專利名稱：具有加熱頭部的注射噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于注塑裝置的注射噴嘴，更具體地涉及一種具有繞線式加熱器的注射噴嘴。
背景技術(shù)：
已經(jīng)知道了一種用于熱流道注塑裝置的噴嘴，其包括可傳熱的主體部分、可傳熱的頭部以及加熱器。通常來(lái)說(shuō)，頭部具有第一直徑，主體部分具有小一些的第二直徑。頭部和主體部分之間的過(guò)渡區(qū)域?yàn)榕_(tái)肩。噴嘴的頭部通常安放在集料管本體上，使得噴嘴可接受來(lái)自集料管本體的流道中的熔體。通常來(lái)說(shuō)，該臺(tái)肩靠在隔塊上，而隔塊又靠在包含有多個(gè)模腔的模體上。模體通常保持在比噴嘴溫度低很多的溫度下，以便冷卻和固化模腔內(nèi)的熔體。
用于噴嘴的加熱器的形式可以是纏繞在主體部分上的導(dǎo)線。加熱器通常并不纏繞在頭部上。然而，噴嘴會(huì)通過(guò)頭部和模體之間經(jīng)由隔塊的接觸而將熱量傳遞到模體中，因而喪失了一部分熱量。結(jié)果，頭部?jī)?nèi)的熔體溫度低于噴嘴長(zhǎng)度上其它一些點(diǎn)處的熔體的溫度。通常優(yōu)選使熔體在噴嘴的長(zhǎng)度上具有盡可能均勻的溫度，這是因?yàn)檫@樣便可降低使噴嘴較熱部分中的熔體偶發(fā)性燃燒或以其它方式受損的危險(xiǎn)，或者降低了使熔體過(guò)度冷卻的危險(xiǎn)，這種過(guò)度冷卻會(huì)使噴嘴較冷部分中的熔體產(chǎn)生流動(dòng)困難。
已經(jīng)提出了一些噴嘴來(lái)提高頭部?jī)?nèi)的熔體溫度。例如，美國(guó)專利No.44771164公開(kāi)了一種噴嘴，其具有主體部分以及與該主體部分相連的單獨(dú)的頭部。加熱線沿著主體部分的長(zhǎng)度纏繞，這一長(zhǎng)度部分包括了靠近其頂端的部分。然后將該頭部連接到主體部分上，覆蓋了繞線式加熱器的一部分。這樣，加熱器便能夠加熱主體部分的頂端中的一部分噴嘴熔體通道。
然而，一直需要有一種具有改進(jìn)的加熱系統(tǒng)的噴嘴。
發(fā)明概要在第一方面中，本發(fā)明涉及一種用于注塑裝置的注射噴嘴。該注射噴嘴包括頭部、主體部分和加熱器。頭部和主體部分相互連接并一起限定了噴嘴熔體通道。頭部具有頭部外表面。在使用中，頭部可與處于比所述頭部更低的溫度下的注塑裝置部件相接觸。主體部分具有主體部分外表面。在頭部外表面和主體部分外表面中形成有溝槽。在該溝槽中設(shè)有加熱器。該加熱器能夠加熱噴嘴熔體通道中的熔體。
在第二方面中，本發(fā)明涉及一種包括有至少一個(gè)上述注射噴嘴的注塑裝置。
附圖簡(jiǎn)介為了更好地理解本發(fā)明并更清楚地顯示如何實(shí)施本發(fā)明，下面將借助于示例并參考附圖來(lái)進(jìn)行介紹，在圖中

圖1是具有根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的噴嘴的注塑裝置的剖視圖；圖2是圖1所示一個(gè)噴嘴的放大側(cè)視圖；圖3是圖2所示噴嘴的正視圖；圖4是加熱器元件在安裝到圖2所示噴嘴上之前的側(cè)視圖；圖5是圖2所示噴嘴在安裝圖4所示加熱器元件之前的側(cè)視圖；和圖6是圖2所示噴嘴的一種變型的放大側(cè)視圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述參見(jiàn)圖1，圖中顯示了注塑裝置10，其具有集料管本體12、多個(gè)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的噴嘴14，并且具有模體16。集料管本體12具有多條流道18，其從入口20延伸穿過(guò)集料管本體12而到達(dá)多個(gè)出口22處。集料管本體12可包括用于加熱流道18中的熔體的加熱器23。
參見(jiàn)圖2。各噴嘴14具有頭部24和主體部分26，它們例如通過(guò)從單件材料中機(jī)加工出來(lái)而整體地連接在一起。頭部24可以是大致圓柱形的，并具有直徑D1。頭部的外表面顯示為24a。
與頭部24一樣，主體部分26也可以是大致圓柱形的，并具有直徑D2。頭部24的直徑D1大于主體部分26的直徑D2。主體部分26的外表面顯示為26a。
在頭部24和主體部分26為圓柱形的那些實(shí)施例中，縱向軸線CL在頭部24和主體部分26的中心處縱向地延伸。
頭部24包括有臺(tái)肩27，其在頭部24和主體部分26的外表面24a和26a之間以任何適當(dāng)?shù)慕嵌妊由?。臺(tái)肩27例如可以垂直于頭部24和主體部分26的外表面24a和26a。
臺(tái)肩27包括用于容納隔塊38的隔塊承座27a。隔塊38將噴嘴14與模體16隔開(kāi)。隔塊38可由任何絕熱材料如鈦制成，以便阻止噴嘴14和模體16之間的熱傳遞。
如圖1所示，噴嘴熔體通道28穿過(guò)頭部24和主體部分26，其從頭部24中的入口30延伸到主體部分26中的出口32。頭部24靠在集料管本體12的表面上，集料管流道的一個(gè)出口22與噴嘴熔體通道28的入口30相通。噴嘴熔體通道28可大致處于頭部24和主體部分26的縱向中心，即熔體通道28可大致沿著軸線CL延伸?；蛘?，噴嘴熔體通道28可以完全地或部分地偏離軸線CL。
參見(jiàn)圖1，模體16包括多個(gè)其中可形成注塑件的模腔34。各模腔34通過(guò)與噴嘴14之一的出口32相通的澆口36來(lái)接受熔體。模體16可通過(guò)流經(jīng)多個(gè)冷卻通道37的流體來(lái)冷卻，以便使模腔34中的熔體固化，從而形成了注塑件(未示出)。
參見(jiàn)圖2和3，各噴嘴14包括纏繞在頭部24和主體部分26上的加熱器40。加熱器40可包括加熱線42，其從電源(未示出)中延伸到頭部24上的進(jìn)入點(diǎn)44處，并且圍繞著頭部24和主體部分26到達(dá)主體部分26上的最低點(diǎn)46。加熱線42自身從最低點(diǎn)46處往回折，并大致沿著圍繞著噴嘴14向下到最低點(diǎn)46的路徑而圍繞著主體部分26和頭部24往回向上延伸。導(dǎo)線42從離開(kāi)點(diǎn)48處離開(kāi)頭部26，并可往回延伸到電源中。離開(kāi)點(diǎn)48可位于噴嘴14的頭部24上的進(jìn)入點(diǎn)44的附近。
如美國(guó)專利No.4945630所示，通過(guò)由一件整體式材料來(lái)制出頭部24和主體部分26，從加熱器40到熔體通道28的熱傳遞將優(yōu)于頭部和主體部分是單獨(dú)零件的情況。當(dāng)頭部和主體部分是單獨(dú)零件時(shí)，配合面被較小的氣隙隔開(kāi)，該氣隙雖然較小，但卻可用作絕熱體，并因此降低了加熱器和熔體通道之間的傳熱效率。
應(yīng)當(dāng)注意的是，加熱器40的進(jìn)入點(diǎn)44和離開(kāi)點(diǎn)48也可設(shè)置在噴嘴14上的除頭部24以外的位置。例如，進(jìn)入點(diǎn)44和離開(kāi)點(diǎn)48可位于主體部分20上。此外，進(jìn)入點(diǎn)44和離開(kāi)點(diǎn)48可相互間隔開(kāi)任何所需的距離，而不是相互間并置。例如，進(jìn)入點(diǎn)44可設(shè)在頭部24上，而離開(kāi)點(diǎn)48可設(shè)在主體部分26上。
此外，加熱器40可沿著足以加熱噴嘴熔體腔28內(nèi)的熔體的任意路徑而纏繞在噴嘴14上。因此，并不必采用大致螺旋形的路徑。
來(lái)看圖4。加熱線42通過(guò)電阻與從中流過(guò)的電流的相互作用而產(chǎn)生了熱量。加熱線42被用作加熱線42周圍的絕緣體的外皮43所覆蓋。一般來(lái)說(shuō)，加熱線所產(chǎn)生的熱量取決于其長(zhǎng)度。如果其它變量相同的話，例如流經(jīng)長(zhǎng)、短導(dǎo)線的電流相同的話，那么較長(zhǎng)的加熱線會(huì)發(fā)出比較短的加熱線更多的熱量。
加熱線42可圍繞著其一部分或整個(gè)長(zhǎng)度來(lái)卷繞，以便調(diào)節(jié)發(fā)散到噴嘴14的不同部分中的熱量。給定線長(zhǎng)的卷繞加熱線42可以產(chǎn)生比相同線長(zhǎng)的未卷繞線更多的熱量。其原因是，給定線長(zhǎng)的卷繞線42具有比給定線長(zhǎng)的未卷繞線更多的導(dǎo)線。
參見(jiàn)圖5。用于容納加熱器40的溝槽50在頭部24和主體部分26的外周上延伸，其可構(gòu)造成大致螺旋形的。溝槽50始于進(jìn)入點(diǎn)44處，并圍繞著噴嘴頭部24和主體部分26螺旋式地向下延伸到U形部分51中，在這里加熱線42自身在最低點(diǎn)46處往回折。溝槽50從U形部分51中圍繞著頭部24和主體部分26往回向上延伸到離開(kāi)點(diǎn)48，加熱線42在此處離開(kāi)頭部24。溝槽50中的從進(jìn)入點(diǎn)44延伸到U形部分51的部分和從U形部分52延伸到離開(kāi)點(diǎn)48的部分并不必恒定地相互間偏開(kāi)。
溝槽50和加熱器40可具有沿著噴嘴14的長(zhǎng)度為變化的卷繞密度。例如，溝槽50的第一部分52可具有溝槽50和加熱器40的連續(xù)卷繞部分靠近在一起的結(jié)構(gòu)。這種較高的卷繞密度導(dǎo)致了有更多的生成熱量被傳遞到噴嘴熔體通道28的相鄰部分中。還可設(shè)置第二部分54，其中溝槽50和加熱器40的連續(xù)卷繞部分相隔得比較遠(yuǎn)，使得更少的熱量會(huì)傳遞到噴嘴熔體通道28的相鄰部分中。在出口32處或其附近，第三部分56可具有比第二部分54更大的卷繞密度，使得有更多的熱量傳遞到噴嘴熔體通道28的相鄰部分中。
與如美國(guó)專利No.5266023(Renwick)所示的加熱器40位于頭部?jī)?nèi)的結(jié)構(gòu)相比，通過(guò)將加熱器40定位在頭部24的外周上，加熱器40在頭部24上的長(zhǎng)度將增加。已經(jīng)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)來(lái)比較具有纏繞在頭部24外周上的加熱器的噴嘴14以及具有與如美國(guó)專利No.5266023所示類似的嵌入在頭部中的加熱器的噴嘴的性能。試驗(yàn)包括測(cè)量?jī)蓚€(gè)噴嘴(即噴嘴14和具有嵌入式加熱器的噴嘴)的頭部中的熔體通道的溫度。溫度測(cè)量表明，與具有嵌入式加熱器的結(jié)構(gòu)相比，將加熱器40定位在頭部24的外周上可以提高熔體的溫度。令人驚奇的是，溫度測(cè)量表明，即使頭部24上的加熱器的整體長(zhǎng)度與嵌入在對(duì)比噴嘴的頭部中的加熱器40的整體長(zhǎng)度相同，情況也是一樣的。為了使加熱器40的整體長(zhǎng)度與嵌入式加熱器的一樣長(zhǎng)，加熱器40在頭部24上的卷繞圈數(shù)較少，然而加熱器40仍能將較嵌入式加熱器更多的熱量傳遞到熔體通道中。
溝槽50可通過(guò)凹槽部分60而從頭部24過(guò)渡到主體部分26中。凹槽部分60是通過(guò)銑削或其它方式在噴嘴14中加工出的凹槽，其穿過(guò)頭部24進(jìn)入到主體部分26中。凹槽部分60可以任何適當(dāng)?shù)姆绞皆陬^部24和主體部分26之間延伸。凹槽部分60可在頭部24和主體部分26之間以任何適當(dāng)?shù)慕嵌妊由欤蛘咧苯拥乜v向延伸。作為另一種選擇，凹槽部分60可在頭部24和主體部分26之間圍繞著它們螺旋式地且縱向向下地延伸。在圖2所示的頭部24和主體部分26被橫向臺(tái)肩27間隔開(kāi)的實(shí)施例中，凹槽部分60具有進(jìn)入到頭部24的表面內(nèi)的一定深度，其從頭部24的外周上的溝槽50的深度DEP1開(kāi)始增加，一直到達(dá)到深度DEP2為止。在深度DEP2處，凹槽部分60與頭部24和主體部分26的軸線CL徑向地間隔開(kāi)，其間隔量與溝槽50沿著主體部分26的部分的間隔量相同。
在另一實(shí)施例(未示出)中，溝槽50制成為可容納加熱線42的從進(jìn)入點(diǎn)44延伸到最低點(diǎn)46的部分以及從最低點(diǎn)46延伸到離開(kāi)點(diǎn)48的部分。在該實(shí)施例中，加熱線42的這些部分在溝槽50內(nèi)并排設(shè)置，或者它們?cè)O(shè)置成一個(gè)處于另一個(gè)之上，即其中一部分加熱線42在溝槽50中覆蓋在另一部分上。
參見(jiàn)圖6，圖中顯示了作為圖2所示噴嘴14的一種變型的噴嘴14′。應(yīng)當(dāng)注意的是，在圖6所示的實(shí)施例中，與圖2所示實(shí)施例中相似的零件采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。噴嘴14′具有處于頭部24′上的外表面24a′和主體表面26′上的外表面26a′之間的臺(tái)肩27′。臺(tái)肩27′在外表面24a′和26a′之間傾斜地延伸，而不是與它們垂直。在頭部24′和主體部分26′為大致圓柱形的所示實(shí)施例中，臺(tái)肩27′的形狀為大致圓錐形。臺(tái)肩27′具有用于容納隔塊38′的承座27a′，而隔塊38′用于將噴嘴14′與模板16隔開(kāi)。噴嘴14′包括加熱器40′，其可包括電阻式加熱線42′，該加熱線42′圍繞著頭部24′和主體部分26′而卷繞于溝槽50′中。
參見(jiàn)圖1。噴嘴14可包括可選的閥針62。閥針62可通過(guò)促動(dòng)器64而在噴嘴熔體通道28中運(yùn)動(dòng)。或者，閥針62可以是固定的?；蛘撸瑖娮?4可以是熱澆口，因此不包括閥針。
在使用中，熔體從熔體源(未示出)中流出，經(jīng)由入口20、流道18、噴嘴熔體通道28和澆口36，并流入到熔體腔34中。
可以理解，噴嘴14可用于不同于圖1所示的注塑裝置的結(jié)構(gòu)中。例如，噴嘴14可用于具有單模腔的注塑裝置中。噴嘴14也可用于具有多個(gè)集料管本體12的共注塑裝置中。噴嘴14還可用于疊箱造型機(jī)中。
在上文中已經(jīng)介紹了頭部和主體部分例如可通過(guò)從單件材料中機(jī)加工出來(lái)而整體式地連接在一起?；蛘撸^部和主體部分也可由兩個(gè)或多個(gè)相連在一起的零件制成。優(yōu)選在這些零件之間加入傳熱材料，并覆蓋位于加熱器和噴嘴熔體通道之間的任何配合面。該傳熱材料優(yōu)選基本上占據(jù)了任意對(duì)配合面之間的任何間隙，并且用作它們之間的熱橋，以便降低它們之間的傳熱效率損耗。
或者，頭部和主體部分可以是兩個(gè)單獨(dú)的零件，它們并不如上所述地整體式連接在一起。
雖然上述描述構(gòu)成了優(yōu)選實(shí)施例，然而可以理解，在不脫離所附權(quán)利要求的實(shí)際意義的前提下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于注塑裝置的注射噴嘴，包括頭部和主體部分，其中所述頭部和主體部分相互連接，所述頭部和主體部分一起限定了噴嘴熔體通道，所述頭部具有頭部外表面，在使用中所述頭部可與處于比所述頭部更低的溫度下的注塑裝置部件相接觸，所述主體部分具有主體部分外表面，在所述頭部外表面和所述主體部分外表面內(nèi)形成了溝槽；和位于所述溝槽中的加熱器，其中所述加熱器可加熱所述噴嘴熔體通道中的熔體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射噴嘴，其特征在于，所述頭部和所述主體部分沿縱向方向延伸，所述頭部的橫截面大于所述主體部分的橫截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射噴嘴，其特征在于，所述溝槽具有一定的溝槽長(zhǎng)度，并且所述溝槽具有在所述溝槽長(zhǎng)度上變化的溝槽深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射噴嘴，其特征在于，所述頭部包括臺(tái)肩，所述臺(tái)肩從所述頭部外表面延伸到所述主體部分外表面上，在使用中，至少一部分所述臺(tái)肩可與處于比所述頭部更低的溫度下的所述部件熱接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射噴嘴，其特征在于，所述加熱器包括加熱線，其中所述加熱線可在電流從中流過(guò)時(shí)發(fā)出熱量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的注射噴嘴，其特征在于，至少一部分所述加熱線是卷繞式的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射噴嘴，其特征在于，所述頭部和主體部分整體式地相互連接。
8.一種注塑裝置，包括集料管本體，所述集料管本體形成有至少一個(gè)從中穿過(guò)的流道，所述流道處于熔體源的下游并與之流體式相通，至少一個(gè)注射噴嘴，所述至少一個(gè)注射噴嘴包括頭部、主體部分和加熱器，其中所述頭部和主體部分相互連接，所述頭部和主體部分一起限定了噴嘴熔體通道，所述頭部具有頭部外表面，在使用中所述頭部可與處于比所述頭部更低的溫度下的注塑裝置部件相接觸，所述主體部分具有主體部分外表面，在所述頭部外表面和所述主體部分外表面內(nèi)形成了溝槽；和所述加熱器位于所述溝槽中，并且可加熱所述噴嘴熔體通道中的熔體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的注射噴嘴，其特征在于，所述頭部和所述主體部分沿縱向方向延伸，所述頭部的橫截面大于所述主體部分的橫截面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的注射噴嘴，其特征在于，所述溝槽具有一定的溝槽長(zhǎng)度，并且所述溝槽具有在所述溝槽長(zhǎng)度上變化的溝槽深度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的注射噴嘴，其特征在于，所述頭部包括臺(tái)肩，所述臺(tái)肩從所述頭部外表面延伸到所述主體部分外表面上，在使用中，至少一部分所述臺(tái)肩可與處于比所述頭部更低的溫度下的所述部件熱接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的注射噴嘴，其特征在于，所述加熱器包括加熱線，其中所述加熱線可在電流從中流過(guò)時(shí)發(fā)出熱量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的注射噴嘴，其特征在于，至少一部分所述加熱線是卷繞式的。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的注射噴嘴，其特征在于，所述頭部和主體部分整體式地相互連接。
全文摘要
提供了一種用于注塑裝置的注射噴嘴(14)。該注射噴嘴包括頭部(24)、主體部分(26)和加熱器(40)。頭部(24)和主體部分(26)相互連接并一起限定了噴嘴熔體通道(28)。頭部(24)具有頭部外表面(24a)。頭部(24)可與處于比頭部(24)更低的溫度下的注塑裝置部件相接觸。主體部分(26)具有主體部分外表面(26a)。在頭部外表面(24a)和主體部分外表面(26a)中形成有溝槽(50)。在該溝槽(50)中設(shè)有加熱線(42)。加熱器(40)可加熱噴嘴熔體通道(28)中的熔體。
文檔編號(hào)B29C45/27GK1646292SQ03807567
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月5日
發(fā)明者D·巴賓, C·倫維克 申請(qǐng)人:標(biāo)準(zhǔn)模具有限公司