DE2925825A1

DE2925825A1 - Beheizbare spritzduese fuer eine kunststoff-spritzgussmaschine

Info

Publication number: DE2925825A1
Application number: DE19792925825
Authority: DE
Inventors: Jesus Maria Osuna-Diaz
Original assignee: Incoe Corp
Current assignee: Incoe Corp
Priority date: 1978-06-29
Filing date: 1979-06-27
Publication date: 1980-01-03
Also published as: US4196855A; JPS555888A; JPS594295B2; DE2925825C2

Description

INCOE CORPORATION, 2111 Stephenson Highway, Troy, Michigan 48o84/USA

Beheizbare Spritzdüse für eine Kunststoff-Spritzgußmaschine

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Spritzdüse für eine Kunststoff-Spritzgußmaschine.

Eine solche Spritzdüse ist insbesondere dazu eingerichtet, an dem Zylindergehäuse des beheizten

Preßzylinders befestigt und mit einer Formplatte oder einem Verteilerkopf der Maschine in Eingriff gebracht zu werden, um entsprechend dem jeweiligen Maschinenarbeitsspiel einen intermittierenden Strom von Kunststoffmaterial abzugeben.

Es ist bekannt bei Spritzgußmaschinen eine Temperaturregelung für das Zylindergehäuse des Preßzylinders vorzusehen, wobei diese Temperaturregelung aber verhältnismäßig aufwendig und teuer ist. Daneben ist es bekannt, der Füll- oder Eingießbüchse sowie der Form selbst eine Temperaturregeleinrichtung zuzuordnen. Es wurde jedoch in der Vergangenheit dem Teil keine Aufmerksamkeit geschenkt, welcher diese beiden Teile der Spritzgußmaschine miteinander verbindet,d.h. der Spritzdüse.Es gibt zur Zeit Spritzdüsen, die entweder mittels den Düsenkörper umgebender Heizbänder oder durch eine Anzahl von Heizpatronen beheizt sind, welche in Axialbohrungen des Düsenkörpers eingesetzt sind. Zur

909881/0897

Regelung der von diesen Heizelementen eingestellten Temperatur werden in der Regel von Hand betätigte Stellwiderstände vorgesehen.

Abgesehen von den offensichtlichen Nachteilen von Hand bedienter Geräte gestatten es außen liegende Heizbänder und Patronenheizelemente nicht_; die notwendige gleichmäßige Wärmeverteilung über die Spritzdüse zu erzielen. Bei der Verwendung außen liegender Heizbänder werden, weil diese sich nicht längs des ganzen Gehäuses der Spritzdüse erstrecken, an bestimmten Plätzen der Spritzdüse Kaltstellen hervorgerufen. Dies führt zu " Einschlüssen" d.h. milchigen Streifen', welche durch teilweises Aushärten von eingespritztem Kunststoffmaterial bedingt sind. Da bei Patronen-Heizelementen diese an im Abstand voneinander liegenden Stellen rings um den Düsenkörper angeordnet sind, werden gelegentlich Teile des zwischen diesen Stellen verlaufenden Kunststoffmaterial-Kanales lediglich unzureichend erwärmt, was ähnliche Probleme ergibt.

Andere Nachteile der bekannten Spritzdüsen mit den oben beschriebenen Heizeinrichtungen bestehen darin, daß in gewissen Fällen die Heizelemente lediglich eine kurze Lebensdauer haben, wenn sie , bezogen auf den Wärmebedarf, eine verhältnismäßig kleine Größe aufweisen. Darüberhinaus sind Patronen-Heizelemente im Falle der Auswechslung verhältnismäßig schwer herauszunehmen, v/eil sie häufig in der zugeordneten Bohrung verklemmt sind. Bei Spritzdüsen mit außen angeordneten Heizelementen besteht ein weiterer Nachteil darin, daß aus dem Bereich zwischen der Düsenspitze und dem Verteilerkopf herausspritzendes, geschmolzenes Kunststoffmaterial möglicherweise das außen liegende Heizelement beeinträchtigt.

Aufgabe der Efindung ist es deshalb, eine für den

Preßzylinder der Spritzgußmaschine bestimmte Spritz-909881/0897

düse zu schaffen, die den erläuterten Nachteilen abhilft und eine genaue Temperaturregelung ergibt , derart, daß die ganze Maschine, einschließlich der Temperaturregelung für den Preßzylirxder und die Füllbüchse sowie die Form,sich durch eine erhöhte Wirksamkeit auszeichnet, während gleichzeitig die Gefahr des Auftretens von Kaltstellen oder anderen, zu "Einschlüssen" führenden Erscheinungen ungleichmäßiger Beheizung wesentlich herabgesetzt wird und die Spritzdüse nicht durch zwischen der Spritzdüse und dem Verteilerkopf ausspritzendes Kunststoffmaterial beschädigt werden kann, wobei darüberhinaus ihr Heizelement rasch und einfach ausgetauscht und abgenommen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Spritzdüse gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie einen endseitig mit einer Einrichtung zur Befestigung an einem

Preßzylinder versehenen, länglichen Düsenkörper aufweist, der auf seinem anderen Ende eine mit einem Verteilerkopf in Eingriff bringbare Düsenspitze trägt und einen durchgehenden zentrischen Kunststoffmaterial-Kanal umschließt, daß auf dem Düsenkörper eine diesen umgebende und sich im wesentlichen über seine gesamte Länge erstreckende Heizwendel angeordnet ist, die von einer zylindrischen Abdeckung umgeben ist und daß auf das die Düsenspitze tragende Ende des Düsenkörpers ein .Halterungselement für die Heizwendel und die Abdeckung aufgesetzt ist, die beide nach vorne zu von dem Düsenkörper abnehmbar sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen :

Fig. 1 eine Spritzdüse gemäß der Erfindung im Querschnitt in einer Seitenansicht,

909881/0897

Fig. 2 die Einzelteile der Spritzdüse nach Fig. 1 in perspektivischer Darstellung, im auseinandergezogenen Zustand und

Fig. 3 die mit einem Thermoelement kombinierte Heizwendel der Spritzdüse nach Fig. 1 im Querschnitt durch das Heizelement und in einer Draufsicht.

Die neue Spritzdüse ist in Figur 1 allgemein mit 11 bezeichnet und dazu eingerichtet, an dem Preßzylinder 12 einer Spritzgußmaschine befestigt zu werden. Der Preßzylinder weist einen zu der Spritzdüse 11 führenden Kanal 13 auf, über den ein intermittierender Strom geschmolzenen Kunststoffmaterials,dem Maschinenarbeitsspiel entsprechend gesteuert,zuströmt. Das Kunststoffmaterial wird von der Spritzdüse 11 aus in einen auf einer Maschinenplatte 15 angeordneten Verteilerkopf 14 eingebracht, der mit einer mit der Spritzdüse 11 in Eingriff stehenden Büchse 16 versehen ist.

Die Spritzdüse 11 weist einen allgemein mit 17 bezeichneten Düsenkörper auf, der von länglicher Gestalt und mit einem zylindrischen Hauptteil 18 ausgebildet ist. An einem Ende des Düsenkörpers 17 ist eine Preßzylinder Befestigungseinrichtung in Gestalt eines ein Außengewinde tragenden Fortsatzes 19 vorgesehen, der in eine entsprechende Gewindebohrung 21 des Preßzylinders eingeschraubt ist. Zwischen dem Hauptteil 18 und dem das Gewinde tragenden Fortsatz 19 ist auf dem Düsenkörper 17 ein flanschartiger Teil 22 vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, mit einem Werkzeug in Eingriff gebracht zu werden, so daß er gegen die Stirnfläche des Preßzylinders festgezogen werden kann.

Das Hauptteil 18 des Düsenkörpers 17 ist fast über seine gesamte Länge von einer elektrischen Heizwendel 23 um-

909881 /0897

-8-

geben. Diese Heizwendel 23 steht mit dem Düsenkörper 17 in Berührung; sie hält diesen über seine gesamte Länge und rings um seinen ganzen Umfang gleichmäßig erwärmt, so daß keine "Kaltstellen" oder Teile verbleiben, die weniger als andere Teile beheizt sind. Zweckmäßigerweise ist der Heizwendel 23 ein Thermoelement mit Teilen 23a, 23b zugeordnet, daß in der bei Temperaturregelanlagen bekannten Weise als inneres Thermoelement wirkt. Die Temperatur der Spritzdüse 11 kann deshalb zusammen mit der Regelung anderen Maschinenvorgänge genau eingeregelt werden.

Die Heizwendel 23 ist von einer Abdeckung 2 4 umgeben, welche ein zylindrisches Teil aufweist, das geringfügig länger als die Heizwendel 23 ist. Ein Ende 25 der Abdeckung 2 4 liegt auf dem Flanschteil 22 auf. Zur Halterung der Heizwendel 23 und der Abdeckung 2 4 dient ein abnehmbares Halterungselement in Gestalt einer Schraubenmutter 26. Die Schraubenmutter 26 ist auf einen ein Außengewinde tragenden und eine Verlängerung des Hauptteiles 18 bildenden Teil 2 7 des Düsenkörpers 17 aufgeschraubt. An der Schraubenmutter 26 und dem Düsenkörper 17 sind jeweils Schultern 28,29 ausgebildet, von denen die Schulter 29 zwischen dem Hauptteil 18 und dem Flanschteil 22 des Düsenkörpers 17 liegt. Die beiden Schultern 28,29 haltern die einander gegenüberliegenden Enden der Abdeckung 24 in konzentrischer Zuordnung zu dem Düsenkörper 17. In der Abdeckung 2 4 ist in der Nähe ihres bei der Schulter 29 liegenden Endes ein randoffener Schlitz 31 vorgesehen, der zum Durchlaß eines elektrischen Leiters 32 dient, welcher sowohl mit der Heizwendel 23 als auch mit dem Thermoelement 23a, 23b verbunden ist. Der Leiter 32 kann damit längs des 36o-Grad-ümfanges des Hauptteiles 18 des Düsenkörpers 17 in jeder zweckentsprechenden Stellung angeordnet werden.

909881/0897

Am äußeren Ende der Spritzdüse 11 ist eine allgemein mit 33 bezeichnete Düsenspitze angeordnet. Die Düsenspitze weist einen mit einem Außengewinde versehenen Befestigungsteil 34 auf, der in einen mit einem Innengewinde ausgebildeten Teil 35 am äußeren Ende des Hauptteiles 18 des Düsenkörpers 17 angeschraubt ist. Am Ende der Düsenspitze 33 ist ein abgerundeter Mittelteil 36 ausgebildet, während zwischen den Teilen 34,

36 ein zum Angriff eines Werkzeuges eingerichteter Teil

37 vorgesehen ist, der zur Befestigung und Abnahme der Düsenspitze 33 dient. Im aufgesetzten Zustand liegt eine Innenschulter 38 der Düsenspitze 33 an einer entsprechenden Schulter des Düsenkörpers 17 an, so daß ein durchgehender Kanal gewährleistet ist. Entsprechend den jeweiligen Erfordernissen können Düsenspitzen 33 verschiedener Größen verwendet werden.

Durch den Düsenkörper 17 erstreckt sich ein Kunststoffmaterial-Kanal 39 in Gestalt eines mittigen Durchlasses. Der Kanal 39 ist mit einem mit ihm fluchtenden Kanal 41 verbunden, der in der Düsenspitze 33 zentrisch ausgebildet ist und der das geschmolzene Kunststoffmaterial aus dem Preßzylinder 12 zu dem Verteilerkopf 14 leitet. :

Im Betrieb ist die Spritzdüse in der in Figur 2 dargestellten Weise zusammengesetzt, wobei die Heizwendel auf den Hauptteil 18 des Düsenkörpers 17 aufgebracht und die Abdeckung 24 über die Heizwendel 23 sowie auf der Schulter 19 gehaltert ist, während die Schraubenmutter 26 auf den Teil 27 des Düsenkörpers 17 derart aufgeschraubt ist, daß ihre Schulter 28 in das benachbarte Ende der Abdeckung 24 ragt. Anschließend kann die Düsenspitze 33 auf den Düsenkörper 17 aufgesetzt werden. Der elektrische Leiter 32 kann in jede zweckmäßige Umfangsstellung gebracht werden, doch er ist er zweck-

909881/0897

- 1o -

- 1ο -

mäßigerweise derart angeordnet, daß er von der ganzen Einrichtung aus nach oben ragt. Damit wird die Möglichkeit ausgeschlossen, daß er durch Tropfen oder Leckspritzern geschmolzenen Kunststoffmaterials, die an der Verbindungsstelle des Mittelteiles 36 mit der Büchse 16 austreten können , beeinträchtigt wird.

Im Betrieb der Spritzdüse 11 wird Wärme gleichmäßig derart zugeführt, daß den eingangs erwähnten Schwierigkeiten hinsichtlich des Kunststoffmaterials abgeholfen ist und daß eine genaue Temperaturregelung möglich ist. Wenn die Heizwendel 23 abgenommen und ersetzt werden muß, ist es lediglich notwendig, die Schraubenmutter 26 abzunehmen (nachdem zunächst die Düsenspitze 33 abgenommen wurde, falls deren Durchmesser dies notwendig macht) und sodann die Abdeckung 2 4 sowie die Heizwendel 23 nach vorne hin abzuziehen. Die neue Heizwendel kann dann auf den Düsenkörper 17 aufgeschoben werden, worauf die Abdeckung 24 wieder derart aufgesetzt wird, daß deren Schlitz 31 den Leiter 32 der Heizwendel 23 durchläßt. Anschließend werden die Schraubenmutter 26 und die Düsenspitze 33 wieder aufgesetzt.

Die beschriebene bevorzugte Ausfuhrungsform der neuen Spritzdüse löst die eingangs genannte Aufgabe hervorragend; dennoch ist die Erfindung durch diese Ausführungsform nicht beschränkt; sie ist vielmehr einer Reihe von Abwandlungen und Weiterbildungen im Rahmen der Ansprüche fähig.

909881/0897

Claims

Patentanwälte Dip!-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R.Röger

7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3, Postfach 348

26. Juni 1979 Telefon

S t u 11 g a r t (0711) 35 65 39

PA 4 rÜdS 35 9619

Telex 07256610 smru

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

^25825

Patentansprüche

. jBeheizbare Spritzdüse für eine Kunststoffspritzgußmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen endseitig mit einer Einrichtung (21,22) zur Befestigung an einem Presszylinder der Maschine versehenen länglichen Düsenkörper (17) aufweist, der auf seinem anderen Ende eine mit einem Verteilerkopf (14) in Eingriff bringbare Düsenspritze (33) trägt und einen durchgehenden, zentrischen Kunststoffmaterial-Kana]. (39) umschließt, daß auf dem Düsenkörper (17) eine diesen umgebende und sich im wesentlichen über seine gesamte Länge erstreckende Heizwendel (23) angeordnet ist, die von einer zylindrischen Abdeckung (2 4) umgeben ist und daß auf das die Düsenspitze (33) tragende Ende des Düsenkörpers (17) ein Halterungselement (26) für die Heizwendel (23) und die Abdeckung (24) aufgesetzt ist die beide nach vorne zu von dem Düsenkörper (17) abnehmbar sind.
2. Spritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung des Düsenkörpers (17) einen ein Außengewinde trangenden Fortsatz (19) und einen zwischen diesem Fortsatz (19) und dem übrigen

9098 8 1/0897

ORIGINAL INSPECTED ²

Teil (18) des Düsenkörpers (17) liegenden, mit einem Werkzeug in Eingriff bringbaren Flanschteil (23) aufweist und daß der Flanschteil (22) an die Stirnseite des Preßzylinders (12) ansetzbar ist.
3. Spritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mit der elektrischen Heizwendel (23) verbundenen elektrischen Leiter (32) aufweist, der an dem der Befestigungseinrichtung (19/22) zugewandten Ende des Düsenkörpers (19) liegt,- und daß die Abdeckung (24) mit einem den Durchlaß des elektrischen Leiters (32) gestattenden geschlitzten Bereich (31) versehen ist.
4. Spritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungselement eine auf den Düsenkörper (17) aufgeschraubte Schraubenmutter (26) ist.
5. Spritzdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenspitze (33) auf das Ende des Düsenkörpers (17) aufgeschraubt ist.
6. Spritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement eine auf den Düsenkörper (17) aufgeschraubte Gewindemutter (26) aufweist und an der Gewindemutter (26) sowie an dem der Befestigungseinrichtung (19,22) zugewandten Ende des Düsenkörpers (17) die Abdeckung (24) halternde Ringschultern (29,28) ausgebildet sind.
7. Spritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlitzte Bereich der Abdeckung (24) einen den elektrischen Leiter (32) aufnehmenden randoffenen

909881/0897

Schlitz (31) enthält.
8. Spritzdüse nach Anspruch 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (32) in jeder beliebigen Stellung ringsjum den 360-Grad-Umfang des Düsenkörpers (17) feststellbar ist.
9. Spritzdüse , insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwendel (23) ein Thermoelement zugeordnet sind, dessen Teile (23a,23b) mit der Heizwendel (23) gewickelt und gemeinsam mit dieser abgedeckt sind und daß an die Heizwendel (23) und das Thermoelement (23a, 23b) ein einziger elektrischer Leiter (32) angeschlossen ist.

— 4 —

909881/0897