專利名稱：熱流道噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于噴射模鑄機(jī)的熱流道噴嘴，該噴射模鑄機(jī)具有一個(gè)型箱、一個(gè)模腔板和一個(gè)帶有一個(gè)側(cè)壁的模具型殼，該噴嘴包括一個(gè)帶有一個(gè)流料開(kāi)口的頂部和一個(gè)由一根細(xì)長(zhǎng)軸連續(xù)著的寬緣體，該細(xì)長(zhǎng)軸固持在型箱內(nèi)、延伸入模具型芯內(nèi)并包括至少一個(gè)相對(duì)于一個(gè)流管的軸線成一角度向外指的噴嘴頭，該流管可以從其外側(cè)加熱，并穿過(guò)寬緣體和該軸，噴嘴頭的自由端不接觸地穿過(guò)模具型芯的壁達(dá)至待模鑄的構(gòu)件。
這種噴嘴用于將塑料流從噴射模鑄機(jī)送入模具內(nèi)的注射點(diǎn)。為此，必須使流管系統(tǒng)內(nèi)的熱塑料物質(zhì)保持流體狀直到其在模具內(nèi)冷卻為止。在各過(guò)渡點(diǎn)處的溫度降低，要求有熟練的處理方法以便使功率損耗減至減小。
已知的熱流道噴嘴在其下端部處都具有噴嘴頭，以便從各個(gè)點(diǎn)處噴注一個(gè)物件，或者同時(shí)加工若干個(gè)物件。傳統(tǒng)上，是將兩個(gè)至四個(gè)噴嘴頭每個(gè)都在與穿過(guò)熱流道噴嘴的流管的軸線平行或與其呈45°角的方向上插入一個(gè)熱流道的腳部?jī)?nèi)。
在DE9003574U1中公開(kāi)的一種設(shè)計(jì)形式的特征在于有一個(gè)活動(dòng)元件，即一個(gè)包含有一個(gè)流管的噴嘴本體，和一個(gè)具有若干徑向頭的從動(dòng)固持件，其用于將該裝置側(cè)向地固持在一個(gè)繞每個(gè)注射點(diǎn)保持一個(gè)窄環(huán)間隙的位置上。不過(guò)，實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)表明，某些熔化物常常進(jìn)入接合面之間并在那里固化。由此產(chǎn)生的不受控的熱絕緣即使徑向頭是導(dǎo)熱的也會(huì)阻礙熱從工作噴嘴部件向注射點(diǎn)的傳遞，因此，所生產(chǎn)的物件的質(zhì)量往往有很大的差別。
本發(fā)明的目的是總地對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的熱流道噴嘴在它們熱動(dòng)力性能方面加以改進(jìn)以便克服上述的缺陷。
本發(fā)明的一個(gè)目的是創(chuàng)造一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和堅(jiān)固的熱流道噴嘴裝置，其允許有到待模鑄的物件的注射點(diǎn)的最佳熱傳遞。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種熱流道噴嘴，該噴嘴適合于經(jīng)濟(jì)地制造，快速地安裝，甚至在使用常規(guī)的噴嘴不容易或完全不能插入其內(nèi)的模具的情況下也能以節(jié)省成本的操作大批量地生產(chǎn)完美的塑料物件。
為了用于具有一個(gè)型箱、一個(gè)模腔板和一個(gè)具有一側(cè)壁的模具型芯的模鑄裝置中，提供一種熱流道噴嘴，該噴嘴帶有一個(gè)具有一個(gè)流料開(kāi)口的頂部和一個(gè)寬緣體，一個(gè)被固持在型箱內(nèi)，以便伸入模具型芯內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)軸和至少一個(gè)相對(duì)于一個(gè)可從外側(cè)加熱并穿過(guò)突緣體和軸的流管的軸線以一角度向外指的噴嘴頭，噴嘴頭的自由端不接觸地穿過(guò)模具型芯的壁到達(dá)待模鑄的物件。在本發(fā)明的改進(jìn)方面，模具型芯分開(kāi)由兩個(gè)半體構(gòu)成并將噴嘴頭固持在它們之間，并且型芯半體適合于在橫向于該軸線的方向上位移并被楔入型箱內(nèi)的閉合位置上。這樣，就能夠在組裝之前將兩個(gè)半體移開(kāi)以便在兩個(gè)半體閉合上時(shí)適當(dāng)?shù)囟ㄎ粐娮祛^并固定住它們。這種裝置也特別適用于側(cè)向注射，因?yàn)樵谧⑸鋲毫ο鲁霈F(xiàn)的反作用力將只作用在噴嘴頭的非常小的端接面上。
為權(quán)利要求2的實(shí)施例尋求獨(dú)立的保護(hù)，其中模具型芯包括至少一個(gè)用于接納噴嘴頭的底切，該些噴嘴頭以在相互成一個(gè)角度的方向上的兩步驟運(yùn)動(dòng)加以安裝。為了進(jìn)到底切的后側(cè)，在噴嘴和模具型芯之間必須進(jìn)行一個(gè)至少兩維的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；實(shí)際上，這是很容易做到的。一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是，徑向伸出的噴嘴頭也可以方便和精確地安裝到模具型芯的一個(gè)開(kāi)口或孔腔中。最好是，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)步驟是相互垂直的(權(quán)利要求3)，其中第一步驟是基本上平行于流管的軸線，而第二步驟是與該軸線成一角度的，基本上處于橫向方向(權(quán)利要求4)。
有利的是，在型箱和噴嘴頭之間沒(méi)有接觸，噴嘴頭被模嵌到或楔入到軸端的腳部上，該軸端的腳部也與型箱相隔開(kāi)(權(quán)利要求5和6)，但是將噴嘴頭固持和定心(權(quán)利要求7)，尤其是在又重新縮向細(xì)長(zhǎng)軸外臺(tái)階或臺(tái)肩處。
在根據(jù)權(quán)利要求8至11所述的較佳實(shí)施例中，該軸包括一個(gè)高強(qiáng)度的腳部，該腳部導(dǎo)熱地接納噴嘴頭并由一個(gè)熱隔離體連著，而該熱隔離體則連接到一個(gè)高強(qiáng)度的導(dǎo)熱元件上。這樣，軸在熱方面是漸次變化的；熱隔離體，最好是一個(gè)焊接在一個(gè)包封管和該腳部之間的套筒，有效地將熱元件與型箱隔絕。所產(chǎn)生的熱由緊緊地包住流管的特殊加熱裝置，例如一個(gè)帶槽加熱管或一個(gè)可變螺旋加熱線圈，集中到流管端部，并且加熱裝置的下端連接到一個(gè)模嵌到流管端部和軸的腳部上的金屬襯套上(權(quán)利要求12)。
根據(jù)權(quán)利要求13，在金屬襯套和隔離套筒的冷接面之間可以安排一個(gè)由陶資、鈦、鎳鉻或某些其他阻礙熱傳遞的材料制成的耐熱或絕熱環(huán)支承件，并且在金屬襯套和隔離套筒這些元件的上部區(qū)域有利地設(shè)置有圓錐形的空氣間隙。因此，熱的熔化物將可靠地到達(dá)注射點(diǎn)。此外，這樣所提供的緊固設(shè)計(jì)即使在高溫和300巴至2千巴(大致等于2至13tonf/in2)范圍的高壓的實(shí)際應(yīng)力作用下也能保證經(jīng)濟(jì)的操作。
根據(jù)權(quán)利要求14所述，至少另一個(gè)噴嘴頭可以相對(duì)于流管軸線以介于0°-90°之間的角度固定到軸的腳部上。這樣就將大大地促進(jìn)實(shí)現(xiàn)多澆口澆注，因?yàn)閲娮祛^可以被非常精確地定位，以便對(duì)待模鑄的該物件或若干個(gè)物件的注射點(diǎn)有最大的熱傳遞。
本發(fā)明的其他特征，細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)都可以從權(quán)利要求所描述以及附圖中所示的較佳實(shí)施例的以下公開(kāi)內(nèi)容中得知

圖1示出了一個(gè)經(jīng)安裝好的部件的局部剖視圖；圖2a示出了類(lèi)似于圖1的噴嘴安裝座；圖2b示出了對(duì)應(yīng)于圖2a所示安裝座的局部剖視底視圖；圖3是一個(gè)熱流道噴嘴的縱向剖視圖；圖4是另一個(gè)噴嘴實(shí)施例的示意剖視圖。
圖1、2a和2b中示出了一個(gè)總的以標(biāo)號(hào)10標(biāo)示的熱流道噴嘴用于一個(gè)型箱12內(nèi)，該型箱12具有一個(gè)模腔板14和一個(gè)分成兩半的模具型芯16。該噴嘴10具有一個(gè)頂部，該頂部包括一個(gè)由一細(xì)長(zhǎng)軸20連續(xù)著的寬緣體18。一根可從外側(cè)加熱的流管22同心地穿過(guò)寬緣體18和軸20。一個(gè)薄的電絕緣層24將流管22與加熱裝置隔離開(kāi)，該加熱裝置可以是一個(gè)部分開(kāi)槽的加熱管26(圖3)。繞著或者位于一個(gè)用于給加熱裝置供給電力的側(cè)向電極接線柱28安排有其他的絕緣件27，29，例如襯套和/或盤(pán)。
軸20在熱方面是漸次交化的。該軸20包括一個(gè)外側(cè)包封管30，該管的上部包含有一個(gè)與模腔板14嚙合的法蘭32，該軸20在其下部還包括一個(gè)從外側(cè)再次向內(nèi)過(guò)渡到細(xì)長(zhǎng)軸20的向內(nèi)臺(tái)階或臺(tái)肩34。從圖3中可以看出，臺(tái)階34是矩形橫截面的，而圖1和2a所示的包封管30示出了一個(gè)傾斜的臺(tái)肩34。
包封管30是用高強(qiáng)度的材料，如導(dǎo)熱性大的工具鋼制成的。在其底部，包封管30被焊接到一個(gè)隔離套筒36上，該隔離套筒36最好用一種耐熱材料，例如鈦、鎳鉻鋼、陶瓷等制成的，并且一個(gè)也是高導(dǎo)熱性的，最好是環(huán)形的腳部38被焊接到套筒36上。
一個(gè)導(dǎo)熱襯套40被插入下軸部36，38內(nèi)。其下部52由一個(gè)焊接點(diǎn)42連接到流管22和加熱管26的下端上。一個(gè)內(nèi)圓錐形間隙44將該導(dǎo)熱襯套40與加熱管26的下部區(qū)域隔離開(kāi)，該區(qū)域上具有用于增加電阻的槽縫66(圖3)以便將熱卡輸出集中到流管端部上。一個(gè)外環(huán)間隙54將導(dǎo)熱襯套40與隔離套筒36的主要部分隔離開(kāi)。一個(gè)安置在襯套40和包封管30的毗鄰面之間的支承環(huán)56提供了機(jī)械穩(wěn)定性，但是因其低的導(dǎo)熱性而限制了那里的熱傳遞。環(huán)56最好是用一種如鈦、鎳鉻鋼，陶瓷等材料制成的。
噴嘴頭50，50′導(dǎo)熱性地裝接到，特別是焊接到最好由工具鋼制成的腳部38上。噴嘴頭50，50′可以相對(duì)于軸線A傾斜或向外傾斜0°至90°之間的任何角度，這只取決于腳部38上的頭座的形狀。如圖1、2a和2b以及圖3中右側(cè)所示，頭50可以基本上垂直于流管22的軸線A延伸，該流管22則穿過(guò)整個(gè)熱流道噴嘴10并在頂部由一個(gè)護(hù)圈60蓋住。相反，一個(gè)噴嘴頭50′(在圖3的左側(cè))指向豎直方向，即平行于流管的軸線A。圖2a，2b所示實(shí)施例只有一個(gè)噴嘴頭50，并且?guī)в衅浒夤?0的軸20由一個(gè)框安裝件62固定住，而框安裝件62則由一個(gè)楔形件64定位于模腔板14內(nèi)。
圖4所示實(shí)施例基本上是同樣的結(jié)構(gòu)，因此，同樣的元件以其他圖中同樣的標(biāo)號(hào)標(biāo)出。此外，一個(gè)蓋或護(hù)圈60(未在圖4中示出)也可以蓋在流管22的頂部，該流管在其下端包含有一個(gè)在軸線A方向延伸入模具型芯16(此處也未示出)的腔H內(nèi)的噴嘴頭50。
轉(zhuǎn)到與焊接點(diǎn)42相反的方向上，噴嘴頭50包括一個(gè)模嵌入流管22的下端內(nèi)的外擴(kuò)大部51。密封唇46將在上部固持區(qū)域的噴嘴頭50的本體蓋住并將流管22整體地延續(xù)。不過(guò)，在其下部主要部分，噴嘴頭50并不接觸密封唇46。相反，密封唇46穿過(guò)導(dǎo)熱襯套40的下端以及軸的腳部38，并且可滑動(dòng)地嚙合住其支承卡環(huán)48。于是，當(dāng)相互嚙合的元件38，40(或42，分別地)與46之間的平移或平動(dòng)是因熱平衡的變化或擾動(dòng)導(dǎo)致的熱膨脹或熱收縮引起時(shí)，它們將不會(huì)到阻礙。在操作中，熔化物流過(guò)管22，而例如1000巴(或者說(shuō)約6.5tonf/in2)的高壓迫使密封唇46貼到卡環(huán)48上，而沒(méi)有在軸向上抑制膨脹和收縮運(yùn)動(dòng)。
而且，導(dǎo)熱的軸的部分之間，即腳部38和包封管30之間的隔離套筒36提供了對(duì)型箱12(未示于圖4中)的熱絕緣。由于此種非常簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的特征，就可獲得一種特別有利的能量操作。與傳統(tǒng)的作法相反，向外流的熔化物不會(huì)經(jīng)孔腔、通道等到達(dá)軸的端部。
從圖1、2a、2b可以看出安裝的實(shí)例，軸20和包封管30被嵌壓入型箱12的模腔板14內(nèi)。包封管30以其整個(gè)外徑伸入模具型芯16內(nèi)，但是，由于向內(nèi)的臺(tái)階34，細(xì)長(zhǎng)的隔離套筒36在腔H內(nèi)是自由狀的。臺(tái)階34和/或腳部38的作用是對(duì)軸20進(jìn)行定心從而對(duì)熱流道噴嘴10進(jìn)行定心，由此，就保證了所生產(chǎn)物件K的精確形狀。多個(gè)噴嘴頭50，50′即可以從各個(gè)點(diǎn)噴注一個(gè)物件K，也可以為生產(chǎn)多個(gè)分離的物件進(jìn)行同時(shí)注射。
加熱裝置可以供以低電壓或電源電壓。在后者情況下，反向電流流過(guò)加熱裝置內(nèi)部，而對(duì)于低電壓操作，反向電流則經(jīng)流管22和寬緣體18直接流到模鑄工具(型箱12)上。
圖1，2a、2b、3所示實(shí)施例具有另一個(gè)熱動(dòng)力優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)將流管22加熱到操作溫度，流管會(huì)縱向膨脹。不過(guò)，軸20連同其部件30，36，38在內(nèi)，由于良好的熱絕緣而只維持相當(dāng)?shù)偷臏囟人健Ｒ虼?，盡管有集中熱的供應(yīng)，也可大大地防止噴嘴頭50，50′的膨脹。這對(duì)于直徑較小的注射點(diǎn)來(lái)說(shuō)是特別重要的，因?yàn)闆](méi)有必要為各個(gè)噴嘴頭的精確定位來(lái)修正噴頭的長(zhǎng)度或范圍。
當(dāng)在經(jīng)模具壁側(cè)向地進(jìn)行的噴注一個(gè)物件K的情況下，往常會(huì)發(fā)生某些殘余的冷卻塑料也被注射入塑料物件K內(nèi)從而使得產(chǎn)品報(bào)廢的情況。為了防止這種情況，本發(fā)明將熱完全傳遞到待去模的物件K的表面上。為此，將熱流道噴嘴10的噴嘴頭50，50′精確地調(diào)節(jié)到模具內(nèi)的正確位置或高度上但并不與其有任何接觸；熱只有經(jīng)充以自身是耐熱的熱塑熔化物的腔H才能泄漏到模具的壁上。沿軸20的包封管30的金屬傳導(dǎo)性由絕緣裝置，即間隙44和54以及支承環(huán)56和隔離套筒36，阻擋住。
本發(fā)明并不局限于所描述的實(shí)施例，但應(yīng)該理解到，在一個(gè)較佳實(shí)施例中，一個(gè)具有一個(gè)側(cè)電極接線柱28的熱流道噴嘴10被固持在噴射模鑄機(jī)的型箱12內(nèi)并包括一個(gè)伸入一個(gè)模具型芯16內(nèi)的軸20，該軸支承著至少一個(gè)噴嘴頭50，50′，該噴嘴頭向待模鑄的物件K伸出該軸。模具型芯包括一個(gè)底切70，噴嘴頭50，50′通過(guò)一個(gè)二步驟運(yùn)動(dòng)，即例如基本上平行于一個(gè)可從其外側(cè)加熱的流管22的軸線A的第一方向S，然后在相對(duì)于該軸線A的橫向方法Q，插入該底切70內(nèi)。噴嘴頭50，50′被固定到一個(gè)軸腳部38上而不會(huì)與型箱12或模具型芯16的壁17接觸。一個(gè)圓周臺(tái)階34對(duì)軸20進(jìn)行定心，該軸的離強(qiáng)度的腳部38可導(dǎo)熱地固持住噴嘴頭50，50′。一個(gè)接合到腳部38上的熱隔離套筒36由一個(gè)可導(dǎo)熱的包封管30連續(xù)接向型箱12。一個(gè)可導(dǎo)熱的內(nèi)襯套40由空氣間隙54，44和一個(gè)支承環(huán)56將其與隔離套筒36熱隔絕。
顯然上面已對(duì)較佳實(shí)施例作出圖示和描述，但要堅(jiān)持的觀點(diǎn)是，多變化和變更對(duì)于熟悉現(xiàn)有技術(shù)的人來(lái)說(shuō)在不脫離本發(fā)明的原則的情況下是顯而易見(jiàn)的，因此，本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為局限于所描述的特殊形式。
權(quán)利要求
1.一種用于噴射模鑄機(jī)中的熱流道噴嘴，該噴射模鑄機(jī)具有一個(gè)型箱(12)，一個(gè)模腔板(14)和一個(gè)帶有一個(gè)側(cè)壁(17)的模具型芯(16)，該噴嘴包括一個(gè)帶有流料開(kāi)口(19)的頂部(60)和一個(gè)由一根細(xì)長(zhǎng)軸(20)連續(xù)著的寬緣體(18)，該細(xì)長(zhǎng)軸(20)固持在型箱(12)內(nèi)，延伸入模具型芯(16)內(nèi)并包括至少一個(gè)相對(duì)于一個(gè)流管(22)的軸線(A)成一角度向外指的噴嘴頭(50，50′)，該流管(22)可從其外側(cè)加熱，并穿過(guò)寬緣體(18)和軸(20)，噴嘴頭(50，50′)的自由端不接觸地穿過(guò)模具型芯(16)的壁(17)達(dá)至待模鑄的物件(K)，其中模具型芯(16)分開(kāi)由兩個(gè)半體構(gòu)成并將噴嘴頭(50，50′)固持在它們之間，并且其中，型芯半體適合于在橫向于軸線(A)的方向上置換在并被楔入型箱(12)內(nèi)的閉合位置中。
2.如權(quán)利要求1所述的熱流道噴嘴，其特征在于該模具型芯(16)包括至少一個(gè)用于接納噴嘴頭(50，50′)的底切(70)，該些噴嘴頭(50，50′)適合于以在相互成一個(gè)角度的方向(Q，S)上的兩步驟運(yùn)動(dòng)的方式加以安裝。
3.如權(quán)利要求2所述的熱流道噴嘴，其特征在于該兩運(yùn)動(dòng)步驟的方向(Q，S)是基本上相互垂直的。
4.如權(quán)利要求2所述的熱流道噴嘴，其特征在于第一運(yùn)動(dòng)步驟是基本上平行于其流管(22)的噴嘴(10)的軸線(A)，而第二運(yùn)動(dòng)步驟與第一運(yùn)動(dòng)步驟的方向(S)成銳角或直角并基本上橫向于軸線(A)。
5.如權(quán)利要求1所述的熱流道噴嘴，其特征在于該噴嘴頭(50，50′)模嵌或焊接到軸的腳部(38)上并且不與模具或型箱(12)接觸。
6.如權(quán)利要求1所述的熱流道噴嘴，其特征在于至少軸(20)的腳部(38)是與型箱(12)徑向間隔開(kāi)的。
7.如權(quán)利要求1所述的熱流道噴嘴，其特征在于噴嘴頭(50，50′)由該軸的腳部(38)固持和定心，尤其是在外臺(tái)階或臺(tái)肩(34)處。
8.如權(quán)利要求1所述的熱流道噴嘴，其特征在于軸(20)包括一個(gè)高強(qiáng)度腳部(38)，該腳部(38)適合于熱傳導(dǎo)地接納噴嘴頭(50，50′)，并且由一個(gè)熱隔離體(36)連著，該熱隔離體又連接到導(dǎo)熱性大的高強(qiáng)度元件(40)上。
9.如權(quán)利要求1所述的熱流道噴嘴，其特征在于軸(20)包括一個(gè)包封管(30)，一個(gè)焊接到該包封管上的隔離套筒(36)和連著噴嘴頭(50，50′)的環(huán)形腳部(38)。
10.如權(quán)利要求9所述的熱流道噴嘴，其特征在于軸(20)的隔離套筒(36)可相對(duì)于其包封管(30)縮小以便形成一個(gè)朝向內(nèi)側(cè)的圓周形臺(tái)階或臺(tái)肩(34)。
11.如權(quán)利要求8所述的熱流道噴嘴，其特征在于導(dǎo)熱元件(40)是一個(gè)金屬襯套，其下部(52)被模嵌到或焊接到流管(22)的、加熱裝置(26)的和軸的腳部(38)的下端上。
12.如權(quán)利要求8所述的熱流道噴嘴，其特征在于在導(dǎo)熱元件(40)的上部和熱隔離體(36)以及加熱裝置(26)之間設(shè)置有絕熱裝置，具體地說(shuō)是空氣間隙(54，44)，以使由導(dǎo)熱元件(40)的下部(52)產(chǎn)生至少一個(gè)向上加寬的圓錐形間隙(54)。
13.如權(quán)利要求8所述的熱流道噴嘴，其特征在于在導(dǎo)熱元件(40)和熱隔離體(36)的毗鄰面之間座置有至少一個(gè)耐熱支承環(huán)(56)。
14.如權(quán)利要求1所述的熱流道噴嘴，其特征在于至少另一個(gè)噴嘴頭(50″)適合于以相對(duì)于流管(22)的軸線(A)以介于0°和90°之間的某個(gè)角度裝接到軸的腳部(38)上。
全文摘要
包含至少一個(gè)熱流道噴嘴的噴射模鑄機(jī)的型箱通過(guò)噴嘴的軸固持噴嘴，軸穿入模具型芯并支承至少一向待模鑄物件伸出軸的噴嘴頭。型芯有一底切，噴嘴頭通過(guò)兩步驟運(yùn)動(dòng)，即在平行可外側(cè)加熱流管的軸線方向，然后在軸線橫向上插入底切內(nèi)。噴嘴頭固定到軸的腳部上不與型箱或型芯壁接觸。圓周臺(tái)階對(duì)軸定心，軸的腳部導(dǎo)熱地固持噴嘴頭。接合到腳部上的熱隔離套筒由導(dǎo)熱包封管向型箱延續(xù)。導(dǎo)熱內(nèi)襯套通過(guò)空氣間隙和支承環(huán)與套筒熱隔開(kāi)。
文檔編號(hào)B22D41/56GK1139602SQ95107858
公開(kāi)日1997年1月8日 申請(qǐng)日期1995年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月6日
發(fā)明者H·岡特 申請(qǐng)人:赫伯特岡特工程師有限公司