專利名稱：注射成型裝置的熔料再分配元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種改善注射成型熱流道裝置中的熔料的均勻性的熔料再分配元件和方法。
背景技術(shù)：
在常規(guī)的注射成型法裝置中，熔料從注射成型機(jī)中送出，流經(jīng)熱流道歧管，通常該熱流道歧管具有多個(gè)環(huán)形橫截面的歧管管道。該歧管具有一個(gè)入口及與多組熱流道噴嘴連通的多個(gè)出口，并且加熱歧管以使熔料保持在一致的并且可以流動(dòng)的溫度上。一些變量會(huì)影響到利用熱流道歧管制造的模制品的質(zhì)量。其中一個(gè)變量是剪切應(yīng)力感應(yīng)流不平衡，沿著熔料管道及在歧管的出口處能夠觀測或測量到這種現(xiàn)象。這種流量不平衡是不可避免的，其特征在于沿著歧管的各熔料管道的熔料溫度、粘性和速度是變化的、非均勻的、截面分配(或分布)的。因此，在歧管各噴嘴的入口處，留在歧管中的熔料的溫度、粘性和橫截面分配速度或分布改變了。這解釋了為什么在許多應(yīng)用中，模制品的一個(gè)型腔與另一型腔以及一個(gè)批次與另一批次的模制品在重量、密度、尺寸、外觀等上都是不同的。
由于熔料通常是在圓形管道中流動(dòng)，所以在管道中心的熔料的速度大于沿著管道側(cè)壁流動(dòng)的熔料的速度。由于沿著管道側(cè)壁流動(dòng)的熔料比在中心的熔料流動(dòng)的慢，所以相比于速度較快的、更靠近中心的熔料，其接受歧管加熱的時(shí)間更長，這就引起管道中心的熔料和沿著管道側(cè)壁的熔料的之間的溫度不平衡。同時(shí)，靠著管道側(cè)壁的熔料還會(huì)由熔料沿著管道側(cè)壁移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)一步的加熱及重壓(即，剪切)。較高的溫度和剪切應(yīng)力會(huì)改變材料的粘性。
圖1所示的是多管道注射成型裝置的常規(guī)兩級(jí)熱流道歧管112的橫截面圖。熔料沿著管道102進(jìn)入歧管。通過歧管加熱器128使熔料保持在可模制溫度。然后熔料滑行進(jìn)入相同但是相對(duì)的分支103，沿著第一個(gè)約90度的轉(zhuǎn)彎104流動(dòng)。然后，熔料再滑行，進(jìn)入相同但是相對(duì)的分支105和106，在制造出質(zhì)量很差的部件。
已經(jīng)采取了各種嘗試來減少、消除、再分配或者轉(zhuǎn)動(dòng)熔料的溫度、粘度或速度的不均衡的分布，其中該熔料在歧管中朝向多個(gè)噴嘴流動(dòng)，以在歧管出口處提供更均勻、相同或相似的分布，以改善處理?xiàng)l件。但是，這些嘗試通常需要借助機(jī)械障礙使熔料流滑行，該障礙可以產(chǎn)生流線，特別是對(duì)于那些對(duì)流線變化敏感的材料。
在這里參考?xì)W洲專利號(hào)EP0293756、美國專利號(hào)5421715和美國專利號(hào)6572361，其示出了所謂的歧管熔料混合器，美國專利號(hào)5683731，其示出了一個(gè)所謂的歧管熔料再分配器，和美國專利號(hào)6077470，其示出了一個(gè)所謂的熔料導(dǎo)衛(wèi)板或者熔料轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。另外，還參考了美國專利申請(qǐng)公開號(hào)2004/0130062，其示出了另外一種熔料混合裝置和方法。這些參考文獻(xiàn)分別以全文的方式進(jìn)行引用。
這就需要提供一種熔料再分配裝置和方法，能夠提供一種通過熱流道系統(tǒng)的熔料流，其在熔料流通過系統(tǒng)的不同階段具有改善的溫度、粘性、壓力和剪切應(yīng)力橫截面分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種注射成型裝置和注射成型方法，其能夠提供在多個(gè)注射歧管出口的每一個(gè)處都具有更均勻的剪切應(yīng)力、溫度、粘性和速度橫截面分布的熔料。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，熔料再分配元件沿著熔料管道安放在注射歧管的一個(gè)特定位置。該熔料再分配元件具有一個(gè)無障礙的熔料孔，該孔在其入口處有一錐形截面的入口，增加熔料的壓力并且產(chǎn)生一個(gè)壓力增量，或者在注射成型行業(yè)中已知的做為壓力降。該熔料再分配元件還包括一個(gè)圍繞熔料孔的螺旋形熔料通道。首先，引入的熔料的壓力增大，從而使熔料以更大的速度穿過熔料再分配元件的中心熔料孔，其中該引入的熔料沿著歧管熔料管道流動(dòng)并且具有累積的不均勻的剪切應(yīng)力分布。接下來，熔料流的中心部分繼續(xù)沿著熔料孔流動(dòng)，熔料流的外側(cè)部分沿著螺旋熔料通道流動(dòng)。最初，外側(cè)部分具有比中心部分更不均勻的剪切應(yīng)力分布。螺旋熔料通道改變了熔料流外側(cè)部分的流向，以重新定位剪切應(yīng)力，并且將熔料流外側(cè)部分的一部分與熔料流接近中心部分的一部分混合。在熔料再分配元件出口處，剪切應(yīng)力橫截面分布比入口處更平均或均勻。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，熔料再分配元件包括多個(gè)螺旋形熔料通道，其可以提供額外的再定向和熔料流外側(cè)部分的混合，進(jìn)一步改善了熔料再分配元件出口處的剪切應(yīng)力橫截面分布。
通過使熔料直接穿過熔料再分配元件，而不使用阻塞、或分裂、位于熔料孔內(nèi)部的機(jī)械裝置，根據(jù)本發(fā)明的熔料再分配元件是作為例如減少流線的發(fā)生的非侵入性(noninvasive)裝置。
本發(fā)明的一個(gè)方面主要關(guān)于在多管道注射成型裝置的多個(gè)歧管管道出口中的每一個(gè)處的熔料具有更均勻的剪切應(yīng)力橫截面分布。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是當(dāng)從注射成型裝置的一個(gè)歧管管道的一個(gè)特定出口中流出時(shí)，熔料具有更均勻的剪切應(yīng)力分布。在各情況中，使用了無障礙的熔料再分配元件，不需要對(duì)引入的熔料流進(jìn)行機(jī)械分隔。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種包含歧管的注射成型裝置，該歧管的歧管管道包括一個(gè)接收受壓的模制材料的熔料流的入口及多個(gè)出口，與歧管管道連通的一個(gè)出口和一個(gè)入口的熔料再分配元件，和均包括接收從歧管管道出口流出的熔料流的噴嘴管道的多個(gè)噴嘴。
該熔料再分配裝置包括一個(gè)無障礙的熔料孔，該孔還包括具有螺旋形熔料通道的熔料孔表面。首先，引入的熔料流的壓力增加，可選地也可以是壓力降，然后流過熔料再分配元件的熔料孔并穿過螺旋形熔料通道。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，熔料再分配方法包括提供一熔料再分配元件a)通過減小入口處的歧管熔料管道的直徑，提供非入侵性的局部壓力增加，和b)通過使增壓的熔料的中心部分繼續(xù)沿著直的通道流動(dòng)，迫使增壓的熔料的外側(cè)部分沿著螺旋形熔料通道流動(dòng)，提供非入侵性熔流的分裂及改變?nèi)哿狭鞯姆较?。?dāng)熔料流過熔料再分配元件時(shí)，會(huì)使熔料流的中心部分和熔料流的外側(cè)部分發(fā)生一定程度的混合?；旌系某潭纫蕾囉诙喾N因素和變量，如壓力增量的水平或數(shù)量，熔料再分配元件的熔料孔和螺旋形熔料通道的長度，螺旋形通道的斜度或密度，及熔料的粘性和溫度。當(dāng)熔料再分配元件具有不止一個(gè)螺旋形熔料通道時(shí)，一些熔融材料能夠獲得更多的混合及更好的均勻。


現(xiàn)在，參考附圖，將更完整地描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中用各分支中沿著第二個(gè)90度的轉(zhuǎn)彎107流動(dòng)，并且分別從出口108和109中流出。出口108和109與兩個(gè)熱流道噴嘴(未示出)液體連通，以將熔料輸送到一個(gè)或兩個(gè)模腔系統(tǒng)(未示出)中。
沿著管道102的壁產(chǎn)生的剪切應(yīng)力在圖1A表示，橫截面的剪切面是沿著線A-A的。當(dāng)管道102分裂到分支或熔料管道103中時(shí)，在103a側(cè)熔料管道102所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力大于在熔料管道103的103b側(cè)產(chǎn)生的剪切應(yīng)力。當(dāng)熔料流經(jīng)分支103時(shí)，沿著103b側(cè)的剪切應(yīng)力自然產(chǎn)生的延伸比較少。但是，將沿著103a側(cè)的摩擦力形成的任何剪切應(yīng)力加到沿著103a側(cè)的管道102的剪切應(yīng)力中，在管道103中形成從一側(cè)到另一側(cè)的、或者不均勻的剪切應(yīng)力分布不平衡。另外，當(dāng)熔料沿著拐角104移動(dòng)以及沿著熔料管道103流動(dòng)時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生剪切應(yīng)力分布不平衡。在管道103分裂到分支或者熔料管道105和106的地方，沿著并且穿過這些熔料管道并且朝向出口108和109的剪切應(yīng)力及溫度和速度分布會(huì)變得更不均衡分配及更不平衡。在圖1B中，在沿著線B-B的橫截面剪切應(yīng)力分布中示意性地表示了從105a側(cè)到105b側(cè)的剪切應(yīng)力分布的變化。在圖1C中，在沿著線C-C的橫截面剪切應(yīng)力分布中示意性地表示了從106a側(cè)到106b側(cè)的剪切應(yīng)力分布的變化。因此，在歧管出口108和109處，圖1B和圖1C的各橫截面剪切應(yīng)力分布均表示出明顯的一側(cè)到另一側(cè)的變化及進(jìn)而相對(duì)于歧管熔料管道的中心軸115的不平衡的剪切應(yīng)力、溫度和速度橫截面分配。
另外，比較圖1B和圖1C的橫截面剪切分布可以看出歧管管道105和106之間的剪切應(yīng)力的大小差別很大。由于剪切應(yīng)力分布也是溫度、速度和粘性分布的一個(gè)指標(biāo)，所以熔料的外側(cè)和中間部分的通過出口108留在分支105的熔料的溫度要高于通過出口109留在分支106的熔料的溫度。因此，適于由分支105中的熔料模制的產(chǎn)品的溫度和壓力不同于由分支106中的熔料模制的產(chǎn)品的溫度和壓力。由于在多管道注射成型裝置中，調(diào)整或者局部修正特定管道的溫度和壓力差是非常困難的，所以，剪切應(yīng)力分布的不同會(huì)導(dǎo)致一個(gè)模腔中的模制品與另一個(gè)模腔中的不同或者一批模制品與下一批模制品的不同。
另外，一側(cè)到另一側(cè)(或者不均勻或者不均衡)的剪切應(yīng)力和溫度橫截面分布可能引起同一個(gè)模制品中一側(cè)與另一側(cè)的不同的流動(dòng)特性，導(dǎo)致相似的附圖標(biāo)記表示相似的結(jié)構(gòu)。
圖1是注射成型裝置的常規(guī)多管道歧管的局部的側(cè)視圖。
圖1A是沿著圖1中的線A-A的橫截面剪切應(yīng)力分布；圖1B是沿著圖1中的線B-B的橫截面剪切應(yīng)力分布；圖1C是沿著圖1中的線C-C的橫截面剪切應(yīng)力分布。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的注射成型裝置的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
圖3是圖2的一部分的放大圖。圖3A是圖3所描述的圖2部分的替換放大圖。圖3B是圖3所描述的圖2部分的另一個(gè)替換放大圖。圖3C是圖3所描述的圖2部分的另一個(gè)替換放大圖。
圖4是圖2的一部分的放大圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的注射成型裝置的另一實(shí)施例的一部分的放大圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的注射成型裝置的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。圖6A是根據(jù)本發(fā)明的注射成型裝置的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的注射成型裝置的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的注射成型裝置的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的注射成型裝置的另一個(gè)實(shí)施例的一部分的側(cè)面剖視圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的注射成型裝置的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考圖2，總的用210表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的注射成型裝置。注射成型裝置210包括具有歧管管道214的兩級(jí)歧管212。如圖所示，歧管214與輸入熔料管道202連通，該輸入熔料管道分裂為至少兩個(gè)在歧管入口218下游的熔料分支203。管道202的熔料進(jìn)入位于各分支203的熔料再分配元件252中。熔料再分配元件252將參照?qǐng)D3所示的熔料再分配元件352在下文中進(jìn)行更詳細(xì)的說明。各分支203轉(zhuǎn)過角204再次分裂為分支205和206。歧管212位于模塊背板222和腔模制板224之間。通過定位環(huán)226相對(duì)于腔模制板224對(duì)歧管212定位。注道襯套216與歧管入口218相配合。該注道襯套216接受來自機(jī)械噴嘴(未示出)的熔料并通過歧管入口218將其輸送到歧管212的管道202。熔料穿過分支203、205和206。在分別通過分支205和206的出口208和209流出歧管212之前，熔料再次穿過熔料再分配元件253。熔料再分配元件253也將參照?qǐng)D4所示的熔料再分配元件453在下文中進(jìn)行更詳細(xì)的說明。歧管212由歧管加熱器228加熱。
噴嘴230容納在模制板221的開口232中。噴嘴230由加熱器236加熱。每個(gè)噴嘴230均包括一個(gè)噴嘴通道234，其接收來自歧管通道214的各自出口的熔料，并通過模具澆口238輸送到各自的模制腔240中。模制腔240位于腔模制板224和模芯225之間。冷卻通道242用來冷卻模制腔240。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，歧管212是多腔注射成型裝置的兩級(jí)歧管。但是，注射成型裝置可以包括具有任意數(shù)量通道的歧管，該任意數(shù)量的通道連接到任意數(shù)量的腔，其中，在一個(gè)通道中的熔料流的剪切應(yīng)力分布是不平衡的。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熔料再分配元件252在圖3中做為熔料再分配元件352進(jìn)行了更詳細(xì)地描述。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，熔料再分配元件352位于具有一熔料通道303的歧管312中。熔料再分配元件352沿著中心軸315與歧管熔料通道303同軸。熔料再分配元件352包括主體部分354和中心熔料孔363。熔料孔363包括入口362和出口364。熔料孔363包括第一孔部分355、錐形入口部分357、第二孔部分366、錐形出口部分361和第三孔部分356。熔料再分配元件352還包括沿著第二孔部分366表面360在主體部分354中形成的螺旋形熔料通道358。螺旋形熔料通道358還具有從第二孔部分366的表面360測量的深度359。螺旋形熔料通道的角度、螺旋形轉(zhuǎn)彎的斜度或密度和距離359可以根據(jù)熔料再分配元件352的應(yīng)用情況進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)元件352的位置，通過歧管熔料管道303流到入口362的熔料具有累積的不均勻或不均衡的剪切應(yīng)力橫截面分布。從入口362開始，熔料穿過具有第一直徑368的第一孔部分355。第一直徑368通常與歧管熔料通道303的直徑相同。第一孔部分355通常與管道303對(duì)齊。然后熔料穿過錐形入口部分357。錐形入口部分357具有逐漸減少的直徑。
當(dāng)熔料流進(jìn)錐形入口部分357時(shí)，熔料的壓力增加，從而熔料將增加的壓力作用到第二孔部分366上。該較大的壓力強(qiáng)迫熔料以較高的速度流經(jīng)熔料再分配元件352。當(dāng)熔料的中心部分無障礙地穿過第二孔部分366時(shí)，迫使具有不均勻橫截面剪切應(yīng)力分布的熔料的外側(cè)部分沿著螺旋形通道358流動(dòng)，重新定位外側(cè)剪切應(yīng)力分布，使其更均勻地分配。同時(shí)，外側(cè)熔料部分可以部分與無障礙地穿過熔料再分配元件352的第二孔部分366的熔料流的中心部分混合。根據(jù)應(yīng)用的情況、注射成型的處理?xiàng)l件及熔料類型，熔料再分配元件352可以包括具有相似或不同幾何形狀的一個(gè)或多個(gè)螺旋形熔料通道358。與本領(lǐng)域所公知的包括使熔料分開并且圍繞障礙物流動(dòng)的機(jī)械障礙或錐形體不同，再分配元件352允許熔料無障礙地流動(dòng)，在變色應(yīng)用方面具有額外的優(yōu)點(diǎn)。無障礙流動(dòng)防止熔料堆積及形成所謂的“死點(diǎn)”，在“死點(diǎn)”處，熔料受到限制并且不流動(dòng)。
然后，熔料進(jìn)入第二孔部分366，其具有比第一直徑368小的第二直徑370。在螺旋形熔料通道358的端部，熔料進(jìn)入錐形出口部分361，該錐形出口部分具有逐漸增加的直徑。然后，熔料進(jìn)入第三孔部分356，其直徑371大概與第一孔部分355的直徑368和歧管熔料分支303的直徑相等。第三孔部分356還通常在出口364處與分支303對(duì)齊。
圖3A描述了一種替換的熔料再分配元件352a。，除了沒有錐形出口部分361外，熔料再分配元件352a與熔料再分配元件352相似。而是在出口364a處設(shè)置螺旋形熔料通道358a和第二孔部分366a。圖3B描述了另一種替換的熔料再分配元件352b。除了沒有錐形出口部分361外，熔料再分配元件352也與熔料再分配元件352a相似。同時(shí)，第二孔部分366b的直徑370b在熔料流的方向上逐漸增大，以使得出口364b處的第二孔部分的直徑幾乎等于出口364b處的熔料303的直徑。由于螺旋形熔料通道358b的深度359b在第二孔部分366b整個(gè)長度上都是一定的，所以，在沿著熔料流方向上螺旋熔料358b的轉(zhuǎn)彎會(huì)逐漸變大。圖3C描述了另一個(gè)替換的熔料再分配元件352c。熔料再分配元件352c與熔料再分配元件352b相似，除了它不包括錐形出口部分361并且第二孔部分366c的直徑370c如元件352b所述的那樣在沿熔料流方向逐漸增加。但是，螺旋熔料通道358c的深度359c沿著第二孔部分366c的整個(gè)長度并不恒定。相反，螺旋形熔料通道358c的深度359c在沿熔料流方向逐漸變小，以使得在出口364c處螺旋形熔料通道358c的外徑幾乎等于出口364c處熔料通道303的直徑，并與之對(duì)齊。
熔料再分配元件352或者這里公開的任何一種熔料再分配元件均可以由兩塊或更多塊組成，當(dāng)這些塊放在一起時(shí)形成圓柱形或正方形插入物或塞子。例如，由兩塊形成的熔料再分配元件352可能包括在各塊中機(jī)加工出的熔料孔363部分。然后將這兩塊互相接近地設(shè)置，以得到熔料再分配元件352的整體形狀。這些塊可以通過硬焊、焊接、粘接或其它方法熔合在一起，或者可以機(jī)械固定在一起，如通過夾緊等。可替換地，兩塊或更多的塊可以容納在位于歧管或歧管塞中的凹口或孔中，下面將進(jìn)行更詳細(xì)的描述，以能夠用這些塊的位置及歧管加熱所引起的熱膨脹將兩個(gè)塊固定在一起。在另一個(gè)實(shí)施例中，熔料再分配元件352可以是鑄造件，這里由一個(gè)塊形成熔料孔363。在另一個(gè)實(shí)施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解可以使用復(fù)雜的鉆孔處理在一個(gè)單獨(dú)的塊中形成熔料再分配元件352的熔料孔363。在另一個(gè)實(shí)施例中，熔料再分配元件352的熔料孔363可以沿著部分歧管通道(如圖2的歧管通道214)形成，并成為其的一部分。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，圖4所示的熔料再分配元件453位于兩級(jí)歧管412(類似于圖2的歧管212)和噴嘴430之間。兩個(gè)熔料再分配元件453是相同的，并分別與歧管412的分支405和406連通。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白，其它熔料再分配元件453也可以位于具有多個(gè)歧管出口的歧管412中。熔料再分配元件453的操作與上述熔料再分配元件352相同。同時(shí)，熔料再分配元件453的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與上面關(guān)于熔料再分配元件352的描述類似。類似地，熔料再分配元件453或這里公開的任何一種熔料再分配元件均可以具有與上述圖3A-3C中的熔料再分配元件352a、352b和352c中任一種類似的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
但是，再分配元件453的外部結(jié)構(gòu)要特別易于安裝在歧管412的出口408和409處。可以將熔料再分配元件453壓入、熱裝、焊接或用螺絲旋入歧管412中。根據(jù)本實(shí)施例的熔料再分配元件453也可以用于更新現(xiàn)有的歧管，因?yàn)樗鼈円子谶M(jìn)行安裝、對(duì)齊、清潔以及在長期工作后的最終的更換。
可以將熔料再分配元件453加到再分配元件352的下游。同時(shí)，可以阻止“環(huán)流”，在環(huán)流處熔料流圍繞一個(gè)插入裝置，如位于管道中的魚雷形接頭(torpedo)。由于熔料沒有分裂，所以使用熔料再分配元件453就不會(huì)在熔料流中產(chǎn)生流線。
本文所公開的熔料再分配元件，如元件453，可以由各種材料制成，如當(dāng)玻璃填充時(shí)可以防止磨損的碳化和不銹鋼，也可以使用其它研磨熔料。在其它應(yīng)用方面，再分配元件，如熔料再分配元件453，由高的、導(dǎo)熱材料制成，如銅和銅合金。特別是，如果象圖4描述的那樣位于歧管加熱器428附近，熔料再分配元件453可以改善到噴嘴頭部的導(dǎo)熱性能。
圖5所述的注射成型裝置510是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的一部分。雖然只是表示了該裝置510的一部分，但是可以明白，總地來說裝置510與圖2的裝置210類似。在注射成型裝置510中，歧管塞572嵌入孔574中，該孔位于歧管512中。塞子572允許更加容易地將熔料再分配元件552插入單片歧管512的熔料通道514中。塞子572包括沿著流動(dòng)軸578延伸穿過的熔料通道576。熔料再分配元件552嵌入到塞子572的孔580中。熔料再分配元件552與圖3和3A-3C中所述的上述熔料再分配元件352、352a、352b或352c的功能和結(jié)構(gòu)類似或者等同。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，熔料再分配元件52a是歧管塞572a的一部分，如圖5A所示。在這種布置中，螺旋形熔料通道558插入歧管塞572a中，或者與之形成一個(gè)整體。用銷子511或其它緊固件(如螺栓)根據(jù)熔料管道514對(duì)熔料再分配元件552a定位。
圖6描述了包括一級(jí)歧管612的注射成型裝置610的另一個(gè)實(shí)施例。歧管612包括具有至少兩個(gè)分支的603a和603b的歧管管道614，由于還會(huì)發(fā)生不平衡，所以熔料再分配元件652還是有用的。可替換地，歧管612也可以是與上述圖2的歧管212類似的二級(jí)歧管。
在圖6的實(shí)施例中，在歧管最終組裝之前就將熔料再分配元件652安放在歧管中。歧管612是分裂式歧管，具有第一歧管片644和第二歧管片646。第一歧管片644和第二歧管片646中分別具有容納熔料再分配元件652的凹口648、650。歧管片644、646可以通過焊接、熔合、硬焊、粘著或其它方法熔合在一起，如美國專利號(hào)4648546中所述的，這里引用其全文做為參考。可替換地，也可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的其它方式將片644、646連接或安放在一起。例如，在注射成型裝置610中機(jī)械夾緊或者用緊公差進(jìn)行定位，以使其有效地熔合在一起。雖然在分支603a中只示出了一個(gè)熔料再分配元件652，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在歧管通道614的每個(gè)分支603a和603b中均可以安放一個(gè)熔料再分配元件。在圖6A中，熔料再分配元件652a位于歧管熔料管道603a中，而不需要在歧管主體上形成凹口。由于完全安裝在熔料管道603a中，所以熔料再分配元件652a不包括第一孔部分355或第三孔部分356，如圖3的熔料再分配元件352那樣。定位銷611或其它緊固件將再分配元件保持在固定位置。
雖然圖2、4和6中的熔料再分配元件位于同樣的位置上，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，它們可以位于沿著歧管熔料通道的不同位置。例如如圖7所示，在注射成型裝置710的歧管712中，熔料再分配元件752就是位于轉(zhuǎn)彎704下游的熔料通道714的分支703中。在該位置，熔料再分配元件752可以再分配任何剪切應(yīng)力的不平衡，這種不平衡會(huì)發(fā)生在流經(jīng)這樣的轉(zhuǎn)彎的熔料流中。同樣地，如圖8中的注射成型裝置810所述，熔料再分配元件853可以位于分支805和806中的任何位置，如轉(zhuǎn)彎807的上游。
圖9所示的是另一種注射成型裝置910，其中只在歧管912中有熔料再分配元件952。同樣的，圖10示的注射成型裝置1010中，只在歧管1012中有熔料再分配元件1053。由于在二級(jí)歧管中不同的熔料再分配元件(如圖9的熔料再分配元件952和圖10的熔料再分配元件1053)是為了達(dá)到不同的目的，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，在特定的歧管設(shè)計(jì)中只有一種是有用的。由于本文公開的每一種熔料再分配元件均適用于圖7-10所述的位置中，所以就不再詳細(xì)描述熔料再分配元件752、853、952和1053。
通過說明書的詳細(xì)描述，本發(fā)明的許多特征和優(yōu)點(diǎn)都是清晰的，因此，希望通過附加的權(quán)利要求能夠覆蓋在本發(fā)明真實(shí)原理和范圍內(nèi)的所有的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。另外，由于本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明得到多種改進(jìn)和變化，所以不希望將本發(fā)明限制在描述和敘述的精確的結(jié)構(gòu)和操作上，因此，所有適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和等效替換均可以落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種注射成型裝置，包括注射歧管，包括一個(gè)接受在壓力下的可模制材料的熔料流的歧管入口，多個(gè)歧管熔料通道和多個(gè)熔料通道出口；與所述多個(gè)歧管通道液體連通的多個(gè)熔料再分配元件，每個(gè)熔料再分配元件包括一個(gè)入口和一個(gè)出口，其中所述熔料再分配元件各有一個(gè)位于所述入口和所述出口之間的無障礙熔料孔通道，和在當(dāng)中形成的一螺旋形熔料通道；和多個(gè)噴嘴，有接收來自所述歧管通道的所述出口的所述熔料流的噴嘴通道。
2.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述再分配元件包括位于所述入口和所述螺旋形熔料通道之間的錐形入口部分，其中所述錐形入口部分具有逐漸減小的直徑。
3.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于熔料流的中心部分流過無障礙熔料孔，熔料流的外側(cè)部分流過螺旋形熔料通道。
4.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于從所述熔料再分配元件中流出的所述熔料流具有比進(jìn)入所述熔料再分配元件的所述熔料流更均勻的至少一個(gè)參數(shù)的橫截面分布，該參數(shù)選自下列一組參數(shù)溫度、粘性、剪切應(yīng)力、速度和壓力。
5.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述熔料再分配元件包括位于所述螺旋形熔料通道和所述熔料再分配元件出口之間的錐形出口部分，其中所述錐形出口部分具有逐漸增大的直徑。
6.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述熔料孔還包括第一孔部分和第二孔部分，第一孔部分的第一孔直徑大約等于所述多個(gè)歧管通道的通道直徑，第二孔部分具有一入口，其具有比所述第一孔直徑小的第二孔直徑，其中所述錐形入口部分從所述第一孔部分延伸到所述第二孔部分。
7.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于從所述熔料孔表面測量的所述螺旋形通道的深度沿著所述熔料孔是恒定的。
8.如權(quán)利要求7所述的注射成型裝置，其特征在于從所述熔料孔表面測量的所述螺旋形通道的深度朝著所述出口方向逐漸減少。
9.如權(quán)利要求8所述的注射成型裝置，其特征在于從所述熔料孔開始測量的所述螺旋形通道的深度朝著出口方向逐漸減少。
10.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述歧管包括第一歧管片和第二歧管片，其中所述熔料再分配元件位于所述第一和第二歧管片之間。
11.如權(quán)利要求10所述的注射成型裝置，其特征在于，所述熔料再分配元件位于形成在所述第一和第二歧管片每一個(gè)上的凹口中。
12.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述歧管包括具有容納所述熔料再分配元件的孔的塞子。
13.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述歧管通道具有第一轉(zhuǎn)彎，所述熔料再分配元件位于所述第一轉(zhuǎn)彎的上游。
14.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述歧管通道具有第一轉(zhuǎn)彎，所述熔料再分配元件位于所述第一轉(zhuǎn)彎的下游。
15.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述歧管通道具有第一轉(zhuǎn)彎和第二轉(zhuǎn)彎，所述熔料再分配元件位于所述第一轉(zhuǎn)彎的下游和所述第二轉(zhuǎn)彎的上游。
16.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述歧管通道具有第一轉(zhuǎn)彎和第二轉(zhuǎn)彎，所述熔料再分配元件位于所述第二轉(zhuǎn)彎的下游。
17.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述歧管通道包括分成兩個(gè)分支的分裂，所述熔料再分配元件位于所述分裂下游。
18.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述熔料再分配元件在所述歧管出口上游與所述歧管通道連通。
19.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述熔料再分配元件在所述噴嘴上游與所述歧管通道連通。
20.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述歧管通道包括一個(gè)以上熔料再分配元件。
21.如權(quán)利要求1所述的注射成型裝置，其特征在于所述熔料再分配元件通過緊固件將所述熔料再分配元件固定在所述歧管通道的位置上。
22.一種歧管熔料再分配元件，包括主體部分；和無障礙熔料孔，通過所述主體延伸，并在所述主體部分的相對(duì)表面限定出入口和出口，所述無障礙熔料孔包括一個(gè)螺旋形熔料通道和一個(gè)位于所述入口和所述螺旋形熔料通道的錐形入口部分，其特征在于熔料流的中心部分流過所述無障礙熔料孔，所述熔料流的外側(cè)部分流過所述螺旋形熔料通道。
23.如權(quán)利要求22所述的熔料再分配元件，其特征在于所述熔料流在所述熔料再分配元件的出口處具有比在所述熔料再分配元件的入口處更均勻的溫度和粘性。
24.一種再分配注射成型裝置的歧管中的熔料流的方法，包括以下步驟提供其中具有無障礙熔料孔的熔料再分配元件，所述無障礙熔料孔限定一個(gè)入口和一個(gè)出口，并且包括一個(gè)螺旋形熔料通道和一個(gè)位于所述入口和所述螺旋形熔料通道之間的錐形入口部分；和所述熔料流通過所述錐形入口部分、所述螺旋形熔料通道和所述熔料再分配元件的所述出口，以使所述錐形入口部分對(duì)所述熔料流加壓，使其無障礙地流過所述熔料孔及流過螺旋形熔料通道。
25.一種再分配注射成型裝置的歧管中的熔料流的方法，包括提供一個(gè)具有錐形入口部分、無障礙熔料孔和螺旋形熔料通道的熔料再分配元件；和所述熔料流通過所述熔料再分配元件，以使所述熔料流在所述熔料再分配元件的所述出口處具有比在所述熔料再分配元件的所述入口處更均勻的分布。
26.一種再分配注射成型裝置的歧管中的熔料流的方法，包括允許熔料流的中心部分沿軸線無障礙地流動(dòng)；和允許熔料流的外側(cè)部分繞軸線沿螺旋形通道流動(dòng)。
全文摘要
一種包括熔料再分配元件的注射成型裝置，該裝置具有歧管和與若干熱流道噴嘴連通的歧管熔料通道。沿著熔料通道將該熔料再分配元件安放在一特定位置，以平衡熔料沿著歧管通道流動(dòng)期間累積的不均勻的剪切應(yīng)力分布。熔料再分配元件具有無障礙中心熔料孔，該孔在其入口處具有一狹窄的錐形通道部分。該熔料再分配元件還包括圍繞中心熔料孔的螺旋形熔料通道。輸入的熔料首先由錐形部分加壓，其使熔料以更高的速度流過中心熔料孔。迫使熔料的外側(cè)部分沿著螺旋形通道流動(dòng)，從而多次改變方向并且與通過中心熔料孔的熔料流部分混合。因此，在熔料再分配元件的出口處的剪切應(yīng)力分布比在再分配元件的入口出更均勻地分布。
文檔編號(hào)B29C45/27GK1970271SQ200610148699
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月4日
發(fā)明者R·戈斯林斯基, G·奧拉魯 申請(qǐng)人:標(biāo)準(zhǔn)模具有限公司