專利名稱：注入成型用可被冷卻的澆口和腔嵌入件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及裝置，更具體地講，涉及一種整體澆口和腔嵌入件，該整體澆口和腔嵌入件具有一條或多條由此通過而延伸的冷卻流體流動通道，該冷卻流體通道交替地既向前和后又向內(nèi)和外延伸。
一些具有冷卻流體流動通道的注入成型用澆口和腔嵌入件已廣為人知，它們構(gòu)成腔的一部分，而澆口則通過腔而延伸，用以將熔料從加熱噴嘴輸送至腔中。例如，于1986年11月11日授予Bright等人的美國專利4622001公布了一種兩部分組成的嵌入件，這種嵌入件具有在徑向交替向內(nèi)和向外延伸的冷卻流體流動通道或室，用以通過加長冷卻流體流動路徑和將冷卻流體置于更接近腔來改進(jìn)冷卻。于1995年8月22日授予Gellert的美國專利5443381公開了一種整體澆口和腔嵌入件，它具有使冷卻流體流動室或通道交替地向前和向后延伸的肋部分，以提供改進(jìn)的冷卻和更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
雖然上述結(jié)構(gòu)對許多應(yīng)用來說是令人滿意的，但在以某些腔的結(jié)構(gòu)和尺寸模制某些材料時，還希望對腔和澆口區(qū)域提供另外的冷卻。
因此，本發(fā)明的一個目的就是通過提供具有一條或多條交替地既向前和后又向內(nèi)和外延伸的冷卻流流動通道的整體受冷卻的澆口和腔嵌入件至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
為此目的，根據(jù)其一個方面，本發(fā)明提供了一種安裝在模具中加熱噴嘴和腔之間的注入成型用整體澆口和腔嵌入件。澆口和腔嵌入件包含一個具有凹陷部分以安放噴嘴的后表面，和一個形成腔的后表面的一部分的前表面。一個澆口從后表面沿中心通過澆口和腔嵌入件延伸至前表面用以將熔料從噴嘴輸送至腔中。澆口和腔嵌入件包含一個具有一個或多個由此向內(nèi)延伸的冷卻流體入口和出口的外表面。澆口和腔嵌入件還具有從一個冷卻流體入口由此通過延伸至一個冷卻流體出口的一條或多條冷卻流體流動通道。在澆口和腔嵌入件中的每條冷卻流體流動通道交替地既向前和后又向內(nèi)和外地延伸。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將通過下述參照附圖的說明變得更為清晰。


圖1是一個多腔注入成型系統(tǒng)的一部分的截面圖，它展示了本發(fā)明最佳實施例提出的一種澆口和腔嵌入件；圖2是一個等量圖，它表示圖1所示的澆口和腔嵌入件的、處于待組裝位置的澆口和腔嵌入件的內(nèi)部分和外部分；圖3是圖1所示組裝后的澆口和腔嵌入件的橫截面圖；圖4是沿圖3中4-4線截取的澆口和腔嵌入件的等量圖；以及圖5是圖1所示的通過澆口和腔嵌入件的冷卻流體流動通道的路徑的示意圖。
首先參看圖1，圖中展示了一種多腔注入成型系統(tǒng)或裝置的一部分，它具有根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例提出的、安裝在模具12中加熱噴嘴14和腔16之間的整體澆口和腔嵌入件10。盡管，根據(jù)不同應(yīng)用模具12可具有很多的板，但在此處為說明方便起見只展示了由螺栓22固定在一起的一塊噴嘴夾持板18和一塊后板20，以及一塊腔夾持板24和一塊脫模板26。
每個澆口和腔嵌入件10具有一個外表面28、一個后表面30、一個前表面32和一個澆口34，此澆口34從后表面30沿中心由此通過延伸至前表面32，以使將熔料從噴嘴14輸送至腔16。外表面28大致為圓筒形狀，它具有一個向外延伸的圓形法蘭部分36，此法蘭部分36安裝在腔夾持板24的圓形底座38中，以便將澆口和腔嵌入件10精確地定位在模具12中。澆口和腔嵌入件10的后表面30具有一個凹陷部分40，它構(gòu)成一個噴嘴井，用以安放加熱噴嘴14。
熔料通道42在鋼質(zhì)熔料分配總管44中分支，并通過每一加熱噴嘴14中的一個中心熔料孔46延伸至通向腔16的澆口34。熔料分配總管44具有一個圓柱形入口部分48，并由一件組合式電加熱元件50進(jìn)行加熱。熔料分配總管44由一個中心定位環(huán)52和若干隔熱和彈性的墊片件54安裝在噴嘴夾持板18與后板20之間，這些墊片件54在加熱總管44與圍繞著的模具12之間形成了一個隔熱空氣空間56。
每一噴嘴14具有一個組合式電加熱元件58和一個后端60，此后端60緊靠著熔料分配總管42。在此結(jié)構(gòu)中，在每一加熱噴嘴14中裝有一個帶有螺旋形葉片64和一個向前指向的尖端66的魚雷形部件62。每一加熱噴嘴14還具有一個法蘭部分68，它裝配在總管夾持板18中的圓形底座70中。這使帶有魚雷形部件62的尖端66的加熱噴嘴14與澆口34精確對準(zhǔn)，并在加熱噴嘴14和圍繞著的模具12之間形成了一個隔熱空氣空間72，模具12借助泵送冷卻流體通過冷卻管道74而得到冷卻。
在此實施例中，澆口和腔嵌入件10的前表面32構(gòu)成腔16的后表面78。在這種情況下，腔16用于加工容器罩子，并在澆口和腔嵌入件10與模心80之間延伸，模心80通過脫模環(huán)82而延伸。模心80由通過中心冷卻通道84流動的冷卻水冷卻。
現(xiàn)在參看圖2-4以詳細(xì)地說明本發(fā)明提出的澆口和腔嵌入件10。如由圖2可見，澆口和腔嵌入件10由一個大體上為圓柱形的內(nèi)部分86和一個大體上為圓柱形的外部分88構(gòu)成。外部分88通常由諸如不銹鋼的適當(dāng)致密材料制成，而內(nèi)部分86最好由H13工具鋼制成，這種H13工具鋼更為導(dǎo)熱，并更抗熱沖擊。內(nèi)部分86裝配在外部分88的中心圓柱形開口90中。內(nèi)部分86具有一個向前伸出的圓柱形前端部分92，澆口34通過它而延伸，該前端部分92裝配在一個較小的圓柱形開口94中以形成澆口和腔嵌入件10的前表面32的一部分。如圖可見，內(nèi)部分86形成噴嘴井40，加熱噴嘴14延伸到其中。
澆口和腔嵌入件10的外部分具有大體上為圓柱形的外表面28，它從向外延伸的法蘭部分36向前延伸。在此實施例中，它被機(jī)械加工成具有兩條以迂回路徑、由此通過延伸的冷卻流體流動通道96、98。流動通道96、98分別從一對冷卻流體入口100、102延伸至一對出口104、106。此對流體入口100、102從外表面28向內(nèi)延伸，此對出口104、106又向外延伸至外表面28。出口104、106與入口100、102相對，且兩條冷卻流體通道96、98圍繞澆口和腔嵌入件10沿相互相對的方向延伸。再參看圖1，在其間具有一個薄分隔板108的兩個冷卻流體入口100、102與一條通過腔夾持板24而延伸的冷卻流體導(dǎo)管110對準(zhǔn)以接受諸如水的合適冷卻流體。在兩個冷卻流體出口104、106之間也具有一個薄分隔板112，它們類似地與另一條通過腔夾持板24而延伸的冷卻流體導(dǎo)管114對準(zhǔn)以接受來自兩個出口的冷卻流體。分隔板108、112具有刀刃狀邊緣109、113以避免妨礙水的流動。兩條冷卻流體流動通道96、98的迂回路徑116、118在圖4和5得以看得最為清楚。每條通道96、98首先沿圓周方向延伸一個短距離，然后向后延伸一個短距離，接著向內(nèi)、向外通過該通道的U形部分120，接著向前返回延伸一個短距離，然后再沿圓周方向延伸。在所示的結(jié)構(gòu)中，此循環(huán)流動路徑或形狀在每個入口100、102與出口104、106之間重復(fù)三次。冷卻流體流動通道96、98的這種路徑或形狀交替地既向前和向后又向內(nèi)和向外地延伸，其優(yōu)點是能延長流動通道的長度、增加湍流流動，并使流動通道更靠近腔16，所有這些都能改進(jìn)冷卻效率，同時保持總是承受著高的夾緊壓力的模具的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
澆口和腔嵌入件10是通過將內(nèi)部96嵌入至外部分88中而制成的。沿著它們之間的接合處施用一種鎳合金焊膏，然后將它們置于真空爐中逐漸加熱至鎳合金熔點以上的約1925°F。當(dāng)爐子加熱時，它被抽至較高的真空，以基本去除所有氧氣，然后用諸如氬或氮的惰性氣體進(jìn)分部分再充氣。當(dāng)達(dá)到鎳合金的熔點時，它熔化，并在內(nèi)部分86的外表面122和外部分88的內(nèi)表面124之間流動。由于毛細(xì)作用，鎳合金分布在表面122、124之間以整體地將兩個部分86、88焊接在一起，從而形成整體的澆口和腔嵌入件10。用這種方法將它們在真空爐中焊接在一起能獲得鎳合金與鋼的金相結(jié)合，從而使嵌入件的強(qiáng)度達(dá)到最大，并防止冷卻水的滲漏。
在使用中，注入成型裝置或系統(tǒng)按圖1所示地進(jìn)行組裝。雖然為說明方便起見，只展示了單個腔16，但應(yīng)理解的是，根據(jù)不同用途通常熔料分配總管44可具有延伸至多個腔16的多條熔料通道分支。向總管44和噴嘴14中的加熱元件50、58通電以便將它們加熱至預(yù)定的運行溫度。水或其它合適的冷卻流體以預(yù)定溫度輸至冷卻通道84及冷卻導(dǎo)管74和110以冷卻模具12及澆口和腔嵌入件10。然后，熱的加壓料從模制機(jī)(未示出)通過中心入口126按預(yù)定的周期以常規(guī)方法注入熔料通道42中。熔料通過加熱噴嘴14中的熔料孔46及澆口34流入腔16。當(dāng)腔16充滿時，注入壓力瞬間升至峰值，然后釋放。在一個短暫的冷卻期后，模具12打開進(jìn)行出坯。出坯后，模具12閉合，重新施加熔料注射壓力以重新填充腔16。此循環(huán)以一定的頻率不斷重復(fù)，該頻率決定于腔16的尺寸及模制材料的類型。
雖然對具有冷卻流體流動通道的注入成型用整體澆口和腔嵌入物的說明是根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例給出的，但顯然，在不偏離本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人所理解的和由下述權(quán)利要求限定的范圍的情況下，本發(fā)明還可能有各種其它修改方案。例如在一個替代性實施例中可以只有一條流動通道，該流動通道從鄰近出口的入口圍繞澆口和腔嵌入件而延伸，且流動通道具有上述相同的循環(huán)路徑或形狀。
權(quán)利要求
1.一種安裝在模具中加熱噴嘴和腔之間的注入成型用整體澆口和腔嵌入件，該澆口和腔嵌入件包含一個具有凹陷部分以安放噴嘴的后表面、一個形成腔的后表面的至少一部分的前表面、一個從后表面沿中心由此通過延伸至前表面用以將熔料從噴嘴輸送至腔的澆口，以及一個具有由此向內(nèi)延伸的至少一個冷卻流體入口和至少一個冷卻流體出口的外表面，澆口和腔嵌入件還具有至少一條由此通過從冷卻流體入口延伸至冷卻流體出口的冷卻流體流動通道，其特征在于在澆口和腔嵌入件中的至少一條冷卻流體流動通道交替地既向前和后又向內(nèi)和外地延伸。
2.如權(quán)利要求1的整體澆口和腔嵌入件，其特征在于，外表面為圓柱形。
3.如權(quán)利要求2的整體澆口和腔嵌入件，其特征在于，有兩個冷卻流體入口、兩個與冷卻流體入口相對的冷卻流體出口和兩條冷卻流體流動通道，每條冷卻流動流動通道沿相互相對的方向圍繞澆口和腔嵌入件從冷卻流體入口延伸至冷卻流體出口。
全文摘要
一種用于安裝在加熱噴嘴和腔之間的注入成型用整體澆口和腔嵌入件,該嵌入件具有圍繞澆口和腔而延伸的冷卻流體流動通道。通道交替地既向前和后又向內(nèi)和外地延伸以改進(jìn)冷卻。
文檔編號B29C45/27GK1229712SQ9910033
公開日1999年9月29日 申請日期1999年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月2日
發(fā)明者喬布斯特·烏爾里克·蓋勒特, 丹尼斯·L·巴賓 申請人:標(biāo)準(zhǔn)模具有限公司