专利名称：预制坯模制后冷却方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于塑料模制品的模制成型和冷却的方法和装置，所述塑料模制品诸如由一种或多种材料(例如塑性树脂)制成的预制坯。本发明特别涉及一种快速注射模制方法，其中在冷却步骤完成前将模制品(诸如PET预制坯)从模型中排出。本发明采用了一种在将所述预制坯从模型中取出并且将其放置于模型外部后以对流换热的方式在内部对所述预制坯进行冷却的新的模制后冷却方法和装置。本发明还涉及以传导换热或对流换热方式进行的外部冷却，所述外部冷却可至少部分地与内部冷却同时进行。
背景技术：
对模制品进行适当的冷却代表的是注射模制方法的一个非常重要的方面，这是因为它会对模制品的质量和整个注射周期的长短造成影响。这在使用半晶质树脂的情况(诸如PET预制坯的注射模制)下是更为重要的。在注射后，所述PET树脂保留在模腔间隙中，在足够长的时间内冷却以在将其排出之前防止晶化部分的形成并且使所述预制坯固化。
为了缩短注射过程的周期时间，如果快速地将一个预制坯从一个模型中排出，通常会发生两件事情。第一件事情是预制坯没有被均匀地冷却。在大多数的情况下，与模型水口相对的底部出现结晶。在注射过程中聚积在预制坯的壁中的热量仍然是很高的足以在预制坯(特别是在预制坯的水口区域)中导致模制后结晶。所述水口区域是一个非常重要的区域，这是因为在这部分对模型的冷却是不充分的并且在所述模腔间隙中的树脂仍然处于与热浇式注射喷嘴的热茎部相接触的状态。如果一个预制坯的该区域在一个特定尺寸和深度上方保持结晶状态，那么这将降低一个吹制物品的质量。第二件事情是该预制坯将会太软，这样在后面的转运步骤中可能发生变形。一个预制坯的另一个重要区域是颈根部分(neck finish portion)，在许多情况下，所述颈根部分具有较厚的壁并且与其它部分相比会保持更多的热量。该颈根部分需要有效地模制后冷却以防止其结晶。另外，有效地冷却还能够使颈部充分固化以承受进一步的操作。
过去，人们对于提高PET注射模制系统的冷却效果已经进行了多种尝试，但是仍然不能明显地提高模制预制坯的质量或缩短周期时间。由Valyi提出的美国专利US 4,382,905(在这里作为参考文献)披露了一种注射模制方法，其中模制预制坯被转移到一个第一回火模型以进行第一冷却步骤，接着被转移到一个第二回火模型以进行最后的冷却步骤。这两个回火模型与注射模型类似并且具有内部装置，所述内部装置用于对在冷却过程中与所述预制坯相接触的模型壁进行冷却。由Valyi提出的美国专利US 4,382,905没有在用于从模制区域转移预制坯的装置上提供冷却装置或者提供能够使一种流体冷却剂在模制预制坯中循环的附加冷却装置。
由Bellehache提出的美国专利US 4,592,719披露了一种用于制造PET预制坯的注射模制方法，其中利用一个第一可动装置将模制预制坯从注射芯中取出，所述第一可动装置包括用于固定所述预制坯的真空抽吸装置，该方法还包括对预制坯的外表面进行空气吸收(对流)冷却。在由Bellehache提出的美国专利US 4,592,719中所用的一个第二冷却装置与一个第二可动装置结合，也是利用空气吸收对所述预制坯的内部进行进一步的冷却。这里见图22。由Bellehache提出的美国专利US 4,592,719没有披露，将冷空气吹入到一个预制坯的内部，这种冷却方式与抽吸或吸收外界空气的方式相比具有更好的冷却效果，并且也没有披露利用传导换热方式进行冷却的并且与预制坯的壁紧密接触的冷却装置以及朝向所述预制坯的圆顶部分的空气吹送装置。由Bellehache提出的这种技术方案具有许多缺点，包括冷却效率较低、冷却均匀性较差、冷却时间较长、预制坯变形的可能性较大。
美国专利US 5,176,871和US 5,232,715披露了一种预制坯冷却方法和装置。所述模制预制坯在模制区域外部被注射模制芯夹持。利用一种不与所述模制预制坯接触的冷却剂对所述模芯进行冷却。一个大于预制坯的冷却管放置在预制坯周围以将冷空气吹到预制坯的周围。这些专利中所披露的装置和方法的主要问题是预制坯被夹持在模芯中并且这大大地增长了周期时间。另外，没有利用冷却剂与预制坯之间的直接接触来达到内部冷却的目的。
美国专利US 5,114,327、US 5,232,641、US 5,338,172和US 5,514,309(在这里作为参考文献)提出了一种预制坯内部冷却方法，该方法采用的是一种液体冷却剂。从一个模型排出的预制坯被转移到一个预制坯运载装置，所述预制坯运载装置具有真空装置以便在不与预制坯外壁接触的情况下使预制坯定位。但是这种预制坯运载装置没有任何的冷却装置。冷却芯还被引入到由所述运载装置夹持的预制坯内部并且一种冷却流体被吹送到所述预制坯内部中以使预制坯冷却。所述冷却剂还被相同的用于夹持所述预制坯的真空装置从围绕所述预制坯的腔室中排出。这些专利没有披露，将冷空气吹入到一个预制坯内部，所述预制坯内部中空气在对预制坯冷却后自由地离开所述预制坯。这些专利也没有披露，对从内部和外部同时对预制坯进行冷却或者一个具有冷却装置的预制坯运载装置。这里见图21。
日本专利公开7-171888(在这里作为参考文献)披露了一种预制坯冷却装置和方法。一个模制预制坯自动运载装置用于将所述预制坯转移到一个冷却台。所述自动装置能够利用一种冷却水以传导换热的方式对预制坯壁进行外部冷却。所述冷却台包括一个第一可动自动转移装置，所述第一可动自动转移装置具有一个转动机械手部分，所述转动机械手部分包括用于固定所述预制坯并且还可以传导换热方式对预制坯壁进行外部冷却的真空装置。所述模制预制坯从所述自动运载装置被转移到所述机械手部分。所述机械手部分从位置A移动到位置B，在这里它转过了90度角以将所述预制坯(目前仅在外部进行了冷却)转移到一个冷却工具。所述冷却工具具有用于固定所述预制坯的装置、通过吹送空气用于对所述预制坯的内部进行冷却的装置以及利用吹送空气或水冷用于对该预制坯的外部进行冷却的装置。这里，图19和图20中示出了所采用的内部冷却。该专利没有披露一种自将预制坯从模型中排出并且放入到一个运载板中起立刻进行内部冷却和外部冷却的方法。也没有披露当所述预制坯被所述可动自动运载装置夹持时同时对预制坯的内部和外部进行冷却。因此，这种冷却方法不够快速并且不能防止在模型外部出现结晶。
图19和图20示出了已知的从内部对预制坯进行冷却的方法，其中一个冷却装置位于所述预制坯的外部并且用于将冷空气吹送到所述预制坯的内部中。因为空气喷嘴位于预制坯的外部，因此进入的冷空气流必然至少部分地影响流出的暖空气并且与其混合。这将大大地降低冷却效率。如果所述冷却装置处于与预制坯相同的轴线上，那么图19所示的方法是无效的，这是因为预制坯中没有空气循环。如果所述冷却装置如图20中所示经过横向移动，那么将能够达到空气循环的目的，但是这仍然是无效的，这是因为所述预制坯的一侧与另一侧相比，其冷却效果好并且冷却得较快。所述冷却剂具有一种准扩散流动的且非对称的型面。这种型面是非常无效的并且不能使冷却流体/气体向着所述水口部分或圆顶部分汇聚。
发明内容
本发明的一个主要目的在于，提供一种能够提高冷却效率的用于生产预制坯的方法和装置方法和装置。
本发明的另一个目的在于，提供一种用于生产质量优良的预制坯的方法和装置。
本发明的另一个目的在于，提供一种能够缩短整个生产周期时间的生产预制坯的方法和装置。
上述目的是通过本发明的装置和方法完成的。
在一个实施例中，本发明所涉及的这种新的模制和冷却方法包括在模型内的预制坯充分冷却之前将预制坯从模型中取出，即所述预制坯保持可能使水口部分、颈根部分或整个预制坯结晶的一定量的热量；将所述预制坯固定在模制区域外部；以及利用对流换热从内部对所述预制坯进行冷却以便在上述任何区域中都不出现结晶。
在本发明的另一个实施例中，本发明所涉及的这种新的模制和冷却方法包括在模型内的预制坯充分冷却之前将预制坯从模型中取出，即所述预制坯保持可能使水口部分、颈根部分或整个预制坯结晶的一定量的热量；将所述预制坯固定在模制区域外部；以及利用对流换热从内部对所述预制坯进行冷却以便在上述任何区域中都不出现结晶，所述冷却步骤包括以与所述预制坯直接接触的方式设置冷却剂；以及利用对流换热从外部对所述预制坯进行冷却以便在上述任何区域中都不出现结晶。所述外部冷却步骤相对于所述内部冷却步骤可以是同时进行的、至少部分同时进行的或顺序进行的。
在本发明的另一个实施例中，本发明所涉及的这种新的模制和冷却方法包括在模型内的预制坯充分冷却之前将预制坯从模型中取出，即所述预制坯保持可能使水口部分、颈根部分或整个预制坯结晶的一定量的热量；将所述预制坯固定在模制区域外部；以及利用对流换热从内部对所述预制坯进行冷却以便在上述任何区域中都不出现结晶，所述冷却步骤包括以与所述预制坯直接接触的方式设置冷却剂；以及利用传导换热从外部对所述预制坯进行冷却以便在上述任何区域中都不出现结晶。所述外部冷却步骤相对于所述内部冷却步骤可以是同时进行的、至少部分同时进行的或顺序进行的。
在上述每一个实施例中，利用相对于所述模型是独立的装置(诸如一个可动且可移开的板)将所述预制坯从模型中排出并且使其固定在模型外部。这样的独立固定装置可夹持一组所述模制预制坯或者同时夹持几组预制坯。当利用所述独立装置固定几组预制坯时，这几组预制坯相互之间的温度是不同的，这是因为它们是在不同的时刻被模制的。根据本发明，利用本发明所涉及的冷却方法能够按照不同的顺序从内部和外部对所述模制预制坯进行冷却。在上述每一个实施例中，利用能够至少部分地进入到所述预制坯内部并且能够使冷却剂在预制坯内部循环的装置(诸如冷却销)进行内部冷却。优选的是，利用能够使输送到预制坯内部的准对称冷却剂流被引向所述预制坯中需要比其它部分更多冷却的部分(诸如水口部分和颈根部分)的方式进行冷却。在本发明的一个优选实施例中，冷却剂被引向所述预制坯的底部或圆顶部分以形成冷却剂的一个环流。
在本发明的某些实施例中，可利用能够以几种方式进行的外部冷却补充所述新的对预制坯进行内部冷却。例如，可在一个具有冷却装置的可移开的板上(一个或多个位置)进行外部冷却，所述冷却装置可利用传导换热(冷却水)或对流换热(空气/气体)的方式工作。也可在一个没有冷却装置的可移开的板上(一个或多个位置)进行外部冷却，这样所述预制坯仅能够与它们的固定装置部分接触。这样，可利用一个独立的冷却装置输送冷却空气/气体以使冷却空气/气体直接与预制坯的外表面接触。
在另一个实施例中，所述预制坯被固定在一个没有任何冷却装置的可移开的板中并且利用本发明所涉及的新的冷却销仅对所述预制坯进行内部冷却。
本发明所涉及的新的冷却方法在一个实施例中可利用下列步骤来达到，将预制坯或模制品从模型中取出，将所述预制坯或模制品固定在一个能够自动工作的可移开的板中，所述板具有用于对所述预制坯或模制品的外表面进行冷却的系统，接着将冷却装置接合在所述预制坯或模制品内部以同时对外表面和内表面进行冷却。根据本发明，引入一个附加的冷却步骤，从而以对流换热的方式(例如利用一种冷却气体在预制坯内部循环)降低预制坯的温度。
如上所述，本发明所涉及的方法和装置有利于防止在预制坯中的最重要区域(即，水口部分所处的底部或圆顶部分以及颈部)中出现结晶。另外，本发明所涉及的冷却方法和装置可结合到一个注射-吹制成型设备中，没有晶化的冷却预制坯可在所述注射-吹制成型设备中进行进一步地温度调整并且被吹制成瓶子。
根据本发明的一个方面，一种利用改进的模型外冷却方式防止在一个注射模制预制坯中出现结晶的方法包括将一种熔融材料注射到一个由两个半模或模板形成的模型中，所述两个半模或模板在一个模型打开位置处是相互分开的以限定一个模制区域；当所述熔融材料在由所述半模形成的模腔间隙中时使所述熔融材料冷却到一个非常接近这种熔融材料的结晶-玻璃态转变温度的温度以使所述模制品可在没有经历几何变形的情况下以机械方式被移到模型外；打开所述半模以使所述半模之间保持一个足以使一个模制品运载装置可在所述两个半模之间移动的间距；将所述模制品从所述模型中排出并且将它们转移到所述可动的运载装置；当所述模制品在所述可动的运载装置中时利用传导换热对所述模制品进行冷却以降低晶化，这里所用的冷却剂是一种吹送空气；以及利用对流换热从内部对所述模制品进行冷却直至每一个模制品基本上没有任何的晶化部分。也可利用一个具有用于外部冷却的对流换热装置的可动运载装置对这种方法进行补充。
根据本发明的一个方面，用于形成无结晶的注射模制品的装置包括，一个具有两个半模的模型，所述两个半模可在一个模型关闭位置和一个模型打开位置之间移动；当所述半模处于所述模型关闭位置时用于将熔融材料注射到所述模型中的装置；用于将在由所述半模形成的模腔间隙中的所述熔融材料冷却到一个非常接近这种熔融材料的结晶-玻璃态转变温度的温度的装置以使所述模制品可在没有经历几何变形的情况下以机械方式被移到模型外；用于打开所述模型的装置以便使所述半模之间保持一个足以使一个模制品运载装置可在所述两个半模之间移动的间距；用于将所述模制品从所述模型中排出的装置；用于将所述模制品转移到所述可动的运载装置的装置；所述运载装置具有用于固定所述模制品和利用传导换热对所述模制品进行冷却以降低晶化的装置；以及还能够利用对流换热从内部对所述模制品进行冷却直至每一个模制品(最好整个模制品)基本上没有任何的晶化部分(特别是在模型水口部分中)的装置。也可利用一个具有用于外部冷却的对流换热装置的可动运载装置对这种方法进行补充。
这里所用的词语“可移开的板”、“可取下的板”以及“臂端工具”是可互换的并且代表相同结构。
本发明所涉及的方法和装置的其它细节以及其它目的和所具有的优点能够从下面参照附图的详细描述中得出，在附图中类似的元件用类似的附图标记表示。
图1表示的是在注射过程中和在注射完成后预制坯的温度相对于时间的变化图；图2示意性地示出了一个在模型中的预制坯；
图3(a)和图3(b)示出了在冷却过程中穿过一个模制预制坯壁的温度梯度；图3c示出了沿着所述预制坯壁的温度分布情况；图4是表示现有技术中所涉及的一种注射模型的一个截面图；图5是表示一个可动的自动装置的截面图，所述自动装置包括一个“臂端工具”(EOAT)装置，所述“臂端工具”(EOAT)装置放置在固定模板和可动模板之间的模制区域中；图6(a)和图6(b)是表示本发明的一个实施例的侧视图，该实施例包括一个自动的且可移开的板(或臂端工具，EOAT)和一个用于固定冷却销的框架；图6(c)和图6(d)是图6(a)和图6(b)中所示实施例的主视图；图7(a)-图7(d)示出了本发明第一实施例所涉及的框架和冷却销；图8(a)-图8(g)示出了本发明所涉及的几种冷却销的设计形式；图9(a)和图9(b)以更加详细的方式示出了本发明的两个实施例所涉及的冷却销；图10(a)示出了一个具有如在现有技术方法中所产生的结晶区域的预制坯；图10(b)示出了一个在利用本发明方法后所生产的没有结晶区域的预制坯；图11(a)-图11(1)示出了本发明所涉及的框架和冷却销的另一个实施例；图12是一个系统的截面图，其中空气冷却通道被结合在所述半模中；图13(a)和图13(b)是本发明冷却系统的另一个实施例的侧视图；图14是具有本发明冷却系统的另一个实施例的一个注射模制系统的俯视图；
图15是本发明冷却系统的另一个实施例的截面图，其中示出了与所述可移开的板相连并用于对所述模制品的内部进行冷却的机构；图16示出了本发明的一个实施例，其中使用了一个没有冷却装置的可移开的板以将所述模制预制坯从模制区域取出；图17示出了本发明所涉及的冷却销的另一种结构形式；图18(a)和图18(b)示出了本发明所涉及的冷却销的另一种结构形式；图19和图20示出了现有技术中所涉及的用于对一个预制坯的内部进行冷却的方法；图21示出了现有技术中所涉及的另一种用于对一个预制坯的内部和外部进行冷却的方法；图22示出了现有技术中所涉及的利用抽吸外界空气以对一个预制坯进行冷却的系统；以及图23示出了一种在框架的多个表面上具有冷却销的框架结构。
具体实施例方式
现参见附图，图1表示的是在注射过程中和在注射完成后预制坯的温度相对于时间的变化图。图2示意性地示出了一个在模型中的预制坯。从该图中可以看出，在模型中进行冷却通常是利用分别位于模腔16和模芯部分18内的冷却管12和14来完成的。这样，从预制坯11的两侧进行冷却。另外，如图2中所示，所述模腔板16通常具有一个水口区域20，所述水口区域形成在预制坯11的底部或圆顶部分22处。所述预制坯具有一个颈根部分13，有时所述颈根部分具有较厚的壁，所述较厚的壁难于冷却到防止出现结晶的程度。
图3(a)和图3(b)示出了在冷却过程中穿过一个模制预制坯壁的温度梯度。图3(a)示出了模型内部的温度梯度，而图3(b)示出了模型外部的温度梯度。图3c示出了沿着所述预制坯壁的温度分布情况。温度峰值表示的是在所述预制坯的圆顶部分或水口部分中的温度。
现参见图4，其中提供了一个注射模型，所述注射模型包括一个固定半模或模板32和一个可动半模或模板36，所述固定半模或模板32具有一列模腔34，所述可动半模或模板36具有一列模芯38。所述模腔板32与一个歧管板(未示出)相流通，所述歧管板能够从一个注射模制设备的一个注射组件(未示出)接收熔融材料。所述模腔34通过模腔水口40从热浇道喷嘴(未示出)接收熔融材料，所述热浇道喷嘴例如一种阀式水口喷嘴(未示出)。当所述模板32和36处于一个模型关闭位置时，所述模腔都被用于对由模芯38和模腔34所形成的模腔间隙中的熔融材料进行冷却的冷却装置42所包围。所述冷却装置42最好是由嵌入在模板32内的用于引导一种冷却流体的冷却通道形成的。如上所述，模芯38和模腔34在所述模型关闭位置处形成了多个模腔间隙(未示出)，在实施注射步骤过程中，通过模型水口40将熔融材料充填到所述模腔间隙中。所述模芯38还包括用于对在模腔间隙中的熔融材料进行冷却的装置44。所述冷却装置44最好包括在每一个模芯内的一个冷却管。所述模芯板36还包括一个排出装置板46，所述排出装置板46用于将模制预制坯48从模芯38取出。所述排出装置板46的操作在现有技术中是公知的并且不包括在本发明中。实际上，所述排出装置板46可包括在该技术领域中已知的任何适合的排出装置板46。
根据本发明，可利用图4中所示的模制系统将任何熔融塑料、金属或陶瓷材料注射到模腔间隙中并且所述材料冷却成一个所需物品。在本发明的一个优选实施例中，所述熔融材料是PET，模制品是一个预制坯。但是根据本发明，所述模制品还可是一个由多于一种的材料制成的预制坯，例如纯PET、回收PET和一种适合的阻隔材料(例如EVOH)。
在本技术领域已知的是，一个预制坯的模制方法包括下列步骤，关闭模型，将熔融材料注射到模腔间隙中，开始对模腔间隙进行冷却，使熔融材料充满模腔间隙，使熔融材料保持在压力作用下，进行最后的模型中冷却，打开模型，从模芯中排出凝固的物品或预制坯并且将所述物品或预制坯转移到一个可移开的板上。根据本发明，为了缩短周期时间，预制坯在模型中的驻留时间必须达到最小以便使所述模型近可能快地生产多组预制坯。缩短在模型中的驻留时间的问题是冷却时间必须缩短，而且所述模制品或预制坯的固化程度能够在没有变形的情况下足以承受所有后续转运步骤。缩短冷却时间是一个有问题的选择，这是因为利用冷却装置42和44不能达到使所述模制品或预制坯充分和均匀地冷却的效果。当所述模制品或预制坯在模型内经过较短的时间冷却紧接着打开模型后，所述模制品或预制坯内所保留的热量是非常大的并且取决于所述模制品或预制坯的厚度。这种内热可能会在所述模制品或预制坯的水口部分或圆顶部分处、所述模制品或预制坯的颈根部分处或整个预制坯中形成晶化部分。为了防止所述模制品或预制坯的晶化，必须采用一种有效的冷却方法。在冷却过程中，必须尽量控制模制品的收缩，模制品的收缩可能会对模制品的最后尺寸造成不良影响。
图5示出了一个自动且可移开的板60的一个实施例，所述板可用于本发明的冷却方法中。所述移开的板60包括多个空心固定装置或容器62，所述空心固定装置或容器62可是水冷管。可用作所述移开的板60的常规可移开的板示出在由Gessner et al.提出的美国专利US5,447,426和由Delfer，III提出的美国重新公布专利RE 33,237中，这两篇文献在这里作为参考文献。在操作中，多个固定装置62的开口与模板36的模芯38对中。利用所述排出装置板46的操作将模制品48转移到所述固定装置62中。根据本发明，所述可移开的板60可设有多个固定装置62，固定装置62的数量可与模芯38的数量相同或者是模芯数量的倍数，例如是模芯数量的三倍或四倍。在固定装置62的数量多于模芯38的数量的情况下，能够使其中一些模制品保持一段长于一个模制周期的时间，从而在保持较高的模制品产量的同时能够增长冷却时间。本发明方法能够在不考虑由所述固定装置62所固定的模制品数量的情况下实施。但是，在本发明的优选实施例中，所述自动且可移开的板60所具有的固定装置62的数量是模芯38数量的三倍。这意味着，所述自动且可移开的板60不总是运载数量与固定装置62数量相同的预制坯或模制品。这还意味着，当一组预制坯通过所述可移开的板内的空心管64与预制坯的外壁之间紧密接触而被冷却时，该组预制坯可不止一次地回到在模芯板和模腔板之间的模制区域中拾取其它组的模制品，所述管64带有一种冷却液体(诸如水)，这些内容在上述美国专利US5,447,426中已被详细地示出。所述管64与从模型中排出的热的模制品之间的热交换是利用传导的方式进行的。特别是，可使用能够制成润滑冷却装置的任何固体材料并且使所述固体材料与模制品的外壁紧密接触以对模制品进行冷却。由于一个以传导换热方式工作的冷却系统通过使所述模制品或预制坯和冷却装置之间的紧密接触而对所述模制品或预制坯进行冷却的，因此能够在不会因转运而产生变形或擦伤的情况下保持所述模制品或预制坯的形状。
如果需要的话，用于所述可移开的板中的传导冷却装置64可被一个对流换热装置所替代。在本技术领域中已知的任何适合的对流换热装置能够与所述可移开的板60结合使用以对所述可移开的板60所运载的模制品或预制坯的外表面进行冷却。
现参见图6(a)和图6(b)，一个附加的冷却装置70与所述自动且可移开的板60结合使用以通过利用对流换热方式使所述模制品或预制坯的内表面和外表面同时得到冷却，从而能够提高模制后冷却的效果、缩短周期时间以及提高预制坯的质量。所述附加的冷却装置70包括一列细长的冷却销74，所述冷却销74的作用是将一种冷却流体输送到由所述可移开的板60固定的模制品内部。在本发明的一个优选实施例中，所述冷却流体主要被引向所述模制品或预制坯的圆顶部分(水口部分)22并且被直接输送到其中，由于在模型中的冷却时间被缩短而使所述圆顶部分(水口部分)22最有可能被晶化。冷却流体是以一种环流的形式被引入的。根据本发明，所述冷却流体可是任何适合的冷却剂，诸如一种液体或气体。在本发明的一个优选实施例中，所述冷却流体是通过位于所述冷却销74内的一个通道90所输送的压缩空气。图9(a)中以比较详细的方式示出了本发明的这个方面。
图9(a)示出了本发明所涉及的一种冷却销74，所述冷却销74位于在一个需要冷却的预制坯或模制品48内。为了使冷却剂以最佳方式流动，所述冷却销74被深深地引入到所述预制坯48中以使所述冷却剂能够达到所述圆顶部分或水口部分22。另外，所述冷却销74还可用作一个附加的冷却芯。所述冷却销74还有利于形成一种冷却效果优于其它流动方式的环流。利用这种新的冷却销74还可使进入的吹制冷空气和流出的暖空气被完全隔开，从而防止它们混合。
如图9(a)中所示，冷却销74位于所述预制坯或模制品内的中央处，最好使冷却销74的中心轴线220与预制坯的中心轴线222对中。从该图中可以看出，所述冷却销74的外壁224在一个上部区域UP中与预制坯的内壁226之间保持一个间距D。另外，所述冷却销74的出口喷嘴92与圆顶部分22的内壁228之间保持一个间距d。为了形成冷却流体的所需环流形式，最好d与D之间的比值在1∶1至10∶1范围内。更好的是，所述冷却销的出口喷嘴92为一种扩张型喷嘴结构。尽管对于出口92使用一种扩张型喷嘴是最好的，但是所述出口喷嘴92也可为一种直壁式喷嘴。
因为冷却销74深深地进入在预制坯内并且还用作一个冷却芯，因此从预制坯自由流出暖空气也为一种环流形式。
尽管图9(a)中示出了所述冷却销的一种优选结构，但是如图8(a)至图8(g)、图17和图18所示，冷却销74可具有各种尺寸和形状以达到各种冷却效果。例如，如图8(a)中所示，冷却销74的下部LP可具有一个与所述冷却销的上部UP的直径D1不同的直径D2。如图8(a)至图8(c)中所示，所述冷却销的上部UP可具有不同的形状。参见图8(d)，冷却销74可具有用于将一种冷却流体排放到所述模制品中可能晶化的侧壁上的横向出口82。如图8(e)中所示，所述冷却销74可具有螺旋状沟槽84以达到特定的冷却效果。在图8(f)和图(g)中类似的是，冷却销74可具有围绕其周边的多个肋片86或多个接触元件88。
图18a和图18b示出了一种冷却销74，所述冷却销74具有多个径向导管230以将冷却剂输送到预制坯中除圆顶部分22以外的其它区域(诸如颈根部分或主体部分)上。所述径向导管230可沿着冷却销的长度方向被隔开以将冷却剂引向一个预制坯48的特定区域。
冷却销74可由任何适合的导热材料或绝热材料制成。如果需要的话，如图17中所示，冷却销74可由一种多孔材料232制成以将附加的冷却剂以一种非常均匀的方式扩散到一个预制坯中除所述圆顶部分或水口部分22以外的其它区域上。
在本发明的一个优选实施例中，冷却销74的设计形式是使最大冷却集中在所述模制品48的水口部分或圆顶部分22处，从而使冷却流体达到有效地汇聚以使该区域得到冷却。这样，能够形成在水口部分或圆顶部分22中没有晶化区域的模制品(诸如预制坯)。
图19(b)中示出了可用于本发明装置中的具有一个冷空气吹送系统的另一种销子结构。如该图中所示，销子74具有一个冷空气吹送通道90，所述冷空气吹送通道90具有一个用于将冷空气引向模制品48内表面(最好是所述模制品的圆顶部分或水口部分22)的出口92。所述通道90通过入口94与一个冷空气源(未示出)相通。所述冷却销74还设有一个将冷却空气从模制品48内部排出的一个真空通道96。所述真空通道86可与任何所需的真空源(未示出)相连。从图19(b)中可以看出，利用滑动垫100和一个紧固装置(诸如螺母102)将冷却销74安装在一个框架98的一部分上，所述滑动垫100用于销子的自动调整。所述螺母102可被固定在具有一个外螺纹部分的元件104(未示出)上。
现参见图6和图7，冷却销列74被安装在一个冷却框架98上，所述冷却框架98可由一种重量较轻的材料(诸如铝)制成。根据本发明，所述冷却框架98可在一个竖直位置或一个水平位置中工作。在这两种情况下，当所述可移开的板60模制位置达到其最后位置时，所述框架98移向所述可移开的板60。可使用任何适合的本领域已知的装置移动所述框架98以使其高速前进，从而可使冷却销74立刻被引入到所述模制品内。在本发明的一个优选实施例中，利用液压缸110移动所述框架98。根据本发明，冷却销74的数量可与所述可移开的板60中的容器62的数量相同或比容器62的数量少。根据本发明，所述可移开的板60设有用于将所述模制品或预制坯48固定到容器62中的装置(诸如抽吸装置)(未示出)，以及还设有用于将所述预制坯从所述可移开的板排出的装置。所述固定装置和排出装置可为在上述美国专利US5,447,426中所披露的那种装置，该文献在这里作为参考文献。如图6(c)和图6(d)中所示，所述冷却框架98设有多个间隙112。所述间隙112能够使从所述可移开的板60中排出的已得到最后冷却的模制品或预制坯落到一个用于将所得到的产品从该系统送出的传送装置114上。在本发明的一个优选实施例中，通过使所述冷却销74相对于用于固定必须从所述可移开的板60排出的预制坯的容器62横向移动，从而使已完全冷却的预制坯48落到所述传送装置114上。这是当冷却框架处于一个水平位置时的情况。当所述冷却框架处于一个竖直位置时，它不会对从所述可移开的板落下的预制坯。
现参见图7(a)和图7(b)，其中示出了第一列冷却销74。从图7(b)中可以看出，每一个冷却销74都具有冷却通道90，所述冷却通道90通过通道122与一个冷却空气源(未示出)相通。所述通道122中设有多个空气阀124，所述空气阀124可用于调节冷却空气的流量。这样，能够将流量可变的冷却空气供给到冷却销74。
现参见图7(c)，还可通过一个简单的通道126为每一个冷却销74直接提供来自一个冷却空气源(未示出)的空气。另外，如图7(d)中所示，如果需要的话，所述通道126通过一种软性导管128与在每一个冷却销中的流体导管120相连。
根据本发明的一个实施例，所述冷却销74使以很少的步骤进入到与所述可移开的板60所固定的预制坯，并且在每一个步骤中，所述在不同时刻模制的预制坯具有不同的温度。为了使整个冷却步骤得到最佳化并且避免冷却剂的浪费，在所述第一个冷却步骤中，所述预制坯是非常热的，这样利用冷却销输送最大量的冷却空气。在第二和后续步骤中，由与第一模制预制坯接合的冷却销所引导的冷却空气量大大少于被引向新的且更热的模制预制坯的冷却空气量。为了进一步使冷却过程达到最佳化，可利用任何适合的已知温度传感器(诸如一种热电偶)检测预制坯的冷却前的温度和冷却后的温度以便在中断模制周期情况下可进行冷却流量的调节。在一个优选实施例中，热电偶(未示出)与位于与每一个预制坯相邻的所述可移开的板60中的一些控制装置(未示出)相连。利用检测每一个预制坯的温度，可对输送到所有冷却销74或一些冷却销74的冷却空气量进行一些调节。这也可对位于所述可移开的板中的传导冷却装置的冷却无效性或非均匀性进行补偿。
现参见图10(a)和图10(b)，图10(a)以截面图的形式示出了一个利用现有技术系统所模制的预制坯48。从该图中可以看出，所述预制坯48可能在包括圆顶部分22和颈部13的四个不同的区域中具有晶化部分。另一方面，图10(b)以截面图的形式示出了一个利用本发明系统所模制的预制坯48。从该图中可以看出，所述预制坯中没有晶化区域。
图11(a)至图11(1)中示出了本发明的另一个实施例，其中所述可移开的板60′在整个模制周期中始终保持在一个竖直的位置中。这消除了一个复杂的马达并且使所述板更轻，从而能够更快速地移动到形成在所述半模或模板32和36之间的模腔间隙中和从该模腔间隙中移出。在该系统中所用的所述冷却框架98′具有一个附加的功能以及能够进行附加的移动。首先，所述冷却销74′利用吹送空气使所述模制品或预制坯冷却并且利用抽吸空气将所述模制品和预制坯从所述可移开的板60′中排出。所述预制坯利用真空被固定在所述冷却销74′上并且在一个返回过程中可从所述可移开的板60′中的管62′排出。所述冷却框架98′能够移动到所述可移开的板60′以及从板60′返回，所述冷却框架98′还可从一个竖直位置转到一个平行于一个传送装置114′以便利用停止抽真空使所述预制坯从所述冷却销74′排出。根据本发明，本领域已知的任何适合的装置可用于使所述冷却框架98′和冷却销74′转动。根据在图11(a)至图11(1)中所示的本发明的一个优选实施例中，一个固定凸轮130用作一个能够将框架的平移转换成转动的非常简单的装置以便使被所述冷却框架所固定的所述预制坯能够落到一个传送装置114′上。如图11(h)中所示，所述冷却销74′可利用真空与所述预制坯接合并且将所述预制坯从所述可移开的板60′排出。接着，所述预制坯从所述冷却销74′落入到一个传送装置中。
从图6(a)至图6(d)中能够看出本发明所涉及的新的冷却装置的操作。在所述模制中冷却后，所述模制中冷却过程缩短到使所述模制品或预制坯达到一个能够防止它们变形的固态的时刻，打开所述模型并且将所述可移开的板60移动到在模芯板36和模腔板32之间的模制区域中。可利用在本领域中已知的任何适合的装置(未示出)以本领域中已知的任何适合的方式实施所述模芯板与模腔板之间的相当移动。在所述可移开的板达到所述模制位置后，所述冷却销74与模制品接合以对所述模制品(特别是在每一个模制品或预制坯的圆顶部分22)进行冷却。
尽管上述可移开的板60具有用于对在所述固定装置62内的预制坯外表面进行传导冷却的水冷装置，但是很多情况下是当预制坯首先放入所述可移开的板内时却不想对外表面开始冷却。为此，可在所述可移开的板内设置用于控制冷却的装置以便直到预制坯的内部冷却开始和/或完成后开始进行外部冷却。例如，在所述可移开的板中设置适合的阀(未示出)以防止冷却流体流动直到到达一个所需的时刻。这样，预制坯的内部冷却和外部冷却可同时进行、至少部分地同时进行或顺序进行。
图16示出了一个可移开的板60″的另一个实施例，所述板没有用于将模制预制坯从模制区域排出的冷却装置。所述可移开的板60″可具有许多预制坯固定装置62″，所述预制坯固定装置62″的数量足以适合一组预制坯或多组预制坯。所述预制坯被真空装置(未示出)固定，所述真空装置通过开口240在预制坯48的水口部分或圆顶部分22上抽吸。所述预制坯还被固定装置62″固定，所述固定装置62″可具有任何所需结构，所述固定装置62″能够利用一种冷却其它/空气对预制坯进行直接的冷却。所述固定装置62″最好是刚性的足以固定所述预制坯并且具有孔或其它开口242和244，所述固定装置在这些孔或其它开口242和244中不能与预制坯直接接触。利用具有这些仅部分地覆盖预制坯的外表面的固定装置，所述预制坯可在它们的外表面上被冷却，同时利用冷却销74还对它们进行内部冷却。在这种情况下，冷却步骤包括将预制坯从模型转移到所述可移开的板60″，所述可移开的板60″在模制区域外移动并且移动到与所述模制区域相邻的冷却区域。在所述冷却区域处，利用框架98和至少部分地进入到预制坯内部的冷却销74对所述预制坯48进行内部冷却。同时，由所述可移开的板60″固定的预制坯48具有由附加的冷却台250以对流的方式进行冷却的外表面，所述冷却台250将一种冷却剂流体吹向所述预制坯固定装置。如图16中所示，所示附加的冷却台250具有多个喷嘴252、254和256以将冷却剂吹向预制坯的外表面，所述喷嘴252、254和256通过窗口258将冷却流体吹入到所述可移开的板60″并且通过在预制坯固定装置中的窗口或开口242和244将冷却流体吹到预制坯的外表面上。所述喷嘴252、254和256通过开口242和244将冷却流体吹入到所述预制坯固定装置62″中和预制坯的外表面上。尽管上述附加的冷却台250具有用于对两个预制坯进行冷却的喷嘴，但是应该理解的是，所述冷却台250在实施过程中如果需要的话可具有许多喷嘴以对任何所需数量的预制坯的外表面进行冷却。
所述附加冷却台250能够利用与所述可移开的板60″独立的冷却装置同时对预制坯48从内部和外部进行冷却。这种方案使可移开的板60″非常轻，非常快速和易于维护。如果需要的话，所述预制坯固定装置62″可仅在所述颈部卡紧所述预制坯，这样留出了更多的用于吹送冷却流体的门窗以对预制坯的外部进行冷却。
根据本发明的另一个实施例，所述可移开的板可包括利用吹送空气的外部冷却装置或可不包括冷却装置。在这两种情况下，利用本发明所涉及的新的冷却方法和装置进行内部冷却。
本发明所涉及的新的冷却方法和装置对于冷却在高腔模型中模制的预制坯是非常有好处的。众所周知，流过一个模型的熔融树脂的温度会由于多种原因发生很大的变化，这些原因包括(a)热浇道歧管的不均匀加热；(b)在歧管的熔融通道内形成界限层；(c)不均匀模腔冷却；(d)在模型时水口部分处冷却无效。穿过模型的温度变化的一个结果冷却时间必须在局部高度处进行调节以便在最后的预制坯中出现晶化之前使最热预制坯冷却。为了防止晶化区域的形成，本发明所涉及的冷却系统能够提供一种不同的冷却方式，冷却方式可根据每一个模型的温度特征来变化。可在所述可移开的板60中设置传感器以调节每一个冷却销74的冷却量。在模型内不均匀温度分布的另一个结果是在大多数情况下位于所述预制坯的圆顶部分22上的水口是模制预制坯中最热的部分。因为所述水口部分在模型关闭位置中冷却地较慢，如果模型中冷却时间太长或者不在模型外部提供附加的冷却，那么该部分将很可能被晶化。根据本发明，利用冷却销74将冷空气吹入到预制坯中并且在水口区域的附近是一种非常有效地防止在预制坯中形成晶化区域的新的操作。
本发明所创新的冷却方法和装置对补偿可移去板的冷却无效率也有好处。由于热模制品和冷却管之间不完全接触，由可移去板所保持的模制品温度可能通过板可能发生变化。根据本发明，位于可移去板和冷却框架内的温度传感器可用于给冷却控制单元提供信息，所述冷却控制单元改变供给每个预制品的冷却流量。
迄今为止，上述适应的冷却方法也是有益的，因为考虑到，在一天之内模制预制品的模型温度可以变化，利用特殊树脂的功能、机械设备的功能，或由于由热喷嘴内不合适的阀杆动作或由于模型腔内的芯杆所引起的预制品厚度的局部变化。这些情况即不能预知也不能容易确定；然而本发明提供了一种机构来根据每个模制品或预制品温度调整每个型腔模塑后的冷却步骤。
对于增加模塑冷却时间利润的循环周期显著减少，可以通过简单地设计和可移去板及冷却框架的移动来达到。这也考虑非常严格的装配、维修和操作来约束可移去板和振动台上冷却销和模制品和预制坯之间的刚性、移动精度、定位等。具有定位销的冷却框架的位置也取决于这样一种方式来减小整个机器的“足迹”。
在这点上也参照图13(a)和图13(b)进行了说明，图13(a)和图13(b)表示本发明的另一个实施例，这里在附加的空气冷却步骤期间，可移去板60保持在一垂直位置，也就是平行于模板32、36。冷却框架98传输给可移去板60，冷却销74进入模制品或预制坯48。在所有预制坯冷却之后，冷却框架98缩回，可移去板60转过90°平行于传送装置114，然后冷却的预制坯从板60上移开。此方法简化了冷却框架的设计，冷却框架不需要转动装置和避免冷却框架与从板排出的预制坯相干扰的装置。
还参照表示本发明另一实施例的图14，其中所述自动且可移开的板60包括附加的平移装置150以沿着平行于预制坯回转轴线的一个轴线使预制坯移动。该预制坯的附加的移动简化了在冷却过程中保持固定的冷却框架98。如图14中所示，用于固定所述预制坯的所述可移开的板60或其它装置沿着轴线X被移向固定的冷却框架98。在冷却步骤后，所述可移开的板60转过90度角以使其朝向所述传送装置114，从而排出被冷却的预制坯。
现参见示出了与所述可移开的板60相连的新的空气冷却装置的图15。图中所示的这种方案无需一个用于固定冷却销的分离框架，从而减小了所述冷却系统和注射模制设备的尺寸。这种新的冷却销174为U字形并且可同时移动所有的相互平行的预制坯以使它们可被引入到所述预制坯中并且可利用由活塞BB或其它任何已知的装置所驱动的一个薄带将它们从预制坯中移出。所述销子174还可围绕平行于所述预制坯的一个轴线“A”转动以使它们可被带入与预制坯对中的轴线或从该轴线移出。所有销子174的这种同时转动可利用本领域中已知的任何适合的装置来完成。根据本发明，所述U字形冷却销174具有一个能够进入所述预制坯的臂“A”、一个与臂“A”平行的臂“C”以用于移动所述臂“A”以及一个用于连接所述臂“A”和“C”的臂“B”。所述销子的围绕臂“C”的轴线A转动可以不同的方式进行。如图15中所示，这可利用一个由活塞AA操作的细长的齿条178来完成，所述活塞AA与连接到所述每一个冷却销的臂“C”的活塞180对中。可利用摩擦装置来完成上述同样的转动，一个平移，而另一个转动。在将预制坯48从模芯38移动到所述可移开的板60的冷却管62的过程中，所述U形冷却销174可“停留”在与每一个冷却管62相邻的一个特定位置处以使它们不会对移动的预制坯造成影响并且需要较小的空间来打开所述模型。在将所述预制坯98固定在所述可移开的板60中后，立刻利用活塞BB和带176使与板60相连的冷却销174前进并且当它们达到一个使臂“A”在预制坯的顶部上的高度时，使它们以与预制坯对中的方式转动并且最后利用活塞BB的返回使它们被引入到预制坯中。所述带176和每一个臂“C”之间的固定接触可由一个压靠在肩部181上的盘簧182或其它任何适合的装置完成。利用一个软管184通过臂“C”将吹送空气提供到每一个冷却销。这种与所述可移开的板相连的冷却销具有下列优点简化和减小冷却系统的尺寸，提高冷却效率，这是因为在预制坯在所述可移开的板中之后立刻进行内部冷却，在所述可移开的板的移动过程中能够进行内部冷却并且特别能够长时间连续地利用所述可移开的板对预制坯进行冷却。在排出已冷却的预制坯的过程中，所述冷却销必须再次转向它们的初始位置以使它们不再与预制坯对中。
现参见图12，其中示出了包括冷却通道210的空气冷却装置210，所述冷却通道210在所述半模32、36中以便在打开模型过程中和打开模型后使所述可移开的板进入模制区域之前，使由模芯固定的预制坯得到冷却。该附加的冷却步骤将在所述可移开的板被带入到模制区域中之前和被转移到所述可移开的板之前进一步使预制坯固化。
根据本发明的另一个实施例，可从该应用中的其它附图中容易理解的，所述自动且可移开的板仅保留一组预制坯。在注射步骤后，所述可移开的板停留在模制区域外并且从所述冷却销将冷却空气或冷空气吹入每一个预制坯中。从可移开的板排出的所述冷却的预制坯将被带回到没有预制坯的模制区域中。
图23示出了用于固定冷却销74的框架98的另一种结构。如该图中所示，该框架98可在两个相对表面上具有冷却销74。另外，所述框架可围绕一个第一轴线300和一个与所述第一轴线300垂直的第二轴线302转动。在本领域已知的任何适合的装置(未示出)可用于使框架98围绕所述轴线300和302转动。
利用这种结构，能够使第一组冷却销74与一个可移开的板60中的预制坯48接合并且开始对预制坯进行内部冷却。接着可将预制坯48从可移开的板60的固定装置62移到冷却销74上。接着可使空间98围绕轴线300和302中的一个或多个转动，同时利用冷却销74进行预制坯48的内部冷却。在第一组预制坯达到图23中所示的左手边位置时，第二组冷却销74可与固定在可移开的板60中的第二组预制坯48接合。如果需要的话，左手边的预制坯48可可以一个冷却台304以传导的方式进行外部冷却，所述冷却台304具有多个喷嘴(未示出)以将冷空气吹到外表面上。如果需要的话，所述框架98可具有一个与其相连的预制坯夹持板308。
权利要求
1.一种冷却模制品(48)的方法，该模制品包括处于热量相对较高的第一区域(22)和处于热量相对较低的相邻区域，所述方法包括将模制品(48)从包括半模(16、18、32、36)的模具中取出，所述模制品(48)被移到臂端工具(60)的固定装置(62)中，而所述模制品保持一定的热量，所述臂端工具在第一位置和第二位置之间操作，所述第一位置是固定装置(62)用于接收模制品(48)的半模(16、18、32、36)之间的位置，所述第二位置在半模(16、18、32、36)外面；将臂端工具从半模(16、18、32、36)之间取回到第二位置；在将臂端工具(60)从半模(16、18、32、36)之间取回到第二位置后的一个时间，将冷却销(74、174)插入到模制品(48)，同时将模制品固定在所述固定装置内；所述方法的特征在于还包括如下步骤形成相对于冷却销和模制品的开放系统，该开放系统具有通道，该通道允许将气态冷却流体从模制品(48)的内部通风至周围环境中，该开放系统这样形成将冷却销相对于所述模制品(48)的开口端定位以在冷却销的外表面区域和所述模制品(48)与所述外表面区域相邻的开口端之间限定一个空间，其中，所述空间限定了所述通道；并且沿冷却销的内部通道(90)强迫气态冷却流体流动，该内部通道(90)终止于尖端(92)，该尖端(92)在插入到模制品(48)时与所述第一区域(22)隔开，气态冷却流体从尖端(92)主要沿第一区域的方向排出来以开始在至少第一区域(22)中加强冷却，从而允许该气态冷却流体从模制品的内部流动，并经过通道排出到周围环境中，并且，当位于模制品内时，内部通道和尖端一起使冷却流体集中在第一区域上。随着气态冷却流体从冷却销的尖端排出，在冷却销的内部通道里形成真空，以使预制坯被固定在冷却销上，以允许预制坯从所述固定装置取出。
2.如权利要求1所述的冷却模制品(48)的方法，其中，所述气态冷却流体是沿内部通道(90)送风的冷却压缩空气。
3.如权利要求1或2所述的冷却模制品(48)的方法，还包括模制品固定在固定装置内时给模制品(48)的外部部分施加冷却，其中，所述给模制品(48)的外部部分施加冷却与强迫冷却流体沿内部通道流动要么同时、要么不完全同时，要么相继地发生。
4.如权利要求1或2所述的冷却模制品(48)的方法，还包括随时间改变由冷却销传输的冷却流体的量。
5.如权利要求1或2所述的冷却模制品(48)的方法，其中，尖端用于从其产生扩散冷却流体流。
6.如权利要求1或2所述的冷却模制品(48)的方法，其中，将冷却销的尖端引入到预制品一定深度，以允许冷却剂达到并冷却预制品的内部圆顶部分。
7.如权利要求1或2所述的冷却模制品(48)的方法，还包括将尖端(92)从模制品(48)的第一区域隔开第一距离d；和将所述冷却销(74、174)的侧壁(224)从模制品(48)的内侧壁(228)隔开第二距离D；其中，第一距离与第二距离的比率d∶D在大约1∶1到大约10∶1的范围内。
8.一种用于冷却模制品(48)的装置，该模制品(48)在由半模(16、18、32、36)形成的注模中制造，模制品具有处于热量相对较高的第一区域(22)和处于热量相对较低的相邻区域，所述装置包括具有至少一个固定装置(62)的臂端工具(60)，在使用中，臂端工具(60)在第一位置和第二位置之间操作，所述第一位置是将模制品(48)容纳到所述至少一个固定装置(62)中对应的那个的半模(16、18、32、36)之间的位置，所述第二位置在半模(16、18、32、36)外面；在使用中，在模制品保持一定量的热量时将模制品(48)置入所述至少一个固定装置(62)中对应的那个；相邻于第二位置的框架(98)上的冷却销(74、174)，该冷却销具有尖端(92)，并且框架(98)在使用中用于相对于臂端工具(60)移动以使冷却销(74、174)在臂端工具(60)到达第二位置后插入模制品(48)；其特征在于冷却销(74、174)具有终止于尖端(92)的内部通道(90)，尖端(92)在通过框架(98)与臂端工具(60)的相对移动而插入到模制品(48)时位于模制品内但与第一区域(22)隔开，其中，冷却销(74、174)在使用中能连接到冷却流体传输系统，该系统用于强迫气态冷却流体沿内部通道(90)流动以从尖端(92)将气态冷却流体主要沿第一区域的方向排出以加强至少第一区域内的冷却；在从尖端(92)排出气态冷却流体期间，将框架(98)相对于臂端工具定位以在使用中限定具有通道的开放系统，该通道允许将气态冷却流体从模制品(48)的内部通风到周围环境中；在从尖端(92)排出气态气态冷却流体期间，所述装置可操作地将框架从臂端工具(60)隔开，所述开放系统的通道通过在冷却销(74、174)的外表面的一个区域与模制品的开口端之间形成一个空间来产生，模制品在使用中位于它对应的固定装置内；以及接合到冷却销的内部通道的真空装置，所述真空装置在气态冷却流体排出后能选择性地操作，在使用中，所述真空装置使得预制坯被固定在冷却销上，以允许预制坯从所述固定装置取出。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述装置设为将冷却销的尖端引入预制品一定深度以允许冷却剂到达并冷却预制品的内部圆顶部分。
10.如权利要求8或9所述的装置，其中，所述框架将冷却销定位在模制品(48)内以便尖端(92)从模制品(48)的第一区域隔开第一距离d；所述冷却销(74、174)的侧壁(224)距离模制品(48)的内侧壁(228)第二距离D；并且第一距离与第二距离的比率d∶D在大约1∶1到大约10∶1的范围内。
11.如权利要求8或9所述的装置，其中，气态冷却流体是沿内部通道(90)送风的冷却压缩空气。
12.如权利要求8或9所述的装置，还包括用于将定量的气态冷却流体供给到冷却销(74、174)的阀。
13.如权利要求8或9所述的装置，其中，尖端具有扩散喷嘴结构和直壁喷嘴结构中的一个，当位于模制品内时，内部通道和尖端使气态冷却流体集中向主要围绕第一区域(22)的区域。
14.如权利要求8或9所述的装置，其中，冷却销具有以下之一沿其长度变化的直径；在冷却销侧部的横向流体出口(82)或径向导管(320)，横向流体出口(82)或径向导管(320)接合到内部通道(90)并用于将冷却流体引导到模制品的颈部(13)和主体部分中的至少一个；沿冷却销(74、174)的外表面的槽；绕冷却销(74、174)的周边间隔的肋片，所述肋片从冷却销突出以在使用中在每个肋片的长度上减少冷却销的外表面到模制品(226、228)的内壁的尺寸分离；和沿冷却销(74、174)的外表面的多个接触元件(88)。
15.如权利要求8或9所述的装置，其中；臂端工具(60)的端部支撑多个固定装置；和框架包括少于臂端工具(60)上的固定装置的冷却销(74、174)；从而，在使用中，在各固定装置中的模制品中仅选定的那些通过冷却销的尖端对齐插入每个选定的模制品而被冷却。
16.一种注模机，包含用于冷却模制品(48)的装置，所述模制品(48)在由半模(16、18、32、36)形成的注模中制造，所述模制品具有处于热量相对较高的第一区域(22)和处于热量相对较低的相邻区域，所述装置包括具有至少一个固定装置(62)的臂端工具(60)，在使用中，所述臂端工具(60)在第一位置和第二位置之间操作，所述第一位置是将模制品(48)容纳到所述至少一个固定装置(62)中对应的那个的半模(16、18、32、36)之间的位置，所述第二位置在半模(16、18、32、36)外面，在使用中，在模制品保持一定的热量时将所述模制品(48)置入所述至少一个固定装置(62)中对应的那个；相邻于第二位置的框架(98)上的冷却销(74、174)，该冷却销具有尖端(92)，并且框架(98)在使用中用于相对于臂端工具(60)移动以使冷却销(74、174)在臂端工具(60)到达第二位置后插入模制品(48)；其特征在于冷却销(74、174)具有终止于尖端(92)的内部通道(90)，尖端(92)在通过框架(98)与臂端工具(60)的相对移动而插入到模制品(48)时位于模制品内但与第一区域(22)隔开，其中，冷却销(74、174)在使用中能连接到冷却流体传输系统，该系统用于强迫气态冷却流体沿内部通道(90)流动以从尖端(92)将气态冷却流体主要沿第一区域的方向排出以加强至少第一区域内的冷却；在从尖端(92)排出气态冷却流体期间，将框架(98)相对于臂端工具定位以在使用中限定具有通道的开放系统，该通道允许将气态冷却流体从模制品(48)的内部通风到周围环境中；并且其中在从尖端(92)排出气态气态冷却流体期间，所述装置可操作地将框架从臂端工具(60)隔开，所述开放系统的通道通过在冷却销(74、174)的外表面的一个区域与模制品的开口端之间形成一个空间来产生，模制品在使用中位于它对应的固定装置内；以及接合到冷却销的内部通道的真空装置，所述真空装置在气态冷却流体排出后能选择性地操作，在使用中，所述真空装置使得预制坯被固定在冷却销上，以允许预制坯从所述固定装置取出。
17.如权利要求16所述的注模机，其中，所述装置设为将冷却销的尖端引入预制品一定深度以允许冷却剂到达并冷却预制品的内部圆顶部分。
18.如权利要求16或17所述的注模机，其中，所述框架将冷却销定位在模制品(48)内以便尖端(92)从模制品(48)的第一区域隔开第一距离d；所述冷却销(74、174)的侧壁(224)距离模制品(48)的内侧壁(228)第二距离D；并且第一距离与第二距离的比率d∶D在大约1∶1到大约10∶1的范围内。
19.如权利要求16或17所述的注模机，其中，气态冷却流体是沿内部通道(90)送风的冷却压缩空气。
20.如权利要求16或17所述的注模机，还包括用于将定量的气态冷却流体供给到冷却销(74、174)的阀。
21.如权利要求16或17所述的注模机，其中，尖端具有扩散喷嘴结构和直壁喷嘴结构中的一个，当位于模制品内时，内部通道和尖端使气态冷却流体集中向主要围绕第一区域(22)的区域。
22.如权利要求16或17所述的注模机，其中，冷却销具有以下之一沿其长度变化的直径；在冷却销侧部的横向流体出口(82)或径向导管(320)，横向流体出口(82)或径向导管(320)接合到内部通道(90)并用于将冷却流体引导到模制品的颈部(13)和主体部分中的至少一个；沿冷却销(74、174)的外表面的槽；绕冷却销(74、174)的周边间隔的肋片，所述肋片从冷却销突出以在使用中在每个肋片的长度上减少冷却销的外表面到模制品(226、228)的内壁的尺寸分离；和沿冷却销(74、174)的外表面的多个接触元件(88)。
23.如权利要求16或17所述的注模机，其中臂端工具(60)的端部支撑多个固定装置；和框架包括少于臂端工具(60)上的固定装置的冷却销(74、174)；从而，在使用中，在各固定装置中的模制品中仅选定的那些通过冷却销的尖端对齐插入每个选定的模制品而被冷却。
全文摘要
本发明涉及一种用于注射模制且对诸如预制坯的模制品进行冷却以避免出现结晶的方法和装置。所述装置和方法使用一个用于将模制品(48)从一个模型中取出的可移开的板，该板可包括用于对所述模制品或预制坯(48)的外表面进行冷却的换热装置以及一个用于以一种可控制的方式对所述模制品或预制坯(48)的内表面进行冷却的系统(74)。
文档编号B29C49/64GK1817606SQ20051011364
公开日2006年8月16日 申请日期1998年7月20日 优先权日1998年3月31日
发明者维托尔德·内特尔, 费萨尔·韦斯拉蒂, 蒂默·布兰德, 戈登·埃利奥特, 理查德·翁特兰德, 格奥尔基·奥拉鲁 申请人:哈斯基注模系统有限公司