專利名稱：小型出模后冷卻裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種與一個具有明顯周期時間和高產(chǎn)量的塑料注射成型機(jī)一起使用的多級、出模后溫度調(diào)節(jié)方法和設(shè)備，溫度調(diào)節(jié)指的是冷卻或者冷卻和再加熱或者只是再加熱。
在大批量成型模制品時，降低注射成型周期時間是一個主要的任務(wù)。例如，使用高密度模腔模具，比如由Husky Injection Molding Systems生產(chǎn)的72或96空腔模具，制造PET預(yù)型坯例子中的情況就是這樣的。降低注射成型周期時間的一種選擇是通過將冷卻步驟縮短幾秒，將預(yù)型坯很快從模具中取出而限制預(yù)型坯在模具閉合位置的停留時間?？珙A(yù)型坯壁的溫度梯度表明，預(yù)型坯內(nèi)側(cè)和外側(cè)的皮層的溫度比中間層的溫度低。這是因為在模具閉合位置，冷卻既發(fā)生在模腔又發(fā)生在模芯處。
過去，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)作出各種努力來在成型PET預(yù)型坯時改善成型后的冷卻過程。例如，授權(quán)給Rees等人的美國專利US4209290描述了一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，當(dāng)模具閉合時借助于各個模芯從上半模深入到各個模腔內(nèi)，需要吹塑成瓶子的預(yù)型坯或者型坯在立式注射成型機(jī)的下半模的模腔中形成。當(dāng)兩個半模分開時，型坯粘附到各個模芯上，然后這些型坯被卸到輸送箱的各個槽中或者設(shè)置在兩個半模之間的吹塑裝置的小室內(nèi)。在第一種情況下，在新的注射成型周期開始之前，當(dāng)輸送箱沿著側(cè)向取出時型坯由循環(huán)空氣流冷卻，固化的型坯然后從各自的槽落到下面的輸送帶的凹穴內(nèi)，輸送帶將這些型坯輸送到吹塑工位。在第二種情況下，模芯是空心的，其型坯可以向下落入到吹塑小室內(nèi)，這些吹塑小室的互相分開的壁用流體或者機(jī)械方法封閉。在那里型坯由穿過模芯注入的空氣吹脹，在吹塑裝置沿著側(cè)向取出后所成型的瓶子從這些小室取出，一個新的注射成型周期開始。
授權(quán)給Schad等人的美國專利US4836767中描述了一種用于生產(chǎn)塑料制品的設(shè)備，該設(shè)備能夠同時制造和冷卻塑料制品。該設(shè)備包括一個具有至少一個模腔的靜止半模、至少兩個互相配合的模具部分，每一個模具包括至少一個模芯元件，這些模芯元件安裝到一個移動的輸送板上，該輸送板將一個相配的模具部分的第一個與靜止半模對齊，并且將該相配的模具的另外一個定位在一個冷卻位置。一個用于在冷卻位置冷卻所制造的塑料制品的裝置和一個用于沿著一個第一軸線移動輸送板從而使得對齊的模具部分與靜止半模接合而第二相配模具部分同時將其上的塑料制品與冷卻裝置接觸的裝置。
授權(quán)給Fukai的美國專利US5232715中說明了一種用于冷卻和固化一個預(yù)型坯的設(shè)備。該設(shè)備涉及將從一個注射成型機(jī)排放出來處于熱狀態(tài)的預(yù)型坯引入到冷卻管的步驟。該冷卻裝置包括一個底部開口和上部開口。通過該冷卻管，冷卻空氣可以從底部開口流動到上部開口。底部開口具有一個用于冷卻空氣的風(fēng)扇。在一個預(yù)型坯和一個冷卻劑之間處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)而流動的冷卻空氣流從內(nèi)部和外部強(qiáng)迫冷卻預(yù)型坯，冷卻劑提供給一個制冷模芯，該制冷模芯被插入到預(yù)型坯中。
授權(quán)給Hirowatari等人的日本專利第JP7-171888涉及一種用于預(yù)型坯的強(qiáng)制冷卻設(shè)備。該設(shè)備包括一個用于支撐多個預(yù)型坯的冷卻工具、一個放置在冷卻工具上用于向預(yù)型坯的內(nèi)部噴射冷卻空氣的第一空氣冷卻裝置和一個放置在冷卻工具下方用于向預(yù)型坯的外部噴射空氣的第二空氣冷卻裝置。
授權(quán)給Cokhead等人的美國專利US5772951，轉(zhuǎn)讓給本申請人，因此該專利作為本專利申請的參考，涉及一種預(yù)型坯儲存和溫度調(diào)節(jié)裝置，該裝置將一個或者幾個注射成型機(jī)連接到一個吹塑操作工位。這使得在注射成型機(jī)能夠在吹塑操作臺不工作時運行。該′951專利中的預(yù)型坯儲存裝置可以容納多個預(yù)型坯輸送裝置，每一個輸送裝置都盛裝注成的預(yù)型坯。根據(jù)該′951專利，來自模具的預(yù)型坯被冷卻到足夠程度以避免某些問題例如象結(jié)晶、變形和表面損壞。這些預(yù)型坯被儲存起來并進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)以使得這些預(yù)型坯根據(jù)其溫度和數(shù)量為吹塑步驟作好準(zhǔn)備。該′951專利沒有啟示一個多級小型冷卻臺，該冷卻臺容納較熱并且剛剛制成的預(yù)型坯。該′951專利也沒有公開在不影響注射成型周期時間的情況下延長預(yù)型坯冷卻時間的方法和出模后的冷卻臺。
當(dāng)注射成型周期時間減少時出模冷卻變得非常關(guān)鍵和難于實現(xiàn)。特別是當(dāng)所要形成的吹塑由樹脂例如象PET制成的情況下這種情況更是難免。因為模內(nèi)冷卻比通常的時間要短，從出模后的預(yù)型坯的外部和內(nèi)部進(jìn)行固化，但是其溫度還是很暖熱，而且其壁內(nèi)沒有完全固化。內(nèi)熱會再加熱并降低預(yù)型坯的內(nèi)和外皮層的強(qiáng)度，因此預(yù)型坯易于破壞和粘結(jié)到一起?，F(xiàn)在，用快速周期時間成型的預(yù)型坯和用公知的方法和設(shè)備進(jìn)行出模后冷卻的預(yù)型坯在被投到輸送帶上時還很熱。這些預(yù)型坯可能由于在操作過程中對輸送帶或者其它預(yù)型坯的沖擊而粘結(jié)到一起或者損壞。如果在取出板或者其它公知冷卻裝置上的冷卻時間延長，如設(shè)法連接到注射成型機(jī)上，這將會增加周期時間。
研制一種方法和設(shè)備將其用于在打開模具后在預(yù)型坯出模、出模后冷卻和輸送過程中使得皮層的溫度盡可能低仍然是非常重要的。
在注射成型后，成型的預(yù)型坯直接移動到吹塑機(jī)，在吹塑機(jī)預(yù)型坯被吹塑成成品例如瓶子或容器。在吹塑處理之前，預(yù)型坯被再加熱到吹塑溫度。吹塑處理可以在注射成型后馬上進(jìn)行，例如可以使用一個組合的注射成型-吹塑機(jī)來實現(xiàn)。在某些情況下，用這種方法吹塑的預(yù)型坯沒有完全冷卻，因此在再加熱過程中需要較少的熱量。在另外一種方法中，預(yù)型坯在注射成型后充分冷卻然后儲存起來，再輸送到一個不同的位置用于重新充分加熱和進(jìn)行最終的吹塑處理。
所述的再加熱處理需要小心監(jiān)控從而保證所有的預(yù)型坯在吹塑步驟之前具有相同的溫度。用一個小型簡單設(shè)備來實現(xiàn)這些控制是不容易的。
提供一種簡單方法和高生產(chǎn)率的設(shè)備，用于在注射成型和吹塑前，冷卻和再加熱預(yù)型坯，仍然是非常重要的。
技術(shù)方案因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種方法和設(shè)備，用于延長預(yù)型坯的冷卻時間而不會增加周期時間和不會增加成型系統(tǒng)的尺寸。
本發(fā)明的另外一個目的是提供一種如上的設(shè)備，該設(shè)備使用一個模塊化和小型的冷卻裝置而不增加注射成型周期時間。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種如上的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備適合于冷卻由一種或者多種材料制成的吹塑預(yù)型坯。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種方法和設(shè)備，用于在進(jìn)行吹塑步驟之前對成型的預(yù)型坯進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明，該溫度調(diào)節(jié)過程可以為多級冷卻、多級冷卻后再加熱或者多級再加熱過程。在所有情況下，這些過程均在同一個小型設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，在該設(shè)備內(nèi)預(yù)型坯從一個工位輸送到下一個工位。
本發(fā)明的方法和設(shè)備實現(xiàn)了上述的目的。
如前所述，本發(fā)明涉及一種與具有明顯周期時間和較高產(chǎn)量的注射成型機(jī)一起使用的多級、出模后冷卻方法和設(shè)備。本發(fā)明的設(shè)備包括一個熱處理裝置/臺，該熱處理裝置/臺包括用于將多個批次的預(yù)型坯分開的裝置、用于同時冷卻所述的預(yù)型坯批次的互相分離的幾個冷卻級和用于自動將每一批預(yù)型坯從一個級輸送到下一個級的內(nèi)部裝置。在一個優(yōu)選的實施例中，該熱處理裝置/臺被部分地密封從而形成一個可控溫度環(huán)境，用于對模制品進(jìn)行處理。
根據(jù)本發(fā)明的用于熱處理模制品的方法大致包括下列步驟在注射成型機(jī)上成型多個模制品；當(dāng)模制品較熱并且沒有充分固化時將所述的模制品從所述的注射成型機(jī)上取出；提供一個具有至少兩個內(nèi)部熱處理級的熱處理臺；將所述的模制品輸送到熱處理臺的一個第一熱處理級；和在輸送步驟后通過對模制品進(jìn)行至少一個熱處理而熱處理第一冷卻級內(nèi)的模制品以改善模制品的質(zhì)量而不會增加注射成型周期時間。在本發(fā)明的一個實施例中，該方法還包括下列步驟將第一批模制品接收到熱處理裝置/臺的第一冷卻級；冷卻第一批模制品；將第一批模制品卸放到熱處理裝置/臺的一個第二冷卻級上；將第二批模制品接收到所述的第一冷卻級上；以及同時冷卻第一批和第二批模制品。在本發(fā)明的方法的另外一個實施例中，第一批模制品自由落到熱處理裝置/臺中的一個第一再加熱級上。
本發(fā)明通過從出模后輸送及冷卻裝置中取出較熱的預(yù)型坯而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的冷卻問題，該輸送及冷卻裝置直接為注射成型機(jī)服務(wù)。本發(fā)明使用一種新型的熱處理裝置/臺，該熱處理裝置/臺可以接收任何數(shù)量(幾批10個一批的預(yù)型坯)較熱的預(yù)型坯，并且將這些預(yù)型坯冷卻必要長的時間，從而避免了任何質(zhì)量問題。
本發(fā)明的方法和設(shè)備的其它細(xì)節(jié)以及其他目的和優(yōu)點將參照下面的說明書和附圖進(jìn)行描述。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的部件。
附圖簡要說明

圖1是一個注射成型系統(tǒng)的俯視圖，該系統(tǒng)包括本發(fā)明的創(chuàng)新的熱處理裝置；圖2是另外一個注射成型系統(tǒng)的側(cè)視圖，該系統(tǒng)包括一個轉(zhuǎn)臺注射成型機(jī)和本發(fā)明的創(chuàng)新的熱處理裝置；圖3(A)-3(D)是穿過根據(jù)本發(fā)明的熱處理裝置的一個預(yù)型坯的示意圖；圖4(A)是一個預(yù)型坯的剖面圖；圖4(B)是圖4(A)中的預(yù)型坯的壁的分解圖；圖4(C)表示沿著壁厚的溫度梯度；圖5是穿過根據(jù)本發(fā)明的一個熱處理裝置的剖視圖；圖6(A)-6(D)表示根據(jù)本發(fā)明的具有一個再加熱工位的熱處理裝置；以及圖7表示一個冷卻結(jié)構(gòu)。
模芯板14可以按照公知方式沿著拉缸18軸向在一個開模位置和一個閉模位置之間移動。當(dāng)模芯板14處于閉模位置時，它與模腔板16一起形成多個模腔(未示出)。一個注射裝置26通過利用公知的運行系統(tǒng)(未示出)和/或注入口(未示出)將熔融材料提供給每一個模腔。當(dāng)模具閉合時，新形成的模制品28，例如用于吹塑成型系統(tǒng)的預(yù)型坯，由模芯20和模腔板16內(nèi)的冷卻通道(未示出)進(jìn)行稍許冷卻。
提供一個包括一個取出板32的機(jī)器人30。取出板32具有多個保持器34用于容納來自模芯20的模制品28。在操作過程中，取出板32在模芯板14和模腔板16處于開模位置時在模芯板16和模腔板14之間移動。在將空的保持器34與模芯20對齊后，將模制品28按照公知方式從模型20上脫下，例如利用一個脫模板(未示出)，并安放在保持器34上。取出板32然后回縮到鄰近注射成型機(jī)12的位置，重新開始另外一個注射成型周期。
取出板32然后旋轉(zhuǎn)90度從而將模制品28與根據(jù)本發(fā)明的熱處理裝置36對齊。
用于在注射成型機(jī)外側(cè)一個位置與模芯板14和模腔板16兩個板之間的一個位置之間軸向移動取出板32并旋轉(zhuǎn)取出板32的裝置可以包括現(xiàn)有技術(shù)中任何合適的裝置。
參考圖2，該圖表示了另外一個注射成型系統(tǒng)10′。該系統(tǒng)10′包括一個注射成型機(jī)12′，該注射成型機(jī)12′具有一個模腔板16′和轉(zhuǎn)臺模芯板裝置40，該轉(zhuǎn)臺模芯板裝置40可以沿著多個拉缸18′在一個開模位置(如圖2所示)和一個閉模位置之間軸向移動。當(dāng)位于閉模位置時，轉(zhuǎn)臺模芯板裝置40形成多個模腔(未示出)。一個注射裝置26′將熔融材料提供到多個模腔內(nèi)，以形成多個模制品28。
轉(zhuǎn)臺模芯板裝置40具有一個中心塊(未示出)，該中心塊通過一對側(cè)板44上的兩個耳軸安裝，用于圍繞一個軸46旋轉(zhuǎn)。多個模芯板42，例如4個模芯板，安裝到中心塊上。每一個模芯板42具有連接到其上或者與其形成為一體的多個模芯20′。每一個模芯板42上的模芯20′的數(shù)量通常與模腔板26′上的模腔的數(shù)量對應(yīng)。側(cè)板44每一個均具有帶有墊片45的支架，用于允許轉(zhuǎn)臺模芯板裝置40沿著拉缸18′移動?，F(xiàn)有技術(shù)中任何合適的裝置都可以用于圍繞軸46旋轉(zhuǎn)中心塊以及模芯板42。類似地，現(xiàn)有技術(shù)中的任何合適的裝置都可以用于在開模位置和閉模位置之間移動裝置40。
模腔板16′和裝置40均具有當(dāng)新成型的模制品或者預(yù)型坯28位于模腔內(nèi)時用于冷卻它們的裝置(未示出)。該冷卻裝置可以包括現(xiàn)有技術(shù)中任何合適的冷卻裝置。
在第一批制品28成型完成后，裝置40移動到開模位置并且旋轉(zhuǎn)從而使得一個新的具有模芯20的模芯板42與模腔板26′對齊。通過這種方式，可以快速地形成多批模制品。根據(jù)需要，模芯20′上的各批模制品28可以在模芯板裝置40旋轉(zhuǎn)的同時進(jìn)行進(jìn)一步冷卻。當(dāng)帶有模制品28的模芯板42到達(dá)最低位置時，該制品28從模芯20′上脫模并卸到本發(fā)明的熱處理裝置36內(nèi)?，F(xiàn)有技術(shù)中的任何合適的裝置(未示出)都可以用來使制品28脫模。例如，可以使用一個脫模板或者脫模銷。
如圖4(A)-4(C)所示，一個典型的預(yù)型坯28具有頸成型部分48和一個注入口或者圓頂帽部分50。因為預(yù)型坯28從模具上取下來時還是熱的，其所含有的熱量可能導(dǎo)致在部分48和50處產(chǎn)生結(jié)晶。因此，這就需要出模冷卻來防止結(jié)晶的發(fā)生。這樣的預(yù)型坯的一個典型的壁結(jié)構(gòu)如圖4(B)所示。如圖所示，該壁包括一個熱的內(nèi)皮層52、一個熱的外皮層54和一個中心部分56。穿過該壁的溫度梯度如圖4(C)所示。
圖3(A)～3(D)和圖5表示根據(jù)本發(fā)明的一個熱處理臺/裝置36的一個實施例，該熱處理臺/裝置可以用于如圖1和如圖2所示的注射成型系統(tǒng)。該熱處理臺/裝置36用于延長出模冷卻時間而不會增加注射成型周期時間。
如圖3(A)～3(D)和5所示，該熱處理臺/裝置36實際上是模塊化的，并具有一個小型的盒子的形式。該盒子的占地面積通常稍微大于脫模后的模制預(yù)型坯排列的尺寸。而盒子的高度H取決于同時需要冷卻的模制品或預(yù)型坯的批數(shù)的數(shù)目。
該熱處理臺/裝置36包括多個冷卻級60，每一個冷卻級60對不同批的預(yù)型坯28同時進(jìn)行冷卻。每一冷卻級60具有多個冷卻管62，在冷卻預(yù)型坯時預(yù)型坯放置在該冷卻管內(nèi)。從附圖可以看出，在某一個冷卻級上的冷卻管62與鄰近冷卻級的冷卻管62對齊。冷卻管62用于將具體的某一批的預(yù)型坯互相分開以防止其互相粘結(jié)在一起。
各個冷卻級60由可軸向移動的擋板64分開。擋板64，如圖所示，包括多個開口66。在第一冷卻級的各個冷卻管62的出口上，每一個開口66允許預(yù)型坯28可以自由落入到下一個冷卻級的冷卻管62上，并且最終脫離裝置36?，F(xiàn)有技術(shù)中的任何合適的裝置都可以用來在開口對齊和開口非對齊位置之間移動擋板64。例如，一個空氣活塞裝置68可以用于在一個第一位置和一個第二位置之間移動每一個擋板64；在所述的第一位置上，每一個開口66與各自的冷卻管62的出口對齊，而在所述的第二位置上，擋板的一個實心部分或擋板塊部位封閉每一個冷卻管62的出口。該擋板系統(tǒng)給熱處理臺/裝置36提供了內(nèi)部裝置，該內(nèi)部裝置用于自動地將每一批成型的預(yù)型坯從一個冷卻級移動到下一個冷卻級。
熱處理臺/裝置36最好包括多列排成行的冷卻管62。這些列可以形成任何所需的形狀或者形式。一個具體的擋板64通常與某一行冷卻管62有關(guān)。因此，如圖5所示，在具體的某一批上的所有預(yù)型坯28可以同時保持在某一級60的冷卻管62內(nèi)、或者同時從一行冷卻管落下。圖3表示在出模后冷卻過程中所進(jìn)行的各個步驟和在這些步驟中預(yù)型坯28和擋板64的各個相應(yīng)的位置。
熱處理臺/裝置36包括一個伸縮式管70，用于接收來自取出板32或者轉(zhuǎn)臺模芯板裝置40的模制品或者預(yù)型坯28。每一個伸縮式管70與第一冷卻級60的一個相應(yīng)冷卻管62對齊，并且這些伸縮式管70可以在一個接收或者伸出位置和一個回縮位置之間移動。在現(xiàn)有技術(shù)中的任何公知的裝置均可以用于在其各個位置之間移動伸縮式管。
為了實現(xiàn)冷卻，每一個冷卻管62具有小孔72，用于允許冷卻空氣進(jìn)入到冷卻管內(nèi)并在預(yù)型坯28周圍流動。為了實現(xiàn)冷卻空氣的流動，熱處理臺/裝置36具有一個吹氣裝置74，例如一個與其相關(guān)的風(fēng)扇。吹氣裝置74使空氣在不同的冷卻級60上循環(huán)從而通過對流實現(xiàn)預(yù)型坯28的冷卻。如圖5所示，由吹氣裝置74所形成的空氣流進(jìn)入到各個冷卻管上的小孔，然后在預(yù)型坯28周圍流動。吹氣裝置74可以包含在熱處理臺/裝置36內(nèi)或者作為熱處理臺/裝置36的一個外部設(shè)備。當(dāng)吹氣裝置74作為一個熱處理臺/裝置36的外部設(shè)備時，它通過裝置36壁上的一個開口80進(jìn)行吹氣。盡管圖5表示了一個單個的吹氣裝置74，但對每一個冷卻級60冷卻裝置36都可以具有獨立的吹氣裝置。這可以允許不同的冷卻級具有不同的冷卻速度。
在操作過程中，從取出板32或者模芯板42取下時處于溫度T0的預(yù)型坯28通過伸縮式管70進(jìn)入第一冷卻級60上的冷卻管62。在該最初的階段，擋板64處于管封閉位置或者開口非對齊位置。在第一冷卻級上的預(yù)型坯28然后可以通過對流冷卻到所需溫度T1。在預(yù)型坯已經(jīng)到達(dá)溫度T1后，擋板64移動到管打開位置，在該位置上開口66與某一排具體的冷卻管62的出口對齊。預(yù)型坯28自由地落入到第二冷卻級60上，在該第二冷卻級預(yù)型坯28通過對流冷卻到一個所需溫度T2。在第一批預(yù)型坯28已經(jīng)落入到第二冷卻級上后，第二批預(yù)型坯可以引入到第一冷卻級的冷卻管內(nèi)。通過這種方式，可以同時冷卻多批預(yù)型坯。盡管圖5表示的熱處理臺/裝置36具有兩個冷卻級，但該裝置36實際上可以具有任何數(shù)目的冷卻級。通過這種方式，可以同時冷卻超過兩批以上的預(yù)型坯。
在冷卻完成后，預(yù)型坯28可以從最下面的冷卻級直接卸放到輸送帶76或者卸放到一個可移動的預(yù)型坯輸送裝置78上。理論上該輸送裝置78可以類似于美國專利US5772951中公開的輸送裝置，該專利作為本申請的參考。根據(jù)需要，冷卻的預(yù)型坯可以最后輸送到儲存和處理塔，參見美國專利US5772951。
有時冷卻后模制品或者預(yù)型坯28必須要再加熱以將預(yù)型坯準(zhǔn)備用于后面的操作例如吹塑步驟。圖6表示一個兩段溫度調(diào)節(jié)臺136，該溫度調(diào)節(jié)臺可以用于使用冷卻裝置36的場合。溫度調(diào)節(jié)臺136的第一段用于冷卻預(yù)型坯28以防止結(jié)晶和變形，并將預(yù)型坯加熱到同樣溫度。溫度調(diào)節(jié)臺136的第二段用于再加熱預(yù)型坯28。該冷卻段類似于如圖3(A)-3(D)和圖5中所示的冷卻裝置36。該冷卻段也具有多個對齊的冷卻級60，用于同時冷卻不同批的預(yù)型坯28。如圖6(A)-6(D)所示，溫度調(diào)節(jié)臺136包括位于不同的冷卻級60上的多個對齊的冷卻管62。伸縮式管70與冷卻管62的最上端連接。如前所述，一個擋板64與每一個冷卻級一起將預(yù)型坯28保持在冷卻管62內(nèi)以及允許預(yù)型坯自由落入到下一個冷卻級上。擋板64的操作與前面所述的操作類似。類似地，在每一個冷卻級60上的冷卻也與前面所述的方式相同。
作為優(yōu)選的方式，具有熱絕緣物84的壁82被設(shè)置在溫度調(diào)節(jié)臺136內(nèi)，以防止從再加熱段86來的熱量干擾冷卻操作。
如圖6(A)-6(D)所示，再加熱段86包括多個用于容納冷卻的預(yù)型坯的管88。一個可軸向移動的擋板64將預(yù)型坯28保持在加熱管88內(nèi)。如前所述，擋板64包括開口64，用于允許加熱的預(yù)型坯從加熱管88落出。加熱裝置90定位在加熱管88附近，以對加熱管88內(nèi)的預(yù)型坯加熱。每一個加熱裝置90可以包括現(xiàn)有技術(shù)中的任何合適的加熱手段。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，加熱裝置90位于預(yù)型坯周圍。通過用加熱裝置包圍每一個預(yù)型坯，就不再需要旋轉(zhuǎn)每一個預(yù)型坯。提供控制裝置(未示出)用于分別修改和建立每一個加熱裝置加熱的溫度。
根據(jù)需要，加熱裝置90可以由幾個完全包圍每一個預(yù)型坯的加熱元件構(gòu)成。這些加熱元件可以是多個平行于預(yù)型坯的縱軸的管。作為另外一種方式，加熱元件可以為垂直于預(yù)型坯的縱軸的環(huán)形管的形式。作為優(yōu)選的方式，對于由PET構(gòu)成的預(yù)型坯，加熱裝置的頻譜應(yīng)當(dāng)位于IR范圍。
將加熱臺包括在同一個具有多段冷卻臺的“盒子”中有幾個優(yōu)點。首先，對于加熱臺和冷卻臺一個放在另外一個上面來講，注射成型和吹塑模制系統(tǒng)的體積相對較小。第二，從冷卻臺輸送到加熱臺與只是在冷卻過程中的輸送相同，這使得操作很快而且簡單。第三，不需要在加熱過程中旋轉(zhuǎn)預(yù)型坯。
盡管圖6(A)-6(D)中只是表示了一個單個的加熱級，熱處理臺/裝置136可以具有多個加熱級，從而允許對預(yù)型坯逐步加熱。
在本發(fā)明的另外一個實施例(未示出)中，溫度調(diào)節(jié)裝置可以只是用于再加熱過程。在這種情況下，在成型步驟后預(yù)型坯被部分冷卻或者充分冷卻。下一步這些預(yù)型坯卸放到溫度調(diào)節(jié)裝置上，在該溫度調(diào)節(jié)裝置上，預(yù)型坯利用如圖6中同樣的設(shè)計(所述加熱段)只是進(jìn)行加熱或者再加熱。進(jìn)入或者從“溫度調(diào)節(jié)臺”出來的預(yù)型坯的初始溫度和最終溫度、在溫度調(diào)節(jié)“盒”內(nèi)加熱和再加熱的段的數(shù)量可以變化于為2至3、4或者更多。再加熱預(yù)型坯然后馬上利用公知的裝置輸送到吹塑臺。
圖7(A)-7(C)表示了一個冷卻結(jié)構(gòu)92，該冷卻結(jié)構(gòu)可以與圖1和圖2中的注射成型系統(tǒng)一起使用。冷卻結(jié)構(gòu)92具有多個冷卻模芯94，用于放置成型的預(yù)型坯28。盡管對流冷卻為最佳方式，但冷卻模芯94可以以任何方式實現(xiàn)預(yù)型坯的冷卻。預(yù)型坯28可以直接來自模腔或者來自取出板，在取出板上預(yù)型坯28保持在冷卻管內(nèi)。冷卻結(jié)構(gòu)92可以圍繞一個軸線96旋轉(zhuǎn)從而促使模芯94上的預(yù)型坯28落到一排導(dǎo)向管98上，導(dǎo)向管98將預(yù)型坯輸送到裝置36或者多級熱處理裝置136上。可以利用現(xiàn)有技術(shù)中的任何合適的裝置(未示出)來旋轉(zhuǎn)冷卻結(jié)構(gòu)92。作為優(yōu)先的一種選擇，當(dāng)預(yù)型坯落下時，他們的頸成型部分48向下。預(yù)型坯28最好通過套筒102形式的保持器100而保持在每一個冷卻級60上。這些套筒102可以自動打開或者關(guān)閉。保持器100取代了擋板64。在現(xiàn)有技術(shù)中的任何合適的裝置都可以用于在打開和關(guān)閉位置之間移動套筒102。本發(fā)明裝置的變化在于提供一種外部冷卻，這種外部冷卻可以利用冷卻模芯94由可以穿過導(dǎo)向管98提供的外部冷卻來補(bǔ)充。冷卻結(jié)構(gòu)92可以具有一個或者多個具有冷卻模芯94的表面。
一個擋板164可以設(shè)置在伸縮式管70和第一級熱處理臺/裝置36、136之間，來控制預(yù)型坯進(jìn)入到熱處理臺/裝置36、136。如前所述，擋板164可以具有開口(未示出)，以允許預(yù)型坯落入第一級冷卻級上。如前所述，擋板164可以在開口對齊位置和開口非對齊位置之間軸向移動。
在一個優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，裝置36和冷卻臺136被至少部分密封以形成一個可控的溫度環(huán)境，用于調(diào)處理模制品。
從前面的說明書的描述中可以看出，本發(fā)明提供一種出模后冷卻方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備可以充分實現(xiàn)前面所述的裝置、目的和優(yōu)點。
權(quán)利要求
1．一種在模具外部對模制品進(jìn)行熱處理的方法，包括下列步驟在注射成型機(jī)上成型多個模制品當(dāng)所述的模制品較熱并且沒有充分固化時將所述的模制品從所述的注射成型機(jī)上取出；提供一個熱處理臺，該熱處理臺具有至少兩個內(nèi)部熱處理級；將所述的模制品輸送到所述的熱處理臺的第一熱處理級；以及通過對所述的模制品進(jìn)行至少一種對流熱處理，從而在所述的熱處理臺的第一熱處理級內(nèi)熱處理所述的模制品，改進(jìn)模制品的質(zhì)量而不會增加注射成型周期時間。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的熱處理步驟包括通過對流方式冷卻所述的模制品的外表面。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述的熱處理步驟還包括在所述的對流冷卻步驟后加熱所述的模制品。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的熱處理步驟包括在所述的熱處理臺內(nèi)加熱所述的模制品。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在將所述的模制品輸送到所述的第一級之前將所述的模制品互相分開；以及所述的熱處理步驟包括對所述的第一級內(nèi)的模制品同時進(jìn)行對流冷卻處理。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括所述的成型步驟包括成型第一批模制品；將所述的第一批內(nèi)的模制品分開；以及所述的熱處理步驟包括同時對所述的第一批模制品在所述的熱處理臺內(nèi)的第一級中進(jìn)行第一對流冷卻處理。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括成型第二批模制品；將所述的第二批模制品分開；以及所述的熱處理步驟包括在熱處理臺內(nèi)同時對所述的第二批模制品在所述的第一級進(jìn)行第一對流冷卻處理和對所述的第一批模制品在第二級進(jìn)行第二對流冷卻處理。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，還包括成型第三批模制品；將所述的第三批模制品分開；以及所述的熱處理步驟包括在所述的熱處理臺內(nèi)同時對所述的第三批模制品在所述的第一級進(jìn)行所述的第一對流冷卻處理、對所述的第二批模制品在所述的第二級進(jìn)行第二對流冷卻處理、對所述的第一批模制品在第三級進(jìn)行加熱處理。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的取出模制品的步驟包括提供一個用于將所述的模制品從所述的注射成型機(jī)上取出的取出板，和將所述的取出板定位在所述的注射成型機(jī)的模芯和模腔位置之間以容納所述的模制品；以及所述的輸送模制品的步驟包括將所述的取出板移動到一個鄰近所述的注射成型機(jī)的位置以及旋轉(zhuǎn)所述的取出板從而使得該取出板與所述的熱處理臺的一個入口對齊。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的注射成型機(jī)包括一個轉(zhuǎn)臺模芯板裝置，該裝置包括多個模芯板；所述的成型步驟包括將所述的模芯板的第一個移動到一個閉模位置從而形成一個模腔部分；所述的取出步驟包括相對于所述的模腔部分移動所述的第一個模芯板從而取出所述的多個模制品；以及所述的輸送步驟包括旋轉(zhuǎn)所述的轉(zhuǎn)臺模芯板裝置直到所述的第一個模芯板與所述的熱處理臺的一個入口對齊以及從所述的第一個模芯板上脫模取下所述的模制品。
11．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在將所述的模制品輸送到所述的熱處理臺之前冷卻所述的模制品。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述的冷卻步驟包括將所述的模制品放置到一個具有多個冷卻模芯的冷卻結(jié)構(gòu)上以及在所述的冷卻模芯上冷卻所述的模制品；以及所述的輸送步驟包括將所述的冷卻結(jié)構(gòu)移動到與所述的熱處理臺對齊的一個位置上以及從所述的冷卻結(jié)構(gòu)取下所述的冷卻模制品。
13．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括所述的熱處理臺包括多個管，每一個管具有多個級，還包括用于從一個級將所述的管內(nèi)的模制品自動地輸送到下一級的內(nèi)部裝置；所述的輸送步驟包括將單個所述的模制品放置到每一個所述的管內(nèi)；以及所述的熱處理步驟包括在每一個所述的模制品位于所述的管內(nèi)的第一級上時對每一個所述的模制品用冷卻空氣流進(jìn)行第一段時間的處理。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括驅(qū)動所述的內(nèi)部裝置從而允許每一個所述的模制品自由地落到所述的每一個管內(nèi)的第二級上；以及所述的熱處理步驟還包括在每一個所述的模制品位于所述的管內(nèi)的第二級上時對所述的模制品用冷卻空氣流進(jìn)行第二段時間的處理。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述的第二段時間與所述的第一段時間不同。
16．根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括驅(qū)動所述的內(nèi)部裝置從而允許每一個在所述管內(nèi)的所述的模制品自由地落到第三級上；以及所述的熱處理步驟還包括在每一個所述的模制品位于所述的第三級上時對其進(jìn)行加熱處理。
17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括在所述的熱處理步驟完成后將所述的模制品從所述的熱處理臺取出和將所述的模制品輸送到一個目標(biāo)位置。
18．一種用于熱處理模制品的熱處理臺，包括用于保持將不同批的模制品分開的保持裝置；用于在所述的熱處理臺內(nèi)將每一批所述的模制品保持在不同的級上的內(nèi)部裝置；以及用于對所述的幾批模制品同時進(jìn)行熱處理的裝置。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的熱處理臺，還包括所述的保持裝置包括多個柱狀管，這些柱狀管每一個都由多個對齊的管件組成；每一個所述的管件具有一個入口和一個出口；每一個所述的內(nèi)部保持裝置包括一個定位在鄰近的所述對齊的管件之間的擋板；所述的擋板具有至少一個位于其上的開口，用于與所述的至少一個管件的出口配合；以及用于在一個第一位置和一個第二位置之間移動所述的擋板的移動裝置；在所述的第一位置上，所述的擋板封閉所述的至少一個管件的出口，從而在第一級將所述的一模制品保持在所述的至少一個管件內(nèi)；在所述的第二位置上，所述的至少一個開口與所述的至少一個管件的出口對齊，從而允許在所述至少一個管件內(nèi)的所述的模制品自由地落到所述的熱處理臺的一個第二級上。
20．根據(jù)權(quán)利要求19所述的熱處理臺，其中，所述的熱處理臺本質(zhì)上是模塊化的，所述的柱狀管排成多行。
21．根據(jù)權(quán)利要求19所述的熱處理臺，還包括用于在所述的模制品位于所述的熱處理臺內(nèi)的不同的級上時對所述的模制品進(jìn)行對流冷卻的裝置。
22．根據(jù)權(quán)利要求21所述的熱處理臺，其中，所述的每個管件具有至少一個位于其側(cè)壁上的開口，冷卻空氣穿過該開口可以進(jìn)行流動；其中，所述的熱處理臺具有用于使得冷卻空氣流進(jìn)入選定管件的裝置。
23．根據(jù)權(quán)利要求22所述的熱處理臺，還包括一個包圍所述的管件的殼體，所述的殼體具有位于側(cè)壁上的一個開口；以及所述的用于使得冷卻空氣流動的裝置包括定位在所述的殼體外側(cè)的風(fēng)扇裝置，用于使得空氣流穿過所述的殼體側(cè)壁上的開口。
24．根據(jù)權(quán)利要求19的熱處理臺，還包括所述的管至少排成一行；每一個所述的管由三個互相分開并且對齊的管件構(gòu)成；以及至少兩個與至少一行管上每一個管有關(guān)的擋板；其中，所述的第一個擋板定位在所述的至少一行管的每一個管的所述的管件的第一管件和第二管件之間；所述的第二個擋板定位在所述的至少一行管的每一個管的所述的第二管件和所述的第三管件之間。
25．根據(jù)權(quán)利要求24所述的熱處理臺，還包括用于驅(qū)動每一個所述的擋板從而自動地將每一個所述的模制品從一個級輸送到下一個級上的裝置。
26．根據(jù)權(quán)利要求24所述的熱處理臺，還包括一個位于每一個所述的第三管件出口附近的一個第三擋板。
27．根據(jù)權(quán)利要求24所述的熱處理臺，還包括對位于所述第三管件內(nèi)的一個模制品進(jìn)行加熱的裝置。
28．根據(jù)權(quán)利要求27所述的熱處理臺，還包括一個具有位于所述的進(jìn)行加熱的加熱級和一個鄰近的進(jìn)行冷卻的冷卻級之間并且具有熱絕緣的壁。
29．根據(jù)權(quán)利要求19所述的熱處理臺，還包括一個可伸出和回縮的管件，該管件可以相對于每一個所述的管件進(jìn)行移動，用于收集要進(jìn)行熱處理的模制品。
30．根據(jù)權(quán)利要求18所述的熱處理臺，其中，所述的內(nèi)部保持裝置包括位于每一個級上的保持器，在每一個級上，對所述的模制品進(jìn)行熱處理。
31．根據(jù)權(quán)利要求30所述的熱處理臺，其中，每一個所述的保持器包括可軸向移動的套筒，用于夾住所述的模制品的某一部分。
32．根據(jù)權(quán)利要求18所述的熱處理臺，還包括一組導(dǎo)向管，用于將模制品導(dǎo)向到所述的熱處理臺。
33．根據(jù)權(quán)利要求32所述的熱處理臺，還包括所述的導(dǎo)向管組具有多個出口；以及定位在每一個所述的導(dǎo)向管組的出口和所述的熱處理臺的入口之間的一個擋板，所述的擋板可以在一個第一位置和一個第二位置之間移動；在所述的第一位置上，所述的擋板封閉所述的模制品進(jìn)入所述的熱處理臺的通道，而在所述的第二位置上，該擋板允許所述的模制品進(jìn)入所述的熱處理臺。
34．一種用于在注射成型機(jī)外對模制品進(jìn)行熱處理的設(shè)備，包括用于當(dāng)所述的模制品較熱并且沒有充分固化時從所述的注射成型機(jī)上取出所述的模制品的取出裝置；一個位于所述的注射成型機(jī)外的熱處理臺，所述的熱處理臺包括至少兩個內(nèi)部熱處理級；用于將所述的模制品輸送到所述的熱處理臺的輸送裝置；以及所述的熱處理臺具有一個熱處理裝置，用于對所述的模制品在至少一個所述的內(nèi)部熱處理級上進(jìn)行熱處理，在不增加注射成型機(jī)的注射成型周期時間的情況下改善模制品質(zhì)量。
35．根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，所述的熱處理裝置包括用于通過對流方式在所述的第一熱處理級上冷卻所述的模制品的外表面的冷卻裝置。
36．根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中，所述的熱處理裝置還包括用于在冷卻后加熱所述的模制品的加熱裝置。
37．根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，所述的熱處理裝置包括用于當(dāng)所述的模制品停留在所述的熱處理臺內(nèi)時加熱所述的模制品的加熱裝置。
38．根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，所述的取出裝置和輸送裝置包括一個取出板，用于在模制品還熱著時從所述的注射成型機(jī)上接收所述的模制品。
39．根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中，所述的輸送裝置還包括一個可旋轉(zhuǎn)架，該可旋轉(zhuǎn)架的多個表面上具有多個冷卻模芯，所述的冷卻模芯與所述的取出板配合從而接收所述的模制品，所述的可旋轉(zhuǎn)架可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)從而使得冷卻后的模制品可以卸到所述的熱處理臺中。
40．根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，所述的熱處理臺包括多個管，所述的管用于當(dāng)所述的模制品經(jīng)歷所述的至少一個熱處理時使得一批內(nèi)的模制品互相分開。
41．根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中，所述的輸送裝置還包括一組具有出口的導(dǎo)向管，這些出口與所述管的入口對齊。
42．根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中所述的注射成型機(jī)具有一個轉(zhuǎn)臺模芯板裝置，該裝置具有多個模芯表面，所述的模芯表面與所述的注射成型機(jī)的一個模腔部分配合；所述的取出裝置包括將一個所述的模芯表面從所述的模腔部分移開的裝置；以及所述的輸送裝置包括用于旋轉(zhuǎn)所述的轉(zhuǎn)臺模芯板裝置直到從所述的注射成型機(jī)上取出的模制品與所述的熱處理臺對齊的裝置和用于取下所述的模制品的裝置。
43．根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，所述的熱處理臺包括多個用于容納所述的模制品的管；以及與每一個管對應(yīng)的內(nèi)部保持裝置，所述的內(nèi)部保持裝置用于將其內(nèi)部的模制品保持在所述的熱處理級的第一級上，然后再保持在所述熱處理級的第二級上。
44．根據(jù)權(quán)利要求43所述的設(shè)備，還包括用于驅(qū)動所述的內(nèi)部保持裝置的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置將在每一個管中的所述的模制品自動地從所述的第一熱處理級移動到所述的第二熱處理級上。
45．根據(jù)權(quán)利要求43所述的設(shè)備，還包括每一個所述的管本質(zhì)上為柱形，并且由多個互相對齊的管件構(gòu)成；以及所述的內(nèi)部保持裝置由位于鄰近的管件之間的至少一個擋板組成；每一個所述的擋板具有一個開口，該開口可以與所述的管件的第一個的出口和所述的管件的第二個的入口對齊；所述的擋板可以在一個第一位置和一個第二位置之間移動；在所述的第一位置上，每一個所述的擋板的一個實心部分通過封閉所述的管件的第一個的出口而將所述的模制品保持在所述的第一熱處理級上；在所述的第二位置上，所述的開口與所述的管件的第一個的出口對齊，從而允許所述的模制品自由地輸送到所述的第二熱處理級上。
46．根據(jù)權(quán)利要求45所述的設(shè)備，其中每一個所述的管具有三個對齊的管件；以及所述的內(nèi)部保持裝置包括兩個擋板，所述的擋板中的第一個位于所述的三個管件的第一個和第二個之間，所述的擋板中的第二個位于所述的三個管件的第二個和第三個之間，驅(qū)動所述的擋板從而允許對所述的管內(nèi)的模制品在所述的熱處理臺內(nèi)的三個不同的熱處理級上進(jìn)行熱處理。
47．根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，所述的熱處理臺具有用于在所述的熱處理級的第一熱處理級上冷卻第一批模制品的裝置，和在所述的熱處理級的第二熱處理級上同時冷卻第二批模制品的裝置。
48．根據(jù)權(quán)利要求47所述的設(shè)備，其中，所述的熱處理臺具有在所述的第一批和第二批模制品正在冷卻時用于加熱第三批模制品的裝置。
49．根據(jù)權(quán)利要求47所述的設(shè)備，其中，所述的冷卻裝置包括多個管和用于形成冷卻空氣流的裝置；所述的模制品位于這些管中；每一個所述的管具有至少一個小孔，用于允許冷卻空氣在每一個所述的管內(nèi)的至少一個模制品周圍流動。
50．根據(jù)權(quán)利要求49所述的設(shè)備，其中，所述的熱處理臺包括一個殼體，而所述的冷卻空氣流形成裝置位于所述的殼體外。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種與具有明顯周期時間和較高產(chǎn)量的注射成型機(jī)一起使用的多級、出模后冷卻方法和設(shè)備。本發(fā)明的設(shè)備包括:一個具有冷卻管(62)的熱處理裝置/臺(36),用于使每一批預(yù)型坯(28)分開并且冷卻預(yù)型坯(28);幾個分開的冷卻級(60),用于同時冷卻多批預(yù)型坯(28);和內(nèi)部裝置(64),用于自動地將每一批預(yù)型坯(28)從一個冷卻級(60)輸送到下一個冷卻級(60)。在一個優(yōu)選的實施例中,熱處理裝置/臺(36)部分地密封以形成一個可控的溫度環(huán)境,從而用于處理模制品。在另外一個實施例中,熱處理裝置/臺(36)包括一個用于再加熱預(yù)型坯(28)的加熱級。
文檔編號B29C49/64GK1304348SQ99807109
公開日2001年7月18日 申請日期1999年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月31日
發(fā)明者維托爾德·內(nèi)德, 費薩爾·韋斯拉蒂, 格奧爾基·奧拉拉 申請人:哈斯基注模系統(tǒng)有限公司