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Spritzbuchse zum Einführen von Kunststoff in eine Hohlform Beim Einspritzen
von Thermoplasten in eine Spritzform mit einem einzigen Hohlraum mit hilfe einer
xpritzmaschine ist es üblich, eine Spritzbuchse zu benutzen, die sich von der Hohlform
aus durch eine Wand der spritzform nach außen erstreckt und einen halbkugelförmigen
Sitz zum Aufnehmen der inise der opritzmaschine aufweist. Du einer solchen bekannten
Spritzbuchse gehört ein basisabschnitt mit einem burchmesser von etwa 50 mm, an
den sich ein vorderer Abschnitt mit einem Durchmesser von etwa 25 mm anschließt,
und diese Spritzbuchse ist gewöhnlich mit Preßsitz in eine angesenkte Sohrung eingebaut,
die sich allgemin in Richtung auf den jittelpunkt der hohlform erstreckt.
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Längs der achse der Spritzbuchse erstreckt sich eine konische Bohrung
von dem einen Reil einer Kugelfläche bildenden süsensitz zu einer ebenen Stirnfläche
des vorderen Abschnitts, die in i'lucijtung mit der zucehörigen innen fläche der
Hohlform angeordnet ist. Nachdem ein Formteil
gespritzt worden ist
und sich abgekühlt hat, wird die orm eröffnet, und das Formteil, das einen vorspringenden
Trichteransatz aufeist, wird ausgeworfen. Das Entfernen dieses Trichteransatzes
bedingt die Durchführung eines besonderen Arbeitsschrltts, und häufig muß der leil
des 3'rzeugnisses, von dem der Trichteransatz entfernt worden ist, maschinell bearbeitet
werden, um der betreffenden Eläche ein annähernd einwandfreies Aussehen zu verleihen.
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Bs sind bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden bzw.
in Gebrauch, die dazu dienen, diese llacharbeiten zum Entfernen des Trichteransatzes
von einem Sormteil und zum Bearbeiten der betreffenden Fläche unnötig zu machen.
Beispielsweise wird in die Spritzbuchse eine heizeinrichtung eingebaut, aie bewirkt,
daß der nach dem Spritzvorgang in die Spritzbuchse eingeschlossene Kunststoff in
geschmolzenen Zustand verbleibt und nicht zusammen mit dem kunststoff in der Hohlform
erstarrt. wird die Form nach dem Dpritzvorgang geöffnet, bleibt nur die kleine,
in der Lustrittsdüse der Dpritzbuchse enthaltene Menge des wunststoffs in Verbindung
mit dem Formteil. Bei manchen brzeugnissen ist es nicht erforderlich, diesen kleinen
ansatz zu entfernen, doch gibt es Bälle, in denen der snsatz beseitigt werden muß,
so daß eine Nacharbeit erforderlich ist.
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bei manchen ehrfachspritzformen für Kunststoff sind in dem Zulaufkanal
mehrere Ventilkörper vorhanden, von denen jeder einzelnen hohlform einer zugeordnet
ist. Jeder dieser Ventilkörper weist einen spitz zulaufenden Endabschnitt auf, der
normalerweise durch eine als Schraubenfeder ausgebildete, sich am entgegengesetzten
Ende des Ventilkörpers abstützende Druckfeder in anla-ge an dem Sitz einer konischen
Abgabedüse gehalten wird. sobald der kfunststoff in dem Zulaufkanal einen vorbestimmten
Druck erreicht, bewegt sich jeder Ventilkörper in seine Offnungsstellung, um es
dem kunststoff zu ermöglichen, in die zugehörige hohlform einzutreten. Ferner ist
bereits
vorgeschlagen worden, in die düsenteile einer solchen Mehrfachform
elektrische heizelemente einzubauen, die dazu beitragen sollen, zu verhindern, daß
der Kunststoff in dem Zulaufkanal zusammen mit dem gespritzten Teil erstrarrt.
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Solche Düsenteile im Zulaufkanal für eine Mehrfachspritzform sind
z.B. aus der anodischen atentschrift £58 976 bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Spritzbuchse
zu schaffen, die insbesondere zum Gebrauch in Verbindung mit einer Einfachspritzform
geeignet ist und anstelle einer Spritzbuchse benannter r verwendet werden kann,
bei der sich an einen Basisabschnitt mit einem Durchmesser von etwa 50 mm ein Endabschnitt
mit einem Durchmesser von etwa 25 mm anschlieüt. Die Erfindung ist im einzelnen
in Anspruch 1 gekennzeichnet. Die pritzbuchse nach der Erfindung ermöglicht es nicht
nur, zu verhindern, daß an dem gespritzten iormteil ein Trichteransatz zurückbleibt,
sondern sie arbeitet auf eine solche Weise, daß es nicht erforderlich ist, irgendwelche
%[acharbeiten auszuführen, um der betreffenden Fläche des zrzeugnisses ein
glattes, gefälliges aussehen zu eben, Außerdem ist die erfindungsgemäße Spritzbuchse
als kompakte Vorrichtung von einfacher honstruk-tion ausgebildet, die auf einfache
Weise zusammenbauen läßt, und die bequem abgeändert werden kann, um sie dem jeweils
anzuwendenden Spritzdruck anzupassen.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform einer Spritzbuchse nach der erfindung
ist ein Haupfkörper vorhanden, der einen zylindrischen Endabschnitt mit einem Durchmesser
von etwa 25 mm aufweist, welcher sich an einen damit zusammenhängenden tasisabschnitt
mit einem Durchmesser von etwa 5C mm anschließt. An seiner äußeren Stirnfläche ist
der Lasisabschnitt mit einem einen eil einer Kugelfläche bildenden Düsensitz versehen,
und die von diesem Sitz abgewandte ebene Stirnflache des Endabschnitts weist eine
kbgabeöffnung oder Düse von kleinem Durchmesser auf. Hierbei setzt
sich
der Hauptkörper aus zwei ineinandergreifenden Teilen zusammen, und die Austrittsdüse
steht in V erfindung mit einer zylindrischen rammer, die sich längs der Achse der
Teile des Hauptkörpers erstreckt. In dieser rammer befindet sich ein langgestreckter
Ventilkörper, der an seinem vorderen Ende einen kleinen zylindrischen Ansatz aufweist,
welcher normalerweise in die Austrittsdüse hineinragt und eine ebene Stirnflcche
besitzt, die normalerweise in fluchtung mit der zugehörigen Stirnfläche am Endabschnitt
des liauptkörpers steht.
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Sobald der Kunststoff in der Kammer des Hauptkörpers einen bestimmten
Wert erreicht, welcher der durch einen Satz von Qellerfedern ausgebildeten Kraft
entspricht, verschiebt sich der Ventilkörper nach hinten, so daß der zylindrische
Ansatz gegenüber der Austrittsdüse zurückgezogen wird, damit der Kunststoff in die
hohlform eintreten kann, Sobald das Lüsenventil der Spritzmaschine geschlossen wird,
schieben die Tellerfedern den Ventilkörper wieder vor, um ihn in seine Schließstellung
zu bringen, Der zylindrische Basisabschnitt der Spritzbuchse kann zusätzlich mit
einem als Bandage ausgebildeten Heizelement versehen sein, das mit einem in Inneren
des Ventilkörpers angeordneten Heizelement zusammenarbeitet, um den Kunststoff in
der Kammer des Hauptkörpers im geschmolzenen Zustand zu halten.
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hin Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Zeichnung beschrieben. ßs zeigt: ig. 1 eine Seitenansicht einer Spritzbuchse in
Verbindung miteiner im Längsschnitt dargestellten Linfachspritzform und bestimmten
'Teilen einer Spritzmaschine, die ihre Arbeitsstellung einnehmen; Fig. 2 einen vergrößerten
Schnitt durch die Spritzbuchse nach Fig. 1 längs der linie 2-2 in Fig. 3, bei dem
der Ventilkörper seine Schließstellung einnimmt,
Fig. 3 einen Schnitt
längs der Linie 3-3 in Fig. 2; und Fig. 4 einen Teil eines Längsschnitts durch den
Endabschnitt der epritzbuchse, in dem sich der Ventilkörper in seiner uffnungsstellung
befindet.
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In Fig. 1 ist eine Kunststoffspritzform 10 dargestellt, die sich
aus zwei Teilen 12 und 14 zusammensetzt, welche eine einzige hohlform 15 abgrenzen.
als beispiel zeigt ig. 1 eine hohlform 1, zum spritzen eines großen, an der Oberseite
offenen Behälters mit einer seitenwand 16 und einem Boden 18. Bei dieser Spritzform
dienen auf bekannte Weise mehrere konische Führungszapfen oder Dübel 19 dazu, den
Teil 14 der Form genau in die richtige zarge gegenüber dem Teil 12 der Form zu bringen,
wenn die Form geschlossen wird, wie es in Eig. 1 gezeigt ist.
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Gemäß der Erfindung gehört zu der insgesamt mit 25 bezeichneten Spritzbuchse
ein langgestreckter Metallkörper 26 mit einem zylindrischen Basisabschnitt 28, der
einen Durchmesser von etwa 50 mm hat. An dem Basisabschnitt 28 ist ein zylindrischer
Endabschnitt 30 ausgebildet, der sich längs der achse des Basisabschnitts erstreckt
und dessen Durchmesser etwa 25 mm beträgt. an der Übergangsstelle zwischen dem basisabschnitt
28 und dem Endabschnitt 30 ist der Raumptkörper 26 mit einer Ausrundung 31 versehen.
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Der teil 12 der spritzform 10 weist eine bohrung 32 auf, die sich
vom Boden der hohlform 15 aus zu einer damit konzentrischen 3'ohrungserweiterung
33 erstreckt. Die Bohrung 32 und die Bohrungserweiterung 33 haben im wesentlichen
Jeweils den gleichen Durchmesser wie der Endabschnitt 30 bzw. der Basisabschnitt
28 des Hauptkörpers, und der Hauptkörper ist mit Preßsitz in die Bohrung una die
Bohrungserweiterung eingebaut.
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Gemäß Fig. 2 besitzt der Endabschnitt 3C eine ebene, kreisrunde Dtirnfläche
36, die in fluchtung mit der Bodenfläche der l-lohlform 15 angeordnet ist. Das entgegen-
Gesetzte
Binde des auptkörpers 26 ist mit einen einen Teil einer Kugelfläche bildenden zeitz
38 versehen, der mit einer teilweise kugelförmigen Düse 39 einer Preßmaschine 40
zusanmenarbeitet, zu der ein Düsenventilkörper 41 gehört, welcher durch einen druckmittelbetwtigten
Zylinder 42 gesteuert wird.
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Der Hauptkörper 26 der cpritzbuchse 5 setzt sich aus zwei Teilen
zusammen, und zwar einem mit dem Endabschnitt 30 versehenen vorderen Yeil 44 und
einem hinteren Teil 46, das teilweise in cias vordere Qeil 44 eingreift und mit
ihm durch mehrere Kopfschrauben 47 starr verbunden ist. Das vordere Bauteil 44 und
das hintere Bauteil 46 sind mit einer langen zylindrischen bohrung 48 versehen,
aie eine zylindrische Kammer 50 abgrenzt. Die Bohrung 48 ist durch eine kegelstumpf'förmige
fläche 52 mit einer kurzen zylindrischen Austrittsdüse 54 verbunden, die in der
Mitte der runden, ebenen Stirnflache 36 des lnaabschnitts 30 ausgebildet ist. n
das entgegengesetzte Ende der Bohrung 48 schließt sich eine Bohrung 56 von kleinerem
Durchmesser an, so daß an der Obergangsstelle eine radiale Schulter 57 vorhanden
ist, und eine gerade Bohrung 58 erstreckt sich von der Bohrung 56 aus unter einem
Winkel zur Längsachse 60 des Hauptkörper 26.
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Längs der achse der Bohrung 48 erstreckt sich ein langgestreclrter,
allgerein zylindrischer Ventilkörper 65 mit einem einen etwas größeren Durchmesser
aufweisenden zylindrischen Endabschnitt 66, der im hinteren Teil der bohrung 48
gleitend geführt ist Die Umfangaflächen des hinteren Endabschnitts 66 und des vorderen
Teils des den tilkörpers 65 sind durch eine kegelstumpfförmige Fläche 68 verbunden.
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Das vordere Ende des Ventilkörpers 65 ist in der Bohrung 48 mittels
eines satzes von vier in gleichmäßigen Umfangsabständen verteilten Ansätzen 71 verschiebbar
gelagert, von denen jeder einen allgemein dreieckigen
tropfenförmigen
Querschnitt hat und an seinem äußeren Ende so abgeschrägt ist, daß er zu der kegelstumpfförmigen
Fläche 52 paßt, so daß diese Fläche einen vorderen anschlag bildet, der die bewegungsstrecke
des Ventilkörpers 65 begrenzt. Ferner weist der Ventilkört)er 55 einen kegelstumpfförmigewn
Endabschnitt 74 auf, an den sich ein zylindrischer Ansatz 76 anschließt, der im
wesentlichen den gleichen Durchmesser hat wie die Austrittsdüse 54. befindet sich
der Ventilkörper 65 in seiner vorderen stellung nach Fig. 2, hält der Ansatz 76
die austrittsaüse 54 geschlossen, und die otirnfläche des Ansatzes 76 steht in Fluchtung
mit der Stirnfläche 36 des Lndabschnitts 0 des Hauptkörpers 26.
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In den hinteren Endabschnitt der rammer 50 zwischen den hinteren
Ende des Ventilkörpers 65 und der schulter 57 zwischen den Bohrungen 48 und 56 ist
ein batz von leicht konkaven Tellerfedern 80 eingeschlossen, die paarweise einander
gegenüber angeordnet sind und dazu dienen, den Ventilkörper 65 in seine normale
Schließstellung nach Fig. 2 vorzuspannen. Die Tellerfedern 80 tuben auf die benachbarte
Stirnfläche des Ventilkörpers 65 eine erhebliche axiale kraft aus, die z.B. in der
Größennordnung von 300 kg liegt0 Der hintere Endabschnitt des Ventilkörpers 65 weist
einen axialen schlitz 82 auf, in den ein einschlag in Form eines Stiftes 83 eingreift,
der in eine radiale Bohrung, 84 im hinteren Teil 46 des Hauptkörpers 26 eingebaut
ist.
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Der Stift 83 begrenzt die Rückwärtsbewegung des ''entilkörpers 65
in~Xichtung auf seine in sig. 4 gezeigte Öffnungsstellung.
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Gemäß Fig. 2 und 3 sind vier in gleichmäßigen Umfangsabständen verteilte
Kanäle 90 vorhanden, die gegenüber dem Mittelpunkt des Düsensitzes 38 nach vorn
divergieren und sich durch den hinteren Teil 46 des hauptkörpers 26 erstrecken,
so daß jeder kanal 90 unter einem spitzen
Winkel zur Längsachse
60 des Hauptkörpers verkäuft. Die vorderen inden der kanäle 9C stehen in Verbindung
mit entsprechenden kanälen 92, die nach vorn konvergieren und direkt vor der kegelstumpfförmigen
Fläche 68 des Ventilkörpers 65 in der Kammer 50 münden. Die kanäle 90 und 92 dienen
dazu, den kunststoff von der Düse 39 der Spritzmaschine 40 aus dem den Nentilkörper
65 umgebenden ringförmigen Teil der Kammer 50 zuuführen.
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Gemäß Fig. 2 ist in eine axiale Bohrung 96 des Venteilkörpers 65
ein langjestrecktes elektrisches Heizelement 95 eingeschlossen, dem der Strom über
zwei Leitungen 98 zugeführt wird, die sich von dem heizelement aus nach hinten durch
die Tellerfedern 8C, die Bohrung 96 und die geneigte Bohrung 58 nach außen erstrecken.
Ferner ist ein als Bandage ausgebildetes elektrisches Iteizelement 100 vorhanden,
das die Umfangsfläche des Basisabschnitts 28 des hauptkörpers 26 umschließt und
teilweise den vorderen Teil 4'- und den hinteren Teil 46 des hauptkörpers überlappt.
Das Heizelement 100 wird auf dem Hauptkörper 26 durch Spannschrauben 101 in seiner
Lage gehalten.
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Sind die Teile 12 und 14 der Spritzform 10 in ihre Schließstellung
gebracht vorden, und soll ein Spritzteil hergestellt werden, wird der Ventilkörper
41 der Spritzmaschine 40 in seine Öffnungsstellung gebracht, so daß Kunststoff unter
Druck durch die kanäle 90 und 92 zu der ringförmigen Kammer 0 geleitet wird. Sobald
der Druck des Kunststoffs in der Kammer 50 einen vorbestimmten inert von z.B-. etwa
1000 bar erreicht, genügt der auf die kegelstumpfförmige Fläche 68 und die kegelstumpfförmige
Fläche des Endabschnitts 74 des Ventilkörpers 65, um die Vorspannkraft der 'Liellerfedern
80 zu überwinden, so daß der Ventilkörper in seine Öffnungsstellung nach Fi. 4 gebracht
wird, damit der Kunststoff in die Hohlform 15 eintreten kann.
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Nachdem sich die hohlform 15 vollständig mit eingespritztem Kunststoff
gefüllt hat und der Ventilkörper 41
der Spritzmaschine 40 wieder
in seine Schließstellung gebracht worden ist, wird der Kunststoff in der Kammer
50 von dem auf ihn wirkenden Druck entlastet. @obald sich dieser druck verrinuert,
chieben die Tellerfeuern cC den ventilkörper 65 in seine Schließstellung vor, so
daß der ansatz ,?£ des Ventilkörpers in die Austrittsdüse 54 eintritt. Da der Ansatz
76 auf den Kunststoff in der Austrittsdüse 54 einen erheblichen axialen Druck ausübt,
wird diese kleine Menge des Kunststoffs in die Kohlform 15 gedrücht. Da die Stirnfläche
des Ansatzes 76 in @luchtung mit der Stirnfläche 36 des Endabschnitts 30 kommt,
sobald der ventilkörper 65 seine Schließstellung erreicht, entsteht an dem Spritzteil
kein Trichteransatz, der -e--enüber dem Spritzteil vorspringt, nachdem das Spritzteil
abgekühlt und der 'orm entnommen worden ist. bas ieizelement 95 arbeitet mit dem
@eizelement 10(3 zusasmmen, um ein Erstarren des geschmolzenem Kunststoffs in der
-ing-Kammer 50 zu verhindern, so daß das soeben beschriebene Arbeitsspiel wiederholt
wercen kann, um das nächste Dormteil zu spritzen.
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Aus der Zeichnung und der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich,
daß eine Einfachspritzform mit einer Spritzbuchse nach der Erfindung erhebliche
Vorteile bietet.
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Wie erwähnt, ist die Spritzbuchse 25 von kompakter Bauart, und ihre
Hauptteile haben den gleichen Durchmesser wie bei den gebräuchlichen Spritzbuchsen,
so dß' man jede solche bekannte Spritzbuchsen durch eine Spritzbuchse 25 nach der
Erfindung ersetzen kann; hierzu ist es nur erforderlich, die vorhandene Spritzbuchse
aus der Bohrung 32 und der Bohrungserweiterung 33 herauszudrücken und an ihrer stelle
die Spritzbuchse 25 einzubauen. Somit ist es möglich, viele tausend vorhandene Einfachspritzformen
auf bequeme Weise so umzubauen, daß das entstehen eines Trichteransatzes an den
-Spritzteilen vermieden wird, und daß es daher nicht erforderlich ist, Nacharbeiten
auszuführen, um die Trichteransätze zu entfernen und die betreffenden Flächen der
Spritzteile zu bearbeiten. womit
ermöglicht es die Spritzbuchse
nach der erfindung, die Kosten der Herstellung von Spritzteilen erheblich zu senken.
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in weiterer wicktiger Vorteil ergibt sich aus der Verwendung der
konkaven fellerfedern 80 in der Kammer 50 hinter dem Ventilkörper 65, denn die Qellerfedern
rmöglichen es, innerhalb eines kleinen Raums eine erhebliche kraft aufzubringen,
so daß ihre Verwendung zum kompakten Aufbau der Spritzbuchse beiträgt. huherdem
kann man die durch die lellerfedern erzeugte axiale Kraft und/oder die Federkonstante
der Teilerfedern schnell und bequem variieren; hierzu ist es nur erforderlich, den
hinteren Teil 46 des Hauptkörpers 2£ von dem vorderen Teil 44 zu trennen und die
Anzahl der Tellerfeder zu andern oder die Qellerfeadern denen slellerfedern mit
einer anderen Federkonstante auszutauschen. Die Kanäle 90 und 92 ermöglichen es,
den Kunststoff vom mittelpunkt des Sitzes 38 um die 'iellerfedern 80 herum zu der
Ringkammer 50 zu leiten.
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Ansprüche: