专利名称：具有一个肋形帽的注射成型冷却型芯的制作方法
技术领域：
本发明的背景技术本发明通常涉及一种热流道注射成型，尤其涉及一种具有改进型芯的注射成型装置。
已经知道利用对热流道注射成型系统的型芯进行冷却来缩短其循环周期。在例如制造饮料瓶预制件等的大批量应用中，即使能将循环周期缩短几分之一秒也是很重要的。如在1992年3月10日公布的美国第5,094,603号专利中，通常通过循环水或例如乙二醇等其它适合的冷却液穿过并围绕型芯内的中心冷却管或导管来缩短循环周期。在该方案满足一些应用的同时，如果能获得更有效的冷却效果，那么会更适用于许多应用。
于1996年3月12日公布的发明人为Check的美国第5,498,150号专利确实公开了一个型芯，其具有一个在一外部部件中延伸的导管，该型芯具有一个在其前端的半圆形表面并在其内具有纵向延伸的若干槽。这些槽增加了冷却表面积，但同时在模具开启以便取出预制件之前需要过长时间地等待熔料固化。另外，如果形成部分型腔的型芯前端为获得更好的冷却效果而被制造得尽可能薄，就不可能获得足够的结构强度来抵抗高达10,000磅/平方英寸(psi)的注射压力。
题目为“介绍主型箱-封闭式模制零件”的母模手册(Mold-Master)小册子介绍了一种型芯，其芯头具有沿径向向外延伸的冷却液流孔。该方案适于成型帽，但不适于成型预制件。
本发明的概述因此，本发明的一个目的在于通过提供一种具有许多冷却液流孔或槽以及肋形前端帽的整体型芯，该肋形前端帽具有将冷却液引导到上述孔或槽的槽，从而提供一个具有更高结构强度和更佳冷却效果的组合，以便至少部分地克服已有技术的缺点。
因此，根据本发明的一个方面，本发明提供一种具有细长型腔和冷却型芯的注射成型装置。该型芯由一中空的细长主体以及一个具有一内表面和一外表面的前端帽制成。该细长主体具有一个开口前端、一个外表面和一个纵向延伸以便输送冷却液的中心导管。该外部件前部的外表面和前端帽的外表面形成型腔的一个内侧。该前端帽为圆顶形状，而细长主体具有若干围绕上述中心导管纵向延伸的冷却液流孔。上述细长主体和前端帽整体地制成一体，由此该前端帽封闭住细长主体的开口前端，从而形成一个在上述中心导管和冷却液流孔之间延伸的冷却液输送空间。上述前端帽的内表面具有许多延伸进上述冷却液输送空间的曲肋，从而在曲肋之间形成许多弯槽。每个弯槽都对准细长主体中的一个冷却液流孔。
根据本发明的另一个方面，本发明提供一种具有细长型腔和冷却型芯的注射成型装置。该型芯由一中空的细长内部件，一中空的细长外部件以及一个具有一内表面和一外表面的前端帽制成。该细长内部件具有一个带有开口前端的前部、一个外表面和一个传输冷却液的纵向延伸中心导管。该细长外部件具有一个带有开口前端的前部、一个外表面、和一个安装在该内部件前部外表面周围的内表面。该细长外部件前部内表面以及细长内部件前部外表面中的一个或多个内具有许多纵向延伸的冷却液输送槽。该外部件前部的外表面和前端帽的外表面形成型腔的一个内侧。上述细长内部件的前部、细长外部件的前部以及前端帽整体地制成一体，由此该前端帽封闭住上述外部件前部的开口前端，从而形成一个在上述内部件前部中的中心导管和冷却液输送槽之间延伸的冷却液输送空间。上述前端帽的内表面具有许多曲肋，在曲肋之间形成许多弯槽。这些弯槽都对准位于型芯外部件前部的内表面以及内部件前部的外表面中的一个或多个内的槽。
结合附图，从下面给出的最佳实施例的描述中，本发明的上述和其它目的和性能得到清楚的描述。
附图简述
图1为一个多型腔注射成型系统的一个部分的截面图，其具有一个根据本发明实施例的带有一个前端帽的冷却型芯；图2示出了图1中型芯的截面图；图3为沿图2中3-3线所截取的截面图；图4为处于安装位置以便装配成图2中型芯的一个主体以及一个前端帽的部分剖视图；图5为根据本发明另一实施例的一个型芯的截面图；图6为沿图5中6-6线所截取的截面图。
图7为根据本发明再一实施例的一个型芯的部分剖视图。
本发明的详细描述首先介绍图1-4，这些图示出一个用于成型饮料瓶预制件的多型腔注射成型系统或装置，其具有一个根据本发明一个实施例的冷却型芯10。在该设置中，许多加热喷嘴12布置在模具16内的若干孔14内，每个加热喷嘴12的后端18紧邻一个钢制熔料分配歧管22的正面20。每个喷嘴12由一个整体式电热元件24进行加热并具有一个伸展进其前端28以便监测和控制操作温度的热电偶元件26。每个喷嘴12具有一个位于孔14中圆形定位支座32内的圆柱形定位凸缘30。这样就在加热喷嘴12和周围的模具16之间提供了一个隔绝空气的空间34，该空间可通过抽吸冷却水并使其穿过冷却导管36来进行冷却。
熔料分配歧管22同样由一个整体式电热元件38来加热。该熔料分配歧管22安装在一个歧管板40和一个压板42之间，这两个板通过螺栓44固定在一起。该熔料分配歧管22被一个中心定位圈46和许多弹性调整垫48所定位，这些弹性垫片48在该歧管与周围的冷却模具16之间提供了一个隔绝空气的间隙50。
一个熔料通道52从熔料分配歧管22入口部56的一个中心入口54延伸并在熔料分配歧管22内分支以延伸穿过每个加热喷嘴12内的中心熔料孔58。该熔料通道52延伸穿过一个两件式喷嘴封口60，该封口与一个从冷却浇口嵌件64延伸到型腔66的浇口62对准。该用于成型饮料瓶预制件的空腔66在位于外部的一个空腔嵌件68和一个分裂式螺纹嵌件70与根据本发明是位于内部的冷却型芯10之间伸展。上述浇口嵌件64和空腔嵌件68位于一空心板74中的一个孔72内，冷却水管(未示出)穿过该孔延伸到该浇口嵌件64。
可以看出，根据本发明一实施例的冷却型芯10具有圆顶形的钢制前端帽76，该前端帽安装在钢制中空细长主体70的开口前端78上。该型芯10从上述空腔66向后延伸并穿过一个型芯固定元件84的一个孔82，该固定元件84被螺钉88固定在一个型芯支承板86上。该型芯固定元件84延伸穿过一个滑动元件92中的一个孔90和一个防磨板94，该防磨板94被螺钉98固定在一个脱模板96上。冷却液供应和回流管路100、102在型芯支承板86中延伸并分别连接在一个纵向穿过主体80的中心导管104和一个外部冷却液导管106上，该冷却液导管106如下所述穿过细长主体80的一个后部108。当然，在其它应用中，模具能根据所需的配置具有不同数量和形状的元件和板。
冷却型芯10的细长主体80具有一个从后部108开始延伸的前部110。该后部108具有一个中空的外部件112和一个中空的内部件114，中心导管104穿过该内部件延伸。上述中空外部件112具有一个中心孔116，上述内部件114穿过该孔被接纳，从而形成一个在后部108的外部件112和内部件114之间延伸的外部冷却液导管106。
细长主体80的前部110具有许多纵向穿过该前部的深钻冷却液流孔118。该冷却液流孔118围绕着中心导管104环状延伸。该冷却液流孔118穿过上述前部110并将主体80的前端78与穿过后部108的外部冷却液导管106连接起来。可以看到，在该实施例中，前部108的后端部120容纳在后部108的一个支座122内，中心导管104呈直线地延伸穿过后部108和和前部110。
在图4中可以很好地看出，主体80的前端78具有一个环绕着冷却液流孔118向前延伸的圆柱形凸缘124，根据本发明，前端帽76即接纳进该凸缘。该圆顶形前端帽76封闭住细长主体80的开口前端78，并提供了一个冷却液输送空间126，用来将冷却液从中心导管104输送到主体80的孔118中。该圆顶形前端帽76具有一个外表面128和一个内表面130，该内表面具有许多曲肋132，并在该曲肋之间形成许多弯槽。细长主体80的外表面136和圆顶形前端帽76的外表面128形成型腔66的一个内表面138。在圆顶形前端帽76内表面130内的弯槽134都对准细长主体80前部108中的孔118，以便使冷却液从细长主体80的中心导管104流入孔118中。这就赋予了前端帽76更高的结构强度，该强度又使其能更薄，从而提高了冷却效果。
细长主体80的后部108和前部110以及圆顶形前端帽76通过一个例如在真空炉中钎焊或热等静压的合适方法而装配并制成一体。在该实施例中，后部108的内部件114(称为气泡管)被压紧在与一套管部140相配合的位置上，该套管部安装在细长主体80前部110的内部。将后部108和前部110以及圆顶形前端帽76整体地结合在一起，共同为冷却型芯10提供了更高的强度，并允许在前端帽76中弯槽134和前部110中的孔118更靠近型腔66，从而提高了冷却效果。同样也确保了中心冷却液导管104准确地定位在型芯10的中心。
在使用中，当系统已经如图1所示组装完毕后，对加热元件24、38施加电力以便将喷嘴12和熔料分配歧管22加热到一预定操作温度。一种例如水的适合冷却液同样在泵(未示出)的作用下穿过模具16中的冷却导管36以及通向型腔嵌件68的管道而循环。通常一种更加清洁的冷却液例如乙二醇穿过供应和回流管路100、102而被抽吸进一个闭合环路冷却系统中，从而穿过型芯10循环。造型机(未示出)中的加压熔料随后根据预定的注射周期被引入熔料分配歧管22的熔料通道52的中心入口54中，熔料从该处穿过每个加热喷嘴12内的中心熔料孔58以及两件式喷嘴封口60，并穿过浇口62从而填充进型腔66中。在型腔66被填满后，即刻保持注射压力以便压紧，并随后释放压力。在短时间冷却后，模具16被开启以便排出注射产品。在排出完毕后，模具16被合拢，重新施加注射压力以便重新填充型腔66。该循环会重复持续，其周期由于对型芯10冷却的改进已经被缩短。
现在参照图5和6以及图1来说明根据本发明另一实施例的冷却型芯10。因为圆顶形前端帽76和其它一些元件同上所述，所以在这两个实施例中相同的元件将使用相同的标号进行描述。在该实施例中，冷却型芯10具有一中空的细长内部件144，该内部件安装在一个中空的细长外部件146的内部。冷却液供应和回流管路100、102在型芯支承板86中延伸并分别连接在内部件144内的一个纵向延伸的中心导管148和一个外部冷却液导管106上，该外部冷却液导管106在内部件144的一个后部152和外部件146的一个后部154之间伸展。该内部件144和外部件146具有前部156、158，而前部156、158分别具有开口前端160、162。具有中心冷却液导管148的内部件144的前部156具有一个外表面164，在该外表面内具有纵向延伸的槽166。外部件146的前部158具有一个外表面168和一个圆柱形内表面170，该圆柱形内表面170配合在内部件144前部156的外表面164周围。槽166被显示为在内部件144前部156的外表面164内相互平行伸展，而在另外一些实施例中，这些槽能在外部件146前部158的内表面170内，或者在外表面164和内表面170内同时伸展。外部件146的后部154具有一个穿过该后部的中心孔172，内部件144的后部152被接纳在该孔内，以便在内部件144后部152和外部件146后部154之间形成一个外部冷却液管道150。
外部件146的前端162具有一个向前延伸的圆柱形凸缘174，圆顶形前端帽76被接纳在该凸缘内。该圆顶形前端帽76与前述的相同，封闭住外部件112的开口前端162，并提供了一个从内部件144的中心导管148到内部件144前部156外表面164内的槽166的冷却液输送空间176。如上所述，圆顶形前端帽76具有一个外表面128和一个内表面130，该内表面具有许多曲肋132，在这些曲肋之间形成许多弯槽134。外部件146前部158的外表面168和前端帽76的外表面128形成型腔66的一个内侧138。在该实施例中，上述在前端帽76内表面130内的弯槽134都对准位于内部件144前部156外表面164内的槽166，以便使冷却液从内部件144内的中心导管148流进内部件144前部156外表面164内的槽166中。
内部件144前部156、外部件146的前部158和后部154以及圆顶形前端帽76通过一合适的方法例如在真空炉中钎焊或热等静压等合适方法而整体地制成一体。在该实施例中，内部件144的后部152(称为气泡管)被压紧在与一套管部178相配合的位置上，该套管部安装在内部件144前部156的内部。同第一实施例相同，将内部件144前部156、外部件146的前部158和后部154以及圆顶形前端帽76整体地结合在一起，共同为冷却型芯10提供了更高的强度，并允许在前端帽76中弯槽134和内部件144前部156的外表面164中的槽166更靠近空腔66。本发明该实施例的应用等同于上述第一实施例的描述。
现在参照图7描述根据本发明再一实施例的一个冷却型芯10。其元件除了以下两点外与上述实施例完全相同，即其内部件144前部156的外表面164和外部件146前部158的内表面170具有在相反方向上旋转延伸的螺旋槽180、182。这些在相反螺旋方向的槽180、182使冷却液能前前后后、进进出出地在组合槽180和182中流动，从而产生紊流，更有效地冷却型腔66内的熔料。
已经通过几个实施例对具有一个肋形帽、冷却液流孔或槽的冷却型芯10进行了描述，同时可很明显地看出在不脱离本发明的范围内，还可以作出各种能为本技术领域内技术人员所理解并包括在如下权利要求中的其它变型。
权利要求
1.在一个具有模具(16)内细长型腔(66)和冷却型芯(10)的注射成型装置中，该型芯由一中空的细长主体(80)以及一个具有一内表面(130)和一外表面(128)的前端帽(76)制成，该细长主体(80)具有一个开口前端(78)、一个外表面(128)和一个纵向延伸以便输送冷却液的中心导管(104)，其中主体(80)外表面(128)和前端帽(76)的外表面(128)形成型腔(66)的一个内侧，其特征在于该前端帽(76)为圆顶形状，而细长主体(80)具有若干围绕上述中心导管(104)延伸的冷却液流通道(118)，上述细长主体(80)和前端帽(76)结合在一起，由此该前端帽(76)封闭住细长主体(80)的开口前端(78)，从而形成一个在上述中心导管(104)和冷却液流通道(118)之间延伸的冷却液输送空间(126)，上述前端帽(76)的内表面(130)具有若干延伸进上述冷却液输送空间(126)的稳定肋(132)，从而在该曲肋之间形成许多槽(134)，每个槽(134)都将冷却液流通道(118)和中心导管(104)连接起来。
2.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于，上述冷却液流通道是围绕上述中心导管(104)纵向延伸的冷却液流孔(118)。
3.如权利要求1或2所述的注射成型装置，其特征在于，上述细长主体(80)和前端帽(76)整体地制成一体。
4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的注射成型装置，其特征在于，上述稳定肋(132)被弯曲并且形成若干弯槽(134)。
5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的注射成型装置，其特征在于，每个槽(134)都对准细长主体(80)中的一个冷却液流孔(118)。
6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的注射成型装置，其特征在于，上述肋(132)倚靠在细长主体(80)的开口前端(78)上。
7.如权利要求1-6中任一权利要求所述的注射成型装置，其特征在于，每个肋(132)都从前端帽(76)内表面(130)的外部延伸到其中部。
8.在一个具有细长模具(16)型腔(66)和冷却型芯(10)的注射成型装置中，该型芯由一中空的细长主体(80)以及一个具有一内表面(130)和一外表面(128)的前端帽(76)制成，该细长主体(80)具有一个开口前端(78)、一个外表面(128)和一个纵向延伸以便输送冷却液的中心导管(104)，其中主体(80)外表面(128)和前端帽(76)的外表面(128)形成型腔(66)的一个内侧，其特征在于该前端帽(76)为圆顶形状，而细长主体(80)具有若干围绕上述中心导管(104)纵向延伸的冷却液流孔(118)，上述细长主体(80)和前端帽(76)整体地制成一体，由此该前端帽(76)封闭住细长主体(80)的开口前端(78)，从而形成一个在上述中心导管(104)和冷却液流孔(118)之间延伸的冷却液输送空间(126)，上述前端帽(76)的内表面(130)具有若干延伸进上述冷却液输送空间(126)的曲肋(132)，从而在该曲肋之间形成许多弯槽(134)，每个槽(134)都对准围绕中心导管(104)的一个冷却液流孔(118)。
9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的注射成型装置，其特征在于，上述细长主体(80)具有一个后部(108)和一个具有若干围绕中心导管(104)延伸的冷却液流孔(118)的前部(110)，该后部具有一个内部件(114)和一个外部件(112)，一个中心导管(104)穿过该内部件延伸，而一个中心孔(116)穿过上述外部件延伸，上述后部(108)的内部件(114)即接纳在该中心孔(116)中，以便形成一个围绕后部(108)的内部件(114)并且从前部(110)的冷却液流孔(118)向后延伸的外部冷却液导管(106)，中心导管(104)和外部冷却液导管(106)连接着冷却液管路(100、102)，从而提供了一个穿过型芯(10)的持续冷却液流。
10. 在一个具有细长模具(16)型腔(66)和冷却型芯(10)的注射成型装置中，该型芯由一中空的细长内部件(144)、一中空的细长外部件(146)以及一个具有一内表面(130)和一外表面(128)的前端帽(76)制成，该细长内部件(144)具有一个带有开口前端(160)的前部(156)、一个外表面(164)和一个传输冷却液的纵向延伸中心导管(148)，该细长外部件(146)具有一个带有开口前端(162)的前部(158)、一个外表面(168)和一个配合在内部件(144)前部(156)外表面(164)周围的内表面(170)，该细长外部件(146)前部(158)的内表面(170)以及细长内部件(144)前部(156)的外表面(164)中的至少一个具有若干纵向延伸的冷却液输送槽(166)，由此外部件(146)前部(158)的外表面(168)和前端帽(76)的外表面(128)形成型腔(66)的一个内侧(138)，其特征在于上述细长内部件(144)的前部(156)、细长外部件(146)的前部(158)以及前端帽(76)整体地制成一体，由此该前端帽(76)封闭住外部件(146)前部(158)的开口前端(162)，从而形成一个在内部件(144)的中心导管(148)和冷却液输送槽(166)之间延伸的冷却液输送空间(176)，上述前端帽(76)的内表面(130)具有若干曲肋(132)，在该曲肋之间形成许多弯槽(134)，这些弯槽(134)都对准型芯(10)外部件(146)前部(158)的内表面(170)内以及内部件(144)前部(156)的外表面(164)中的至少一个槽(166)。
11.如权利要求1-10中任一权利要求所述的注射成型装置，其特征在于，冷却型芯(10)的细长内部件(144)具有一个后部(152)，上述中心导管(148)穿过该后部延伸，冷却型芯(10)的细长外部件(146)具有一个后部(154)，一个中心孔(172)穿过该后部延伸，内部件(144)的后部(152)被接纳在该中心孔内，以便形成一个围绕内部件(144)后部(152)并且从纵向槽(166)向后延伸的外部冷却液导管(150)，上述穿过内部件(144)的中心导管(148)和围绕内部件(144)后部(152)延伸的外部冷却液导管(150)连接着冷却液管路(100、102)，从而提供了一个穿过型芯(10)的持续冷却液流。
12.如权利要求1-11中任一权利要求所述的注射成型装置，其特征在于，内部件(144)前部(156)的外表面(164)和外部件(146)前部(158)的内表面(170)内具有若干冷却液输送槽(180、182)，在内部件(144)前部(156)外表面(164)内的槽(180)和外部件(146)前部(158)内表面(170)内的槽(182)具有相反的螺旋方向，从而使流过该槽(180，182)的冷却液产生紊流。
13.一种具有改进冷却性能的整体型芯，其包括-一个单件式壁部分(136)；-一个单独的上部圆顶部分(76)，其特征在于，所述单件式壁部分(136)包括引导冷却液进入的整体式冷却通道(118)，所述圆顶部分(136)结合在上述壁部分(136)上。
14.如权利要求13所述的整体式型芯，其特征在于，所述单独的上部圆顶部分(76)具有稳定冷却肋。
15.如权利要求13或14所述的整体式型芯，其特征在于，所述冷却通道为螺旋形。
16.一种增强型芯(10)冷却效果的方法，其包括如下步骤-提供一个型芯壁部分(136)；-提供一个上部圆顶部分(76)，其特征在于，所述型芯壁部分具有整体式冷却通道，所述壁部分和圆顶部分结合形成一个整体式型芯(10)，该型芯在其冷却通道内具有冷却液紊流。
17.一种生产具有增强冷却效果的型芯(10)的方法，其包括如下步骤-生产一个具有一整体式冷却通道(118)的单件式壁部分(136)；-生产一个具有一冷却液输送空间(126)的上部圆顶部分(76)；-通过结合上述壁部分(136)和上部圆顶部分(76)，形成一个整体式冷却液回路的一部分。
全文摘要
一种注射成型装置,其每个细长的冷却型芯(10)具有许多围绕一个中心冷却液导管(104)延伸的冷却液流孔(118)或槽(134)。一个整体式圆顶形前端帽(76)封闭住开口前端(78)。该圆顶形前端帽(76)的内表面(130)具有若干曲肋(132),该曲肋形成与上述冷却液流孔(118)或槽(134)相对准的弯曲冷却液流槽(134)。该曲肋(132)为圆顶形前端帽(76)提供了更高的强度,从而允许其更薄,而且可使上述弯曲冷却液流槽(134)更靠近型腔(66),从而提高了冷却效果。
文档编号B29C45/26GK1342114SQ99814221
公开日2002年3月27日 申请日期1999年12月7日 优先权日1998年12月7日
发明者乔布斯特·乌尔里克·盖勒特 申请人:乔布斯特·乌尔里克·盖勒特