用来进行注射成型的方法和组件 【技术领域】
本发明涉及一种用来进行注射成型的方法和组件，更加具体地说，本发明涉及这样一种方法和相应的组件，其中该方法包括在压力作用下把熔料加入到由模具的两个半模所限定出的腔中。
现有技术
注射成型是一种用来制造零件如塑料、硅树脂、金属或者橡胶零件的常用制造方法。
传统的注射成型组件包括两部分，每个部分支承一个半模。这些部分可以借助用于接合的装置来接合。
为了注射成型零件，使这些部分以及它们的半模结合在一起。这些半模在接合状态下限定出腔。在压力作用下把熔料加入到腔中，并且，在进行必要的冷却之后，分开这些部分，并且顶出所形成的零件。
在把熔料加入到腔中的时候，产生了分开力，该分开力作用以分开半模。该分开力是把熔料加入到腔的压力(强)和平行于半模的分型面投影的表面积之乘积。为了防止半模的这种分开，这些半模需要借助不小于所述分开力的锁紧力来保持在一起。
为了提高生产能力，半模通常限定出多个腔，因此在每个成型注射(shot)期间可以生产出多个零件。当然，投影/投射的表面积将更大。在压力不变化时，分开力更大。
用来使这些部分结合在一起的装置具有一个有限最大地锁紧力，借助这种有限最大的锁紧力可以把这些部分保持在一起，因此该装置是在注射成型组件中所能实现的生产能力的一个限制因素。
如果希望生产能力较大，从而导致分开力大于该装置的这个最大锁紧力，那么这些零件一定得在更大的且因此而明显更贵的注射成型组件中进行生产。
CH653286公开了一种模具，该模具在某种程度上解决了这个问题。该模具包括一阀装置，该阀装置确保在成型注射期间使熔料依序通过到分开的多组腔。由于这样的事实：所有腔没有同时被填充，因此分开力可以被保持在有利的较小值上。但是，这个方案的问题在于，它需要一个阀装置，而该阀装置影响熔料的流动形态，因此也影响了所注射成型出的零件的最后质量。还可以知道的是，顺序地填充这些腔导致注射成型循环需要更多的时间，这对生产能力产生了有害影响。
DE3937473公开了一种用来生产底切/侧切(undercut)的零件的注射成型。该模具包括两个半圆形半模，这些半模结合在一起以与芯部一起限定出腔。这些半模在接合状态下借助一个套筒来锁紧，该套筒具有内锥形表面，并且(在上方)通过接合半模，这些半模具有互补的外锥形表面。但是，没有公开如何提高生产能力。
US4344601描述了一种模具，其中，借助把半模安装在隔开的十字头之间来提供夹紧力，该十字头借助可弹性变形的杆来连接。这些十字头借助液压缸被稍稍地拉开，以使这些杆进行膨胀和张紧，然后把制备好的模具与尺寸大小合适的楔或者衬垫一起插入，从而占住该膨胀空间。在释放液压力时，拉伸的杆的弹性恢复或者弹力用来把装配好的模具紧紧地夹紧在一起，以进行喷射、硬化等。优选地，这种模具用在具有许多相同模具和用来实现在处理模具时所需要的每个单独步骤的特殊工作台的转台上。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种用来注射成型出零件的改进方法和改进组件。
优选地，该方法和该组件应该能够以提高的生产能力来生产零件。
另一个目的是提供一种模具，该模具可以用于这种注射成型组件。
另一个目的是使用这种注射成型组件以生产出移动电话的零件。
另一个目的是提供一种移动电话，该移动电话包括在这种注射成型组件中所生产出来的一些零件。
根据本发明，为了实现上面这些目的和下面描述中所体现出的其它目的，提供了具有权利要求1所述特征的方法、各自具有权利要求2和22所述特征的注射成型组件、具有权利要求23所述特征的模具、权利要求24所述特征的方法、具有权利要求25所述特征的零件、具有权利要求26所述特征的注射成型组件的用途及具有权利要求27所述特征的移动电话。注射成型组件的优选实施例由权利要求3-21来体现。
根据本发明，提供了一种注射成型方法，该方法包括：在压力下把熔料加入到由模具的两个半模所限定出的腔中，所述方法的特征在于这些步骤：借助沿着第一轴线移动至少一个半模，使这些半模接合起来以限定出所述腔，及借助沿着第二轴线进行移动，用第一力把锁紧装置布置在模具上，而该第二轴线横向于所述第一轴线延伸，所述锁紧装置具有锁紧表面，这些锁紧表面抓住模具和它的接合半模，至少一个锁紧表面楔紧地接合一设计成互补的模具表面，以把在模具上布置锁紧装置的第一力转换成用来在接合状态下把半模保持在一起的锁紧力。
这产生了一种改进的注射成型方法，这种方法以相对较高的生产能力来生产一些零件。更加具体地说，这由于下面事实而可以实现：模具的半模沿着一第一轴线结合在一起，然后，锁紧装置沿着一第二横向轴线移向模具，因此借助锁紧表面在接合状态下锁紧了半模，而这些锁紧表面楔紧地接合设计成互补的模具表面。楔紧作用使得可以带强化作用地把将锁紧装置布置在模具上的力转换成用来把半模保持在一起的锁紧力。这种加强锁紧力又可以在现有注射成型组件中扩大平行于由半模限定出的这些腔的半模的分型面而投影的表面积。在同一上述模具中进行成型注射期间，扩大的表面积可以用来生产更大的零件或者更多数量的零件。
而且，根据本发明，提供了一种用来进行注射成型的组件，该组件包括：一模具，它具有两个相互可接合的半模，这些半模在接合状态下限定出一腔；一第一部分；和一第二部分；及一使所述这些部分结合在一起的装置，所述这些部分在接合状态下用来使模具的半模锁紧在接合状态中，以在压力下把熔料加入到所述腔中，所述组件的特征在于，所述模具由所述第一部分来支承，所述第二部分支承一锁紧装置，该锁紧装置包括两个分开布置的元件，每个元件具有锁紧表面，通过使这些部分结合在一起，该锁紧表面可与设计成互补的模具表面相接合。
其结果是，提供一种能够以相对较大的生产能力来生产零件的组件。更加具体地说，这借助所述锁紧装置来实现，通过使这些部分结合在一起，可将该锁紧装置布置在模具上。锁紧装置可以以这样的方式进行设计，以使把锁紧装置布置在模具上的力在增强作用下转换成用来把模具的半模保持在一起的锁紧力。其结果是，较小的注射成型组件可以用来在每次成型注射期间生产给定数目零件，或者，在现有的注射成型组件中，每次成型注射可以生产出相对较多数目的零件。
根据一个优选实施例，锁紧装置的锁紧表面以这样的方式进行布置，以使在使这些部分结合在一起时，它们抓住模具，以将半模锁紧在接合状态下。
根据另一个优选实施例，至少一个所述锁紧表面具有楔紧角度，当使这些部分结合在一起时，该楔紧角度与设计成与它互补的表面产生楔紧接合。借助合适地选择所述楔紧角度，可以得到用来把半模保持在一起的增强的锁紧力。有利的是，锁紧表面具有一个楔紧角度。
楔紧角度优选为小于45度，最好为1-25度。
根据一优选实施例，每个元件包括两个相互作用的楔形的副构件，这些副构件包括滑动表面。这些滑动表面优选地包括滚动轴承。设置有滚动轴承的、相互作用的、楔形的副构件可以使锁紧表面位于每个元件上，因此设计成互补的模具表面可以形成直线形，即不是楔形。这种布置不会自己损坏(self-breaking)，并且副构件之间的楔紧角度可以形成得非常小。
根据另一个优选实施例，锁紧装置的元件相互连接起来。优选地，这些元件借助一张紧件相互连接，该张紧件有利地包括布置在这些元件的两侧上的金属板，所述这些元件布置成使它们的锁紧表面相互面对。
根据另一个优选实施例，模具的半模可以沿着第一轴线进行接合，该装置用来沿着一个横向于第一轴线延伸的第二轴线使这些部分结合在一起。
根据另一个优选实施例，第一所述半模固定地布置，而第二所述半模布置成可以移动。
根据另一个优选实施例，第一部分固定地布置，而第二部分布置成可以移动。
根据另一个优选实施例，处于接合状态中的半模限定出多个腔，这些腔不必相同。所述腔可以形成独立的多个组，每组腔供给有来自挤出装置的熔料。
根据另一个优选实施例，模具包括多个对相互可接合的半模。
根据另一个优选实施例，第一部分支承多个模具。优选地，每个模具的锁紧装置具有一对分开布置的元件，每个元件具有一锁紧表面。
此外，根据本发明，提供一种用于注射成型组件的模具，该模具包括两个相互可接合的半模，这些半模在接合状态时限定出至少一个腔，所述模具的特征在于，模具安装在注射成型组件的第一部分上，并且具有外部表面，由注射成型组件的第二部分所支承的锁紧装置的锁紧表面与该外部表面相接合，以在其半模接合状态时锁紧模具。
根据本发明，还提供了一种注射成型组件，该组件包括一个模具，该模具具有两个相互可接合的半模，这些半模在接合状态时限定出一腔，所述组件的特征在于，一锁紧装置在半模接合状态下锁紧模具，以在压力下把熔料加入到所述腔中，所述锁紧装置包括两个分开布置的接合装置和一个张紧件，该张紧件使所述接合装置相互连接，所述锁紧装置可移动到一个这样的位置上：在该位置上，在所述张紧件同时进行拉伸期间，接合装置接合所述模具，所述拉伸产生了锁紧力，以产生了模具的所述锁紧。根据本发明的这个方面，使锁紧装置的接合装置以这样的方式接合模具，以使张紧件被拉伸。这产生了偏压，这种偏压产生了用来锁紧模具的锁紧力。
此外，根据本发明，提供一种注射成型方法，该方法包括使两个部分结合在一起，以把模具的接合的半模保持在一起，在压力作用下把熔料加入到由所述接合起来的半模所限定出的一个或者多个腔中，所述方法的特征在于这样的步骤，借助一个这种力使这些部分结合在一起，该力小于在把熔料加入到一个或者更多个腔中的期间用来分开半模的合力。
此外，根据本发明，提供一种在如上所述注射成型组件中所生产出的零件。
此外，根据本发明，提供一种如上所述的注射成型组件的用途，以生产出移动电话的零件。
最后，根据本发明，提供一种移动电话，该移动电话包括在如上所述的注射成型组件中所生产出的一些零件。
现在，参照附图，借助示例来描述本发明的多个优选实施例。
【附图说明】
图1是本发明注射成型组件的优选实施例的示意性顶平面视图。
图2是图1所示的注射成型组件的示意性顶平面视图，其中该组件的两个部分被示成处于接合状态中。
图3是本发明注射成型组件的锁紧装置和模具的实施例的示意性透视图，其中模具的这些半模被示成处于分开状态中。
图4是图3的锁紧装置和模具的示意性透视图，这些半模被示成处于接合状态。
图5是图3的锁紧装置和模具的示意性透视图，锁紧装置和模具被示成处于接合状态。
图6是具有三个锁紧装置和三个模具的装置的示意性透视图。
图7a-c是锁紧装置的另一个实施例的示意性平面视图。
【具体实施方式】
参照图1和2，它们示意性地示出了本发明注射成型组件1的优选实施例。
根据优选实施例，注射成型组件1包括一个挤出装置2、一第一部分3、一第二部分4和一用来使部分3、4结合一起的装置5。但是，应该知道，本发明不局限于这样设计的注射成型组件。
用来把熔料优选为塑料熔料供给到注射成型组件1的模具6中的挤出装置2是传统的那种装置，因此不详细描述了。
固定地设置的第一部分3支承上述模具6。
布置成可运动的第二部分4支承着一锁紧装置7。
用来使这些部分3、4结合在一起的装置5是传统的那种装置，并且在所示出的实施中包括一柱塞装置8，该柱塞装置8连接到第二部分4上，以使第二部分4向着第一部分3移动。导向装置9布置成给第二部分4的运动进行导向。
由第一部分3所支承的模具6包括两对半模10、11，这些半模相互对齐。
每对半模中的第一半模10布置成固定的，而每对半模中的第二半模11布置成可以移动，因此每对半模中的半模10、11可以相互接合在一起。
应该注意的是，这些部分3、4沿着一这样的轴线进行接合，该轴线横向于半模10、11沿其结合在一起的轴线延伸。在图4和5中更加清楚地示出这一点。
在每对中的第一半模10中形成一凹槽12，且在每对中的第二半模11中布置一设计成互补的突出部13。因此，每对中的半模10、11在接合状态时限定出用来生产出薄壁元件的腔14。但是，应该知道的是，由这些半模所限定出的腔不一定设计来制造薄壁元件。
模具6还包括一分配装置15，该分配装置把供给到模具6的熔料分配到导管16中，该导管16把熔料输送到各腔14中。
最后，模具6在模具6的每侧上具有一表面17，该表面17布置成与所述锁紧装置7相配合，并且在下面将更加详细地描述。
锁紧装置7包括两个分开布置的接合装置23。根据所示出的实施例，接合装置23呈分开元件18的形状，每个分开元件18具有一个锁紧表面19。锁紧表面19通过使部分3、4结合在一起而可以与模具6的上述表面17相接合，模具6的表面17设计成与所述锁紧表面19相互补。有利的是，接合装置23借助一张紧件(未示出)而相互连接起来。参照图3-5来更加详细地描述张紧件。
更加具体地说，元件18的锁紧表面19相对于第二部分4沿着移向第一部分3的轴线成角度α。
为了注射成型出零件，把每对中的半模10、11移动到它们的相互接合状态。然后，用来使部分3、4结合在一起的装置5进行工作。第二部分4的锁紧装置7因此抓紧由第一部分3所支承的模具6。更加具体地说，锁紧装置7的锁紧表面19将与设计成互补的模具6的表面17相接合，因此使第二部分4移向第一部分3的力被转换成一锁紧力，以在接合状态时把半模10、11保持在一起。
借助选择合适的锁紧表面19的角度α，可以在该力的转换时形成一强化/加强作用。
在每个元件18中所得到的力的转换具有下面关系(在没有考虑由于表面17、19之间的摩擦而产生损失时)
Fx＝Fy/tanα
其中，Fy是使元件18的锁紧表面19与模具6的表面17相接合的力，Fx是用来把半模10、11保持在一起的锁紧力。
1/tanα形成了强化系数F，如果α＜45度，那么该系数F大于1。
角度α最好处于1-25度的范围内，更加优选地处于3-10度的范围内，并且最优选的是处于5-8度的范围内。
优选地，锁紧表面19是平的，但是应该知道，它们也可以形成有一定弯曲部。
当在接合状态下锁紧半模10、11时，可以把熔料加入到由半模10、11所限定出的腔14中。熔料可以是用来生产塑料元件的塑料熔料。但是，应该知道，也可以采用硅树脂、金属或者橡胶熔料。
应该知道，在所示出的实施例中，用来分开半模10、11的力不会大于模具只包括一对半模的情况。其原因在于，多对半模相互对齐，因此平行于各分型面的这些表面区域相互对齐。
根据本发明，提供了一种注射成型组件1，它能够注射成型出多个零件，其中，在注射成型期间所产生的、用于分开半模10、11的力大于使注射成型组件1的部分3、4结合在一起的力。如上所述，在所示出的实施例中借助锁紧装置7来实现这一点，该锁紧装置7具有强化作用地用来把使部分结合在一起的力转换成锁紧力，以把半模10、11保持在其接合状态。
在实际的例子中，使用锁紧表面19具有8度的角度α的锁紧装置7，在这种情况下，强化系数F大约为7。这意味着，注射成型组件1的生产能力相应地提高了，即提高到7倍。
应该知道，增益是明显的。借助修改模具6和上述锁紧装置7，可以提高现有注射成型组件的能力。更加具体地说，在给定的提高系数7例子中，在成型注射(shot)期间所生产出的零件的数目明显增多，因此，用来在现有注射成型组件中生产出一系列产品的生产时间明显减少了。此外，不需要提供具有较高能力的更大组件。
现在，参照图3-5，这些附图示出了本发明第二优选实施例的锁紧装置7和模具6。
与参照图1和2所描述的模具相同，模具6包括两对半模10、11。模具6还由一些模件组成，因此可以方便地使该模具适合于不同的零件。
除了前面描述的、呈元件18形状的接合装置23之外，锁紧装置7还包括一张紧件20，该张紧件使两个元件18相互连接起来。在所示出的实施例中，张紧件20包括两个金属板21，这些金属板以这样的方式连接到元件18的侧部上，以使它们的锁紧表面19相互面对，并且在它们之间限定出自由空间22。
图3中示出在分开状态下的半模10、11，在图4中示出了接合状态。每对半模10、11中的、布置成可运动的半模11沿着一轴线A1移向两个固定布置的半模10。
在图5中，通过沿着轴线A2进行移动使锁紧装置7与模具6结合一起，该轴线A2横向于上述轴线A1延伸。通过使模具6移动到位于元件18的锁紧表面19之间的自由空间22中，使锁紧装置7抓紧模具6。锁紧表面19与设计成互补的模具6的表面17接合。有利的是，借助这样的力把锁紧装置7布置在模具6上，以使用来把半模10、11保持在一起的转换锁紧力如此大，以使设计成金属板21形状的张紧件20被拉伸。这产生了一个偏压，在后面的成型注射期间，该偏压可靠地把半模10、11保持在一起。
图7a-c示意性地示出了锁紧装置7的另一个实施例。如图7a所示，每个元件18包括两个相互作用的楔形副构件24。这些副构件24包括具有中间滚子轴(支)承26的滑动表面25。也可以使用其它类型的支/轴承。
为了锁紧半模10、11，如图7b所示一样，使两个部分3、4移动到一起(箭头A)，直到在这两个部分之间具有初始接触为止。应该注意到，在图7b中，在副构件24的锁紧表面17和模具的相邻锁紧表面之间具有较大的间隙。该较大间隙只是出于解释原因，并且在正常情况下应该尽可能的小。
当这两个部分进一步移到一起时，如图7c所示，楔形的副构件24和其与滚动轴承26相互作用的滑动表面25将迫使副构件24沿着与这两个部分的运动方向成横向的方向(箭头B)接近模具6，从而把两个半模10、11锁紧在一起。
这种布置不会自己损坏，并且这些副构件的楔紧角度可以形成得非常小。事实上，楔紧角度小到1度，而不会在这些部分3、4之间有任何自己损坏的危险。
相互作用的楔形副构件24和中间的滚动轴承26提供了使锁紧表面17位于各元件18上的可能性，因此，设计成互补的模具6的锁紧表面形成直线形，即不是楔形。因此，制造和安装更加容易了。
本发明尤其适合用来生产移动电话的零件如前部零件和后部零件及窗口，但是不局限于这些。其原因在于，在许多情况下，在较短的时间内一生产出许多系列。在现有的注射成型组件中，通过本发明借助上述改进使得可以提高能力，可以使用注射成型组件的现有设备在较短的时间内生产出这种许多系列。
根据本发明，提供了一种注射成型组件1，该组件1使用简单的装置来产生较大的锁紧力。更加具体地说，这借助锁紧装置7来实现，该锁紧装置7在接合状态下锁紧模具6的半模10、11。锁紧装置7包括接合装置23，该接合装置23在同时拉伸张紧件20时与模具6接合，该张紧件20使接合装置23相互连接起来。这种拉伸产生一个锁紧力，在注射成型过程期间，该锁紧力把半模10、11保持在一起。通过例如把接合装置23设计成楔形件18的形状，可以使用可在传统的注射成型组件中得到的装置5，以使该组件的部分3、4结合在一起，并且在同时形成强化期间把使部分3、4结合起来所需要的力转换成用来把模具6的半模10、11锁紧的力。
应该知道，本发明不局限于所示出的实施例。
例如，第一部分可以支承多个模件，在这种情况下，布置相应数目的锁紧装置，以在接合状态下锁紧模具的半模。模具6和锁紧装置7的这种布置示意性地示出在图6中。
还应该知道，每个模具可以只包括一对半模或者超过两对半模。
此外，还应该知道，每对半模可以限定出不必是相同的多个腔。例如，可以布置两个注射成型组件的挤出装置，每个挤出装置布置以给一组相互相同的腔供给熔料。其结果是，能够在一个上述的注射成型组件中同时生产例如移动电话的前部零件和后部零件。还改善了注射成型组件的生产能力，因为每个过程中的产品数目将更少了。
最后，还应该知道，锁紧装置不必以上述方式进行设置。例如，可以只使一个元件的锁紧表面具有一个楔紧角度α。
因此，许多变型和改进是可行的，这意味着，本发明的范围仅由附加的权利要求来限定出。