填充注射器和操作填充注射器的方法与流程

本发明涉及一种用于塑料机器的填充注射器和一种用于操作该填充注射器的方法。

背景技术：

塑料机器可以是例如注射模塑机器，但也可以是用于从颗粒化泡沫产生塑料的机器。

de3831600c1已经公开一种用于将热塑性泡沫颗粒分配到模具的模腔中的方法和设备；主要目标是能够将热塑性泡沫颗粒(即含有推进剂的泡沫颗粒)根据需要从处于大气压和处于正压力的储存容器分配到真空模具中，并且将处于正压力的不可膨胀的可压缩泡沫颗粒分配到处于同样高压力的模具中，并且据此以节省压缩空气而且减少填充时间。这通过以下方式得以实现：在填充过程的结束之后保留在填充注射器中和供应线路中的泡沫颗粒被吹回到未加压的且独立于储存容器的附加容器中。泡沫颗粒由填充注射器分配到闭合活塞可以选择性地打开或闭合模腔的供应开孔的模腔中。经由2/2端口方向控制阀，来自压缩空气源的压缩空气受推动通过在填充注射器内部安装的注射器喷嘴，这样使得泡沫颗粒经由供应线路、分配器壳体和闭合机构从储存容器的出口开孔被抽吸，并且当闭合活塞缩回时受推动通过供应开孔进入模腔中。这经由3/2端口方向控制阀提供压缩空气得以起作用。

de19747645a1也已经公开一种制造泡沫体的方法，并且已经公开泡沫体；在该文献中同样地，处理颗粒化泡沫，并且通过预定颗粒状的泡沫颗粒填充模腔。填充通过以注射器实施并且通过压缩空气起作用的一个或多个填充器而发生。泡沫颗粒从储存容器(未示出)中受抽吸，并且借助于压缩空气吹入模腔中。为了获得良好填充，在该过程期间抽空模腔。

从de102008016883a1中也获知填充注射器的使用。

de29919328u1涉及一种用于硬质泡沫成型机器的填充注射器，并且de7928606u1还涉及一种填充注射器，具体地，用于进料预泡沫化的、仍可膨胀的小颗粒苯乙烯聚合物。在这两种填充注射器中，活塞杆具有比活塞更小的直径。

wo2013/182555a1涉及一种用于从容器通过传送经发泡的热塑性聚合物颗粒通过至少一个管的方法；为了传送经发泡的热塑性聚合物颗粒，通过管提供气流，并且通过含水润滑剂润湿经发泡的热塑性聚合物颗粒。润滑剂必须含有水。借助于空气或氮气产生必要的压力。

de102009024278a1公开一种用于用由热塑性塑料制成的塑料颗粒填充模具的填充设备。在此情况下，提供致动活塞，其连接到闭合活塞并且可以移动该闭合活塞。此处，致动活塞具有波浪型的外壳壁，在此外壳壁中提供纵向延伸的空气管道。在打开位置中，闭合活塞滑动到空气管道中。闭合活塞具有这样尺寸，使得在闭合活塞与空气管道之间形成环形管道，其用作出口喷嘴。流入开孔的空气受引导通过该出口喷嘴。

wo2015/091906a1公开一种用于通过塑料颗粒填充模具的填充注射器。注射器具有前部和基底部，它们一个接一个地轴向定位。前部具有注射器开孔和注射器头部，它们经由内部管彼此连接；外壳管围绕内部管定位。基底部具有本质上已知的气动驱动元件，其实施以具有正方形截面并且具有两个压缩空气连接。当压缩空气连接受致动时，致动活塞在驱动元件中向前或向后移动。活塞杆联接到致动活塞。驱动元件因此以活塞/圆柱单元实施，其中，闭合活塞定位在远离致动活塞定向的活塞杆的端部处。在相反端部处，气动驱动设备设置成顶靠引导设备。该引导设备具有引导壳体，该引导壳体具有引导壳体前部和引导壳体后部。

通常以模块化方式实施用于通过塑料颗粒填充模具的这种注射器，从而不同的前部可以与不同的后部组合。

此外，这种填充注射器是高应力组件，在常规维护工作时，该填充注射器也需要消耗性部件的相应更换。

在填充注射器中，注射器头部的底部的孔口和管组件保持永久地安装在模具上或模具中。定期更换注射器头部顶部、圆柱形活塞、闭合活塞和所有移动的消耗性部件(例如轴承)。

注射器头部底部和注射器头部顶部通常具备快速释放联接件，其通过夹具得以固定，换言之，它们以可拆卸的方式连接。

对分离的填充物供应每个供应的模具。然而，通常在操作期间调换可更换部件。出于该原因，在生产期间，关于实际已经使用了各个注射器的哪些单独部件，混淆经常出现。为了解决该问，在一些生产工厂中，每个星期更换消耗性部件，而无论其是否需要更换。

de102014117332a1、de19637349a1、ep0829131和ep224103b1公开用于制造颗粒化泡沫组件的设备。

技术实现要素：

本发明的目的是生产一种填充注射器，通过该填充注射器可以使得维护标准化，可以降低维护成本，并且可以进行多次维护。

通过一种具有权利要求1的特征的用于模具的填充注射器实现该目的。

在从属权利要求中公开有利修改。

本发明因此涉及一种用于模具的填充注射器，所述填充注射器具有注射器壳体，所述注射器壳体具有圆柱形腔体，闭合活塞单元以可移动的方式被支撑在所述圆柱形腔体中；注射器壳体具有供应部，所述供应部用于向所述腔体供应塑料颗粒，并且在朝向模具定向的端部处，具有用于将塑料材料供应给模具的模具开孔；在闭合位置中，所述闭合活塞单元向前向远处滑动以使其闭合所述模具开孔，并且在打开位置中，所述闭合活塞单元至少在供应部与模具开孔之间的区域中从圆柱形腔体缩回；以及在所述注射器壳体内部，提供：传感器，其用于检测所述闭合活塞单元的预定检测位置；和计数设备，其用于对闭合活塞单元处于检测位置的次数进行计数。

本发明还涉及一种填充注射器，其中，所述注射器壳体包括注射器管和注射器帽，所述注射器帽在远离模具开孔的端部处闭合所述注射器管。所述注射器帽可以有利地实施成与所述注射器管分离，或也可以实施为整体地连接到注射器管。

在另一有利实施例中，注射器管包括：前注射器管区段，其具有所述模具开孔；和后注射器管区段，这些区段可拆卸地相互联接。

在另一有利实施例中，在前注射器管区段与后注射器管区段之间，可以提供前注射器头部和后注射器头部，在它们之间产生可拆卸连接。

本发明还涉及一种填充注射器，其中，前后注射器头部或后注射器头部具有一个空气连接件，并且注射器帽具有另一空气连接件，并且闭合活塞单元具有位于后管区段中的致动活塞，以借助于通过两个空气连接件之一相应地供应压缩空气使得闭合活塞单元向前或向后移动。

如果闭合活塞单元以捕获的方式联接至后注射器区段，则也是有利的。这意味着，当拆卸后注射器管区段时，即使后注射器管区段松动，闭合活塞单元也悬挂在其上。

后注射器头部、后注射器管区段和注射器帽在此情况下包括整体结构，其可以作为单元容易地更换。在此情况下，有利的是，随后产生的识别号实际上始终分配给该单元。

还有利地，填充注射器具有用于操作传感器和计数设备的电源。

电源还可以有利地是电池和/或电磁感应单元，所述电磁感应单元将所述闭合活塞单元的动能的一部分转化为电量。

如果填充注射器具有用于发送计数器读数的数据接口，则也是有利的。

数据接口有利地具有无线电接口，所述无线电接口用于计数器读数的非接触传输，或者所述数据接口以这种接口实施。

在另一有利实施例中，填充注射器具有显示设备，所述显示设备用于显示一个或多个操作状态，所述一个或多个操作状态对应于例如计数设备的预定计数器读数或电源的预定状态。

如果所述闭合活塞单元的预定位置是所述闭合活塞单元优选地最大地缩回的打开位置，则是有利的。

如果所述闭合活塞单元设置有磁体元件并且用于检测所述预定位置的传感器是磁体传感器，则也是有利的。

如果所述注射器壳体设置有通过接触所述闭合活塞单元而检测所述闭合活塞单元的预定位置的接触传感器，则也是有利的。

所述计数设备可以有利地实施为对多个计数器读数进行计数，其中，至少部分的计数器读数是可重置的。

所述计数设备还可以有利地联接到包含识别码的识别设备。

根据本发明，应简化填充注射器的维护，从而实现机器的更高可靠性。此外，应防止不正确的操控以及使用伪造部件或其他不合适的更换部件或更换已经磨损得过于严重的部件。

因此，总体目标是所谓的“预防性维护”，这意味着，为了防止过度磨损，以固定间隔(例如每个星期)更换部件，这确实招致高成本，但将防止太晚的更换或不正确的更换，太晚的更换或不正确的更换一方面降低质量而另一方面可能导致在不适当的时间的故障。该方法改进可预测性，从而可以在方便的时间(例如，在模具更换期间或由于休假造成的生产停止或在周末时间期间)安排维护。到此刻为止，不能确切获知填充注射器何时需要维护。

根据本发明的步骤还可以防止使用伪造的部件或盗版的拷贝(这可能在它们出故障时损坏整个机器)，而不将关于伪造的部件或盗版的拷贝的任何信息提供给机器制造商。

因此，作为本发明的一个措施，填充注射器的每个可消耗部件设置有id。该id包括例如编码形式的生产日期、型号和可能的其他信息。

由于在市场上拒绝通向填充注射器的附加电线，因此在填充注射器中或填充注射器上提供接触发射机和接触接收机。例如，设备可以是螺线管开关设备等。具体地，它可以是作为接触发射机和感应线圈的磁体、霍尔传感器或作为接触接收机的簧片触点。据此，以非接触的方式和自主的方式对周期进行计数。替代地，可以通过现有的端接触对周期进行计数。但这需要显著的布线成本；在此情况下，以机器特定的方式而不以填充注射器特定的方式进行测量。这不是优选的，因为当更换填充注射器时，同时还检测另一填充注射器的周期。

优选地，使用自主运行的计数设备，其中，电源连接到填充注射器自身。因此，根据本发明，电池可以用于填充注射器，或例如，活塞运动可以通过感应线圈产生电量。填充注射器中还存在用于能量收集的其他可能性。

根据本发明，提供一种印刷电路板，其位于填充注射器上，从而不能从外部更换或操纵填充注射器。该印刷电路板具有天线、rfid芯片和微控制器。通过rfid读取器，可以非接触地取回数据，在维护设施的授权修理人员进行的维护或修理工作之后，可以重置计数器，具体地，将其重置为零。在此情况下，如果整个计数器读数不是设置为零而是仅为自从最新维护以来的周期数量，则是有利的。借助于在芯片与读取器之间的rfid连接中的编码，还可以确定是否已经进行了未经授权的尝试以访问印刷电路板或印刷电路板上的数据。

根据本发明，可以提供光学显示器，其显示电池的状态、电子器件的功能和/或维护状态。在最简单的情况下，光学显示器可以例如是led显示器，其根据具体的操作状态按特定间隔打开或关闭和/或闪烁和/或以不同颜色发光。

优选地，该设备位于填充注射器上，从而不能非破坏性地移除或打开。例如，印刷电路板、天线和其他传感器部件(例如磁体部件)可以封装在对应组件中；也可以封装电池。特别是在电池的使用寿命比更换嵌入电池的填充注射器的相应部件的维护间隔更长的情况下。

此外，然而，电池也可以是从外部可出入的；在此情况下，用于电池的封盖或者不能非破坏性地打开，或者提供在打开期间损坏的铅封。因此，如果印刷电路板不是这种封盖的组件并且始终保留在填充注射器中，则是优选的。优选地，存储的值在电池改变期间不丢失，而是以它们留存的方式写入存储器。在有利实施例中，封盖具有磨砂玻璃屏幕，在磨砂玻璃屏幕后方提供至少一个发光二极管或另一照明设备。当发光二极管发光时，发光二极管照射整个封盖，这样使得机器操作者更容易在机器上看到此情况，因为表面较大。

如果该设备位于填充注射器的圆柱帽中，则圆柱帽包括圆柱帽壳体、封盖、电池和印刷电路板；印刷电路板包括所有电子组件(例如簧片触点、rfid控制器、电池座、led、用作天线的线圈和密封环)。取决于电源(即，是通过电池供电还是通过能量收集供电)，设备因此设计成还具有更多或更少的led或甚至没有led。

圆柱帽在此情况下是这样的组件，在其上定位闭合移动的圆柱的空气连接件。用于在打开方向上致动圆柱的空气连接件位于注射器头部的上部。圆柱帽的基本功能是闭合圆柱并且供应压缩空气。通过本发明，圆柱帽转变为另一功能组件。

在能量收集的情况下，优选地在圆柱周围布置附加线圈；位于活塞上的磁体借助于线圈得以移动。通过这种方式，可以产生可以用以操作电子器件的电量。短期缓冲器(例如电容器)在此情况下是有利的，并且对于led非常重要的，因为一次能量脉冲足以用于计数。

本发明还涉及一种用于操作上述填充注射器的方法；当达到检测位置的预定次数时，发射维护信号。

通过维护信号的自动计数和发射，则可以避免通常在现有技术中执行的填充注射器的部件的不需要的预防性更换。通过对检测位置的这种计数，可以根据填充注射器的实际使用来保持维护间隔。

维护信号可以借助于照明设备(例如集成到填充注射器中的发光二极管)以光信号发射，和/或借助于无线电信号发射。可以例如借助于rfid芯片产生无线电信号。

替代地或附加地，可以借助于例如指示电池的充电状态和/或包含在填充注射器中的电子器件的功能或操作状态的相应信号(光信号或无线电信号)发射填充注射器的其他功能状态。

优选地，总计数器读数对检测位置的次数进行计数，所述检测位置的次数可以借助于数据接口读取。

优选地实施该方法，从而可以永不重置总计数器读数。此外，提供可以监控维护周期的周期计数器读数。每次执行维护，该周期计数器读数可以重置为0。

优选地，无线电接口(具体地，rfid无线电接口)用作数据接口。

附图说明

将基于附图通过示例的方式解释本发明。

在附图中：

图1以示意性地示出填充注射器的透视局部分解图；

图2示出根据图1的细节，其显示注射器头部；

图3是注射器帽和相邻管的透视图；

图4是根据图3的圆柱帽的局部刨切透视图；

图5示出具有待定位在活塞上的磁环的根据图4的圆柱帽的截面图。

具体实施方式

根据本发明的用于模具的填充注射器具有注射器壳体2，其具有圆柱形腔体6，在圆柱形腔体6中轴向可移动的方式定位并且支撑闭合活塞单元3。

注射器壳体2具有用于向腔体6供应的泡沫颗粒的供应部4。

在朝向模具定向的圆柱形腔体6的端部处，填充注射器具有模具开孔5，用于将塑料材料供应给模具。

以本质上已知的方式，在闭合位置中，闭合活塞单元3向前向远处滑动以使其闭合模具开孔5，并且在打开位置中，至少在供应部4与模具开孔5之间的区域中从圆柱形腔体6缩回。

注射器壳体2包括注射器管和注射器帽7。注射器帽7在远离模具开孔5的端部9或在轴向方向上与模具开孔5径向相对的端部9处闭合注射器管。

注射器管在此情况下包括：前注射器管区段6a，其具有模具开孔5；和后注射器管区段6b，其具有注射器帽7。

管区段6a在此情况下具体地实施为比后注射器管区段6b在轴向上显著更长。

在前注射器管区段6a与后注射器管区段6b之间，提供注射器头部10以连接两个管区段6a、6b。注射器头部10具有前注射器头部10a和后注射器头部10b；前注射器头部10a实施在前注射器管区段6a上，并且后注射器头部10b实施在后注射器管区段6b上。

前注射器头部10a和后注射器头部10b可以可拆卸地连接到彼此，因此，前注射器管区段6a和后注射器管区段6b也可以可拆卸地连接到彼此。

前注射器头部10a和/或后注射器头部10b均具有空气连接件11、12。

注射器帽7同样具有空气连接件13，其实施为使得空气可以通过注射器帽7传送到后注射器管区段6b中。

闭合活塞单元3具有位于后注射器管区段6b中的致动活塞14，其中，致动活塞14定位在闭合模具开孔5的端部处。

优选地，闭合活塞单元3具体地借助于致动活塞14以捕获方式联接到或定位在后注射器管区段6b和/或后注射器头部10b上。

这意味着，当拆卸后注射器管区段6b时，闭合活塞单元3保持联接至闭合活塞单元3；该联接甚至可以是松动的。闭合活塞单元、后注射器管区段6b和注射器帽7必须形成整体结构，并且可以简单地作为单元而更换。具体地，该组件具有分配给该单元以防止任意更换单独元件的一个识别号。

在注射器壳体2上或在注射器壳体2中，提供传感器8以检测闭合活塞单元3的预定检测位置，并且提供计数设备以用于对闭合活塞单元3的检测位置的次数进行计数。因此，可以具体地确定闭合活塞单元3处于什么位置或它已经位于检测位置中的频率。

原则上，检测位置可以位于注射器壳体上的任何点处。例如，检测位置可以处于模具开孔上、管区段6a上或其中、前注射器头部10a中、后注射器头部10b中、后注射器管区段6b中、或注射器帽7上。在此方面，应注意，通过端部止挡的测量(即，通过在模具开孔处或注射器帽处的测量)，检测每工作冲程仅达到一次的检测位置。

然后在其他位置选择检测位置，从而对每个冲程(即设备的前进冲程和返回冲程)进行计数。这是必须注意的。

传感器8因此可以定位在模具开孔5上或其中、管区段6a上或其中、前注射器头部10a中、后注射器头部10b中、后注射器管区段6b中、或注射器帽7上或在注射器帽7中。

填充注射器可以具有用于操作传感器8和/或所提供的计数器设备的电源15。这样确保填充注射器相对于传感器和计数过程是自主的。

在此情况下，电源可以是电池15和/或电磁感应单元。

如果使用电磁感应单元，则可以例如借助于电感器将闭合活塞单元3的动能的一部分转换为电能。

优选地，提供储存元件，以用于储存例如通过感应产生的能量；具体地说，对此可以通过已知的方式使用电容器。

在本发明的有利实施例中(图2)，前注射器头部10a和后注射器头部10b是可以轴向插入彼此中的管区段；在注射器头部之一上提供周向延伸的径向锁定槽20。

在相应另一注射器头部10a、10b上，提供对应槽21，其在注射器头部10a、10b的完全一起滑动或插入状态下与槽20齐平。锁定夹具22可以插入槽21中，并且延伸通过槽21和槽20两者，并且因此确保注射器头部10a、10b相对于彼此的轴向锁定。

优选地，在注射器头部上提供至少一个定心楔23，定心楔23插入相应另一注射器头部(在插入区域中具有较小直径的注射器头部)中，所述定心楔实施为使其能够接合在相应另一注射器头部上的对应定心槽24中，从而两个注射器头部10a、10b相对于彼此固定。

此外，两个注射器头部10a、10b之间的管连接自然具有密封件，其具体地实施为o形环密封件或dilag密封件和引导件。

在有利实施例中，传感器和计数设备实施在注射器帽7上(图4和图5)。

为此，注射器帽7实施为实质上圆柱形的，并且具有来自外部25的圆柱形压缩空气连接件13；圆柱形压缩空气连接件13不必实施为同轴的。

印刷电路板27位于压缩空气头部13与径向外壁26之间。

具体地，rfid芯片和微控制器位于印刷电路板上。此外，印刷电路板可以具备簧片触点或霍尔传感器，其与磁体环或其他合适的接触发射机进行交互，以检测闭合活塞单元3的位置和/或位置的次数。

优选地，与印刷电路板27相邻提供电源(具体地，电池15形式的电源)。

在该区域中还提供显示器17；具体地可以led或多个led的形式实施显示器17，其闪烁并且具体地以预定颜色闪烁光，以指示电池和/或维护的特定状态或另一期望的参数。

用于发送计数器读数的接口(并且具体地说，线圈或天线16)可以布置在压缩空气连接件13周围；天线16、用于电池的托盘28以及用于印刷电路板27和led17的空间由封盖29覆盖。

为了使得内部可见，封盖29可以具体地实施为透明的或部分不透明的。

封盖29具体地定位在注射器帽7上，从而仅可以通过产生损坏或通过损坏铅封等移除它，从而内部的操控是可视的，并且具体地说，仅维护人员可以正当地更换损坏的封盖或损坏的铅封。

为了排除印刷电路板27的操控的可能性，印刷电路板27可以与注射器帽7实施为一个工件，并且具体地说，可以封装在或铸造到注射器帽7中。

如果消除电池形式的能量存储设备并且借助于能量收集来提供能量，例如借助于感应的能量产生可以有利地直接用于计数，因此检测闭合活塞3的移动的感应线圈同时是传感器8。

附图标记

1填充注射器

2注射器壳体

3闭合活塞单元

4供应部

5模具开孔

6腔体

7注射器帽

8传感器

9端部

10a注射器头部

10b注射器头部

11空气连接件

12空气连接件

13压缩空气连接件

14致动活塞

15电源

16数据接口

17显示器

18磁体元件

20锁定槽

21槽

22锁定夹具

23定心楔

24定心槽

25外部

26外壁

27印刷电路板

28托盘

29封盖

30驱动元件。