CN104290282A - 用于侧面注射的热流道喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种用于塑料构件的侧面注射的热流道喷嘴，它具有一个多件式的喷嘴体，该喷嘴体具有至少一个或多个尖端元件(3、3′)，所述尖端元件向外凸出于喷嘴体的圆周面；其特征在于，所述喷嘴体具有一喷嘴体基本部分(2)，所述喷嘴体基本部分的一个轴向侧面设有至少一个或多个在该轴向侧面上分布设置的空隙部(5、14)，用以设置和用以部分容纳所述至少一个或多个尖端元件(3、3′)，尖端元件(3、3′)利用一喷嘴体夹紧盘部分(6)被压紧到所述喷嘴体基本部分(2)的轴向侧面上。

Description

用于侧面注射的热流道喷嘴

本申请是名称为“用于侧面注射的热流道喷嘴”、国际申请日为2010年9月29日、国际申请号为PCT/EP2009/053866、国家申请号为200980111718.5的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于侧面注射的热流道喷嘴。

背景技术

对于技术背景，首先应提到WO99/37461A1、US2002/0098262A1和EP0186413A2。

在塑料注射成型技术中通常有利的是，在侧面亦即垂直于或倾斜于脱模方向来注射塑料元件。为此采用所谓的热流道喷嘴用于进行侧面注射，也称为侧面注射喷嘴，其具有一个喷嘴体和多个尖端元件。为了实现熔体直至制品表面的良好导热，将喷嘴尖端或尖端元件一直引导到制品表面。

此外已知和通用的是，将包围喷嘴体的成型构件(模具构件)分开，为的是在多腔设置结构中能安装喷嘴尖端或喷嘴体。DE10008471A1披露了这样的现有技术。这种分开是不利的：为了所需要的封闭力必须考虑采用复杂的模具结构，以便防止泄漏。

因此，侧面喷嘴包括多个尖端元件的结构设计看来有利的是，其能够采用不分开的嵌件。这一点可以例如利用可调的尖端元件来实现，如DE19742099A1中提出的那样，或者，在安装了喷嘴体以后借助于尖端在单件式喷嘴体中的事后安装来实现(参见例如EP1524091A2和DE10345578A1)。但在以紧密配合支承的尖端元件中，配合间隙在一定使用时期以后被烧焦的塑料固定地保持，以致于常常不可能实现无损坏的拆卸。

调整机构的缺点是有一些细丝编织的构件，它们部分被熔体沾湿，在较长时间的使用以后不再允许尖端的可靠调整或拆卸。调整装置常常不允许高的力/压力负荷，因为它结构空间有限而不具备足够的压力面。

而可以安装在单件式喷嘴体中的尖端元件通常必须非常小地构造，以便保持其可安装。并且，在已知的系统中，安装/拆卸是极其困难的，在较长时间的使用之后，只有损坏尖端才可实现。

因此，同类型的EP0447573A1和其优先权基础DE9003574公开了：喷嘴体本身并不构成单件式的，而是分体式的，从而减小这种困难。在已知的基本元件上(EP0447537A1的图1)安装一个固定环，在其轴向侧面上再利用一夹紧环固定导向尖端。尽管如此，各尖端元件的安装和拆卸依然不够简单。而且，熔体流也并非无泄漏地从熔体进口导入喷嘴体直到制品处的浇口，因为熔体也可能沿轴向从基本元件中流出并围绕导向尖端环流。因此，在拆卸尖端元件时，由于围绕着的凝固的塑料物质之故而可能产生很大的麻烦。必须首先很费力地去掉这些凝固的塑料物质，或者拆下带有仍然粘稠的塑料的热喷嘴。

发明内容

因此本发明的目的在于，从分体式喷嘴体的设计方案出发，对此类现有技术加以改进，从而能实现：即使构造得较大的尖端元件也可以简单地装入喷嘴体中，并且可以简单地将它们组装以及在较长时间的使用之后也可以重新拆卸。

该问题的解决方案是本发明的目的。

本发明通过权利要求1的主题实现了上述目的。

由各从属权利要求可得知本发明的一些有利设计形式。

本发明提供一种热流道喷嘴，将其设计为：使各尖端能被容易地置入一个事先装在模具内的多件式喷嘴体中。所选择的设置方式允许按较大结构来设计尖端元件。

US2005/0196486也披露了一种单件式的喷嘴体，其具有一个一体成形的突出部，这个喷嘴体在该文件的图2中为说明清楚起见而具有不同于其他喷嘴体的阴影线。

按照本发明的解决方案，尖端元件的至少一个尖端很容易地到达待注射的制品的表面，并且，在全部构件完整组装以后能将熔体流无泄漏地从熔体进口导入喷嘴体，直至制品处的浇口。

在此，通过所选择的喷嘴体设计形式，可以实现较大的封闭力，从而达到很高的密封性。

在各尖端嵌件组装以后，按照一种特别优选的方案，密封套筒贴紧模具嵌件的壁，或者有一定间隔，而在达到工作温度以后，由于整个喷嘴的热膨胀，在密封套筒与模具嵌件的壁之间便产生了足够的表面压力。

附图说明

以下借助一个实施例参照附图更详细地说明本发明。其中：

图1热流道喷嘴的透视图，带有一个多件式的喷嘴体与置入其中的尖端嵌件；

图2模具的部分区域的剖视图，包括图1所示型式的装置；

图3尖端嵌件的透视图，带有一尖端元件和一密封套筒；

图4尖端嵌件的另一透视图；

图5图4的尖端嵌件的剖视图；

图6喷嘴体夹紧盘部分的透视图；

图7喷嘴体的透视图，带有一喷嘴体基本部分和一具有多个固定螺钉的喷嘴体夹紧盘部分；

图8图7的喷嘴体基本部分的透视图，带有在其上设置的多个尖端嵌件；

图9a-e喷嘴体和尖端嵌件的拆卸的五个相继的步骤；

图10图1的热流道喷嘴，带有为一种成角度的侧面注射而设计的多个尖端嵌件；

图11模具的部分区域的剖视图，包括其他的为成角度的侧面注射而设计的尖端嵌件；

图12图10的尖端嵌件的透视图，带有一尖端元件和一密封套筒；

图13图12的各元件的组装状态；

图14a另一模具的另一部分区域的部分剖开的透视图，包括图12和13所示型式的尖端嵌件；

图14b图14a的局部放大图；

图15图14a的设置结构的剖视图；

图16在按图14的设置结构中尖端嵌件的安装/拆卸原理的示意图；以及

图17另一热流道喷嘴的透视图。

具体实施方式

图1示于一种用于塑料构件的侧面注射的热流道喷嘴，其具有一个多件式的喷嘴体，包括一喷嘴体基本部分2和一喷嘴体夹紧盘部分6，其中，这些元件(对此也参见图7和8)具有在这里为圆柱形的外壳，并且，喷嘴体基本部分2具有一轴向侧面，它设有至少一个或多个在此示例性地依径向在该轴向侧面上圆周分布设置的空隙部5、14，用以设置和用以容纳尖端嵌件37。该外壳也可以具有一种非圆形的横截面，例如椭圆形的、卵形的或多边形的横截面(在这里未示出)。

按照图1的示例性图示，所述的轴向侧面是下面的轴向侧面。在该轴向侧面上设置至少一个尖端嵌件37，其包括至少一个尖端元件3，但如各图所示，也可以在多件式喷嘴体中固定多个尖端嵌件37。

就此而言，下文的描述只是示例性的而不应被理解为限制性的，虽然有的地方相应地只描述一个尖端元件，而其他有的地方是描述多个尖端元件3。还有，诸如“上面”或“下面”这样的说法也不应被理解为限制性的，而只是针对于在各图中的相应设置和定位来说的。

喷嘴体基本部分2在其对置的(图1中是上面)轴向侧面上具有一个通入熔体通道25中的熔体进口31(见图2)，熔体通道首先经由第一部分25a沿轴向通过喷嘴体基本部分2一直延伸到一个分接部25b，从该分接部分出多个辐射状的分通道25c，它们分别通入各空隙部14中(图8)。

各分通道25c与尖端元件3中的熔体通道12进口12a对准，各尖端元件是嵌置到各空隙部14中的。

各尖端元件3(见图2和3)分别具有一个基体19，在其中分别连接有一尖端1，包括一个呈圆柱形的区域和一个径向向外紧接着的呈圆锥形的或尖端的区域，尖端在喷嘴体基本部分2组装的状态下(在这里是径向)指向外面并且(在这里进一步径向)在圆锥形区域内凸出于喷嘴体基本部分2的圆周边缘(再见图1和图2)。

将这些尖端嵌件37构造为，使它们在嵌入空隙部5、14以后部分地(优选一半)被包围并且利用其基体19在其背向尖端1的区域以一斜面8在后面支承到一斜面11上，以及在一面向实际的尖端1的侧面上经由一凸肩15支承在空隙部14的一个相应的面16上(见图3、4、5、7和8)。在斜面11中，分别设置有来自熔体通道25的出口25d并且在斜面8中设置有通入尖端元件3中的导向通道12的进口12a。

各导向通道12分别具有一个通入环形空腔状的浇口空隙部32中的出口12b，浇口空隙部32包围着喷嘴尖端1(图2)，它部分地由一个在基体19上安装的密封套筒4构成。

多件式的喷嘴体除喷嘴体基本部分2外还包括喷嘴体夹紧盘部分6，该喷嘴体夹紧盘部分在其指向喷嘴体基本部分的轴向侧面上设有一环绕的边缘28，此边缘包围一个中心的空隙部17，其中，边缘28在组装状态下向着喷嘴体2空隙部5、14设置的轴向侧面上具有径向定位的空隙部7，在这些空隙部中嵌入各尖端嵌件37并且这些空隙部在组装状态下对置于各空隙部14。

喷嘴体夹紧盘部分6与密封套筒4相配合向下限定出熔体在流过喷嘴体时流过的区域并且同时在其圆周上稳定住密封套筒4。

喷嘴体夹紧盘6在这里以简单的方式借助于一个或多个固定螺钉9、10固定在喷嘴体基本部分2上，固定螺钉穿过喷嘴体夹紧盘部分6的孔并从其轴向侧面拧紧入喷嘴体的具有螺纹的孔29中。

可以设想，只设置唯一一个固定螺钉10，优选是沿喷嘴体基本部分2的中心纵轴线延伸的相应尺寸的固定螺钉10。可以通过一个或多个优选在一个同心圆上围绕中心固定螺钉10设置的固定螺钉9来支持该固定螺钉10的作用，这些固定螺钉9的尺寸可以比中心固定螺钉10更小。

在轴向上相对喷嘴体基本部分2定位的喷嘴体夹紧盘部分6利用一空隙部17将各尖端元件3力锁合和形锁合地固定在喷嘴体基本部分2上，而使得喷嘴元件3的密封面8以较高的表面压力贴紧喷嘴体2的面11。

各喷嘴尖端1径向向外凸出于喷嘴体夹紧盘部分6和喷嘴体基本部分2的外圆周。

若没有喷嘴体夹紧盘部分6，各尖端元件3就不会被固定在喷嘴体基本部分2上并且通入模具中的熔体通道也是不完整的。

在组装的状态下，每一尖端元件3以一径向向外定向的凸肩15支承在喷嘴体2的空隙部14的相应的面16上。

喷嘴体基本部分2优选在其背向具有空隙部5、14的轴向侧面的那侧由至少一个加热元件20包围，该加热元件又由一个外面的套筒21所包围，后者具有一个二次密封轴环23。一个支承及定心环22将加热元件20和套筒21定位固定并且形锁合地例如通过螺纹固定在喷嘴体基本部分2上。

喷嘴体夹紧盘部分6也带有一个二次密封轴环24。

尖端1设计和布置为，使其在组装的状态下到达待注射的制品30的表面并且在全部构件完全组装以后将熔体流无泄漏地从熔体进口31一直导向在制品处的浇口36。

为此将喷嘴体基本部分2构造为，使得一个或多个尖端嵌件37(包括实际的尖端元件3和在其上安装的密封套筒4)能被置入在喷嘴体基本部分上的相应的空隙部5、14中，而使尖端1分别到达制品表面(见图3-5)。

喷嘴体基本部分上的各空隙部5在这种情况下只部分地包围尖端嵌件37，例如只达到一半的高度(见图8)。

直到安装了喷嘴体夹紧盘部分6(在其中存在多个相应的空隙部7)，尖端嵌件37才固定住。

在各尖端嵌件37组装以后，密封套筒4贴紧模具嵌件33的壁34，或者有一定间隔，而在达到工作温度以后，由于整个喷嘴的热膨胀，在密封套筒4与模具嵌件33的壁34之间便产生了足够的表面压力。密封套筒4沿其轴向长度的一部分支承在尖端元件3的一个圆柱形台阶38上，该台阶连接在基体19上(图3-5)。有利的是，密封套筒4在其外圆周上不被塑料沾湿，这便有助于实现装置的良好的可拆卸性。

或者也可设想，将所述至少一个尖端嵌件37，亦即尖端元件3连同密封套筒4，制成或构成一体。

尖端元件3的后面的接触面8以一定的角度α相对轴向方向X成锐角(图2)地构造，借此，通过喷嘴体夹紧盘部分6的固定螺钉9、10的拧紧而将尖端元件3压紧到以相同角度构造的喷嘴体2的压力面11上。α优选大于5°，特别是α处在10°与65°之间(图2、图3、图7)。

成角度的结构设计导致：通过所施加的轴向螺钉力，在尖端元件3的后面的面8与喷嘴体基本部分2的相应的相对面11之间产生较高的表面压力。

这一点是很必要的，因为，经由该面，熔体通道12往各尖端元件3通过分通道25c相连接，由此确保在熔体通道12与分通道25c之间的密封性或无泄漏性。从而，熔体通道从区域25、通过区域12、直到浇口36是一个密封的通道。

为使轴向力能够不受限制地作用到尖端元件3上，必须将喷嘴体夹紧盘部分6构造为，使其只压到各尖端元件上；此外，各尖端元件3必须能以其凸肩15支承在喷嘴体基本部分2的面16上并且必要时可以支承在喷嘴体夹紧盘部分6的面18上(图6)。

通过全部侧面喷嘴的热膨胀，密封套筒4被压到模具壁34上。由此在尖端元件3的熔体通道12与模具嵌件33中的浇口空隙部32之间便建立起密封作用。

虽然在尖端元件3与两件式喷嘴体2、6之间的夹紧情况减轻了在密封套筒4与模具壁34之间的反作用力，但由此并不减轻在尖端元件3的、亦即喷嘴体2的熔体通道过渡部位的后面的侧面上的密封力，而一般仍是提高表面压力。

如由图9显而易见的那样，该结构设计的一个特别的优点在于，在拧下喷嘴体夹紧盘部分6的螺钉以后，可以容易地拆下尖端嵌件37，方式是：借助于工具在一操纵轮廓上能够无损坏地、在这里是转动地拆下各尖端嵌件37。

这样，按照图9中所示的变型方案可以有利地规定，借助于一螺纹销35(其拧紧入一配设的螺纹孔13中)形成一杠杆装置，它能够无损坏地松脱尖端嵌件37。

或者，操纵轮廓也可以是操纵突伸部或操纵空隙(在这里未示出)，其允许接装一杠杆元件(在这里未示出)。

对此决定性的是，首先借助于杠杆装置可以分开夹紧的各个成角度的面，借此松开力结合。然后可以通过转动和推移拆下已松开的尖端嵌件37。

虽然上述实施例分别示出的是沿水平方向亦即相对热流道喷嘴的主开口方向X成90°角度的侧面注射，但通过尖端嵌件37′的优选转动式组装的有利方式也有可能：超出该90°的标准角度在侧面注射中实现其他的注射角γ，其例如可以达到45°直到0°，其γ＝90°是表示径向向外延伸的方向，而γ＝0°是垂直向下的方向，该方向在这里相当于轴向方向X或组装方向X。

尖端嵌件37′的转动式安装和拆脱还允许实现侧凹的前腔(Vorkammer)几何结构(图14、15、16)。

在此，各尖端嵌件37′仍沿其“主轴线”垂直于轴向方向X的定位，而只是将本来的圆锥形的尖端1′本身以需要的角度γ例如γ＝30°、45°或0°相对于轴向方向/组装方向X相对喷嘴体夹紧盘部分6折弯构成(见图11)。

尖端嵌件37′的“水平的”主轴线(亦即相对于方向X成90°)是有利的，因为，借此密封套筒4依然能水平地通过热膨胀紧贴到喷嘴体基本部分上，如以上对图1-9描述的那样，由此建立起热流道喷嘴与模具嵌件33之间的可靠密封。

为此，按照图10至17的实施例，各尖端元件3′分别又具有这样一个基体19′，在该基体上分别连接一尖端1′，包括一个首先呈圆柱形的具有水平轴线的区域1a′和一个相对该圆柱形区域成角度地向外紧接着的圆锥形的尖端区域1b′。

优选地，圆柱形区域1a′在喷嘴体1上组装的状态下向外凸出于喷嘴体基本部分1的圆周边缘，并且尖端区域1b′是倾斜于圆柱形区域的轴线定位的。

如在图12和13中可以清楚看出的那样，尖端嵌件37′具有相对于水平取向(亦即垂直于轴向方向X)折弯的尖端1′。尖端1′的这种设计的特别突出的优点是：对于不分体的模具嵌件，提供了成角度地注射塑料构件的可能性，该角度可以偏离于水平位置(90°)并且可以无限制地达到0°。

尖端1′的折弯的区域允许模具的浇口空隙部的轮廓形成侧凹，因为，通过在组装时的转弯可以避开模具的相应的相对轮廓。

由此，例如可以将制品如一次性注射器在把手件上以0°进行注射(图14或15)，或者将制品如吸量管在凸肩上以45°进行注射(图11)。

带有这样尖端嵌件的热流道喷嘴实施形式示于图13和图14中。按图13，各尖端嵌件37′径向向外定向，而在图17所示的矩形喷嘴体中，它们定位在两个并排的排列中，此时尖端1′的指向为彼此远离。

附图标记清单

1、1′  尖端                     20      加热元件

1a′    圆柱形区域               21      套筒

1b′    尖端区域                 22      支承及定心环

2       喷嘴体基本部分           23、24  二次密封轴环

3、3′  尖端元件                 25      熔体通道

4       密封套筒                 25a     部分

5       空隙部                   25b     分接部

6       喷嘴体夹紧盘部分         25c     分通道

7       空隙部                   25d     出口

8       接触面                   28      边缘

9、10   固定螺钉                 29      螺纹孔

11      压力面                   30      待注射的制品

12      熔体通道                 31      熔体进口

12a、b  进口/出口                32      浇口空隙部

13      螺纹孔                   33      模具嵌件

14      空隙部                   34      模具壁

15      凸肩                     35      螺纹销

16      面                       36      浇口

17      空隙部                   37、37′尖端嵌件

18      面                       38      台阶

19、19′基体                     X       轴向方向

Claims (10)

1.用于塑料构件的侧面注射的热流道喷嘴，它具有一个多件式的喷嘴体，该喷嘴体具有至少一个或多个尖端元件(3、3′)，所述尖端元件向外凸出于喷嘴体的周向面；其特征在于，所述喷嘴体具有一喷嘴体基本部分(2)，所述喷嘴体基本部分的一个轴向侧面设有至少一个或多个在该轴向侧面上分布设置的空隙部(5、14)，用以设置和用以部分容纳所述至少一个或多个尖端元件(3、3′)，尖端元件利用一喷嘴体夹紧盘部分(6)被压紧到所述喷嘴体基本部分(2)的轴向侧面上。

2.按照权利要求1所述的热流道喷嘴，其特征在于，所述喷嘴体基本部分(2)具有圆形的、椭圆形的、卵形的或多边形的横截面。

3.按照权利要求1或2所述的热流道喷嘴，其特征在于，各空隙部(5)依径向在轴向侧面上沿周向分布地定位。

4.按照上述权利要求之一项所述的热流道喷嘴，其特征在于，各尖端元件(3、3′)分别与一密封套筒(4)构成一个尖端嵌件(37、37′)。

5.按照权利要求1、2、3或4所述的热流道喷嘴，其特征在于，所述喷嘴体基本部分(2)具有通入一熔体通道(25)中的熔体进口(31)，所述熔体通道具有一个第一部分(25a)，该第一部分沿轴向通过喷嘴体基本部分(2)一直延伸到一分接部(25b)，从该分接部折弯分出至少一个或多个分通道(25c)，这些分通道分别通入各空隙部(14)中。

6.按照上述权利要求之一项所述的热流道喷嘴，其特征在于，各分通道(25c)与尖端嵌件(37)中的、特别是其尖端元件(3、3′)中的熔体通道(12)的进口(12a)对准，各尖端元件是被嵌置到空隙部(5、14)中的。

7.按照上述权利要求之一项所述的热流道喷嘴，其特征在于，所述喷嘴体夹紧盘部分(6)构造为，使其只压到尖端元件(3、3′)上。

8.按照上述权利要求之一项所述的热流道喷嘴，其特征在于，尖端嵌件、特别是其尖端元件(3、3′)构造为，使它们在嵌入空隙部(14)以后部分地、特别是一半由空隙部所包围。

9.按照上述权利要求之一项所述的热流道喷嘴，其特征在于，各尖端元件(3、3′)优选在基体(19)区域内以一斜面(8)支承到相应空隙部(14)中的一个斜面(11)上。

10.按照上述权利要求之一项所述的热流道喷嘴，其特征在于，各尖端元件(3)在其面向尖端的侧面经由一凸肩(15)支承于喷嘴体基本部分(2)在空隙部(14)中的一个背向尖端(1)的面(16)上。