用于注射模具的热流道的阀针衬套的制作方法
【专利摘要】为了改善流动对称性和模制质量，本发明提出了一种用于注射模具的热流道的阀针衬套（20；20a），所述阀针衬套包括：两条流入通道（60a，60b），各流入通道具有几何轴（Y）且待经所述流入通道注入的材料能经一出口进入；流出通道（50），其沿着纵轴（X）延伸到排出口（56），所述材料能通过该排出口（56）离开所述阀针衬套，所述几何轴（Y）的在所述出口处延伸的多个部分设置成使得至多一个部分位于任何经过所述纵轴的假想平面（P）上。
【专利说明】用于注射模具的热流道的阀针衬套
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于注射模具的热流道的阀针衬套(valve pin bushing)。
【背景技术】
[0002]在注射模具中，造型材料通常来自于供料器(热流道板)，在流动方向改变90 °的情况下，流进阀针衬套的通道内，其中该阀针衬套包含由外部致动器控制的同轴的阀针(shutter pin，阀销，活门销)。该阀针通过平移可以打开或关闭一个孔口，该孔口通常称为“门”且位于加热喷嘴的端部，与阀针衬套连通，且自该孔口材料在模具型腔中流动。
[0003]一般地，阀针衬套的进口与热流道板中的管道是同轴的且具有与阀针滑动所在的通道的轴线正交的轴线。在此几何尺寸下，进入的塑料材料被迫偏离90°，且与阀针碰撞，由此形成具有不同的流动速度的两个区域:进口之前的高速区域，阀针之后的相对的部分中的低速或零速区域。得到的材料供给前端是椭圆形的或者细长的，这将导致填充物不对称。
[0004]为了统一喷嘴内的速度，已经研发了具有特殊几何形状的阀针衬套。在EP0264725中，阀针衬套具有两个通道，这两个通道将来自于热流道板的流体输送到阀针的在直径上相对的两侧上。因为构型困难，阀针衬套分成两个部分，因此使得组装和构型复杂化。EP0405007中的变型由单件体组成，但是流体动力学的测试和模拟显示喷嘴中的流动不均，且这种不均匀性在型腔填充过程中无论如何总是持续。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的目的是利用根据所附权利要求书所述的阀针衬套和/或方法来消除这些问题中的一个或多个，在该权利要求书中从属权利要求限定了有利的变型。
[0006]本发明提供一种用于注射模具的热流道的阀针衬套，所述阀针衬套包括:
[0007]-两条流入通道，各流入通道具有几何轴且待经所述流入通道注入的材料能够经一出口进入；
[0008]-流出通道，其沿着纵轴延伸到排出口，所述材料能通过该排出口离开所述阀针衬套，
[0009]其特征在于，
[0010]所述几何轴的在所述出口处延伸的多个部分设置成使得至多一个部分位于任何经过所述纵轴的假想平面上。
[0011]关于通道或管道的几何轴，本发明是指相对于管道或通道的截面的重心的轨迹。
[0012]所述阀针衬套改善了 EP0405007中的解决方案，因为该阀针衬套是单件体、具有简单的构型，并且特别是来自于热流道板的材料的流动(缘于通道的相对几何形状和/或空间布置)允许平衡阀针衬套内部的流速的差异。所述几何轴不像现有技术一样位于经过所述纵轴的同一假想平面中，而是位于该假想平面之外，即，这些几何轴没有被包含在这样的平面中和/或这些几何轴至多在一点与所述假想平面相交。流动的不对称性因此被矫正，并且重建了材料的速度场的周向对称性以及因而重建了型腔的填充。流体动力学仿真和实验室测试显示型腔(位于阀针衬套下游)的填充对称性提高了，因此提高了模塑件的质量。
[0013]优选地，通道是两条，因为数字2是在保持通道的对称性同时平衡流动的最小数字，并且因为2条通道的实验结果是最好的。在具有三条或以上通道的情况下，这些通道中的至少一条与其它通道相距更大或更小的距离，因此，这将存在略低的流动遍及率，但是依旧比现有技术优越。
[0014]优选地，对于两条流入通道而言，所述几何轴的多个部分设置成位于由经过所述纵轴的假想平面所限定的同一半空间。即使所述几何轴的多个部分中的每一个部分可位于不同的半空间，流动的特性也可以得到改善。
[0015]在多种应用中用于提高流动特性的其他优选几何变型:
[0016]-所述几何轴(对于一条流入通道或两条流入通道而言)的所述部分相对于与上述定义的假想平面正交的第二假想面倾斜；和/或
[0017]-所述几何轴的所述多个部分是彼此平行的，和/或平行于上述定义的经过所述纵轴的假想平面；
[0018]-所述多个部分相对于在该空间中限定所述两个半空间的所述假想平面倾斜，且相对于该假想平面而言，所述多个部分位于同一半空间。
[0019]在阀针衬套中，多条流入通道中的一条或各条可与在所述阀针衬套的外表面上延伸的槽连接起来。这样做的优势是提供了易于执行且易于在排屑机器上加工编程的相互装配。实际上，可以在阀针衬套中完全加工出一条通道和在热流道板(热流道)上加工出柱形的带有明确限定的尺寸和公差的支座足矣。
[0020]在阀针衬套中，在具有上述提及的优势的情况下，各条流入通道可与上述定义的槽连接，所述两个槽可朝向一公共区域汇合以形成材料接收区。
[0021]一般地，为了提高阀针衬套和热流道板之间的适配性，各个槽的过渡截面可以比输送来自热流道板的材料的供给通道的截面小(因此，比材料接收区的截面小)。或者，接收区可具有适于与热流道板的通道在几何学上配合的尺寸和形状。
[0022]一种有利于将熔融成型材料输送到位于模具的热流道中的阀针衬套中的方法，所述阀针衬套包括沿着纵轴延伸到排出口的流出通道，所述材料可通过该排出口离开所述阀针衬套，其特征在于，经由两条流入通道将材料供给到所述流出通道中，所述流入通道具有几何轴以及通入所述流出通道的出口 ；以及将所述几何轴的在所述出口处延伸的多个部分设置成使得至多一个所述部分位于任何经过所述纵轴的假想平面上。
[0023]针对阀针衬套定义和描述的技术特征的使用或应用有利地也是所述方法的方法步骤，为了简洁明了将不再赘述。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]参考附图，从以下的对阀针衬套的优选实施例的说明中，本发明的优点将变得更加明显，其中:
[0025]图1示出了热流道的竖直剖面图；
[0026]图2示出了图1中的虚线圆中的放大图；[0027]图3示出了阀针衬套的等轴测视图；
[0028]图4示出了沿图3的平面IV-1V的剖面图；
[0029]图5示出了阀针衬套的变型的竖直剖面图；
[0030]图6示出了从上面观察到的图5的阀针衬套中的通道的三维重现；
[0031]图7示出了图6中的三维重现的立体视图；
[0032]图8示出了图6中的三维重现的侧视图；
[0033]图9示出了沿图5的平面IX-1X的剖面图；
[0034]在这些附图中相同的附图标记表示相同的部件。
【具体实施方式】
[0035]图1示出了半模10，在该半模10中安装了热流道，该热流道容纳有阀针衬套20，该阀针衬套以已知方式联接至热流道板12且构造用于驱动能沿纵轴X移动的阀针14。阀针14以已知方式调节从加热喷嘴16中出来的熔融材料的流量，同时位于热流道板12内部的管道18 (具有Z轴)能够将熔融材料供给到阀针衬套20。
[0036]参考图3和图4，注意到阀针衬套20包括环形体30，基本上圆柱形的部件40自该环形体同轴地延伸。环形体30具有中心通道54，阀针14在该中心通道54中滑动，所述中心通道与位于部件40内的具有略大的直径的同轴的通道50连通。通道50与两条流入通道60a、60b连通，待注入的材料能够通过所述流入通道进入部件40中并且然后顺着通道50自排出口 56从该部件流出。
[0037]流入通道60a、60b被制作成部件40中的孔且分别与形成在部件40体积中的表面槽62a、62b连接起来。该两个槽62a、62b都在部件40的表面上延伸1/4圈(图9)、汇合以形成与管道18联接的入口 64。
[0038]流入通道60a、60b具有几何轴Y，该几何轴优选地可以相对于与轴X正交的假想平面W具有一些倾斜度。特别在图4中，倾斜角度为15°，而在图5中示出的阀针衬套的变型20bis中，该倾斜角度是60°。这些设置使得能够容易地利用刀具机床来加工该通道，其中在图4的情况下加工从部件40的外侧开始，在图5的情况下加工从通道50的内侧开始。
[0039]图6至图8示出了熔融材料由于上述用于阀针衬套20bis的通道而流经的路径的三维图。特别应注意到流入通道60a、60b相对于通道50的设置。
[0040]设想一经过轴X且与轴Z正交的假想平面P，流入通道60a、60b具有与平面P相距距离为D的几何轴Y。偏置距离D可以是例如几毫米，并且能够平衡由入口 64的侧向位置以及当所述熔融材料从槽62a和62b分别流进流入通道60a和60b时的动态特性所引起的流动的遍及性。因此，优选地通过相对于平面P远离入口 64地设置(多条)轴Y来获得偏置距离D，即，通过在与入口 64相反的方向上移动(多条)轴Y来获得偏置距离D。从图6注意到，针对两条流入通道60a、60b，几何轴Y的在相同的通道60a、60b内延伸的部分位于(属于)由平面P限定的同一半空间(或者，换句话说，相对于平面P，所有轴Y完全一或者对于轴的包含在通道60a、60b内的部分而言——位于平面P的同一侧上)。
[0041]使用中，熔融材料沿着轴Z到达入口 64并且沿着槽62a、62b分成两股流(所述槽形成封闭的通道，因为它们被环绕阀针衬套20的部件——具体地是被热流道板12——封闭)。然后，所述熔融材料进入流入通道60a、60b并且在由尤其相对于平面P偏置的轴Y所指示的方向上流入通道50中。也就是，轴Y不位于平面P内而是位于该平面之外，特别是与该平面P相距距离D。
[0042]因此，材料的前端的中心不指向轴X，这种不对称性能够避免低速区域。
[0043]流体动力学仿真和实验室测试显示型腔(位于所述阀针衬套下游)填充的对称性提1? 了，因此提1? 了I旲`制件的质量。
【权利要求】
1.一种用于注射模具的热流道的阀针衬套(20 ;20a)，所述阀针衬套包括: -两条流入通道(60a，60b)，各流入通道具有几何轴(Y)且待经所述流入通道注入的材料能通过一出口进入； -流出通道(50 )，其沿着纵轴(X)延伸到排出口( 56 )，所述材料能经该排出口离开所述阀针衬套， 其特征在于， 所述几何轴(Y)的在所述出口处延伸的多个部分设置成使得至多一个部分位于任何经过所述纵轴(X)的假想平面(P)上。
2.根据权利要求1所述的阀针衬套，其特征在于，对于所述两条流入通道而言，所述多个部分设置成位于由经过所述纵轴(X)的假想平面(P)限定的同一半空间。
3.根据权利要求1或2所述的阀针衬套，其特征在于，一部分或各部分相对于与在权利要求I中限定的所述假想平面正交的第二假想平面(W)倾斜。
4.根据权利要求1或2或3所述的阀针衬套，其特征在于，所述多个部分彼此平行。
5.根据权利要求2或3所述的阀针衬套，其特征在于，所述多个部分相对于在权利要求2中限定的假想平面(P)倾斜。
6.根据前述权利要求中任一项所述的阀针衬套，其特征在于，一条流入通道或各流入通道与在所述阀针衬套的外表面上延伸的槽(62a，62b)连接起来。
7.根据权利要求6所述的阀针衬套，其特征在于，各流入通道与权利要求6所述的槽连接起来，并且所述两个槽朝向一共同区域汇合以形成材料接收区(64)。
8.根据权利要求6或7所述的阀针衬套，其特征在于，所述阀针衬套被安装在具有用于熔融材料的供给通道(18)的热流道板构件(12)中，各槽的截面比所述供给通道的截面小。
9.根据权利要求7或8所述的阀针衬套，其特征在于，所述阀针衬套被安装在具有用于熔融材料的供给通道(18)的热流道板构件(12)中，所述材料接收区(64)适于与所述供给通道(18)在几何构型上配合。
10.一种用于将熔融成型材料输送到位于模具的热流道中的阀针衬套(20 ；20a)中的方法，所述阀针衬套包括沿着纵轴(X)延伸到排出口(56)的流出通道(50)，所述材料能经该排出口离开所述阀针衬套，其特征在于，经两条流入通道(60a，60b)将所述材料供给到所述流出通道中，所述流入通道具有几何轴(Y)以及通入所述流出通道的出口 ；以及 将所述几何轴(Y)的在所述出口处延伸的多个部分设置成使得至多一个部分位于任何经过所述纵轴(X)的假想平面(P)上。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,一个部分或各部分相对于与在权利要求10中限定的假想平面正交的第二假想平面(W)倾斜。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述多个部分彼此平行。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述多个部分相对于在权利要求11中限定的假想平面(P)倾斜。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，一条流入通道或各流入通道与在所述阀针衬套的外表面上延伸的槽(62a，62b)连接起来。
15.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，各流入通道与权利要求6所述的槽连接起来，并且所述两个槽朝向一共同区域汇合以形成材料接收区(64)。
【文档编号】B29C45/28GK103722694SQ201310480416
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2012年10月16日
【发明者】M·罗西, A·瓦拉施恩, A·赞纳特 申请人:英格拉斯股份公司