專利名稱：注射單元的制作方法
注射單元本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的注射單元、特別是一種用于配混 注射成型設(shè)備(Compounder-SpritZgiePmaschine)的注射單元。由現(xiàn)有技術(shù)已知配混注射成型設(shè)備的各種不同設(shè)計(jì)形式。原則上，配混注射成型 設(shè)備具有一注射單元(包括用于預(yù)處理塑料熔體的擠出機(jī))，還具有一注射機(jī)組，用以將塑 料熔體注入模具中。擠出機(jī)可以以各種各樣的方式構(gòu)造。例如可以是單螺桿或雙螺桿擠出 機(jī)，在后一情況中，各螺桿可以同向或反向旋轉(zhuǎn)。經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)裝料口，可以將不同的原 材料供入擠出機(jī)中并由該擠出機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，例如是塑料顆粒、纖維材料和/或填料。實(shí)踐 中已證明，同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)適用于配混目的。如果要連續(xù)操作配混注射成型設(shè)備的擠出機(jī)，則必須實(shí)現(xiàn)連續(xù)的預(yù)處理過程和間 斷的成形或注射成型過程的適配或者同步。由EP 1144174B1已知一種配混注射成型設(shè)備，包括可連續(xù)操作的雙螺桿擠出機(jī)， 其中設(shè)置了兩個(gè)注射機(jī)組，可以將它們交替地裝填熔體，以便能連續(xù)操作雙螺桿擠出機(jī)。在 按照EP 1144174B1圖2和3的實(shí)施形式中，各熔體通路和注射機(jī)組是這樣設(shè)計(jì)的，S卩，使得 在那里實(shí)現(xiàn)被認(rèn)為有利的所謂先進(jìn)先出原則(First-h-First-Out-Prinzip)，以下也稱為 FIFO原則，也就是說，熔體從擠出機(jī)的螺桿前室以一種固定不變的、只沿一個(gè)方向延伸的流 動(dòng)到達(dá)模具處的噴嘴。在填滿注射機(jī)組的注射缸的情況下，也不發(fā)生流動(dòng)方向的任何逆轉(zhuǎn)。由EP 1306187B1已知另一種配混注射成型設(shè)備，其包括可連續(xù)操作的擠出機(jī)。不 同于上述現(xiàn)有技術(shù)，此設(shè)備在擠出機(jī)與注射機(jī)組之間設(shè)置了一個(gè)中間存儲(chǔ)器，為的是可以 在注射過程中容納由擠出機(jī)連續(xù)提供的熔體。中間存儲(chǔ)器中的熔體(有可能與來自擠出機(jī) 的新的熔體一起)在下一循環(huán)時(shí)進(jìn)入注射缸。設(shè)在從中間存儲(chǔ)器至注射缸的熔體通道內(nèi)的 一個(gè)截止閥在計(jì)量配料階段是打開的，以使熔體能從擠出機(jī)和中間存儲(chǔ)器流入注射缸，直 到提供足夠的熔體注射容積為止。在注射階段截止閥是處在關(guān)閉的位置，從而在注射過程 中沒有熔體被壓回中間存儲(chǔ)器或擠出機(jī)中。通過在中間存儲(chǔ)器中以及在注射缸中使流動(dòng)發(fā) 生雙重的方向逆轉(zhuǎn)，出發(fā)點(diǎn)是，在這里也或多或少地體現(xiàn)出FIFO原則。由US 2950501和EP 1333968B1已知帶有活塞注射機(jī)組的注射單元，其中，注射活 塞與注射缸的壁形成一個(gè)環(huán)形的間隙，經(jīng)由該間隙，熔體可以向前流入注射活塞之前的空 間中。通過特殊的分配通道、特別是按照頂尖套筒原理(Pinolen-Prinzip)來實(shí)現(xiàn)熔體的 供給，以便盡可能均勻地注滿全部的環(huán)形間隙。如果注射活塞在一個(gè)注射成型循環(huán)結(jié)束以 后處于其前面的終端位置或死點(diǎn)位置，則熔體按照FIFO原進(jìn)入在注射活塞之前的空間內(nèi) 并使活塞向后移動(dòng)。在注射活塞的下一行程中，先輸入注射缸的熔體也首先被從注射缸中 排出。在該活塞注射機(jī)組中，由于采用環(huán)形間隙而帶來了一種流過熔體的較大的表面，這對(duì) 于注射單元的沖洗會(huì)產(chǎn)生不利影響。由于在這樣的環(huán)形間隙中通常存在很小的橫截面，因 此，對(duì)于添加纖維的熔體，將會(huì)導(dǎo)致纖維損壞。在玻璃纖維的情況下，例如會(huì)使它們斷裂并 且多余地縮短了各節(jié)段，從而對(duì)成型件的強(qiáng)度造成不利影響。從上述現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種注射單元，其特征是停留時(shí)間 得以縮短并改善了沖洗性能，而且用它可以特別柔和無損地處理長纖維。另一發(fā)明目的在于，按照FIFO原則提供一種有所改進(jìn)的注射單元，其用于帶有連續(xù)工作的塑化單元的配混 注射成型設(shè)備。所述的第一個(gè)目的通過具有權(quán)利要求1特征的注射單元得以實(shí)現(xiàn)。該注射單元的 有利設(shè)計(jì)形式和進(jìn)一步發(fā)展記載于從屬權(quán)利要求2至10中。所述的第二個(gè)目的通過具有 權(quán)利要求11特征的注射單元得以實(shí)現(xiàn)。在接著的從屬權(quán)利要求12等等中記載了關(guān)于該注 射單元的有利設(shè)計(jì)形式和進(jìn)一步發(fā)展。通過在注射缸的內(nèi)壁中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)凹槽和/或在注射活塞中設(shè)置一個(gè)或多 個(gè)凹槽，一方面可以實(shí)現(xiàn)一種僅僅沿一個(gè)方向的熔體流動(dòng)，亦即按照FIFO原則，同時(shí)，凹槽 的橫截面與環(huán)形間隙狀的流動(dòng)相比可以設(shè)計(jì)得較大。后一做法具有雙重的優(yōu)點(diǎn)首先，由熔 體流過的表面要比具有相當(dāng)?shù)臋M截面(面積)的環(huán)形間隙的情況更小，其次，較少地?fù)p壞熔 體中存在的纖維，這是因?yàn)樘峁┝烁蟮目赏鳈M截面。在注射缸的內(nèi)壁中的凹槽以適當(dāng)方式連接于一個(gè)在注射缸中設(shè)置的用于熔體供 給的開口(注射缸進(jìn)料口)并且向注射缸的前端的方向延伸，其中，這些凹槽優(yōu)選從注射缸 進(jìn)料口至少一直延伸到注射活塞的前死點(diǎn)位置。在注射活塞中的凹槽從其前端向后延伸。這些凹槽優(yōu)選至少在注射活塞的最大行 程上延伸并且一直延伸到注射缸進(jìn)料口。注射缸中的凹槽和/或注射活塞中的凹槽可以基本上平行于注射缸和注射活塞 的縱軸線延伸，亦即它們可以構(gòu)造為平行于注射缸和注射活塞的縱軸線設(shè)置的縱長槽。如 果擬將多個(gè)凹槽設(shè)置于注射缸的內(nèi)壁中和/或注射活塞中，則可以將它們?cè)趫A周上等距分 布地設(shè)置。由此確保當(dāng)熔體流過這些凹槽時(shí)，不會(huì)有橫向力作用到注射活塞上。但在注射 缸中的凹槽和/或在注射活塞中的凹槽也可以成螺旋形地圍繞注射缸和/或注射活塞的縱 軸線延伸，其中，優(yōu)選從凹槽的起始點(diǎn)到其終端只是大致有一至兩圈，或者也可少于一圈延 伸。所述一個(gè)或多個(gè)凹槽的這種螺旋形延伸走向，同樣有助于在熔體流過所述一個(gè)螺旋形 凹槽或流過多個(gè)螺旋形凹槽時(shí)，避免有橫向力作用到注射活塞上。因此，從一開始就避免了 橫向力的出現(xiàn)。此外，通過所述一個(gè)凹槽或多個(gè)凹槽的螺旋形延伸走向，當(dāng)注射活塞在注射 缸中前后運(yùn)動(dòng)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)注射活塞更好地潤滑。必要時(shí)，在注射缸中和/或注射活塞中 也可以有多個(gè)這樣的螺旋形凹槽。需要的話，可以將注射活塞中的螺旋形凹槽和注射缸中 的縱長槽相互組合，或者反過來。在本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中還可以規(guī)定在注射活塞的前端上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)斜 面，其中，一個(gè)斜面沿注射方向位于后面的那端處在一個(gè)凹槽的區(qū)域內(nèi)。在該凹槽中流向注 射活塞前端的熔體因此就可以經(jīng)由斜面無障礙地流入注射活塞之前的空間中，這對(duì)于活塞 注射機(jī)組的沖洗性能產(chǎn)生有利效果。注射缸的對(duì)置于注射活塞前端的壁可以這樣構(gòu)造，即， 使其同樣具有斜面，注射缸的該斜面平行于注射活塞前端的斜面設(shè)置。在理想情況下，當(dāng)注 射活塞一直移動(dòng)到在注射缸前端的止擋時(shí)，注射活塞的斜面和注射缸的斜面能彼此貼靠。 如果正好就設(shè)置一個(gè)凹槽在注射缸的內(nèi)壁中或在注射活塞中，則該凹槽的斜面可以一直延 伸到注射活塞的徑向?qū)χ玫膫?cè)面，也就是說，注射活塞的整個(gè)端面是一個(gè)傾斜的面或者說 斜面。注射缸的前端可以具有一個(gè)與其平行構(gòu)造的斜面。在有多個(gè)凹槽的情況下，各斜面 可以以適當(dāng)方式相交或彼此對(duì)接；這一點(diǎn)例如可以這樣實(shí)現(xiàn)，即，使各斜面向前逐漸變成尖 端并且按棱錐的形式會(huì)于一點(diǎn)。必要時(shí)也可以在這些面的邊緣上設(shè)置倒圓部。
在有利的設(shè)計(jì)形式中，特別是針對(duì)優(yōu)選的應(yīng)用領(lǐng)域，按照本發(fā)明的注射單元具有 一中間存儲(chǔ)器，它基本上是按照如同活塞注射機(jī)組那樣的原理設(shè)計(jì)的，即，在該中間存儲(chǔ)器 中，也在中間存儲(chǔ)器的缸的內(nèi)壁中亦即在存儲(chǔ)器缸中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)凹槽，和/或也在中 間存儲(chǔ)器的活塞中亦即在存儲(chǔ)器活塞中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)凹槽。按這種方式，從塑化裝置直 至熔體從注射缸排出，可以持續(xù)地保持FIFO原則。中間存儲(chǔ)器的使用能夠?qū)崿F(xiàn)塑化裝置的 連續(xù)操作。塑化裝置優(yōu)選構(gòu)成為擠出機(jī)，其包括一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的塑化螺桿。特別是， 作為塑化裝置，可以設(shè)置一種包括兩個(gè)同向旋轉(zhuǎn)的塑化螺桿的雙螺桿擠出機(jī)。中間存儲(chǔ)器中的凹槽的位置和延伸走向可以類似地如同在注射缸和注射活塞中 的情況。特別是，可以設(shè)置縱長槽或螺旋形凹槽或兩者的組合。同樣，可以在存儲(chǔ)器缸和/ 或存儲(chǔ)器活塞中設(shè)置多個(gè)彼此等距的凹槽。此外，也可以在存儲(chǔ)器活塞的前端上設(shè)置類似 于上述在注射活塞中的斜面的斜面，為的是在中間存儲(chǔ)器中也能充分利用與此相關(guān)的那些 優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于在存儲(chǔ)器缸前端上與其平行的斜面的設(shè)計(jì)，也同樣如此。熔體可以從中間存儲(chǔ)器中通過一個(gè)從存儲(chǔ)器排出口到注射缸進(jìn)料口延伸的基本 上為圓柱形的熔體通道而進(jìn)入注射缸中，其中，在按照本發(fā)明的注射單元的進(jìn)一步發(fā)展中， 熔體通道的圓柱軸線可以與存儲(chǔ)器缸的圓柱軸線保持有間距。在中間存儲(chǔ)器與注射缸之 間，在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置一截止閥，特別是在注射過程中可以用它關(guān)閉熔體通道(截止閥的 關(guān)閉位置)，以及特別是在注射缸填裝熔體的過程中亦即在計(jì)量配料階段期間可以用它打 開熔體通道(截止閥的打開位置)。在此，在優(yōu)選的實(shí)施形式中規(guī)定熔體通道的橫截面處在存儲(chǔ)器活塞的橫截面之 內(nèi)，并且限定圓柱形熔體通道的邊界的壁和限定存儲(chǔ)器缸的邊界的壁處在一條直線上。如 果在存儲(chǔ)器缸的內(nèi)壁中或存儲(chǔ)器活塞中僅設(shè)置唯一一個(gè)凹槽，則存儲(chǔ)器缸排出口可以與該 凹槽的前端徑向相對(duì)地設(shè)置。這一點(diǎn)特別是當(dāng)存儲(chǔ)器活塞具有傾斜端面時(shí)對(duì)于沖洗性能產(chǎn) 生有利影響。類似地，可以將從注射缸排出口出發(fā)、去往注射成型模具的熔體通道(熔體注入 通道)的軸線設(shè)置在注射缸的圓柱軸線之外。通常，注射活塞僅僅被直線驅(qū)動(dòng)，此外則是旋轉(zhuǎn)固定的。但需要的話，注射活塞不 僅可以直線移動(dòng)而且可被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，特別是當(dāng)注射活塞具有一個(gè)或多個(gè)螺旋形凹槽時(shí)尤其 如此。而注射活塞也可以構(gòu)成推進(jìn)螺桿。凹槽形成此螺桿的所謂螺線。該推進(jìn)螺桿不僅借 助于直線驅(qū)動(dòng)裝置可直線移動(dòng)，而且借助于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。以下借助于實(shí)施例參照

圖1至8更詳細(xì)地說明本發(fā)明。其中圖1配混注射成型設(shè)備的示意圖；圖2中間存儲(chǔ)器和活塞注射機(jī)組的放大的透視圖；圖3存儲(chǔ)器缸沿線A-A剖切按箭頭Pl視向的剖視圖；圖4注射缸沿線B-B剖切按箭頭P2視向的剖視圖；圖5存儲(chǔ)器缸或注射缸的另一實(shí)施形式的橫剖視圖；圖6存儲(chǔ)器活塞或注射活塞的另一實(shí)施形式的橫剖視圖；圖7a中間存儲(chǔ)器中在裝料過程開始時(shí)熔體流動(dòng)的示意圖；圖7b中間存儲(chǔ)器中在裝料過程期間熔體流動(dòng)的示意圖；圖8按照本發(fā)明的注射單元的另一實(shí)施形式的示意圖。
圖1示意性示出了配混注射成型設(shè)備，其包括按照本發(fā)明的注射單元1和閉合 (合模)單元40。閉合單元40本身只是示意表示的，包括一固定的模具夾緊板3和一可動(dòng) 的模具夾緊板4以及公知的用以移動(dòng)可動(dòng)模具夾緊板4和用以產(chǎn)生關(guān)閉力的裝置。借助于 模具半體5a和恥，可以構(gòu)成適當(dāng)?shù)哪Ｇ挥靡灾圃斐尚图Ｗ⑸鋯卧?包括用以產(chǎn)生熔體的 塑化裝置2、用以容納由塑化裝置2產(chǎn)生的熔體和用以將該熔體注入模具fejb的中間存儲(chǔ) 器6和活塞注射機(jī)組7。為此，活塞注射機(jī)組7具有這樣的工作容積(排量)，借其可以至 少一次填注模具fe、5b。作為塑化裝置2，在本例中是設(shè)置了一種雙螺桿擠出機(jī)，其包括兩 個(gè)同向旋轉(zhuǎn)的、而沿軸向方向固定的螺桿8和9，它們由電機(jī)M旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。代替在這里所描 述的包括兩個(gè)同向旋轉(zhuǎn)的螺桿的雙螺桿擠出機(jī)，也可以設(shè)置其他型式的擠出機(jī)用來產(chǎn)生熔 體，正如對(duì)此由現(xiàn)有技術(shù)已知的那樣。從雙螺桿擠出機(jī)的前端延伸出第一熔體管道10，其具 有針對(duì)于中間存儲(chǔ)器6的第一截止閥11。從中間存儲(chǔ)器6的下端延伸出第二熔體管道12， 其具有針對(duì)于活塞注射機(jī)組7的第二截止閥13。如圖1和2所示，中間存儲(chǔ)器6包括存儲(chǔ)器缸14和在該存儲(chǔ)器缸中可逆導(dǎo)向的存 儲(chǔ)器活塞15。存儲(chǔ)器活塞15因此可以在一個(gè)前面的與一個(gè)后面的位置之間直線移動(dòng)。用 于實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器活塞15在存儲(chǔ)器缸14中移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置未予圖示。存儲(chǔ)器缸14具有一存 儲(chǔ)器進(jìn)料口 17，通過它，由塑化裝置2產(chǎn)生的熔體可以流入存儲(chǔ)器缸14中，以及具有與其間 隔開的在存儲(chǔ)器缸14前端上的存儲(chǔ)器排出口，通過它，熔體可借助于存儲(chǔ)器活塞15從存儲(chǔ) 器缸14中壓出。存儲(chǔ)器活塞15緊密地、但可移動(dòng)地貼靠在存儲(chǔ)器缸14的內(nèi)壁上。在圖1 所示的位置，存儲(chǔ)器活塞15處在其前死點(diǎn)位置。在存儲(chǔ)器缸的內(nèi)壁中設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)凹 槽16，它們連接于存儲(chǔ)器進(jìn)料口 17并且向存儲(chǔ)器缸的前端的方向延伸。這些凹槽也可以稱 為縱長槽。在所示的實(shí)例中設(shè)置了唯一一個(gè)凹槽16，它從存儲(chǔ)器缸進(jìn)料口 17—直延伸到 存儲(chǔ)器缸的前端并且平行于存儲(chǔ)器缸的縱軸線設(shè)置。存儲(chǔ)器活塞15在其前端上具有一斜 面18，其中，該斜面在熔體流動(dòng)方向上觀察位于后面的那端是處于凹槽16的區(qū)域內(nèi)，并且 該斜面的徑向?qū)χ玫哪嵌耸翘幱谌垠w通道12的區(qū)域內(nèi)。存儲(chǔ)器缸排出口四也位于那里， 熔體經(jīng)由該排出口進(jìn)入熔體通道12。因此，熔體通道12并不同心于存儲(chǔ)器缸的圓柱軸線， 而是使熔體通道12的圓柱軸線與存儲(chǔ)器缸14的圓柱軸線保持有間距。在這里所示的實(shí)例 中，熔體通道12相對(duì)于存儲(chǔ)器缸14以這樣的方式設(shè)置，即，使熔體通道的橫截面處在存儲(chǔ) 器缸14的橫截面之內(nèi)，并且限定圓柱形熔體通道12的邊界的壁和存儲(chǔ)器缸14的內(nèi)壁處在 一條直線上。活塞注射機(jī)組7包括注射缸20和在該注射缸中可逆導(dǎo)向的注射活塞21。注射活 塞21因此可以在一個(gè)前面的與一個(gè)后面的位置之間直線移動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)注射活塞的驅(qū)動(dòng)， 將其按傳動(dòng)技術(shù)連接于一個(gè)液壓的活塞-缸單元23的活塞桿22。在圖1和2中是示出注 射活塞21處在一個(gè)對(duì)應(yīng)于前死點(diǎn)位置的狀態(tài)。注射缸20具有一注射缸進(jìn)料口 25，通過它， 由塑化裝置2產(chǎn)生的熔體可以流入注射缸20中，以及具有與其間隔開的在注射缸20前端 的注射缸排出口觀，通過它，熔體可借助于注射活塞21從注射缸20中壓出并且可被排擠到 模具fe、5b中。注射活塞21緊密地、但可移動(dòng)地貼靠在注射缸20的內(nèi)壁上。在注射缸20 的內(nèi)壁中設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)凹槽M，它們連接于注射缸進(jìn)料口 25并且向注射缸20的前端 的方向延伸(縱長槽)。在所示的實(shí)例中，這一縱長槽對(duì)從注射缸進(jìn)料口 25—直延伸到注 射缸前端并且平行于注射缸的縱軸線設(shè)置。注射活塞15在其前端具有一斜面沈，其中，該斜面在熔體流動(dòng)方向上觀察位于后面的那端是處于凹槽M的區(qū)域內(nèi)。經(jīng)由注射缸排出口 觀，可以將熔體從注射缸20中推出。圖3示出了存儲(chǔ)器缸14沿線A-A剖切的而且是在拉回存儲(chǔ)器活塞15時(shí)按箭頭Pl 視向的剖視圖，從而可以看到存儲(chǔ)器缸14的底面19及存儲(chǔ)器缸排出口四和從那里出發(fā)的 熔體管道12。底面19構(gòu)造為斜面，如其由圖2清楚看到的那樣，具體而言是以這樣的方式 構(gòu)造，即，使存儲(chǔ)器活塞15的傾斜的端面18和存儲(chǔ)器缸14的底面19基本上相互平行設(shè)置。 凹槽16的橫截面基本上呈半圓形，但也可以設(shè)定其他形式的橫截面。限定圓柱形熔體通道 12的邊界的壁和存儲(chǔ)器缸14的內(nèi)壁處在一條直線L上。圖4示出注射缸20沿線B-B剖切的而且是在拉回注射活塞21時(shí)按箭頭P2視向 的剖視圖，從而可以看到注射活塞21的端面沈。該端面沈構(gòu)造為斜面，如其由圖2清楚看 到的那樣。必要時(shí)，從注射缸排出口觀出發(fā)、去往注射成型模具fe、5b的熔體通道(熔體注 入通道30)的軸線可以設(shè)置在注射缸21的圓柱軸線之外，具體而言，是以這樣的方式設(shè)置， 即，使注射活塞21的傾斜的端面沈和注射缸20的對(duì)置于該端面的底面基本上相互平行布 置。熔體注入通道30則就并不同心于注射缸的圓柱軸線，而是使熔體注入通道30的圓柱 軸線與注射缸20的圓柱軸線保持有間距。這樣，如同中間存儲(chǔ)器中那樣，在此，熔體注入通 道30相對(duì)于注射缸20可以這樣設(shè)置，即，使熔體注入通道30的橫截面處在注射缸20的橫 截面之內(nèi)，并且限定熔體注入通道30的邊界的壁和注射缸20的內(nèi)壁處在一條直線上。圖5示出存儲(chǔ)器缸14或者注射缸20的另一實(shí)施形式的剖視圖。如由圖5可以看 出的那樣，在存儲(chǔ)器缸14和/或注射缸20中也可以設(shè)置多個(gè)凹槽16或M，它們優(yōu)選在存 儲(chǔ)器缸或注射缸的內(nèi)壁的圓周上相互等距分布地設(shè)置，并且基本上平行于存儲(chǔ)器缸或注射 缸的縱軸線延伸。這些凹槽也可稱為縱長槽。圖6示出存儲(chǔ)器活塞15或者注射活塞21的另一實(shí)施形式的剖視圖。如由圖6可 看出的那樣，在存儲(chǔ)器活塞15和/或注射活塞21中也可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)凹槽27，其中， 在有多個(gè)凹槽時(shí)，它們優(yōu)選在圓周上等距分布地設(shè)置在存儲(chǔ)器活塞或注射活塞中，并且基 本上平行于存儲(chǔ)器活塞或注射活塞的縱軸線延伸。這些凹槽也可以稱為縱長槽。所述的(一個(gè)或多個(gè))凹槽可以只設(shè)置在缸14、20中或者只設(shè)置在活塞14、21中。 但也可以在兩構(gòu)件中都設(shè)置凹槽。特別是在有多個(gè)沿圓周分布的縱長槽的情況下，可以設(shè)置多個(gè)適當(dāng)?shù)?在這里未 明確示出的)熔體分配通道，借助于它們可以將接納的熔體盡可能均勻地分配到各縱長槽 上。為了實(shí)現(xiàn)熔體往各縱長槽的分配，可以特別設(shè)置一個(gè)在缸中的環(huán)形槽和/或一個(gè)在活 塞中的環(huán)形槽，其中，相應(yīng)的環(huán)形槽具有熔體分配通道的功能，并且將與其相配的縱長槽在 流動(dòng)技術(shù)上相互連接。代替縱長槽，也可以設(shè)置成螺旋形延伸的凹槽。這樣，在上述實(shí)施例中，凹槽16、 M和/或27也可以成螺旋形地圍繞存儲(chǔ)器缸/活塞或注射缸/活塞的縱軸線延伸。該凹 槽應(yīng)該沿缸或活塞的全長盡可能只有一至兩圈，或者也可少于一圈延伸。在旋繞圈數(shù)較多 時(shí)、特別在有大量旋繞圈時(shí)(例如多于5圈)，由于注射活塞的純粹直線運(yùn)動(dòng)而可能在熔體 流動(dòng)方面產(chǎn)生問題，并且可能導(dǎo)致不符合要求的沉積。圖7a和7b中示意性示出了在按照本發(fā)明的注射單元中FIFO原則的實(shí)現(xiàn)，其中，圖7a中示出在存儲(chǔ)器缸14填注之前的情況，而圖7b中示出在存儲(chǔ)器缸14填注過程期間 的情況。后來供給的熔體-通過虛線示于圖7b中-是處在已存在的熔體(見實(shí)線)的上 面。當(dāng)存儲(chǔ)器活塞14繼續(xù)向前移動(dòng)時(shí)，首先被注入中間存儲(chǔ)器的熔體也首先進(jìn)入熔體通道 12并緊接著進(jìn)入注射缸20中。同時(shí)也很有效地沿周圍沖洗或凈化活塞表面。按照相同原理實(shí)現(xiàn)注射缸的填注和排空。在一次注射過程結(jié)束以后，注射活塞21 處在其前死點(diǎn)位置，與圖7a中的視圖相應(yīng)。經(jīng)由(一個(gè)或多個(gè))凹槽M，使熔體向前進(jìn)入 到注射活塞21之前的空間中，從而在那里可以建立起一個(gè)壓力，該壓力促使注射活塞21向 后移動(dòng)。繼后經(jīng)由凹槽M流入的熔體聚積在首先接納的熔體的后面，與圖7b中的視圖相 應(yīng)。在注射活塞21向后運(yùn)動(dòng)的過程中，可以通過活塞-缸單元23調(diào)節(jié)在注射活塞之前的 空間中的壓力。配混注射成型設(shè)備的操作方式可以按已知方式予以實(shí)現(xiàn)，例如在EP 1306187B1 詳細(xì)描述的那樣，其中，基于按照本發(fā)明構(gòu)造的注射單元，確保了從擠出機(jī)直到模具的一種 單向的熔體流動(dòng)。圖1和2示出了活塞注射機(jī)組7在完成注射以后的情況并且緊接著計(jì)量 配料階段的開始。在操作過程中，存儲(chǔ)器活塞15在該階段通常并不處于前面的(如目前圖 示的)終端位置，而是處于一拉回的位置，因?yàn)樵谧⑸溥^程中由雙螺桿擠出機(jī)2產(chǎn)生連續(xù)的 熔體并將熔體中間存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器缸14中。注射活塞沈處于一前面的終端位置，并且截止 閥13是打開的。由擠出機(jī)2連續(xù)產(chǎn)生的熔體以及來自中間存儲(chǔ)器6的熔體可以經(jīng)由熔體 通道12和凹槽M流入注射活塞21之前的空間中。此時(shí)在注射活塞21之前建立的壓力促 使注射活塞21向后運(yùn)動(dòng)，該向后運(yùn)動(dòng)可通過活塞-缸單元23以適當(dāng)方式進(jìn)行控制，以便將 注射活塞21之前的空間中的壓力保持于一定的水平上。在計(jì)量配料階段結(jié)束時(shí)，注射活塞 21處在一個(gè)相應(yīng)于所要求的注射重量或相應(yīng)于所要求的熔體容積的后面的終端位置，正如 其為了填注模具fejb所需要的那樣。這時(shí)就可以關(guān)閉截止閥13并開始注射過程。使注 射活塞21借助于活塞-缸單元23向前移動(dòng)，將位于其前面的熔體注入模具fe、5b中并制 造所要求的成型件。緊接著可以開始下一次計(jì)量配料過程，并重復(fù)該循環(huán)。在注射過程中 由雙螺桿擠出機(jī)連續(xù)產(chǎn)生的熔體被容納于中間存儲(chǔ)器中并且在下一次計(jì)量配料過程中將 其排出。注射活塞21只是被直線地驅(qū)動(dòng)、而此外則是旋轉(zhuǎn)固定的，亦即不發(fā)生注射活塞21 和注射缸20的旋轉(zhuǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在注射過程期間，在注射缸中的凹槽內(nèi)(在有多個(gè)凹槽的情況下是在注射缸中的 各凹槽內(nèi))保留著未被注入模具fe、5b的熔體(“老的”熔體)。該“老的”熔體在下一次 計(jì)量配料過程中被在后面流入(一個(gè)或多個(gè))凹槽中的新的熔體擦掉并且與“老的”熔體一 起進(jìn)入注入活塞之前的熔體收集空間中。因此，在每一次計(jì)量配料過程中都會(huì)從(一個(gè)或 多個(gè))凹槽中擦掉來自先前注射過程的“老的”熔體，“老的”熔體與新的熔體混合，并在接 著的注射過程中從注射缸中排出。在此意義上，處于存儲(chǔ)器缸中的凹槽也同樣如此，也就是 說，在從中間存儲(chǔ)器6壓出熔體的過程中保留于存儲(chǔ)器缸的凹槽內(nèi)的熔體(“老的”熔體) 被來自塑化裝置2的繼后供給的熔體推動(dòng)排出，并且擦凈存儲(chǔ)器缸中的這些凹槽。如果在注射活塞中或在存儲(chǔ)器活塞中設(shè)置了凹槽，則應(yīng)注意這些凹槽的后端不 要或盡可能小地向后超出于延伸過來的熔體通道的相應(yīng)的進(jìn)料口，否則的話會(huì)產(chǎn)生死區(qū)空 間，該空間不能被隨后的熔體擦拭到。因此，注射活塞中凹槽的長度應(yīng)該與注射缸的行程相 一致地設(shè)計(jì)。
為實(shí)現(xiàn)上述對(duì)凹槽的擦拭，并無必要使注射活塞或存儲(chǔ)器活塞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，對(duì) 于注射活塞以及對(duì)于存儲(chǔ)器活塞都可以分別只設(shè)置直線驅(qū)動(dòng)裝置。在這里描述的實(shí)施例中，注射單元1具有一中間存儲(chǔ)器，然而必要時(shí)也可以不用 中間存儲(chǔ)器。例如，在循環(huán)時(shí)間特別短的情況下可以不用中間儲(chǔ)存器，而將熔體短時(shí)間地暫 存于雙螺桿擠出機(jī)2本身當(dāng)中。此外，需要的話，可以降低雙螺桿擠出機(jī)2的轉(zhuǎn)速，或者必 要時(shí)也可以使其完全停住。圖8示出一種實(shí)施形式，其中，注射活塞21構(gòu)造為螺桿31，即，該“注射活塞”具有 凹槽33，其相當(dāng)于螺線。經(jīng)由螺桿軸36，螺桿31按傳動(dòng)技術(shù)被連接于一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置34 和一個(gè)直線驅(qū)動(dòng)裝置35。在螺桿31 (也可以將其稱為推進(jìn)螺桿)的前端，需要時(shí)可設(shè)置一 回流阻擋32?？梢栽O(shè)置一個(gè)或多個(gè)凹槽或螺線33，也就是說，在此可涉及單線的或多線的 螺桿31。需要的話，除了注射活塞21或者說螺桿31中的一個(gè)或多個(gè)螺線或凹槽33之外， 還可以在注射缸20的內(nèi)壁中設(shè)置凹槽24。附圖標(biāo)記清單1注射單元2塑化裝置或擠出機(jī)3固定的模具夾緊板4可動(dòng)的模具夾緊板5^恥模具半體6中間存儲(chǔ)器7活塞注射機(jī)組8、9螺桿10熔體通道11截止閥12熔體通道13截止閥14存儲(chǔ)器缸15存儲(chǔ)器活塞16凹槽17存儲(chǔ)器缸進(jìn)料口18存儲(chǔ)器活塞的端面19存儲(chǔ)器缸的底面20注射缸21注射活塞22活塞桿23活塞-缸單元24凹槽25注射缸進(jìn)料口26注射活塞的端面27凹槽
28注射缸排出口29存儲(chǔ)器缸排出口30熔體注入通道31螺桿32回流阻擋33凹槽或螺線34旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置35直線驅(qū)動(dòng)裝置36螺桿軸40閉合單元
權(quán)利要求
1.注射成型設(shè)備的注射單元(1)，包括一塑化裝置( 和一活塞注射機(jī)組(7)，其中，所 述活塞注射機(jī)組(7)具有注射缸00)和在該注射缸中可逆導(dǎo)向的注射活塞；其特征 在于，在所述注射缸OO)的內(nèi)壁中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)連接于注射缸進(jìn)料口 05)的并且向注 射缸OO)的前端的方向延伸的凹槽(M)，和/或在所述注射活塞中設(shè)置一個(gè)或多個(gè) 從注射活塞的前端向后延伸的并且一直延伸到注射缸進(jìn)料口 05)的凹槽07)。
2.按照權(quán)利要求1所述的注射單元，其特征在于，所述注射缸OO)中的一個(gè)或多個(gè)凹 槽04)和/或所述注射活塞中的一個(gè)或多個(gè)凹槽(XT)基本上平行于注射缸00)和 注射活塞的縱軸線延伸，其中，在注射缸00)中有多個(gè)凹槽04)的情況下，這些凹槽 (24)在注射缸00)的圓周上優(yōu)選彼此等距分布地設(shè)置；和/或在注射活塞(21)中有多個(gè) 凹槽、2Τ)的情況下，這些凹槽、2Τ)在注射活塞的圓周上優(yōu)選彼此等距分布地設(shè)置。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的注射單元，其特征在于，所述注射缸00)中的一個(gè)或多 個(gè)凹槽04)和/或所述注射活塞中的一個(gè)或多個(gè)凹槽(XT)成螺旋形地圍繞注射缸 (20)和注射活塞的縱軸線延伸。
4.按照權(quán)利要求1至3之一項(xiàng)所述的注射單元，其特征在于，在注射缸OO)的內(nèi)壁中 的凹槽04)從注射缸進(jìn)料口 0 至少一直延伸到注射活塞的前死點(diǎn)位置。
5.按照權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的注射單元，其特征在于，在注射活塞中的凹 槽(XT)至少從注射缸進(jìn)料口 0 —直延伸到注射活塞的最大行程。
6.按照權(quán)利要求1至5之一項(xiàng)所述的注射單元，其特征在于，在注射活塞的前端 上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)斜面( )，其中，斜面06)沿注射方向位于后面的那端處在凹槽04、 27)的區(qū)域內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求6所述的注射單元，其特征在于，所述注射缸00)在其前端上是這樣 構(gòu)造的，即，使得注射缸具有配置于注射活塞的所述斜面的斜面，注射缸的該斜面平 行于注射活塞的斜面。
8.按照權(quán)利要求1至7之一項(xiàng)所述的注射單元，其特征在于，設(shè)置一個(gè)從注射缸排出口 (28)出發(fā)的基本上為圓柱形的熔體注入通道(30)，其中，所述熔體注入通道(30)的圓柱軸 線與所述注射缸00)的圓柱軸線是有間距的。
9.按照權(quán)利要求8所述的注射單元，其特征在于，所述熔體注入通道(30)的橫截面處 在所述注射活塞的橫截面之內(nèi)，其中，優(yōu)選限定所述熔體注入通道(30)的邊界的壁和 所述注射缸00)的內(nèi)壁處在一條直線(L)上。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的注射單元，其特征在于，在注射缸OO)的內(nèi)壁中或在注 射活塞(1 中設(shè)置唯一一個(gè)凹槽，并且所述注射缸排出口 08)與該凹槽04)的前端徑向 相對(duì)地設(shè)置。
11.按照權(quán)利要求1至10之一項(xiàng)所述的注射單元，其特征在于，在塑化裝置( 與活塞 注射機(jī)組(7)之間設(shè)置有用于容納熔體的中間存儲(chǔ)器(6)，其中，所述中間存儲(chǔ)器(6)具有 存儲(chǔ)器缸(14)和在該存儲(chǔ)器缸中可逆導(dǎo)向的存儲(chǔ)器活塞(15)，其中，在所述存儲(chǔ)器缸(14) 的內(nèi)壁中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)連接于存儲(chǔ)器缸進(jìn)料口(17)的并且向存儲(chǔ)器缸(14)的前端的方 向延伸的凹槽(16)，和/或在所述存儲(chǔ)器活塞(1 中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)從存儲(chǔ)器活塞(15) 的前端向后延伸的并且一直延伸到存儲(chǔ)器缸進(jìn)料口(17)的凹槽07)。
12.按照權(quán)利要求11所述的注射單元，其特征在于，所述存儲(chǔ)器缸(14)中的一個(gè)或多個(gè)凹槽(16)和/或所述存儲(chǔ)器活塞(1 中的一個(gè)或多個(gè)凹槽07)基本上平行于存儲(chǔ)器 缸(14)和存儲(chǔ)器活塞(1 的縱軸線延伸，其中，在存儲(chǔ)器缸(14)中有多個(gè)凹槽(16)的情 況下，這些凹槽(16)在存儲(chǔ)器缸(14)的圓周上優(yōu)選彼此等距分布地設(shè)置；和/或在存儲(chǔ)器 活塞(1 中有多個(gè)凹槽(XT)的情況下，這些凹槽(XT)在存儲(chǔ)器活塞(1 的圓周上優(yōu)選 彼此等距分布地設(shè)置。
13.按照權(quán)利要求11或12所述的注射單元，其特征在于，所述存儲(chǔ)器缸(14)中的一個(gè) 或多個(gè)凹槽(16)和/或所述存儲(chǔ)器活塞(1 中的一個(gè)或多個(gè)凹槽07)成螺旋形地圍繞 存儲(chǔ)器缸(14)和存儲(chǔ)器活塞(15)的縱軸線延伸。
14.按照權(quán)利要求11至13之一項(xiàng)所述的注射單元，其特征在于，在存儲(chǔ)器缸(14)的內(nèi) 壁中的凹槽(16)從存儲(chǔ)器缸進(jìn)料口(17) —直延伸到存儲(chǔ)器活塞(1 的前死點(diǎn)位置。
15.按照權(quán)利要求11至14之一項(xiàng)所述的注射單元，其特征在于，在存儲(chǔ)器活塞(15)中 的凹槽(XT)至少從存儲(chǔ)器缸進(jìn)料口(17) —直延伸到存儲(chǔ)器活塞(1 的最大行程。
16.按照權(quán)利要求11至15之一項(xiàng)所述的注射單元，其特征在于，在存儲(chǔ)器活塞(15)的 前端上設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)斜面(18)，其中，斜面(18)的在熔體流動(dòng)方向上觀察位于后面的 那端處在凹槽(16)的區(qū)域內(nèi)。
17.按照權(quán)利要求11至16之一項(xiàng)所述的注射單元，其特征在于，設(shè)置一個(gè)從存儲(chǔ)器排 出口 09)向存儲(chǔ)器缸進(jìn)料口 0 延伸的基本上為圓柱形的熔體通道(1 ，其中，所述熔體 通道(12)的圓柱軸線與所述存儲(chǔ)器缸(14)的圓柱軸線是有間距的。
18.按照權(quán)利要求17所述的注射單元，其特征在于，所述熔體通道(1 的橫截面處在 所述存儲(chǔ)器活塞(1 的橫截面之內(nèi)，其中，優(yōu)選限定所述熔體通道(1 的邊界的壁和所述 存儲(chǔ)器缸(14)的內(nèi)壁處在一條直線(L)上。
19.按照權(quán)利要求17或18所述的注射單元，其特征在于，在存儲(chǔ)器缸(14)的內(nèi)壁中或 在存儲(chǔ)器活塞(1 中設(shè)置唯一一個(gè)凹槽(16或27)，并且所述存儲(chǔ)器缸排出口 09)與該凹 槽(16)的前端徑向相對(duì)地設(shè)置。
20.按照權(quán)利要求1至19之一項(xiàng)所述的注射單元，其特征在于，為所述注射活塞 設(shè)置一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(34)和一直線驅(qū)動(dòng)裝置(35)，并且在所述注射活塞中設(shè)置一個(gè) 或多個(gè)螺旋形凹槽(3 或螺線(33)，從而使所述注射活塞構(gòu)成推進(jìn)螺桿(31)，其中， 優(yōu)選在該推進(jìn)螺桿(31)的前端上設(shè)置一回流阻擋(32)。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種注射成型設(shè)備特別是配混注射成型設(shè)備的注射單元(1)，包括一塑化裝置(2)和一活塞注射機(jī)組(7)，以及必要時(shí)還包括一中間存儲(chǔ)器(6)。為了實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出設(shè)計(jì)，本發(fā)明規(guī)定為了熔體輸送而在注射缸(20)的內(nèi)壁中和/或在注射活塞(21)中設(shè)置一個(gè)或多個(gè)凹槽(24、27)。所述凹槽可以構(gòu)造為縱長槽或螺旋形的形式。中間存儲(chǔ)器(6)在存儲(chǔ)器缸(14)的內(nèi)壁中和/或在存儲(chǔ)器活塞(15)中具有類似的凹槽(16)。
文檔編號(hào)B29C45/58GK102046353SQ200980119505
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者A·拉姆, H·G·弗里茨, S·威德邁爾 申請(qǐng)人:克勞斯瑪菲科技有限公司