用於熱流道噴嘴的可拆卸加熱器的製作方法
2023-09-21 04:51:05
專利名稱：用於熱流道噴嘴的可拆卸加熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種注射成型裝置，尤其是用於注射噴嘴和歧管的可拆卸加熱器。
背景技術：
注射成型裝置中熔融材料熱的產生和處理對於確保獲得高質量的成型產品的生產是重要的。熔融材料的加熱一般是這樣實施的在鄰近機器噴嘴、歧管和熱流道噴嘴位置安裝幾個電加熱器。可使用幾種不同類型的電加熱器，如盤管式加熱器、帶狀加熱器、膜加熱器、加熱管、感應加熱器和筒式加熱器。為了優化對熔融材料的熱傳遞，加熱器有時集成或嵌入於噴嘴外套內。整體集成式加熱器的製造成本更加昂貴，並且一般只有更換整個噴嘴才能更換這種加熱器。
由於可拆卸加熱器的製造成本不是太昂貴，並且不需要更換整個噴嘴就能更換加熱器，因此優選使用可拆卸加熱器。已知注射裝置中可拆卸加熱器的缺點在於很難獲得加熱器和噴嘴之間的有效熱傳導。因為加熱器是一個分離的部件，噴嘴或者歧管和加熱器之間可能產生空隙，而這些部件之間的任何空隙都將降低熱傳導效率。因此，噴嘴或者歧管和加熱器間的接觸量必須最大化，於是發展出夾緊解決方法。理想地，一個最佳的加熱器夾具不論其本身實際溫度是多少，均能獲得從加熱器到噴嘴之間的優良熱傳導。一個理想的被夾持的加熱器在熱態下完美運行，並且無論溫度的變化或者從很高的溫度到很低的變動都能連續完美地運行。這就意味著加熱器溫度的波動並不會影響加熱器和噴嘴之間的夾緊力。
已知可拆卸加熱器的另一個缺點在於這類加熱器常常需要額外的空間來容納鎖緊機構。在高容積成型領域中這是一個難題，因為此時相鄰噴嘴之間的空隙已經最小化。
參見
圖1，圖1示出一種現有技術的夾具，該夾具含有一個筒型的加熱夾套4。加熱夾套4內嵌有加熱元件5，並圍繞著噴嘴本體6，以達到向其傳熱的目的。加熱夾套4具有一個軸向空隙，其提供類似彈簧的特性。夾緊機構7具有螺釘8，用於使加熱夾套4緊固於噴嘴本體6上。當噴嘴本體6處於冷卻狀態時，加熱夾套4圍繞著噴嘴本體6安裝並夾緊。在正常操作中，熱膨脹使得噴嘴本體6和加熱套4如箭頭9所示徑向膨脹。當注射成型裝置關斷後，加熱夾套4和噴嘴本體6將回復到它們原來的尺寸。加熱夾套4和噴嘴本體6的連續加熱和冷卻導致加熱套4和噴嘴本體6之間的接觸隨著時間的流逝而減少。這也就減少了加熱套4和噴嘴本體6之間的熱傳導。因此，頻繁地重新調整夾緊機構7是必要的。
現有技術給出了幾種用於解決該問題的嘗試。現有技術的解決方法包括幾種不同的夾緊裝置，用以在加熱器上施加一個夾緊力，以此維持噴嘴本體和加熱器之間的接觸。
專利號為4,268,241的美國專利公開了一種可拆卸環形加熱元件，該元件通過螺母固定於一位置上。該螺母擰接在靠近噴嘴端部的車有螺紋的噴嘴下部。
專利號為4,940,870的美國專利教導了一種感應加熱元件，該元件用於加熱熱流道噴嘴，並且該元件包含一個夾緊套，其具有各種長度的軸向狹縫。
專利號為6,043,466的美國專利公開了一種圍繞著加熱器的夾緊套。該夾緊套具有比加熱器更小的熱膨脹係數，因此使得加熱器在加熱時被壓向噴嘴。該夾緊套也可以預裝於加熱器上，從而在冷卻狀態下施加一壓緊力於加熱器上。
專利號為6,163,016的美國專利公開了一種可拆卸加熱器，加熱器被一個夾具圍繞。夾具上設有位於相對端的一副卡圈，用於將加熱器向噴嘴本體壓緊。
專利號為6,409,497的美國專利公開了一種用於噴嘴的加熱夾套單元。一個夾套圍繞著加熱單元，該夾套在徑向是柔性的。一圓盤形鎖緊機構圍繞著夾套，並且能夠在鬆開和鎖緊位置之間旋轉。夾套和圓盤形鎖緊機構具有相對的表面，該表面具有與一圓筒型殼體相偏離的外形。
使具有不同膨脹係數的光滑加熱器表面和光滑噴嘴或歧管本體表面完全接觸是很困難的，特別是當加熱器的溫度在高低溫之間循環波動時。因此，現有技術的夾具式加熱器裝置趨向複雜化，而它的導熱效率卻比預期的低。此外，正確安裝現有技術的裝置一般需要某種技術和額外的時間。
因此，本發明的目的是提供一種注射成型裝置中用於注射噴嘴或管狀歧管的可拆卸加熱器，其可以避免或至少減少以上所述缺點之一。
發明概述根據本發明的一個方面，提供一種注射成型裝置，它包括一歧管，其具有可以接收加壓可塑材料熔融流體的歧管流道，該流道將熔融流體輸送給一噴嘴的噴嘴流道；一型腔，其可接收來自噴嘴的熔融流體，所述噴嘴流道通過一模具澆口與型腔連通；一加熱器組件，其設置在噴嘴上，以用於加熱可塑材料熔融流體，該加熱器組件具有帶螺紋的內表面，以與噴嘴的帶螺紋外表面相嚙合；其中，熱量通過加熱器組件和噴嘴的螺紋接觸從加熱器傳遞給噴嘴。
根據本發明的另一方面，提供一種用於注射成型裝置的加熱器組件，它包括一加熱器夾套，其具有與一噴嘴的噴嘴本體的帶螺紋外表面嚙合的帶螺紋內表面；一鄰近加熱器夾套的鎖緊螺母，用於選擇性地與噴嘴本體的帶螺紋外表面嚙合；以及其中，該鎖緊螺母鄰接加熱器夾套，並迫使加熱器夾套的帶螺紋內表面與噴嘴本體的帶螺紋外表面接觸，並不受加熱器夾套溫度變化的影響。
根據本發明另一方面，提供一種注射噴嘴，該注射噴嘴包括一噴嘴本體，其具有一個延伸貫通的噴嘴流道，該噴嘴本體具有一具有一第一輪廓的第一嚙合表面；一加熱器，其位於噴嘴本體上，以加熱可塑材料的熔融流體，該加熱器具有一個具有一第二輪廓的第二嚙合面；其中，加熱器和噴嘴本體通過第一輪廓和第二輪廓的交互作用連接在一起。
根據本發明的再一個方面，提供一種注射成型裝置，該注射成型裝置包括一歧管，其具有可以接收加壓可塑材料熔融流體的歧管流道，該歧管流道將熔融流體輸送給一型腔；一注射噴嘴，該噴嘴具有噴嘴本體和噴嘴流道，該噴嘴本體具有一個第一嚙合面，其具有一第一輪廓；一加熱器，其位於噴嘴本體上，以加熱可塑材料的熔融流體，該加熱器具有一第二嚙合面，其具有一第二輪廓；以及其中，熱量通過第一輪廓和第二輪廓之間的接觸從加熱器組件傳遞給噴嘴。
根據本發明的另一方面，提供一種注射成型裝置，該注射成型裝置包括一歧管，其具有可以接收加壓可塑材料熔融流體的歧管流道，該歧管流道將熔融流體輸送給噴嘴的噴嘴流道；一型腔，其可接收來自噴嘴的熔融流體，所述噴嘴流道通過一個模具澆口與型腔連通；以及其中，一加熱器組件設置在噴嘴上，以用於加熱可塑材料熔融流體，該加熱器組件具有一帶螺紋內表面，以與噴嘴的帶螺紋外表面嚙合。
根據本發明的再一方面，提供一種注射成型裝置，該注射成型裝置包括一歧管，其具有可以接收加壓可塑材料熔融流體的歧管流道，該流道將熔融流體輸送給一噴嘴的噴嘴流道；一型腔，其能接收來自噴嘴的熔融流體，所述噴嘴流道通過一個模具澆口與型腔連通；一加熱器組件，其設置在噴嘴上，以用於加熱可塑材料熔融流體，該加熱器組件具有一帶螺紋內表面，以與噴嘴的帶螺紋外表面相嚙合；以及其中，該螺紋內表面和螺紋外表面之間保持接觸，並不受溫度的影響。
根據本發明的再一個方面，提供一種注射成型裝置，該注射成型裝置包括一歧管，其具有至少一個筒形歧管軸，該歧管軸具有可以接收加壓可塑材料熔融流體的歧管流道，該歧管流道將熔融流體輸送給一注射噴嘴的噴嘴流道；
一型腔，其能接收來自噴嘴的熔融流體，該噴嘴流道通過一個模具澆口與型腔連通；以及一加熱器組件，其設置在歧管軸上，以用於加熱可塑材料熔融流體，該加熱器組件具有一帶螺紋內表面，以與歧管軸的帶螺紋外表面相嚙合。
根據本發明的再一個方面，提供一種將加熱器可拆卸地夾緊到一注射噴嘴上的方法，該方法包括提供一具有帶螺紋外表面的注射噴嘴；提供一加熱器組件，該加熱器組件具有一加熱器夾套，該夾套具有一帶螺紋內表面；在一不受成型條件影響的溫度下將加熱器組件夾緊到注射噴嘴上。
根據本發明的另一方面，提供一種在一注射成型裝置中組裝加熱器的方法，該方法包括提供一具有帶螺紋外表面的注射噴嘴；提供一加熱器組件，該加熱器組件具有一加熱器夾套，該夾套具有一帶螺紋內表面；將加熱器組件擰緊在注射噴嘴上，並在加熱器夾套和注射噴嘴之間產生一夾緊力，以使加熱器組件和注射噴嘴之間的表面接觸最大化。
本發明具有很多優點。當注射噴嘴和歧管連接在一起時，加熱器組件可相對容易地安裝和拆卸。此外，具有螺紋的加熱器夾套和歧管之間的接觸能夠產生高效的熱傳導。而且，噴嘴或歧管和加熱器組件之間的夾緊力不受加熱器組件溫度的影響。
附圖簡述通過參閱以下附圖，將可以更加充分地闡述本發明的實施例。
圖1是一安裝在噴嘴本體上的現有技術中的圓筒狀加熱器夾套的剖視圖；圖2是根據本發明的一實施例的一注射成型裝置的一部分的側剖視圖，該裝置包括一可拆卸加熱器組件；圖3是根據本發明的另一實施例的一注射成型裝置的側視圖，該裝置包括一可拆卸加熱器組件；圖4是圖2和3的可拆卸加熱器的側剖視圖；圖5是圖3的A部分的放大視圖；圖6是圖5的一部分的放大視圖；圖7是根據本發明的另一實施例的注射成型裝置的側視圖，該裝置包括一可拆卸加熱器組件；圖8是圖7中B部分的放大視圖，其顯示一加熱器夾套和鎖緊螺母通過一彈簧組件相分離；圖9是一類似於圖8的視圖，其中包括一第二彈簧；圖10是一類似於圖8的視圖，其中包括一第三彈簧；圖11是根據本發明的又一實施例的一注射成型裝置的一部分的側視圖，該裝置包括一可拆卸加熱器組件；圖12是圖11的C部分的放大視圖，其顯示一噴嘴頭和一加熱器夾套通過一彈簧相分離；圖13是一類似於圖12的視圖，其包括一第二彈簧組件；圖14是一類似於圖12的視圖，其包括一第三彈簧組件；圖15是一第二可拆卸加熱器夾套的側剖視圖；圖16是一第三可拆卸加熱器夾套的側剖視圖；圖17是一第四可拆卸加熱器夾套的側剖視圖；圖18是一第五可拆卸加熱器夾套的側剖視圖；圖19是一第六可拆卸加熱器夾套的側剖視圖；
圖20是根據本發明的一注射成型裝置的部分側剖視圖，該裝置包含一圓形歧管，該歧管上具有一可拆卸加熱器組件；圖21是根據本發明的一直排式噴嘴的側剖視圖，該噴嘴具有一可拆卸的加熱器夾套；圖22是根據本發明的又一實施例的一注射成型裝置的側剖視圖，該裝置包括一可拆卸加熱器組件；圖23是根據本發明的又一實施例的一注射成型裝置的側剖視圖，該裝置包括一可拆卸加熱器組件。
具體實施例方式
現在請參閱圖2，按照本發明實施例的一注射成型裝置以圖標記10表示。該注射成型裝置10包括一岐管12，該岐管具有一岐管流道14，以用於從一岐管套管16接收加壓可塑熔融流體。岐管套管16在一支撐板42和岐管12之間延伸，並與一機器噴嘴18連通。在支撐板42和岐管12之間具有一間隔件44。為了彌補註射成型裝置10的熱膨脹，該間隔件44一般是柔性的。
熱流道噴嘴20與岐管12的一出口21相連接。噴嘴流道22貫穿每個噴嘴20延伸，以接收來自岐管12的可塑熔融流體。一模具澆口24鄰近每個噴嘴20的端部布置。可塑熔融流體通過模具澆口24被控制，以允許輸送熔融流體至型腔26。型腔26通過第一模板28與型芯30限定。圖中所示的注射成型裝置10的模具澆口24被熱關閉，即熔融流體被停留在模具澆口24處，並在該處被冷卻。模具澆口24通過一閥銷可以交替開閉。該閥銷貫穿每個噴嘴20的整個長度延伸，並且可以通過一閥活塞被移動，從而使模具澆口24開閉。
任意個噴嘴20可以被用來裝填一個或多個型腔26。歧管加熱器32使熔融流體以所需溫度保留於歧管12中，同時冷卻通道(未示出)便於冷卻型腔26。
圖2中的噴嘴20被稱為一前裝式噴嘴。噴嘴20包括一噴嘴頭34、一噴嘴本體36和一噴嘴端部38。噴嘴頭34通過緊固件40固定於歧管上。一第二模板46和一第三模板48分層堆積於噴嘴頭34和第一模板28之間。第三模板48和第二模板46通過緊固件50相連接。如箭頭61所示，緊固件50一般是螺紋緊固件，並且是可拆卸的。裝配件52與第三模板48相連接。裝配件52向內朝向噴嘴20延伸，以相對於第三模板48定位噴嘴20。如箭頭54、56所示，注射成型裝置10在分型線58和60處可以被分開。
根據本發明的一方面，加熱器組件80圍繞著噴嘴20，以使熔融流體以所需溫度保留於噴嘴20中。加熱器組件80通常包括一加熱元件84，該元件與一環形加熱器夾套86相連接。一接線盒82用以將加熱器組件80和電源(未示出)相連。加熱器組件80可以從噴嘴20上拆卸下來，而這將參照圖3-6詳細說明。
在某些應用中，例如汽車製造中，熱流道噴嘴一般較長，可以將多個加熱器組件80用來與單一噴嘴相結合。這些加熱器組件被用來和單一或者多個電源相連接。這些加熱器組件80可以被用來沿著噴嘴提供一具有變化溫度的輪廓。
在注射成型裝置10中，通過沿分型線60從第三模板48分離第一模板28可以實現噴嘴20的通路。然後旋開緊固件50，第三模板48與第二模板46分離。這就使噴嘴20得以顯露出來，以使操作者能夠替換那些不能正常工作的部件，例如這類部件包括噴嘴端部38、噴嘴密封部件(未示出)，可拆卸加熱器80和熱電偶(未示出)。以相反順序執行上述步驟，注射成型裝置10可以被重新組裝。
前裝式噴嘴允許操作者從注射成型裝置10的成型側獲得到達噴嘴20的通路。儘管這樣的安排允許操作者獲得到達噴嘴20的通路，但是噴嘴20本身在沒有從注射成型裝置中拆卸整個模具有的情況下是不能被拆卸的。可以參考專利號為6,343,925、6,164,954和6,220,851的美國專利，在這些文獻中示出了幾種已知的噴嘴設計。
一擰緊到歧管12上的注射成型裝置10a在圖3中被示出，該裝置具有噴嘴20a。圖3示出了本發明的另一實施例，其中相類似的參考數字號表示相類似的部件。圖3中的噴嘴20a也是前裝式噴嘴，然而噴嘴20a可以從注射成型裝置10a上被拆卸。噴嘴頭34a包括有螺紋(未示出)，該螺紋可以與和歧管12相連的歧管裝配螺母62相匹配。噴嘴20a可以被一個操作者從裝置10a的成型側輕鬆地旋下來和拆卸。按照本發明的另一實施例，一加熱器組件80a可以從噴嘴20a上拆卸下來。噴嘴20a被裝配在注射成型裝置10a上或已經被拆卸時，加熱器組件80a均能夠被拆卸。
現在參照圖3-6對加熱器組件80a詳細說明。圖4中顯示一加熱器組件80a，該加熱器組件包括一環形加熱器夾套86，其具有帶螺紋的內表面88。加熱器夾套86包括一加熱器夾套本體122，其具有第一端面90和第二端面92。加熱器夾套86被設計成沿噴嘴本體36a的一部分在熱流道噴嘴20a的噴嘴頭38a和噴嘴端部38a之間延伸。第一端面90和第二端面46通常是相互平行的。一盤狀加熱元件84a貫穿延伸於加熱器夾套86中。依照圖4的實施例，加熱器夾套86通過鑄造法製造而成，因此加熱元件84a被完全嵌入其中。一接線盒82a從加熱器夾套86中延伸，並與一電源相連(未示出)，該電源為加熱加熱器元件84a提供能量。加熱器夾套86由高導電性材料構成，例如銅、鈹銅或銅合金。可供選擇地，加熱器夾套86也可由任何合適的導電性材料，例如鋼構成。
如圖5所示，加熱器夾套86的帶螺紋內表面88和噴嘴20a的帶螺紋外表面100相嚙合。在截面上，可以看到螺紋內表面88有一系列獨立的螺紋元件94。每個螺紋元件94包括第一表面96，該表面也可以被稱為前表面，以及相對的第二表面98，該表面也可以被稱為後表面。噴嘴20a的帶螺紋外表面100也類似地包括一系列獨立的噴嘴螺紋元件102。每個噴嘴螺紋元件102包括第三表面104和相對的第四表面106。如圖所示，加熱器夾套86的螺紋元件94的第一表面96被稱為前表面，該表面指向噴嘴螺紋元件102的第四表面106。
一鎖緊螺母108包括帶螺紋內表面110，以與熱流道噴嘴20a的帶螺紋外表面相嚙合。鎖緊螺母108包括一配合表面112，該表面鄰近加熱器夾套86的第二表面92和相對表面114。相對表面114指向熱流道噴嘴20a的噴嘴端部38a。鎖緊螺母108通常是傳統的鎖緊螺母結構，並由任何合適的導電性材料構成，例如鋼、銅、鈹銅或者銅合金。在某些情況下，螺母108可由導熱性不強的材料構成，例如鈦或鈦合金。當需要局部降低溫度時，螺母108可由絕熱材料構成。絕熱材料包括陶瓷如氧化鋯，聚醯胺如Vespel，該產品由杜邦生產，聚合物如聚四氟乙烯，該產品由杜邦生產，或者是TeekTM，該產品由Victrex生產，或者石墨。
參照圖6，示出了加熱器夾套螺紋元件94和噴嘴螺紋元件102之間接觸的放大視圖。根據本發明，當在冷或熱條件下將加熱器夾套86附著於噴嘴20a上時，加熱器夾套螺紋元件94和噴嘴螺紋元件102之間的接觸可以被維持。熱條件依賴於成型過程所需的溫度而變化。加熱器夾套86和噴嘴20a的徑向和軸向兩個方向的熱膨脹並不導致加熱器夾套86的帶螺紋內表面88和噴嘴20a的帶螺紋外表面100分離。螺紋元件94和102之間產生的夾緊力允許加熱器夾套86與噴嘴20a永久接觸，而不受加熱器組件80a溫度的影響。夾緊力的大小部分地取決於用於製造加熱器夾套86和噴嘴本體36a材料的熱膨脹係數。應當理解，如果噴嘴本體36a比加熱器夾套徑向膨脹得更大，則夾緊力更大。
虛線AA代表噴嘴20a的加熱情況，虛線BB代表加熱器夾套86的加熱情況。如圖所示，加熱器夾套86的螺紋元件94的第一表面96與噴嘴螺紋元件102的第四表面106恆定接觸。由於加熱器組件80的鎖緊螺母108向加熱器夾套86表面92的第二端表面施加一個力，導致相對表面94和106之間恆定接觸。因此，不論噴嘴20a和加熱器夾套80的溫度如何變化，加熱器夾套86的螺紋元件94的第一表面與噴嘴螺紋元件102的第四表面106保持恆定接觸。
加熱器夾套86的帶螺紋內表面88和噴嘴20a的帶螺紋外表面之間的夾緊力大小與噴嘴20a和加熱器夾套86的材料選擇有關。在本發明的另一實施例中，沿著加熱器夾套86提供一切口或狹槽。該狹槽為加熱器夾套進一步提供彈性，以對於特殊成型應用可以改變夾緊力。
應當理解，加熱器夾套86和噴嘴20a之間的螺紋連接並不局限於圖3-6所示的輪廓形狀。任何形狀的可使用的已知螺紋輪廓均可以被採用。對於使螺紋元件可相互充分接觸的那些螺紋輪廓，圖2的加熱器組件80a一般均可以使用。當加熱器夾套86位於噴嘴20a上時，在加熱器夾套86的內表面和噴嘴20a的外表面上還可印上、衝出、切割出或者模製出任何輪廓或者形狀，以提供一夾緊力。
加熱器組件34通過將加熱器夾套86旋接到熱流道噴嘴20a上而安裝，以使加熱器夾套86的帶螺紋內表面88和熱流道噴嘴20a的帶螺紋外表面相嚙合。熱流道噴嘴20a的帶螺紋外表面100提供一第一嚙合表面，該表面具有第一輪廓。加熱器夾套86的帶螺紋內表面88提供一第二嚙合表面，該表面具有第二輪廓。第一和第二輪廓相嚙合，從而將加熱器夾套86與熱流道噴嘴20a相連接。然後，鎖緊螺母108旋接到噴嘴20a的帶螺紋外表面100上。鎖緊螺母108的配合表面112與加熱器夾套86的第二端面92鄰近，以迫使加熱器夾套螺紋元件94的第一表面96與噴嘴的螺紋元件102相接觸。這種布置使得加熱器夾套86被夾緊於熱流道噴嘴20a上。
在圖3的注射成型裝置10a的運行過程中，一熱加壓可塑熔融流體被從機器噴嘴18引入岐管套管16。熔融流體流過岐管融流道14，流入噴嘴20a的噴嘴流道22a。熔融流體流入型腔26，該過程通過熱控制模具澆口24被選擇性地控制。
為了確保注射成型裝置10a的成功運行，當熔融流體流過噴嘴20a的噴嘴流道22a而流向模具澆口24時，熔融流體必須被維持在一定的溫度範圍內。加熱組件80因此加熱每個噴嘴20a。加熱器組件80的鎖緊螺母108迫使加熱器夾套的螺紋元件94和噴嘴螺紋元件102相互接觸，以使加熱器夾套86被夾緊於噴嘴20a上。這就允許在加熱器組件80和噴嘴20a之間產生高效熱傳遞，以加熱熔融流體。
參照圖7，該圖顯示加熱器組件80b的另一個實施例。加熱器組件80b與注射成型裝置10b的噴嘴20a相連，該裝置類似於圖3的注射成型裝置10a。加熱器組件80b與圖3所示的類似，並增加了一對彈簧120。該彈簧120位於鎖緊螺母108的配合表面112和加熱器夾套86的第二端面92之間。如圖8所示，彈簧120迫使加熱器夾套螺紋元件94的第一表面96與噴嘴螺紋元件102的第四表面106相接觸。彈簧120是貝氏盤(belleville discs)，彼此相對排列。
圖8的實施例允許鎖緊螺母108和加熱器夾套86之間相對移動。彈簧120在噴嘴20a和加熱器夾套86之間提供一個初始夾緊力或者載荷。彈簧120通過確保連續施加壓力於鎖緊螺母108和加熱器夾套86之間，以進一步補償因加熱而導致的熱膨脹。在冷或變化條件下，彈簧120也允許加熱器夾套86夾緊到噴嘴20a上。
圖9和10顯示不同的彈簧布置，該布置可被用於代替圖8中彈簧布置。圖9包括3個彈簧120，它們被相互套疊在一起。彈簧120的較大直徑側指向加熱器夾套86的第二端面92。圖10包括單一彈簧120。與圖9相似，彈簧120的較大直徑側指向加熱器夾套86的第二端面92。
應當理解，彈簧的類型不局限於貝氏盤。任何合適的彈簧都可以被使用。彈簧120可以用任何合適的材料製造。另一方面，彈簧120可以是一比加熱器夾套86和鎖緊螺母108的導熱性更高的導熱性元件。
加熱器組件80c的另一個實施例在圖11中示出。加熱器組件80c與注射成型裝置10c的噴嘴20a相連，該裝置與圖3的注射成型裝置類似。如圖12中所示，一彈簧120位於噴嘴20a的噴嘴頭34a和加熱器夾套86的第一端面90之間，而噴嘴頭34a與歧管裝配螺母62相連。彈簧120在噴嘴20a的噴嘴端部34a方向向加熱器夾套86施加力。這導致加熱器夾套螺紋元件94的第二表面98與噴嘴螺紋元件102的第三表面相鄰接。類似於圖7的實施例，彈簧120是貝氏盤，該彈簧以較大直徑側面向噴嘴頭34a。
圖13和14顯示了不同的彈簧布置，其可以被用來替換圖12的彈簧布置。圖13包括3個彈簧120，它們彼此層疊在一起。彈簧120的較大直徑側指向噴嘴頭34a。圖14包括一對彈簧120，它們彼此相對。
參照圖15-19，分別示出了標記為186、286、386、486、和586的第二、第三、第四、第五和第六加熱器夾套。加熱器夾套186、286、386、486、586可以被用來替換任何已公開的加熱器組件實施例中的加熱器夾套86圖15的加熱器夾套186包括一盤繞式加熱器元件184，該元件部分嵌入加熱器夾套本體122的外表面。在加熱器夾套本體122上形成一凹槽124，加熱元件184被壓入或焊入凹槽124。
圖16的加熱器夾套286包括一非盤繞式加熱元件284，該元件被卷繞在加熱器夾套本體122的周圍。一蓋套126圍繞著加熱器夾套本體122，以維持加熱元件284和加熱器夾套本體122相互接觸，從而允許產生高效熱傳導。
在圖17的加熱器夾套386中，一盤繞式加熱元件384被盤繞在加熱器夾套本體122周圍。一蓋套128圍繞著夾套本體122，以維持加熱元件384與加熱器夾套本體122的接觸，從而允許兩者之間高效熱傳導。
圖18的加熱器夾套486包括一薄膜層130，該薄膜層圍繞著加熱器夾套本體122。一模製的電加熱元件包含在薄膜層130中。薄膜層130由幾種不同的材料製造。這些薄膜材料包括絕緣和絕熱材料。這些薄膜層可以通過已知技術如噴塗、印刷、真空沉積施加。這些薄膜層可以直接被應用到噴嘴或者一與噴嘴20a相粘結或連接的分離部件上。加熱器夾套486包括一帶螺紋內表面88。接線盒82與薄膜層130相連，以使之與電源(未示出)相配套。一熱電偶132與加熱器夾套486相連，以此測量噴嘴20a的溫度。
圖17的加熱器夾套586包括多個筒式加熱元件584，可以任意方法使之定位，例如通過壓配合使之進入加熱器夾套本體122提供的孔134中。每個筒式加熱元件584包括一個接線盒82，該接線盒與電源相配套(未示出)。熱電偶136與加熱器夾套586相連，以此測量噴嘴20a的溫度。
圖15-19的加熱器夾套可以包括導熱性材料例如鋼、或者高導熱性材料例如銅、鈹銅或銅合金。
應當理解，對於注射成型技術領域的熟練技術人員來講，根據本發明的加熱器夾套可以進一步提供一用於嚙合工具的表面。例如，在加熱器夾套本體122上提供一類似於鎖緊螺母108的外表面的六角形表面，以便於加熱器夾套86的安裝和拆卸。
對於注射成型技術領域的熟練技術人員來講，應當理解，加熱器組件80可以用於任何前裝配噴嘴。此外，加熱器組件80也可以用於這樣的注射成型裝置，該裝置中並沒有提供從裝置模具側到噴嘴的通路。這類噴嘴的例子已在專利號為DE19601102的德國專利中示出。在這種情況下，噴嘴應當從注射成型裝置中拆卸下來，然後噴嘴端部、加熱器組件80或熱電偶可以被更換。
儘管已公開的加熱器組件被闡述為應用於熱流道噴嘴，然而相同的加熱器組件可以用於注射成型裝置的其它部位。根據本發明的另一個實施例，圖20中顯示一注射成型裝置10d。該注射成型裝置包括一管狀歧管12d，該歧管與注料口套管16d相連，該套管依次與裝置噴嘴18d相連。管狀歧管12d包括一對管狀軸1138，每個管狀軸1具有一個貫穿延伸的歧管熔融流道14d。管狀軸138至少部分具有螺紋。歧管熔融流道14d與熱流道噴嘴20d各自的噴嘴流道22d通過連接塊140相連接。每個連接塊140包括一通常為直角狀的熔融流道142，以此引導可塑熔融流體從歧管熔融流道14d流向噴嘴流道22d。加熱器夾套86d具有螺紋88d，該螺紋圍繞著每一個管狀軸138，由此嚙合螺紋。加熱器夾套86d包括接線盒82d，該接線盒用以和電源(沒有畫出)配套。如果需要，加熱器夾套86d可以替換為按照前述圖所公開的實施例中的任何加熱器組件。
為了安裝加熱器夾套86d，拆卸連接塊140，加熱器夾套被旋接於圓形軸138。在運行中，加壓可塑材料熔融流體從機器噴嘴17d被引入歧管套管16d。熔融流體流過歧管熔融流道14d，進入噴嘴18d的噴嘴流道22d，然後進入型腔(未示出)。當熔融流體流過歧管熔融流道14d時，加熱器夾套40d使之維持在一個適宜的溫度範圍內。
參照圖21，注射成型裝置10e的一部分被示出。其中，如圖所示，在該裝置中機器噴嘴18e直接將可塑材料的熔融流體送入直排噴嘴20e。根據本發明的實施例，直排噴嘴20e包括一個噴嘴流道22e，該流道具有一個轉向部分150。該轉向部分150延伸於噴嘴入口152和噴嘴流道22e的一個較低部位154之間。型腔26e的模具澆口24e位於接近噴嘴流道22e的較低部位154。型腔26e通過模板28e和型芯30e限定。在模芯30e中提供一冷卻流道158。一閥銷160貫穿延伸於噴嘴流道22e的較高部位156和較低部位154，並與模具澆口24e對準。在噴嘴20e的任意一側排列著一對活塞162和圓柱體164，以此驅動閥銷/活塞連通管166。閥銷/活塞連通管166與閥銷160相連，以此使閥銷如箭頭70所示在噴嘴流道22e中軸向運動。在噴嘴流道22e的較高部位156和較低部位154之間提供一密封構件168，從而堵擋熔融流體流向較高部位156。密封構件168也可以用作導引構件，以引導閥銷160的軸向運動。
一類似於圖11所示的相應組件的加熱器組件80e圍繞著噴嘴20e。加熱器夾套86e的帶螺紋內表面和噴嘴20e的帶螺紋外表面相嚙合。彈簧120e被排列於噴嘴頭34e和加熱器夾套86e之間。加熱器夾套86e進一步包括孔170，從而允許閥銷/活塞連接件166通過。為安裝加熱器組件80e，閥銷/活塞連接件166通過軸滑動脫離與活塞162的嚙合從而被拆卸。然後加熱器組件80e被旋接到噴嘴20e上。
在運行中，可成型材料加壓熔融流體從裝置噴嘴18e引入噴嘴入口152。熔融流體流過噴嘴流道22e的轉向部分150，流入噴嘴20e的較低部位154。通過活塞162軸向移動閥銷160，閥銷/活塞連接件166可以如箭頭172所示移動。因此，型腔26e中的熔融流體可以通過閥銷160與模具澆口24e進行嚙合和退出嚙合選擇性地被控制。
根據本發明加熱器組件80f的另一個實施例在圖22中示出。該注射成型裝置10f與圖2的注射成型裝置類似，因此不再進一步詳細說明。加熱器組件80f與圖3的實施例類似，然而，鎖緊螺母108已經被噴嘴端部螺母180替換。噴嘴端部螺母180被旋上噴嘴20f，以使之接近加熱器夾套86f。不同於鎖緊螺母108，噴嘴端部螺母180僅僅能夠在噴嘴20f上移動預定長度。其好處在於，加熱器夾套80f的安裝得以簡化，因為當噴嘴端部螺母180在完全安裝位置時，對於操作者是很清楚的。
參照圖23，示出了根據本發明的加熱器組件80g的另一個實施例。該注射成型裝置10g與圖2的注射成型裝置類似，因此不再進一步詳細說明。加熱器組件80g包括一加熱器夾套86g，該組件具有一環形槽182。該環形槽182在加熱器套筒86g和噴嘴20g之間提供一氣隙188。該氣隙188沿預定長度隔絕噴嘴20g，以此沿著噴嘴20g隔絕熱量。在加熱器夾套86g與噴嘴20g接觸處，熱量僅直接傳導給噴嘴20g。在這樣的布置方式中，沿噴嘴本體36g在不同點傳導給噴嘴20g的熱量能夠被控制。
應當理解，環形槽182可以用於前述任何類型的加熱器夾套。進一步應當理解，加熱器夾套86g可以被用於任何前述加熱器組件的實施例。
儘管已經闡述了本發明的優選實施例，但本領域的技術人員應當理解，按所附權利要求限定作出的變化和修改均不背離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種注射成型裝置，它包括一岐管，該岐管具有用於接收可塑材料加壓熔融流體的岐管流道，所述岐管流道用以輸送熔融流體到一噴嘴的噴嘴流道；一用以接收來自所述噴嘴的熔融流體的型腔，所述噴嘴流道與所述型腔通過一模具澆口相互連通；一加熱器組件，其設置在所述噴嘴上，用以加熱所述可塑材料熔融流體，所述加熱器組件具有與所述噴嘴的一帶螺紋外表面相嚙合的帶螺紋內表面；其中，熱量通過加熱器組件和噴嘴之間的螺紋的接觸從所述加熱器組件傳遞到所述噴嘴。
2.如權利要求1所述的注射成型裝置，其特徵在於，所述加熱器組件進一步包括一加熱器夾套，該夾套具有一帶螺紋內表面，一加熱器元件與所述加熱器夾套相連接。
3.如權利要求2所述的注射成型裝置，其特徵在於，所述加熱器組件進一步包括一鎖緊螺母，該螺母位於加熱器夾套鄰近，以此鄰接加熱器夾套，並迫使所述加熱器夾套的所述螺紋與所述噴嘴的外表面的螺紋相嚙合。
4.如權利要求3所述的注射成型裝置，其特徵在於，所述加熱器組件進一步包括一彈簧，所述彈簧與所述加熱器夾套相接觸，以此進一步迫使所述加熱器夾套的所述螺紋與所述噴嘴的外表面的螺紋相嚙合。
5.如權利要求4所述的注射成型裝置，其特徵在於，所述彈簧位於所述鎖緊螺母和所述加熱器夾套之間，以迫使所述加熱器夾套的螺紋的前端面與所述噴嘴的外表面的螺紋相嚙合。
6.如權利要求2所述的注射成型裝置，其特徵在於，一彈簧位於所述加熱器夾套和所述噴嘴的一噴嘴頭之間，以迫使所述加熱器夾套的螺紋的後端面與所述噴嘴的外表面的螺紋相嚙合。
7.如權利要求1所述的注射成型裝置，其特徵在於，所述加熱元件為至少一個與至少一個電源相連接的電加熱器元件。
8.如權利要求7所述的注射成型裝置，其特徵在於，所述加熱元件可以從嵌入式盤管加熱元件、薄膜加熱元件、圓筒加熱元件以及感應加熱元件中選擇。
9.如權利要求8所述的注射成型裝置，其特徵在於，所述嵌入式盤管加熱元件被澆鑄入所述加熱器夾套。
10.如權利要求9所述的注射成型裝置，其特徵在於，所述嵌入式盤管加熱元件被焊入所述加熱元件的外表面。
11.一種注射成型裝置的加熱器組件，所述加熱器組件包括一加熱器夾套，該夾套具有一帶螺紋內表面，該表面用以與一注射噴嘴的噴嘴本體的帶螺紋外表面相嚙合；一位於所述加熱器夾套附近的鎖緊螺母，所述鎖緊螺母用以與所述噴嘴本體的帶螺紋外表面選擇性地嚙合；其中，所述鎖緊螺母鄰接所述加熱器夾套，並迫使所述加熱器夾套的帶螺紋內表面與所述噴嘴本體的帶螺紋外表面不受所述加熱器夾套溫度變化影響地相接觸。
12.如權利要求11所述的加熱器組件，其特徵在於，進一步包括一彈簧，該彈簧圍繞著所述噴嘴，並鄰接所述加熱器夾套，所述彈簧增加了所述加熱器夾套的螺紋和所述噴嘴的外表面的螺紋的接觸量。
13.一種注射噴嘴，該噴嘴包括一噴嘴本體，該本體具有一貫穿延伸的噴嘴流道，所述噴嘴本體具有第一嚙合表面，該表面具有第一輪廓；一設置在所述噴嘴本體上的加熱器，該加熱器用以加熱可塑材料熔融流體，所述加熱器具有第二嚙合表面，該表面具有第二輪廓；其中，所述加熱器和所述噴嘴本體通過所述第一輪廓與所述第二輪廓的交互作用被相互連接在一起。
14.如權利要求13所述的注射噴嘴，其特徵在於，所述第一輪廓和所述第二輪廓為螺紋。
15.如權利要求13所述的注射噴嘴，其特徵在於，所述第一輪廓和所述第二輪廓為配合凹槽。
16.一種注射成型裝置，它包括一岐管，該岐管具有接收可塑材料加壓熔融流體的岐管流道，所述岐管流道用以輸送熔融流體到一型腔；一注射噴嘴，該噴嘴具有一噴嘴本體和一噴嘴流道，所述噴嘴本體具有第一嚙合表面，該表面具有第一輪廓；一設置在所述噴嘴本體上的加熱器，該加熱器用以加熱所述可塑材料熔融流體，所述加熱器具有第二嚙合表面，該表面具有第二輪廓；其中，熱量通過所述第一輪廓和第二輪廓之間的接觸從所述加熱器組件傳遞到所述噴嘴。
17.如權利要求16所述的注射噴嘴，其特徵在於，所述第一輪廓和所述第二輪廓為螺紋。
18.如權利要求16宿舍的注射噴嘴，其特徵在於，所述第一輪廓和所述第二輪廓為配合凹槽。
19.一種注射成型裝置，它包括一岐管，該岐管具有接收可塑材料加壓熔融流體的岐管流道，所述岐管流道用以輸送熔融流體到一噴嘴的噴嘴流道；一用以接收來自所述噴嘴的熔融流體的型腔，所述噴嘴流道與所述型腔通過一模具澆口相互連通；一設置在所述噴嘴上的加熱器組件，其用以加熱所述可塑材料熔融流體，所述加熱器組件具有與所述噴嘴的一帶螺紋外表面相嚙合的帶螺紋內表面。
20.一種注射成型裝置，它包括一岐管，該岐管具有接收可塑材料加壓熔融流體的岐管流道，所述岐管流道用以輸送熔融流體到一噴嘴的噴嘴流道；一用以接收來自所述噴嘴的熔融流體的型腔，所述噴嘴流道與所述型腔通過一模具澆口相互連通；一提供於所述噴嘴上並用以加熱所述可塑材料熔融流體的加熱器組件，所述加熱器組件具有和所述噴嘴的一帶螺紋外表面相嚙合的帶螺紋內表面；其中，所述帶螺紋內表面和帶螺紋外表面的接觸不受溫度影響而得以保持。
21.一種注射成型裝置，它包括一歧管，該歧管具有至少一個管狀歧管軸，所述歧管軸具有用以接收可塑材料加壓熔融流體的至少一個歧管流道，所述歧管流道用以輸送熔融流體到一注射噴嘴的噴嘴流道；一用以接收來自所述噴嘴的熔融流體的型腔，所述噴嘴流道與所述型腔通過一模具澆口相互連通；以及一設置在所述歧管軸上並用以加熱所述可塑材料熔融流體的加熱器組件，所述加熱器組件具有與所述歧管軸的一帶螺紋外表面相嚙合的帶螺紋內表面；
22.一種可拆卸地將加熱器夾緊於注射噴嘴上的方法，該方法包括提供一具有帶螺紋外表面的注射噴嘴；提供一加熱器組件，該加熱器組件具有一加熱器夾套，該加熱器夾套具有一帶螺紋內表面；在一不受成型條件影響的溫度下，將所述加熱器組件夾持到所述注射噴嘴上。
23.一種在注射成型裝置中組裝加熱器的方法，該方法包括提供一具有帶螺紋外表面的注射噴嘴；提供一加熱器組件，該加熱器組件具有一加熱器夾套，所述加熱器夾套具有一帶螺紋內表面；將加熱器組件旋接到所述注射噴嘴上，並在所述加熱器組件和所述注射噴嘴之間產生一夾緊力，以使加熱器組件和注射噴嘴之間的表面接觸最大化。
全文摘要
一種用於注射成型裝置的加熱器組件，它包括一加熱器夾套，該夾套具有一帶螺紋內表面，以用於與一噴嘴的噴嘴本體或歧管的帶螺紋外表面相嚙合。一夾緊元件例如鎖緊螺母或彈簧鄰近加熱器夾套設置。鎖緊螺母和/或彈簧鄰接加熱器夾套，以迫使加熱器夾套的帶螺紋內表面與噴嘴本體的帶螺紋外表面相接觸。通過藉助螺紋將加熱器夾緊到噴嘴上，傳遞至噴嘴的熱量可不受加熱器溫度影響地保持在最佳範圍內。
文檔編號H05B3/46GK1500611SQ03158090
公開日2004年6月2日 申請日期2003年8月4日 優先權日2002年8月2日
發明者羅伯特·西西里亞, 丹尼斯·L·巴賓, 漢斯·岡瑟, L 巴賓, 岡瑟, 羅伯特 西西里亞 申請人:標準模具有限公司