CN101161443B - 用于将熔体导入塑料压铸模内的注射喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于将熔体材料导入塑料压铸模内的注射喷嘴，包括一喷嘴芯体(11)和一中心的熔体通道(12)，所述熔体通道(12)在下游过渡到至少一个倾斜于熔体通道(12)延伸的输出通道(16)，所述输出通道分别设有用于塑料熔体的排出口(25)，其中所述排出口(25)通入一个构成为球冠形的环形空间的空腔(17)内，所述空腔与一型腔的浇注口(22)连接，其中浇注口设置在球冠形的空腔的顶点区域(19)内，并且设置一个喷嘴针阀(13)，所述喷嘴针阀可以在一个关闭浇注口(22)的位置和一个释放浇注口(22)的位置之间运动。特别之处在于，输出通道的排出口(25)在一个与空腔的顶点区域(19)尽可能远离的位置上设置在空腔(17)的底部区域(18)内。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将熔体材料导入塑料压铸模内的注射喷嘴。
背景技术
这样的注射喷嘴由DE 19608676C1已知。在这种注射喷嘴中增塑的熔融流体的塑料材料经由一个输入孔被输送给一个中心的熔体通道。从中心的熔体通道出发分岔出一个短的倾斜孔，其在浇注口附近通入一个球冠形的空腔内。在喷嘴针阀在开启方向上抬起时，材料从空腔出发通过被释放的浇注口进入型腔内。
在DE 19608676C1中描述的在喷嘴尖和模板之间的空腔特别是用于绝缘目的，即阻止注射喷嘴和模板之间的热传递。从注射喷嘴向模板的热传递因此被最小化。
由US 4781572已知一种注射喷嘴，其中熔体经由一个中心的熔体通道被输送给一个倾斜孔，该倾斜孔位于喷嘴尖内并且通入一个球冠形的空腔内。经由空腔熔体被输送给空腔的一个浇注口，该浇注口可借助于一个喷嘴针阀关闭。在与喷嘴针阀的浇注口侧的端部相邻的区域内，喷嘴针阀在整个圆周上被环形开槽，从而喷嘴针阀在这个区域内具有较小的直径。通过轴向移动不仅较小直径的区域而且具有较大直径的区域可以设置在浇注口的内侧平面(Laibung)内。
如果较大直径的端部区域与浇注口的内侧平面相对应，那么浇注口被关闭，从而没有熔体能够进入型腔内。如果与之相反，较小直径的区域设置在浇注口的内侧平面内，那么在浇注口的内侧平面和喷嘴针阀的外直径之间构成一个环形空间，通过环形空间熔体可以朝型腔的方向经过浇注口。在这种现有技术中喷嘴尖的倾斜孔也在喷嘴的浇注口的附近通入空腔内。
在实践中已经证明，在塑料注塑时在颜色变化之后通常需要许多注射过程，直至模具件不再具有旧颜色的组份。因此给出许多尝试，其具有这样的目的，例如在颜色变化或材料变化之后更快地制造无缺陷的部件。
发明内容
从DE 19608676C1出发，本发明的目的是，提供用于将熔体导入塑料压铸模内的注射喷嘴，其在工作安全性和经济性方面进一步改善。特别是压铸机应当在颜色变化之后在尽可能少的注射过程之后制造无缺陷的部件。
为此，本发明提供一种用于将熔体材料导入塑料压铸模内的注射喷嘴，包括一喷嘴芯体和一中心的熔体通道，所述熔体通道在下游过渡到至少一个倾斜于熔体通道延伸的输出通道，所述输出通道设有用于塑料熔体的排出口，其中所述排出口通入一个构成为球冠形的环形空间的空腔内，所述空腔与一型腔的浇注口连接，其中浇注口设置在球冠形的空腔的顶点区域内，并且设置一个喷嘴针阀，所述喷嘴针阀能够在一个关闭浇注口的位置和一个释放浇注口的位置之间运动，其特征在于，输出通道的排出口在一个与空腔的顶点区域尽可能远离的位置上设置在空腔的底部区域内。
本发明的原则基本上在于，输出通道的排出口在一个与空腔的浇注口尽可能远离的位置上设置在球冠形的空腔内。在此重要的是，排出口如此设置，使得在一个注射过程中位于空腔内的熔体通过后来由排出口流出的熔体被完全挤入浇注口内。排出口位于球冠形底部内，其例如由密封环构成并且界定球冠形的空腔。如果喷嘴尖的多个孔通入空腔内，那么所有的排出口设置在上述的区域内。
“球冠形”在本发明中可以是广义上的任何壳体形状。空腔例如可以构成为球形的或滚珠壳体形状的。空腔在横截面上例如可以是抛物线形状的。名称“球冠底部”和“球冠顶点”在本发明中相应地指壳体形的空腔的底部或顶点区域。
“浇注口”在本发明中是这样一个开口，其将球冠形的空腔直接与型腔连通。但是浇注口也可以例如是朝向一个通道的开口，该通道将空腔与型腔间接地连通。
“顶点区域”在本发明中例如可以是设置浇注口的区域。
“底部区域”在本发明中是这样的区域，其相对于塑料熔体的流动路径尽可能远离空腔的顶点区域，浇注口位于所述顶点区域内。“尽可能远”在此相对于流动路径理解。底部区域例如可以由喷嘴芯体或喷嘴尖的环形的凸肩构成或者例如由密封环的端面构成。
本发明的优点在于，在颜色变化时位于空腔内的塑料完全被后流入的塑料由空腔内挤出。如果在材料或颜色变化后之前使用的材料或具有上述颜料的材料仍然位于空腔内，那么这种材料在一个注射过程中业已完全可以被新的材料由空腔内挤出。在此产生较少的残留物，其仍然包含具有之前使用的颜料或之前使用的材料的残余。喷嘴被快速地释放之前使用的材料或具有之前使用的颜料的材料并且工具快速地准备好用于制造无缺陷的构件。
根据第一实施形式，输出通道在流动方向上锥形扩展。输出通道的排出口大于输出通道的输入口。通过这种方式在排出口上在较大的表面横截面上产生一熔体流，其将位于空腔内的塑料材料挤出。由于锥形的扩展，塑料熔体在输出通道内的流动速度变小。较慢的流动速度产生改善的膨胀流，其在塑料熔体由输出通道朝所有方位流出时膨胀并且同时也将位于空腔内的塑料熔体由输出通道各排出口之间的空间挤出。
根据本发明的另外一个构造，空腔的底部区域由密封环的一个外表面界定。空腔可以例如由密封环的端面界定。
根据本发明的另外一个构造，底面过渡到喷嘴尖的一个凹形的环形面。因此例如楔形部或后切被阻止。塑料可能到达这种类型的空间内，塑料在压铸循环中不或仅部分地由空腔中冲出。通过根据本发明的构造，在空腔的区域内避免这样的空间，在其中位于空腔内的塑料不发生或仅发生较少的交换。
根据本发明的另外一个构造，密封环由具有较小的传热性的材料制成。密封环可以例如由钛制成，从而从注射喷嘴向模板的热传递被减小。但是例如也考虑优质钢或其它的合适的具有较小传热性的材料。
根据本发明的另外的构造，空腔的净宽在排出口的区域内扩展。这具有这样的结果，使得熔体可以无阻碍地由输出通道的排出口膨胀出并且在此将在空腔内腔内的熔体挤出。
根据另外一个实施形式至少两个输出通道在圆周上分布地设置。也可以在喷嘴尖的圆周上分布地设置多个输出通道。在两个或多个排出口由喷嘴尖出来时，在各排出口之间的间隙如此小，使得位于那儿的熔体材料在下一个注射循环时被完全挤出。在这种情况下在一个颜色或材料变化时可以特别快速地制造无缺陷的部件。根据一个有利的构造，尽可能多的输出通道在喷嘴尖的圆周上分布。
根据另外一个实施形式，排出口在喷嘴尖的圆周上均匀地分布设置。通过排出口均匀地分布在喷嘴尖的圆周上，同样阻止例如在两个排出口之间构成这样的位置，在该位置上在较大数量的注射循环后才发生材料交换。
根据另外一个实施形式，设置一个在轴向方向上可来回运动的喷嘴针阀以开启和关闭浇注口，其中中心的熔体通道至少部分同心地包围喷嘴针阀。喷嘴针阀因此部分设置在中心的熔体通道内。注射喷嘴的制造在这个实施方式中被简化，因为不设置单独的用于喷嘴针阀的容纳空间。喷嘴针阀的升程例如可以是1至4mm、特别是2mm。由于较小的针阀升程，由喷嘴尖伸出的自由的喷嘴针阀长度可以较小。因此阻止喷嘴针阀的自由端部的横向于注射喷嘴的纵向轴线的运动。
根据本发明的另外一个构造，喷嘴针阀具有一个前部区域，型腔的浇注口可以借助于该前部区域关闭，其中喷嘴针阀在前部区域的附近借助于一个引导部定心。“借助于引导部定心”在本发明的意义上意味着，针阀特别是由于较小的针阀升程，在每个位置引导并且从不与引导部脱离接触。由于喷嘴针阀的较小的升程以及在浇注口附近的引导和定心，由喷嘴尖伸出的针阀尖较小。喷嘴针阀在浇注口附近的引导和定心此外具有这样的后果，即使得喷嘴针阀横向于注射喷嘴的纵向轴线的侧向运动被阻止或最小化。喷嘴针阀的侧向运动应当被避免，因为喷嘴针阀的前部区域与模板的一个与浇注口相邻的区域的接触导致喷嘴针阀的提高的磨损。
根据本发明的另外一个构造，引导部构成为滑动轴承。滑动轴承可以例如由喷嘴体的壁构成。
根据本发明的另外一个构造，引导部由喷嘴尖中的孔的内壁构成。喷嘴针阀可以以紧密的间隙配合被容纳在孔内，从而喷嘴针阀的横向于纵向轴线的运动被避免。贯通孔的内表面可以经历表面处理。此外可以对孔的内表面镀层。
附图说明
借助于一个在附图中示出的实施例的描述得到其它的优点。其中：
图1本发明的注射喷嘴的剖视图；
图2图1中利用II表示的断面的放大的剖视图，其中未示出温度传感器环以及喷嘴加热器；
图3依据图2喷嘴尖的剖视图，其中喷嘴针阀未示出；
图4本发明的注射喷嘴的视图。
具体实施方式
根据图1，注射喷嘴10基本上包括一个具有中心的熔体通道12的喷嘴芯体11、一个喷嘴针阀13和一个用于喷嘴针阀13的驱动装置A。
借助于注射喷嘴10，由热通道21出来的塑料熔体经由模板F中的浇注口22输送给未示出的型腔。
喷嘴针阀13用于开启和关闭浇注口22。为了开启和关闭浇注口22，喷嘴针阀13可以沿着注射喷嘴10的纵向轴线l在方向x1、x2上运动。根据图1和图2，喷嘴针阀13在一个关闭位置上示出，在该关闭位置喷嘴针阀13的前部区域23设置在浇注口22内并且将浇注口关闭。浇注口22设有一个用于喷嘴针阀13的定心斜坡34(见图2)。
通过喷嘴针阀13由在图1和图2中示出的位置出发在方向x2上的运动，喷嘴针阀13可以被移入一个未示出的开启位置，其中前部区域23由浇注口22中移走。如果喷嘴针阀13位于开启位置，那么塑料熔体可以经由浇注口22流入型腔内。当喷嘴针阀13在开启位置和关闭位置之间运动时针阀升程大约为2mm并且因此相对较小。
根据图1，喷嘴针阀13被驱动装置A的活塞K驱动，该活塞在紧固板P的凹槽中引导。为了固定在活塞K上，喷嘴针阀13具有一个设有外螺纹38的端部区域27。外螺纹38被拧入驱动装置A的活塞K的内螺纹39内。如果活塞K以在此未详细示出的方式在其中一个方向x1、x2上运动，那么喷嘴针阀13也在相应的方向x1、x2上运动。
根据图1，喷嘴针阀13贯穿一个中间板Z、热通道21中的孔32、固定在喷嘴芯体11内的滑动轴瓦28、喷嘴芯体11的中心的熔体通道12以及喷嘴芯体11的喷嘴尖14中的孔15。喷嘴针阀13的前部区域23由喷嘴尖14伸出。
喷嘴针阀13支承在滑动轴瓦28内的一个中间区域内，而喷嘴针阀13的区域33(见图2)由孔15的内壁37滑动引导并且定心。喷嘴针阀13在浇注口22附近引导具有这样优点，即由喷嘴尖14伸出的针阀尖23具有较小的长度。由于较小的长度，喷嘴针阀13的区域23横向于注射喷嘴10的纵向轴线l的运动被最小化并且因此减小喷嘴针阀13的磨损，该磨损由于与模板F的接触产生。
在压铸过程中由热通道21流出的熔体根据图1经由一个倾斜孔26输送给中心的熔体通道12。由中心的熔体通道12划分出多个输出通道16，其根据图1至图4通入一个球冠形的空腔17内。球冠形的空腔17具有这样的目的，即避免模板F和注射喷嘴10之间的直接接触并且因此避免热传递。此外空腔17用作将塑料熔体导向浇注口22的熔体引导通道。
在该实施例中构成五个输出通道16。但是输出通道的数量也可以与这个数量不同，即存在多于或少于五个输出通道16。输出通道16的排出口25在喷嘴尖14的圆周上均匀分布地设置。因为喷嘴针阀13在孔15内引导，所以熔体不通过孔15进入空腔17内。
在底部区域18(见图2)中空腔17借助于一个密封环20密封。密封环20固定在喷嘴芯体11上并且在喷嘴芯体11和模板F之间径向延伸。密封环20的端面29因此在底部区域18内构成球冠形的空腔17的界限。空腔17的球冠尖利用附图标记19表示。密封环20由一种绝缘的材料例如钛制成。因此尽可能阻止从注射喷嘴10向模板F的热传递。
浇注口22设置在空腔17的球冠尖19的区域内。空腔17经由浇注口22与未示出的型腔连通。
输出通道16在下游锥形延伸(见图2和图3)，从而每个输出通道16在输入口24处比在排出口25处具有较小的直径。这种加大的流动横截面导致输出通道16的流动速度的减小。由于在排出口25处的流动速度小于在输入口24处的流动速度，产生塑料熔体的有利的膨胀流。
膨胀流具有这样的后果，即塑料熔体在离开输出通道16时朝所有方位扩张到空腔17内并且挤压在那儿存在的塑料材料。排出口25的加大的直径同时导致较好的扫气效果，因为在各排出口25之间的间隙35被减小。膨胀流也通过在空腔17的底部区域18内的空腔17的加大的净宽W得到支持。
排出口25直接邻接密封件20。密封环20的端面29过渡到喷嘴尖14的凹形的环形面36，所述端面在底部区域18内限定空腔17。通过这种方式阻止这样的空间，即在其中可以聚集塑料熔体的空间，但该塑料熔体不会由于下一个压铸循环的后流入的塑料熔体被完全由空腔17挤出。
根据本发明例如在颜色变化时，位于空腔17内的熔体材料完全通过后流入的熔体材料移走，从而在一个或少许几个注射过程之后不再有不期望的熔体残余存在于模具内，所述熔体残余具有之前使用的其它颜料或其它材料。
仍然要指出，注射喷嘴10的加热借助于一个构成为管状加热体的加热装置30实现并且在喷嘴芯体11上设置一个温度传感器环31，在该温度传感器环31上可以测量温度并且利用一个未示出的控制及调节装置调节。
此外要提及，作为上述实施方式的替换方式，喷嘴尖也可以构成为单独的构件并且与喷嘴芯体11拧接。
Claims (14)
1.用于将熔体材料导入塑料压铸模内的注射喷嘴，包括一喷嘴芯体(11)和一中心的熔体通道(12)，所述熔体通道(12)在下游过渡到至少一个倾斜于熔体通道(12)延伸的输出通道(16)，所述输出通道设有用于塑料熔体的排出口(25)，其中所述排出口(25)通入一个构成为球冠形的环形空间的空腔(17)内，所述空腔与一型腔的浇注口(22)连接，其中浇注口(22)设置在球冠形的空腔(17)的顶点区域(19)内，并且设置一个喷嘴针阀(13)，所述喷嘴针阀能够在一个关闭浇注口(22)的位置和一个释放浇注口(22)的位置之间运动，其特征在于，输出通道(16)的排出口(25)在一个与空腔(17)的顶点区域(19)尽可能远离的位置上设置在空腔(17)的底部区域(18)内。
2.如权利要求1所述的注射喷嘴，其特征在于，输出通道(16)在塑料熔体的流动方向上锥形扩展。
3.如权利要求1或2所述的注射喷嘴，其特征在于，空腔(17)的底部区域(18)由一个底面(29)限定，所述底面由一密封环(20)的端面构成。
4.如权利要求3所述的注射喷嘴，其特征在于，排出口(25)邻接底面(29)。
5.如权利要求3所述的注射喷嘴，其特征在于，底面(29)过渡到喷嘴尖(14)的一个凹形的环形面(36)。
6.如权利要求3所述的注射喷嘴，其特征在于，密封环(20)由一种绝缘的材料制成。
7.如权利要求1所述的注射喷嘴，其特征在于，空腔(17)的净宽(W)在排出口(25)的区域内相对于喷嘴尖(14)加宽。
8.如权利要求1所述的注射喷嘴，其特征在于，设置至少两个输出通道(16)。
9.如权利要求1所述的注射喷嘴，其特征在于，输出通道(16)的排出口(25)在喷嘴尖(14)的圆周上均匀分布地设置。
10.如权利要求1所述的注射喷嘴，其特征在于，中心的熔体通道(12)至少部分同心地包围喷嘴针阀(13)。
11.如权利要求1所述的注射喷嘴，其特征在于，喷嘴针阀(13)的针阀升程为2至4mm。
12.如权利要求1所述的注射喷嘴，其特征在于，喷嘴针阀(13)的一个前部区域(23)能至少部分地移入浇注口(22)内以关闭浇注口(22)，并且喷嘴针阀(13)在该前部区域(23)的附近借助于一个引导部(37)定心。
13.如权利要求12所述的注射喷嘴，其特征在于，引导部(37)由喷嘴尖(14)中的孔(15)的内壁构成。
14.如权利要求12所述的注射喷嘴，其特征在于，引导部(37)构成为滑动轴承。
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