专利名称：注射成形装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及注射成形装置，特别是用于橡胶及类似原料，诸如弹性体，热固性塑料和可交联的聚合物等的注射成形装置。
EP 0 287 001 A1公开了包括一具有挤出口的塑化单元，以及一具有注射柱塞和一配有排料口的注射通道的注射单元的用于注射成形材料的装置。充注注射单元时，塑化单元的挤出口与注射柱塞的排料口相联接。进行注射过程时，挤出口与排料口分开，而充注通道与模具联接。
DE 91 10 240 U1描述一其塑化单元与注射柱塞牢固联接的注射模塑装置。充注通道穿通该注射柱塞通往注射缸。注射柱塞的远离注射缸的端部与塑化单元的挤出件出口相接连。充注通道的嘴位于注射柱塞的呈圆锥状的自由端。注射缸的底部表面由一嵌入件形成，且对应于注射柱塞的自由端形状而呈圆锥状。在嵌入件的排料口与在注射柱塞中的充注通道的嘴对齐。充注注射单元时，排料口会被闭锁杆关闭，而原料经由挤出口以及充注通道而从塑化单元供入注射缸，此时注射柱塞进行对应的移动。接着，闭锁杆被抽回，而注射单元与模具相耦接。其后，注射柱塞进入注射缸中，此时在充注通道中的止回阀被压到其关闭位置，而原料被从注射缸中压出而进入到模具的模腔内。当注射柱塞完全插进注射缸时，充注通道的嘴口与排料口连接。经过一定时间后，注射单元与模具分离，固化部分被从注射通道取走。
本发明的目的是提供能简单操作的注射模塑装置。该目的可由权利要求书中的特点来解决。
本发明的注射成形装置特别具有一设有一注射缸和可在其内运动的注射柱塞的注射单元。注射缸可经由一设在注射柱塞内的具有至少一嘴口的充注通道而被充注。而通过注射缸的排料口，此注射筒缸可排料。充注通道的嘴口与排料口之间是空间和/或热隔离的。此设置有以下的优点，即，在注射单元与模具相耦接时，在充注通道内的原料将不会受到过高温度的影响。尤其是，在排料口内原料的固化可在控制下进行。在注射单元与模具脱离时，粘在模制部件上的固化原料同时从排料口抽取出。排料口因此无任何残留。尤其是可确实避免部分固化的原料残留部分，在下一次的注射过程中，被充注到模具内。本发明的注射成形装置因而可容许有较简单的操作。
最好，注射柱塞和注射缸各具有至少一封密面，而在注射柱塞的插入位置它们相互接合。此设置具有以下的优点，即，当注射柱塞插入时，充注通道的嘴口被密封对着注射缸内的排料口。此方式可确保，在充注通道直至嘴口间的原料完全与充注在模具中的原料相隔开。此外，对下一次注射缸的充装，可提供完全精确量的原料。
根据加工的原料，在充注通道区内的温度最好是控制成使得能避免在充注通道的原料的固化。而在注射成形装置和模具间耦接时，在模具和注射缸以及注射缸和注射柱塞之间的各接触位置区内，有热传递。在一实例中，温度最好控制成使得模具的温度约为180℃，在排料口区内的注射缸的温度为约120℃，而在充注通道区内的注射柱塞的温度为约80℃。温度控制在考虑各单一部件的热传递阻力以及热传导值，通过合适的加热或冷却来进行。
在一最佳实施例中，注射柱塞的自由端设成渐缩小的尖端，而注射缸的底面具有一互补的形状。注射柱塞的前尖端部最好部分突伸入排料口内。这是有利的，因为在注射柱塞插入时，在注射缸内的充注物经由排料口全部送出，而更好地是，在排料口内的原料至少会部分地被排出。
在另一最佳实施例中，充注通道的嘴口设在注射柱塞的渐缩小区与尖端部相隔一距离。
在本发明的最佳实施例中，注射柱塞的自由端是圆锥状，而注射缸的底面是一互补的圆锥形，而排料口设在尖端区内。充注通道的嘴口设在圆锥形端的表面上。
最好，在注射柱塞的自由端上设有一嵌入件。嵌入件至少构成注射柱塞的渐缩小自由端的一部分。此设置具有以下的优点，即，嵌入件是可用与注射柱塞不同的材料来制造。另外，嵌入件可分开制造及分别加工。最好，嵌入件可用绝热材料来制造。在一最佳实施例中，注射缸在其底部区内设有一带排料口的且最好是绝热的嘴件嵌入件。作为嘴件嵌入件的材料，最好是应用如V2A，V4A的铬镍钢或烧结材料所作成的陶瓷。这很有利，因为在注射单元与模具耦接时，从排料口至充注通道，尤其是其嘴口的热传导，会中断或至少变少。
依本发明的另一实施例，在注射柱塞内最好是在轴向上备设一螺旋挤出件。在一最佳实施例中，在螺旋挤出件和充注通道之间设一止回阀。该止回阀最好是能在当注射缸内的压力大于螺旋挤出件区内的压力时自行关闭。
止回阀最好设在嵌入件的后端和螺旋挤出件的自由端之间。此设置是有利的，因为注射柱塞的充注通道只有一短的长度，并且大致上对应于嵌入件的长度，并且通过移去嵌入件可容易地触及到止回阀。
以下通过实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，附图中
图1是在充注注射单元状态的本发明的一最佳实施例；图1a是图1的局部放大图；图2是图1实施例中模具已充注的状态；图2a是图2的局部放大图；图3是图1实施例在注射单元已脱离和模具开启后的状态；图3a是图3的局部放大图；在附图中，相同部分以相同标号来表示。
注射成形装置的最佳实施例具有一注射单元1，其主要由注射缸20和一在其内可移动的注射柱塞10组成。在注射柱塞10的自由端，设有一嵌入件16。自由端和嵌入件一起共呈圆锥形。在嵌入件中，充注通道12设成由一进口变成三个出口的分叉状。三出口的嘴口14各与尖端部相隔开，且沿着嵌入件的表面周围，相互以120°的间隔分开。
注射缸20大体上设成中空圆筒形，而在其自由端设有一嘴件25。在嘴件25上设有嘴件嵌入件26，两者在朝缸体内部的方向上具有一与注射柱塞的圆锥形尖端呈互补状的圆锥形表面。在嘴件嵌入件26中，设有注射通道22具有排料口24。嘴件嵌入件26最好用螺钉使其上部插入嘴件25。这使其与嘴件25有良好的热传导结合。嘴件25通过在通道系统39中的冷却液体，根据调整维持在70至80℃的温度范围内。嘴件嵌入件26的下部从嘴件25自由突出。在嘴件嵌入件的自由突出部分的区域中，注射通道22具有一以圆锥形向外扩张的扩散段。
在另一实施例(未示出)中，中空圆筒和嘴件设成整体。其余则与上述实施例有相同的结构。
注射柱塞10是可在注射缸20内，借助传动装置(未示出)在伸出和缩回位置之间移动。在伸出位置，注射柱塞的圆锥形端与嘴件以及嘴件嵌入件中的圆锥形表面呈接触状态。
在注射柱塞10中，设有一塑化单元3。塑化单元3基本上由轴向设在注射柱塞10内的中空筒体32和一在其内设的螺旋挤出件30组成。在螺旋挤出件的后端区中有一挤出件入口34而在自由端区中有一挤出件出口36。螺旋挤出件被一传动装置(未示出)所驱动。
在挤出件出口36和嵌入件16的后端之间设有一止回阀40。在所举的例子中，止回阀包括一旦注射筒缸中的压力超过在挤出件中的压力时，即会关闭挤出件出口的球体。在另一方向上，通道是无阻的。
模具5是由共同构成一模腔52的两部分所组成。模腔52可经由注入孔54来充注的。在模具的上部设有一注射件1可插入其中的凹槽56。
该最佳实施例还可设有一闭锁杆60。借助此闭锁杆，注射缸20的排料口24可被关闭。闭锁杆包含一封闭板62，其借助可在缸体66内运动的柱塞，可进行大体上垂直于注射柱塞的轴向的往复移动。
以下参照附图，详细说明本发明注射成形装置的操作。
在图1和1a中，排料口24被关闭，其中，封闭板6封密地顶在嘴件嵌入件26的外侧。借着螺旋挤出件的传动装置的操作，原料7被导经挤出件入口34而到达挤出件出口36，并从该处经由充注通道12而进入注射缸20。同时，注射柱塞10借助它的传动装置和/或在注射缸内形成的压力而返回。借此，与下一个注射过程所需的原料7被充注入注射缸20内。
在图2和2a中，闭锁杆60处在退回的位置。注射单元1插入模具5中的凹槽56内，而与模具5相耦接。注射通道22与注入孔54接触。注射柱塞10完全插入在注射缸20内，使得全部原料在模腔52中被压挤。在注射柱塞插入期间，止回阀40对着挤出件出口36封住充注通道12。在注射柱塞的完全插入位置，注射柱塞的圆锥形端放在嘴件25中的圆锥形凹槽上。特别是，嵌入件16的尖端密封地位在嘴件嵌入件26上。因此，在充注通道12内的原料7完全与注射通道22以及在模腔52内的原料70，71完全分开。
在图2a中示有温度T1，T2和T3。T1是大体上对应于适合原料塑性化的温度。较好，温度T1为60至90℃，更优选地为70至80℃。
温度T3是大体上对应适合于在模具中原料固化的温度。此温度较好是在160至180℃的范围内。温度T2在温度T1和T3之间，最好为约120℃。在注射缸和在注射柱塞部区内的温度控制，特别是在充注通道区内的温度控制用来调节温度T1。在所示的实例中，注射柱塞10具有一通道系统38，有一定温度的流体通过该通道系统。此外，注射缸设有一通道系统39，具合适温度的同一或另一流体通过该通道系统。模具温度T3借由加热板57来控制。加热板各设在下模部分58的下方和上模部分59的上方。在加热板57的外表面各设有多个加热板，其特别有绝热特性。嘴件嵌入件的上部区有与嘴件25的良好的导热连接，而嘴件嵌入件26的下部区可自由从嘴件25突伸出。如果嘴件25的下部区保持在上模部分59(T2)上足够的时间，在注射通道22内的材料块可充分地固化，且在嘴件嵌入件26从上模部分59处升起时，该材料块从注射通道中抽出。因此使注射通道无任何阻塞而可进行下一次注射过程。嘴件嵌入件26的下部的温度为T2。
在图3和3a中，注射单元1与模具5脱开，下模部分58与上模部分59分开而模制部件70从模中取出。在模制部件70有固化端部71，在分模时，其已从注射通道22，排料口24以及注入孔54中抽出。注射通道22和注入孔54无任何残留物。注射成形装置已准备好进行新的注射过程。
本发明特别的优点是，在注射件和模具耦接时，在充注通道内的原料不被影响，尤其是，原料不会固化堵在充注通道内。最好，在塑化单元3以及在充注通道12内的原料被保持在约70至80℃的塑化温度上。在模具内，原料被加热至固化所需的约160至180℃的温度。充注通道的嘴口与排料口是隔热的，使得在充注通道的原料不受热影响。最好，嵌入件16是由绝热材料制成。空间上的隔离使得在充注通道内的原料不被不合适的温度影响。
按照本发明的另一实施例，嘴件嵌入件26可是绝热的。最好，嘴件嵌入件26是由绝热材料，优选的是铬镍钢如V2A，V4A或烧结材料制的陶瓷制成。可替换或外加的，嘴件嵌入件26的内面可设一绝热涂层。
本发明的基本构想是在于，在充注通道12的原料与在注射通道22的原料之空间和/或热隔离。本发明的注射成形装置具有简单巧小结构，因而可容易操作。
权利要求
1.一注射成形装置，用于橡胶及类似材料的注射成形，其具有一包含一注射缸(20)和可在其内运动的注射柱塞(10)的注射单元，而注射缸可经由一设在注射柱塞内的充注通道而被充注，以及通过注射缸的一排料口(24)而排料，其特征在于，所述的充注通道(12)具有至少一嘴口(14)，而该嘴口与排料口(24)之间是热隔离的，且在充注通道区域中的温度(T1)控制成使得在充注通道内的原料能避免被固化；以及在排料口区域的温度(T3)被控制成使得在排料口内的原料被固化。
2.如权利要求1所述的注射成形装置，其特征在于，所述的嘴口(14)与所述的排料口在空间上相隔离。
3.如权利要求1或2所述的注射成形装置，其特征在于，所述的注射柱塞和/或所述的注射缸具有至少一封密面，而在注射柱塞(10)的插入位置所述的封密面将嘴口(14)与排料口(24)隔开。
4.如权利要求1至3中任一项所述的注射成形装置，其特征在于，所述的注射柱塞(10)的朝其自由端呈渐缩小状，而注射缸(20)的底面设有一互补的形状，而在排料口(24)设在所述的底面，使所述的注射柱塞的尖端部(16)至少部分突伸入所述的排料口内。
5.如权利要求4所述的注射成形装置，其特征在于，所述的充注通道的嘴口14，设在所述的注射柱塞(10)的渐缩小区，与所述的尖端部(16)相隔。
6.如权利要求5所述的注射模塑装置，其特征在于，所述的注射柱塞的自由端是圆锥状，而在所述的圆锥形的表面区域内所述的充注通道的嘴口与所述的尖端部相间隔，且该注射缸(20)的底面呈圆锥形，而所述的排料口(24)设在邻近该尖端部。
7.如权利要求1至6中任一项所述的注射成形装置，其特征在于，在所述的注射柱塞的自由端设有一嵌入件(16)。
8.如权利要求7所述的注射成形装置，其特征在于，所述的嵌入件(16)是由绝热材料制造的。
9.如权利要求1至8中任一项所述的注射成形装置，其特征在于，所述的注射缸在其底部区设有一嘴件(25)，所述的嘴件(25)具有一有排料口(24)的嘴件嵌入件(26)。
10.如权利要求9所述的注射成形装置，其特征在于，所述的嘴件嵌入件(26)在一第一区域内与嘴件(25)维持良好热导结合，而在另一区域内从该嘴件(25)突伸出。
11.如权利要求1至10中任一项所述的注射成形装置，其特征在于，在充注通道(12)的区域内的温度(T1)是适合于原料塑化的温度，优选地在约70至80℃的范围内。
12.如权利要求1至11中任一项所述的注射成形装置，其特征在于，在排料口(24)的区域内的温度控制成使得在注射时，被导入一模具(5)的原料直到排料口都被固化，因而在开模时，在排料口内已固化的原料与浇口一起从排料口被抽取出。
13.如权利要求1至12中任一项所述的注射成形装置，其特征在于，所述的嘴件嵌入件(26)由绝热材料制造和/或所述的嘴件嵌入件(26)的内面可包括一绝热涂层。
14.如权利要求13所述的注射成形装置，其特征在于，所述的嘴件嵌入件(26)或涂层由铬镍钢如V2A，V4A或陶瓷体制成。
15.如权利要求7至14中任一项所述的注射模塑装置，其特征在于，所述的嵌入件(16)由铬镍钢如V2A，V4A或陶瓷体所制成。
全文摘要
注射成形装置具有一设有一注射缸(20)和在其内可运动的注射柱塞(10)的注射单元(1)。注射缸可经由一设在注射柱塞内的充注通道(12)而充注,且经由在注射缸的排料口24而排料。充注通道(12)的嘴口(14)与排料口(24)是空间和热隔离的。因此使排料口内的原料可不被固化。
文档编号B29C45/54GK1208370SQ97191750
公开日1999年2月17日 申请日期1997年1月14日 优先权日1996年1月17日
发明者阿佛列·史单尔 申请人:阿佛列·史单尔