CN1315901A - 塑料注射成型方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于塑料成型的一种方法和一种注射成型设备,该设备配有一个注射装置,该装置经过多个通道与一个设置在一模具上的模腔相连。在此,注射装置(11)经过一条直接的连接导管(12)与一机器喷嘴(13)相连,在机器喷嘴(13)和模腔(41)之间配置了一个塑料材料供给结构部分(21),塑料材料供给结构部分(21)的出口(22)具有多个孔口(23),还配置了一个驱动装置(31),利用该驱动装置可以将连接机器喷嘴(13)和模腔(41)的塑料材料供给结构部分(21)置于围绕中心轴(I)的旋转之中。

Description

塑料注射成型方法和装置
本发明涉及一种塑料注射成型方法，利用相应的注塑机，经过一注射装置将塑料注射到一模腔中，注塑机具有一个带喷嘴的注射装置，经过多个孔口与模腔相连。
DE 196 17 349 C1公开过一种用于制造容器的塑料注射成型方法，依此，经过多个环形喷嘴将热塑性材料喷入注射模具的模腔中。经过环形缝隙式喷嘴压入注射模具中的塑料即使在硬化状态中及以后仍能一直保持其时通过环形缝隙所塑造的各个层不变形。
EP 0 441 868 B1公布过一种用于喷注塑料、可硬化树脂或橡胶的喷嘴，据此，喷嘴外套中的封闭管的位置是可以调节的。通过封闭管在其轴向位置上的调节，便会产生一中心料流，该料流被一个与之相分离的同样供给模腔的套状料流所包围。输入模腔中的材料的流动所取的方向与注射装置的主轴方向相同。
本发明的目的是提供一种方法和一种相应的装置，其中以简单的、结构性的手段，投入尽可能少的能源，可使塑料在直接进入模腔之前获得一种非同位的结构。
本发明是通过方法权利要求1和装置权利要求5所述特征来达到上述目的的。
根据本发明，塑料是以独立的流束形式注入模腔中的。产生流束的材料供给结构部分在此被置于旋转之中，以使各个流束彼此相对旋转，并均匀地混合起来。
材料供给结构部分的孔口的自由面明显地大于机器喷嘴上材料供给导管的直径。其效果是：在喷入模腔中时只有很小的压力形成。因此，总起来说，消耗的能量较小，也就是在喷入时和在关闭力的消耗上所费的能量较小。
此外，通过旋转流动，所需的材料量较少，这时的材料较少地处于剪应力之下。由于塑料材料的这种总体上较为有利的取向，所以可制造出其壁厚明显较小的产品。
在模腔被填充和冷却之后，便可通过塑料材料供给孔口的旋转的保持来切断喷注过程。这样，喷注点都会是很整洁的，恰如从点连接所知的情况那样。
流束可以具有任意的横断面，也就是可从圆形直到矩形，后者是按照与中心孔同心地布置的环加以预定的。
有利的是，正好在圆形对称的产品上，例如在壁厚小的塑料桶上，尽管喷注面不断增大，仍不会产生汇合点(接缝)，这是因为在中心内喷入的塑料材料先于从其余的孔口中出来的塑料材料之故。
将塑料材料输送给模腔的材料供给结构部分可以设计成不同形状的。根据一种结构，该结构部分具有一些孔，它们与机器喷嘴的中心孔相连通。该结构部分与机器喷嘴的构造相似，但它补充有一个驱动装置，借以将它置于旋转之中。于此，一个可与成型工具配套的电动机驱动一个与塑料材料供给部分相沟通的小齿轮。
在进一步的构造中，塑料材料供给结构部分是设计成罐体的，它的底部支撑在固定的成型工具部分上，而罐体的另一端则支承在机器喷嘴上。于此，整个的罐体由一驱动装置使之旋转。该罐体的内部形成一个空腔，塑料材料在被喷注到模腔中之前，可以在该空腔中实现均匀分布。罐体底上的孔口有不同的直径，处于外边的孔口的直径相对于它们离中心的距离是较小的。
根据另一种结构，塑料材料供给结构部分是设计成套筒形的，它被视为从注塑机至成型工具的连接部。按一种结构，它的整个底部是可以推动的；按另一种结构，套筒一端直接支撑在成型工具上，底部被安置在套筒的内部，可通过侧壁的行程推动。
根据进一步的结构，在塑料材料供给结构部分的底部上配置一个鱼雷形轴肩，它可以经过电磁驱动装置从外面置于旋转之中。
为了实现塑料材料束的有特定目的的导引，在模腔中在塑料材料供给结构部分的中心孔口的对面，配置了一个挡板。该挡板有一个圆窝，塑料材料通过该圆窝被均匀地引向模腔中的所有各边。
附图中绘出了本发明的一个实例。附图中：
图1带通道的塑料材料供给结构部分，
图2罐形的塑料材料供给结构部分，
图3塑料材料供给结构部分设计成具有整体底部的套筒，
图4带有可活动的内装底的塑料材料供给结构部分，
图5塑料材料供给结构部分的鱼雷形底部，
图6带有不同形状孔口的底部的前视图，
图7挡板，
图8塑料材料在喷注区域内的流动状态，
图9在总供给结构部分中塑料材料的流动状态。
在图1至5中只分别表示出注射装置的一部分，该部分有一条连接导管12。该导管通往由固定的模具42和活动的模具板43所形成的模腔41。连接导管12安置在一个机器喷嘴13中。在机器喷嘴13和固定的模具42之间安置了一个塑料材料供给结构部分21。此外还配置了一个驱动装置31，它具有图1至4中所示的小齿轮32，利用该小齿轮至少可将塑料材料供给结构部分21的底部26置于旋转之中。
图1中所示的塑料材料供给结构部分是由一个用完整材料做成的圆筒制造出来的，其上开出了一些孔口23作为通道。这些通道23是如此设计的，使得中心孔口23不仅具有最大的直径。而且其长度最小，而布置在中心之外的通道不仅其直径较小，而且较长。这样就可以保证：在喷注时，中心中的塑料材料先于其余的塑料流束出来。
图2中所示的塑料材料供给结构部分21是作为罐体设计的，它可以插置在机器喷嘴14的头部上。罐体24的底部26有孔口23，这些孔口依流向呈锥形地收缩，其中里面的孔口23有一个角α，这个角明显大于其余的孔口23的角β。
在机器喷嘴14的头部和罐体24的底部26之间有一个空腔27。
图3中所示的塑料材料供给结构部分21是作为套筒25设计的，它的整个底部26可以通过驱动装置31置于旋转之中。
图4中所示的塑料材料供给结构部分21也是作为套筒25设计的，它被夹持在机器喷嘴13和固定的模具42之间。底部26处在套筒25的内部，从外面经过一个小齿轮32被驱动，该小齿轮通过一个通道29而与底部26相配合。
图5中所示与图4相反，套筒25是全关闭的。在底部26上配置了一个鱼雷形的轴肩28，该轴肩是如此地既从塑料材料又从其形状考虑加以设计的，使得它可由一个电磁驱动装置33驱动，后者固定在套筒25的外壁上。
底部26上的孔口23具有这样的尺寸，使得通过中心孔口23引导的塑料材料比其余的塑料流束先出来。
图6中所示是底部26的俯视图，其上配有孔口23。在图的上部示出孔口或通道。在图的中部示出矩形的孔口23，其长/宽比/l/b≥2。在图的下部矩形的孔口23是呈环形地围绕中心布置的。
图7详细示明模腔41，该模腔是由活动的模具板43、固定的模具42及塑料材料供给结构部分21的底部26所构成的。在活动的模具板43的内侧配有一个挡板44，该挡板有一个圆窝45。
各箭头表示塑料流束的运动方向，塑料流束从空腔27中出来，经过孔口23进入模腔中。通过中心孔口被引入模腔中的塑料材料碰触到挡板44上，并从该处被均匀地分布。
图8中示明喷注过程中的两个瞬时画面。在图的上一部分中可以看出：塑料材料S1通过底部26的中心孔口被引入模腔中，并在那里扩展成蘑菇状。在图的下一部分中可以看出：通过中心孔口29被引导的塑料熔融体S1在如此程度上先行于通过靠外的孔口23被引导的塑料熔融体S2，使得塑料熔融体S2被塑料熔融体S1所包封。
图9中示明模腔41中的塑料流束S的瞬时画面。在所示的模具42中，43例如被绘成桶体。图中示出：塑料流束呈螺旋形地被引入模腔中。
附图标记
注射成型设备
注射装置        11
连接导管        12
机器喷嘴        13
机器喷嘴头部    14
供给
塑料材料供给结构部分    21
出口                    22
孔口                    23
罐体                    24
套筒                    25
底部                    26
空腔                    27
鱼雷形轴肩              28
通道                    29
驱动
驱动装置                31
小齿轮                  32
电磁驱动装置            33
成型
模腔                    41
模具(固定的)            42
活动的模具板            43
挡板                    44
圆窝                    45
中心轴                  I
中心中的锥角            α
中心外的锥角            β

Claims (17)

1．经过一注射装置注射入模腔中的塑料材料注射成型方法，
其特征在于下列步骤：
a)塑料材料以独立的流束形式送入模腔中，
b)与此同时，流束通过具有塑料材料供给孔口的喷嘴装置的旋转而成螺旋形，
c)在模腔被填充和冷却之后，注射过程通过塑料材料供给孔口的旋转的保持而被切断。
2．按照权利要求1所述的方法，
其特征在于：
所产生的流束，其横断面是圆形的。
3．按权利要求1所述的方法，
其特征在于：
所产生的流束，其横断面基本上是矩形的，其长/宽比大于2∶1。
4．按权利要求1至3中的任一项所述的方法，
其特征在于：
塑料材料连续地注入模腔中，于此，在喷注过程中处于中心部分中的塑料材料流束先行于其余的流束。
5．塑料注射成型设备，配有注射装置，它经过多个通道而与一个设置在模具中的模腔相连，
其特征在于：
注射装置(11)经过一条直接的连接导管(12)而与机器喷嘴(13)相连；
在机器喷嘴(13)和模腔(41)之间配置了一个塑料材料供给结构部分(21)；
塑料材料供给结构部分(21)的出口(22)有多个孔口(23)；以及
配有一驱动装置(31)，利用该驱动装置可以将构成从机器喷嘴(13)至模腔(41)的连通的塑料材料供给结构部分(21)置于围绕中心轴(I)的旋转之中。
6．按照权利要求5所述的注射成型设备，
其特征在于：
塑料材料供给结构部分(21)是作为罐体(24)设计的，它安置在机器喷嘴(13)的头部(14)上；以及
孔口(23)中的一个与中心轴(I)同心地配置在罐体(24)的中心。
7．按权利要求5所述的注射成型设备，
其特征在于：
机器喷嘴(13)由一套筒(15)包封着，该套筒有一个朝向模腔(41)的底部(26)；以及
在底部(26)和机器喷嘴(13)之间配有一个形成缓冲区的空腔(27)。
8．按权利要求7所述的注射成型设备，
其特征在于：
底部(26)经过小齿轮(32)与驱动装置(31)机械地相连，并可独立于套筒(15)置于旋转中。
9．按以上权利要求5至8中的任一项所述的注射成型设备，
其特征在于：
塑料材料供给结构部分(21)的与模腔(41)直接相连的那一部分具有孔口(23)，这些孔口的自由通过面积的总和(A总和)至少是机器喷嘴(13)的横断面积(AD)的1.3倍。
10．按权利要求9所述的注射成型设备，
其特征在于：
孔口(23)是一些这样的孔，它们针对中点被布置成圆弧，孔的直径与它们至中点的距离相一致。
11．按权利要求9所述的注射成型设备，
其特征在于：
孔口(23)基本上具有矩形通过面，它们的长/宽比l/b≥2。
12．按权利要求11所述的注射成型设备，
其特征在于：
其长度(l)大于宽度(b)作为通过面设计的孔口(23)是环形的部分，它们是与中点同心地布置的。
13．按权利要求5至12中的任一项所述的注射成型设备，
其特征在于：塑料材料供给结构部分(21)的底部(26)上的孔口(23)沿流向呈锥形地收缩。
14．按权利要求13所述的注射成型设备，
其特征在于：
安置在底部(26)的中心的那个孔口(23)的锥有一个锥角(α)、它明显大于其余的孔口(23)的锥角(β)。
15．按权利要求5所述的注射成型设备，
其特征在于：
驱动装置(31)被固定在容纳着模腔(43)的模具(42)上。
16．按权利要求7所述的注射成型设备，
其特征在于：在独立于套筒(25)所配置的底部(26)上配置了一个鱼雷形轴肩(28)，它可以由一个电磁驱动装置(33)置于旋转之中。
17．按权利要求5所述的注射成型设备，
其特征在于：
在模腔(41)中在活动模具板(43)上配置了一个挡件(44)，它具有一个圆窝(45)。
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