CN101291791A - 用于冷却模具插入件的设备 - Google Patents

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Abstract

本文揭示一种模具、一种模制系统和一种冷却组件。所述模具和所述模制系统使用所述冷却组件。所述模具包含经配置以接纳模腔插入件的模腔板。所述冷却组件包含经配置以与所述模腔插入件和所述模腔板组合地界定冷却剂输送通道的封套。

Description

用于冷却模具插入件的设备
技术领域
本发明大体上涉及注射模制,且明确地说涉及一种用于冷却模具中的物件的设备。
背景技术
注射模制是普遍使用的用于形成物件的制造技术。通常使用注射模制形成的物件的实例是塑料预成型件。因而,塑料预成型件随后可被吹塑模制成塑料瓶。
用于制造预成型件(和其它物件)的注射模具通常包含一个或一个以上用于接纳熔融塑料且形成预成型件的模制腔。所述腔通常界定在互补的圆柱形模腔插入件之间。注射模具还包含模靴(mold shoe),其通常包括一组板,其内部布置有模腔插入件。注射模具还包含用于将熔融塑料流传送到模制腔中的热浇道。
注射到腔中的熔融塑料必须冷却以使熔融塑料凝固,使得可从模具处移除经模制的预成型件。需要尽可能快地冷却预成型件,这样可移除预成型件,且以最小的时间延迟启始下一个注射循环。当模腔插入件与熔融塑料直接接触时,其被熔融塑料加热且需要冷却。在现有技术中,通常通过在模腔插入件的外表面中形成冷却通道来实现模腔插入件的冷却。通常,此通道是螺旋形的,但其可以是围绕模腔插入件的外部引导冷却剂流的任何形状。
所属领域的技术人员了解,当注射熔融塑料时,模腔插入件需要承受巨大压力。然而,值得注意的是,由于冷却通道整体形成在模腔插入件上,所以沿着模腔插入件的长度的应力是不均匀的。事实上,可观察到沿着模腔插入件的通道的路径的各点处的应力梯度。在冷却通道的方向突然变化的地方,应力通常最大。
为了减小模腔插入件由于过大应力而发生严重故障的可能性,增加模腔插入件的壁厚度以提供足够的结构强度来承受注射压力。在至少某些现有技术模腔插入件中,模腔插入件的壁厚度至少为约6.4毫米。然而,由于注射模具通常可制造有标准数目和布置的模制腔,所以模腔插入件的最小可允许的壁厚度限制了预成型件或其中可形成的其它物件的最大尺寸。
图1是已知注射模腔板60的正视图。板60包含用于接纳多个模具堆叠组合件(未描绘)的开口或孔32的矩阵。在本实例中,将矩阵60描绘为具有四个行和八个列。矩阵60的尺寸由例如模制机(未描绘)的尺寸、模具的最大尺寸和待制造的物件的尺寸等许多因素决定。本实例中的矩阵60将容纳总数为三十二个的模具堆叠组合件。
图2是与图1的腔板60一起使用的已知注射模具1的局部截面图。将模具1描绘为具有已知模制堆叠组合件53。堆叠组合件53包含具有外径D的模腔插入件54、浇口插入件55、颈环对52、芯插入件57和锁定环58,其经配置以协作而沿着安置在其上的一组模制表面提供模制腔59。因此,模制腔59因此提供内部可形成预成型件4的室。(因此,腔59的其它配置将允许形成除预成型件4以外的其它物件)。模靴包含腔板60、芯板61、脱模器板62和滑块对63。
更详细地说,芯插入件57布置在芯板61的前表面上,并通过锁定环58而保持在所述前表面上。芯板61包含用于与配置在芯插入件57内的冷却剂通道连接的芯冷却剂通道76、77和78。芯冷却剂通道76、77和78进一步与芯冷却管80互连。可以看到,模制腔59的整个内侧沿着芯插入件57的模制表面延伸。冷却剂通道70和17将冷却剂提供到滑块对63和颈环对52的一半。
模腔插入件54布置在腔板60中的孔内。浇口插入件55布置在配置于模腔插入件54的顶部部分中的孔内。可以看到,模制腔59的外侧的大部分沿着模腔插入件54的内部表面延伸,且较小部分沿着浇口插入件55延伸。
腔板60还包含冷却剂通道75,其用于与围绕模腔插入件54的外围而配置的冷却剂通道90连接以形成冷却回路。冷却剂通道90的一侧由腔板60内的孔界定,且另一侧由整体形成在模腔插入件54的壁中的多个间隔物94界定。
图3是与图2的注射模具1一起使用的另一已知实施例模腔插入件55和浇口插入件55的透视图。冷却剂通道90大体为螺旋形,但其特征还在于两个纵向通道96。每个纵向通道96表示冷却剂流的方向相对于通道90的其余部分的较大变化。
在注射模制以形成物件期间,模腔插入件54中冷却通道90(且尤其是纵向通道96)的存在与原本如果冷却剂通道90不存在将出现的情况相比,在腔插入件54的区域中产生更大的应力集中。因此,清楚地规定模腔插入件54的壁厚度T以防止模腔插入件54在最高应力集中的区域中出现机械故障。如图2中最佳看到,壁厚度T通常是模腔59的模制表面与模腔插入件54中的冷却凹槽90的底部之间的距离。对于具有展示为模腔插入件54的类型的腔插入件的典型模具,模腔插入件54的最小壁厚度T至少为约6.4毫米。由于给定的腔板60中的开口32的孔的直径通常是固定的,所以所述模具限于形成具有受插入件的壁厚度限制的外径的零件。如果插入件及其相关联的冷却剂通道的厚度可减小,那么可在不必修改腔板的情况下,模制具有较大直径的零件。
发明内容
在本发明的第一方面,提供一种用于冷却模具的新颖设备。所述设备包含可接纳在腔板的孔内的封套和可同轴接纳在封套内的模腔插入件,使得封套、孔和插入件共同提供用于沿着插入件的外围运送冷却剂的通道。
在本发明的第二方面,提供一种模制系统,其包括经配置以与模具的模腔板协作的封套,模制板经配置以接纳模腔插入件,封套经配置以与模腔插入件和模腔板组合地界定冷却剂输送通道。
在本发明的第三方面,提供一种模制系统,其包括模腔板,所述模腔板经配置以与封套协作,模制板经配置以接纳模腔插入件,封套经配置以与模腔插入件和模腔板组合地界定冷却剂输送通道。
在本发明的第四方面,提供一种模具,其包括经配置以与模腔板协作的封套,模制板经配置以接纳模腔插入件,封套经配置以与模腔插入件和模腔板组合地界定冷却剂输送通道。
在本发明的第五方面,提供一种模具,其包括模具的模腔板,模腔板经配置以与封套协作,模制板经配置以接纳模腔插入件,封套经配置以与模腔插入件和模腔板组合地界定冷却剂输送通道。
在本发明的第六方面,提供一种用于模制系统的模具的冷却组件,所述模具具有经配置以接纳模腔插入件的模腔板,所述冷却组件包括封套,所述封套经配置以与模腔插入件和模腔板组合地界定冷却剂输送通道。
本发明各方面的技术效果是,封套允许模腔插入件的厚度减小和/或冷却剂通道的厚度减小,使得可在不必修改腔板的情况下,通过模具模制具有较大直径的物件。
附图说明
可参考示范性实施例的具体实施方式以及附图来获得对本发明示范性实施例(包含其替代形式和/或变化形式)的更好的理解,在附图中:
图1是已知腔板的正视图;
图2是与图1的腔板一起使用的已知注射模具的局部截面图;
图3是已知替代模腔插入件和浇口插入件的透视图;
图4是根据第一实施例包含模腔插入件的注射模具的局部截面图;
图5是图4的模腔插入件和浇口插入件的截面图;
图6是图4的模腔插入件和浇口插入件的第一透视图;
图7是图4的模腔插入件拆卸时的第二透视图;
图8是根据第二实施例的模腔插入件的第一透视图;以及
图9是根据第二实施例的模腔插入件拆卸时的第二透视图。
具体实施方式
图4是根据第一实施例展示包含模腔插入件154的堆叠组合件153的注射模具101的局部截面图。为了简化对实施例的描述,图4中的与图2中的组件类似的组件带有相同参考符号。然而,图4中描绘的组件存在值得注意的例外情况,如下文所描述。
图5是图4的模腔插入件154的截面图。模腔插入件154是具有拥有大体均匀的壁厚度T1的壁198的圆柱体。由于壁厚度T1大体上均匀,所以插入件154不经历图2的现有技术插入件54中存在的相同不等应力。
图6是图4的模腔插入件154的第一透视图。组合件132包含同轴环绕插入件154的封套140。封套140同轴环绕插入件154,以沿着插入件154的外围提供冷却剂通道190。冷却剂通道190本身由腔板60内的孔和壁198与封套140协作而界定。
图7是图4的模腔插入件154拆卸时的第二透视图。封套140大体为螺旋形盘管。封套140可由例如金属和塑料等任何适宜的材料制成。在本实施例中,封套140用六角螺栓104固定到插入件154,然而,封套140可以所属领域的技术人员现将想起的任何种类的方式与插入件154协作地相关联。
当根据图4完全组装时,封套140优选地具有稍大于壁198的外径的内径,且封套140具有稍小于腔板60的孔的内径的外径,使得封套140具有总厚度T2(参看图5)。因此,厚度T2还界定冷却通道190的深度。当然,也可依据前述直径之间的干涉配合来实现本发明的技术效果。
如图5中最佳看到,腔模制表面将具有通常沿着其长度变化的外径A。由于插入件154是具有固有均质应力分布的实心圆柱体,所以其可以比插入件54薄,且承受与现有技术插入件54相同的注射压力。插入件54的壁厚度T1可小于现有技术腔插入件54的厚度T。因此,对于在腔板中具有不变孔的给定标准模具布置,最大预成型件直径A可大于现有技术堆叠中形成的预成型件的直径。因此,可在不修改模具中的腔板的情况下,可在堆叠模具组合件153中模制零件的直径比可在堆叠模具组合件53中模制的零件的直径大。举例来说,在具有以水平140mm乘垂直50mm的间距尺寸布置的144个腔的标准现有技术模具的情况下,腔插入件54的壁厚度至少为6.4mm,且允许形成具有28.2mm的最大直径的预成型件。用插入件154和封套140代替腔插入件54允许形成多达32.2mm的预成型件。因此,在腔板孔D=47mm的情况下,腔插入件的壁厚度T1可为4.4mm。因此,壁厚度T1可小于厚度T,但插入件154将仍能够承受与插入件54大体相同的注射压力。对于50mm间距堆叠,在一些情形下,插入件154的壁厚度T1可低至3.5mm厚。在任何情况下,利用本发明,有可能通过将腔插入件的厚度减小到3.5mm到6.4mm范围内的厚度来增加预成型件的尺寸。
图8是根据第二实施例的模腔插入件254的第一透视图。
图9是根据第二实施例的模腔插入件254拆卸时的第二透视图。根据本发明另一实施例的模具插入组合件一般被指示为232,且包含浇口插入件55、腔插入件254和封套240。组合件232类似于组合件132,且因此组合件232中的相同组件与组合件132中的相同组件带有相同参考符号,只是通过在数字上增加100来识别。
明显的差异是,封套240不是螺旋形,而是包含具有与冷却剂通道190不同的路径的冷却剂通道290。为了界定通道290,封套240包含中央支柱220,多个非连续环224从支柱220的交替侧横向悬垂。封套240保持在插入件254的外围上,处于远离壁298向外突起的一对环形边缘228之间。
虽然本文仅论述了本发明的各种特征和组件的特定配置和组合,但所属领域的技术人员将了解,可视需要利用所揭示的特征和组件的所需子集和/或这些特征和组件的替代组合和配置。举例来说,现应了解,冷却剂通道(例如,通道190或290)的特定配置不特别限于本文的实施例,且因此,视与模具插入组合件的设计相关联的其它因素(例如,冷却剂的温度、冷却剂的流动速率、注射模制材料的温度、循环时间等)而定,封套可经配置以提供任何所需的冷却剂通道配置,其将向插入件提供必要和/或另外所需等级的冷却。
对示范性实施例的描述提供本发明的实例,且这些实例不限制本发明的范围。应了解,本发明的范围受权利要求书限制。上文描述的概念可适合于特定条件和/或功能,且可进一步延伸到属于本发明范围内的多种其它应用。在这样描述了示范性实施例之后,将了解,在不脱离所描述的概念的情况下,修改和提高是可能的。因此,要通过专利证书来保护的内容仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (63)

1.一种用于注射模具中的设备,其包括:
封套,其可接纳在腔板的孔内;以及
模腔插入件,其可同轴接纳在所述封套内,使得所述封套、所述孔和所述插入件共同提供用于沿着所述插入件的外围运送冷却剂的通道。
2.根据权利要求1所述的设备,其中:
模腔插入件是具有大体均匀的壁厚度的圆柱体。
3.根据权利要求2所述的设备,其中:
所述封套是环绕所述圆柱体的螺旋形盘管。
4.根据权利要求3所述的设备,其中:
所述盘管固定到所述模腔插入件。
5.根据权利要求4所述的设备,其中:
所述圆柱体包含一对边缘,且所述封套通过所述边缘之间的保持力而固定到所述圆柱体。
6.根据权利要求2所述的设备,其中:
所述壁厚度在3.5mm与6.4mm之间。
7.根据权利要求2所述的设备,其中:
所述壁厚度小于约5.4mm。
8.根据权利要求2所述的设备,其中:
所述壁厚度约为4.4mm。
9.根据权利要求2所述的设备,其中:
所述封套包含中央支柱,其支撑从所述支柱的交替侧横向延伸的多个非连续环。
10.一种模制系统,其包括:
封套,其经配置以与模具的模腔板协作,模制板经配置以接纳模腔插入件,所述封套经配置以与所述模腔插入件和所述模腔板组合地界定冷却剂输送通道。
11.根据权利要求10所述的模制系统,其中所述模腔板界定经配置以接纳所述模腔插入件的孔。
12.根据权利要求10所述的模制系统,其中所述封套经配置以可接纳在由所述腔板界定的孔内。
13.根据权利要求10所述的模制系统,其中所述封套经配置以接纳所述模腔插入件。
14.根据权利要求10所述的模制系统,其中所述通道经配置以至少部分地沿着所述模腔插入件输送所述冷却剂。
15.根据权利要求10所述的模制系统,其中所述模腔插入件经配置以与浇口插入件和颈环对协作。
16.根据权利要求10所述的模制系统,其中所述封套包含经配置以环绕所述模腔插入件的螺旋形盘管。
17.根据权利要求10所述的模制系统,其中所述封套经配置以固定到所述模腔插入件。
18.根据权利要求10所述的模制系统,其中所述模腔插入件包含一组边缘,所述组边缘经配置以将所述封套夹持到所述模腔插入件。
19.根据权利要求10所述的模制系统,其中所述模腔插入件包含具有壁厚度的壁,所述壁厚度被配置为以下各项中的任一者:
在3.5毫米与6.4毫米之间;
小于约5.4毫米;以及
约为4.4毫米。
20.根据权利要求10所述的模制系统,其中所述封套包含中央支柱,所述中央支柱经配置以支撑从所述支柱的交替侧横向延伸的多个非连续环。
21.一种模制系统,其包括:
模腔板,所述模腔板经配置以与封套协作,模制板经配置以接纳模腔插入件,所述封套经配置以与所述模腔插入件和所述模腔板组合地界定冷却剂输送通道。
22.根据权利要求21所述的模制系统,其中所述模腔板界定经配置以接纳所述模腔插入件的孔。
23.根据权利要求21所述的模制系统,其中所述封套经配置以可接纳在由所述腔板界定的孔内。
24.根据权利要求21所述的模制系统,其中所述封套经配置以接纳所述模腔插入件。
25.根据权利要求21所述的模制系统,其中所述通道经配置以至少部分地沿着所述模腔插入件输送所述冷却剂。
26.根据权利要求21所述的模制系统,其中所述模腔插入件经配置以与浇口插入件和颈环对协作。
27.根据权利要求21所述的模制系统,其中所述封套包含经配置以环绕所述模腔插入件的螺旋形盘管。
28.根据权利要求21所述的模制系统,其中所述封套经配置以固定到所述模腔插入件。
29.根据权利要求21所述的模制系统,其中所述模腔插入件包含一组边缘,所述组边缘经配置以将所述封套夹持到所述模腔插入件。
30.根据权利要求21所述的模制系统,其中所述模腔插入件包含具有壁厚度的壁,所述壁厚度被配置为以下各项中的任一者:
在3.5毫米与6.4毫米之间;
小于约5.4毫米;以及
约为4.4毫米。
31.根据权利要求21所述的模制系统,其中所述封套包含中央支柱,所述中央支柱经配置以支撑从所述支柱的交替侧横向延伸的多个非连续环。
32.一种模具,其包括:
封套,其经配置以与模腔板协作,模制板经配置以接纳模腔插入件,所述封套经配置以与所述模腔插入件和所述模腔板组合地界定冷却剂输送通道。
33.根据权利要求32所述的模具,其中所述模腔板界定经配置以接纳所述模腔插入件的孔。
34.根据权利要求32所述的模具,其中所述封套经配置以可接纳在由所述腔板界定的孔内。
35.根据权利要求32所述的模具,其中所述封套经配置以接纳所述模腔插入件。
36.根据权利要求32所述的模具,其中所述通道经配置以至少部分地沿着所述模腔插入件输送所述冷却剂。
37.根据权利要求32所述的模具,其中所述模腔插入件经配置以与浇口插入件和颈环对协作。
38.根据权利要求32所述的模具,其中所述封套包含经配置以环绕所述模腔插入件的螺旋形盘管。
39.根据权利要求32所述的模具,其中所述封套经配置以固定到所述模腔插入件。
40.根据权利要求32所述的模具,其中所述模腔插入件包含一组边缘,所述组边缘经配置以将所述封套夹持到所述模腔插入件。
41.根据权利要求32所述的模具,其中所述模腔插入件包含具有壁厚度的壁,所述壁厚度被配置为以下各项中的任一者:
在3.5毫米与6.4毫米之间;
小于约5.4毫米;以及
约为4.4毫米。
42.根据权利要求32所述的模具,其中所述封套包含中央支柱,所述中央支柱经配置以支撑从所述支柱的交替侧横向延伸的多个非连续环。
43.一种模具,其包括:
模具的模腔板,所述模腔板经配置以与封套协作,模制板经配置以接纳模腔插入件,所述封套经配置以与所述模腔插入件和所述模腔板组合地界定冷却剂输送通道。
44.根据权利要求43所述的模具,其中所述封套经配置以可接纳在由所述腔板界定的孔内。
45.根据权利要求43所述的模具,其中所述封套经配置以接纳所述模腔插入件。
46.根据权利要求43所述的模具,其中所述通道经配置以至少部分地沿着所述模腔插入件输送所述冷却剂。
47.根据权利要求43所述的模具,其中所述模腔插入件经配置以与浇口插入件和颈环对协作。
48.根据权利要求43所述的模具,其中所述封套包含经配置以环绕所述模腔插入件的螺旋形盘管。
49.根据权利要求43所述的模具,其中所述封套经配置以固定到所述模腔插入件。
50.根据权利要求43所述的模具,其中所述模腔插入件包含一组边缘,所述组边缘经配置以将所述封套夹持到所述模腔插入件。
51.根据权利要求43所述的模具,其中所述模腔插入件包含具有壁厚度的壁,所述壁厚度被配置为以下各项中的任一者:
在3.5毫米与6.4毫米之间;
小于约5.4毫米;以及
约为4.4毫米。
52.根据权利要求43所述的模具,其中所述封套包含中央支柱,所述中央支柱经配置以支撑从所述支柱的交替侧横向延伸的多个非连续环。
53.一种用于模制系统的模具的冷却组件,所述模具具有经配置以接纳模腔插入件的模腔板,所述冷却组件包括:
封套,其经配置以与所述模腔插入件和所述模腔板组合地界定冷却剂输送通道。
54.根据权利要求53所述的冷却组件,其中所述模腔板界定经配置以接纳所述模腔插入件的孔。
55.根据权利要求53所述的冷却组件,其中所述封套经配置以可接纳在由所述腔板界定的孔内。
56.根据权利要求53所述的冷却组件,其中所述封套经配置以接纳所述模腔插入件。
57.根据权利要求53所述的冷却组件,其中所述通道经配置以至少部分地沿着所述模腔插入件输送所述冷却剂。
58.根据权利要求53所述的冷却组件,其中所述模腔插入件经配置以与浇口插入件和颈环对协作。
59.根据权利要求53所述的冷却组件,其中所述封套包含经配置以环绕所述模腔插入件的螺旋形盘管。
60.根据权利要求53所述的冷却组件,其中所述封套经配置以固定到所述模腔插入件。
61.根据权利要求53所述的冷却组件,其中所述模腔插入件包含一组边缘,所述组边缘经配置以将所述封套夹持到所述模腔插入件。
62.根据权利要求53所述的冷却组件,其中所述模腔插入件包含具有壁厚度的壁,所述壁厚度被配置为以下各项中的任一者:
在3.5毫米与6.4毫米之间;
小于约5.4毫米;以及
约为4.4毫米。
63.根据权利要求53所述的冷却组件,其中所述封套包含中央支柱,所述中央支柱经配置以支撑从所述支柱的交替侧横向延伸的多个非连续环。
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