專利名稱：在裝料區(qū)域內(nèi)帶有絕緣元件的塑化單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于注射成型機的塑化單元，包括塑化缸，在該塑化缸內(nèi)，在塑 化空間中可設(shè)置一塑化螺桿；調(diào)溫裝置，用以加熱或冷卻塑化缸；在塑化缸上設(shè)置的、將塑 化缸固定住的夾板，其中，通過在該夾板內(nèi)構(gòu)造的裝料口能將塑料原料裝入塑化單元，并 且，在塑化缸和夾板之間設(shè)置有一非金屬的、空出裝料口的熱絕緣元件。
背景技術(shù)：
在目前已知的塑化機組的設(shè)計形式中，為了實現(xiàn)粒料或熔體的輸送、塑化和注射 而使用一種通常被加熱的塑化缸(物料缸)，在塑化缸中優(yōu)選容納著組合式的塑化及輸送 螺桿，包括閉鎖裝置(反流閉鎖)。通過螺桿在塑化缸中的旋轉(zhuǎn)(并且按照實施形式的具體 情況也平移運動)將力施加到所裝入的粒料或熔體上。其中，在塑化單元的裝料區(qū)域內(nèi)設(shè) 置有一組件(在此為裝料元件或橫臂、夾板、安裝座)，其例如經(jīng)由其他的連接機構(gòu)(機架元 件)將塑化螺桿連接于塑化缸并且特別是具有粒料的裝料口。為了實現(xiàn)較為容易的可裝配 性，物料缸的安裝座例如可以完全地或者也可以只在部分區(qū)域內(nèi)包圍塑化缸，其中，通過適 合的機構(gòu)將物料缸位置或定位正確地裝在安裝座上。裝料區(qū)域通常就是設(shè)置夾板的那個區(qū) 域。塑化缸必須被保持在相應(yīng)的加工溫度(根據(jù)原料制造商建議或使用者的經(jīng)驗在 一定時間長度上恒定或者變化)，而特別是為了改善粒料的輸送狀況，必須使組件(安裝座 或裝料元件或夾板)在明顯更低的溫度上運行。在這種情況下不利的是，由于各鄰接的組件(塑化缸/裝料元件)的明顯溫度差 而引起一種從通常熱的塑化缸向受冷卻的或較冷的裝料元件那邊的相應(yīng)熱流。這種損耗功 率主要通過比理論需要更高的熔化功率以及通過在吸收側(cè)的熱區(qū)周圍的熱量損失等等體 現(xiàn)出來。除了由于在缸體圓周處散熱造成的損耗功率外，還發(fā)生特別是由于從按要求加熱 的缸體向冷卻的安裝座的熱傳導(dǎo)而造成的熱量損失。這意味著，必須實施向安裝座/裝料 元件的熱量傳遞，盡管在那里仍然有較強的冷卻，以便達(dá)到在裝料區(qū)域內(nèi)所要求的粒狀或 熔體溫度，并防止粒料在裝料元件中便提早發(fā)生粘結(jié)。這樣的塑化單元，其雖然局部地具有熱絕緣措施，但仍然在塑化缸與固定住該塑 化缸的夾板之間發(fā)生不利的直接熱量傳遞，例如由文獻JP 03-007317A,JP 09-070864A、JP 10-309768A、KR 2009-0021665A 和 DE 2041653 所知。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種相對于現(xiàn)有技術(shù)得到改進的塑化單元，其中避 免了上述缺點。特別是，應(yīng)使損耗功率保持盡可能小并且在注射工作循環(huán)上實現(xiàn)需吸收之 能量的減少。對于一種具有權(quán)利要求1前序部分特征的塑化單元，上述目的通過下述措施實
4現(xiàn)，即，通過絕緣元件在塑化缸與夾板之間不發(fā)生任何金屬-金屬接觸，從而該絕緣元件將 夾板與塑化缸熱隔離。通過在塑化單元與夾板/安裝座之間設(shè)計為難以導(dǎo)熱的層或者成型 元件的絕緣元件，減小或幾乎完全阻止了在這些部件之間的熱流，借此在注射工作循環(huán)期 間可測知地減少了整個塑化單元或整個注射成型機的功率消耗，發(fā)生不多的熱量損失。換 言之，通過該絕緣元件完全隔離了夾板與缸體，或者說在兩部件之間沒有任何直接的接觸 點ο按照一種優(yōu)選的實施例，可以規(guī)定絕緣元件將夾板和塑化缸相連接，對此特別優(yōu) 選地可規(guī)定僅僅絕緣元件將夾板與塑化缸相連接。由于僅僅絕緣元件將夾板與缸體相連接，必須特別考慮在這三個部件之間要有很 好保持的和配合精確的連接。因此，按照一種優(yōu)選的實施形式為此規(guī)定塑化缸和絕緣元件 分別具有一個定心配合(配合尺寸例如為H7/f7)的相互匹配的一部分，絕緣元件和塑化缸 經(jīng)是通過該定心配合相連接的。因此，通過不變形的絕緣元件也產(chǎn)生了塑化缸在夾板中的 一種合適的位置固定。因此絕緣元件不僅構(gòu)成熱隔離功能而且構(gòu)成支承功能。優(yōu)選為此還可以規(guī)定絕緣元件和塑化缸通過所述定心配合同軸于螺桿軸線地相 互連接。但另選地或者附加地，也可以規(guī)定經(jīng)由一緊固件或經(jīng)由一些夾緊元件將這個或 這些絕緣元件夾緊在裝料元件與塑化缸之間。不過優(yōu)選規(guī)定將絕緣元件經(jīng)由優(yōu)選可螺旋 擰緊的和優(yōu)選陶瓷的緊固件安裝在一固定元件與塑化缸之間。優(yōu)選還可以規(guī)定絕緣元件成環(huán)形圍繞裝料口并且與其鄰接。換言之，由此也在絕 緣元件本身中構(gòu)造裝料口或者裝料口在其中延續(xù)。但一般而言該絕緣元件也可以安置在塑化缸的任何區(qū)域內(nèi)(不僅是在裝料區(qū)域 內(nèi))，在該區(qū)域存在從一個受到加熱的部件到一個不受加熱的部件的應(yīng)絕緣或者應(yīng)隔熱的 連接。為了實現(xiàn)受到加熱的區(qū)域至不受加熱的區(qū)域有盡可能大的間距之目的，優(yōu)選可以 規(guī)定絕緣元件在裝料區(qū)域內(nèi)基本上完全包圍可在塑化缸中設(shè)置的塑化螺桿。在此，絕緣元 件可以構(gòu)造為優(yōu)選陶瓷的套筒，它在裝料區(qū)域內(nèi)幾乎完全代替實際的塑化缸。因此，在裝料 區(qū)域內(nèi)基本上只通過絕緣元件限定或圍繞缸體中的塑化空間。按照另一種可選實施形式，可以規(guī)定塑化缸在裝料區(qū)域內(nèi)至少局部地圍繞可在 塑化缸中設(shè)置的塑化螺桿，同時塑化缸空出裝料口。因此，絕緣元件在該實施形式中不必直 接與塑化空間鄰接，而是通過塑化缸與螺桿分離。在此可以規(guī)定至少兩個優(yōu)選環(huán)形的絕緣 元件在裝料區(qū)域內(nèi)圍繞可在塑化缸中設(shè)置的塑化螺桿。由于不必用實際的絕緣元件填滿夾板與塑化缸之間的整個區(qū)域，優(yōu)選可以規(guī)定 在裝料區(qū)域內(nèi)附加地在夾板與塑化缸之間構(gòu)成至少一個絕緣的空心區(qū)域。在該實施形式 中，在夾板與塑化缸之間也不產(chǎn)生任何的金屬-金屬接觸。原則上按照本發(fā)明優(yōu)選規(guī)定夾板橫向于螺桿軸線完全圍繞塑化缸。但當(dāng)然可以 設(shè)置至少在局部減輕重量的一些槽口。一般而言，只須在夾板與塑化缸之間的這樣一些區(qū)域內(nèi)設(shè)置絕緣元件，它們對于 整個塑化單元的穩(wěn)定性和固定以及對于足夠的力傳遞是必需的。在夾板與塑化缸之間可以 空出全部受載荷很小或者不受載荷的區(qū)域，這樣，一方面帶來了材料和重量的節(jié)省，而另一方面通過處于其中間的空氣也能夠?qū)崿F(xiàn)良好的熱絕緣。為了在夾板上實現(xiàn)冷卻或者說調(diào)溫，可以規(guī)定夾板可通過一調(diào)溫裝置進行溫度 調(diào)節(jié)。幾乎任何種類的陶瓷材料、陶瓷纖維復(fù)合材料和/或硅酸鹽作為適合的層或者元 件適于絕緣元件的構(gòu)造，由于其具備高的抗壓強度、熱穩(wěn)定性和絕緣能力(導(dǎo)熱系數(shù)約為 鋼的1/10)，同時具備幾乎與鋼基材料相同的熱膨脹以及達(dá)到相應(yīng)層厚度的可能性。在此優(yōu) 選的是，陶瓷原料選自氧化鋯(ZrO2)、氧化鋁(Al2O3)和/或碳化硅(SiC)這組材料。作為 硅酸鹽，優(yōu)選考慮硅灰石(硅酸鈣)、云母和/或皂石。另選地或者附加地，也可以規(guī)定絕 緣元件具有硅樹脂浸漬的云母紙、聚酯樹脂、耐火混凝土和/或金屬化的玻璃織物。在此，針對一種注射成型機也要求得到權(quán)利保護，其包括機架和按照權(quán)利要求1 至19之一項所述的塑化單元，其中，該塑化單元經(jīng)由其夾板固定在注射成型機的機架(連 接件)上。


以下參照附圖中所示的實施例，通過針對附圖的描述更詳細(xì)地闡述本發(fā)明的其他 細(xì)節(jié)和優(yōu)點。其中示出圖1塑化單元的一部分的剖視圖，包括一個整體式的絕緣元件，圖2塑化單元的剖視圖，包括多件式的絕緣元件，圖3對圖2剖切的剖面B-B，圖4塑化單元的一部分的剖視圖，包括三件式的絕緣元件，以圖5塑化單元的一部分的剖視圖，包括一個環(huán)形的和一個套筒形的絕緣元件。
具體實施例方式圖1中示出了塑化單元的后面部分，在其中，在塑化缸1的塑化空間13中實現(xiàn)塑 料原料向塑化螺桿2的輸送。整個塑化缸1通常經(jīng)由夾板4 (裝料元件)固定保持于注射成 型機的在圖中未示出的連接件(機架)上。相對于該機架，并且因此也相對于塑化缸1，塑 化螺桿2可通過未示出的驅(qū)動裝置旋轉(zhuǎn)并優(yōu)選也可以平移運動。在大多數(shù)已知的塑化單元 設(shè)計形式中，在該夾板4中也構(gòu)造裝料口 5，因此優(yōu)選夾板4和裝料元件是同一構(gòu)件。為了 通過在塑化缸1中的塑化螺桿2及其螺桿葉片10實現(xiàn)裝入的塑料原料在塑化空間13中很 好的熔化，(在該情況下)圍繞塑化缸設(shè)置了調(diào)溫裝置3用以加熱或冷卻塑化缸1?；蛘撸?也可以在塑化缸1中設(shè)計一些調(diào)溫通道。為了保持盡可能小的熱量損失和防止向優(yōu)選受冷 卻的夾板4的流入，在塑化缸1與夾板4之間設(shè)置非金屬的熱絕緣元件6。由此導(dǎo)致沒有任 何的直接接觸(沒有任何的金屬-金屬接觸)，從而阻止在塑化缸1與夾板4之間發(fā)生強的 熱量傳遞，整個塑化單元為了達(dá)到相同的塑化功率只需較少的能量。在該圖1中，在夾板4中調(diào)溫裝置8構(gòu)造為鉆孔，通過它例如可以引導(dǎo)調(diào)溫介質(zhì)。 在裝料區(qū)域E內(nèi)，絕緣元件6構(gòu)造為整體式的、優(yōu)選陶瓷的、橫向于螺桿軸線A基本上完全 圍繞螺桿的套筒6a，在其中直接構(gòu)造裝料口 5。該套筒6a在裝料區(qū)域E內(nèi)絕大部分代替塑 化缸1并經(jīng)由緊固件9被固定(夾緊)在固定元件11、夾板4和塑化缸1之間。在套筒6a 與塑化缸1之間的搭接區(qū)域內(nèi)構(gòu)成定心配合12，借其能夠?qū)崿F(xiàn)絕緣元件6在塑化缸1上的中心固定。通過該定心配合12，絕緣元件6相對于塑化缸1雖然仍能軸向運動，但不再可以 進行徑向運動(橫向于螺桿軸線A)。然后利用緊固件9也實現(xiàn)的軸向位置固定并且產(chǎn)生 形狀鎖合性。裝料區(qū)域E在該圖1中基本上就是夾板4(橫向于缸體軸線A)設(shè)置于塑化缸 1上所處的區(qū)域。代替或者是附加于構(gòu)造為單獨的預(yù)成型構(gòu)件的絕緣元件6，也可以將絕緣 元件6作為較窄的絕緣層6f至少部分地噴鍍或噴涂在塑化缸1上或夾板4上。原則上也 有可能將絕緣元件6通過粘結(jié)或噴涂加設(shè)到塑化缸1上。在圖2中，絕緣元件6是構(gòu)造成多件式的并且具有絕緣環(huán)6b、6c、6d和6e，它們(分 別)橫向于螺桿軸線A圍繞塑化螺桿2。在這些單環(huán)之間構(gòu)成空心區(qū)域7，該空心區(qū)域同樣 阻止在塑化缸1與夾板4之間發(fā)生過強的熱量傳遞。如在圖3的剖面B-B中可見，絕緣環(huán)6e圍繞裝料口 5并且與其連貫地鄰接?；?上這些絕緣元件6只在這樣一些區(qū)域內(nèi)是需要的，在這些區(qū)域，一方面必須阻止在塑化缸1 與夾板4之間的力遞以及另一方面必須阻止塑化物的流出。據(jù)此，在圖3中只是在直接圍 繞裝料口 5的區(qū)域內(nèi)設(shè)計了環(huán)形的絕緣元件6e，而塑化缸1與夾板4之間的其余區(qū)域則構(gòu) 造為空心區(qū)域7。如果圖2中這個剖面B-B平行向左對絕緣元件6c錯開，則通過絕緣元件 6構(gòu)成塑化缸1與夾板4之間的整個區(qū)域。按照圖2示出了三個絕緣元件6，其中，絕緣元 件6c和6e優(yōu)選相互連接?；蛘咦鳛檫x擇，可以獨立于在上面示出的絕緣環(huán)6e而在下面的 區(qū)域中構(gòu)造絕緣元件6c。對于圖4中在裝料區(qū)域E(也可以稱作在夾板4與塑化缸之間的間接接觸區(qū)域) 內(nèi)設(shè)置的絕緣元件6b、6c和6d或者對于圖1中的絕緣層6f，也同樣如此。圖5中示出了另一可選方案，其中，絕緣元件6的右部基本上構(gòu)造成圍繞著塑化缸 1的整體式套筒6a，而在左邊區(qū)域內(nèi)，一絕緣環(huán)6b用作夾板4在通過固定元件11相對塑化 缸1夾緊時的止擋環(huán)。因此，通過本發(fā)明披露了這樣一種塑化單元，其中，通過絕緣元件6顯著減少或完 全阻止了在與塑化缸1連接的部件(夾板或裝料元件4)中調(diào)溫的(受到加熱的)塑化缸 1的熱量損失，因為在塑化缸1與夾板4之間不存在任何直接的接觸點。同時，絕緣元件6 也用作在夾板4與塑化缸1之間優(yōu)選唯一的直接的連接元件。對此重要的是，在絕緣元件 6在塑化缸1上安裝時，這兩個部件經(jīng)由定心配合12相互精確地定位，此后通過固定元件9 建立最終固定的形狀鎖合連接。
權(quán)利要求
1.用于注射成型機的塑化單元，包括-塑化缸(1)，在該塑化缸中可設(shè)置一塑化螺桿0)，-調(diào)溫裝置⑶，用以加熱或冷卻塑化缸⑴，以及-在塑化缸⑴上設(shè)置的、將塑化缸⑴固定住的夾板G)，其中，通過在該夾板內(nèi)構(gòu)造 的裝料口( 能將塑料原料裝入塑化單元，其中，在塑化缸(1)與夾板(4)之間設(shè)置有一非金屬的、空出裝料口( 的熱絕緣元 件(6)；其特征在于，通過所述絕緣元件(6)，在塑化缸(1)和夾板(4)之間不發(fā)生任何的金 屬-金屬接觸，從而該絕緣元件(6)將所述夾板(4)與所述塑化缸(1)熱隔離。
2.按照權(quán)利要求1所述的塑化單元，其特征在于，優(yōu)選僅僅所述絕緣元件(6)將夾板 (4)和塑化缸(1)相連接。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的塑化單元，其特征在于，所述塑化缸(1)和所述絕緣元件 (6)分別具有一個定心配合(1 的相互匹配的一部分，絕緣元件(6)和塑化缸(1)是通過 該定心配合連接的。
4.按照權(quán)利要求3所述的塑化單元，其特征在于，所述絕緣元件(6)和塑化缸(1)通過 所述定心配合(12)同軸于螺桿軸線(A)地相互連接。
5.按照權(quán)利要求1至4之一項所述的塑化單元，其特征在于，所述絕緣元件(6)通過優(yōu) 選可螺旋擰緊的緊固件(9)安裝在一固定元件(11)與塑化缸(1)之間。
6.按照權(quán)利要求1至5之一項所述的塑化單元，其特征在于，所述絕緣元件(6)成環(huán)形 圍繞裝料口(5)并且與其鄰接。
7.按照權(quán)利要求1至6之一項所述的塑化單元，其特征在于，所述絕緣元件(6)設(shè)置 在裝料區(qū)域(E)內(nèi)，其中，該裝料區(qū)域(E)是塑化單元的如下所述的那個區(qū)域，即，夾板(4) 是在該區(qū)域設(shè)置在塑化缸(1)上的。
8.按照權(quán)利要求7所述的塑化單元，其特征在于，所述絕緣元件(6)在裝料區(qū)域(E)內(nèi) 基本上完全包圍所述可在塑化缸(1)中設(shè)置的塑化螺桿O)。
9.按照權(quán)利要求8所述的塑化單元，其特征在于，所述絕緣元件(6)構(gòu)造為優(yōu)選陶瓷的 套筒(6a)。
10.按照權(quán)利要求7所述的塑化單元，其特征在于，至少兩個優(yōu)選環(huán)形的絕緣元件(6b， 6c，6d，6f)在裝料區(qū)域(E)內(nèi)圍繞所述可在塑化缸(1)中設(shè)置的塑化螺桿O)。
11.按照權(quán)利要求7所述的塑化單元，其特征在于，塑化缸(1)在裝料區(qū)域(E)內(nèi)橫向 于螺桿軸線(A)至少局部地圍繞所述可在塑化缸(1)中設(shè)置的塑化螺桿O)，其中，塑化缸 ⑴將裝料口(5)空出。
12.按照權(quán)利要求11所述的塑化單元，其特征在于，所述絕緣元件(6)在裝料區(qū)域(E) 內(nèi)至少局部地成環(huán)形圍繞塑化缸(1)。
13.按照權(quán)利要求11或12所述的塑化單元，其特征在于，在裝料區(qū)域(E)內(nèi)，在夾板 (4)和塑化缸(1)之間構(gòu)造至少一個絕緣的空心區(qū)域(7)。
14.按照權(quán)利要求1至13之一項所述的塑化單元，其特征在于，夾板(4)通過一調(diào)溫裝 置(8)能進行溫度調(diào)節(jié)。
15.按照權(quán)利要求1至14之一項所述的塑化單元，其特征在于，所述絕緣元件(6)具有 陶瓷原料、陶瓷纖維復(fù)合材料和/或硅酸鹽。
16.按照權(quán)利要求15所述的塑化單元，其特征在于，所述陶瓷材料選自氧化鋯(ZrO2)、 氧化鋁(Al2O3)和/或碳化硅(SiC)。
17.按照權(quán)利要求15所述的塑化單元，其特征在于，所述硅酸鹽選自硅灰石、云母和/或皂石。
18.按照權(quán)利要求1至14之一項所述的塑化單元，其特征在于，所述絕緣元件(6)具有 硅樹脂浸漬的云母紙、聚酯樹脂、耐火混凝土和/或金屬化的玻璃織物。
19.注射成型機，其包括按照權(quán)利要求1至18之一項所述的塑化單元。
全文摘要
用于注射成型機的塑化單元，包括塑化缸(1)，在其中可設(shè)置一塑化螺桿(2)；調(diào)溫裝置(3)，用以加熱或冷卻塑化缸(1)；在塑化缸(1)上設(shè)置的、將塑化缸(1)固定住的夾板(4)，其中，通過在該夾板內(nèi)構(gòu)造的裝料口(5)能將塑料原料裝入塑化單元，在塑化缸(1)與夾板(4)之間設(shè)置有一非金屬的、空出裝料口(5)的熱絕緣元件(6)；其中，通過所述絕緣元件(6)，在塑化缸(1)和夾板(4)之間不發(fā)生任何的金屬-金屬接觸，從而該絕緣元件(6)將夾板(4)與塑化缸(1)熱隔離。
文檔編號B29C45/72GK102107503SQ201010593258
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者M·鮑爾 申請人:恩格爾奧地利有限公司