专利名称：横向浇注注射成形设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及注射成形设备，更具体地涉及具有组合热浇注和阀浇注系统的注射成形设备。
背景技术：
在很多注射成形操作中，需要使用可运动的阀销打开和关闭通向模腔的浇口，以便控制进入模腔的熔体流。但在一些情况下，注射料可能具有腐蚀性或磨损性，并且当物料流过时降低阀销性能。随着阀销性能降低，其封闭浇口的能力逐渐下降，直到不能起到有效地封闭作用。这样，注射成形设备必须停止工作，并维修或更换阀销，而这是一个成本高且费时的过程。基于这些操作，阀销具有未预料到的短工作寿命。
上述情况的一个例子出现在金属注射成形中，特别是镁的注射成形。由于镁的流动性较高并且具有腐蚀性，阀销的磨损将造成在浇口很快出现泄露或流出。
因此注射成形设备需要一种新型的浇注系统，由此提高阀销的可靠性和延长其工作寿命。
发明内容
在第一方面，本发明旨在提供一种注射成形设备，包括模块、喷嘴、浇注系统和块(slug)加热器。模块形成模腔，模腔具有模腔入口。喷嘴具有喷嘴入口。喷嘴入口与熔体源的下游流体相通。喷嘴入口在模腔入口的上游。熔体流动通道从喷嘴入口延伸到模腔入口。浇注系统包括阀销和促动器。阀销在打开位置与关闭位置之间可以运动，在打开位置时允许熔体流入模腔，在关闭位置时阀销阻塞熔体流动通道，阻止熔体流入模腔。促动器操作上与阀销连接，在打开和关闭位置之间移动阀销。模块和阀销中的至少一个包括冷却系统，当阀销处于关闭位置时，选择性地凝固熔体，在紧靠阀销上游形成块。使用过程中，当阀销的位置离开块时，块阻挡熔体流动通道，完全阻止熔体越过块的泄露。
在第二方面，本发明旨在提供一种控制熔体在注射成形设备中流动的方法，注射成形设备包括模块、多流道块和至少一个喷嘴，模块形成模腔，模腔具有浇口通道。至少一个喷嘴形成喷嘴熔体通道，将熔体从熔体源输送到浇口通道，该方法包括在浇口通道提供阀销，阀销在打开位置与关闭位置之间可以运动，在阀销在打开位置时至少部分从浇口通道中抽出，使熔体从浇口通道流过；阀销在关闭位置时与浇口通道协同工作，阻止熔体从二者之间流过；其中在打开和关闭位置阀销都定位在喷嘴熔体通道以外，并且在打开和关闭位置阀销都定位成远离模腔；以及在打开和关闭位置之间移动阀销，控制熔体向模腔中的流动。
在第三方面，本发明旨在提供一种注射成形设备，包括模块、至少一个喷嘴和至少一个浇注系统。模块形成模腔，模腔具有浇口通道。至少一个喷嘴形成喷嘴熔体通道。喷嘴可定位成，从而喷嘴熔体通道在熔体源的下游以及在浇口通道的上游。至少一个浇注系统包括阀销和促动器。阀销在打开位置与关闭位置之间可以运动，阀销在打开位置时至少部分从浇口通道中抽出，使熔体流入模腔；阀销在关闭位置时与浇口通道协同工作，阻止熔体流入模腔。促动器操作上与阀销连接，在打开和关闭位置之间移动阀销。阀销在打开和关闭位置都定位在喷嘴熔体通道以外。阀销定位在模块中。阀销基本与喷嘴熔体通道相对，并且可移动地与喷嘴熔体通道同轴。
在第四方面，本发明旨在提供一种注射成形设备，包括模块、喷嘴和浇注系统。模块形成多个模腔和多个浇口通道，其中多个浇口通道与公共入口部分流体相通。喷嘴形成喷嘴熔体通道。喷嘴可定位成，使喷嘴熔体通道在熔体源的下游以及公共入口部分的上游。浇注系统包括阀销和促动器。阀销在打开位置与关闭位置之间可以运动，阀销在打开位置时至少部分从公共入口部分中抽出，使熔体流入多个模腔；阀销在关闭位置时与公共入口部分协同工作，阻止熔体流入多个模腔。阀销在打开和关闭位置都定位在喷嘴熔体通道以外。促动器操作上与阀销连接，在打开和关闭位置之间移动阀销。
为了更好地理解本发明以及更清楚地表示它是如何起作用的，下面将参考附图的实施例进行说明。在附图中图1是本发明第一实施例的具有浇注系统的注射成形设备的侧剖视图；图2a是图1所示浇注系统的侧剖视图，其中的浇注系统具有处于打开位置的阀销；图2b是图2a所示注射成形设备的侧剖视图，表示阀销处于关闭位置；图2c是图2a所示注射成形设备的侧剖视图，表示模板处于脱模位置；图2d是图2a所示注射成形设备的侧剖视图，表示模板处于锁模位置；图3是本发明所用的另一种浇注系统；图4a和4b是表示图3所示阀销不同制造阶段的侧剖视图；图5是本发明所用的另外一种浇注系统；图6是图5所示阀销的侧剖视图；图7是本发明所用的、图2a-2d所示的另一种公共入口通道；
图8a是本发明另一个实施例的浇注系统的侧剖视图，其中具有处于打开位置的阀销；图8b是图8a所示浇注系统的侧剖视图，表示阀销处于关闭位置；图8c是图8a所示浇注系统的侧剖视图，表示模板处于脱模位置；图8d是图8a所示浇注系统的侧剖视图，表示模板处于锁模位置；图9是一种注射成形设备的侧剖视图，其中具有本发明所用的、形成另一种浇口通道结构的模块；图10a是本发明另一个实施例的浇注系统的放大侧剖视图，其中的阀销处于打开位置；以及图10b是图10a所示浇注系统的侧剖视图，表示阀销处于关闭位置。
具体实施例方式
参看图1，表示本发明第一实施例的注射成形设备10。注射成形设备10包括多流道块12、多个喷嘴14、模块16和多个浇注系统18。
多流道块12形成多个流道20，从主流道入口24接收来自熔体源(未图示)的熔体22，并将熔体22输送到喷嘴14。注射成形设备10也可以具有比图1所示喷嘴数量多或少的喷嘴14 。
熔体22可以是任何可流动的注射成形物料。例如，熔体22可以是金属，例如镁或镁合金。镁由于具有腐蚀性，当其流过流道或其它熔体通道时，对定位在其中的零件造成损坏。
每个喷嘴14具有喷嘴熔体通道26，喷嘴熔体通道26具有喷嘴入口26a，与多流道块12的流道20相通。喷嘴14将来自多流道块12的熔体22输送到模块16。每个喷嘴14可以包括加热喷嘴熔体通道26中熔体22的加热器27。通过其它装置加热喷嘴14也是可以的，例如将12a所示的多流道块加热器的热量传导到喷嘴14。
参看图2a，模块16可以包括第一模板28和第二模板30，它们合在一起形成多个模腔32，每个模腔具有入口32a。每个模腔32可以具有可选择的、通向入口32a的浇口通道33。每个浇口通道33可以至少一部分沿着第一模板28和第二模板30之间的分模线(即接合面)如图2a所示，两个或多个浇口通道33可以共享一个公共入口部分34，它从一个喷嘴14接收熔体。每个喷嘴14也可以为单独一个浇口通道33输送物料(见图9)，而不是为两个或多个浇口通道33输送物料。
每个公共入口部分34可以形成在浇口嵌件36中，浇口嵌件36与第一模板28相连并且也可与喷嘴14连接。浇口嵌件36也可以在紧靠公共入口部分34上游侧形成一部分喷嘴熔体通道26。另外，公共入口部分34可以直接在第一模板28中形成，而不是形成在浇口嵌件中，如图10所示，这将在下面进一步详细描述。
喷嘴14、浇口嵌件36以及模板28和30共同形成一个熔体流动通道41，从喷嘴入口26a(图1)到模腔32的入口32a之间延伸。熔体流动通道41可以包括喷嘴熔体通道26、公共入口部分34和浇口通道33。
第一模板28可以在注射成形设备10工作过程中固定在其位置上。第二模板30可以在图2a所示的锁模位置与图2c所示的脱模位置之间运动。在锁模位置(图2a)，第二模板30在注射成形循环的成形期间与第一模板28配合，形成模腔32。在脱模位置(图2c)，第二模板30离开第一模板28足够远的距离，使成形后的零件，图中表示为42，可以从模腔32中脱出，并与任何额外凝固的熔体，图中表示为42a，一起与从浇口通道33脱出。第二模板30可以通过任何合适的装置在成形与脱模位置之间运动，例如通过液压活塞(未图示)。然后可以使用任何合适的装置将成形后的零件42与额外凝固的熔体42a分离。
冷却通道43可以包括在第一和第二模板28和30中，用于冷却并凝固模腔32和浇口通道33中的熔体22。
浇注系统18包括阀销44、促动器46和可选择的夹持器47。浇注系统18可以利用阀销44关闭浇口通道33，而阀销44不暴露在流过喷嘴熔体通道26的熔体中。
阀销44包括阀销体48以及可以选择地包括阀销头50。阀销44可以由任何合适的材料制成，例如工具钢。阀销44可以在阀销通道52中，在图2a所示的打开位置与图2b所示的关闭位置之间运动。在打开位置(图2a)，阀销44的定位是至少部分从浇口通道33中抽出，从而允许熔体流入模腔32。阀销44的定位成与浇口通道33的壁齐平，如图2a所示。另外，阀销44可以部分伸入浇口通道33中，而不封闭浇口通道33。在打开位置，阀销44完全从熔体流动通道中抽出，从而避免与熔体22的接触。通过以这种方式避免与熔体22接触，减小了阀销44的磨损。
在关闭位置(图2b)，阀销44定位在浇口通道33中(例如，在公共入口部分34)，从而阻塞熔体流动通道，防止熔体流入模腔32。
阀销体48具有端面54，它可以包括耐磨涂层56，例如陶瓷，防止由于与熔体22接触产生的磨损。
阀销头50可用于提供夹持面，使阀销44与促动器46连接。阀销头50可以具有任何合适的形状，例如，直径大于阀销体48的圆盘形。
阀销通道52可以在注射成形设备10的任何合适零件中形成。例如，阀销通道52可以形成在第二模板30中。阀销44与阀销通道52协同工作，阻止或至少抑制熔体22从其中泄露。
阀销通道52是与喷嘴熔体通道26分开的通道。通过使阀销44在阀销通道52而不是喷嘴熔体通道26中运动，阀销44完全不暴露在熔体22中，从而延长阀销44的寿命。
促动器46与阀销44操作上相连。促动器46驱动阀销44在打开和关闭位置之间运动。促动器46可以是任何合适类型的促动器。例如，促动器46可以包括活塞58，通过促动流体在腔室60内运动。促动流体可以是，例如，液压油。第一流体管道62和第二流体管道64可以将流体压力源(未图示)在活塞58两侧连接到腔室60。在活塞58的外缘可以具有密封66，阻止活塞58与腔室壳(图中表示为68)之间的促动流体从活塞58的一侧泄露到另一侧。
阀销44与促动器46可以是可拆卸地互相连接，例如通过可选择的夹持器47。通过在阀销44与促动器46之间提供可拆卸地连接，在替换二者之一时可以不替换另一个。
夹持器47可以以任何合适方式将阀销44连接于促动器46。例如，夹持器47可以包括第一螺纹面70，与活塞58上的相应的第二螺纹面72啮合。活塞58可以包括具有内台肩76的通孔74。阀销体48可以穿过通孔74，并可以通过使用夹持器47将阀销头50插在内台肩76上，将阀销体48夹持在其位置上。
注射成形循环如下所述。阀销44可以保持在图2a所示的打开位置，直到模腔32充满。当模腔32充分地填满熔体22时，阀销44移动到图2b所示的关闭位置。冷却液可以开始在冷却通道43中流动，将模腔32中的熔体22冷却并凝固。需要注意的是，阀销44的运动可以在冷却液开始在冷却通道43中流动之前或之后进行。
在关闭位置，阀销44定位于公共入口部分34并与之协同工作，防止熔体流入模腔32。冷却液的流动使模腔32中的熔体22冷却并凝固。紧靠阀销44上游位置的一块熔体22(图中表示为78)也被冷却液流动冷却并凝固。块78的凝固使其与公共入口部分34牢固结合。一旦块78凝固并且模腔32中的熔体22凝固形成成形的零件42，第二模板30与第一模板28分离到脱模位置，如图2c所示。一旦第二模板30到达脱模位置，成形的零件42从模腔32中脱出，凝固的熔体42a一起从浇口通道33中脱出。成形的零件42和额外凝固的熔体42a可以从模腔32落入，例如，收集容器(未图示)或运输机(未图示)，并可以通过任何合适的装置使二者彼此分离。
在脱模位置，如图2c所示，阀销44与浇口通道33分离，但是凝固的块78仍固定在公共入口部分34的位置上，防止熔体22从公共入口部分34中泄露并流出。
一旦成形的零件42从模腔32中脱出，第二模板30从图2c所示的脱模位置返回到图2d所示的锁模位置。在锁模位置，阀销44处于关闭位置。
冷却通道43中的冷却液停止流动，块78被加热器27加热。以这种方式，喷嘴加热器27还是与块78热学相连的块加热器。换言之，喷嘴加热器27的设计是为块78提供足够的热量使块78熔化。块78的加热使其成为液体。由于阀销44处于关闭位置，块78可以液化到任何所需的程度，同时阀销44防止熔体22进入模腔32。优选地，块78在阀销44缩回到图2a所示的打开位置之前完全彻底熔化为液体，其原因有几条，如下所述。
如果块78的固体部分进入模腔32，它将阻止熔体22到达模腔32的某些部分。并且，块78的固体部分将在其中一个成形零件42上造成可见的焊接线或其它斑点。而且，块78的固体部分使成形零件42性能变差，因为固体块部分与最近环绕的凝固熔体之间的强度差。通过熔化整个块78，消除了这些风险。
当阀销44缩回到打开位置时，熔体22流入模腔32开始另一个注射成形循环。
参看图3，表示作为浇注系统18(图2a)的替换、可以为本发明所用的浇注系统80。浇注系统80包括阀销82、促动器84和可选择的夹持器86。阀销82可以与阀销44(图2a)相似，包括阀销体88并可以包括可选择的阀销头90，这可以与阀销体48和阀销头50相似(图2a)。阀销82与阀销44(图2a)之间的差别在于，阀销82包括嵌在其中的加热元件92。加热元件92可以包括，例如，与电源(未图示)连接的电阻丝94。
参看图4a和4b，加热元件92可以以任何合适的方式结合在阀销82中。例如，在加热零件92包括电阻丝94的情况下，可以采用以下过程将加热元件92结合在阀销82中。阀销82可以是中空的，留出一个具有小孔97的内部空间96(图4a)。电阻丝94通过小孔97插入内部空间96中。内部空间96可以充满传导材料98(图4b)，例如合适的热传导金属，便于热量从电阻丝94传导到阀销82的外部。传导材料98可在以进入内部空间96时熔化并在电阻丝94周围冷却并凝固。这样设计后，阀销82包括阀销加热器。使用其它的加热阀销代替阀销82也是可以的。例如，美国专利5,106,291(Gellert)披露了一种加热阀销，可以选择使用代替阀销82。阀销加热器可以单独作为块加热器，或者一起作为喷嘴加热器27(图2a-2d)。当模块20处于锁模位置并且当阀销82处于关闭位置并直接与块接触时，如图2d所示，阀销加热器的热量传递到块78上。
参看图3，促动器84与阀销82操作上相连。促动器84可以是任何合适类型的促动器，例如液压促动的活塞100，在壳104围成的腔室102中的促动流体的作用下可以运动。促动流体，例如，可以是空气。第一流体管道106和第二流体管道108可以将流体压力源(未图示)在活塞100两侧连接到腔室102。
活塞100可以与活塞58(图2a)相似，但活塞100包括槽110和台肩112用于夹持阀销82，而不是利用通孔74和台肩76(图2a)。
阀销82和促动器84可以可拆卸地互相连接，例如，利用与夹持器47(图2a)相似的可选择的夹持器86。通过阀销82与促动器84之间的可拆卸连接，当替换其中一个时不必替换另一个。
电阻丝94可以通过槽110伸出阀销82。槽110露在腔室114中，腔室114对于腔室102中的促动流体是密封的。因此电阻丝94与促动流体密封隔开。腔室114与模板118内形成的管道116相通。模板118代替模板30(图2a)并与模板28配合形成模腔32。电阻丝94可以通过管道116与电源(未图示)连接。
电阻丝94从阀销82伸出浇注系统80以外到达电源的通道可以通过多种方式实现，上述结构仅是一个例子。
在图3所示的位置，第二模板118处于锁模位置，即它压在第一模板28上。阀销82处于关闭位置，块78需要熔化成液体，使熔体流入模腔32，与图2d所示实施例中阀销44的位置相似。但是，在图3所示的位置，阀销82中的加热元件92可用于熔化块78成为液体，比未加热的阀销44(图2d)实现得快。
参看图5，表示作为浇注系统18和80(图2a和3)的替代，可为本发明所用的浇注系统126。浇注系统126包括阀销128、促动器130和可选择的夹持器132。阀销128可以冷却并且可以加热，用于缩短块78凝固所需的时间以及块78熔化所需的时间。
参看图6，阀销128可以具有与美国专利5,071,340(LaBianca)相似的结构。阀销128包括阀销体134并可以选择性地包括阀销头136。
阀销128包括其中的盲空腔142。空腔142优选地完全延伸过所有长度到达阀销体134末端。管道144位于空腔142内，将空腔142分成第一、内通道146和第二、外通道148。管道144在空腔142的盲端附近具有开放的末端，将内通道146和外通道148连接。
管道144可以在150处伸出阀销128。伸出点150可以位于阀销128上的任何合适位置，例如在阀销头136顶面上。
从阀销外部进入外通道148的开口表示为152。开口152可以位于阀销128的任何合适位置上，例如，阀销体134与阀销头136接合处附近。开口152可以连接到管道153上。
参看图5，促动器130可以与促动器46相似，并可以包括活塞154，活塞154在腔室155中可运动。第一流体管道156a和第二流体管道156b可以将流体压力源(未图示)在活塞154两侧连接到腔室155。
活塞154可以包括槽157a和台肩157b，用于接收阀销128并且与夹持器132协同工作，阀销128夹持在其位置上。槽157a暴露在腔室158中，腔室158与腔室155是密封隔离的。
管道153通过槽157a从阀销128伸出并进入模板160的管道159中。模板160替代模板30(图2a)，并与模板28配合形成模腔32。
夹持器132包括槽161，可以与槽156a对齐，与模板160中的管道159相通。管道144通过槽161从阀销128伸出并进入管道159。管道144和153可以通过管道159连接到流体源(未图示)。
当阀销128处于关闭位置，并且需要冷却阀销128上游的熔体22形成块78时，除了通过冷却通道43循环冷却液外，冷却流体可以通过管道144和153流过阀销128。冷却液流体用于冷却阀销128上游的熔体22，缩短需要形成块78的时间。同样地，阀销128和管道144和153的结构形成阀销128的冷却系统。
将加热流体通过阀销128循环也是可以选择的。例如，当成形的零件42脱模后关闭模腔32时，阀销128可以定位在块78附近，并可以使用加热的流体加热，帮助加热并熔化块78。同样地，阀销128和管道144和153的结构形成阀销128的阀销加热器。阀销加热器可以单独形成块加热器或与喷嘴加热器27(图2a-2d)一起形成。同样地，阀销加热器将热量传导到块78，用于加热并熔化块78。
参看图7，表示本发明可以使用的另一种公共入口通道162。这种公共入口通道162可以与公共入口部分34(图2a)相似，但公共入口通道162包括阀销密封部分164和块形成部分166。阀销密封部分164是公共入口通道162的一部分，与阀销44或82的头部协同工作，密封而防止熔体从中流入模腔32。阀销密封部分164可以是圆柱形的，或者可以是截头圆锥形的，用于接收阀销上圆锥或截头圆锥的头部。
如图7所示，块形成部分166的位置紧靠阀销密封部分164的上游，并且是公共入口通道162的一部分，在注射成形循环期间在其中形成块168。块形成部分166是截头圆锥形。这种结构使其下游端(图中表示为170)的截面小于上游端(图中表示为172)的截面。这样，注射成形循环期间形成的块168基本为截头圆锥形，减小了在熔体压力作用下将块168从公共入口通道162推松动的风险。
参看图8a-8d，表示根据本发明另一个实施例的注射成形设备174的注射成形循环的各个阶段。注射成形设备174可以与注射成形设备10(图1)相似，但包括模块176和多个浇注系统178，而不是模块16和浇注系统18(图1)。
模块176可以与模块16(图2a)相似，但模块176包括第一模板28，第二模板180，浇注系统178可以定位在其中，以及第三模板182，用于封闭第二模板180中的浇注系统178。模块176具有与图8a-8d中所示模板数量不同的模板也是可以的。第一模板28、第二模板180和第三模板182仅是例子。如下所述，为了提高相同的功能性，可以使用任何合适结构的模板。
浇注系统178可以与浇注系统18(图2a)相似，但浇注系统178包括阀销44、可选择的夹持器47和三位促动器184。
阀销44可以在阀销通道186中在图8a所示的打开位置与图8b所示的关闭位置以及图8d所示的块释放位置之间运动。阀销通道186可以形成在注射成形设备174的任何合适的部分中。例如，阀销通道186可以形成在第二模板180中。阀销通道186与阀销44协同工作，防止或至少抑制熔体22从此处泄露。
三位促动器184可以是能在三个位置之间运动的任何合适类型的促动系统。例如，三位促动器184可以包括在第一腔室190中可以运动的第一活塞188，以及在第二腔室194中可以运动的第二活塞192。第一腔室190可以部分由第二模板180内的第一腔室壳196形成，部分由与第二模板180接合的第三模板182形成。
第一活塞188在促动流体的作用下在第一腔室190的第一末端197a与第二末端197b之间运动，促动流体可以是，例如，空气或液压油。第一流体管道198和第二流体管道200可以用于将流体压力源(未图示)在第一活塞188两侧连接到第一腔室190。在第一活塞188的外缘可以具有密封202，用于防止第一活塞188和第一腔室壳196之间的促动流体泄露。
第一腔室190的第一末端197a和第二末端197b对应于阀销44的打开和关闭位置，如图8a和8b所示。
第二活塞192操作上将第一活塞188连接到阀销44。第二腔室194可以部分由第二腔室壳206形成，部分由第一腔室190形成。
第二活塞192在促动流体的作用下在第二腔室194的第一末端207a与第二末端207b之间运动，促动流体可以是，例如，空气或液压油。第三流体管道208和第四流体管道210可以用于将流体压力源(未图示)在第二活塞192两侧连接到第二腔室194。在第二活塞192的外缘可以具有密封212，用于防止第二活塞192和第二腔室壳206之间的促动流体泄露。
第二腔室194的第一末端207a和第二末端207b对应于阀销44的打开和块释放位置，如图8a和8d所示。阀销44的关闭位置对应于第二腔室194的第一末端207a和第二末端207b之间的活塞的某处。
第一活塞188的促动臂214从第一腔室190伸入第二腔室194。当第一活塞188运动到第二末端197b(图8b)，促动臂214接触第二活塞192并将其朝第二末端207b移动，但并不是在其中的所有路程。由此，阀销44运动到关闭位置。
当第一活塞188缩回到第一腔室190的第一末端197a(图8a)，作用在阀销44上的熔体压力将阀销44推回到打开位置，并且相应地，第二活塞192被推动到第二腔室194的第一末端207a。可供选择的是，或者除此之外，可利用第二腔室194中的促动流体将第二活塞192推动到第一末端207a，并且相应地，将阀销44推回到打开位置。
为了将阀销44移入块释放位置(图8d)，可利用第二腔室194中的促动流体将第二活塞192推到第二末端207a。第一活塞188可以在第二活塞192运动期间保持在其缩回位置。
阀销44和第二活塞192可以可拆卸地互相连接，例如，利用可选择的夹持器47。
注射成形循环如下所述。在打开位置，如图2a所示，阀销44离开浇口，并且第一活塞188和第二活塞192分别缩回到第一腔室190的第一末端197a和第二腔室194的第一末端207a。阀销44可以保持在打开位置直到模腔32充满。
参看图8b，当模腔32充分填满熔体22时，第一活塞188被推到第二末端197b，将第二活塞192推动到第一末端207a和第二末端207b之间的位置上，并且相应地，将阀销44推动到其关闭位置。在关闭位置，阀销44定位在公共入口部分34，并与之协同共作，防止熔体流入模腔32。
冷却液可以开始在冷却通道43中流动，将模腔32中的熔体22冷却并凝固。冷却液的流动使模腔32和浇口通道33中的熔体22冷却并凝固，形成成形的零件42和额外的凝固熔体42a。冷却液流动还使紧靠阀销44上游、如218所示的一块熔体22冷却并凝固。块218的凝固使其牢固在结合在公共入口部分34。需要注意的是，阀销44运动到关闭位置可以在冷却液开始在冷却通道43中流动之前或之后进行。
一旦形成块218并且模腔32内的熔体22凝固形成成形的零件42，第二模板180从第一模板28离开，进入脱模位置，如图8c所示。一旦第二模板180进入脱模位置，成形的零件42和额外凝固的熔体42a可以从模腔32和浇口通道33中脱出。成形的零件42和额外凝固的熔体42a可以从模腔32落入，例如，收集容器(未图示)或输送机(未图示)。成形的零件42可以利用任何合适的装置与额外凝固的熔体42a分离。
在脱模位置，如图8c所示，阀销44离开浇口通道33，但是，凝固的块218仍保留在公共入口部分34的位置上，防止熔体22从中泄露并从公共入口部分34流出。当第二模板180处于脱模位置时，阀销44可以处于打开位置、关闭位置或块释放位置。
一旦成形的零件42和额外凝固的熔体42a从模腔32中脱出，第二模板180从图8c所示的脱模位置回到图8d所示的锁模位置。
冷却通道43中的冷却液停止流动，块218被加热器27加热。块218的加热导致其熔化成液体。第二活塞192在促动流体作用下运动到第二腔室194的第二末端207b。相应地，这使阀销44被推动到其块释放位置，从而阀销44将块218推出公共入口部分34，进入熔体流动通道41的块释放部分219。块释放部分219在块形成部分166的上游，并且优选地在其上游与其紧靠。在熔体流动通道41的块释放部分219，熔体流动通道41的截面比块218大。因此，与保留在块形成部分166中的块相比，块218的大部分表面暴露在热的熔体中。这样，停留在公共入口部分34中相比，块218以这种方式运动，使块218更快地熔化成液体。
阀销44可以保留在关闭位置或块释放位置，防止熔体22在块218熔化到所需程度之前，例如整个完全熔化之前，进入模腔32。一旦块218熔化到所需程度，阀销44回到图8a所示的打开位置，允许熔体22流入模腔32，开始另一个注射成形循环。
需要注意的是，公共入口通道162，如图6所示，可以用在图8a-8d所示的实施例中。并且，在此实施例中使用公共入口通道162是具有优势的，因为与诸如块218的圆柱形块相比，在其中形成的截头圆锥形块更容易被阀销44推出。
通过将阀销44定位在喷嘴熔体通道26外部，阀销44受到熔体流动的磨损减小，从而具有较长的工作寿命。
参看图9，表示本发明所用的另外的模块220。模块220可以与模块16和176相似(图2a和8a)，但是，模块220包括延伸到每个模腔32的单独浇口通道222。浇口通道222并不共享公共入口通道，而是单独地从模块220延伸到模腔32。模块220也可以起到与模块16和176(图2a和8a)相似的功能，达到本发明所述的目的。
参看图10a，表示本发明所用的喷嘴314和模块320。喷嘴314与喷嘴14(图2a-2d)相似，但喷嘴314包括喷嘴体315、头部316和在末端的头部夹持器317，而不是具有浇口嵌件36(图2a-2d)。头部316可以插在喷嘴体315的孔318中，并可以由导热和/或耐磨的材料制成。
头部夹持器317可以通过319所示的螺纹联接与喷嘴体315可拆卸地连接。头部夹持器317将头部316夹持在孔318中。头部夹持器317可以具有密封面321，起到密封作用，防止熔体从喷嘴314和周围的模块320之间泄露。头部夹持器317可以由绝热材料制成，抑制从头部316到模块320的热损失。
喷嘴314形成具有出口323的喷嘴熔体通道322。腔室324可以存在于喷嘴314与模块320之间。此外，腔室324可以允许喷嘴314和模块320之间由于注射成形期间的热胀冷缩造成的相对运动。腔室324可以在注射成形操作期间充满熔体。利用头部夹持器317与模块320之间形成的密封，可以阻止熔体22的泄露。
模块320可以包括第一模板325和第二模板326。模板325和326互相配合形成多个模腔32。模腔32由多个浇口通道327提供熔体，所有浇口通道327包括一个公共入口部分328。公共入口部分328与公共入口部分34(图2a-2d)的不同之处在于，公共入口部分328位于与喷嘴314分离的一个部分中。在图10所示的实施例中，公共入口部分238是在第一模板325中直接形成的管道。但是，公共入口部分328形成在可从模板325上拆卸的、但与喷嘴314分离的嵌件中也是可以的。
阀销44可以在图10a所示的打开位置与图10b所示的关闭位置之间运动。为了简化，阀销44的促动机构没有在图10a和图10b中表示，但是，阀销44的操作可以以与上述实施例中所示的任何阀销相同的方式进行。
参看图10b，当阀销44处于关闭位置时，阀销44伸入公共入口部分328。紧靠阀销44上游的熔体22可以利用任何合适的装置凝固，例如，如果提供冷却，则通过冷却模块320和/或冷却阀销44。腔室324中的熔体22也可以通过冷却凝固。凝固的熔体22形成块(未图示)。
块形成后，模板325和326可以分离，成形的零件(未图示)可以以与上述任何实施例所述的方式相似的方式进行脱模。一旦成形的零件脱模，模板325和326可以合在一起开始另一个循环。
在图10a和图10b所示的实施例中，喷嘴314为多个模腔32供料。喷嘴314为单独一个模腔32供料也是可以的，这与图9所示的实施例相似，但仍然具有单独的头部316，而不是浇口嵌件的一部分。
在上面的描述中，喷嘴14被多流道块加热器12a加热。在这种情况下，多流道块加热器12a可以设计成加热凝固的块，并可以部分作为或全部作为块加热器。
在上面的每个实施例中，块形成在阀销上游的浇口通道中，例如，在公共入口通道中。块形成在公共入口通道之外也是可以的。例如，块可以形成在稍远的上游，在喷嘴熔体通道中。块可以形成在喷嘴熔体通道41的任何位置。
此外，本发明的系统允许喷嘴的喷嘴熔体通道和喷嘴加热器围绕一根公共轴线同心，但仍保持阀销完全在熔体流之外。这提高了熔体沿熔体通道横截面的温度分布均匀性，从而提高成形零件的质量。
附图表示了注射成形设备的特殊例子。但应该理解的是，使用本发明浇注系统的注射成形设备可以是任何合适类型的注射成形设备，而不局限于图示的例子。
虽然上述说明针对于优选的实施例，但应该认识到，在不偏离所附权利要求的合理含义的条件下，容易对本发明做出修改和变化。
权利要求
1.一种注射成形设备，包括模块、喷嘴、浇注系统和块加热器；模块形成模腔，模腔具有模腔入口；喷嘴具有喷嘴入口，其中喷嘴入口与熔体源的下游流体相通，并且喷嘴入口在模腔入口的上游，熔体流动通道从喷嘴入口延伸到模腔入口；浇注系统包括阀销和促动器，其中阀销在打开位置与关闭位置之间可以运动，在打开位置时允许熔体流入模腔，在关闭位置时阀销阻塞熔体流动通道，阻止熔体流入模腔，并且促动器操作上与阀销连接，以便在打开和关闭位置之间移动阀销；并且其中，模块和阀销中的至少一个包括冷却系统，用于当阀销处于关闭位置时选择性地凝固熔体，在紧靠阀销上游形成块，并且使用过程中，当阀销的位置离开块时，块阻挡熔体流动通道，阻止熔体越过块的泄露；并且其中，块加热器可与块热连接，块加热器设计成选择性地充分熔化块，从而使熔体在熔体流动通道中流动。
2.如权利要求1所述的注射成形设备，其特征在于，阀销定位在模块中。
3.如权利要求1所述的注射成形设备，其特征在于，模块包括第一模板和第二模板，第一和第二模板可定位在锁模位置和脱模位置，在锁模位置时第一和第二模板配合在一起形成模腔，在脱模位置时第一和第二模板充分分开，使成形的零件从模腔中脱出，并且在脱模位置时阀销的位置是离开块的。
4.如权利要求1所述的注射成形设备，其特征在于，熔体流动通道包括块形成部分，其中至少一部分的块形成部分具有沿下游方向减小的截面，阀销在关闭位置可移动到紧靠块形成部分下游的位置，从而在块形成部分形成块。
5.如权利要求4所述的注射成形设备，其特征在于，块形成部分基本上是截头圆锥形的。
6.如权利要求4所述的注射成形设备，其特征在于，浇口通道还包括紧靠块形成部分下游的阀销密封部分，阀销密封部分设计成与阀销协同工作起到密封作用，阻止熔体从二者中间流过。
7.如权利要求6所述的注射成形设备，其特征在于，阀销密封部分是圆柱形的。
8.如权利要求1所述的注射成形设备，其特征在于，喷嘴形成喷嘴熔体通道，喷嘴熔体通道在喷嘴中基本是直线延伸。
9.如权利要求1所述的注射成形设备，其特征在于，喷嘴包括喷嘴加热器，块加热器包括喷嘴加热器。
10.如权利要求9所述的注射成形设备，其特征在于，喷嘴具有喷嘴体，喷嘴加热器装在喷嘴体上。
11.如权利要求10所述的注射成形设备，其特征在于，喷嘴形成喷嘴熔体通道，喷嘴熔体通道和喷嘴加热器绕一根公共轴线是同心的。
12.如权利要求1所述的注射成形设备，其特征在于，阀销包括阀销加热器，块加热器包括阀销加热器。
13.如权利要求1所述的注射成形设备，其特征在于，熔体流动通道包括块形成部分，在使用时形成块，并且熔体流动通道包括块释放部分，块释放部分在喷嘴中，并且块释放部分被充分加热，保持其中的熔体处于液态，块释放部分的截面大于块形成部分的截面，并且阀销还可移动到块释放部分，当阀销从关闭位置运动到块释放位置时，将块从熔体流动通道的块形成部分推到熔体流动通道的块释放部分。
14.如权利要求1所述的注射成形设备，其特征在于，阀销包括冷却系统，选择性地冷却并凝固紧靠阀销上游的熔体，使块形成。
15.如权利要求14所述的注射成形设备，其特征在于，阀销包括阀销体，至少一部分阀销体是中空的并且可连接到冷却流体源，使冷却流体循环通过阀销体。
16.如权利要求15所述的注射成形设备，其特征在于，阀销包括阀销体，至少一部分阀销体是中空的并且可连接到加热流体源，使加热流体循环通过阀销体，选择性地加热阀销，从而形成阀销加热器，并且所述块加热器包括阀销加热器。
17.如权利要求1所述的注射成形设备，其特征在于，模块包括多个模腔熔体流动通道与多个模腔流体相通，当在关闭位置时，阀销阻挡所有模腔上游的一部分熔体流动通道。
18.一种在注射成形设备中控制熔体流动的方法，注射成形设备包括模块、多流道块和至少一个喷嘴，模块形成模腔，模腔具有浇口通道，至少一个喷嘴形成喷嘴熔体通道，将熔体从熔体源输送到浇口通道，该方法包括在浇口通道提供阀销，阀销在打开位置与关闭位置之间可以运动，在阀销在打开位置时至少部分从浇口通道中抽出，使熔体从浇口通道流过，阀销在关闭位置时与浇口通道协同工作，阻止熔体从二者之间流过，其中在打开和关闭位置阀销都定位在喷嘴熔体通道以外，并且在打开和关闭位置阀销都定位成远离模腔；以及在打开和关闭位置之间移动阀销，控制熔体向模腔中的流动。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括当阀销在关闭位置时将紧靠阀销上游的熔体凝固以形成块，并在块与浇口通道之间形成密封，阻止熔体从二者之间泄露。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括在块与浇口通道之间形成密封后，从浇口通道移去阀销。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，模块包括第一模板和第二模板，第一和第二模板共同形成模腔，并且该方法还包括在块与浇口通道之间形成密封后，将第一和第二模板定位在脱模位置，当处于脱模位置时第一和第二模板充分分开，用于从模腔中脱出成形的零件，并且当处于脱模位置时阀销从浇口通道移开；以及当第一和第二模板处于脱模位置时，从模腔中脱出成形的零件。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括当从模腔脱出成形的零件后，将第一和第二模板定位在锁模位置，其中第一和第二模板在锁模位置配合在一起形成模腔；以及加热块使块充分地熔化成液体，从而允许熔体流入浇口通道和模腔。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括在将第一和第二模板移动到锁模位置之后以及在完成加热步骤之前移动阀销，用于将块推出浇口通道。
24.如权利要求18所述的方法，其特征在于，模块包括多个模腔以及与多个模腔相通的多个浇口通道，多个浇口通道通过公共入口部分与喷嘴熔体通道流体相通，并且在关闭位置阀销与公共入口部分协同工作，阻止熔体流入多个模腔。
25.一种注射成形设备，包括模块、至少一个喷嘴和至少一个浇注系统；模块形成模腔，模腔具有与其相通的浇口通道；至少一个喷嘴形成喷嘴熔体通道，喷嘴可定位成，使喷嘴熔体通道在熔体源的下游以及在浇口通道的上游；至少一个浇注系统包括阀销和促动器；其中，阀销在打开位置与关闭位置之间可以运动，阀销在打开位置时至少部分从浇口通道中抽出，使熔体流入模腔，阀销在关闭位置时与浇口通道协同工作，阻止熔体流入模腔；促动器操作上与阀销连接，以便在打开和关闭位置之间移动阀销；阀销在打开和关闭位置都定位在喷嘴熔体通道以外；阀销定位在模块中；以及阀销基本与喷嘴熔体通道相对，并且可与喷嘴熔体通道同轴地移动。
26.如权利要求25所述的注射成形设备，其特征在于，模块包括多个模腔以及与多个模腔相通的多个浇口通道，多个浇口通道通过公共入口部分与喷嘴熔体通道流体相通，并且在关闭位置阀销与公共入口部分协同工作，阻止熔体流入多个模腔。
27.如权利要求25所述的注射成形设备，其特征在于，熔体流是金属。
28.如权利要求25所述的注射成形设备，其特征在于，当所述阀销处于所述关闭位置时，所述模具零件适于选择性将紧靠所述阀销上游的熔体凝固形成块，在使用时，所述块与所述浇口通道形成密封，当所述阀销远离所述块定位时，阻止熔体从二者之间泄露。
29.一种注射成形设备，包括模块、喷嘴和浇注系统；模块形成多个模腔以及与多个模腔相通的多个浇口通道，其中多个浇口通道与公共入口部分流体相通；喷嘴形成喷嘴熔体通道，其中喷嘴可定位成，使喷嘴熔体通道在熔体源的下游以及公共入口部分的上游；浇注系统包括阀销和促动器；其中，阀销在打开位置与关闭位置之间可以运动，阀销在打开位置时至少部分从公共入口部分中抽出，使熔体流入多个模腔；阀销在关闭位置时与公共入口部分协同工作，阻止熔体流入多个模腔；阀销在打开和关闭位置都定位在喷嘴熔体通道以外；促动器操作上与阀销连接，以便将阀销在打开和关闭位置之间移动。
全文摘要
本发明涉及注射成形设备，包括模块、喷嘴、浇注系统和块加热器。模块形成具有模腔入口的模腔。喷嘴具有喷嘴入口。喷嘴入口与熔体源下游流体相通。喷嘴入口在模腔入口的上游。熔体流动通道从喷嘴入口延伸到模腔入口。浇注系统包括阀销和促动器。阀销在打开位置与关闭位置之间可以移动，在打开位置时允许熔体流入模腔，在关闭位置时阻挡熔体流动通道，阻止熔体流入模腔。促动器操作上连接到阀销，将阀销在打开和关闭位置之间推动。模块和阀销中的至少一个包括冷却系统，当阀销在关闭位置时选择性地将紧靠阀销上游的熔体凝固形成块。在使用时块阻挡熔体流动通道，当阀销离开块时完全阻止熔体越过块泄露。
文档编号B29C45/28GK1526494SQ20031011312
公开日2004年9月8日 申请日期2003年12月22日 优先权日2002年12月20日
发明者约布斯特·盖勒特, 汉斯·冈瑟, 丹尼斯·巴宾, 乔治·奥拉鲁, 巴宾, 冈瑟, 奥拉鲁, 约布斯特 盖勒特 申请人:标准模具有限公司