專(zhuān)利名稱：預(yù)制坯模制后冷卻方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于塑料模制品的模制成型和冷卻的方法和裝置，所述塑料模制品諸如由一種或多種材料(例如塑性樹(shù)脂)制成的預(yù)制坯。本發(fā)明特別涉及一種快速注射模制方法，其中在冷卻步驟完成前將模制品(諸如PET預(yù)制坯)從模型中排出。本發(fā)明采用了一種在將所述預(yù)制坯從模型中取出并且將其放置于模型外部后以對(duì)流換熱的方式在內(nèi)部對(duì)所述預(yù)制坯進(jìn)行冷卻的新的模制后冷卻方法和裝置。本發(fā)明還涉及以傳導(dǎo)換熱或?qū)α鲹Q熱方式進(jìn)行的外部冷卻，所述外部冷卻可至少部分地與內(nèi)部冷卻同時(shí)進(jìn)行。
對(duì)模制品進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s代表的是注射模制方法的一個(gè)非常重要的方面，這是因?yàn)樗鼤?huì)對(duì)模制品的質(zhì)量和整個(gè)注射周期的長(zhǎng)短造成影響。這在使用半晶質(zhì)樹(shù)脂的情況(諸如PET預(yù)制坯的注射模制)下是更為重要的。在注射后，所述PET樹(shù)脂保留在模腔間隙中，在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)冷卻以在將其排出之前防止晶化部分的形成并且使所述預(yù)制坯固化。
為了縮短注射過(guò)程的周期時(shí)間，如果快速地將一個(gè)預(yù)制坯從一個(gè)模型中排出，通常會(huì)發(fā)生兩件事情。第一件事情是預(yù)制坯沒(méi)有被均勻地冷卻。在大多數(shù)的情況下，與模型水口相對(duì)的底部出現(xiàn)結(jié)晶。在注射過(guò)程中聚積在預(yù)制坯的壁中的熱量仍然是很高的足以在預(yù)制坯(特別是在預(yù)制坯的水口區(qū)域)中導(dǎo)致模制后結(jié)晶。所述水口區(qū)域是一個(gè)非常重要的區(qū)域，這是因?yàn)樵谶@部分對(duì)模型的冷卻是不充分的并且在所述模腔間隙中的樹(shù)脂仍然處于與熱澆式注射噴嘴的熱莖部相接觸的狀態(tài)。如果一個(gè)預(yù)制坯的該區(qū)域在一個(gè)特定尺寸和深度上方保持結(jié)晶狀態(tài)，那么這將降低一個(gè)吹制物品的質(zhì)量。第二件事情是該預(yù)制坯將會(huì)太軟，這樣在后面的轉(zhuǎn)運(yùn)步驟中可能發(fā)生變形。一個(gè)預(yù)制坯的另一個(gè)重要區(qū)域是頸根部分(neck finish portion)，在許多情況下，所述頸根部分具有較厚的壁并且與其它部分相比會(huì)保持更多的熱量。該頸根部分需要有效地模制后冷卻以防止其結(jié)晶。另外，有效地冷卻還能夠使頸部充分固化以承受進(jìn)一步的操作。
過(guò)去，人們對(duì)于提高PET注射模制系統(tǒng)的冷卻效果已經(jīng)進(jìn)行了多種嘗試，但是仍然不能明顯地提高模制預(yù)制坯的質(zhì)量或縮短周期時(shí)間。由Valyi提出的美國(guó)專(zhuān)利US 4,382,905(在這里作為參考文獻(xiàn))披露了一種注射模制方法，其中模制預(yù)制坯被轉(zhuǎn)移到一個(gè)第一回火模型以進(jìn)行第一冷卻步驟，接著被轉(zhuǎn)移到一個(gè)第二回火模型以進(jìn)行最后的冷卻步驟。這兩個(gè)回火模型與注射模型類(lèi)似并且具有內(nèi)部裝置，所述內(nèi)部裝置用于對(duì)在冷卻過(guò)程中與所述預(yù)制坯相接觸的模型壁進(jìn)行冷卻。由Valyi提出的美國(guó)專(zhuān)利US 4,382,905沒(méi)有在用于從模制區(qū)域轉(zhuǎn)移預(yù)制坯的裝置上提供冷卻裝置或者提供能夠使一種流體冷卻劑在模制預(yù)制坯中循環(huán)的附加冷卻裝置。
由Bellehache提出的美國(guó)專(zhuān)利US 4,592,719披露了一種用于制造PET預(yù)制坯的注射模制方法，其中利用一個(gè)第一可動(dòng)裝置將模制預(yù)制坯從注射芯中取出，所述第一可動(dòng)裝置包括用于固定所述預(yù)制坯的真空抽吸裝置，該方法還包括對(duì)預(yù)制坯的外表面進(jìn)行空氣吸收(對(duì)流)冷卻。在由Bellehache提出的美國(guó)專(zhuān)利US 4,592,719中所用的一個(gè)第二冷卻裝置與一個(gè)第二可動(dòng)裝置結(jié)合，也是利用空氣吸收對(duì)所述預(yù)制坯的內(nèi)部進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻。這里見(jiàn)圖22。由Bellehache提出的美國(guó)專(zhuān)利US 4,592,719沒(méi)有披露，將冷空氣吹入到一個(gè)預(yù)制坯的內(nèi)部，這種冷卻方式與抽吸或吸收外界空氣的方式相比具有更好的冷卻效果，并且也沒(méi)有披露利用傳導(dǎo)換熱方式進(jìn)行冷卻的并且與預(yù)制坯的壁緊密接觸的冷卻裝置以及朝向所述預(yù)制坯的圓頂部分的空氣吹送裝置。由Bellehache提出的這種技術(shù)方案具有許多缺點(diǎn)，包括冷卻效率較低、冷卻均勻性較差、冷卻時(shí)間較長(zhǎng)、預(yù)制坯變形的可能性較大。
美國(guó)專(zhuān)利US 5,176,871和US 5,232,715披露了一種預(yù)制坯冷卻方法和裝置。所述模制預(yù)制坯在模制區(qū)域外部被注射模制芯夾持。利用一種不與所述模制預(yù)制坯接觸的冷卻劑對(duì)所述模芯進(jìn)行冷卻。一個(gè)大于預(yù)制坯的冷卻管放置在預(yù)制坯周?chē)詫⒗淇諝獯档筋A(yù)制坯的周?chē)?。這些專(zhuān)利中所披露的裝置和方法的主要問(wèn)題是預(yù)制坯被夾持在模芯中并且這大大地增長(zhǎng)了周期時(shí)間。另外，沒(méi)有利用冷卻劑與預(yù)制坯之間的直接接觸來(lái)達(dá)到內(nèi)部冷卻的目的。
美國(guó)專(zhuān)利US 5,114,327、US 5,232,641、US 5,338,172和US 5,514,309(在這里作為參考文獻(xiàn))提出了一種預(yù)制坯內(nèi)部冷卻方法，該方法采用的是一種液體冷卻劑。從一個(gè)模型排出的預(yù)制坯被轉(zhuǎn)移到一個(gè)預(yù)制坯運(yùn)載裝置，所述預(yù)制坯運(yùn)載裝置具有真空裝置以便在不與預(yù)制坯外壁接觸的情況下使預(yù)制坯定位。但是這種預(yù)制坯運(yùn)載裝置沒(méi)有任何的冷卻裝置。冷卻芯還被引入到由所述運(yùn)載裝置夾持的預(yù)制坯內(nèi)部并且一種冷卻流體被吹送到所述預(yù)制坯內(nèi)部中以使預(yù)制坯冷卻。所述冷卻劑還被相同的用于夾持所述預(yù)制坯的真空裝置從圍繞所述預(yù)制坯的腔室中排出。這些專(zhuān)利沒(méi)有披露，將冷空氣吹入到一個(gè)預(yù)制坯內(nèi)部，所述預(yù)制坯內(nèi)部中空氣在對(duì)預(yù)制坯冷卻后自由地離開(kāi)所述預(yù)制坯。這些專(zhuān)利也沒(méi)有披露，對(duì)從內(nèi)部和外部同時(shí)對(duì)預(yù)制坯進(jìn)行冷卻或者一個(gè)具有冷卻裝置的預(yù)制坯運(yùn)載裝置。這里見(jiàn)圖21。
日本專(zhuān)利公開(kāi)7-171888(在這里作為參考文獻(xiàn))披露了一種預(yù)制坯冷卻裝置和方法。一個(gè)模制預(yù)制坯自動(dòng)運(yùn)載裝置用于將所述預(yù)制坯轉(zhuǎn)移到一個(gè)冷卻臺(tái)。所述自動(dòng)裝置能夠利用一種冷卻水以傳導(dǎo)換熱的方式對(duì)預(yù)制坯壁進(jìn)行外部冷卻。所述冷卻臺(tái)包括一個(gè)第一可動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)移裝置，所述第一可動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)移裝置具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械手部分，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械手部分包括用于固定所述預(yù)制坯并且還可以傳導(dǎo)換熱方式對(duì)預(yù)制坯壁進(jìn)行外部冷卻的真空裝置。所述模制預(yù)制坯從所述自動(dòng)運(yùn)載裝置被轉(zhuǎn)移到所述機(jī)械手部分。所述機(jī)械手部分從位置A移動(dòng)到位置B，在這里它轉(zhuǎn)過(guò)了90度角以將所述預(yù)制坯(目前僅在外部進(jìn)行了冷卻)轉(zhuǎn)移到一個(gè)冷卻工具。所述冷卻工具具有用于固定所述預(yù)制坯的裝置、通過(guò)吹送空氣用于對(duì)所述預(yù)制坯的內(nèi)部進(jìn)行冷卻的裝置以及利用吹送空氣或水冷用于對(duì)該預(yù)制坯的外部進(jìn)行冷卻的裝置。這里，

圖19和圖20中示出了所采用的內(nèi)部冷卻。該專(zhuān)利沒(méi)有披露一種自將預(yù)制坯從模型中排出并且放入到一個(gè)運(yùn)載板中起立刻進(jìn)行內(nèi)部冷卻和外部冷卻的方法。也沒(méi)有披露當(dāng)所述預(yù)制坯被所述可動(dòng)自動(dòng)運(yùn)載裝置夾持時(shí)同時(shí)對(duì)預(yù)制坯的內(nèi)部和外部進(jìn)行冷卻。因此，這種冷卻方法不夠快速并且不能防止在模型外部出現(xiàn)結(jié)晶。
圖19和圖20示出了已知的從內(nèi)部對(duì)預(yù)制坯進(jìn)行冷卻的方法，其中一個(gè)冷卻裝置位于所述預(yù)制坯的外部并且用于將冷空氣吹送到所述預(yù)制坯的內(nèi)部中。因?yàn)榭諝鈬娮煳挥陬A(yù)制坯的外部，因此進(jìn)入的冷空氣流必然至少部分地影響流出的暖空氣并且與其混合。這將大大地降低冷卻效率。如果所述冷卻裝置處于與預(yù)制坯相同的軸線上，那么圖19所示的方法是無(wú)效的，這是因?yàn)轭A(yù)制坯中沒(méi)有空氣循環(huán)。如果所述冷卻裝置如圖20中所示經(jīng)過(guò)橫向移動(dòng)，那么將能夠達(dá)到空氣循環(huán)的目的，但是這仍然是無(wú)效的，這是因?yàn)樗鲱A(yù)制坯的一側(cè)與另一側(cè)相比，其冷卻效果好并且冷卻得較快。所述冷卻劑具有一種準(zhǔn)擴(kuò)散流動(dòng)的且非對(duì)稱的型面。這種型面是非常無(wú)效的并且不能使冷卻流體/氣體向著所述水口部分或圓頂部分匯聚。
本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于，提供一種能夠提高冷卻效率的用于生產(chǎn)預(yù)制坯的方法和裝置方法和裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種用于生產(chǎn)質(zhì)量?jī)?yōu)良的預(yù)制坯的方法和裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種能夠縮短整個(gè)生產(chǎn)周期時(shí)間的生產(chǎn)預(yù)制坯的方法和裝置。
上述目的是通過(guò)本發(fā)明的裝置和方法完成的。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明所涉及的這種新的模制和冷卻方法包括在模型內(nèi)的預(yù)制坯充分冷卻之前將預(yù)制坯從模型中取出，即所述預(yù)制坯保持可能使水口部分、頸根部分或整個(gè)預(yù)制坯結(jié)晶的一定量的熱量；將所述預(yù)制坯固定在模制區(qū)域外部；以及利用對(duì)流換熱從內(nèi)部對(duì)所述預(yù)制坯進(jìn)行冷卻以便在上述任何區(qū)域中都不出現(xiàn)結(jié)晶。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明所涉及的這種新的模制和冷卻方法包括在模型內(nèi)的預(yù)制坯充分冷卻之前將預(yù)制坯從模型中取出，即所述預(yù)制坯保持可能使水口部分、頸根部分或整個(gè)預(yù)制坯結(jié)晶的一定量的熱量；將所述預(yù)制坯固定在模制區(qū)域外部；以及利用對(duì)流換熱從內(nèi)部對(duì)所述預(yù)制坯進(jìn)行冷卻以便在上述任何區(qū)域中都不出現(xiàn)結(jié)晶，所述冷卻步驟包括以與所述預(yù)制坯直接接觸的方式設(shè)置冷卻劑；以及利用對(duì)流換熱從外部對(duì)所述預(yù)制坯進(jìn)行冷卻以便在上述任何區(qū)域中都不出現(xiàn)結(jié)晶。所述外部冷卻步驟相對(duì)于所述內(nèi)部冷卻步驟可以是同時(shí)進(jìn)行的、至少部分同時(shí)進(jìn)行的或順序進(jìn)行的。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明所涉及的這種新的模制和冷卻方法包括在模型內(nèi)的預(yù)制坯充分冷卻之前將預(yù)制坯從模型中取出，即所述預(yù)制坯保持可能使水口部分、頸根部分或整個(gè)預(yù)制坯結(jié)晶的一定量的熱量；將所述預(yù)制坯固定在模制區(qū)域外部；以及利用對(duì)流換熱從內(nèi)部對(duì)所述預(yù)制坯進(jìn)行冷卻以便在上述任何區(qū)域中都不出現(xiàn)結(jié)晶，所述冷卻步驟包括以與所述預(yù)制坯直接接觸的方式設(shè)置冷卻劑；以及利用傳導(dǎo)換熱從外部對(duì)所述預(yù)制坯進(jìn)行冷卻以便在上述任何區(qū)域中都不出現(xiàn)結(jié)晶。所述外部冷卻步驟相對(duì)于所述內(nèi)部冷卻步驟可以是同時(shí)進(jìn)行的、至少部分同時(shí)進(jìn)行的或順序進(jìn)行的。
在上述每一個(gè)實(shí)施例中，利用相對(duì)于所述模型是獨(dú)立的裝置(諸如一個(gè)可動(dòng)且可移開(kāi)的板)將所述預(yù)制坯從模型中排出并且使其固定在模型外部。這樣的獨(dú)立固定裝置可夾持一組所述模制預(yù)制坯或者同時(shí)夾持幾組預(yù)制坯。當(dāng)利用所述獨(dú)立裝置固定幾組預(yù)制坯時(shí)，這幾組預(yù)制坯相互之間的溫度是不同的，這是因?yàn)樗鼈兪窃诓煌臅r(shí)刻被模制的。根據(jù)本發(fā)明，利用本發(fā)明所涉及的冷卻方法能夠按照不同的順序從內(nèi)部和外部對(duì)所述模制預(yù)制坯進(jìn)行冷卻。在上述每一個(gè)實(shí)施例中，利用能夠至少部分地進(jìn)入到所述預(yù)制坯內(nèi)部并且能夠使冷卻劑在預(yù)制坯內(nèi)部循環(huán)的裝置(諸如冷卻銷(xiāo))進(jìn)行內(nèi)部冷卻。優(yōu)選的是，利用能夠使輸送到預(yù)制坯內(nèi)部的準(zhǔn)對(duì)稱冷卻劑流被引向所述預(yù)制坯中需要比其它部分更多冷卻的部分(諸如水口部分和頸根部分)的方式進(jìn)行冷卻。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，冷卻劑被引向所述預(yù)制坯的底部或圓頂部分以形成冷卻劑的一個(gè)環(huán)流。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可利用能夠以幾種方式進(jìn)行的外部冷卻補(bǔ)充所述新的對(duì)預(yù)制坯進(jìn)行內(nèi)部冷卻。例如，可在一個(gè)具有冷卻裝置的可移開(kāi)的板上(一個(gè)或多個(gè)位置)進(jìn)行外部冷卻，所述冷卻裝置可利用傳導(dǎo)換熱(冷卻水)或?qū)α鲹Q熱(空氣/氣體)的方式工作。也可在一個(gè)沒(méi)有冷卻裝置的可移開(kāi)的板上(一個(gè)或多個(gè)位置)進(jìn)行外部冷卻，這樣所述預(yù)制坯僅能夠與它們的固定裝置部分接觸。這樣，可利用一個(gè)獨(dú)立的冷卻裝置輸送冷卻空氣/氣體以使冷卻空氣/氣體直接與預(yù)制坯的外表面接觸。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)制坯被固定在一個(gè)沒(méi)有任何冷卻裝置的可移開(kāi)的板中并且利用本發(fā)明所涉及的新的冷卻銷(xiāo)僅對(duì)所述預(yù)制坯進(jìn)行內(nèi)部冷卻。
本發(fā)明所涉及的新的冷卻方法在一個(gè)實(shí)施例中可利用下列步驟來(lái)達(dá)到，將預(yù)制坯或模制品從模型中取出，將所述預(yù)制坯或模制品固定在一個(gè)能夠自動(dòng)工作的可移開(kāi)的板中，所述板具有用于對(duì)所述預(yù)制坯或模制品的外表面進(jìn)行冷卻的系統(tǒng)，接著將冷卻裝置接合在所述預(yù)制坯或模制品內(nèi)部以同時(shí)對(duì)外表面和內(nèi)表面進(jìn)行冷卻。根據(jù)本發(fā)明，引入一個(gè)附加的冷卻步驟，從而以對(duì)流換熱的方式(例如利用一種冷卻氣體在預(yù)制坯內(nèi)部循環(huán))降低預(yù)制坯的溫度。
如上所述，本發(fā)明所涉及的方法和裝置有利于防止在預(yù)制坯中的最重要區(qū)域(即，水口部分所處的底部或圓頂部分以及頸部)中出現(xiàn)結(jié)晶。另外，本發(fā)明所涉及的冷卻方法和裝置可結(jié)合到一個(gè)注射-吹制成型設(shè)備中，沒(méi)有晶化的冷卻預(yù)制坯可在所述注射-吹制成型設(shè)備中進(jìn)行進(jìn)一步地溫度調(diào)整并且被吹制成瓶子。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種利用改進(jìn)的模型外冷卻方式防止在一個(gè)注射模制預(yù)制坯中出現(xiàn)結(jié)晶的方法包括將一種熔融材料注射到一個(gè)由兩個(gè)半模或模板形成的模型中，所述兩個(gè)半?；蚰０逶谝粋€(gè)模型打開(kāi)位置處是相互分開(kāi)的以限定一個(gè)模制區(qū)域；當(dāng)所述熔融材料在由所述半模形成的模腔間隙中時(shí)使所述熔融材料冷卻到一個(gè)非常接近這種熔融材料的結(jié)晶-玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度的溫度以使所述模制品可在沒(méi)有經(jīng)歷幾何變形的情況下以機(jī)械方式被移到模型外；打開(kāi)所述半模以使所述半模之間保持一個(gè)足以使一個(gè)模制品運(yùn)載裝置可在所述兩個(gè)半模之間移動(dòng)的間距；將所述模制品從所述模型中排出并且將它們轉(zhuǎn)移到所述可動(dòng)的運(yùn)載裝置；當(dāng)所述模制品在所述可動(dòng)的運(yùn)載裝置中時(shí)利用傳導(dǎo)換熱對(duì)所述模制品進(jìn)行冷卻以降低晶化，這里所用的冷卻劑是一種吹送空氣；以及利用對(duì)流換熱從內(nèi)部對(duì)所述模制品進(jìn)行冷卻直至每一個(gè)模制品基本上沒(méi)有任何的晶化部分。也可利用一個(gè)具有用于外部冷卻的對(duì)流換熱裝置的可動(dòng)運(yùn)載裝置對(duì)這種方法進(jìn)行補(bǔ)充。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于形成無(wú)結(jié)晶的注射模制品的裝置包括，一個(gè)具有兩個(gè)半模的模型，所述兩個(gè)半模可在一個(gè)模型關(guān)閉位置和一個(gè)模型打開(kāi)位置之間移動(dòng)；當(dāng)所述半模處于所述模型關(guān)閉位置時(shí)用于將熔融材料注射到所述模型中的裝置；用于將在由所述半模形成的模腔間隙中的所述熔融材料冷卻到一個(gè)非常接近這種熔融材料的結(jié)晶-玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度的溫度的裝置以使所述模制品可在沒(méi)有經(jīng)歷幾何變形的情況下以機(jī)械方式被移到模型外；用于打開(kāi)所述模型的裝置以便使所述半模之間保持一個(gè)足以使一個(gè)模制品運(yùn)載裝置可在所述兩個(gè)半模之間移動(dòng)的間距；用于將所述模制品從所述模型中排出的裝置；用于將所述模制品轉(zhuǎn)移到所述可動(dòng)的運(yùn)載裝置的裝置；所述運(yùn)載裝置具有用于固定所述模制品和利用傳導(dǎo)換熱對(duì)所述模制品進(jìn)行冷卻以降低晶化的裝置；以及還能夠利用對(duì)流換熱從內(nèi)部對(duì)所述模制品進(jìn)行冷卻直至每一個(gè)模制品(最好整個(gè)模制品)基本上沒(méi)有任何的晶化部分(特別是在模型水口部分中)的裝置。也可利用一個(gè)具有用于外部冷卻的對(duì)流換熱裝置的可動(dòng)運(yùn)載裝置對(duì)這種方法進(jìn)行補(bǔ)充。
10.根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于冷卻在注射模中制造的模制品的方法，該模制品具有一個(gè)熱量相對(duì)高的第一區(qū)域和一個(gè)熱量相對(duì)低的相鄰區(qū)域，包括將模制品從由半模組成的模型中取出，并將模制品移入臂狀件一端的固定裝置內(nèi)，同時(shí)所述模制品保持大量的熱量，臂狀件的所述端部能夠在第一位置和位于模型外部的第二位置之間操作，所述第一位置位于固定裝置接收模制品的半模之間；將臂狀件的所述端部從半模之間縮回到第二位置；在臂狀件的所述端部縮回到第二位置后，當(dāng)模制品仍?shī)A持在固定裝置內(nèi)時(shí)，將冷卻銷(xiāo)的一個(gè)頂端插入模制品內(nèi)；相對(duì)于冷卻銷(xiāo)和模制品形成一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，所述開(kāi)放系統(tǒng)具有一條通道，使得氣態(tài)冷卻流體從模制品的內(nèi)部排放到周?chē)h(huán)境中；和當(dāng)氣態(tài)冷卻流體注射模制品時(shí)，促使其沿著冷卻銷(xiāo)內(nèi)的終止于頂端處的內(nèi)部通道流動(dòng)，所述的頂端與第一區(qū)域之間有間隙隔開(kāi)，從頂端排出的氣態(tài)冷卻流體主要沿第一區(qū)域的方向在至少第一區(qū)域內(nèi)強(qiáng)化冷卻，由此使得氣態(tài)冷卻流體從模制品的內(nèi)部流出并通過(guò)通道排放到周?chē)h(huán)境中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用來(lái)冷卻在注射模中制造的模制品的裝置，該注射模由半模組成，所述模制品具有一個(gè)熱量相對(duì)高的第一區(qū)域和一個(gè)熱量相對(duì)低的相鄰區(qū)域，包括臂狀件的一端至少具有一個(gè)固定裝置，使用時(shí)，臂狀件的所述端部能夠在第一位置和位于模型外部的第二位置之間操作，所述第一位置位于相鄰半模間，所述端部在半模之間接收模制品并將其夾入至少一個(gè)固定裝置中的一個(gè)，每次使用時(shí)，模制品被置于至少一個(gè)固定裝置中的一個(gè)內(nèi)，并保持一定的熱量；冷卻銷(xiāo)位于臨近第二位置的框架上，所述冷卻銷(xiāo)具有頂端，使用中，所述框架可以相對(duì)于臂狀件的一端移動(dòng)，當(dāng)臂狀件的一端到達(dá)第二位置時(shí)，冷卻銷(xiāo)的頂端插入模制品內(nèi)；冷卻銷(xiāo)具有一個(gè)在頂端處終止的內(nèi)部通道，框架和臂狀件一端間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使頂端插入模制品內(nèi)，且與第一區(qū)域相間隔，使用時(shí)冷卻銷(xiāo)可在此與冷卻流體輸送系統(tǒng)連接以促使冷卻流體沿內(nèi)部通道流動(dòng)而引起氣態(tài)冷卻流體從頂端主要沿第一區(qū)域方向排出，從而將冷卻集中在至少第一區(qū)域內(nèi)；當(dāng)氣態(tài)冷卻流體從頂端排出時(shí)，框架相對(duì)臂狀件的端部或臂部設(shè)置，以便在使用時(shí)形成開(kāi)放系統(tǒng)，所述開(kāi)放系統(tǒng)具有一通道，使得氣態(tài)冷卻流體從模制品內(nèi)部排放到周?chē)h(huán)境中。
這里所用的詞語(yǔ)“可移開(kāi)的板”、“可取下的板”以及“臂工具的端部”是可互換的并且代表相同結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所涉及的方法和裝置的其它細(xì)節(jié)以及其它目的和所具有的優(yōu)點(diǎn)能夠從下面參照附圖的詳細(xì)描述中得出，在附圖中類(lèi)似的元件用類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示。
圖1表示的是在注射過(guò)程中和在注射完成后預(yù)制坯的溫度相對(duì)于時(shí)間的變化圖；圖2示意性地示出了一個(gè)在模型中的預(yù)制坯；圖3(a)和圖3(b)示出了在冷卻過(guò)程中穿過(guò)一個(gè)模制預(yù)制坯壁的溫度梯度；圖3c示出了沿著所述預(yù)制坯壁的溫度分布情況；圖4是表示現(xiàn)有技術(shù)中所涉及的一種注射模型的一個(gè)截面圖；圖5是表示一個(gè)可動(dòng)的自動(dòng)裝置的截面圖，所述自動(dòng)裝置包括一個(gè)“臂工具的端部”(EOAT)裝置，所述“臂工具的端部”(EOAT)裝置放置在固定模板和可動(dòng)模板之間的模制區(qū)域中；圖6(a)和圖6(b)是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖，該實(shí)施例包括一個(gè)自動(dòng)的且可移開(kāi)的板(或臂工具的端部，EOAT)和一個(gè)用于固定冷卻銷(xiāo)的框架；圖6(c)和圖6(d)是圖6(a)和圖6(b)中所示實(shí)施例的主視圖；圖7(a)-圖7(d)示出了本發(fā)明第一實(shí)施例所涉及的框架和冷卻銷(xiāo)；
圖8(a)-圖8(g)示出了本發(fā)明所涉及的幾種冷卻銷(xiāo)的設(shè)計(jì)形式；圖9(a)和圖9(b)以更加詳細(xì)的方式示出了本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例所涉及的冷卻銷(xiāo)；圖10(a)示出了一個(gè)具有如在現(xiàn)有技術(shù)方法中所產(chǎn)生的結(jié)晶區(qū)域的預(yù)制坯；圖10(b)示出了一個(gè)在利用本發(fā)明方法后所生產(chǎn)的沒(méi)有結(jié)晶區(qū)域的預(yù)制坯；圖11(a)-圖11(1)示出了本發(fā)明所涉及的框架和冷卻銷(xiāo)的另一個(gè)實(shí)施例；圖12是一個(gè)系統(tǒng)的截面圖，其中空氣冷卻通道被結(jié)合在所述半模中；圖13(a)和圖13(b)是本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；圖14是具有本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)注射模制系統(tǒng)的俯視圖；圖15是本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的截面圖，其中示出了與所述可移開(kāi)的板相連并用于對(duì)所述模制品的內(nèi)部進(jìn)行冷卻的機(jī)構(gòu)；圖16示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中使用了一個(gè)沒(méi)有冷卻裝置的可移開(kāi)的板以將所述模制預(yù)制坯從模制區(qū)域取出；圖17示出了本發(fā)明所涉及的冷卻銷(xiāo)的另一種結(jié)構(gòu)形式；圖18(a)和圖18(b)示出了本發(fā)明所涉及的冷卻銷(xiāo)的另一種結(jié)構(gòu)形式；圖19和圖20示出了現(xiàn)有技術(shù)中所涉及的用于對(duì)一個(gè)預(yù)制坯的內(nèi)部進(jìn)行冷卻的方法；圖21示出了現(xiàn)有技術(shù)中所涉及的另一種用于對(duì)一個(gè)預(yù)制坯的內(nèi)部和外部進(jìn)行冷卻的方法；圖22示出了現(xiàn)有技術(shù)中所涉及的利用抽吸外界空氣以對(duì)一個(gè)預(yù)制坯進(jìn)行冷卻的系統(tǒng)；以及圖23示出了一種在框架的多個(gè)表面上具有冷卻銷(xiāo)的框架結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)參見(jiàn)附圖，圖1表示的是在注射過(guò)程中和在注射完成后預(yù)制坯的溫度相對(duì)于時(shí)間的變化圖。圖2示意性地示出了一個(gè)在模型中的預(yù)制坯。從該圖中可以看出，在模型中進(jìn)行冷卻通常是利用分別位于模腔16和模芯部分18內(nèi)的冷卻管12和14來(lái)完成的。這樣，從預(yù)制坯11的兩側(cè)進(jìn)行冷卻。另外，如圖2中所示，所述模腔板16通常具有一個(gè)水口區(qū)域20，所述水口區(qū)域形成在預(yù)制坯11的底部或圓頂部分22處。所述預(yù)制坯具有一個(gè)頸根部分13，有時(shí)所述頸根部分具有較厚的壁，所述較厚的壁難于冷卻到防止出現(xiàn)結(jié)晶的程度。
圖3(a)和圖3(b)示出了在冷卻過(guò)程中穿過(guò)一個(gè)模制預(yù)制坯壁的溫度梯度。圖3(a)示出了模型內(nèi)部的溫度梯度，而圖3(b)示出了模型外部的溫度梯度。圖3c示出了沿著所述預(yù)制坯壁的溫度分布情況。溫度峰值表示的是在所述預(yù)制坯的圓頂部分或水口部分中的溫度。
現(xiàn)參見(jiàn)圖4，其中提供了一個(gè)注射模型，所述注射模型包括一個(gè)固定半?；蚰０?2和一個(gè)可動(dòng)半?；蚰０?6，所述固定半?；蚰０?2具有一列模腔34，所述可動(dòng)半?；蚰０?6具有一列模芯38。所述模腔板32與一個(gè)歧管板(未示出)相流通，所述歧管板能夠從一個(gè)注射模制設(shè)備的一個(gè)注射組件(未示出)接收熔融材料。所述模腔34通過(guò)模腔水口40從熱澆道噴嘴(未示出)接收熔融材料，所述熱澆道噴嘴例如一種閥式水口噴嘴(未示出)。當(dāng)所述模板32和36處于一個(gè)模型關(guān)閉位置時(shí)，所述模腔都被用于對(duì)由模芯38和模腔34所形成的模腔間隙中的熔融材料進(jìn)行冷卻的冷卻裝置42所包圍。所述冷卻裝置42最好是由嵌入在模板32內(nèi)的用于引導(dǎo)一種冷卻流體的冷卻通道形成的。如上所述，模芯38和模腔34在所述模型關(guān)閉位置處形成了多個(gè)模腔間隙(未示出)，在實(shí)施注射步驟過(guò)程中，通過(guò)模型水口40將熔融材料充填到所述模腔間隙中。所述模芯38還包括用于對(duì)在模腔間隙中的熔融材料進(jìn)行冷卻的裝置44。所述冷卻裝置44最好包括在每一個(gè)模芯內(nèi)的一個(gè)冷卻管。所述模芯板36還包括一個(gè)排出裝置板46，所述排出裝置板46用于將模制預(yù)制坯48從模芯38取出。所述排出裝置板46的操作在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的并且不包括在本發(fā)明中。實(shí)際上，所述排出裝置板46可包括在該技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何適合的排出裝置板46。
根據(jù)本發(fā)明，可利用圖4中所示的模制系統(tǒng)將任何熔融塑料、金屬或陶瓷材料注射到模腔間隙中并且所述材料冷卻成一個(gè)所需物品。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述熔融材料是PET，模制品是一個(gè)預(yù)制坯。但是根據(jù)本發(fā)明，所述模制品還可是一個(gè)由多于一種的材料制成的預(yù)制坯，例如純PET、回收PET和一種適合的阻隔材料(例如EVOH)。
在本技術(shù)領(lǐng)域已知的是，一個(gè)預(yù)制坯的模制方法包括下列步驟，關(guān)閉模型，將熔融材料注射到模腔間隙中，開(kāi)始對(duì)模腔間隙進(jìn)行冷卻，使熔融材料充滿模腔間隙，使熔融材料保持在壓力作用下，進(jìn)行最后的模型中冷卻，打開(kāi)模型，從模芯中排出凝固的物品或預(yù)制坯并且將所述物品或預(yù)制坯轉(zhuǎn)移到一個(gè)可移開(kāi)的板上。根據(jù)本發(fā)明，為了縮短周期時(shí)間，預(yù)制坯在模型中的駐留時(shí)間必須達(dá)到最小以便使所述模型近可能快地生產(chǎn)多組預(yù)制坯?？s短在模型中的駐留時(shí)間的問(wèn)題是冷卻時(shí)間必須縮短，而且所述模制品或預(yù)制坯的固化程度能夠在沒(méi)有變形的情況下足以承受所有后續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)步驟。縮短冷卻時(shí)間是一個(gè)有問(wèn)題的選擇，這是因?yàn)槔美鋮s裝置42和44不能達(dá)到使所述模制品或預(yù)制坯充分和均勻地冷卻的效果。當(dāng)所述模制品或預(yù)制坯在模型內(nèi)經(jīng)過(guò)較短的時(shí)間冷卻緊接著打開(kāi)模型后，所述模制品或預(yù)制坯內(nèi)所保留的熱量是非常大的并且取決于所述模制品或預(yù)制坯的厚度。這種內(nèi)熱可能會(huì)在所述模制品或預(yù)制坯的水口部分或圓頂部分處、所述模制品或預(yù)制坯的頸根部分處或整個(gè)預(yù)制坯中形成晶化部分。為了防止所述模制品或預(yù)制坯的晶化，必須采用一種有效的冷卻方法。在冷卻過(guò)程中，必須盡量控制模制品的收縮，模制品的收縮可能會(huì)對(duì)模制品的最后尺寸造成不良影響。
圖5示出了一個(gè)自動(dòng)且可移開(kāi)的板60的一個(gè)實(shí)施例，所述板可用于本發(fā)明的冷卻方法中。所述移開(kāi)的板60包括多個(gè)空心固定裝置或容器62，所述空心固定裝置或容器62可是水冷管?？捎米魉鲆崎_(kāi)的板60的常規(guī)可移開(kāi)的板示出在由Gessner et al.提出的美國(guó)專(zhuān)利US5,447,426和由Delfer，III提出的美國(guó)重新公布專(zhuān)利RE 33,237中，這兩篇文獻(xiàn)在這里作為參考文獻(xiàn)。在操作中，多個(gè)固定裝置62的開(kāi)口與模板36的模芯38對(duì)中。利用所述排出裝置板46的操作將模制品48轉(zhuǎn)移到所述固定裝置62中。根據(jù)本發(fā)明，所述可移開(kāi)的板60可設(shè)有多個(gè)固定裝置62，固定裝置62的數(shù)量可與模芯38的數(shù)量相同或者是模芯數(shù)量的倍數(shù)，例如是模芯數(shù)量的三倍或四倍。在固定裝置62的數(shù)量多于模芯38的數(shù)量的情況下，能夠使其中一些模制品保持一段長(zhǎng)于一個(gè)模制周期的時(shí)間，從而在保持較高的模制品產(chǎn)量的同時(shí)能夠增長(zhǎng)冷卻時(shí)間。本發(fā)明方法能夠在不考慮由所述固定裝置62所固定的模制品數(shù)量的情況下實(shí)施。但是，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述自動(dòng)且可移開(kāi)的板60所具有的固定裝置62的數(shù)量是模芯38數(shù)量的三倍。這意味著，所述自動(dòng)且可移開(kāi)的板60不總是運(yùn)載數(shù)量與固定裝置62數(shù)量相同的預(yù)制坯或模制品。這還意味著，當(dāng)一組預(yù)制坯通過(guò)所述可移開(kāi)的板內(nèi)的空心管64與預(yù)制坯的外壁之間緊密接觸而被冷卻時(shí)，該組預(yù)制坯可不止一次地回到在模芯板和模腔板之間的模制區(qū)域中拾取其它組的模制品，所述管64帶有一種冷卻液體(諸如水)，這些內(nèi)容在上述美國(guó)專(zhuān)利US5,447,426中已被詳細(xì)地示出。所述管64與從模型中排出的熱的模制品之間的熱交換是利用傳導(dǎo)的方式進(jìn)行的。特別是，可使用能夠制成潤(rùn)滑冷卻裝置的任何固體材料并且使所述固體材料與模制品的外壁緊密接觸以對(duì)模制品進(jìn)行冷卻。由于一個(gè)以傳導(dǎo)換熱方式工作的冷卻系統(tǒng)通過(guò)使所述模制品或預(yù)制坯和冷卻裝置之間的緊密接觸而對(duì)所述模制品或預(yù)制坯進(jìn)行冷卻的，因此能夠在不會(huì)因轉(zhuǎn)運(yùn)而產(chǎn)生變形或擦傷的情況下保持所述模制品或預(yù)制坯的形狀。
如果需要的話，用于所述可移開(kāi)的板中的傳導(dǎo)冷卻裝置64可被一個(gè)對(duì)流換熱裝置所替代。在本技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何適合的對(duì)流換熱裝置能夠與所述可移開(kāi)的板60結(jié)合使用以對(duì)所述可移開(kāi)的板60所運(yùn)載的模制品或預(yù)制坯的外表面進(jìn)行冷卻。
現(xiàn)參見(jiàn)圖6(a)和圖6(b)，一個(gè)附加的冷卻裝置70與所述自動(dòng)且可移開(kāi)的板60結(jié)合使用以通過(guò)利用對(duì)流換熱方式使所述模制品或預(yù)制坯的內(nèi)表面和外表面同時(shí)得到冷卻，從而能夠提高模制后冷卻的效果、縮短周期時(shí)間以及提高預(yù)制坯的質(zhì)量。所述附加的冷卻裝置70包括一列細(xì)長(zhǎng)的冷卻銷(xiāo)74，所述冷卻銷(xiāo)74的作用是將一種冷卻流體輸送到由所述可移開(kāi)的板60固定的模制品內(nèi)部。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述冷卻流體主要被引向所述模制品或預(yù)制坯的圓頂部分(水口部分)22并且被直接輸送到其中，由于在模型中的冷卻時(shí)間被縮短而使所述圓頂部分(水口部分)22最有可能被晶化。冷卻流體是以一種環(huán)流的形式被引入的。根據(jù)本發(fā)明，所述冷卻流體可是任何適合的冷卻劑，諸如一種液體或氣體。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述冷卻流體是通過(guò)位于所述冷卻銷(xiāo)74內(nèi)的一個(gè)通道90所輸送的壓縮空氣。圖9(a)中以比較詳細(xì)的方式示出了本發(fā)明的這個(gè)方面。
圖9(a)示出了本發(fā)明所涉及的一種冷卻銷(xiāo)74，所述冷卻銷(xiāo)74位于在一個(gè)需要冷卻的預(yù)制坯或模制品48內(nèi)。為了使冷卻劑以最佳方式流動(dòng)，所述冷卻銷(xiāo)74被深深地引入到所述預(yù)制坯48中以使所述冷卻劑能夠達(dá)到所述圓頂部分或水口部分22。另外，所述冷卻銷(xiāo)74還可用作一個(gè)附加的冷卻芯。所述冷卻銷(xiāo)74還有利于形成一種冷卻效果優(yōu)于其它流動(dòng)方式的環(huán)流。利用這種新的冷卻銷(xiāo)74還可使進(jìn)入的吹制冷空氣和流出的暖空氣被完全隔開(kāi)，從而防止它們混合。
如圖9(a)中所示，冷卻銷(xiāo)74位于所述預(yù)制坯或模制品內(nèi)的中央處，最好使冷卻銷(xiāo)74的中心軸線220與預(yù)制坯的中心軸線222對(duì)中。從該圖中可以看出，所述冷卻銷(xiāo)74的外壁224在一個(gè)上部區(qū)域UP中與預(yù)制坯的內(nèi)壁226之間保持一個(gè)間距D。另外，所述冷卻銷(xiāo)74的出口噴嘴92與圓頂部分22的內(nèi)壁228之間保持一個(gè)間距d。為了形成冷卻流體的所需環(huán)流形式，最好d與D之間的比值在1∶1至1∶10范圍內(nèi)。更好的是，所述冷卻銷(xiāo)的出口噴嘴92為一種擴(kuò)張型噴嘴結(jié)構(gòu)。盡管對(duì)于出口92使用一種擴(kuò)張型噴嘴是最好的，但是所述出口噴嘴92也可為一種直壁式噴嘴。
因?yàn)槔鋮s銷(xiāo)74深深地進(jìn)入在預(yù)制坯內(nèi)并且還用作一個(gè)冷卻芯，因此從預(yù)制坯自由流出暖空氣也為一種環(huán)流形式。
盡管圖9(a)中示出了所述冷卻銷(xiāo)的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，但是如圖8(a)至圖8(g)、圖17和圖18所示，冷卻銷(xiāo)74可具有各種尺寸和形狀以達(dá)到各種冷卻效果。例如，如圖8(a)中所示，冷卻銷(xiāo)74的下部LP可具有一個(gè)與所述冷卻銷(xiāo)的上部UP的直徑D1不同的直徑D2、如圖8(a)至圖8(c)中所示，所述冷卻銷(xiāo)的上部UP可具有不同的形狀。參見(jiàn)圖8(d)，冷卻銷(xiāo)74可具有用于將一種冷卻流體排放到所述模制品中可能晶化的側(cè)壁上的橫向出口82。如圖8(e)中所示，所述冷卻銷(xiāo)74可具有螺旋狀溝槽84以達(dá)到特定的冷卻效果。在圖8(f)和圖(g)中類(lèi)似的是，冷卻銷(xiāo)74可具有圍繞其周邊的多個(gè)肋片86或多個(gè)接觸元件88。
圖18a和圖18b示出了一種冷卻銷(xiāo)74，所述冷卻銷(xiāo)74具有多個(gè)徑向?qū)Ч?30以將冷卻劑輸送到預(yù)制坯中除圓頂部分22以外的其它區(qū)域(諸如頸根部分或主體部分)上。所述徑向?qū)Ч?30可沿著冷卻銷(xiāo)的長(zhǎng)度方向被隔開(kāi)以將冷卻劑引向一個(gè)預(yù)制坯48的特定區(qū)域。
冷卻銷(xiāo)74可由任何適合的導(dǎo)熱材料或絕熱材料制成。如果需要的話，如圖17中所示，冷卻銷(xiāo)74可由一種多孔材料232制成以將附加的冷卻劑以一種非常均勻的方式擴(kuò)散到一個(gè)預(yù)制坯中除所述圓頂部分或水口部分22以外的其它區(qū)域上。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，冷卻銷(xiāo)74的設(shè)計(jì)形式是使最大冷卻集中在所述模制品48的水口部分或圓頂部分22處，從而使冷卻流體達(dá)到有效地匯聚以使該區(qū)域得到冷卻。這樣，能夠形成在水口部分或圓頂部分22中沒(méi)有晶化區(qū)域的模制品(諸如預(yù)制坯)。
圖19(b)中示出了可用于本發(fā)明裝置中的具有一個(gè)冷空氣吹送系統(tǒng)的另一種銷(xiāo)子結(jié)構(gòu)。如該圖中所示，銷(xiāo)子74具有一個(gè)冷空氣吹送通道90，所述冷空氣吹送通道90具有一個(gè)用于將冷空氣引向模制品48內(nèi)表面(最好是所述模制品的圓頂部分或水口部分22)的出口92。所述通道90通過(guò)入口94與一個(gè)冷空氣源(未示出)相通。所述冷卻銷(xiāo)74還設(shè)有一個(gè)將冷卻空氣從模制品48內(nèi)部排出的一個(gè)真空通道96。所述真空通道86可與任何所需的真空源(未示出)相連。從圖19(b)中可以看出，利用滑動(dòng)墊100和一個(gè)緊固裝置(諸如螺母102)將冷卻銷(xiāo)74安裝在一個(gè)框架98的一部分上，所述滑動(dòng)墊100用于銷(xiāo)子的自動(dòng)調(diào)整。所述螺母102可被固定在具有一個(gè)外螺紋部分的元件104(未示出)上。
現(xiàn)參見(jiàn)圖6和圖7，冷卻銷(xiāo)列74被安裝在一個(gè)冷卻框架98上，所述冷卻框架98可由一種重量較輕的材料(諸如鋁)制成。根據(jù)本發(fā)明，所述冷卻框架98可在一個(gè)豎直位置或一個(gè)水平位置中工作。在這兩種情況下，當(dāng)所述可移開(kāi)的板60模制位置達(dá)到其最后位置時(shí)，所述框架98移向所述可移開(kāi)的板60?？墒褂萌魏芜m合的本領(lǐng)域已知的裝置移動(dòng)所述框架98以使其高速前進(jìn)，從而可使冷卻銷(xiāo)74立刻被引入到所述模制品內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，利用液壓缸110移動(dòng)所述框架98。根據(jù)本發(fā)明，冷卻銷(xiāo)74的數(shù)量可與所述可移開(kāi)的板60中的容器62的數(shù)量相同或比容器62的數(shù)量少。根據(jù)本發(fā)明，所述可移開(kāi)的板60設(shè)有用于將所述模制品或預(yù)制坯48固定到容器62中的裝置(諸如抽吸裝置)(未示出)，以及還設(shè)有用于將所述預(yù)制坯從所述可移開(kāi)的板排出的裝置。所述固定裝置和排出裝置可為在上述美國(guó)專(zhuān)利US5,447,426中所披露的那種裝置，該文獻(xiàn)在這里作為參考文獻(xiàn)。如圖6(c)和圖6(d)中所示，所述冷卻框架98設(shè)有多個(gè)間隙112。所述間隙112能夠使從所述可移開(kāi)的板60中排出的已得到最后冷卻的模制品或預(yù)制坯落到一個(gè)用于將所得到的產(chǎn)品從該系統(tǒng)送出的傳送裝置114上。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)使所述冷卻銷(xiāo)74相對(duì)于用于固定必須從所述可移開(kāi)的板60排出的預(yù)制坯的容器62橫向移動(dòng)，從而使已完全冷卻的預(yù)制坯48落到所述傳送裝置114上。這是當(dāng)冷卻框架處于一個(gè)水平位置時(shí)的情況。當(dāng)所述冷卻框架處于一個(gè)豎直位置時(shí)，它不會(huì)對(duì)從所述可移開(kāi)的板落下的預(yù)制坯。
現(xiàn)參見(jiàn)圖7(a)和圖7(b)，其中示出了第一列冷卻銷(xiāo)74。從圖7(b)中可以看出，每一個(gè)冷卻銷(xiāo)74都具有冷卻通道90，所述冷卻通道90通過(guò)通道122與一個(gè)冷卻空氣源(未示出)相通。所述通道122中設(shè)有多個(gè)空氣閥124，所述空氣閥124可用于調(diào)節(jié)冷卻空氣的流量。這樣，能夠?qū)⒘髁靠勺兊睦鋮s空氣供給到冷卻銷(xiāo)74。
現(xiàn)參見(jiàn)圖7(c)，還可通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的通道126為每一個(gè)冷卻銷(xiāo)74直接提供來(lái)自一個(gè)冷卻空氣源(未示出)的空氣。另外，如圖7(d)中所示，如果需要的話，所述通道126通過(guò)一種軟性導(dǎo)管128與在每一個(gè)冷卻銷(xiāo)中的流體導(dǎo)管120相連。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述冷卻銷(xiāo)74使以很少的步驟進(jìn)入到與所述可移開(kāi)的板60所固定的預(yù)制坯，并且在每一個(gè)步驟中，所述在不同時(shí)刻模制的預(yù)制坯具有不同的溫度。為了使整個(gè)冷卻步驟得到最佳化并且避免冷卻劑的浪費(fèi)，在所述第一個(gè)冷卻步驟中，所述預(yù)制坯是非常熱的，這樣利用冷卻銷(xiāo)輸送最大量的冷卻空氣。在第二和后續(xù)步驟中，由與第一模制預(yù)制坯接合的冷卻銷(xiāo)所引導(dǎo)的冷卻空氣量大大少于被引向新的且更熱的模制預(yù)制坯的冷卻空氣量。為了進(jìn)一步使冷卻過(guò)程達(dá)到最佳化，可利用任何適合的已知溫度傳感器(諸如一種熱電偶)檢測(cè)預(yù)制坯的冷卻前的溫度和冷卻后的溫度以便在中斷模制周期情況下可進(jìn)行冷卻流量的調(diào)節(jié)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，熱電偶(未示出)與位于與每一個(gè)預(yù)制坯相鄰的所述可移開(kāi)的板60中的一些控制裝置(未示出)相連。利用檢測(cè)每一個(gè)預(yù)制坯的溫度，可對(duì)輸送到所有冷卻銷(xiāo)74或一些冷卻銷(xiāo)74的冷卻空氣量進(jìn)行一些調(diào)節(jié)。這也可對(duì)位于所述可移開(kāi)的板中的傳導(dǎo)冷卻裝置的冷卻無(wú)效性或非均勻性進(jìn)行補(bǔ)償。
現(xiàn)參見(jiàn)圖10(a)和圖10(b)，圖10(a)以截面圖的形式示出了一個(gè)利用現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)所模制的預(yù)制坯48。從該圖中可以看出，所述預(yù)制坯48可能在包括圓頂部分22和頸部13的四個(gè)不同的區(qū)域中具有晶化部分。另一方面，圖10(b)以截面圖的形式示出了一個(gè)利用本發(fā)明系統(tǒng)所模制的預(yù)制坯48。從該圖中可以看出，所述預(yù)制坯中沒(méi)有晶化區(qū)域。
圖11(a)至圖11(1)中示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中所述可移開(kāi)的板60′在整個(gè)模制周期中始終保持在一個(gè)豎直的位置中。這消除了一個(gè)復(fù)雜的馬達(dá)并且使所述板更輕，從而能夠更快速地移動(dòng)到形成在所述半?；蚰０?2和36之間的模腔間隙中和從該模腔間隙中移出。在該系統(tǒng)中所用的所述冷卻框架98′具有一個(gè)附加的功能以及能夠進(jìn)行附加的移動(dòng)。首先，所述冷卻銷(xiāo)74′利用吹送空氣使所述模制品或預(yù)制坯冷卻并且利用抽吸空氣將所述模制品和預(yù)制坯從所述可移開(kāi)的板60′中排出。所述預(yù)制坯利用真空被固定在所述冷卻銷(xiāo)74′上并且在一個(gè)返回過(guò)程中可從所述可移開(kāi)的板60′中的管62′排出。所述冷卻框架98′能夠移動(dòng)到所述可移開(kāi)的板60′以及從板60′返回，所述冷卻框架98′還可從一個(gè)豎直位置轉(zhuǎn)到一個(gè)平行于一個(gè)傳送裝置114′以便利用停止抽真空使所述預(yù)制坯從所述冷卻銷(xiāo)74′排出。根據(jù)本發(fā)明，本領(lǐng)域已知的任何適合的裝置可用于使所述冷卻框架98′和冷卻銷(xiāo)74′轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)在圖11(a)至圖11(1)中所示的本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)固定凸輪130用作一個(gè)能夠?qū)⒖蚣艿钠揭妻D(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)的非常簡(jiǎn)單的裝置以便使被所述冷卻框架所固定的所述預(yù)制坯能夠落到一個(gè)傳送裝置114′上。如圖11(h)中所示，所述冷卻銷(xiāo)74′可利用真空與所述預(yù)制坯接合并且將所述預(yù)制坯從所述可移開(kāi)的板60′排出。接著，所述預(yù)制坯從所述冷卻銷(xiāo)74′落入到一個(gè)傳送裝置中。
從圖6(a)至圖6(d)中能夠看出本發(fā)明所涉及的新的冷卻裝置的操作。在所述模制中冷卻后，所述模制中冷卻過(guò)程縮短到使所述模制品或預(yù)制坯達(dá)到一個(gè)能夠防止它們變形的固態(tài)的時(shí)刻，打開(kāi)所述模型并且將所述可移開(kāi)的板60移動(dòng)到在模芯板36和模腔板32之間的模制區(qū)域中?？衫迷诒绢I(lǐng)域中已知的任何適合的裝置(未示出)以本領(lǐng)域中已知的任何適合的方式實(shí)施所述模芯板與模腔板之間的相當(dāng)移動(dòng)。在所述可移開(kāi)的板達(dá)到所述模制位置后，所述冷卻銷(xiāo)74與模制品接合以對(duì)所述模制品(特別是在每一個(gè)模制品或預(yù)制坯的圓頂部分22)進(jìn)行冷卻。
盡管上述可移開(kāi)的板60具有用于對(duì)在所述固定裝置62內(nèi)的預(yù)制坯外表面進(jìn)行傳導(dǎo)冷卻的水冷裝置，但是很多情況下是當(dāng)預(yù)制坯首先放入所述可移開(kāi)的板內(nèi)時(shí)卻不想對(duì)外表面開(kāi)始冷卻。為此，可在所述可移開(kāi)的板內(nèi)設(shè)置用于控制冷卻的裝置以便直到預(yù)制坯的內(nèi)部冷卻開(kāi)始和/或完成后開(kāi)始進(jìn)行外部冷卻。例如，在所述可移開(kāi)的板中設(shè)置適合的閥(未示出)以防止冷卻流體流動(dòng)直到到達(dá)一個(gè)所需的時(shí)刻。這樣，預(yù)制坯的內(nèi)部冷卻和外部冷卻可同時(shí)進(jìn)行、至少部分地同時(shí)進(jìn)行或順序進(jìn)行。
圖16示出了一個(gè)可移開(kāi)的板60″的另一個(gè)實(shí)施例，所述板沒(méi)有用于將模制預(yù)制坯從模制區(qū)域排出的冷卻裝置。所述可移開(kāi)的板60″可具有許多預(yù)制坯固定裝置62″，所述預(yù)制坯固定裝置62″的數(shù)量足以適合一組預(yù)制坯或多組預(yù)制坯。所述預(yù)制坯被真空裝置(未示出)固定，所述真空裝置通過(guò)開(kāi)口240在預(yù)制坯48的水口部分或圓頂部分22上抽吸。所述預(yù)制坯還被固定裝置62″固定，所述固定裝置62″可具有任何所需結(jié)構(gòu)，所述固定裝置62″能夠利用一種冷卻其它/空氣對(duì)預(yù)制坯進(jìn)行直接的冷卻。所述固定裝置62″最好是剛性的足以固定所述預(yù)制坯并且具有孔或其它開(kāi)口242和244，所述固定裝置在這些孔或其它開(kāi)口242和244中不能與預(yù)制坯直接接觸。利用具有這些僅部分地覆蓋預(yù)制坯的外表面的固定裝置，所述預(yù)制坯可在它們的外表面上被冷卻，同時(shí)利用冷卻銷(xiāo)74還對(duì)它們進(jìn)行內(nèi)部冷卻。在這種情況下，冷卻步驟包括將預(yù)制坯從模型轉(zhuǎn)移到所述可移開(kāi)的板60″，所述可移開(kāi)的板60″在模制區(qū)域外移動(dòng)并且移動(dòng)到與所述模制區(qū)域相鄰的冷卻區(qū)域。在所述冷卻區(qū)域處，利用框架98和至少部分地進(jìn)入到預(yù)制坯內(nèi)部的冷卻銷(xiāo)74對(duì)所述預(yù)制坯48進(jìn)行內(nèi)部冷卻。同時(shí)，由所述可移開(kāi)的板60″固定的預(yù)制坯48具有由附加的冷卻臺(tái)250以對(duì)流的方式進(jìn)行冷卻的外表面，所述冷卻臺(tái)250將一種冷卻劑流體吹向所述預(yù)制坯固定裝置。如圖16中所示，所示附加的冷卻臺(tái)250具有多個(gè)噴嘴252、254和256以將冷卻劑吹向預(yù)制坯的外表面，所述噴嘴252、254和256通過(guò)窗口258將冷卻流體吹入到所述可移開(kāi)的板60″并且通過(guò)在預(yù)制坯固定裝置中的窗口或開(kāi)口242和244將冷卻流體吹到預(yù)制坯的外表面上。所述噴嘴252、254和256通過(guò)開(kāi)口242和244將冷卻流體吹入到所述預(yù)制坯固定裝置62″中和預(yù)制坯的外表面上。盡管上述附加的冷卻臺(tái)250具有用于對(duì)兩個(gè)預(yù)制坯進(jìn)行冷卻的噴嘴，但是應(yīng)該理解的是，所述冷卻臺(tái)250在實(shí)施過(guò)程中如果需要的話可具有許多噴嘴以對(duì)任何所需數(shù)量的預(yù)制坯的外表面進(jìn)行冷卻。
所述附加冷卻臺(tái)250能夠利用與所述可移開(kāi)的板60″獨(dú)立的冷卻裝置同時(shí)對(duì)預(yù)制坯48從內(nèi)部和外部進(jìn)行冷卻。這種方案使可移開(kāi)的板60′非常輕，非常快速和易于維護(hù)。如果需要的話，所述預(yù)制坯固定裝置62″可僅在所述頸部卡緊所述預(yù)制坯，這樣留出了更多的用于吹送冷卻流體的門(mén)窗以對(duì)預(yù)制坯的外部進(jìn)行冷卻。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，所述可移開(kāi)的板可包括利用吹送空氣的外部冷卻裝置或可不包括冷卻裝置。在這兩種情況下，利用本發(fā)明所涉及的新的冷卻方法和裝置進(jìn)行內(nèi)部冷卻。
本發(fā)明所涉及的新的冷卻方法和裝置對(duì)于冷卻在高腔模型中模制的預(yù)制坯是非常有好處的。眾所周知，流過(guò)一個(gè)模型的熔融樹(shù)脂的溫度會(huì)由于多種原因發(fā)生很大的變化，這些原因包括(a)熱澆道歧管的不均勻加熱；(b)在歧管的熔融通道內(nèi)形成界限層；(c)不均勻模腔冷卻；(d)在模型時(shí)水口部分處冷卻無(wú)效。穿過(guò)模型的溫度變化的一個(gè)結(jié)果冷卻時(shí)間必須在局部高度處進(jìn)行調(diào)節(jié)以便在最后的預(yù)制坯中出現(xiàn)晶化之前使最熱預(yù)制坯冷卻。為了防止晶化區(qū)域的形成，本發(fā)明所涉及的冷卻系統(tǒng)能夠提供一種不同的冷卻方式，冷卻方式可根據(jù)每一個(gè)模型的溫度特征來(lái)變化?？稍谒隹梢崎_(kāi)的板60中設(shè)置傳感器以調(diào)節(jié)每一個(gè)冷卻銷(xiāo)74的冷卻量。在模型內(nèi)不均勻溫度分布的另一個(gè)結(jié)果是在大多數(shù)情況下位于所述預(yù)制坯的圓頂部分22上的水口是模制預(yù)制坯中最熱的部分。因?yàn)樗鏊诓糠衷谀Ｐ完P(guān)閉位置中冷卻地較慢，如果模型中冷卻時(shí)間太長(zhǎng)或者不在模型外部提供附加的冷卻，那么該部分將很可能被晶化。根據(jù)本發(fā)明，利用冷卻銷(xiāo)74將冷空氣吹入到預(yù)制坯中并且在水口區(qū)域的附近是一種非常有效地防止在預(yù)制坯中形成晶化區(qū)域的新的操作。
本發(fā)明所創(chuàng)新的冷卻方法和裝置對(duì)補(bǔ)償可移去板的冷卻無(wú)效率也有好處。由于熱模制品和冷卻管之間不完全接觸，由可移去板所保持的模制品溫度可能通過(guò)板可能發(fā)生變化。根據(jù)本發(fā)明，位于可移去板和冷卻框架內(nèi)的溫度傳感器可用于給冷卻控制單元提供信息，所述冷卻控制單元改變供給每個(gè)預(yù)制品的冷卻流量。
迄今為止，上述適應(yīng)的冷卻方法也是有益的，因?yàn)榭紤]到，在一天之內(nèi)模制預(yù)制品的模型溫度可以變化，利用特殊樹(shù)脂的功能、機(jī)械設(shè)備的功能，或由于由熱噴嘴內(nèi)不合適的閥桿動(dòng)作或由于模型腔內(nèi)的芯桿所引起的預(yù)制品厚度的局部變化。這些情況即不能預(yù)知也不能容易確定；然而本發(fā)明提供了一種機(jī)構(gòu)來(lái)根據(jù)每個(gè)模制品或預(yù)制品溫度調(diào)整每個(gè)型腔模塑后的冷卻步驟。
對(duì)于增加模塑冷卻時(shí)間利潤(rùn)的循環(huán)周期顯著減少，可以通過(guò)簡(jiǎn)單地設(shè)計(jì)和可移去板及冷卻框架的移動(dòng)來(lái)達(dá)到。這也考慮非常嚴(yán)格的裝配、維修和操作來(lái)約束可移去板和振動(dòng)臺(tái)上冷卻銷(xiāo)和模制品和預(yù)制坯之間的剛性、移動(dòng)精度、定位等。具有定位銷(xiāo)的冷卻框架的位置也取決于這樣一種方式來(lái)減小整個(gè)機(jī)器的“足跡”。
在這點(diǎn)上也參照?qǐng)D13(a)和圖13(b)進(jìn)行了說(shuō)明，圖13(a)和圖13(b)表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，這里在附加的空氣冷卻步驟期間，可移去板60保持在一垂直位置，也就是平行于模板32、36。冷卻框架98傳輸給可移去板60，冷卻銷(xiāo)74進(jìn)入模制品或預(yù)制坯48。在所有預(yù)制坯冷卻之后，冷卻框架98縮回，可移去板60轉(zhuǎn)過(guò)90°平行于傳送裝置114，然后冷卻的預(yù)制坯從板60上移開(kāi)。此方法簡(jiǎn)化了冷卻框架的設(shè)計(jì)，冷卻框架不需要轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和避免冷卻框架與從板排出的預(yù)制坯相干擾的裝置。
還參照表示本發(fā)明另一實(shí)施例的圖14，其中所述自動(dòng)且可移開(kāi)的板60包括附加的平移裝置150以沿著平行于預(yù)制坯回轉(zhuǎn)軸線的一個(gè)軸線使預(yù)制坯移動(dòng)。該預(yù)制坯的附加的移動(dòng)簡(jiǎn)化了在冷卻過(guò)程中保持固定的冷卻框架98。如圖14中所示，用于固定所述預(yù)制坯的所述可移開(kāi)的板60或其它裝置沿著軸線X被移向固定的冷卻框架98。在冷卻步驟后，所述可移開(kāi)的板60轉(zhuǎn)過(guò)90度角以使其朝向所述傳送裝置114，從而排出被冷卻的預(yù)制坯。
現(xiàn)參見(jiàn)示出了與所述可移開(kāi)的板60相連的新的空氣冷卻裝置的圖15。圖中所示的這種方案無(wú)需一個(gè)用于固定冷卻銷(xiāo)的分離框架，從而減小了所述冷卻系統(tǒng)和注射模制設(shè)備的尺寸。這種新的冷卻銷(xiāo)174為U字形并且可同時(shí)移動(dòng)所有的相互平行的預(yù)制坯以使它們可被引入到所述預(yù)制坯中并且可利用由活塞BB或其它任何已知的裝置所驅(qū)動(dòng)的一個(gè)薄帶將它們從預(yù)制坯中移出。所述銷(xiāo)子174還可圍繞平行于所述預(yù)制坯的一個(gè)軸線“A”轉(zhuǎn)動(dòng)以使它們可被帶入與預(yù)制坯對(duì)中的軸線或從該軸線移出。所有銷(xiāo)子174的這種同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)可利用本領(lǐng)域中已知的任何適合的裝置來(lái)完成。根據(jù)本發(fā)明，所述U字形冷卻銷(xiāo)174具有一個(gè)能夠進(jìn)入所述預(yù)制坯的臂“A”、一個(gè)與臂“A”平行的臂“C”以用于移動(dòng)所述臂“A”以及一個(gè)用于連接所述臂“A”和“C”的臂“B”。所述銷(xiāo)子的圍繞臂“C”的軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)可以不同的方式進(jìn)行。如圖15中所示，這可利用一個(gè)由活塞AA操作的細(xì)長(zhǎng)的齒條178來(lái)完成，所述活塞AA與連接到所述每一個(gè)冷卻銷(xiāo)的臂“C”的活塞180對(duì)中?？衫媚Σ裂b置來(lái)完成上述同樣的轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)平移，而另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。在將預(yù)制坯48從模芯38移動(dòng)到所述可移開(kāi)的板60的冷卻管62的過(guò)程中，所述U形冷卻銷(xiāo)174可“停留”在與每一個(gè)冷卻管62相鄰的一個(gè)特定位置處以使它們不會(huì)對(duì)移動(dòng)的預(yù)制坯造成影響并且需要較小的空間來(lái)打開(kāi)所述模型。在將所述預(yù)制坯98固定在所述可移開(kāi)的板60中后，立刻利用活塞BB和帶176使與板60相連的冷卻銷(xiāo)174前進(jìn)并且當(dāng)它們達(dá)到一個(gè)使臂“A”在預(yù)制坯的頂部上的高度時(shí)，使它們以與預(yù)制坯對(duì)中的方式轉(zhuǎn)動(dòng)并且最后利用活塞BB的返回使它們被引入到預(yù)制坯中。所述帶176和每一個(gè)臂“C”之間的固定接觸可由一個(gè)壓靠在肩部181上的盤(pán)簧182或其它任何適合的裝置完成。利用一個(gè)軟管184通過(guò)臂“C”將吹送空氣提供到每一個(gè)冷卻銷(xiāo)。這種與所述可移開(kāi)的板相連的冷卻銷(xiāo)具有下列優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)化和減小冷卻系統(tǒng)的尺寸，提高冷卻效率，這是因?yàn)樵陬A(yù)制坯在所述可移開(kāi)的板中之后立刻進(jìn)行內(nèi)部冷卻，在所述可移開(kāi)的板的移動(dòng)過(guò)程中能夠進(jìn)行內(nèi)部冷卻并且特別能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)地利用所述可移開(kāi)的板對(duì)預(yù)制坯進(jìn)行冷卻。在排出已冷卻的預(yù)制坯的過(guò)程中，所述冷卻銷(xiāo)必須再次轉(zhuǎn)向它們的初始位置以使它們不再與預(yù)制坯對(duì)中。
現(xiàn)參見(jiàn)圖12，其中示出了包括冷卻通道210的空氣冷卻裝置210，所述冷卻通道210在所述半模32、36中以便在打開(kāi)模型過(guò)程中和打開(kāi)模型后使所述可移開(kāi)的板進(jìn)入模制區(qū)域之前，使由模芯固定的預(yù)制坯得到冷卻。該附加的冷卻步驟將在所述可移開(kāi)的板被帶入到模制區(qū)域中之前和被轉(zhuǎn)移到所述可移開(kāi)的板之前進(jìn)一步使預(yù)制坯固化。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，可從該應(yīng)用中的其它附圖中容易理解的，所述自動(dòng)且可移開(kāi)的板僅保留一組預(yù)制坯。在注射步驟后，所述可移開(kāi)的板停留在模制區(qū)域外并且從所述冷卻銷(xiāo)將冷卻空氣或冷空氣吹入每一個(gè)預(yù)制坯中。從可移開(kāi)的板排出的所述冷卻的預(yù)制坯將被帶回到?jīng)]有預(yù)制坯的模制區(qū)域中。
圖23示出了用于固定冷卻銷(xiāo)74的框架98的另一種結(jié)構(gòu)。如該圖中所示，該框架98可在兩個(gè)相對(duì)表面上具有冷卻銷(xiāo)74。另外，所述框架可圍繞一個(gè)第一軸線300和一個(gè)與所述第一軸線300垂直的第二軸線302轉(zhuǎn)動(dòng)。在本領(lǐng)域已知的任何適合的裝置(未示出)可用于使框架98圍繞所述軸線300和302轉(zhuǎn)動(dòng)。
利用這種結(jié)構(gòu)，能夠使第一組冷卻銷(xiāo)74與一個(gè)可移開(kāi)的板60中的預(yù)制坯48接合并且開(kāi)始對(duì)預(yù)制坯進(jìn)行內(nèi)部冷卻。接著可將預(yù)制坯48從可移開(kāi)的板60的固定裝置62移到冷卻銷(xiāo)74上。接著可使空間98圍繞軸線300和302中的一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)利用冷卻銷(xiāo)74進(jìn)行預(yù)制坯48的內(nèi)部冷卻。在第一組預(yù)制坯達(dá)到圖23中所示的左手邊位置時(shí)，第二組冷卻銷(xiāo)74可與固定在可移開(kāi)的板60中的第二組預(yù)制坯48接合。如果需要的話，左手邊的預(yù)制坯48可可以一個(gè)冷卻臺(tái)304以傳導(dǎo)的方式進(jìn)行外部冷卻，所述冷卻臺(tái)304具有多個(gè)噴嘴(未示出)以將冷空氣吹到外表面上。如果需要的話，所述框架98可具有一個(gè)與其相連的預(yù)制坯夾持板308。
權(quán)利要求
1.一種用于冷卻模制品(48)的方法，該模制品具有一個(gè)熱量相對(duì)高的第一區(qū)域(22)和一個(gè)熱量相對(duì)低的相鄰區(qū)域，該方法包括將模制品(48)從由半模(16，18，32，36)組成的模型中取出，并將模制品移入臂狀件(60)一端的固定裝置(62)內(nèi)，同時(shí)所述模制品保持大量的熱量，臂狀件(60)的所述端部能夠在第一位置和位于模型(16，18，32，36)外部的第二位置之間操作，所述第一位置位于固定裝置(62)接收模制品(48)的半模(16，18，32，36)之間；將臂狀件的所述端部從半模(16，18，32，36)之間縮回到第二位置；在臂狀件(60)的所述端部縮回到第二位置后，當(dāng)模制品(48)仍?shī)A持在固定裝置內(nèi)時(shí)，將冷卻銷(xiāo)(74，174)的一個(gè)頂端插入模制品(48)內(nèi)；其特征在于相對(duì)于冷卻銷(xiāo)和模制品形成一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，所述開(kāi)放系統(tǒng)具有一條通道，使得氣態(tài)冷卻流體從模制品(48)的內(nèi)部排放到周?chē)h(huán)境中；和當(dāng)氣態(tài)冷卻流體注射模制品時(shí)，促使其沿著冷卻銷(xiāo)內(nèi)的終止于頂端(92)處的內(nèi)部通道(90)流動(dòng)，所述的頂端(92)與第一區(qū)域(22)之間有間隙隔開(kāi)，從頂端(92)排出的氣態(tài)冷卻流體主要沿第一區(qū)域的方向在至少第一區(qū)域內(nèi)強(qiáng)化冷卻，由此使得氣態(tài)冷卻流體從模制品的內(nèi)部流出并通過(guò)通道排放到周?chē)h(huán)境中。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻模制品(48)的方法，其特征在于，所述的冷卻銷(xiāo)相對(duì)于模制品(48)的開(kāi)口端設(shè)置，以限制冷卻銷(xiāo)外表面部位與相鄰該外表面部位的模制品(48)開(kāi)口端之間的間隔，從而形成所述開(kāi)放系統(tǒng)，其中，所述的間隔形成所述通道。
3.如權(quán)利要求1或2所述的冷卻模制品(48)的方法，其特征在于，所述的氣態(tài)冷卻流體為沿著內(nèi)部通道(90)被吹入的冷卻壓縮空氣。
4.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的冷卻模制品(48)的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括當(dāng)模制品被夾持在固定裝置時(shí)，對(duì)模制品(48)的外部進(jìn)行冷卻，其中，所述的冷卻模制品外部的過(guò)程可以在沿著內(nèi)部通道注入冷卻流體的同時(shí)、部分同時(shí)、或之后進(jìn)行。
5.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的冷卻模制品(48)的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括，隨著時(shí)間變化，改變由冷卻銷(xiāo)傳輸?shù)睦鋮s流體的量。
6.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的冷卻模制品(48)的方法，其特征在于，當(dāng)頂端插入模制品時(shí)，頂端與內(nèi)部通道的配合使冷卻流體集中在第一區(qū)域上。
7.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的冷卻模制品(48)的方法，其特征在于，所述的頂端被設(shè)置成能夠產(chǎn)生分散冷卻流體流的形狀。
8.如上述權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的冷卻模制品(48)的方法，其特征在于，冷卻銷(xiāo)的頂端被插入預(yù)制坯內(nèi)部一定深度，使得冷卻劑能夠到達(dá)并冷卻預(yù)制坯的內(nèi)部第一區(qū)域。
9.如上述權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的冷卻模制品(48)的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括使頂端(92)與模制品(48)的第一區(qū)域之間間隔第一距離(d)；和使所述冷卻銷(xiāo)(74，174)的側(cè)壁(224)與模制品(48)的內(nèi)側(cè)壁(228)之間間隔第二距離(D)；其中，第一距離(d)與第二距離(D)之間的比值(d∶D)在1∶1至10∶1的范圍內(nèi)。
10.一種用來(lái)冷卻在注射模中制造的模制品(48)的裝置，該注射模由半模(16，18，32，36)組成，所述模制品具有一個(gè)熱量相對(duì)高的第一區(qū)域(22)和一個(gè)熱量相對(duì)低的相鄰區(qū)域，該裝置包括臂狀件(60)的一端至少具有一個(gè)固定裝置(62)，使用時(shí)，臂狀件(60)的所述端部能夠在第一位置和位于模型(16，18，32，36)外部的第二位置之間操作，所述第一位置位于相鄰半模(16，18，32，36)間，所述端部在半模之間接收模制品并將其夾入至少一個(gè)固定裝置(62)中的一個(gè)，每次使用時(shí)，模制品(48)被置于至少一個(gè)固定裝置(62)中的一個(gè)內(nèi)，并保持一定的熱量；冷卻銷(xiāo)(74，174)位于臨近第二位置的框架(98)上，所述冷卻銷(xiāo)具有頂端(92)，使用中，所述框架(98)可以相對(duì)于臂狀件(60)的一端移動(dòng)，當(dāng)臂狀件(60)的一端到達(dá)第二位置時(shí)，冷卻銷(xiāo)(74，174)的頂端插入模制品(48)內(nèi)；其特征在于，冷卻銷(xiāo)(74，174)具有一個(gè)在頂端(92)處終止的內(nèi)部通道(90)，框架(98)和臂狀件(60)一端間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使頂端(92)插入模制品內(nèi)，且與第一區(qū)域(22)相間隔，使用時(shí)冷卻銷(xiāo)(74，174)可在此與冷卻流體輸送系統(tǒng)連接以促使冷卻流體沿內(nèi)部通道(90)流動(dòng)而引起氣態(tài)冷卻流體從頂端(92)主要沿第一區(qū)域方向排出，從而將冷卻集中在至少第一區(qū)域內(nèi)；和當(dāng)氣態(tài)冷卻流體從頂端(92)排出時(shí)，框架(98)相對(duì)臂狀件的端部或臂部設(shè)置，以便在使用時(shí)形成開(kāi)放系統(tǒng)，所述開(kāi)放系統(tǒng)具有一通道，使得氣態(tài)冷卻流體從模制品(48)內(nèi)部排放到周?chē)h(huán)境中。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，當(dāng)氣態(tài)冷卻流體從頂端(92)排出時(shí)，所述的裝置工作使框架離開(kāi)臂狀件(60)的端部，開(kāi)放系統(tǒng)的通道由位于冷卻銷(xiāo)(74，174)外表面部分和模制品的開(kāi)口端之間的間隙構(gòu)成，使用時(shí)模制品均處于各自固定裝置內(nèi)，且與冷卻銷(xiāo)(74，174)的所述外表面部分相鄰。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述裝置被設(shè)置為將冷卻銷(xiāo)的頂端插入預(yù)制坯內(nèi)一定深度，使冷卻劑到達(dá)并冷卻預(yù)制坯的內(nèi)部第一區(qū)域。
13.如權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于，框架將冷卻銷(xiāo)置于模制品(48)內(nèi)使得i)頂端(92)距離模制品(48)的第一區(qū)域?yàn)榈谝痪嚯x(d)；ii)所述冷卻銷(xiāo)(74，174)的側(cè)壁(224)距離模制品(48)內(nèi)側(cè)壁(228)為第二距離(D)；第一距離d和第二距離D的比值(d∶D)的范圍在1∶1和10∶1之間。
14.如權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述的氣態(tài)冷卻流體為沿內(nèi)部通道(90)吹入的冷卻壓縮空氣。
15.如權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述的固定裝置(62)與用來(lái)散發(fā)固定裝置熱量的散熱片相連，從而冷卻模制品(48)的外部。
16.如權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一個(gè)向冷卻銷(xiāo)(74，174)提供定量氣態(tài)冷卻流體的調(diào)節(jié)閥。
17.如權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述的頂端結(jié)構(gòu)為擴(kuò)張形噴嘴和直臂形噴嘴中的一種，當(dāng)內(nèi)部通道和頂端置于模制品內(nèi)時(shí)，將氣態(tài)冷卻流體集中在主要圍繞第一區(qū)域的部位。
18.如權(quán)利要求10至17中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述冷卻銷(xiāo)具有以下各項(xiàng)中之一或多項(xiàng)i)沿所述冷卻銷(xiāo)長(zhǎng)度變化的直徑；ii)位于冷卻銷(xiāo)側(cè)面的橫向流體出口(82)或?qū)Ч?230)，所述橫向出口或徑向?qū)Ч芘c內(nèi)部通道(90)相連，并被設(shè)置成能將冷卻流體引向模制品的主體和頸部(13)中的至少一個(gè)；iii)沿冷卻銷(xiāo)(74，174)外表面的槽；iv)圍繞冷卻銷(xiāo)(74，174)周邊的多個(gè)肋片(86)，所述肋片從冷卻銷(xiāo)上突起，以便在使用時(shí)在每個(gè)肋片的長(zhǎng)度上將冷卻銷(xiāo)外表面的尺寸分布降低至模制品(226，228)的內(nèi)壁；和v)沿冷卻銷(xiāo)(74，174)外表面的多個(gè)接觸元件(88)。
19.如權(quán)利要求10至18中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，可動(dòng)框架支撐的冷卻銷(xiāo)(74，174)的數(shù)量少于臂狀件(60)端部的固定裝置(62)的數(shù)量，從而，使用時(shí)只有某些夾持在各自的固定裝置中的模制品能在各個(gè)操作過(guò)程中被冷卻。
20.如權(quán)利要求10至19中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在模制品保持的熱量會(huì)引起模制品內(nèi)結(jié)晶時(shí)，所述的裝置能對(duì)模制品的第一區(qū)域施加冷卻流體，所述對(duì)第一區(qū)域施加冷卻流體的方法能基本避免至少在第一區(qū)域(22)中的結(jié)晶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于注射模制且對(duì)諸如預(yù)制坯的模制品進(jìn)行冷卻以避免出現(xiàn)結(jié)晶的方法和裝置。所述裝置和方法使用一個(gè)用于將模制品(48)從一個(gè)模型中取出的可移開(kāi)的板,該板可包括用于對(duì)所述模制品或預(yù)制坯(48)的外表面進(jìn)行冷卻的換熱裝置以及一個(gè)用于以一種可控制的方式對(duì)所述模制品或預(yù)制坯(48)的內(nèi)表面進(jìn)行冷卻的系統(tǒng)(74)。
文檔編號(hào)B29L22/00GK1375390SQ0210812
公開(kāi)日2002年10月23日 申請(qǐng)日期1998年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月31日
發(fā)明者維托爾德·內(nèi)特爾, 蒂默·布蘭德, 理查德·翁特蘭德, 費(fèi)薩爾·韋斯拉蒂, 戈登·埃利奧特, 格奧爾基·奧拉魯 申請(qǐng)人:哈斯基注模系統(tǒng)有限公司