專利名稱：用于注射塑料物質的噴嘴的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種特殊類型的噴嘴，用于將熔融的塑料物質注入一個或多個模腔中。
本發(fā)明優(yōu)選地用于同時模制多個塑料物品、即所謂的“預制品”的機器的噴嘴中，其后通過吹模加工成適當的最終產品，特別是塑料瓶。
盡管由于在描述上有更方便的原因，在下面的說明中參照的是用于模制預成形塑料材料的垂直驅動的機器，因為它將與熔化和拉伸上述塑料材料的初始步驟相結合，但應當知道，本發(fā)明應當理解為同樣用于水平驅動的模制機器上，或者甚至其它類型的應用上，只要落入附屬權利要求的范圍中。
本領域普遍公知的是，在預制品模制操作中，通常使用一模制機，該模制機包括一噴嘴承載板和一設于其下方用于所謂熱室(或熱流道，因為它們在本領域中是特別公知的)的板。該板一般包括上述熱流道，即設置用于從一適當的擠壓機中傳送熔融樹脂的管路。腔室承載板包含多個腔室，從上述基板流入的塑料樹脂流被注入該多個腔室中，其中上述塑料樹脂流由設置于上述腔室承載板與上述噴嘴承載板之間的適當的對應注射噴嘴在上述元件之間運送。
通常用于保持上述噴嘴與上述板的表面緊密接觸的手段包括向上述噴嘴提供螺紋，通過擰入而將它們緊固，或者，作為其替換方案，以這種方式在噴嘴和上述板表面的平行表面之間產生力，以確保通過壓力將上述噴嘴在其間鎖定到位。
所有這些措施對于本領域技術人員都是公知的，在此處為了更有效地引入本發(fā)明所涉及的技術內容的目的而簡短地進行回顧。
涉及這種噴嘴的結構和應用的其中一個最顯著的問題來自于這種情況，即這些噴嘴在寒冷的條件下裝配，必須用還不在其額定工作或穩(wěn)定狀態(tài)溫度的機器中的其它機構起動操作，甚至在工藝的初始階段，當安裝還沒有達到其穩(wěn)定狀態(tài)工作條件時也不損失熔融樹脂。
操作過程中，與上述噴嘴聯接的板溫度上升而膨脹，從而減少了噴嘴的可用空間，因此可能有損于雙方所包含部件的壓縮。
關于降低這種壓縮效果，需要首先建立一個不太緊的聯接。但這會導致樹脂的初始損失，即由于機器停工導致的嚴重損失需要立即消除這種樹脂泄漏，以及完成這種任務需要人員，這是在任何情況下都應當避免的。
已經知道用于注射

圖1和2中所示類型塑料物質的噴嘴已被公開，并正常應用于現有技術中，其中該噴嘴包括一前中心部101和一后環(huán)形部102；在上述后環(huán)形部102內部設有一外部限定一壁104的溝槽103。
當噴嘴正常聯接在噴嘴承載板30與容納熱流道的板40之間時，上述噴嘴受到在附圖中用字母“F”和“G”表示的相對的力。
由于上述噴嘴的結構，后者通過壓縮上述壁104和上述部分102的后實心部而承受這些力的相反的作用。
由于噴嘴是實心的，它固有地有很高的壓縮強度，因而實際上不存在軸向變形的能力。至于壁104，它的軸向尺寸更小，因而即使受到上升的壓力，其可壓縮能力也很小。因此實際上，這種類型的噴嘴最終僅提供了一個降低了的彈性變形的能力，結果通過其熱膨脹過程在上述板之間僅引入了降低了的尺寸變化能力。
下列專利出版物公開了有關壓裝和鎖定在上述板之間的噴嘴的最相關的技術狀態(tài)US4558367，US5220154，US5554395，US5759595，US5820899。
所有這些專利出版物通過多種途徑解決這個問題，即尋找處理多個相互沖突的需要的最佳可能方案，即-當在寒冷條件下起動時確保保護，-板和噴嘴大范圍的尺寸公差，-在寬于通常涉及或使用的溫度范圍內操作的能力，包括達到高于正常操作溫度最多50度的超溫的能力。
但所引用的專利中沒有一個能夠滿足全部上述要求而到達令人滿意的程度。另外，其中某些甚至需要用補充的密封裝置，如墊圈等，它們不是以任何恒定的方式解決問題，反而會引來進一步的復雜化。
因此基于上述考慮，本發(fā)明的一個主要目的是提供一種噴嘴，該噴嘴能夠使全部三個上述互相沖突的要求自動得到滿足。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種上面引用類型的噴嘴，該噴嘴能夠通過使用易于得到因而成本有效的材料和技術而易于實施、使用和操作。
本發(fā)明的這些目標及其其它特征通過如附屬權利要求中所引用的制造和操作的噴嘴而實現。
本發(fā)明可以采取優(yōu)選的、盡管不是唯一的實施例的形式，如下面參照附圖作為非限定性例子描述，其中圖3是本發(fā)明噴嘴中間部分的透視圖；圖4是圖3中所示噴嘴部分的前視圖；圖5是處于其兩個不同工作階段的本發(fā)明一實施例的垂直中部視圖；圖6是處于另外兩個工作階段的本發(fā)明同一實施例的垂直中部視圖，其中一個階段與圖5中所示的分階段相同；圖7是本發(fā)明上述實施例的中部視圖，其中代表了前面附圖中所示的全部三個工作階段；圖8是一視圖，示出在極端應力條件下受到特殊變形應力的環(huán)形部分。
參照上述附圖，根據本發(fā)明的噴嘴包括一后部1，一前部2和一內部通道3，該內部通道3延伸穿過上述兩部分，一般用于將熔融的塑料樹脂流載運到設置于噴嘴承載板30上的一個或多個注射噴嘴4。
這種噴嘴的垂直中間部分呈現了一個相對于穿過上述內部通道中心的一垂直軸線X基本上對稱的結構。
前部2大致為細長形，而后部設有一外部環(huán)形元件5，該外部環(huán)形元件5的外部輪廓基本上是環(huán)繞上述前部和上述內部通道3的圓柱形。
外部環(huán)形元件5在其后側終止于一端面7，而后部1向后終止于一對應的平面6，與前述現有技術不同，該平面6位于相對于上述環(huán)形元件的端面7更靠后的位置。
參照圖3和4中所示的兩個剖視圖，在上述環(huán)形元件5與上述前部的外表面之間設有一環(huán)形溝槽12，根據本發(fā)明的一個特征，該環(huán)形溝槽12形成一銳角h，其中內側13基本上平行于上述噴嘴的軸線X，外側14相對于該軸線傾斜，其傾角向上述噴嘴的前端部開放。
根據本發(fā)明，在上述環(huán)形元件5與平面6之間，即在其端面7與平面6之間，還設有一基本上與噴嘴的軸線X同軸的第二環(huán)形溝槽8。
在一優(yōu)選形式中，這樣的第二溝槽以這種方式形成，即確保其中間軸向部分具有一帶有銳角m的形狀，其中外側9基本上平行于上述噴嘴的軸線X，內側10相對于該軸線傾斜，其傾角向上述噴嘴的后端部開放。
在正常使用中，該噴嘴被壓裝并鎖定在上述噴嘴承載板30的上部與限定在熱流道板40頂部的表面11的底部之間。
如可從圖5中所示的兩個剖面圖相互比較而知道的，當放置表面11上升時，這種噴嘴結構允許上述外部環(huán)形元件的大致以A表示的劃圓部分彎曲，使上述端面6和7能夠變得處于與共用放置表面11同一高度平面中。
無論如何，由于上述表面的上升是通過操作過程中引起的熱膨脹而導致的，就確保了這種膨脹不會產生任何缺點，特別是，不會在任何程度上削弱噴嘴的緊密度。因為在初始裝配中，在寒冷起動條件下，可通過將噴嘴適當擰緊在上述放置表面11上而確保這種密封效果，而在正常、即穩(wěn)定狀態(tài)操作條件下，其熱膨脹通過大致以A表示的上述劃圓部分的變形而自動吸收，即由于提供了上述溝槽8、最好是由上面使用和描述的特殊形狀的溝槽而確保密封。
另外，如可通過將圖6中所示的兩個剖視圖相互比較而注意到的，由于兩個板的溫度進一步上升超過正常的穩(wěn)定狀態(tài)值，因而共用放置表面11相應地進一步上升，產生一更大的壓力，這種結構允許上述環(huán)形元件的大致以B表示的劃圓部分適當彎曲，從而確保噴嘴牢固地保持到位，并保持其緊密性而不會泄漏熔融樹脂，同時不會在相關的其它部件上產生過多的應力。
實際上，圖8清楚地表示出在最壞的超溫條件下上述區(qū)域或部分B的優(yōu)選彎曲模式，而這種彎曲對于現有技術噴嘴是不允許的。
上述本發(fā)明的解決方案還提供了多種有利改進的可能性實際上已經在實驗中發(fā)現，如果上述第一環(huán)形溝槽和上述第二環(huán)形溝槽的銳角h和m分別相對于上述噴嘴的軸線基本上設置于同一高度C，則以在上述兩溝槽之間提供了一個足夠薄、因而彈性的壁這種方式獲得了在應力負荷上升時變形能力的最大結果；實驗中還發(fā)現，當上述第二溝槽12的深度至少是上述第一溝槽8的深度的兩倍時，獲得作為最高可接受超溫的函數的彈性與最大可能變形之間的最佳折衷。
最后，還通過將上述溝槽12的上述銳角h設置在上述第二溝槽8的上述銳角m范圍內而獲得上述噴嘴的有利結構。
權利要求
1.用于將熔融塑料物質注入模型中的噴嘴，包括一后部(1)，一前部(2)，及一在其間延伸的熔化通道(3)，該通道(3)用于將熔化的物質向前朝通向一腔室(4)的至少一個口輸送，其中上述前部為細長形，上述后部設有一外部環(huán)形元件(5)，該外部環(huán)形元件(5)環(huán)繞鄰接上述熔化通道的上述內部延伸，且基本上為圓柱形，其中上述外部環(huán)形元件(5)在其朝前的表面上設有一第一環(huán)形溝槽(12)，該第一環(huán)形溝槽(12)位于上述環(huán)形元件的外部前緣與上述前部的外表面之間，其特征在于，上述后部在其中心區(qū)域終止于一平面(6)，上述外部環(huán)形元件(5)在其后側終止于對應的至少部分平面的表面(7)，上述中心區(qū)域的端面(6)位于比上述外部環(huán)形元件的上述至少部分平的端面(7)更靠后的位置，上述外部環(huán)形元件(5)在其朝后的表面上設有一第二環(huán)形溝槽(8)，該第二環(huán)形溝槽(8)位于上述后部的上述平端面(6)與上述外部環(huán)形元件的上述至少部分平的端面(7)之間。
2.根據權利要求1所述的噴嘴，其特征在于，上述第二環(huán)形溝槽(8)的中間軸向部分為銳角形狀，其中內側(9)基本上平行于上述噴嘴的軸線(X)，外側相對于該軸線傾斜，其傾角朝上述噴嘴的后端部開放。
3.根據權利要求2所述的噴嘴，其特征在于，上述第一環(huán)形溝槽(12)的中部軸向部分為銳角形狀，其中內側(13)基本上平行于上述噴嘴的軸線(X)，外側(14)相對于該軸線傾斜，其傾角朝上述噴嘴的后端部開放。
4.根據上述權利要求2和3的組合的噴嘴，其特征在于，上述第一環(huán)形溝槽(12)和上述第二環(huán)形溝槽(8)的銳角基本上設置于與上述噴嘴的軸線(X)相同的高度(C)。
5.根據權利要求5所述的噴嘴，其特征在于，上述第一溝槽(12)的深度至少是上述第二溝槽(8)的深度的兩倍。
6.根據前述權利要求3至5中的任一項所述的噴嘴，其特征在于，上述第一溝槽(12)的上述銳角設置在上述第二溝槽(8)的上述銳角的范圍內。
全文摘要
用于將熔融塑料注入模型中的噴嘴，包括在其中心區(qū)域終止于一平面(6)的后中心部(1)，一在其后側終止于一對應平面(7)的外部環(huán)形元件(5)，其中上述中心區(qū)域的端面(6)位于比上述環(huán)形元件的端面(7)更靠后的位置，上述環(huán)形元件向后在后部的外部邊緣與環(huán)形元件的外部元件之間設有一銳角形狀的第一環(huán)形溝槽(12)。后者還向前在上述后部的外部前緣內部設有一銳角的第二環(huán)形溝槽(8)。上述兩個環(huán)形溝槽(12，8)彼此相對，彼此分開，相應的角度基本上位于噴嘴同一高度的彼此一側。
文檔編號B29C45/27GK1419488SQ01807252
公開日2003年5月21日 申請日期2001年3月3日 優(yōu)先權日2000年4月20日
發(fā)明者卡洛·科羅凱爾, 布魯斯·菲什曼, 史蒂夫·佩克, 馬泰奧·佐帕斯 申請人:塞帕公司