CN1038236C - 具有中心热顶尖柱的注射成型用密封套管 - Google Patents

Abstract

一种具有热顶尖活门的注射成型装置，有一个被加热的歧管部件来分配熔体到多个间隔开的浇口。一个不加热的密封和导热件直接安装在被加热的歧管部件和被冷却的模腔板之间，并与每个浇口对准。该密封和导热件有一个细长的热顶尖柱，由多个间隔开的螺旋形叶片连接到一个外部套管上，并通过套管的孔中心延伸。套管的后端直接紧贴在被加热的歧管部件上，以便从这里接受到热量通过上述叶片和热顶尖柱传送到浇口区域。热顶尖柱的后端向后伸进熔体通道的一个分支去从周围的熔体中吸取热量。

Description

具有中心热顶尖柱的注射成型用密封套管

本发明一般地说涉及注射成型，要具体地说涉及一种具有一个不加热的密封和导热件的注射成型装置，该密封和导热件具有一个导热的热顶尖柱延伸穿过一个外的密封套管，该密封套管直接装在一个被加热了的熔体分配岐管部件和一个被冷却了的模腔板之间。

多型腔热浇道注射成型系统需要一个被加热了的熔体分配岐管部件，在此岐管部件内具有熔体流道分支穿过被冷却了的模腔板通向各个浇口。如在本行业中所周知的，当熔体从熔体流道流向浇口时，要装上具有电加热元件的注嘴或探针从被加热了的岐管部件延伸进入被冷却了的模腔板以对该熔体提供热量。注嘴和探针的区别在于：熔体是从注嘴内流过的，而对探针来说，熔体是在它的外围流过的。使用被加热了的探针的结构例子示于1985年12月24日颁发的本申请人的加拿大专利号1,198,266中。尽管注射成型模具可有各种型式结构的大量的模腔板用于不同的用途中，这里使用的名称“模腔镶嵌板”表示任何一种板或件通过该板或件浇口延伸进入型腔，而在许多别的用途中，该板或件则可被称作“模腔板”。

在有的结构中具有被加热了的注嘴紧靠着被加热了的岐管部件，而在每个注嘴的前端装上一个热顶尖密封也是已知的。这样的例子示于1981年7月21日颁发的本申请人的美国专利号4,279,588中以及1989年5月29日颁发的4,450,999中，同样也示于1981年5月21日颁发的奥沙纳-迪亚斯(Osana-Diaz)的美国专利号4,266,723中，有这些例子中上述的热顶尖密封具有一个中心针部或柱部与浇口相对准着。同样，本申请人的于1989年3月7日颁发的美国专利号4,810,184以及于1991年7月2日颁发的5,028,227中示出了一个不被加热的用肋材支撑的鱼雷形部件装在每个注嘴的前端与一个浇口镶嵌件之间。但是，所有这些现有技术都有缺点，这就是这些单独的注嘴或探针都需要在被加热了的岐管部件之外另外具有它们自己的电加热元件。再者，由于这些注嘴或探针是从岐管部件延伸出来的需要，限制了模具高度的减低，而这是在许多用途中成为一个重要的考虑因素。

本申请人的于1981年12月1日颁发的美国专利号4,303,382中公开了一个被加热了的注嘴，该注嘴具有一个带有螺旋形流道的前顶尖部围绕着一个阀针延伸着以传送一个旋涡式的运动到流进型腔中的熔体中去。同样，本申请人的于1984年4月17日颁发的加拿大专利号1,165,525中描述的装置中，使用了一个被加热了的注嘴，该注嘴具有螺旋形叶片以传送一个旋涡式的运动给所述熔体。这样，所有上述的现有技术的装置都有缺点，它们相对来说制造费用较高，易出故障，并需要额外的模具高度以便于装配。

于是，本发明的目的是至少部分地克服了现有技术中的问题，这是由于提供了一个不加热的密封和导热件，该密封和导热件具有一个导热的热顶尖柱延伸穿过一个外部的密封套管，该密封套管直接装在一个被加热了的熔体分配岐管部件和一个被冷却了的模腔镶嵌板之间。

为了实现这个目的，本发明提供了热顶尖活门注射成型装置，该装置具有多个间隔开的浇口，每个浇口从一个被冷却了的模腔镶嵌板内的穴座内中心对准地延伸到一个相应的型腔；一个被加热了的熔体分配岐管部件具有一个前端面并以一个绝热空气层延伸配置在该被加热了的岐管部件的前端面和该被冷却了的模腔镶嵌板之间，还有一个熔体通道从一个在该岐管部件内的共同的进口分支到多个分支通道中去，每个分支具有一个在所述岐管部件的前端面上的一段向前延伸到一个出口，该出口与那些浇口中的一个相互对准；改进之处在于，具有一个密封和导热件，该密封和导热件具有多个间隔开的肋片，该肋片连接着一个细长的中心导热热顶尖柱到一个周围的外部密封套管上，该密封和导热件安装在所述被加热了的岐管部件和所述被冷却了的模腔镶嵌板之间，并和每个浇口对准着；所述外部套管具有一个后端，一个前端和一个中心孔，从该中心孔处从所述熔体通道来的熔体围绕着所述热顶尖柱流向所述的浇口；所述外部套管跨越在所述被加热了的岐管部件和所述被冷却了的模腔镶嵌板之间的绝热空气层，并以该套管的后端紧贴着所述被加热了的岐管部件的前端面，而其前端则座落在所述模腔镶嵌板内的穴座内；所述热顶尖柱具有一个后端和一个前端，该后端向后延伸越过所述套管的后端并穿过所述岐管部件的前端面上的熔体出口一个预先规定的距离进入所述的熔体通道分支中的相应的一个向前延伸的部分，所述热顶尖柱的前端指向和向前延伸越过所述套管的前端一个预先规定的距离进入所述模腔镶嵌板内的穴座内并与所述浇口相对准。

本发明的其他目的和优点将配合附图在以下的说明中加以描述。

附图简要说明：

图1是根据本发明的一个最佳实施例的一个多型腔注射成型系统的剖面图，具有多个密封和导热件被安装靠向熔体分配岐管部件处，

图2是图1中所示的密封和导热件之一的部分剖面图，

图3是图2中所示的密封和导热件的顶视图。

首先参阅图1，示出了一个被加热了的熔体分配岐管部件10安装在一个被冷却的后板12和一个被冷却了的模腔镶嵌板14之间。该岐管部件10有一个圆柱形的进口部16和一个电加热元件18，如在标准模具有限公司于1991年6月13日递交的加拿大专利申请号2,044,793-1名为“具有整体加热的进口部的注射成型装置中的岐管部件”中所描述者。一个熔体通道20从一个在所述进口部16中的共同的进口22处延伸出来并分支到若干个分支通道24。每个熔体通道20的分支24有一个向前延伸部26，该延伸部26导向一个出口28，该出口28位于所述岐管部件10的前端面30上。

所述模腔镶嵌板14有一个穴座32，该穴座32具有一个位于中心的浇口34导向一个型腔36并和每个出口28相对准。如在下面还要详细描述的。根据本发明，一个密封和导热件38直接安装在所述被加热了的岐管部件10和所述被冷却了的模腔镶嵌板14之间并与每个已经对准着的出口28和浇口34相对准。双层绝热和弹性隔片40，如在本申请人的于1990年7月27日递交的加拿大专利申请号2,022,123，名为“注射成型装置中的绝热和弹性隔片”中所描述的，被配置在岐管部件10和后板12之间，由螺栓42加以连接。后板12和模腔镶嵌板14由通过冷却管道44泵来的冷却水加以冷却。后板12由夹持螺栓46紧固在位，该螺栓46延伸进入一个模腔镶嵌板的夹持板48。后板12通过那些隔片40和被加热了的岐管部件10施加一个力量使得所述密封和导热件38被夹持在位。一个中心定位环49座落在熔体分配岐管部件10和模腔镶嵌板的夹持板48之间。这样，所述被加热了的熔体分配岐管部件10由此定位并提供了一个位于它和周围的被冷却了的后板12以及模腔镶嵌板14之间的绝热空气层50。如所周知，这就提供了可观的隔热状态，这是由于极大地减少了在被加热了的以及被冷却了的模具部件之间钢材与钢材的直接接触所致。

现再参阅图2和3，更为详细地示出了整体的密封和导热件38。每个密封和导热件38有一个外部密封套管52和一个细长的导热热顶尖柱54，该热顶尖柱54通过外部套管52的孔56的中心延伸着。若干个间隔开的肋片或叶片58将套管52和热顶尖柱54连接在一起。套管52有一个后端60和一个前端62。如图1所示，后端60紧贴在岐管部件10的前端面30上，而其前端面62则座落在所述模腔镶嵌板14中的穴座32内的座子64上。这样，套管52就提供了一个密封，以防止加压的熔体泄漏进入处于被加热了的岐管部件10和被冷却了的模腔嵌板14之间的绝热空气层50中去。从夹持螺栓46来的夹持力足以消除这种泄漏，但是套管52的后端和岐管部件10的前端面应有足够的平直度以允许在它们之间有充分的滑动运动来适应热胀冷缩。在本实施例中，套管52的外表面的一段66弧曲地向后向外。这样，套管52在其后端60处较其前端62处为厚一些，该后端60是延伸进入空气层50并与被加热了的岐管部件10的前端面30接触的，该前端62是座落在被冷却了的模腔镶嵌板14的座子64上的。这样就可从被加热了的岐管部件10处通过后端60接受到的热量增加，而通过前端62散失到被冷却了的模腔镶嵌板14的热量就可减少。如图1所示，套管52的后端60是直接邻接于岐管部件10的前端面30内的电加热元件18的，这样也保证了从该前端30到所述套管52的热传导。所述密封和导热件38的热传导性由于它们不具有单独的加热元件而对系统的成功运行具有关键作用。这样，该密封和导热件38不同部份的形状，尺寸和材质根据不同的用途而要加以变化以提供不同的导热特性。

所述密封和导热件38的细长的热顶尖柱54在套管52的孔56中沿中心延伸着，但是较之该套管52长出许多。这样，在本实施例中热顶尖柱54的后端68已被做成光滑的圆球状并超过所述套管52的后端60向后延伸通过出口处28而进入熔体通道20的向前延伸部份26的中心处。同样，该热顶尖柱54的前端70有一个顶尖越过所述套管52的前端62向前延伸进入穴座32的中心并与浇口34相对准。热顶尖柱54的顶尖70通常由它本身伸进浇口34，该浇口34也是做成尖锥形的，但是它的精确位置是由具体用途的热量需求而决定的。如在图2中所示，该热顶尖柱54有一个由薄的外壳74包围着一个内部72。内部72是由高导热性材料，例如银或铜制成的，而外壳74则由耐磨和耐腐蚀材料例如高速钢制成的。这样，外壳74能对在它周围流动的加压的熔体经受住磨损，特别是在浇口34的区域内是如此，而内部72在注射成型周期的各个不同阶段期间又能有效地从或向浇口34的区域处传出热量或送去热量。

如图2所示，本实施例中有三个螺旋形的叶片58从热顶尖柱54向外延伸出来以将它连接到周围的套管52上去。这些叶片58做成光滑的弧形以避免熔体在热顶尖柱54的周围流动时产生死点并大为减少在熔体中的紊流。在有些用途中如果这不在考虑之中，则该密封和导热件38与其用螺旋形叶片58，还不如用径向延伸的直的肋片或叶片。因此，肋片或叶片58的数量和形状是取决于具体用途的需要而定。在本实施例中，外部套管52以及叶片58由热加工方法的钢材铸成一体并又与所述热顶尖柱54钎接焊成整体。这样，一个冶金意义上的整体的密封和导热件38就形成了，它能有效地从套管52的后端60处沿着所述细长的热顶尖柱54传导热量，用样也可通过叶片58来传导热量。

在使用中，注射成型系统如图1所示装配起来。尽管为了易于说明，图中所示只有两个型腔36，而更为有利的是所述熔体分配岐管部件10根据用途通常具有更多的熔体通道分支24延伸到许多型腔36中。接通电源到岐管部件10中的电加热元件18上以将之加热到一个预先规定的操作温度。从一个成型机(未图示)来的加压了的熔体然后根据一个预先规定的周期在通常情况下通过所述共同的进口22注射进入熔体通道20。该加压了的熔体又流入熔体通道20的分支24的向前延伸部份26并通过密封和导热件38进入浇口34以将型腔36填满。在型腔36被填满后，注射压力保持一个短时间以压紧之，然后松开。在一个短时冷却后，该模具被打开以取出成型的产品。在取出产品后，模具又被合上，而注射压力则重新施加上去以重新将熔体填满型腔36。根据型腔的大小和形状以及成型的材料的类别来决定一个频率使上述周期周而复始地连续运行。在注射熔体期间，所述热顶尖柱54向后传送过量的热量以避免当打开模具取出产品时熔体发生拉丝现象，这个过量的热量是由熔体流过浇口34的狭窄的区域时摩擦所产生的。在熔体已经停止流动后，由于通过所述热尖柱54移走了多余的摩擦热量，在浇口处的凝固过程被加强了。在多余的摩擦热量已经被移走后的短时间内，沿着热顶尖柱54的热量流动方向反转了。从被加热了的岐管部件10接受来的热量通过套管52的后端60，同时也从热顶尖柱54的后端68接受来的热量沿着热顶尖柱54被向前传导到浇口34的区域，此时热顶尖54是伸进所述被加热了的岐管部件10内的熔体通道20中的热熔体内的。这个额外的热量防止了熔体冻结在浇口34的区域中以致熔体形成了一个固体的塞子，当注射压力在模具闭合后重新施加在熔体上的，这个固体的塞子将会妨害注射的进行。

尽管所述密封和导热件38的描述已以最佳实施例给出如上，明显的是对那些熟悉本行业的人员的理解来说，各种变型都是可能的，但是不会超出在本发明的权利要求书中所限定的范围。

Claims (8)

1、一种具有中心热顶尖柱的注射成型用密封套管，在一个热顶尖活门注射成型装置中，具有多个间隔开的浇口，每个浇口从一个被冷却了的模腔镶嵌板内的穴座内中心对准地延伸到一个相应的型腔，一个被加热了的熔体分配岐管部件具有一个前端面并以一个绝热空气层延伸配置在该被加热了的岐管部件的前端面和该被冷却了的模腔镶嵌板之间，还有一个熔体通道从一个在该岐管部件内的共同的进口并分支到多个分支通道中去，每个分支具有一个在所述岐管部件的前端面上的一段向前延伸到一个出口，该出口与那些浇口中的一个相互对准，其特征在于，

具有一个密封和导热件，该密封和导热件具有多个间隔开的肋片，该肋片连接着一个细长的中心导热热顶尖柱到一个周围的外部密封套管上，该密封和导热件安装在所述被加热了的岐管部件和所述被冷却了的模腔镶嵌板之间并和每个浇口对准着；所述外部套管具有一个后端，一个前端和一个中心孔，从该中心孔处从所述熔体通道来的熔体围绕着所述热顶尖柱流向所述的浇口，所述外部套管跨越在所述被加热了的岐管部件和所述被冷却了的模腔镶嵌板之间的绝热空气层，并以该套管的后端紧贴着所述被加热了的岐管部件的前端面，而其前端则座落在所述模腔镶嵌件内的穴座内；所述热顶尖柱具有一个后端和一个前端，该后端向后延伸越过所述套管的后端并穿过所述岐管部件的前端面上的熔体出口一个预先规定的距离进入所述的熔体通道分支中的相应的一个向前延伸的部份，所述热顶尖柱的前端指向和向前延伸越过所述套管的前端进入所述模腔镶嵌板内的穴座内并与所述浇口相对准。

2、根据权利要求1所述的具有中心热顶尖柱的注射成型用密封套管，其特征是，所述热顶尖柱具有一个高传热性能的内部以及一个耐磨损的外部。

3、根据权利要求2所述的具有中心热顶尖柱的注射成型用密封套管，其特征是，所述热顶尖柱的外部是由高速钢制成的。

4、根据权利要求3所述的具有中心热顶尖柱的注射成型用密封套管，其特征是，所述热顶尖柱的内部是由银制成的。

5、根据权利要求3所述的具有中心热顶尖柱的注射成型用密封套管，其特征是，所述热顶尖柱的内部是由铜制成的。

6、根据权利要求2所述的具有中心热顶尖柱的注射成型用密封套管，其特征是，连接所述中心热顶尖柱到其周围外部套管是用间隔开的肋片，该肋片具有螺旋形叶片的形状。

7、根据权利要求2所述的具有中心热顶尖柱的注射成型用密封套管，其特征是，所述外部套管在其后端较其前端为显著厚些。

8、根据权利要求2所述的具有中心热顶尖柱的注射成型用密封套管，其特征是，所述套管的后部紧贴着所述岐管部件的前端面，所说的这两个紧贴着的平面应足够平直以允许由于热胀冷缩的关系在这两个平面间的充分的相对运动。

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