料的流速變?yōu)樾∮谧畲笏俾剩?br>[0130]所述氣動致動器可控地受驅(qū)動，以小于所述一個或多個最大速度的一個或多個可選擇的減小的速度向上游驅(qū)動所述閥銷，
[0131]氣動閥總成，其控制壓縮氣體從所述源至所述氣動致動器的氣體驅(qū)動室和從氣體驅(qū)動室輸出的輸送速率以可控地向上游和下游驅(qū)動所述致動器和所述閥銷，其中所述氣動閥總成包括氣缸外殼，其具有用于輸送壓縮氣體至致動器的氣體驅(qū)動室和從氣體驅(qū)動室輸出的流體輸送口，及閥芯，其在氣缸外殼內(nèi)可控且平移地受驅(qū)動以選擇性地打開和關(guān)閉流體輸送口至選擇的程度，以控制壓縮氣體至驅(qū)動室和從驅(qū)動室輸出的流動，
[0132]所述閥芯可在氣缸內(nèi)可控且平移地受驅(qū)動而不產(chǎn)生與另一物體接合所致的摩擦。
[0133]控制器，包含命令氣動閥總成通過選定的中間位置以一個或多個選定的相對于一個或多個最大速度而減小的速度向上游或向下游驅(qū)動閥銷一個或多個預(yù)選時間段的指令。
[0134]在本發(fā)明的另一方面，提供了一種在注射成型裝置中進行注射成型循環(huán)的方法，該裝置包括:
[0135]歧管，其容納注射流體材料，所述歧管具有在注射壓力下將所述注射流體成型材料輸送至型腔澆口的輸送通道或與所述輸送通道連通，
[0136]氣動致動器，其由具有能夠以一個或多個最大速度驅(qū)動所述致動器及與其互連的閥銷的選定最大壓力的壓縮氣體源驅(qū)動，所述氣動致動器包括一對相對的第一氣體驅(qū)動室和第二氣體驅(qū)動室，
[0137]所述致動器沿具有選定行程長度的行進路徑向上游和下游驅(qū)動閥銷，所述選定行程長度在所述閥銷阻擋所述注射流體材料流入所述型腔的第一位置與一個或多個選定的注射流體流以最大速率通過澆口進入型腔的最大流量位置之間延伸，
[0138]所述閥銷和所述流體輸送通道適于當(dāng)所述閥銷位于一個或多個在所述第一位置和所述最大流量位置之間可選擇的中間位置時將注射流體材料的流速變?yōu)樾∮谧畲笏俾剩?br>[0139]所述氣動致動器能夠可控地受驅(qū)動，以小于所述一個或多個最大速度的一個或多個可選擇的減小的速度向上游驅(qū)動所述閥銷，
[0140]所述方法包括:
[0141]將氣動致動器與氣動閥總成相互連接，氣動閥總成控制壓縮氣體從所述源至所述氣動致動器的氣體驅(qū)動室和從氣體驅(qū)動室輸出的輸送速率，以可控地向上游和下游驅(qū)動所述致動器和所述閥銷，其中所述氣動閥總成包括氣缸外殼，其具有用于輸送壓縮氣體至致動器的氣體驅(qū)動室和從其中輸出的流體輸送口，由內(nèi)壁限定的內(nèi)孔，及閥芯，其具有一個或多個閥芯頭及設(shè)置在閥芯頭之間凹槽，閥芯頭具有與其一體成形的外表面，與氣缸外殼的內(nèi)壁滑動接合以形成防止接合表面間的壓縮氣體流動的密封，閥芯在氣缸外殼內(nèi)可控且平移地受驅(qū)動以選擇性地打開和關(guān)閉流體輸送口至選擇的程度，以控制壓縮氣體至驅(qū)動室和從其中輸出的流動，利用氣動閥總成可控地驅(qū)動致動器，以一個或多個選定的相對于一個或多個最大速度而減小的減小速度向上游或向下游驅(qū)動閥銷通過一個或多個中間位置經(jīng)過一個或多個預(yù)選時間段。
【附圖說明】
[0142]通過結(jié)合附圖參考以下描述可更好地理解本發(fā)明的上述以及進一步的優(yōu)點，其中:
[0143]圖1為本發(fā)明的實施例的示意圖，示出了氣動致動系統(tǒng)，注射成型系統(tǒng)包括具有遠離澆口的球狀上游部分的閥銷，閥銷由遠程可控的高精度氣動流量控制閥可控地驅(qū)動，氣動流量控制閥分別相互連接在氣動致動器的上氣體驅(qū)動室和下氣體驅(qū)動室的流動口與驅(qū)動系統(tǒng)的主壓縮氣體(通常為空氣)源之間；
[0144]圖2為本發(fā)明實施例的示意圖，示出了氣動致動系統(tǒng)，注射成型系統(tǒng)包括具有末梢頂端的閥銷，其中閥銷的末梢頂端適于與裝置的澆口區(qū)域的內(nèi)表面相互作用以將注射流體材料的流動降低至一減小的流速(小于當(dāng)頂端不受接近澆口區(qū)域限制時的流體材料的最大流速)，閥銷由遠程可控的高精度氣動流量控制閥可控地驅(qū)動，氣動流量控制閥分別相互連接在氣動致動器的上氣體驅(qū)動室和下氣體驅(qū)動室的流動口與驅(qū)動系統(tǒng)的主壓縮氣體(通常為空氣)源之間；
[0145]圖3為可用作圖1和2的注射系統(tǒng)實施例中的高精度氣動流量控制閥的氣動閥總成的側(cè)面剖面示意圖；
[0146]圖4為與根據(jù)本發(fā)明的氣動閥總成一起使用的注射成型系統(tǒng)中的氣動致動器與閥銷總成的實例的側(cè)面剖面視圖；
[0147]圖5A-5E為具有中心32及下游側(cè)向澆口 34的級聯(lián)系統(tǒng)的剖面特寫示意圖，示出了至少下游閥銷1041的減小速度的抽出過程中的注射進度的各個階段；
[0148]圖6A-6B示出了錐形端閥銷在各個時間的位置以及在如圖3A中的起始關(guān)閉位置與各上游打開位置之間的位置，RP表示可選擇的路徑長度，在RP上銷從澆口關(guān)閉位置向上游抽出至打開位置的速度相對于當(dāng)液壓通常為全壓且銷速度最大時閥銷在不受控制的速度路徑FOV上向上游運動時通常具有的速度是減小的(通過可控限流器)；
[0149]圖7A-7B示出了具有頂端構(gòu)造成圓柱形的閥銷的系統(tǒng)、銷頂端在各個時間的定位以及在圖5A中的起始關(guān)閉位置與各上游打開位置之間的位置，RP表示長度可選擇的路徑，在RP上銷從澆口關(guān)閉位置向上游抽出至打開位置的速度相對于當(dāng)液壓致動器的液壓通常為全壓且銷速度最大時閥銷在不受控制的速度路徑FOV上向上游運動時通常具有的速度是減小的(通過可控限流器或電動致動器)；
[0150]圖8A-8D為一系列銷速度與位置的曲線圖，每個曲線圖表示通過在初始流動路徑RP上以一個速率或一組速率以及當(dāng)流體材料通常以最大不受限流速流動通過打開的澆口而不會受到銷頂端的限制或阻礙時從銷位置FOP開始以及之后以另一個向上游抽出閥銷的更高的速率或一組速率連續(xù)向上游抽出閥銷而打開位于中心澆口側(cè)向的澆口的不同實例；
[0151]圖9A-9B示出了可用于本發(fā)明的各種特定實施方式的位置傳感器的各種實施例，安裝這些圖中所示的傳感器以測量致動器的活塞組件的位置，其指示閥銷相對于澆口的位置。
【具體實施方式】
[0152]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的包括致動器80的系統(tǒng)10，致動器80流體或氣體密封地連接至快動線性力電動比例閥總成90，比例閥總成90能夠控制經(jīng)由各自的口 82、84至氣體驅(qū)動室102、104的氣流方向及氣流的體積和速度。以最大壓力從源120向主壓力源輸入口PS供給壓縮氣體(“最大壓力”由源120的性質(zhì)決定，包括氣體的組成和溫度、供給壓縮氣體的栗的尺寸和構(gòu)造、由栗等輸出的壓力程度的選擇等)，并依賴于氣動閥總成90的受驅(qū)動閥構(gòu)件(在圖1、2中未示出，圖3中的元件700)的位置，壓縮的驅(qū)動氣體取道至致動器80的氣體驅(qū)動室102、104并從其中輸出200、300，來可控地驅(qū)動活塞70及與其相互連接的閥銷45，使它們處于沿噴嘴30的液體輸送通道35的軸的往復(fù)軸向方向X上，噴嘴30安裝成與在注射流體分配歧管20內(nèi)鉆出的流體輸送通道25處于流體密封連通中。
[0153]在圖1的實施例中，閥銷具有球狀突起47，該球狀凸起具有與形成于噴嘴通道35的內(nèi)表面上的喉部37的構(gòu)造互補的外表面構(gòu)造。當(dāng)球狀突起47位于喉部37的中心FC2時，注射流體經(jīng)輸送通道35至澆口 50再至型腔60的流動被完全停止或受限。當(dāng)球狀突起位于完全打開位置FO時，注射流體以最大速率流動，使得注射機400將流體經(jīng)由通道25注入歧管20中。當(dāng)球狀突起47位于位置FC和FO的中間位置時，注射流體經(jīng)由通道35至型腔60的流動限制為較大或較小程度或從完全關(guān)閉的FC位置至完全打開的FO位置移動的值。這種限制是突起47的特型外表面與喉部37的內(nèi)表面相互作用的結(jié)果，具體描述參照美國專利N0.6，287，107中關(guān)于圖28的實施例和美國專利N0.7，901，601中關(guān)于圖19_21a的實施例，其公開內(nèi)容通過引用全部并入本文，如在本文中完全闡述一樣。如在這些專利中所描述的，取決于球狀突起相對于喉部內(nèi)表面所設(shè)置的精確位置，從歧管通道25注入的注射流體材料的流速相對于由注射機400確定的注射流體材料的最大流速將具有較大或較小的值或程度。在圖1的實施例中，壓力傳感器或換能器150’設(shè)置在與球部47相互作用以減小注射流體流速的喉部37的正下游。壓力傳感器發(fā)送指示傳感器150’位置處的注射流體壓力的信號至控制器110，控制器110用該信號控制圖1中的銷45的運動速度和軸向位置，銷45又控制通過澆口 50的注射流體的流速。
[0154]在圖2的實施例中，在澆口處的流速控制受到銷45的末梢頂端與澆口的內(nèi)表面的相互作用的影響。當(dāng)閥銷49的末梢頂端49完全設(shè)置于通道35的澆口通道40內(nèi)時，注射流體材料的流速由于頂端49的外表面與澆口通道40的配合而被停止。氣動閥總成90、500為具有閥構(gòu)件的高精度、快動比例閥總成，其中閥構(gòu)件對于控制包含于閥總成90、500內(nèi)的可動閥構(gòu)件的運動的驅(qū)動機構(gòu)95、600、610的激勵基本上即時響應(yīng)或運動。驅(qū)動機構(gòu)95、600、610的運行受控于由相互連接至驅(qū)動機構(gòu)95、600、610的控制器110產(chǎn)生的主電子電氣信號?？刂破?10包含能夠存儲和執(zhí)行用于在程序中使用的程序和數(shù)據(jù)的處理器或微處理器。
[0155]包含在微處理器中的程序可包含指令，在注射循環(huán)過程中在通道35內(nèi)預(yù)選的所需上游和下游位置系列(或任何預(yù)選的閥銷或致動器速度系列)處引導(dǎo)驅(qū)動機構(gòu)95、600、610以驅(qū)動閥總成90、500供給壓縮氣體至致動器80和從致動器80至相關(guān)的活塞70及與其相互連接的閥銷45的位置。這一所需系列的閥銷位置或速度可以指示一個或多個對應(yīng)于閥銷位置和注射流體材料流速的下列參數(shù)的數(shù)值曲線的形式輸入到控制器110的存儲器中:致動器的位置或速度、閥銷的位置或速度、螺桿至注射流體至歧管通道25的注射機400的筒的位置或速度、驅(qū)動氣動(或液壓)致動器的氣動(或液壓)閥的位置、壓縮氣體(或液體)的壓力、注射流體材料的壓力和注射流體材料的溫度。
[0156]預(yù)選的數(shù)值曲線通常首先由運行以確定最佳質(zhì)量部件的試驗和錯誤循環(huán)通過經(jīng)驗確定，最佳質(zhì)量部件是從通過運行試驗循環(huán)由型腔60中形成的一系列部件中生產(chǎn)出來的。確定以生產(chǎn)最佳部件的數(shù)值曲線被輸入至控制器110的存儲器中，控制器使用其中加載的程序，根據(jù)預(yù)選的數(shù)值曲線以與參照美國專利N0.7,901,601的圖8-11中描述的工作方式相同或相似的方式驅(qū)動所述驅(qū)動機構(gòu)95。
[0157]如參照美國專利N0.7，901, 601的圖8_11所描述的，控制器優(yōu)選地接收從傳感器(諸如位置傳感器150 (或在一些實施例中為壓力傳感器155))反饋的實時信號，傳感器感測上述參數(shù)的一個或多個的值并將表示所述一個或多個參數(shù)的感測值的信號發(fā)送至程序，然后程序使用數(shù)值曲線作為目標通過驅(qū)動閥總成90引導(dǎo)驅(qū)動機構(gòu)95，以將閥銷45的位置調(diào)節(jié)至對應(yīng)于預(yù)定曲線中的數(shù)值的位置。驅(qū)動機構(gòu)95調(diào)節(jié)閥總成90，閥總成90進而調(diào)節(jié)致動器80和閥銷45的位置，進而又決定注射流體材料通過通道35至型腔60的流速。
[0158]位置傳感器150 (或壓力傳感器150’)還可用于當(dāng)銷45沿銷45、1041的向上游抽出或向下游關(guān)閉的移動過程到達任意預(yù)定的位置時，觸發(fā)控制器110以命令閥系統(tǒng)90、500調(diào)節(jié)銷45、1041的行進速度使其以任意預(yù)定速度移動。在這樣的實施例中，銷45通常被命令以恒定的速度從預(yù)選位置開始移動，然后當(dāng)銷沿著行程長度到達選定位置時，傳感器150檢測到銷位于選定位置，向控制器110發(fā)出信號，控制器命令銷45以另一不同的選定速度移動。在使用這一方案的典型實施例中，控制器命令銷45以預(yù)選的減小的速度從澆口關(guān)閉位置開始移動，且在以預(yù)選的減小的速度向上游行進至預(yù)定的上游位置后，處于傳感器150檢測中的銷45被命令以增大的速度(通常是最大速度)行進。相反地，銷45可被命令以最大或高速從澆口完全打開的上游位置開始向下游行進，接著，當(dāng)處于傳感器150的檢測中的銷在選擇的下游位置被檢測到時，被命令以減小的向下游的速度(小于最大速度)行進?？商娲?，如上所述，可控制銷45、1041的速度遵循根據(jù)預(yù)定的速度曲線并運動，該速度曲線基本上確定銷沿著整個行程長度的每一個位置，銷的位置由傳感器150檢測并在整個行程長度或循環(huán)中持續(xù)輸入控制器110中。在使用圖1的實施例的情況下，銷45具有兩個控制注射流體流動的位置，即在喉部區(qū)域37處和澆口區(qū)域50處，應(yīng)當(dāng)理解從喉部37關(guān)閉位置開始向下游驅(qū)動銷將增大注射流體的流速。從圖1的實施例中還能夠理解，完全打開和完全關(guān)閉之間的行程長度不同于圖2的實施例中的構(gòu)造成圓柱形的銷45的完全打開和完全關(guān)閉之間的行程長度。
[0159]最優(yōu)選地，包含于微處理器中的程序使用戶能夠在注射循環(huán)的初始處(通常為澆口關(guān)閉位置，頂端1042能夠相對于系統(tǒng)的澆口 32’、34’處于非常精確的軸向位置)就輸入表示閥銷45的預(yù)定開始位置的值。因此，快動閥總成90、500使氣動致動器80、20’基本上在循環(huán)的起始點就即時受驅(qū)動，從而驅(qū)動閥銷45至預(yù)選的起始閥銷位置。
[0160]在循環(huán)過程中，通常選擇預(yù)選的數(shù)值曲線將閥銷定位在一系列位置處，在注射循環(huán)的至少一部分中，通常至少在注射循環(huán)行程長度的向上游抽出部分的約第一個10-50%中，或至少在注射循環(huán)行程長度的向下游的關(guān)閉部分的最后一個10-50%中，閥銷減小注射材料的流速至小于最大速率。
[0161]優(yōu)選地，在完整的注射循環(huán)中銷向上游抽出或向下游關(guān)閉的部分期間，選擇預(yù)選數(shù)值曲線以控制閥銷45、1041的位置和速度。
[0162]關(guān)于圖2的實施例，圖1中所有相同附圖標記的部件以如關(guān)于圖1中的實施例所描述的相同的方式工作。圖2中的實施例在結(jié)構(gòu)和運行上不同于圖1中的實施例之處在于閥銷45通過調(diào)節(jié)銷45的頂端48的外表面相對于與其互補的澆口通道40的內(nèi)表面37的距離將注射流體的流量限制為小于最大流量。閥銷45將頂端48定位在完全關(guān)閉FC和初始限制IR位置之間的運動，將注射液體的流速限制為較大或較小的程度(小于最大值)，分別取決于頂端48相對于澆口通道40向上游的定位的程度。頂端48的外表面與噴嘴通道35的內(nèi)表面37接合以降低和可控地調(diào)節(jié)材料流速，以參考PCT/US2011/062099的圖3A-4B所描述的相同的方式，其公開內(nèi)容通過引用并入本文，如在本文中完全闡述一樣。
[0163]圖3示出了可用作上述圖1和2實施例中的閥總成90的閥總成500的一個實施例。圖3中，閥總成500包括閥芯700，閥芯700具有閥芯頭540、550、560，閥芯頭540、550、560具有各自的外圓周閥芯頭表面HS1、HS2、HS3。氣缸505的各個內(nèi)界面表面CS被機加工成緊公差，以便于在各閥芯頭的閥芯頭表面HS1、HS2、HS3與氣缸505的內(nèi)壁表面CS的鄰近相對著的表面之間的界面IS處形成1-10微米范圍內(nèi)的微間隙，從而避免在這種表面的界面IS之間或界面IS處使用單獨的流體密封，例如聚合物材料層。這種避免在界面IS處使用單獨的流體密封，減小了界面處的摩擦，使閥芯700能夠更快地響應(yīng)由驅(qū)動機構(gòu)600、610施加的力，其中驅(qū)動機構(gòu)600、610驅(qū)動閥芯以在驅(qū)動機構(gòu)610的激勵下側(cè)向A行進。
[0164]圖3的閥總成以如美國專利N0.5，960, 831中所示及所描述的閥總成的相同的方式工作，其公開內(nèi)容通過引用并入本文，如在本文中完全闡述一樣。閥芯700由電磁體600和相關(guān)聯(lián)的極構(gòu)件驅(qū)動，所述極構(gòu)件與安裝在閥芯的端部570上的線圈610相互進行電磁作用以平移地驅(qū)動閥芯A。閥芯700側(cè)向且平移地受驅(qū)動，不產(chǎn)生任何由于與另一物體接合或相互連接產(chǎn)生的摩擦，諸如如果閥芯700與可移動機械物體如電機的軸或連接器、套管、螺桿、螺栓、滾珠軸承、支撐軸承或其它驅(qū)動機構(gòu)相互連接將產(chǎn)生摩擦那樣，閥芯700可滑動地受到支撐，用于僅通過表面HS1、HS2和HS3與氣缸505的內(nèi)壁表面CS的接合而在氣缸505內(nèi)受驅(qū)動而進行側(cè)向運動LS。
[0165]如圖3所示，閥總成500包括滑閥件700，包括并配置為末梢軸凸起570、閥芯頭540,550,560及位于閥芯頭之間的凹槽和密封氣缸505的形式?；y件700在氣缸505的內(nèi)部可滑動地受驅(qū)動，氣缸505的內(nèi)壁表面CS形成為具有基本上分別與閥芯頭540、550、560的外圓周表面HS1、HS2、HS3的外直徑相同的直徑。閥芯頭540、550、560的外表面HS1、HS2、HS3彼此一體成形，使得在閥芯頭540、550、560和氣缸505的內(nèi)壁表面CS與表面HS1、HS2、HS3的界面之間沒有設(shè)置其它的材料，以形成密封防止加壓氣體沿著或通過界面流動。
[0166]滑閥件700能夠沿其軸SA側(cè)向往復(fù)L受驅(qū)動LS，且取決于構(gòu)件700的精確側(cè)向位置L。閥芯頭540、550、560相對于氣缸外殼504、505中的流動口或孔CP1、CP2的精確側(cè)向位