注射模制喷嘴.pdf

一种喷嘴(100)包含具有预负载啮合表面(159)的喷嘴外壳(112)、喷嘴尖头、抵靠所述喷嘴外壳(112)保持所述喷嘴尖头的具有预负载啮合表面(159)的尖头保持器(124)，以及介于所述尖头保持器(124)与所述喷嘴外壳(112)之间的预负载限制间隙(170)，当所述喷嘴(100)处于第一位置与第二位置时所述预负载限制间隙(170)包含介于所述预负载啮合表面(159)之间的间隔距离，当所述喷嘴(100)处于所述第二位置时所述间隔距离产生所需量的预负载力。在另一实施例中，喷嘴(100)包含喷嘴外壳(112)、喷嘴尖头和可相对于所述喷嘴尖头沿所述喷嘴外壳(112)移动且抵靠所述喷嘴外壳(112)保持所述喷嘴尖头的尖头保持器(124)。锥形界面以相对于所述喷嘴(100)的纵向轴线大于或小于90度的角度设置在所述尖头插入件与所述尖头保持器(124)之间。

1.  一种用于注射模制机的喷嘴，其包含：
界定熔融物通道的喷嘴外壳，所述喷嘴外壳包含第一预负载啮合表面；
喷嘴尖头，其具有尖头通道和至少一个与所述尖头通道连通的出口孔；
尖头保持器，其抵靠所述喷嘴外壳保持所述喷嘴尖头，使得所述尖头通道与所述熔融物通道连通，所述尖头保持器包含第二预负载啮合表面；以及
设置在所述尖头保持器与所述喷嘴外壳之间的预负载限制间隙，当所述喷嘴处于第一部分组装位置和第二完全组装位置时，所述预负载限制间隙包含介于所述第一预负载啮合表面与所述第二预负载啮合表面之间的间隔距离，当所述喷嘴处于所述第二完全组装位置时所述间隔距离产生所需量的预负载力P。

2.  根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述喷嘴尖头进一步包含尖头插入件凸缘，其中当所述喷嘴处于所述第一部分组装位置时，所述尖头插入件凸缘最初大体上邻接所述尖头保持器的凸缘啮合部分与所述喷嘴外壳的喷嘴密封啮合部分两者。

3.  根据权利要求2所述的喷嘴，其中当所述喷嘴处于所述第二完全组装位置时所述第一与所述第二预负载啮合表面大体上彼此紧靠。

4.  根据权利要求3所述的喷嘴，其中所述预负载限制间隙介于约0.03到约0.08mm之间。

5.  根据权利要求4所述的喷嘴，其中所述预负载转矩P介于约30到约35英尺-磅之间。

6.  根据权利要求3所述的喷嘴，其中所述尖头保持器包含内螺纹区，所述内螺纹区经配置而以可螺合方式与设置于所述喷嘴外壳上的外螺纹啮合。

7.  根据权利要求6所述的喷嘴，其中所述凸缘啮合部分包含大体径向向内朝向所述熔融物通道和所述尖头通道延伸的环状唇缘，所述环状唇缘经配置以当将所述尖头保持器螺合于所述喷嘴外壳上时大体上紧靠所述尖头插入件凸缘的至少一部分。

8.  根据权利要求7所述的喷嘴，其中所述第一预负载啮合表面包含大体径向向外延伸的大体环状终止凸缘，且所述第二预负载啮合表面172包含所述尖头保持器的远端部分。

9.  根据权利要求3所述的喷嘴，其中所述尖头保持器包含外螺纹区，所述外螺纹区经配置而以可螺合方式与设置于所述喷嘴外壳上的内螺纹啮合。

10.  根据权利要求9所述的喷嘴，其中所述凸缘啮合部分包含远端部分，所述远端部分经配置以当将所述尖头保持器螺合于所述喷嘴外壳上时大体上紧靠所述尖头插入件凸缘的至少一部分。

11.  根据权利要求10所述的喷嘴，其中所述第一预负载啮合表面包含所述喷嘴外壳的近端部分，且所述第二预负载啮合表面包含大体径向向外延伸的大体环状终止凸缘。

12.  一种用于注射模制机的喷嘴，其包含：
界定熔融物通道的喷嘴外壳；
喷嘴尖头，其具有尖头通道和至少一个与所述尖头通道连通的出口孔；
尖头保持器，其包含用于以可螺合方式与所述喷嘴外壳啮合且抵靠所述喷嘴外壳保持所述喷嘴尖头使得所述尖头通道与所述熔融物通道连通的螺纹区，其中所述尖头保持器可相对于所述喷嘴尖头沿所述喷嘴外壳移动；以及
介于所述尖头插入件与所述尖头保持器之间的锥形界面，其中所述锥形界面大体上以相对于所述喷嘴的纵向轴线大于或小于90度的角度而设置。

13.  根据权利要求12所述的喷嘴，其中所述锥形界面包含大体上线性截头圆锥体形状。

14.  根据权利要求13所述的喷嘴，其中所述大体上线性截头圆锥体形界面以与所述喷嘴的纵向轴线成介于约25到约35度之间的角度而设置。

15.  根据权利要求12所述的喷嘴，其中所述锥形界面包含非线性形截头圆锥体形状。

16.  根据权利要求13所述的喷嘴，其中所述非线性截头圆锥体形界面包含具有介于约0.8mm到约1.8mm之间的半径的圆弧状截头圆锥体形界面。

17.  根据权利要求13所述的喷嘴，其中所述非线性截头圆锥体形界面包含大体凸形的截头圆锥体界面。

18.  根据权利要求13所述的喷嘴，其中所述非线性截头圆锥体形界面包含大体凹形的截头圆锥体界面。

19.  根据权利要求12所述的喷嘴，其中所述尖头保持器包含内螺纹区，所述内螺纹区经配置而以可螺合方式与设置在所述喷嘴外壳上的外螺纹啮合。

20.  根据权利要求19所述的喷嘴，其中尖头保持器包含大体径向向内朝向所述熔融物通道和所述尖头通道延伸的环状唇缘，所述环状唇缘经配置以当将所述尖头保持器螺合于所述喷嘴外壳上时大体上紧靠所述尖头插入件的尖头插入件凸缘的至少一部分以形成所述锥形界面。

21.  根据权利要求20所述的喷嘴，其中所述锥形界面包含大体上线性截头圆锥体形状。

22.  根据权利要求21所述的喷嘴，其中所述大体上线性截头圆锥体形界面以与所述喷嘴的纵向轴线成介于约25到约35度之间的角度而设置。

23.  根据权利要求20所述的喷嘴，其中所述锥形界面包含非线性形截头圆锥体形状。

24.  根据权利要求23所述的喷嘴，其中所述非线性截头圆锥体形界面包含具有介于约0.8mm到约1.8mm之间的半径的圆弧状截头圆锥体形界面。

25.  根据权利要求23所述的喷嘴，其中所述非线性截头圆锥体形界面包含大体凸形的截头圆锥体界面。

26.  根据权利要求23所述的喷嘴，其中所述非线性截头圆锥体形界面包含大体凹形的截头圆锥体界面。

27.  根据权利要求12所述的喷嘴，其中所述尖头保持器包含外螺纹区，所述外螺纹区经配置而以可螺合方式与设置在所述喷嘴外壳上的内螺纹啮合。

28.  根据权利要求27所述的喷嘴，其中所述尖头保持器包含远端部分，所述远端部分经配置以当将所述尖头保持器螺合于所述喷嘴外壳上时大体上紧靠所述尖头插入件的尖头插入件凸缘的至少一部分以形成所述锥形界面。

29.  根据权利要求28所述的喷嘴，其中所述锥形界面包含大体上线性截头圆锥体形状。

30.  根据权利要求29所述的喷嘴，其中所述大体上线性截头圆锥体形界面以与所述喷嘴的纵向轴线成介于约25到约35度之间的角度而设置。

31.  根据权利要求28所述的喷嘴，其中所述锥形界面包含非线性形截头圆锥体形状。

32.  根据权利要求31所述的喷嘴，其中所述非线性截头圆锥体形界面包含具有介于约0.8mm到约1.8mm之间的半径的圆弧状截头圆锥体形界面。

33.  根据权利要求31所述的喷嘴，其中所述非线性截头圆锥体形界面包含大体凸形的截头圆锥体界面。

34.  根据权利要求31所述的喷嘴，其中所述非线性截头圆锥体形界面包含大体凹形的截头圆锥体界面。

35.  根据权利要求12所述的喷嘴，其中所述锥形界面包含具有非线性形截头圆锥体形状的第一区和具有大体上线性截头圆锥体形状的第二区。

36.  根据权利要求35所述的喷嘴，其中所述锥形界面的所述第一区邻近所述锥形界面与所述尖头插入件和所述尖头保持器的伸长部分之间的过渡区而设置。

37.  根据权利要求28所述的喷嘴，其中所述喷嘴外壳包含一部分，所述部分具有内径且大体上经定尺寸以紧靠所述尖头保持器的所述远端部分的外表面。

注射模制喷嘴
技术领域
本发明涉及模制系统，且更特定来说涉及用于注射模制系统的喷嘴。
背景技术
目前技术现状包括各种用于包括(但不限于)热流道注射模制系统的模制系统的喷嘴和喷嘴尖头。热流道喷嘴通常可包括阀浇口式或热尖头式喷嘴。在阀浇口式喷嘴中，单独杆移入喷嘴中且尖头充当阀以选择性启动和停止树脂流经喷嘴。在热尖头式喷嘴中，处于喷嘴的尖头的末端处的小浇口区关闭(freeze off)以借此停止树脂流经喷嘴。本发明可应用于阀浇口式和/或热尖头式喷嘴。
具体参看图1和2，展示两个示范性热流道喷嘴尖头1。喷嘴尖头1可包含包括熔融物通道6的喷嘴外壳2，以及尖头插入件3，所述尖头插入件3包括与熔融物通道6流体连通的尖头通道7和至少一个与尖头通道7流体连通的出口孔8。可借助于可移除地附接到喷嘴外壳2的尖头保持器4相对于喷嘴1的喷嘴外壳2(例如，在喷嘴外壳2的近端9周围)固定尖头插入件3。可借助于可以可螺合方式与喷嘴外壳2的对应螺纹区11啮合的螺纹区10将尖头保持器4可移除地附接到喷嘴外壳2。
例如，图1的尖头保持器4可包含具有内螺纹(即，在表面12的周围设置的通常径向朝熔融物通道6面向的螺纹)的螺纹区10，所述内螺纹可与喷嘴外壳2上的螺纹区11的外螺纹(即，在表面13的周围设置的通常径向远离熔融物通道6面向的螺纹)啮合。根据另一实施例，图2的尖头保持器4可包含具有外螺纹(即，在表面14的周围设置的通常径向远离熔融物通道6面向的螺纹)的螺纹区10，所述外螺纹可与喷嘴外壳2上的螺纹区11的内螺纹(即，在表面15的周围设置的通常径向朝熔融物通道6面向的螺纹)啮合。
实际上，可通过使用转矩扳手(未图示)将尖头保持器4螺合于喷嘴外壳2上直到将所需预负载力/转矩施加在尖头插入件3与喷嘴外壳2之间来组装图1和2的喷嘴1。当喷嘴1经完全组装时，喷嘴1可包括介于喷嘴外壳2与尖头保持器4之间的间隙或间隔16。间隙16可用以促进喷嘴1的各个组件的制造且降低公差叠加积聚，而仍允许尖头保持器4极充分地螺合于喷嘴外壳2上以抵靠尖头插入件3施加所需力/转矩。例如，间隙16可在约0.3到约0.6mm范围内。
尽管间隙16的使用允许所需量的预负载力P产生且促进喷嘴1的各个组件的制造，但间隙16确实遭受数种限制。例如，归因于操作者误差、转矩扳手误差等，尖头保持器4所施加的预负载力的量可经不正确地设定。如果尖头保持器4所施加的力过小，那么喷嘴外壳2与尖头插入件3之间可能会发生泄漏。或者，如果尖头保持器4所施加的力过大，那么喷嘴1可能会受到损坏。由于与喷嘴外壳2和/或尖头保持器4相比尖头插入件3可由具有较低强度的材料构成，归因于过多力尖头插入件3(且特定来说尖头插入件3的凸缘17)可尤其容易遭受损坏23。
间隙16的另一限制为在注射模制机的正常操作期间抵靠尖头保持器4施加的加载注射波动力F_C可经由尖头保持器4且抵靠尖头插入件3传送，借此增加暴露于尖头插入件凸缘17的力。在注射模制机(未图示)的操作期间，当填充模腔(未图示)时，在高压力下注射到模腔(未图示)中的树脂抵靠尖头保持器4的远端25施加力F_C。当填充模腔(其中力F_C最高)直到模腔打开(其中力F_C最低)时，此力F_C通常循环地波动。力F_C可经由尖头保持器4传送，其在尖头保持器4中最终挤压尖头插入件凸缘17抵靠喷嘴外壳2且在凸缘17的拐角19处产生张应力。尖头插入件凸缘17的此循环力加载F_C可导致尖头插入件凸缘17疲劳且最终可致使尖头插入件凸缘17破坏和/或介于喷嘴外壳2与尖头插入件3之间的密封21泄漏。
图1和2中所描述的喷嘴1的另一限制在于尖头插入件凸缘17的表面27和尖头保持器4的表面28可大体上垂直于喷嘴1的纵向轴线布置。因此，通过尖头保持器4抵靠尖头插入件3的尖头插入件凸缘17传送的力可沿尖头插入件凸缘17和尖头保持器4的表面27、28高度集中。由于尖头保持器4和/或喷嘴尖头2可由与尖头插入件凸缘17相比具有较高强度的材料构成，因此沿尖头插入件17的高应力集中可超过尖头插入件凸缘17的材料的屈服强度极限，致使尖头插入件凸缘17受损。
另外，尖头插入件凸缘17和尖头保持器4的表面27、28的垂直布置可导致力沿介于尖头插入件3与喷嘴外壳2之间的密封21不均匀分布。特定来说，归因于尖头插入件凸缘17和尖头保持器4的表面27、28的垂直几何形状，与密封21的内部区相比，更多力可施加到密封21的外部区。
发明内容
因此，需要一种改进的可允许所需量的预负载力/转矩施加到尖头插入件且大体上防止、降低和/或限制额外、过多力抵靠尖头插入件传送的喷嘴。另外，需要一种可降低尖头插入件与尖头保持器之间的应力集中且可改进喷嘴外壳与尖头插入件之间的密封的喷嘴。
重要的是应注意，本发明并不希望限于必须满足本发明的任意所陈述目的或特征中的一者或一者以上的系统或方法。同样重要的是应注意，本发明并不限于本文中所描述的优选、示范性或主要实施例。认为所属领域的一般技术人员所进行的修改和替代在本发明的范围内。
附图说明
通过阅读结合图式作出的以下具体实施方式将更好地理解本发明的这些和其它特征及优点，图式中：
图1和2是先前技术喷嘴的横截面图；
图3是根据本发明展示于第一部分组装位置的具有预负载限制间隙的喷嘴的一个实施例的横截面图；
图4是根据本发明展示于第一部分组装位置的具有预负载限制间隙的喷嘴的另一实施例的横截面图；
图5是展示于图3中处于第二完全组装位置的喷嘴的横截面图；
图6是展示于图4中处于第二完全组装位置的喷嘴的横截面图；
图7a是根据本发明具有线性或恒定截头圆锥体形界面的喷嘴的另一实施例的局部横截面图；
图7b是根据本发明展示于图7a中具有非线性、弓形或圆弧状界面的喷嘴的局部横截面图；
图8a是根据本发明具有线性或恒定截头圆锥体形界面的喷嘴的另一实施例的局部横截面图；
图8b是根据本发明展示于图8a中具有非线性、弓形或圆弧状界面的喷嘴的局部横截面图；
图9a是根据本发明包含锥形界面的喷嘴的另一实施例的横截面图，所述锥形界面具有非线性、弓形或圆弧状界面与线性或恒定截头圆锥体形界面；以及
图9b是如图9a所示具有非线性、弓形或圆弧状界面与线性或恒定截头圆锥体形界面的锥形界面的特写。
具体实施方式
根据一个实施例，本发明的特征可在于图3-6的注射模制喷嘴100，其可包含喷嘴外壳112、可通过尖头保持器124相对于喷嘴外壳112固定的尖头插入件116，和介于喷嘴外壳112与尖头保持器124之间的预负载限制间隙170。如下文中将更详细阐释，预负载限制间隙170可允许所需量的预负载力/转矩P施加到尖头插入件116，和/或大体上防止、降低和/或限制额外、过多力抵靠尖头插入件116传送。
喷嘴100可包含伸长的喷嘴外壳112和穿过其中的熔融物通道114，伸长的喷嘴外壳112经配置以固定到加压熔融材料的源(未图示)，熔融物通道114可与加压熔融材料的源以所属领域的技术人员已知的任何方式流体连通。尖头插入件116可安装在喷嘴外壳112的近端118的周围，以便在尖头插入件116中形成的尖头通道122可与熔融物通道114流体连通。尖头通道122还可包括至少一个与尖头通道122流体连通的出口孔120。
喷嘴100还可包含尖头保持器124，其经配置以当将尖头保持器124固定到喷嘴外壳112的近端118时接纳尖头插入件116且相对于喷嘴外壳112保持尖头插入件116。尖头保持器124可借助于以可螺合方式与喷嘴外壳112或其任何功能等效物上的对应螺纹127啮合的螺纹126可移除地附接到喷嘴外壳112的近端118。当将尖头保持器124螺合于喷嘴外壳112的近端118上时，尖头保持器124的凸缘啮合部分151通常可抵靠从尖头插入件116径向延伸的尖头插入件凸缘150的至少一部分施加力/转矩。抵靠尖头插入件116(且特定来说尖头插入件凸缘150)施加的力促使尖头插入件116的插入件密封部分153抵靠喷嘴外壳112的喷嘴密封部分154以在尖头插入件116与喷嘴外壳112之间形成密封156。
尽管并非为本发明的限制，但除非如此特定主张，否则尖头插入件116可由具有高导热率的材料(例如，(但不限于)铜合金等)构成。与此相反，喷嘴外壳112和/或尖头保持器124可由与尖头插入件116相比具有较低热导率但较高强度的材料构成。因而，尖头插入件116(且特定来说尖头插入件凸缘150)尤其容易遭受归因于过多力(尤其过多挤压力)所致使的损坏。
如上文所提及，根据本发明的喷嘴100的特征还可在于介于喷嘴外壳112与尖头保持器124之间的预负载限制间隙170。如下文将更详细阐释，通过设定所组装喷嘴外壳112、尖头插入件116和尖头保持器124的尺寸和公差，预负载限制间隙170可允许预定量的预负载力/转矩P施加到尖头插入件116(且特定来说尖头插入件凸缘150)以产生密封156，和/或大体上防止、降低和/或限制额外、过多力抵靠尖头插入件116传送。
如本文中所使用，术语“预负载力/转矩P”希望表示介于尖头插入件116、尖头保持器124与喷嘴外壳112之间的所需量的力/转矩，其将在不引起对喷嘴100的损坏的情况下在尖头插入件116与喷嘴外壳112之间产生令人满意且可靠的密封156。如本文中所使用的术语“过多力”希望表示介于尖头插入件116与喷嘴外壳112之间超过预定极限/阈值，高于预负载力/转矩P的力。认为预负载力/转矩P和力阈值在所属领域的一般技术人员的知识内且可通过实验或经由有限元分析确定，且将依据既定应用而变化。仅出于示范性目的，预负载转矩可介于约30英尺-磅(ft-lb)到约35英尺-磅之间，且预定义的极限/阈值可介于约0.03mm到约0.035mm之间。
预负载限制间隙170可界定为第一部分组装位置(其中如图3和4所示，尖头插入件凸缘150最初大体上接触/邻接尖头保持器124的凸缘啮合部分151与喷嘴外壳112的喷嘴密封啮合部分154两者)和第二完全组装位置(其中如图5和6所示，喷嘴外壳和尖头保持器124的预负载啮合表面171、172大体上彼此紧靠)中的喷嘴外壳112与尖头保持器124的预负载啮合表面171、172之间的距离，其将产生所需量的预负载力P。尽管并非为本发明的限制，但除非如此特定主张，否则预负载限制间隙170可介于约0.03到约0.08mm之间。依据所选择材料，此预负载限制间隙170可产生约30英尺-磅的预负载转矩P。
根据图3和5所示的喷嘴100的一个实施例，尖头保持器124可包含内螺纹126(即，在尖头保持器124的表面158周围设置的通常径向朝熔融物通道114面向的螺纹126)，其可与喷嘴外壳112上的外螺纹127(即，在喷嘴外壳112的表面159周围设置的通常径向远离熔融物通道114面向的螺纹127)啮合。尖头保持器124的凸缘啮合部分151可包含通常径向向内朝通道122、114延伸的环状唇缘149，其可经定尺寸和形状以当将尖头保持器124螺合于喷嘴外壳112上时大体上紧靠尖头插入件凸缘150的至少一部分或啮合尖头插入件凸缘150的至少一部分。另外，喷嘴外壳112的预负载啮合表面171可包含通常径向向外延伸的大体环状终止凸缘180，而尖头保持器124的预负载啮合表面172可包含尖头保持器124的远端部分182。
具体参看图3，将喷嘴100展示于第一部分组装位置中，其中尖头保持器124已螺合于喷嘴外壳112上直到尖头插入件凸缘150最初大体上接触/邻接尖头保持器124的环状唇缘149与喷嘴外壳112的喷嘴密封部分154两者为止。如可见，喷嘴外壳112的环状终止凸缘180与尖头保持器124的远端部分182之间存在间隙或间隔。
现参看图5，喷嘴100展示于第二完全组装位置中。特定来说，尖头保持器124已螺合于喷嘴外壳112上直到尖头保持器124的远端部分182大体上紧靠喷嘴外壳112的环状终止凸缘180/接触喷嘴外壳112的环状终止凸缘180为止。如可见，喷嘴外壳112的环状终止凸缘180与尖头保持器124的远端部分182之间的间隙或间隔已闭合。当在第二位置中时，尖头保持器124抵靠尖头插入件116(且特定来说尖头插入件凸缘150)传递预负载力/转矩P，其在尖头插入件116与喷嘴外壳112之间产生密封156。
因此，预负载限制间隙170可界定为第一部分组装位置(如图3所示)和第二完全组装位置(如图5所示)中的环状终止凸缘180与远端部分182之间的距离，其将使得尖头保持器124抵靠尖头插入件传递近似等于所需量的预负载力/转矩的力。
如可见，一旦喷嘴100处于如图5所示的第二位置，环状终止凸缘180就大体上防止尖头保持器124更进一步螺合于喷嘴外壳112上。由于喷嘴外壳112和尖头保持器124可由通常坚固的材料(例如，(但不限于)钢等)构成，所以与尖头插入件116(其可由相对较弱、更易变形材料构成，例如(但不限于)铜合金等)相比，喷嘴外壳112和尖头保持器124具有相对低量的变形性。因此，归因于尖头保持器124的偶然过度拉紧所致的任何过多力(例如，由操作者误差、转矩扳手误差等产生)以及经由尖头保持器124等传送的注射反向负载注射力F_C可经由尖头保持器124传送到喷嘴外壳112而非尖头插入件凸缘150。
根据图4和6所示的喷嘴100的另一实施例，尖头保持器124可包含外螺纹126(即，在尖头保持器124的表面160周围设置的通常径向远离熔融物通道114面向的螺纹126)，其可与喷嘴外壳112上的内螺纹127(即，在喷嘴外壳112的表面161周围设置的通常径向朝熔融物通道114面向的螺纹127)啮合。尖头保持器124的凸缘啮合部分151可包含远端部分174，当尖头保持器124螺合于喷嘴外壳112上时，远端部分174可大体上紧靠尖头插入件凸缘150的至少一部分或啮合尖头插入件凸缘150的至少一部分。另外，尖头保持器124的预负载啮合表面172可包含通常径向向外延伸的大体环状终止凸缘190，而喷嘴外壳112的预负载啮合表面171可包含喷嘴外壳112的近端部分192。
具体参看图4，将喷嘴100展示于第一部分组装位置中，其中尖头保持器124已螺合于喷嘴外壳112上直到尖头插入件凸缘150最初大体上接触/邻接尖头保持器124的远端部分174与喷嘴外壳112的喷嘴密封部分154两者为止。如可见，在尖头保持器124的环状终止凸缘190与喷嘴外壳112的近端部分192之间存在间隙或间距。
现参看图6，喷嘴100展示于第二完全组装位置中。特定来说，尖头保持器124已螺合于喷嘴外壳112上直到尖头保持器124的环状终止凸缘190大体上紧靠喷嘴外壳112的近端部分192/接触喷嘴外壳112的近端部分192位置。当在此位置时，尖头保持器124可抵靠尖头插入件116(且特定来说尖头插入件凸缘150)传递预负载力/转矩，其在尖头插入件116与喷嘴外壳112之间产生密封156。
因此，预负载限制间隙170可界定为第一部分组装位置(如图4中所示)和第二完全组装位置(如图6中所示)中的环状终止凸缘190与近端部分192之间的距离，其将使得尖头保持器124抵靠尖头插入件传递近似等于所需量的预负载力的力。
如可见，一旦喷嘴100处于如图6所示的第二完全组装位置中，环状终止凸缘190就大体上防止尖头保持器124更进一步螺合于喷嘴外壳112上。由于喷嘴外壳112和尖头保持器124可由通常坚固的材料(例如，(但不限于)钢等)构成，所以与尖头插入件116(其可由相对较弱、更易变形材料构成，例如(但不限于)铜合金等)相比，喷嘴外壳112和尖头保持器124具有相对低量的变形性。因此，归因于尖头保持器124的偶然过度拉紧所致的任何过多力(例如，由操作者误差、转矩扳手误差等产生)以及经由尖头保持器124等传送的注射反向负载注射力F_C可经由尖头保持器124传送到喷嘴外壳112而非尖头插入件凸缘150。
根据又一实施例，本发明的特征可在于图7-9的喷嘴200(为清楚起见仅展示其一半)，其包含喷嘴外壳212、尖头插入件216、尖头保持器224和介于尖头插入件216与尖头保持器224之间的锥形凸缘界面201。如下文将更详细描述，锥形凸缘界面201可降低尖头插入件216与尖头保持器224之间的应力集中且可改进喷嘴外壳212与尖头插入件216之间的密封256。尽管并非为本发明的限制，但除非如此特定主张，否则所属领域的技术人员将认识到锥形凸缘界面201可与上文图3-6中所描述的预负载限制间隙170的任何实施例组合。
喷嘴200可包含经配置以固定到加压熔融材料的源(未图示)的伸长的喷嘴外壳212，且可包括穿过其中的熔融物通道214，所述熔融物通道214可与加压熔融材料的源以所属领域的技术人员已知的任何方式流体连通。尖头插入件216可安装在喷嘴外壳212的近端218的周围，以便尖头插入件216中所形成的尖头通道222可与熔融物通道214流体连通。尖头通道212还可包括至少一个与尖头通道222流体连通的出口孔220。
喷嘴200可进一步包含尖头保持器224，其经配置以当将尖头保持器224设置在喷嘴外壳212的近端218的周围时接纳尖头插入件216且相对于喷嘴主体212保持尖头插入件216。尖头保持器224可借助于以可螺合方式与喷嘴外壳212或其任何功能等效物上的对应螺纹227啮合的螺纹226可移除地附接到喷嘴外壳212的近端218。当将尖头保持器224螺合于喷嘴外壳212的近端218上时，尖头保持器224的凸缘啮合部分251可抵靠从尖头插入件216径向延伸的尖头插入件凸缘250的啮合表面249的至少一部分施加力/转矩。抵靠尖头插入件216(且特定来说尖头插入件凸缘250)所施加的力促使尖头插入件216的插入件密封部分253抵靠喷嘴外壳212的喷嘴密封部分254以在尖头插入件216与喷嘴外壳212之间形成密封256。
例如，图7的喷嘴200可包含具有内螺纹226(即，在尖头保持器224的表面258周围设置的通常径向朝熔融物通道214面向的螺纹226)的尖头保持器224，所述内螺纹226可与喷嘴外壳212上的外螺纹227(即，在喷嘴外壳212的表面259周围设置的通常径向远离熔融物通道214面向的螺纹227)啮合。尖头保持器224的凸缘啮合部分251可包含通常从尖头保持器224径向向内朝向通道214、222延伸的环状唇缘255，其可经定尺寸和形状以当将尖头保持器224螺合于喷嘴外壳212上时，大体上紧靠尖头插入件凸缘250的啮合表面249的至少一部分或啮合尖头插入件凸缘250的啮合表面249的至少一部分。
根据另一实施例，图8和9的喷嘴200可包含具有外螺纹226(即，在尖头保持器224的表面260周围设置的通常径向背对熔融物通道214的螺纹226)的尖头保持器224，所述外螺纹226可与喷嘴外壳212上的内螺纹227(即，在喷嘴外壳212的表面261周围设置的通常径向面朝熔融物通道214的螺纹227)啮合。尖头保持器224的凸缘啮合部分251可包含远端部分274，当将尖头保持器224螺合于喷嘴外壳212上时，所述远端部分274可大体上紧靠尖头插入件凸缘250的啮合表面249的至少一部分或啮合尖头插入件凸缘250的啮合表面249的至少一部分。
根据一个实施例，喷嘴外壳212可具有部分266(最佳见于图9b中)，其具有内径且经定尺寸和形状以大体上紧靠尖头保持器224的凸缘啮合部分251的远端部分274。可在喷嘴外壳212的部分266与尖头保持器224的远端部分274之间提供间隔(未图示)以允许热膨胀等。如可了解，喷嘴外壳212的部分266可支撑尖头保持器224的远端部分274，借此大体上防止尖头保持器224的远端部分274在处于转矩下时径向向外弯曲。
在图7-9中所描述的任一实施例中，尖头保持器224可抵靠尖头插入件216施加力以在喷嘴外壳212与尖头插入件216之间产生密封256。由尖头保持器224所施加的力应足以大体上防止树脂从熔融物通道214、222泄漏。尖头保持器224还可抵靠尖头插入件凸缘250传递归因于尖头保持器224的过度拉紧和/或在注射模制机的正常操作条件下施加到尖头保持器224的注射反向负载力F_C的额外力。与抵靠尖头插入件216所施加的力的来源或源无关，如果尖头保持器224与尖头插入件凸缘250之间的力应力集中超过尖头插入件凸缘250的材料的屈服强度极限，那么尖头插入件216(且特定来说尖头插入件凸缘250)可能受损。
返回参看图7-9，根据本发明的喷嘴200可包含介于凸缘啮合部分251与尖头插入件凸缘250的表面249之间的锥形凸缘界面201。如下文将更详细论述，尖头插入件216与尖头保持器224之间的锥形凸缘界面201可降低施加到尖头插入件216的力集中，借此降低损坏尖头插入件216的可能性。锥形凸缘界面201可降低接触压力(屈服)且增加尖头插入件216的疲劳耐受极限。锥形凸缘界面201还可通过将施加到尖头插入件216的力更均匀地分布在整个密封256上改进喷嘴外壳212与尖头插入件216之间的密封256。
如图7a和8a所示，锥形凸缘界面201可包含大体上线性或恒定截头圆锥体形状。如本文中所使用，线性或恒定截头圆锥体形界面201希望表示凸缘啮合部分251和尖头插入件凸缘250的表面249具有彼此不垂直的大体恒定倾斜外表面。大体上线性或恒定截头圆锥体形界面201的斜率或角度α将取决于喷嘴200的既定应用且可通过实验或经由有限元分析确定。尽管并非为本发明的限制，但除非如此特定主张，否则大体上线性或恒定截头圆锥体形界面201的角度α可在与喷嘴200的纵向轴线成约25到约35度范围内。
根据另一实施例，图7b和8b的锥形凸缘界面201可包含大体上非线性、弓形或圆弧状截头圆锥体形状。如本文中所使用，非线性、弓形或圆弧状截头圆锥体界面201希望表示凸缘啮合部分251和尖头插入件凸缘250的表面249具有弧形或弯曲外表面，其沿截头圆锥体界面201的长度变化。非线性、弓形或圆弧状截头圆锥体界面201可包括凸和/或凹表面。非线性、弓形或圆弧状截头圆锥体界面201的确切形状将取决于喷嘴200的既定应用且可通过实验或经由有限元分析确定。尽管并非为本发明的限制，但除非如此特定主张，否则非线性、弓形或圆弧状截头圆锥体界面201可包括具有介于约0.8mm到约1.8mm之间的半径的大体圆弧状形状。
根据又一实施例，图9的锥形凸缘界面201可包含具有大体上非线性、弓形或圆弧状截头圆锥体形状的第一区276和具有大体上线性或恒定截头圆锥体形状的第二区278。具体参看图9b，锥形凸缘界面201的第一区276可邻近尖头插入件216和尖头保持器224的伸长部分277与锥形界面201之间的过渡区279而设置，且可过渡到第二区277中。非线性、弓形或圆弧状截头圆锥体界面区276可增加邻近过渡区279的表面积，且因此降低邻近过渡区279的应力集中。由于过渡区279可暴露于最高应力集中且因此可最可能遭受损坏，因此降低邻近过渡区279的应力集中可尤其有益。大体上线性或恒定截头圆锥体第二界面区278的使用可进一步增加表面积，同时还有助于尖头插入件216和尖头保持器224的制造。尽管以具有外螺纹尖头保持器224的喷嘴200展示第一和第二区276、278，但第一和第二区276、278也可与如图7所示具有内螺纹尖头插入件224的喷嘴200组合。
如上文所提及，与其中尖头插入件凸缘和尖头保持器沿大体垂直界面或肩部邻接的喷嘴设计相比，图7-9的锥形凸缘界面201可增加尖头保持器224的凸缘啮合部分251与尖头插入件凸缘250的啮合表面249之间的表面接触面积。因此，沿界面201(且特定来说尖头插入件凸缘250)的应力集中和压力可降低且尖头插入件凸缘250的寿命可因此增加。应注意，由于尖头保持器224的凸缘啮合部分251与尖头插入件凸缘250的啮合表面249之间的表面积进一步增加，因此如图7b、8b和9所示的非线性、弓形或圆弧状界面201可提供优于图7a和8a所示的线性或恒定界面201的额外益处。
另外，根据本发明的锥形凸缘界面201可在喷嘴外壳212与尖头插入件216之间提供改进的密封256。特定来说，锥形凸缘界面201可沿喷嘴200的纵向轴线以及沿喷嘴200的径向轴线分布由尖头保持器224传送的力。因此，锥形凸缘界面201可朝向密封256的最接近通道214、222的部分传递更多力。此外，力的此纵向和径向分布进一步降低尖头插入件凸缘250与喷嘴外壳212之间所经受的应力集中。
如上文所提及，本发明并不希望限于必须满足本发明的任何所陈述或暗指目的或特征中的一者或一者以上的系统或方法，且不应限于本文中所描述的优选、示范性或主要实施例。已出于说明和描述的目的提供本发明优选实施例的以上描述。其并不希望是详尽的或将本发明限于所揭示的精确形式。根据上述教示明显修改或变化是可能的。选择且描述实施例以便提供对本发明的原理及其实际应用的最佳说明，借此使所属领域的一般技术人员能够在各种实施例中且以适用于所预期的特定用途的各种修改利用本发明。所有此类修改和变化均在本发明的范围内。