DE3403301C2

DE3403301C2 -

Info

Publication number: DE3403301C2
Application number: DE3403301A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Yonezawa Yamagata Jp Tsutsumi
Original assignee: Individual
Current assignee: SEIKI K K TOKIO/TOKYO JP
Priority date: 1983-02-02
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1991-01-24
Also published as: GB2134440B; GB2134440A; FR2540038B1; FR2540038A1; US4517453A; DE3403301A1; JPH0144140B2; NL8400245A; JPS59142124A; GB8402399D0

Description

Die Erfindung betrifft eine aufheizbare Spritz gieß-Düseneinrichtung zum Einsetzen in einen Gieß trichter einer Kunststoff-Spritzgießmaschine mit einem zylindrischen Körper, an den einends ein Flansch und andernends eine Spitze anschließt, welche in Gebrauchs lage in einer Angußöffnung zentriert ist, wobei ein Harz-Flußkanal in Axialrichtung im Inneren des zylin drischen Körpers ausgebildet ist und seitlich neben der Spitze aus dem Körper in einen Raum des Gießtrichters ausmündet und wobei um den Harz-Flußkanal eine Heizein richtung zum Aufheizen des geschmolzenen Harzes, welches durch den geraden Flußkanal strömt, vorgesehen ist.

Aus der Japanischen Patentanmeldung 57-69 184 ist eine Düseneinrichtung mit einer aufheizbaren Düsenspitze bekannt. In deren zylindrischem Körper sind am Außenumfang in Axialrichtung Flußkanäle ausgebildet, welche mit entsprechenden Verbindungskanälen zur Zuführung des aufgeschmolzenen Kunststoffs in Verbindung stehen. Im Inneren der Düse befindet sich eine Beheizung, so daß deren Heizwirkung von innen nach außen erfolgt und somit auch der Kunststoff von innen her aufgeheizt wird, während er außen an einer nicht aufgeheizten Wand des Gießtrichters vorbeiströmt.

Diese herkömmliche aufheizbare Spritzgieß-Düsen einrichtung hat folgende Nachteile:

Während das flüssige Harz durch die Heizeinrichtung in der Düse von innen her aufgeheizt wird, kommt es außen mit der Oberfläche des Gießtrichters in Berührung, so daß es teilweise erstarren kann, es aber zumindest zu einer Reibung an der Oberfläche des Gießtrichters kommt. Ferner ist das Temperaturprofil innerhalb des Kunststoffes ungleichmäßig, was den Spritzvorgang negativ beeinflußt. Die Strömung des geschmolzenen Harzes verschlechtert sich, der Druckverlust steig an.

Ferner liegt ein großer Teil dieser Düse frei im Gieß trichter und ist erheblichen Vibrationen ausgesetzt. Hierdurch wird die exakte Zentrierung bezogen auf die Angußöffnung erschwert.

Aus der US-PS 36 69 596 ist eine Spritzgieß-Düsenein richtung bekannt, welche in Axialrichtung im Inneren von einem Harz-Flußkanal durchzogen wird, der an der Düsenspitze ausmündet. Dieser Flußkanal ist von einer entsprechenden Heizung umgeben. Ferner stützt sich die Düseneinrichtung über einen rückwärtigen Flansch und eine der Düsenspitze aufgeschobene isolierende Hülse gegen den Gießtrichter ab.

Bei dieser Vorrichtung mündet der Harz-Flußkanal direkt an der Spitze sofort in die Angußöffnung aus, wobei über eine geraume Strecke zwischen der Heizeinrichtung und der Spitze der Düse keine Temperaturbeeinflussung des Harzes stattfinden kann. Findet z. B. ein relativ langsames Spritzen statt, so kann das Harz in der Düsenspitze bereits wieder leicht erstarren, wodurch der Spritzvorgang erschwert, zumindest aber ungleich mäßig wird. Ferner hat das Einspritzen von Kunststoff direkt aus einer Düsenspitze bekannte Nachteile, da der Kunststoff sich im Formhohlraum sehr ungleichmäßig verteilt. Eine Angußöffnung, welche durch eine Düsen spitze in einen Ring aufgeteilt wird, hat im Zusammen wirken mit einem dieser Angußöffnung vorgeschalteten Verteilraum den Vorteil, daß sich der Kunststoff nach der Angußöffnung nach allen Seiten gleichmäßig verteilt.

Ferner ist eine Hülse zur Isolierung der Düsenspitze gegenüber der benachbarten Formwand in der Regel wenig geeignet, die Düse abzustützen, daß sie gegen Vibrationen geschützt ist.

Eine Vorrichtung der obengenannten Art ist insbeson dere in der DE-OS 28 21 736 aufgezeigt. Dort wird ein Düsenkörper von einem Flußkanal in Axialrichtung durchzogen, wobei dieser Flußkanal in einen der Anguß öffnung vorgeschalteten Raum ausmündet. Ferner ist dieser Flußkanal von einer Heizeinrichtung umgeben, wobei das Aufheizen des geschmolzenen Harzes vom Umfang her geschieht. Dies bewirkt eine Vergleichmäßigung der Temperaturbeeinflussung des Harzes innerhalb des Fluß kanals. Allerdings fehlt bei dieser Düsenspitze die Möglichkeit der Temperaturbeeinflussung des Harzes im Raum vor der Angußöffnung. Es besteht die Gefahr, daß das Harz in dem Raum vor der Angußöffnung erstarrt und die Angußöffnung selbst verstopft. Dies führt zu Betriebsunterbrechungen. Ferner hängt ein großer Teil des Düsenkörpers frei im Raum vor der Angußöffnung, so daß es zu Vibrationen kommt, welche den gleichmäßigen Durchfluß des Harzes durch die Angußöffnung negativ beeinflussen. Hierdurch wird die gleichmäßige Verteilung des Harzes im nachfolgenden Formhohlraum nicht gewährleistet.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Düsenein richtung der obenerwähnten Art zu entwickeln, durch welche die Temperatur des Harzes im Raum vor der Anguß öffnung beeinflußt und die Lage einer derartigen Düse leicht und genau festgelegt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß in der Spitze der Düseneinrichtung eine regelbare Heizung zum Regeln der Temperatur des Kunststoffes in dem Raum vor der Angußöffnung eingebaut ist, wobei dieser Raum einerseits von der Angußöffnung und andererseits von einem Flansch begrenzt ist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Gießtrichters entspricht.

Durch die Anordnung eines zweiten Flansches mit den erwähnten Außenmaßen wird zum einen der Raum vor der Angußöffnung verkleinert, so daß zwischen diesem zweiten Flansch und dem ersten Flansch eine mit Luft gefüllte Ringkammer ausgebildet ist, in deren Bereich durch die isolierende Wirkung dieser mit Luft gefüllten Ringkammer keine Wärme in die Form übertragen wird. Hierdurch wird das Aufheizen des Düsenkörpers verbessert und insbesondere vergleichmäßigt. Ferner hat dieser zweite Flansch die Wirkung, daß die Düsenein richtung in der Nähe der Spitze an den Gießtrichter angepaßt und dadurch die Lage der Heizdüse leicht und genau festgelegt ist. Vibrationen und damit negative Beeinflussungen des Spritzvorganges sind ausge schlossen. Durch die Verkleinerung des Raumes vor der Angußöffnung ist dessen Temperaturführung durch die Heizeinrichtung in der Spitze erleichtert.

Zur schnelleren Temperaturführung in dem Raum vor der Angußöffnung soll erfindungsgemäß im Inneren der Spitze neben der Heizeinrichtung auch eine Kühleinrichtung vorhanden sein.

Falls gewünscht, kann der Raum zwischen dem zweiten Flansch und der Angußöffnung noch dadurch verkleinert werden, daß dem Düsenkörper eine Kunststoff-Dichtmuffe aufgeschoben ist, die einer Wärmeausdehnung unterliegt, wodurch die Kunststoff-Dichtmuffe an den Flansch angepaßt ist, um zusätzlich die Lage des Düsenkörpers in der Nähe der Heizspitze zu fixieren.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzt die Heizspitze einen abgeflachten Kopf am Ende, wodurch die Angußöffnung vergrößert wird und sich mehr zur Her stellung großgeformter Artikel eignet.

Die Erfindung wird näher anhand der Zeichnung erläutert; diese zeigt in

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der aufheizbaren Spritzguß-Düseneinrichtung;

Fig. 2 eine Frontansicht der Einrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Vertikal-Schnittdarstellung der aufheiz baren Spritzguß-Düseneinrichtung nach Fig. 1, die in eine Form eingesetzt ist;

Fig. 4 eine Vertikalschnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispieles;

Fig. 5 eine Frontdarstellung des zweiten Ausführungs beispieles;

Fig. 6 eine vertikale Schnittdarstellung eines drit ten Ausführungsbeispieles.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 das erste Ausführungsbeispiel erläutert.

Mit B₁ ist eine aufheizbare Spritzguß-Düse bezeichnet, die einen rückwärtigen scheibenförmigen Flansch 17, in der Mitte einen zylindrischen Körper b mit einem Flansch 18 zur Lagebegrenzung und eine Heizdüse bzw. Heizspitze c mit einer Kopfspitze umfaßt.

Der zylindrische Körper b besteht aus einem Körperteil 19 und einem Hülsenteil 20. Im Inneren des Körperteiles 19 ist ein gerader Harzfluß-Kanal 21 gebildet, der mit einem Seitenabschnitt der Heizspitze c in Verbindung steht. Der gerade Flußkanal 21 besteht aus einem Hauptkanal 21a und einem Zweigkanal 21b, der mit dem Seitenabschnitt der Heizspitze c in Verbindung steht. Längs des Umfanges des Hauptkanales 21a als auch des Zweigkanales 21b ist eine spulenförmige Körperheizung 22 ausgebildet. Die spu lenförmige Körperheizung 22 ist durch das Hülsenteil 20 abge deckt und hiermit durch Verschweißen einheitlich ausgebildet. Der mit der Heizspitze c verbundene zylindrische Körper b weist an seinem Ende eine flache Form auf, wobei er aber auch auf die Heizspitze c zu abgeschrägt ausgebildet sein kann. Im Inneren der Heizspitze c ist ein Hohlraum 23 aus gebildet, in dem eine Heizung 24 nur zum lokalen und periodischen Aufheizen eines Spitzendes eingebaut ist.

Mit 25 ist ein Weg bezeichnet, der mit einer Nut g in Ver bindung steht, in der die eine Spule umfassende Heizung 22 eingebaut ist. Die Spitzenheizung 24 ist mit einem Leitungs draht 24a verbunden, der über den Weg 25 und die Nut g geführt ist.

Der Leitungsdraht 24a wird von einer Einziehöffnung 26, die im Flansch 17 gebildet ist, eingezogen. Zusätzlich zum Leitungsdraht 24a sind ein Leitungsdraht 22a zum Aufheizen der spulenförmigen Heizung 22 und ein Leitungsdraht 27a für einen Sensor 27 in der Nähe der Körperheizung 22 von der Einziehöffnung 26 eingezogen und verlegt. Die beiden Heizungen 22 und 24 sind durch Verbinden mit dem zylin drischen Körper b geerdet.

Die Heizung 24 in der Heizspitze c kann durch eine in den Zeichnungen nicht gezeigte Steuer- und Regeleinheit an- und ausgeschaltet werden.

Mit 28 ist eine wärmebeständige und sich thermisch aus dehnende aus Plastik bestehende Dichtmuffe bezeichnet. Die aus Plastik bestehende Dichtmuffe 28 ist an den Flansch 18 angepaßt.

Mit M ist eine Form und mit 29 ein Hohlraum mit einem An guß 29a bezeichnet. Bezugsziffer 30 bezeichnet einen Rohr verteiler und Bezugsziffer 30a einen Angußverteiler oder Hauptkanal. Mit 32 ist eine Angußhülse gekennzeichnet, durch die ein Eingußkanal 32a verläuft. Ein Bolzen ist mit der Bezugsziffer 33 bezeichnet. Mit dem Symbol S₁ ist ein Gießtrichter zur Aufnahme und Anordnung einer aufheiz baren Spritzguß-Düse B₁ in der Form M bezeichnet. Mit a ist eine Luftkühlungs-Einrichtung zum Kühlen des Angusses 29a der Form M bezeichnet.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des ersten Ausfüh rungsbeispieles beschrieben.

Die Heizspitze c der aufheizbaren Spritzgieß-Düse B₁ wird in den Gießtrichter S₁ der Form M eingesetzt. Dann wird die Dichtmuffe 28 des zylindrischen Körpers b und der Flansch 17 in den Gießtrichter S₁ eingebaut. In der Folge sind die beiden Flansche 17 und 18 mit Seitenwänden 34 bzw. 38 verbunden. Nachfolgend wird die aufheizbare Spritzgieß-Düse B₁ mittels des Bolzens 33 mit dem Rohrver teiler 30 verbunden, wobei eine Öffnung des geraden Fluß kanals 21 mit dem Hauptkanal 30a des Rohrverteilers 30 verbunden wird.

Somit wird die Zentrierung des Angusses 29a bezüglich der Heizspitze c im Bereich der Dichtungsmuffe 28, die am nä hesten zur Heizspitze c liegt, bewerkstelligt und ausgeführt. Demgemäß wird die Endspitze der Heizspitze c exakt justiert, so daß die aufheizbare Spritzgieß-Düse B₁ aus dieser Lage niemals herausgleitet.

Wenn das geschmolzene Harz in den Eingußkanal 32a der Ein gußhülse 32 eingespritzt wird, dann wird dieses endgültig in den Hohlraum 29 zum Anguß 29a über den Hauptkanal 30a, den geraden Flußkanal 21 und einen Raum s des Gieß trichters S₁ eingespritzt.

Da der gerade Flußkanal 21 durch den Hauptkanal 21a und durch den leicht geneigten Zweigkanal 21b gebildet werden, wird der Widerstand der Wandoberfläche der beiden Kanäle 21a und 21b kleiner, wodurch der Druckverlust zum Nach führen des flüssigen Harzes verringert wird. Da das flüs sige durch den Flußkanal 21 strömende Harz durch die äußere Heizung 22 aufgeheizt wird, kann es ferner nicht wie bei dem herkömmlichen Verfahren erstarren.

Wenn die Temperatur des zylindrischen Körpers b durch die Heizung 22 ansteigt, unterliegt die darauf eingebaute Dich tungsmuffe 28 einer thermischen Dehnung, so daß jede Lücke zwischen dem Gießtrichter S₁ und der aufheizbaren Spritz gieß-Düse B₁ vollkommen abgedichtet ist.

Der Raum s des Gießtrichters S₁, in dem das geschmolzene Harz entlang der Heizspitze c vorhanden ist, wird durch die Kopf- oder Spitzenheizung 24 aufgeheizt, während das entlang der Form M bestehende Harz durch Kühlungseinrich tungen verdichtet wird und erstarrt. Deshalb ist der mit einer bestimmten Weite versehene Harzfluß-Kanal am Umfang der Heizspitze c vom Zweitkanal 21b zum Ausguß 29a ausge bildet. Somit wird, wenn geschmolzenes Harz unter Anwen dung von Druck zugeführt wird, kein Druckverlust entste hen.

Wenn der Formvorgang durch Einspritzen des geschmolzenen Harzes in den Hohlraum 29 beendet ist, dann wird die Kopf heizung 24 der Heizspitze c abgeschaltet und das geschmol zene Harz im Anguß 29a gekühlt und verfestigt sich durch die Kühlungseinrichtung a in der Nähe des Angusses 29a. Wenn jedoch der Formzyklus erneut gestartet wird, dann wird die Betätigung der Kühleinrichtung unterbrochen und die Kopfheizung 24 angeschaltet, so daß das erstarrte Harz im Anguß 29a wieder schmilzt.

Die Kopfheizung 24 kann ständig vorgeheizt sein. Ferner kann das Verfahren zur Verstärkung des Kühleffektes für das geschmolzene Harz im Anguß 29a wahlweise dadurch vorgenommen werden, indem die Kopfheizung 24 mit der Kühl einrichtung a synchronisiert wird. Natürlich ist es wahl weise möglich, die Kopfheizung 24 ausschließlich zu betäti gen.

Die Kunststoffdichtmuffe 28 ist sehr wirksam zur Erzeugung des Dichteffektes. Dabei ist sie nicht nur zur Lagebegren zung der aufheizbaren Spritzgieß-Düse B₁, sondern auch zur Verhinderung eines Leckverlustes an geschmolzenem Harz nicht immer unumgänglich. Demgemäß kann die Plastik- Dichtmuffe 28 durch ein rostfreies Stahlteil ersetzt werden, das einheitlich zusammen mit dem zylindrischen Körper b hergestellt werden kann.

Das zweite Ausführungsbeispiel wird nach folgend unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 erläu tert.

Da die gleichen Konstruktionsteile wie in Fig. 1 die glei chen Bezugsziffern haben, wird deren Beschreibung insoweit übergangen.

Gemäß des zweiten Ausführungsbeispieles sind, wie in Fig. 4 gezeigt ist, zwei Zweigkanäle 21b vorgesehen. Da der Hauptkanal 21a sich auf den Raum a des Eingießtrichters S₁ hin zu gabelt, wird der Versorgungs- und Zuführeffekt des geschmolzenen Harzes weiter verbessert. Weitere Vor teile und Wirkungen des zweiten Ausführungsbeispieles sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Nachfolgend wird das dritte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.

Die wie in Fig. 1 gezeigten gleichen Konstruktionsteile haben dabei die gleichen Bezugsziffern, so daß deren Be schreibung insoweit übergangen wird.

Claims

1. Aufheizbare Spritzgieß-Düseneinrichtung zum Einsetzen in einen Gießtrichter einer Kunststoff-Spritzgieß maschine mit einem zylindrischen Körper (b), an den einends ein Flansch (17) und andernends eine Spitze (c) anschließt, welche in Gebrauchslage in einer Angußöffnung (29a) zentriert ist, wobei ein Harz-Flußkanal (21) in Axialrichtung im Inneren des zylindrischen Körpers (b) ausgebildet ist und seitlich neben der Spitze (c) aus dem Körper (b) in einen Raum (S) des Gießtrichters ausmündet und wobei um den Harz-Flußkanal (21) eine Heizeinrichtung (22) zum Aufheizen des geschmolzenen Harzes, welches durch den geraden Flußkanal (21) strömt, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spitze (c) der Düseneinrichtung (B1) eine regelbare Heizung (24) zum Regeln der Temperatur des Kunststoffes in dem Raum (S) vor der Angußöffnung (29a) eingebaut ist, wobei dieser Raum (S) einer seits von der Angußöffnung (29a) und andererseits von einem Flansch (18) begrenzt ist, dessen Außen durchmesser dem Innendurchmesser des Gießtrichters (S1) entspricht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizspitze (c) in ihrem Inneren mit einer Kühleinrichtung (a1) zur Kühlung des spitzen Kopfendes ausgestattet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der zylindrische Körper (b) mit einer Kunststoff-Dichtmuffe (28) versehen ist, die thermisch widerstandsfähig ist und einer Wärmeaus dehnung unterliegt, wobei die Kunststoff-Dichtmuffe (28) an den Flansch angepaßt ist, um auch die Lage des zylindrischen Körpers (b) in der Nähe der Heiz spitze (c) festzulegen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizspitze (c) einen abgeflachten Kopf an ihrem Ende aufweist, wobei der äußere Umfang des abgeflachten Kopfes durch einen kreisförmigen Anguß (29a) gebildet ist, der mit einem Hohlraum (28) in Verbindung steht.