在氣體輔助注射模制工藝中用于生產(chǎn)元件的模制工具的制作方法
【專利說明】在氣體輔助注射模制工藝中用于生產(chǎn)元件的模制工具
[0001]本發(fā)明涉及在氣體輔助注射模制工藝中用于生產(chǎn)元件的模制工具，其包括:模腔，其內(nèi)壁翻印將要生產(chǎn)的元件的輪廓；模制裝置，采用其可以將塑料熔體引入模腔中；以及具有壓力氣體源的注射裝置，采用其可以將加壓氣體供應(yīng)至被引入模腔的塑料熔體，其中，塑料熔體壓靠模腔的內(nèi)壁。
[0002]在氣體輔助注射模制工藝中，首先，將塑煉的塑料熔體注射入模制工具的模腔中。隨后通過注射裝置將高壓氣體引導(dǎo)入塑料熔體中，其中，氣體在塑料熔體中形成氣泡，并且塑料熔體壓靠模腔的壁，且可能壓入模腔的分支區(qū)域中。通過這種方法，產(chǎn)生特別高質(zhì)量的表面。同時，可能節(jié)省材料與重量。
[0003]在打開用于提取生產(chǎn)的元件的模制工具之前，必須再次釋放產(chǎn)生用于注射氣體的高壓，以使得當從模制工具中移除元件時防止損害。已知注射裝置，其設(shè)計成環(huán)形間隙或液壓注射器，用于壓力建立與壓力釋放。
[0004]環(huán)形間隙注射裝置具有例如0.0lmm的非常小的間隙寬度的環(huán)形間隙。將用于空氣輔助注射模制工藝的氣體引入通過該非常窄的環(huán)形間隙，并且隨后再次釋放。環(huán)形間隙是這種小尺寸，以使得在注射模制工藝的過程中，注射入模腔的塑料熔體不能進入環(huán)形間隙。因此防止了過度注射。而且，這種環(huán)形間隙注射器以低投資成本、簡單操作與快速清潔而聞名。其劣勢在于，一方面，高的污染度，并且由此造成的相當可觀的清潔成本。而且，氣壓以相當不確定的方式建立，并且發(fā)生較慢的壓力釋放。由于通過環(huán)形間隙引入，因此塑料熔體的可再生開啟并不在任意時間實施。也不獲得自清潔效果。
[0005]在液壓注射器的情況下，液壓致動的汽缸驅(qū)動芯部進入塑料熔體內(nèi)。經(jīng)由芯部，加壓氣體隨后供應(yīng)入塑料熔體中，并且還再次釋放。在液壓注射器的情況下，氣體開口明顯大于環(huán)形間隙注射器的情況下的氣體開口。可再生壓力增大，以及具有較低氣壓損失的更快壓力釋放均是優(yōu)勢。還實現(xiàn)自清潔效果。其劣勢在于，塑料熔體可以進入液壓注射器的相對較大開口，也就是說，發(fā)生過度注射。而且，存在高投資成本、操作復(fù)雜，并且存在高清潔成本。
[0006]從所說明的現(xiàn)有技術(shù)開始，本發(fā)明基于提供介紹中提及的類型的模制工具的目的，使用其可實現(xiàn)所限定的壓力增大與快速的壓力釋放，同時，實現(xiàn)低風險的過度注射與低清潔成本。
[0007]本發(fā)明通過權(quán)利要求1的主題而實現(xiàn)該目的。在從屬權(quán)利要求、說明書與附圖中找到優(yōu)勢有益實施例。
[0008]本發(fā)明通過用于在氣體輔助注射模制工藝中生產(chǎn)元件的模制工具而實現(xiàn)該目的，包括:模腔，其內(nèi)壁翻印將要生產(chǎn)的元件的輪廓；模制裝置，采用其可以將塑料熔體引入模腔中；以及具有壓力氣體源的注射裝置，采用該注射裝置可以將加壓氣體供應(yīng)至被引入模腔的塑料熔體，借此，相對于模腔的內(nèi)壁擠壓塑料熔體，其中，注射裝置包括具有注射器頭的活塞，其中，在與模腔相連接的模制工具的通道中，在空閑位置與工作位置之間可移動地引導(dǎo)活塞，其中，注射器頭在空閑位置形成模腔的內(nèi)壁的一部分，并且其中，在活塞進入其操作位置的運動過程中，將注射器頭壓入包含在模腔中的塑料熔體中，以使得加壓氣體可以通過通道流入包含在模腔中的塑料熔體，其中，活塞由將要穿過通道供應(yīng)到塑料熔體中的氣體驅(qū)動而從空閑位置可運動至其操作位置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的模制工具具有本身已知的模制裝置，使用其將加壓的塑煉的塑料熔體注射入模制工具的模腔中。隨后，通過注射裝置將高壓氣體(例如300巴以上)注入塑料熔體中，其中，在塑料熔體中形成氣泡并且相對于模腔的壁擠壓塑料熔體。為此，注射裝置包括壓力氣體源，其提供高壓氣體。通過壓力氣體源可獲得的氣體可以例如是氮氣(N2)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，注射裝置包括具有注射器頭的活塞，其中，活塞可在模制工具的通道中移動，具體地在空閑位置與操作位置之間移動。在空閑位置中，注射器頭形成模腔的內(nèi)壁的一部分。在這種情況下，注射器頭可以尤其與模腔的包圍壁相齊平地終止。在空閑位置中，注射器頭關(guān)閉通道而抵抗塑料熔體的進入。只要活塞已移入其操作位置(在該位置中，注射頭位于塑料熔體內(nèi))，至通道的開口就被釋放。如果活塞從其空閑位置運動至其操作位置，則將注射器頭推入到包含在模腔中的塑料熔體中。根據(jù)本發(fā)明，通過高壓氣體而實現(xiàn)活塞從其空閑位置至其操作位置的運動，高壓氣體由壓力氣體源提供，并且待供應(yīng)入用于氣體輔助注射模制工藝的塑料熔體中?；钊谄洳僮魑恢脮r，該氣體可以穿過通道流動，該通道將活塞容納在包含在模腔中的塑料熔體中。根據(jù)本發(fā)明的尤其是具有注射器頭的活塞的注射裝置因而形成氣體驅(qū)動柱塞注射器。該柱塞注射器通過由氣體作用在活塞上的引導(dǎo)的沖擊開啟，并且在該過程中，其插入形成將要生產(chǎn)的元件的塑料熔體的塑料芯部中。因此，在周期中再生氣體工藝成為可能。如果經(jīng)由壓力氣體源施加足夠的氣壓，則根據(jù)本發(fā)明的注射裝置的活塞在該情況下僅從其空閑位置運動至其操作位置。因此，可靠地防止在活塞的操作位置中塑料熔體進入通道的可能性以及因此關(guān)閉的通道打開的可能性，其中，在活塞的操作位置中，注射器頭位于塑料熔體內(nèi)側(cè)。因此可靠地排除過度注射。因此，可以繼而選擇相對較大的開口用于將氣體供入塑料熔體中。這繼而使得在終止注射模制工藝之后限定的壓力增大與快速壓力釋放成為可能。這繼而減少必須的循環(huán)時間，并且可以實現(xiàn)增加的元件輸出。在終止氣體輔助注射模制工藝之后，將活塞移回至其空閑位置，并且開始新的循環(huán)。因此，確保了自清潔效果。減低尤其與清潔過程相關(guān)聯(lián)的維修成本。
[0011]本發(fā)明合并了以上針對現(xiàn)有技術(shù)而說明的傳統(tǒng)注射裝置的優(yōu)勢，然而，不重復(fù)產(chǎn)生相應(yīng)的缺點。因此，由于將注射器頭穿入或插入已經(jīng)冷卻的塑料熔體中，因此實現(xiàn)氣體供應(yīng)的可重復(fù)開啟。當引入氣體時，發(fā)生低的壓力損失與高的氣體產(chǎn)生。因此，實現(xiàn)高的過程可靠性，具體是質(zhì)量增加，以及增加的過程穩(wěn)定性，具體是拒絕的最小化。針狀注射器運動導(dǎo)致自清潔，并且降低由塑料熔體造成的注射器頭的關(guān)閉。結(jié)果是更低的維修成本與增加的效率。當模制工具開啟時，快速與簡單的清潔，還有組裝是可能的，其結(jié)果是增加機器效率。模制工具尤其是根據(jù)本發(fā)明的注射器頭具有低磨損性與長的維修循環(huán)，其結(jié)果是可以降低工具的維修成本。由于注射裝置僅通過施加的氣壓而開啟，因此較大程度避免了過度注射。簡單的機器操作隨后。而且，不存在對額外機器附件的需求，例如用于像液壓抽芯的液壓注射器的裝置、缸、限位開關(guān)等。降低投資成本，以及維修成本。
[0012]根據(jù)具體實際的實施例，活塞可以包括活塞桿，其承載注射器頭。隨后通道可以進一步包括容納活塞的第一部分以及容納活塞桿的第二部分，其中，第二部分的橫截面小于第一部分的橫截面。尤其，活塞可以在第一部分中在兩個止動表面之間移動。止動表面限定活塞的端部位置，尤其是其空閑位置與其操作位置。在該情況下，活塞尤其能夠以密封效果抵靠各自的止動表面，用于氣體的流過。在這些實施例中，注射器頭布置于活塞桿的背離活塞的端部上?；钊?、活塞桿與注射器頭可以設(shè)計成多片中的一片。在該情況下，通道的第二部分的橫截面小于活塞的橫截面。自然地，活塞桿的橫截面還小于容納活塞桿的第二部分的橫截