DE60108268T2

DE60108268T2 - Düse für spritzgiesswerkzeug

Info

Publication number: DE60108268T2
Application number: DE60108268T
Authority: DE
Inventors: Vince Ciccone
Original assignee: Injectnotech Inc
Current assignee: Injectnotech Inc
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2021-11-14
Also published as: BR0115485A; BR0115485B1; EP1343619B1; EP1343619A1; ATE286452T1; WO2002040245A1; ES2234932T3; US6971868B2; DE60108268D1; PT1343619E; US6394785B1; US20040137106A1; AU2002218085A1; CA2429122C; MXPA03004405A; CA2429122A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf Kunststoffspritzformen, und genauer gesagt auf Düsen und Verschlüsse für das Heißführungssystem von solchen Einspritzformen.
HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
Einspritzformen haben Verschlüsse, die entweder in den Hohlraum- oder den Kernbereich der Form eingearbeitet sind, oder sie können separate Verschlusseinsätze haben, die in dem Formhohlraum oder Kern aufgenommen sind. Die Verschlüsse oder Verschlusseinsätze enthalten die Düsen, die den heißen Kunststoff in den Formhohlraum einspritzen. Die Düsen werden von Verteilern gespeist, die Teil des Heißführungssystems für die Einspritzform sind.
Um zu verhindern, dass der heiße Kunststoff, der in dem Formhohlraum eingespritzt wird, während des Einspritzvorgangs hinter die Düsen zurückleckt, ist es notwendig, eine Dichtung zwischen dem Auslassende der Düse und den angrenzenden Bereichen des Verschlusses oder Verschlusseinsatzes vorzusehen. Falls der heiße Kunststoff tatsächlich hinter die Düse zurückleckt, ruiniert er normalerweise jegliche verwendete Heizspulen, die verwendet werden, um die Düse heiß zu halten, oder zumindest bedarf es eines zeitaufwändigen Reinigungsvorgangs mit entsprechender Maschinenauszeit.
Es ist schwierig, eine gute Dichtung zwischen dem Ventilauslass oder der Spitze und den angrenzenden Verschlussoberflächen zu erreichen, da der Oberflächenbereich der abgestimmten Komponenten gering gehalten werden muss, um einen zu großen Wärmeverlust zu vermeiden. Ferner sind die abgestimmten Komponenten wegen der thermischen Ausdehnung und Schrumpfung während des Spritzvorgangs einem Verschleiß unterworfen.
Die gegenwärtige Erfindung liefert eine verbesserte Abdichtung, in dem eine doppelte Dichtung bereitgestellt wird; eine primäre Dichtung angrenzend an den Fortsatz, und eine sekundäre Dichtung, die hinter der primären Dichtung von den Düsenauslass beabstandet angeordnet ist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Düse zur Verwendung mit einem Einspritzformverschluss angegeben, die einen Fortsatz definiert. Die Düse weist einen Hauptkörperbereich mit einer zentralen Bohrung auf, die einen Einlassabschnitt aufweist, einen vergrößerten, mit einem Gewinde versehenen Auslassbereich und eine ringförmige Schulter, die die genannten Teile trennt. Ein Düseneinsatz, der in dem Auslassbereich ange ordnet ist, und wobei der Einsatz einen ringförmigen Flansch aufweist, der zum Eingriff mit der ringförmigen Schulter ausgebildet ist. Ein hohler, mit einem Gewinde versehener Einsatzrückhalter ist gewindemäßig in dem Auslassbereich befestigt. Der Einsatzrückhalter hat eine innere ringförmige Schulter zum Klemmeingriff mit dem ringförmigen Flansch des Düseneinsatzes. Eine äußere ringförmige primäre Dichtung ist dazu geeignet, dichtend an dem Verschluss der Form hinter dem Fortsatz anzugreifen. Ein sekundärer Zwischendichtungsring ist dazu ausgebildet, dichtend an dem Formverschluss hinter der primären Dichtung anzugreifen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Kombination aus einem Verschlusseinsatz und einer Düse angegeben, die einen hohlen Verschlusseinsatzkörper aufweist, der einen Fortsatz definiert. Ein erster Hohlraum ist hinter dem Fortsatz angeordnet und hat einen ringförmigen Wandabschnitt, der eine primäre Dichtungsfläche angrenzend an den Fortsatz definiert. Ein zweiter Hohlraum ist hinter dem ersten Hohlraum angeordnet und hat einen ringförmigen Wandabschnitt, der eine sekundäre Dichtungsfläche definiert. Eine Düse ist in dem hohlen Verschlusseinsatzkörper vorgesehen. Die Düse hat einen Hauptkörperbereich mit einer zentralen Bohrung, die einen Einlassabschnitt besitzt, einen vergrößerten, mit einem Gewinde versehenen Auslassabschnitt und eine ringförmige Schulter, die die genannten Bereiche trennt. Die Düse hat ferner einen Düseneinsatz, der in dem Auslassbereich angeordnet ist. Der Einsatz weist einen ringförmigen Flansch auf, der zum Eingriff mit der ringförmigen Schulter ausgebildet ist. Die Düse weist ferner einen hohlen, mit einem Gewinde versehenen Rückhalter auf, der gewindemäßig in dem Auslassabschnitt befestigt ist. Der Einsatzrückhalter hat eine innere ringförmige Schulter zum klemmenden Eingriff mit dem ringförmigen Düseneinsatzflansch. Eine äußere ringförmige primäre Dichtung greift dichtend an der primären Verschlusseinsatz-Dichtungsfläche an, und ein sekundärer Zwischendichtungsring greift dichtend an der sekundären Dichtungsfläche des Verschlusseinsatzes an.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung bildet der Hauptkörperabschnitt eine dritte ringförmige Fläche, die zum dichtungsmäßigen Eingriff mit der sekundären Dichtungsfläche an einer Position hinter dem sekundären Dichtungsring ausgebildet ist, wodurch eine dritte Abdichtung gebildet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Es werden nun beispielhaft bevorzugte Ausführungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung beschrieben, in der:
1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemäßen Kombination eines Verschlusseinsatzes mit einer Düse zeigt;
2 eine perspektivische Explosionsansicht der Düse und zugehöriger Komponenten gemäß 1 zeigt;
3 ein Vertikalschnitt der in 1 gezeigten Düse ist;
4 eine vertikal geschnittene Ansicht ähnlich gemäß 3 ist, die jedoch eine andere bevorzugte Ausführung einer Düse mit einer geteilten Flussspitze zeigt;
5 eine vertikal geschnittene Ansicht ähnlich gemäß 3 ist, die jedoch eine andere bevorzugte Ausführung einer Düse mit einem torpedoartigen Einsatz zeigt;
6 eine vertikal geschnittene Ansicht ähnlich gemäß 3 ist, die jedoch eine andere bevorzugte Ausführung einer Düse mit einer dritten Abdichtung zeigt und
7 eine Ansicht eines Teils einer weiteren Ausführung der Erfindung ähnlich gemäß 1 ist, die eine dritte Abdichtung zeigt.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Es sei zunächst auf 1 Bezug genommen, in der eine Düse 10 an einer Einspritzform 12 befestigt dargestellt ist. Die Einspritzform 12 weist einen Verteiler 14 auf, der Teil des Formheißführungssystems zur Bereitstellung von heißem geschmolzenen Kunststoff an die Düse 10 ist. Die Einspritzform 12 weist einen Hohlraumbereich 16 auf, der der weibliche Teil der Form ist, die die Form eines zu spritzenden Artikels definiert. Ein separater hohler Verschlusseinsatz 18 ist in dem Hohlraum 16 befestigt, jedoch könnte der Einsatz 18 als ein integraler Bestandteil des Hohlraums 16 hergestellt sein, sofern gewünscht. Der Verschlusseinsatz 18 weist einen Körper 20 auf, der einen Fortsatz 22 definiert, durch den heißer Kunststoff injiziert wird. Die Einspritzform 12 und der Hohlraum 16 können jegliche gewünschte Konfigurationen aufweisen und stellen keinen Teil der gegenwärtigen Erfindung als solche dar.
Es sei nun auf die 1 bis 3 Bezug genommen, wonach die Düse 10 einen Hauptkörperabschnitt 24 aufweist, der eine zentrale Bohrung 26 besitzt. Die zentrale Bohrung 26 hat einen Einlassbereich 28 (vgl. 3), einen vergrößerten, mit einem Gewinde versehenen Auslassbereich 30 und eine ringförmige Schulter 32, die den Einlassbereich 28 und den Auslassbereich 30 voneinander trennt. Eine Heizspule 33 (bei den 3 bis 5 zum Zwecke der Klarheit weggelassen) ist an dem Hauptkörperabschnitt 24 befestigt. Die Heizspule 33 wird durch zwei Halter 35 am Platz gehalten. Ein Adapterring 37 hilft, die Düse 10 in der Form 12 zu positionieren. Die Heizspule 33, die Halter 35 und der Adapterring 37 können anders konfiguriert sein, falls gewünscht.
Unter besonderer Bezugnahme auf 3 ist ein Düseneinsatz 34 in dem Auslassbereich 30 der zentralen Bohrung 26 des Hauptkörpers angeordnet. Der Düseneinsatz 34 hat die Form einer Direkteinspritzkanalspitze und hat einen zentralen Durchlass 36, der mit dem Einlassbereich 28 der zentralen Bohrung kommuniziert, sowie eine Auslassöffnung 38 an seiner Spitze, durch die der heiße Kunststoff tatsächlich injiziert wird. Der Düseneinsatz 34 hat ferner einen ringförmigen Flansch 40, der zum Eingriff an der ringförmigen Schulter 32 ausgebildet ist. Der Düseneinsatz 34 ist normalerweise aus Berylliumkupfer hergestellt.
Ein hohler mit einem Gewinde versehener Einsatzhalter 42 ist gewindemäßig in dem mit einem Gewinde versehenen Auslassab schnitt 30 der zentralen Bohrung befestigt. Der Einsatzhalter 42 hat eine innere ringförmige Schulter 44 zum Klemmeingriff mit dem ringförmigen Flansch 40 des Düseneinsatzes. Der Einsatzhalter 42 hat ferner eine äußere ringförmige primäre Dichtung 46, die dichtungsmäßig an dem Formverschlusskörper 20 hinter dem Fortsatz 22 angreifen kann. Tatsächlich hat der Formverschlusskörper 20 einen ersten Hohlraum 48, der einen ringförmigen Wandabschnitt definiert, der eine primäre Dichtungsfläche 50 definiert, die hinter dem und angrenzend an den Fortsatz 22 angeordnet ist. Die ringförmige, primäre Einsatzhalter-Dichtung 46 greift an der ringförmigen, primären Einsatzhalter-Dichtfläche 50 an, um zu verhindern, dass heißer Kunststoff zurück hinter die Düse 10 gelangt. Alternativ kann die ringförmige primäre Dichtung durch die äußere ringförmige Oberfläche eines thermischen Trennrings (nicht dargestellt) gebildet sein, der dichtungsmäßig gegen die primäre Dichtfläche anliegt, wobei der Ring über dem Düsenhalter positioniert ist. Der Ring aus Titan oder einem anderen geeigneten Material bestehen.
Der Verschlusseinsatz 18 hat ferner einen zweiten Hohlraum 52, der hinter dem ersten Hohlraum 48 angeordnet ist. Der zweite Hohlraum 52 hat auch einen ringförmigen Wandabschnitt, der eine sekundäre Dichtfläche 54 definiert. Der Einsatzhalter 42 ist mit einem sekundären Zwischendichtungsring 56 ausgebildet, der zum dichtungsmäßigen Angriff an dem Formverschluss hinter der primären Dichtung 46 ausgebildet ist. Tatsächlich greift der sekundäre Dichtungsring 56 an der sekundären Dichtungsfläche 54 an. Dieser sekundäre Dichtungsring 56 stellt sicher, dass selbst dann, wenn etwas Kunststoff hinter die primäre Dichtung 46 gelangt, dieser nicht hinter den sekundären Dichtungsring 56 gelangt und die Heizspule 33 kontaktiert.
Es sei ferner erwähnt, dass dann, wenn die Düse 10 in dem Verschlusseinsatz 18 eingebaut wird, der sekundäre Dichtungsring 56 an der sekundären Dichtungsfläche 54 angreift, bevor die primäre Dichtung 46 an der primären Dichtungsfläche 50 angreift. Der sekundäre Dichtungsring 56 führt somit die primäre Dichtung 46 in ihre Position und schützt sie so gegen Beschädigung während der Montage und Demontage der Form 12, insbesondere wenn thermische Ausdehnung und/oder Kontraktion die Passung zwischen der primären Dichtung 46 und der primären Dichtungsfläche 50 beeinflussen.
Der Einsatzhalter 42 hat ferner einen Griffflansch 58, der zwischen der ringförmigen primären Dichtung 46 und dem sekundären Dichtungsring 56 angeordnet ist. Der Griffflansch 58 hat die Form eines sternartigen, hexagonalen oder oktagonalen Bolzenkopfes, so dass ein Schraubenschlüssel verwendet werden kann, um den Einsatzhalter 42 auf dem Hauptkörperabschnitt 24 anzuziehen und den Düseneinsatz 34 am Platz festzuklemmen.
Als nächstes sei auf 4 Bezug genommen, in der eine andere bevorzugte Ausführung der Erfindung dargestellt ist, die im Wesentlichen die gleiche wie die gemäß der 1 bis 3 ist, außer, dass die Ausführung gemäß 4 einen geteilten Flussdüseneinsatz oder Spitze 60 verwendet. In 4 werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um Komponenten anzuzeigen, die die gleichen wie bei der Ausführung gemäß der 1 bis 3 sind. Die Düsenspitze 60 hat eine Mehrzahl (normalerweise zwei oder drei) von radial angeordneten Auslasskanälen oder Ausläs sen 62, die mit dem zentralen Durchlass 36 der Düsenspitze in Verbindung stehen. Heißer Kunststoff, der durch die Auslässe 62 gelangt, gelangt durch den ersten Hohlraum 48 nach außen durch den Fortsatz 22.
Als nächstes sei auf 5 Bezug genommen, in der eine andere bevorzugte Ausführung der Erfindung dargestellt ist, die wiederum ähnlich zu den vorherigen Ausführungen ist, außer, dass die Ausführung gemäß 5 einen torpedoartigen Düseineinsatz 64 verwendet. Auch bei dieser Ausführung werden gleiche Bezugsziffern verwendet, um Komponenten zu bezeichnen, die die gleichen wie bei den vorhergehenden Ausführungen sind. Der torpedoartige Einsatz oder die Spitze 64 hat eine ringförmigen Flansch 65, der von axialen Flussöffnungen 66 durchsetzt ist, um es zu erlauben, dass heißer Kunststoff durch den Flansch 65 fließt. Bei dieser Ausführung hat der Einsatzhalter 68 einen distalen Endabschnitt 70, der die Spur oder den Fortsatz 72 definiert und bildet gleichfalls die primäre Dichtung 74 mit einem angrenzenden ringförmigen ersten Hohlraum 76 in dem Verschlusseinsatz 78. Mit anderen Worten definiert die primäre Dichtung 74 auch den Düsenauslass 72.
Nachdem bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben wurden, versteht es sich, dass zahlreiche Modifikationen an den oben beschriebenen Strukturen durchgeführt werden können. Zum Beispiel können andere Arten von Düseneinsätzen oder Spitzen bei der gegenwärtigen Erfindung verwendet werden. Andere Arten von Heizspulen können gleichfalls verwendet werden. Der Hauptkörperabschnitt 24 kann anders konfiguriert und befestigt sein. Zum Beispiel kann der Hauptkörperabschnitt 24, wie in 6 dargestellt, so konfiguriert sein, dass er einen dritten Dich tungsring 80 aufweist, der an der sekundären Dichtungsfläche 54 an einer Position hinter dem zweiten Dichtungsring 56 angreift, wenn die Düse 10 in den Verschlusseinsatz 18 eingeführt wird. Obwohl dieser dritte Dichtungsring 80 in einer Ausführung der Erfindung in 6 gezeigt ist, versteht es sich, dass der Hauptkörperabschnitt auch konfiguriert sein kann, um den dritten Dichtungsring 80 bei den Ausführungen der Erfindung gemäß der 4 und 5 zu bilden. Vorzugsweise der dritte Dichtungsring 80 und der zweite Dichtungsring 56 werden an der sekundären Dichtungsfläche 54 angreifen, bevor die primäre Dichtung an der primären Dichtungsfläche 50 angreift. Der dritte Dichtungsring 80 ist vorzugsweise so geformt, dass dieser eng gegen die sekundäre Dichtungsfläche 54 gepresst ist, wodurch eine Dichtung gebildet wird, bevor die primäre Dichtung an der primären Dichtungsfläche angreift. Dies stellt sicher, dass selbst dann, wenn die Passung zwischen der primären Dichtung 46 und der primären Dichtungsfläche 50 durch thermische Ausdehnung oder Kontraktion beeinflusst wird oder in anderer Weise fehlerhaft ausgerichtet wird, die dritte Dichtung (zusammen mit der zweiten Dichtung) verhindert, dass heißer Kunststoff daran vorbei zur Heizung gelangt. Wie oben erwähnt, können die Verschlusseinsätze 18 und 78 einstückig als Teil entweder des Formhohlraums oder des Formkerns ausgebildet sein, wobei die Einspritzdüsen in dem Kernabschnitt der Form befestigt sind.
Wie es für die Fachleute vor dem Hintergrund der vorhergehenden Offenbarung offensichtlich ist, sind zahlreiche Änderungen und Modifikationen bei der Durchführung der Erfindung möglich, ohne von deren Geist oder Rahmen abzuweichen. Die vorhergehende lediglich beispielhafte Beschreibung bevorzugter Aus führungsbeispiele soll den Rahmen der Erfindung nicht begrenzen.

Claims

Düse (10) zur Verwendung mit einem Verschluss einer Kunststoffeinspritzform, die einen Fortsatz definiert, wobei die Düse Folgendes aufweist: einen Hauptkörperbereich (24) mit einer zentralen Bohrung (26), die einen Einlassabschnitt (28) aufweist, einen vergrößerten, mit einem Gewinde versehenen Auslassbereich (30) und eine ringförmige Schulter (32), die die genannten Teile trennt; einen Düseneinsatz (34), der in dem Auslassbereich angeordnet ist, wobei der Einsatz einen ringförmigen Flansch (40) aufweist, der zum Eingriff mit der ringförmigen Schulter ausgebildet ist; einen hohlen, mit einem Gewinde versehenen Einsatzrückhalter (42), der in dem Auslassbereich gewindemäßig befestigt ist, wobei der Einsatzrückhalter eine innere ringförmige Schulter (44) zum Klemmeingriff mit dem ringförmigen Flansch des Düseneinsatzes aufweist, wobei eine äußere ringförmige primäre Dichtung (46) dazu geeignet ist, dichtend an dem Verschluss der Form hinter dem Fortsatz anzugreifen, und wobei ein sekundärer Zwischendichtungsring (56) dazu ausgebildet ist, dichtend an dem Formverschluss hinter der primären Dichtung anzugreifen.
Düse nach Anspruch 1, bei dem der Einsatzrückhalter ferner einen Greiferflansch (58) aufweist, der zwischen der ringförmigen primären Dichtung und dem sekundären Dichtungsring angeordnet ist.
Düse nach Anspruch 2, bei dem der Greiferflansch in der Form eines hexagonalen Bolzenkopfes ausgebildet ist.
Düse nach Anspruch 2, bei der der Düseneinsatz in der Form einer direkten Eingussdüsenspitze ausgebildet ist.
Düse nach Anspruch 2, bei der der Düseneinsatz in der Form einer Düsenspitze mit aufgeteiltem Anguss ausgebildet ist.
Düse nach Anspruch 2, bei der der Düseneinsatz von der Torpedoart (64) ist, wobei der ringförmige Einsatzflansch sich hierdurch erstreckende axiale Fließöffnungen (66) aufweist.
Düse nach Anspruch 6, bei der die ringförmige primäre Einsatzrückhalterdichtung auch den Düsenauslass definiert.
Düse nach Anspruch 1, bei der der Hauptkörperbereich eine ringförmige Fläche aufweist, die zum dichtenden Eingriff mit der sekundären Dichtfläche in einer Position hinter der zweiten Dichtung ausgebildet ist, wodurch eine dritte Dichtung gebildet wird.
Kombination aus Verschlusseinsatz (18) und Düse (10), die Folgendes aufweist: einen hohlen Verschlusseinsatzkörper, der einen Fortsatz definiert, einen ersten Hohlraum, der hinter dem Fortsatz angeordnet ist und einen ringförmigen Wandabschnitt aufweist, der eine primäre Dichtungsfläche neben dem Fortsatz definiert, sowie einen zweiten Hohlraum, der hinter dem ersten Hohlraum angeordnet ist und einen ringförmigen Wandabschnitt aufweist, der eine sekundäre Dichtungsfläche definiert; eine Düse, die in dem hohlen Verschlusseinsatzkörper angeordnet ist, wobei die Düse einen Hauptkörperbereich (24) mit einer zentralen Bohrung (26) aufweist, die einen Einlassabschnitt (28) besitzt, einen vergrößerten, mit einem Gewinde versehenen Aus lassabschnitt und eine ringförmige Schulter, die die genannten Bereiche trennt; wobei die Düse ferner einen Düseneinsatz aufweist, der in dem Auslassbereich angeordnet ist, wobei der Einsatz einen ringförmigen Flansch aufweist, der zum Eingriff mit der ringförmigen Schulter ausgebildet ist; wobei die Düse ferner einen hohlen, mit einem Gewinde versehenen Rückhalter aufweist, der gewindemäßig in dem Auslassabschnitt befestigt ist, wobei der Einsatzrückhalter eine innere ringförmige Schulter zum klemmenden Eingriff mit dem ringförmigen Düseneinsatzflansch aufweist, wobei eine äußere ringförmige primäre Dichtung dichtend an der primären Verschlusseinsatz-Dichtungsfläche angreift, und wobei ein sekundärer Zwischendichtungsring dichtend an der sekundären Dichtfläche des Verschlusseinsatzes angreift.
Kombination aus Verschlusseinsatz und Düse nach Anspruch 9, bei der der Düseneinsatz in der Form einer direkten Eingusskanal-Düsenspitze mit einer Auslassöffnung ausgebildet ist, die neben dem Fortsatz des Verschlusseinsatzes angeordnet ist.
Kombination aus Verschlusseinsatz und Düse nach Anspruch 9, bei der der Düseneinsatz vom Torpedotyp ist, wobei die ringförmige primäre Dichtung des Einsatzrückhalters auch den Düsenauslass definiert.
Kombination aus Verschluss und Düse nach Anspruch 9, bei der der Hauptkörperbereich eine ringförmige Oberfläche aufweist, die zum dichtungsmäßigen Eingriff mit der sekundären Dichtfläche in einer Position hinter der sekundären Dichtung ausgebildet ist, wodurch eine dritte Abdichtung gebildet wird.