TW200831268A - Injection moulding nozzle - Google Patents

Description

200831268 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於申請專利範圍第1項的引文的—種射出成 形噴嘴。 【先前技術】 射出成形噴嘴用在射出成形工具中，以將—股可流動 的物料在一可預設的溫度在高壓下送到一可分離的模具塊 • 件或模嵌入物。它們大多有一喷喷體，呈一材料管形^， 其内形成一流動通道以通過該可流動的物料，並具有一喷 嘴口件，它在末端嵌入材料管中，且形成流動通道 I 開口。 馮了要能將該可流動物料在流動通道内保持在一口 =Γ故設有一電加熱手'，舉例而言，、如：

成）呈同5、G145G所示，它將該喷嘴體（―般由工具鋼製 王〜方式圍住。此噴嘴口件由一高導熱 它由下方旋入噴嘴體，或者，例如像de 197 17 382成。 述一一刹田 、 Al所 一为別的螺絲匣保持住。螺絲E卜 嵌入必7 士 H %耿入「槿 」中的一配合的圓筒形座，因此出口 、 封座對準中心。淹過 & ^ 相對於密 、鳴口件與模嵌入物之間的—办> 用於將射出成形嘖喈你p a 狹二氣縫隙 、嘴〃杈具之間作必要的熱隔離。 點為：材料管以及特定是喷嘴口件产右古 強度。射出成开3 ’又有向耐磨損 出成形贺嘴的使用壽命較短，特 性或刮損性材料 *要將侵姓 材枓加工時尤然，此外還有一古 ^ ^ ^的內壓 6 200831268 力負合對材料管及喰禮杜古 及贺鳴口件有不同的作用。因此，舉例而 面改欠可造成與力，這點對流動通道内的流動性 質有不利的影響。 j机動性 習用的射出成形噴嘴另一缺點在於：熱從材料管到該 :別的噴嘴口件的傳遞並非最佳者。而且接觸面不能充= 洽封’因此’舉例而言，可用表面張力爬動的材料會侵入 縫隙及死角中。這點-方面使熱傳遞變差，另方面在^ 工的塑膠產生材料缺陷，廢品率报高。 【發明内容】 本务明的目的在避免先前技術的種種缺點，並提供一 種射出成形噴嘴，盆错;生館留 "" 其構造間早，且整體具有高耐磨損性。 此外匕在釭作時’要沿其縱軸確保溫度分佈儘量均勻， 且始縫達成最佳結果’本身足以滿足最高品質要求。 ^本發明的主要特徵見於申請專利範圍第ι項的特徵部 /刀’其進-步特點見於申請專利範圍第2〜第ι〇項。 本發明關於一種設出成形喷嘴，供一射出成形裝置之 用，具有一喷嘴體，該喷嘴體内至少形成一條流動通道以 通過-股可流動的物料，且具有一喷嘴口#，它形成一出 口開口，以供該可流動的物料流出，依本發明，其特徵在： 該喷嘴體與喷嘴口件由硬金屬製成。如此造成極高的耐磨 損強度’因此即使是侵钱性及有刮損作用的材料也可毫益 問題地加工’喷嘴有很長的使用壽命。此外，出乎意料地 事貫還顯不：用硬材料形成噴體及喷嘴口件在操作時，在 7 200831268 射出成$赁嘴内沿噴嘴縱軸的溫度分佈报平均，這點同樣 地對射出成形的結果很有利。 +果噴嘴體與喷嘴口件做成一體，則溫度分佈還更好， 熱縱賀嘴體傳到喷嘴口件的作用最佳，且不再會受到侵入 縫隙或死角中的材料妨礙。此外，敏感材料—_如π或 二聚合體⑽in’杜邦公司）的加工也較佳，因為該 =不會再停留在縫隙或死角區域中。不會再有黑的渣紋 或其他瑕疵位置產生，射出成形物品本身滿足 取同品質要求。另-優點在於：儘管内部壓力負荷很高， 但流動通道—直到出口為止’其内直徑都保持近乎怪定。 二：嘴的剪向速度包持完全㈣，壓力損失很小，可流 動物料的剪力作用極小。 严嘴體宜為或構成一材料管，其中，流動通道一直到 材料出口開口為止’其直徑大致怪定。在此，噴嘴口件構 成流動通道的延續部，大致呈圓筒形。 ^發明另_實施例中’流動通道及/或噴嘴口件設有 “：：口錐形部，以將一封閉針對準中心、。如此該封閉 ^準確導引’俾能—直在中心進人其料座中。它在必 要％可形成在噴嘴口件中。 為了要能將該在流動通道中導進的可流動材料保持在 ，故噴嘴體之上及，或之中形成-加熱或 =二及了準確控制溫度，有一溫度測量感測器 Μ各加熱及/或戈卻裝置配合，該感測器宜設在噴嘴體之 上或之中。 8 200831268 較佳的硬金屬係具有整體良好導熱性且可準確加工 者。此外它具有高度韌性及破壞強度。因此該噴嘴體即使 在高達2000巴的高壓負荷仍可毫無問題地承受。 本發明的其他特點、細節與優點見於申請專利範圍的 記載以及以下配合實施例的說明。 【實施方式】 圖1中整體用（10)表示的射出成形喷嘴係一習知之射 _ 出成形喷嘴，它用於設在一射出成形裝置（圖未示），該 裝置用於由一可流動物料（例如塑膠熔融物）製造模製部 件。此射出成形裝置一般具一夾緊板（AufSpannplatte )及 一平行於該夾緊板的分配板，分配板中形成一流動通道系 統。流動通道開口於數個射出成形噴嘴（10)，舉例而言， 違些射出成形噴嘴設計成熱通道噴嘴形式，且各隨一殼體 (1 2)裝在分配板的下側。 各射出成形噴嘴（14)有一個由工具鋼構成的喷嘴體 (14)，它設計成材料管的形式，且其上端設有-連接頭⑽， 此連接頭以可鬆開的方式位在私 长双體（12)中。一個沿徑向在 其上形成的階段部（18)將殼非丄、隹 锻（12)對準中心，並因此將整個 射出成形喷嘴⑽在該射出成形裝置中準中心。 在該沿軸向 A延伸沾从企，μ 、s 一 伸的材枓管（Η)内中央設入一條流動 通道（20)以通過塑膠溶融物。a ^ ^ ^ , X ., 匕/瓜動通道（20)(它宜設計成 孔的形式）在連接頭（16)中右 t 丁山日日^ ;^有一「材料供應開口」（22)且在 其下端開口在一噴嘴口件（ )中，舉例而言，該噴嘴口件 200831268 形成一喷嘴尖端（42)。噴嘴尖端（42)有一個或數個出口開口 (26) ’俾使該可流動的物料能進入一模座（f〇道㈣μ )(圖 中同樣未示）中。由鬲導熱鋼製造的喷嘴口件（24)在端側 放入（且且旋入）該材料管（i 4)中。但也可--各依使用 情形而定一一在相同功能方式的場合用軟銲、壓入、或以 可沿軸向移動的方式支承在材料管中。 為了使射出成形噴嘴（〗〇)對分配板呈密封，故在材料 官（14)的連接頭（16)中設有一密封環（28)，對材料供應開口 響（22)設成同心。也可考慮形成一附加之環形的「對準中心 突部」，這點可使射出成形噴嘴（1〇)較易安裝在射出成形 裝置上。 有一加熱手段（32)設在材料管（14)的外周圍（3〇)。此加 熱手奴由一種良導熱材料（例如銅或黃銅）的匣（3句形成， 它近乎延伸過材料管⑽的整段軸向長度範圍。在印句的 壁（圖未詳不）中形成一個電加熱線圈（圖中未示），對 流動通道（20)成共軸，其端子（同樣未作圖示）在側面從 殼體（12)伸出來，整個加熱手段（32)被一護管（36)圍住。 為了將加熱手段（32)產生的溫度檢出，故以一般方式 使用一溫度感測器（38)，它穿過加熱手段（32)過去一直到材 料管(14)的端區域中為止。它在該處固定在_之上或之 中二或直接固定在材料管（14)上，例如利用一收縮昆，該 收縮E在末端放到溫度感測器（38)上（圖未詳示），且係 熔接或枯接在材料管（1 4)。 ’、 為了將材料管⑽及加熱手段（32)對工具板遮蔽成不傳 200831268 熱’故殼體⑽向噴嘴"的方向（42)延續成 (44)。此幹軸裝置(44)有 枰軸衣置 〜 幹轴主部（46)(由硬化工具鋼構 二、一盖片形分隔部(48)〔它由弱導熱材料（例如鈦） :=成幹軸！部（同樣由硬化工具鋼製造）。 HP (52) ’谷納部具有大致圓筒形的内輪廊， 此内輪廓以密封方式將材料管（14)的自由端在移動座中圍 住。而幹軸主部（46)和分隔部（48)則隔—段徑向距離將材料 官（刚住，因此在加熱手段（η)與幹軸裝置Μ4)之間留有 一個具熱絕緣作用的空氣縫（56)，—直到分隔部（48)上之一 加熱手段（32)的一狹小的止擋部（54)為止。 整體設計成圓筒形的幹軸主部⑽的上端設有一外螺 紋叫且用此外螺紋由下方旋入殼體（12)中。幹轴主部⑽ 下端設計成階段狀’且與分隔部（48)的上端連接（例如用 軟銲）。 在射出成形喷嘴⑽操作時，由加熱手段⑽產生的熱 鲁能傳到材料管（14)以及該在其中通過的塑膠溶融物。在昆 (34)中沿軸向a設置的加熱線圈部段的螺距及密度可選設 =不同，這點使得不同量的熱能送到對應之轴向材料管部 ^又’如此各材料管部段的加熱情形互相不同。 為了使材料管（14)始終保持相同的加熱，加熱手段（32) 和材料管（14)須沿軸向始終互相準碓定位。為了在射出成 形噴嘴（10)操作時，可將這種軸向定位作用以可重現的方 式維持，故在加熱手段（32)的匣（34)的上自由端與該連接頭 (16)的一徑向凸肩（60)(它和該·自由端對立）之間設有一夾 11 200831268 ❿ 緊手段（62)，呈-彈簧形式’它錢地將^4)頂向幹轴裝 置（44)的分隔部（48)上的止擋部（54)。用此方式可確保加熱 手段（32)及溫度感測器（38卜直沿轴向a相對於材料管（1句 保持在一恆定位置，而且與匣（34)的材料及/或材料管（1句 的材料疋否在該操作溫渡時是否膨脹無關。因此，在射出 f形贺嘴⑽)操作時，熱從加熱手段（32)傳到別之軸向材料 s 又的作用不會χ影響。此外可確保溫度感測器（3 8)沿 軸=Α相對於材料管（14)的位置以及溫度測量的位置不會 又士此可確保根據溫度感測器（3 8)檢出之實際溫度值 的/皿度’則里I置（圖未示）的正確功能方式。 Θ 斤示之射出成形喷嘴（1 0)在操作時沿其縱軸的溫 度走勢利用圖3中的眚綠矣+ 与τ綠主一 ^ 的貝線表不。該線表不在X軸上從連接 頭（16)(左邊、士… ^ μ故）—直到嘴嘴尖端（42)為止該射出成形噴嘴的 r 〇 mm )，而在Y軸上表示在操作時產生的溫度 C C )。 圖 3 可丢山 ，沿喷嘴（10)的縱軸A，溫度的連續性還 改善餘地。特別是在噴嘴口件（24)或噴嘴尖 中，溫度急遽下降，這點並非所要者。 因此圖 2顧-/士丄々 .、、、不依本羲明的一射出成形喷嘴（7〇)的一實 施例的橫截面同 、 1 、圖。此射出成形喷嘴（7〇)的構造大部分和圖 一、、、形噴嘴（1 〇)相當，這些相同部分用相同圖號表 7|^ ° 成形噴鳴（70)包含一硬金屬構成的材料管（72)，直 上端設有一穸 ^ T e K J八 大緣形連接頭（73)，由工具鋼構成，此連接頭 12 200831268 形或環形，且設有一中心之貫 納材料管(72)的上端，材 1 )匕谷 此造成—種長期性牢固接人 連接頭（72)中’因 屬管(72)旋入… 5。但在必要時，也可將此硬金 夫厂。 頭(73)中。為此這二部分各設有-螺紋(圖 在該材料管（72)(它沿轴向延伸）内，在中央設入— 机動通道（72)以供材料溶融物通過。此流動通道（74)(宜設 計成孔的方式）在連接頭（73)中有一「材料供應開口」（22)， 且在其下端開口在—噴嘴口件（76)中，噴嘴π件舉例而言， 不1 2可看出，材料管（72)連同連接頭⑽以可鬆開 的方式敗入殼體〇2)中，殼體固定在分配板下㈣，以將射 :成形噴嘴（70)安裝，—個在殼體（12)上沿徑向形成的階段 部（18)將射出成形喷嘴⑽在射出成形裝置内對準中心。 设有一喷嘴尖端（78)。噴嘴尖端至少有一材料出口開 (80)俾使可流動材料炼融物可進入一模座（圖未示）中

該流動通道（74)從供應開口（22)一直到材料出口開口 (80)前不遠處為此，其橫截面的直徑恆定。如此，在通道（74) 内的剪向速度為恆定，且在流動通道内的壓力損失及材料 的勇力有利地很小。 此外如圖2所示，材料管（72)和噴嘴口件（76)設計成一 體，因此二者用硬金屬製造。硬金屬一方面有很好的導熱 性，另方面有很高韌性及破壞強度，因此整個材料管本身 可宅無問題地承受達2000巴的高愿負荷，特別是對具有 刮損性的塑膠物料有極大的耐磨損強度，此由材料管（72) 及噴嘴口件（76)構成的單元以下也稱硬金屬噴嘴。 13 200831268 、為了將射出成形噴嘴（70)對分配板密封，在材料管（72) 的連接頭（73)中設有_密封環（28) ’對材料供應開口⑺)設 成同心。此處也可考慮附加之環形之對準中心突部，這點 可使射出成形噴嘴(70)較易安裝在射出成形裝置上。 加熱手段（32)裝在硬金屬噴嘴（72)(76)的外周圍〇〇)， 其構造與目i者相當。溫度感測器（38)的構造及功能方式 亦然，它係用於將加熱手段（32)產生的溫度檢出。

為了將材料管（72)及加熱手段（32)相對於卫具板（大多 為冷者）ϋ蔽以絕熱，故殼體⑺沿喷嘴尖端⑽方向延續 成一幹軸裝置（82)。此幹軸裝置與圖1的幹軸裝置不同， 並非設計成三部分式’而係二部分式。它有一硬化工具鋼 構成的幹軸主部⑽及一由弱導熱材料（例如鈦）構成的 蓋片形分隔部（84)，分隔部（84)末端形成—容納部⑽以容 納材料管（72)，它具有大致圓筒形的内輪廓，&内輪廊以 密封方式將移動應中的材料管(72)的自由端圍纟，而幹軸 主部（44)及分隔部（72)隔一段徑向距離將硬金屬喷嘴 (72)(76)圍住，其中在加熱手段（32)與幹軸裝置⑻）之間留 有一段熱絕緣作用的空氣縫隙（9〇)。 整體設計成圓筒形的幹軸主部（84)的上端設有一外螺 紋（58)，並以此外螺紋由下方旋人殼體（12)中，幹軸空部⑽ 下端設計成階段形，並與分隔部（86)的上端物銲在一起。 各依使用情形而定’圖2的射出成形噴嘴（7〇)在必要 時也可設以一圖一的三部分式的幹軸裝置（44)。 為了要能將-定熱能供應給各材料管部段。此處也可 200831268 將加熱手段（3说材料管（72)沿軸向A準確地互相地相對 定位。為此—一如在® 1的射出成形噴嘴⑽――在加 熱手段（32)的自由上端與連接頭（73)的—徑向凸肩⑽）

與該自由端對立）設有—夾緊手段（62)，呈一彈I 該彈簧將加熱手段（32)的下端長期性地頂向幹置γ的 分隔部（84)中的止擋位置（54)。 ）的 圖2中所示之射出成形喷嘴㈣在操作時沿其縱轴a

的溫度走勢利用圖3中的虛線表示。 將射出成形噴嘴⑽的曲線走勢（實線）與射出成形 噴嘴⑽（虛線）比較，可看出在本發㈣射以形噴嘴⑽ 在其長度範圍沿縱軸A方向的溫度遠比圖1中的射出成形 贺嘴⑽均勾得多且恒定得多。特別是在本發明的射出成 形贺嘴（7G) ’從材料管⑽72)到噴嘴σ件（μ)的溫度傳遞 作用比圖1的射出成形喷嘴⑽均勻，這點在射出成形過 程的調節上很有利。 此外，本發明的射出成形喷嘴（7〇)比起圖1中所示的 射出成形喷嘴（10)來有—優點，¥ :所需構件較少，因為 由材料管（72)及噴嘴口件（76)構成之硬金屬噴嘴設計成一 體。此外由於使用硬金屬，故耐磨損強度很高。 圖4〜圖6顯示依本發明的硬金屬喷嘴〇〇〇)(11〇)(12〇) 的射出成形的變更實施例。 本發明不限於上述實施例，而係可用多種方式變更， 而不脫離本發明的申請專利範圍所定義的保護範圍。因此 J而cr加熱手段（32)也可直接設在材料管（14)(72)或硬 15 200831268 金屬噴上，例如使用厚層膏直接鏡覆。 硬金屬管（72)及連接頭（73)在必要時可設計成一體，因 此該射出成形喷嘴（70)所需構件還更少。此外，安裝更簡 單〇 封閉噴嘴形式，則流 入口錐形部（圖未示） 因此封閉針始終確實 如果射出成形喷嘴（70)設計成針 動通道在喷嘴口件（76)的區域設有一 以將一封閉件（圖未示）對準中心， 地對準中心及被導引。 在申請專利範圍、說朋書及圖式中的所有特點 包含構造細節、空間配置及方法步驟，不論單镯及優點， 種不同組合，都在本發明的保護範圍内。 的或作各 【圖式簡單說明】 圖1係一傳統之射出成形噴嘴的横戴面圖· 圖2係—本發明之射出成形噴嘴的橫截面圖. 圖3係沿圖1及圖2所 分佈走勢， 示之射出成形噴嘴縱輛的 溫度 圖4係一本發明的射出成形喷嘴的 的部 分橫截面， 夂尺汽施例 圖5係-本發明的射出成形喷嘴 施例的 部分横截面圖， 文更實 :二一本發明的射出成形喷嘴的又-變更 部分横截面圖 實 施例的 200831268 【主要元件符號說明 A 軸向 (10) (12) (14) (16) (18) (20) • (22) (24) (26) (28) (30) (32) (34) (36) * (38) (40) (42) (44) (46) (48) (50) (52) 射出成形噴嘴 殼體 材料管 連接頭 階段部 流動通道 材料供應開口 噴嘴口件 材料出口開口 密封環 外周圍 加熱手段 匣 護管 溫度感測器 端區域 喷嘴尖端 幹軸裝置 幹軸主部 分隔部 幹軸端部 容納部 17 200831268

(54) 止擋位置 (56) 空氣縫隙 (58) 外螺紋 (60) 凸肩 (62) 夾緊手段 (70) 射出成形喷嘴 (72) 材料管 (73) 連接頭 (74) 流動通道 (75) 貫通孔 (76) 喷嘴口件 (78) 喷嘴尖端 (80) 材料出口開口 (82) 幹軸裝置 (84) 幹軸主部 (86) 分隔部 (88) 容納'部 (90) 空氣縫隙 (100) 硬金屬喷嘴 (110) 硬金屬喷嘴 (120) 硬金屬喷嘴 18

Claims (1)

1. 200831268 十、申請專利範圓： 1射出成形噴嘴(1〇)(7〇)，供〜射出成形裝置之 喷嘴體(14)(72)，該喷嘴體内至少形成-條流動 通迢（20)(74)以通過一股可流動的物料， 且具有一噴嘴口件 (24)(76)，它形成一出 口開口（26)(8 ,^ (八供該可流動的物料 k出，其特徵在：該噴嘴體（14)(72)盥 硬金屬製成。 嘴π件（24)(76)由 2.如申請專利範圍第i項之射出成形噴嘴，其中. 該喷嘴體⑽(72)與噴嘴口件（24)(76)係-體者。. 3·如申請專利範圍第丨或第2項之紅， 中 、之射出成形喷嘴，其 中 該喷嘴體（14)(72)為一 4.如申請專利範圍第 材料管或形成一材料管。 1或第 項之射出成形噴嘴，其 開口（26)(80)為 該流動通道（20)(74)—直到材料出 止，其直徑大致恒定。

   2項之射出成形噴嘴，其 通道（20)(70)的延伸，大 5·如申請專利範圍第1或第 中： 該噴嘴口件（24)(76)係為流動 致呈圓筒形。 6.如申請專利範圍第1 # μ。 中. 一飞弟2項之射出成形噴嘴，其 該流動通道（2〇)(74)及/或噴嘴口 一入口錐形體以將一封閉針對準中心。 ）(76)設有至少 200831268 7·如申請專利範圍第6項之射 該喷嘴π件(24)(76)有-個或形嘴’其中： 閉針密封。 個禮封座將供該封 8·如申請專利範圍第1或第2 中： 、之射出成形喷嘴，其 在喷嘴體（14)(72)之上或之中來# (32)。 ^成一加熱或冷卻裝置

   配合 9.如申請專利範圍第8項之射出成形噴嘴，其中: 有一·溫度測量感測器（38)與各加熱及/或冷ς裝 置（32) 10·如申請專利範圍第9項之射出成形噴嘴，其中： 該溫度測量感測器（38)設在喷嘴體（14)(73)之上或之 中。

   十一、圈式： 如次頁 20