續(xù)的各階段中起簡(jiǎn)單雙壓力系統(tǒng)的作用。
在第一階段中，當(dāng)材料被注射到空腔(610)中時(shí)，低液壓壓力， 作為退回力，施加到活塞(646)上，向型芯(620)推動(dòng)活塞(646)， 并因此推動(dòng)空腔基礎(chǔ)(611)。這是要控制進(jìn)來(lái)材料的流動(dòng)，并且阻止 空腔基礎(chǔ)(611)移動(dòng)返回太快而引起氣體夾帶和噴射。機(jī)械壓縮彈簧 (669)(例如，螺旋壓縮彈簧)安裝在活塞(646)的前部上，并且被 偏置壓靠缸部分(648 )。機(jī)械壓縮彈簧(669 )起保證實(shí)現(xiàn)最小閾值以 上的低液壓壓力的作用，因?yàn)榉駝t太低的液壓壓力，例如小于10bar，
37由于在液壓控制閥中，來(lái)自粘滯液壓流體的阻力存在，非常難以控制。 可以可選擇地使用其它彈簧偏置力結(jié)構(gòu)和方法，如氣體彈簧或空氣缸 (一個(gè)或多個(gè))、或克服液壓力推動(dòng)的執(zhí)行器，當(dāng)高壓力開(kāi)始時(shí)，這些 執(zhí)行器被停止。
當(dāng)足夠的塑料材料已經(jīng)進(jìn)入空腔(610)中時(shí)，活塞(646)以及 因此空腔基礎(chǔ)(611)已經(jīng)移動(dòng)返回給定距離，開(kāi)關(guān)(690)被機(jī)械地 觸發(fā)。開(kāi)關(guān)(690)將液壓活塞和缸組件(645)切換到第二階段中， 在該第二階段中，作為向前力的高液壓壓力施加在相反方向上，以向 前推動(dòng)空腔基礎(chǔ)(611)。開(kāi)關(guān)(690)可以具有可調(diào)節(jié)位置，從而可容 易地調(diào)節(jié)在第一與第二階段之間的切換。
在這里較早公開(kāi)的實(shí)施例中-其中空腔容積通過(guò)探測(cè)和控制在空 腔內(nèi)的壓力而被控制，通過(guò)控制壓力可容易地控制各模具部分的移動(dòng) 速率。然而，在這個(gè)實(shí)施例中-其中系統(tǒng)和方法通過(guò)使用一個(gè)液壓供給 源和一個(gè)探測(cè)模具部分移動(dòng)的開(kāi)關(guān)被簡(jiǎn)化，希望的是，防止空腔/型芯 在初始階段中以太高的退回速度向后發(fā)射。
熔融材料的前邊緣(熔體前部)需要保持與模具的兩側(cè)相接觸。 如果熔體前部太稠，則它將具有圓形前邊緣，該圓形前邊緣將碰撞空 腔側(cè)壁，并且在它下面、在空腔的底部角部中捕獲氣體。這然后在壓 縮下將爆發(fā)(diesel)，并且使黑色"煙霧，，燃燒標(biāo)記產(chǎn)生在模制件的側(cè) 面上。另一個(gè)問(wèn)題是噴射，這當(dāng)在澆口處控制注射的壓力不足時(shí)發(fā)生。 材料會(huì)不受控制地以高速度噴射過(guò)澆口 ，在模制件的底部留下蛇狀標(biāo) 記。材料需要通過(guò)澆口，抵靠型芯/空腔移動(dòng)部分，從而它保持與周?chē)?表面相接觸。如果在澆口與型芯/空腔部分之間的間隙被固定，那么靠
近澆口的區(qū)域需要被控制。
熔體前部的投影區(qū)域隨它跨過(guò)型芯和空腔基礎(chǔ)部分流動(dòng)而增加，
并因此來(lái)自抵靠這些部分施加的流動(dòng)熔體的液壓力增加。這就是為什 么所述方法要求開(kāi)始于初始向后移動(dòng)，該初始向后移動(dòng)在實(shí)際中由低 反作用壓力實(shí)現(xiàn)。機(jī)械彈簧(669)幫助以受控方式實(shí)現(xiàn)希望的低反作 用壓力，從而反作用壓力控制成很低，但在最小閾值以上，因?yàn)椴豢?br> 38能在非常低的壓力下控制在系統(tǒng)中使用的液壓流體。相應(yīng)地，液壓活
塞(646)-它抵靠空腔基礎(chǔ)(611)施加壓縮力，具有由彈簧(669) 施加到其前表面(671)上的"彈回，，偏置力，以推動(dòng)空腔基礎(chǔ)(611) 遠(yuǎn)離型芯(620)，但事實(shí)上，彈簧(669)的主要任務(wù)是，將在活塞(646) 的后部(673)上的油壓力升高到最小可控水平。
類(lèi)似控制系統(tǒng)，代替壓力傳感器，可選擇性地用于這里公開(kāi)的其 它實(shí)施例的任一個(gè)。
在高速注射模制中已知的是，在模具已經(jīng)完全關(guān)閉之前注射塑性 樹(shù)脂，或者，如因?yàn)榘踩蛴蓹C(jī)器制造商優(yōu)選的那樣，可在當(dāng)施加 鎖定力時(shí)進(jìn)行注射。本發(fā)明本實(shí)施例的模具可以被利用，從而通過(guò)在 模具正在關(guān)閉時(shí)但在模具已經(jīng)完全關(guān)閉之前允許注射開(kāi)始，從這種技 術(shù)的循環(huán)時(shí)間節(jié)省中受益。然而，在壓縮開(kāi)始之前，在模具上的鎖定 力需要已經(jīng)建立最小足夠的力。否則來(lái)自注射樹(shù)脂的壓縮力可能克服 機(jī)器鎖定力，從而留下具有不希望厚的基礎(chǔ)的模制容器。
為了避免疑問(wèn)，應(yīng)該理解，所示的實(shí)施例的各種特征可被互換地 使用，并且使用來(lái)自兩個(gè)或更多不同實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)組合特征， 可以提供本發(fā)明的其它實(shí)施例。
本發(fā)明的注射模制方法使用這里稱(chēng)作可變排出量模制(Variable Displacement Moulding ) ( VDM )的新技術(shù)。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)用來(lái)加 工熱塑性材料的能夠制造例如容器、外罩及蓋的簡(jiǎn)單技術(shù)。注射模制 產(chǎn)品是空心物品，該空心物品具有基礎(chǔ)和從其延伸的側(cè)壁。物品可以 具有任何橫截面形狀，例如它們關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線可以是圓的，物品關(guān)于 該轉(zhuǎn)動(dòng)軸線是大體旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的(例如，用于以后吹塑成形以形成容器 型坯，該容器如瓶子，它除在頸部成品上的螺紋之外是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的； 或桶，它除兩個(gè)相對(duì)把手固定件之外是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的)?？蛇x擇地，物品 可以具有非圓形橫截面，例如正方形、橢圓形、矩形，并且/或者可以 沒(méi)有對(duì)稱(chēng)性。
所述方法可使用任何標(biāo)準(zhǔn)注射模制機(jī)。注射模具設(shè)計(jì)包括可移動(dòng) 部分，如以上討論的那樣，但否則采用最常規(guī)的模具設(shè)計(jì)和構(gòu)造。存在用來(lái)改變模具位移的簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)，例如液壓系統(tǒng)?？刂破魈峁┲悄芸刂葡到y(tǒng)，以優(yōu)化注射模制過(guò)程，具體地說(shuō)通過(guò)使在空腔內(nèi)的殘余應(yīng)力和熔體壓力最小。本發(fā)明的實(shí)施例可典型地提供對(duì)于移動(dòng)墊盤(pán)大約
20%和對(duì)于移動(dòng)型芯或空腔50%的L/T比的改進(jìn)，這種改進(jìn)幅度根據(jù)注射模制物品的幾何形狀的不同而不同，并且提供大約25%至50%的空腔填充壓力減小。
可變排出量模制方法與常規(guī)注射模制不同，因?yàn)樗试S材料更自由地流入空腔中，因此減小壓力、溫度及應(yīng)力。
可變排出量模制方法與注射壓縮模制和順序注射壓縮模制的不同之處還在于，因?yàn)樗皇褂檬共牧县灤┛涨涣鲃?dòng)的注射模制機(jī)的夾具力，它也不需要精確劑量測(cè)定的注射重量、閥門(mén)熱流道或外部引導(dǎo)系統(tǒng)。
在可變排出量模制方法的優(yōu)選實(shí)施例中，型芯的至少 一部分允許克服受控力遠(yuǎn)離進(jìn)來(lái)的塑料材料而移動(dòng)，或者可選擇地，空腔基礎(chǔ)壁的一部分允許在穿過(guò)型芯進(jìn)給材料的情況下移動(dòng)。在每種情況下，這在填充階段的開(kāi)始期間減小在澆口區(qū)域中的壓力。在填充階段結(jié)束(當(dāng)材料的流動(dòng)慢下時(shí))并且較低壓力壓實(shí)階段開(kāi)始時(shí)，型芯、或型芯部分、或空腔壁部分，由執(zhí)行器強(qiáng)迫向前，這也有助于保持壓實(shí)壓力。
當(dāng)將型芯部分或空腔基礎(chǔ)壁部分移動(dòng)返回時(shí)，會(huì)存在表皮抵靠由滑動(dòng)部分留下的暴露側(cè)壁表面固化的趨勢(shì)。為了減輕這種外觀問(wèn)題，希望的是，具有大面積的移動(dòng)部分并且使移動(dòng)部分的行程距離最小。為了進(jìn)一步減小表皮厚度，希望的是，縮短在填充階段開(kāi)始與當(dāng)移動(dòng)部分已經(jīng)完成其向前行程之間的時(shí)間。理想時(shí)間是當(dāng)在填充階段的結(jié)束處進(jìn)料流動(dòng)的速度減小時(shí)。由于沒(méi)有相對(duì)澆口的流動(dòng)限制，可以使可變排出量模制方法的填充階段比常規(guī)注射模制短得多，并所以接觸時(shí)間將較短而且因此表皮將較薄。
填充階段的最后部分，或在保持階段期間，移動(dòng)部分返回其向前位置。這可通過(guò)允許材料穿過(guò)澆口返回而加以協(xié)助。由于移動(dòng)部分只是型芯、或空腔基礎(chǔ)的一定比例的部分，所以與移動(dòng)整個(gè)型芯或空腔基礎(chǔ)相比，將它移動(dòng)到其端部位置所需要的力較小。這是因?yàn)槠渫队懊娣e與整個(gè)型芯的投影面積相比被減小。由于通過(guò)退回移動(dòng)部分留下
的缸容積僅是完全填充空腔要求的總?cè)萘康拇蠹s25%，所以可使移動(dòng)
部分的行程最小。
施加到移動(dòng)部分上的力需要足以克服保持壓力而將移動(dòng)部分向前移動(dòng)，該保持壓力典型地為150-kg/cm2。
想到的是，通常用于包裝用途的常規(guī)注射模制機(jī)，對(duì)于本發(fā)明的這種可變排出量模制方法是理想的。
由于在型芯、或空腔基礎(chǔ)中有移動(dòng)部分，所以希望的是，具有非常緊密的公差、表面光潔度、及表面處理，以使在模制件的表面上的證示線或豎直飛邊最小。這種有害外觀的可能性無(wú)論如何會(huì)被減小，因?yàn)榭涨粔毫Ρ仍诔Ｒ?guī)注射模制工藝中的壓力低。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，液壓執(zhí)行器用來(lái)控制塾盤(pán)的行程，傳感器放置在墊盤(pán)中(或在供油管中)以監(jiān)視來(lái)自注射熔體的壓力，并且設(shè)有供給控制單元以解釋信息。比例閥安裝在模具上或其附近，用以使得來(lái)自機(jī)器、或動(dòng)力單元的液壓油的供給壓力恒定。當(dāng)傳感器檢測(cè)到在設(shè)置值以上的壓力升高時(shí)，液壓缸壓力被減小，以允許墊盤(pán)移動(dòng)返回以增大流量。當(dāng)填充壓力變到減小的保持壓力時(shí)，液壓壓力被增大，強(qiáng)迫墊盤(pán)向前和幫助頂出。如果使用閥門(mén)，則控制器在時(shí)間的最佳點(diǎn)處關(guān)閉它們。
對(duì)于多空腔用途，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，可以在每個(gè)墊盤(pán)中設(shè)置反饋到控制器的傳感器。如此，或者可以控制個(gè)別執(zhí)行器，并因此控制模具的壓力平衡，或者可以計(jì)算平均值，并且控制單個(gè)執(zhí)行器以驅(qū)動(dòng)所有墊盤(pán)。也可行的是，如果需要，則與進(jìn)入每個(gè)空腔的流量一致地個(gè)別控制閥門(mén)襯套。可變排出量模制有助于在多腔模具中材料流動(dòng)的平衡。墊盤(pán)向前移動(dòng)的計(jì)時(shí)可改變，但最佳的應(yīng)該是緊在填充完成之前，增加墊盤(pán)力以幫助完成材料的流動(dòng)。
本發(fā)明因此使用完全關(guān)閉的模具，并且控制可變空腔，例如通過(guò)控制型芯以與材料的進(jìn)入流動(dòng)相匹配。否則，如果型芯移動(dòng)太慢，則在澆口區(qū)域中保持高壓力，或者，如果型芯移動(dòng)太快，可能引起空氣夾帶、重力影響、及由在材料通過(guò)澆口之后的壓力降引起的氣穴(在現(xiàn)有技術(shù)中稱(chēng)作噴射)。
可變排出量模制方法可使用連結(jié)到型芯上的液壓缸、和測(cè)量注射壓力的壓力傳感器。設(shè)有智能控制系統(tǒng)，以解釋來(lái)自傳感器的信息和控制型芯移動(dòng)。型芯被允許在填充壓力下移動(dòng)返回，以將填充壓力保持得盡可能低，并且然后當(dāng)注射減慢時(shí)向前移動(dòng)。這樣，型芯保持對(duì)于材料的壓力以及注射壓力。
結(jié)果是以最小應(yīng)力實(shí)現(xiàn)充分壓實(shí)模制的最低填充壓力。本發(fā)明人相信，本發(fā)明能夠在型坯和其它容器類(lèi)型模制件中實(shí)現(xiàn)當(dāng)今已知的最低應(yīng)力水平?？梢灾圃旄L(zhǎng)、更薄的型坯，而這些型坯的殘余應(yīng)力水平不會(huì)增高。本發(fā)明的低壓力模制方法也可減少型芯移位問(wèn)題。由于過(guò)壓實(shí)(它可使型坯在模具打開(kāi)時(shí)伸展)的取消，循環(huán)時(shí)間可短得多。
本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)使用用于移動(dòng)模具部分的執(zhí)行器，具體地說(shuō)活塞和缸組件形式的液壓執(zhí)行器，可允許模具移動(dòng)部分具有
非常高的速度。在注射模制中，熔體前部的向前速度與L/T比相關(guān)。對(duì)于具有長(zhǎng)流動(dòng)路徑的非常薄的壁的模制件，要求熔體前部具有非常高的速度；否則熔體只能在模具空腔的側(cè)面上固化，而熔融材料不能到達(dá)空腔的遠(yuǎn)端。按照本發(fā)明，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)模具部分的執(zhí)行器能夠?qū)崿F(xiàn)比常規(guī)注射模制機(jī)器可實(shí)現(xiàn)的高得多的熔體前部速度。使用可變排出量模制方法，執(zhí)行器可被操作，例如當(dāng)使用液壓執(zhí)行器時(shí)，液壓流體的供給速率可被改變，以實(shí)現(xiàn)要求的任何熔體前部速度。使用按照本發(fā)明的執(zhí)行器，有可能實(shí)現(xiàn)高達(dá)或甚至超過(guò)1000:1的L/T，這對(duì)于已知注射模制技術(shù)而言是300%的改進(jìn)，并且能夠注射模制具有例如0.3mm厚度的壁，該厚度比在至今的可變商業(yè)注射模制過(guò)程中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的更薄。
本發(fā)明的模具與現(xiàn)代型坯設(shè)計(jì)相一致，外加滑動(dòng)型芯、液壓缸、壓力傳感器及控制系統(tǒng)。型芯執(zhí)行器可以是直接液壓的，帶有線性和
42壓力傳感器以允許控制器實(shí)現(xiàn)希望的壓力分布。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然的是，可使用其它執(zhí)行器，如電子、電氣、或機(jī)電執(zhí)行器、或用于較低壓力用途的氣動(dòng)執(zhí)行器。
在注射的結(jié)束處，希望在向前移動(dòng)之前不讓型芯暫停，因?yàn)樗赡茉谀Ｖ萍幸鸲秳?dòng)痕跡。型芯應(yīng)該優(yōu)選地用流體改變方向，并且在精確控制下向前移動(dòng)。應(yīng)該理想地應(yīng)用速度減小的分布，以補(bǔ)償材料的密度變化。
本發(fā)明的可變排出量模制方法可通過(guò)遠(yuǎn)離澆口移動(dòng)型芯或型芯的一部分來(lái)控制填充壓力。增大相對(duì)于澆口或靠近澆口的基礎(chǔ)厚度，減小填充壓力。
對(duì)于諸如PET型坯之類(lèi)的非常高縱橫比的物品，移動(dòng)大體在最終基礎(chǔ)厚度的IO倍左右。相反，對(duì)于淺容器，它可能低至最終基礎(chǔ)厚度的2至3倍。
這種后退移動(dòng)用于兩個(gè)目的，第一是減小流動(dòng)長(zhǎng)度與厚度比(長(zhǎng)度對(duì)于厚度-L/T)，并且第二是降低填充壓力。二者加以組合，可將填充壓力降低約70%，這是由于減小阻力也使得注射時(shí)間大為縮短。
然而，在多空腔模具中平衡低壓力填充較困難，因?yàn)闊崃鞯老到y(tǒng)依靠阻力壓力相平衡。因此，移動(dòng)需要用反壓力控制。反壓力分布需要開(kāi)始很高以平衡熱流道壓力，緩和以允許材料流動(dòng)增加，并且然后在填充結(jié)束附近升高，以幫助貫穿模具空腔移動(dòng)材料。對(duì)于單空腔模具，將沒(méi)有對(duì)于高開(kāi)始?jí)毫Φ男枰?br> 預(yù)期每模具空腔不使用個(gè)別注射劑量控制，但除成本和復(fù)雜性之外，在本發(fā)明范圍內(nèi)沒(méi)有將它們排除的原因。退回壓力分布簡(jiǎn)單地與來(lái)自劑量測(cè)定系統(tǒng)的排出量相匹配。
當(dāng)型芯、或型芯部分抵靠材料向前移動(dòng)時(shí)，由機(jī)器保持的熔體壓力增大，以平衡在模具空腔內(nèi)的增大壓力。這可起如下作用或者添加更多材料，以幫助完全填充模具空腔；或者如果空腔壓力峰值太高，則允許材料的一些穿過(guò)澆口移動(dòng)返回。在任一方式中，機(jī)器調(diào)節(jié)最終模具空腔壓力。
43在使用注射劑量控制的場(chǎng)合，閥門(mén)適于切斷來(lái)自模具空腔的返回流動(dòng)。材料的注射劑量由劑量測(cè)定系統(tǒng)預(yù)先確定，并因此不由機(jī)器控制。
本發(fā)明的可變排出量模制方法通過(guò)調(diào)節(jié)基礎(chǔ)壁截面以減小填充壓力而可平衡進(jìn)入模具空腔中的材料的流動(dòng)，并且然后相對(duì)機(jī)器的注射壓力平衡模具空腔壓實(shí)壓力。
模具空腔的填充通過(guò)允許較快注射時(shí)間而被改進(jìn)，并且壓實(shí)通過(guò)將向前速度和壓力施加到模具空腔的大表面面積上而不是通過(guò)很小的澆口而纟皮改進(jìn)。
穿過(guò)澆口的小量返回流動(dòng)可釋放澆口應(yīng)力。這是歸因于在填充期間已經(jīng)經(jīng)受應(yīng)力的材料的排出量。由于填充壓力較低，澆口溫度也可
大幅度地降低；這可進(jìn)一步降低模制應(yīng)力，因?yàn)闇囟扔绊憻崴苄圆牧系木w結(jié)構(gòu)，引起脆性。
頂出流動(dòng)端部的峰值填充壓力可或者由型芯、或型芯部分的排出壓力控制，或者由機(jī)器壓力控制。
可行的是，切斷來(lái)自執(zhí)行器缸的液壓流動(dòng)，并且使用機(jī)器將壓實(shí)壓力增大到高于通過(guò)移動(dòng)型芯而設(shè)置的壓實(shí)壓力。然而，這會(huì)大大地加大在澆口與流動(dòng)端部之間的壓差，并因此不是優(yōu)選的。
優(yōu)選方法是通過(guò)移動(dòng)整個(gè)型芯而控制填充壓力，因?yàn)檫@將壓力施加在整個(gè)表面面積上，特別是在錐形容器中，其中存在遍及側(cè)壁施加的壓潰力。
折衷方案是墊盤(pán)方法(pad method),其中型芯端部的大部分被移動(dòng)，以產(chǎn)生最大可能環(huán)形并因此產(chǎn)生最小流動(dòng)限制。當(dāng)把手附件和夯具明顯特征相對(duì)于型芯被遮擋時(shí)，這種方法是理想的。這也是用來(lái)制造外罩的優(yōu)選方法，這些外罩具有用于夯具形跡的打孔裙部。
在模具通過(guò)型芯進(jìn)給，以幫助模具內(nèi)加標(biāo)簽(IML)的場(chǎng)合，必要的是，澆口區(qū)域被固定，并且允許墊盤(pán)繞它移動(dòng)。因此，墊盤(pán)在中心具有孔，該孔具有繞澆口套配合的緊密公差。也可以以相同方式移動(dòng)空腔、或其部分。內(nèi)的對(duì)于注射模具和注射模制工藝的其它修改。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)對(duì)物品進(jìn)行注射模制的注射模具，該物品具有基底和側(cè)壁，所述注射模具包括第一模具部分和第二模具部分，它們適于在完全關(guān)閉構(gòu)造中連接在一起，從而在它們之間限定模具空腔，在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中，所述第一模具部分和第二模具部分限定空腔外表面，該空腔外表面限定在所述模具空腔中待被模制的所述物品的外形，所述模具空腔具有用來(lái)分別形成待模制的物品的基底和側(cè)壁的基底形成部分和側(cè)壁形成部分，注射裝置，用來(lái)將待模制成所述物品的熔融材料注射到所述模具空腔中，當(dāng)所述第一模具部分和第二模具部分在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中時(shí)，所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的至少一部分是可移動(dòng)的，從而在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中改變所述模具空腔的容積，以及執(zhí)行器，用來(lái)選擇性地沿著第一方向和第二方向移動(dòng)所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分，從而在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中分別增大和減小所述模具空腔的容積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和 第二模具部分中的 一個(gè)的所述至少 一部分包括所述第 一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的可移動(dòng)段。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和 第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第 二模具部分中的一個(gè)的全部。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和第二模具部分分別是凸起部分和凹下部分，所述凸起部 分和凹下部分在它們之間限定具有基礎(chǔ)部分和側(cè)壁的所述模具空腔，所述側(cè)壁是環(huán)形的并且從所述基礎(chǔ)部分延伸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的注射模具，其中，所述注射裝置通到所述模具空腔的所述基礎(chǔ)部分中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的注射模具，其中，所述注 射裝置延伸通過(guò)所述凸起部分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的注射模具，其中，所述注 射裝置延伸通過(guò)所述凹下部分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4至7任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述第一 模具部分是被接納在長(zhǎng)形空腔中的長(zhǎng)形型芯，該長(zhǎng)形空腔限定在所述 第二模具部分中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的注射模具，其中，所述可移動(dòng)段是所述 第二模具部分的基礎(chǔ)部分，該基礎(chǔ)部分面對(duì)所述型芯的自由端。
10. 根據(jù)從屬于權(quán)利要求2時(shí)的權(quán)利要求8所述的注射模具，其中， 所述可移動(dòng)段是在所述型芯的自由端處的墊盤(pán)。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述注 射模具具有多個(gè)模具空腔，每個(gè)模具空腔由相應(yīng)的一對(duì)第 一模具部分 和第二模具部分限定，并且每個(gè)空腔具有相應(yīng)注射裝置，并且所述執(zhí) 行器是共用執(zhí)行器，用來(lái)同時(shí)增大和減小所述多個(gè)模具空腔中的各空 腔的容積。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的注射模具，還包括控制機(jī) 構(gòu)，用來(lái)控制所述執(zhí)行器的移動(dòng)方向。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的注射模具，其中，所述控制機(jī)構(gòu)包括 開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)由于所述執(zhí)行器或所述第一模具部分和第二模具部分中 的一個(gè)的所述至少一部分移動(dòng)到特定位置而觸發(fā)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的注射模具，其中，所述控制機(jī)構(gòu)包括 探測(cè)器，用來(lái)探測(cè)與所述執(zhí)行器相關(guān)聯(lián)的壓力。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的注射模具，其中，所述探測(cè)器包括至 少一個(gè)壓力探測(cè)器，用來(lái)探測(cè)施加到所述執(zhí)行器上的壓力。
16. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述執(zhí) 行器包括位于缸中的活塞，并且所述活塞由在所述缸內(nèi)的加壓流體驅(qū) 動(dòng)。
17. 根據(jù)從屬于權(quán)利要求15時(shí)的權(quán)利要求16所述的注射模具，其 中，所述探測(cè)器包括壓力傳感器，用來(lái)探測(cè)在所述缸內(nèi)的流體壓力。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的注射模具，其中，所述加壓流體布置 在腔室中，該腔室在所述缸內(nèi)在所述活塞的一側(cè)上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的注射模具，其中，所述加壓流體布置 在兩個(gè)腔室中，這兩個(gè)腔室在所述缸內(nèi)在所述活塞的相對(duì)兩側(cè)上，并 且所述壓力傳感器探測(cè)在所述兩個(gè)腔室中的一個(gè)腔室中的流體壓力。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至15任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述執(zhí) 行器包括多個(gè)活塞，每個(gè)活塞位于一個(gè)相應(yīng)缸中，并且所述多個(gè)活塞 和缸沿著所述活塞在所述相應(yīng)釭內(nèi)的移動(dòng)方向在縱向方向上同軸對(duì) 準(zhǔn)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16至20任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述活 塞是環(huán)形的，并且布置在環(huán)形腔室中。
22. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述執(zhí) 行器適于將所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一 部分向著和遠(yuǎn)離所述第二模具部分和第一模具部分的另一個(gè)移動(dòng)，從 而改變?cè)谒鼈冎g、在所述注射裝置附近的所述模具空腔的區(qū)域處的 間隔距離。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的注射模具，其中，所述間隔距離以一 個(gè)系數(shù)被改變，該系數(shù)是當(dāng)所述模具空腔具有其最小容積時(shí)的間隔距 離的寬度的至少兩倍。
24. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的注射模具，還包括控制器，該控制器 聯(lián)接到所述探測(cè)器上并且布置成接收代表與所述執(zhí)行器相關(guān)的探測(cè)壓 力的輸入信號(hào)，并且所述控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而改變所述 模具空腔的容積。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的注射模具，其中，所述控制器適于控 制所述執(zhí)行器，從而控制由所述注射裝置注射到所述模具空腔中的熔 融材料的壓力。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的注射模具，其中，所述控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而根據(jù)在注射模制循環(huán)中的預(yù)設(shè)定壓力特性，控制在所述模具空腔中的熔融材料的壓力。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的注射模具，其中，根據(jù)貫穿所述注射模制循環(huán)的預(yù)設(shè)定壓力特性，控制在所述模具空腔中的熔融材料的壓力。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26或權(quán)利要求27所述的注射模具，其中，所述控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而在所述注射模制循環(huán)的中央部分期間，將在所述模具空腔中的熔融材料的壓力減小到在所述注射裝置的注射壓力以下的值。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26至28任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而在所述注射模制循環(huán)的第一階段中加大所述空腔的容積、并且在所述注射模制循環(huán)的第二階段中減小所述空腔的容積，在這兩個(gè)階段中，所述熔融材料均由所述注射裝置注射到所述模具空腔中。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的注射模具，其中，所述控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而在緊隨所述第二階段的所述注射模制循環(huán)的第三階段中，繼續(xù)減小所述空腔的容積，在該第三階段中，已經(jīng)終止熔融材料由所述注射裝置到所述模具空腔中的注射。
31. 根據(jù)權(quán)利要求24至30任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而將所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分向著和遠(yuǎn)離所述第二模具部分和第一模具部分中的另一個(gè)移動(dòng)，從而改變?cè)谒鼈冎g、在所述注射裝置附近的所述模具空腔的區(qū)域處的間隔距離。
32. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述模具空腔適于模制容器或型坯，該型坯用來(lái)吹塑成形為容器。
33. —種對(duì)物品進(jìn)行注射模制的方法，該物品具有基底和側(cè)壁，所述方法包括以下步驟(a) 設(shè)置包括第一模具部分和第二模具部分的注射模具；(b) 將所述第一模具部分和第二模具部分布置在完全關(guān)閉構(gòu)造中，從而在所述第一模具部分和第二模具部分之間限定模具空腔，在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中，所述第一模具部分和第二模具部分限定空腔外表面，該空腔外表面限定在所述模具空腔中待被模制的所述物品的外形，所述模具空腔具有用來(lái)分別形成待模制的物品的基底和側(cè)壁的基底形成部分和側(cè)壁形成部分；(c) 在所述空腔的注射進(jìn)口處將熔融材料注射到所述空腔中；及(d) 在所述注射期間遠(yuǎn)離注射進(jìn)口移動(dòng)所述第 一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的至少一部分，從而在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中改變所述模具空腔的容積。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，在布置步驟(b)期間，當(dāng)所述第一模具部分和第二模具部分在鎖定力下正朝向彼此被推壓時(shí)，開(kāi)始注射步驟(c)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求33或權(quán)利要求34所述的方法，其中，在步驟(d )中，在所述注射期間所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分遠(yuǎn)離所述注射進(jìn)口的移動(dòng)，控制在所述空腔中所述熔融材料的填充壓力。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，在步驟(d)中，根據(jù)注射模制循環(huán)的預(yù)設(shè)定壓力特性，控制在所述空腔中的所述熔融材料的填充壓力。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中，根據(jù)貫穿所述注射模制循環(huán)的預(yù)設(shè)定壓力特性，控制在所述模具空腔中的所述熔融材料的填充壓力。
38. 根據(jù)權(quán)利要求36或權(quán)利要求37所述的方法，其中，在所述注射模制循環(huán)的中央部分期間，將在所述模具空腔中的熔融材料的壓力減小到在所述注射裝置的注射壓力以下的值。
39. 根據(jù)權(quán)利要求36至38任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述注射模制循環(huán)的第 一 階段中加大所述空腔的容積、并且在所述注射模制循環(huán)的第二階段中減小所述空腔的容積，在這兩個(gè)階段中，所述熔融材料被注射到所述模具空腔中。
40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，在緊隨所述第二階段的所述注射模制循環(huán)的第三階段中，繼續(xù)減小所述空腔的容積，在該第三階段中，已經(jīng)終止熔融材料到所述模具空腔中的所述注射。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，在所述第二階段的所述結(jié)束處，所述模具空腔被所述熔融材料過(guò)度填充，并且在所述第三階段中，在所述模具空腔中的任何過(guò)多熔融材料克服受控注射壓力穿過(guò)所述注射進(jìn)口,皮推回。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，在所述第三階段中，所述熔融材料在壓力下在所述模具空腔中被壓實(shí)，以在所述第三階段中容納所述注射材料的任何收縮。
43. 根據(jù)權(quán)利要求33至42任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分向著和遠(yuǎn)離所述第二模具部分和第一模具部分中的另一個(gè)移動(dòng)，從而改變?cè)谒鼈冎g的、在所述注射進(jìn)口附近的所述模具空腔的區(qū)域處的間隔距離。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中，所述間隔距離以一個(gè)系數(shù)被改變，該系數(shù)是當(dāng)所述模具空腔具有其最小容積時(shí)的間隔距離的寬度的至少兩倍。
45. 根據(jù)權(quán)利要求33至44任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的可移動(dòng)段。
46. 根據(jù)權(quán)利要求33至45任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的全部。
47. 根據(jù)權(quán)利要求33至46任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分分別是凸起部分和凹下部分，所述凸起部分和凹下部分在它們之間限定具有基礎(chǔ)部分和側(cè)壁的所述模具空腔，所述側(cè)壁是環(huán)形的并且從所述基礎(chǔ)部分延伸。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中，所述注射裝置進(jìn)口通到所述模具空腔的所述基礎(chǔ)部分中。
49. 根據(jù)權(quán)利要求47或權(quán)利要求48所述的方法，其中，所述注射裝置進(jìn)口是注射裝置的，該注射裝置延伸通過(guò)所述凸起部分。
50. 根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求49所述的方法，其中，所述注射裝置進(jìn)口是注射裝置的，該注射裝置延伸通過(guò)所述凹下部分。
51. 根據(jù)權(quán)利要求47至50任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一模具部分是被接納在長(zhǎng)形空腔中的長(zhǎng)形型芯，該長(zhǎng)形空腔限定在所述第二模具部分中。
52. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的可移動(dòng)段，并且其中，所述可移動(dòng)段是所述第二模具部分的基礎(chǔ)部分，該基礎(chǔ)部分面對(duì)所述型芯的自由端。
53. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的可移動(dòng)段，并且其中，所述可移動(dòng)段是在所述型芯的自由端處的墊盤(pán)。
54. 根據(jù)權(quán)利要求33至53任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述注射模具還包括執(zhí)行器，該執(zhí)行器用來(lái)選擇性地沿著第一方向和第二方向移動(dòng)所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分，從而分別增大和減小所述模具空腔的容積。
55. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述注射模具具有多個(gè)模具空腔，每個(gè)模具空腔由相應(yīng)的一對(duì)第一模具部分和第二模具部分限定，并且每個(gè)空腔具有相應(yīng)注射裝置進(jìn)口，并且所述執(zhí)行器是共用執(zhí)行器，用來(lái)同時(shí)增大和減小所述多個(gè)模具空腔中的各空腔的容積。
56. 根據(jù)權(quán)利要求54或權(quán)利要求55所述的方法，還包括控制所述執(zhí)行器的移動(dòng)方向。
57. 根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中，所述執(zhí)行器的移動(dòng)方向由開(kāi)關(guān)控制，該開(kāi)關(guān)由于所述執(zhí)行器或所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分移動(dòng)到特定位置而觸發(fā)。
58. 根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中，所述執(zhí)行器的移動(dòng)方向由探測(cè)器控制，該探測(cè)器用來(lái)探測(cè)與所述執(zhí)行器相關(guān)聯(lián)的壓力。
59. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中，所述探測(cè)器是用來(lái)探測(cè)施加到所述執(zhí)行器上的壓力的壓力探測(cè)器。
60. 根據(jù)權(quán)利要求54至59任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述執(zhí)行器包括位于缸中的活塞，并且所述活塞由在所述缸內(nèi)的加壓流體驅(qū)動(dòng)。
61. 根據(jù)權(quán)利要求60所述的方法，其中，所述探測(cè)器包括壓力傳感器，用來(lái)探測(cè)在所述缸內(nèi)的流體壓力。
62. 根據(jù)權(quán)利要求60或權(quán)利要求61所述的方法，其中，所述加壓流體布置在腔室中，該腔室在所述缸內(nèi)在所述活塞的一側(cè)上。
63. 根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中，所述加壓流體布置在兩個(gè)腔室中，這兩個(gè)腔室在所述缸內(nèi)在所述活塞的相對(duì)兩側(cè)上，并且所述壓力傳感器探測(cè)在所述兩個(gè)腔室中的至少一個(gè)腔室中的流體壓力。
64. 根據(jù)權(quán)利要求54至63任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述執(zhí)行器包括多個(gè)活塞，每個(gè)活塞位于一個(gè)相應(yīng)缸中，并且所述多個(gè)活塞和缸沿在所述相應(yīng)缸內(nèi)所述活塞的移動(dòng)方向在縱向方向上同軸對(duì)準(zhǔn)。
65. 根據(jù)權(quán)利要求33至64任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述模具空腔適于模制容器或型坯，該型坯用來(lái)吹塑成形為容器。
66. 由根據(jù)權(quán)利要求33至65任一項(xiàng)所迷的注射模制方法形成的容器或用來(lái)吹塑成形為容器的型坯。
67. —種對(duì)容器或用來(lái)吹塑成形為容器的型坯進(jìn)行注射模制的注射模制設(shè)備，所述注射模具包括多個(gè)模具部分，它們適于在完全關(guān)閉構(gòu)造中連接在一起，從而在它們之間限定模具空腔，在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中，所述多個(gè)模具部分限定空腔外表面，該空腔外表面限定在所述模具空腔中待被模制的所述物品的外形，所述模具空腔具有用來(lái)分別形成待模制的所述容器或型坯的基底和側(cè)壁的基底形成部分和側(cè)壁形成部分，注射裝置，用來(lái)將待模制的熔融材料注射到所述模具空腔中，執(zhí)行器，用來(lái)選擇性地在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中移動(dòng)所述多個(gè)模具部分中的一個(gè)，從而在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中改變與所述注射裝置相鄰的模具空腔的容積，以及控制機(jī)構(gòu)，用來(lái)控制所述執(zhí)行器的移動(dòng)方向，從而在所述完全關(guān) 閉構(gòu)造中改變與所述注射裝置相鄰的模具空腔的容積。
68. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的注射模制設(shè)備，其中，所述控制機(jī)構(gòu) 包括開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)由于所述執(zhí)行器或所述多個(gè)模具部分中的一個(gè)移動(dòng) 到特定位置而觸發(fā)。
69. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的注射模制設(shè)備，其中，所述控制機(jī)構(gòu) 包括探測(cè)器，用來(lái)探測(cè)與所述執(zhí)行器相關(guān)聯(lián)的壓力。
70. 根據(jù)權(quán)利要求69所述的注射模制設(shè)備，還包括控制器，該控 制器聯(lián)接到所述探測(cè)器上，并且適于響應(yīng)所述探測(cè)壓力而控制所述執(zhí) 行器。
71. 根據(jù)權(quán)利要求70所述的注射模制設(shè)備，其中，所述執(zhí)行器控 制由所述注射裝置注射到所述模具空腔中的熔融材料的壓力。
72. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的注射模制設(shè)備，其中，所述控制器適 于控制所述執(zhí)行器，從而根據(jù)在注射模制循環(huán)中的預(yù)設(shè)定壓力特性， 控制在所述模具空腔中的熔融材料的壓力。
73. 根據(jù)權(quán)利要求72所述的注射模制設(shè)備，其中，根據(jù)貫穿所述 注射模制循環(huán)的預(yù)設(shè)定壓力特性，控制在所述模具空腔中的熔融材料 的壓力。
74. 根據(jù)權(quán)利要求72或權(quán)利要求73所述的注射模制設(shè)備，其中， 所述控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而在所述注射模制循環(huán)的中央部 分期間，將在所述模具空腔中的熔融材料的壓力減小到在所述注射裝 置的注射壓力以下的值。
75. 根據(jù)權(quán)利要求70至74任一項(xiàng)所述的注射模制設(shè)備，其中，所 述控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而在所述注射模制循環(huán)的第 一 階段 中加大與所述注射裝置相鄰的模具空腔的尺寸、并且在所述注射模制 循環(huán)的第二階段中減小所述尺寸，在這兩個(gè)階段中，所述熔融材料均 由所述注射裝置注射到所述模具空腔中。
76. 根據(jù)權(quán)利要求75所述的注射模制設(shè)備，其中，所述控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而在緊隨所述第二階段的所述注射模制循環(huán)的 第三階段中，繼續(xù)減小所述尺寸，在該第三階段中，已經(jīng)終止熔融材 料由所述注射裝置到所述模具空腔中的注射。
77. —種用來(lái)對(duì)物品進(jìn)行注射模制的注射模具，該物品具有基底和 側(cè)壁，所述注射模具包括笫一模具部分和第二模具部分，所述第一模具部分和第二模具部 分適于在完全關(guān)閉構(gòu)造中連接在一起，從而在所述第一模具部分和第 二模具部分之間限定模具空腔，在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中，所述第一模 具部分和第二模具部分限定空腔外表面，該空腔外表面限定在所述模具空腔中待被模制的所述物品的外形，所述模具空腔具有用來(lái)分別形 成待模制的物品的基底和側(cè)壁的基底形成部分和側(cè)壁形成部分，注射裝置，用來(lái)將待模制成所述物品的熔融材料注射到所述模具 空腔中，當(dāng)所述第一模具部分和第二模具部分在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中時(shí)， 所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的至少一部分是可移動(dòng) 的，從而在所述完全關(guān)閉構(gòu)造中改變所述模具空腔的容積，以及執(zhí)行器，用來(lái)選擇性地沿著第一方向和第二方向移動(dòng)所述第一模 具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分，從而在完全關(guān)閉構(gòu)造中分別增大和減小所述模具空腔的容積，所述執(zhí)行器包括聯(lián)接到 所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分上的移 動(dòng)部分，所述移動(dòng)部分在所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè) 的所述至少一部分的移動(dòng)方向上是共用地可移動(dòng)的。
78. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的注射模具，其中，所述第一模具部分 和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分包括所述第一模具部分和 第二模具部分中的一個(gè)的可移動(dòng)段。
79. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的注射模具，其中，所述第一模具部分 和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分包括所述第一模具部分和 第二模具部分中的一個(gè)的全部。
80. 根據(jù)權(quán)利要求77至79任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和第二模具部分分別是凸起部分和凹下部分，所述凸起部 分和凹下部分在它們之間限定具有基礎(chǔ)部分和側(cè)壁的所述模具空腔， 所述側(cè)壁是環(huán)形的并且從所述基礎(chǔ)部分延伸。
81. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的注射模具，其中，所述注射裝置通到 所述模具空腔的所述基礎(chǔ)部分中。
82. 根據(jù)權(quán)利要求80或權(quán)利要求81所述的注射模具，其中，所述 注射裝置延伸通過(guò)所述凸起部分。
83. 根據(jù)權(quán)利要求80或權(quán)利要求81所述的注射模具，其中，所述 注射裝置延伸通過(guò)所述凹下部分。
84. 根據(jù)權(quán)利要求80至83任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述第一模具部分是被接納在長(zhǎng)形空腔中的長(zhǎng)形型芯，該長(zhǎng)形空腔限定在所 述第二模具部分中。
85. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的注射模具，其中，所述第一模具部分 和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分是所述第二模具部分的基礎(chǔ)部分，該基礎(chǔ)部分面對(duì)所述型芯的自由端。
86. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的注射模具，其中，所述第一模具部分 和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一部分包括所述第一模具部分和 第二模具部分中的一個(gè)的可移動(dòng)段，并且其中，所述可移動(dòng)段是在所 述型芯的自由端處的墊盤(pán)。
87. 根據(jù)權(quán)利要求77至86任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述注射模具具有多個(gè)模具空腔，每個(gè)模具空腔由相應(yīng)的 一對(duì)第 一模具部分 和第二模具部分限定，并且每個(gè)空腔具有相應(yīng)注射裝置，并且所述執(zhí)行器是共用執(zhí)行器，用來(lái)同時(shí)增大和減小所述多個(gè)模具空腔中的各空 腔的容積。
88. 根據(jù)權(quán)利要求77至87任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述執(zhí) 行器包括位于缸中的活塞，并且所述活塞由在所述缸內(nèi)的加壓流體驅(qū) 動(dòng)。
89. 根據(jù)權(quán)利要求77至88任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述執(zhí) 行器包括多個(gè)活塞，每個(gè)活塞位于一個(gè)相應(yīng)缸中，并且所述多個(gè)活塞和缸沿在所述相應(yīng)缸內(nèi)所述活塞的移動(dòng)方向在縱向方向上同軸對(duì)準(zhǔn)。
90. 根據(jù)權(quán)利要求88或權(quán)利要求89所述的注射模具，其中，所述 活塞是環(huán)形的，并且布置在環(huán)形腔室中。
91. 根據(jù)權(quán)利要求77至卯任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述執(zhí) 行器適于將所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的所述至少一 部分向著和遠(yuǎn)離所述第二模具部分和第一模具部分中的另一個(gè)移動(dòng)，從而改變?cè)谒鼈冎g、在所述注射裝置附近的所述模具空腔的區(qū)域處 的間隔距離。
92. 根據(jù)權(quán)利要求91所述的注射模具，其中，所述間隔距離以一 個(gè)系數(shù)被改變，該系數(shù)是當(dāng)所述模具空腔具有其最小容積時(shí)的間隔距 離的寬度的至少兩倍。
93. 根據(jù)權(quán)利要求77至92任一項(xiàng)所述的注射模具，還包括控制器， 該控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而改變所述模具空腔的容積。
94. 根據(jù)權(quán)利要求93所述的注射模具，其中，所述控制器適于控 制所述執(zhí)行器，從而控制由所述注射裝置注射到所述模具空腔中的熔 融材料的壓力。
95. 根據(jù)權(quán)利要求94所述的注射模具，其中，所述控制器適于控 制所述執(zhí)行器，從而根據(jù)在注射模制循環(huán)中的預(yù)設(shè)定壓力特性，控制 在所述模具空腔中的熔融材料的壓力。
96. 根據(jù)權(quán)利要求95所述的注射模具，其中，根據(jù)貫穿所述注射 模制循環(huán)的預(yù)設(shè)定壓力特性，控制在所述模具空腔中的熔融材料的壓 力。
97. 根據(jù)權(quán)利要求95或權(quán)利要求96所述的注射模具，其中，所述 控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而在所述注射模制循環(huán)的中央部分期 間，將在所述模具空腔中的熔融材料的壓力減小到在所述注射裝置的 注射壓力以下的值。
98. 根據(jù)權(quán)利要求93至97任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述控 制器適于控制所述執(zhí)行器，從而在所述注射模制循環(huán)的第一階段中加 大所述空腔的容積、并且在所述注射模制循環(huán)的第二階段中減小所述空腔的容積，在這兩個(gè)階段中，所述熔融材料均由所述注射裝置注射 到所述模具空腔中。
99. 根據(jù)權(quán)利要求98所述的注射模具，其中，所述控制器適于控 制所述執(zhí)行器，從而在緊隨所述第二階段的所述注射模制循環(huán)的第三 階段中，繼續(xù)減小所述空腔的容積，在該第三階段中，已經(jīng)終止熔融 材料由所述注射裝置到所述模具空腔中的注射。
100. 根據(jù)權(quán)利要求93至99任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述 控制器適于控制所述執(zhí)行器，從而將所述第一模具部分和第二模具部 分中的一個(gè)的所述至少一部分向著和遠(yuǎn)離所述第二模具部分和第一模 具部分中的另一個(gè)移動(dòng)，從而改變?cè)谒鼈冎g、在所述注射裝置附近 的所述模具空腔的區(qū)域處的間隔距離。
101. 根據(jù)權(quán)利要求77至100任一項(xiàng)所述的注射模具，其中，所述 模具空腔適于模制容器或型坯，該型坯用來(lái)吹塑成形為容器。
全文摘要
一種用來(lái)注射模制物品的注射模具，該物品具有基底和側(cè)壁，注射模具包括第一模具部分和第二模具部分，它們適于在完全關(guān)閉構(gòu)造中連接在一起，從而在它們之間限定模具空腔，模具空腔具有基礎(chǔ)部分和側(cè)壁部分；注射裝置，用來(lái)將待模制成物品的熔融材料注射到模具空腔中；當(dāng)?shù)谝荒＞卟糠趾偷诙＞卟糠衷谕耆P(guān)閉構(gòu)造中時(shí)，第一模具部分和第二模具部分之一的至少一部分是可移動(dòng)的，從而改變模具空腔的容積；執(zhí)行器，用來(lái)選擇性地沿著第一方向和第二方向移動(dòng)所述第一模具部分和第二模具部分中的一個(gè)的至少一部分，從而分別增大和減小模具空腔的容積。
文檔編號(hào)B29C45/56GK101674924SQ200880005684
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
發(fā)明者彼得·雷金納德·克拉克 申請(qǐng)人:彼得·雷金納德·克拉克