专利名称：分层热流道分流板的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于塑料注射成型的热流道分流板，更具体的是涉及改进 的两件式热流道分流板。
背景技术：
热流道分流板通常用于塑料材料的注射成型。分流板用于将熔化的塑 料材料从注射成型机传输到多个套管或喷嘴处。分流板具有通道或沟道， 用于将熔化的塑料材料传输到套管或喷嘴，并最终到模腔。加热件或加热 元件容纳在分流板之内或之上，并且将分流板中的塑料材料保持在模制所 需温度下。
传统的分流板典型地由金属材料的单一块或单一件制成。这些分流板 中的沟道或通道典型地通过钻削形成，例如通过枪式孔钻。然而，很难使 通过枪式孔钻形成的流动沟道孔内部研磨或者光滑，并且在两个或多个钻 孔相遇的交点处所形成的角产生了额外的问题。尖锐的角阻碍了塑料材料 的平滑流动，并且流动沟道光滑度方面的任何缺点或缺陷都能对材料产生 不利，并且会留下残余材料，在模制过程完成以后对最终产品的质量或者 分流板的清洁都产生困难。
已经开发出两件式热流道分流板，用以解决上面提到的一些问题。在 两件式结构中，流动沟道通过使在两件分流板的每一个中的半圆凹口相配 合而形成。当这两件配合在一起的时候，两个凹口形成细长的圆形流动沟 道。
两件式分流板产生的问题涉及模制期间牢固^k将两件保持在一起并提 供光滑沟道方面，尤其是在分流板结合在一起的两个表面上。将分流板的 两件焊接或者螺栓连接在一起不总是能产生令人满意的结果。而且，使用 粘结或青铜化处理来将分流板的两件保持在一起也不能总是取得满意效 果。举个例子，铜材料会导致在用于熔融塑料的流动沟道内的合模线处材 料的突出。而且，在沿着合模线有青铜材料不均匀的地方会出现空腔。任何一种情况都会造成塑料材料遗留在沟道中，在要模制的最终产品中产生 不期望的结果。
因此，需要一种热流道分流板，其能够改善单件分流板的缺陷以及两 件式分流板的缺陷。因此，本发明的期望以及一个目的是提出一种改善的 分流板结构，其消除或者减小了上面提到的一件式或两件式分流板结构的 问题。
发明内容
根据本发明，提供了一种两件式热流道分流板。所述分流板结构的两 个部分或元件具有相配合的结构，例如栓柱和插口、隆起和槽，或者阶梯， 其防止了两个元件之间的青铜化材料或者其他粘结材料不利地影响流动沟 道或通道处的合模线。提供用于粘结材料的凹口。
通过本发明，塑料熔融物沟道相遇处的合模线可以精确加工，使得合 模线的配合光滑。相配合的结构防止两个元件之间的青铜化材料或者其他 材料不利地影响流动沟道或通道处的合模线。
两个分流板件可以通过任何传统的方式保持在一起，例如通过螺栓连 接、青铜化或者焊接，但优选地还包括十字销件连接。销件位于沟道内， 其穿过两个模具部件防止它们分离。相配合的结构的一些或者全部可以被 穿过十字销，例如栓柱和插口、隆起和槽，或者阶梯。
在一个实施例中，两个分流板件只是通过十字销件保持在一起。不使 用粘结材料。在另一个实施例中，两个分流板件只是通过位于相配合的结 构附近的青铜化材料或者粘结材料而保持在一起。当使用粘结材料的时候， 加热件可以以传统方式设置。
当使用十字销件的时候，还有可能使用与分流板件所使用的材料相比 膨胀系数或膨胀率不同的材料。结果，十字销件增加的膨胀将增加十字销 的保持强度并进一步帮助将两个模具部件牢固地保持在一起。
在使用十字销件而不使用粘结材料的一些实施例中，本发明允许分流 板加热件设置得更靠近塑料熔融物沟道。这改善了辐射热的分布，同时改 善了塑料材料的处理，并可能提高加热件的寿命。
本发明的这些以及其他目的将通过下面的优选实施例连同所附的附图
8和权利要求的描述而变得清楚。
本发明的实施例将参考附图来更详细描述，其中相同的参考标号表示 相同的结构。
图1是传统塑料注射成型系统的示意图。
图2是根据本发明的两件式热流道分流板的示意性透视图。
图3是图2所示热流道分流板的截面图，沿着图2的线3-3剖视。
图4是图3所示热流道分流板的一部分的放大图。
图5示出了本发明的作为选择的一个实施例。
图6和图7示出了本发明的其他优选实施例。
具体实施例方式
图1是传统的塑料注射成型系统10的示意图，示出了本发明使用的一 些基本元件。塑料注射成型工艺用于模制今天广为使用的塑料产品和元件。 在这种工艺中，塑料材料在注射成型机中熔化，并且然后通过喷嘴从注射 成型机注入模具或工具的空腔内。模腔成形或加工成待制造部件或元件的 形状。塑料材料典型地通过套管或喷嘴注入到模腔内。模具或工具本身通 过传统的冷却装置冷却以在模腔填满的时候使塑料材料硬化。
一旦模腔内的塑料材料被充分冷却和硬化到能自支撑，模具就打开且 部件被移出。此后，模具关闭并且另一个循环开始。
如图1所示，塑料材料通过喷嘴30注入，喷嘴30连接于一个注射成 型机(未示出)。塑料材料穿过热流道分流板12中的通道或流动沟道22A 和22B。塑料材料穿过套管或喷嘴15流入模具14中的模腔20内。模具14 由两个模具部件或模具部分16和18构成。如上面提到的，在今天的传统 模制操作中，热流道分流板12可以由单独一块金属材料制成或者由两件制 成。在任一实施例中，分流板通过多个加热件或类似物加热，用以将通道 22A和22B中的塑料材料保持在熔化状态。加热件典型地位于分流板内侧 或者在外表面或者两者都有。而且，优选地，套管或喷嘴15也被加热，因 此保持在到达模腔20的整个通道中使塑料材料保持在熔化状态。
9根据本发明的一个实施例的两件式热流道分流板在图2中示出，并且 总体上以参考标号31表示。分流板由紧密保持在一起的两个分流板件32 和34构成。如上面所述，塑料材料通过热流道分流板31注入模腔内。塑 料材料通过与注射成型机(未示出)相连的一个喷嘴30注入热流道分流板 内。注入到分流板31内的塑料材料穿过加工在分流板件32和34中的通道 22A和22B。在这个实施例中，加热件50和52位于分流板31的外表面上。 可以按照期望的那样提供用于放置加热件的槽。如图3所示，流动沟道22A 和22B由两个半圆沟道构成，这两个沟道加工或者形成于分流板件32和 34中。根据本发明，通道或者流动沟道22A和22B可以具有任何特定形状， 并且可以根据需要或者期望加工成弯曲构造。
在与流动沟道22A和22B相邻的表面处，分流板件32和34的配合表 面尽可能造得光滑且平坦。因此，图3和4中示出的尺寸"E"应该尽可能 接近0。通过这种方式，通过通道22A和22B流动的塑料材料不会泄露到 合模线内，而是保持在流动沟道的圆周内。
而且，根据本发明，具有多个相配合的隆起件和槽件，或者阶梯60。 阶梯沿着模具部件32和34之间的配合表面的长度设置，如图所示。阶梯 包括一个突出的隆起件62和一个相配合的槽件或腔件64 (见图4)。如所 示，具有多个相配合的阶梯，但精确的数量依赖于所提供的热流道分流板 的尺寸和形状。
在模具部件32和34的表面区域上具有阶梯。根据本发明的一个实施 例，该表面加工得稍微分离一定距离，以便于提供用于像青铜化材料或类 似物那样的粘结材料的空间。这些距离在图3和4中由距离"D"表示，并 且优选地是在0.001-0.010英寸范围内。
当两个相配合的分流板件32和34放置在一起的时候，像青铜那样的 粘结材料位于图3中A、 B、 C所指的区域，并且阶梯设置在这些区域中。 这允许粘结材料扩散并将两个模具部件32和34牢固地粘结在一起，而同 时允许在流动沟道和加热件所处区域的主表面保持稳固接触。粘结材料典 型地是金属材料，并且以片材提供。片材具有与尺寸D大体相等或者比之 稍小的厚度。其他粘结材料包括铜。
尽管相信青铜化材料或者粘结材料本身足以将两个分流板件32和34保持在一起，然而也还可能利用传统的机构，例如螺栓或者焊接，用以迸 一步确保两个分流板件在模制期间保持其配合状态。根据本发明的另一个
实施例，两个分流板件32和34可以以图3、 4、 5所示的方式保持在一起。
在图3中，十字销件70位于分流板件32和34中形成的沟道或孔72 中，如图所示。沟道穿过突起的隆起或者阶梯而钻，使得当销布置在沟道 内的时候，销使两个分流板件配合在一起。
销优选地穿过超过一个以上的隆起或阶梯，用于增加保持能力。优选 地，十字销件穿过每个栓柱/插口、槽/隆起或阶梯而布置。这将增加将两个 分流板件保持在一起的保持力。
在本发明的另一个实施例中，十字销件70可以具有与用于形成分流板 件32和34的金属材料不同的膨胀率以及膨胀系数。换句话说，用于形成 十字销件70的金属材料优选为这样一种金属材料，其膨胀系数允许销件的 膨胀量比形成分流反件32和34的材料更多。因此，当使用根据本发明的 热流道分流板31时，十字销件70将在系统被加热的时候膨胀，因此更加 牢固地将分流板件保持在一起并且增加十字销件的保持强度。
图5示出了本发明的作为选择的一个实施例。在这个实施例中，热流 道分流板100包括相配合的分流板件102和104。用于将分流板件保持在一 起的阶梯件形成为三角形隆起和槽110。在这个实施例中，塑料熔融物沟道 以参考标号22A，和22B，表示，并且加热件以参考标号50'和52'表示。此外， 十字销件以参考标号70'表示。
图5所示作为选择的实施例示出了本发明所利用的将根据本发明的热 流道分流板的两件式元件配合并保持在一起的阶梯件的精确形状实际上可 以具有对于本领域普通技术人员来讲显而易见的任何截面尺寸和形状。因 此，本发明并不限制于相配合的阶梯件或者相配合的隆起件和槽件的任何 特殊尺寸和形状。
如图3和5所示，加热件或加热元件位于分流板件的外表面上，并且 它们在粘结过程完成后放置。以这种方式，粘结过程的热量不会不利地影 响加热件。当然，发现这种方式不会不利地影响加热件，那么有可能将加 热件设置在分流板件内部(例如图6所示)，优选地设置在所示两个分流板 件中加工或形成的半圆沟道中。
ii还有可能在塑料熔融物流动沟道22A和22B中包括管件，用以促进塑 料材料穿过它们而流动。该结构例如在美国专利6749422中所示，该专利 在此结合以供参考。
此外，板状件可以同沟道管件一起使用以改善分流板内的热分配。板 状件可以是设置在流动沟道22A和22B中的管件的一个或多个侧面上的弯 曲的铜件。铜板可以是例如美国专利6749422中公开的类型，该专利在此 结合以供参考。
本发明的一个实施例120在图6中示出，并且只使用十字销件122将 两个配合的分流板件124、 126保持在一起。没有使用粘结材料。通过这个 实施例，不需要用于粘结材料的凹口，并且两个分流板半部在它们整个配 合表面加工成紧公差。两个分流板件的交点处以同上面一样的方式设有塑 料沟道128，并且十字销件122在分流板的大部分或整个长度或宽度上延 伸。
用于加热件的通道或沟道130以任何传统方式被加工在模具部件124 和126的配合表面上。通过这个实施例，加热件优选地紧邻着塑料流动沟 道128设置，因此将流动沟道内的材料保持在更加恒定和均匀的温度。通 过将加热件设置得更靠近塑料熔融物沟道并且在分流板件中间，辐射热的 分配以及塑料材料本身的处理得到改善。此外，加热件的寿命可以增加。
图7示出了用于将两个分流板件保持在一起的互锁机构的另一个形式。 在这个实施例中，两个分流板件140、 142具有多个相配合栓柱144和插口 146。(如果具有多个栓柱件和插口件，两个相配合的分流板件将类似于对 开式铁心或类似物)。
塑料树脂沟道148A、 B和150A、 B形成在两个配合表面中并且绕过 栓柱件和插口件，用以将塑料材料从注射成型机传输到浇口套管和模腔。 栓柱件和插口件之间的凹口 (未示出)用于青铜化材料或者其他粘结材料， 使得临近塑料流动沟道或通道的配合表面可以彼此齐平，如上面所指出的 那样。
图7示出了沟道或槽160中的加热件也在配合表面上。然而，如上面 所述，如果粘结过程不利地影响加热件，那么加热件沟道和加热件应该以 上面图3和5所示方式提供在分流板的外表面上。还应该指出的是，术语"隆起件"和"栓柱件"并不用于限制，术语 "凹口"和"插口件"也一样。根据本发明，在两个分流板件之一的配合 表面上形成或提供有一个或多个突起或升起件，而不管使用什么术语或词 语来描述它们，也不管升起件的尺寸、形状或构造如何。升起或突起件可 以是栓柱形、按钮形、杆形、圆柱形、凸台形、方形、六边形或者任何形
状，并且在配合表面上方任何距离或高度(尽管典型的是l-6英寸)。类似 的，另一分流板件的另一个配合表面上的中空腔配合件可以称为任何名字， 只要它们具有同升起件相同的尺寸、形状、构造和深度。在不使用粘结材 料的实施例中，配合的升起和凹口件最好应该具有充分一致的尺寸。然而， 如果使用粘结材料，那么在隆起和凹口件上的配合表面的一个或多个之间 最好具有0.001-0.010英寸的间隙或空间。
尽管本发明是就具体实施例进行的图示和描述，但本领域技术人员能 对该实施例实现多种变化和替换。因此，本发明只是以所附权利要求为限 制。
权利要求
1. 一种用于对塑料材料进行注射成型的热流道分流板，所述分流板包括第一分流板件，其具有第一表面；第二分流板件，其具有第二表面；所述第一表面和第二表面每个都具有形成于其内的熔融物流动沟道部分；并且所述第一表面具有形成于其上的至少一个细长隆起件，且所述第二表面具有形成于其内的至少一个相配合的细长凹口；其中，当所述第一分流板件和第二分流板件配合在一起以形成所述热流道分流板的时候，所述熔融物流动沟道部分配合在一起形成完整的熔融物流动沟道，并且所述至少一个隆起件位于所述凹口中。
2. 如权利要求1所述的热流道分流板，其特征在于，进一步包括至少 一个十字销件，所述十字销件位于所述第一分流板件和第二分流板件内以 帮助将所述分流板件紧固在一起。
3. 如权利要求2所述的热流道分流板，其特征在于，所述十字销件由 与形成所述第一分流板件和第二分流板件的材料相比膨胀程度更大的材料 制成。
4. 如权利要求1所述的热流道分流板，其特征在于，多个细长的隆起 件形成于所述第一分流板件上，并且多个相配合的凹口件形成于所述第二 分流板件上。
5. 如权利要求4所述的热流道分流板，其特征在于，进一步包括至少 两个销件，其位于所述第一分流板件和第二分流板件中，用以帮助将所述 分流板件紧固在一起。
6. 如权利要求1所述的热流道分流板，其特征在于，所述隆起件具有 阶梯构造。
7. 如权利要求1所述的热流道分流板，其特征在于，进一步包括设置 在所述第一分流板件和第二分流板件之间的粘结材料，用于帮助将所述分 流板件紧固在一起。
8. 如权利要求7所述的热流道分流板，其特征在于，所述粘结材料是 青铜材料。
9. 如权利要求1所述的热流道分流板，其特征在于，所述第一表面和 第二表面在紧邻所述熔融物流动沟道部分处没有任何间隙地配合在一起， 并且在紧邻所述相配合的隆起件和凹口处间隔开。
10. 如权利要求9所述的热流道分流板，其特征在于，所述间隔的范围 在0.001-0.010英寸之间。
11. 如权利要求9所述的热流道分流板，其特征在于，所述粘结材料设 置在所述间隔区域中。
12. 如权利要求ll所述的热流道分流板，其特征在于，所述粘结材料 是青铜材料。
13. —种用于对塑料材料进行注射成型的热流道分流板，所述分流板包括第一分流板件，其具有第一表面； 第二分流板件，其具有第二表面；所述第一表面和第二表面每个都具有形成于其内的熔融物流动沟道部 分；并且所述第一表面具有形成于其上的至少一个栓柱件，且所述第二表面具有形成于其内的至少一个相配合的插口件；其中，当所述第一分流板件和第二分流板件配合在一起以形成所述热 流道分流板的时候，所述熔融物流动沟道部分配合在一起形成完整的熔融 物流动沟道，并且所述至少一个栓柱件位于所述插口件中。
14. 如权利要求13所述的热流道分流板，其特征在于，进一步包括至 少一个十字销件，所述十字销件位于所述第一分流板件和第二分流板件内 以帮助将所述分流板件紧固在一起，所述十字销件部分地穿过所述已配合 的栓柱件和插口件而定位。
15. 如权利要求14所述的热流道分流板，其特征在于，所述十字销件 由与形成所述第一分流板件和第二分流板件的材料相比膨胀程度更大的材 料制成。
16. 如权利要求13所述的热流道分流板，其特征在于，多个栓柱件形 成于所述第一分流板件上，并且多个相配合的插口件形成于所述第二分流 板件上。
17. 如权利要求16所述的热流道分流板，其特征在于，进一步包括至 少两个销件，其位于所述第一分流板件和第二分流板件中，用以帮助将所 述分流板件紧固在一起。
18. 如权利要求13所述的热流道分流板，其特征在于，进一步包括设 置在所述第一分流板件和第二分流板件之间的粘结材料，用于帮助将所述 分流板件紧固在一起。
19. 如权利要求18所述的热流道分流板，其特征在于，所述粘结材料 是青铜或铜材料。
20. 如权利要求13所述的热流道分流板，其特征在于，所述第一表面和第二表面在紧邻所述熔融物流动沟道部分处没有任何间隙地配合在一 起，并且在紧邻所述相配合栓柱件和插口件处间隔开。
21. 如权利要求20所述的热流道分流板，其特征在于，所述间隔范围 在0.001-0.010英寸之间。
22. 如权利要求20所述的热流道分流板，其特征在于，所述粘结材料 设置在所述间隔区域中。
23. 如权利要求22所述的热流道分流板，其特征在于，所述粘结材料 是青铜或铜材料。
24. —种用于对塑料材料进行注射成型的热流道分流板，所述分流板包括第一分流板件，其具有第一表面；第二分流板件，其具有第二表面； 至少一个十字销件；所述第一表面和第二表面每个都具有形成于其内的熔融物流动沟道部分；所述第一表面具有形成于其上的多个突起件，且所述第二表面具有形 成于其内的相应数量的相配合的凹口件；其中，当所述第一分流板件和第二分流板件配合在一起以形成所述热 流道分流板的时候，所述熔融物流动沟道部分配合在一起形成完整的熔融 物流动沟道，并且所述突起件之一位于所述凹口件之一中；并且其中，所述十字销件位于所述第一分流板件和第二分流板件内以帮助 将所述分流板件紧固在一起。
25. 如权利要求24所述的热流道分流板，其特征在于，所述十字销件 部分地位于所述已配合的突起件和凹口件中的至少一个中。
26. 如权利要求24所述的热流道分流板，其特征在于，所述十字销件 由与形成所述第一分流板件和第二分流板件的材料相比膨胀程度更大的材 料制成。
27. 如权利要求24所述的热流道分流板，其特征在于，进一步包括至 少两个十字销件，所述十字销件位于所述第一分流板件和第二分流板件中， 用以帮助将所述分流板件紧固在一起。
28. 如权利要求24所述的热流道分流板，其特征在于，进一步包括设 置在所述第一分流板件和第二分流板件之间的粘结材料，用于帮助将所述 分流板件紧固在一起。
29. 如权利要求28所述的热流道分流板，其特征在于，所述粘结材料 是青铜或铜材料。
30. 如权利要求24所述的热流道分流板，其特征在于，所述第一表面 和第二表面在紧邻所述熔融物流动沟道部分处没有任何间隙地配合在一 起，并且在紧邻所述相配合的突起件和凹口件处间隔开。
31. 如权利要求30所述的热流道分流板，其特征在于，所述间隔范围 在0.001-0.010英寸之间。
32. 如权利要求30所述的热流道分流板，其特征在于，所述粘结材料 设置在所述间隔区域中。
全文摘要
本发明公开了一种两件式热流道分流板，具有在两个配合表面以凹口形式形成的塑料流动沟道。沿着两个相配合的分流板件的配合表面具有一个或多个配合结构，例如栓柱和插口、隆起和槽结构，或者类似物。像青铜那样的粘结材料可以用来将热流道分流板的两件保持在一起。优选地使用十字销件将两个相配合的分流板件连接在一起。
文档编号B29C45/00GK101479089SQ200680050409
公开日2009年7月8日 申请日期2006年11月3日 优先权日2005年11月4日
发明者J·布伦迪 申请人:英科公司