專利名稱：注模噴嘴及其末端的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于塑料注模的噴嘴，且具體地但非排它地涉及"熱流道"型 噴嘴。
背景技術：
在"熱流道"型注模中，塑料通過加熱的噴嘴流入模具。塑料流過末端， 該末端通常由諸如鈹銅之類的導熱性相對高的材料制成。該末端通常通過諸如 定位螺母之類的定位裝置相對于模具澆口的開口設置。該螺母通常由諸如鈦之 類的導熱性相對差的材料制成，以使末端與模具隔熱。
現有設計具有許多缺點。
現有技術的很多噴嘴將噴嘴內塑料的溫度升高到高于最佳噴射溫度數十 度的峰值以確保塑料在正確溫度附近排出噴嘴。當使用現代復合塑料時這尤其 不符合要求，因為這些材料中的某些材料所具有的塑料保持熔化但不降解的溫 度范圍(即"操作窗口")相對較窄。
監測和控制現有技術噴嘴的溫度來確保塑料排出噴嘴的溫度在所要求的 范圍內。
現有技術的噴嘴內的溫度變化通常較大使得進行該測量的傳感器的位置 對于實現有代表性的測量很關鍵。
發明目的
本發明的目的是提供一種可克服或改善現有技術的噴嘴的至少一個問題、 或可提供至少一個有用的選擇的注模噴嘴。
本發明的其它目的從以下說明書中變得顯而易見。
發明內容
6根據本發明的第一廣泛方面，提供一種用于模制噴嘴組件的注模末端，所 述末端包括
*在第一端的入口， *在第二端的出口， ，入口和出口之間的流路，
，與具有第一直徑的第一端相鄰的第一部分， ，與具有第二直徑的第二端相鄰的第二部分，
*以及第一部分和第二部分之間的中心部分，該中心部分的直徑大于第一 直徑并大于第二直徑。
較佳的是，中心部分的外表面與末端所要連接的噴嘴本體的外表面是連續的。
較佳的是，末端的第一部分適于連接到噴嘴本體。
較佳的是，末端的第二部分適于連接到用于使噴嘴組件相對于模具定位的 定位裝置。
較佳的是，通過末端提供流路，該末端可包括末端的一體式部件或可包括 與末端分開的部件。
較佳的是，第一和第二部分各包括外螺紋。
較佳的是，末端由諸如鈹銅之類的導熱性高的材料或高導熱碳化物材料制成。
較佳的是，定位裝置包括導熱性顯著低于末端材料的材料。 較佳的是，噴嘴本體包括導熱性顯著低于末端的材料。
根據本發明的第二廣泛方面，提供一種用于注模噴嘴的注模末端，所述末 端由導熱性高的材料制成，并包括
，用于連接到噴嘴本體的第一部分， *用于連接到定位裝置的第二部分，
，第一和第二部分之間的中心部分，該中心部分具有適于與加熱裝置接觸 的外表面。
較佳的是，該末端包括使用時與之連接的噴嘴組件的總質量的至少20%。 較佳的是，該末端可包括套管和設置在套管內的末端襯里，該末端襯里限定流路，其中套管包括使用時與之連接的噴組組件的總質量的至少14%。 較佳的是，該套管基本上是末端襯里的質量的兩倍。
較佳的是，末端的中心部分包括末端除了末端襯里的總質量的至少基本上 50 o丄
根據本發明的又一廣泛方面，提供一種注模噴嘴，包括 ，噴嘴本體；
*設置在本體上的末端，該末端具有入口、出口、入口和出口之間的流路、 入口和出口之間的柄部分、以及適于與加熱裝置接觸的柄部分的外表面。
較佳的是，柄部分包括套管，套管的外表面提供柄部分的適于與加熱裝置 接觸的外表面；以及末端襯里，其設置在套管內，且在末端襯里中設有流路。
較佳的是，該套管在入口和所述至少一個出口之間與末端襯里緊密熱接觸。
較佳的是，末端具有高導熱性。 較佳的是，套管具有高導熱性。 較佳的是，末端襯里具有高導熱性。
較佳的是，噴嘴包括與套管的外表面接觸的加熱裝置。
較佳的是，噴嘴包括蓋或殼體，且加熱裝置附連到所述蓋或殼體或與所述 蓋或殼體形成一體。
較佳的是，套管的導熱性至少是殼體和/或噴嘴本體的三倍，且更佳地是 殼體和/或笨嘴本體的五倍。
較佳的是，噴嘴可具有本體，該本體具有入口、出口以及在入口和出口之 間延伸的流路，其中使用時本體設置成使得出口與末端的入口流體連通。
較佳的是，末端由鈹銅制成。
較佳的是，套管由鈹銅制成。
較佳的是，末端襯里可由導熱性大約等于套管的導熱性的碳化物制成。 較佳的是，套管基本上延伸細長末端的入口和出口之間的距離。 較佳的是，末端具有適于設置在本體內部的第一端和適于設置在定位裝置 內部的第二端。
較佳的是，套管具有適于設置在本體內部的第一端和適于設置在定位裝置內部的第二端。
根據本發明的又一實施例，提供一種用于注模噴嘴組件的本體，該本體包 括設有入口的第一端、設有出口的第二端以及入口和出口之間的流路，該本體 還包括在第一端處或與第一端相鄰的凸緣部分、在凸緣部分和第二端之間延伸 的柄部分以及設置在柄部分上并適于在使用時與注模噴嘴的加熱裝置配合的 基本上環形構件。
較佳的是，基本上環形構件設有適于配合到加熱裝置上的內部環形插孔。 較佳的是，基本上環形構件由不同于噴嘴本體的其余部分的材料制成。 根據本發明的又一方面，提供一種基本上如本文參照附圖所描述的注模噴嘴。
從以其可能實施例的示例方式給出并參照附圖的的以下詳細說明中，真正 應當認為全部為新穎性方面的本發明的其它方面將會變得顯而易見。
圖1是根據本發明一實施例的噴嘴的側視圖。
圖2是穿過平面A-A的圖l所示噴嘴的剖視圖。
圖3是示出熱流的圖2的一部分的示意圖。
圖4示出根據本發明的末端的替代性實施例的示意性剖視圖。
圖5是圖4的末端的套管的示意性放大剖視圖。
圖6是根據本發明一實施例的噴嘴本體的上部的側視圖。
具體實施例方式
在本文中對材料做標號的情況下，那些標號應理解為包括具有類似特性的 材料的合金。
術語"導熱性"用于每平方米的表面面積每度溫差傳遞的熱量，例如 W/mK。
首先參照圖1和2，注模噴嘴總地標以標號100。
噴嘴100包括具有穿過其中通道2的本體1，通道2提供入口 2a和出口 2b之間的流路。總地標以標號3的細長末端與本體1相鄰設置。末端3包括具
9有穿過其中通道4的末端襯里3a，通道4提供入口 4a和出口 4b之間的流路。
噴嘴100具有殼體或蓋5，殼體或蓋較佳地附連到諸如電元件之類的加熱 裝置(未示出)或與加熱裝置形成一體。末端3通過諸如與套管8配合的定位 螺母6相對于模具澆口對準。
當處于正確位置時，末端3的入口 4a基本上與本體的出口 2b對準，使得 使用時熔化的塑料能夠從歧管或機器噴嘴(未示出)流動穿過通道2和4，并 然后經由設置在末端3上的一個或多個出口孔4b和澆口 IO流入模具(未示出)。 在該所示實施例中，使用兩個出口孔4b。
在末端襯里3a和加熱裝置之間設有套管8。在本發明的另一實施例中， 套管8和末端襯里形成一體(即末端鑄造或以其它方式作為其整體部分與套管 8和襯里3a—起形成)，或者末端襯里3a連接到套管8，使得套管8和末端 襯里3a包括單件(例如通過使用過盈配合)。套管8與末端襯里3a和加熱裝 置緊密熱接觸，并較佳地與末端襯里3a在末端襯里3a的柄的主要或所有長度 (即末端襯里3a基本上在入口 4a和出口孔4b之間的細長部分)接觸。在較 佳實施例中，套管8具有外螺紋從而套管的一端與本體1配合且另一端與定位 裝置6配合，使得其在一端延伸到本體內且在另一端延伸到定位裝置內。套管 8如果設置為與末端襯里3a分開的部件還可相對于本體1保持末端3。
套管8和末端襯里3a由導熱性高的材料制成，通常高于本體和定位裝置 6的導熱性。在較佳實施例中，末端襯里3a可由導熱性高(即導熱性類似于鈹 銅的導熱性)的碳化物制成，或由鈹銅或本領域的技術人員已知具有類似熱力 性能的其它適當材料制成。因此，在至少一個實施例中，末端由至少約比噴嘴 的本體和/或殼體的導熱性大三至五倍的材料制成。在一實施例中，套管8具有 其中可設置末端襯里3a的圓柱形孔，并至少具有直徑比端部大的中心圓柱形 外表面，中心圓柱形表面設置成與加熱裝置緊密熱接觸。因此，末端3具有分 別與入口和出口相鄰的直徑減小的第一和第二部分，以及與加熱裝置接觸的直
徑增加的中心部分。
套管8較佳地由鈹銅或本領域的技術人員可能已知具有類似或更好導熱 性以及類似的或更高的軟化溫度的其它適當材料制成。在一實施例中，套管和 襯里都可由碳化物制成。熱量通過套管8的較大直徑的中心部分施加到末端3，而不是施加在末端 3的兩端。這意味著通到模具的熱損失相對于其中加熱裝置朝向噴嘴的出口進
一步延伸的噴嘴減小。但是，如參照圖3可以看出的那樣，套管8的高導熱性 使由套管8吸收的來自加熱裝置的熱量的較高比例流入由箭頭20所示的流路4 內的塑料，而不是流過導熱性較低的噴嘴本體和/或定位單元。由于襯里3a也 由導熱性高的材料制成，所以熱量沿流路4的整個長度施加到流路4內的塑料。
末端3具有可用作儲熱器的足夠質量，即其具有與流路4內的塑料相比較 大的熱容量。如果流過末端3的塑料的溫度暫時比所需要的溫度低，則套管8 較佳地保持能夠加熱塑料而末端3無顯著溫降的足夠的能量。
通過提供導熱性套管8和襯里3a，末端3內塑料的溫度能比現有技術的 噴嘴保持恒定得多。本申請人已發現，在某些實施例中，從加熱器到末端的熱 流很良好，且溫度很均勻，使得測量流過噴嘴的塑料的溫度的傳感器的位置不 像現有技術的噴嘴中那樣重要。在某些實施例中，設置在加熱裝置上或與加熱 裝置相鄰設置的傳感器可提供足以指示末端內塑料溫度的溫度測量，該末端附 近或末端內不需要傳感器。
如果需要，該定位裝置可具有比末端低的導熱性并可例如由鋼或鈦制成。 但是，由于套管8將熱量很好地傳遞到末端3a和流路4，通常不需要用具有相 對低導熱性的定位裝置使末端3與模具隔熱。在某些實施例中，可使用更導熱 的定位裝置來輔助消散塑料離開出口孔時由剪切所產生的熱量。本領域的技術 人員會認識到由剪切所產生熱量的環境可能需要使用導熱性相對良好的定位 裝置。
可根據以下參數中的一個或多個參數來構造本發明的較佳實施例
1. 包括套管的末端，該套管包括噴射器的總質量的至少20% (或較佳地在 20%至37%之間)
2. 沒有末端襯里的套管部分，該套管包括噴射器的總質量的至少14% (或 較佳地在14%至25%之間)。
3. 套管基本上是末端襯里的質量的兩倍。
4. 套管的擴展中心部分至少是套管的總質量的約50%。 又例如，根據本發明的噴射組件可包括具有總體噴嘴組件的以下重量百分比的部件
(a)本體45 - 72% (a)套管14-25% (c)末端襯里6 - 12% (a)螺母7- 16%
本領域的技術人員會理解本發明提供一種可改進加熱器和塑料之間的熱 傳遞的注模噴嘴，并可由此減小噴嘴內塑料的溫度變化。套管將熱量從外表面 向內傳遞到頂部且該套管在本體和定位裝置內部突出，從而熱量可有效地傳遞 到末端且不會不必要地散到定位裝置外部。
接著參照圖4，末端的替代實施例總地標以標號101。在該實施例中，套 管21具有漸縮端22，諸如具有相應漸縮內表面24的螺母23之類的定位裝置 在使用時固定到漸縮端22上。定位裝置23較佳地通過適當的螺紋部分25固 定到套管21。
定位裝置較佳地由例如鋼之類的具有相對低的熱膨脹系數的材料制成。這 意味著，限制套管21沿徑向膨脹，但能夠有一些沿軸向的膨脹。套管21沿軸 向的膨脹傾向于使套管的漸縮端22通過定位裝置的漸縮內表面24壓入而與末 端3a更緊密地接觸。這樣，能夠使熔化的塑料在末端襯里3a和套管21之間、 以及套管21和定位裝置23之間界面的滲入最小，而與部件之間熱膨脹系數的 潛在的顯著差別無關。
接著參照圖5，套管21的第一端部分26較佳地具有中心區域27，該區域 基本上具有與噴嘴的本體內部(未示出)相同的直徑。在第一部分26最靠近 套管21的端部的端部是第一可壓縮區域28，該區域具有相對于中心區域27 減小的直徑。在第一部分26的相對端，在套管21的中心區域27和直徑擴大 的中心部分29之間有可延長區域30，該區域也具有相對于中心區域27減小的 直徑。該可壓縮和可延伸區域使噴嘴的本體能夠抵靠中心部分29的肩部堅固 地固定，由此改進該組件的剛度。
類似地，套管21的第二端部31具有第二中心區域32和套管21的第二中 心區域32與端部之間的第二可壓縮區域33。第二可延伸區域34設置在中心部 分29和第二中心區域32之間。這使定位裝置能夠抵靠中心部分29的肩部牢固地固定。
接著參照圖6，較佳的噴嘴本體設計總地標以標號200。在該實施例中，
噴嘴本體200設有柄部分35以及在入口 2a處或與入口 2a相鄰的徑向延伸的 凸緣部分36。制成分開部件的基本上環形構件37連接到凸緣部分36下方的柄 部分35。環形構件37較佳地壓到柄部分35上，但也可通過任何適當的替代連 接裝置連接。在某些實施例中，可使用電阻焊接來將環形構件37連接到柄部 分35。環形構件37設有內部環形插孔38，從而能夠在加熱裝置上滑動，如現 有技術的噴嘴本體那樣。
本領域的技術人員會理解，通過提供作為分開部件的環形構件37可增大 用于環形構件37的材料的選擇性，因為其不一定用與通常用于噴嘴本體的相 同的硬化鋼來制造環形構件37。在某些實施例中，環形構件37可由諸如鈦之 類的相對低導熱性的材料制成，從而使熱損失最小。
分開的環形構件37還通過使部件由比本體的其余部分所使用的材料更易 于加工的材料制成、以及通過改變加工步驟的性質來促進形成內部環形插孔。 在現有技術的噴嘴本體中，在噴組本體內切入長而窄的環形狹槽，而本發明的 環形構件37僅需要形成如圖6所示的內部環形插孔。
在上述說明書中，提到了具有己知同等物的具體部件或整體，而這些構件 包含在此，就如同單獨進行了闡述。
盡管本發明已經以示例方式并參照其可能的實施例進行了描述，但應當理 解可對其進行更改或改進而不偏離本發明的范圍和精神。
權利要求
1. 一種用于注模噴嘴組件的注模末端，所述末端包括·在第一端的入口，·在第二端的出口，·所述入口和所述出口之間的流路，·與具有第一直徑的所述第一端相鄰的第一部分，·與具有第二直徑的所述第二端相鄰的第二部分，·以及所述第一部分和所述第二部分之間的中心部分，所述中心部分的直徑大于所述第一直徑并大于所述第二直徑。
2. 如權利要求1所述的注模末端，其特征在于，所述中心部分的外表面 與所述末端所要連接的噴嘴本體的外表面是連續的。
3. 如權利要求1或2所述的注模末端，其特征在于，所述末端的第一部 分適于連接到噴嘴本體。
4. 如權利要求l、 2或3所述的注模末端，其特征在于，所述末端的第二 部分適于連接到用于使所述噴嘴組件相對于模具定位的定位裝置。
5. 如前述權利要求中任一項所述的注模末端，其特征在于，通過末端襯 里提供所述流路，所述末端襯里包括所述末端的一體式部分。
6. 如權利要求1至4中任一項所述的注模末端，其特征在于，所述流路 包括可與所述末端分開的部件。
7. 如前述權利要求中任一項所述的注模末端，其特征在于，所述第一部 分和第二部分各包括外螺紋。
8. 如前述權利要求中任一項所述的注模末端，其特征在于，所述末端由 導熱性高的材料制成。
9. 如權利要求8所述的注模末端，其特征在于，所述末端由鈹銅制成。
10. 如權利要求8所述的注模末端，其特征在于，所述末端由導熱性高的 碳化物材料制成。
11.如前述權利要求中任一項所述的注模末端，其特征在于，所述定位裝 置包括導熱性顯著低于所述末端的材料的材料。11. 如前述權利要求中任一項所述的注模末端，其特征在于，所述噴嘴本 體包括導熱性顯著低于所述末端的材料。
12. —種用于注模噴嘴的注模末端，所述末端由導熱性高的材料制成，并包括，用于連接到所述噴嘴本體的第一部分， ，用于連接到定位裝置的第二部分，*所述第一和第二部分之間的中心部分，所述中心部分具有適于與加熱裝 置接觸的外表面。
13. 如權利要求12所述的注模末端，其特征在于，所述末端包括使用時與之連接的噴嘴組件的總質量的至少20%。
14. 如權利要求12或13所述的注模末端，其特征在于，所述末端可包括 套管和設置在所述套管內的末端襯里，所述末端襯里限定流路，其中所述套管 包括使用時與之連接的噴組組件的總質量的至少14%。
15. 如權利要求12、 13或14所述的注模末端，其特征在于，所述套管基 本上是所述末端襯里的質量的兩倍。
16. 如權利要求12至14中任一項所述的注模末端，其特征在于，所述末 端的中心部分包括所述末端除了所述末端襯里的總質量的至少基本上50%。
17. —種注模噴嘴，包括 ，噴嘴本體；*設置在所述本體上的末端，所述末端具有入口、出口以及所述入口和所 述出口之間的流路、所述入口和所述出口之間的柄部分、以及適于與加熱裝置 接觸的所述柄部分的外表面。
18. 如權利要求17所述的注模噴嘴，其特征在于，所述末端具有高導熱性。
19. 如權利要求17或18所述的注模噴嘴，其特征在于，所述柄部分包括 套管，所述套管的外表面提供適于與所述加熱裝置接觸的所述柄部分的外表 面；以及末端襯里，所述末端襯里設置在所述套管內，且在所述末端襯里中設 有流路。
20. 如權利要求19所述的注模噴嘴，其特征在于，所述套管在所述入口和所述至少一個出口之間與所述末端襯里緊密熱接觸。
21. 如權利要求19或20所述的注模噴嘴，其特征在于，所述套管具有高導熱性。
22. 如權利要求19至21中任一項所述的注模噴嘴，其特征在于，所述末 端襯里具有高導熱性。
23. 如權利要求17至22中任一項所述的注模噴嘴，其特征在于，所述噴 嘴包括與所述套管的外表面接觸的加熱裝置。
24. 如權利要求17至23中任一項所述的注模噴嘴，其特征在于，所述噴 嘴包括蓋或殼體，且所述加熱裝置附連到所述蓋或殼體或與所述蓋或殼體形成 一體。
25. 如權利要求19至24中任一項所述的注模噴嘴，其特征在于，所述套 管的導熱性是所述殼體和/或噴嘴本體的導熱性的至少三倍。
26. 如權利要求25所述的注模噴嘴，其特征在于，所述套管的導熱性是 所述殼體和/或噴嘴本體的導熱性的至少五倍。
27. 如權利要求17至26中任一項所述的注模噴嘴，其特征在于，所述噴 嘴包括本體，所述本體具有入口、出口和在所述入口和所述出口之間延伸的流 路，其中使用時所述本體設置成使得所述出口與所述末端的所述入口流體連 通。
28. 如權利要求17至27中任一項所述的注模噴嘴，其特征在于，所述末 端由鈹銅制成。
29. 如權利要求19至28中任一項所述的注模噴嘴，其特征在于，所述末 端襯里由導熱性大約等于所述套管的導熱性的碳化物制成。
30. 如權利要求19至29中任一項所述的注模噴嘴，其特征在于，所述套 管基本上延伸所述細長末端的所述入口和所述出口之間的距離。
31. 如權利要求17至30中任一項所述的注模噴嘴，其特征在于，所述末 端具有適于設置在所述本體內部的第一端和適于設置在所述定位裝置內部的/r々—丄山第J而。
32. 如權利要求19至27中任一項所述的注模噴嘴，其特征在于，所述套 管具有適于設置在所述本體內部的第一端和適于設置在所述定位裝置內部的~ 々山 鄰~"順o
33. —種基本上如本文中參照附圖所述的注模噴嘴。
全文摘要
一種用于注模噴嘴組件(100)的注模末端(3)，它在第一端處具有入口(4a)、在第二端處具有至少一個出口(4b)、并具有入口(4a)和出口(4b)之間的流路(4)。與第一端相鄰的末端(3)的第一部分具有第一直徑，與第二端相鄰的第二部分(31)具有第二直徑，且第一和第二部分之間的中心部分(29)的直徑大于第一和第二直徑。還揭示了一種注模末端。
文檔編號B29C45/20GK101454140SQ200780019509
公開日2009年6月10日 申請日期2007年4月24日 優先權日2006年4月24日
發明者R·J·費爾 申請人:慧塑有限公司