特别适用于热塑性塑料压注机的压注组件 本发明涉及一种按权利要求1之前序部分所述的压注组件。
一种特别适用于热塑性塑料压注机(Stranggieβanlage)的压注组件(Stranggieβer)通常由一用螺丝与一压注件固连的喷嘴板(Düsenplatte)组成,其中喷嘴板和压注件靠各自的一平直面两相贴对接。
类似于许多其他使用情况,在操作中,尤其用大量的尽可能均匀分布的固定件,使构件间经相互连接、螺丝连接或夹紧情况下在对接面处的表面压力尽可能达到均匀以避免压注组件发生漏泄。但是被连接的构件的内部不产生附加的例如液压压力作用,因此在物理上无法避免在按一定间距间隔设置的固定件如螺丝或夹紧件之间的平直构件的表面压力的降低。
当采用一个压注组件时,通常在近喷嘴板的外周处用若干个固定件将喷嘴板固定在压注件上。由于喷嘴板和压注件受到一个附加的由挤压工艺所产生地内部压力负荷,因此可在喷嘴板与压注件之间产生一个会导致漏泄的空隙。为了避免发生这种情况,在安装压注组件时经常在用大量螺丝连接的喷嘴板与压注件之间采用一个或多个密封件。使用的螺丝数量越多,喷嘴板与压注件之间的表面压力则越均匀。但是,大量使用螺丝,给喷嘴板带来了修理难度和更换上的困难。
为此,本发明的目的是提供一种压注组件,采用这种压注件可将喷嘴板用较少固定件固定在压注件上,且不带密封件。
本发明目的可由一种具有根据权利要求1的特征的压注组件来实现。
所述压注组件的实施例是由从属权利要求限定的。
按照本发明提供一种特别适用于热塑性塑料压注设备中的压注组件,采用该压注组件时,在一喷嘴板与一压注件之间的彼此相对的对接面(Anlageflachen)应设计得使在操作期间对接面中的至少一个面的表面构形在压力下能适配(anpassen)于另一个与之相对的以接面,以致在喷嘴板与压注件之间达到均匀的表面压力。
受压下的对接面的表面压力是根据相应所需的负载而确定的。表面压力较高时,会发生材料侵蚀(Materialabtrag)或表面再循环(Oberflchenrücknahme)。表面压力较低时,表面则保留原样。经过多次反复(Iterationen)后,得到了最佳的表面构形。
在未夹紧的情况下,对接面彼此松开接触,所以在对接面之间就产生空隙,如按预期的施于相应位置上的压力越高,则形成的空隙则愈大。
由于据此要求有一个难以达到的相当复杂的表面构形,所以在许多情况下只好采用一个简单的表面构形,以致也只能造就一个近似均匀的表面压力。
最好是,这两个对接面中的至少一个面不再是平直的,而且相对其表面构形至少沿一个方向是弯曲的,如拱形的。这样,相对于对接面的表面构形,对接面有一个半径或多个曲率半径。为了避免峰值压力,也就是实现一个均匀的表面压力,对接面的表面构形在曲率半径之间具有连续的过渡区。对接面的表面构形除了其边缘外,没有几何跳跃,也没有表面台阶。
对接面中至少一个面的表面构形在固定件的整个范围内可以是均匀找平的,有一个一致的曲率,或者在每个固定件范围的表面内也可能设有凹部。因此,对接面要有这样一个表面构形,即当螺丝作为固定件时,直接在螺丝头下方的螺丝“呈空心”(“hohl liegen”),或者采用夹紧件时,它们直接在夹紧位置的下方“呈空心的”,然后再将喷嘴板固定在压注件上,也就是说,它们具有一个一定大小的间隙,而在各个固定件相对的空隙内,喷嘴板的对接面和压注件的对接面具有直接的面接触。所以,在一特别有利的方式中,在拧紧螺丝或夹紧夹紧件时,当将喷嘴板压紧到压注件上时,通过对弯曲表面的弹性弯曲而使两个对接面被压,以在两表面接触时适配于对方的对接面。
对于某些使用情况,改变喷嘴板和压注件的基本平直的形状,使压注组件的这两个构件具有一个相应的半径,以致使喷嘴板和压注件的对接面都为一个球形或圆柱形面,这是有利的。考虑到一个球面或圆柱面,对接面中的至少一个对接面附有与在基本平直的喷嘴板和压注件装置中的凹部相类似的球面或圆柱面,以便在利用部件的弹性时,喷嘴板同压注件夹紧时的对接面同样互相接触。
为了在同另一个对置构件的其他形状相结合中保证继续使用喷嘴板或压注件,对接面的表面构形与理想的形状如平直面或球面及圆柱面的区别的确定,应使在操作期间压力(Spannung)和张力(Dehnung)在按照霍克定律的范围内(Hook’schen Bereich liegen)。
通过结合附图对以下实施例的说明,可了解本发明的其它优点、特点和实用性。这些附图为:
图1(a)表示一用诸螺丝沿着一直线固定到一压注件上的喷射板的表面压力分布,其中,该直线连接了在喷嘴板外缘处的、在安装螺丝的范围内的各个固定螺丝,并平行于一列喷嘴;
图1(b)表示一用诸螺丝沿着一条直线固定到一压注件上的喷嘴板的表面压力分布,其中,该直线连接了接近于诸喷嘴的、在固定螺丝的范围内的各个固定螺丝;
图2(a)、(b)表示本发明的第一个实施例,即基本的表示方式,其中喷嘴和压注件内腔只是简单地表示:
图3(a)表示本发明的另一个实施例,并示出喷嘴板的表面构形。
图3(b)则示出另一实施例中的压注件的表面构形。
图1表示出一包括一喷嘴板(Dusenplatte)1和一压注件(Gieβer)2的一压注组件(Stranggieβer)的喷嘴范围(Düsenbereich)的一个剖面。图1(a)示出在工作期间,即在操作时所引起的施压状态下,螺丝3将带有平直对接面的喷嘴板1压紧在带有同样的平直对接面的压注件2上。该图的下方曲线图定性表示了在压紧情况下的分界缝(Trennfuge)的表面压力分布情况。图1(b)示出的是压注组件的同一个区段,只不过是为图1(a)所示的横向剖面,即直接经过喷嘴区。在喷嘴板1中设有喷嘴5以及用以安装固定螺丝3的相应的孔。在压注件2内部有一个空腔4,在该空腔内被加热到塑性状态后热塑性塑料被输入喷嘴5。由于通过相应的加热设备在压注件中对塑料加热,故压注件通常也可称为加热腔。彼此相对的、喷嘴板1和压注件2的对接面均是平直的。图1(b)下方的曲线图同样定性表示了对应的表面压力曲线的形状。该曲线表示出固定螺丝的直接作用区内明显的表面压力峰值,以及在喷嘴范围内表面压力为零的一个区域。表面压力为零确认了在喷嘴范围内由于塑料的内压(通常压注组件约为2—5MPa)就会有表面压力等于零的范围。也就是说,正是在喷嘴范围内,由于在喷嘴板1与压注件2之间不能达到密封,塑料就可沿一侧方向漏出。
为了避免这个问题,应按照本发明这样地设置喷嘴板1或压注件2,即考虑到相互压紧的构件的弹性,这两个构件(喷嘴板和压注件)的至少一个对接面的材料部分会受到损耗,因此在压紧状态下,即考虑到在操作期间压注组件中有内压,故这两个对接面6、7就会贴合在一起。
图2主要示出本发明的两个实施例。在图2(a)中,喷嘴板1的表面构形是:它的对接面相对于一排固定螺丝呈拱形,成列的螺丝沿横向排列并邻近于均为矩形的喷嘴板和压注件的两侧的喷嘴区。而这里的压注件2的对接面7基本上仍为平直的。对这样的拱形喷嘴板1,在喷嘴板1和压注件2压紧期间,喷嘴板1的向下拱形的两侧区就会同压注件2的对接面7贴合。与此同时,通过拱形对接面6的中间区,在直接靠近压注组件的喷嘴5之处,提高了表面压力,这样,最终沿着横向得到一个均匀的表面压力。与此同时,避免了还由于压注组件中的内压使在喷嘴板1与压注件2之间的一个间隙得以发展,这样就导致热塑性塑料沿侧方向漏泄出去。
在图2(b)中,喷嘴板1有一个基本平直的平面,而对置的压注件2的对接面7呈拱形。当将喷嘴板1紧固到压注件2上时,喷嘴板完全靠它自身的弹性完全贴合于压注件的弯曲形表面,这样,同样得到一个沿宽度方向为均匀的表面压力,这样就同样阻止了位于喷嘴板1与压注件2之间的塑料的侧漏。
图3所示的为另一个实施例。喷嘴板1及压注件2的接触面6、7的对接面中没有哪一个沿某一方向是拱形的,而可取的是,在固定件,即将喷嘴板1固定在压注件2上的诸螺丝所在的范围内,设有均匀分布的对称凹部。在夹紧时,由于在凹部区内的材料的衰减(Ma-terialschwchung),再加上喷嘴板1及压注件2的材料弹性的原因,诸固定螺丝3所在范围内的诸凹部使喷嘴板1的、最接近螺丝头的那部分被拉向相对的对接面上,这样,沿横向从一固定螺丝到另一固定螺丝的表面压力就是均匀一致的。
在图3(b)中,压注件2的对接触面7上设有诸凹部8,而喷嘴板1的情况与图3(a)所示的相反,它的对接面6仍为基本平直的。该最后所述的情况尤其有用,当因需求多种压注型材(Stranggieβprofile)而要配备大量不同的喷嘴板1时尤为如此。在另一种情况时,最好要在喷嘴板1上设凹部,而压注件2的对接面7仍为平直的。
在另一个没有表示出的实施例中,喷嘴板1的对接面6和压注件2的对接面7都设有诸凹部8。
原则上,喷嘴板和压注件上也可以设计成球形或圆柱形对接面,然后,如设置有平直对接面的情况一样,以类似方式,在球形或圆柱形表面上设置凹部8。
拱形对接面可以熟知的方式来制得,例如,将一待成型为拱形面的放在一托架(Abstützung)上的构件压入一个拱形模中,然后将相对面磨削为一个平直面,该平直面在松开该构件后就呈现出拱形。不用夹紧一欲设置有一拱形对接面的构件,显然通过CNC控制的平面磨床就可制造该拱形面。诸固定件所在范围内的诸凹部同样可以熟知的方式通过三轴控制的CNC平面磨床来得到,或者可将喷嘴板压紧在一个相应形状的对置面(Gegenflache)上,以便在压紧状态下用一台常用的平面磨床对露出的表面进行磨平,这样在磨削时压紧喷嘴板的负荷去掉后,在诸孔处就形成相应的连续设置的用于固定螺丝的诸凹部。
根据刚性、材料厚度和相关的内压,凹部的深度以及不同于设想的表面的情况的最大拱形尺寸(Wolbungsmaβ),最好在>0至百分之几毫米的范围内。
在矩形喷嘴板和压注件上最好采用一次弯曲(拱形)或二次弯曲(球形)对接面。对于圆形喷嘴板及压注件,最好采用在固定螺丝所在范围内设置诸凹部的办法。