专利名称：用于热流道喷嘴的可拆卸加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种注射成型装置，尤其是用于注射喷嘴和歧管的可拆卸加热器。
背景技术：
注射成型装置中熔融材料热的产生和处理对于确保获得高质量的成型产品的生产是重要的。熔融材料的加热一般是这样实施的在邻近机器喷嘴、歧管和热流道喷嘴位置安装几个电加热器。可使用几种不同类型的电加热器，如盘管式加热器、带状加热器、膜加热器、加热管、感应加热器和筒式加热器。为了优化对熔融材料的热传递，加热器有时集成或嵌入于喷嘴外套内。整体集成式加热器的制造成本更加昂贵，并且一般只有更换整个喷嘴才能更换这种加热器。
由于可拆卸加热器的制造成本不是太昂贵，并且不需要更换整个喷嘴就能更换加热器，因此优选使用可拆卸加热器。已知注射装置中可拆卸加热器的缺点在于很难获得加热器和喷嘴之间的有效热传导。因为加热器是一个分离的部件，喷嘴或者歧管和加热器之间可能产生空隙，而这些部件之间的任何空隙都将降低热传导效率。因此，喷嘴或者歧管和加热器间的接触量必须最大化，于是发展出夹紧解决方法。理想地，一个最佳的加热器夹具不论其本身实际温度是多少，均能获得从加热器到喷嘴之间的优良热传导。一个理想的被夹持的加热器在热态下完美运行，并且无论温度的变化或者从很高的温度到很低的变动都能连续完美地运行。这就意味着加热器温度的波动并不会影响加热器和喷嘴之间的夹紧力。
已知可拆卸加热器的另一个缺点在于这类加热器常常需要额外的空间来容纳锁紧机构。在高容积成型领域中这是一个难题，因为此时相邻喷嘴之间的空隙已经最小化。
参见
图1，图1示出一种现有技术的夹具，该夹具含有一个筒型的加热夹套4。加热夹套4内嵌有加热元件5，并围绕着喷嘴本体6，以达到向其传热的目的。加热夹套4具有一个轴向空隙，其提供类似弹簧的特性。夹紧机构7具有螺钉8，用于使加热夹套4紧固于喷嘴本体6上。当喷嘴本体6处于冷却状态时，加热夹套4围绕着喷嘴本体6安装并夹紧。在正常操作中，热膨胀使得喷嘴本体6和加热套4如箭头9所示径向膨胀。当注射成型装置关断后，加热夹套4和喷嘴本体6将回复到它们原来的尺寸。加热夹套4和喷嘴本体6的连续加热和冷却导致加热套4和喷嘴本体6之间的接触随着时间的流逝而减少。这也就减少了加热套4和喷嘴本体6之间的热传导。因此，频繁地重新调整夹紧机构7是必要的。
现有技术给出了几种用于解决该问题的尝试。现有技术的解决方法包括几种不同的夹紧装置，用以在加热器上施加一个夹紧力，以此维持喷嘴本体和加热器之间的接触。
专利号为4,268,241的美国专利公开了一种可拆卸环形加热元件，该元件通过螺母固定于一位置上。该螺母拧接在靠近喷嘴端部的车有螺纹的喷嘴下部。
专利号为4,940,870的美国专利教导了一种感应加热元件，该元件用于加热热流道喷嘴，并且该元件包含一个夹紧套，其具有各种长度的轴向狭缝。
专利号为6,043,466的美国专利公开了一种围绕着加热器的夹紧套。该夹紧套具有比加热器更小的热膨胀系数，因此使得加热器在加热时被压向喷嘴。该夹紧套也可以预装于加热器上，从而在冷却状态下施加一压紧力于加热器上。
专利号为6,163,016的美国专利公开了一种可拆卸加热器，加热器被一个夹具围绕。夹具上设有位于相对端的一副卡圈，用于将加热器向喷嘴本体压紧。
专利号为6,409,497的美国专利公开了一种用于喷嘴的加热夹套单元。一个夹套围绕着加热单元，该夹套在径向是柔性的。一圆盘形锁紧机构围绕着夹套，并且能够在松开和锁紧位置之间旋转。夹套和圆盘形锁紧机构具有相对的表面，该表面具有与一圆筒型壳体相偏离的外形。
使具有不同膨胀系数的光滑加热器表面和光滑喷嘴或歧管本体表面完全接触是很困难的，特别是当加热器的温度在高低温之间循环波动时。因此，现有技术的夹具式加热器装置趋向复杂化，而它的导热效率却比预期的低。此外，正确安装现有技术的装置一般需要某种技术和额外的时间。
因此，本发明的目的是提供一种注射成型装置中用于注射喷嘴或管状歧管的可拆卸加热器，其可以避免或至少减少以上所述缺点之一。
发明概述根据本发明的一个方面，提供一种注射成型装置，它包括一歧管，其具有可以接收加压可塑材料熔融流体的歧管流道，该流道将熔融流体输送给一喷嘴的喷嘴流道；一型腔，其可接收来自喷嘴的熔融流体，所述喷嘴流道通过一模具浇口与型腔连通；一加热器组件，其设置在喷嘴上，以用于加热可塑材料熔融流体，该加热器组件具有带螺纹的内表面，以与喷嘴的带螺纹外表面相啮合；其中，热量通过加热器组件和喷嘴的螺纹接触从加热器传递给喷嘴。
根据本发明的另一方面，提供一种用于注射成型装置的加热器组件，它包括一加热器夹套，其具有与一喷嘴的喷嘴本体的带螺纹外表面啮合的带螺纹内表面；一邻近加热器夹套的锁紧螺母，用于选择性地与喷嘴本体的带螺纹外表面啮合；以及其中，该锁紧螺母邻接加热器夹套，并迫使加热器夹套的带螺纹内表面与喷嘴本体的带螺纹外表面接触，并不受加热器夹套温度变化的影响。
根据本发明另一方面，提供一种注射喷嘴，该注射喷嘴包括一喷嘴本体，其具有一个延伸贯通的喷嘴流道，该喷嘴本体具有一具有一第一轮廓的第一啮合表面；一加热器，其位于喷嘴本体上，以加热可塑材料的熔融流体，该加热器具有一个具有一第二轮廓的第二啮合面；其中，加热器和喷嘴本体通过第一轮廓和第二轮廓的交互作用连接在一起。
根据本发明的再一个方面，提供一种注射成型装置，该注射成型装置包括一歧管，其具有可以接收加压可塑材料熔融流体的歧管流道，该歧管流道将熔融流体输送给一型腔；一注射喷嘴，该喷嘴具有喷嘴本体和喷嘴流道，该喷嘴本体具有一个第一啮合面，其具有一第一轮廓；一加热器，其位于喷嘴本体上，以加热可塑材料的熔融流体，该加热器具有一第二啮合面，其具有一第二轮廓；以及其中，热量通过第一轮廓和第二轮廓之间的接触从加热器组件传递给喷嘴。
根据本发明的另一方面，提供一种注射成型装置，该注射成型装置包括一歧管，其具有可以接收加压可塑材料熔融流体的歧管流道，该歧管流道将熔融流体输送给喷嘴的喷嘴流道；一型腔，其可接收来自喷嘴的熔融流体，所述喷嘴流道通过一个模具浇口与型腔连通；以及其中，一加热器组件设置在喷嘴上，以用于加热可塑材料熔融流体，该加热器组件具有一带螺纹内表面，以与喷嘴的带螺纹外表面啮合。
根据本发明的再一方面，提供一种注射成型装置，该注射成型装置包括一歧管，其具有可以接收加压可塑材料熔融流体的歧管流道，该流道将熔融流体输送给一喷嘴的喷嘴流道；一型腔，其能接收来自喷嘴的熔融流体，所述喷嘴流道通过一个模具浇口与型腔连通；一加热器组件，其设置在喷嘴上，以用于加热可塑材料熔融流体，该加热器组件具有一带螺纹内表面，以与喷嘴的带螺纹外表面相啮合；以及其中，该螺纹内表面和螺纹外表面之间保持接触，并不受温度的影响。
根据本发明的再一个方面，提供一种注射成型装置，该注射成型装置包括一歧管，其具有至少一个筒形歧管轴，该歧管轴具有可以接收加压可塑材料熔融流体的歧管流道，该歧管流道将熔融流体输送给一注射喷嘴的喷嘴流道；
一型腔，其能接收来自喷嘴的熔融流体，该喷嘴流道通过一个模具浇口与型腔连通；以及一加热器组件，其设置在歧管轴上，以用于加热可塑材料熔融流体，该加热器组件具有一带螺纹内表面，以与歧管轴的带螺纹外表面相啮合。
根据本发明的再一个方面，提供一种将加热器可拆卸地夹紧到一注射喷嘴上的方法，该方法包括提供一具有带螺纹外表面的注射喷嘴；提供一加热器组件，该加热器组件具有一加热器夹套，该夹套具有一带螺纹内表面；在一不受成型条件影响的温度下将加热器组件夹紧到注射喷嘴上。
根据本发明的另一方面，提供一种在一注射成型装置中组装加热器的方法，该方法包括提供一具有带螺纹外表面的注射喷嘴；提供一加热器组件，该加热器组件具有一加热器夹套，该夹套具有一带螺纹内表面；将加热器组件拧紧在注射喷嘴上，并在加热器夹套和注射喷嘴之间产生一夹紧力，以使加热器组件和注射喷嘴之间的表面接触最大化。
本发明具有很多优点。当注射喷嘴和歧管连接在一起时，加热器组件可相对容易地安装和拆卸。此外，具有螺纹的加热器夹套和歧管之间的接触能够产生高效的热传导。而且，喷嘴或歧管和加热器组件之间的夹紧力不受加热器组件温度的影响。
附图简述通过参阅以下附图，将可以更加充分地阐述本发明的实施例。
图1是一安装在喷嘴本体上的现有技术中的圆筒状加热器夹套的剖视图；图2是根据本发明的一实施例的一注射成型装置的一部分的侧剖视图，该装置包括一可拆卸加热器组件；图3是根据本发明的另一实施例的一注射成型装置的侧视图，该装置包括一可拆卸加热器组件；图4是图2和3的可拆卸加热器的侧剖视图；图5是图3的A部分的放大视图；图6是图5的一部分的放大视图；图7是根据本发明的另一实施例的注射成型装置的侧视图，该装置包括一可拆卸加热器组件；图8是图7中B部分的放大视图，其显示一加热器夹套和锁紧螺母通过一弹簧组件相分离；图9是一类似于图8的视图，其中包括一第二弹簧；图10是一类似于图8的视图，其中包括一第三弹簧；图11是根据本发明的又一实施例的一注射成型装置的一部分的侧视图，该装置包括一可拆卸加热器组件；图12是图11的C部分的放大视图，其显示一喷嘴头和一加热器夹套通过一弹簧相分离；图13是一类似于图12的视图，其包括一第二弹簧组件；图14是一类似于图12的视图，其包括一第三弹簧组件；图15是一第二可拆卸加热器夹套的侧剖视图；图16是一第三可拆卸加热器夹套的侧剖视图；图17是一第四可拆卸加热器夹套的侧剖视图；图18是一第五可拆卸加热器夹套的侧剖视图；图19是一第六可拆卸加热器夹套的侧剖视图；
图20是根据本发明的一注射成型装置的部分侧剖视图，该装置包含一圆形歧管，该歧管上具有一可拆卸加热器组件；图21是根据本发明的一直排式喷嘴的侧剖视图，该喷嘴具有一可拆卸的加热器夹套；图22是根据本发明的又一实施例的一注射成型装置的侧剖视图，该装置包括一可拆卸加热器组件；图23是根据本发明的又一实施例的一注射成型装置的侧剖视图，该装置包括一可拆卸加热器组件。
具体实施例方式
现在请参阅图2，按照本发明实施例的一注射成型装置以图标记10表示。该注射成型装置10包括一岐管12，该岐管具有一岐管流道14，以用于从一岐管套管16接收加压可塑熔融流体。岐管套管16在一支撑板42和岐管12之间延伸，并与一机器喷嘴18连通。在支撑板42和岐管12之间具有一间隔件44。为了弥补注射成型装置10的热膨胀，该间隔件44一般是柔性的。
热流道喷嘴20与岐管12的一出口21相连接。喷嘴流道22贯穿每个喷嘴20延伸，以接收来自岐管12的可塑熔融流体。一模具浇口24邻近每个喷嘴20的端部布置。可塑熔融流体通过模具浇口24被控制，以允许输送熔融流体至型腔26。型腔26通过第一模板28与型芯30限定。图中所示的注射成型装置10的模具浇口24被热关闭，即熔融流体被停留在模具浇口24处，并在该处被冷却。模具浇口24通过一阀销可以交替开闭。该阀销贯穿每个喷嘴20的整个长度延伸，并且可以通过一阀活塞被移动，从而使模具浇口24开闭。
任意个喷嘴20可以被用来装填一个或多个型腔26。歧管加热器32使熔融流体以所需温度保留于歧管12中，同时冷却通道(未示出)便于冷却型腔26。
图2中的喷嘴20被称为一前装式喷嘴。喷嘴20包括一喷嘴头34、一喷嘴本体36和一喷嘴端部38。喷嘴头34通过紧固件40固定于歧管上。一第二模板46和一第三模板48分层堆积于喷嘴头34和第一模板28之间。第三模板48和第二模板46通过紧固件50相连接。如箭头61所示，紧固件50一般是螺纹紧固件，并且是可拆卸的。装配件52与第三模板48相连接。装配件52向内朝向喷嘴20延伸，以相对于第三模板48定位喷嘴20。如箭头54、56所示，注射成型装置10在分型线58和60处可以被分开。
根据本发明的一方面，加热器组件80围绕着喷嘴20，以使熔融流体以所需温度保留于喷嘴20中。加热器组件80通常包括一加热元件84，该元件与一环形加热器夹套86相连接。一接线盒82用以将加热器组件80和电源(未示出)相连。加热器组件80可以从喷嘴20上拆卸下来，而这将参照图3-6详细说明。
在某些应用中，例如汽车制造中，热流道喷嘴一般较长，可以将多个加热器组件80用来与单一喷嘴相结合。这些加热器组件被用来和单一或者多个电源相连接。这些加热器组件80可以被用来沿着喷嘴提供一具有变化温度的轮廓。
在注射成型装置10中，通过沿分型线60从第三模板48分离第一模板28可以实现喷嘴20的通路。然后旋开紧固件50，第三模板48与第二模板46分离。这就使喷嘴20得以显露出来，以使操作者能够替换那些不能正常工作的部件，例如这类部件包括喷嘴端部38、喷嘴密封部件(未示出)，可拆卸加热器80和热电偶(未示出)。以相反顺序执行上述步骤，注射成型装置10可以被重新组装。
前装式喷嘴允许操作者从注射成型装置10的成型侧获得到达喷嘴20的通路。尽管这样的安排允许操作者获得到达喷嘴20的通路，但是喷嘴20本身在没有从注射成型装置中拆卸整个模具有的情况下是不能被拆卸的。可以参考专利号为6,343,925、6,164,954和6,220,851的美国专利，在这些文献中示出了几种已知的喷嘴设计。
一拧紧到歧管12上的注射成型装置10a在图3中被示出，该装置具有喷嘴20a。图3示出了本发明的另一实施例，其中相类似的参考数字号表示相类似的部件。图3中的喷嘴20a也是前装式喷嘴，然而喷嘴20a可以从注射成型装置10a上被拆卸。喷嘴头34a包括有螺纹(未示出)，该螺纹可以与和歧管12相连的歧管装配螺母62相匹配。喷嘴20a可以被一个操作者从装置10a的成型侧轻松地旋下来和拆卸。按照本发明的另一实施例，一加热器组件80a可以从喷嘴20a上拆卸下来。喷嘴20a被装配在注射成型装置10a上或已经被拆卸时，加热器组件80a均能够被拆卸。
现在参照图3-6对加热器组件80a详细说明。图4中显示一加热器组件80a，该加热器组件包括一环形加热器夹套86，其具有带螺纹的内表面88。加热器夹套86包括一加热器夹套本体122，其具有第一端面90和第二端面92。加热器夹套86被设计成沿喷嘴本体36a的一部分在热流道喷嘴20a的喷嘴头38a和喷嘴端部38a之间延伸。第一端面90和第二端面46通常是相互平行的。一盘状加热元件84a贯穿延伸于加热器夹套86中。依照图4的实施例，加热器夹套86通过铸造法制造而成，因此加热元件84a被完全嵌入其中。一接线盒82a从加热器夹套86中延伸，并与一电源相连(未示出)，该电源为加热加热器元件84a提供能量。加热器夹套86由高导电性材料构成，例如铜、铍铜或铜合金。可供选择地，加热器夹套86也可由任何合适的导电性材料，例如钢构成。
如图5所示，加热器夹套86的带螺纹内表面88和喷嘴20a的带螺纹外表面100相啮合。在截面上，可以看到螺纹内表面88有一系列独立的螺纹元件94。每个螺纹元件94包括第一表面96，该表面也可以被称为前表面，以及相对的第二表面98，该表面也可以被称为后表面。喷嘴20a的带螺纹外表面100也类似地包括一系列独立的喷嘴螺纹元件102。每个喷嘴螺纹元件102包括第三表面104和相对的第四表面106。如图所示，加热器夹套86的螺纹元件94的第一表面96被称为前表面，该表面指向喷嘴螺纹元件102的第四表面106。
一锁紧螺母108包括带螺纹内表面110，以与热流道喷嘴20a的带螺纹外表面相啮合。锁紧螺母108包括一配合表面112，该表面邻近加热器夹套86的第二表面92和相对表面114。相对表面114指向热流道喷嘴20a的喷嘴端部38a。锁紧螺母108通常是传统的锁紧螺母结构，并由任何合适的导电性材料构成，例如钢、铜、铍铜或者铜合金。在某些情况下，螺母108可由导热性不强的材料构成，例如钛或钛合金。当需要局部降低温度时，螺母108可由绝热材料构成。绝热材料包括陶瓷如氧化锆，聚酰胺如Vespel，该产品由杜邦生产，聚合物如聚四氟乙烯，该产品由杜邦生产，或者是TeekTM，该产品由Victrex生产，或者石墨。
参照图6，示出了加热器夹套螺纹元件94和喷嘴螺纹元件102之间接触的放大视图。根据本发明，当在冷或热条件下将加热器夹套86附着于喷嘴20a上时，加热器夹套螺纹元件94和喷嘴螺纹元件102之间的接触可以被维持。热条件依赖于成型过程所需的温度而变化。加热器夹套86和喷嘴20a的径向和轴向两个方向的热膨胀并不导致加热器夹套86的带螺纹内表面88和喷嘴20a的带螺纹外表面100分离。螺纹元件94和102之间产生的夹紧力允许加热器夹套86与喷嘴20a永久接触，而不受加热器组件80a温度的影响。夹紧力的大小部分地取决于用于制造加热器夹套86和喷嘴本体36a材料的热膨胀系数。应当理解，如果喷嘴本体36a比加热器夹套径向膨胀得更大，则夹紧力更大。
虚线AA代表喷嘴20a的加热情况，虚线BB代表加热器夹套86的加热情况。如图所示，加热器夹套86的螺纹元件94的第一表面96与喷嘴螺纹元件102的第四表面106恒定接触。由于加热器组件80的锁紧螺母108向加热器夹套86表面92的第二端表面施加一个力，导致相对表面94和106之间恒定接触。因此，不论喷嘴20a和加热器夹套80的温度如何变化，加热器夹套86的螺纹元件94的第一表面与喷嘴螺纹元件102的第四表面106保持恒定接触。
加热器夹套86的带螺纹内表面88和喷嘴20a的带螺纹外表面之间的夹紧力大小与喷嘴20a和加热器夹套86的材料选择有关。在本发明的另一实施例中，沿着加热器夹套86提供一切口或狭槽。该狭槽为加热器夹套进一步提供弹性，以对于特殊成型应用可以改变夹紧力。
应当理解，加热器夹套86和喷嘴20a之间的螺纹连接并不局限于图3-6所示的轮廓形状。任何形状的可使用的已知螺纹轮廓均可以被采用。对于使螺纹元件可相互充分接触的那些螺纹轮廓，图2的加热器组件80a一般均可以使用。当加热器夹套86位于喷嘴20a上时，在加热器夹套86的内表面和喷嘴20a的外表面上还可印上、冲出、切割出或者模制出任何轮廓或者形状，以提供一夹紧力。
加热器组件34通过将加热器夹套86旋接到热流道喷嘴20a上而安装，以使加热器夹套86的带螺纹内表面88和热流道喷嘴20a的带螺纹外表面相啮合。热流道喷嘴20a的带螺纹外表面100提供一第一啮合表面，该表面具有第一轮廓。加热器夹套86的带螺纹内表面88提供一第二啮合表面，该表面具有第二轮廓。第一和第二轮廓相啮合，从而将加热器夹套86与热流道喷嘴20a相连接。然后，锁紧螺母108旋接到喷嘴20a的带螺纹外表面100上。锁紧螺母108的配合表面112与加热器夹套86的第二端面92邻近，以迫使加热器夹套螺纹元件94的第一表面96与喷嘴的螺纹元件102相接触。这种布置使得加热器夹套86被夹紧于热流道喷嘴20a上。
在图3的注射成型装置10a的运行过程中，一热加压可塑熔融流体被从机器喷嘴18引入岐管套管16。熔融流体流过岐管融流道14，流入喷嘴20a的喷嘴流道22a。熔融流体流入型腔26，该过程通过热控制模具浇口24被选择性地控制。
为了确保注射成型装置10a的成功运行，当熔融流体流过喷嘴20a的喷嘴流道22a而流向模具浇口24时，熔融流体必须被维持在一定的温度范围内。加热组件80因此加热每个喷嘴20a。加热器组件80的锁紧螺母108迫使加热器夹套的螺纹元件94和喷嘴螺纹元件102相互接触，以使加热器夹套86被夹紧于喷嘴20a上。这就允许在加热器组件80和喷嘴20a之间产生高效热传递，以加热熔融流体。
参照图7，该图显示加热器组件80b的另一个实施例。加热器组件80b与注射成型装置10b的喷嘴20a相连，该装置类似于图3的注射成型装置10a。加热器组件80b与图3所示的类似，并增加了一对弹簧120。该弹簧120位于锁紧螺母108的配合表面112和加热器夹套86的第二端面92之间。如图8所示，弹簧120迫使加热器夹套螺纹元件94的第一表面96与喷嘴螺纹元件102的第四表面106相接触。弹簧120是贝氏盘(belleville discs)，彼此相对排列。
图8的实施例允许锁紧螺母108和加热器夹套86之间相对移动。弹簧120在喷嘴20a和加热器夹套86之间提供一个初始夹紧力或者载荷。弹簧120通过确保连续施加压力于锁紧螺母108和加热器夹套86之间，以进一步补偿因加热而导致的热膨胀。在冷或变化条件下，弹簧120也允许加热器夹套86夹紧到喷嘴20a上。
图9和10显示不同的弹簧布置，该布置可被用于代替图8中弹簧布置。图9包括3个弹簧120，它们被相互套叠在一起。弹簧120的较大直径侧指向加热器夹套86的第二端面92。图10包括单一弹簧120。与图9相似，弹簧120的较大直径侧指向加热器夹套86的第二端面92。
应当理解，弹簧的类型不局限于贝氏盘。任何合适的弹簧都可以被使用。弹簧120可以用任何合适的材料制造。另一方面，弹簧120可以是一比加热器夹套86和锁紧螺母108的导热性更高的导热性元件。
加热器组件80c的另一个实施例在图11中示出。加热器组件80c与注射成型装置10c的喷嘴20a相连，该装置与图3的注射成型装置类似。如图12中所示，一弹簧120位于喷嘴20a的喷嘴头34a和加热器夹套86的第一端面90之间，而喷嘴头34a与歧管装配螺母62相连。弹簧120在喷嘴20a的喷嘴端部34a方向向加热器夹套86施加力。这导致加热器夹套螺纹元件94的第二表面98与喷嘴螺纹元件102的第三表面相邻接。类似于图7的实施例，弹簧120是贝氏盘，该弹簧以较大直径侧面向喷嘴头34a。
图13和14显示了不同的弹簧布置，其可以被用来替换图12的弹簧布置。图13包括3个弹簧120，它们彼此层叠在一起。弹簧120的较大直径侧指向喷嘴头34a。图14包括一对弹簧120，它们彼此相对。
参照图15-19，分别示出了标记为186、286、386、486、和586的第二、第三、第四、第五和第六加热器夹套。加热器夹套186、286、386、486、586可以被用来替换任何已公开的加热器组件实施例中的加热器夹套86图15的加热器夹套186包括一盘绕式加热器元件184，该元件部分嵌入加热器夹套本体122的外表面。在加热器夹套本体122上形成一凹槽124，加热元件184被压入或焊入凹槽124。
图16的加热器夹套286包括一非盘绕式加热元件284，该元件被卷绕在加热器夹套本体122的周围。一盖套126围绕着加热器夹套本体122，以维持加热元件284和加热器夹套本体122相互接触，从而允许产生高效热传导。
在图17的加热器夹套386中，一盘绕式加热元件384被盘绕在加热器夹套本体122周围。一盖套128围绕着夹套本体122，以维持加热元件384与加热器夹套本体122的接触，从而允许两者之间高效热传导。
图18的加热器夹套486包括一薄膜层130，该薄膜层围绕着加热器夹套本体122。一模制的电加热元件包含在薄膜层130中。薄膜层130由几种不同的材料制造。这些薄膜材料包括绝缘和绝热材料。这些薄膜层可以通过已知技术如喷涂、印刷、真空沉积施加。这些薄膜层可以直接被应用到喷嘴或者一与喷嘴20a相粘结或连接的分离部件上。加热器夹套486包括一带螺纹内表面88。接线盒82与薄膜层130相连，以使之与电源(未示出)相配套。一热电偶132与加热器夹套486相连，以此测量喷嘴20a的温度。
图17的加热器夹套586包括多个筒式加热元件584，可以任意方法使之定位，例如通过压配合使之进入加热器夹套本体122提供的孔134中。每个筒式加热元件584包括一个接线盒82，该接线盒与电源相配套(未示出)。热电偶136与加热器夹套586相连，以此测量喷嘴20a的温度。
图15-19的加热器夹套可以包括导热性材料例如钢、或者高导热性材料例如铜、铍铜或铜合金。
应当理解，对于注射成型技术领域的熟练技术人员来讲，根据本发明的加热器夹套可以进一步提供一用于啮合工具的表面。例如，在加热器夹套本体122上提供一类似于锁紧螺母108的外表面的六角形表面，以便于加热器夹套86的安装和拆卸。
对于注射成型技术领域的熟练技术人员来讲，应当理解，加热器组件80可以用于任何前装配喷嘴。此外，加热器组件80也可以用于这样的注射成型装置，该装置中并没有提供从装置模具侧到喷嘴的通路。这类喷嘴的例子已在专利号为DE19601102的德国专利中示出。在这种情况下，喷嘴应当从注射成型装置中拆卸下来，然后喷嘴端部、加热器组件80或热电偶可以被更换。
尽管已公开的加热器组件被阐述为应用于热流道喷嘴，然而相同的加热器组件可以用于注射成型装置的其它部位。根据本发明的另一个实施例，图20中显示一注射成型装置10d。该注射成型装置包括一管状歧管12d，该歧管与注料口套管16d相连，该套管依次与装置喷嘴18d相连。管状歧管12d包括一对管状轴1138，每个管状轴1具有一个贯穿延伸的歧管熔融流道14d。管状轴138至少部分具有螺纹。歧管熔融流道14d与热流道喷嘴20d各自的喷嘴流道22d通过连接块140相连接。每个连接块140包括一通常为直角状的熔融流道142，以此引导可塑熔融流体从歧管熔融流道14d流向喷嘴流道22d。加热器夹套86d具有螺纹88d，该螺纹围绕着每一个管状轴138，由此啮合螺纹。加热器夹套86d包括接线盒82d，该接线盒用以和电源(没有画出)配套。如果需要，加热器夹套86d可以替换为按照前述图所公开的实施例中的任何加热器组件。
为了安装加热器夹套86d，拆卸连接块140，加热器夹套被旋接于圆形轴138。在运行中，加压可塑材料熔融流体从机器喷嘴17d被引入歧管套管16d。熔融流体流过歧管熔融流道14d，进入喷嘴18d的喷嘴流道22d，然后进入型腔(未示出)。当熔融流体流过歧管熔融流道14d时，加热器夹套40d使之维持在一个适宜的温度范围内。
参照图21，注射成型装置10e的一部分被示出。其中，如图所示，在该装置中机器喷嘴18e直接将可塑材料的熔融流体送入直排喷嘴20e。根据本发明的实施例，直排喷嘴20e包括一个喷嘴流道22e，该流道具有一个转向部分150。该转向部分150延伸于喷嘴入口152和喷嘴流道22e的一个较低部位154之间。型腔26e的模具浇口24e位于接近喷嘴流道22e的较低部位154。型腔26e通过模板28e和型芯30e限定。在模芯30e中提供一冷却流道158。一阀销160贯穿延伸于喷嘴流道22e的较高部位156和较低部位154，并与模具浇口24e对准。在喷嘴20e的任意一侧排列着一对活塞162和圆柱体164，以此驱动阀销/活塞连通管166。阀销/活塞连通管166与阀销160相连，以此使阀销如箭头70所示在喷嘴流道22e中轴向运动。在喷嘴流道22e的较高部位156和较低部位154之间提供一密封构件168，从而堵挡熔融流体流向较高部位156。密封构件168也可以用作导引构件，以引导阀销160的轴向运动。
一类似于图11所示的相应组件的加热器组件80e围绕着喷嘴20e。加热器夹套86e的带螺纹内表面和喷嘴20e的带螺纹外表面相啮合。弹簧120e被排列于喷嘴头34e和加热器夹套86e之间。加热器夹套86e进一步包括孔170，从而允许阀销/活塞连接件166通过。为安装加热器组件80e，阀销/活塞连接件166通过轴滑动脱离与活塞162的啮合从而被拆卸。然后加热器组件80e被旋接到喷嘴20e上。
在运行中，可成型材料加压熔融流体从装置喷嘴18e引入喷嘴入口152。熔融流体流过喷嘴流道22e的转向部分150，流入喷嘴20e的较低部位154。通过活塞162轴向移动阀销160，阀销/活塞连接件166可以如箭头172所示移动。因此，型腔26e中的熔融流体可以通过阀销160与模具浇口24e进行啮合和退出啮合选择性地被控制。
根据本发明加热器组件80f的另一个实施例在图22中示出。该注射成型装置10f与图2的注射成型装置类似，因此不再进一步详细说明。加热器组件80f与图3的实施例类似，然而，锁紧螺母108已经被喷嘴端部螺母180替换。喷嘴端部螺母180被旋上喷嘴20f，以使之接近加热器夹套86f。不同于锁紧螺母108，喷嘴端部螺母180仅仅能够在喷嘴20f上移动预定长度。其好处在于，加热器夹套80f的安装得以简化，因为当喷嘴端部螺母180在完全安装位置时，对于操作者是很清楚的。
参照图23，示出了根据本发明的加热器组件80g的另一个实施例。该注射成型装置10g与图2的注射成型装置类似，因此不再进一步详细说明。加热器组件80g包括一加热器夹套86g，该组件具有一环形槽182。该环形槽182在加热器套筒86g和喷嘴20g之间提供一气隙188。该气隙188沿预定长度隔绝喷嘴20g，以此沿着喷嘴20g隔绝热量。在加热器夹套86g与喷嘴20g接触处，热量仅直接传导给喷嘴20g。在这样的布置方式中，沿喷嘴本体36g在不同点传导给喷嘴20g的热量能够被控制。
应当理解，环形槽182可以用于前述任何类型的加热器夹套。进一步应当理解，加热器夹套86g可以被用于任何前述加热器组件的实施例。
尽管已经阐述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员应当理解，按所附权利要求限定作出的变化和修改均不背离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种注射成型装置，它包括一岐管，该岐管具有用于接收可塑材料加压熔融流体的岐管流道，所述岐管流道用以输送熔融流体到一喷嘴的喷嘴流道；一用以接收来自所述喷嘴的熔融流体的型腔，所述喷嘴流道与所述型腔通过一模具浇口相互连通；一加热器组件，其设置在所述喷嘴上，用以加热所述可塑材料熔融流体，所述加热器组件具有与所述喷嘴的一带螺纹外表面相啮合的带螺纹内表面；其中，热量通过加热器组件和喷嘴之间的螺纹的接触从所述加热器组件传递到所述喷嘴。
2.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于，所述加热器组件进一步包括一加热器夹套，该夹套具有一带螺纹内表面，一加热器元件与所述加热器夹套相连接。
3.如权利要求2所述的注射成型装置，其特征在于，所述加热器组件进一步包括一锁紧螺母，该螺母位于加热器夹套邻近，以此邻接加热器夹套，并迫使所述加热器夹套的所述螺纹与所述喷嘴的外表面的螺纹相啮合。
4.如权利要求3所述的注射成型装置，其特征在于，所述加热器组件进一步包括一弹簧，所述弹簧与所述加热器夹套相接触，以此进一步迫使所述加热器夹套的所述螺纹与所述喷嘴的外表面的螺纹相啮合。
5.如权利要求4所述的注射成型装置，其特征在于，所述弹簧位于所述锁紧螺母和所述加热器夹套之间，以迫使所述加热器夹套的螺纹的前端面与所述喷嘴的外表面的螺纹相啮合。
6.如权利要求2所述的注射成型装置，其特征在于，一弹簧位于所述加热器夹套和所述喷嘴的一喷嘴头之间，以迫使所述加热器夹套的螺纹的后端面与所述喷嘴的外表面的螺纹相啮合。
7.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于，所述加热元件为至少一个与至少一个电源相连接的电加热器元件。
8.如权利要求7所述的注射成型装置，其特征在于，所述加热元件可以从嵌入式盘管加热元件、薄膜加热元件、圆筒加热元件以及感应加热元件中选择。
9.如权利要求8所述的注射成型装置，其特征在于，所述嵌入式盘管加热元件被浇铸入所述加热器夹套。
10.如权利要求9所述的注射成型装置，其特征在于，所述嵌入式盘管加热元件被焊入所述加热元件的外表面。
11.一种注射成型装置的加热器组件，所述加热器组件包括一加热器夹套，该夹套具有一带螺纹内表面，该表面用以与一注射喷嘴的喷嘴本体的带螺纹外表面相啮合；一位于所述加热器夹套附近的锁紧螺母，所述锁紧螺母用以与所述喷嘴本体的带螺纹外表面选择性地啮合；其中，所述锁紧螺母邻接所述加热器夹套，并迫使所述加热器夹套的带螺纹内表面与所述喷嘴本体的带螺纹外表面不受所述加热器夹套温度变化影响地相接触。
12.如权利要求11所述的加热器组件，其特征在于，进一步包括一弹簧，该弹簧围绕着所述喷嘴，并邻接所述加热器夹套，所述弹簧增加了所述加热器夹套的螺纹和所述喷嘴的外表面的螺纹的接触量。
13.一种注射喷嘴，该喷嘴包括一喷嘴本体，该本体具有一贯穿延伸的喷嘴流道，所述喷嘴本体具有第一啮合表面，该表面具有第一轮廓；一设置在所述喷嘴本体上的加热器，该加热器用以加热可塑材料熔融流体，所述加热器具有第二啮合表面，该表面具有第二轮廓；其中，所述加热器和所述喷嘴本体通过所述第一轮廓与所述第二轮廓的交互作用被相互连接在一起。
14.如权利要求13所述的注射喷嘴，其特征在于，所述第一轮廓和所述第二轮廓为螺纹。
15.如权利要求13所述的注射喷嘴，其特征在于，所述第一轮廓和所述第二轮廓为配合凹槽。
16.一种注射成型装置，它包括一岐管，该岐管具有接收可塑材料加压熔融流体的岐管流道，所述岐管流道用以输送熔融流体到一型腔；一注射喷嘴，该喷嘴具有一喷嘴本体和一喷嘴流道，所述喷嘴本体具有第一啮合表面，该表面具有第一轮廓；一设置在所述喷嘴本体上的加热器，该加热器用以加热所述可塑材料熔融流体，所述加热器具有第二啮合表面，该表面具有第二轮廓；其中，热量通过所述第一轮廓和第二轮廓之间的接触从所述加热器组件传递到所述喷嘴。
17.如权利要求16所述的注射喷嘴，其特征在于，所述第一轮廓和所述第二轮廓为螺纹。
18.如权利要求16宿舍的注射喷嘴，其特征在于，所述第一轮廓和所述第二轮廓为配合凹槽。
19.一种注射成型装置，它包括一岐管，该岐管具有接收可塑材料加压熔融流体的岐管流道，所述岐管流道用以输送熔融流体到一喷嘴的喷嘴流道；一用以接收来自所述喷嘴的熔融流体的型腔，所述喷嘴流道与所述型腔通过一模具浇口相互连通；一设置在所述喷嘴上的加热器组件，其用以加热所述可塑材料熔融流体，所述加热器组件具有与所述喷嘴的一带螺纹外表面相啮合的带螺纹内表面。
20.一种注射成型装置，它包括一岐管，该岐管具有接收可塑材料加压熔融流体的岐管流道，所述岐管流道用以输送熔融流体到一喷嘴的喷嘴流道；一用以接收来自所述喷嘴的熔融流体的型腔，所述喷嘴流道与所述型腔通过一模具浇口相互连通；一提供于所述喷嘴上并用以加热所述可塑材料熔融流体的加热器组件，所述加热器组件具有和所述喷嘴的一带螺纹外表面相啮合的带螺纹内表面；其中，所述带螺纹内表面和带螺纹外表面的接触不受温度影响而得以保持。
21.一种注射成型装置，它包括一歧管，该歧管具有至少一个管状歧管轴，所述歧管轴具有用以接收可塑材料加压熔融流体的至少一个歧管流道，所述歧管流道用以输送熔融流体到一注射喷嘴的喷嘴流道；一用以接收来自所述喷嘴的熔融流体的型腔，所述喷嘴流道与所述型腔通过一模具浇口相互连通；以及一设置在所述歧管轴上并用以加热所述可塑材料熔融流体的加热器组件，所述加热器组件具有与所述歧管轴的一带螺纹外表面相啮合的带螺纹内表面；
22.一种可拆卸地将加热器夹紧于注射喷嘴上的方法，该方法包括提供一具有带螺纹外表面的注射喷嘴；提供一加热器组件，该加热器组件具有一加热器夹套，该加热器夹套具有一带螺纹内表面；在一不受成型条件影响的温度下，将所述加热器组件夹持到所述注射喷嘴上。
23.一种在注射成型装置中组装加热器的方法，该方法包括提供一具有带螺纹外表面的注射喷嘴；提供一加热器组件，该加热器组件具有一加热器夹套，所述加热器夹套具有一带螺纹内表面；将加热器组件旋接到所述注射喷嘴上，并在所述加热器组件和所述注射喷嘴之间产生一夹紧力，以使加热器组件和注射喷嘴之间的表面接触最大化。
全文摘要
一种用于注射成型装置的加热器组件，它包括一加热器夹套，该夹套具有一带螺纹内表面，以用于与一喷嘴的喷嘴本体或歧管的带螺纹外表面相啮合。一夹紧元件例如锁紧螺母或弹簧邻近加热器夹套设置。锁紧螺母和/或弹簧邻接加热器夹套，以迫使加热器夹套的带螺纹内表面与喷嘴本体的带螺纹外表面相接触。通过借助螺纹将加热器夹紧到喷嘴上，传递至喷嘴的热量可不受加热器温度影响地保持在最佳范围内。
文档编号H05B3/46GK1500611SQ03158090
公开日2004年6月2日 申请日期2003年8月4日 优先权日2002年8月2日
发明者罗伯特·西西里亚, 丹尼斯·L·巴宾, 汉斯·冈瑟, L 巴宾, 冈瑟, 罗伯特 西西里亚 申请人:标准模具有限公司