專利名稱：帶有閥桿定位葉片的注射成型注嘴鑲嵌件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及注射成型，更具體地說，涉及閥控澆口裝置，該裝置具有一個定位鑲嵌件裝在每個注嘴的前端，該裝置具有一個向內(nèi)延伸的螺旋形葉片或多個葉片以便將往復(fù)運(yùn)動的閥桿正確定位在對準(zhǔn)澆口的位置。
帶有連接到閥桿后端的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的閥控澆口注射成型裝置是已知的。通常該閥桿由一個孔來與澆口對準(zhǔn)定位，該孔穿越岐管部件和一個鄰近于其端部的密封套筒。一個例子示于1991年6月11日頒發(fā)給施密特(Schmidt)的美國專利號5，022，846中。然而，它的缺點(diǎn)是往復(fù)運(yùn)動的閥桿的定位并不總是能保持足夠的正確性，特別是當(dāng)澆口是圓柱形的情況時。
提供三個向內(nèi)延伸的定位銷或翅以在鄰近于閥桿的前端處進(jìn)行導(dǎo)向也是已知的。一個例子示于名為“D-M-E/OSCO閥控澆口無冒口成型系統(tǒng)”的D-M-E小冊子OVG2第43頁上。盡管這將保證了閥桿的定位，但是那些銷子或直翅所具有的缺點(diǎn)是當(dāng)熔體流過那些定位銷或翅時被劈開而導(dǎo)致在成品中產(chǎn)生一些流線形狀。
一種具有螺旋形流道圍繞著閥桿以便對進(jìn)入型腔的熔體給出一個漩渦運(yùn)動的注嘴尖也是已知的。這個例子可見于1991年12月1日頒發(fā)給本申請人的美國專利號4，303，382中。
因此，本發(fā)明的目的是至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，這是由于提供了一個閥控澆口注射成型裝置，該裝置具有一個定位鑲嵌件裝在每個注嘴的前端，該鑲嵌件具有至少一個向內(nèi)延伸的螺旋形葉片以便將往復(fù)運(yùn)動的閥桿正確定位在對準(zhǔn)澆口的位置。
為了達(dá)到這個目的，本發(fā)明提供了一個閥控澆口的注射成型裝置以運(yùn)送熔體到一個澆口，該澆口延伸穿過一個模子到達(dá)一個型腔，該裝置包括一個注嘴，該注嘴具有一個外表面，一個后端，一個前端，一個熔體孔從其后端縱向延伸于其間到達(dá)其前端，還包括一個閥座在注嘴的前端圍繞著所述熔體孔，該注嘴座落在一個穴座內(nèi)，該穴座具有一個在該模子中的內(nèi)表面，一個絕熱空氣層在該注嘴的外表面和該穴座的內(nèi)表面之間延伸著，還包括一個細(xì)長的閥桿，該閥桿具有一個圓柱形的外表面穿過該注嘴裝在所述熔體孔的中心部位，而該閥桿的驅(qū)動裝置連接到該閥桿上，從而該閥桿可在開啟位置和關(guān)閉位置之間作往復(fù)運(yùn)動，在開啟位置時，熔體從注嘴中的熔體孔流經(jīng)澆口進(jìn)入型腔，而在關(guān)閉位置時，澆口被閥桿密封住了，其改進(jìn)之處在于還包括一個閥桿定位鑲嵌件，該鑲嵌件具有一個外套管和至少一個螺旋形葉片從該外套管上向內(nèi)延伸一個預(yù)定的距離到一個曲線形的內(nèi)表面，該外套管被裝進(jìn)注嘴前端的閥座內(nèi)，而所述閥桿則在該定位鑲嵌件的中心延伸穿過，并以該至少一個螺旋形葉片的曲線形內(nèi)表面圍繞著該閥桿，當(dāng)該閥桿作往復(fù)運(yùn)動時，以及熔體圍繞著該閥桿流動并通過該定位鑲嵌件上至少一個螺旋形葉片的時候，足以使該閥桿定位并保持與澆口的正確對準(zhǔn)狀態(tài)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)可從以下結(jié)合附圖的說明中呈現(xiàn)出來。
附圖簡要說明
圖1是一個多型腔閥控澆口注射成型系統(tǒng)的部分剖面圖，示出了本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例的裝置，圖2是圖1中所示閥桿延伸穿過定位鑲嵌件的切開后的軸測圖。
首先參閱圖1，示出了一個多型腔閥控澆口注射成型系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)具有一個熔體流道10延伸穿過一個鋼制的熔體分配岐管部件12和若干個鋼制的注嘴14以運(yùn)送加壓了塑料熔體到相應(yīng)的澆口16導(dǎo)向各種在模子20內(nèi)的型腔18。該熔體分配岐管部件12有一個圓柱形的進(jìn)口部22并由一個整體的電加熱元件24來加熱。每個注嘴14有一個外表面26，一個后端28，一個前端30，和一個中心熔體孔32從后端28延伸到前端30。該注嘴14由一個整體的電加熱元件來加熱，該電加熱元件34有一個螺旋形部分36圍繞著熔體孔32延伸，還有一個外部接電端子38，從此處連接到從電源處來的電線40上。一個閥桿定位鑲嵌件42將在下面予以詳述，該鑲嵌件裝入一個閥座44內(nèi)，該閥座44帶有螺紋的內(nèi)表面46，該內(nèi)表面46在注嘴14的前端30內(nèi)。
在該具體結(jié)構(gòu)中，模子20包括一個模腔板48，一個氣缸板50和一個后板52，它們被螺栓54緊固在一起。模子20由通過冷卻通道56泵來的冷卻水所冷卻，該冷卻通道56在模腔板48和氣缸板50中延伸著。熔體分配岐管部件12借助一個定位環(huán)58和密封套筒60被裝在模腔板48和氣缸板50之間。每個密封套筒60由螺栓62緊固在岐管部件12內(nèi)與之匹配的座子64中，并具有一個凸緣部66抵靠在氣缸板50上。這樣，一個絕熱空氣層68就被配置在加熱了的岐管部件12和其周圍的冷卻了的模腔板48和氣缸板50之間。注嘴14座落在模腔板48內(nèi)的穴座70中，該注嘴有一個定位凸緣72向前延伸到一個在穴座70中的一個環(huán)形定位肩部74上。這樣，一個絕熱空氣層76被同樣地配置在穴座70的內(nèi)表面78和注嘴14的外表面26之間以提供在加熱了注嘴14和其周圍的冷卻了的模子20之間的熱隔離。
一個細(xì)長的閥桿80帶有圓柱形的外表面82延伸穿過在密封套筒60中的孔84和岐管部件12中的孔86進(jìn)入熔體流道10并與通過注嘴14的熔體孔32中心對準(zhǔn)著。該閥桿80具有一個放大了的后端88和一個圓柱形的頂端90，該頂端90在關(guān)閉位置時被容納進(jìn)澆口16，盡管在其他實(shí)施例中也能使用一個具有錐形頂尖的閥桿80將之座落到一個錐形澆口內(nèi)，這時，正確的對準(zhǔn)就不如當(dāng)頂端90和澆口16是圓柱形的時候那么嚴(yán)格要求。閥桿80的后端88被連接到一個氣動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括一個活塞92座落在氣缸板50內(nèi)的一個氣缸94中。有控制的壓縮空氣通過延伸穿過后板52的空氣管道96，98被施加到活塞92的兩對面以將該閥桿在一個縮回的開啟位置和一個向前的關(guān)閉位置之間作往復(fù)運(yùn)動，在關(guān)閉位置時，閥桿的圓柱形頂端90與澆口16相密合。盡管為了便于說明，這里示出了一個氣動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，當(dāng)然，在許多應(yīng)用中，也可用液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
再參閱圖2，定位鑲嵌件42有一個外套管100并有一個中心開口102延伸穿過其間，而一對螺旋形葉片104從外套管100處向內(nèi)對稱延伸一個預(yù)定距離。每個螺旋形葉片104逐漸斜向尖銳的后端和前端106并具有一個曲線形的內(nèi)表面108，該內(nèi)表面108圍繞著閥桿80的圓柱形外表面并與之配合。定位鑲嵌件42的外套管100有一個中間部110，該中間部110帶有一個螺帽狀的外表面112延伸在一個圓柱形前部114和一個圓柱形后部116之間，該圓柱形后部116上帶有螺紋的外表面118。該后部116被擰入到在注嘴14的前端30處的閥座44內(nèi)，而該注嘴則被容納進(jìn)穴座70內(nèi)，并以該外套管100的前部114座落進(jìn)一個在模子20內(nèi)的座子或開口120中。將定位鑲嵌件42擰入注嘴14的辦法具有的優(yōu)點(diǎn)是它將被緊固在位并在該外套管100的前端124的鄰近處提供了一個小的間隙122以避免由于注嘴的熱膨脹而對模子造成的危害。再者，它能易于被卸下，只要用一個板手作用在該外套管100的中間部110的六角形外表面上即可。當(dāng)然，該中間部110可具有不同的形狀以接受另外的合適的工具用于拆卸工作。這樣，在本實(shí)施例中，該定位鑲嵌件42的外套管100跨越了在注嘴14的前端30和模子20之間的絕熱空氣層76而延伸著，并防止了加壓了的熔體泄漏進(jìn)入該空氣層76。一個密封件被配置在該外套管100的前部114的外表面126和其周圍的座子120之間。
在這個位置上，所述中心開口102通過該定位鑲嵌件42的外套管100與通過注嘴14的熔體孔32相對準(zhǔn)。所述細(xì)長的閥桿80通過該定位鑲嵌件42的中心延伸并以所述固定的螺旋形葉片104的曲線形的內(nèi)表面108圍繞著該閥桿80足以使之定位并保持在與澆口16相正確對準(zhǔn)的位置，當(dāng)該閥桿80往復(fù)運(yùn)動時，在其開啟位置，所述熔體流經(jīng)該閥桿80的周圍，通過所述的螺旋形葉片104之間的定位鑲嵌件42，并通過澆口16。除了將閥桿80正確定位之外，該螺旋形葉片104給予熔體一個漩渦運(yùn)動。這個漩渦運(yùn)動當(dāng)熔體到達(dá)小的澆口16時被加速起來并使得熔體向外流進(jìn)所述型腔18時具有一個曲線形的運(yùn)動。這就避免了在成型的產(chǎn)品中的流線形狀，這種流線形狀是由于銷子或直翅形葉片用來將閥桿80定位而造成的，而本發(fā)明還提供了在澆口區(qū)域內(nèi)較堅(jiān)固的產(chǎn)品。這個定位鑲嵌件42有一個熱電偶孔128徑向向內(nèi)延伸通過所述外套管100進(jìn)入螺旋形葉片104之一中以容納一個熱電偶件130，該熱電偶件130在其內(nèi)端132處有一個熱電偶。如在圖2中可見，徑向孔128定位于或鄰近于中間部110并延伸穿過定位鑲嵌件42的外套管100，因此熱電偶件130從此處徑向向外延伸進(jìn)入在注嘴14的前端30和模腔板48之間的絕熱空氣層76中。該熱電偶件130有一個大致上是90度的向后彎頭134，該彎頭134從熱電偶件130的內(nèi)端132處相距一個預(yù)定的距離。當(dāng)注嘴14和定位鑲嵌件42被密封定位于穴座70中時，該彎頭134抵靠在該穴座70的內(nèi)表面78上的一個錐形部136上以牢固地將熱電偶件130保持在徑向孔128中。將熱電偶件130正確定位于定位鑲嵌件42的徑向孔128中是嚴(yán)格要求的，以便正確地監(jiān)測和控制在熱力學(xué)周期期間的操作溫度。在這個結(jié)構(gòu)中，該熱電偶件130向后延伸穿過空氣層76和一個中空的熱電偶管138而出去。這樣，該熱電偶件130易于被移去，并在發(fā)生熔體泄漏進(jìn)入空氣層76時，將使在熱電偶管138中圍繞著熱電偶件130的熔體凍結(jié)起來以防止熔體泄漏進(jìn)入系統(tǒng)的其他部分中。
在使用中，該注射成型系統(tǒng)如圖1所示那樣裝配起來。盡管為了易于說明起見，只示出了一個型腔18，可以理解的是所述熔體分配岐管部件12通常根據(jù)不同的應(yīng)用具有多得多的熔體流道分支延伸到大量的型腔18中。電源被接通到岐管部件12內(nèi)的加熱元件24上和注嘴14內(nèi)的加熱元件34上以將它們加熱到一個預(yù)定的操作溫度。炙熱的加壓了的熔體然后從一個成型機(jī)(未圖示)根據(jù)一個預(yù)定的周期在通常的情況下通過中心進(jìn)口140被注射進(jìn)入熔體流道10。該熔體流道在岐管部件內(nèi)向外分支到每個注嘴14，從這里熔體流道延伸穿過中心孔32然后通過在定位鑲嵌件42內(nèi)對準(zhǔn)著的開口102到達(dá)相應(yīng)的澆口16。在本實(shí)施例中，有控制的氣動壓力通過空氣管道96、98被施加到氣缸94內(nèi)以根據(jù)一個預(yù)定的周期在通常情況下控制驅(qū)動活塞92和閥桿80。當(dāng)閥桿80在其縮回的開啟位置時，加壓了的熔體流經(jīng)熔體流道10和澆口16直到型腔18被填滿為止。當(dāng)型腔18填滿時，注射壓力保持一個短時間以壓緊熔體。氣動壓力然后反過來以將閥桿80推向前到一個關(guān)閉位置，在此處每個閥桿80的頂端90被座落進(jìn)澆口16之一中。注射壓力然后松開，并在一個短時冷卻期以后，模子被打開以取出成品。在取出成品后，模子被閉上，氣動壓力被施加上去將閥桿80縮回到開啟位置，而熔體的注射壓力被重新施加上去以重新填滿型腔18。這個周期每幾秒鐘周而復(fù)始地連續(xù)進(jìn)行，其頻率根據(jù)型腔的數(shù)量和大小以及被成型的材料種類而定。如前所述，在每個定位鑲嵌件42內(nèi)配置螺旋形葉片104以正確地將閥桿80定位并與澆口16相對準(zhǔn)，還對流經(jīng)該定位鑲嵌件42的熔體給予一個漩渦運(yùn)動。再者，葉片104是螺旋形的以形成一個曲線形的內(nèi)邊緣108足以圍繞著閉桿80的圓柱形外表面82。盡管已經(jīng)示出的是一對對稱的螺旋形葉片104，但在其他實(shí)施例中一個單獨(dú)的螺旋形葉片或多于兩個螺旋形葉片也是能用的。
盡管根據(jù)本發(fā)明的注射成型裝置已以一個最佳實(shí)施例說明如上，明顯的是其它各種變型都是可能的，只要這些變型不背離本發(fā)明的范圍，如那些熟悉本行業(yè)的人所理解的那樣以及如權(quán)利要求書中所限定的那樣。
權(quán)利要求
1.一種閥控澆口注射成型裝置用來運(yùn)送熔體到延伸通過一個模子的澆口導(dǎo)向一個型腔，包括一個被加熱了的注嘴，該注嘴有一個外表面，一個后端，一個前端，一個熔體孔從該后端縱向延伸到該前端，以及一個閥座在該前端處延伸圍繞著該熔體孔，該注嘴座落在一個穴座內(nèi)，該穴座在模子內(nèi)有一個內(nèi)表面并以一個絕熱空氣層在該注嘴的外表面和穴座的內(nèi)表面之間延伸著，一個細(xì)長的閥桿有一個圓柱形的外表面穿過該注嘴裝在該熔體孔的中心部位，而該閥桿的驅(qū)動裝置連接到該閥桿上，從而該閥桿可在一個開啟位置和一個關(guān)閉位置之間作往復(fù)運(yùn)動，在開啟位置時，熔體從該熔體孔流經(jīng)該澆口進(jìn)入該型腔，而在關(guān)閉位置時，該澆口被該閥桿密封住了，其特征在于還包括，一個閥桿定位鑲嵌件，該鑲嵌件具有一個外套管和至少一個螺旋形葉片，該葉片有一個前端和一個后端，該至少一個的螺旋形葉片從該外套管上向內(nèi)延伸一個預(yù)定的距離到一個曲線形的內(nèi)表面，該外套管被裝進(jìn)該注嘴前端處的閥座內(nèi)，而該閥桿則在該定位鑲嵌件的中心延伸穿過，并以該至少一個的螺旋形葉片的曲線形內(nèi)表面圍繞著該閥桿，當(dāng)該閥桿作往復(fù)運(yùn)動時，以及熔體圍繞著該閥桿流動并通過該定位鑲嵌件上至少一個螺旋形葉片的時候，足以使該閥桿定位并保持與澆口的正確對準(zhǔn)狀態(tài)，該至少一個螺旋形葉片在其前端和后端處逐漸斜向尖銳的邊緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的注射成型裝置，其特征是，該定位鑲嵌件有一對螺旋形葉片從套管處向內(nèi)對稱延伸以圍繞著該閥桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的注射成型裝置，其特征是，在該注嘴前端的閥座有一個帶螺紋的內(nèi)表面，而該定位鑲嵌件的外套管有一個中間部在一個帶螺紋的圓柱形后部和圓柱形的前部之間延伸著，該中間部可從事將該外套管的圓柱形后部的螺紋可拆卸地?cái)Q入該注嘴前端處的閥座中，而該外套管的圓柱形前部可被容納進(jìn)該模子內(nèi)的一個圓形開口中，從而該外套管跨越了延伸在該注嘴和該模子之間的絕熱空氣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的注射成型裝置，其特征是，可被接合的該定位鑲嵌件的外套管的中間部有一個帶有多個平面的外表面。
全文摘要
用于閥控澆口的注射成型裝置，其中閥桿延伸通過一個裝在注嘴前端的定位鑲嵌件。該定位鑲嵌件有一對螺旋形葉片從一個外套管向內(nèi)延伸。該螺旋形葉片具有曲線形內(nèi)邊緣圍繞著閥桿，當(dāng)閥桿在開啟位置和關(guān)閉位置之間作往復(fù)運(yùn)動時，足以將該閥桿保持與澆口相正對準(zhǔn)的狀態(tài)。
文檔編號B29C45/28GK1096242SQ9410216
公開日1994年12月14日 申請日期1994年2月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月10日
發(fā)明者喬布斯特·烏爾里克·蓋勒特 申請人:喬布斯特·烏爾里克·蓋勒特