注射成型流量控制的裝置和方法
【專利說(shuō)明】注射成型流量控制的裝置和方法
[0001]分案申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)為申請(qǐng)?zhí)?01180040206.1、申請(qǐng)日2011年11月23日、題為“注射成型流量控制的裝置和方法”的分案申請(qǐng)。
[0003]相關(guān)申請(qǐng)
[0004]此申請(qǐng)要求于2011年4月14日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)申請(qǐng)第61/475340號(hào)和于2010年11月23日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)申請(qǐng)第61/416583號(hào)的優(yōu)先權(quán)，如在此全面闡述一樣，上述文獻(xiàn)的所有公開內(nèi)容通過(guò)引用在此全文并入。
[0005]如在此全面闡述一樣，以下文獻(xiàn)的所有公開內(nèi)容通過(guò)引用在此全文并入:美國(guó)專利5894025，美國(guó)專利6062840，美國(guó)專利6294122，美國(guó)專利6309208，美國(guó)專利6287107，美國(guó)專利6343921，美國(guó)專利6343922，美國(guó)專利6254377，美國(guó)專利6261075，美國(guó)專利6361300(7006)，美國(guó)專利6419870，美國(guó)專利6464909 (7031)，美國(guó)專利6599116，美國(guó)專利7234929 (7075US1)，美國(guó)專利 7419625 (7075US2)，美國(guó)專利 7569169 (7075US3)，于 2002 年8月8日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)10/214118 (7006)，美國(guó)專利7029268(7077 USl)，美國(guó)專利7270537 (7077US2)，美國(guó)專利7597828 (7077US3)，于2000年10月30日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)09/699856 (7056)，于2002年10月11日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)10/269927 (7031)，于2000年2月15日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)序列09/503832(7053)，于2000年9月7日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)09/656846 (7060)，于2001年12月3日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)10/006504 (7068)和于20021年3月19日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)10/101278 (7070)。
【背景技術(shù)】
[0006]注射成型系統(tǒng)現(xiàn)已發(fā)展至具有流量控制裝置，所述流量控制裝置在一個(gè)注塑周期內(nèi)控制閥銷的動(dòng)作，使閥銷移至上游或下游，以提高或降低液體材料的流量以使其符合于在此注塑周期內(nèi)流體流量的預(yù)定量，傳感器檢測(cè)流體材料的狀況或裝置的狀況，如銷的位置，并發(fā)出一個(gè)代表檢測(cè)到的狀況的信號(hào)到控制器所包含的一個(gè)程序，所述程序?qū)⒃撔盘?hào)作為一個(gè)變量輸入按照預(yù)定的設(shè)置來(lái)控制閥銷的動(dòng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所提供的一種在注塑裝置中完成注塑循環(huán)的方法包括；
[0008]歧管，所述歧管接收注射液體成型材料，歧管具有傳送通道用于將注射液體成型材料在注射壓力下傳送至型腔的第一澆口，
[0009]可驅(qū)動(dòng)地與閥銷互連的執(zhí)行器，所述閥銷具有沿著其驅(qū)動(dòng)路徑行進(jìn)的小端，所述驅(qū)動(dòng)路徑在第一位置、第二位置和第三位置之間延伸，在第一位置處，閥銷的小端阻塞澆口來(lái)阻止注射液體材料流入腔內(nèi)，第二個(gè)位置在第一位置的上游處，在此處閥銷的小端限制注射流體沿著至少驅(qū)動(dòng)路徑長(zhǎng)度的一部分的流量，驅(qū)動(dòng)路徑在第一位置和第二位置之間延伸，第三位置在第二位置的上游處，在此處注射流體材料不受來(lái)自所述銷的小端的限制自由流動(dòng)穿過(guò)第一澆口，
[0010]執(zhí)行器由閥系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，所述閥系統(tǒng)在初始位置、一個(gè)或更多中間驅(qū)動(dòng)速率位置和高驅(qū)動(dòng)速率位置之間可調(diào)，當(dāng)所述閥系統(tǒng)在一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置時(shí)執(zhí)行器以一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的中間行進(jìn)速率上行，且當(dāng)閥系統(tǒng)在高驅(qū)動(dòng)率位置時(shí)以一個(gè)比所述一個(gè)或多個(gè)中間行進(jìn)速率更高的行進(jìn)速率上行，
[0011]所述方法包括:
[0012]在第一位置和第二位置之間選擇行程的長(zhǎng)度，
[0013]在閥銷的小端處于第一位置且閥系統(tǒng)處于初始位置時(shí)開始一個(gè)注塑循環(huán)，
[0014]調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)以在一個(gè)或多個(gè)選定的中間驅(qū)動(dòng)速率位置運(yùn)行以驅(qū)動(dòng)閥銷的小端從第一位置至第二位置連續(xù)地上行，
[0015]檢測(cè)閥銷的位置來(lái)確定閥銷的小端何時(shí)達(dá)到第二位置，
[0016]當(dāng)在檢測(cè)的步驟中確定到閥銷的小端在到達(dá)第二位置時(shí)，調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)在高驅(qū)動(dòng)速率位置運(yùn)行以驅(qū)動(dòng)閥銷的小端在較高的行進(jìn)速率上連續(xù)上行。
[0017]調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)在一個(gè)或多個(gè)選定的中間驅(qū)動(dòng)速率位置運(yùn)行的步驟通常是在注射流體成型材料之前已通過(guò)另一個(gè)澆口被注入腔內(nèi)并且流體成型材料已經(jīng)經(jīng)過(guò)第一澆口流經(jīng)模腔之后開始。
[0018]調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)在一個(gè)或多個(gè)選定的中間驅(qū)動(dòng)速率位置上運(yùn)行的步驟通常包括調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)在單一的中間驅(qū)動(dòng)速率位置上運(yùn)行。閥系統(tǒng)的高驅(qū)動(dòng)速率位置以閥系統(tǒng)能夠驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的最大行程速率驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器。
[0019]閥系統(tǒng)通常與電氣信號(hào)發(fā)生裝置互連，所述電氣信號(hào)發(fā)生裝置運(yùn)行生成等級(jí)可控變化的電氣信號(hào)，閥系統(tǒng)在位置上是可調(diào)以增加驅(qū)動(dòng)流體的流量到一定程度，即與電氣信號(hào)發(fā)生裝置輸入至閥系統(tǒng)的電氣信號(hào)的等級(jí)成正比，調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)的步驟包括操作電氣信號(hào)發(fā)生裝置來(lái)調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)的位置。
[0020]閥系統(tǒng)的每一個(gè)開始、中間驅(qū)動(dòng)速率和高驅(qū)動(dòng)速率位置都有不同程度的開度，閥系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)流體以某一個(gè)速率驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器和閥銷，所述速率與閥系統(tǒng)的位置的開度近似成正比，一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置具有一定的開度，其小于高驅(qū)動(dòng)速率位置的開度。
[0021]在第一位置和第二位置之間沿驅(qū)動(dòng)路徑延伸的行程長(zhǎng)度最好選擇約I毫米至5毫米之間。
[0022]檢測(cè)步驟包括通過(guò)位置傳感器檢測(cè)閥銷的位置，所述位置傳感器自動(dòng)發(fā)送一個(gè)或多個(gè)代表閥銷小端位置的信號(hào)到控制裝置，所述控制裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)的位置以回應(yīng)從位置傳感器處收到的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。
[0023]控制裝置優(yōu)選地包括電氣信號(hào)發(fā)生裝置，所述設(shè)備運(yùn)行時(shí)生成等級(jí)可控變化的電氣信號(hào)，閥系統(tǒng)在位置上可調(diào)使其開度與電氣信號(hào)發(fā)生裝置輸入至閥系統(tǒng)的電氣信號(hào)的等級(jí)近似成正比，調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)的步驟包括操作電氣信號(hào)發(fā)生裝置可控地調(diào)節(jié)輸入到閥系統(tǒng)的電氣信號(hào)等級(jí)。
[0024]閥銷的小端最好沿著整個(gè)驅(qū)動(dòng)路徑的長(zhǎng)度限制注射流體的流量，所述驅(qū)動(dòng)路徑在第一位置和第二位置之間延伸。
[0025]在本發(fā)明的另一方面，其設(shè)置有控制從注塑機(jī)至型腔的液體成型材料的流量的裝置，所述裝置包括:
[0026]接收注射流體成型材料的歧管，所述歧管具有傳送通道，所述傳送通道傳送注射液體材料至通向型腔的第一澆口；
[0027]與閥銷互連的執(zhí)行器，所述閥銷具有沿一驅(qū)動(dòng)路徑行進(jìn)的小端，所述驅(qū)動(dòng)路徑在第一位置和第二位置之間延伸，在第一位置處閥銷的小端阻塞第一澆口以阻止注射流體材料流入腔內(nèi)，第二位置在第一位置的上游處，在此處閥銷的小端限制沿著至少所述驅(qū)動(dòng)路徑的長(zhǎng)度的一部分通過(guò)第一澆口的注射流體的流量，其中所述驅(qū)動(dòng)路徑在第一位置和第二位置之間延伸，在第二位置上游的第三位置處，注射流體材料沒(méi)有受到來(lái)自閥銷小端的限制自由流動(dòng)穿過(guò)所述第一澆口，
[0028]閥系統(tǒng)以一可控的行進(jìn)速率驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器和閥銷平移，閥系統(tǒng)在初始位置、一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置和高驅(qū)動(dòng)速率位置之間可調(diào)，當(dāng)閥系統(tǒng)位于一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置時(shí)執(zhí)行器在一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率上向上游移動(dòng)且當(dāng)閥系統(tǒng)位于高驅(qū)動(dòng)速率位置時(shí)以比一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率更高的驅(qū)動(dòng)速率上行；
[0029]位置傳感器和控制器，
[0030]位置傳感器檢測(cè)閥銷的位置并發(fā)送代表所述閥銷位置的信號(hào)到控制器；
[0031]控制器控制閥系統(tǒng)連續(xù)地向上游驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器和閥銷，由初始位置到第二位置到第三位置；
[0032]控制器包括有指令，控制閥系統(tǒng)從初始位置移動(dòng)至一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置，且隨后從一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置移動(dòng)至高驅(qū)動(dòng)速率位置，位置傳感器發(fā)出的信號(hào)由控制器接收，所述信號(hào)代表閥銷已到達(dá)第二位置。
[0033]這樣一種裝置，可進(jìn)一步包括與閥系統(tǒng)互連的電氣信號(hào)發(fā)生裝置，可控地驅(qū)動(dòng)閥系統(tǒng)選擇其開度，電氣信號(hào)發(fā)生裝置生成輸出等級(jí)可控變化的電氣信號(hào)，閥系統(tǒng)在開度上是可調(diào)的，所述開度與電氣信號(hào)的輸出等級(jí)近似成正比。
[0034]電氣信號(hào)發(fā)生裝置與控制器互連，控制器控制電氣信號(hào)發(fā)生裝置生成輸出等級(jí)可變的電氣信號(hào)，所述電氣信號(hào)的等級(jí)變化對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置的開度和閥系統(tǒng)的第三驅(qū)動(dòng)速率位置。
[0035]在其上注射材料的流量被限制的部分通常約占驅(qū)動(dòng)路徑的至少30%，典型地是至少約70%，并且可以是在第一位置和第二位置之間的驅(qū)動(dòng)路徑的整個(gè)長(zhǎng)度。第一位置和第二位置之間的驅(qū)動(dòng)路徑的長(zhǎng)度通常在大約I毫米至5毫米之間。
[0036]閥銷和執(zhí)行器通常以閥系統(tǒng)在高驅(qū)動(dòng)速率位置時(shí)所述閥系統(tǒng)能夠驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器上行的最大速率上行。對(duì)應(yīng)于閥系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)位置的最高速率，閥銷的行進(jìn)速率一般不超過(guò)對(duì)應(yīng)于高驅(qū)動(dòng)位置的閥銷行進(jìn)速率的75%。
[0037]閥系統(tǒng)的每一個(gè)位置都具有一個(gè)不同的開度，執(zhí)行器和閥銷以這樣一個(gè)速度被驅(qū)動(dòng)，即與閥系統(tǒng)位置的開度成正比，控制器控制電氣信號(hào)的產(chǎn)生，而電氣信號(hào)調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)至某一開度，所述開度與電氣信號(hào)的輸出等級(jí)成比例，控制器是可編程的，用以控制一個(gè)或多個(gè)第一電氣信號(hào)的產(chǎn)生，電氣信號(hào)具有一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的第一選定輸出等級(jí)以移動(dòng)閥系統(tǒng)至一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置，進(jìn)而在朝向上游的方向上以一個(gè)或多個(gè)第一速度驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器，當(dāng)控制器接收到位置傳感器傳來(lái)的指明閥銷的小端已到達(dá)第二位置的信號(hào)時(shí)，所述控制器被設(shè)置為控制產(chǎn)生第二電氣信號(hào)，所述第二電氣信號(hào)具有第二選定輸出等級(jí)，移動(dòng)閥系統(tǒng)至高驅(qū)動(dòng)速率位置并以第二速度驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行器，其中第二速度比一個(gè)或多個(gè)第一速度高。
[0038]閥系統(tǒng)被驅(qū)動(dòng)至與電氣信號(hào)的輸出程度近似成正比的開度。
[0039]本發(fā)明進(jìn)一步地提供了一種裝置，用于控制液體成型材料從注塑機(jī)到型腔的流量，所述裝置包括:
[0040]接收注射流體成型材料的歧管，所述歧管具有傳送通道，所述傳送通道傳送液體成型材料至通向所述型腔的澆口。
[0041]與閥銷互連的執(zhí)行器，所述閥銷具有一小端，所述執(zhí)行器沿一驅(qū)動(dòng)路徑驅(qū)動(dòng)閥銷上行，所述驅(qū)動(dòng)路徑位于一個(gè)下游澆口關(guān)閉的位置和一中間上游澆口打開的位置之間，所述下游澆口關(guān)閉的位置是這樣的一個(gè)位置，在此處所述閥銷的小端阻塞澆口以阻止液體材料流入型腔，所述中間上游澆口打開的位置為位于下游澆口關(guān)閉的位置和一完全開放的、所述中間上游澆口打開的位置的上游的行程末端位置之間的一個(gè)預(yù)定位置，在所述行程末端位置，液體成型材料以一最大速率流過(guò)澆口 ；
[0042]與執(zhí)行器互連的控制器，所述控制器至少部分地依據(jù)指令控制執(zhí)行器的移動(dòng)，所述指令控制執(zhí)行器在閥銷從下游澆口關(guān)閉的位置到中間上游澆口打開的位置的行進(jìn)過(guò)程中以一個(gè)或多個(gè)選定的中間速度驅(qū)動(dòng)閥銷連續(xù)地上行。
[0043]控制器還控制執(zhí)行器以一個(gè)或多個(gè)高于一個(gè)或多個(gè)選定的中間速度的速度從中間上游門打開位置到完全打開、行程位置的末端的上行移動(dòng)。
[0044]執(zhí)行器通常是由驅(qū)動(dòng)流體驅(qū)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)流體具有流入或流出執(zhí)行器的最大速率以此以朝向上游的最大速度來(lái)驅(qū)動(dòng)閥銷，通過(guò)選擇驅(qū)動(dòng)流體流向執(zhí)行器或從執(zhí)行器流出的流量選定所述一個(gè)或多個(gè)選定的速度，此流量是流量的最大值的一個(gè)選定的部分。所述