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CN101407101B - 注塑成型用致动器位置的感测 - Google Patents

注塑成型用致动器位置的感测 Download PDF

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CN101407101B CN2008101785780A CN200810178578A CN101407101B CN 101407101 B CN101407101 B CN 101407101B CN 2008101785780 A CN2008101785780 A CN 2008101785780A CN 200810178578 A CN200810178578 A CN 200810178578A CN 101407101 B CN101407101 B CN 101407101B
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Abstract

一种具有用于控制成型材料通过喷嘴熔料通道的流量的阀销的喷嘴。致动器具有固定部分和活动部分。该致动器进一步具有连接到致动器活动部分上的伸出杆和连接到伸出杆上的区段，该区段与致动器活动部分一起移动。可旋转地连接到该致动器区段上且连接到喷嘴阀销上的枢转连接元件。该枢转连接元件移动阀销以响应致动器活动部分的移动。托架连接到致动器固定部分上。两个传感器连接到托架上用于探测区段的不同位置。该传感器可以是空气近程式传感器。

Description

注塑成型用致动器位置的感测
技术领域
本发明涉及注塑成型设备，更确切的说，本发明涉及感测致动器的位置。
背景技术
注塑成型环境容易受到高温、温度循环、蒸汽和残留物的影响，其中该残留物可能具有腐蚀性或形成粘性的沉积物。需要在此种环境下工作的活动部分，除了不得不对其进行设计以应对此种条件，有时候也提供传感器以便探测位置、速度和其它可有效的对注塑成型设备的控制起作用的因素。例如，可提供具有机械限位开关的致动器，该机械限位开关由致动器的活动部分触动以便指示注塑成型设备部分的位置。
然而，照样还是有问题。例如如上所述的开关可能磨损或失灵，其经常与不利于成型的环境混合在一起，能被温度过度影响，并且不能适于监测复杂部分或具有不寻常的操作模式的部分。
发明内容
根据本发明的一个方面，用于注塑成型设备的喷嘴系统包括具有阀销的喷嘴、具有固定部分和活动部分的致动器和枢转连接元件，其中该阀销用于控制成型材料通过喷嘴熔料通道的流量，该枢转连接元件可旋转地连接到致动器的活动部分上且连接到喷嘴的阀销上。该枢转连接元件移动阀销以便响应致动器活动部分的移动。设有至少一个传感器以便用于探测致动器活动部分的位置。
具体地，本发明提出一种用于注塑成型设备的喷嘴系统，包括：具有阀销的喷嘴，所述阀销用于控制成型材料通过喷嘴熔料通道的流量；具有固定部分和活动部分的致动器；可旋转连接到致动器活动部分上且连接到喷嘴阀销上的枢转连接元件，该枢转连接元件移动阀销以响应致动器活动部分的移动；和至少一个用于探测致动器活动部分的位置的传感器，其中所述至少一个传感器是空气近程式传感器。
其中所述致动器具有伸出杆和连接到伸出杆上的区段，该伸出杆连接到致动器的活动部分上，该区段能够与致动器活动部分一起移动，该枢转连接元件可旋转地连接到区段上。
其中所述区段具有一个比伸出杆更加阻塞的表面。
其中设置两个空气近程式传感器，每个空气近程式传感器被定位以便探测区段的不同位置。
进一步包括螺栓连接到致动器固定部分上的托架，所述至少一个空气近程式传感器被连接到托架上。
其中所述至少一个空气近程式传感器被可调地固定到托架上。
进一步包括连接到所述至少一个空气近程式传感器上的压力转换器。
进一步包括连接到压力转换器上的指示器，该指示器输出阀销位置的测定结果。
进一步包括连接在压力转换器和指示器之间的逻辑块，所述逻辑块用于将从压力转换器来的信号转变成指示器的信号。
进一步包括基于通过所述至少一个空气近程式传感器探测到的致动器活动部分的位置来指令致动器的控制器。
进一步包括连接在压力转换器和控制器之间的逻辑块，所述逻辑块用于将从压力转换器来的信号转变成控制器的信号。
进一步包括：两个压力转换器，每个压力转换器连接到所述空气近程式传感器中的一个空气近程式传感器上；连接到压力转换器上的逻辑块；和连接到逻辑块上的指示器，该指示器用于输出阀销位置的测定结果。
进一步包括：两个压力转换器，每个压力转换器连接到所述空气近程式传感器中的一个空气近程式传感器上；连接到压力转换器上的逻辑块；和基于通过所述传感器探测到的致动器活动部分的位置来指令致动器的控制器。
附图说明
下面，结合附图对本发明的实施例进行更全面地说明，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的喷嘴系统的横剖面视图；
图2是图1中的喷嘴系统的横剖面视图，其中阀销处于在不同位置处；
图3a和3b是根据本发明的另一实施例的阀销致动系统的示意图。
具体实施方式
参考图1，图中示出了喷嘴系统33的一个实施例，喷嘴系统33包括喷嘴14、阀销30和阀销致动机构32。喷嘴系统33可被用在任何注塑成型设备中，例如热半模、热流道和相似装置。此种注塑成型设备典型地包括歧管并且可包括一个或多个喷嘴系统33，这些喷嘴系统用于使熔流从歧管进入一个或多个模腔。其它实施例的特点和方面也可与本实施例一样。
致动机构32包括阀销导向元件34、连接元件36、致动器38和传感器组件200。阀销致动机构32一般从侧面接近阀销30，并移动阀销30通过一定的位置范围，或在任何适合的第一位置和第二位置之间移动阀销30。例如，对于图示的该实施例而言，阀销30被定位在靠近模具浇口22的位置，阀销致动机构32能够被用于在打开(第一)位置(如图1所示)和关闭(第二)位置之间移动阀销30，其中在打开位置处熔流流过模具浇口22以便进入模腔(未示出)，在关闭位置处熔流被阻止进入模腔(见图2)。另外，相比在第一位置处，致动机构32能被用于移动阀销30到第二位置以便允许少量熔流通过喷嘴熔料通道25。另外，在注塑成型设备的其它部分中，致动机构32也能被用于在第一位置和第二位置之间移动阀销30，例如，在叠模法中多个模板之间的浇口机构中。
阀销导向元件34支撑并引导着阀销30。套40限定导向元件通道41，其中在该通道内阀销导向元件34滑动。阀销导向元件34沿着行进线路LT在导向元件通道41内滑动，以便使阀销30在喷嘴熔料通道25内的第一和第二位置之间移动。套40具有孔43，通过其可使得连接元件36连接到导向元件34。导向元件34包括一个第一、外侧、接收表面50和两个第二、外侧、接收表面52。第一和第二接收表面50和52接收连接元件36。第一和第二接收表面50和52可以是平面的并且基本上垂直于在通道41中的导向元件34的行进线路LT。可选择的，接收表面50和52之一(即或者接收表面50或者所有的接收表面52)是平面的并基本上分垂直于在通道41中的导向元件34的行进线路LT，其它的表面50或52至少在角度上适合于结合连接元件36和沿着行进线路LT的导向元件34的移动。任何适合用于阀销30的把持和导向装置也能够被选择使用，以便替代导向元件34。例如，导向元件34可被完整的结合到阀销30上。
限制表面42用于限制导向元件34朝模具浇口22的行进。该限制表面42可以是在任何注塑成型设备10的适合构件上的表面。例如，该限制平面可以是在阀衬套44上。所述阀销导向元件34具有肩部56，其与限制表面42相协作以便限制导向元件34的行进，和阀销30朝模具浇口22的移动。
连接元件36将致动器38连接到阀销导向元件34上。连接元件36包括第一连接器58，其可旋转地将连接元件36连接到致动器38上。例如，第一连接器58可以是孔60。另外，第一连接器58可以是任何适合的在连接元件36和致动器38之间提供旋转连接的连接装置。连接元件36还包括第二连接器62，其将连接元件36枢转连接到在注塑成型设备10的部分64上。第二连接器62和部分64可以是任何适合的枢转连接装置，例如孔66和轴68。连接元件36进一步包括制动器78，其可以完全组装在连接元件36上。适合与制动器78配合的限制表面80可位于任何适合的喷嘴系统33或注塑成型设备的构件上。在阀销30远离模具浇口22的移动中，制动器78和限制表面80配合限制连接元件36的旋转行进。所述制动器78具有一个结合表面82，其与限制表面80相结合以便在一选定角度停止连接元件36的旋转。
致动器38可以是任何适合类型的致动器，例如气动的或液压的缸体、或电动的或磁性的致动器。致动器具有固定部分98(例如外壳)和活动部分99(例如活塞或比较部分)。致动器38包括伸出杆90和连接到杆90上的区段92。杆90连接到致动器38的活动部分99上并且例如是螺纹连接到区段92上。区段92具有连接器104，其用于将致动器38旋转连接到连接元件36上的连接器58上。连接器104可以是任何适合类型的连接器，例如销钉106，其容纳在孔60中。致动器38通过另外一个连接器108安装到注塑成型设备上，其中该连接器108允许致动器38绕着它旋转。连接器108可是任何适合类型的连接器，例如用于在注塑成型设备上安装在圆柱形孔112内的销钉110。采用这种方式，枢转连接元件36被旋转连接到致动器38的活动部分99上。
更多的关于喷嘴系统33和相关构件的详细资料可参考US 6893249和US7048532，以上专利文献在此作为参考而被引用。
传感器组件200包括螺栓连接到致动器38固定部分98上的托架202和连接到托架202上的第一传感器206和第二传感器208。
托架202用于将传感器206、208固定到致动器38上。例如，传感器206、208可通过定位螺钉和/或锁紧垫圈来固定到托架202上，由此使得传感器206、208的位置可调。
第一和第二传感器206、208是相同的，尽管在其它实施例中它们可以不同。在该实施例中，第一和第二传感器206、208是空气近程式传感器，例如可从O’Keefe Controls Co.of Trumbull，CT购得，但是在其它实施例中可使用其它类型的传感器。仍然在另一个实施例中，仅使用一个传感器。每个传感器206、208包括空气供应线210、空气排出口212和压力检测线214。空气经过空气供应线210被供应到每个传感器206、208中并从空气排出口212被排出。压力检测线214延伸至位于控制模块218中的压力转换器216。当阻塞位于空气排出口212之前的时候，与没有阻塞的时候相比，压力转换器216检测到高压。
在此实施例中，压力转换器216是二元转换器，例如从O’Keefe购得的空气/电开关，其可被选择或转换成一定的不同的(规格)压力。即，压力转换器216可以具有一临界值，由此在线路214上的压力大于该临界值将使压力转换器216输出一相对应的信号。以此种方式，每个传感器206、208可被选择或被设置成探测压力并且不需要区段92，该区段比杆90(例如，O’Keefe传感器具有大约3mm或1/8英寸的大小)更加靠近传感器206、208，并且比杆90具有一个更阻塞(more obstructive)的表面。在其它的实施例中，压力转换器216能输出对应于线路214上压力的信号，并且控制模块218能使用此种信号来确定阻塞的性质以便将杆90与区段92区分开。
控制模块218还包括连接到压力转换器216的逻辑块220和连接到逻辑块220的指示器222。逻辑块220是电路或芯片，其将从压力转换器216的信号转换成适合于指示器222的信号。指示器222可是电路或芯片，例如一个或多个LEDs，例如，当区段92位于不同位置时其简单指示。在另一个实施例中，指示器222是一个单独的LED，其当区段92没有移动进入指令位置的时候进行指示，其还进一步需要逻辑块220以便接收和处理从致动器控制器来的指示此种指令位置的信号。在另一个实施例中，指示器222被控制器取代或补充，例如电路或芯片，其基于区段92的检测位置指令致动器38。逻辑块220和指示器/控制器222是任选的和可组合的，即，可使用一单独的芯片。在另一个实施例中，压力转换器216能被直接连接到一个或多个指示器上而无需任何的中间逻辑块。逻辑块220和指示器/控制器222也可被组合进致动器控制器、热流道控制器、注塑成型机控制器、或类似物中。以上实施例的功能也可结合。控制模块218也在供应空气线路上输出空气至压力检测线214。
在操作中，当仅有传感器208探测到区段92存在时，就确定阀销30处于打开位置(图1)。当仅有传感器206探测到区段92存在时，就确定阀销30处于关闭位置(图2)。如果传感器206、208均没有探测到区段92存在时，就确定阀销30位于中间位置。并且最终，如果传感器206、208均探测到区段92存在时，可能会出现错误，因为在此实施例中传感器206、208之间的间距远大于区段92的长度。在其它实施例中，传感器206、208位于不同的位置，可存在不同的逻辑块。例如，传感器可位于靠近区段92路径的中间位置以便探测区段92经过传感器的移动。在此种实施例中，通过一个单独的传感器，区段92将被探测为缺失、存在、然后再次缺失。这种阀销位置的测定可通过逻辑块220来处理并通过指示器222以任何直观的方式输出给操作人员或适于进一步处理，如上文所述。
图3a和3b示出了本发明的另一实施例。在该实施例的描述中，仅对该实施例的不同的特点和方面进行详细的说明。对于相似部分的说明，可参考其它实施例。其它实施例的特点和方面的描述可用于本实施例中。
用于例如热流道或热半模的注塑成型设备的阀销致动系统300包括致动器302、连接到致动器302的活动部分上的阀销保持件304、连接到阀销保持件304上并从阀销保持件304延伸出来的阀销306、第一传感器308和第二传感器310。阀销306控制成型材料通过喷嘴和/或歧管(未示出)的流量。
第一和第二传感器308、310是空气近程式传感器并且因此具有空气供应线(供应)和压力检测线(感测)。传感器308、310能被连接到任何的致动器302的固定部分(例如外壳)或周围的结构(例如致动器板或支承板)上。传感器308、310可被操作地连接到例如图1和2中的控制模块。传感器308、310靠近阀销保持件304并且足够近以便探测阀销保持件304的存在或缺失。在另一实施例中，使用一单独的空气近程式传感器。
在操作中，当两个传感器308、310都探测到阀销保持件304存在时，则可以确定阀销306完全下降(fully down)。当两个传感器308、310都未探测到阀销保持件304存在时，则可以确定阀销306完全上升(fully up)。最终，当仅传感器310探测到阀销保持件304存在时，则可以确定阀销306位于中间位置。
尽管已经对本发明的众多的实施例进行了描述，然而在不偏离所界定的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可作出其它的变形和修改。所有的在此处探讨的专利和文献均通过参考的方式被完全包括在它们中。

Claims (13)

1.一种用于注塑成型设备的喷嘴系统，包括：
具有阀销的喷嘴，所述阀销用于控制成型材料通过喷嘴熔料通道的流量；
具有固定部分和活动部分的致动器；
可旋转连接到致动器活动部分上且连接到喷嘴阀销上的枢转连接元件，该枢转连接元件移动阀销以响应致动器活动部分的移动；和
至少一个用于探测致动器活动部分的位置的传感器，其中所述至少一个传感器是空气近程式传感器。
2.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中所述致动器具有伸出杆和连接到伸出杆上的区段，该伸出杆连接到致动器的活动部分上，该区段能够与致动器活动部分一起移动，该枢转连接元件可旋转地连接到区段上。
3.根据权利要求2所述的喷嘴系统，其中所述区段具有一个比伸出杆更加阻塞的表面。
4.根据权利要求3所述的喷嘴系统，其中设置两个空气近程式传感器，每个空气近程式传感器被定位以便探测区段的不同位置。
5.根据权利要求1所述的喷嘴系统，进一步包括螺栓连接到致动器固定部分上的托架，所述至少一个空气近程式传感器被连接到托架上。
6.根据权利要求5所述的喷嘴系统，其中所述至少一个空气近程式传感器被可调地固定到托架上。
7.根据权利要求1所述的喷嘴系统，进一步包括连接到所述至少一个空气近程式传感器上的压力转换器。
8.根据权利要求7所述的喷嘴系统，进一步包括连接到压力转换器上的指示器，该指示器输出阀销位置的测定结果。
9.根据权利要求8所述的喷嘴系统，进一步包括连接在压力转换器和指示器之间的逻辑块，所述逻辑块用于将从压力转换器来的信号转变成指示器的信号。
10.根据权利要求9所述的喷嘴系统，进一步包括基于通过所述至少一个空气近程式传感器探测到的致动器活动部分的位置来指令致动器的控制器。
11.根据权利要求10所述的喷嘴系统，进一步包括连接在压力转换器和控制器之间的逻辑块，所述逻辑块用于将从压力转换器来的信号转变成控制器的信号。
12.根据权利要求4所述的喷嘴系统，进一步包括：
两个压力转换器，每个压力转换器连接到所述空气近程式传感器中的一个空气近程式传感器上；
连接到压力转换器上的逻辑块；和
连接到逻辑块上的指示器，该指示器用于输出阀销位置的测定结果。
13.根据权利要求4所述的喷嘴系统，进一步包括：
两个压力转换器，每个压力转换器连接到所述空气近程式传感器中的一个空气近程式传感器上；
连接到压力转换器上的逻辑块；和
基于通过所述传感器探测到的致动器活动部分的位置来指令致动器的控制器。
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