CN109937129B - 用于注射成型的注射器 - Google Patents

Abstract

一种用于注射成型的注射器，包括：塑化筒(1)；歧管(2)；注射喷嘴(3)，其具有与歧管的进料管道(20)相连通的排出管道(30)；和针(4)，其在排出管道(30)中轴向移动以关闭排出管道的出口孔(31)；间隙，其设置在针(4)与排出管道(30)之间。注射器包括减容装置(5)，其设置在排出管道中并且适于减小针与排出管道之间的间隙的容积，减容装置(5)从注射喷嘴(3)的主体和/或从针(4)径向突出；减容装置与针(4)或排出管道(30)的内壁间隔开。

Description

用于注射成型的注射器

技术领域

本专利申请涉及一种用于塑料材料的注射成型的注射器，例如可膨胀的可交联的乙烯共聚物化合物，特别是用于生产鞋的部件，例如底部和鞋底。

背景技术

图1示出了根据现有技术的注射器(100)。注射器(100)包括具有塑化室(10)的塑化筒(1)，塑化室(10)设置有塑化螺杆(11)。

塑化螺杆(11)可以旋转和平移。塑化螺杆(11)由电动马达或液压马达致动，该电动马达或液压马达未在图中示出。

塑化室(10)与在歧管(2)中获得的进料管道(20)连通。

进料管道(20)与注射喷嘴(3)中的排出管道(30)连通，该注射喷嘴(3)适于与具有真空的模具相连接。

针(4)在排出管道(30)中轴向移动，所述针(4)适于关闭排出管道的出口孔(31)。

针(4)由致动器(40)致动，例如由气缸-活塞组件组成的线性致动器。

图2示出了处于缩回位置的针(4)，其中排出管道的出口孔(31)是打开的。

图3示出了处于前进位置的针(4)，其中排出管道的出口孔(31)是关闭的。

通常为颗粒形式的塑料材料在塑化筒的塑化室(10)中进料。将塑化筒(1)加热至约100°的温度，以熔化塑料材料。塑化螺杆(11)旋转，从而混合塑料材料，形成半固态的糊状材料，并向后移动，直到装载所需体积的材料。

糊状材料填充了歧管的进料管道(20)和注射喷嘴(3)的排出管道(30)。

在注射期间，注射喷嘴(3)位于模具上，使得注射喷嘴的排出管道(30)与位于模具中的注射通道相连通，该注射通道与模具的腔体相连通，该腔体与要获得的产品形状相同。最初，针(4)关闭排出管道。

塑化螺杆(11)向前移动，针(4)在排出管道中向后移动，从而允许塑料材料的流动，该塑料材料从注射喷嘴(3)流出并进入模具的注射通道的以填充模具的空腔。

模具中的塑料材料经受模塑处理，该模塑处理通常包括在受控温度下的膨胀和交联步骤。然后，打开模具并取出模制产品，在模具外进行热收缩处理直至达到环境温度。在热收缩处理中，可以使用模板控制产品的尺寸。

如图2和图3所示，针(4)的直径小于排出管(30)的直径。因此，在针(4)的外表面和排出管道(30)的内表面之间形成间隙。

如果注射喷嘴和模具之间的连接不完美，则所述间隙可以充满空气。

当针(4)在排出管道(30)内向后移动时，产生具有针的尺寸的空筒。如果在从排出管道(30)抽空塑料材料之前关闭所述空筒，由于模具腔体的负压，空气被捕获在所述空筒中。

因此，当塑料材料注入模具中时，包含在排出管道(30)中的空气被捕获在塑料材料中。

在模塑过程中，捕获在塑料材料中的空气倾向于产生损害产品质量的气泡或通道(例如在模塑产品的研磨步骤期间)，因此获得质量差的不合格成品。

JP2002355855公开了一种用于将塑模材料注入模具中的注射喷嘴。注射喷嘴包括用于塑模材料的通路管道，其包括处于下部位置的出口孔以及针，该针在通路管道中轴向移动从而封闭通路管道的出口孔。在针和通路管道之间具有间隙。注射喷嘴包括设置在通路管道中的与出口孔相对应的突起。突起从排出管道的内壁径向突出，延伸到间隙中，从而引导针的运动。

GB 1306697公开了一种用于注射成型的注射器，其包括具有塑化螺杆的塑化筒、具有排出管道的注射喷嘴和在排出管道中轴向移动从而关闭排出管的出口孔的针。注射喷嘴包括突起，该突起根据需要径向向外突出从而引导针在排出管道中的滑动运动。

JP2002355855和GB1306697中描述的凸起不具有适当尺寸以适当地减小间隙的体积。实际上，所述凸起用作针在喷嘴管道中滑动运动的引导，因此由于持续的相互摩擦而倾向于磨损。

发明内容

发明内容本发明的目的是通过公开一种用于注射成型的注射器来消除现有技术的缺点，该注射器能够使由塑料材料捕获的空气量最小化，或者有利于在通过注射器注射期间从材料中排出空气。随着时间的推移没有任何磨损。

本发明的另一个目的是公开这种用于注射成型的注射器，其有效、高效并且能够保证模制产品的高质量，同时使生产浪费最小化。

本发明的另一个目的是公开这种用于注射成型的注射器，该注射器便宜且易于制造。

根据具有独立权利要求1的特征的本发明实现了这些目的。

本发明的有利实施例从从属权利要求中显现。

根据本发明的用于模制的注射器由独立权利要求1限定。

鉴于上述情况，最小量的空气被捕获在模制塑料材料中，因此不会损害模制产品的质量。同时，避免了针、舌片和排出管道的内壁的磨损。

此外，在塑料材料中产生不连续线，以便更好地排出可能最终被捕获的空气。

附图说明

从下面的详细描述中可以清楚地看出本发明的其它特征，该详细描述仅涉及附图中所示的说明性而非限制性的实施例，其中：

图1是根据现有技术的注射器的轴向视图；

图2是现有技术的注射器的轴向视图，对应于排出通道，其示出了处于缩回位置的针。

图3是与图2相同的视图，不同之处在于，其示出了处于前进位置的针；

图4是根据本发明第一实施例的注射器的轴向视图，对应于排出通道，其示出了处于缩回位置的针。

图5是沿图4的V-V平面的剖视图。

图6是图5的注射器的一部分的立体图，示出了处于前进位置的针。

图7是根据本发明第二实施例的注射器的轴向视图，对应于排出通道，其示出了处于缩回位置的针。

图8是沿图7的VIII-VIII平面的剖视图。

图9是图8的注射器的一部分的立体图。

具体实施方式

本发明的注射器具有与图1所示的现有技术的注射器(100)基本相似的结构。因此，将使用相同的附图标记。

根据本发明的注射器包括具有塑化室(10)的塑化缸(1)，该塑化室(10)设置有塑化螺杆(11)。塑化室(10)与位于歧管(2)中的进料管道(20)相连通。进料管道(20)与注射喷嘴(3)中的排出管道(30)相连通，该注射喷嘴(3)适于与模具连接。

针(4)在排出管道(30)中轴向移动，所述针(4)适于关闭排出管道的出口孔(31)。针(4)由致动器(40)致动。针从缩回位置(其中塑料材料穿过出口孔)行进预定距离到达前进位置，其中针关闭出口孔。

在针和排出管道之间具有间隙。

根据本发明，减容装置(5)设置在排出管道中，适于减小针和排出管道之间的间隙的体积，从而使在针与排出管之间的所述间隙中可被捕获的空气的体积最小化。而且，所述减容装置有助于在材料中产生不连续线。鉴于上述情况，只有最少量的空气被捕获在注入模具中的塑料材料中，并且由于塑料材料中产生的不连续线，最少量的空气很容易将其抽空，减少或完全消除了损害模塑产品质量的气泡和通道。

减容装置(5)从注射喷嘴(3)的主体和/或针(4)径向突出。如果减容装置(5)在注射器的主体中，则所述减容装置(5)与针(4)间隔开并且不接触针。

如果所述减容装置(5)在针中，则所述减容装置与排出管道(30)的内壁间隔开，并且不接触排出管道(30)的内壁。

减容装置(5)不会摩擦针或摩擦排放管的内壁，因此不会产生减容装置、针(4)或排出管道(30)的内壁的磨损。

所述减容装置(5)设置在歧管的进给管道(20)下游的排出管道(30)中，并纵向延伸直到排出管道的出口孔(31)。

减容装置(5)在轴向上的长度高于针(4)的行程，该行程是指：当针从其缩回位置移动到其前进位置时，针(4)在轴向平移中所覆盖的距离。鉴于上述情况，减容装置(5)总是在针的轴向平移期间产生排出管道(30)的体积减小。

参照图4、5和6，根据本发明的第一实施例，减容装置(5)是纵向舌片(35)，其从注射器(3)的主体径向向内突出。注射喷嘴主体的所述纵向舌片(35)不得干扰针(4)并且必须允许针的自由平移。出于这个原因，纵向舌片(35)与针(4)间隔开，使得针(4)不会受到与纵向舌片(35)摩擦的任何磨损。

为了说明的目的，提供六个纵向舌片(35)并且以60°的角度而等角度地设置。每个纵向舌片(35)成形为圆的扇形的一部分，其中心角约为30°-50°。

每个纵向舌片(35)的表面(36)成形为指向排出管道(30)的轴线的圆周的一部分。这样成形为圆周的一部分的表面(36)的中心位于排出管道的轴线上，并且表面(36)的曲率半径略高于针(4)的半径，从而不接触针。

参照图7、8和9，根据本发明的第二实施例，减容装置(5)是纵向舌片(45)，其从注射器(4)的主体径向向外突出。显然，针(4)的所述纵向舌片(45)不得干扰注射喷嘴(3)的主体，并且必须允许针的自由平移。因此，针(4)的纵向舌片(45)与排出管道(30)的内壁间隔开，使得排出管道(30)的内壁不接触针的纵向舌片，并且不会遭受由于针的纵向舌片(45)的摩擦的任何磨损。

为了说明的目的，提供六个纵向舌片(45)并且以60°的角度而等角度地设置。针的每个纵向舌片(45)成形为圆的扇形的一部分，其中心角约为30°-50°。

针的每个纵向舌片(45)的表面(46)成形为指向排出管道(30)的轴线的圆周的一部分。这样成形为圆周的一部分的表面(46)的中心位于排出管道的轴线上，并且表面(46)的曲率半径略低于排出管道(30)的半径。

参照图5和8，排出管道的出口孔(31)的横截面具有圆形表面积(S1)，由公式S1＝πr²而求出，其中r是出口孔(31)的半径。

排出管道(30)的横截面具有圆形表面积(S2)，由公式S2＝πr²而求出，其中r是排出管道(30)的半径。

减容装置(5)的横截面具有总表面积(S3)，由每个纵向舌片(35；45)的表面积的总和而求出。

针(4)的横截面具有圆形表面积(S4)，由公式S4＝πr²求出，其中r是针(4)的半径。

为了避免在塑料材料流动中捕获气泡，塑料材料的通道表面积必须小于或等于出口孔(31)的表面积。

塑料材料的通道表面由排出管道的表面积(S2)减去减容装置(5)的表面积(S3)再减去针的表面积(S4)而求出，即：S2-S3-S4。

因此，必须满足以下几何关系：

(S2-S3-S4)≤S1。

因此，必须以满足上述关系的方式选择舌片的总表面积和形成减容装置的舌片的数量。

鉴于上述情况，当针(4)向后移动时，包含在注射喷嘴(3)中的空气可以通过抽出装置而抽出，该抽出装置在连接到注射模具的模具中产生真空。实际上，假设塑料材料的通道表面积(S2-S3-S4)小于出口孔(31)的表面积(S1)，当针(4)向后移动时，出口孔(31)没有立即被要注入的塑料材料封闭，因此允许空气从喷嘴喷出。

尽管未在图中示出，但是减容装置(5)可以即包括与注射器(3)的主体成一体的纵向舌片又包括与针(4)成一体的纵向舌片。在这种情况下，注射器的纵向舌片与针的纵向舌片交替。

舌片的数量或尺寸可以高于或低于说明性的附图中所示的舌片的数量和尺寸，使得通道表面积等于或甚至低于排出管道的出口孔(31)。

可以对本发明的当前实施例进行许多等同的变化和修改，这些实施例在本领域技术人员的能力范围内，在任何情况下均落入本发明的范围内。

Claims (14)

1.用于注射成型的注射器，包括：

-塑化筒(1)，其具有塑化室(10)，该塑化室(10)中设置塑化螺杆(11)，

-收集器(2)，其具有与该塑化室(10)相连通的进料管道(20)，

-注射喷嘴(3)，其具有与所述进料管道(20)连通的排出管道(30)，和

-针(4)，其在该排出管道(30)中轴向移动，以关闭该排出管道的出口孔(31)，从缩回位置移动到前进位置；

其中在该针(4)与该排出管道(30)之间具有间隙，

-减容装置(5)，其设置在该排出管道中，并且适于减小该针与该排出管道之间的间隙的体积，从而使能够被捕获在该针和该排出管道之间的所述间隙中的空气体积最小化；所述减容装置(5)从所述注射喷嘴(3)的主体和/或所述针(4)径向突出；

其特征在于

当所述减容装置(5)与该注射喷嘴的主体成一体时，所述减容装置(5)与所述针(4)间隔开并且不接触针；

当所述减容装置(5)与所述针成一体时，所述减容装置(5)与该排出管道(30)的内壁间隔开，并且不接触该排出管道的内壁，

因此，所述减容装置(5)不会引起所述针(4)或所述排出管道(30)的内壁的磨损，

该排出管道的所述出口孔(31)的横截面具有表面积(S1)，所述排出管道(30)的横截面具有表面积(S2)，所述减容装置(5)的横截面具有表面积(S3)，并且所述针(4)的横截面具有表面积(S4)；

由该排出管道的表面积(S2)减去该减容装置的表面积(S3)再减去该针(4)的表面积(S4)而求出的流动通道表面积小于或等于该排出管道的出口孔(31)的表面积(S1)。

2.如权利要求1所述的注射器，其特征在于，所述减容装置(5)设置在歧管的进料管道(20)下游的排出管道(30)中，纵向延伸直到该排出管道的该出口孔(31)。

3.如权利要求2所述的注射器，其特征在于，当该针从该缩回位置移动到该前进位置时，所述减容装置(5)的长度大于该针(4)在轴向平移中行进的距离。

4.如前述权利要求中任一项所述的注射器，其特征在于，所述减容装置(5)包括第一和第二纵向舌片(35、45)，该第一和第二纵向舌片(35、45)从所述注射喷嘴(3)的主体和/或从所述针(4)径向突出。

5.如权利要求4所述的注射器，其特征在于，所述减容装置(5)是第一纵向舌片(35)，其从注射喷嘴(3)的主体径向向内突出。

6.如权利要求5所述的注射器，其特征在于，所述减容装置(5)是六个第一纵向舌片(35)，所述六个第一纵向舌片(35)以60°的角度等间距设置。

7.如权利要求5所述的注射器，其特征在于，该注射器的主体的每个第一纵向舌片(35)成形为圆的扇形的一部分，其中心角为30°-50°。

8.如权利要求6所述的注射器，其特征在于，该注射器的主体的每个第一纵向舌片(35)成形为圆的扇形的一部分，其中心角为30°-50°。

9.根据权利要求6所述的注射器，其特征在于，所述注射器的主体的每个第一纵向舌片(35)具有表面(36)，该表面(36)成形为朝向该排出管道(30)的轴线的圆周的一部分；所述表面(36)成形为圆周的一部分，该表面(36)的中心位于该排出管道的轴线上，并且该表面(36)的曲率半径略高于针(4)的半径。

10.根据权利要求7所述的注射器，其特征在于，所述注射器的主体的每个第一纵向舌片(35)具有表面(36)，该表面(36)成形为朝向该排出管道(30)的轴线的圆周的一部分；所述表面(36)成形为圆周的一部分，该表面(36)的中心位于该排出管道的轴线上，并且该表面(36)的曲率半径略高于针(4)的半径。

11.如权利要求4所述的注射器，其特征在于，所述减容装置(5)是第二纵向舌片(45)，其从该针(4)径向向外突出。

12.如权利要求11所述的注射器，其特征在于，所述减容装置(5)是六个第二纵向舌片(45)，所述六个第二纵向舌片(45)以60°的角度等间距设置。

13.如权利要求11所述的注射器，其特征在于，该针的每个第二纵向舌片(45)成形为圆的扇形的一部分，其中心角为30°-50°。

14.如权利要求12所述的注射器，其特征在于，该针的每个第二纵向舌片(45)成形为圆的扇形的一部分，其中心角为30°-50°。

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