注射模具和注射模制方法.pdf

一种用来注射模制物品的注射模具，该物品具有基底和侧壁，注射模具包括：第一模具部分和第二模具部分，它们适于在完全关闭构造中连接在一起，从而在它们之间限定模具空腔，模具空腔具有基础部分和侧壁部分；注射装置，用来将待模制成物品的熔融材料注射到模具空腔中；当第一模具部分和第二模具部分在完全关闭构造中时，第一模具部分和第二模具部分之一的至少一部分是可移动的，从而改变模具空腔的容积；执行器，用来选择性地沿着第一方向和第二方向移动所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的至少一部分，从而分别增大和减小模具空腔的容积。

1.  一种用来对物品进行注射模制的注射模具，该物品具有基底和侧壁，所述注射模具包括：
第一模具部分和第二模具部分，它们适于在完全关闭构造中连接在一起，从而在它们之间限定模具空腔，在所述完全关闭构造中，所述第一模具部分和第二模具部分限定空腔外表面，该空腔外表面限定在所述模具空腔中待被模制的所述物品的外形，所述模具空腔具有用来分别形成待模制的物品的基底和侧壁的基底形成部分和侧壁形成部分，
注射装置，用来将待模制成所述物品的熔融材料注射到所述模具空腔中，
当所述第一模具部分和第二模具部分在所述完全关闭构造中时，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的至少一部分是可移动的，从而在所述完全关闭构造中改变所述模具空腔的容积，以及
执行器，用来选择性地沿着第一方向和第二方向移动所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分，从而在所述完全关闭构造中分别增大和减小所述模具空腔的容积。

2.  根据权利要求1所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的可移动段。

3.  根据权利要求1所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的全部。

4.  根据上述权利要求中的任一项所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和第二模具部分分别是凸起部分和凹下部分，所述凸起部分和凹下部分在它们之间限定具有基础部分和侧壁的所述模具空腔，所述侧壁是环形的并且从所述基础部分延伸。

5.  根据权利要求4所述的注射模具，其中，所述注射装置通到所述模具空腔的所述基础部分中。

6.  根据权利要求4或权利要求5所述的注射模具，其中，所述注射装置延伸通过所述凸起部分。

7.  根据权利要求4或权利要求5所述的注射模具，其中，所述注射装置延伸通过所述凹下部分。

8.  根据权利要求4至7任一项所述的注射模具，其中，所述第一模具部分是被接纳在长形空腔中的长形型芯，该长形空腔限定在所述第二模具部分中。

9.  根据权利要求8所述的注射模具，其中，所述可移动段是所述第二模具部分的基础部分，该基础部分面对所述型芯的自由端。

10.  根据从属于权利要求2时的权利要求8所述的注射模具，其中，所述可移动段是在所述型芯的自由端处的垫盘。

11.  根据上述权利要求中的任一项所述的注射模具，其中，所述注射模具具有多个模具空腔，每个模具空腔由相应的一对第一模具部分和第二模具部分限定，并且每个空腔具有相应注射装置，并且所述执行器是共用执行器，用来同时增大和减小所述多个模具空腔中的各空腔的容积。

12.  根据上述权利要求中的任一项所述的注射模具，还包括控制机构，用来控制所述执行器的移动方向。

13.  根据权利要求12所述的注射模具，其中，所述控制机构包括开关，该开关由于所述执行器或所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分移动到特定位置而触发。

14.  根据权利要求12所述的注射模具，其中，所述控制机构包括探测器，用来探测与所述执行器相关联的压力。

15.  根据权利要求14所述的注射模具，其中，所述探测器包括至少一个压力探测器，用来探测施加到所述执行器上的压力。

16.  根据上述权利要求中的任一项所述的注射模具，其中，所述执行器包括位于缸中的活塞，并且所述活塞由在所述缸内的加压流体驱动。

17.  根据从属于权利要求15时的权利要求16所述的注射模具，其中，所述探测器包括压力传感器，用来探测在所述缸内的流体压力。

18.  根据权利要求16所述的注射模具，其中，所述加压流体布置在腔室中，该腔室在所述缸内在所述活塞的一侧上。

19.  根据权利要求16所述的注射模具，其中，所述加压流体布置在两个腔室中，这两个腔室在所述缸内在所述活塞的相对两侧上，并且所述压力传感器探测在所述两个腔室中的一个腔室中的流体压力。

20.  根据权利要求1至15任一项所述的注射模具，其中，所述执行器包括多个活塞，每个活塞位于一个相应缸中，并且所述多个活塞和缸沿着所述活塞在所述相应缸内的移动方向在纵向方向上同轴对准。

21.  根据权利要求16至20任一项所述的注射模具，其中，所述活塞是环形的，并且布置在环形腔室中。

22.  根据上述权利要求中的任一项所述的注射模具，其中，所述执行器适于将所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分向着和远离所述第二模具部分和第一模具部分的另一个移动，从而改变在它们之间、在所述注射装置附近的所述模具空腔的区域处的间隔距离。

23.  根据权利要求22所述的注射模具，其中，所述间隔距离以一个系数被改变，该系数是当所述模具空腔具有其最小容积时的间隔距离的宽度的至少两倍。

24.  根据权利要求14所述的注射模具，还包括控制器，该控制器联接到所述探测器上并且布置成接收代表与所述执行器相关的探测压力的输入信号，并且所述控制器适于控制所述执行器，从而改变所述模具空腔的容积。

25.  根据权利要求24所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而控制由所述注射装置注射到所述模具空腔中的熔融材料的压力。

26.  根据权利要求25所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而根据在注射模制循环中的预设定压力特性，控制在所述模具空腔中的熔融材料的压力。

27.  根据权利要求26所述的注射模具，其中，根据贯穿所述注射模制循环的预设定压力特性，控制在所述模具空腔中的熔融材料的压力。

28.  根据权利要求26或权利要求27所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而在所述注射模制循环的中央部分期间，将在所述模具空腔中的熔融材料的压力减小到在所述注射装置的注射压力以下的值。

29.  根据权利要求26至28任一项所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而在所述注射模制循环的第一阶段中加大所述空腔的容积、并且在所述注射模制循环的第二阶段中减小所述空腔的容积，在这两个阶段中，所述熔融材料均由所述注射装置注射到所述模具空腔中。

30.  根据权利要求29所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而在紧随所述第二阶段的所述注射模制循环的第三阶段中，继续减小所述空腔的容积，在该第三阶段中，已经终止熔融材料由所述注射装置到所述模具空腔中的注射。

31.  根据权利要求24至30任一项所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而将所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分向着和远离所述第二模具部分和第一模具部分中的另一个移动，从而改变在它们之间、在所述注射装置附近的所述模具空腔的区域处的间隔距离。

32.  根据上述权利要求中的任一项所述的注射模具，其中，所述模具空腔适于模制容器或型坯，该型坯用来吹塑成形为容器。

33.  一种对物品进行注射模制的方法，该物品具有基底和侧壁，所述方法包括以下步骤：
(a)设置包括第一模具部分和第二模具部分的注射模具；
(b)将所述第一模具部分和第二模具部分布置在完全关闭构造中，从而在所述第一模具部分和第二模具部分之间限定模具空腔，在所述完全关闭构造中，所述第一模具部分和第二模具部分限定空腔外表面，该空腔外表面限定在所述模具空腔中待被模制的所述物品的外形，所述模具空腔具有用来分别形成待模制的物品的基底和侧壁的基底形成部分和侧壁形成部分；
(c)在所述空腔的注射进口处将熔融材料注射到所述空腔中；及
(d)在所述注射期间远离注射进口移动所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的至少一部分，从而在所述完全关闭构造中改变所述模具空腔的容积。

34.  根据权利要求33所述的方法，其中，在布置步骤(b)期间，当所述第一模具部分和第二模具部分在锁定力下正朝向彼此被推压时，开始注射步骤(c)。

35.  根据权利要求33或权利要求34所述的方法，其中，在步骤(d)中，在所述注射期间所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分远离所述注射进口的移动，控制在所述空腔中所述熔融材料的填充压力。

36.  根据权利要求35所述的方法，其中，在步骤(d)中，根据注射模制循环的预设定压力特性，控制在所述空腔中的所述熔融材料的填充压力。

37.  根据权利要求36所述的方法，其中，根据贯穿所述注射模制循环的预设定压力特性，控制在所述模具空腔中的所述熔融材料的填充压力。

38.  根据权利要求36或权利要求37所述的方法，其中，在所述注射模制循环的中央部分期间，将在所述模具空腔中的熔融材料的压力减小到在所述注射装置的注射压力以下的值。

39.  根据权利要求36至38任一项所述的方法，其中，在所述注射模制循环的第一阶段中加大所述空腔的容积、并且在所述注射模制循环的第二阶段中减小所述空腔的容积，在这两个阶段中，所述熔融材料被注射到所述模具空腔中。

40.  根据权利要求39所述的方法，其中，在紧随所述第二阶段的所述注射模制循环的第三阶段中，继续减小所述空腔的容积，在该第三阶段中，已经终止熔融材料到所述模具空腔中的所述注射。

41.  根据权利要求40所述的方法，其中，在所述第二阶段的所述结束处，所述模具空腔被所述熔融材料过度填充，并且在所述第三阶段中，在所述模具空腔中的任何过多熔融材料克服受控注射压力穿过所述注射进口被推回。

42.  根据权利要求41所述的方法，其中，在所述第三阶段中，所述熔融材料在压力下在所述模具空腔中被压实，以在所述第三阶段中容纳所述注射材料的任何收缩。

43.  根据权利要求33至42任一项所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分向着和远离所述第二模具部分和第一模具部分中的另一个移动，从而改变在它们之间的、在所述注射进口附近的所述模具空腔的区域处的间隔距离。

44.  根据权利要求43所述的方法，其中，所述间隔距离以一个系数被改变，该系数是当所述模具空腔具有其最小容积时的间隔距离的宽度的至少两倍。

45.  根据权利要求33至44任一项所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的可移动段。

46.  根据权利要求33至45任一项所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的全部。

47.  根据权利要求33至46任一项所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分分别是凸起部分和凹下部分，所述凸起部分和凹下部分在它们之间限定具有基础部分和侧壁的所述模具空腔，所述侧壁是环形的并且从所述基础部分延伸。

48.  根据权利要求47所述的方法，其中，所述注射装置进口通到所述模具空腔的所述基础部分中。

49.  根据权利要求47或权利要求48所述的方法，其中，所述注射装置进口是注射装置的，该注射装置延伸通过所述凸起部分。

50.  根据权利要求4或权利要求49所述的方法，其中，所述注射装置进口是注射装置的，该注射装置延伸通过所述凹下部分。

51.  根据权利要求47至50任一项所述的方法，其中，所述第一模具部分是被接纳在长形空腔中的长形型芯，该长形空腔限定在所述第二模具部分中。

52.  根据权利要求51所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的可移动段，并且其中，所述可移动段是所述第二模具部分的基础部分，该基础部分面对所述型芯的自由端。

53.  根据权利要求51所述的方法，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的可移动段，并且其中，所述可移动段是在所述型芯的自由端处的垫盘。

54.  根据权利要求33至53任一项所述的方法，其中，所述注射模具还包括执行器，该执行器用来选择性地沿着第一方向和第二方向移动所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分，从而分别增大和减小所述模具空腔的容积。

55.  根据权利要求54所述的方法，其中，所述注射模具具有多个模具空腔，每个模具空腔由相应的一对第一模具部分和第二模具部分限定，并且每个空腔具有相应注射装置进口，并且所述执行器是共用执行器，用来同时增大和减小所述多个模具空腔中的各空腔的容积。

56.  根据权利要求54或权利要求55所述的方法，还包括控制所述执行器的移动方向。

57.  根据权利要求56所述的方法，其中，所述执行器的移动方向由开关控制，该开关由于所述执行器或所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分移动到特定位置而触发。

58.  根据权利要求56所述的方法，其中，所述执行器的移动方向由探测器控制，该探测器用来探测与所述执行器相关联的压力。

59.  根据权利要求57所述的方法，其中，所述探测器是用来探测施加到所述执行器上的压力的压力探测器。

60.  根据权利要求54至59任一项所述的方法，其中，所述执行器包括位于缸中的活塞，并且所述活塞由在所述缸内的加压流体驱动。

61.  根据权利要求60所述的方法，其中，所述探测器包括压力传感器，用来探测在所述缸内的流体压力。

62.  根据权利要求60或权利要求61所述的方法，其中，所述加压流体布置在腔室中，该腔室在所述缸内在所述活塞的一侧上。

63.  根据权利要求61所述的方法，其中，所述加压流体布置在两个腔室中，这两个腔室在所述缸内在所述活塞的相对两侧上，并且所述压力传感器探测在所述两个腔室中的至少一个腔室中的流体压力。

64.  根据权利要求54至63任一项所述的方法，其中，所述执行器包括多个活塞，每个活塞位于一个相应缸中，并且所述多个活塞和缸沿在所述相应缸内所述活塞的移动方向在纵向方向上同轴对准。

65.  根据权利要求33至64任一项所述的方法，其中，所述模具空腔适于模制容器或型坯，该型坯用来吹塑成形为容器。

66.  由根据权利要求33至65任一项所述的注射模制方法形成的容器或用来吹塑成形为容器的型坯。

67.  一种对容器或用来吹塑成形为容器的型坯进行注射模制的注射模制设备，所述注射模具包括：
多个模具部分，它们适于在完全关闭构造中连接在一起，从而在它们之间限定模具空腔，在所述完全关闭构造中，所述多个模具部分限定空腔外表面，该空腔外表面限定在所述模具空腔中待被模制的所述物品的外形，所述模具空腔具有用来分别形成待模制的所述容器或型坯的基底和侧壁的基底形成部分和侧壁形成部分，
注射装置，用来将待模制的熔融材料注射到所述模具空腔中，
执行器，用来选择性地在所述完全关闭构造中移动所述多个模具部分中的一个，从而在所述完全关闭构造中改变与所述注射装置相邻的模具空腔的容积，以及
控制机构，用来控制所述执行器的移动方向，从而在所述完全关闭构造中改变与所述注射装置相邻的模具空腔的容积。

68.  根据权利要求67所述的注射模制设备，其中，所述控制机构包括开关，该开关由于所述执行器或所述多个模具部分中的一个移动到特定位置而触发。

69.  根据权利要求67所述的注射模制设备，其中，所述控制机构包括探测器，用来探测与所述执行器相关联的压力。

70.  根据权利要求69所述的注射模制设备，还包括控制器，该控制器联接到所述探测器上，并且适于响应所述探测压力而控制所述执行器。

71.  根据权利要求70所述的注射模制设备，其中，所述执行器控制由所述注射装置注射到所述模具空腔中的熔融材料的压力。

72.  根据权利要求71所述的注射模制设备，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而根据在注射模制循环中的预设定压力特性，控制在所述模具空腔中的熔融材料的压力。

73.  根据权利要求72所述的注射模制设备，其中，根据贯穿所述注射模制循环的预设定压力特性，控制在所述模具空腔中的熔融材料的压力。

74.  根据权利要求72或权利要求73所述的注射模制设备，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而在所述注射模制循环的中央部分期间，将在所述模具空腔中的熔融材料的压力减小到在所述注射装置的注射压力以下的值。

75.  根据权利要求70至74任一项所述的注射模制设备，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而在所述注射模制循环的第一阶段中加大与所述注射装置相邻的模具空腔的尺寸、并且在所述注射模制循环的第二阶段中减小所述尺寸，在这两个阶段中，所述熔融材料均由所述注射装置注射到所述模具空腔中。

76.  根据权利要求75所述的注射模制设备，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而在紧随所述第二阶段的所述注射模制循环的第三阶段中，继续减小所述尺寸，在该第三阶段中，已经终止熔融材料由所述注射装置到所述模具空腔中的注射。

77.  一种用来对物品进行注射模制的注射模具，该物品具有基底和侧壁，所述注射模具包括：
第一模具部分和第二模具部分，所述第一模具部分和第二模具部分适于在完全关闭构造中连接在一起，从而在所述第一模具部分和第二模具部分之间限定模具空腔，在所述完全关闭构造中，所述第一模具部分和第二模具部分限定空腔外表面，该空腔外表面限定在所述模具空腔中待被模制的所述物品的外形，所述模具空腔具有用来分别形成待模制的物品的基底和侧壁的基底形成部分和侧壁形成部分，
注射装置，用来将待模制成所述物品的熔融材料注射到所述模具空腔中，
当所述第一模具部分和第二模具部分在所述完全关闭构造中时，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的至少一部分是可移动的，从而在所述完全关闭构造中改变所述模具空腔的容积，以及
执行器，用来选择性地沿着第一方向和第二方向移动所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分，从而在完全关闭构造中分别增大和减小所述模具空腔的容积，所述执行器包括联接到所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分上的移动部分，所述移动部分在所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分的移动方向上是共用地可移动的。

78.  根据权利要求77所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的可移动段。

79.  根据权利要求77所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的全部。

80.  根据权利要求77至79任一项所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和第二模具部分分别是凸起部分和凹下部分，所述凸起部分和凹下部分在它们之间限定具有基础部分和侧壁的所述模具空腔，所述侧壁是环形的并且从所述基础部分延伸。

81.  根据权利要求80所述的注射模具，其中，所述注射装置通到所述模具空腔的所述基础部分中。

82.  根据权利要求80或权利要求81所述的注射模具，其中，所述注射装置延伸通过所述凸起部分。

83.  根据权利要求80或权利要求81所述的注射模具，其中，所述注射装置延伸通过所述凹下部分。

84.  根据权利要求80至83任一项所述的注射模具，其中，所述第一模具部分是被接纳在长形空腔中的长形型芯，该长形空腔限定在所述第二模具部分中。

85.  根据权利要求84所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分是所述第二模具部分的基础部分，该基础部分面对所述型芯的自由端。

86.  根据权利要求84所述的注射模具，其中，所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分包括所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的可移动段，并且其中，所述可移动段是在所述型芯的自由端处的垫盘。

87.  根据权利要求77至86任一项所述的注射模具，其中，所述注射模具具有多个模具空腔，每个模具空腔由相应的一对第一模具部分和第二模具部分限定，并且每个空腔具有相应注射装置，并且所述执行器是共用执行器，用来同时增大和减小所述多个模具空腔中的各空腔的容积。

88.  根据权利要求77至87任一项所述的注射模具，其中，所述执行器包括位于缸中的活塞，并且所述活塞由在所述缸内的加压流体驱动。

89.  根据权利要求77至88任一项所述的注射模具，其中，所述执行器包括多个活塞，每个活塞位于一个相应缸中，并且所述多个活塞和缸沿在所述相应缸内所述活塞的移动方向在纵向方向上同轴对准。

90.  根据权利要求88或权利要求89所述的注射模具，其中，所述活塞是环形的，并且布置在环形腔室中。

91.  根据权利要求77至90任一项所述的注射模具，其中，所述执行器适于将所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分向着和远离所述第二模具部分和第一模具部分中的另一个移动，从而改变在它们之间、在所述注射装置附近的所述模具空腔的区域处的间隔距离。

92.  根据权利要求91所述的注射模具，其中，所述间隔距离以一个系数被改变，该系数是当所述模具空腔具有其最小容积时的间隔距离的宽度的至少两倍。

93.  根据权利要求77至92任一项所述的注射模具，还包括控制器，该控制器适于控制所述执行器，从而改变所述模具空腔的容积。

94.  根据权利要求93所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而控制由所述注射装置注射到所述模具空腔中的熔融材料的压力。

95.  根据权利要求94所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而根据在注射模制循环中的预设定压力特性，控制在所述模具空腔中的熔融材料的压力。

96.  根据权利要求95所述的注射模具，其中，根据贯穿所述注射模制循环的预设定压力特性，控制在所述模具空腔中的熔融材料的压力。

97.  根据权利要求95或权利要求96所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而在所述注射模制循环的中央部分期间，将在所述模具空腔中的熔融材料的压力减小到在所述注射装置的注射压力以下的值。

98.  根据权利要求93至97任一项所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而在所述注射模制循环的第一阶段中加大所述空腔的容积、并且在所述注射模制循环的第二阶段中减小所述空腔的容积，在这两个阶段中，所述熔融材料均由所述注射装置注射到所述模具空腔中。

99.  根据权利要求98所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而在紧随所述第二阶段的所述注射模制循环的第三阶段中，继续减小所述空腔的容积，在该第三阶段中，已经终止熔融材料由所述注射装置到所述模具空腔中的注射。

100.  根据权利要求93至99任一项所述的注射模具，其中，所述控制器适于控制所述执行器，从而将所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的所述至少一部分向着和远离所述第二模具部分和第一模具部分中的另一个移动，从而改变在它们之间、在所述注射装置附近的所述模具空腔的区域处的间隔距离。

101.  根据权利要求77至100任一项所述的注射模具，其中，所述模具空腔适于模制容器或型坯，该型坯用来吹塑成形为容器。

注射模具和注射模制方法
技术领域
本发明涉及注射模具、注射模制设备，以及注射模制一个或多个物品的方法。具体地说，本发明涉及由塑料材料注射模制容器和用于容器的型坯。
背景技术
由塑料材料(具体而言是热塑性聚合物)注射模制物品在现有技术中是已知的。具体地说，由塑料材料注射模制容器和用于容器的型坯在现有技术中是常规的。
常常希望注射模制具有小壁厚的塑料容器，例如为了降低材料成本。当必须注射模制具有高L/T比(其中L是熔融塑料材料从注射浇口的流动长度，T是壁厚)的容器时，需要在浇口处的高注射压力，以保证模具空腔填充有熔融塑料材料。浇口起限制材料流过的作用，并且与浇口直接相对的壁截面也限制材料流到空腔中。
试图降低在浇口处的高注射压力的常规手段是，以较快注射速率注射熔融塑料材料，并且升高熔融温度以降低熔融粘度，以使模具能够由熔融塑料材料填充。
也已知的是，为了减小填充压力，有可能在设计容器时增加基础厚度，特别是在浇口区域中。这个浇口区域也是注射模制的最热区域。由于在侧壁中的所有材料必须跨过基础流动，所以在填充的第一阶段期间在形成的各静止外表皮层之间限定的内部间隙内，基础冷却始终是问题。关于跨过基础的这样的层流的另一个问题是，表皮逐渐固化，并因此变厚，使流动通道变窄。这引起对于材料流动的进一步限制。
所有这总起来意味着对于以较快速率使熔融材料流到空腔中的需要，并且为了实现这个需要，人们需要增大填充压力。较高填充压力又要求较高夹具压力，以抵消在型芯的端部上的液压力。对于本领域的读者显而易见的是，为什么用来制造塑料包装的注射模制机需要具有非常高的注射速度和压力、和非常刚性的压板，以制造似乎是简单容器或型坯的物品。
在过去几年，为了设法解决这些问题在包装技术方面的显著发展是增大塑料材料的熔体流动指数，同时保持它们的刚性和耐冲击性。这仅仅要求机器和模具技术参数的调节，以适应较新材料。换句话说，解决将塑料材料注射模制成薄壁体的以上讨论的高浇口压力问题的尝试，主要着重于塑料材料的性质，而不是基础的注射模制工艺和机器。
在包装工业中用于注射模制的特别重要用途是，制造注射模制聚酯，特别是聚对苯二甲酸乙酯(PET)，的型坯，用来以后吹塑成形为容器，典型地用于碳酸饮料。当然在现有技术中，为了由PET注射模制型坯制造良好质量的吹塑成形瓶子，必须注射模制具有最小模制应力的型坯。这是因为由初步注射模制过程生成的任何应力图案，都会在以后的吹塑成形过程期间影响型坯拉伸的方式。
最佳型坯应当在偏振光下观察时没有可见的应力迹象；然而，这借助于常规注射模制技术实现是非常困难的。
这是由于在注射模制循环的填充和压实阶段期间当型坯冷却时，要求继续将材料添加到型坯上。内部收缩使型坯远离模具空腔坍缩，产生表面“波纹”，这些表面“波纹”对于吹塑成形过程是不可接受的。为了克服内部收缩，在这个收缩阶段期间必须继续将材料添加到型坯中。这要求填充压力和材料流动的维持足以补偿由材料的冷却引起的密度变化。然而，这样的压力和强制流动使得最终的注射模制物品中存在残余应力。
型坯的注射模制要求压力和流动的精密平衡，以实现将型坯吹塑成形为具有良好质量的瓶子所要求的低应力。
型坯在过去几年已经倾向于变得更短而又更肥大，以通过试图避免填充较长和较薄壁截面模制件要求的较高压力，帮助减小浇口应力。这样的较高应力也倾向于引起型芯移位，其中限定型坯空腔的中央型芯由于较高压力填充而偏离其轴线，这在型坯的圆周周围产生壁截面差，该壁截面差在以后吹塑成形阶段期间不能被消解。
也已知的是，在夹具压力已经完全施加到注射模具上之前，即在两个模具半部在施加的夹具力下已经朝向彼此被推压从而完全关闭模具空腔之前，注射熔融塑料材料。Husky、Netstal及BMB都具有这个工艺，作为在他们的用来操作他们的注射模制机的软件中的标准工艺。这在第一注射阶段期间有效地增加与浇口相对的空腔基础厚度，以改进熔融材料流动。关于这种方法的问题是，当模具未完全关闭时模具损失对中性。两个模具半部通常通过锥形锁相互接合，以保证在关闭构造中，两个模具半是同轴的。然而，锥形锁在夹具压力已经完全施加到注射模具上之前，对于保证对中性变得无效，并且这可使初始注射材料圆周非对称地分布在空腔中。
在现有技术中，也已知有一种已经证明克服这些问题中的多个问题的注射压缩模制(ICM)工艺。具体地说，注射压缩模制工艺可允许增大在注射模制部分中的流动-长度∶壁厚比，并且可减小夹持力和注射压力，并由此减小内部材料应力。
有四种注射压缩模制工艺。
在顺序注射压缩模制(Seq-ICM)中，当模具未完全关闭时，将材料注射到模具空腔中。这形成是最后壁厚大约两倍的较大模具空腔部分，注射材料被接纳在该部分中。此后，模具由夹具关闭。这种关闭动作使材料通过关闭夹具压力遍及整个模具空腔分布。
在同时注射压缩模制(Sim-ICM)中，材料在模具未完全关闭时被注射到模具空腔中，并且同时模具由夹具关闭。
在呼吸注射压缩模制(Breath-ICM)中，在将材料注射到模具空腔中之前，模具被完全关闭。然后模具在注射期间逐渐打开，以形成比最后壁厚大的模具空腔部分。当已经注射几乎全部材料体积时，模具由夹具关闭。这种关闭动作使材料通过关闭夹具压力遍及整个模具空腔分布。
在所有这三种注射压缩模制工艺中，要求模具在模制过程期间至少部分地打开。这些工艺因此遇到对于以上讨论的模具半部的同轴非对准问题。
本发明人早先曾已经想出一种改进的顺序注射压缩模制工艺，该工艺是US-A-7,090,800的主题。其讲授了由进来材料在轻弹簧压力下推回型芯的使用，并且然后使用机器夹紧以结束流动和压实模制件。这种工艺使用精确的注射体积控制以计量进入可变空腔中的材料，并且然后压缩以实现完全压实和低应力模制件。这种改进的顺序注射压缩模制工艺将所有材料都注射到在型芯的端部与空腔的基础之间的空腔容积中。注射压力使型芯被推回，从而增大容积，并且减小在空腔中的材料压力。此后，型芯被迅速地强制向前，以减小容积和将材料移动到空腔流动的端部。这个力来自机器夹具。
本发明人的较早的改进的顺序注射压缩模制工艺与常规注射模制工艺相比提供多个优点，具体地说，材料可在较低温度下处理；需要较低夹具压力；30％的更快循环时间是可实现的，并且可制造非常薄的模制件。
然而，该工艺也存在一些缺点，具体地说：每个空腔需要使用单独的注射坩埚；至于其它ICM工艺，它们需要复杂而又昂贵的模具对准系统，并且其模具也是非常昂贵的。另外，由于夹具压力引起模具的封闭和型芯的受控移动，所以这些工艺只能在改进的注射模制机上进行，并且具体地说，不适于在所有类型的机器上进行(例如，这些工艺不适于直接锁定机器)。
第四注射压缩模制工艺称作选择性注射压缩模制(Select-ICM)、或精密模制。模具被完全关闭，并且分立的型芯在材料的注射期间或之后被局部按压到模具中。这减小空腔容积，并且将注射材料遍及模具空腔分布。然而，精密模制对于在容器制造中的使用是未知的。精密模制在传统上用来局部变薄模制件的区域，如活动铰链以增进其使用寿命。这只需要在机器上在使用标准芯拉动阀的模具中的很小液压缸。使用压缩扁平模制件的微小区域以完成填充，但只有在产品设计可以允许的地方。
对于用于容器的注射压缩模制工艺的可行商业使用尚处于其萌芽状态，并且在它具备生产可行性和成本有效性之前有很长的路要走。
发明内容
在本领域中存在对成本有效的、可靠注射模制工艺的需要，该工艺要至少部分地克服关于以上所讨论的已知工艺的各种问题。
具体地说，存在对于注射模制工艺、和用于其的设备的需要，该工艺适于生产容器、或用于容器的型坯，这些容器具有较高的流动长度∶壁厚的比、和/或低材料应力，其可使用常规注射模制机生产，并因此能以最少问题对接到常规生产实践中。
本发明的目标是至少部分地满足在容器制造领域中的这些需要。
本发明相应地提供一种用来注射模制物品的注射模具，该物品具有基底和侧壁，注射模具包括：第一模具部分和第二模具部分，它们适于在完全关闭构造中连接在一起，从而在它们之间限定模具空腔，在完全关闭构造中，第一模具部分和第二模具部分限定空腔外表面，该空腔外表面限定在模具空腔中待被模制的物品的外形，模具空腔具有用来分别形成待模制的物品的基底和侧壁的基底形成部分和侧壁形成部分；注射装置，用来将待模制成物品的熔融材料注射到模具空腔中；当第一模具部分和第二模具部分在完全关闭构造中时，第一模具部分和第二模具部分之一的至少一部分是可移动的，从而在完全关闭构造中改变模具空腔的容积；执行器，用来选择性地沿着第一方向和第二方向移动所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的至少一部分，从而在完全关闭构造中分别增大和减小模具空腔的容积。
本发明还提供一种注射模制物品的方法，该物品具有基底和侧壁，该方法包括以下步骤：(a)设置包括第一模具部分和第二模具部分的注射模具；(b)将第一模具部分和第二模具部分布置在完全关闭构造中，从而在它们之间限定模具空腔，在完全关闭构造中，第一模具部分和第二模具部分限定空腔外表面，该空腔外表面限定在模具空腔中待被模制的物品的外形，模具空腔具有用来分别形成待模制的物品的基底和侧壁的基底形成部分和侧壁形成部分；(c)在空腔的注射进口处将熔融材料注射到空腔中；及(d)在注射期间远离注射进口移动所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的至少一部分，从而在完全关闭构造中改变模具空腔的容积。
本发明还进一步提供一种用来注射模制容器或型坯的注射模制设备，该型坯用来吹塑成形为容器，注射模具包括：多个模具部分，它们适于在完全关闭构造中连接在一起，从而在它们之间限定模具空腔，在完全关闭构造中，多个模具部分限定空腔外表面，该空腔外表面限定在模具空腔中待被模制的物品的外形，模具空腔具有用来分别形成待模制的容器或型坯的基底和侧壁的基底形成部分和侧壁形成部分，
注射装置，用来将待模制的熔融材料注射到模具空腔中；执行器，用来选择性地在完全关闭构造中移动多个模具部分之一，从而在完全关闭构造中改变与注射装置相邻的模具空腔的容积，以及
控制机构，用来控制执行器的移动方向，从而在完全关闭构造中改变与注射装置相邻的模具空腔的容积。
本发明更进一步提供一种用来注射模制物品的注射模具，该物品具有基底和侧壁，该注射模具包括：第一模具部分和第二模具部分，它们适于在完全关闭构造中连接在一起，从而在它们之间限定模具空腔，在完全关闭构造中，第一模具部分和第二模具部分限定空腔外表面，该空腔外表面限定在模具空腔中待被模制的物品的外形，模具空腔具有用来分别形成待模制的物品的基底和侧壁的基底形成部分和侧壁形成部分；注射装置，用来将待模制成物品的熔融材料注射到模具空腔中；当第一模具部分和第二模具部分在完全关闭构造中时，第一模具部分和第二模具部分之一的至少一部分是可移动的，从而在完全关闭构造中改变模具空腔的容积；及执行器，用来选择性地沿着第一方向和第二方向移动所述第一模具部分和第二模具部分中的一个的至少一部分，从而在完全关闭构造中分别增大和减小模具空腔的容积，执行器包括联接到第一模具部分和第二模具部分之一的至少一部分上的移动部分，移动部分在第一模具部分和第二模具部分之一的至少一部分的移动方向上是共用地可移动的。
本发明在注射模制机中采用模具，在该注射模制机中，待被模制的注射材料的压力通过远离注射浇口移动型芯或型芯的一部分而被控制。可选择地，可以以相同方式移动空腔或空腔的部分。在任一种情况下，模具部分的这种移动可以改变模具空腔的基础部分的容积，并且增大与浇口相对的基础的厚度，或者关闭浇口，并且由此减小注射材料的填充压力。
附图说明
现在参照附图仅作为例子将描述本发明的实施例，在附图中：
图1是穿过注射模具的示意横截面，该注射模具具有按照本发明第一实施例的可移动型芯；
图2是曲线图，示意表示图1的注射模具的操作；
图3是穿过注射模具的示意横截面，该注射模具具有按照本发明第二实施例的可移动型芯；
图4是穿过注射模具的示意横截面，该注射模具具有按照本发明第三实施例的可移动型芯部分；
图5是穿过注射模具的示意横截面，该注射模具具有按照本发明第四实施例的可移动型芯部分；
图6是穿过注射模具的示意横截面，该注射模具具有按照本发明第五实施例的可移动空腔部分；
图7是穿过多空腔注射模具的示意横截面，每个空腔具有按照本发明第六实施例的可移动型芯部分；而
图8是穿过注射模具的示意横截面，该注射模具具有按照本发明第七实施例的可移动空腔部分。
具体实施方式
参照图1，表示有按照本发明第一实施例的注射模具(2)，该注射模具(2)用来例如由聚酯，特别是聚对苯二甲酸乙酯(PET)，注射模制型坯，该型坯用于以后吹塑成形以形成容器。待被模制的注射材料被注射过在注射模具(2)的第一后板(6)中的进给喷嘴(4)。空腔板(8)与第一后板(6)相邻，并且限定注射模具空腔(10)。进给喷嘴(4)的浇口(5)通到空腔(10)中。空腔板(8)形成空腔(10)的外表面(12)，该外表面(12)在使用中限定待被注射模制的物品的外形。多个颈部分裂件(14)设置在远离进给喷嘴(4)的空腔(10)的端部(15)处。颈部分裂件(14)成形成，模制待被注射模制的物品的一个端部的外形(在这个实施例中，型坯的颈部成品，该型坯用于以后吹塑成形以形成瓶子)。在注射模制材料已经固化之后当将注射模制物品从空腔(10)除去时，颈部分裂件(14)也支撑注射模制物品。
型芯支座(16)与多个颈部分裂件(14)相邻，并且具有中心孔(18)，在该中心孔(18)中，可滑动地接纳长形型芯(20)。长形型芯(20)可在与空腔(10)的轴线以及进给喷嘴(4)同轴的纵向方向上平移。相应地，型芯(20)可选择性地在型芯支座(16)中在向着进给喷嘴(4)进入空腔(10)的方向上向前、或在远离进给喷嘴(4)退出空腔(10)的方向上向后滑动。这样的向前和向后移动可改变型芯(20)的自由端(22)离进给喷嘴(4)的距离。型芯支座(16)被接纳在环形型芯支座支撑(24)内。
颈部分裂件(14)具有锥形凸起部分(25)(它典型地是截头锥体)，该锥形凸起部分(25)配合到在空腔板(8)中的互补锥形下凹部分(26)中。对应地，型芯支座(16)具有锥形凸起部分(28)(它典型地是截头锥体)，该锥形凸起部分(28)配合到在颈部分裂件(14)中的互补锥形下凹部分(30)中。由此型芯(20)和颈部分裂件(14)关于空腔(10)的轴线轴向对中。
压力板组件(32)配合到远离自由端(22)的型芯(20)的端部(34)上，该自由端(22)在空腔(10)内。压力板组件(32)相对于型芯(20)轴向固定，从而压力板组件(32)的纵向移动相应地引起型芯(20)在空腔(10)内的纵向移动。压力板组件(32)包括一对相邻板部件(35、36)，在该对相邻板部件(35、36)之间锁定型芯(20)的端部(34)。型芯(20)的端部(34)包括环形凸缘(38)，该环形凸缘(38)相对于型芯(20)的剩余部分的圆柱形外表面(40)径向向外定向。压力板组件(32)的平面端部板部件(35)布置成抵靠凸缘(38)的侧向端面(39)，并且压力板组件(32)的中间板部件(36)在其中具有中心孔(40)，在该中心孔(40)中合适地接纳型芯(20)的端部(34)-该端部(34)包括凸缘(38)，从而凸缘(38)、和由此型芯(20)，可限定在压力板组件(32)中。压力板组件(32)布置在由环形外壳(44)限定的腔室(42)内，该环形外壳(44)与型芯支座支撑(24)相邻。
液压活塞和缸组件(45)安装成与外壳(44)相邻。在液压活塞和缸组件(45)中的活塞(46)被安装成用于沿着与型芯(20)的轴线同轴的方向的平移向前和向后纵向移动，并且抵靠压力板组件(32)的端面(47)。液压活塞和缸组件(45)的缸(48)包括液压腔室(50)，该液压腔室(50)具有用于连接到加压液压流体源(51)上的流体进口(52)，该加压液压流体源(51)包括液压压力装置(53)。
传感器(transducer)(54)安装在液压腔室(50)的壁(56)中，并且能够测量在液压腔室(50)中的液压流体的压力。
相应地，在液压腔室(50)中的液压流体可由液压压力装置(53)加压，并由此使液压活塞(46)在退出液压腔室(50)的方向上被推动。这又经压力板组件(32)，在向着进给喷嘴(4)进入空腔(10)的方向上向前推动型芯(20)，受到施加到型芯(20)上的向前压力，克服在空腔(10)中的任何反向压力。相反，当在空腔(10)中的注射压力将向后的力施加在型芯(20)上时-该向后的力大于作为在压力板组件(32)上施加液压力的结果而施加在型芯(20)上的向前力，型芯(20)在远离进给喷嘴(4)退出空腔(10)的方向被向后推动。
传感器(54)被用来连续地或定期地测量在液压腔室(50)中的液压流体的压力，并且这样的测量可用来提供液压压力和由此活塞(46)和型芯(20)的移动和位置的动态控制。以这种方式，型芯(20)相对于空腔(10)的位置被动态地控制，以便在注射模制过程期间保持在注射模具空腔(10)内的特定压力条件。
传感器(54)电气地连接到用于液压压力装置(53)的控制器(55)上。控制器(55)可以包括处理器，该处理器被选择性地编程为：操作液压压力装置(53)，从而贯穿注射模制循环保持在液压腔室(50)中的预定液压压力；和在注射模制循环内随时间改变液压压力，从而在循环内在任何特定阶段或时间处，提供特定液压压力，并由此提供对于型芯(20)沿其在空腔(10)内的轴线的特定纵向位置。
当型芯(20)抵靠注射材料向前移动时，由向供给喷嘴(4)供给熔融塑料材料的注射系统(未示出)保持的熔融压力增大，以平衡在模具空腔(10)内的增大压力。这使更多材料注射到空腔(10)中以帮助完全填充模具空腔(10)，或者如果空腔压力比在进给喷嘴(4)内的压力高，则材料的一些穿过浇口(5)和进给喷嘴(4)移动返回。
在使用中，注射模具(2)保持在关闭构造中-后板(6)和液压活塞和缸组件(45)的液压缸(48)布置在注射模制机的两个压板(57、58)之间。压板(57、58)贯穿整个注射模制过程朝向彼此被推压。这保持型芯支座(16)、颈部分裂件(14)及空腔板(8)接合在一起，直到注射材料在空腔(10)内已经足够地固化，以允许从中安全地取出注射模制物品。这通过空腔(10)的打开和在颈部分裂件(14)上支撑的注射模制物品的除去而实现，而在将来其形状或尺寸不会出现例如大于约5％的任何显著变化(例如，模制后收缩)。
图2是曲线图，示意表示图1的注射模具的操作。各种模具参数随时间的关系表示在单个注射模制循环的过程上。贯穿整个注射模制循环，注射模具被完全关闭，并且压板(57、58)贯穿整个注射模制过程在预定夹具压力下朝向彼此被推压。然而，允许型芯(20)在动态控制下移动，以改变空腔(10)的容积。
在时刻F1处，注射模制循环开始。
在第一阶段中，材料以恒定体积速率注射过浇口(4)，该恒定体积速率由在图2中表示的线性增大的材料体积排出量代表。在浇口(4)中，材料被保持在恒定机器注射压力下，该恒定机器注射压力由线性水平机器注射压力代表。当材料注射过浇口(4)时，建立作用在型芯的自由端(22)上的压力，在图2中标识为型芯压力。这个型芯压力由传感器(54)经液压活塞和缸组件(45)探测。传感器(54)然后起作用以输出压力信号，该压力信号由控制器(55)用来控制液压活塞和缸组件(45)的操作，并且由此控制型芯(20)的位置，并且因此控制在型芯(20)与浇口(4)之间的区域中作用在自由型芯(20)上的压力。大体上紧在时刻F1之后，型芯(20)远离浇口(4)被向后移动，并且型芯位置表示在图2中(在原点处的0％值代表型芯充分向前，并且在纵坐标上的100％值代表型芯充分向后)。对应地，当型芯(20)远离浇口(4)向后移动时型芯压力下降，因为型芯(20)的向后移动倾向于降低型芯压力。
在所示的实施例中，第一阶段在时刻FX处终止，当空腔仅部分地填充有注射材料、并且典型地空腔是至少约70％满时，型芯压力达到其最小值，并且型芯(20)被定位在其远离浇口(4)的最向后位置处。要注意，型芯只需移动返回，以足以保持空腔压力，并且它绝不可能到达其向后机械极限。典型地，在注射装置附近的模具空腔的区域处，型芯移动远离浇口，从而以一个系数改变它们之间的间隔距离，该系数是当模具空腔具有其最小容积时的间隔距离的宽度的至少两倍。更优选地，对于型坯，间隔距离以一个系数被改变，该系数是当模具空腔具有最小容积时的间隔距离的宽度的5至15倍，最优选地10倍。然后，在第二阶段中，随着材料继续以相同的恒定体积速率注射过浇口(4)，型芯压力增大，并且型芯(20)向浇口(4)向前移动。在时刻F2处，材料进入空腔的注射以及第二阶段被终止。在这时，与形成希望型芯的100％量相比，空腔已经被注射材料过度地填充。典型地，过度填充量是从2至10％，更典型地约5％。在时刻F2处，在型芯(20)仍然比其最后模制位置向后偏离，但与在时刻FX处的位置相比，在中间位置处。
此后，在注射模制循环的末尾，在从时刻F2至时刻F3的时段内的最后第三阶段中，型芯(20)继续向前向其最后模制位置移动，并且型芯压力继续对应地增大，在该时间期间，机器注射压力仍然保持恒定。当空腔仍然被过度填充时型芯(20)的这样的继续移动使注射材料在空腔(10)中在机器注射压力下被压实，并且也使过多材料穿过浇口(4)被推回。在时刻F3处，空腔被100％填充，并且型芯(20)返回到其初始位置处。
从图2可以看到，型芯压力被控制成，对于注射模制循环的大部分时段，型芯压力小于机器注射压力。这意味着，在生成注射模制型坯中，由注射模制过程生成的是低残余应力。而且，在型芯已经停止移动之后，也无需进行单独的压实循环。在F2与F3之间的注射模制循环的最后阶段-在该阶段中消除空腔过度填充，随着型芯移动返回其最后位置，引起材料的所需压实。通过提供在注射模制循环的尾段被消除的空腔过度填充，避免了对于待被注射的材料的预定计量剂量的需要，并因此避免对于在注射模制设备中提供计量系统、或“注射坩埚”的需要。在最终型坯中存在的要求材料量通过型芯的移动而被控制，而型芯的移动又由来自传感器的压力信号来控制。
在图2中，各种参数仅作为例子被定性地表示，因为它们随模具不同而变化，并且取决于所生产的具体物品，并取决于材料、结构及工艺参数。然而，在型芯压力与机器注射压力、和型芯位置、以及材料体积排出量之间所示的一般原理，总体地应用在本发明的方法中。
对于知晓注射模制方法和设备的技术人员而言，如何将这些一般原理应用于具体模具构造以使用这里公开的本发明的方法和注射模具来制造具体的注射模制物品，都是轻易而显明的。
在可选择实施例中，在第一阶段中，空腔可以填满或者甚至过度填充，从而填充范围在第一阶段中典型地从70至105％，并且第一阶段在时刻FX处终止，该时刻FX甚至可以对应于晚到当有过度填充时的时刻F2，并且通过将材料注射过浇口(4)的填充被终止-换句话说第二阶段可以省去，并且第一填充阶段可以直接实现过度填充，该第一填充阶段紧跟随有第三阶段，在该第三阶段中，空腔被过度填充，并且型芯通过向前移动返回其原始位置。
而且，在所示的实施例中，采用压力传感器形式的单个探测器。在可选择实施例中，可使用几个探测器，并且一个探测器用来控制压力，而其它探测器用来监视压力，或者可用所有探测器来控制和监视压力，并且控制器用来计算来自各个探测器的平均压力。
图3是穿过注射模具的示意横截面，该注射模具具有按照本发明第二实施例的可移动型芯，在该第二实施例中，注射模具(102)用来例如由聚烯烃，具体地说聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，注射模制圆柱形容器，例如油漆罐。
如对于第一实施例那样，待被模制的注射材料被注射过在注射模具(102)的第一后板(106)中的进给喷嘴(104)。空腔板(108)与第一后板(106)相邻，并且限定注射模具空腔(110)。进给喷嘴(104)的浇口(105)通到空腔(110)中。空腔板(8)形成空腔(110)的外表面(112)，该外表面(112)在使用中限定待被注射模制的物品的外形。
气动脱模环(115)和相邻的型芯支座(116)又与空腔板(108)相邻。型芯支座(116)具有中心孔(118)，在该中心孔(118)中，可滑动地接纳长形型芯(120)。长形型芯(120)可在与空腔(110)的轴线以及进给喷嘴(104)同轴的纵向方向上平移，以改变型芯(120)的自由端(122)离进给喷嘴(104)的距离。型芯支座(116)被接纳在环形型芯支座支撑(124)内。气动脱模环(115)以已知方式可被致动，以在模具已经开始打开之后将模制容器推离型芯(120)。
液压活塞和缸组件(145)安装成与型芯支座支撑(124)相邻。两个纵向隔开的活塞(146a、146b)配合到远离自由端(122)的型芯(120)的端部(134)上，该自由端(122)在空腔(110)内。活塞(146a、146b)相对于型芯(120)例如由螺栓轴向固定，从而压力活塞(146a、146b)的纵向移动对应地引起型芯(120)在空腔(110)内的纵向移动。在液压活塞和缸组件(145)中的两个纵向隔开的活塞(146a、146b)被安装以在沿与型芯(120)的轴线同轴的方向上的平移向前和向后纵向移动。每个活塞(146a、146b)包括外部环形部分(147a、147b)，该外部环形部分(147a、147b)被接纳在液压活塞和缸组件(145)的缸部分(148)的相应液压腔室(150a、150b)内。每个液压腔室(150a、150b)具有在相应活塞(146a、146b)的一侧上的第一流体进口(152a、152b)和在相应活塞(146a、146b)的另一侧上的第二流体进口(153a、153b)，用于经相应第一或第二共用导管(155a、155b)相应地连接到加压液压流体源(未示出)上，该加压液压流体源包括液压压力装置(未示出)。
传感器(154)安装在最后侧的液压腔室(150a)的壁(156)中，该壁(156)是第二后板(157)的一部分，该传感器(154)能够测量在液压腔室(150a)中的液压流体的压力。
相应地，类似于第一实施例，在液压腔室(150a、150b)中的液压流体可由液压压力装置加压，并且可在第一和第二流体进口(152a、152b)之间形成压差，并且由此通常选择性地使液压活塞(146a、146b)在沿相应液压腔室(150a、150b)的向前方向上被推动。这又在向着进给喷嘴(104)进入空腔(110)的方向上向前推动型芯(120)。相反，当在第一和第二流体进口(152a、152b)之间的压差和/或在空腔(110)中的注射压力将向后的力施加在型芯(120)上时-该向后的力大于作为在液压活塞(146a、146b)上的施加液压压力的结果在型芯(120)上的向前力，在远离进给喷嘴(104)退出空腔(110)的方向上向后推动型芯(120)。
如对于第一实施例那样，传感器(154)被用来连续地或定期地测量在液压腔室(150a)中的液压流体的压力，并且这样的测量可用来提供液压压力以及由此型芯(120)的移动和位置的动态控制。以这种方式，型芯(120)相对于空腔(110)的位置被动态地控制，以便在注射模制过程期间保持在注射模具空腔(110)内的特定压力条件。
在用来制造具有薄壁基础的容器的这个实施例中-该薄壁基础可以薄到0.3mm，典型地，在注射装置附近的模具空腔的区域处，型芯远离浇口移动，从而以一个系数改变它们之间的间隔距离，该系数是当模具空腔具有其最小容积时的间隔距离的宽度的至少两倍。更优选地，对于容器，间隔距离被改变的系数是当模具空腔具有最小容积时的间隔距离的宽度的2至10倍。
在这个实施例中，多个纵向隔开的活塞(146a、146b)的供给提供特定技术优点，作为用于型芯的执行器的由液压活塞和缸组件施加在型芯上的力可增大，而不用增大执行器的直径。这减小执行器的径向尺寸，并因此减小模具的径向尺寸。此外，执行器的附加长度可增大执行器和对应移动模具部分的径向刚度，部分作为增大的支座长度的结果，该增大的支座长度倾向于减小型芯的任何偶然径向挠曲。如这里讨论的那样，型芯挠曲对于已知模具而言是个问题，并且因为型芯仅当模具完全关闭时才被移动，本发明不仅提供一种固有地提供改进模具对中的模具结构，而且也提供这样一种模具结构：其中型芯执行器具有很高的固有刚度，进一步减少在注射模制过程期间与型芯的非对中相关联的潜在问题。
另外，总体而言，按照本发明，当型芯被关闭时，用来移动可移动模具部分(即，型芯、型芯垫盘、或空腔壁)的执行器布置在模具中，并且可关于移动方向纵向对准。这可允许用于移动部分的支座长度大于已知模具的相应长度，例如型芯支座长度是型芯直径的至少3倍，更优选地至少5倍，这又可为型芯提供非常高的径向刚度，这倾向于减小在注射模制过程期间型芯的任何偶然非对中。
图4是穿过注射模具的示意横截面，该注射模具具有按照本发明第三实施例的可移动型芯部分，在该第三实施例中，注射模具(202)用来例如由聚烯烃，具体地说聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，注射模制圆柱形容器，例如油漆罐。
注射模具(202)与第二实施例相比在两个主要方面被修改。
第一，型芯(220)的大部分被固定，与型芯板(208)成整体，并且只有与进给喷嘴(204)相对的型芯(220)的自由端(222)的呈现垫盘(224)形式的中心部分是纵向可移动的，以改变在型芯(220)与空腔板(221)之间限定的注射模具空腔(210)的大小。垫盘(224)具有纵向延伸部(226)，该纵向延伸部(226)向着液压活塞和缸组件(245)向后延伸通过型芯(220)的中心孔(228)。
第二，液压活塞和缸组件(245)的单个活塞(246)配合到纵向延伸部(226)的后端部(234)上。活塞(246)相对于纵向延伸部(226)被轴向固定，例如通过与其成为整体，从而活塞(246)的纵向移动对应地引起垫盘(224)在空腔(210)内的纵向移动。活塞(246)包括外部环形部分(247)，该外部环形部分(247)被接纳在液压活塞和缸组件(245)的缸部分(248)的液压腔室(250)内。液压腔室(250)具有在活塞(246)的一侧上的第一流体进口(252)和在活塞(246)的另一侧上的第二流体进口(253)，用来相应连接到加压液压流体源(未示出)上，该加压液压流体源包括液压压力装置(未示出)。
传感器(254)安装在液压腔室(250)的壁(256)中，并且能够测量在液压腔室(250)中的液压流体的压力。
相应地，类似于第一和第二实施例，在液压腔室(250)中的液压流体可由液压压力装置加压，并且由此选择性地使液压活塞(246)在沿液压腔室(250)的向前方向上被推动。这又在向着进给喷嘴(204)进入空腔(210)的方向上向前推动型芯(220)的垫盘(224)。相反，当在第一和第二流体进口(252、253)之间的压差和/或在空腔(210)中的注射压力将向后的力施加在型芯(220)的垫盘(224)上时-该向后的力大于作为在液压活塞(246)上的施加液压压力的结果在型芯(220)的垫盘(224)上的向前力，在远离进给喷嘴(204)退出空腔(210)的方向上向后推动型芯(220)的垫盘(224)。
如对于第一和第二实施例那样，传感器(254)被用来连续地或定期地测量在液压腔室(250)中的液压流体的压力，并且这样的测量可用来提供对于液压压力和由此型芯(220)的垫盘(224)的移动和位置的动态控制。以这种方式，型芯(220)的垫盘(224)相对于空腔(210)的位置被动态地控制，以便在注射模制过程期间保持在注射模具空腔(210)内的特定压力条件。
图5是穿过注射模具的示意横截面，该注射模具具有按照本发明第四实施例的可移动型芯部分，在该第四实施例中，注射模具(302)用来例如由聚烯烃，具体地说聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，注射模制圆柱形容器，例如油漆罐。
注射模具(302)与第三实施例相比通过在型芯内、和在可移动型芯垫盘内提供进给喷嘴被修改，从而注射模具(302)可被用在包括模具内加标签(IML)的注射模制过程中。
型芯(320)的大部分被固定，与型芯板(308)成整体，并且只有型芯(320)的自由端(322)的呈现垫盘(324)形式的中心部分是纵向可移动的，以改变注射模具空腔(310)的容积。垫盘(324)被安装在多个纵向臂(326)上，这些纵向臂(326)向着液压活塞和缸组件(345)向后以可滑动方式穿过型芯(320)延伸。
进给喷嘴(304)穿过后板(306)、穿过型芯(320)并穿过垫盘(324)延伸。垫盘(324)可沿着进给喷嘴(304)滑动。进给喷嘴(304)通到在空腔板(321)与型芯(320)之间的限定的空腔(310)中。
液压活塞和缸组件(345)的活塞(346)配合到纵向臂(326)的后端部(334)上。活塞(346)相对于纵向臂(326)被轴向固定，从而活塞(346)的纵向移动对应地引起垫盘(324)在空腔(310)内的纵向移动。活塞(346)是环形本体(347)，该环形本体(347)被接纳在液压活塞和缸组件(345)的缸部分(348)的液压腔室(350)内。液压腔室(350)具有在活塞(346)的一侧上的第一流体进口(352)和在活塞(346)的另一侧上的第二流体进口(353)，用来相应连接到加压液压流体源(未示出)上，该加压液压流体源包括液压压力装置(未示出)。
传感器(354)安装在液压腔室(350)的壁(356)中，并且能够测量在液压腔室(350)中的液压流体的压力。
相应地，类似于第一、第二及第三实施例，在液压腔室(350)中的液压流体可由液压压力装置加压，并且由此选择性地使液压活塞(346)在沿液压腔室(350)的向前方向上被推动。这又在进入空腔(310)的方向上向前推动型芯(320)的垫盘(324)。相反，当在第一和第二流体进口(352、353)之间的压差和/或在空腔(310)中的注射压力将向后的力施加在型芯(320)的垫盘(324)上时-该向后的力大于作为在液压活塞(346)上的施加液压压力的结果在型芯(320)的垫盘(324)上的向前力，在退出空腔(310)的方向上向后推动型芯(320)的垫盘(324)。
如对于以前实施例那样，传感器(354)被用来连续地或定期地测量在液压腔室(350)中的液压流体的压力，并且这样的测量可用来提供对于液压压力以及由此型芯(320)的垫盘(324)的移动和位置的动态控制。以这种方式，型芯(320)的垫盘(324)相对于空腔(310)的位置被动态地控制，以便在注射模制过程期间保持在注射模具空腔(310)内的特定压力条件。
图6是穿过注射模具的示意横截面，该注射模具具有按照本发明第五实施例的可移动空腔部分，在该第五实施例中，注射模具(402)用来例如由聚烯烃，具体地说聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，注射模制圆柱形容器，例如油漆罐。
注射模具(402)与第四实施例相比通过提供固定型芯、和可移动空腔板而被修改。换句话说，作为如在以前实施例中那样提供可移动型芯或垫盘以及固定空腔的取代，型芯被固定，而空腔是可移动的。
型芯(420)被固定，与型芯板(422)配对或成整体，并且进给喷嘴(404)穿过后板(406)并且穿过型芯(420)延伸。进给喷嘴(404)通到空腔(410)中。
可移动空腔部分(409)围绕型芯(420)，并且是纵向可移动的，以改变注射模具空腔(410)的大小。可移动空腔部分(409)被可滑动地安装在固定空腔板(408)中。
可移动空腔部分(409)的延伸部(411)连接到液压活塞和缸组件(445)的活塞(446)上。
活塞(446)相对于可移动空腔部分(409)被轴向固定，从而活塞(446)的纵向移动对应地引起可移动空腔部分(409)的纵向移动，以由此改变空腔(410)的容积。活塞(446)包括外部环形部分(447)，该外部环形部分(447)被接纳在液压活塞和缸组件(445)的缸部分(448)的液压腔室(450)内。液压腔室(450)具有在活塞(446)的一侧上的第一流体进口(452)和在活塞(446)的另一侧上的第二流体进口(453)，用来相应连接到加压液压流体源(未示出)上，该加压液压流体源包括液压压力装置(未示出)。
传感器(454)安装在液压腔室(450)的壁(456)中，并且能够测量在液压腔室(450)中的液压流体的压力。
相应地，类似于以前实施例，在液压腔室(450)中的液压流体可由液压压力装置加压，并且由此选择性地使液压活塞(446)在沿液压腔室(450)的向前或向后方向上被推动，从而通过可移动空腔部分(409)的对应移动改变空腔(410)的容积。
如对于以前实施例那样，传感器(454)被用来连续地或定期地测量在液压腔室(450)中的液压流体的压力，并且这样的测量可用来提供对于液压压力以及由此可移动空腔部分(409)的移动和位置的动态控制。以这种方式，可移动空腔部分(409)的位置、和由此空腔(410)的容积，被动态地控制，以便在注射模制过程期间保持在注射模具空腔(410)内的特定压力条件。
图7是穿过多空腔注射模具的示意横截面，每个空腔按照本发明第六实施例具有相应可移动型芯部分，在该第六实施例中，注射模具(502)用来例如由聚烯烃，具体地说聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，注射模制多个圆柱形容器，例如油漆罐。
注射模具(502)类似于通过在型芯内和在可移动型芯垫盘内提供进给喷嘴的第四实施例，从而注射模具(502)可被用在包括模具内加标签(IML)的注射模制过程中。提供两个(或更多个)模具空腔，这些模具空腔连接到共用进给系统上，并且连接到用来移动可移动型芯垫盘的共用液压活塞和缸组件上。
在每个模具空腔中，型芯(520)的大部分被固定，与型芯板(508)成整体，并且只有型芯(520)的自由端(522)的呈现垫盘(524)形式的中心部分是纵向可移动的，以改变相应注射模具空腔(510)的大小。垫盘(524)被安装在至少一个纵向臂(526)上，该纵向臂(526)向着液压活塞和缸组件(545)向后以可滑动方式穿过型芯(520)延伸。
在每个模具空腔中，相应进给喷嘴(504)从共用歧管板(550)穿过型芯(520)和穿过到垫盘(524)延伸。垫盘(524)可沿着进给喷嘴(504)滑动。进给喷嘴(504)通到空腔(510)中。共用热流道(runner)系统(552)连接到在共用歧管板(550)内的各进给喷嘴(504)上。
液压活塞和缸组件(545)的共用环形活塞(546)配合到纵向臂(526)的后端部(534)上。活塞(546)相对于纵向臂(526)被轴向固定，从而活塞(546)的纵向移动对应地引起两个垫盘(524)在相应空腔(510)内的纵向移动。活塞(546)是环形本体(547)，该环形本体(547)被接纳在液压活塞和缸组件(545)的缸部分(548)的液压腔室(550)内。液压腔室(550)具有在活塞(546)的一侧上的第一流体进口(552)和在活塞(546)的另一侧上的第二流体进口(553)，用来相应连接到加压液压流体源(未示出)上，该加压液压流体源包括液压压力装置(未示出)。
传感器(554)安装在液压腔室(550)的壁(556)中，并且能够测量在液压腔室(550)中的液压流体的压力。
相应地，类似于以前实施例，在液压腔室(550)中的液压流体可由液压压力装置加压，并且由此选择性地使液压活塞(546)在沿液压腔室(550)的向前方向上被推动。这又在进入空腔(510)的方向上向前推动相应型芯(520)的多个垫盘(524)。相反，当在第一和第二流体进口(552、553)之间的压差和/或在空腔(510)中的注射压力将向后的力施加在型芯(520)的垫盘(524)上时-该向后的力大于作为在液压活塞(546)上的施加液压压力的结果在型芯(520)的垫盘(524)上的向前力，在退出相应空腔(510)的方向上向后推动型芯(520)的垫盘(524)。
如对于以前实施例那样，传感器(554)被用来连续地或定期地测量在液压腔室(550)中的液压流体的压力，并且这样的测量可用来提供对于液压压力以及由此型芯(520)的垫盘(524)的移动和位置的动态控制。以这种方式，各型芯(520)的垫盘(524)相对于空腔(310)的位置被共同地、动态地控制，以便在注射模制过程期间保持在注射模具空腔(510)内的特定压力条件。对于多空腔注射模具，不仅提供共用热流道系统(552)，而且也为多个空腔提供用来控制空腔容积和空腔压力的共用液压系统。
图8是穿过注射模具(602)的示意横截面，该注射模具(602)具有按照本发明第七实施例的可移动空腔部分。这提供非常成本有效的并且设计良好的注射模具，该注射模具在使用中在升高温度下具有相对移动部分。
模具(602)具有固定的型芯(620)，该型芯(620)与型芯板(622)成整体，并且进给喷嘴(604)穿过型芯板(622)并且穿过型芯(620)延伸。进给喷嘴(604)通到空腔(610)中。喷嘴(604)连接到机器切断喷嘴(660)上。切断喷嘴(660)包括切断销(667)，该切断销(667)可选择性地关闭喷嘴(660)。当喷嘴(660)被切断时，这允许机器旋回而无需施加压力。喷嘴切断销(667)由注射模制机通过滑动切断销(667)被致动，该滑动切断销(667)向前切断流动并且向后打开。这通常由液压执行器(未示出)进行，该液压执行器安装在注射单元下面并且使用杆或缆索拉动杠杆，该杠杆又使切断销(667)移动。
可移动空腔部分(609)围绕型芯(620)，并且是纵向可移动的，以打开和关闭注射模具空腔(610)。可往复移动空腔基础(611)被可滑动地安装在可移动空腔部分(609)中，并且连接到液压活塞和缸组件(645)的活塞(646)上。基础(611)具有向着型芯(620)的端部模制正面(613)取向的模制正面(612)。基础(611)在液压活塞和缸组件(645)的缸部分(648)中的环形支座(614)内移动。
活塞(646)布置成，当模具(602)通过型芯板(622)和可移动空腔部分(609)的配对被关闭时，活塞(646)的纵向移动对应地引起基础(611)的纵向移动，以由此改变空腔(610)的容积。活塞(646)包括外部环形部分(647)，该外部环形部分(647)被接纳在液压活塞和缸组件(645)的缸部分(648)的液压腔室(650)内。液压腔室(650)在远离空腔基础(611)的活塞(646)侧上具有流体进口(652)，用来连接到加压液压流体源(未示出)上，该加压液压流体源包括液压压力装置(未示出)。
在模具(602)的关闭之后在活塞(646)的控制下改变模具空腔(610)的基础部分(623)的容积的基础(611)的往复移动，与图4的实施例的可移动空腔部分(409)的往复移动相类似。
对于本领域的技术人员显然的是，当施加热量时，注射模具的紧密配合各金属部分经受膨胀。热量来自于熔融热塑性材料，该熔融热塑性材料在空腔部分移动之前被注射到模具中。这个热量源使空腔部分膨胀，这又会减小工作间隙。这可能引起移动部分卡住，并因此要求昂贵的修理工作。
图8的实施例提供一种良好的工程解决方案，以将与移动部分相关的所有模具部分都保持在相同温度下。这通过使空腔基础(611)的一个区域移动、并通过使熔融材料注射过型芯(620)而容易地实现。这是因为围绕空腔基础(611)的区域的质量和体积相当大，并且可以供对于本领域技术人员已知的多个冷却通道(未示出)和其它冷却装置(未示出)之用。
在型芯垫盘在型芯的端部内移动的情况下，如在图4、5及7的实施例中描述的那样，例如，容易冷却垫盘，但难以冷却围绕垫盘的狭窄区域。这意味着，垫盘直径需要最小化，以使足够的厚度供冷却通道和其它冷却装置之用。这可损害工艺，因为显然，垫盘越大，在压缩期间流动限制将越小。这是因为排出材料较靠近容器侧壁。
因此，如在图8的实施例中描述的那样，将空腔基础垫盘移动与在空腔侧壁的内侧相同、或几乎相同的宽度(它对于当正在制造圆形容器时使用的环形垫盘而言是直径)，对于实现较高热量除去和温度平衡是优选的。
这种结构的另一个优点，如在图8的实施例中描述的那样，是克服支撑沉重型芯的工程问题，如对于较大容器制造所使用的沉重型芯。为制造20升的桶的型芯具有近似1.5吨的悬伸重量。在过程期间当型芯移动时支撑这个重量，以减小支座磨损，是重要的工程问题。明显的解决方案是近似5倍(5x)直径的长支座，该长支座又延长型芯的非悬伸长度，并且起平衡配重的作用。然而，这急剧地增加在模制机的移动压板上的悬伸重量。它也增加在各机器压板之间所需的空隙，超越适当夹具吨位的当前机器的空隙。可行的是，从机器系杆或机器台架添加用于型芯、或模具的支撑，但这添加成本，并且将使模具机器特定化。这些问题通过具有在图8的实施例中的固定型芯而得以避免。
在图8的实施例中所描述的模具的进一步优点是，型芯(620)相对于空腔(610)不移动。这当注射模制容器在侧面有孔，如洗衣滚筒，或具有把手附件和/或夯具明显特征(tamper evident features)，或者例如，物品是具有“撕裂”带的碳酸软饮料外罩时，特别便利，这些特征需要型芯和空腔以遮住它们的表面。
在图8的这个实施例中，起用来控制可往复移动空腔基础(611)的移动的作用的液压活塞和缸组件(645)，与用于活塞和缸组件(645)的液压系统的较简单控制系统一道使用。没有采用压力探测器。活塞(646)的移动由开关(690)控制，当空腔基础(611)已经移动返回足以允许足够的材料流入空腔(610)中时，该开关(690)被致动。这在相接续的各阶段中起简单双压力系统的作用。
在第一阶段中，当材料被注射到空腔(610)中时，低液压压力，作为退回力，施加到活塞(646)上，向型芯(620)推动活塞(646)，并因此推动空腔基础(611)。这是要控制进来材料的流动，并且阻止空腔基础(611)移动返回太快而引起气体夹带和喷射。机械压缩弹簧(669)(例如，螺旋压缩弹簧)安装在活塞(646)的前部上，并且被偏置压靠缸部分(648)。机械压缩弹簧(669)起保证实现最小阈值以上的低液压压力的作用，因为否则太低的液压压力，例如小于10bar，由于在液压控制阀中，来自粘滞液压流体的阻力存在，非常难以控制。可以可选择地使用其它弹簧偏置力结构和方法，如气体弹簧或空气缸(一个或多个)、或克服液压力推动的执行器，当高压力开始时，这些执行器被停止。
当足够的塑料材料已经进入空腔(610)中时，活塞(646)以及因此空腔基础(611)已经移动返回给定距离，开关(690)被机械地触发。开关(690)将液压活塞和缸组件(645)切换到第二阶段中，在该第二阶段中，作为向前力的高液压压力施加在相反方向上，以向前推动空腔基础(611)。开关(690)可以具有可调节位置，从而可容易地调节在第一与第二阶段之间的切换。
在这里较早公开的实施例中-其中空腔容积通过探测和控制在空腔内的压力而被控制，通过控制压力可容易地控制各模具部分的移动速率。然而，在这个实施例中-其中系统和方法通过使用一个液压供给源和一个探测模具部分移动的开关被简化，希望的是，防止空腔/型芯在初始阶段中以太高的退回速度向后发射。
熔融材料的前边缘(熔体前部)需要保持与模具的两侧相接触。如果熔体前部太稠，则它将具有圆形前边缘，该圆形前边缘将碰撞空腔侧壁，并且在它下面、在空腔的底部角部中捕获气体。这然后在压缩下将爆发(diesel)，并且使黑色“烟雾”燃烧标记产生在模制件的侧面上。另一个问题是喷射，这当在浇口处控制注射的压力不足时发生。材料会不受控制地以高速度喷射过浇口，在模制件的底部留下蛇状标记。材料需要通过浇口，抵靠型芯/空腔移动部分，从而它保持与周围表面相接触。如果在浇口与型芯/空腔部分之间的间隙被固定，那么靠近浇口的区域需要被控制。
熔体前部的投影区域随它跨过型芯和空腔基础部分流动而增加，并因此来自抵靠这些部分施加的流动熔体的液压力增加。这就是为什么所述方法要求开始于初始向后移动，该初始向后移动在实际中由低反作用压力实现。机械弹簧(669)帮助以受控方式实现希望的低反作用压力，从而反作用压力控制成很低，但在最小阈值以上，因为不可能在非常低的压力下控制在系统中使用的液压流体。相应地，液压活塞(646)-它抵靠空腔基础(611)施加压缩力，具有由弹簧(669)施加到其前表面(671)上的“弹回”偏置力，以推动空腔基础(611)远离型芯(620)，但事实上，弹簧(669)的主要任务是，将在活塞(646)的后部(673)上的油压力升高到最小可控水平。
类似控制系统，代替压力传感器，可选择性地用于这里公开的其它实施例的任一个。
在高速注射模制中已知的是，在模具已经完全关闭之前注射塑性树脂，或者，如因为安全原因由机器制造商优选的那样，可在当施加锁定力时进行注射。本发明本实施例的模具可以被利用，从而通过在模具正在关闭时但在模具已经完全关闭之前允许注射开始，从这种技术的循环时间节省中受益。然而，在压缩开始之前，在模具上的锁定力需要已经建立最小足够的力。否则来自注射树脂的压缩力可能克服机器锁定力，从而留下具有不希望厚的基础的模制容器。
为了避免疑问，应该理解，所示的实施例的各种特征可被互换地使用，并且使用来自两个或更多不同实施例的一个或多个组合特征，可以提供本发明的其它实施例。
本发明的注射模制方法使用这里称作可变排出量模制(VariableDisplacement Moulding)(VDM)的新技术。该方法能够实现用来加工热塑性材料的能够制造例如容器、外罩及盖的简单技术。注射模制产品是空心物品，该空心物品具有基础和从其延伸的侧壁。物品可以具有任何横截面形状，例如它们关于转动轴线可以是圆的，物品关于该转动轴线是大体旋转对称的(例如，用于以后吹塑成形以形成容器型坯，该容器如：瓶子，它除在颈部成品上的螺纹之外是旋转对称的；或桶，它除两个相对把手固定件之外是旋转对称的)。可选择地，物品可以具有非圆形横截面，例如正方形、椭圆形、矩形，并且/或者可以没有对称性。
所述方法可使用任何标准注射模制机。注射模具设计包括可移动部分，如以上讨论的那样，但否则采用最常规的模具设计和构造。存在用来改变模具位移的简单机构，例如液压系统。控制器提供智能控制系统，以优化注射模制过程，具体地说通过使在空腔内的残余应力和熔体压力最小。本发明的实施例可典型地提供对于移动垫盘大约20％和对于移动型芯或空腔50％的L/T比的改进，这种改进幅度根据注射模制物品的几何形状的不同而不同，并且提供大约25％至50％的空腔填充压力减小。
可变排出量模制方法与常规注射模制不同，因为它允许材料更自由地流入空腔中，因此减小压力、温度及应力。
可变排出量模制方法与注射压缩模制和顺序注射压缩模制的不同之处还在于，因为它不使用使材料贯穿空腔流动的注射模制机的夹具力，它也不需要精确剂量测定的注射重量、阀门热流道或外部引导系统。
在可变排出量模制方法的优选实施例中，型芯的至少一部分允许克服受控力远离进来的塑料材料而移动，或者可选择地，空腔基础壁的一部分允许在穿过型芯进给材料的情况下移动。在每种情况下，这在填充阶段的开始期间减小在浇口区域中的压力。在填充阶段结束(当材料的流动慢下时)并且较低压力压实阶段开始时，型芯、或型芯部分、或空腔壁部分，由执行器强迫向前，这也有助于保持压实压力。
当将型芯部分或空腔基础壁部分移动返回时，会存在表皮抵靠由滑动部分留下的暴露侧壁表面固化的趋势。为了减轻这种外观问题，希望的是，具有大面积的移动部分并且使移动部分的行程距离最小。为了进一步减小表皮厚度，希望的是，缩短在填充阶段开始与当移动部分已经完成其向前行程之间的时间。理想时间是当在填充阶段的结束处进料流动的速度减小时。由于没有相对浇口的流动限制，可以使可变排出量模制方法的填充阶段比常规注射模制短得多，并所以接触时间将较短而且因此表皮将较薄。
填充阶段的最后部分，或在保持阶段期间，移动部分返回其向前位置。这可通过允许材料穿过浇口返回而加以协助。由于移动部分只是型芯、或空腔基础的一定比例的部分，所以与移动整个型芯或空腔基础相比，将它移动到其端部位置所需要的力较小。这是因为其投影面积与整个型芯的投影面积相比被减小。由于通过退回移动部分留下的缸容积仅是完全填充空腔要求的总容量的大约25％，所以可使移动部分的行程最小。
施加到移动部分上的力需要足以克服保持压力而将移动部分向前移动，该保持压力典型地为150-kg/cm²。
想到的是，通常用于包装用途的常规注射模制机，对于本发明的这种可变排出量模制方法是理想的。
由于在型芯、或空腔基础中有移动部分，所以希望的是，具有非常紧密的公差、表面光洁度、及表面处理，以使在模制件的表面上的证示线或竖直飞边最小。这种有害外观的可能性无论如何会被减小，因为空腔压力比在常规注射模制工艺中的压力低。
在本发明的优选实施例中，液压执行器用来控制垫盘的行程，传感器放置在垫盘中(或在供油管中)以监视来自注射熔体的压力，并且设有供给控制单元以解释信息。比例阀安装在模具上或其附近，用以使得来自机器、或动力单元的液压油的供给压力恒定。当传感器检测到在设置值以上的压力升高时，液压缸压力被减小，以允许垫盘移动返回以增大流量。当填充压力变到减小的保持压力时，液压压力被增大，强迫垫盘向前和帮助顶出。如果使用阀门，则控制器在时间的最佳点处关闭它们。
对于多空腔用途，在本发明的优选实施例中，可以在每个垫盘中设置反馈到控制器的传感器。如此，或者可以控制个别执行器，并因此控制模具的压力平衡，或者可以计算平均值，并且控制单个执行器以驱动所有垫盘。也可行的是，如果需要，则与进入每个空腔的流量一致地个别控制阀门衬套。可变排出量模制有助于在多腔模具中材料流动的平衡。垫盘向前移动的计时可改变，但最佳的应该是紧在填充完成之前，增加垫盘力以帮助完成材料的流动。
本发明因此使用完全关闭的模具，并且控制可变空腔，例如通过控制型芯以与材料的进入流动相匹配。否则，如果型芯移动太慢，则在浇口区域中保持高压力，或者，如果型芯移动太快，可能引起空气夹带、重力影响、及由在材料通过浇口之后的压力降引起的气穴(在现有技术中称作喷射)。
可变排出量模制方法可使用连结到型芯上的液压缸、和测量注射压力的压力传感器。设有智能控制系统，以解释来自传感器的信息和控制型芯移动。型芯被允许在填充压力下移动返回，以将填充压力保持得尽可能低，并且然后当注射减慢时向前移动。这样，型芯保持对于材料的压力以及注射压力。
结果是以最小应力实现充分压实模制的最低填充压力。
本发明人相信，本发明能够在型坯和其它容器类型模制件中实现当今已知的最低应力水平。可以制造更长、更薄的型坯，而这些型坯的残余应力水平不会增高。本发明的低压力模制方法也可减少型芯移位问题。由于过压实(它可使型坯在模具打开时伸展)的取消，循环时间可短得多。
本发明的一个特别优点是，通过使用用于移动模具部分的执行器，具体地说活塞和缸组件形式的液压执行器，可允许模具移动部分具有非常高的速度。在注射模制中，熔体前部的向前速度与L/T比相关。对于具有长流动路径的非常薄的壁的模制件，要求熔体前部具有非常高的速度；否则熔体只能在模具空腔的侧面上固化，而熔融材料不能到达空腔的远端。按照本发明，驱动移动模具部分的执行器能够实现比常规注射模制机器可实现的高得多的熔体前部速度。使用可变排出量模制方法，执行器可被操作，例如当使用液压执行器时，液压流体的供给速率可被改变，以实现要求的任何熔体前部速度。使用按照本发明的执行器，有可能实现高达或甚至超过1000∶1的L/T，这对于已知注射模制技术而言是300％的改进，并且能够注射模制具有例如0.3mm厚度的壁，该厚度比在至今的可变商业注射模制过程中已经实现的更薄。
本发明的模具与现代型坯设计相一致，外加滑动型芯、液压缸、压力传感器及控制系统。型芯执行器可以是直接液压的，带有线性和压力传感器以允许控制器实现希望的压力分布。对于本领域的技术人员显然的是，可使用其它执行器，如电子、电气、或机电执行器、或用于较低压力用途的气动执行器。
在注射的结束处，希望在向前移动之前不让型芯暂停，因为它可能在模制件中引起抖动痕迹。型芯应该优选地用流体改变方向，并且在精确控制下向前移动。应该理想地应用速度减小的分布，以补偿材料的密度变化。
本发明的可变排出量模制方法可通过远离浇口移动型芯或型芯的一部分来控制填充压力。增大相对于浇口或靠近浇口的基础厚度，减小填充压力。
对于诸如PET型坯之类的非常高纵横比的物品，移动大体在最终基础厚度的10倍左右。相反，对于浅容器，它可能低至最终基础厚度的2至3倍。
这种后退移动用于两个目的，第一是减小流动长度与厚度比(长度对于厚度-L/T)，并且第二是降低填充压力。二者加以组合，可将填充压力降低约70％，这是由于减小阻力也使得注射时间大为缩短。
然而，在多空腔模具中平衡低压力填充较困难，因为热流道系统依靠阻力压力相平衡。因此，移动需要用反压力控制。反压力分布需要开始很高以平衡热流道压力，缓和以允许材料流动增加，并且然后在填充结束附近升高，以帮助贯穿模具空腔移动材料。对于单空腔模具，将没有对于高开始压力的需要。
预期每模具空腔不使用个别注射剂量控制，但除成本和复杂性之外，在本发明范围内没有将它们排除的原因。退回压力分布简单地与来自剂量测定系统的排出量相匹配。
当型芯、或型芯部分抵靠材料向前移动时，由机器保持的熔体压力增大，以平衡在模具空腔内的增大压力。这可起如下作用：或者添加更多材料，以帮助完全填充模具空腔；或者如果空腔压力峰值太高，则允许材料的一些穿过浇口移动返回。在任一方式中，机器调节最终模具空腔压力。
在使用注射剂量控制的场合，阀门适于切断来自模具空腔的返回流动。材料的注射剂量由剂量测定系统预先确定，并因此不由机器控制。
本发明的可变排出量模制方法通过调节基础壁截面以减小填充压力而可平衡进入模具空腔中的材料的流动，并且然后相对机器的注射压力平衡模具空腔压实压力。
模具空腔的填充通过允许较快注射时间而被改进，并且压实通过将向前速度和压力施加到模具空腔的大表面面积上而不是通过很小的浇口而被改进。
穿过浇口的小量返回流动可释放浇口应力。这是归因于在填充期间已经经受应力的材料的排出量。由于填充压力较低，浇口温度也可大幅度地降低；这可进一步降低模制应力，因为温度影响热塑性材料的晶体结构，引起脆性。
顶出流动端部的峰值填充压力可或者由型芯、或型芯部分的排出压力控制，或者由机器压力控制。
可行的是，切断来自执行器缸的液压流动，并且使用机器将压实压力增大到高于通过移动型芯而设置的压实压力。然而，这会大大地加大在浇口与流动端部之间的压差，并因此不是优选的。
优选方法是通过移动整个型芯而控制填充压力，因为这将压力施加在整个表面面积上，特别是在锥形容器中，其中存在遍及侧壁施加的压溃力。
折衷方案是垫盘方法(pad method)，其中型芯端部的大部分被移动，以产生最大可能环形并因此产生最小流动限制。当把手附件和夯具明显特征相对于型芯被遮挡时，这种方法是理想的。这也是用来制造外罩的优选方法，这些外罩具有用于夯具形迹的打孔裙部。
在模具通过型芯进给，以帮助模具内加标签(IML)的场合，必要的是，浇口区域被固定，并且允许垫盘绕它移动。因此，垫盘在中心具有孔，该孔具有绕浇口套配合的紧密公差。也可以以相同方式移动空腔、或其部分。
尽管已经详细描述了本发明的各种实施例，对于本领域的技术人员显然的是，可以采用落入在附属权利要求书所限定的本发明的范围内的对于注射模具和注射模制工艺的其它修改。