DE68912946T2 - Einspritzdüse zum einspritzen von kunststoffen, härtbaren harzen oder kautschuk. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Düse zum Einspritzen von Kunststoff, härtbaren Harzen oder Kautschuk, wobei diese Düse ein Düsengehäuse mit Heizelementen und ein austauschbares Verschleißrohr umfaßt, das von einem in diesem Gehäuse zurückbleibenden Tragrohr umgeben ist und am Auslaßende der Düse in einer Düsenspitze endet.
• Die Düse soll insbesondere als Spritzgussdüse zwischen einem Werkzeug (Form) und einer Einspritzeinheit (Schnecke) benutzt werden, kann aber auch in anderen Verbindungen, wie beispielsweise einer Extrusionsdüse verwendet werden.
• Die Düse mit austauschbarem Verschleißrohr und Düsenspitze ist bekannt, beispielsweise aus der Beschreibung der DE-OS 34 31 173 und der Beschreibung der dänischen Patentanmeldung Nr. 5069/86. Bei der in der erstgenannten, publizierten Patentschrift beschriebenen Düse ist es jedesmal, wenn ein Austausch der Düsenspitze erwünscht ist, notwendig, das Werkzeug abzunehmen und zu zerlegen, was oft mehrere Arbeitsstunden erfordert. In der Düse gemäß der dänischen Patentanmeldung können die Verschleißrohre mit verschiedenen Düsenspitzen leicht gewechselt werden, da sie aus dem Tragrohr entnommen werden können, ohne daß es erforderlich ist, das Werkzeug zu trennen. Außerdem kann die Stellung der Düsenspitze relativ zum Einlaß des Werkzeugs durch Einbau einer Unterlegscheibe geeigneter Dicke zwischen dem hintersten, konischen Teil des Verschleißrohrs und dem Endstück des Tragrohrs angepaßt werden.
• Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Düse der in Frage stehenden Art zur Verfügung zu stellen, die ein leicht austauschbares Verschleißrohr und eine Düsenspitze umfaßt, wobei die Stellung der Düsenspitze im Einlaß des Werkzeugs (Einspritzloch) schneller und leichter eingestellt werden kann, ohne daß es erforderlich ist, das Werkzeug von der Maschine zu nehmen, und daß die eingestellte Stellung sicher beibehalten wird.
• Gemäß der Erfindung wird dies erreicht durch eine Düsenspitze, die mit einem Außengewinde versehen ist, das in ein Innengewinde am Auslaßende des Düsengehäuses eingreift und bei der das Verschleißrohr an seinem Einlaßende oder einen fest mit ihm verbundenen Übergangsstück an einem Ende davon ein Außengewinde hat, das in das Innengewinde einer Kontermutter eingreift, die geeignet ist, auf einer Endfläche des Düsengehäuses anzuliegen, und Mittel zum Eingreifen mit einem Werkzeug, um das Verschleißrohr zur Einstellung seiner Stellung im Düsengehäuse zu drehen.
• Das Verschleißrohr mit der Düsenspitze, die in das Düsengehäuse geschraubt ist, kann in dem Gehäuse auf und ab bewegt werden, indem man es mit einem Werkzeug, vorzugsweise einem Innenmehrkant dreht, wobei das Werkzeug am Einlaßende des Verschleißrohrs, das mit einem entsprechenden Querschnitt geformt ist, eingeführt wird und es auf diese Weise möglich ist, die Düsenspitze in eine Stellung gegenüber dem Auslaßende des Düsengehäuses oder dem Einspritzloch eines Werkzeugs, worin die Düse angebracht ist, zu bringen. Nach dem Einbau des Werkzeugs werden ein oder mehrere "test shots" gemacht und der geformte Gegenstand wird geprüft, worauf die Stellung der Spitze durch Zurückziehen der Spritzeinheit (Schnecke) soweit zurück geändert wird, daß es möglich ist, den Innenmehrkant in die Düse von hinten einzuführen und die Stellung der Düsenspitze durch Drehen des Verschleißrohrs zu ändern. Während des Spritzgusses wirkt die Gegenmutter als Stoßabsorber, die das Gewinde der Düsenspitze schützt. Beim Spritzguss in Mehrfachwerkzeugen kann die Gegenmutter als Getriebezahnrad ausgebildet sein, das ein in ein Außengewinde eines Übergangsteils eingreifendes Innengewinde hat, wobei das Übergangsteil an dem erstreckten Teil des Verschleißrohrs, beispielsweise durch Stachelschrauben befestigt ist. Danach können mit dem Getriebezahnrad in Eingriff stehende Zahnstangen zur Feineinstellung der Stellung der Düsenspitze im Einspritzloch des Werkzeugs und darüber hinaus als Anzeige für die Düseneinstellung verwendet werden und können, falls erwünscht, mit einem Antriebsmechanismus verbunden sein, der beispielsweise durch Temperatur- oder Drucksensoren, die nahe der Düsenspitze angebracht sind, kontrolliert wird, so daß es möglich ist, eine kontinuierliche, automatische Anpassung durchzuführen.
• Weitere Ausführungen und konstruktive Merkmale der Düse gemäß der Erfindung werden in den Ansprüchen genannt und nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen erklärt, in denen
• Figur 1 eine Ausführung der Düse gemäß der Erfindung ohne Verschleißrohr und angebrachte Düsenspitze,
• Figur 2 ein Verschleißrohr mit Düsenspitze,
• Figur 3 eine Ausführung einer Kontermutter für die Düse gemäß der Erfindung,
• Figur 4 die komplette Düse,
• Figur 5 die Düse im zusammengebauten Zustand und verbunden mit der Spritzeinheit,
• Figur 6 eine vergrößerte Ansicht, die den Wechsel des Spalts bei Bewegung des Verschleißrohrs und der Spitze illustriert,
• Figur 7 eine schematische Ansicht der Düse von der Seite der Schnecke und mit eingeführtem Sechskantschlüssel in zwei Stellungen entsprechend zwei verschiedenen Einstellungen des Verschleißrohrs und der Düse und
• Figur 8 eine geteilte Ansicht eines Teils des Heizkanals mit eingesetztem Übergangsstück und einer Kontermutter für eine Düse gemäß der Erfindung, die nicht gezeigt ist, zeigen.
• Die in Figur 1 gezeigte Düse ist vorgesehen, zwischen die Spritzeinheit einer Spritzgussmaschine und das Werkzeug eingesetzt zu werden. Die Düse umfaßt ein Düsengehäuse, bestehend aus einem hinteren Gehäuseteil a und einem vorderen Gehäuseteil b, worin ein Tragrohr c angebracht ist, das von einem Heizelement d umgeben ist. Am Auslaßende der Düse ist das Tragrohr in einem röhrenförmigen Kupfereinsatz e gelagert und liegt an einer ringförmigen Schulter an. Der Einsatz e ist mit einem Außengewinde in die Spitze des Gehäuseteils b geschraubt und dort hartverlötet. Außerdem umfaßt der Einsatz e ein Innengewinde zur Aufnahme des Gewindes einer Düsenspitze l auf einem Verschleißrohr k. Ein Stromkabel ist zu einer Strombrücke für die Heizelemente d geführt und ein Temperatursensorkabel h ist mit einem Temperatursensor t an dem Kupfereinsatz e verbunden.
• An seinem Einlaßende ist das in Figur 2 gezeigte Verschleißrohr k mit einem röhrenförmigen Einsatz i versehen, der ein Außengewinde und einen inneren Teil mit hexagonalem Querschnitt zur Aufnahme eines Inbus-Schlüssels aufweist. Die in das Verschleißrohr k eingesetzte und dort befestigte Düsenspitze l umfaßt ein Außengewinde zum Einschrauben in den Einsatz e des Düsengehäuses und ist bier sowohl mit einem Loch an der Seite wie auch einem Loch an der Spitze gezeigt, da beide Dinge benutzt werden können. Beispielsweise können die folgenden Teile benutzt werden: a) eine Spitze, die an ihrem Ende geschlossen ist und mindestens ein Seitenloch für die Abgabe von Kunststoff enthält, b) eine Spitze mit einem durchgehenden zentralen Loch mit mindestens 0,2mm Durchmesser, oder c) einer Kombination beider.
• In Figur 4 wird die Düse mit einem eingesetzten Verschleißrohr k gezeigt, das in den Einsatz e eingeschraubt ist und an seinem Einlaßende eine Kontermutter m trägt.
• Die gezeigte Konstruktion macht eine Anpassung der Stellung der Düsenspitze in einem Einspritzloch, wie beispielsweise dem Einlaß eines Werkzeugs in einer Spritzgussmaschine möglich, ohne daß es notwendig ist, das Werkzeug (Form) von der Maschine zu entfernen.
• Die Feineinstellung erfolgt in folgender Weise:
• Zunächst wird das Verschleißrohr k in das Düsengehäuse eingeführt und mittels eines Inbus-Schlüssels in das Gewinde des Einsatzes e gedreht, bis die Düsenspitze l im Spritzloch erscheint. Dann wird die Kontermutter m auf das Gewinde des Einsatzes i des Verschleißrohrs k aufgeschraubt, ohne sie zu sehr anzuziehen.
• Im folgenden wird Bezug genommen auf Figur 5, wo die Düse zwischen einem nicht gezeigten Werkzeug und einer Schneckendüse p mit teilweisen gezeigten Heizelementen placiert ist.
• Nachdem eine Kontermutter m auf das Verschleißrohr k aufgeschraubt ist, wird ein Kraftabsorber o und ein nicht gezeigter Zentrierring in üblicher Weise am hinteren Gehäuseteil a der Düse angebracht. Das Werkzeug wird angebracht und ein "Schuß" (Versuchsformen) wird gemacht und der geformte Gegenstand wird begutachtet. Wenn es dann erwünscht ist, die Stellung der Spitze zu ändern, beispielsweise sie weiter nach vorne zu bringen, muß man nur die Einspritzeinheit so weit wegziehen, daß ein Inbus-Schlüssel in das Verschleißrohr k von der Rückseite der Düse eingeführt werden kann, worauf die Einstellung durch Drehen dieses Schlüssels erfolgen kann.
• Wenn die Feineinstellung nach einem oder mehreren "Testschüssen" abgeschlossen ist, muß die Düsenspitze in der eingestellten Stellung befestigt werden. Dies geschieht durch Schließen des Werkzeugs und Lockern der auf der festen Seite befindlichen Form. Wenn das Werkzeug wieder in die Öffnungsstellung gesteuert wird, werden beide Formhälften folgen, d.h. die Düse wird von der Einspritzeinheit p entfernt und es ist Raum, um den Zentrierring und den Kraftabsorber o herauszunehmen. Es ist dann möglich, die Kontermutter gegen die Rückseite des Gehäuseteils a der Düse anzuziehen, wobei das Verschleißrohr k mit der Düsenspitze l durch den Inbus-Schlüssel gehalten wird. Die Form wird dann zusammengebaut und die Produktion kann beginnen. Während des Spritzgusses wirkt die Kontermutter m als Stoß absorber und schützt das Gewinde der Düsenspitze l.
• Figur 6 zeigt, wie der Spalt in der Düsenmündung sich in seiner Weite ändert, wenn die Düsenspitze l rückwärts oder vorwärts bewegt wird, einschließlich der Änderung der Stellung der Düsenspitze mit einem Mittelloch.
• Figur 7 zeigt ferner, wie die Stellung eines Inbus-Schlüssels die Stellung der Düse anzeigt. Beispielsweise kann eine Drehung um einen Winkel entsprechend 10 Minuten auf einem Zifferblatt einer Verstellung der Düsenspitze in der Längsrichtung um ungefähr 0,11 mm entsprechen. Damit ist es möglich, Jederzeit eine allgemeine Kenntnis darüber zu haben, welche Einstellungen gemacht wurden.
• Figur 8 zeigt, wie die Düse in einem Auslaß eines Heizkanals q angebracht wird. Mittels eines Innengewindes wird die Kontermutter m', die eine innere konische Kontaktfläche aufweist, hier auf das Außengewinde eines zylindrischen Übergangsstücks r mit zylindrischem Halsteil geschraubt, das mit Schiebesitz in dem Auslaß angebracht ist und zwischen seinem Außengewinde und dem Halsteil einen als Gntriebezahnrad x geformten Flanschteil aufweist. In seinem Auslaßteil weist das Zwischenstück r weiter ein Innengewinde auf, das das Gewinde i des Verschleißrohrs k aufnehmen kann, das dort durch Anziehen einer Stachelschraube y festgehalten wird, wobei das Gehäuseteil b auf der Düse (nicht gezeigt in Figur 8) durch eine Öffnung des Gehäuses z des Heizkanals durchgeführt wird. In diesem Fall ist das Außengewinde des Verschleißrohrs k, das in die Kontermutter m eingreift, das Außengewinde des Übergangsteils r, das fest auf dem Verschleißrohr k befestigt ist. Eine oder mehrere Federringe aa sind zwischen dem Heizkanal q und dem Getriebezahnrad x angebracht, um die Dichtheit während des Spritzgusses sicherzustellen.
• Die Feineinstellung wird wie vorstehend beschrieben durchgeführt, das Verschleißrohr k wird in diesem Fall jedoch in dem Einsatz e des Düsengehäuses und innen in dem Tragrohr vorwärts und rückwärts gedreht durch Drehen des Getriebezahnrads x des Übergangsstücks durch eine erste Zahnstange ab, während die Kontermutter m' undrehbar durch eine zweite Zahnstange ac festgehalten wird. Wenn die beste Stellung der Düsenspitze l in dem Einspritzloch des Werkzeugs gefunden ist, wird das Verschleißrohr mit der Zahnstange ab und dem Getriebezahnrad x festgehalten und die Kontermutter m wird durch die Zahnstange ac fest gegen die konische Rückseite des Gehäuseteils a der Düse angezogen.
• Wenn während des Spritzgusses eine weitere Einstellung der Stellung der Düsenspitze notwendig werden sollte, kann die Düsenspitze in dem Einsatz e rückwärts oder vorwärts gedreht werden durch Drehen des Getriebezahnrads x des Übergangsstücks mittels der Zahnstange ab, wobei der zylindrische Halsteil des Übergangsstücks r ein wenig rückwärts oder vorwärts in dem Auslaß des Heizkanals q bewegt wird. Die Stellung der Zahnstange ab kann dabei ebenfalls zur Anzeige der Stellung der Düse benutzt werden. Diese Anordnung ist geeignet für die Benutzung im Zusammenhang mit Mehrfach-Werkzeugen, wo der Heizkanal Material an mehrere Düsen liefert. Außerdem können die Zahnstangen für eine kontinuierliche autümatische Einstellung der Düsenstellung benutzt werden, wobei die Zahnstangen durch Motoren angetrieben werden können, die beispielsweise durch Signale von Temperatur- oder Drucksensoren am Auslaßende der Düsen kontrolliert werden.
• Anstelle der Verschraubung in einem Gewinde des Übergangsstücks r kann das Verschleißrohr k in die Öffnung des Über gangsstücks auch mittels Nut-Schlitz-Verbindungen eingesetzt und in Längsrichtung dort durch einen Bajonettverschluß oder in ähnlicher Weise festgehalten werden.

Claims (9)

1. Eine Düse zum Einspritzen von Kunststoffen oder härtbaren Harzen oder Kautschuk, wobei diese Düse ein Düsengehäuse (a,b) mit Heizelementen und ein austauschbares Verschleißrohr (k) umfaßt, das von einem in diesem Gehäuse zurückbleibenden Tragrohr (c) umgeben ist und am Auslaßende der Düse in einer Düsenspitze (l) endet, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenspitze (l) mit einem Außengewinde versehen ist, das in ein Innengewinde am Auslaßende des Düsengehäuses (b) eingreift, und das Verschleißrohr (k) an seinem Einlaßende oder einem Übergangsstück (r), das fest mit dem Verschleißrohr (k) an einem Ende davon verbunden ist, ein Außengewinde hat, das in das Innengewinde einer Kontermutter (m,m') eingreift, die geeignet ist, auf einer Endfläche des Düsengehäuses (a) anzuliegen, und Mittel zum Eingreifen mit einem Werkzeug, um das Verschleißrohr zur Einstellung seiner Position im Düsengehäuse (a,b) zu drehen.

2. Eine Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenspitze und/oder das Einlaßende des Verschleißrohrs (k) als unabhängige Düsenspitze (l) bzw. als Einsatz (i) gebildet sind, der in dem Ende des Verschleißrohrs undrehbar und unentfernbar befestigt ist.

3. Eine Düse nach Anspruch 1-2, gekennzeichnet durch einen in dem Auslaßende des Düsengehäuses (b) plazierten röhrenförmige Einsatz (e) und umfassend ein Innengewinde zur Aufnahme des Gewindes der Düsenspitze (l), vorzugsweise ein Kupfereinsatz, der durch ein Außengewinde in das Düsengehäuse (b) geschraubt und dort hart verlötet ist.

4. Eine Düse nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißrohr (k) oder der Einsatz (i) am Einlaßende einen polygonalen Querschnitt zur Aufnahme eines Gabelschlüssels (Inbus-Schlüssel) mit entsprechender Querschnittsform hat.

5. Eine Düse nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontermutter (m') an der Außenseite als ein Getriebezahnrad ausgebildet ist.

6. Eine Düse nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsengehäuse (b) am Auslaßende einen Anschlag (s) in Form eines Schulterteils hat, das an dem entsprechenden Schulterteil (r) des Verschleißrohrs (k) anliegt.

7. Eine Düse nach irgendeinem der Ansprüche 1-3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontermutter (m'), die als Getriebezahnrad geformt ist, durch ein Innengewinde in ein Außengewinde an einem Ende eines Übergangsteils (r) eingreift, und daß das Übergangsteil am gleichen Ende eine Ausbohrung umfaßt, die das Einlaßende des Verschleißrohrs (k) aufnimmt und zurückhält, vorzugsweise durch eine Schraubverbindung und Stachelschraube (y), und in Fortsetzung der Ausbohrung einen Einlaßkanal in der Form einer Ausbohrung in einem zylindrischen Halsteil umfaßt, der longitudinal verschiebbar in einem Auslaß eines Heizkanals (q) aufgenommen sein kann, und nahe seinem Ende gegenüber der Kontermutter einen Flanschteil aufweist, der an seiner Außenseite als Getriebezahnrad (x) ausgebildet ist.

8. Eine Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontermutter (m') an dem zum Düsengehäuse gerichteten Ende eine innere konische Kontaktfläche mit einer Konizität entsprechend einem konischen Rücken des Düsengehäuses (a) umfaßt.

9. Eine Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Federringe (aa) um das Halsteil des Übergangsstücks herum angeordnet sind und diese Federringe mit ihrer inneren Fläche an dem Flanschteil des Übergangsstücks aufliegen.