模块化模具系统及相关方法 【技术领域】
下述公开涉及注射模制，且更具体地涉及组合式模具及其相关使用方法。
背景技术
在生产注射模制的零件时，存在型腔故障的潜在问题。这些问题可能在大容量生产中加剧。即便一个型腔故障，模制条件和加工参数也可能变得不均衡。假定操作员中断了故障栈(stack)，若模具一直运行，则产品的质量和尺寸可能受到影响。
清除或替换故障栈对于确保零件质量可能变得必需。然而，根据模具的构造，可能需要延长停机时间。通常，当一个或两个模腔开始制造不合格品时，必须从注模机移除整个模具以便维护或维修。
【发明内容】
本文中公开了当分配器组件仍紧固在压盘上时可从该分配器组件移除的多喷嘴单元。
本文中还公开了与被移除的多喷嘴单元相关联的、可被移除且可用替换件冷侧单元来替换的冷侧单元。
【附图说明】
图1为在分型线处分离的模块化模具系统的热半部和冷半部的透视图。
图2为临时锁定到安装板上的冷侧单元的透视图。
图3为与安装板脱开螺栓连接的冷侧单元的透视图。
图4为闭合的模具的透视图。
图5为从安装板上解锁的冷侧单元的透视图。
图6为打开的模具和与热半部上的相关联的多喷嘴单元一同被带出的冷侧单元。
图7为移除将多喷嘴单元保持到分配器组件上的螺栓的透视图。
图8为在分配器组件保持紧固在压盘上的同时从该分配器组件的前侧前向地移除组合的多喷嘴单元和冷侧单元的透视图。
图9为热半部的另一透视图，示出了模具板凹部。
图10为冷半部的另一透视图，其中移除了冷侧单元。
图11a和11b为示出了另一示例性的锁定机构的操作的透视图。
图12为多喷嘴单元及周围构件的截面视图。
图13为从分配器组件移除了多喷嘴单元的截面视图。
图14为多喷嘴单元正从分配器组件分离的近视截面视图。
图15为锁紧机构的示意图。
【具体实施方式】
图1示出了示例性的模块化模具系统的示例性的热半部102和冷半部104。热半部102和冷半部104显示为在分型线处分离。热半部102和冷半部104合起来称为模具。图1已经进行了拆解，并且从视图中省略了对说明不必要的构件。
热半部102包括受热分配器组件106和多个相连接的受热多喷嘴单元108(示出一个)。
分配器组件106接收来自注模机(未示出)的模制材料(例如加压的塑料熔体)。分配器组件106限定了用于分配这种模制材料的内部分配器通道。分配器组件106具有前侧110，该前侧110与面向注模机的第一压盘(例如未示出的固定压盘)的侧112相对。在本文中，前侧110还可互换地称为芯侧和型腔侧。
多喷嘴单元108可以以网格状的图案布置在分配器组件106上。各多喷嘴单元108均具有限定了内部多喷嘴单元通道的歧管和多个向前延伸的喷嘴，该内部多喷嘴单元通道用于将从分配器组件106的分配器通道接收的模制材料输送到一个或多个模腔。本实施例中，多喷嘴单元108相同并可互换。多喷嘴单元108可单独向前移除地紧固在分配器组件106的前侧110，且在分配器组件106紧固在第一压盘上的同时可以从该分配器组件106移除。多喷嘴单元108可通过螺栓以这样的方式紧固在分配器组件106上。这就意味着各多喷嘴单元108均可沿冷半部104的方向从分配器组件106移除。分配器组件106本身不需要按照传统方式首先从第一压盘移除。这就允许在模具受压的同时(即，在该模具仍[w1]紧固在注模机上时)对热半部进行维修。
冷半部104包括多个安装板114、多个锁定机构116以及多个冷侧单元118(示出一个)。
安装板114紧固在第二压盘(例如，移动压盘)120上。安装板114具有用于紧固件(诸如螺栓)的孔122，以将冷侧单元118紧固到其上。在另一实施例中，安装板114和压盘的功能通过例如将它们组合成一块板而集成。
锁定机构116结合到安装板114中，并在冷侧单元118从安装板114松开(例如，旋开螺栓)时，用来临时地将冷侧单元保持到安装板114上。各锁定机构116均包括锁定销124，出于说明目地，示出了其自相关联的安装板114延伸(实际实施时，锁定销124可能比示出的情况延伸短很多或根本不延伸)。为此，除了可以选择性地与各冷侧单元118的相应部分对齐的用于接合和脱离的截面外，锁定销124具有大致圆柱形截面。因此，可以促动特定安装板114的锁定销124，以保持或释放与该具体安装板114相关联的冷侧单元118。此外，在本实施例中，锁定销124同时保持或释放整排冷侧单元118。
在热半部102和冷半部104合拢起来以闭合模具时，各冷侧单元118与热半部102的多喷嘴单元108中的一个相关联，并且可以与相关联的多喷嘴单元108相接合，以限定一个或多个模腔。在本实施例中，冷侧单元118借助于凹陷的模腔表面126部分地限定了四个模腔。不论是否促动了相关联的锁定机构116以保持或释放冷侧单元118，各冷侧单元118均借助于诸如螺栓的紧固件128而可移除地紧固在安装板114上。当这些紧固件128将被移除时，锁定机构116的操作变得重要。
在正常操作期间，通过将冷半部104移向热半部102以及再返回来重复地闭合和打开模具。在各循环期间，当模具闭合时，模制材料被注入由冷半部104和热半部102限定的模腔内，当模具打开时，模制产品从模具中排出。当出于某些原因要替换多喷嘴单元108和冷侧单元118时，可采用以下方法。
首先，如图1所描绘的，模具在分型线处打开以从冷半部104处分离热半部102。
接着，将要替换的冷侧单元118临时地保持到相应的安装板114上。在图2中对此进行了例示，图2示出了冷侧单元118中的一个单元通过转动锁定机构116的锁定销124(如箭头所示)而被临时锁定到安装板114上。
然后，从安装板114上松开锁定的冷侧单元118。如图3所示，移除螺栓128。冷侧单元118通过锁定机构仍保持在安装板114上。
此后，模具闭合，如图4所示。为了闭合模具，热半部102和冷半部104合拢。在该阶段，冷侧单元118可锁紧到相关联的多喷嘴单元108上。这可通过例如将冷侧单元118螺栓连接到多喷嘴单元108上来实现。
然后，释放冷侧单元118到安装板上的临时保持。如图5所示，转动锁定机构116的锁定销124，以释放冷侧单元118。
然后打开模具，如图6所示。冷侧单元118仍锁紧到多喷嘴单元108上，并因此与安装板114分离。图6中可见冷侧单元118的锁定通道件130，如上所述，其用于选择性地与锁定销124接合，以保持或释放冷侧单元118。在本实施例中，锁定通道件130具有与锁定销124的互补成形的截面相接合和脱离的切口壁。
参照图7，在已经打开模具后，诸如螺栓(如箭头132处所示)的、将多喷嘴单元108保持到分配器组件106上的紧固件被移除。经由以下所述的定位销，组合的多喷嘴单元108和冷侧单元118保持就位。
如图8所示，组合的多喷嘴单元108和冷侧单元118从分配器组件106的前侧110向前移除。其可在分配器组件106仍紧固在第一压盘上时完成。该视图中显示了用于将冷却剂供给多喷嘴单元108的冷却剂管134和用于将多喷嘴单元108对准到分配器组件106的对准销136。冷却剂管134和对准销136从分配器组件106上突出，并与多喷嘴单元108中相应的孔配合。
最后，被移除的组合的多喷嘴单元108和冷侧单元118可用作为替换件的组合的多喷嘴单元108和冷侧单元118替换。替换可通过反过来执行上述方法来实现。这样可减少停机时间，并且在时间允许时可对被移除的多喷嘴单元108和冷侧单元118进行修理。
可省去锁定和锁紧机构以及相关联的机构。
首先，模具在分型线处打开以从冷半部104分离热半部102(见图1)。接着，在分配器组件106仍紧固在第一压盘上时，通过移除螺栓(图7中的132处)从分配器组件106的前侧110向前移除多喷嘴单元108中的一个。然后，用替换件多喷嘴单元替换被移除的多喷嘴单元108。同时，也可通过移除螺栓128(如图3所示)来移除相关联的冷侧单元118，并用替换件冷侧单元来替换。采用该方法，可单独移除和替换多喷嘴单元108或冷侧单元118。
图9示出了热半部102的另一透视图。堆叠的模具板138靠着分配器组件106而堆叠，并通过螺栓、夹持件或类似器件紧固到其上。模具板138限定了用于接收多喷嘴单元108的多个凹部140。可使用任意数量的模具板138。导销142从多喷嘴单元108突出以与冷半部104上的相应孔相配合，以在正常模制操作期间引导冷半部104的前后运动。还示出了从多喷嘴108的前面突出的模芯嵌件144，其用于与冷侧单元118的模腔表面126相结合来限定模腔。
图10示出了冷半部104的另一透视图，其中移除了冷侧单元118。
图11a和11b显示了另一示例性锁定机构146的操作。锁定机构146按照与上述锁定机构116的原理类似的原理工作。一个值得注意的区别是，锁定机构116的锁定销124是通过转动来促动的，而锁定机构146的锁定销148是通过滑动来促动的。
图11a示出了被释放的位置，其中锁定机构146释放了锁定通道件130并因此释放了整个冷侧单元118。锁定销148(沿其长度)滑动到锁定通道件130的凸缘152离开锁定销148的凸缘150的位置。
图11b示出了保持位置，其中锁定机构146保持锁定通道件130且从而保持整个冷侧单元118。锁定销148(沿其长度)滑动到锁定通道件130的凸缘152靠接锁定销148的凸缘150(在视图中隐藏)的位置。在该视图中可见的是允许凸缘152通过释放位置的锁定销148的狭窄部分154。
图12为多喷嘴单元108和周围构件的截面图。许多已讨论的构件可见，并标有相同的标号。
如所见的那样，分配器组件106具有由受热歧管156(诸如热流道歧管)所限定的内部分配器通道158。分配器通道158具有入口(未在纸面上)和用于分配模制材料的多个出口160。可进一步设置入口构件以将模制材料从注模机传送到歧管156。分配器组件106还包括借助于垫片、压环等来围绕并保持歧管156的板。为便于理解，可将分配器组件106比作没有喷嘴的热半部。
各多喷嘴单元108具有由歧管164和多个向前延伸的喷嘴166(示出一个)限定的内部多喷嘴单元通道162。喷嘴166可为任意数量(在本实施例中为4个)，并可设置成任意构造(两片(two-drop)，H，X等)，与歧管164相应地成形。多喷嘴单元通道162具有与分配器通道160的其中一个出口相连通的入口168和用于输送模制材料到模腔172的多个出口170(在模具浇口处)，其由模芯嵌件144和模腔嵌件174(其限定模腔表面126，最佳地显示于图1中)限定。喷嘴166和/或歧管164包括至少一个受热器且可包括至少一个用于调节温度的热电偶。多喷嘴单元108还包括借助于垫片、喷嘴槽、转接密封件、压环等来围绕并保持歧管164和喷嘴166的板。为便于理解，可将各多喷嘴单元108比作热半部。
多个联接件176设置在多喷嘴单元108和分配器组件106之间。各联接件176固定到相关联的多喷嘴单元108和分配器组件106其中之一上，并可滑动地插入到相关联的多喷嘴单元108和分配器组件106的其中另一个中，使得整个多喷嘴单元108可滑离并与分配器组件106断开。也就是说，联接件176在保持固定(例如螺纹连接)在多喷嘴单元108或分配器组件106的其中之一上的同时可滑动地与二者中的另一个配合。联接件176可大致为圆柱形的，并具有用于将分配器通道158连通到多喷嘴单元通道162的联接件通道178。
各受热多喷嘴单元108可具有排出机构180，排出机构180用于排出在一个或多个模腔172内形成的完成的模制零件。在本实施例中，排出机构180包括将朝模腔172向前延伸的若干排出器销的头部夹在中间的一对板。排出机构180可通过例如使该对板移动的外部操作杆来促动。排出机构180可以受弹性加载，以便自动返回。
图13示出从分配器组件106中移除了多喷嘴单元108(为了清楚，省略其它图中的一些标号)。这与图8的透视图中所描绘的情况类似，然而，未示出相关联的冷侧单元118。需要注意的是，当螺栓132被移除时，多喷嘴单元108可作为单个单元(或在冷侧单元108锁紧到其上时作为组合的单元)。在本实施例中，联接件176固定到多喷嘴单元108的歧管164上，并这样作为多喷嘴单元108的一部分移除。如所可看见的那样，对准销136与其多喷嘴单元108上的孔182脱离。类似地，冷却剂管134离开其孔184。
图13还示出了电连接件186和冷却剂连接件188。电连接件186为任意受热器、传感器或需要它的促动器以及用于传感器信号的引线提供输入电。冷却剂连接件188为在分配器组件106的模具板192内部的导管190提供冷却剂输入/输出。冷却剂导管190向冷却剂管134供给并还可向其它支流导管或/和管道供给。
图14为与分配器组件106分离的多喷嘴单元108的近视截面视图(为了清楚而省略了其它图形中的一些标号)。为了方便，冷侧单元118显示为已分离。如所见的那样，管接头194设置在冷却剂管孔184的基部，以向多喷嘴单元108的板内部的冷却器通道196进行供给。管接头194可具有O形圈以便于与冷却剂管134形成密封。
电快速连接器198设置在来自分配器组件106和多喷嘴单元108的导线之间。来自分配器组件106的引线起源于电连接件186(见图3)。来自多喷嘴单元108的引线终止于喷嘴受热器、歧管受热器、热电偶、传感器或任意其它提供至多喷嘴单元108的电装置。当多喷嘴单元108连接或脱离分配器组件106时，电快速连接器198允许多喷嘴单元108中的电装置快速地连接或脱离。引线可比示出的更长，并且可设置凹部以在安装多喷嘴单元108后储存它们。在一个等同实施例中，引线被省略并在多喷嘴单元108和分配器组件106上直接设置了快速连接器198的两半部。在该实施例中，当多喷嘴单元108连接或脱离分配器组件106时，快速连接器198自动地连接或脱离。
图15为用于将冷侧单元118锁紧到相关联的多喷嘴单元108上的锁紧机构的示意图。该锁紧机构包括冷侧单元108上的凸缘202(示出一个)和多喷嘴单元108上的配合凸缘204(示出一个)。螺栓206可旋入凸缘204中以将冷侧单元118保持到多喷嘴单元108上。该锁紧机构是示例性的。
模块化模具系统或其部分可作为″成套零件″来实施。在以上任一实施例或实例中的所描述的模块化模具系统可设为具有预定数量的受热多喷嘴单元108和用于预定数量的模腔的相关联的冷侧单元118。这意味着可向用户提供某系统，以用于模制零件的生产运行。成套零件系统可包括至少一个另外的受热多喷嘴单元108和相关联的冷侧单元118以用替换或备用。这可使得使用者能够通过这样的方式减少停机时间，即用最初由系统提供的新的单元来替换需要修理或维护的多喷嘴单元108和/或冷侧单元118。被替换的多喷嘴单元108和/或冷侧单元118可由最终用户进行维修或维护，或送回到制造商以维修、维护或翻新。可通过这种方式来出售和运送带有适当的备用多喷嘴单元和/或相关联的冷侧单元的模块化模具系统。此外，这种模块化模具系统的构件不需要一起运送或由同一制造商提供。
已参照彼此相似的多喷嘴单元和彼此相似的冷侧单元描述了方法和系统。这是为了便于理解，且应该注意到的是，采用结合了现有的限定型腔的构件的、本文所述的多喷嘴单元或冷侧单元的实施例也是可行的。
尽管本文已经描述了许多实施例，但本领域的技术人员将理解的是，可在不脱离由所附权利要求限定的精神及其范围的情况下作出其它变型或更改。