CN1033959C - 在型腔成型镶嵌件内具有独立加热元件的注射成型设备 - Google Patents
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Abstract
具有独立于被加热了的注嘴的型腔成型镶嵌件的热浇口注射成型设备。该型腔成型镶嵌件有一个加热和冷却***环绕着中心熔体孔延伸，该中心熔体孔引向浇口。所述型腔成型镶嵌件有一个整体电加热元件以其内心部具有若干个相邻线圈位于浇口邻近处。在热浇口启闭周期间，将通向加热元件的电源接通或关闭，则该型腔成型镶嵌件的加热和冷却***可改进热反应从而缩短了循环周期的时间。
Description
本发明一般地涉及注射成型设备，更具体地说涉及一种具有型腔成型镶嵌件的热浇口注射成型设备，该镶嵌件带有加热和冷却相结合的系绕，该***环绕一个中心孔延伸着，该中心孔引向一个浇口。
为说明问题，这里引入“型腔成型镶嵌件”这个名词，它将包括在第一实施例中所见到的型腔镶嵌件和在第二实施例中所见到的型芯镶嵌件。
热浇口，又称之谓增温浇口，促成了浇口区域在每个注射周期内改变熔体的温度以帮助控制进入型腔的流体。这在本行业是熟知的，如1988年9月6日出版的施密特(Schmidt)等人的美国专利号4,768,945中，描述了这种加热元件，该加热元件具有一个前部对角延伸进入注嘴的鼻部。1990年3月27日出版的本申请人的美国专利号4,911,636和1990年7月17日出版的美国专利号4,941,249中，热浇口被描述为使用了带着整体加热元件的注嘴，该加热元件有一个圆环形部围绕着注嘴前部鼻端中的熔体孔。1989年10月24日出版的本申请人的美国专利号4,875,848公开了一具锥形浇口镶嵌件，该镶嵌件装在注嘴的前端，并由整体螺旋形加热元件加热。
采用独立的型腔镶嵌件而不是型腔板是本行业中已知的，后者是在该型腔板中座落着注嘴以形成型腔的后侧。例如，1990年3月27日出版的本申请人的美专利号4,911,636中示出的加热了的注嘴延伸经过一个支承板或注嘴板进人一个被冷却了的型腔镶嵌件。可是，引入型腔的浇口和整个熔体流道是注嘴的一个部分，而所有的加热是由注嘴中的单个加热元件所提供的。这样，注嘴必须突出穿过型腔镶嵌件到达型腔。这些以前的***对热浇口温度敏感性的材料是有缺点的，这是由于热响应被在型腔镶嵌件中的冷却作用和在注嘴中的加热作用而延缓了。
于是，本发明的一个目的至少是部分地克服了现有技术的缺点，这是由于提供了热浇口注射成型设备。该设备具有一个型腔成型镶嵌件，该镶嵌件带有一个加热和冷却相结合的***，该***围绕一个中心孔延伸着，该中心孔引向一个浇口。
为此目的，一方面本发明提供一个注射成型设备以输送加压熔体从熔体源到达型腔，该型腔有一个被冷却了的型腔成型镶嵌件，该镶嵌件有一个后端，和一个加热了的注嘴，该注嘴有一个前端，被加热了的注嘴装入一个注嘴板中以其前端紧靠在型腔成型镶嵌件的后端，该注嘴至少有一个熔体流道延伸穿过其间，改进之处在于：该型腔成型镶嵌件有一个浇口引向型腔，一个中心孔以输送熔体从注嘴的熔体流道到浇口处，以及一个整体电绝缘的加热元件，该加热元件有一个外接线部向外延伸到外接线端子和一个通常是均匀的矩形截面的内心部，该加热元件的内心部有多个相邻接的线圈形成一个内表面，该加热元件由于是整体被安装在型腔成型镶嵌件中，并以其内心部环绕着中心孔延伸，该中心孔引向浇口，藉此至少有部分加热元件的内心部由相邻线圈形成的内表面构成了中心孔的锥形部，该锥形部引向浇口。
本发明的其他目的和优点将结合附图在以下说明中叙述。
附图简要说明：
图1是具有热浇口的多型腔注射成型***或设备的剖面图，示出了本发明第一实施例的型腔镶嵌件；
图2是与图1相似的剖面图，示出了注嘴和型腔镶嵌件在开启位置时的情况；
图3是图1和图2的型腔镶嵌件的放大了的剖面图；
图4是图3的型腔镶嵌件的局部图，示出了本实施例中的冷却管道的结构；
图5是注射成型***的部分剖面图，示出了本发明第二实施例的型芯镶嵌件。
首先参阅图1和图2，示出了一个多型腔热浇口注射成型***的一部分，有若干个被加热了的注嘴10，每个注嘴装进一个注嘴板12中，该注嘴板12位于一个型腔镶嵌件14和一个共用的加长了的岐管部件16之间。如图1所示，型腔镶嵌件14以其后端18紧靠在注嘴10的前端20上，并由一个型腔镶嵌件夹持座板22加以固定在位。型嵌镶嵌件夹持座板22用螺栓24固定，该螺栓24延伸穿过注嘴板12到达一个后板26。
每个注嘴10由螺栓28固定在岐管部件16上，该岐管部件16由电加热元件30加热，该电加热元件30是整体浇注进岐管部件16的，如于1987年8月25日出版的本申请人的美国专利号4,688,622所描述者。岐管部件16由中心定位圈32和若干个间隔圈34牢固地固定在注嘴板12和后板26之间的位置上。该注嘴板12和后板26通过冷却管36泵送来的冷却水加以冷却。该定位圈32在被加热了的岐管部件16和被冷却了的注嘴板12之间提供了一个绝热空气层38。该间隔圈34在被加热了的岐管部件16和被冷却了的后板26之间提供了另一个绝热空气层40。
岐管部件16有一个熔体流道42，该熔体流道从一个共用的进口处44分支到若干个出口处46。每个间隔圈3 4有一个杆茎部48延伸进入到岐管部件16中的孔50内。杆茎部48有一个斜面52以避免熔体流道42中的锐角拐弯。
在本实施例中，每个注嘴10有一个中心熔体流道54从岐管部件16中的熔体流道42延伸穿过出口46中的一个并与之对准。该注嘴10用整体电绝缘加热元件56加热，该加热元件有一个螺旋形部58围绕中心熔体流道54，而接线部60向外延伸到外接线端子62。被加热了的注嘴10有一个圆环形外套圈部64构成一个空气间隙66环绕加热元件56的螺旋形部58以减少型腔镶嵌件夹持座板22的热损失。环绕注嘴10亦同样有一个绝热空气层68以减少对周围注嘴板12的热损失。每个注嘴10还有一个热电偶70位于邻近加热元件56处以监控操作温度。该注嘴10被套圈部64所定位，套圈部安放在型腔镶嵌件夹持座板22中的圆形座72内并与之匹配，以使熔体流道42经过注嘴10后准确地与中心孔74相对准，该中心孔74延伸穿过型腔镶嵌件14。型腔镶嵌件14还有一个浇口76引向型腔78，而中心孔74则有一个锥形部80邻近于浇口76。在别的实施例中，若干个熔体流道能延伸穿过每个注嘴到型腔镶嵌件14的孔中。
更详细的叙述如下：型腔镶嵌件14和相邻的型芯镶嵌件82做得使在它们之间形成所示的形状和大小的型腔78。型芯镶嵌件82被流经中心冷却管84的冷却水冷却。型芯镶嵌件82被周围的型芯镶嵌件夹持座板86定位。脱模圈夹持座板88用螺栓90固定于型芯镶嵌件夹持座板86内以固定一个围绕着型芯镶嵌件82的锥形部94的脱模圈92。带有0形密封环98的冷却水环96围绕在脱模圈92和脱模圈夹持座板88之间。图2是与图1相似的图，示出了设备已部分地组装起来以清楚地说明独立的注嘴和型腔镶嵌件是如何装配在一起的。
现参阅图3和图4，更详细地说明型腔镶嵌件14。在本实施例中，有一个带有一锥形中心部100的一般圆柱体延伸在一个内心部102和一个外侧部104之间，所有这些都是钢制的。该外侧部104由经过冷却管道106泵送来的冷却水加以冷却，该冷却管道106环绕着锥形中心部100。冷却管道106有若干个饼形部108从外环形部110向内延伸，其中一个连接在冷却水的进口112，邻近的一个连接在冷却水的出口113。O形密封环114围绕在型腔镶嵌件14的外侧部104和周围的型腔镶嵌件夹持座板22之间以防止冷却水的泄漏。若干个外环形槽116在中心部100和冷却了的外侧部104之间提供空气绝热层。
型腔镶嵌件14还有电绝缘加热元件118。在本实施例中，该加热元件118有一镍铬电阻丝120延伸穿过耐热的电绝缘的粉末材料122，诸如氧化镁，并被包在一个钢制的外壳124内。加热元件118有一个外接线部126，该接线部126从一个内心部128向外延伸到外接电端子130。外接线部126有一个均匀的圆形截面，而内心部128有一个均匀的矩形截面。加热元件118的内心部128由若干个相邻线圈132组成。如本申请人于1990年11月19日递交的加拿大专利申请号2,030,286，题为“在孔口附近具有锥形加热元件的注射成型注嘴”中所详细描述者，该内心部128由加热元件的一部分卷绕制成，然后把它压入一个锥形模具的开口中，这样，带有矩形截面的相邻线圈132形成锥形内表面134。在型腔镶嵌件14的中心部被镶嵌进外侧部104以后，加热元件118以其中间内心部128安装在型腔镶嵌件14的中心部100和内心部102之间，其外接线部126则向外延伸穿过一个在外侧部104内的槽缝(未示出)。然后该组装件放在真空炉子中被钎焊在一起，该真空炉使得各零件成为冶金性的粘接成一整体。加热元件118的中心部128环绕中心孔74，该中心孔74引向浇口76。事实上，在本实施例中，中心孔74的锥形部80延伸穿过型腔镶嵌件14到达浇口76是由内表面134的一部分136所形成的，该内表面134是由加热元件118的内心部128的锥形相邻线圈所形成，型腔镶嵌件14还有一个热电偶137位于加热元件118附近以监控操作温度。
在使用时，该***按照图1和2所示装配起来，电源被接通到岐管部件16的加热元件30、注嘴10的加热元件56、和型腔镶嵌件14的加热元件118上，将它们加热到一个预先规定的操作温度。加压熔体根据预先规定的操作周期从成型机(未示出)经过进口44注射入岐管部件16的熔体流道42。为了获得增热或增温浇口，对于型腔镶嵌件14的加热元件118的供电与熔体注射压力一起受到控制。加压熔体流经熔体流道42，以及每一注嘴10和型腔镶嵌件14的熔体流道和浇口76，从而充满了型腔78。在型腔78充满后，注入压力短时间保持不变以便压紧熔体，然后松开。经过短时间的冷却后，模子沿着分型线138打开以取出成型产品。在模子刚被打开前，通向加热元件118的电源关掉。在浇口和型腔区的热量被流经冷却管道106的水迅速消散掉，而浇口76则凝固，当模子被合上为下步注射操作时，电源被重新通到加热元件118。这将迅速加热在浇口76处凝固了的熔体，当熔体注射压力被重新施加上去时，该浇口76将迅速打开。周而复始地重复这个过程，在某些例子中，快到一分钟几次，冷却管道106和围绕着型腔镶嵌件14的锥形孔74的加热元件118的联合作用改进了热响应从而缩短了循环周期的时间。特别在以下情况是确实的：当加热元件118的内心部128的相邻线圈132形成的内表面134的一部分形成了型腔镶嵌件14的中心孔74的锥形部80时。
参阅图5，描述了本发明的第二实施例。在本实施例中，很多元件与第一实施例中的相似，在两个实施例中共用的元件在叙述和说明时使用相同的编号。如图所示，在本实施例中，型腔140与第一实施例的型腔78在形状上是不同的，这样，型芯镶嵌件142是必要的而不再是型腔镶嵌件。如上所述，在此使用的名词“型腔成型镶嵌件”包括在第一实施例中描述的型腔镶嵌件14和在本实施例中描述的型芯镶嵌件142。型芯镶嵌件142以其后端144被固定在位，这是用一个型芯镶嵌件夹持座板板146使之紧靠在注嘴10的前端20上，该型芯镶嵌件夹持座146用螺栓(未示出)固定到后板26上。
型芯镶嵌件142有着相似的加热元件148并带有一个外接线部150和一个内心部152，该内心部152环绕中心孔154，该中心孔引向浇口156，外接线部150有一个均匀的圆形截面而内心部152的截面一般是矩形的。如上所述，加热元件148的内心部152是由若干个相邻线圈158组成的，这样就形成一个内表面160。在本实施例中，内表面160形成中心孔154的大部份，该中心孔154穿过型芯镶嵌件142形成对热浇口的即时热响应。型芯镶嵌件142还有相互连接的冷却孔162，该冷却孔162围绕着中心孔154，经冷却孔162泵送来的冷却水以供冷却。
在使用时，加热的热量和熔体注射压力是根据预先规定的热浇口周期来施加上去的，这相似于前面所述的，而模子则是沿着分型线164打开的。在型芯镶嵌件142内的加热和冷却的联合作用再次改进了热响应和缩短了周期时间。
尽管具有型腔成型镶嵌件14并带有环绕中心孔74延伸的加热和冷却***的注射成型设备已用一些最佳实施例描述如上，但不能在局限的意义上去理解，在本行业的专业人员中会易于产生各种变化。例如，明显的是，中心孔的大小和形状，冷却管道的大小、形状和位置以及围绕中心孔延伸的加热元件由于不同的用途可以是不同的。对于本发明所限定的范围均应参照所附的权利要求书。
Claims (1)
1、一种在型腔成型镶嵌件内具有独立加热元件的注射成型设备，用来输送加压熔体从一个熔体源到达一个型腔，该型腔有一个带有后端的被冷却了的型腔成型镶嵌件，一个带有前端的加热了的注嘴，所述加热了的注嘴安放在一个注嘴板内，并将加热了的注嘴前端紧靠在型腔成型镶嵌件的后端，所述注嘴至少有一个熔体流道延伸穿过其间，其特征在于，所述型腔成型镶嵌件有一个浇口引向型腔，一个中心孔从注嘴中的熔体流道输送熔体到所述浇口，以及一个整体电绝缘加热元件，所述加热元件有一个外接线部向外延伸到外接线端子和一个内心部有一个均匀的矩形截面，所述加热元件的内心部有多个相邻接的线圈形成一个内表面，所述加热元件被整体安装在型腔成型镶嵌件中，并以其内心部环绕着中心孔延伸，该中心孔引向浇口，从而至少由加热元件内心部的相邻线圈形成的一部分内表面构成一个中心孔的锥形部，该锥形部引向浇口。
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