CN112622188A - 带有热桥的注射模制设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种带有热桥的注射模制设备。该注射模制设备包括热流道系统，该热流道系统具有歧管和喷嘴，该歧管用于从源接收材料，该喷嘴用于将从歧管接收的模制材料输送到模具型腔。能够连接到致动器的阀销以可滑动的方式接纳在喷嘴的上游端处的阀销密封件中，该致动器用于使阀销在打开位置和关闭位置之间转换。该热流道系统包括热桥，该热桥与阀销密封件和被冷却的模板导热连通。

Description

带有热桥的注射模制设备

对相关申请的交叉引用

本申请要求在2019年9月24日提交的在先美国申请62/904817的利益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种注射模制设备，并且特别地涉及一种带有热桥的注射模制设备。

背景技术

在注射模制技术中，模制材料通过在阀销和阀销密封件之间的界面从热流道的流出被称为阀销渗漏，其中阀销密封件在阀销进入热流道系统的位置包围阀销。阀销渗漏是不理想的。

发明内容

本文的实施例针对具有热流道系统的注射模制设备。用于从源接收材料的歧管具有歧管通道，该歧管通道在歧管入口和歧管出口之间延伸。用于将从歧管接收的模制材料输送到模具型腔的喷嘴具有喷嘴通道，该喷嘴通道在喷嘴入口和喷嘴出口之间延伸。能够连接到致动器的阀销延伸通过歧管和喷嘴通道，该致动器用于使阀销在打开位置和关闭位置之间转换。在喷嘴的上游端处的阀销密封件具有阀销孔，该阀销孔与喷嘴通道连通，并且阀销以可滑动的方式被接收在该阀销孔中，并且热桥与阀销密封件和被冷却的模板(moldplate)导热连通。

附图说明

通过以下对在附图中示意的实施例的描述，本发明的前述和其它特征及优点将变得显而易见。附图未按比例绘制。

图1是根据本公开的实施例的具有带热桥的热流道系统的注射模制设备的一部分的截面视图。

图2是图1的部分2的放大视图。

图3是根据本公开的另一个实施例的喷嘴的上游端和热桥的截面视图，并且该喷嘴的上游端和热桥被示出为安装在与图1的注射模制系统的部分2类似的注射模制系统的一部分中。

图4是根据本公开的又一个实施例的喷嘴的上游端和热桥的截面视图，并且该喷嘴的上游端和热桥被示出为安装在与图1的注射模制系统的部分2类似的注射模制系统的一部分中。

具体实施方式

在下面的描述中，“下游”是参考以下事项而使用的，参考从注射模制系统的注射单元到模具型腔的模制材料流动的一般方向，并且参考模制材料从注射模制系统的入口流动到模具型腔所经过的构件或其特征的顺序。“上游”是参考相反的方向使用的。如本文所使用地，短语“导热连通”指的是形成热量可以通过其传播的物理路径的构件。此外，无意受到在先前技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中提出的任何明示或暗示的理论约束。

图1是根据本公开的实施例的具有热流道系统101的注射模制设备100的一部分的截面视图。热流道系统101将从源(通常是注射模制机(未示出))接收的模制材料输送到模具型腔102(在图1中概略地示出)，该模具型腔102限定了在注射模制设备100中形成的模制品的形状。热流道系统101包括歧管104、喷嘴105、阀销106和致动器107。歧管104和喷嘴105包括相应的歧管加热器108和喷嘴加热器109，在操作中，该歧管加热器108和喷嘴加热器109保持歧管104和喷嘴105处于合适的处理温度。

注射模制设备100包括多个模板，该多个模板形成外壳110，在该外壳110中接纳热流道系统101。外壳110包括围绕歧管104的凹穴111和围绕喷嘴105的井112。如所示那样，注射模制设备100包括第一模板113和第二模板114。模板113、114通过紧固件(未示出)保持在一起，并且通常包括另外的紧固/对准构件，诸如定位销等(未示出)。尽管注射模制设备100被示出为具有两个模板113、114，但是注射模制设备100可以包括其它模板。模板113、114包括冷却通道，诸如第一模板113中的冷却通道116和第二模板114中的冷却通道117。冷却流体循环通过冷却通道116、117，以将第一模板113和第二模板114维持在合适的模制温度下，该模制温度低于歧管104和喷嘴105的操作温度。

继续参考图1，歧管104包括歧管通道118，该歧管通道118在歧管入口119和歧管出口120之间延伸。在操作中，歧管104经由歧管入口119从源接收模制材料，并经由歧管出口120将模制材料输送到喷嘴105。歧管104进一步包括阀销通路122，阀销106延伸通过该阀销通路122。喷嘴105经由模具浇口124(在图1中概略地示出)将模制材料输送到模具型腔102。喷嘴105包括喷嘴通道125，该喷嘴通道125在喷嘴入口126和喷嘴出口127之间延伸。阀销106延伸通过阀销通路122和喷嘴通道125。在歧管104的上游，阀销106延伸通过第二模板114中的板孔128，并且在其上游端处，阀销106联接到致动器107，该致动器107使阀销106在关闭位置和打开位置之间转换。在其关闭位置，阀销106定位成阻挡模具浇口124，这防止可模制材料进入模具型腔102。在其打开位置，阀销106从模具浇口124分离，以允许将模制材料注射到模具型腔102中。在图1中，阀销106处于其关闭位置。致动器107包括固定到第二模板114的固定部130和可活动部131，阀销106联接到该可活动部131从而能够随其移动。在所示意的实施例中，致动器107是流体驱动的致动器。

现在参考图2，这是图1的部分2的放大视图，喷嘴105的上游端包括阀销密封件132。阀销密封件132包括阀销孔134，阀销106延伸通过该阀销孔134。密封界面136是阀销孔134的一部分，其尺寸确定为与阀销106以可滑动的方式配对以促进在其间的流体密封。在密封界面136处，阀销106和阀销孔134的尺寸被紧密地确定，以减少模制材料从喷嘴通道125通过阀销孔134的迁移。在当前实施例中，阀销密封件132是衬套构件138的一部分，该衬套构件138是喷嘴105的一部分，并且还限定喷嘴通道入口126。

根据本文的实施例，热流道系统101包括热桥140，该热桥140与阀销密封件132导热连通并且与第二模板114导热连通。在操作中，热桥140将热量从阀销密封件132传导到第二模板114，该第二模板114比阀销密封件132冷。从阀销密封件132去除热量有助于维持在阀销孔134和阀销106之间的配合，这能够限制或防止模制材料渗漏。

为了促进从阀销密封件132到第二模板114的热传递，热桥140由比制成阀销密封件132的材料更加导热的材料制成。这种材料的非限制性示例包括：铜，铜合金诸如铍铜或AMPCOLOY

(可以从瑞士马利的AMPCO MATAL S.A.获得)，钼或钼合金，和模具或工具钢，包括NAK 55或

-50(可以从西班牙巴塞罗那的Rovalma S.A.获得)。

热桥140延伸通过阀销通路122，并且与歧管104热绝缘。关于阀销密封件132，热桥140包括近侧部142和远侧部144，该远侧部144通过中间部146与近侧部142在纵向上隔开。近侧部142与阀销密封件132导热连通。在阀销密封件132和近侧部142之间限定近侧传导性热传递区域148。远侧部144与第二模板114导热连通，在图1和图2中所示实施例中，该第二模板114是致动器107所固定到的模板。在远侧部144和第二模板114之间限定远侧传导性热传递区域150。远侧部144是从中间部146径向向外延伸的热桥140的侧向部152的一部分。侧向部152包括邻接表面153，远侧部144通过邻接表面153与第二模板114导热连通。与不带侧向部152的热桥140的版本相比，远侧热传递区域150的表面积的尺寸增加，这能够改善热桥140的有效性。

近侧部142在纵向上与阀销密封件132重叠，这在热桥140和阀销密封件132之间创建了在纵向上延伸的近侧热传递区域148。在图1和图2示意的实施例中，热桥140在纵向上与阀销密封件132重叠，并且沿着至少部分地与密封界面136重叠的区域与阀销密封件132导热连通。热桥140包括在纵向上延伸的开口154，例如，延伸通过其中的孔。阀销密封件132的一段外表面156与开口154的壁158导热连通。开口154还用作收集区域，如果模制材料通过密封界面136迁移，则模制材料沉积到该收集区域中。

继续参考图1和图2，开口154包括具有第一直径的第一部分155和具有第二直径的第二部分157。第一部分155的尺寸被确定为通过例如在开口154的壁158和阀销106之间的气隙与阀销106热绝缘。第二部分157的直径大于第一部分155的直径，并且尺寸被确定为与阀销密封件132导热连通。热桥140的外表面159通过例如气隙与阀销通路122热绝缘。在图1和图2示意的实施例中还示出了阀销密封件132的上游端包括减小壁厚部160。第二部分157和减小壁厚部160的尺寸相对于彼此被确定为使得减小壁厚部160与热桥140导热连通。

具有两个被不同地确定尺寸的部分155、157的开口154与减小壁厚部160相组合有助于减小容纳热桥140所需的总空间，同时维持热桥140的足够的壁厚，以将热量充分地传导到第二模板114，在可替代实施例(未示出)中，开口154成形为直孔，该直孔延伸通过热桥140，该热桥140与阀销106热绝缘，并且该热桥140的尺寸被确定为与阀销密封件132导热连通。

在阀销密封件132和壁158之间的接合创建了围绕阀销密封件132的近侧热传递区域148。这种构造允许热量从阀销密封件132的外表面156的圆周周围传导出去，对于均匀地影响阀销106的周边周围的阀销孔的温度而言，这可能是有益的；但是，在其中从阀销密封件132的特定侧面或部分带走热量可能有益的应用中，使热桥140和阀销密封件132仅部分地在阀销密封件132周围导热连通可能是有益的，这将创建部分地围绕阀销密封件132的近侧热传递区域148。

热桥140安装在注射模制设备100内，以允许可能由于例如喷嘴105的热膨胀而发生的、阀销密封件132相对于第二模板114的纵向移位。实现这一点的一种方式是安装热桥140，使其相对于阀销密封件132和第二模板114中的一者在纵向上固定，同时相对于阀销密封件132和第二模板114中的另一者能够在纵向上移位。

在图1和图2示意的实施例中，远侧部144相对于第二模板114在纵向上固定到位。为了促进这一点，热流道系统101包括设置在侧向部152和歧管104之间的偏压部件162，例如贝尔维尔(Bellville)垫圈。在操作中，将偏压部件162通电并抵靠歧管104，以促使侧向部152与第二模板114导热连通，从而在其间形成刚性的邻接连接(abutting connection)。对于在这里公开的实施例，设想了在远侧部144和第二模板114之间的其它类型的刚性连接，包括螺纹连接、卡口连接和干涉连接。关于阀销密封件132，开口154的壁158与阀销密封件132的外表面156以可滑动的方式接合，以允许阀销密封件132相对于第二模板114的纵向移位。

在包括偏压部件162的实施例中，其中该偏压部件162邻接热桥140以使其与第二模板114导热连通，热流道系统101可以包括耐磨垫164(例如，如图2中所示垫圈)，该耐磨垫164设置在偏压部件162和热桥140上的区域(例如侧向部152)之间，偏压部件162作用在该耐磨垫164上，这可以防止热桥140的损坏。此外，热流道系统101可以包括另一个耐磨垫165，该另一个耐磨垫165设置在偏压部件162和歧管104上的区域之间，偏压部件162抵靠在该耐磨垫165上，以防止歧管104的损坏。

继续参考图2，侧向部152与热桥140的远侧端168在纵向上隔开。在这种构造中，热桥140包括凸出到第二模板114中的头部170。头部170增加了开口154的长度，这延长了可以在其中沉积模制材料的收集区域。由于头部170邻近远侧部144，因此开口154的温度邻近致动器107是相对冷的，这降低了模制材料迁移到致动器107的可能性。

如所示那样，头部170可以与板孔128隔开。可替代地，头部170的尺寸相对于板孔128被确定为在其间建立导热连通，这增加了远侧热传递区域150的表面积的尺寸，并且将热桥140相对于第二模板114在侧向上定位。

现在参考图3，图3是根据本公开的另一个实施例的喷嘴105a的上游端和热桥140a的截面视图，并且该喷嘴105a的上游端和热桥140a示出为安装在与图1的注射模制系统100的部分2类似的注射模制系统100a的一部分中。其它实施例的特征和方面可以与本实施例一起使用。在当前实施例中，热桥140a在板孔128a处与第二模板114a导热连通。热桥140a可以被描述为套筒形，并且包括近侧部142a和远侧部144a，该远侧部144a通过中间部146a与近侧部隔开。远侧部144a与第二模板114a传导连通。远侧热传递区域150a在热桥140a的在远侧部144a处的外表面159a和延伸通过第二模板114a的板孔128a之间形成。在本实施例中，第二模板114a是夹在第一模板113a和第三模板173之间的中间模板，其中致动器107固定到该第三模板173。近侧部142a与阀销密封件132a导热连通。在阀销密封件132a的外表面156a和热桥140a中的开口154a的壁158a之间限定了近侧热传递区域148a。在当前实施例中，阀销密封件132a是被接纳在喷嘴105a的上游端中的衬套构件138a。

热桥140a安装在注射模制设备100a内，以允许阀销密封件132a相对于第二模板114a的纵向移位。在一个示例中，远侧部144a通过例如在热桥140a的在远侧部144a处的外表面159a和板孔128a之间的螺纹连接而相对于第二模板114a在纵向上固定到位，并且近侧部142a通过例如在阀销密封件132a的外表面156a和开口154a的壁158a之间的滑动配合连接而相对于阀销密封件132a能够在纵向上滑动。在这种构造中，在阀销密封件132a和热桥140a之间设置有间隙174，该间隙174容纳阀销密封件132a相对于热桥140a的纵向移位。可替代地，近侧部142a可以通过例如在阀销密封件132a的外表面156a和开口154a的壁158a之间的螺纹连接而相对于阀销密封件132a在纵向上固定到位，并且远侧部144a通过例如在热桥140a的在远侧部144a处的外表面159a和板孔128a之间的滑动配合连接而相对于第二模板114a能够在纵向上滑动。

在该构造中，在位置176处示出的间隙设置在热桥140a的远侧端168a和第三模板173的下游侧178之间，该间隙容纳阀销密封件132a和热桥140a相对于第三模板173的纵向移位。

在另一个示例中，通过使热桥140a与阀销密封件132a并且与第二模板114a以可滑动的方式接合从而容纳阀销密封件132a相对于第二模板114a的纵向移位。例如，热桥140a通过例如在热桥140a的在远侧部144a处的外表面159a和板孔128a之间的滑动配合连接而与第二模板114a以可滑动的方式接合，并且近侧部142a通过例如在阀销密封件132a的外表面156a和开口154a的壁158a之间的滑动配合连接而与阀销密封件132a以可滑动的方式接合。在这种构造中，热桥140a能够相对于阀销密封件132a和第二模板114a这两者在纵向上移位。在阀销密封件132a和热桥140a之间的间隙174与在热桥140a和第三模板173之间的间隙176容纳了阀销密封件132a的纵向运动。热桥140a的纵向运动量受到边界表面(诸如第三模板173的下游侧178和开口154a中的台阶179)的限制，以便经由热桥140a维持在阀销密封件132a和第三模板173之间的导热连通。

现在参考图4，图4是根据本公开的另一个实施例的喷嘴105b的上游端和热桥140b的截面视图，并且该喷嘴105b的上游端和热桥140b示出为安装在与图1的注射模制系统100的部分2类似的注射模制系统100b的一部分中。其它实施例的特征和方面可以与本实施例一起使用。热桥包括离散的近侧部142b和远侧部144b。远侧部144b与第二模板114b传导连通，并且近侧部142b与阀销密封件132b导热连通。近侧构件开口154b在纵向上延伸通过近侧部142b，并且远侧构件开口154b’在纵向上延伸通过远侧部144b；阀销106穿过近侧部开口154b和远侧部开口154b’这两者。在当前实施例中，如喷嘴通道入口126b那样，阀销密封件132b是喷嘴105b的整体部分。

远侧部144b刚性地联接到第二模板114b，并且延伸通过第二模板114b中的板孔128b，并进入到歧管104b中的阀销通路122b中。如图4中所示，远侧部144b包括与第二模板114b导热连通的侧向部152b。如所示那样，紧固件182将远侧部144b固定到第二模板114b。可替代地(未示出)，通过将侧向部152b夹在第二模板114b和第三模板173之间以在热桥140b和第二模板114b之间创建邻接连接，从而将远侧部144b固定到位。在远侧部144b和板孔128b之间限定了第一远侧热传递区域150b，并且在侧向部152b和第二模板114b之间限定了第二远侧热传递区域150b’。近侧部142b通过例如螺纹连接而刚性地联接到阀销密封件132b，该螺纹连接由阀销密封件132b的外表面156b和近侧部开口154b的壁158b上的互补螺纹创建。近侧部142b在中间热传递区域184处与远侧部144b导热连通，该中间热传递区域由在远侧部144b和近侧部142b之间的伸缩连接186限定。伸缩连接186由插头188实现，该插头188从远侧部144b凸出，并且以可滑动的方式接收在近侧部142b中的互补插座190中。远侧部144b和近侧部142b的尺寸被确定为形成纵向间隙192、193，该纵向间隙192、193容纳近侧部142b的纵向移位，近侧部142b的这种纵向移位是由于阀销密封件132b的纵向移位而导致的，而阀销密封件132b的这种纵向移位可能由于喷嘴105b的纵向热膨胀而发生。伸缩连接186还可以通过为近侧部142b提供插头188来实现，该插头188以可滑动的方式接纳在远侧部144b(未示出)中的互补插座190中。

近侧部142b和远侧部144b可以由相同的材料制成，例如，铜或铜合金，或者可以由不同的材料制成。例如，热桥140b的具有插座190的部分，即图4中的近侧部142b，可以由钼或钼合金制成，并且热桥140b的具有插头188的部分，即图4中的远侧部144b，可以由铜或铜合金制成。在此示例中，由于钼材料和铜材料的热膨胀率不同，因此插座190上的热膨胀小于插头188上的热膨胀。这种材料组合导致当注射模制设备100b操作时，与当注射模制设备100b被组装但不操作时相比，在插头188和插座190之间的配合更紧密。这种布置便于热桥140b的组装，并且促进了跨越中间热传递区域184的导热连通。

尽管上面已经描述了各种实施例，但是它们仅作为示意和示例而呈现，而并不作为限制。因此，本发明不应受到任何上述实施例限制，而是应当仅根据所附权利要求书及其等同物来限定。

Claims (20)

1.一种注射模制设备，包括：

热流道系统，所述热流道系统具有

歧管，所述歧管用于从源接收材料，所述歧管具有歧管通道，所述歧管通道在歧管入口和歧管出口之间延伸；

喷嘴，所述喷嘴用于将从所述歧管接收的模制材料输送到模具型腔，所述喷嘴具有喷嘴通道，所述喷嘴通道在喷嘴入口和喷嘴出口之间延伸；

阀销，所述阀销连接到致动器，所述致动器用于使所述阀销在打开位置和关闭位置之间转换，所述阀销延伸通过所述歧管和所述喷嘴通道；

阀销密封件，所述阀销密封件位于所述喷嘴的上游端处，所述阀销密封件具有阀销孔，所述阀销以可滑动的方式接收在所述阀销孔中，所述阀销孔与所述喷嘴通道连通；和

热桥，所述热桥延伸通过所述歧管中的阀销通路，所述热桥与所述阀销密封件导热连通，并且当所述注射模制设备被组装时，与被冷却的模板导热连通。

2.根据权利要求1所述的注射模制设备，其中，所述热桥在纵向上与所述阀销密封件重叠，以在所述热桥和所述阀销密封件之间创建在纵向上延伸的传导性热传递区域。

3.根据权利要求2所述的注射模制设备，其中，在所述热桥和所述阀销密封件之间的第一传导性热传递区域至少部分地与所述阀销孔的密封接合部分重叠。

4.根据权利要求1所述的注射模制设备，其中，在所述热桥和所述阀销密封件之间的传导性热传递区域至少部分地围绕所述阀销密封件。

5.根据权利要求4所述的注射模制设备，其中，所述热桥包括具有壁的在纵向上延伸的开口，并且所述阀销密封件的一段外表面与所述开口的所述壁导热连通。

6.根据权利要求5所述的注射模制设备，其中，所述开口是柱形孔，所述柱形孔包括具有第一直径的第一部分，所述柱形孔的所述第一部分与所述阀销热绝缘。

7.根据权利要求6所述的注射模制设备，其中，所述柱形孔包括具有第二直径的第二部分，所述第二直径大于所述第一直径，其中，第二直径部分的壁与所述阀销密封件的所述外表面导热连通。

8.根据权利要求1所述的注射模制设备，其中，所述热桥通过围绕所述阀销的气隙与所述阀销热绝缘。

9.根据权利要求1所述的注射模制设备，其中，所述热桥包括与所述阀销密封件的外表面导热连通的内表面。

10.根据权利要求9所述的注射模制设备，其中，所述热桥包括侧向部，在操作中，所述侧向部与所述被冷却的模板导热连通。

11.根据权利要求10所述的注射模制设备，进一步包括：

偏压部件，所述偏压部件设置在所述侧向部和所述歧管之间，在操作中，所述偏压部件朝向所述被冷却的模板推压所述侧向部。

12.根据权利要求9所述的注射模制设备，其中，在操作中，所述热桥的外表面与所述被冷却的模板中的孔导热连通。

13.根据权利要求1所述的注射模制设备，其中，所述热桥相对于所述阀销密封件和所述被冷却的模板中的一者在纵向上固定到位，并且相对于所述阀销密封件和所述被冷却的模板中的另一者能够在纵向上滑动。

14.根据权利要求13所述的注射模制设备，其中，所述热桥相对于所述被冷却的模板在纵向上固定到位，并且所述阀销密封件以可滑动的方式被接纳在所述热桥中。

15.根据权利要求14所述的注射模制设备，其中，在纵向上固定包括通过干涉连接、螺纹连接、卡口连接和邻接连接中的至少一种在所述热桥和所述被冷却的模板之间的连接。

16.根据权利要求13所述的注射模制设备，其中，所述热桥在所述阀销密封件周围在纵向上固定到位，并且在所述被冷却的模板中的孔内能够在纵向上滑动。

17.根据权利要求16所述的注射模制设备，其中，在纵向上固定包括通过干涉连接、螺纹连接、卡口连接和邻接连接中的至少一种在所述热桥和所述阀销密封件之间的连接。

18.根据权利要求1所述的注射模制设备，其中，在所述热桥和所述被冷却的模板之间的第一传导性热传递区域的表面积的尺寸大于在所述热桥和所述阀销密封件之间的第二传导性热传递区域的表面积的尺寸。

19.根据权利要求1所述的热流道系统，其中，所述热桥包括近侧部和远侧部，所述近侧部相对于所述阀销密封件固定到位，所述远侧部相对于所述被冷却的模板固定到位，其中，所述近侧部与所述远侧部通过在所述近侧部和所述远侧部之间的伸缩连接导热连通。

20.根据权利要求1所述的热流道系统，其中，所述热桥由比制成所述阀销密封件的材料更导热的材料制成。

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