对开模具插入件以及包括对开模具插入件的模具

摘要

在传统的对开模具插入件中，在模具打开阶段期间，巨大的负载压力能够施加至插入件的顶部和底部突出部分。提供了对开模具插入件以及包括对开模具插入件的模具叠层。特别地，提供了用于至少部分地界定预成型坯的颈部区域的对开模具插入件(214)，预成型坯适合于吹塑成最终形状物件。对开模具插入件(214)包括：主体(402)，主体(402)具有(i)用于在使用中界定颈部区域的一部分的腔室界定部分(404)，以及(ii)位于主体(402)的相对侧的顶部突出部分(406)和底部突出部分(408)；与顶部突出部分(406)相关联的第一凹入锥形部分(410)；与底部突出部分(408)相关联的第二凹入锥形部分(412)，第一凹入锥形部分(410)和第二凹入锥形部分(412)在使用中分别与第一模具部件(208b)的第一凸出锥形(209)和第二模具部件(202)的第二凸出锥形(203)相配合，以将主体(402)调准成工作结构。

说明书

技术领域

本发明通常涉及但不限于成型系统(molding system)，且更具体地说，本发明涉及但不限于对开模具插入件(split mold insert)以及包括对开模具插入件的模具。

背景技术

成型是一种工艺，依靠这一工艺，通过利用成型系统，能够由成型材料形成成型物件。通过利用成型工艺，例如注射成型工艺，能够形成各种成型物件。例如，能由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)材料形成的成型物件的一个例子是预成型坯，该预成型坯能够随后被吹成饮料容器，例如瓶子及类似物。

如所说明的，PET材料的注射成型包括加热PET材料(例如，PET颗粒、PEN粉末、PLA等等)至均匀熔融状态，并且在压力下将如此熔融的PET材料注入成型腔室内，成型腔室至少部分地由分别安装在模具的腔室板和型芯板上的凹入腔室件和凸出型芯件限定。腔室板和型芯板被推到一起并且借助于夹紧力保持在一起，夹紧力足以保持腔室件和型芯件一同抵抗所注入的PET材料的压力。成型腔室的形状大体上相当于将要成型的成型物件的最终冷却状态形状。然后，将如此注入的PET材料冷却至足以使如此形成的成型物件从成型腔室中排出的温度。当已冷却时，成型物件在成型腔室内部收缩，因此，当腔室板和型芯板被推开时，成型物件倾向于保持与型芯件相关联。因此，通过推动型芯板远离腔室板，随后，成型物件能够通过将其排出型芯件来脱模。排出结构(ejection structure)公认有助于从型芯半移去成型物件。排出结构的例子包括脱模板、脱模环(stripperring)和径环、脱模销等等。

当处理成型预成型坯时，该预成型坯能够随后被吹成饮料容器，一种需要解决的考虑事项是形成所谓的“颈部区域”。通常，且作为一个例子，颈部区域包括(i)用于接受和夹持闭合组件(例如，瓶盖)的螺纹(或其它合适结构)，以及(ii)反盗窃组件(antipilferage assembly)，例如反盗窃组件与闭合组件相配合，以指示最终产品(即已经充满饮料并且船运至商店的饮料容器)是否已经受到任意方式的篡改。颈部区域可包括用于各种目的的其它额外元件，例如，用以与成型系统的部件(例如支撑壁架(support ledge)等等)相配合。如本领域所认识到的，通过使用腔室和型芯半，不容易形成颈部区域。通常，对开模具插入件(有时被本领域的技术人员称为“径环”)已经用于形成颈部区域。

参考图1，沿着注射模具50的一部分的截面说明了能够布置(在使用中)在成型机(未显示)内部的典型成型插入件叠层组件(molding insertstack assembly)52。将在下面提供的图1的描述将大为简化，因为估计到本领域的技术人员应当认识到注射模具50的其它部件的结构，这将不在随后的描述中进行讨论。

成型插入件叠层组件52包括对开模具插入件对54，它与模具腔室插入件56、浇口插入件(gate insert)58和型芯插入件60一起界定了成型腔室62。成型材料能够从成型材料源(未显示)经由浇口插入件58中的接受器(未单独标号)注入至成型腔室62，以形成成型物件。为了有助于形成成型物件的颈部区域和随后从中移除成型物件，对开模具插入件对54包括安装在滑块对(未显示)的相邻滑块上的一对互补的对开模具插入件(未单独标号)。滑块对可滑动地安装于脱模板(未图示)的顶面。如普通所知，且例如，通常描述在授予Mai等人(2004年10月5日授权)的美国专利6,799,962中的，脱模板构造成当模具设置在打开结构时可相对于腔室插入件56和型芯插入件60移动，由此滑块对以及安装在滑块对上的互补的对开模具插入件能够借助于凸轮装置(未显示)或其它任意适合的已知装置来横向驱动，以便从成型腔室62中排出成型物件。

典型的径环插入件具有主体，该主体包括从凸缘部分68的顶面和底面延伸的一对突出部分66。如图1中所示，这对突出部分66包括两个凸出锥形—顶部突出部分66a和底部突出部分66b。这种类型的布置在本领域中一般被称作“型芯锁紧型对开模具插入件”。在现有技术的备选结构中，熟知将顶部突出部分66a布置为凸出锥形，将底部突出部分66b布置为凹入锥形。这种类型的布置在本领域中一般被称作“腔室锁紧型对开模具插入件”。无论在哪个情况下，在典型的现有技术实施方案中，这对突出部分66提供双重功能—调准功能和锁紧功能(即，防止在注入压力下的径环横向移动)。

发明概述

根据本发明的第一个宽泛方面，提供用于至少部分地界定适合于吹塑成最终形状物件的预成型坯的颈部区域的对开模具插入件(214)。所述对开模具插入件包括主体，所述主体具有(i)用于在使用中界定颈部区域的一部分的腔室界定部分(cavity defining portion)以及(ii)定位于所述主体的相对侧的顶部突出部分和底部突出部分；与所述顶部突出部分相关联的第一凹入锥形部分；与所述底部突出部分相关联的第二凹入锥形部分；所述第一凹入锥形部分和所述第二凹入锥形部分用于在使用中分别与第一模具部件的第一凸出锥形和第二模具部件的第二凸出锥形相配合，以将所述主体调准为工作结构。

根据本发明的第二个宽泛方面，提供模具叠层(mold stack)，所述模具叠层包括：构造成在使用中界定成型腔室的第一部分的型芯插入件；构造成在使用中界定所述成型腔室的第二部分的腔室插入件；构造成在使用中界定所述成型腔室的第三部分的浇口插入件；构造成在使用中界定所述成型腔室的第四部分的对开模具插入件对，对开模具插入件对(214)包括第一对开模具插入件和第二对开模具插入件，每个对开模具插入件都具有：主体，所述主体具有(i)用于在使用中界定颈部区域的一部分的腔室界定部分以及(ii)定位于所述主体的相对侧的顶部突出部分和底部突出部分；与所述顶部突出部分相关联的第一凹入锥形部分；与所述底部突出部分相关联的第二凹入锥形部分；所述第一凹入锥形部分和所述第二凹入锥形部分在使用中分别与同腔室插入件相关联的第一凸出锥形和型芯插入件的第二凸出锥形相配合，以将所述主体调准为工作结构。

在结合附图对本发明的特定的非限制性实施方式的下面描述进行评阅时，对于本领域的技术人员来说，本发明的非限制性实施方式的这些和其它方面及特征此时将变得明显。

附图说明

参照非限制性实施方式的详细描述，连同下图，可实现对本发明非限制性实施方式(包括本发明的备选和/或变型)的更好理解，其中：

图1是根据已知技术实现的包括典型成型插入件叠层组件52的注射模具50的一部分的横截面视图。

图2是根据本发明的非限制性实施方式实现的包括模具叠层200的注射模具的一部分的横截面视图。

图3是图2的根据本发明的非限制性实施方式实现的模具叠层200的对开模具插入件对214的透视图。

图4是图3的根据本发明的非限制性实施方式实现的对开模具插入件对214中的给定一个在一个平面上的正视图，在该平面上，对开模具插入件对214中的给定一个与对开模具插入件对214中的另一个紧密配合。

附图不必按照比例绘制，且可由虚线、图形表示和片断图示来说明。在一些例子中，已经省略了对于理解实施方式所不需要的或者使其它细节难以理解的细节。

优选实施方式详述

本发明实施方式是基于本发明人的理解来展开的，即存在着与已知模具叠层有关的至少一个问题(例如像图1的成型插入件叠层组件52)。使用图1的典型成型插入件叠层组件52的例子，能够清楚地看到，突出部分66(即，顶部突出部分66a和底部突出部分66b)由相当薄的金属部分形成。因为在业界近来努力缩短周期时间，所以成型周期的保持阶段的保持压力被维持至或者几乎至成型周期的模具打开阶段，以便确保成型物件和模具之间的接触在模具内冷却期间大体上维持。在这些情况下，在模具打开阶段的最初场合，巨大的负载压力能够施加到顶部突出部分66a和/或底部突出部分66b。由于这一事实，即顶部突出部分66a和/或底部突出部分66b由相当薄的金属部分构成，所以这可能会对顶部突出部分66a和/或底部突出部分66b产生负面作用。这些负面作用的例子可包括因在模具打开阶段的最初场合对顶部突出部分66a和/或底部突出部分66b所施加的压力而造成的增加的过早磨损、损害及类似作用。

可选择地或此外，相当薄的顶部突出部分66a和/或底部突出部分66b可能阻止对开模具插入件对54的设计者将冷却通道定位在成型插入件叠层组件52的这些部分的附近(即，在将要生成的预成型坯的颈部区域附近的区域)，由此，减少了在成型插入件叠层组件52的这个部分中的冷却效率。

参照图2，说明了根据本发明实施方式而实现的模具叠层200。在图2所说明的实施方式中，模具叠层200构造成产生预成型坯(未显示)形式的成型物件，该成型物件能够被吹塑成最终形状物件(例如瓶子及类似物)。值得注意的，模具(未显示)能够包括许多类似于模具叠层200的模具叠层，模具叠层的数量取决于所期望的腔室(以及，由此，每次成型周期的期望输出)。

模具叠层200包括可操作地连接型芯板204的型芯插入件202。型芯插入件202的一部分构造成在使用中界定成型腔室206的第一部分。在本文所描述的实施方式中，型芯插入件202包括型芯主体(未单独标号)和锁紧环(未单独标号)，然而，其它的实施方案也是可能的。例如，在本发明的可选的非限制性实施方式中，没有锁紧环以及类似物，也能够实现型芯插入件202。

模具叠层200还包括可操作地连接腔室板210的腔室插入件208，该腔室插入件208用于在使用中界定成型腔室206的第二部分。在本文所描述的实施方式中，腔室插入件208包括腔室插入件构件208a和腔室安装凸缘208b。在本文所描述的特定的非限制性实施方式中，腔室插入件构件208a和腔室安装凸缘208b实现为结构上独立的元件，但是并不需要本发明的每个实施方式都如此。因此，在本发明的可选的非限制性实施方式中，腔室插入件构件208a和腔室安装凸缘208b可实现为一体式制作的元件(未显示)。并且，浇口插入件212可操作地连接腔室板210，浇口插入件212用于在使用中界定成型腔室206的第三部分。

定位在型芯插入件202和腔室插入件之间的是对开模具插入件对214，其根据本发明的非限制性实施方式而实现。对开模具插入件对214包括第一对开模具插入件和第二对开模具插入件(未单独标号，但其能够单独地称为“对开模具插入件214”)，每一个对开模具插入件都可操作地连接一对滑块216中的相应一个滑块。一般地说，对开模具插入件对214的第一对开模具插入件和第二对开模具插入件(未单独标号)在使用中相配合，以界定成型腔室206的第四部分。

一对滑块216中的每一个滑块借助于耐磨板220和镶条(未显示)、或其它合适装置而可操作地连接脱模板218。脱模板218构造成借助于合适的执行器(未显示)，例如排出器、液压执行机构和类似物来沿着模具叠层200的工作(或者换句话说，轴向)方向传递运动至对开模具插入件对214。对开模具插入件对214的第一对开模具插入件和第二对开模具插入件(未单独标号)中的每一个也都构造成沿着横向方向移动，以允许成型物件的颈部部分从成型腔室206内移出。这种横向移动可通过任意合适的装置(未显示)来实现，例如凸轮装置、伺服电机和类似物。

耐磨板220构造成防止在一对滑块216相对于脱模板218的横向移动期间对脱模板218和/或一对滑块216的大量损害。然而，应当指出，在本发明的可选的非限制性实施方式中，能够省略耐磨板220。在本发明的这些实施方式中，这是非常正确的，其中，在一对滑块216的横向移动期间，能够相对于脱模板218提升这对滑块216。这种解决方案的例子公开在共有的美国专利申请2007/0212443中，该专利出版于2007年9月13日，通过引用将其全部内容合并于此。

这对滑块216中的每一个滑块都与相应的夹持结构222相关联。一般地说，夹持结构222的用途是在使用中维持这对滑块216中的相应一个滑块处于工作闭合结构。在目前所示的图2的实施方式中，夹持结构222实现为与这对滑块216中的相应一个滑块相配合的楔条。楔条和这对滑块216中的相应一个滑块包括互补的锥形，该互补的锥形在使用中相配合，以在使用中维持这对滑块216中的相应一个滑块处于工作闭合结构。然而，应当理解到，夹持结构222能够以不同方式来实现，例如但不限于：液压结构(由此利用油压来将这对滑块216维持于工作闭合结构)、伺服电机(由此通过操作伺服电机至所需位置来将这对滑块216维持于工作闭合结构)、压电构件(由此通过向压电构件提供电流以使其扩张来将这对滑块216维持于工作闭合结构)和类似物。

参照图3，表示了图2的对开模具插入件对214的非限制性实施方式的透视图，现在将更为详细地描述对开模具插入件对214和这对滑块216中的相应一个滑块之间的连接的特定的非限制性例子。对开模具插入件对214的每一个都包括连接界面302。连接界面302包括定位构件304和连接构件306。定位构件304可实现为具有与定位界面240互补的形状的构件，定位界面240界定在这对滑块216的每一个滑块中(在图2中表示)。定位构件304和定位界面240的形状能是互补的，这一般被称为“键和键槽”结构。

在本文所描述的特定实施方式中，定位构件304可包括大体矩形的凸出构件，而定位界面240可包括相应的大体矩形的凹入构件。在本发明的可选的非限制性实施方式中，定位构件304可包括大体矩形的凹入构件，而定位界面240可包括相应的大体矩形的凸出构件。在使用中，定位构件304和定位界面240相配合，以沿着在图3中一般以“D1”表示的方向确定地定位对开模具插入件对214的每一个。

应当注意到，定位构件304和定位界面240能够实现为许多可选的形状，例如但不限于梯形和类似形状。

连接构件306可包括用于在使用中容纳连接结构(未显示)的两个接受器。连接结构可包括螺栓、销钉和类似物。在图2中，定位结构的一种非限制性例子表示为销钉242。当然，在本发明的可选的非限制性实施方式中，能够使用许多其它类型的连接结构。而且，在本发明的可选的非限制性实施方式中，能够使用许多其它数量或其它类型的接受器。此外或可选地，连接结构(例如销钉242)能够进一步帮助沿着在图3中一般以“D2”表示的方向确定地定位对开模具插入件对214的每一个。

应当注意到，在本发明的可选的非限制性实施方式中，连接界面302可以不同方式实现。换句话说，在本发明的可选的非限制性实施方式中，对开模具插入件对214和这对滑块216的相应一个滑块之间的连接可以不同方式实现。例如，连接界面302能够实现为在对开模具插入件对214和这对滑块216的相应一个滑块之间的配合表面，其可为大体上的圆柱形和类似物。

同样，如图3中所示，对开模具插入件对214的每一个包括用于在使用中经由这对滑块216的相应一个滑块连接冷却剂源(未显示)的冷却界面308。尽管在图3中并不清晰可见，但是冷却界面308连接界定在对开模具插入件对214的每一个内的内部冷却剂分布网络(未标号)，以允许冷却剂在由对开模具插入件对214所形成的成型物件的一部分附近充分循环，由此允许在成型周期的适当部分期间进行冷却。在本文中所描述的非限制性实施方式中，冷却界面308包括大体上沿着对开模具插入件对214的每一个的整个宽度“W”界定的细长槽。然而，在本发明的可选的非限制性实施方式中，冷却界面308可以不同方式实现，例如两个或多个不连续的孔和类似物。

参照图4，现在将更为详细地讨论对开模具插入件对214的结构的非限制性实施方式。图4表示了对开模具插入件对214中的给定的一个在一个平面上的正视图，在该平面上，对开模具插入件对214中的给定的一个与对开模具插入件对214的另一个配合。对开模具插入件对214中的给定的一个包括主体402。主体402包括成型腔室界定部分404，该成型腔室界定部分404构造成在使用中界定上述的成型腔室206的第四部分，以及尤其地，在模具叠层200内生成的成型物件的颈部区域的至少一部分。

主体402还包括分别与主体402的顶部和主体402的底部相关联的顶部突出部分406和底部突出部分408。顶部突出部分406包括第一凹入锥形部分410，在使用中，第一凹入锥形部分410与第一模具部件的第一互补调准构件相配合。更为具体地，第一凹入锥形部分410包括与第一凸出锥形209(如在图2中最佳所见)相配合的凹入锥形，第一凸出锥形209与腔室插入件208的腔室安装凸缘208b相关联。底部突出部分408包括第二凹入锥形部分412，在使用中，第二凹入锥形部分412与第二模具部件的第二互补调准构件相配合。更为具体地，第二凹入锥形部分412包括与第二凸出锥形203(如在图2中最佳所见)相配合的凹入锥形，第二凸出锥形203与型芯插入件202相关联。

一般来讲，第一凹入锥形部分410和第二凹入锥形部分412的用途是在分别关于第一模具部件和第二模具部件的模具闭合阶段中调准主体402。应当记得，在本发明的实施方式中，夹持结构222构造成在使用中维持这对滑块216中的相应一个滑块处于工作闭合结构，并且由此维持所连接的一个或多个对开模具插入件对214处于工作闭合结构。因此，可认为，在本发明的实施方式中，第一凹入锥形部分410和第二凹入锥形部分412专门实现调准功能，而夹持结构222专门实现锁紧功能。

如图4所示，第一凹入锥形部分410的凹入锥形与第一角“α”相关，而第二凹入锥形部分412的凹入锥形与第二角“β”相关。本领域的技术人员能够选择适合第一角“α”和第二角“β”的值，考虑到例如工作稳定性、制作方便和类似情况。

尽管在本文上面利用实现为在结构上的独立构件的腔室插入件208和浇口插入件212来描述本发明的实施方式，但是在本发明的可选的非限制性实施方式中，腔室插入件208和浇口插入件212能够实现为结构上的一体式插入件。

图2的模具叠层200的工作能够以大体上类似于现有技术的模具叠层(例如像图1的成型插入件叠层组件52)的工作来实现，由此本文只提供模具叠层200的工作的简要描述。在图2中，所示的模具叠层200处于模具闭合位置，在这个位置中，借助于在由适当装置(例如液压、电气装置和类似物)施加的吨位下的协同操作压盘(cooperating platen)(例如，可移动的和固定的压盘)，能够维持模具叠层200。

在模具闭合结构中，成型材料能够从热流道管口(未显示)注入成型腔室206，热流道管口容纳于界定在浇口插入件212内的管口接受器(未单独标号)中。成型材料如何分布在注入单元(未显示)和热流道管口(未显示)之间能够以常规方式来实现。然后，固化如此注入的成型材料，例如，借助于在腔室插入件208内或周围，和/或在浇口插入件212内或周围，和/或在对开模具插入件对214内或周围，和/或在型芯插入件202内循环的冷却剂。

然后，驱使模具叠层200至模具打开位置，在该位置，成型物件(未显示)能够从成型腔室206内脱模。通常，当模具叠层200开始打开时，成型物件(未显示)继续停留在型芯插入件202上。对开模具插入件对214在工作方向上的移动导致成型物件(未显示)从型芯插入件202中移除。沿着横向方向驱动对开模具插入件对214(借助任意合适的装置，例如凸轮、伺服电机等等)，从而为成型物件(未显示)的颈部部分提供间隙。

在这一点上，能够驱使模具叠层200至模具闭合状态，并且开始新的成型周期。

本发明实施方式的技术效果能够从广义上归类为基于结构的技术效果。在图2的实施方式中，凹入锥形(即，第一凹入锥形部分410和第二凹入锥形部分412)构造于对开模具元件(即，对开模具插入件对214)上，而凸出锥形构造于非对开模具元件(即，腔室安装凸缘208b和型芯插入件202)上。在这种结构中，总设计可认为在使用中(即，在模具闭合布置中)结构上更为稳定。

本发明实施方式的另一种技术效果能够从广义上归类为基于加工的技术效果。更为明确地，至少因为这一事实，即与现有技术设计(举例来说，例如图1的对开模具插入件对54)相比，凹入锥形(即，第一凹入锥形部分410和第二凹入锥形部分412)包括的材料比较多，由此保持时间充分地延长，直到模具打开阶段，同时最小化或消除因预加载而损害对开模具插入件对214的风险。

本发明实施方式的另一种技术效果能够从广义上归类为冷却增强。更为明确地，至少因为这一事实，即与现有技术设计(举例来说，例如图1的对开模具插入件对54)相比，凹入锥形(即，第一凹入锥形部分410和第二凹入锥形部分412)包括的材料比较多，所以对开模具插入件对214的制造者更为灵活地放置内部冷却剂分布网络(未标号)，以便将其放置得更为靠近将要冷却的成型物件的表面。

当然，应当清楚地理解到，在本发明的全部内容，在本发明的各个和每一个实施方式中，并不都能享有上面所陈述的各个和每一个技术效果。

本发明的非限制性实施方式的描述提供了本发明的例子，且这些例子并不限制本发明的范围。应当清楚地理解到，本发明的范围由权利要求来限制。上面所描述的概念可适用于特定的情况和/或功能，以及可进一步延伸到落入本发明范围内的其它各种应用。因此，虽然描述了本发明的非限制性实施方式，但是明显的是，能够修改和增强，而不偏离所描述的概念。因此，用专利证书来保护的内容仅由所附权利要求的范围来限制。