专利名称：注射成型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种注射成型机，所述注射成型机具有注射单元、关闭单元 和预塑化单元。
背景技术：
注射单元和关闭单元都具有电力驱动装置，注射单元的电力驱动装置用 于注射熔料，关闭单元的电力驱动装置用于关闭模具，其中，模具内可注入 熔料。注射、冷却以及开启模具后，就制成了注射成型件。在注射成型机中 依次制备注射成型件。其中，循环时间表示的是制备一个注射成型件所需花 费的时间。循环时间例如与某些电力驱动装置的使用之间存在关联。通过使 用传动机构可达到较大的转矩或较高的速度。在使用适当模具的情况下，也 可在一个循环内制备多个注射成型件。这种模具所具有的形状可同时制备多 个注射成型件。用于制备CD或DVD等光学数据载体的已知注射成型机配有液压和/或旋 转电力驱动装置。这类注射成型机的注射单元具有一个或多个往复螺杆系 统。通过已知的驱动技术可实现介于2和3秒之间的循环时间。发明内容本发明的目的是通过简单的方法缩短循环时间。这个目的通过一种具有4又利要求1所述特征的注射成型才几而达成。达成 这个目的的其他解决方案可从根据从属权利要求2至5所述的注射成型机的 改进方案中获得。注射成型机(尤其是用于注压成型的注射成型机)用直线电动机驱动可 移动部件，其中，注射成型机至少包括下列单元 一个注射单元、 一个关闭单元和一个预塑化单元。设置有一个用于驱动关闭单元的直线电动机。此外 还设置有另一个用于驱动注射单元的直线电动机。通过在关闭单元和注射单 元中均使用直线电动机，可缩短循环时间，因为直线电动机可用作直接驱动 装置，而直接驱动装置可提供较大的加速度和动力。在设置有预塑化单元的情况下，可借助(例如)挤压机实现预塑化。挤 压机将塑化粒料输送到熔料存储器内，这个熔料存储器中可容纳不同容量的 塑化粒料。通过该熔料存储器可向一个注射单元输送塑化粒料(即熔料)。 熔料存储器例如通过阀与该注射单元相连。注射单元例如是具有活塞的活塞型注射单元，这个活塞可在注射单元的直线电动机的作用下进行直线移动。 与传统的注射成型机不同，本发明可采用通过挤压机实现的预塑化，这个挤压机将熔料(例如塑化粒料)输送到容量可变的熔料存储器内。随后可通过该熔料存储器为活塞型注射单元输送熔料。活塞型注射单元可实施为没有螺杆的活塞型注射单元。在具有活塞型注射单元的注射成型机中用直线电动机驱动注射单元的活塞，是有利的。直线电动机可使活塞进行快速而精确的移动，并施加较大的注射力。通过直线电动机的使用可使注射成型机获得动力，因为所用的直线电动 机是可提供较大动力的电机。借此可缩短辅助处理时间(例如加速时间)。 此外，借助直线电动机还能实现非常精确的移动，这一点与制备光学数据载 体所需的高精度方面的要求相符。也就是说，直线电动机(关闭单元和注射单元均采用)与预塑化装置的 结合使用可实现较短的循环时间，这是因为总是有可用作熔料的预塑化材料 可供使用。预塑化材料用于形成注塑用料。模具的关用和注射过程均可通过 直线电动机快速而又精确地实现。预塑化过程主要通过一个预塑化单元而实 现，预塑化单元例如包括一个熔料存储器和一个熔化装置。熔化装置具有至 少一个加热装置和一个用于输送熔料的装置。采用持续预塑化(例如借助于螺杆预塑化系统)的优点在于，可在注射 的同时对注射所用的熔料进行塑化处理(即将其熔化)。另一优点是，螺杆 预塑化系统可提供从热和机械角度看都极其均匀的熔料。因此，借助本发明 的注射成型机特别可以较短的循环时间和较高的精度制备光学数据载体。在所述注射成型机为注压成型用注射成型机的情况下，通过为关闭单元 和注射单元使用直线电动机，可带来具有特别意义的优点。进行注压成型时， 关闭单元关闭模具的过程和熔料的注射过程局部同时进行。在并非为注压成 型而设计的传统注射成型机中并不存在这种同步性。通过关闭过程和注射过 程的同步性或关闭过程与注射过程的重叠，对关闭单元和注射单元在精确移动方面提出了更高要求。这些对精确移动的高要求可以简单、有利地通过采 用直线电动机作为直线驱动单元而得到满足，因为直线电动机可在实现精确 定位的同时提供较大的加速度和动力。因此，在关闭、压制和注射过程中都 使用直线电动机，是有利的。注压成型主要应用于要求以低注射压力向模具输送熔料的情况。用一种 使注塑用料具有极小内应力的方式制备注塑用料就属于这种情况。举例而 言，这在例如制备具有较大表面积的产品时是有必要的，这样的产品例如有窗户玻璃或光学数据载体(如CD、 CD-R0M、 DVD等)。材料应力大正是对于 光学数据载体而言非常不利，因为这种光学数据载体的功能会因此而受到影 响。因此，本发明也涉及一种特别用于制备光学数据载体的注射成型机。根据一种有利建构方案，这种注射成型机如上文所述包括一个预塑化单 元，其中，该预塑化单元包括一个熔料存储器。这个熔料存储器对注射成型熔料可供使用，所述熔料是通过筒单的方法以同等均匀的状态制备而成。根据另一有利建构方案，注射单元是活塞型注射单元。这个活塞型注射 单元可特别有利地与预塑化单元一起使用，因为在此情况下，只需使注射单 元进行直线移动，而无需使用其他常规情况下都须使用的螺杆。根据注射成型机的另一有利建构方案，注射单元和预塑化单元均具有加 热装置。通过这至少两个加热装置可以简单的方式为注射过程创造相同的条件。根据另一建构方案，本发明的注射成型机可具有控制装置，这个控制装 置用于对关闭单元的直线电动机和注射单元的直线电动机进行控制。如果实施为直线电动机的直线驱动单元可用既用于关闭单元又用于注 射单元的单个控制装置来进行控制，就可降低因两个控制单元之间使用一根 总线而导致的时延增加，其中，每个控制单元分别对关闭单元的直线驱动单 元和注射单元的直线驱动装置进行控制。该控制装置例如建构为可对两个直 线驱动单元进行位置控制、速度控制和动力控制。通过动力控制还可实现对 力矩的控制。根据另一有利建构方案，控制装置还具有一个用于两个直线驱动单元 (即关闭单元的直线驱动单元和注射单元的直线驱动单元)的电流控制系统。 为此，控制装置分别与一个用于关闭单元驱动装置的变流器单元和一个用于 注射单元驱动装置的变流器单元相连。每个变流器单元包括复数个功率半导 体器件和一个适当的变流电路。通过将一个控制装置用于至少两个直线驱动 单元，可缩短信号延时，改善注射质量，缩短循环时间。
下面借助附图对本发明的注射成型机的建构方案进行举例说明，其中图1为注射成型才几；图2为关闭单元；图3为直线驱动单元；图4为注射单元；图5为注射成型过程的一个第一循环；以及 图6为注射成型过程的一个第二循环。
具体实施方式
图1显示的是注射成型机1。注射成型机1具有一个底座15。底座15 上布置有注射单元3和关闭单元5。注射单元3和关闭单元5都具有直线驱 动单元9和11。直线驱动单元9、 11具有至少一个图1中未显示的直线电动 机。此外，图l还对预塑化单元7进行了图示。将采用直线电动机来驱动注射单元3 (主要实施为活塞型注射单元)和 关闭单元5这一手段，和使用预塑化及一个熔料存储器41为注射单元提供 熔料这一手段结合在一起，对于通过注压成型过程制备光学数据载体而言特 别有利，其中，光学数据载体至少部分由塑料构成。图2显示的是关闭单元5。关闭单元5具有直线驱动单元11。直线驱动 单元ll包括(例如)两个用于推进复数个推进杆53的直线电动机(未作图 示)。推进杆用于使可移动模板19进行直线移动。可移动模板19与固定式 模板17 —起构成注射成型机1的模具。图3显示的是用于注射装置的直线驱动单元54。直线驱动单元54具有 四个直线电动机55、 56、 57和58。直线电动机55、 56、 57和58各具有一 个初级部分和一个次级部分，其中，直线电动机55的次级部分用参考符号 27表示，直线电动机56的次级部分用参考符号28表示。图3示出了直线电 动机58的次级部分和直线电动机58的初级部分25的一半。直线电动机57 的次级部分未作图示。每个直线电动机55、 56、 57和58均具有一个初级部 分25。注射活塞31可在直线电动机55、 56、 57和58的作用下沿直线移动 方向33进^^移动。直线驱动单元54也可配备四个以上或四个以下的直线电 动机，对此图3未作图示。根据图3所示，初级部分25安装在滑座35上。 上面固定有注射活塞31的滑座35在直线导引装置29上滑动。直线导引装 置29与底板37相连。初级部分25可沿移动方向33进行移动。图4显示的是一个包括一个注射活塞31的注射单元3。注射活塞31可 在直线驱动单元9的作用下在活塞缸66中进行直线移动。根据图4所示， 注射与塑化彼此分开。进行塑化时，可借助漏斗60向螺杆51输送塑料颗粒62。通过螺杆51可向螺軒梢63方向输送塑料颗粒62。在输送粒料的过程中， 可借助加热装置45将粒料熔化。如图4所示的熔化装置49至少具有加热装 置45和螺杆51。正处于溶化过程中的塑料颗粒通过螺杆51的旋转运动到达 熔料存储器41。通过对正处于熔化过程中和/或已熔化的塑料颗粒进行输送 还可使其均匀化。螺杆51可持续工作，因为熔料可暂存在熔料存储器41内， 并通过熔料存储器41被输送到活塞缸内。这一点之所以可以实现的原因在 于，熔料存储器41的尺寸可在存储器活塞39的作用下发生变化(即变大或 缩小)。当熔料存储器41缩小时，熔料就从存储器开口 64被压入活塞缸66 内。随后通过注射活塞31就可将熔料压向活塞缸开口 。活塞缸66区域内布 置有一个可对熔料进行进一步加热的加热装置43。根据有利方案，螺杆51 持续向熔料存储器41输送塑料熔液，直到注射活塞31完成注射和压缩过程 为止。再次进行注射过程时，需借助存储器活塞39再次向活塞缸66内压入 熔料。图5显示的是注射成型机的一个循环，特别是注压成型过程的一个循环。 循环起点70为第一循环阶段71的开始。第一循环阶段n涉及的是关闭模 具。第一循环阶段71之后是第二循环阶段72。第二循环阶段72涉及的是注 射单元的推进。也就是说，这个第二阶段涉及的是用于注射熔料(主要是塑 料熔液)的组合单元的推进。通过注射装置的推进可使活塞缸开口抵靠在模 具上。第二循环阶段72之后是第三循环阶段7 3，在第三循环阶段73中进行 注射。随后是第四循环阶段74,即增压阶段。在随后的第五循环阶段"中 使上述组合单元(即注射单元)离开模具，返回原来位置。组合单元返回后 开始纯冷却阶段。纯冷却阶段就是第六循环阶段76。但整个冷却阶段覆盖多 个循环阶段，即第三、第四、第五和第六循环阶段73、 74、"和76。在纯 冷却阶段76中，除塑化88外，并不进行与基本注射过程相关的其他过程。 因此，塑化阶段88可延续整个循环，其原因在于设置有一个具有緩沖器功 能的熔料存储器。第六循环阶段76之后是第七循环阶段77。在第七循环阶段77中开启模具，并从模具中取出注射成型件。取件过程可通过顶杆而实 现，顶杆可将注射成型件顶离开启的模具，但也可使用取件臂。在所有循环 阶段1至7中，预塑化单元都在实施塑化过程。也就是说，根据有利建构方 案，作为第八循环阶段88的塑化阶段在整个循环过程中一直在持续进行。 循环时间79是两个注射过程之间所间隔的时间。图6显示的是注压成型过程的另一种有利循环，但这种循环与图5所示 的循环之间存在一些区别。举例而言，注压成型过程可实现为在关闭模具 的过程中，组合单元(即注射单元)已经朝模具方向推进，关闭模具这一过 程快要结束时，已经开始进行注射。图6对这个过程进行了图示。其中，第 一、第二和第三循环阶段71、 72和73在时间方面与图5所示的阶段之间存 在区别。第二阶段至少在一个分时段内与第一阶段同时进行。第二阶段结束 后，第一阶段向第三阶段过渡，且在一定时间内，两个阶段之间发生重叠。 在循环时间81内已经可以开始注射阶段73。借此可从整体上缩短循环时间。
权利要求
1.一种注射成型机(1)，所述注射成型机(1)特别用于注压成型，其中，所述注射成型机(1)至少包括下列单元一个注射单元(3)，一个关闭单元(5)和一个预塑化单元(7)，其特征在于，设置有一个用于驱动所述关闭单元(5)的直线驱动单元(11)和一个用于驱动所述注射单元(3)的直线驱动单元(9)。
2. 根据权利要求1所述的注射成型机(1 ),其特征在于， 所述预塑化单元(7)包括一个熔料存储器(41)。
3. 根据权利要求1或2所述的注射成型机(1 )，其特征在于， 所述注射单元(3 )是活塞型注射单元(3 )。
4. 根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的注射成型机(1 )，其 特征在于，所述注射单元(3)包括一个加热装置(43),所述预塑化单元(7)也 包括一个加热装置(45)。
5. 根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的注射成型机(1 )，其 特征在于，所述注射成型机(1 )具有用于对所述关闭单元(5 )的直线驱动单元(11 ) 进行控制以及对所述注射单元(3 )的直线驱动单元(9 )进行控制的单个控 制装置(47)。
全文摘要
本发明涉及一种特别用于注压成型的注射成型机(1)，其中，所述注射成型机(1)至少包括下列单元一个注射单元(3)、一个关闭单元(5)和一个预塑化单元(7)。此外，所述注射成型机(1)还具有用于驱动所述关闭单元(5)的直线驱动单元(11)和用于驱动所述注射单元(3)的直线驱动单元(9)。
文档编号B29C45/50GK101262994SQ200680033888
公开日2008年9月10日 申请日期2006年8月8日 优先权日2005年9月14日
发明者托马斯·坎普斯, 斯蒂芬·希梅尔, 沃纳·埃伯莱因, 约翰尼斯·沃特伯格 申请人:西门子公司