CN101454140B - 注模喷嘴及其末端 - Google Patents

Abstract

一种用于注模喷嘴组件(100)的注模末端(3)，它在第一端处具有入口(4a)、在第二端处具有至少一个出口(4b)、并具有入口(4a)和出口(4b)之间的流路(4)。与第一端相邻的末端(3)的第一部分具有第一直径，与第二端相邻的第二部分(31)具有第二直径，且第一和第二部分之间的中心部分(29)的直径大于第一和第二直径。还揭示了一种注模末端。

Description

注模喷嘴及其末端

技术领域

本发明涉及用于塑料注模的喷嘴，且具体地但非排它地涉及“热流道”型喷嘴。

背景技术

在“热流道”型注模中，塑料通过加热的喷嘴流入模具。塑料流过末端，该末端通常由诸如铍铜之类的导热性相对高的材料制成。该末端通常通过诸如定位螺母之类的定位装置相对于模具浇口的开口设置。该螺母通常由诸如钛之类的导热性相对差的材料制成，以使末端与模具隔热。

现有设计具有许多缺点。

现有技术的很多喷嘴将喷嘴内塑料的温度升高到高于最佳喷射温度数十度的峰值以确保塑料在正确温度附近排出喷嘴。当使用现代复合塑料时这尤其不符合要求，因为这些材料中的某些材料所具有的塑料保持熔化但不降解的温度范围(即“操作窗口”)相对较窄。

监测和控制现有技术喷嘴的温度来确保塑料排出喷嘴的温度在所要求的范围内。

现有技术的喷嘴内的温度变化通常较大使得进行该测量的传感器的位置对于实现有代表性的测量很关键。

发明目的

本发明的目的是提供一种可克服或改善现有技术的喷嘴的至少一个问题、或可提供至少一个有用的选择的注模喷嘴。

本发明的其它目的从以下说明书中变得显而易见。

发明内容

根据本发明的第一广泛方面，提供一种用于模制喷嘴组件的注模末端，所述末端包括：

·在第一端的入口，

·在第二端的出口，

·入口和出口之间的流路，

·与具有第一直径的第一端相邻的第一部分，

·与具有第二直径的第二端相邻的第二部分，

·以及第一部分和第二部分之间的中心部分，该中心部分的直径大于第一直径并大于第二直径。

较佳的是，中心部分的外表面与末端所要连接的喷嘴本体的外表面是连续的。

较佳的是，末端的第一部分适于连接到喷嘴本体。

较佳的是，末端的第二部分适于连接到用于使喷嘴组件相对于模具定位的定位装置。

较佳的是，通过末端提供流路，该末端可包括末端的一体式部件或可包括与末端分开的部件。

较佳的是，第一和第二部分各包括外螺纹。

较佳的是，末端由诸如铍铜之类的导热性高的材料或高导热碳化物材料制成。

较佳的是，定位装置包括导热性显著低于末端材料的材料。

较佳的是，喷嘴本体包括导热性显著低于末端的材料。

根据本发明的第二广泛方面，提供一种用于注模喷嘴的注模末端，所述末端由导热性高的材料制成，并包括：

·用于连接到喷嘴本体的第一部分，

·用于连接到定位装置的第二部分，

·第一和第二部分之间的中心部分，该中心部分具有适于与加热装置接触的外表面。

较佳的是，该末端包括使用时与之连接的喷嘴组件的总质量的至少20％。

较佳的是，该末端可包括套管和设置在套管内的末端衬里，该末端衬里限定流路，其中套管包括使用时与之连接的喷组组件的总质量的至少14％。

较佳的是，该套管基本上是末端衬里的质量的两倍。

较佳的是，末端的中心部分包括末端除了末端衬里的总质量的至少基本上50％。

根据本发明的又一广泛方面，提供一种注模喷嘴，包括：

·喷嘴本体；

·设置在本体上的末端，该末端具有入口、出口、入口和出口之间的流路、入口和出口之间的柄部分、以及适于与加热装置接触的柄部分的外表面。

较佳的是，柄部分包括套管，套管的外表面提供柄部分的适于与加热装置接触的外表面；以及末端衬里，其设置在套管内，且在末端衬里中设有流路。

较佳的是，该套管在入口和所述至少一个出口之间与末端衬里紧密热接触。

较佳的是，末端具有高导热性。

较佳的是，套管具有高导热性。

较佳的是，末端衬里具有高导热性。

较佳的是，喷嘴包括与套管的外表面接触的加热装置。

较佳的是，喷嘴包括盖或壳体，且加热装置附连到所述盖或壳体或与所述盖或壳体形成一体。

较佳的是，套管的导热性至少是壳体和/或喷嘴本体的三倍，且更佳地是壳体和/或笨嘴本体的五倍。

较佳的是，喷嘴可具有本体，该本体具有入口、出口以及在入口和出口之间延伸的流路，其中使用时本体设置成使得出口与末端的入口流体连通。

较佳的是，末端由铍铜制成。

较佳的是，套管由铍铜制成。

较佳的是，末端衬里可由导热性大约等于套管的导热性的碳化物制成。

较佳的是，套管基本上延伸细长末端的入口和出口之间的距离。

较佳的是，末端具有适于设置在本体内部的第一端和适于设置在定位装置内部的第二端。

较佳的是，套管具有适于设置在本体内部的第一端和适于设置在定位装置内部的第二端。

根据本发明的又一实施例，提供一种用于注模喷嘴组件的本体，该本体包括设有入口的第一端、设有出口的第二端以及入口和出口之间的流路，该本体还包括在第一端处或与第一端相邻的凸缘部分、在凸缘部分和第二端之间延伸的柄部分以及设置在柄部分上并适于在使用时与注模喷嘴的加热装置配合的基本上环形构件。

较佳的是，基本上环形构件设有适于配合到加热装置上的内部环形插孔。

较佳的是，基本上环形构件由不同于喷嘴本体的其余部分的材料制成。

根据本发明的又一方面，提供一种基本上如本文参照附图所描述的注模喷嘴。

从以其可能实施例的示例方式给出并参照附图的的以下详细说明中，真正应当认为全部为新颖性方面的本发明的其它方面将会变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的喷嘴的侧视图。

图2是穿过平面A-A的图1所示喷嘴的剖视图。

图3是示出热流的图2的一部分的示意图。

图4示出根据本发明的末端的替代性实施例的示意性剖视图。

图5是图4的末端的套管的示意性放大剖视图。

图6是根据本发明一实施例的喷嘴本体的上部的侧视图。

具体实施方式

在本文中对材料做标号的情况下，那些标号应理解为包括具有类似特性的材料的合金。

术语“导热性”用于每平方米的表面面积每度温差传递的热量，例如W/mK。

首先参照图1和2，注模喷嘴总地标以标号100。

喷嘴100包括具有穿过其中通道2的本体1，通道2提供入口2a和出口2b之间的流路。总地标以标号3的细长末端与本体1相邻设置。末端3包括具有穿过其中通道4的末端衬里3a，通道4提供入口4a和出口4b之间的流路。

喷嘴100具有壳体或盖5，壳体或盖较佳地附连到诸如电元件之类的加热装置(未示出)或与加热装置形成一体。末端3通过诸如与套管8配合的定位螺母6相对于模具浇口对准。

当处于正确位置时，末端3的入口4a基本上与本体的出口2b对准，使得使用时熔化的塑料能够从歧管或机器喷嘴(未示出)流动穿过通道2和4，并然后经由设置在末端3上的一个或多个出口孔4b和浇口10流入模具(未示出)。在该所示实施例中，使用两个出口孔4b。

在末端衬里3a和加热装置之间设有套管8。在本发明的另一实施例中，套管8和末端衬里形成一体(即末端铸造或以其它方式作为其整体部分与套管8和衬里3a一起形成)，或者末端衬里3a连接到套管8，使得套管8和末端衬里3a包括单件(例如通过使用过盈配合)。套管8与末端衬里3a和加热装置紧密热接触，并较佳地与末端衬里3a在末端衬里3a的柄的主要或所有长度(即末端衬里3a基本上在入口4a和出口孔4b之间的细长部分)接触。在较佳实施例中，套管8具有外螺纹从而套管的一端与本体1配合且另一端与定位装置6配合，使得其在一端延伸到本体内且在另一端延伸到定位装置内。套管8如果设置为与末端衬里3a分开的部件还可相对于本体1保持末端3。

套管8和末端衬里3a由导热性高的材料制成，通常高于本体和定位装置6的导热性。在较佳实施例中，末端衬里3a可由导热性高(即导热性类似于铍铜的导热性)的碳化物制成，或由铍铜或本领域的技术人员已知具有类似热力性能的其它适当材料制成。因此，在至少一个实施例中，末端由至少约比喷嘴的本体和/或壳体的导热性大三至五倍的材料制成。在一实施例中，套管8具有其中可设置末端衬里3a的圆柱形孔，并至少具有直径比端部大的中心圆柱形外表面，中心圆柱形表面设置成与加热装置紧密热接触。因此，末端3具有分别与入口和出口相邻的直径减小的第一和第二部分，以及与加热装置接触的直径增加的中心部分。

套管8较佳地由铍铜或本领域的技术人员可能已知具有类似或更好导热性以及类似的或更高的软化温度的其它适当材料制成。在一实施例中，套管和衬里都可由碳化物制成。

热量通过套管8的较大直径的中心部分施加到末端3，而不是施加在末端3的两端。这意味着通到模具的热损失相对于其中加热装置朝向喷嘴的出口进一步延伸的喷嘴减小。但是，如参照图3可以看出的那样，套管8的高导热性使由套管8吸收的来自加热装置的热量的较高比例流入由箭头20所示的流路4内的塑料，而不是流过导热性较低的喷嘴本体和/或定位单元。由于衬里3a也由导热性高的材料制成，所以热量沿流路4的整个长度施加到流路4内的塑料。

末端3具有可用作储热器的足够质量，即其具有与流路4内的塑料相比较大的热容量。如果流过末端3的塑料的温度暂时比所需要的温度低，则套管8较佳地保持能够加热塑料而末端3无显著温降的足够的能量。

通过提供导热性套管8和衬里3a，末端3内塑料的温度能比现有技术的喷嘴保持恒定得多。本申请人已发现，在某些实施例中，从加热器到末端的热流很良好，且温度很均匀，使得测量流过喷嘴的塑料的温度的传感器的位置不像现有技术的喷嘴中那样重要。在某些实施例中，设置在加热装置上或与加热装置相邻设置的传感器可提供足以指示末端内塑料温度的温度测量，该末端附近或末端内不需要传感器。

如果需要，该定位装置可具有比末端低的导热性并可例如由钢或钛制成。但是，由于套管8将热量很好地传递到末端3a和流路4，通常不需要用具有相对低导热性的定位装置使末端3与模具隔热。在某些实施例中，可使用更导热的定位装置来辅助消散塑料离开出口孔时由剪切所产生的热量。本领域的技术人员会认识到由剪切所产生热量的环境可能需要使用导热性相对良好的定位装置。

可根据以下参数中的一个或多个参数来构造本发明的较佳实施例：

1.包括套管的末端，该套管包括喷射器的总质量的至少20％(或较佳地在20％至37％之间)

2.没有末端衬里的套管部分，该套管包括喷射器的总质量的至少14％(或较佳地在14％至25％之间)。

3.套管基本上是末端衬里的质量的两倍。

4.套管的扩展中心部分至少是套管的总质量的约50％。

又例如，根据本发明的喷射组件可包括具有总体喷嘴组件的以下重量百分比的部件：

(a)本体45-72％

(a)套管14-25％

(c)末端衬里6-12％

(a)螺母7-16％

本领域的技术人员会理解本发明提供一种可改进加热器和塑料之间的热传递的注模喷嘴，并可由此减小喷嘴内塑料的温度变化。套管将热量从外表面向内传递到顶部且该套管在本体和定位装置内部突出，从而热量可有效地传递到末端且不会不必要地散到定位装置外部。

接着参照图4，末端的替代实施例总地标以标号101。在该实施例中，套管21具有渐缩端22，诸如具有相应渐缩内表面24的螺母23之类的定位装置在使用时固定到渐缩端22上。定位装置23较佳地通过适当的螺纹部分25固定到套管21。

定位装置较佳地由例如钢之类的具有相对低的热膨胀系数的材料制成。这意味着，限制套管21沿径向膨胀，但能够有一些沿轴向的膨胀。套管21沿轴向的膨胀倾向于使套管的渐缩端22通过定位装置的渐缩内表面24压入而与末端3a更紧密地接触。这样，能够使熔化的塑料在末端衬里3a和套管21之间、以及套管21和定位装置23之间界面的渗入最小，而与部件之间热膨胀系数的潜在的显著差别无关。

接着参照图5，套管21的第一端部分26较佳地具有中心区域27，该区域基本上具有与喷嘴的本体内部(未示出)相同的直径。在第一部分26最靠近套管21的端部的端部是第一可压缩区域28，该区域具有相对于中心区域27减小的直径。在第一部分26的相对端，在套管21的中心区域27和直径扩大的中心部分29之间有可延长区域30，该区域也具有相对于中心区域27减小的直径。该可压缩和可延伸区域使喷嘴的本体能够抵靠中心部分29的肩部坚固地固定，由此改进该组件的刚度。

类似地，套管21的第二端部31具有第二中心区域32和套管21的第二中心区域32与端部之间的第二可压缩区域33。第二可延伸区域34设置在中心部分29和第二中心区域32之间。这使定位装置能够抵靠中心部分29的肩部牢固地固定。

接着参照图6，较佳的喷嘴本体设计总地标以标号200。在该实施例中，喷嘴本体200设有柄部分35以及在入口2a处或与入口2a相邻的径向延伸的凸缘部分36。制成分开部件的基本上环形构件37连接到凸缘部分36下方的柄部分35。环形构件37较佳地压到柄部分35上，但也可通过任何适当的替代连接装置连接。在某些实施例中，可使用电阻焊接来将环形构件37连接到柄部分35。环形构件37设有内部环形插孔38，从而能够在加热装置上滑动，如现有技术的喷嘴本体那样。

本领域的技术人员会理解，通过提供作为分开部件的环形构件37可增大用于环形构件37的材料的选择性，因为其不一定用与通常用于喷嘴本体的相同的硬化钢来制造环形构件37。在某些实施例中，环形构件37可由诸如钛之类的相对低导热性的材料制成，从而使热损失最小。

分开的环形构件37还通过使部件由比本体的其余部分所使用的材料更易于加工的材料制成、以及通过改变加工步骤的性质来促进形成内部环形插孔。在现有技术的喷嘴本体中，在喷组本体内切入长而窄的环形狭槽，而本发明的环形构件37仅需要形成如图6所示的内部环形插孔。

在上述说明书中，提到了具有已知同等物的具体部件或整体，而这些构件包含在此，就如同单独进行了阐述。

尽管本发明已经以示例方式并参照其可能的实施例进行了描述，但应当理解可对其进行更改或改进而不偏离本发明的范围和精神。

Claims (31)

1.一种用于注模喷嘴组件的注模末端，所述末端包括：

·在第一端的入口，

·在第二端的出口，

·所述入口和所述出口之间的流路，

·与具有第一直径的所述第一端相邻的第一部分，

·与具有第二直径的所述第二端相邻的第二部分，

·以及所述第一部分和所述第二部分之间的中心部分，所述中心部分的直径大于所述第一直径并大于所述第二直径，所述中心部分具有适于与加热装置接触的外表面。

2.如权利要求1所述的注模末端，其特征在于，所述中心部分的外表面与所述末端所要连接的喷嘴本体的外表面是连续的。

3.如权利要求1所述的注模末端，其特征在于，所述末端的第一部分适于连接到喷嘴本体。

4.如权利要求1、2或3所述的注模末端，其特征在于，所述末端的第二部分适于连接到用于使所述喷嘴组件相对于模具定位的定位装置。

5.如权利要求4所述的注模末端，其特征在于，所述第一部分适于延伸到喷嘴本体内，而所述第二部分适于延伸到所述定位装置内。

6.如权利要求1至3中任一项所述的注模末端，其特征在于，通过末端衬里提供所述流路，所述末端衬里包括所述末端的一体式部分。

7.如权利要求1至3中任一项所述的注模末端，其特征在于，所述流路包括可与所述末端分开的部件。

8.如权利要求1至3中任一项所述的注模末端，其特征在于，所述第一部分和第二部分各包括外螺纹。

9.如权利要求1至3中任一项所述的注模末端，其特征在于，所述末端由导热性等于或高于铍铜的材料制成。

10.如权利要求1-3中任一项所述的注模末端，其特征在于，所述末端由铍铜制成。

11.如权利要求9所述的注模末端，其特征在于，所述末端由碳化物材料制成。

12.一种注模喷嘴组件，包括：

·喷嘴本体，以及

·如权利要求1所述的注模末端。

13.如权利要求12所述的注模喷嘴组件，其特征在于，通过末端衬里提供所述流路，所述末端衬里包括所述末端的一体式部分。

14.如权利要求12所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述流路包括可与所述末端分开的部件。

15.如权利要求12所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述末端包括所述喷嘴组件的总质量的至少20％。

16.如权利要求12所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述末端可包括套管和设置在所述套管内的末端衬里，所述套管和末端衬里形成为一体或者所述末端衬里连接到所述套管，所述末端衬里限定流路，其中所述套管包括所述喷嘴组件的总质量的至少14％。

17.如权利要求14所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述套管基本上是所述末端衬里的质量的两倍。

18.如权利要求15至17中任一项所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述末端的中心部分包括所述末端除了所述末端衬里的总质量的至少50％。

19.如权利要求12所述的注模喷嘴组件，其特征在于，还包括定位装置，所述定位装置包括导热性低于所述末端的材料的材料。

20.如权利要求12所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述喷嘴本体包括导热性低于所述末端的材料。

21.如权利要求14所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述套管在所述入口和所述至少一个出口之间与所述末端衬里紧密热接触。

22.如权利要求14所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述喷嘴包括与所述套管的外表面接触的加热装置。

23.如权利要求22所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述喷嘴包括盖或壳体，且所述加热装置附连到所述盖或壳体或与所述盖或壳体形成一体。

24.如权利要求23所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述套管的导热性是所述壳体和/或喷嘴本体的导热性的至少三倍。

25.如权利要求23所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述套管的导热性是所述壳体和/或喷嘴本体的导热性的至少五倍。

26.如权利要求14所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述本体具有入口、出口和在所述入口和所述出口之间延伸的流路，其中使用时所述本体设置成使得所述出口与所述末端的所述入口流体连通。

27.如权利要求14所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述套管由铍铜制成。

28.如权利要求27所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述末端衬里由导热性大约等于所述套管的导热性的碳化物制成。

29.如权利要求14所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述套管基本上延伸所述末端的所述入口和所述出口之间的距离。

30.如权利要求14所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述末端具有适于延伸到所述本体内的第一端和适于延伸到所述定位装置内的第二端。

31.如权利要求14所述的注模喷嘴组件，其特征在于，所述套管具有适于延伸到所述本体内的第一端和适于延伸到所述定位装置内的第二端。