專利名稱：使用氣流穿越閥口的注射成型系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及注射成型，更具體地說，涉及一種閥門啟閉系統(tǒng)用于制造以氣體充填其中心部分的塑料產(chǎn)品。
在熔體流的中心注射進(jìn)加壓氣體來成型中空的塑料產(chǎn)品已在1978年7月18日出版的弗里德里克(Friederich)的美國專利號4，101，617中有所描述。然而，這種先前的裝置有其缺點，特別是對于大尺寸的產(chǎn)品需要較大直徑的閥口時更是如此，將使閥口不能很好關(guān)閉。結(jié)果，當(dāng)模子打開時，熔體還象流口水似地不斷流出并增加了操作周期的時間，這些都成了問題。
因此，本發(fā)明的一個目的是至少可部分克服現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的問題，這是由閥門啟閉機(jī)構(gòu)中提供一個氣體注射系統(tǒng)來完成的。
為了完成這個目的，辦法之一是，本發(fā)明提供了一個具有加熱了的噴嘴的閥門啟閉的熱澆口注射成型系統(tǒng)，該噴嘴座落在模槽板中的穴座內(nèi)，并有一個延伸穿過其中的中心孔以裝入一個帶有前端和后端的細(xì)長的閥桿并提供一個在其中心孔內(nèi)形成的圍繞著至少在閥桿的前段處的熔體流道用來運送熔體到閥口處，該閥口穿過模槽板延伸到一個型腔中，還具有閥桿動作裝置以使閥桿在縮回的開啟位置和向前的關(guān)閉位置之間作縱向往復(fù)運動，在關(guān)閉位置時，閥桿的前端正好座落在閥口上，改進(jìn)之處在于所說的細(xì)長的閥桿是中空的，并在其中心裝入一個帶有前端和后端的細(xì)長的閥針，該閥針被固緊安裝在一個固定的位置上，其前端插入閥口的中心，當(dāng)閥桿縮回到開啟位置時，借助一個圍繞閥口的空間提供一個帶有中空的中心部分的熔體流流進(jìn)型腔，所說的閥針有一個中空的中心部分從靠近其后端的一個進(jìn)口處延伸到其前端的出口處，從而在中空閥針的進(jìn)口處接受來的加壓的氣體通過其出口流入正在流進(jìn)型腔的熔體流的中空的中心部分。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的和優(yōu)點將結(jié)合附圖在下面的說明中加以闡述。
附圖簡要說明


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的注射成型系統(tǒng)的剖視圖，顯示閥桿在開啟位置的情況。
圖2為類似于圖1的剖視圖。顯示閥桿在關(guān)閉位置的情況。
圖3為圖1轉(zhuǎn)過90°后的局部剖視圖。
圖4為閥口區(qū)域的放大了的剖視圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的注射成型系統(tǒng)的部分剖視圖。
請首先參閱圖1，該圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的閥門啟閉的注射成型系統(tǒng)，具有噴嘴10座落在模槽板14中的穴座12內(nèi)。噴嘴10有一個中心孔16與閥口18相對準(zhǔn)，該閥口18延伸穿過模槽板14到型腔20。噴嘴10由一個座靠在環(huán)形肩部24上的隔熱法蘭22和一個噴嘴密封鑲嵌件26來準(zhǔn)確定位。這個噴嘴密封鑲嵌件26用螺紋擰入噴嘴10的前端28內(nèi)，并有一個圓柱形的鼻部30裝入圍繞閥口18的座子32內(nèi)，還有一個斜削形的孔34從噴嘴10的中心孔16延伸出來到閥口18并與之對準(zhǔn)。如蓋勒特(Gellert)的于1989年2月1日遞交的加拿大專利申請?zhí)?89，783名為“注射成型噴嘴的規(guī)定熱流分布形態(tài)的板式加熱器”中所描述的，電板式加熱器36安裝在噴嘴10的兩對面以加熱噴嘴10。模槽板14通過流道38泵來的冷卻水加以冷卻，而在加熱了的噴嘴10和周圍被冷卻了的模槽板14之間形成了一個隔熱的空氣層40。
岐管部件42用螺栓46固緊在噴嘴10的后端44上。岐管部件42和噴嘴10用一個定位套圈48夾持在位，該定位套圈48用螺栓52固緊到后板50上。而后板50本身又用螺栓安裝到模槽板14上(圖中未示出)。如圖3所示，岐管部件42被附裝在兩對面56的電板式加熱器54所加熱。被加熱了的岐管部件42被一個隔熱空氣層58由與其周圍的被冷卻了的后板50進(jìn)行熱隔離，并與定位套圈48只有最少的接觸。
噴嘴10的中心孔16在其中心延伸有一個中空的細(xì)長的鋼制閥桿60。在本實施例中，閥桿60有一個通常為均勻的橫截面從其后端62一直延伸到其前端64。如圖所示，中空的閥桿60在其中延伸穿過一個細(xì)長的鋼制閥針66。該閥針66有一個前端68和一個后端70，該后端70向后延伸進(jìn)入岐管部件42中并在那里由一個止動螺釘72固定住。這就使閥針66被固定在其前端68正好延伸穿過閥口18的中心的位置上。同樣，閥桿66用雙止動螺釘78固緊到一個可活動的動作吊架76上。鋼制吊架76橫向穿過在岐管部件42中的孔80。吊架76的兩個外端82分別用螺釘84連接到座落在后板50中的氣缸88內(nèi)的氣動活塞87上延伸出來的活塞桿86上。高壓密封圈89裝在每個活塞桿86的周圍以防止泄漏。一對活塞87按照一個予先確定的周期進(jìn)行同步動作，使得吊架76和閥桿60在圖1所示的縮回的開啟位置和圖2所示的向前的關(guān)閉位置之間往復(fù)運動，在關(guān)閉位置時，閥桿60的前端64正好座落在閥口18上。
被固定的閥針66有一個中空的中心部分90從一個位于它的后端70的進(jìn)口延伸到它的前端68的出口處以用來輸送氣體。如圖4所示，該出口處是由多孔的不銹鋼套94所組成，該鋼套94被焊在閥針66的前端68處的座子96內(nèi)并突入型腔20內(nèi)。多孔套94由不銹鋼粉末冶金制成，并容許足夠的氣流從其中穿出來進(jìn)入型腔20，同時防止了熔體從型腔20竄回進(jìn)入中空的中心部分90內(nèi)。被固定的閥針66的中空的中心部分90上的進(jìn)口由穿過閥桿60的一側(cè)的一個橫向孔98形成的，該閥桿60連接到圍繞著被固定的閥針66的縮小了的直徑部分102的環(huán)形空間100處?？臻g100則接著由對角配置的流道104連接到閥針66的中空的中心部分90處。被固定了的閥針66的縮小了的直徑部分102的長度至少等于閥桿66的行程以使在閥桿66的整個行程中能達(dá)到對孔98的連續(xù)不斷的接通狀態(tài)。吊架76有一個氣體流道106從穿過閥桿60的孔98處橫向向外延伸到從氣體供應(yīng)軟管110來的一個接頭108處。如圖所示，在本實施例中，提供了一個圍繞在連接到活塞桿86上的螺釘84上的特殊形狀的套管112，由此氣體流道得以旁通穿過螺釘84。
如圖3所示，一個熔體流道114從岐管部件42的后端118的中心進(jìn)口116處延伸到閥口18以便用來運送加壓的熔體。流道114分成兩個流道120以便旁通越過岐管部件42的橫向孔80，并在中心孔16中的閥桿60的外側(cè)周圍空間122處重新會合，在該橫向孔80中吊架76可作往復(fù)運動。密封圈124座落在噴嘴10的后端44處的中心孔16中閥桿60的周圍，當(dāng)閥桿60往復(fù)運動時，可防止加壓熔體的泄漏。密封圈124也幫助了噴嘴10相對于岐管部件12的定位以及用來對閥桿60和其內(nèi)的被固定了的閥針66的中心定位。
在使用中，系統(tǒng)如圖所示裝配起來，將電源接通到線頭126，128并由此通到板式加熱器36，54來加熱噴嘴10和岐管部件42到達(dá)一個予先確定的操作溫度。從成型機(jī)(未圖示)來的加壓熔體按照一個予先確定的周期通過中心進(jìn)口116被注射進(jìn)熔體流道114。加壓的氣體諸如氮氣或空氣按照上述周期通過軟管110接通起來，而此時氣動壓力也和氣缸88相連通。這樣，當(dāng)氣動壓力推動吊架76和閥桿60到縮回的開啟位置時，注射熔體的壓力和氣體壓力已經(jīng)施加上去了。這就產(chǎn)生了熔體流130，通過被固定的閥針66的前端68處的多孔套94的周圍空間132流入型腔20。熔體流130有一個中空的中心134，加壓的氣體通過被固定的閥針66的前端68處的多孔套94流入此中空的中心部分內(nèi)。如圖1所示，這就產(chǎn)生了一個熔體氣囊136并不斷膨脹直到它與型腔20的壁相接觸為止。等到在填滿了的模子中產(chǎn)生氣體壓力后，活塞87驅(qū)動吊架76和閥桿60到如圖2所示的向前關(guān)閉位置，在此位置上，閥桿60的前端64座落到閥口18上。然后卸去注射壓力，在一個短時冷卻后，氣體壓力也被卸去，進(jìn)而可施加一個抽力，以便當(dāng)模子打開時不致使制品的壁脹裂開來。然后模子沿分型線74打開以取出中空的成型制品。制品取出后，模子又閉合而氣動壓力再次施加到氣缸88中，來拉動閥桿60回到開啟位置，同時又將注射壓力和氣體壓力重新施加上去以重新充填型腔20。這個周期周而復(fù)始地連續(xù)進(jìn)行，允許的頻率取決于型腔的大小和成型材料的類型。
圖5說明了按照本發(fā)明的另一個實施例的注射成型系統(tǒng)。本實施例中與上述第一個實施例中共用的零件使用同一編號來描述和說明。在本例中，噴嘴10同樣座落在模槽板14中的穴座12內(nèi)。然而，在本實施例中，噴嘴10有一個圓柱形的鼻部140裝在穿過模槽板14的孔142中，以提供一個斜削形的閥口18導(dǎo)向型腔20。噴嘴10由一個整體螺旋形的電加熱元件144來加熱并產(chǎn)生一個在其與周圍模槽板14之間的隔熱空氣層40，該模槽板14由通過流道38泵來的冷卻水所冷卻。噴嘴10用螺栓46固緊到岐管部件42上。岐管部件42和噴嘴10由一個定位套圈48來固緊在位置上，而定位套圈48則由螺栓146固緊到到模槽板14上。岐管部件42也是被一個整體釬焊在其內(nèi)的螺旋形電加熱元件148所加熱。
噴嘴10有一個中心孔16，該中心孔有一個后段150和一個較大直徑的前段152，該前段152導(dǎo)向閥口18。一個中空的細(xì)長的鋼制閥桿60裝入噴嘴10的中心孔16內(nèi)。閥桿60有一個前段154，一個中段156延伸穿過中心孔16的后段150中，以及一個后段158延伸進(jìn)入岐管部件42的中心孔160中。如圖所示，閥桿60的前段154的直徑小于周圍的噴嘴中心孔16的前段152的直徑，以便提供在其兩者之間的一個熔體流動空間122。一個熔體流道114從岐管部件42的后端118的中心進(jìn)口116處延伸到閥口18處以用來運送加壓的熔體。流道114分為兩個支道(未圖示)延伸越過岐管部件42中的孔160的周圍并在中心孔16中的閥桿60的周圍空間122處重新會合。閥桿60的中段156有若干個間隔配置的脊?fàn)畈?62，該脊?fàn)畈?62與穿過噴嘴10的中心孔16的后段150相配合以防止圍繞著往復(fù)運動的閥桿60的加壓熔體的泄漏。
閥桿60的后段158延伸進(jìn)入岐管部件42的中心孔160，有一個較小直徑的頸部164，圍繞此頸部164裝有一個對開環(huán)166。對開環(huán)166有兩個對置的扇形體裝在孔160內(nèi)并圍繞著閥桿66的頸部164，如在蓋勒特(Gellert)的于1989年6月2日遞交的加拿大專利申請?zhí)?01，623名為“注射成型系統(tǒng)閥桿對開環(huán)”中所詳細(xì)描述者。對開環(huán)166的一扇形體有一個凹口168用以裝入可回轉(zhuǎn)的杠桿件172的內(nèi)端170。在本發(fā)明的這個實施例中，杠桿件172是閥桿動作機(jī)構(gòu)的一部分，該閥桿動作機(jī)構(gòu)通過對開環(huán)166施加一個力量來使閥桿60在縮回的開啟位置和向前的關(guān)閉位置之間作往復(fù)運動，在關(guān)閉位置時，閥桿60的前端64座落在閥口18上。在本實施例中，杠桿件172圍繞樞軸174回轉(zhuǎn)，并被一個氣動活塞176所驅(qū)動，按照一個有控制的周期加壓的空氣施加到活塞176上。
中空的閥桿60有一個中空的細(xì)長的鋼制閥針66延伸穿過其中。如上所述，當(dāng)閥桿60往復(fù)運動時，閥針66用雙止動螺釘72將其后端70固緊在岐管部件42中而固定其位置。如圖所示，在這個固定位置上，被固定了的閥針66的前端68延伸穿過閥口18的中心。被固定了的閥針66有一個中空的中段90從靠近閥針66的后端70的進(jìn)口處輸送氣體到閥針66的前端68的出口處。在閥針66的前端68的出口處有若干個小孔178。孔178大得足以容許一個足夠的氣流向外流出進(jìn)入型腔20，但又小得足以防止熔體通過孔178從型腔20處回流。被固定了的閥針66的中空的中段90處的進(jìn)口可用穿過閥針66靠近它的后端70處徑向延伸的槽180來形成。被固定了的閥針66內(nèi)的槽180應(yīng)有足夠的長度以與往復(fù)運動的閥桿60的一側(cè)中的橫向孔98保持連續(xù)暢通。在閥桿60中的橫向孔98處裝有一個氣體流道182向外延伸穿過岐管件42的孔184再連接到常規(guī)的氣源(未示出)上。
本實施例的操作與前述第一實施例相類似，閥桿60被杠桿件172所推動，而加壓的氣體則通過流道182流入。然而，在本實施例中，閥桿60只是被動作機(jī)構(gòu)驅(qū)動到向前的關(guān)閉位置，而開啟位置的驅(qū)動是由熔體注射壓力完成的。盡管如此，在別的實施例中，動作機(jī)構(gòu)能單向動作，同樣也能雙向動作。
盡管帶有穿過一個中心的固定閥針的氣流的閥門啟閉的注射成型系統(tǒng)的最佳實施例已描述如上，這不能理解為具有限制意義。對本行業(yè)的熟練專業(yè)人員來說，可以產(chǎn)生各種變化和修改。例如，能提出其他的結(jié)構(gòu)形式將閥針66固定在適當(dāng)位置以及供應(yīng)氣體到中空的中心部分90中。再者，能用不同的動作機(jī)構(gòu)來使閥桿60在開啟和關(guān)閉位置之間作往復(fù)運動。多孔套94也能用座落在閥針前端68中的平套來代替，在這種平套上可用激光鉆孔的方法切割出穿過它的小的斜孔。本發(fā)明保護(hù)范圍的限定已在所附權(quán)利要求書中作出。
權(quán)利要求
1.一種使用氣流穿越閥口的注射成型系統(tǒng)，具有座落在模槽板中的穴座內(nèi)的加熱了的噴嘴的閥門啟閉的熱澆口注射成型系統(tǒng)，所說的噴嘴有一個延伸穿過其中的中心孔以裝入一個帶有前端和后端的細(xì)長的閥桿并提供一個熔體流道，該熔體流道延伸在中心孔內(nèi)，至少圍繞著在所說的閥桿的前段處用來運送熔體到閥口處，該閥口穿過模槽板延伸到一個型腔中，還具有閥桿動作裝置以使閥桿在縮回的開啟位置和向前的關(guān)閉位置之間作縱向往復(fù)運動，在關(guān)閉位置，所說的閥桿的前端正好座落在所說的閥口上，其改進(jìn)的特征在于，所說的細(xì)長的閥桿是中空的，并在其中心裝入一個帶有前端和后端的細(xì)長的閥針，該閥針被固緊安裝在一個固定的位置上，其前端插入所說的閥口的中心，當(dāng)所說的閥桿縮回到所說的開啟位置時，借助一個圍繞閥口的空間提供一個帶有中空的中心部分的熔體流流進(jìn)所說的型腔，所說的閥針有一個中空的中心部分從靠近其后端的一個進(jìn)口處延伸到其前端的出口處，從而在所說的中空閥針的進(jìn)口處接受來的加壓的氣體通過其出口流入正在流進(jìn)所說的型腔的所說的熔體流的中空的中心部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種注射成型系統(tǒng)，其特征是，所說的中空閥針的所說的前端處的所說的出口包括一個座落在所說的閥針的所說的前端內(nèi)的多孔套以容許足夠的氣體流穿過其間向外流入所說的型腔中，同時防止從所說的型腔中的熔體向內(nèi)流入所說的閥針的中空的中心部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種注射成型系統(tǒng)，其特征是，所說的被固定了的閥針的所說的后端從所說的中空的能往復(fù)運動的閥桿的所說的后端向后延伸，進(jìn)入一個被固定了的岐管部件內(nèi)，并在那里所說的閥針的所說的后端被固緊定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的一種注射成型系統(tǒng)，其特征是，所說的閥針的所說的中空的中心部分的所說的進(jìn)口包括一個穿過所說的閥桿的孔，所說的孔通過圍繞所說的閥針的縮小了直徑的部分的一個環(huán)形空間在所說的閥桿的整個行程中始終連接到所說的閥針的所說的中空的中心部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的一種注射成型系統(tǒng)，其特征是，至少有一個流道在所說的閥針的所說的縮小了的直徑的部分的周圍的所說的環(huán)形空間和所說的閥針中空的中心部分之間連通起來。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的一種注射成型系統(tǒng)，其特征是，所說的閥桿的所說的后端被固緊到一個可活動的吊架上，該吊架延伸穿過所說的岐管部件內(nèi)的一個橫向孔，所說的吊架有兩個外端分別連接到一個驅(qū)動活塞上，所說的那些活塞按照一個予先確定的周期進(jìn)行同步動作來使所說的吊架和附設(shè)在其上的所說的閥桿在開啟和關(guān)閉位置之間作往復(fù)運動，所說的吊架有一個氣體流道從一個外面的氣體源延伸過來以輸送氣體穿過所說的閥桿導(dǎo)向所說的被固定了的閥針的中空的中心部分的孔中。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的一種注射成型系統(tǒng)，其特征是，一個向外延伸的氣體流道從所說的閥桿內(nèi)的橫向孔延伸出去，所說的閥桿內(nèi)的橫向孔又與延伸穿過所說的閥針的孔到達(dá)所說的閥針的所說的中空的中心部分保持連續(xù)不斷的連通狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的一種注射成型系統(tǒng)，其特征是，穿過所說的閥針的所說的孔是一個槽形孔延伸穿過所說的閥針。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的一種注射成型系統(tǒng)，其特征是，所說的驅(qū)動裝置包括一個活塞來驅(qū)動可回轉(zhuǎn)的杠桿，該杠桿和一個圍繞所說的閥桿安裝的對開環(huán)相連接。
全文摘要
一種用于制造中空塑料產(chǎn)品的閥門啟閉的注射成型系統(tǒng)。被固定了的閥針延伸穿過一個細(xì)長的中空閥桿，該閥桿在縮回的開啟位置和向前的關(guān)閉位置之間被往復(fù)驅(qū)動。在關(guān)閉位置時，閥桿的前端座落在閥口上。被固定了的閥針有一個中空部分用于加壓的氣體流到位于閥口中心內(nèi)的閥針前端處的多孔套處。在開啟位置時，從被固定了的閥針中來的氣體流入熔體流的中空的中心部分，隨著熔體流進(jìn)入被固定了的閥針的前端的周圍的型腔，一個熔體氣囊就在型腔中形成了。
文檔編號B29C45/17GK1045244SQ9010082
公開日1990年9月12日 申請日期1990年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月28日
發(fā)明者喬布斯特·烏爾里克·蓋勒特, 哈拉爾德·漢斯·施米特 申請人:標(biāo)準(zhǔn)模具有限公司