专利名称：注入模制用圆柱形总管嵌入件及其制造方法
技术领域：
本发明大体上涉及注入模制装置及其制造方法，更具体地讲，涉及这样的装置及方法，其中每个均具有由其通过而伸展的曲线熔融液管道的若干个圆柱形嵌入件每个均牢固地安装在贯通熔融液分配总管而伸展的若干间隔的横向开口的一个开口的预定位置中。
具有加热的熔融液分配总管和若干间隔的、每个均用于将熔融液输送至不同浇口的加热喷嘴的注入模制装置是人所熟知的。熔融液分配总管具有熔融液通道，该通道具有若干从一个共同入口部向外伸展以将熔融液输送至间隔的加热喷嘴的分支。每个喷嘴具有一个与熔融液分配总管中熔融液通道分支成90°伸展的中心熔融液孔。还知要将嵌入件或塞子对准喷嘴安装在贯通熔融液分配总管而伸展的横向开口中。每个嵌入件包含一条带有光滑曲线弯头的熔融液管道，该弯头从与熔融液分配总管中熔融液通道的相应分支对准的入口通过90°延伸至与贯穿已对准的喷嘴的熔融液孔相对准的出口。
为避免颜色变化问题及熔融液中的应力，将通过每件嵌入件的熔融液管道十分精确地对准熔融液通道的相应分支和贯通相应喷嘴的中心熔融液孔是十分关键的。将嵌入件固定在位以承受加压熔融液流经熔融液管道中弯头时产生的向后力也是很重要的。1993年1月20日公开的标准模具有限公司的名称为“具有可装卸嵌入件的注入模制总管”2,047,461号加拿大专利申请公开了一种嵌入件，它们由对准销钉加以对准，并呈锥形以承受熔融液流经曲线熔融液管道时产生的力。1994年11月22日授予Gellert的美国专利5,366,369公开了一种嵌入件，它们具有外法兰部分，用以承受这些相同的力从而将它们牢固地夹持在位。但是，现有的这些嵌入件的缺陷在于，它们的制造成本较贵，在对准方面还存在一些问题，特别当模制某些对剪切十分敏感的现代材料时更是如此。
因此，本发明的一个目的是提供一种注入模制装置以及一种改进的方法以便至少部分克服现有技术的缺陷，这种注入模制装置更容易制造，而此方法则能精确地安装嵌入件，并将它们牢固地夹持在位。
为此目的，本发明根据其一个方面提出一种注入模制装置，该注入模制装置具有一个加热熔融液分配总管以及若干固定在模具中的分隔开的加热喷嘴。每一加热喷嘴具有穿过其中而伸展的熔融液孔，用于将熔融液传输至导向模腔的浇口。熔融液分配总管具有一条熔融液通道及若干从其通过而伸展的分隔开的横向开口，且每一横向开口对准一个喷嘴。熔融液通道具有若干从一个共同的入口部向外伸向每个喷嘴的分支。若干嵌入件或塞子中的每个都具有一个后表面、一个前表面、一个外表面和一个由其通过而伸展的熔融液管道。每个嵌入件安放在熔融液分配总管的一个横向开口中，并以其前表面抵靠着相应喷嘴的后端。熔融液管道具有一个从外表面上的、与熔融液分配总管中熔融液通道的一条分支相匹配对准的入口基本通过90°而伸展至前表面上的、与通过相应喷嘴的熔融液孔相匹配对准的出口的光滑曲线弯头。熔融液分配总管中的每个横向开口是圆柱形的。每个嵌入件的外表面也是圆柱形的，并紧密地装配在熔融液分配总管中所述横向开口之一中。每个嵌入件具有一个对准及定位销钉或塞子，该销钉紧密地装配在熔融液分配总管的定位销钉孔和嵌入件的相对准的对准及定位销钉孔中。
根据其另一方面，本发明还提出一个制造这种注入模制装置的方法，该注入模制装置具有熔融液分配总管，分配总管具有若干由其通过的间隔开的横向开口和一条具有若干从一个共同入口部向外伸展至若干间隔开的横向开口的分支的熔融液通道。若干嵌入件中的每个均具有一个外表面和一条熔融液管道，该管道带有一个从外表面上入口由其通过而伸展的光滑曲线弯头。每个嵌入件被固定在熔融液分配总管的一个横向开口中，并使熔融液管道的入口与熔融液分配总管的熔融液通道的一条分支相对准。熔融液分配总管制作成具有横向开口和熔融液通道，而嵌入件制作成具有熔融液管道。每个嵌入件插入在横向开口之一中，并使每个嵌入件中熔融液管道的入口对准熔解液分配总管中熔触液通道的一条分支。贯通熔融液分配总管的分隔开的横向开口被制成圆柱形。嵌入件的外表面也为圆柱形，以便当嵌入件和熔融液分配总管处于相同温度时，能紧密地装配在贯通熔融液分配总管的横向开口中。机械加工一个穿过熔融液分配总管延伸至每一横向开口的对准及定位销钉孔。在每个嵌入件中机械加工一个相匹配的对准及定位销钉孔，该孔从与熔融液管道入口相对的嵌入件表面径向向内并与熔融液管道入口对准伸展。对准及定位销钉制造成，当嵌入件和熔融液分配总管处于相同温度时，能紧密地装配在熔融液分配总管和每件嵌入件的对准及定位销钉孔中。熔融液分配总管被加热至一个预定温度。嵌入件和对准及定位销钉被冷却至一个预定温度。然后每个被冷却的嵌入件被插入至被加热的熔融液分配总管的横向开口之一中，并使被冷却嵌入件中的对准及定位销钉孔对准被加热的熔融液分配总管中的对准及定位销钉孔。插入一个被冷却的对准及定位销钉，使其通过被加热的熔融液分配总管中的对准及定位销钉孔伸入至每个被冷却的嵌入件的已对准的对准及定位销钉孔中。这样，当嵌入件和熔融液分配总管处于相同温度时，嵌入件在横向开口中和对准及定位销钉在嵌入件与熔融液分配总管的对准及定位孔中的紧密配合均将将嵌入件精确对准并牢固地夹持在位。
本发明的其它目的及优点通过下述结合附图的说明得以显示。
图1是注入模制系统的一部分的截面图，它表示熔融液分配总管具有两个本发明一个实施例提出的嵌入件；图2是图1中右方的嵌入件的等轴图；图3是图1中左方的嵌入件的等轴图；以及图4-6是截面图，它们表示按本发明另一实施例将嵌入件安装在熔融液分配总管中的方法的不同步骤。
首先请参看图1，该图展示了注入模制系统或装置的一部分，该装置的熔融液通道10具有分支12，这些分支12在钢质熔融液分配总管14中从中心入口部16向外伸至一个较短的喷嘴18和一个较长的喷嘴20。熔融液通道10通过每一喷嘴18、20中的中心熔融液孔22延伸至导向模腔26的浇口24。虽然只展示了单个模腔26，但在其它实施例中，每个浇口24可导向一个单独的模腔。为展示方便起见，展示安装在模具28中的是熔融液分配总管14及仅有的两个钢质喷嘴18、20，但注入模制系统通常具有更多的喷嘴18、20以及伸向它们的熔融液通道分支12。同样，虽然根据不同应用，模具28可具有更多的板，但在这里为展示方便起见，只展示了用螺栓34固定在一起的一块喷嘴夹持板30和一块支持板32，以及一块模腔夹持板36。
熔融液分配总管14具有被定位环40围绕的中心入口部38，并由一个一体的电加热元件42加热。熔融液分配总管14通过中心总管定位器44及若干压力盘46安装在喷嘴夹持板30和支持板32之间，总管定位器44及压力盘46在受加热的总管14及围绕着的模具28之间形成一个隔热的空气间隙48，借助泵送诸如水的冷却流体通过冷却导管50来冷却空气间隙。熔融液分配总管14由一个向外伸入至一个固定在喷嘴夹持板30中的靠模54的定位销钉52加以精确定位。
每一加热喷嘴18、20均有一个围绕中心熔融液孔22而延伸的一体电加热元件56。在此实施例中，每一加热喷嘴18、20还具有一个安装在其前端60的浇口嵌入件58，浇口24由此通过伸向模腔26。较短的加热喷嘴18还具有一个装配在喷嘴夹持板30的圆形底座64中的法兰部分62。这将使较短的加热喷嘴18定位并在较短的喷嘴18和围绕着的受冷却模具28之间延伸一个隔热空气间隙66。如下文要说明的，较长的加热喷嘴20也安装成具有一个伸展在它和围绕着的受冷却模具28之间的隔热空气间隙68。
还请参看图2和图3，熔融液分配总管14具有若干由其穿过而伸展的、分隔的圆柱形横向开口70、72，在它们之中安放着与加热喷嘴18、20对准的钢质嵌入件或塞子74、76。每一嵌入件74、76具有后表面78、前表面80和紧密地装配在圆柱形横向开口70、72之一中的圆柱形外表面82。每一嵌入件74、76还具有一条熔融液管道84，该管道84有一个从圆柱形外表面82上的入口86基本通过90°而伸展的光滑曲线弯头。熔融液管道84构成部分熔融液通道10，用以将熔融液从熔融液通道10的相应分支12输送至通过各自对准的喷嘴18、20的熔融液孔22。在所示的实施例中，图1右方的横向开口70中的以其前表面80抵靠着较短喷嘴18的后端88的嵌入件74短于左方横向开口72中的嵌入件76。嵌入件74、76的长度差异使得可使用标准长度的喷嘴18、20以适应熔融液分配总管14与各种浇口24之间的不同距离。由此实施例可见，较长嵌入件76具有一个从其前表面80伸展的螺纹开口90，较长喷嘴20的带螺纹后部92拧入在此开口90中。这能确保较长喷嘴20中的熔融液孔22与通过嵌入件76的曲线熔融液管道84相对准，并与位于其前端60的浇口嵌入件58一起将较长喷嘴20定位在围绕其而延伸的隔热空气间隙68中。
每一嵌入件74、76具有一个对准及定位销钉或塞子94，它紧密地装配在熔融液分配总管14中的对准及定位销钉孔96和从每一嵌入件74、76的圆柱形外表面82径向向内伸展的对准及定位销钉孔98中。在此实施例中，熔融液分配总管14中的每个对准及定位销钉孔96均为熔融液通道10的分支12之一的延续。在每件嵌入件74、76中的对准及定位销钉孔98与其熔融液管道84的入口86相对并对准。对准及定位销钉94由诸如硬质工具钢的十分牢固的材料制成。这样，紧密装配在横向开口70、72中的嵌入件74、76与对准及定位销钉94的强度相组合就足以承受通过曲线熔融液管道84注入的加压熔融液产生的向后力，并将嵌入件74、76夹持在位。
在此实施例中，每个嵌入件74、76还具有一个预对准销钉100，此销钉100从熔融液分配总管14中的开口102伸入至每个嵌入件74、76的预对准销钉孔104中。预对准销钉100不是紧密地装配的，它们的目的是将每个嵌入件74、76中的对准及定位孔98大致地预对准熔融液分配总管14中的对准及定位孔96，用以促使冷嵌入件74、76和对准及定位销钉94在热熔融液分配总管14中的嵌入。
现还请参看图4-6以说明本发明一个实施例提出的装置系统的制造方法。虽然为展示方便起见，只展示了部分熔融液分配总管14及图1右方的嵌入件74，但应理解到，此方法对两个嵌入件74、76均相同。钢质熔融液分配总管14制成具有一体的电加热元件42以及若干由其通过的间隔开的横向圆柱形开口70、72。具有圆柱形外表面82及预定长度的相对应数目的钢质嵌入件74、76被制作成当嵌入件74、76和熔融分配总管14处于相同温度时能紧密地装配在熔融液分配总管14的横向开口70、72中。嵌入件74、76可具有相同长度或如图1所示地具有不同长度以适应熔融液分配总管14与不同浇口之间的不同距离。熔融液分配总管14加工成设置有延伸至每一横向开口70、72的对准及定位销钉孔96。如上所述，此孔96通常是熔融液通道10的分支12之一的延续。每一嵌入件74、76则加工成设置有一个从其外表面82径向向内伸展的、与熔融液管道84的入口86相对并对准的相匹配的对准及定位销钉孔98。
对准及定位销钉94由诸如硬质工具钢的适当牢固材料制成，用以当熔融分配总管14和嵌入件74、76处于相同温度时能紧密地装配在熔融液分配总管14和嵌入件74、76中的对准及定位销钉96、98中。熔融液分配总管14在炉中加热至约为230℃的适当温度。带有插入在预对准销钉孔104中的预对准销钉100的嵌入件74、76和对准及定位销钉94被浸入至诸如液氮的适当物质的浴槽106中，用以将它们冷却至约-100℃的温度。被冷却的嵌入件74、76被快速插入至被加热的熔融液分配总管14的横向开口70、72中，并使预对准销钉100安置在熔融液分配总管14的预对准销钉开口102中。被冷却的对准及定位销钉94也快速通过被加热的熔融液分配总管14中的对准及定位销钉96插入至每个被冷却的嵌入件74、76的对准及定位销钉孔98中。当熔融液分配总管14冷却下来，而嵌入件74、76和对准及定位销钉94被升温至相同温度时，横向开口70、72收缩，而嵌入件74、76和对准及定位销钉94膨胀。这导致对准及定位销钉94十分紧密地装配在熔融液分配总管14的对准及定位销钉孔96中，而嵌入件74、76十分紧密地装配在熔融液分配总管14的横向开口70、72中。对准及定位销钉94在对准及定位销钉孔96中的十分紧密地装配使嵌入件74、76中的熔融液管道84十分精确地对准熔融液通道10的分支12和通过喷嘴18、20的熔融液孔22。如前所述，嵌入件74、76在横向开口70、72中的紧密装配和对准及定位销钉94的强度相组合就足以承受通过曲线熔融液管道84注入的加压熔融液产生的向后力，从而将嵌入件74、76夹持在位。
在使用中，系统按图1所示加以组装，嵌入件74、76固定在熔融液分配总管14的相应横向开口70、72中。组装后，对熔融液分配总管14和喷嘴18、20中的电加热元件42、56通电，用以将熔融液分配总管14和喷嘴18、20加热至预定运行温度。然后将加压熔融液按预定周期从制模机(未显示)加入至熔融液通道10的中心入口108。熔融液通过嵌入件74、76、喷嘴18、20和浇口24流入模腔26。在模腔26被充满，且适当的填充和冷却周期结束后，解除注入压力。然后打开模具28以弹出模制产品。弹出模制产品后，模具28关闭，根据壁厚及模腔26的数目和尺寸以及模制的特定材料，以不同频率每15至30秒钟连续地重复此操作过程。
虽然对热浇通注入模制装置及将嵌入件74、76精确并牢固地安装在通过熔融液分配总管14的间隔开的横向开口中的方法的描述是针对最佳实施例进行的，但显然该领域的一般技术人员都清楚，在不偏离下述权利要求限定的发明的范围就可对本发明进行多种修改。
权利要求
1.一种注入模制装置，该装置具有一个加热熔融液分配总管和若干固定在模具中的间隔的加热喷嘴，每个加热喷嘴具有由其通过而伸展的熔融液孔，用以将熔融液输送至导向模腔的浇口，熔融液分配总管具有一条熔融液通道及若干由其通过而伸展的、间隔开的横向开口，每一横向开口对准一个喷嘴，熔融液通道具有若干从一个共同入口部向外伸向每个喷嘴的分支；以及若干嵌入件，每一嵌入件具有后表面、前表面、外表面和由其通过而伸展的熔融液管道，每一嵌入件安放在熔融液分配总管中的一个横向开口中，并以其前表面抵靠着相应喷嘴的后端，熔融液管道具有一个从外表面上的、与熔融液分配总管中熔融液通道的一条分支相匹配对准的入口基本通过90°而伸展至前表面上的、与通过相应喷嘴的熔融液孔相匹配对准的出口的光滑曲线弯头，其改进在于(a)熔融液分配总管中的每个横向开口是圆柱形的，每件嵌入件的外表面也是圆柱形的并紧密地装配在熔融液分配总管中所述横向开口之一中；以及(b)每件嵌入件具有一个对准及定位销钉，对准及定位销钉紧密地装配在熔融液分配总管的定位销钉孔和嵌入件的相对准的对准及定位销钉孔中。
2.如权利要求1的注入模制装置，其特征在于，在每一嵌入件中的对准及定位销钉孔从与熔融液管道入口相对的外表面径向向内并与熔融液管道入口相对准而伸展。
3.如权利要求2的注入模制装置，其特征在于，对准及定位销钉由硬质工具钢制成。
4.如权利要求3的注入模制装置，其特征在于，至少有两件嵌入件具有不同长度。
5.如权利要求4的注入模制装置，其特征在于，每件嵌入件还具有预对准销钉，该预对准销钉从熔融液分配总管中的开口伸入嵌入件的相对准的孔中。
6.一种注入模制装置的制造方法，该注入模制装置具有熔融液分配总管，它具有若干由其通过的间隔开的横向开口和一条具有若干从一个共同入口部向外伸展至若干间隔开的横向开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条熔融液管道，熔融液管道带有一个从外表面上入口由其通过而伸展的光滑曲线弯头，每件嵌入件被固定在熔融液分配总管的一个横向开口中，并使熔融液管道的入口与熔融液分配总管中的熔融液通道的一条分支相对准，该方法包括制作具有横向开口和熔融液通道的熔融液分配总管；制作具有熔融液管道的嵌入件；以及将每个嵌入件插入至横向开口之一中，并使每个嵌入件中熔融液管道的入口对准熔融液分配总管中熔融液通道的一条分支，其改进包括(a)将贯通熔融液分配总管的分隔开的横向开口制成圆柱形；(b)制作嵌入件使每个嵌入件的外表面成圆柱形，以便当嵌入件和熔融液分配总管处于相同温度时，每个嵌入件能紧密地装配在贯通熔融液分配总管的所述横向开口之一中；(c)机械加工穿过熔融液分配总管延伸至每一横向开口的对准及定位销钉孔；(d)在每个嵌入件中机械加工一个相匹配的对准及定位销钉孔，该孔从与熔融液管道入口相对的嵌入件外表面径向向内并与熔融液管道入口对准而伸展；(e)制造对准及定位销钉，用于当嵌入件和熔融液分配总管处于相同温度时，它能紧密地装配在熔配融液分配总管和每个嵌入件的对准及定位销钉孔中；(f)将熔融液分配总管加热至一个预定温度；(g)将嵌入件和对准及定位销钉冷却至一个预定温度；(h)将每个被冷却的嵌入件插入通过被加热的熔融液分配总管的横向开口之一中，并使被冷却的嵌入件中的对准及定位销钉孔对准被加热的熔融液分配总管中的对准及定位销钉孔；以及(i)插入一个被冷却的对准及定位销钉，使其通过被加热的熔融液分配总管中的对准及定位销钉孔伸入至每一被冷却的嵌入件的已对准的对准及定位销钉孔中；从而当嵌入件和熔融液分配总管处于相同温度时，嵌入件在横向开口中和对准及定位销钉在嵌入件与熔融液分配总管中的对准及定位孔中的紧密配合均将嵌入件精确对准并牢固地夹持在位。
7.如权利要求6的注入模制装置的制造方法，其特征在于，该方法包括用硬质工具钢制造对准及定位销钉。
8.如权利要求7的注入模制装置的制造方法，其特征在于，该方法包括制造至少两个不同长度的嵌入件。
9.如权利要求8的注入模制装置的制造方法，其特征在于，该方法包括将每个嵌入件制作成具有一个在其中径向伸展的预对准销钉孔；将熔融液分配总管制作成具有一个延伸至由其通过的每个横向开口的预对准销钉开口；以及在插入每个对准及定位销钉之前，将预对准销钉安装成从嵌入件的预对准销钉孔向外伸出至熔融液分配总管的预对准销钉开口中。
全文摘要
注入模制装置及制造方法,其中每个均有曲线熔融液管道的若干圆柱形嵌入件或塞子均精确地对准和牢固地安装在穿过熔融液分配总管的分隔开的圆柱形开口中。由紧固材料制成的对准及定位销钉从总管孔伸入至嵌入件孔。在嵌入件和销钉插入总管前,加热总管并冷却嵌入件和销钉,以便它们温度相同时紧密配合并使熔融液管道精确地对准。嵌入件在开口中紧密装配与销钉强度的组合足以承受加压熔融液产生的向后力,从而将嵌入件夹持在位。
文档编号B29C45/27GK1234324SQ9910324
公开日1999年11月10日 申请日期1999年3月26日 优先权日1998年3月27日
发明者乔布斯特·乌尔里克·盖勒特, 海伦·庄 申请人:标准模具有限公司