專利名稱：注入模制用圓柱形總管嵌入件及其制造方法
技術領域：
本發明大體上涉及注入模制裝置及其制造方法，更具體地講，涉及這樣的裝置及方法，其中每個均具有由其通過而伸展的曲線熔融液管道的若干個圓柱形嵌入件每個均牢固地安裝在貫通熔融液分配總管而伸展的若干間隔的橫向開口的一個開口的預定位置中。
具有加熱的熔融液分配總管和若干間隔的、每個均用于將熔融液輸送至不同澆口的加熱噴嘴的注入模制裝置是人所熟知的。熔融液分配總管具有熔融液通道，該通道具有若干從一個共同入口部向外伸展以將熔融液輸送至間隔的加熱噴嘴的分支。每個噴嘴具有一個與熔融液分配總管中熔融液通道分支成90°伸展的中心熔融液孔。還知要將嵌入件或塞子對準噴嘴安裝在貫通熔融液分配總管而伸展的橫向開口中。每個嵌入件包含一條帶有光滑曲線彎頭的熔融液管道，該彎頭從與熔融液分配總管中熔融液通道的相應分支對準的入口通過90°延伸至與貫穿已對準的噴嘴的熔融液孔相對準的出口。
為避免顏色變化問題及熔融液中的應力，將通過每件嵌入件的熔融液管道十分精確地對準熔融液通道的相應分支和貫通相應噴嘴的中心熔融液孔是十分關鍵的。將嵌入件固定在位以承受加壓熔融液流經熔融液管道中彎頭時產生的向后力也是很重要的。1993年1月20日公開的標準模具有限公司的名稱為“具有可裝卸嵌入件的注入模制總管”2,047,461號加拿大專利申請公開了一種嵌入件，它們由對準銷釘加以對準，并呈錐形以承受熔融液流經曲線熔融液管道時產生的力。1994年11月22日授予Gellert的美國專利5,366,369公開了一種嵌入件，它們具有外法蘭部分，用以承受這些相同的力從而將它們牢固地夾持在位。但是，現有的這些嵌入件的缺陷在于，它們的制造成本較貴，在對準方面還存在一些問題，特別當模制某些對剪切十分敏感的現代材料時更是如此。
因此，本發明的一個目的是提供一種注入模制裝置以及一種改進的方法以便至少部分克服現有技術的缺陷，這種注入模制裝置更容易制造，而此方法則能精確地安裝嵌入件，并將它們牢固地夾持在位。
為此目的，本發明根據其一個方面提出一種注入模制裝置，該注入模制裝置具有一個加熱熔融液分配總管以及若干固定在模具中的分隔開的加熱噴嘴。每一加熱噴嘴具有穿過其中而伸展的熔融液孔，用于將熔融液傳輸至導向模腔的澆口。熔融液分配總管具有一條熔融液通道及若干從其通過而伸展的分隔開的橫向開口，且每一橫向開口對準一個噴嘴。熔融液通道具有若干從一個共同的入口部向外伸向每個噴嘴的分支。若干嵌入件或塞子中的每個都具有一個后表面、一個前表面、一個外表面和一個由其通過而伸展的熔融液管道。每個嵌入件安放在熔融液分配總管的一個橫向開口中，并以其前表面抵靠著相應噴嘴的后端。熔融液管道具有一個從外表面上的、與熔融液分配總管中熔融液通道的一條分支相匹配對準的入口基本通過90°而伸展至前表面上的、與通過相應噴嘴的熔融液孔相匹配對準的出口的光滑曲線彎頭。熔融液分配總管中的每個橫向開口是圓柱形的。每個嵌入件的外表面也是圓柱形的，并緊密地裝配在熔融液分配總管中所述橫向開口之一中。每個嵌入件具有一個對準及定位銷釘或塞子，該銷釘緊密地裝配在熔融液分配總管的定位銷釘孔和嵌入件的相對準的對準及定位銷釘孔中。
根據其另一方面，本發明還提出一個制造這種注入模制裝置的方法，該注入模制裝置具有熔融液分配總管，分配總管具有若干由其通過的間隔開的橫向開口和一條具有若干從一個共同入口部向外伸展至若干間隔開的橫向開口的分支的熔融液通道。若干嵌入件中的每個均具有一個外表面和一條熔融液管道，該管道帶有一個從外表面上入口由其通過而伸展的光滑曲線彎頭。每個嵌入件被固定在熔融液分配總管的一個橫向開口中，并使熔融液管道的入口與熔融液分配總管的熔融液通道的一條分支相對準。熔融液分配總管制作成具有橫向開口和熔融液通道，而嵌入件制作成具有熔融液管道。每個嵌入件插入在橫向開口之一中，并使每個嵌入件中熔融液管道的入口對準熔解液分配總管中熔觸液通道的一條分支。貫通熔融液分配總管的分隔開的橫向開口被制成圓柱形。嵌入件的外表面也為圓柱形，以便當嵌入件和熔融液分配總管處于相同溫度時，能緊密地裝配在貫通熔融液分配總管的橫向開口中。機械加工一個穿過熔融液分配總管延伸至每一橫向開口的對準及定位銷釘孔。在每個嵌入件中機械加工一個相匹配的對準及定位銷釘孔，該孔從與熔融液管道入口相對的嵌入件表面徑向向內并與熔融液管道入口對準伸展。對準及定位銷釘制造成，當嵌入件和熔融液分配總管處于相同溫度時，能緊密地裝配在熔融液分配總管和每件嵌入件的對準及定位銷釘孔中。熔融液分配總管被加熱至一個預定溫度。嵌入件和對準及定位銷釘被冷卻至一個預定溫度。然后每個被冷卻的嵌入件被插入至被加熱的熔融液分配總管的橫向開口之一中，并使被冷卻嵌入件中的對準及定位銷釘孔對準被加熱的熔融液分配總管中的對準及定位銷釘孔。插入一個被冷卻的對準及定位銷釘，使其通過被加熱的熔融液分配總管中的對準及定位銷釘孔伸入至每個被冷卻的嵌入件的已對準的對準及定位銷釘孔中。這樣，當嵌入件和熔融液分配總管處于相同溫度時，嵌入件在橫向開口中和對準及定位銷釘在嵌入件與熔融液分配總管的對準及定位孔中的緊密配合均將將嵌入件精確對準并牢固地夾持在位。
本發明的其它目的及優點通過下述結合附圖的說明得以顯示。
圖1是注入模制系統的一部分的截面圖，它表示熔融液分配總管具有兩個本發明一個實施例提出的嵌入件；圖2是圖1中右方的嵌入件的等軸圖；圖3是圖1中左方的嵌入件的等軸圖；以及圖4-6是截面圖，它們表示按本發明另一實施例將嵌入件安裝在熔融液分配總管中的方法的不同步驟。
首先請參看圖1，該圖展示了注入模制系統或裝置的一部分，該裝置的熔融液通道10具有分支12，這些分支12在鋼質熔融液分配總管14中從中心入口部16向外伸至一個較短的噴嘴18和一個較長的噴嘴20。熔融液通道10通過每一噴嘴18、20中的中心熔融液孔22延伸至導向模腔26的澆口24。雖然只展示了單個模腔26，但在其它實施例中，每個澆口24可導向一個單獨的模腔。為展示方便起見，展示安裝在模具28中的是熔融液分配總管14及僅有的兩個鋼質噴嘴18、20，但注入模制系統通常具有更多的噴嘴18、20以及伸向它們的熔融液通道分支12。同樣，雖然根據不同應用，模具28可具有更多的板，但在這里為展示方便起見，只展示了用螺栓34固定在一起的一塊噴嘴夾持板30和一塊支持板32，以及一塊模腔夾持板36。
熔融液分配總管14具有被定位環40圍繞的中心入口部38，并由一個一體的電加熱元件42加熱。熔融液分配總管14通過中心總管定位器44及若干壓力盤46安裝在噴嘴夾持板30和支持板32之間，總管定位器44及壓力盤46在受加熱的總管14及圍繞著的模具28之間形成一個隔熱的空氣間隙48，借助泵送諸如水的冷卻流體通過冷卻導管50來冷卻空氣間隙。熔融液分配總管14由一個向外伸入至一個固定在噴嘴夾持板30中的靠模54的定位銷釘52加以精確定位。
每一加熱噴嘴18、20均有一個圍繞中心熔融液孔22而延伸的一體電加熱元件56。在此實施例中，每一加熱噴嘴18、20還具有一個安裝在其前端60的澆口嵌入件58，澆口24由此通過伸向模腔26。較短的加熱噴嘴18還具有一個裝配在噴嘴夾持板30的圓形底座64中的法蘭部分62。這將使較短的加熱噴嘴18定位并在較短的噴嘴18和圍繞著的受冷卻模具28之間延伸一個隔熱空氣間隙66。如下文要說明的，較長的加熱噴嘴20也安裝成具有一個伸展在它和圍繞著的受冷卻模具28之間的隔熱空氣間隙68。
還請參看圖2和圖3，熔融液分配總管14具有若干由其穿過而伸展的、分隔的圓柱形橫向開口70、72，在它們之中安放著與加熱噴嘴18、20對準的鋼質嵌入件或塞子74、76。每一嵌入件74、76具有后表面78、前表面80和緊密地裝配在圓柱形橫向開口70、72之一中的圓柱形外表面82。每一嵌入件74、76還具有一條熔融液管道84，該管道84有一個從圓柱形外表面82上的入口86基本通過90°而伸展的光滑曲線彎頭。熔融液管道84構成部分熔融液通道10，用以將熔融液從熔融液通道10的相應分支12輸送至通過各自對準的噴嘴18、20的熔融液孔22。在所示的實施例中，圖1右方的橫向開口70中的以其前表面80抵靠著較短噴嘴18的后端88的嵌入件74短于左方橫向開口72中的嵌入件76。嵌入件74、76的長度差異使得可使用標準長度的噴嘴18、20以適應熔融液分配總管14與各種澆口24之間的不同距離。由此實施例可見，較長嵌入件76具有一個從其前表面80伸展的螺紋開口90，較長噴嘴20的帶螺紋后部92擰入在此開口90中。這能確保較長噴嘴20中的熔融液孔22與通過嵌入件76的曲線熔融液管道84相對準，并與位于其前端60的澆口嵌入件58一起將較長噴嘴20定位在圍繞其而延伸的隔熱空氣間隙68中。
每一嵌入件74、76具有一個對準及定位銷釘或塞子94，它緊密地裝配在熔融液分配總管14中的對準及定位銷釘孔96和從每一嵌入件74、76的圓柱形外表面82徑向向內伸展的對準及定位銷釘孔98中。在此實施例中，熔融液分配總管14中的每個對準及定位銷釘孔96均為熔融液通道10的分支12之一的延續。在每件嵌入件74、76中的對準及定位銷釘孔98與其熔融液管道84的入口86相對并對準。對準及定位銷釘94由諸如硬質工具鋼的十分牢固的材料制成。這樣，緊密裝配在橫向開口70、72中的嵌入件74、76與對準及定位銷釘94的強度相組合就足以承受通過曲線熔融液管道84注入的加壓熔融液產生的向后力，并將嵌入件74、76夾持在位。
在此實施例中，每個嵌入件74、76還具有一個預對準銷釘100，此銷釘100從熔融液分配總管14中的開口102伸入至每個嵌入件74、76的預對準銷釘孔104中。預對準銷釘100不是緊密地裝配的，它們的目的是將每個嵌入件74、76中的對準及定位孔98大致地預對準熔融液分配總管14中的對準及定位孔96，用以促使冷嵌入件74、76和對準及定位銷釘94在熱熔融液分配總管14中的嵌入。
現還請參看圖4-6以說明本發明一個實施例提出的裝置系統的制造方法。雖然為展示方便起見，只展示了部分熔融液分配總管14及圖1右方的嵌入件74，但應理解到，此方法對兩個嵌入件74、76均相同。鋼質熔融液分配總管14制成具有一體的電加熱元件42以及若干由其通過的間隔開的橫向圓柱形開口70、72。具有圓柱形外表面82及預定長度的相對應數目的鋼質嵌入件74、76被制作成當嵌入件74、76和熔融分配總管14處于相同溫度時能緊密地裝配在熔融液分配總管14的橫向開口70、72中。嵌入件74、76可具有相同長度或如圖1所示地具有不同長度以適應熔融液分配總管14與不同澆口之間的不同距離。熔融液分配總管14加工成設置有延伸至每一橫向開口70、72的對準及定位銷釘孔96。如上所述，此孔96通常是熔融液通道10的分支12之一的延續。每一嵌入件74、76則加工成設置有一個從其外表面82徑向向內伸展的、與熔融液管道84的入口86相對并對準的相匹配的對準及定位銷釘孔98。
對準及定位銷釘94由諸如硬質工具鋼的適當牢固材料制成，用以當熔融分配總管14和嵌入件74、76處于相同溫度時能緊密地裝配在熔融液分配總管14和嵌入件74、76中的對準及定位銷釘96、98中。熔融液分配總管14在爐中加熱至約為230℃的適當溫度。帶有插入在預對準銷釘孔104中的預對準銷釘100的嵌入件74、76和對準及定位銷釘94被浸入至諸如液氮的適當物質的浴槽106中，用以將它們冷卻至約-100℃的溫度。被冷卻的嵌入件74、76被快速插入至被加熱的熔融液分配總管14的橫向開口70、72中，并使預對準銷釘100安置在熔融液分配總管14的預對準銷釘開口102中。被冷卻的對準及定位銷釘94也快速通過被加熱的熔融液分配總管14中的對準及定位銷釘96插入至每個被冷卻的嵌入件74、76的對準及定位銷釘孔98中。當熔融液分配總管14冷卻下來，而嵌入件74、76和對準及定位銷釘94被升溫至相同溫度時，橫向開口70、72收縮，而嵌入件74、76和對準及定位銷釘94膨脹。這導致對準及定位銷釘94十分緊密地裝配在熔融液分配總管14的對準及定位銷釘孔96中，而嵌入件74、76十分緊密地裝配在熔融液分配總管14的橫向開口70、72中。對準及定位銷釘94在對準及定位銷釘孔96中的十分緊密地裝配使嵌入件74、76中的熔融液管道84十分精確地對準熔融液通道10的分支12和通過噴嘴18、20的熔融液孔22。如前所述，嵌入件74、76在橫向開口70、72中的緊密裝配和對準及定位銷釘94的強度相組合就足以承受通過曲線熔融液管道84注入的加壓熔融液產生的向后力，從而將嵌入件74、76夾持在位。
在使用中，系統按圖1所示加以組裝，嵌入件74、76固定在熔融液分配總管14的相應橫向開口70、72中。組裝后，對熔融液分配總管14和噴嘴18、20中的電加熱元件42、56通電，用以將熔融液分配總管14和噴嘴18、20加熱至預定運行溫度。然后將加壓熔融液按預定周期從制模機(未顯示)加入至熔融液通道10的中心入口108。熔融液通過嵌入件74、76、噴嘴18、20和澆口24流入模腔26。在模腔26被充滿，且適當的填充和冷卻周期結束后，解除注入壓力。然后打開模具28以彈出模制產品。彈出模制產品后，模具28關閉，根據壁厚及模腔26的數目和尺寸以及模制的特定材料，以不同頻率每15至30秒鐘連續地重復此操作過程。
雖然對熱澆通注入模制裝置及將嵌入件74、76精確并牢固地安裝在通過熔融液分配總管14的間隔開的橫向開口中的方法的描述是針對最佳實施例進行的，但顯然該領域的一般技術人員都清楚，在不偏離下述權利要求限定的發明的范圍就可對本發明進行多種修改。
權利要求
1.一種注入模制裝置，該裝置具有一個加熱熔融液分配總管和若干固定在模具中的間隔的加熱噴嘴，每個加熱噴嘴具有由其通過而伸展的熔融液孔，用以將熔融液輸送至導向模腔的澆口，熔融液分配總管具有一條熔融液通道及若干由其通過而伸展的、間隔開的橫向開口，每一橫向開口對準一個噴嘴，熔融液通道具有若干從一個共同入口部向外伸向每個噴嘴的分支；以及若干嵌入件，每一嵌入件具有后表面、前表面、外表面和由其通過而伸展的熔融液管道，每一嵌入件安放在熔融液分配總管中的一個橫向開口中，并以其前表面抵靠著相應噴嘴的后端，熔融液管道具有一個從外表面上的、與熔融液分配總管中熔融液通道的一條分支相匹配對準的入口基本通過90°而伸展至前表面上的、與通過相應噴嘴的熔融液孔相匹配對準的出口的光滑曲線彎頭，其改進在于(a)熔融液分配總管中的每個橫向開口是圓柱形的，每件嵌入件的外表面也是圓柱形的并緊密地裝配在熔融液分配總管中所述橫向開口之一中；以及(b)每件嵌入件具有一個對準及定位銷釘，對準及定位銷釘緊密地裝配在熔融液分配總管的定位銷釘孔和嵌入件的相對準的對準及定位銷釘孔中。
2.如權利要求1的注入模制裝置，其特征在于，在每一嵌入件中的對準及定位銷釘孔從與熔融液管道入口相對的外表面徑向向內并與熔融液管道入口相對準而伸展。
3.如權利要求2的注入模制裝置，其特征在于，對準及定位銷釘由硬質工具鋼制成。
4.如權利要求3的注入模制裝置，其特征在于，至少有兩件嵌入件具有不同長度。
5.如權利要求4的注入模制裝置，其特征在于，每件嵌入件還具有預對準銷釘，該預對準銷釘從熔融液分配總管中的開口伸入嵌入件的相對準的孔中。
6.一種注入模制裝置的制造方法，該注入模制裝置具有熔融液分配總管，它具有若干由其通過的間隔開的橫向開口和一條具有若干從一個共同入口部向外伸展至若干間隔開的橫向開口的分支的熔融液通道；以及若干嵌入件，每一嵌入件具有外表面和一條熔融液管道，熔融液管道帶有一個從外表面上入口由其通過而伸展的光滑曲線彎頭，每件嵌入件被固定在熔融液分配總管的一個橫向開口中，并使熔融液管道的入口與熔融液分配總管中的熔融液通道的一條分支相對準，該方法包括制作具有橫向開口和熔融液通道的熔融液分配總管；制作具有熔融液管道的嵌入件；以及將每個嵌入件插入至橫向開口之一中，并使每個嵌入件中熔融液管道的入口對準熔融液分配總管中熔融液通道的一條分支，其改進包括(a)將貫通熔融液分配總管的分隔開的橫向開口制成圓柱形；(b)制作嵌入件使每個嵌入件的外表面成圓柱形，以便當嵌入件和熔融液分配總管處于相同溫度時，每個嵌入件能緊密地裝配在貫通熔融液分配總管的所述橫向開口之一中；(c)機械加工穿過熔融液分配總管延伸至每一橫向開口的對準及定位銷釘孔；(d)在每個嵌入件中機械加工一個相匹配的對準及定位銷釘孔，該孔從與熔融液管道入口相對的嵌入件外表面徑向向內并與熔融液管道入口對準而伸展；(e)制造對準及定位銷釘，用于當嵌入件和熔融液分配總管處于相同溫度時，它能緊密地裝配在熔配融液分配總管和每個嵌入件的對準及定位銷釘孔中；(f)將熔融液分配總管加熱至一個預定溫度；(g)將嵌入件和對準及定位銷釘冷卻至一個預定溫度；(h)將每個被冷卻的嵌入件插入通過被加熱的熔融液分配總管的橫向開口之一中，并使被冷卻的嵌入件中的對準及定位銷釘孔對準被加熱的熔融液分配總管中的對準及定位銷釘孔；以及(i)插入一個被冷卻的對準及定位銷釘，使其通過被加熱的熔融液分配總管中的對準及定位銷釘孔伸入至每一被冷卻的嵌入件的已對準的對準及定位銷釘孔中；從而當嵌入件和熔融液分配總管處于相同溫度時，嵌入件在橫向開口中和對準及定位銷釘在嵌入件與熔融液分配總管中的對準及定位孔中的緊密配合均將嵌入件精確對準并牢固地夾持在位。
7.如權利要求6的注入模制裝置的制造方法，其特征在于，該方法包括用硬質工具鋼制造對準及定位銷釘。
8.如權利要求7的注入模制裝置的制造方法，其特征在于，該方法包括制造至少兩個不同長度的嵌入件。
9.如權利要求8的注入模制裝置的制造方法，其特征在于，該方法包括將每個嵌入件制作成具有一個在其中徑向伸展的預對準銷釘孔；將熔融液分配總管制作成具有一個延伸至由其通過的每個橫向開口的預對準銷釘開口；以及在插入每個對準及定位銷釘之前，將預對準銷釘安裝成從嵌入件的預對準銷釘孔向外伸出至熔融液分配總管的預對準銷釘開口中。
全文摘要
注入模制裝置及制造方法,其中每個均有曲線熔融液管道的若干圓柱形嵌入件或塞子均精確地對準和牢固地安裝在穿過熔融液分配總管的分隔開的圓柱形開口中。由緊固材料制成的對準及定位銷釘從總管孔伸入至嵌入件孔。在嵌入件和銷釘插入總管前,加熱總管并冷卻嵌入件和銷釘,以便它們溫度相同時緊密配合并使熔融液管道精確地對準。嵌入件在開口中緊密裝配與銷釘強度的組合足以承受加壓熔融液產生的向后力,從而將嵌入件夾持在位。
文檔編號B29C45/27GK1234324SQ9910324
公開日1999年11月10日 申請日期1999年3月26日 優先權日1998年3月27日
發明者喬布斯特·烏爾里克·蓋勒特, 海倫·莊 申請人:標準模具有限公司