专利名称：具有数字式排量泵的注塑模制系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及注塑模制系统。更确切地讲，本发明涉及一种注塑模制系统中的液压回路。
背景技术：
已知的注塑模制系统的一些实例是(i)HyPET 模制系统，(ii ) Quadloc 模制系统，(iii) Hylectric 模制系统，以及(iv) Hymet 模制系统，所有这些均由加拿大安大略省博尔顿赫斯基注塑模制系统有限公司(Husky Injection Molding Systems, Ltd.)制造。这些注塑模制系统包括本领域普通技术人员所知悉的多个部件，并且这些已知的部件在此将不予以说明；这些已知的部件是通过举例、在以下参考书目中说明的，它们是(i)注塑料模制手册 Osswald/Turng/Gramann ISBN :3-446-21669-2 ;出版商汉泽尔(Hanser)以及(ii)注塑模制手册Rosato and Rosato ISBN :0-412-99381-3 ;出版商查普曼和霍尔 (Chapman & Hill)。注塑模制系统典型地包括多个液压致动器，这些液压致动器以推动一个可移动的台板以及一个往复运动式螺杆。液压动力典型地是由一个泵或多个泵提供的，这个或这些泵是由一个或多个电动机驱动的。授与菲尔斯(Fales)等人的美国专利6，854，268传授了一种流体控制系统,该系统可以包括一个泵、一个箱、以及一个致动器。一个阀组件可以被配置为控制该致动器、箱以及泵之间的流体联通。一个能量回收回路(包括一个压力变送器)可以被流体地联接到与该阀组件并行的致动器上。授与井上(Inoue)等人的美国专利6，912，849传授了一种汽缸驱动系统，该气缸驱动系统能够减少液压装置的数目以及能量损失的量值，并且提供这种气缸驱动系统的一种能量再生方法。为此，该系统包括i)一个液压汽缸，ii)一个液压泵，该液压泵具有三个抽吸/排放端口，即用于向液压汽缸的底腔供油或者将油从底腔排出的一个第一端口、用于将油从液压汽缸的一个顶腔排出或者向该顶腔供油的一个第二端口、以及用于将油从一个箱中排出或者向该箱供油的一个第三端口，第一端口中的吸入或排放速率是第二端口和第三端口中对应的排放速率或吸入速率之和，以及iii) 一个用于驱动该液压泵的驱动源。
发明内容
根据一个第一方面，在此提供了一种注塑模制系统(20，220，320，420)，该注塑模制系统具有用于推动液压致动器(36，38)的液压回路(50，250，350，450)，该注塑模制系统包括一个泵电动机(52);以及数字排量式室(54，3544，3548，454么，4548)，这个数字式排量泵具有由泵电动机(52)可致动的多个活塞组件(102A，102B, 102C, 102D)，该活塞组件包括一对入口和出口，这对入口和出口是可操作的以便独立于每个活塞组件的致动在选择性速率下被单独地打开和关闭；至少一个液压致动器(36，38)，该至少一个液压致动器在各自的连杆侧(64，66)以及汽缸侧(58，74)上对应地被可运行地联接到该多个活塞组件(102B，102D)的第一子集上以及该多个活塞组件(102A，102C)的第二子集上。
现在通过参见附图将对多个实施方案予以说明，在附图中图I是一个注塑模制系统及其液压回路的示意图；图2是用于图I的注塑模制系统及液压回路的一个数字式排量泵的截面图；图3是一种用于运行图I的注塑模制系统及液压回路的方法经过一个注入周期的流程图；图4是根据另一个实施方案的一个注塑模制系统及液压回路的示意图；图5是一种用于运行图4的注塑模制系统及液压回路的方法经过一个注入周期的流程图；图6是根据另一个实施方案的一个注塑模制系统及液压回路的示意图；图7是一种用于运行图6的注塑模制系统及液压回路的方法经过一个注入周期的流程图；图8是根据另一个实施方案的一个注塑模制系统及液压回路的示意图；图9是一种用于运行图8的注塑模制系统及液压回路的方法经过一个注入周期的流程图；并且图10是用于图8的注塑模制系统及液压回路的一个数字式排量泵的截面图。
具体实施例方式现在参见图1，总体上以20示出了一个实施方案。注塑模制系统20包括一个挤压机单元22和一个夹紧单元24，这两个单元各自具有至少一个液压致动器(36，38)并且它们是可操作的以便协作并生产一种模制品。挤压机单元22包括一个给料斗26，该给料斗被附接到一个桶28上。一个往复运动式螺杆30被置于桶28内。给料斗26被联接到挤压机单元22的一个进料喉管上从而将可模制的材料的球粒传送到挤压机单元22上。挤压机单元22被配置为(i)将这些球粒 加工成一种可注入的模制材料，并且(ii)将这种可注入的材料注入到夹紧单元24中。一个HMI (未示出)被联接到控制设备上，并且用来协助操作者监测和控制注塑模制系统20的运转。在当前展示的实施方案中，往复运动式螺杆30由一个电动机(未示出)来旋转，并且通过一个液压致动器(此后被称为“注入致动器38”)平移。如所示出的，注入致动器38包括一个液压活塞。可替代地，挤压机单元22可以是一个二级注入单元，该注入单元具有一个非平移的螺杆以及一个喷射式压料柱塞，该柱塞是由注入致动器38平移的。夹紧单元24包括一个静止的台板32、以及一个可移动的台板34。静止的台板32被配置为支撑一个模具31的静止的模具半部31a。可移动的台板34被配置为(i)支撑模具31的一个可移动的模具半部31b，并且(ii)相对于静止的台板32移动从而使得模具31的这些模具部分可以相互分开或合在一起。另一个液压致动器(此后被称为“模具冲程致动器36”)被用来相对于静止的台板32冲击可移动的台板34。在当前展示的实施方案中，模具冲程致动器36是一个液压活塞。可任选的是，在模具闭合过程中，在实现模具半部31a与31b之间的接触前不久模具冲程致动器36减速以减少对模具31的碰撞从而维持其的寿命。
用于模具冲程致动器36以及注入致动器38的动力是由液压回路50提供的。液压回路50包括一个泵电动机52。泵电动机52的实现方式不会受到特别的限制并且它在单向和双向两种构形中均可以包括AC和DC电动机。在当前的实施方案中，泵电动机52在模制周期(这个模制周期在以下予以更详细地说明)的整个过程中以恒定的速度运行。泵电动机52被可操作地联接成驱动至少一个数字式排量泵(此处为“数字式排量泵54”)。如所示出的，数字式排量泵54包括三个端口 一个第一端口(此后，为“端口 A”)、一个第二端口(此后为“端口 B”)以及一个第三端口(此后为“端口 T”)。如本领域普通技术人员所知悉的，数字式排量泵通常被定义为液压活塞泵，这些液压活塞泵在每个汽缸的输出上具有选择性受控阀，典型的是电磁阀。数字式排量泵54将在以下予以更详细的说明。液压回路50进一步包括一个管线56，该管线将数字式排量泵54上的端口 A联接到模具冲程致动器36上的一个汽缸侧58上。在数字式排量泵54与模具冲程致动器36之间沿着管线56有一个阀60。在当前展示的实施方案中，阀60是一个双端口的二位阀，这个双端口的二位阀在一个打开位置与一个关闭位置之间移动以打开或关闭数字式排量泵54 与模具冲程致动器36之间的管线56的联通。液压回路50进一步包括管线62，该管线将数字式排量泵54上的端口 B联接到模具冲程致动器36上的一个连杆侧64上以及注入致动器38上的一个连杆侧66亦或一个汽缸侧74上的。在数字式排量泵54与模具冲程致动器36之间沿着管线62的第一支路有一个阀68。在当前展示的实施方案中，阀68是一个双端口的二位阀，这个双端口的二位阀在一个打开位置与一个关闭位置之间移动以打开或关闭数字式排量泵54与模具冲 程致动器 36之间的管线62的联通。在数字式排量泵54与注入致动器38之间沿着管线62的第二支路有一个阀70。 在当前展示的实施方案中，阀70是一个四端口的三位阀，这个四端口的三位阀在一个打开位置、一个关闭位置与一个交叉位置之间移动以打开或关闭数字式排量泵54、注入致动器 38的连杆侧66以及汽缸侧74之间的管线62的联通。液压回路50进一步包括一个管线 76，该管线从阀70引向一个液压储箱78从而当阀70分别处于交叉位置或者打开位置时， 液压流体可以从连杆侧66或者从汽缸侧74排放到液压储箱78中。为了简单起见，在液压回路50的展示中已经省去了导向管线、计量器以及类似的部件。现在参见图2更详细地说明针对液压回路50而配置的数字式排量泵54。数字式排量泵54包括一个环形体100。沿环形体100径向分布有多个活塞组件102。在此示出了四个活塞组件102，即一个第一活塞组件102A、一个第二活塞组件102B、一个第三活塞组件 102C以及一个第四活塞组件102D。虽然当前展示的实施方案示出了径向对齐的多个活塞组件102，但是还可以考虑使用轴向对齐的多个活塞组件。每个活塞组件102 (102A，102B, 等等)包括一个腔104 (104A，104B，等等)以及一个可滑动地定位在其中的活塞106 (106A, 106B，等等)，从而活塞106的平移调节了其对应腔104 (提供抽吸和排放操作)的容积。每个活塞组件102进一步包括一对入口和出口，这对入口和出口用于吸入和排出来自腔104 的液压流体。在此提供了一个第一入口和出口 108 (108A，108B，等等)，该入口和出口是与液压储箱78处于选择性联通的。一个螺线管110 (110A，110B，等等)打开和关闭其对应的第一入口和出口 108以在对应腔104与液压储箱78之间提供选择性联通。每个腔104进一步包括一个第二入口和出口 112 (112A，112B，等等)，该第二入口和出口与端口 A (引向液压回路50上的管线56)亦或端口 B (引向液压回路50上的管线62)处于选择性联通。 一个螺线管114 (114A，114B，等等)打开和关闭其对应的第二入口和出口 112。在活塞106 被致动时，通过选择性地打开和关闭螺线管110和114，可以将液压流体从第一入口和出口 108亦或经过第二入口和出口 112中泵出。此外，因为打开和关闭螺线管110和114的持续时间是可以选择性改变的，所以可以在一个选择性速率(即，每个活塞组件102可以输出不同容积的液压流体)下接收或排放来自每个腔104的液压流体，而同时泵电动机52上仍维持一个恒定的电动机速度。另外，通过对打开和关闭螺线管110和114的时间进行调节，存储在每个腔104中的液压流体是可以通过压力来“预加载的”。数字式排量泵54包括一个引向端口 A的这些活塞组件102的一个第一子集以及一个引向端口 B的这些活塞组件的一个第二子集。在第一活塞组件102A上，第二入口和出口 112A引向端口 A，而在第二活塞组件102B上，第二入口和出口 112B引向端口 B。在第三活塞组件102C上，第二入口和出口 112C分支并且引向端口 A和一个阀116上。在当前展不的实施方案中，阀116是一个双端口的二路阀,它具有一个打开位置和一个关闭位置。在第四活塞组件102D上，第二入口和出口 112D也分支并且引向端口 B和阀116的另一个端口上。因此，在阀116处于打开位置时，腔104C和104D是处于相互联通的。一种类似的连接(未示出)可以产生在活塞组件102A与102B之间。这些活塞106中每一个的运动是通过一个轨道凸轮118的转动来实现的，该轨道凸轮被连接到泵电动机52的输出轴上，从而使得每个活塞106被顺序地平移。这些腔104 中的液压流体提供了润滑。在正常的泵送操作过程中，对于每个活塞组件102 (102A，102B，等等)而言，在活塞106从腔104中缩回的过程中，其对应的第一入口和出口 108是打开的，而其对应的第二入口和出口 112是关闭的，由此腔104填充有液压流体。在活塞106插入到腔104中的过程中，对应的第二入口和出口 112被打开，而对应的第一入口和出口 108被关闭，由此将液压流体从室104排出输出到第二入口和出口 112。而在空载模式下(也就是说，阀60、68 和70是处于它们的关闭位置从而使得数字式排量泵54不提供液压动力给附接到液压回路 50上的这些液压致动器中的任何一个)，泵电动机52继续以一个恒定的速度运行并且在排出和吸入这些活塞组件102时将这些对应的出口 112选择性地打开。因此，当液压流体从腔104C中被排出时，它被引入腔104D中，从而回收一些机械泵送能量。可替代的是，可以将液压流体返回到液压储箱78。在这种情况下，在活塞106插入到腔104中的过程中，对应的第二入口和出口 112保持关闭而入口 108被打开从而使得液压流体被返回到液压储箱 78。应该认识到，至少一个数字式排量泵54、354A、354B、454A、454B是可操作的以便在一个空载模式下将液压流体直接从多个活塞组件102A、102B、102C、102D的一个子集泵送到多个活塞组件102AU02C的另一个子集，而不是将液压流体返回到一个液压储箱78。现在参见图3(其中继续参见图I和图2)，说明了用于在一个模制顺序中对液压回路50中的液压流体的流动进行控制的一种方法，该方法以步骤200开始。在该方法的整个过程中，泵电动机52以一个固定的速度运行。在步骤200中，启动的是合模。为了执行一个合模操作(也就是说，为了将模具半部31a与31b组合在一起)，阀60是处于其打开位置。 在泵送周期中，螺线管114A和114C在其放电冲程期间被打开从而使来 自数字式排量泵54 的流动被引导经过端口 A输出到模具冲程致动器36的汽缸侧58以便促使可移动的台板34朝着静止的台板32移动。阀68也处于其打开位置。在每个抽吸冲程期间，螺线管114B和 114D被打开从而接受沿管线62返回的以及经过端口 B接收在数字式排量泵54中的液压流体，从而回收一些机械泵送能量。如果希望改进一个再生回路的性能并且使所要求的液压流体量最少，数字式排量泵54可以引导经过端口 B所接收的液压流体经由阀116 (选择性地被移动进入打开位置中)重新从端口 A输出。可替代的是，经过端口 B所接收的液压流体可以返回到液压储箱78以便用于过滤、冷却或其他流体处理。在合模操作过程中，阀70是处于关闭位置从而使得注入致动器38不发生移动。一旦合模操作完成，该方法前进到步骤202，在该步骤中启动注入。刚好在注入之前或之后，使用转动夹具、肘节夹或类似的夹具(无一示出)将可移动的台板34相对于静止的台板32锁定在位。首先阀60和68均被移动到关闭位置中。阀70被移动到其交叉位置中从而数字式排量泵54上的端口 B与注入致动器38上的汽缸侧74处于联通而注入致动器38的连杆侧66与液压储箱78处于联通。注入致动器38平移该往复运动式螺杆30从而将塑料树脂注入到模具31之中。在模具31已经基本上被树脂填满时，往复运动式螺杆 30可以继续施加压力。阀70被移动到其关闭位置中从而使得注入致动器38被锁定在其当前位置中。一旦已经完成熔化物注入，该方法前进到步骤204，在该步骤中开始回收(B卩，往复运动式螺杆30缩回并开始准备为下一个注入周期准备新的树脂)。在回收过程中为了缩回往复运动式螺杆30，阀70移动进入其打开位置中从而使得注入致动器38的汽缸侧74向液压储箱78排放液压流体并且数字式排量泵54上的端口 B将液压流体供应到注入致动器 38的连杆侧66。一旦往复运动式螺杆30被完全缩回，阀70重新移动到其关闭位置中。 该方法前进到步骤206，在此步骤中模具半部31a、31b在模制品已经充分冷却之后被打开。阀60和68均被移动到其打开位置中并且来自数字式排量泵54的流动被引导至模具冲程致动器36的连杆侧64以推动可移动的台板34移动离开静止的台板32。在数字式排量泵54的泵送周期中，螺线管114B和114D在其放电冲程期间被打开从而使得来自数字式排量泵54的流动经过数字式排量泵54上的端口 B被引导输出到模具冲程致动器 36的连杆侧64上。在每个抽吸冲程期间，螺线管114A和114C被打开以便接收沿管线56 的液压流体。来自模具冲程致动器36的汽缸侧58的液压流体因此被引导返回该数字式排量泵54，从而回收一些机械泵送能量。如果希望改进一个再生回路的性能并使所要求的液压流体的量最少，数字式排量泵54可以引导经过端口 A所接收的液压流体重新从端口 B输出，如以上说明的通过选择性地打开阀116。可替代的是，经过端口 A所接收的液压流体可以被返回液压储箱78以便用于过滤、冷却或其他流体处理。在开模过程中，阀70处于其关闭位置从而使得注入致动器38不发生移动。一旦可移动的台板34被完全缩回，该方法前进到步骤208，在该步骤中数字式排量泵54以空载模式运行，从而等候模制品被从模具31中取出。一旦这些模制品已经被取出，注塑模制系统20准备用于另一个注入周期并且该方法返回到步骤200。尽管在步骤200至208中总体说明的方法已经被示出是顺序性的，但本领域普通技术人员应认识到某些步骤在某些应用中将出现重叠。例如，熔化物注入到模具31中(步骤200)有时可以在模具半部31a、31b已经被完全闭合(步骤202)之前开始。可替代的是， 回收阶段(步骤204)可以与开模阶段(步骤206)重叠。
现在参见图4，一个注塑模制机的替代性实施方案总体上以220示出。注塑模制系统220包括与注塑模制系统20类似的多个部件，包括一个挤压机单元22和一个夹紧单元 24。挤压机单元22仍包括一个往复运动式螺杆30，该螺杆是由一个注入致动器38平移的。 夹紧单元24仍包括一个模具冲程致动器36。然而，被用来推动这些致动器的液压回路(总体上称为液压回路250)的配置与先前所说明的液压回路是不同的。如通过先前说明的实施方案，液压动力是由一个数字式排量泵54提供的，该泵是由一个泵电动机52可运行地驱动的。在液压回路250中，数字式排量泵54上的端口 A通过一个管线256的支路而被连接到模具冲程致动器36的汽缸侧58以及注入致动器38的连杆侧66上。在数字式排量泵54的端口 A与模具冲程致动器36之间沿着管线256的一个支路有一个阀260。在当前展示的实施方案中，阀260是一个双端口的二位阀，这个双端口的二位阀在一个打开位置与一个关闭位置之间移动以便打开或关闭数字式排量泵54与模具冲程致动器36之间的管线256的联通。一个阀270是在数字式排量泵54与注入致动器38之间沿着管线256放置的。在当前展示的实施方案中，阀270是另一个双端口的二位阀，这个双端口的二位阀在一个打开位置与一个关闭位置之间移动以便打开或关闭数字式排量泵54与注入致动器38之间的管线256的联通。在液压回路250中，数字式排量泵54上的端口 B通过一个管线262被连接到模具冲程致动器36的汽缸侧64以及注入致动器38的汽缸侧74上。在数字式排量泵54与模具冲程致动器36之间沿着管线262的一个支路有一个阀268。在当前展示的实施方案中， 阀268是一个双端口的二位阀，这个双端口的二位阀在一个打开位置与一个关闭位置之间移动以便打开或关闭数字式排量泵54与模具冲程致动器36之间的管线262的联通。一个阀280是在数字式排量泵54与注入致动器38之间沿着管线262的一个支路放置的。在当前展示的实施方案中，阀280包括一个双端口的二位阀，这个双端口的二位阀在一个打开位置与一个关闭位置之间移动以便打开或关闭数字式排量泵54与注入致动器38之间的管线262的联通。数字式排量泵54上的端口 T被连接到液压储箱78上，如以上总体上说明的。用于运行液压回路250的方法与以上参见图3总体上说明的方法类似，除以下不同之外。因为管线256将数字式排量泵54上的端口 A连接到模具冲程致动器36的汽缸侧 58以及注入致动器38的连杆侧66上，而管线262将端口 B连接到模具冲程致动器36的连杆侧64以及注入致动器38的汽缸侧74上。现在参见图5 (其中返回参见图4和图2)，在此说明了用于在一个模制顺序中对液压回路250中的液压流体的流动进行控制的一种方法，该方法以步骤300开始。在步骤 300中启动的是合模。为了执行一个合模操作(也就是说，为了将模具半部31a与 31b组合在一起)，阀260是处于其打开位置。在泵送周期中，螺线管114A和114C在其放电冲程期间被打开从而使得来自数字式排量泵54的端口 A的流动被引导至模具冲程致动器36的汽缸侧58以推动可移动的台板34朝着静止的台板32移动。阀268也处于其打开位置。来自模具冲程致动器36的连杆侧64的液压流体经过端口 B被引导返回至数字式排量泵54。 在每个抽吸冲程期间，螺线管114B和114D被打开以便接收沿着管线262的液压流体，从而回收一些机械泵送能量。如果希望改进一个再生回路的性能并且使所要求的液压流体的量最少，数字式排量泵54可以引导经过端口 B所接收的液压流体经过阀116重新从端口 A输出。可替代的是，经过端口 B所接收的液压流体可以经由端口 T返回到液压储箱78，以便用于过滤、冷却或其他流体处理。在合模过程中，阀270和280是处于关闭位置从而使得注入致动器38不发生移动。一旦合模操作完成，该方法前进到步骤302。使用转动夹具、肘节夹具或类似的夹具(无一示出)将可移动的台板34相对于静止的台板32锁定在位。将熔化物注入到模具半部31a、31b中总体上刚好是在这些台板被锁定之后(或稍前一点儿)。阀260和268均被移动到它们的关闭位置中。阀260和280被移动到它们的打开位置中使得数字式排量泵54上的端口 B与注入致动器38上的汽缸侧74处于联通而注入致动器38的连杆侧66与数字式排量泵54上的端口 A处于联通，从而回收一些机械泵送能量。如果希望改进一个再生回路的性能并使所要求的液压流体的量最少，数字式排量泵54可以引导经过端口 A所接收的液压流体经过阀116重新从端口 B输出，如以上所说明的。可替代的是，经过端口 A所接收的液压流体可以经由端口 T被返回到液压储箱78，以便用于过滤、冷却或其他流体处理。注入致动器38平移该往复运动式螺 杆30以便将塑料树脂注入模具半部31a、31b之中。在模具半部31a、31b已经完成树脂填充时，往复运动式螺杆30可以继续施加压力。阀270和280 于是移动到其关闭位置中从而使得注入致动器38被锁定在位。一旦熔化物注入已经完成，该方法前进到步骤304，在该步骤中开始回收(B卩，往复运动式螺杆30缩回并开始为下一个注入周期准备新的树脂)。在回收过程中为了缩回该往复运动式螺杆30，阀270和280移动到它们的打开位置中从而数字式排量泵54上的端口 A 将液压流体供应到注入致动器38的连杆侧66而注入致动器38的汽缸侧74将液压流体排放到数字式排量泵54上的端口 B，从而回收一些机械泵送能量。如通过步骤304，在端口 A 与B之间的液压流体的再生是可能的。一旦往复运动式螺杆30被完全缩回，阀270重新移动到其关闭位置中。一旦在模具半部31a、31b中所形成的模制品已经充分冷却，该方法前进到步骤 306，在该步骤中模具半部31a、31b被打开。阀260和268均被移动到它们的打开位置中并且来自数字式排量泵54的流动被引导至模具冲程致动器36的连杆侧64以推动可移动的台板34移动离开静止的台板32。在泵送周期中，螺线管114B和114D在其放电冲程期间被打开从而使得来自数字式排量泵54的流动被引导至模具冲程致动器36的连杆侧64。在每个抽吸冲程期间，螺线管114A和114C被打开从而接收沿管线256的液压流体。来自模具冲程致动器36的汽缸侧58的液压流体因此被引导返回至该数字式排量泵54，从而回收一些机械泵送能量。如果希望改进一个再生回路的性能并使所要求的液压流体的量最少， 数字式排量泵54可以引导经过端口 A所接收的液压流体重新从端口 B输出，如以上所说明的。可替代的是，经过端口 A所接收的液压流体可以返回到液压储箱78以便用于过滤、冷却或其他流体处理。在开模过程中，阀270和280是处于它们的关闭位置从而使得注入致动器38不发生移动。一旦可移动的台板34被完全缩回，该方法前进到步骤308，在该步骤中模制品被从模具31中取出。一旦这些模制品已被移出，注塑模制系统20准备用于另一个注入周期并且该方法返回到步骤300。尽管步骤300至308中总体说明的方法已经被示出是顺序性的，但本领域普通技术人员应认识到某些步骤在某些应用中将出现重叠。例如，熔化物注入模具半部31a、31b 之中(步骤300)有时可以在模具半部31a、31b已经被完全关闭(步骤302)之前开始。可替代的是，回收阶段(步骤304)可以与开模阶段(步骤306)重叠。现在参见图6，一个注塑模制机的替代性实施方案总体上以320示出。注塑模制系统320包括与注塑模制系统20类似的多个部件，包括一个挤压机单元22和一个夹紧单元 24。挤压机单元22仍包括一个往复运动式螺杆30，该螺杆是通过一个注入致动器38平移的。夹紧单元24仍包括一个模具冲程致动器36。然而，被用来推动这些致动器的液压回路 (总体上称为液压回路350)的配置与先前所说明的液压回路是不同的。在当前展示的实施方案中，泵电动机52被可操作地连接成驱动多个数字式排量泵，并且如所示出的，驱动一个第一数字式排量泵354A以及一个第二数字式排量泵354B。第一数字式排量泵354A被可操作地连接成驱动模具冲程致动器36，并且第二数字式排量泵354B被可操作地连接成驱动注入致动器38。液压回路350进一步包括管线356A，该管线将第一数字式排量泵354A上的端口 A 联接到模具冲程致动器36上的汽缸侧58上。液压回路350进一步包括管线362A，该管线将第一数字式排量泵354A上的端口 B联接到模具冲程致动器36上的连杆侧64上。在第一数字式排量泵354A与模具冲程致动器36之间沿着管线356A或管线362A没有放置任何阀门。取代的是，第一数字式排量泵354A (以上参见数字式排量泵54所说明的)上的多个活塞组件起到阀门的作用从而选择性地打开或关闭沿管线356A和362B的流体联通。液压回路350还包括管线356A，该管线将第二数字式排量泵354B上的端口 A联接到注入致动器38上的连杆侧 66上。液压回路350进一步包括管线362B，该管线将第二数字式排量泵354B上的端口 B联接到注入致动器38上的汽缸侧74上。在第二数字式排量泵354B与注入致动器38之间沿着管线356B或管线362B上没有放置任何阀门。取代的是，第二数字式排量泵354B (如以上所说明的)上的多个活塞组件起到阀门的作用从而选择性地打开或关闭沿管线356B和362B的流体联通用于运行液压回路350的方法与以上参见图3总体上说明的方法类似，除以下不同之外。现在参见图7 (其中返回参见图2和图4)，说明了用于在一个模制顺序中对液压回路350中的液压流体的流动进行控制的一种方法，该方法以步骤400开始。在步骤400中启动的是合模。为了执行一个合模操作(也就是说，为了将模具半部 31a与31b组合在一起)，第一数字式排量泵354A被接合。在泵送周期中，螺线管114A和 114C在其放电冲程期间被打开从而使得来自第一数字式排量泵354A的端口 A的流动被引导至模具冲程致动器36的汽缸侧58以推动可移动的台板34朝着静止的台板32移动。来自模具冲程致动器36的连杆侧64的液压流体经过端口 B被引导返回至第一数字式排量泵 354A。在每个抽吸冲程期间，螺线管114B和114D被打开从而接收沿管线262A的液压流体， 从而回收一些机械泵送能量。如果希望改进一个再生回路的性能并且使所要求的液压流体的量最少，第一数字式排量泵354A可以引导经过端口 B所接收的液压流体经过阀116重新从端口 A输出。可替代的是，经过端口 B所接收的液压流体可以经由端口 T返回到液压储箱78以便用于过滤、冷却或其他流体处理。在合模过程中，第二数字式排量泵354B是静止的从而使得注入致动器38不发生移动。一旦合模操作完成，该方法前进到步骤402。使用转动夹具、肘节夹具或类似的夹具(无一示出)将可移动的台板34相对于静止的台板32锁定在位。将熔化物注入这些模具半部31a、31b之中总体上刚好在这些台板被锁定之后或稍前一点儿。第一数字式排量泵 354A被脱离接合。第二数字式排量泵354B被接合，从而在第二数字式排量泵354B上的端口 B排出的流体被注入致动器38上的汽缸侧74接收，并且从注入致动器38的连杆侧66 排出的流体经过第二数字式排量泵354B上的端口 A被接收，从而回收了一些机械泵送能量。如果希望改进一个再生回路的性能并且使所要求的液压流体的量最少，第二数字式排量泵354B可以引导经过端口 A所接收的液压流体经过阀116重新从端口 B输出。可替代的是，经过端口 A所接收的液压流体可以经由端口 T被返回到液压储箱78以便用于过滤、 冷却或其他流体处理。注入致动器38平移该往复运动式螺杆30从而将塑料树脂注入模具半部31a、31b之中。在模具半部31a、31b已经完成树脂填充时，往复运动式螺杆30可以继续施加压力。第二数字式排量泵354B被脱离接合从而使得注入致动器38被锁定在位。一旦熔化物注入已经完成，该方法前进到步骤304，在该步骤中开始回收(B卩，往复运动式螺杆30缩回并开始为下一个注入周期准备新的树脂)。在回收过程中为了缩回该往复运动式螺杆30，第二数字式排量泵354B上的端口 A将液压流体供应到注入致动器38的连杆侧66，而注入致动器38的汽缸侧74将液压流体排放到第二数字式排量泵354B上的端口 B，从而回收一些机械泵送能量。如通过步骤304，在端口 A与B之间的液压流体的再生是可能的。一旦在模具半部31a、31b中所形成的模制品已经充分冷却，该方法前进到步骤 406，在该步骤 中模具半部31a、31b被打开。第一数字式排量泵354A被接合从而使得液压流体被引导至模具冲程致动器36的连杆侧64以推动可移动的台板34移动离开静止的台板32。在泵送周期中，螺线管114B和114D在其放电冲程期间被打开从而使得来自第一数字式排量泵354A的流动被引导到模具冲程致动器36的连杆侧64。在每个抽吸冲程期间， 螺线管114A和114C被打开以便接收沿着管线356A的液压流体。来自模具冲程致动器36 的汽缸侧58的液压流体因此被引导返回第一数字式排量泵354A。如果希望改进一个再生回路的性能并使所要求的液压流体的量最少，第一数字式排量泵354A可以引导经过端口 A 所接收的液压流体重新从端口 B输出，如以上所说明的。可替代的是，经过端口 A所接收的液压流体可以经由端口 T返回到液压储箱78以便用于过滤、冷却或其他流体处理。在开模过程中，第二数字式排量泵354B被脱离接合从而使得注入致动器38不发生移动。一旦可移动的台板34被完全缩回，该方法前进到步骤408，在该步骤中模制品被从模具31中取出。一旦这些模制品已被取出，注塑模制系统20准备用于另一个注入周期并且该方法返回到步骤400。尽管步骤400至408中总体说明的方法已经被示出是顺序性的，但本领域普通技术人员应认识到某些步骤在某些应用中将出现重叠，如以上总体说明的。现在参见图8，一个注塑模制机的替代性实施方案总体上以420示出。注塑模制系统420包括与注塑模制系统20类似的多个部件，包括一个挤压机单元22和一个夹紧单元 24。挤压机单元22仍包括一个往复运动式螺杆30，该螺杆是通过一个注入致动器38平移的。夹紧单元24仍包括一个模具冲程致动器36。然而，被用来推动这些致动器的液压回路 (总体上称为液压回路450)的配置与先前所说明的液压回路是不同的 。在当前展示的实施方案中，泵电动机52被可操作地连接成驱动多个数字式排量泵，并且如所示出的，驱动四个数字式排量泵，即数字式排量泵454A、454B、454C和454D。在图10中更详细地示出，数字式排量泵454A、454B、454C和454D均是双端口的数字式排量泵，具有两个端口，即一个端口 A和一个端口 T而不是如以上说明的三端口的数字式排量泵 54。因此，每个数字式排量泵454A、454B、454C和454D上的每个活塞组件102是对应地沿相同的管线356A，356B, 356C或356D提供泵送动作的。在当前展示的实施方案中，这些数字式排量泵454A至454D中的每一个没有用于选择性地将不同的活塞组件102连接在一起的数字式排量泵54的阀116。数字式排量泵454A被可操作地连接成驱动模具冲程致动器36的汽缸侧58。数字式排量泵454B被可操作地连接成驱动模具冲程致动器36的连杆侧64。数字式排量泵 454C被可操作地连接成驱动注入致动器38的连杆侧66，而数字式排量泵454D被可操作地连接成驱动注入致动器38的汽缸侧74。液压回路450进一步包括管线456A，该管线将数字式排量泵454A上的端口 A联接到模具冲程致动器36上的一个汽缸侧58。液压回路450进一步包括管线462A，该管线将数字式排量泵45 4B上的端口 A联接到模具冲程致动器36上的连杆侧64。在数字式排量泵 454A与模具冲程致动器36之间沿着管线456A或管线462A上没有放置任何阀门。取代的是，数字式排量泵454A和454B (以上参见数字式排量泵54所说明的)上的多个活塞组件 102起到阀门的作用从而选择性地打开或关闭沿管线456A和462B的流体联通。液压回路450还包括管线456B，该管线将数字式排量泵454C上的端口 A联接到注入致动器38上的连杆侧66。液压回路450进一步包括管线462B，该管线将数字式排量泵 454D上的端口 A连接到注入致动器38上的汽缸侧74。在数字式排量泵454C和454D与注入致动器38之间沿着管线456B或管线462B没有放置任何阀门。取代的是，数字式排量泵 454C和454D上的多个活塞组件起到阀门的作用从而选择性地打开或关闭沿管线456B和 462B的流体联通，如以上所说明的。用于运行液压回路450的方法与以上参见图3总体上说明的方法类似，除以下不同之外。现在参见图9 (其中返回参见图8和图10)，说明了用于在一个模制顺序中对液压回路450中的液压流体的流动进行控制的一种方法，该方法以步骤500开始。在步骤500中启动的是合模。为了执行一个合模操作(也就是说，为了将模具半部 3Ia与3Ib组合在一起)，数字式排量泵454A被接合。来自数字式排量泵454A的端口 A的流动被引导至模具冲程致动器36的汽缸侧58以推动可移动的台板34朝着静止的台板32 移动。来自模具冲程致动器36的连杆侧64的液压流体经过其端口 A被引导返回至数字式排量泵454B，从而回收一部分机械泵送能量。在数字式排量泵454B中所接收的液压流体经由端口 T被返回到液压储箱78以便用于过滤、冷却或其他流体处理。在合模过程中，数字式排量泵454C和454D是静止的从而使得注入致动器38不发生移动。一旦合模操作完成，该方法前进到步骤502。使用转动夹具、肘节夹具或类似的夹具(无一示出)将可移动的台板34相对于静止的台板32锁定在位。将熔化物注入模具半部 31a、31b之中总体上刚好是在这些台板被锁定之后(或稍前一点儿)。数字式排量泵454A和 454B被脱离接合。数字式排量泵454C和454D被接合，从而数字式排量泵454D上的端口 A 所排出的流体被注入致动器38上的汽缸侧74接收，并且从注入致动器38的连杆侧66所排出的流体经过数字式排量泵454C上的端口 A接收，从而回收了一些机械泵送能量。经过数字式排量泵454C上的端口 A所接收的液压流体可以经由端口 T返回到液压储箱78以便用于过滤、冷却或其他流体处理。注入致动器38平移该往复运动式螺杆30从而将塑料树脂注入模具半部31a、31b之中。在模具半部31a、31b已经完成树脂填充，往复运动式螺杆 30可以继续施加压力。数字式排量泵454C和454D被脱离接合从而使得注入致动器38被锁定在位。一旦熔化物注入已经完成，该方法前进到步骤504，在该步骤中开始回收(B卩，往复运动式螺杆30缩回并开始为下一个注入周期准备新的树脂)。在回收过程中为了缩回该往复运动式螺杆30，数字式排量泵454C上的端口 A提供液压流体到注入致动器38的连杆侧 66，并且注入致动器38的汽缸侧74将液压流体排放到数字式排量泵454D上的端口 A，从而回收一些机械泵送能量。一旦在模具半部31a、31b中所形成的模制品已经充分冷却，该方法前进到步骤 506，在该步骤中模具半部31a、31b被打开。数字式排量泵454B被接合从而液压流体被引导至模具冲程致动器36的连杆侧64以推动可移动的台板34移动离开静止的台板32。来自数字式排量泵454A的流动被引导至模具冲程致动器36的汽缸侧58。来自模具冲程致动器36的汽缸侧58的液压流体因此被引导返回到数字式排量泵454A，从而回收一部分机械泵送能量。经过数字式排量泵454A的端口 A所接收的液压流体经由端口 T被返回到液压储箱78以便用于过滤、冷却或其他流体处理。在开模过程中，数字式排量泵454C和454D 被脱离接合从而注入致动器38不发生移动。一旦往复运动式螺杆34被完全缩回，该方法前进到步骤508，在该步骤中这些模制品被从模具31中取出。一旦这些模制品已被取出，注塑模制系统20准备用于另一个注入周期并且该方法返回到步骤500。 尽管步骤500至508中总体说明的方法已经被示出是顺序性的，但本领域普通技术人员应认识到某些步骤在某些应用中将出现重叠，如在以上总体说明的。虽然就当前被认为是优选实施方案说明了本发明的多个方面，应该理解本发明不限于所披露的这些实施方案。相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的不同的修改及等效安排。以下权利要求书的范围是与宽泛的说明一致的从而包括所有这类修改和等效结构及功能。
权利要求
1.一种注塑模制系统(20，220，320,420),具有用于推动至少一个液压致动器(36，38)的一个液压回路(50，250，350，450)，该注塑模制系统(20，220，320,420)包括 一个泵电动机(52);以及 至少一个数字式排量泵(54，354A，354B, 454A，454B),该至少一个数字式排量泵(54，.354A，354B，454A，454B)具有 可由该泵电动机(52)致动的多个活塞组件(102A，102B, 102C, 102D),该多个活塞组件(102A，102B, 102C, 102D)中的每个活塞组件包括 一对入口和出口(108A 和 112A, 108B 和 112B, 108C 和 112C, 108D 和 112D)，该对入口和出口是可操作的以便独立于该多个活塞组件(102A，102B, 102C, 102D)中的每个活塞组件的致动在一个选择性速率下被单独地打开和关闭； 该至少一个液压致动器(36，38)对应地在一个连杆侧(64，66)和一个汽缸侧(58，74)中的每一侧上被可操作地联接到该多个活塞组件的一个第一子集上(102B, 102D)以及该多个活塞组件的一个第二子集(102A，102C)上。
2.如权利要求I所述的注塑模制系统(20，220，320，420)，其中 该至少一个数字式排量泵(54，354A，354B, 454A，454B)是可操作的以便致动该至少一个液压致动器(36，38)，这是通过排出来自该多个活塞组件的第一子集(102B，102D)以及该多个活塞组件的第二子集(102A，102C)之一的液压流体并且经过该多个活塞组件的第一子集(102B，102D)以及该多个活塞组件的第二子集(102A，102C)中的另一个吸入该液压流体实现的。
3.如权利要求I所述的注塑模制系统(20，220，320，420)，其中 该至少一个数字式排量泵(54，354A，354B, 454A，454B)是进一步可操作的以便使得从该多个活塞组件的第一子集(102B，102D)以及该多个活塞组件的第二子集(102A，102C)之一接收的一种液压流体经过该多个活塞组件的第一子集(102B，102D)以及该多个活塞组件的第二子集(102A，102C)中的另一个来再生。
4.如权利要求I所述的注塑模制系统(20，220，320)，其中 该至少一个数字式排量泵(54，354A，354B)包括 一个第一端口(B)，该第一端口可操作地将该多个活塞组件的第一子集(102B，102D)联接到该至少一个液压致动器(36，38)的连杆侧(64，66)上； 一个第二端口(A)，该第二端口可操作地将该多个活塞组件的第二子集(102A，102C)联接到该至少一个液压致动器(36，38)的汽缸侧(58)上； 一个第三端口(T)，该第三端口可操作地将该多个活塞组件(102A，102B, 102C, 102D)联接到一个液压储箱(78)上。
5.如权利要求I所述的注塑模制系统(420)，其中 该至少一个数字式排量泵(454A，454B，454C，454D)包括四个数字式排量泵(454A，.454B, 454C和454D)，这四个数字式排量泵(454A，454B, 454C，454D)各自包括 一个第一端口(A);以及 一个第二端口(T)， 该第一端口(A)可操作地将该至少一个液压致动器(36，38)的连杆侧(64，66)或汽缸侧(58，74)之一联接到该多个活塞组件(102A, 102B, 102C, 102D)上，并且该第二端口(T)可操作地将该多个活塞组件(102A，102B, 102C, 102D)联接到一个液压储箱(78)上。
6.如权利要求I所述的注塑模制系统(320，420)，其中 该至少一个数字式排量泵(354A, 354B，454A，454B)包括 一个第一数字式排量泵(354A，454A);以及 一个第二数字式排量泵(354B，454B)， 该多个活塞组件的第一子集(102B，102D)被定位在该第一数字式排量泵(354A，454A)上，并且 该多个活塞组件的第二子集(102A，102C)被定位在该第二数字式排量泵(354B，454B)上。
7.如权利要求I所述的注塑模制系统(20，220，320，420)，其中 该至少一个液压致动器(36，38)包括 一个注入致动器(38)。
8.如权利要求I所述的注塑模制系统(20，220，320，420)，其中 该至少一个液压致动器(36，38)包括 一个模具冲程致动器(36)。
9.如权利要求I所述的注塑模制系统(20，220，320，420)，其中 该至少一个液压致动器(36，38)包括 一个注入致动器(38);以及 一个模具冲程致动器(36)。
10.如权利要求9所述的注塑模制系统(20，220，320，420)，其中 该液压回路(50，250，350，450)是可操作的以便将来自该模具冲程致动器(36)以及该注入致动器(38)之一、通过该模具冲程致动器(36)以及该注入致动器(38)中的另一个并通过该至少一个数字式排量泵(54，354A，354B, 454A，454B)的流体再生。
11.如权利要求I所述的注塑模制系统(20，220，320)，其中 该至少一个数字式排量泵(54，354A，354B)包括 一个第一端口(B)，该第一端口可操作地将该多个活塞组件的第一子集(102B，102D)联接到该至少一个液压致动器(36，38)的连杆侧(64，66)上； 一个第二端口(A)，该第二端口可操作地将该多个活塞组件的第二子集(102A, 102C)联接到该至少一个液压致动器(36，38)的汽缸侧(58)上； 一个第三端口(T)，该第三端口可操作地将该多个活塞组件(102A，102B, 102C, 102D)联接到一个液压储箱(78)上， 该至少一个数字式排量泵(54，354A，354B)是可操作的以便在该多个活塞组件的第一子集(102B，102D)与该多个活塞组件的第二子集(102A，102C)之间提供选择性联通。
12.如权利要求I所述的注塑模制系统(220)，进一步包括 一个两端口、两位置的阀门(280)，该阀门被定位在该至少一个数字式排量泵(54)的一个第一端口(B)与另一个液压致动器的汽缸侧(74)之间；以及 另一个两端口、两位置的阀门(270)，该阀门被定位在该至少一个数字式排量泵(54)的一个第二端口(A)与另一个液压致动器的连杆侧(66)之间。
13.如权利要求I所述的注塑模制系统(20)，进一步包括 一个三位置的阀门(70)，该三位置的阀门被定位在该至少一个数字式排量泵(54)的一个第一端口(B)与另一个液压致动器的汽缸侧(74)以及连杆侧(66)的每一个之间。
14.如权利要求I所述的注塑模制系统(20，220，320，420)，其中 该至少一个数字式排量泵(54，354么，3548，454么，4548)是可操作的以便通过将一种液压流体直接从该多个活塞组件的一个子集(102A，102B, 102C, 102D)泵送到该多个活塞组件的第二子集(102A，102C)而不将该液压流体返回到一个液压储箱(78)在一种空载模式下运行。
15.如权利要求I所述的注塑模制系统(20，220，320，420)，其中 该至少一个数字式排量泵(54，354A，354B, 454A，454B)是可操作的以便在将该液压流体逐出之前在该多个活塞组件(102A，102B, 102C, 102D)中的每一个中所存储的液压流体上预加载压力。
16.如权利要求I所述的注塑模制系统(20，220，320)，其中 该多个活塞组件的第一子集(102B，102D)中的每个活塞组件(102B，102D)包括与一个液压储箱(78)处于选择性联通的一个第一入口和出口(108A，108B, 108C, 108D)、以及与该至少一个数字式排量泵(54，354A，354B)的一个第一端口(B)处于选择性联通的一个第二入口和出口(112B，112D)，并且 该多个活塞组件的第二子集(102A，102C)中的每个活塞组件(102A，102C)包括与该液压储箱(78)处于选择性联通的一个第一入口和出口(108A，108B, 108C, 108D)、以及与该至少一个数字式排量泵(54，354A，354B)的一个第二端口(A)处于选择性联通的一个第二入口和出口(112A，112C)。
17.如权利要求15所述的注塑模制系统(20，220，320，420)，其中 在该多个活塞组件的第一子集(102B，102D)上的第二入口和出口(112B，112D)还与该多个活塞组件的第二子集(102A，102C)上的第二入口和出口(112A，112C)处于选择性联通。
18.如权利要求I所述的注塑模制系统(320，420)，进一步包括 一个第二数字式排量泵(354B，454B)，该第二数字式排量泵被联接到该至少一个液压致动器(36，38)的另一个液压致动器上。
19.如权利要求I所述的注塑模制系统(320，420)，其中，该对入口和出口(112A，112B，112C和112D)中对应的一个提供了用于在该至少一个数字式排量泵(54，354A，354B，454A，454B)与该至少一个液压致动器(36，38)之间控制该液压流体联通的仅有的阀门。
全文摘要
一种注塑模制系统(20，220，320，420)具有一个用于推动液压致动器(36，38)的液压回路(50，250，350，450)，该注塑模制系统包括一个泵电动机(52)；以及一个数字式排量泵(54，354A，354B，454A，454B)，该数字式排量泵具有由泵电动机(52)可致动的多个活塞组件(102A，102B，102C，102D)，该活塞组件包括一对入口和出口，该对入口和出口是可操作的以便独立于每个活塞组件的致动以选择性速率被单独打开和关闭；对应地在连杆侧(64，66)和汽缸侧(58，74)的每一侧上可操作地联接到该多个活塞组件的第一子集(102B，102D)上以及该多个活塞组件的第二子集(102A，102C)上的至少一个液压致动器(36，38)。
文档编号B29C45/82GK102712123SQ201080056681
公开日2012年10月3日 申请日期2010年11月11日 优先权日2009年12月23日
发明者斯迪安·穆西巴比克, 麦克斯·长春·黄 申请人:赫斯基注塑系统有限公司