专利名称：压塑塑料制品的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及压塑带盖塑料制品的方法和装置。
与注射成型塑料制品相比，一般压塑带盖的塑料制品。代表性的专利包括美国专利2027536、2155316、2218456、2402462、2891281、3210805、4296061、4314799、4343754、4355759、4497765、4640673、4755125和欧洲专利0091653A2。
在压塑塑料制品中，有影响所得的制品的那种内在变量。这种变量之一是实施到模具上的制造公差。因此，模具在机器上的设置是不同的。当模具在成型位置装配时，成型表面之间的空间体积就在模具装置间变化。进一步的变化是在每一模具装置之内浇注的塑料填充的重量和/或体积。
在欧洲专利0747192A2中，揭示了一种发明，其提供了一种压塑带盖塑料制品的方法和装置，其中可以精确地控制成型压力；其中可以容易地调整成型压力；其中对模具不直接施加外侧力到成形模具上；其中易于更换模具；其中易于变更模具工位的数目和尺寸；以及其中通过改变模具和附属的驱动机器可容易地生产各个种类和尺寸的带盖制品；其中模具将补偿颗粒或加料重量的变化，在模具闭合位置的模具容积变化和其中易于吸收相当大的过载，例如塑料的双倍加料而不使模具或整个装置过载。
在以上限定的欧洲专利申请中，压塑带盖塑料制品的方法和装置包括提供共作用的模具装置(包括用于移动模芯和芯套与相对于第二模具装置的模腔啮合的第一装置)。模具的第一装置包括在模具和固定的上凸轮之间的操纵器。第二模具装置包括支撑模腔和连接底部固定凸轮的操纵器。在第二模具装置上提供在预定压力充入的大气，优选氮气的气缸，并控制压塑力。在优选的方式中，在相对于由中心柱支撑的转动转盘上的圆周空间提供许多套模具。用一普通歧管在精确控制的压力下将压力施于每一氮气气缸。
与各个模具结合的每一充气气缸具有按照系统压力限定的普通预定的压力，每一气缸通过连接管件和歧管与全部模具气缸的每一个并联。
在优选的方式中，每一气缸具有通用的直径因此需要相同的力使每一柱塞在其各自的缸体内相对于普通系统压力变位。在压塑过程中，优选每一成型部分都用恒定的成型力成型并将偏差保持在最小。此力足以完全形成零件但是并不高到造成材料从邻接模具表面溢料。
由于制造公差而在模具内出现体积偏差以及塑料材料加料在体积和重量方面可以变化，这些都是现有技术熟知的。此外人们还知道在颗粒体积加料中由于机器安装不正确，或由于塑料的双加料，或由于在接收进一步的加料之前先成型的零件没有从模具取出而造成偶然的严重错误。
由于这个原因，优选包括一种装置以补偿因以上现象而造成的聚集的体积偏差同时不超过由先前提及的系统压力建立的预设成型力。
此外体积偏差有一极限，越过此极限所得的零件不是有用的所希望的成型零件的几何图形。
在优选的形式中，每一第一模具装置朝着第二模具装置的各个模腔前进一个普通固定冲程以闭合模具并使塑料填充模具。通常塑料加料均在所希望的重量公差之内以便正确地形成零件并在成型阶段过程中在熔体中增高压力直至达到所希望的成型力，模腔相对于支撑气缸倾斜以便限制成型力进一步提高。通过这种方式，当达到所希望的成型力时，在相结合的模具内的容积空间在模具第一装置的冲程期间基本上保持恒定。
如果塑料加料的尺寸小于为生产功能零件的较低公差且尺寸不足以填充模具，则在完成第一模具的冲程之前达不到所希望的成型力，所得的零件就会有孔隙，通常称作“缺料”。
显然，如果加料超过生产合格零件的最大公差，则重要的是在其各个气缸的控制下保证模具容积通过模腔的进一步倾斜而补偿以使模具力达不到损坏模具或机器的比例。
为了在每一连续的模具内保持恒定的成型力，优选在模具内含有力补偿装置，这样就可不受任何外部影响并具有极小的移动部分以降低摩擦。还优选对于力的补偿不使用机械弹簧，因为在弹簧额定值内它们有变形，易于出故障，不易于再设定。
在有圆周壁和基体部分的盖的压塑中希望调节塑料材料的加料变化同时不影响模具的阳模和阴模之间的轴向关系。根据该发明的另一方面，提供使用两件模腔模具的力法和装置，该模具可在两件之间相对移动，其中由气缸控制的相对移动与成型力方向相反。这种方法和装置在制造带螺纹的盖，双壁盖和需要盖的填塞工具是有用的。
在制造盖时，其中根据该发明控制盖的圆周壁的塑料量，该方法和装置包括提供底模，其中模腔包括两件，内件形成盖的基体，外件形成盖的圆周壁。外件由弹簧加载，内件由气缸的压力支撑。外件可由附加凸轮驱动的外部驱动器驱动。
根据该发明的另一形式，在制造具有双圆周壁的盖时，模腔带有内件和外件，其中内件由气缸的气体压力支撑。该模具包括模芯、弹簧加载的芯套、脱模套和内套。内套由辅助驱动器驱动并与模腔共同操作，通过控制模芯和外套提供双壁。
根据该发明的另一形式，配置模具以形成耐骤冷盖并操纵辅助驱动器以形成需要卡箍的填塞工具然后形成桥，其将需要卡箍的填塞工具连接到盖上。
图1是概括本发明的装置的平面图。
图2是沿图1中的2-2线取的剖面图。
图3是部分被去除的类似图2的剖面图。
图4是沿图1中的4-4线取的局部剖面图。
图5是局部图解水平剖面图。
图6是一套上模和底模的垂直剖面图。
图7是图6所示一套模具的底模组件放大比例的局部剖面图。
图8-11是一套模具在压塑成型各个步骤的局部剖面图。
图12是部分图7所示模具的局部侧面立面图。
图13是沿图13中的13-13线取的局部剖面图。
图14是本发明所用氮气系统的示意图。
图15是改进系统的示意图。
图16是改进的一套上模和底模的垂直剖面17-21是图16所示模具在压塑各个步骤的局部剖面图。
图22是模具一部分的侧面立面图。
图23是从图22所示模具改进部分的放大比例局部剖面图。
图24是沿图23中25-25线取的剖面图。
图25是模具进一步改进形式的局部垂直剖面图。
图26A,26B，和26C是显示图25的模具在操作的各个步骤的局部剖面图。
图27是一种类型塑料盖的局部剖面图。
图28是另一种类型塑料盖的局部剖面图。
图29是另一种类型塑料盖的局部剖面图。
图30是图29所示盖的放大比例的立体剖面图。
图31是沿图30中32-32线所取的放大比例的剖面图。
图32是模具零件的分解图。
参见图1-3，显示了具体表现本发明方法和装置的旋转装置，其包括机座20，支撑拄21，在该拄上由上部和底部锥形轴承23,24转动安装着转盘或圆盘传送带22。转盘22包括垂直隔开的支撑22，它含有环形上部支撑22a，环形支撑22b，和底部环形支撑22c。在上部支撑22a上安装了许多上部支撑部分25以限定一个环。在中部和底部支撑22b,22c上安装了许多底部支撑部分26以限定一个环。每一支撑部分25支撑一个或多个圆周隔开的驱动器34。每一支撑部分26支撑一或多个相邻该装置底端的驱动器52。安装驱动器34以便在(安装在支撑部分25的)护罩34a中垂直移动，支撑部分25依次安装在上部环形支架22a上(图2,3)。
上部模具27与每一驱动器34相关联并包括可移动的组件27a(其安装在驱动器34的底端)和固定组件27b(其安装在弓形件26的部件26a上，该弓形件固定在支撑22b(图6)上)。固定环形凸轮29由拄30支撑(图1,4)并与上驱动器34相关联。驱动器34依次在其上端有一凸轮滚柱35用于啮合凸轮29。
在每一底部驱动器52上安装一底模28。将固定的环形凸轮31支撑在机座20上并与底部驱动器52相关联。
模具的每一底部组件28包括阴模组件51和冷却水歧管51a。每一驱动器52在其底端有一滚柱60用于啮合凸轮31(图6)。
参见图6，固定组件27b安装在弓形件26的弓形部件26a上。可移动组件27a包括阳模或模芯41，由弹簧45向上推动弹簧载荷的芯套42和由脱模弹簧43向下推动的脱模套44。模芯41由几部分构成并限定阳模。
参见图6和7，每一驱动器52安装在支撑体50中形成弓形部件26b的一部分。模具51相对于驱动器52的相对移动受到限制并由模腔弹簧53(其作用于起模项杆54上)形成向上的推动。底部驱动器52进一步包括柱塞55，其啮合保压弹簧模塞56，后者依次啮合氮气气缸39的活塞57。中心弹簧59被置于保压弹簧模塞56和柱塞55之间。以精确确定的压力给氮气气缸39提供氮气穿过具有模孔的连接器62供至氮气腔室39下面的区域或腔室61。
在此模具模式中，通过芯套42和附着到芯套42上的芯41由消失行程连接实施成型力，模芯41由排列的弹簧45向上位移。上凸轮29是固定的，因此芯套42向下移动固定的冲程(象由上凸轮29所控制的那样)。
参见图12和13，采取措施迅速移动模腔51并包括具有彼此隔开的臂81(其啮合驱动器52中的环形槽83和模腔51中的槽82)的模箍80。驱动器52中的槽83由臂81紧贴啮合。模腔51中的槽82具有较大的轴向宽度致使模腔51具有有限的相对于驱动器52的移动。臂81上的弹簧负载活塞84向内延伸以啮合模具28的圆周。模箍80包括手柄85以便于抓紧模箍80。
一个模腔51设置在底模驱动器52上，但通过图12和13所示的结构模腔51可以相对于驱动器52自由地作有限量的轴向位移并目模腔51在底模驱动器52内通过序列弹簧53而被向上卡住。这些弹簧53在冲程中受到起模顶杆54的限制，其起模顶杆导座54a上。模腔51支撑在柱塞55上，其维持对向上运行的限制。柱塞55接触保压弹簧模塞56，弹簧59安装在两个组件之间。保压弹簧柱塞56，依次接触氮气气缸39的活塞杆57。
参见图7，氮气气缸39一般完全是外冲程的，维持保压弹簧柱塞56靠着底模驱动器52内的定位挡块表面52a。当不受约束时柱塞55，将通过中心弹簧59向上移动直至达到底模驱动器52内的挡块表面52b为止。
参见图6，显示的是用于降低上驱动器34的装置，该装置包括其上端的第一滚柱35用于啮合上凸轮29使阳模组件32向下移动。另外，提供第二滚柱70，它象滚柱35那样围绕相同的轴线转动，其在操作周期中按序啮合第二固定的上凸轮72(图2)以便提升上模27。
参见图6，显示的是用于提升底驱动器52的装置，该装置包括驱动器52上的滚柱60，其啮合底凸轮31。另外，提供第二滚柱74，它象滚柱60那样围绕相同的轴线转动并啮合第二固定底凸轮77以保证模腔51在其最低位置接收塑料颗粒。
操作参见图6-11，操作包括以下步骤1#位置打开图6-7显示模具打开状态，上模组件27向上和底模组件28向下。
2#位置模具闭合如图8显示，热塑性材料的颗粒加料送入阴模之后，底模驱动器52通过底凸轮31提升固定冲程，模腔51接触脱模套44(图9)。脱模套弹簧41最初压服较弱的模腔弹簧53，随后是活塞55中的小弹簧59(图6)直至消除间隙且氮气气缸39抵抗模腔的任何进一步压缩。在这一点对于底模向上的冲程的剩余部分由脱模套44向上压靠弹簧43。
3#位置成型参见图10，现在上模由固定的上成型凸轮29控制，下降固定的冲程以便成型零件。当成型压力提高以便形成与氮气气缸39的力相等的力时，氮气气缸39的活塞57移动以限制模具上的成型力。这迫使模腔51下降，造成脱模套弹簧43向下移动脱模套44(与模腔51一致)直至完成上模冲程。
3#位置保压参见图11，保压通过凸轮29、31的平行部分，并在氮气气缸39的控制下实现。在此阶段过程中不发生模具的相对轴线移动。
4#位置降低保压力部分参见图11，通过溢流步骤在上凸轮29中达到较小的保压力，其使芯套41与凸轮29脱离接触。这造成氮气气缸39的活塞57排气冲程直至保压弹簧柱塞56接触到底。模腔51同时由氮气气缸39提升，芯套42与模芯41一道被模腔51提升。现在保压力由上驱动器34和模销组件的重量来维持。底驱动器52中的模腔弹簧53在成型周期的这一部分不发挥作用只是保持受较高标称的脱模套弹簧43的压缩状态。内轴55上的小弹簧59在此时也不起作用。
5#位置模腔脱模在盖从模腔51脱模的过程中，底模驱动器52下降，把盖留在模芯41上。如果成型带螺纹的盖，则一般脱模套弹簧43不克服所需要的盖螺纹牙剥离力，而保持受压缩状态，脱模套44不向下移动。
由于滚柱70与第二上部凸轮71的啮合(图2)，通过直接向上的凸轮作用随后抽出模芯套42。由于盖的螺纹对脱模的阻力造成模芯41不上来，直至消除其与模芯套42的无效运动。此时模芯41通过模芯套42的作用也被向上拉起，由于脱模套弹簧43克服脱模力，造成模芯套42压缩模芯套弹簧阵列45，和要从模芯41脱模的零件。
参见图14，通过参考此示意图可更容易地理解提供氮气至每一气缸的控制系统。符号LOAD表示连接到转盘22上转动联轴器R(图2)的气缸，其通过压力控制组件和压力调节器及节流阀依次连接到氮气源例如气缸。线L例如软管从转动联轴器R(图1)延伸到氮气气缸39的联轴器C(图6)。在优选的形式中，压力控制组件包括将气体排出至大气的螺线电磁阀，和可容纳来自氮气气缸的压缩气体的第二螺线电磁阀。连系装置是计算机和交互屏以使操作者通过直接输入选择所希望的系统压力设定值，或从计算机通过菜单选择而自动建立设定值。优选的是，参考逻辑控制的压力信号表示高的和低的压力限制，逻辑控制连续地比较来自压力转换器的反馈信号(其表示任何时刻的实际系统压力)。当被检测压力高于上限设定值时，逻辑控制激发第一螺线电磁阀从系统中排气直至系统压力在限制值内为止。反之，系统压力低于下限时就使第二螺线电磁阀操作以便接纳来自气缸的高压氮气直至系统压力再回到压力限制范围内。在最简单的形式中阀可被及时激发避免双重限制的复杂性。
尽管以上说明表示本控制组件的优选形式，然而也可以使用能实现这种控制的其它控制系统，而且不用来限制本发明的范围。
图5是在各个水平剖面的复合剖面图。在图5左下方的1/4中，显示多个扇形体25如何安装在转盘上而且每一扇形体支撑五套上模的驱动器34。在左下方的1/4中显示许多扇形体25每一个如何支撑驱动器上的五套上模27。在左上方的1/4中显示在扇形体33上如何提供许多，例如五个，底模28底部的驱动器52。因此，如果想改变模具的尺寸或数量，根据模具尺寸扇形体可以支撑更多或更少的模具套数。
在一般的操作中，用气缸的最小压力，例如，在0.030英寸的等级实现成型力控制。不管闭合模具体积容量的微小变化，并且不管所输送颗粒的重量的微小变化都维持此控制。在不当心将双倍的颗粒投入特定的模具时或由于非正确地设定对于特定模具的平均颗粒重量输送量时，气缸在对其起作用的模具内逐个压缩缓冲模腔的附加冲程并可压缩限制成型力至如由气体系统压力预设的至高所达到的量，例如大约0.500英寸。对于要成型的零件如果颗粒重量在特定范围之外，则所成型零件将是有缺陷的，而机器载荷由上述成型力控制限制，因此可以避免机器损坏。
此外，由于模具内的气缸由普通系统连接，而且由于该系统体积比在正常成型操作过程中系统体积的变化大得多，(超过1000∶1)于是系统压力基本上恒定并且每一模具随后被控制到相同的预设成型力。
因此，由于在所有时间都将相同的预定力施于模具装置因此每一套模具在整个成型周期过程中都完全得到控制。另外，每一套模具都得到控制而对相邻的或其它的模具装置则无不利影响。
因此本发明的优点可总结如下a)在每一套模具上提供精确的压力控制。
b)在每一周期的成型和保压部分过程中将预先确定的压力施于每一套模具。
c)在成型过程中的所有时间该力基本上是恒定的。
d)每一套模具的压力控制对任何其它气缸的压力控制无不利影响。
e)使用分离的驱动器其可消除上部模具的侧面负荷。
f)易于改变成型模具的性能。
g)易于改变形成各种各样尺寸和重量制品的模具的数量和尺寸的性能。
h)使用的连续凸轮仅需要极小量的维修。
虽然在优选的形式中提供了气体气缸，但是根据本发明的另一方面，该气缸可包括如图15中示意图示的通过旋转联轴节而提供的液压流体液压缸。被称作LOAD的该液压缸通过转动联轴节而连接到压缩气体的储气筒且该系统从带有可调限压阀的低真空泵供油。充气储气筒保证迅速改变系统体积结果活塞在各个气缸内位移而避免对大体积泵的需要。如果充气储气具有足够的容量，则所得系统内的压力控制基本上是恒定的。
此系统对本发明的优选形式以相类似的形式起作用，压力通过使用伺服自动操作释压阀遥控。然而，它在可能与油污染相关联的环境中存在缺点。
没有充气储气筒的液压系统不能象本发明的优选形式那样有效因为液压流体基本上是不可压缩的且不能象气体系统(其中流体是可压缩的)那样有效地控制或起作用。
因此可以看出提供了一种压塑成型带盖塑料制品的方法和装置其中成型压力可被精确地控制；其中成型压力可被容易地调节；其中模具上的横向力不直接施于成型模具；其中模具易于更换；其中模具工位的数量和尺寸易于更换；和其中各个种类和尺寸的带盖制品通过更换模具和相关的操纵机器而易于制造；其中模具将补偿颗粒或加料重量中的变化，成型模具在闭合模具位置中容积的变化和其中显著的超载(例如塑料的双加料)易于被吸收而不使模具超载或装置超载。
图16-21显示用于制盖等类似物的上模和底模的改进形式以调节加料中的变化并保证附加材料对盖的特殊部分的分布。在这种模具中，底模28a支撑在驱动器52上并包括阴模组件51b(其包括弹簧负载的外部或圆周部分51c和由氮气气缸39支撑和作用的内部部分51d)，其以与图1-15所述氮气气缸39相同的方式发挥作用。外部部分51c通过冷却水歧管51e冷却和内部部分51d通过冷却水歧管51f冷却。底模组件28a以象图12和13所述第一种形式相同的方式可移动地安装在驱动器52上。
在这种形式中，上模组件27c没有象图6-11中所示形式中的脱模套弹簧，脱模套44a在约束力范围内的轴向方向，如现在所所述，自由地浮动。如图19和20所述，上模27c保证在驱动器34a和脱模套44a之间限制位移。在芯套42a上的肩部限制芯套42a相对于脱模套44a的最大向下位置这样芯套42a和模腔51b之间的相对关系也受到限制。
模具驱动器34和52对所有的模具形式都是相同且通用的。在此形式中，内部部分51d形成盖的顶部并在外部部分51c内滑动，该外部部分形成盖的侧壁。外部部分51c在驱动器34内由如在图6-11中所示的模具形式中相似的弹簧阵列45分开弹簧负载。内部部分51d支撑在活塞55a上就象图1-15中所示的模具样式的一个模腔那样。驱动器34冲程也与那种形式中的驱动器34一样。
可由图16-21所示模具制造的代表性的塑料盖示于图27中。这种盖包括底壁B和圆周边缘S(其有内螺纹T)并且可以具有美国专利5265747中所示的类型，该专利在此引作参考。内衬L在压塑成型之后加到盖上。
操作参考图16-21，该操作包括以下步骤1#位置打开图16和17图解模具在打开位置。
2#位置对中模腔51c以固定冲程向上前进到脱模套44a并上举脱模套44a直至脱模套44a到达其行程的上限为止。在这时，脱模套44a和外模腔部分51c被阻止移动，对于底模冲程的剩余部分模腔弹簧45被压缩。
3#位置成型上模27c然后下降固定的冲程以形成盖，到达模具限位，压缩氮气气缸39，使内腔部分51d向下移动直至完成上模冲程(图20)。同时，芯套42a与脱模套44a的上表面接触(图20)并向下移动外模腔部分51c压缩外模腔弹簧45(图20)。
在成型阶段完成时，芯套42a，脱模套44a和外模腔部分51c在固定的轴向位置关系(图21)。这并不随着材料重量的变化而改变。这是本发明的主要优点。
3#位置保压这通过在氮气气缸控制下凸轮的平行部分来完成。在此阶段不发生相对移动。
4#位置降低保压力部分在上凸轮向上步骤(如图1-15中所示)造成上驱动器34升起是因为其被氮气气缸上举。外部模腔部分51c，依次被其弹簧阵列53上举是因为允许脱模套44a与芯套42a向上移动。弹簧柱塞56限制氮气气缸的向外冲程。现在内模腔由模腔支撑器柱塞55中小弹簧59a大大降低的力向上支撑，其与上模27c和上驱动器34a的重量相对。
5#位置模腔脱模在脱模过程中，底模驱动器52下降，将盖留在模芯上。脱模套44a保持与盖边缘对中且其没有相对的弹簧。
在芯套42a缩进的过程中，脱模套44a已到达其行程的极限。在此时，脱模套44a的作用是当芯套42a连续缩进时使盖脱模，抽出芯41a。由于没有脱模套弹簧，所以脱模套44a没有快动作用结果出现平滑脱模。
这种方法和装置的形式提供所希望成型力的控制以承受不同的材料变化并适应由于过量加料使塑料留在闭合模具内而造成的机器和模具的可能超载。此外，该方法和装置提供的补偿手段在塑料加料正常变化情况下不影响模具阳模和阴模零件的轴向关系。如此处所述，该方法和装置对于当用压塑成型方法成型时生产成型桥形或对于扯开带的压缩部分的模具操作是有用的。当产生充分的成型力顶着本系统压力压缩氮气气缸时，该方法和装置的开口模腔通过使内模腔移动而完成这些目的。
总之，该方法和装置的这种形式具有以下优点(1)使用两件模腔结构由此内部部分轴向滑动连接到外部部分并且由此内部部分啮合流体驱动的气缸，优选是氮气驱动的，这样贯穿成型操作的成型力是恒定的并且优选由普通系统压力控制施加于气缸和相邻模具中所有其它气缸的。
(2)该装置中包括氮气气缸和模腔驱动装置的底模驱动器是通用的，具有上述两个主要模具样式此处所述的两个对开模腔和以上及在上述申请EP0747192A2中所述的的一个模腔，均在此引作参考，不作任何调整或零件的变化，浸湿的模具表面和它们的各个组件除外。
模具也可被成形以形成盖，其更复杂例如具有较薄部分，或双壁或具有安全标志带(tamper indicating tape)表示形式。在图22-26中所示的模具中，所设计的上模和底模用于形成零件例如双壁或图28中所示的管盖。这种塑料盖包括底壁B1，内圆周壁Ⅰ(其有内螺纹T1和外圆周壁或外缘)这种形式模具的结构类似于图16-21中所示的形式，对应的零件带有所示的下标。在此形式中，上模不同于在图6-11和图16-21中所示形式中所述的利用轴向驱动器。
如图23所示，上模27c包括如在上述形式中的可移动组件27d和固定组件27e。然而，上模包括第二套90。上模包括芯套42，芯41，和脱模套44b。套90插在脱模套44a和芯套42a之间。脱模套44b和芯套42a形成两个环形空间91,92用于成形塑料以限定两个同心安装的圆筒。
内套90在脱模套44b内的环形空间内轴向移动并在其上端有槽93，通过此槽外部驱动器95(图22、23)可接触套90并产生所希望的内套90相对于脱模套44b的线性运动。内套90相对于脱模套44b的向下运动受到(脱模套44b外圆筒内侧上的)肩部的限制，其啮合内套90外侧上的配套肩。压缩弹簧99顶着驱动器分叉96负载并在内套90上顶着脱模套44ab提供向下的限制力(当在其自由条件下时)。驱动器分叉96包括有两个分叉凸出97的主体。驱动器分叉96附着到辅助驱动器95上并，依次通过所说的槽接触模具内套90(图23、24)。驱动器分叉96通过枢轴98连接到驱动器95并具有有限的中枢移动，其在向下方向受肩部螺栓98a的约束在向上方向受弹簧负载的柱塞99的约束。
芯41c通过快放联轴节直接连接到主体上部驱动器34上并与驱动器95一致运动。可以看出辅助驱动器95向下的轴向驱动在弹簧99的控制下将在内套90上产生移动直至内套移动因与脱模套44b的接触而受到限制。弹簧99通过保证在驱动器分叉96和内套90之间的空转连接而在内套90上提供限制力可供凸轮和驱动器的加工和组装公差之用。
辅助驱动器95当升起时举起内套90至其希望位置。参考图22和23及24，两个主要上部驱动器34和辅助驱动器95定向安装在相同的上部驱动器支架内。它们轴向位移和平行并可独立轴向滑动。辅助驱动器95具有附着到其大体中间位置的凸轮顶杆支架100，附着的凸轮顶杆101用以通过外凸轮103提供对轴102的驱动。辅助驱动器轴102的上端也通过轴承滑动啮合到主驱动器34上，和辅助轴102的底端被钉到冷却块105上。冷却块105也以滑动接触的方式被轴承连接到主驱动器上。由此设置可以看出两个轴34、102能独立地相互轴向移动但是在其轴承内不转动，而且被刚性固定不使用特殊形状的导拄或键槽或其它装置。冷却块105，以及提供对辅助轴的抗转动也用作用于冷却水的分布歧管，并从封闭的机器内部到易于通过的机器外部的传导提供冷却剂以便通过快速断开的管接头容易地断开模具冷却剂管线。凸轮顶杆托架100有与凸轮啮合滚柱101成直角轴承安装的第二凸轮滚柱104，这样顶着来自凸轮滚柱101的反应力提供辅助轴102的辅助支撑。辅助驱动器凸轮导轨103是机器安装的并且可被相连用于在转盘转动过程中啮合。另一方面，该凸轮可被放置在需要驱动的局部区域。通过移动凸轮单元或用具有不同轮廓的凸轮更换，可以改变辅助驱动器95的驱动。
底模用图16-21中所述原理的对开模腔构成。在操作中，辅助驱动器95降低移动内套90与脱模套44b接触并且，当模具随转盘转动时，底模由凸轮作用升高啮合脱模套44a压缩外模腔弹簧45。一般的操作程序如以下结合图16-21所示对开模腔形式所述。
上模下降固定的冲程形成零件。朝着该冲程的底端，内模腔顶着氮气气缸被倾斜。这样成型力受到限制并且材料的变化适应上面板的厚度。接近成型周期的末端且在未负载程序之前，辅助驱动器95通过凸轮作用升起，内套90从成型的零件抽出，这样就使盖的内螺纹部分从其模具表面脱模，同时通过盖的内壁和外壁提供脱模力，这样就避免零件变形。此脱模通过升高主上部驱动器34从而抽出模芯41b而完成。可以构成模芯41b以形成牢固的波纹或其它部件以及或螺纹的替代物。
这种形式的方法和装置因此能压塑成型确定类型的盖或制品例如双壁盖并且利用许多需要独立驱动的模具套。通常，为了使盖脱模或制造具有双壁的盖，需要对盖的内部和盖的外部施加脱模力以防止盖破裂。在管状盖的情况下，第二套90由外部装置驱动并在两个脱模表面之间的环形空间操作。第二套90优选独立地驱动主模具冲程并可由提供的外部凸轮调节。
在牵涉较大尺寸以及模芯较重的情况下外部驱动也可被用作弹簧支撑模芯销的取代物。在此情况下弹簧不太灵敏换句话说脱模作用被削弱。
因此，该方法和装置提供一种驱动方式其可灵活适应各种模具样式，需要上模套驱动。
例如，安全指示塞(包括安全指示带和塑料盖之间的桥)可通过压塑形成。这种盖示于图30-33，它包括机座壁B2，内环拄塞P，外壁或缘S2(有内螺纹T2)。安全标志带C在内表面有许多棘轮齿R并通过整体桥E连接到壁S2。这种盖示于美国专利3980195中，该专利在此引作参考。
参见图25和26A,26B和26C，该模具包括如在图16-26中所示的其它形式的对开模腔并且包括第二驱动器95，如在图22-25中所示的形式。底模基本上是相同的因此在图中使用对应的数字。上模27f包括模芯41d，模套42d和脱模套44d。套90a置于脱模套44d和芯套42d之间。
模腔是双片(对开)模带有弹簧载荷的外模腔51c，氮气驱动的气缸对内部零件相当于一个弹簧。
套90a在其外径有许多槽90b形成具有向内突出的齿轮的安全标志带。槽90b的深度是这样的，齿的末梢(E)在盖壁边缘外径的局部内部形成，因此在安全标志带和盖的边缘之间形成松散的塑料桥如图32所示。
这种模具使塑料自由流动充入模腔然后形成构成桥的通道。
图26A、26B和26C的操作保证在完成上模冲程之前在氮气气缸力的作用下通过维持内腔部分高压而填充带。
这允许通过旁通如图26B所示的桥而填充带，并在模具的最后冲程过程中邻近桥最终形成材料，如图26C所示。
这种形式易于实施以形成其它盖例如带螺纹的牛奶瓶上盖，和其中相对于螺纹被向外卡住的安全标志带的盖。
由于这个原因，图21和26A、26B和26C中所示的模具可以与对开模腔一起使用。
这样图16-21和图22-25所示的模具形式具有以下优点1)使用外部带有抗转动装置且与任何模具元件无关的辅助驱动器。
2)对于制造管形盖或其它应用(其中独立驱动一个以上的模套而保留模具部件)使用辅助驱动轴3)通过双驱动轴驱动模具的方法，其中双轴相互轴向位移并且在独立的轴向相互滑动连接，其中两轴相互受到转动约束。
4)操作辅助驱动轴的方法，由此其对主驱动轴的轴向关系由凸轮导轨控制，此凸轮导轨根据各种所希望的模具动作是可更换的。
5)用于压塑成型管形盖的模具，该盖具有通常内壁和由环形空间隔开的通常较大直径的外壁或边缘。
6)模腔是带有弹簧负载的外部部分的两片(对开)结构，氮气驱动的气缸相当于用于内部部分的弹簧。上模包括弹簧负载的套和模套及模芯，每一模芯在模套内滑动。模套在其外径有槽以便在压力下形成安全标志带。
由此可以看出本发明提供一种方法和装置，其中塑料制品例如塑料盖可被压塑成型，该方法和装置适应塑料材料的各种变化而不影响模具的阳模和阴模之间的轴向关系；其中盖具有底座壁和两个圆周壁；并且其中盖具有比盖的圆周壁更大直径的安全标志带，它由整体成型的桥连接其上。
权利要求
1．一种压塑成型塑料制品的装置，包括第一上模组件(27或27b或27c或27d)，其具有与其相联的阳模(41,42,44或41a,42a44a或41b,42b,44b或41d,42d,44d)，第二底模组件(28或28a)，其具有与其相联的腔模(51或51b)所说的腔模具有圆周部分和内芯部分，它们彼此之间具有受限的相对运动，与所说的第一模具组件相联的第一固定凸轮(29)和与所说的第二模具组件相联的第二凸轮(31)用于移动所说的第一模具组件和所说的第二模具组件相互靠近或分离，流体气缸(39)，其具有在预定压力填充流体的腔室和与所说的第二模具组件相联的活塞(57)，所说的腔模的所说的中心部分与所说的流体气缸的所说的活塞相联致使在所说的流体气缸和所说的相联模具之间存在受限的安全位移，用于将所说的第一和第二模具组件相对于所说的凸轮移动的装置(22)以便彼此相对地移动第一和第二模具组件以闭合模具并压缩在腔模内的挤出物加料。
2．权利要求1中所规定的装置，其中所说的流体气缸(39)相邻腔模(51或51b)设置。
3．权利要求2中所规定的装置，其中所说的流体气缸(39)包括气缸。
4．权利要求2中所规定的装置，其中所说的流体气缸(39)包括氮气气缸。
5．权利要求2中所规定的装置，其中所说的流体气缸(39)包括液压缸。
6．权利要求1-5任一项所规定的装置，其中所说的装置包括第一模具组件(27或27b或27c或27d)，相联的第二模具组件(28或28a)，和相联的流体气缸(39)的组阵列，及用于在环形通道内依次移动所说的模具组件组通过一个工位的装置(22)，其中挤出物加料被依次输送到腔模，随后移动所说的模具组依次通过所说的凸轮以使该加料形成制品。
7．权利要求6中所规定的装置，其中所说的用于移动所说模具组的装置包括可转动的转盘(22)，所说的模具组件组安装在其上，和用于转动所说转盘的装置。
8．权利要求7中所规定的装置，包括连接所说流体气缸的流体腔室至流体压力源的装置(62)
9．权利要求8中所规定的装置，包括检测所说流体气缸中压力和产生信号的装置(图14)和根据由预定压力的压力信号的变化控制压力的装置(图14)。
10．权利要求9中所规定的装置，包括在所说的压力源和所说的流体气缸之间的转动联轴节(R)。
11．权利要求10中所规定的装置，其中设置所说的用于检测压力的装置(图14)以便检测压力源和所说的转动联轴节之间的压力。
12．权利要求20-24任一项所规定的装置，其中所说的第一模具组件(27或27b或27c或27d)包括柱塞(41或41a或41c)，所说的第二模具组件(28或28a)包括用于形成具有底座壁和圆周边缘的盖的模腔(51a)。
13．权利要求12中所规定的装置，其中所说的模具柱塞(41或41a或41c)和所说的腔模(51或51a)具有形成具有底座壁和圆周边缘以及在圆周边缘上的内螺纹的盖的构形。
14．权利要求13中所规定的装置，其中所说的第一模具组件(27或27b或27c或27d)包括脱模套(44或44a或44b或44d)。
15．权利要求14中所规定的装置，其中所说的第一模具组件(27或27b或27c或27d)包括置于脱模套和芯套之间的附加套(42或42a或42d)和连接到附加套用于操纵附加套的附加驱动器。
16．权利要求15中所规定的装置，其中配置所说的模具柱塞(41或41a或41c)和腔模(51或51b)以便形成具有底座壁、带有内螺纹的内圆周壁和外圆周壁的盖。
17．权利要求15中所规定的装置，其中配置所说的模具柱塞(41或41a或41c)和腔模(51或51b)以便形成安全标志盖，其包括底座壁、圆周边缘，而连接到圆周壁的安全标志带是整体桥。
18．权利要求15中所规定的装置，包括用于移动所说附加套的凸轮以便穿过盖的内壁和外壁提供脱模力。
19．一种压塑成型塑料制品的方法，包括提供第一上模组件(27或27b或27c或27d)，其具有与其相联的阳模(41,42,44或41a,42a44a或41b,42b,44b或41d,42d,44d)，提供第二底模组件(28或28a)，其具有与其相联的腔模(51或51b)所说的腔模具有圆周部分和内芯部分，它们彼此之间具有受限的相对运动，提供与第一模具组件相联的第一固定凸轮(29)和与第二模具组件第二凸轮(31)，用于移动所说的模具组件相互靠近或分离，提供流体气缸(39)，其包括流体填充的腔室和与所说的第二组件相联的活塞(57)，所说的腔模的所说的内部中心部分与所说的流体气缸的所说的活塞相联致使在所说的流体气缸和所说的相联模具之间存在受限的安全位移，用于将所说气缸(39)内的流体持续地维持在预定压力，提供挤出物加料至腔模的模腔内，和由所说的凸轮相互移动第一和第二组件以便相互面对移动第一组件和第二模具组件以闭合模具和压塑加料以形成制品。
20．权利要求19中所规定的方法，其中所说的流体气缸(39)相邻腔模(51或51b)设置。
21．权利要求20中所规定的方法，其中所说的流体气缸(39)包括气缸。
22．权利要求20中所规定的方法，其中所说的流体气缸(39)包括氮气气缸。
23．权利要求20中所规定的方法，其中所说的流体气缸(39)包括液压缸。
24．权利要求19-23任一项所规定的方法，包括提供第一模具组件(27或27b或27c或27d)，相联的第二模具组件(28或28a)，和相联的带压流体气缸(39)的组阵列，其中流体气缸的压力维持在所说的预定压力，在环形通道内依次移动所说的模具组件组通过一个工位，其中挤出物加料被依次输送到腔模，和随后移动所说的模具组依次通过所说的凸轮致使凸轮造成加料被形成制品。
25．权利要求24中所规定的方法，包括在所说的预定压力下连接所说流体气缸(39)的流体腔室至普通的流体源。
26．权利要求25中所规定的方法，包括检测所说流体气缸中压力和产生信号并根据由预定压力的压力信号的变化控制听说的压力。
27．权利要求26中所规定的方法，包括在所说的压力源和所说的流体气缸之间提供的转动联轴节(R)。
28．权利要求27中所规定的方法，其中所说的检测压力的步骤通过检测所说的压力源和所说的转动联轴节之间的压力来进行。
29．权利要求19-23任一项所规定的方法，其中所说的第一模具组件(27或27b或27c或27d)包括柱塞(41或41a或41c)，所说的第二模具组件(28或28a)包括用于形成具有底座壁和圆周边缘的盖的模腔(51a)。
30．权利要求29中所规定的方法，其中配置所说的上模组件和底模组件以形成具有底座壁、圆周边缘和在边缘上有内螺纹的塑料盖。
31．权利要求29中所规定的方法，其中所说的上模组件(27或27b或27c或27d)包括脱模套(44或44a或44b或44d)。
32．权利要求30中所规定的方法，其中所说的上模包括置于脱模套和芯套之间的可移动套(42或42a或42d)，第二驱动器啮合所说的附加套。
33．权利要求32中所规定的方法，包括提供凸轮用于移动所说的附加套的步骤以便贯穿盖的内壁和外壁提供脱模力。
34．权利要求33中所规定的方法，其中配置所说的模具柱塞和所说的腔模以便形成具有底座壁、带有内螺纹的内圆周壁和外圆周壁的盖。
35．权利要求34中所规定的方法，其中所说的上模包括置于脱模套和芯套之间的可移动套，第二驱动器啮合所说的附加套。
36．权利要求31中所规定的方法，其中配置所说的模具柱塞和腔模以便形成安全标志盖，其包括底座壁、圆周边缘，而连接到圆周壁的安全标志带是整体桥。
37．权利要求36中所规定的力法，其中所说的上模包括置于脱模套和芯套之间的可移动套，第二驱动器啮合所说的附加套。
全文摘要
一种压塑成型带盖的塑料制品的方法和装置,其包括提供共同作用的模具组(27,28),其包括用于移动模芯(41)和芯套(42)与第二组模具(28)上的腔模(51)啮合的第一组(27)。在第一组模具和固定上凸轮(29)之间提供驱动器(34)。第二组模具包括支撑腔模并与底固定凸轮(31)相联的相联驱动器。第二组模具中的氮气气缸(39)提供控制压塑成型力。在优选的形式中,在由中心柱(21)支撑的转动圆盘(22)上以圆周间隔关系提供许多组模具。用普通歧管以精确控制的压力提供压力至每一氮气气缸(39)。提供控制系统用于监视和改变压力。
文档编号B29C49/64GK1212922SQ98120568
公开日1999年4月7日 申请日期1998年9月21日 优先权日1997年9月22日
发明者K·W·因格拉姆 申请人:欧文斯-伊利诺伊封闭物有限公司