Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düse zum Spritzgiessen von treibmittelhaltigen Kunststoffen.
Bekanntlich hat beim Spritzgiessen von treibmittelhaltigen
Kunststoffen das Treibmittel das Bestreben, den in das Spritzwerkzeug eingespritzten Kunststoff nach Beendigung des Einspritzvorganges teilweise wieder herauszudrücken. Um dies zu verhindern, wurden Düsen entwickelt, die als maschinenseitig angeordnete Verschlussgeräte ausgebildet sind. Solche Düsen sind jedoch wegen ihrer komplizierten Bauart und der dadurch bedingten hohen Herstellungs- und Unterhaltskosten unwirtschaftlich.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung einer Düse, die vergleichsweise einfach im Auf bau und damit preiswert ist und zuverlässig arbeitet sowie eine hohe Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird in einer Düse der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Düse als eine an einem Spritzwerkzeug auswechselbar zu befestigende Anbaudüse ausgebildet ist, dass in ihrem Einspritzkanal ein Einsatzstück angeordnet ist, welches für den Durchtritt des treibmittelhaltigen Kunststoffes mehrere Bohrungen aufweist, deren Gesamtquerschnitt höchstens so gross ist wie der kleinste Querschnitt des Einspritzkanals, dass dem Einsatzstück ein druckentlastetes Ventil nachgeschaltet ist, welches den Einspritzkanal unter dem Einspritzdruck des treibmittelhaltigen Kunststoffes entgegen der Rückstellkraft einer Feder freigibt, bei fehlendem Einspritzdruck dagegen unter der Rückstellkraft der Feder abschliesst,
dass die Düse im Bereich des Einsatzstückes und des druckentlasteten Ventils von einem elektrischen Heizband umschlossen ist und dass sie eine Bohrung zur Aufnahme eines ihre Betriebstemperatur überwachenden Thermofühlers aufweist.
Durch die erfindungsgemässe Kombination wird gegen über den bekannten Ausführungen ein erheblicher technischer Fortschritt erzielt:
Die Ausbildung der Düse als Anbaudüse ermöglicht deren Verwendung an Spritzwerkzeugen unterschiedlicher Art, weil ja nur die Anschlussmasse (z. B. Anordnung und Durchmesser der Befestigungsschraubenbolzen) einheitlich gewählt werden müssen.
Die relativ engen Bohrungen im Einsatzstück bewirken, dass der treibmittelhaltige Kunststoff infolge der Turbulenz vor dem Einspritzen in das Spritzwerkzeug innig gemischt und homogenisiert wird. Diese Misch- und Homogenisierwirkung kann einerseits durch Geschwindigkeitserhöhung (Gesamtquerschnitt der Bohrungen kleiner als der kleinste Querschnitt des Einspritzkanals) verstärkt werden und anderseits durch Erhöhung der Turbulenz, indem die Bohrungen des Einsatzstückes nicht achsparallel zueinander verlaufen, sondern nach windschiefen Geraden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der die Düse beispielsweise in einem vertikalen Schnitt dargestellt ist.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Düse als eine an einem Spritzwerkzeug 1 mittels Schraubenbolzen 2 auswechselbar zu befestigende Anbaudüse ausgebildet. In ihrem Einspritzkanal 3 ist ein Einsatzstück 4 angeordnet, welches für den Durchtritt des treibmittelhaltigen Kunststoffes mehrere Bohrungen 5 aufweist, deren Gesamtquerschnitt höchstens so gross ist wie der kleinste Querschnitt des Einspritzkanals 3. Dem Einsatzstück 4 ist ein druckentlastetes Ventil nachgeschaltet, welches aus einem in einer Bohrung 6 gleitend gelagerten Hohlkolben 7 besteht, der unter der Wirkung von Tellerfedern 8 in der Schliesslage gehalten ist; ein koaxialer Zylinderstift 9 dient zur Begrenzung des Kolbenhubes und gleichzeitig als Führung für die Tellerfedern 8.
Im Bereich des Einsatzstückes 4 und des druckentlasteten Ventils 6-9 ist die Düse von einem elektrischen Heizband umschlossen, das durch die strichpunktierten Linien 10 angedeutet ist; durch dieses Heizband wird verhindert, dass sich der treibmittelhaltige Kunststoff im Einsatzstück 4 und im druckentlasteten Ventil 6-9 zu stark abkühlt und dadurch zu einem Betriebsstillstand führende Verstopfungen verursacht. An einer geeigneten Stelle der Düse ist eine Bohrung 11 zur Aufnahme eines Thermofühlers 12 vorgesehen, der die Betriebstemperatur der Düse überwacht.
Das druckentlastete Ventil 6-9 schliesst durch sein unter der Wirkung der Feder 8 stehendes Ventilorgan 7 den Ein spritzkanal 3 so lange ab, als die vom Einspritzdruck herrührende Kraft geringer ist als die Rückstellkraft der Feder 8, so dass nach Beendigung des Einspritzvorganges jeglicher Rückfluss des in das Spritzwerkzeug 1 eingespritzten treibmittelhaltigen Kunststoffes wirksam verhindert wird.
Zur Vermeidung von Wärmeverlusten durch Wärmeübergang von der Düse zum Einspritzwerkzeug 1 soll die Auflagefläche der Düse am Spritzwerkzeug 1 möglichst klein sein.
Dies ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch verwirklicht, dass zwischen dem Spritzwerkzeug 1 und der Düse Luftkammern 13 angeordnet sind; stattdessen oder darüber hinaus können die Wärmeverluste dadurch reduziert werden, dass im Bereich der Auflagefläche der Düse eine Schicht aus einem Werkstoff vorgesehen ist, dessen Wärmeleitfähigkeit geringer ist als diejenige des Werkstoffes der Düse. Diese Schicht kann als Beschichtung (z. B. aus Polytetrafluoräthylen) im Bereich der Auflagefläche der Düse oder als zwischengelegte Dichtung (z. B. aus Eisen, Neusilber oder Nickelstahl) ausgebildet sein.
The present invention relates to a nozzle for the injection molding of plastics containing blowing agents.
It is well known that during the injection molding of propellant-containing
Plastics, the propellant strive to partially push out the plastic injected into the injection molding tool after the injection process has ended. In order to prevent this, nozzles were developed which are designed as locking devices arranged on the machine side. However, such nozzles are uneconomical because of their complicated design and the resulting high production and maintenance costs.
The object on which the invention is based is to create a nozzle that is comparatively simple in construction and therefore inexpensive, works reliably and has a long service life.
According to the invention, this object is achieved in a nozzle of the type mentioned at the outset in that the nozzle is designed as an add-on nozzle to be exchangeably attached to an injection molding tool, that an insert piece is arranged in its injection channel, which has several bores for the passage of the propellant-containing plastic The total cross-section is at most as large as the smallest cross-section of the injection channel that a pressure-relieved valve is connected downstream of the insert piece, which releases the injection channel under the injection pressure of the propellant-containing plastic against the restoring force of a spring, but closes under the restoring force of the spring when the injection pressure is missing
that the nozzle is enclosed by an electrical heating tape in the area of the insert and the pressure-relieved valve and that it has a bore for receiving a thermal sensor that monitors its operating temperature.
The combination according to the invention achieves considerable technical progress compared to the known designs:
The design of the nozzle as an add-on nozzle enables it to be used on injection molding tools of various types, because only the connection dimensions (e.g. arrangement and diameter of the fastening screw bolts) have to be selected uniformly.
The relatively narrow bores in the insert ensure that the propellant-containing plastic is intimately mixed and homogenized as a result of the turbulence before it is injected into the injection mold. This mixing and homogenizing effect can be reinforced on the one hand by increasing the speed (total cross section of the bores smaller than the smallest cross section of the injection channel) and on the other hand by increasing the turbulence, in that the bores of the insert do not run axially parallel to one another, but rather along crooked straight lines.
Further advantages and details of the invention emerge from the following description in conjunction with the drawing, in which the nozzle is shown, for example, in a vertical section.
As can be seen from the drawing, the nozzle is designed as an attachment nozzle that can be attached to an injection molding tool 1 by means of screw bolts 2 and can be replaced. In its injection channel 3 an insert 4 is arranged, which has several bores 5 for the passage of the propellant-containing plastic, the total cross section of which is at most as large as the smallest cross section of the injection channel 3. The insert 4 is followed by a pressure-relieved valve, which consists of one in one Bore 6 is slidably mounted hollow piston 7, which is held in the closed position under the action of disc springs 8; a coaxial cylinder pin 9 serves to limit the piston stroke and at the same time serves as a guide for the disc springs 8.
In the area of the insert 4 and the pressure-relieved valve 6-9, the nozzle is enclosed by an electrical heating band, which is indicated by the dash-dotted lines 10; This heating band prevents the plastic containing propellant in the insert 4 and in the pressure-relieved valve 6-9 from cooling too much and thereby causing blockages leading to an operational standstill. At a suitable point on the nozzle, a bore 11 is provided for receiving a thermal sensor 12 which monitors the operating temperature of the nozzle.
The pressure-relieved valve 6-9 closes through its valve element 7 under the action of the spring 8 from the injection channel 3 as long as the force resulting from the injection pressure is less than the restoring force of the spring 8, so that after the injection process has ended, any backflow of the Propellant-containing plastic injected into the injection mold 1 is effectively prevented.
In order to avoid heat losses through heat transfer from the nozzle to the injection tool 1, the contact surface of the nozzle on the injection tool 1 should be as small as possible.
In the exemplary embodiment shown, this is achieved in that air chambers 13 are arranged between the injection molding tool 1 and the nozzle; instead or in addition, the heat losses can be reduced in that a layer made of a material is provided in the area of the contact surface of the nozzle, the thermal conductivity of which is lower than that of the material of the nozzle. This layer can be designed as a coating (e.g. made of polytetrafluoroethylene) in the area of the contact surface of the nozzle or as an interposed seal (e.g. made of iron, nickel silver or nickel steel).