专利名称：带有单独阀浇口控制装置的小间距喷嘴的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及注射成型，特别涉及用于小间距、一种或多种材料场合的阀浇口式热流道注射成型装置。
背景技术：
阀浇口式注射成型装置是众所周知的，如专利号为4,380,426的美国专利所述，在此将其全部内容引入作为参考。通常一阀销具有一圆柱形或锥形前端，并在一缩回的开启位置和一向前的关闭位置之间往复移动，在所述关闭位置，其前端位于浇口中。在某些应用领域，阀销在相反的方向起作用并在缩回位置关闭。
经由一个具有多阀销的单浇口将两种不同的材料共注和/或相继注射入一型腔中的阀浇口式注射成型装置也是众所周知的，专利号为5,238,378的美国专利的内容在此引入作为参考。为了对浇注过程具有更高水平的控制，每一个单独的阀销可以由单独的激励单元分别控制。
在本领域中公知的还有，具有多喷嘴的多型腔阀浇口注射成型装置，此装置中，每一喷嘴体具有多个等间距的阀销孔以对应多个阀销。此类装置如专利号为6,162,044的美国专利所述，在此将其中内容引入作为参考。该装置的每一个喷嘴包含多个阀销，而所有阀销由单一的激励单元控制。
发明内容
因此，本发明提供了一种包含阀浇口技术、具有一个或多个喷嘴的注射成型系统。每一喷嘴体至少有两条流动通道。一些情况下，其中一条通道是主通道而另一条为次通道。每一通道都设置浇注元件如阀销，每一阀销独立地移动，并由一如流体或气体活塞的激励单元控制。根据本发明也可设想另一些如电气或机械激励的阀浇口激励装置。每一激励单元可以例如直线设置在各自通道的上面或在某些情况下相对喷嘴位于一个侧向位置。
根据本发明的一个方面，控制主流动通道中的熔料的第一激励单元具有位于激励系统纵向中心轴线中间的阀销，该激励系统横向偏离喷嘴组件的纵向中心轴线。第二激励单元偏离第一激励单元，第二激励单元的阀销偏离该激励系统的纵向中心轴线。第二激励单元具有开口，从而第一激励单元的阀销可以穿过较低的活塞结构。这样构造的结果，使得从每个阀销中心到中心的间距实现最小化。对着喷嘴的模具浇口可以被设置成一个更近的结构以将熔料注射入一个或多个型腔中。
附图简介在此作为说明书一部分的附图连同说明书一起更好地解释了本发明，此外还用于解释本发明的原理，并使相关领域的普通技术人员能够实现和应用该发明，其中
图1为根据本发明一个方面的双阀浇口式注射喷嘴的剖视图，其中阀浇口被分别单独激励；图1A为图1所示的用于两种材料的注射喷嘴的剖视示意图；图2为图1所示激励系统的放大剖视图；图3A示出了图1所示系统的第一步操作；图3B示出了图1所示系统的第二步操作；图4示出了图1所示喷嘴系统的第二个实施例；
图5示出了图1所示喷嘴系统的第三个实施例。
具体实施例方式
现参考附图对本发明进行描述，相同的附图标记表示相同或功能类似的元件。
参照图1，其示出了一种阀浇口注射成型系统100。系统100包含一喷嘴装置102和一激励系统104。喷嘴装置102的纵轴136被示出用以参考。
在一定程度上，喷嘴装置102的功能类似于公知的注射喷嘴，并包含一喷嘴体138。熔料经由熔料分配岐管122的第一和第二分支熔料通道106、108被引入喷嘴体138的第一熔料通道105和第二熔料通道107。流经第一熔料通道105和第一分支熔料通道106的熔料可以与流经第二熔料通道107和第二分支熔料通道108的熔料材料相同，也可以是两种不同的材料流经每一组通道。同时，第一熔料通道105和第一分支熔料通道106的直径可以与第二熔料通道107和第二分支熔料通道108的直径相同，或两组熔料通道的直径也可不同。这样设计的思路主要依赖于系统100生产的产品类型和/或被实施的注射成型工艺。
如图1所示，第一分支熔料通道106比第二分支熔料通道108更靠近歧管122的出口表面109。虽然对本发明的操作并不是必要的，但是偏移设置分支熔料通道106、108，可以允许稍后添加另外的熔料通道或模块化加入单独的歧管。如果使用两种熔融特性非常不同的材料，它们需要在不同的温度下保持熔融时，那么单独的歧管是必须的。
连接歧管122和喷嘴装置102的是熔料连接器121。熔料连接器121包含第一连接熔料通道123和第二连接熔料通道125。熔料连接器121是用于连接分支熔料通道106、108和喷嘴熔料通道105、107的衬套。在本实施例中，分支熔料通道106、108朝着歧管122的外圆周设置。喷嘴熔料通道105、107设置得比分支熔料通道106、108更靠近纵轴136。这样，第一连接熔料通道123通过熔料连接器121对角设置，从而第一连接熔料通道123将第一分支熔料通道106流体连接到第一喷嘴熔料通道105上。类似地，第二连接熔料通道125通过熔料连接器121对角设置，从而第二连接熔料通道125将第二分支熔料通道108流体连接到第二喷嘴熔料通道107上。
当熔料通过喷嘴体138的第一和第二熔料通道105、107流动时，熔体温度由加热元件124保持。加热元件124可以缠绕、插入、夹在和/或铸造到喷嘴体138上。另外，加热元件124可以由一薄的或厚的膜加热器件组成。熔料经过第一和第二阀浇口114、116流进型腔(未示出)中。通过每一阀浇口114、116的熔料流被单独控制。当第一阀销110未位于第一阀浇口114中时，第一阀浇口114打开。同样，当第二阀销112未位于第二阀浇口116中时，第二阀浇口116打开。图1A示出了在打开位置的第一阀浇口114和在关闭位置的第二阀浇口116。
经第一和第二阀浇口114、116的熔料流动由激励系统104控制。激励系统104设在喷嘴装置102的歧管122的相对侧。第一和第二阀销110、112从歧管122伸入激励系统104中。
参考图2，第一阀销110的移动是由第一激励单元118控制的。第一激励单元118包含第一活塞驱动装置204和可在气缸217中滑动的第一活塞208。第一阀销110可轴向移动通过第一阀销通道212。第一阀销通道212延伸穿过第二激励单元120、歧管122和熔料连接器121。
第一活塞驱动装置204可以是公知装置中的任何形式，例如气动或液压系统、囊状活塞或凸轮和杠杆系统。气动驱动系统通过将外界空气源引入活塞驱动装置来操作，其中阀由时间电路来控制，其中以重复的定时顺序施加和释放压力，并且施加压力给来自模制系统的熔料。液压驱动系统与气动系统以相同的方式操作，只是用液压流体代替了空气。
在另一实施例中，第一活塞驱动装置204可以是一囊状活塞，参考同一受让人于2002年3月14日提交的申请号为60/363891的美国未授权专利申请。一囊状活塞是一可膨胀的细长的袋子，在充满如空气、水或油等压力流体时，其长度缩短。囊的一端被固定到阀销上，从而当囊受压时，其长度缩短，阀销从阀浇口中离开，从而使熔体流入型腔。同样，减压引起囊在长度上的增长，阀销位于阀浇口中，并阻止熔料流入型腔。
当第一活塞驱动装置204顺序循环时，往复驱动第一活塞208。这引起第一阀销110的上下往复运动，从而使第一阀销110位于或不位于第一阀浇口114中。
激励系统104的纵轴216稍微偏离喷嘴装置102的纵轴136。但是，第一激励单元118的第一阀销110位于纵轴216的中心。
为了减少单独控制阀销110、112运动所需的空间，第二激励单元120设在第一激励单元118和歧管122之间。第二激励单元120包含第二活塞驱动装置206和可在第二气缸219中运动的第二活塞210。第二阀销112可轴向移动通过第二阀销通道214。第二阀销通道214延伸通过歧管122和熔料连接器121。
第一阀销通道212穿过第二激励单元120以允许第一阀销110无阻碍地到达喷嘴装置102。第二阀销112和第二阀销通道214的一段偏离纵轴216，以使第一阀销通道212穿过第二激励单元120设置。如图1A所示，由于第二阀销112的偏离设置，杆140位于第二活塞210上，以平衡第二活塞210的操作。杆140可以是销或其它类似元件。
第二活塞驱动装置206可以是上面提到的参照第一活塞驱动装置204的任何驱动装置。当第二活塞驱动装置206进行顺序循环时，第二活塞210上下往复驱动。这引起第二阀销112上下往复运动，从而使第二阀销112位于或不位于第二阀浇口116中。
第一和第二激励单元118、120的这种设置使得在第一阀销110和第二阀销112的纵轴中心线之间的间距202最小。间距202可以小于7mm。阀销110、112的这种小间距结构使得当保持阀浇口114、116的单独激励时，喷嘴装置102的阀浇口114、116的紧密设置成为可能。
如果需要更多的阀浇口，其中第一和第二阀浇口114、116被单独控制，则可以将附加的激励单元叠加在现有的激励单元上。附加的偏置阀销通道可设置通过第一和第二激励单元118、120。附加阀销会提供活塞操作所必需的平衡，因此可以省略杆140。
囊状活塞激励单元可以用于多阀销结构的每一阀销中，其中需要或不需要每一激励单元的叠置或横向间隔设置。
图3A和3B示出了小间距双阀浇口结构的一种可能应用，即小部件的过成型。确定型腔302的形状以模制由两种材料制成的一个小部件，如盖。在型腔302内设置型芯304，以形成第二型腔306。第二型腔306通过在打开位置的第二阀浇口116填充第一种材料。为阻止第二种材料进入第二型腔306中，第一阀浇口114处于关闭位置。
图3B示出过成型过程的第二步，其中型芯304已被轴向移出阀浇口114、116。第二种材料通过在打开位置以允许第二种材料流动的第一阀浇口114注入型腔302中。第二阀浇口116处于关闭位置以防止第一种材料进一步注入型腔302中。第二材料覆盖第一模制材料片306a，从而形成单一的双材料盖。
图4示出了本发明的另一个应用。所示本发明的阀浇口式注射成型装置包含一个模具，该模具具有两个形状和大小相同的位置邻近的单独的型腔440、442。在该应用中，不同颜色或材料的两个相似元件可以被同时模制成型。如果出于某些原因，需要模制的一种颜色的部件比另一种颜色的部件多，由于两阀销410、412的单独运动，所以可以在任何数目的循环中仅注射一种部件。当两种材料具有不同的模制特性，如粘度时，仍然可以以不同的次数使阀销410、412往复运动而模制部件。此外，可以通过前后移动或转动型腔440、442，以提供过成型解决方案，其中第二种颜色/材料被注入每一个型腔中。
图5示出了本发明的另一个应用。本发明的阀浇口式注射成型装置包括一个模具，其具有两个形状和大小不同的位置邻近的单独的型腔540、542。在该应用中，相同或不同颜色和/或相同或不同材料的两个元件可以被同时模制成型。在喷嘴中和或在歧管中示出了压力传感器502，其用于控制在每一熔料通道中的阀销的运动，以及基于压力读数的每一个喷嘴的温度。
虽然在上面叙述了本发明的多个实施例，可以理解的是，它们仅仅是示意性的，而不是限制性的。显然，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以在形式或细节上做出各种改变。因此，本发明的范围和宽度不被上面任何一个实施例所限制，而是应仅按照下面的权利要求和它们的等同物来限定。
权利要求
1.一种注射喷嘴，包含一喷嘴体，其具有第一熔料通道和第二熔料通道，所述第一熔料通道偏离所述第二熔料通道；第一阀浇注元件，用于可选择地打开第一浇口；第二阀浇注元件，用于可选择地打开第二浇口；同第一阀浇注元件相连的第一激励机构；同第二阀浇注元件相连的第二激励机构；以及单独驱动所述第一和第二激励机构的装置，以使所述第一和第二阀浇注元件相对彼此移动。
2.如权利要求1所述的注射喷嘴，其特征在于，所述第一浇口将所述第一熔料通道和第一型腔连接起来，所述第二浇口将所述第二熔料通道和第二型腔连接起来。
3.如权利要求1所述的注射喷嘴，其特征在于，所述第一浇口连接第一熔料通道和一型腔，所述第二阀浇口连接第二熔料通道和同一型腔。
4.一种注射喷嘴，包含一喷嘴体，其具有第一熔料通道和第二熔料通道；第一阀浇注元件，其可沿第一轴线移动以可选择地打开第一浇口；第二阀浇注元件，其可沿第二轴线移动以可选择地打开第二浇口，第二阀浇注元件可独立于第一阀浇注元件移动；其特征在于，所述第一轴线偏离所述第二轴线。
5.如权利要求4所述的注射喷嘴，其特征在于，所述第一浇口连接第一熔料通道和第一型腔，所述第二浇口连接第二熔料通道和第二型腔。
6.如权利要求4所述的注射喷嘴，其特征在于，所述第一浇口连接第一熔料通道和一型腔，所述第二浇口连接第二熔料通道和同一型腔。
7.一种注射成型装置，包含一歧管，其包含用于容纳可模制材料的第一熔料流的第一分支熔料通道、以及用于容纳可模制材料的第二熔料流的第二分支熔料通道；一喷嘴，其包含用于容纳第一熔料流的第一熔料通道、和用于容纳第二熔料流的第二熔料通道，所述第一熔料通道轴向上偏离所述第二熔料通道；第一阀浇注元件，用于可选择地打开第一浇口，以允许第一熔料流流入到一型腔中；第二阀浇注元件，用于可选择地打开第二浇口，以允许第二熔料流流入到该型腔中；其特征在于，所述第二阀浇注元件可独立于所述第一阀浇注元件操作。
8.如权利要求7所述的注射成型装置，进一步包含，在歧管和喷嘴之间设置的熔料通道连接器，该熔料通道连接器包含第一连接熔料通道和第二连接熔料通道，其特征在于，所述第一连接熔料通道流体连通第一分支熔料通道和第一喷嘴熔料通道，所述第二连接熔料通道流体连通第二分支熔料通道和第二喷嘴熔料通道。
9.如权利要求8所述的注射成型装置，其特征在于，所述熔料通道连接器是用于安置第一阀浇注元件和第二阀浇注元件的衬套。
10.如权利要求8所述的注射成型装置，进一步包含，与第一阀浇注元件相连的第一激励机构、以及与第二阀浇注元件相连的第二激励机构。
11.如权利要求10所述的注射成型装置，其特征在于，所述第二激励机构位于第一激励机构和喷嘴之间。
12.如权利要求11所述的注射成型装置，其特征在于，所述第一阀浇注元件延伸穿过所述第二激励机构。
13.如权利要求11所述的注射成型装置，进一步包含，围绕第一阀浇注元件的衬套，该衬套可滑动通过第二激励机构。
14.如权利要求11所述的注射成型装置，其特征在于，所述第一激励机构包含与第一阀浇注元件相连的第一活塞，而第二激励机构包含与第二阀浇注元件相连的第二活塞。
15.如权利要求14所述的注射成型装置，其特征在于，所述第一阀浇注元件由一衬套围绕着，所述衬套被构造以滑动穿过所述第二活塞。
16.一种注射喷嘴，包含一喷嘴体，其具有第一喷嘴熔料通道和第二喷嘴熔料通道；第一阀浇注元件；第二阀浇注元件；与第一阀浇注元件相连的第一激励机构；与第二阀浇注元件相连的第二激励机构，所述第二激励机构位于第一激励机构和喷嘴体之间，并被构造以允许第一阀浇注元件无阻碍地从其中通过；用于单独驱动第一和第二激励机构的一装置，以使第一和第二阀浇注元件相对彼此而移动。
17.一种注射成型装置，包含一喷嘴体，其具有连接分支熔料通道的第一和第二熔料通道，以将第一和第二熔料输送到第一和第二阀浇口；被单独驱动的第一和第二阀浇注元件，它们被操作以控制第一和第二熔料流入至少一个型腔中。
18.如权利要求17所述的注射成型装置，其特征在于，所述第一和第二熔料是不同的。
19.一种模制由两种不同材料组成的部件的方法，包含以下步骤a)设置一具有第一和第二熔料通道的注射喷嘴，以将第一和第二熔料引导通过由第一和第二横向移动浇注元件分别控制的第一和第二阀浇口，其中第一和第二阀浇注元件中的每一个均由单独的激励装置分别驱动；b)设置第一型腔，通过打开第一阀浇口而将第一熔料注射入第一型腔中，同时第二阀浇口保持在关闭位置；以及c)设置第二型腔，通过打开第二阀浇口而将第二熔料注射入第二型腔中。
全文摘要
本发明公开了一种注射成型系统及其带有单独阀浇口控制装置的小间距喷嘴。该系统包含多个阀浇口式喷嘴。通过每一个阀浇口的流动是由分别操作的阀销控制的。每一个阀销是由单独的激励单元分别控制的。为了在阀销之间获得小间距，激励单元被设置成叠置结构，由上激励单元通过下激励单元而控制阀销。下激励单元的阀销偏离上激励单元的中心，从而从上激励单元向下激励单元为阀销提供无阻碍的通道。
文档编号B29C45/16GK1526538SQ20031011981
公开日2004年9月8日 申请日期2003年11月5日 优先权日2002年11月5日
发明者丹尼斯·巴宾, 丹尼斯 巴宾 申请人:标准模具有限公司