专利名称：注塑选择部件的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于模塑部件的注塑设备，特别涉及这样一种设备，其可结构变形地模塑若干不同部件中的一个，这种部件特别是电联接器壳体。
用于制造注塑部件的模具通常是应用于几千个部件快速连续模塑的较高产量的场合。这些模具经常是几天或几个星期连续不断地运转制造相同的部件。若想要制造一种不同的部件，就需从模塑机中取出模具，并换上另一个模具。这当然意味着在更换模具时要使模塑机停止生产。这在经济上通常并不会引起困难，因为在较长的生产周期中生产非常大量的部件。相对短的停车换模具时间是可以容忍的。然而，当需要少量的不同部件，因而生产周期较短时，更换模具所需的停产时间就很明显了，它将使经济上的不利猛增。
可结构变形的模具是公知的，可以对其进行操作来模塑不同部件。通常需要拆卸这些模具，并增加或去掉一些模块。结构变形时当然需要使模塑机停车。1993年10月26日授予Collette等的美国专利5,255,889公开了一例这种可结构变形的模具。′889专利公开了一种制造饮料瓶的吹模，其具有上模部分和下模部分，二者由不同的中间部分连接，这些中间部分可以从中部增加或者去除以模塑所需尺寸的瓶子。虽然一些同样的模具部件对于所有所模塑的部件是通用的，但结构变形过程花费了相当多的时间，致使产量下降。与大多数模塑机一样，在为使模具结构变形而停车之后必须从机器中清除旧的模塑材料。机器重新运转起来以后必须废弃最初的几个模塑件，直到工艺重新稳定下来。在1989年8月29日授予Boehm等人的美国专利4,861,534中公开了另一例可结构变形的模具。这种模具用于模塑电路板，其采用具有一排塑孔栓的单一模腔，塑孔栓可选择性地从模腔中缩回。通过只允许在电路板上制出理想孔构型所需的塑孔栓保持在模腔中，而缩回所有其它的塑孔栓，可以在电路板上制出任何所需的孔构型。然而，当需要不同尺寸的电路板时则要更换模具。
需要的是一种可结构变形的模具，它可以很容易地自动变化来制造较小量的不同部件，而不会因更换模具而使机器长时间停车。
本发明提供了一种用于选择性地模塑多个不同部件中的一个的设备，其包括一个具有一第一模腔的第一模体和一个其内带有第二和第三模腔的第二模体。该模塑设备的第一和第二模体中的一个可选择性地相对于另一个运动，使第二和第三模腔中的一个与第一模腔连通。该模塑设备包括一个产生一模体运动的致动器。一模架控制器自动控制该致动器。注塑装置与模塑设备相连，用于将模塑材料注入第一模腔内。
现在参考附图举例说明本发明的一实施例，其中
图1为一可结构变形的模塑机的主要功能组件的图示，用于描述本发明；图2和3为在图1所示的机器中模塑出的一种典型的电联接器壳体的平面图和前视图；图4为沿图2中的4-4线的一横剖面图；图5、6、7、8为图1所示的机器的三个模腔的横剖面图，其示出了各模具的结构；图9为一框图，其示出了图1所示机器的控制功能。
按照本发明的介绍，在图1中简要地示出了一注塑机10的主要功能元件。虽然本模塑机10设置成选择性地模塑若干个不同的电联接器壳体，但可以很容易地使本机器适合于任何适用的理想模塑件。如图1所示，本机器分别包括一机架12和第一、第二、第三模体14、16和18。第一模体14通过任一适当的装置刚性地连接于机架12，而第二和第三模体16和18则滑动地连接于机架，后面将对此进行说明。第一模体14包括一第一表面22和一与第一表面22相交的第一模腔24。一注入器26连接于机架12，并通过一通道28将注塑材料注入到第一腔中，通道28通过一个形成在第一模体内的孔30与第一模腔连通。也可以使通道28直接与第一模腔24连通，而不需要孔24。
第二模体16包括一第二表面36，其平行于第一表面并与其相对，如图1所示。在第二表面36上形成有一切口38，从而形成两个腿40和42。腿40包括一第二模腔44，而腿42包括一第三模腔46，两个模腔均与第二表面36相交。第二模体通过两个彼此成直角设置的滑动件滑动地连接于机架12。从图1中看，一竖直设置的滑动件50的静止部分52通过任何适当的装置与机架12相连，而其可动部分54与第一表面22相对设置，因此其在平行于第一表面的方向上滑动。一第一线性致动器56，在本实施例中为一气缸，连接于机架12，且它包括一个与可动部分54相连的活塞杆58。从图1中看，一水平设置的滑动件60的静止部分62连接于滑动件50的可动部分54，而其可动部分64设置成在朝着和离开第一表面22的方向上移动，同时保持与第一表面垂直。第二模塑体16连接于滑动件60的可动部分64。一第二线性致动器66，在本实施例中为一气缸，连接于可动部分54。第二致动器66包括一活塞杆68，其连接于滑动件60的可动部分64，以便在一缩回位置和一伸出位置之间移动第二模体16；抽回位置在图1中以实线示出，而在伸出位置，第二表面36与第一表面22接合，这在图1中没有示出。设置第一致动器56是为了在一伸出位置和一缩回位置之间移动第二模体16；伸出位置在图1中以实线示出，而缩回位置在70处以虚线示出。
第三模体18分别包括平行的第三和第四表面76和78。一第三模腔80穿过第三模体延伸，并与两表面76和78相交。从图1中看出，一垂直设置的滑动件82包括一个与机架12相连的静止部分84和一个连接于并承载着第三模体18的可动部分。滑动件82这样定位，使第三表面76邻近第一表面22，并与之滑动接合。一第三线性致动器，在本实施例中为一气缸，包括一活塞杆90，其连接于滑动件82的静止部分84，以在平行于第一表面22的方向上移动第三模体18。第三致动器88在一伸出位置、一中间位置和一缩回位置之间移动第三模体，伸出位置在图1中以实线示出，中间位置以标记92处的虚线示出，缩回位置以标记94处的虚线示出。第三模体18包括两个开孔96和98，它们完全贯穿模体18，并与第三表面76相交，其目的后面将予以解释。可以理解，适当地滑动所有三个模体14、16和18，就可以以本领域中熟知的方法取出模塑件。
三个线性致动器56、66和88的控制是由一模架控制器100以通常的方式实施的。控制器100通过控制线路102，在本实施例中为压缩空气线路，与致动器联接，且它可以选择性地控制这三个致动器56、66和88。一光电管控制器(cell controller)104与模架控制器100相连，用以自动地向机器10发出指令，以对三个模体进行结构变形来生产所需的部件。光电管控制器(cell controller)104是在一个制造设备内控制若干台机器的运转的现有的装备件。一输入/输出终端106选择性地与模架控制器100相连，这样，操作员就可手动输入一模塑结构命令。提供一模压控制器108以控制各种标准模压功能，例如打开和关闭模具，向模塑材料注入系统发出指令，以及已完成模塑件的排出。
图9为一框图，其示出上述运行功能。在那里示出了光电管控制器(cellcontroller)104和输入/输出终端106平行地与模压控制器108和模架控制器100相连。模架控制器通过控制线路102与三个线性致动器56、66和88相连并控制其运行，而模压控制器108与标准模压功能件110相连并控制其运行。作用于标准模压功能件110的装置在模塑工业中是公知的，因此在此未予示出或不作描述。
虽然本发明用于制造差不多任何可以模塑的部件都是有利的，但下面的描述将以一电联接器壳体作为一典型的例子，并说明在机器10中模塑某些联接器壳体的独特优点。可以在机器10中模塑出的许多不同的联接器中的一实例示于图2、3和4中。在那里示出了一联接器120，它具有一主体122和左右两端部126和124。端部124和126上带有用于保证与配合的联接器适当匹配的键形件128和用于将联接器壳体120保持在一块电路板(未示出)上的板形锁定件130。主体122包括若干开孔132，用于在随后的组装过程中接纳电触点。在本实施例中，主体122被壁136划分成三个组件134，每个组件上都带有开孔132以容纳两平行排电触点19。这种联接器壳体120通常以各种不同尺寸生产，从而形成一多少类似的联接器家族。每个不同尺寸的联接器都具有相同的左右两端部126和124，但主体122根据所需触点的数量带有不同数量的组件134。下面参照本模塑机10讨论具有三、四、五、六个组件134的联接器壳体120。然而应理解，机器10不限于制造不同联接器壳体的家族，也不只限于制造联接器壳体，而是采用适当的模腔就可用于生产其它模塑部件。
图5、6、7、8分别为第一、第二和第三模体14，16和18的横剖面图。第一模体14的第一模腔24包括用于模塑联接器壳体120的左端部126的一型腔126′和用于模塑三个组件134的三个型腔134′。模体16的第二模腔44在腿40内包括一用于模塑右端部124的型腔124′，第三模腔46在腿42内包括分别用于模塑一右端部124和一组件134的一型腔124′和一型腔134′。第三模体18的第四模腔80包括用于模塑两个组件134的型腔134′。
在运行中，将三个模体14、16和18设置在一第一位置，如图5所示，来生产一种具有三个组件134的第一联接器壳体。使致动器66缩回，以将第二模体16移动到图1所示的位置，然后伸出致动器88，将第三模体18移动到图1中实线所示位置，然后再将致动器56伸出，以便将第二模体16移动到图1中实线所示的位置，然后再伸出致动器66，从而使第二模体向第一表面的方向移动，并且端部40和42分别进入开孔96和98，直到腿40的第二表面36与第一表面22密封地接合，如图5所示。这使得两模腔24和44对准。然后，模压控制器108向注入器发出指令将模塑材料注入到第一腔24并从而进入第二腔44内，以制造出一个三组件联接器壳体。然后，模压控制器108发出指令使模具打开并排出模塑件，关闭模具，并注入模塑材料，制造另一个部件。连续进行这种过程，直到需要不同的部件，例如一种五组件的联接器壳体为止。
将三个模体14、16、18设置在一第二位置，如图6所示。使致动器66缩回，以将第二模体16移动到图1所示的位置，然后使致动器88部分地缩回，以将第三模块18移动到在图1中标记92处的虚线所示的中间位置，使致动器56保持在图1中实线所示的伸出位置，然后使致动器66伸出以向第一表面22移动第二模体16，直到腿40的第二表面36与第四表面78密封地接合，从而将第三表面76压入与第一表面22密封接合，如图6所示。这使得三个模腔24、80、44对准。然后，模压控制器108向注入器发出指令将模塑材料注入第一模腔24，从而分别注入第四和第二模腔80和44中，以制造一个五组件的联接器壳体。然后模压控制器108发出指令，以打开模具，排出模塑部件，关闭模具，和注入模塑材料来制造另一部件。
如果需要一个六组件联接器壳体，则将三个模腔14、16和18设置在一第三位置，如图7所示。使致动器66缩回，以将第二模体16移动到图1所示的位置，第三模体18保持在图1中标记92处的虚线所示的中间位置，使致动器56缩回，以将第二模体16移动到图1中标记70处的虚线所示的位置，然后使致动器66伸出，直到腿42的第二表面36与第四表面78密封地接合并从而迫使第三表面76进入与第一表面22的密封接合，如图7所示。这使得模腔24、80、46对准。然后，模压控制器108向注射器发出指令将模塑材料注入第一模腔24并从而分别注入第四和第三模腔80和46中，以制造一个六组件的联接器壳体。然后，模压控制器108发出指令，以打开模具，排出模塑部件，关闭模具并注入模塑材料来制造另一个部件。
当需要一个四组件联接器壳体时，将三个模体14、16和18设置在一第四位置，如图8所示。使致动器66缩回，以将第二模体16移动到图1所示的位置，然后完全缩回致动器88，以将第三模体18移动到图1中标记94处的虚线所示的位置，致动器56保持缩回，从而第二模体16处于图1中标记70处的虚线所示位置，然后伸出致动器66，从而第二模体16向第一表面22移动，并且端部40和42分别进入开孔96和98，直到腿40的第二表面36与第一表面22密封地接合，如图8所示。这使得两模腔24和46对准。然后，模压控制器108向注入器发出指令将注塑材料注入第一模腔24，并从而注入第三模腔46，以制造一个四组件联接器壳体。模压控制器108然后又发出指令，以打开模具，排出模塑部件，关闭模具，并注入模塑材料来制造另一部件。
这一制造模塑部件的工艺可以按要求持续任意长的时间来以任何顺序生产任意数量的结构各不相同的部件。为了模塑各不同的部件，三个模体14、16和18自动移动到各自的正确位置，这一运动只需要大约两到三秒，因此生产时间的损失很小。熟悉本领域的技术人员可以理解，本发明的介绍用于只有一第一模体和一可动的第二模体的模塑机，或用于具有三个以上可移动模体的模塑机也是有利的，上述三个以上可移动模体形成有不同的模腔组合以生产不同部件。而且所模塑的不同部件不一定属于一个家族，它们可以是完全独立而无关的部件。
本发明的一个重要的优点是可以模塑较少量的不同部件而无需使模塑机停车。模体无需操作人员就可自动进行结构变形。结构变形时不必清除旧的模塑材料，也不必废弃头几个模塑部件，因此用时非常短。制造用于一典型的电联接器壳体家族的结构可变形模具的成本比用于制造多个普通的用于这样的家族的模具的成本低得多。
权利要求
1.一种用于选择性地模塑多个不同部件中的一个的设备，其包括一个具有一第一模腔(24)的第一模体(14)和一其内具有一第二和一第三模腔(44，46)的第二模体(16)，所述模塑设备的特征在于所述第一和第二模体(14，16)中的一个可选择性地相对于另一个运动，使所述第二和第三模腔(44，46)中的一个与所述第一模腔(24)连通，所述模塑设备包括一个用于产生所述一个模体(14，16)运动的致动器(56、66、88)，一模架控制器(100)自动地控制所述致动器(56，66，88)，和一注塑装置(26)，其与模塑设备相连，用于将模塑材料注入所述第一模腔(24)。
2.如权利要求1所述的模塑设备，其特征在于所述第一模体(14)具有一第一表面，而所述第二模体(16)具有一第二表面(36)，第一和第二表面(22、36)的设置是为了使其密封地接合，致动器(56、66、88)的设置是为了通过使所述第一和第二表面(22、36)中的一个朝向另一个移动来实现所述密封接合。
3.一种用于选择性地模塑多个不同部件中的一个的设备，其包括一第一模体(14)，其内具有一第一模腔(24)，一第二模体(16)，其内具有一第二模腔(44)，以及一第三模体(18)，其内具有一第四模腔(80)，所述模塑设备的特征在于所述第一、第二和第三模体(14，16，18)中的一些可以选择性地相对于其它模体移动到一用于模塑一第一部件的第一位置，在该位置只有所述第二模腔(44)与所述第一模腔(24)连通，和移动到一用于模塑一第二部件的第二位置，在该位置所述第二和第四模腔(44、80)与所述第一模腔(24)连通；(d)一致动器(56、66、88)，用于产生所述第二和第三模体(16、18)的所述运动；和(e)与所述模塑设备相连的注塑装置(26)，用于将模塑材料注入所述第一模腔(24)。
4.如权利要求3所述的模塑设备，其特征在于所述第一模体(14)具有一第一表面(22)，所述第二模体(16)内包括一第三模腔(46)，其与所述第二模腔(44)间隔开，并与所述第二模体(16)上的一第二表面(36)相交，所述第一、第二、第三模体(14、16、18)中的一些相对于其它模体可以选择性地移动到一用于模塑一第三部件的第三位置，在该位置所述第三和第四模腔(44、46)与所述第一模腔(24)连通。
5.如权利要求4所述的模塑设备，其特征在于所述第一、第二、第三模体(14、16、18)中的所述一些可以选择性地相对于其它模体移动到一用于模塑一第四部件的第四位置，在该位置只有所述第三模腔(46)与所述第一模腔(24)连通。
6.如权利要求5所述的模塑设备，其特征在于所述致动器(56、66、88)设置成在一平行于所述第一表面(22)的方向上产生所述第二和第三模体(16、18)的所述运动，并在一朝向和离开所述第一表面(22)的方向上产生所述第二模体(16)的所述运动。
7.如权利要求6所述的模塑设备，其特征在于所述第三模体(18)具有第三和第四表面(76、78)，当所述第一、第二和第三模体(14、16、18)处于所述第二和第三位置之一时，所述第三表面(76)与所述第一表面(22)密封地接合，且所述第四表面(78)与所述第二表面(36)密封地接合。
8.如权利要求6所述的模塑设备，其特征在于当所述第一、第二、第三模体(14、16、18)处于所述第一和第四位置之一时，所述第二表面(36)的一部分与所述第一表面(22)密封接合。
9.如权利要求6所述的模塑设备，其特征在于所述第三模体(18)具有第三和第四表面(76、78)，所述第三模体(18)包括一贯穿其中延伸并与所述第三和第四表面(78)相交的孔(96、98)，而当所述第一、第二、第三模体(14、16、18)处于所述第一和第四位置时，所述第二模体(16)的一部分(40、42)延伸入所述开孔(96、98)中.
10.如权利要求9所述的模塑设备，其特征在于所述第一、第二和第三部件为电联接器壳体(120)，各有一左端部(126)、一右端部(124)和至少一个设置在二者之间用于将若干电触点接纳于其内的组件(134)，其中设置第一模腔(24)来模塑所述左、右端部(124、126)中的一个，并设置所述第二模腔(44)来模塑所述左、右端部中的另一个。
11.如权利要求10所述的模塑设备，其特征在于所述第一模腔(24)设置成用来模塑三个所述联接器壳体组件(134)，所述第四模腔(80)设置成用来模塑两个所述联接器壳体组件(134)，而所述第三模腔(46)设置成用来模塑一个所述联接器壳体组件(134)和所述左、右端部(124、126)中的一个，因此，所述第一部件包括左、右端部和两端部之间的三个联接器壳体组件，所述第二部件包括左、右端部和两端部之间的五个联接器壳体组件，且所述第三部件包括左、右端部和六个在两端部之间设置的联接器壳体组件。
全文摘要
本发明公开一种在一可结构变形的模具中注塑若干不同部件的方法和设备。模塑机10包括一连接于一机架(12)的第一模体(14)和可相对于第一模体(14)移动的第二和第三模体(16、18)。一模架控制器(100)连接并控制三个线性致动器(56、66、88),设置这三个线性致动器用来将三个模体移动到不同的结构。各模体具有模腔(24、44、46、80),它们可以与其它模体中的模腔对准以形成不同的组合,用来成型各种不同的部件。
文档编号B29C45/76GK1185767SQ96194256
公开日1998年6月24日 申请日期1996年5月15日 优先权日1995年5月31日
发明者T·F·达维斯 申请人:惠特克公司