CN101237980A - 带有针封闭喷嘴和导向套管的注塑设备 - Google Patents

Abstract

注塑设备(1)，带有：分配板(3)，所述分配板(3)内形成至少一个用于可流动材料的流道(4)；至少一个针封闭喷嘴，通过所述针封闭喷嘴，可流动材料可在所述流道的引导下被供给可分离的模具嵌件；至少一个封闭针件(20)，所述封闭针件(20)至少部分地纵向移动地通过所述流道且借助于驱动件可处于打开和关闭位置；以及导向套管(30)，所述导向套管使所述封闭针件(20)通过且密封所述封闭针件(20)。导向套管具有区域，其以小的运动间隙包围封闭针件的，且该区域至少部分地位于流道内。因此该区域具有用于可流动材料的接触面，该接触面至少部分地位于流道内。可流动材料绕所述区域和接触面(44)的所有侧流动。

Description

带有针封闭喷嘴和导向套管的注塑设备

技术领域

本发明涉及带有根据权利要求1的总概念的针封闭喷嘴的注塑设备。

背景技术

针封闭喷嘴装入到注塑设备内，以将可流动物质在可预先给定的温度下、在高压下供给可分离的模具嵌件内。针封闭喷嘴大多具有气动或液压地驱动的封闭针件，所述封闭针件周期性地打开和封闭模具嵌件内的浇铸开口。这使得最精确的材料定量成为可能，特别是在快速压射次序中。但也可以将可流动物质分段地喷注，例如在级联浇铸时。

每个封闭针件在注塑设备的工具侧区域轴向移动地装设，且在喷嘴侧区域优选地在中间地通过用于待加工的物质的流道(例如见DE 3249 486 C3或DE 34 03 603 A1)。流道结束在喷头内，喷头在端侧形成喷嘴出口。在关闭位置，针件的下端接合在密封座内，密封座形成在喷头内或在模具嵌件内。

为密封地引导封闭针件，在注塑设备的分配板内通常装入导向套管或密封套筒，它们容纳封闭针件的圆柱形杆(对此，例如见DE 39 26357 A1或EP 1 223 020 B1)。在封闭针件和套管之间具有圆柱形自由空间，在注塑设备运行期间可流动材料渗入该自由空间内，使得针件相对于流道密封。同时形成润滑作用而降低封闭针件和套管之间的摩擦。

尽管以这样的密封系统的优化构造，但由于工具内的相对地高的压力且由于针件的提升运动，不能避免待加工的物料通过导向套管或密封套管渗出。其结果是材料损失。此外，材料残余不仅污染封闭针件而且污染工具，这不仅损害密封效果，而且长时间后可能妨碍封闭针件的打开和关闭运动。昂贵的清洁或维护工作是不可避免的。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的这些和其他缺点且改进封闭针件在注塑设备内的引导和密封。特别地意图于实现密封布置，它以简单的方式廉价地构造且容易操作。

本发明的主要特征根据权利要求1给出。构造是权利要求2至23的对象。

对于带有：分配板，该分配板内形成至少一个用于可流动材料的流道；至少一个针封闭喷嘴，通过该针封闭喷嘴，可流动材料可在流道的引导下被供给可分离的模具嵌件；至少一个封闭针件，该封闭针件至少部分地纵向可移动地通过流道且借助于驱动件可处于打开和关闭位置；以及导向套管，其用于使针件通过并密封该针件，的注塑设备，本发明设计为导向套管至少具有以小的运动间隙包围封闭针件的区域，且该区域至少部分地位于流道内。

因此，导向套管的区域总与可流动材料直接接触，流动材料在每次注射过程中在导向套管上施加压力。这导致接触区域在小的运动间隙的克服下而密封地压在封闭针件上，使得在高压阶段无材料可再从注塑设备通过导向套管向外渗出。同时，封闭针件由导向套管固定在其中间位置，使得在注射压力阶段不能出现针件的偏转运动。如果注射压力下降，则导向套管再次释放针件，使得针件可立即处于其关闭位置。

区域有利地具有或形成至少与可流动材料的接触面，该接触面同样至少部分地位于流道内。待加工的材料可以因此直接地作用在接触面上且导向套管在此区域内如止回阀般运行。

结构上有优点的是带有接触面的区域径向或轴向在流道内突出。这不仅简化导向套管的结构，而且简化其安装，这都有利地影响生产和安装成本。

特别地具有优点的是可流动材料绕区域和/或接触面的所有侧流动。可流动材料可以因此均匀地作用在导向套管上以及接触面上，使得在流动范围内突出的区域均匀地在封闭针件的整个圆周上被挤压。针件在所有侧被密封且定心在其中间位置。此外也有帮助的是使区域具有与封闭针件同轴地对齐的圆柱形内周。该内周因此不仅形成针件和导向套管之间的密封面而且形成用于针件的居中元件。

为使压力可直接作用在密封面以及居中元件上，圆柱形内周和接触面基本上在轴向上位于同一高度上，即圆柱形内轴也直接位于流道内。

有利的扩展设计为使得突出在流道内的区域形成导向套管的端部区域，其中接触面由该区域的外周形成。这也实现同样简单与廉价的导向套管形式，该形式可优选地加工为旋转部分。

为保证均匀地挤压导向套管，端部区域的外周优选地是斜面，优选地是锥面。因此不仅改进了与可流动材料的接触。而且减小了端部区域的壁厚，端部区域总是可靠地径向被挤压。同时，可以有利的是将锥面形成为凹入的或凸出的。

根据本发明的进一步的方面，导向套管以到突出到流道内的区域的轴向间距地具有至少一个另外的区域，该另外的区域具有与封闭针件同轴地对齐的圆柱形内周，其中优选地相互叠置的端部区域以尽可能小的运动间隙容纳封闭针件。因此，封闭针件总是严格地在居中的位置保持且引导，使得至少在导向区域内有效地避免了从中间位置的偏转。

在端部区域之间形成的其内径稍大于封闭针件的外径的自由空间用于通过待加工的材料润滑在导向套管内滑动地导向的针件，该待加工的材料降低了导向套管内的摩擦力。

端部区域和自由空间优选地形成居中的通孔。

本发明的另一个重要的实施例设计为使得导向套管布置在分配板内。导向套管可以替代地或补充地布置在针封闭喷嘴内。在每个情况中，导向套管优选地位于分配板和/或针封闭喷嘴内的凹槽内，其中导向套管可固定在凹槽内。

为使得材料不能通过凹槽从工具出来，在凹槽内的导向套管通过至少一个面垂直于纵向轴线地被密封，其中面优选地形成凹槽的底。

为处理和安放导向套管，有利的是使导向套管具有凸缘，凸缘居中地安放在凹槽内。在凸缘上形成颈段，颈段在端侧支承或形成突出到流道内的区域。

如果端部区域的壁厚总体上选择为小于颈段的壁厚，则在每次注射过程中端部区域特别地均匀地径向压在一起。端部区域的内周如同阀而形状决定地绕封闭针件的外周放置，使得无材料可再从流道内渗入套管30中且因此向外渗出。

凸缘和颈段优选地是一体式的。但它们也可以分开地且以不同的材料形成。

附图说明

本发明的其他的特征、细节和优点从权利要求的措词中以及从如下的根据附图对实施例的描述中得到，各图为：

图1是带有用于封闭针件的密封布置的注塑设备的示意性部分图示，部分以截面形式示出，和

图2是图1的密封布置的分开的截面视图。

具体实施方式

在图1中总体上以1示出的注塑设备用于由可流动物质生产模具部件，例如由塑料熔融物生产。注塑设备1具有夹紧板2以及平行于夹紧板2的分配板3，在分配板3内形成流道4的系统。流道4分别在安装在分配板3的下侧5上的针封闭喷嘴(未示出)内开口。

每个针封闭喷嘴具有优选地外部加热的嘴体(也未图示)，在嘴体内相对于纵向轴线L集中地形成作为流道4的继续的材料管。流道4结束在喷头内，该喷头在端侧形成喷嘴出口，通过该喷嘴出口待加工的材料通过浇铸开口供给可分离的模具嵌件(同样未示出)。

为打开和关闭优选地形成在模具嵌件内的浇铸开口提供封闭针件20，封闭针件20在针封闭喷嘴以及分配板3内的流道4的段内纵向可移动地通过流道且通过机械、电气、气动或液压的驱动件(未示出)可处于打开和关闭位置。在关闭位置，封闭针件20以其端侧形成的封闭部分(未图示)通过喷嘴出口密封地配合在浇铸开口内。

在工具侧范围内封闭针件20穿过分配板3和夹紧板2与驱动件连接，其中针件20在端侧支承适配器22，适配器22设计有在横截面上是角形的端段23。端段23用于安放工具(未示出)以能安装针件20且在纵向上调整针件20。通过锁紧螺母(未示出)抗旋转地将针件20固定。

为使针件20通过，在夹紧板2内形成通孔6，通孔6的内径大于封闭针件20的外径。

在夹紧板2内进一步形成用于封闭针件20的清洁设备10。清洁设备10具有壳体11，壳体11具有基本上圆柱形的壁和形成在端侧的径向向内的突出的凸缘边缘13。凸缘边缘13轴向地支承多个盘形清洁元件40，清洁元件40在边缘侧由环形距离块14保持均匀的间距。为固定清洁设备10内的形成为平面体的清洁元件40和放置在其间的距离块14使用固定环15，固定环15优选地在轴向螺旋到壳体11内。

每个清洁元件40在中间提供有开口(未示出)以使封闭针件20通过。开口的内径在此选择为使得由开口形成的边沿与封闭针件20的外周24形状决定地且摩擦决定地接触。附着在封闭针件20的外周24上的、例如从导向套管30渗的材料残余，因此总是可靠地由清洁元件40的形状配合的边沿捕获且从针件20去除，即从清洁设备10以及清洁元件40导向穿过的封闭针件20，在注塑设备1的运行期间在每次来回运动中保持清洁。

在分配板3内安放带有居中的通孔31的导向套管30作为针件密封件，居中的通孔31的内径在套管30的端部区域32、33内，直至以小的运动间隙地符合封闭针件20的外径。封闭针件20因此在套管30内具有居中的导向和支撑。

在端部和导向区域32、33之间轴向地形成圆柱形自由空间34，自由空间34的内径稍大于封闭针件20的外径。在注塑设备运行期间自由空间34有目的地从流道4接收少量可流动材料，这导致封闭针件20相对于流道4和工具环境的密封。同时，自由空间34内的可流动物质作为润滑剂，使得封闭针件20和导向套管30之间的摩擦降低。导向套管30与封闭针件20及其纵向轴线L同轴地放置，如同在夹紧板2内的通孔6一样。

导向套管30具有扩宽的凸缘35，它居中地安放在分配板3内的凹槽36内。套管30通过凸缘35具有(在夹紧板2的方向上)外径减小的主体部分38，主体部分38在端部侧形成(上)导向区域32。导向区域32以其圆柱形内周42包围封闭针件20直至小的运动间隙。同时，导向区域32向上限定圆柱形自由空间34，因此位于其内的材料不能向外渗出。

主体部分38由螺纹套筒37同轴地包围。螺纹套筒37具有外螺纹47，外螺纹47啮合在凹槽36的相应的内螺纹56内。如果将螺纹套筒37旋入凹槽36内且因此旋入分配板3内，则将套管30固定在工具内。凹槽36的底41和凸缘35的下侧(未详细示出)因此形状决定地相互放置，使得导向套管30不仅固定在分配板30内，而且同时也通过垂直于纵向轴线L的面密封。

在凸缘35下方套管30(在针封闭喷嘴的方向上)具有颈段39，颈段39的外径同样小于凸缘35的外径。颈段39的下端形成(下)导向区域33，下导向区域33以其圆柱形内周43包围封闭针件20直至小的运动间隙且圆柱形自由空间34相应地向下限定。因此，如在图2中详细地示出，将端部区域或导向区域33的壁厚W优选地形成为小于颈段39的壁厚U。此外，区域33的外周44在内周43的高度处形成斜面44，优选地为锥面，使得壁厚W向针封闭喷嘴还能进一步减小。

为在分配板3内容纳颈段39，在凹槽36和流道4之间形成通孔46，通孔46的内径基本上符合颈段39的外径。通孔延伸直至达到流道4，其中端部区域33连同其包围封闭针件20的内周43和其锥面44在流道4内，径向地且相对于纵向轴线L向集中地突出。用于封闭针件20的导向区域33因此完全地位于物质流内，其中斜面或锥面44形成用于材料的接触面，如与封闭针件20相同，接触面在流道4内在所有侧由待加工的材料冲刷。

针件密封以及导向套管30的工作方式基本上基于位于流道4内的端部区域33的弹性可变形壁。如果封闭针件20打开，则封闭针件20首先在导向套管30内不受阻碍地从关闭位置滑动到打开位置，其中端部区域32、33以小的运动间隙沿着针件20的外周24引导。如果针件20到达其端部或打开位置，则建立注射压力，即待加工的熔融物以高压通过熔融物通道4压入模具穴内。因此可流动物质均匀地在所有侧绕封闭针件20和部区域33的接触面44流过，其中端部区域33由于相对地小的壁厚在径向上被挤压。圆柱形内周43如同关闭元件或阀元件似的，形状决定地且密封地靠着封闭针件20的外周24放置，使得在注射过程期间无材料能再从流道4渗入到导向套管30的自由空间34内。封闭针件20的密封因此相对于传统的结构得以改善，因为在流道4内高压加载的时刻无材料可再通过导向套管30从工具向外渗出。同时，针件20相对于纵向轴线L在集中地固定到其位置。针件可以通过流动材料不再从其中间位置偏转，这有利地影响了在流道4内的流动关系。

如果注射周期结束，则流道4内的压力再次下降。端部区域33由于其弹性再次呈现其原来的形状，且端部区域33的内周43从封闭针件20的外周24释放。封闭针件20可以不受阻碍地运动到关闭位置。

人们认识到：优选地由钢材制成的端部区域33的壁厚W选择为使得壁厚W在材料的弹性范围内可变形，且使得因此在封闭针件20和内周43之间的小的运动间隙由材料压力克服，使得在高压阶段在工具内针件20停止在中间且无材料可渗出。因此，针件20在单独的压力周期之间在相互间隔开的端部区域32、33内准确地导向。

本发明不限制于前述的实施例而是具有多种可变化的方式。因此，例如导向套管30不必强制地布置在分配板3内。导向套管30也可以安装在针封闭喷嘴内，例如在安装在分配板3的下侧5上的喷嘴体内。分配板3为此具有简单的通孔以无摩擦地让封闭针件20通过以用于驱动，而喷嘴体在前侧提供有空隙36以容纳导向套管30和螺纹套筒37。套管30的颈段39轴向地突出到材料管内，而流道4直接地在其下方侧向地开口到材料管内。因此，优选地相对于颈段39在外径上减小的端部区域33轴向地位于流动区域内。端部区域33的接触面44，与封闭针件20相同地，在所有侧由待加工的材料围绕流过，使得在流道4内出现的压力可弹性地挤压以一种止回阀方式起作用的端部区域33，且可将端部区域33密封地压靠着封闭针件20的外周24。流道4因此在注射过程期间向外完全地密封。针件20固定在其中间位置。

端部区域或导向区域33的壁厚W不必一定小于颈段39的壁厚。二者也可以具有大约相同的壁厚。重要的仅在于使可流动材料绕其流过的端部区域33在高压阶段期间弹性地变形，变形使得内周43密封地绕封闭针件20的外周24放置。

如果需要则形成在端部范围33的端部上的接触面44也可以形成为凹入的或凸出的，这同样可以简单地且精确地制成。平面的分布有利地影响压力分配。

为将导向套管30固定在工具1内，也可以使用凸缘环(未图示)作为螺纹套管37的替代，凸缘环通过螺钉固定在分配板3或针封闭喷嘴上。对此重要的是凹槽36的导向套管30通过至少一个面41垂直于纵向轴线L地密封。

凸缘35、主体部分38和颈段39优选地是一体的。但也可以将主体部分38和/或颈段39分开地形成且例如通过螺纹联接与凸缘35联接。因此，可以将颈段39与端部区域33和导向套管30的剩余部分由不同的材料制造。或颈段39可以在由研磨介质的加工中在任何需要时以新的元件替换而不必将整个导向套管替换。

全部从权力要求、描述和图示中，前述特征和优点以及结构细节、空间布置和方法步骤可以用于自身或根据本发明的最不同的组合。

附图标记列表

L纵向轴线

U壁厚

W壁厚

1注塑设备

2夹紧板

3分配板

4流道

5下侧

6通孔

10清洁设备

11壳体

12距离块

15固定环

20封闭针件

22适配器

23端段

24外周

30导线套管

31通孔

32端部/导向区域

33端部/导向区域

34自由空间

35凸缘

36凹槽

37螺纹套筒

38主体部分

39颈段

40清洁元件

41底

42内周

43内周

44接触面/外周/斜面

46通孔

47外螺纹

56内螺纹

Claims (23)

1.注塑设备(1)，带有：分配板(3)，在所述分配板(3)内形成至少一个用于可流动材料的流道(4)；至少一个针封闭喷嘴，通过所述针封闭喷嘴，所述可流动材料可在所述流道(4)的引导下被供给可分离的模具嵌件；至少一个封闭针件(20)，所述封闭针件(20)至少部分地纵向移动地通过所述流道(4)且借助于驱动件可处于打开和关闭位置；以及导向套管(30)，所述导向套管使所述封闭针件(20)通过，且密封所述封闭针件(20)；其特征在于，所述导向套管(30)具有至少一个区域(33)，所述区域以小的运动间隙包围所述封闭针件(20)，且所述区域至少部分地位于所述流道(4)内。

2.根据权利要求1所述的注塑设备，其特征在于：所述区域(33)具有或形成至少一个用于所述可流动材料的接触面(44)，所述接触面(44)至少部分地位于所述流道(4)内。

3.根据权利要求1或2所述的注塑设备，其特征在于：所述区域(33)径向或轴向地突出到所述流道(4)内。

4.根据权利要求1至3的一项所述的注塑设备，其特征在于：所述区域(33)具有圆柱形内周(43)，所述圆柱形内周与所述封闭针件(20)同轴地对齐。

5.根据权利要求4所述的注塑设备，其特征在于：所述圆柱形内周(43)和所述接触面(43)轴向地基本上位于同一高度上。

6.根据权利要求1至5的一项所述的注塑设备，其特征在于：所述区域(33)形成所述导向套管(30)的端部区域。

7.根据权利要求1至6的一项所述的注塑设备，其特征在于：所述接触面(44)由所述区域(33)的外周形成。

8.根据权利要求7所述的注塑设备，其特征在于：所述外周(44)是斜面，优选地是锥面。

9.根据权利要求8所述的注塑设备，其特征在于：所述锥面(44)形成为凹入的或凸出的。

10.根据权利要求1至9的一项所述的注塑设备，其特征在于：所述导向套管(30)以到突出到所述流道(4)内的所述区域(33)的轴向间距地具有至少一个另外的区域(32)，所述另外的区域(32)具有与所述封闭针件(20)同轴地对齐的圆柱形内周(42)。

11.根据权利要求10所述的注塑设备，其特征在于：所述端部区域(32、33)以尽可能小的运动间隙容纳所述封闭针件(20)。

12.根据权利要求10或11所述的注塑设备，其特征在于：在所述端部区域(32、33)之间形成自由空间(34)，所述自由空间(34)的内径稍大于所述封闭针件(20)的外径。

13.根据权利要求10至12的一项所述的注塑设备，其特征在于：所述端部区域(32、33)和所述自由空间(34)形成居中的通孔(31)。

14.根据权利要求1至13的一项所述的注塑设备，其特征在于：所述导向套管(30)布置在所述分配板(3)内。

15.根据权利要求1至13的一项所述的注塑设备，其特征在于：所述导向套管(30)布置在所述针封闭喷嘴内。

16.根据权利要求1至15的一项所述的注塑设备，其特征在于：所述导向套管(30)安放在所述分配板(33)的、和/或所述针封闭喷嘴内的凹槽(36)内。

17.根据权利要求16所述的注塑设备，其特征在于：所述导向套管(30)可固定在所述凹槽(36)内。

18.根据权利要求16或17所述的注塑设备，其特征在于：所述导向套管(30)在所述凹槽(36)内通过至少一个面(41)垂直于纵向轴线(L)地密封。

19.根据权利要求18所述的注塑设备，其特征在于：所述面(41)是所述凹槽(36)的底。

20.根据权利要求16至19的一项所述的注塑设备，其特征在于：所述导向套管(30)具有凸缘(35)，所述凸缘居中地安放在所述凹槽(36)内。

21.根据权利要求16至20的一项所述的注塑设备，其特征在于：所述导向套管(30)具有颈段(39)，所述颈段(39)在端侧支承或形成所述区域(33)。

22.根据权利要求21所述的注塑设备，其特征在于：所述端部区域(33)的壁厚(W)小于所述颈段(39)的壁厚(U)。

23.根据权利要求21或22所述的注塑设备，其特征在于：所述凸缘(35)和所述颈段(39)是一体的。

Images