具有可调节行程长度的致动器装置的制作方法

本发明涉及一种用于注射模具的热流道系统的喷嘴致动器装置。该喷嘴致动器装置尤其适用于多腔热流道系统。

背景技术：

1、在注射成型的情况下，共同的任务是改变喷嘴致动器装置中的注射流体材料的最大流动横截面，以便影响注射成型过程。即，可能需要修改注射流体材料的最大流动横截面以影响工艺参数，例如工艺时间以及注射模制物件的质量和/或一致性。特别地，在具有多个喷嘴布置和多个阀销的多腔热流道系统中，其中可能需要相对于彼此调整各种阀销的流动横截面，这种修改可能非常复杂且耗时。

2、在实践中已知的流体操作的致动器装置中，通过在装置内部手动安装间隔件改变各个阀销的最大流动横截面，该间隔件限制阀销的行程长度。然而，为了安装间隔件，必须拆卸致动器装置，必须安装间隔件并且必须重新组装致动器装置。然后，对修改的结果进行测试，并且在许多情况下，必须添加额外的间隔件或者必须移除先前添加的间隔件，这再次需要对该装置进行拆卸和重新组装。具体地，但不仅在多腔热流道系统中，这是非常精细和耗时的。

3、本发明的目的是提供一种致动器装置，其具有改进的特性并克服了现有技术的至少一些缺点。

4、特别地，本发明的目的是提供一种克服上述缺点中的至少一个的致动器装置。

5、特别地，本发明的目的是提供一种优选地廉价的致动器装置，其能够容易地改变注射流体材料的流动横截面。

6、这些目的通过独立权利要求的主题实现。优选实施例和优选特征在从属权利要求和以下描述中指定。

技术实现思路

1、根据第一方面，本发明涉及一种用于注射模具的热流道系统的致动器装置，也称为喷嘴致动器装置。致动器装置是流体驱动的致动器装置，并且包括流体密封室和活塞，活塞可滑动地安装在流体密封室中并且在流体密封室内形成第一驱动室和第二驱动室。每个驱动室具有各自的流体流动口，用于选择性地对驱动室加压。

2、流体驱动的致动器装置包括与活塞互连并可与活塞一起移动的阀销。互连可以意味着阀销直接或间接地连接或安装到活塞上。

3、通过选择性地对第一驱动室或第二驱动室加压，活塞和阀销可沿着轴向行进的往复路径被驱动。轴向行程的往复路径具有可调节的行程长度，该行程长度在阀销和活塞的下游浇口关闭位置与阀销和活塞的可调节的最终上游浇口打开位置之间延伸，在下游浇口关闭位置，阀销阻止注射流体材料通过系统的浇口流到模具，在可调节的最终上游浇口打开位置，注射流体材料能够通过浇口流到模具。

4、流体驱动的致动器装置包括至少一个反作用机构，至少一个反作用机构被配置成向活塞施加反作用力，该反作用力抵消施加到活塞的恒定的上游运动力。反作用机构可以将反作用力直接施加到活塞上，或者例如经由阀销或装置的附加部件间接地施加到活塞上。特别地，反作用力可以是弹簧力或弹力或可变力。反作用力可以取决于反作用机构或其至少一部分的至少部分变形和/或偏转，或者根据反作用机构或其至少一部分的至少部分变形和/或偏转变化。反作用机构可以是至少部分弹性的反作用机构。

5、可调节的最终上游浇口打开位置由活塞和阀销的位置限定，或者换句话说，由活塞和阀销的位置确定，其中施加到活塞的反作用力等于由第二驱动室的加压引起的上游运动力。因此，通过选择性地设定第二驱动室的加压，可调节最终上游浇口打开位置是可调节的。

6、可调节的最终上游浇口打开位置也可被描述为上游浇口打开位置，其构成在相应考虑的配置(包括结构布置和施加的加压)中的相应的上游浇口完全打开位置。当在某一配置中施加到活塞的反作用力等于上游运动力时，活塞的上游移动被阻止，达到当时的上游浇口完全(或最大)打开位置。然而，当上游运动力增加时(通过增加加压)，最终上游浇口打开位置被改变，这构成了用于这种相应配置的当时的上游浇口完全打开位置。换句话说，最终上游浇口打开位置可构成某一整体配置(包括结构布置和施加的加压)的上游浇口完全打开位置，即使在改变加压时，致动器装置的相同结构配置可达到不同的上游浇口完全打开位置。

7、已知的现有技术的流体驱动的致动器装置仅具有固定的上游浇口完全打开位置，并因此具有仅能够通过装置的重新配置和结构适应而改变的固定的行程长度。与已知的现有技术的流体驱动的致动器装置相反，本发明的致动器装置具有可调节的最终上游浇口打开位置，并因此具有可调节的行程长度，该行程长度在装置的现有结构配置中已经是可调节的。换句话说，根据本发明，可调节的最终上游浇口打开位置以及因此可调节的行程长度是可调节的，而不改变结构配置。

8、调节行程长度引起对通过喷嘴的流动路径(即注射流体材料的流动横截面)的调节。增加最大行程长度导致在尖端插入件处的流动路径的环形表面在尖端插入件的内表面与阀销的外表面之间增加。最大行程长度分别导致流动路径的环形表面在尖端插入件处减小。

9、因此，本发明提供了一种简单且廉价的方案，用于调节致动器装置的行程长度，从而设定注射模制过程。特别地，鉴于具有关于多个阀销的高平衡要求的多腔热流道系统，本发明实现了简单且快速的调节方案。

10、由于致动器装置不需要拆卸，因此甚至在模具干燥期间也可以调节行程长度。

11、致动器装置可以包括单个反作用机构(单个反作用部件)或多于一个的反作用机构。特别地，致动器装置可以包括多于一个的相同类型或不同类型的反作用机构。

12、致动器装置可以被配置成使得对第一驱动室加压导致活塞和阀销移动到下游浇口关闭位置。这可以被称为下游移动。致动器装置可以被配置成对第二驱动室加压导致活塞和阀销移动到可调节的最终上游浇口打开位置(即，沿远离下游浇口关闭位置的方向移动)。这可以被称为上游移动。朝向可调节的最终上游浇口打开位置(即上游)移动活塞和阀销，可以至少沿着行程长度的一部分引起反作用机构施加反作用力，该反作用力抵消由第二驱动室的加压引起的上游运动力。更确切地说，朝向可调节的最终上游浇口打开位置(即上游)移动活塞和阀销，可以至少沿着行程长度的一部分使反作用机构建立连续增加的反作用力。

13、在一个实施例中，反作用机构可以与活塞互连并可与活塞一起移动，从而与阀销一起移动。互连可以意味着反作用机构直接或间接地附接或安装到活塞。反作用机构优选地可以设置在活塞的上侧的区域中，因此反作用机构至少部分地延伸到第一驱动室中。在该实施例中，通过对相应的驱动室加压使活塞和反作用机构向上游或下游移动，从而也分别使互连的反作用机构移动。朝向可调节的最终上游浇口打开位置(即上游)移动活塞、阀销和反作用机构可以至少沿着行程长度的一部分至少部分地压缩反作用机构，这导致反作用机构施加反作用力，该反作用力抵消由第二驱动室的加压引起的恒定的上游运动力。因此，在活塞向上游移动时，反作用机构可以向活塞施加压缩力。优选地，在一些实施例中，在初始的自由上游移动使活塞移动之后，上游的阀销和反作用机构可以使反作用机构的自由端邻接流体密封室的邻接表面。

14、在一个替代实施例中，反作用机构(或至少其基体)可以(优选地在流体密封室内部，特别是在第一驱动室中)固定地设置。反作用机构可以设置在流体密封室的内部和顶侧，在与活塞相对的相对内表面处。在该实施例中，通过对相应的驱动室加压而向上游或下游移动活塞和阀销，使活塞和阀销分别朝向或远离反作用机构移动。更准确地说，通过对相应的驱动室加压而使活塞向上游或下游移动，从而使活塞分别朝向或远离反作用机构的自由端移动。优选地通过上游运动使活塞朝向反作用机构移动可以至少部分地沿着行程长度的一部分压缩反作用机构，这使得反作用机构施加反作用力，该反作用力抵消由第二驱动室的加压引起的上游运动力。因此，在活塞向上游移动时，反作用机构可以向活塞施加压缩力。优选地，在一些实施例中，在初始的自由上游移动使活塞移动之后，上游的阀销和反作用机构可以导致活塞与反作用机构的自由端的邻接。

15、在一个替代实施例中，反作用机构可以设置在第二驱动室内部，并且可以(直接或间接)附接到活塞和流体密封室的壳体。因此，在活塞向上游移动时，反作用机构可以至少部分地变形或偏转，并且因此可以向活塞施加张力，该张力抵消由第二驱动室的加压引起的向上游运动力。

16、每个驱动室的加压可以手动调节，以便(通过手动调节第二驱动室的加压)手动调节最大上游运动力和(通过手动调节第一驱动室的加压)手动调节最大下游运动力。因此，在可手动调节的实施例中，不需要提供控制器。

17、然而，应当理解，在可选实施例中，可以实现允许除了手动调节之外或作为手动调节的替代的自动调节行程长度的控制器。尤其是在自动或半自动的实施例中，可以设置一个或多个传感器，以便控制和/或可视化致动器装置的各种参数，例如行程长度、驱动室的加压等。

18、在一个实施例中，反作用机构可以是弹簧(优选地是气压弹簧)，例如氮气压弹簧、张力弹簧、压缩弹簧等。反作用机构可以是可压缩的弹性材料，优选地形成为衬垫。

19、在一个实施例中，至少第二驱动室的流体流动口可以与减压阀流体连接。因此，由于借助于减压阀，可以容易地调节可应用于第二驱动室的最大压力，可以实现简单的手动加压调节，并因此实现行程调节。因此，上游运动力可以减小或增加，并且因此可以更早或更晚地到达当反作用力等于上游运动力时的位置。

20、流体操作的致动器装置可以配置成用于对驱动室液压加压或气动加压。优选地，驱动室可以借助于液压油进行加压。

21、在一个实施例中，当阀销和活塞处于下游浇口关完全闭位置时，反作用机构的自由端可以与相对表面(优选地与流体密封室的内部顶表面或活塞的表面)间隔开预定间隙或预定间隙长度，以便允许活塞和阀销至少沿着可调节行程长度的初始部分自由地向上游移动，其中初始部分的距离等于间隙长度。自由移动在此是指不受阻碍的移动，其不受反作用机构的任何反作用力的影响。因此，通过该间隙可以保证浇口足够快的打开。

22、即，在一个实施例中，当阀销和活塞处于下游浇口完全关闭位置时，安装到活塞的反作用机构的自由端可以与流体密封室的相对的内部顶表面间隔开预定间隙，以便允许活塞和阀销至少沿着可调节行程长度的初始部分自由地向上游移动，其中初始部分的距离等于间隙长度。

23、即，在替代实施例中，当阀销和活塞处于下游浇口完全关闭位置时，固定地设置在流体密封室的内部顶表面处的反作用机构的自由端可以与活塞的相对表面间隔开预定间隙，以便允许活塞和阀销至少沿着可调节行程长度的初始部分自由地向上游移动，其中初始部分的距离等于间隙长度。

24、优选地，该间隙可以在1mm和10mm之间，优选地在2mm和8mm之间，更优选地在3mm和6mm之间。

25、在一个实施例中，行程长度可以在2mm和25mm之间调节，优选地在4mm和22mm之间，更优选地在5mm和18mm之间。

26、在一个实施例中，最大行程长度可以在3mm和25mm之间，优选地在5mm和22mm之间，更优选地在8mm和18mm之间。

27、在一个实施例中，最小行程长度可以在2mm和12mm之间，优选地在3mm和10mm之间，更优选地在4mm和8mm之间。

28、在一个实施例中，反作用机构可以被配置成根据施加到反作用机构的载荷施加变化的力。反作用机构可以具有在500n和2300n之间(优选在1000n和2000n之间，更优选在1400n和1800n之间)的起始力，和/或可以具有在1500n和5000n(优选在3100n和3700n之间，更优选在3400n和3600n)之间的最大的力。

29、另一方面涉及一种用于将熔融注射流体材料从机器喷嘴输送到腔室中的注射模具的热流道系统。热流道系统包括加热歧管，其具有用于分配熔融注射流体材料的分配通道。所述热流道系统进一步包括具有浇口和流体输送通道的喷嘴。所述流体输送通道流体地连接到所述分配通道并且被配置成从所述分配通道接收所述熔融注射流体材料。热流道系统包括上述类型的致动器装置。

30、特别地，致动器装置是流体驱动的致动器装置，包括：

31、流体密封室；

32、活塞，可滑动地安装在所述流体密封室中并且在所述流体密封室内形成第一驱动室和第二驱动室，每个驱动室具有用于选择性地对所述驱动室加压的相应的流体流动口；

33、阀销，互连到所述活塞并且能够与所述活塞一起移动；

34、通过选择性地对所述第一驱动室或所述第二驱动室加压，所述活塞和所述阀销可沿轴向行程的往复路径被驱动，所述轴向行程的往复路径具有可调节的行程长度，所述行程长度在下游浇口关闭位置和可调节的最终上游浇口打开位置之间延伸，其中，在所述下游浇口关闭位置，所述阀销阻止注射流体材料通过所述系统的所述浇口流到模具，在所述可调节的最终上游浇口打开位置，所述注射流体材料能够通过所述浇口流到所述模具；以及

35、至少一个反作用机构，所述至少一个反作用机构配置成将反作用力施加至所述活塞，所述反作用力抵消施加至所述活塞的上游运动力；

36、其中，所述可调节的最终上游浇口打开位置由当所述反作用力等于所述上游运动力时的位置限定，并且因此能够通过选择性地设定所述第二驱动室的加压进行调节。

37、在优选实施例中，热流道系统是具有多个喷嘴布置和多个阀销的多腔热流道系统。热流道系统因此可包括多个喷嘴和多个致动器装置。

38、另一方面涉及一种用于调节致动器装置(特别是上述类型的致动器装置的行程长度)的方法。所述致动器装置包括：

39、流体密封室；

40、活塞，可滑动地安装在所述流体密封室中并且在所述流体密封室内形成第一驱动室和第二驱动室，每个驱动室具有用于选择性地对所述驱动室加压的相应的流体流动口；

41、阀销，互连到所述活塞并且能够与所述活塞一起移动；

42、通过选择性对第一驱动室或第二驱动室加压，所述活塞和所述阀销可沿轴向行程的往复路径被驱动，所述轴向行程的往复路径具有可调节的行程长度，所述行程长度在下游浇口关闭位置和可调节的最终上游浇口打开位置之间延伸，其中在所述下游浇口关闭位置，所述阀销阻止注射流体材料通过所述系统的所述浇口流到模具，在所述可调节的最终上游浇口打开位置，所述注射流体材料能够通过所述浇口流到所述模具；以及

43、反作用机构。

44、该方法包括用选定的上游运动压力对第二驱动室加压的步骤，所述选定的上游运动压力将上游运动力施加到所述活塞上，并因此使所述活塞向上游移动，其中，所述活塞向上游移动使所述反作用机构将反作用力施加到所述活塞上，所述反作用力抵消所述上游运动力。当所述反作用力等于所述上游运动力时，所述活塞到达所述可调节的最终上游浇口打开位置。

45、在该方法的一个实施例中，所述第二驱动室以10巴至70巴、优选地20巴至60巴、更优选地30巴至50巴之间的选定的上游运动压力加压。

46、在该方法的一个实施例中，通过调节设置在所述第二驱动室和压力源之间的流体连接内的减压阀设定所述第二驱动室的加压。

47、尽管已经关于一个方面描述了特征、功能、实施例、技术效果和优点中的一些，但是将理解的是，这些特征、功能、实施例、技术效果和优点可以彼此组合，也适用于其它实施例和方面。