CH657306A5

CH657306A5 - INJECTION MOLDING DEVICE WITH EDGE GATE.

Info

Publication number: CH657306A5
Application number: CH170182A
Authority: CH
Inventors: Jobst Ulrich Gellert
Original assignee: Gellert Jobst U
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1982-03-20
Publication date: 1986-08-29
Also published as: DE3208339A1; NL190002C; FR2502060B1; DE3208339C2; NL190002B; GB2095161A; NL8201150A; JPS57165236A; AU547377B2; JPS60897B2; GB2095161B; CA1149569A; AU8169482A; FR2502060A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgusseinrichtung mit Kantenanguss gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to an injection molding device with edge gating in accordance with the preamble of patent claim 1.

Bei Kantenangusssystemen, d.h. seitlichem Anguss, sind mehrere Matrizen oder Gesenke in einer gekühlten Gesenkplatte um eine zentrale heizbare Düse oder Buchse angeordnet. Die Tatsache, dass dort kein Ventil oder ein anderes Absperrorgan vorliegt, um eine Steuerung des Schmelzflusses zu unterstützen, ist für die Temperatur und die Wärmeleitcha-rakteristika im Rinnenbereich von kritischer Bedeutung. In dem System müssen die Matrizen schnell und wiederholt füllbar sein und dann geöffnet werden, um das Auslaufen auszu-stossen. Dieses erfordert eine mindestens teilweise Isolierung zwischen der erhitzten Buchse und der gekühlten Gesenkplatte, damit die Buchse heiss genug bleibt, um die Schmelze in geschmolzenem Zustand zu halten und um die Gesenkplatte ausreichend kalt zu halten, damit eine schnelle Erstarrung der Schmelze erreicht wird, wenn dieselbe in die Gesenke fliesst. For edge gating systems, i.e. lateral sprue, several dies or dies are arranged in a cooled die plate around a central heatable nozzle or socket. The fact that there is no valve or other shut-off device to support control of the melt flow is of critical importance for the temperature and the heat-conducting characteristics in the channel area. In the system, the matrices must be able to be filled quickly and repeatedly and then opened to expel the leakage. This requires at least partial insulation between the heated bush and the cooled die plate so that the bush remains hot enough to keep the melt in the molten state and to keep the die plate sufficiently cold to achieve rapid solidification of the melt when it is flows into the valley.

Diese Isolierung wurde bisher durch einen Zwischenraum an der Ventilöffnung zwischen der Buchse und der Gesenkplatte erreicht, die sich mit Schmelze füllte. Die Schmelze erstarrt dann mindestens in der Nähe der kalten Gesenkplatte s und es erfolgt dadurch ein gewisses Mass an Isolierung zwischen der Buchse und der Gesenk- oder Matrizenplatte. Nach den US-PSen 3 822 856 und 4 094 447 sind radial verlaufende Abschnitte des Rinnendurchganges bekannt, die in unmittelbarem Kontakt mit der Gesenkplatte stehen. Bisher verwen-io dete Düsendichtungen in mit Ventilen ausgerüsteten Spritzgusssystemen sind aus der US-PS 4 403 740 und der CA-PS 356 233 bekannt. Durch diese bekannten Düsendichtungen wird zusätzlich Hitze in den Öffnungsbereich geführt, was das Setzen des Ventils erleichtert, so dass das System zuverlässig ls arbeitet und die Lebensdauer des Ventilstiftmechanismus erhöht wird. In der vorgenannten CA-PS ist die Düsendichtung selbst der Anguss, in welchem die Ventilstiftspitze sitzt. This insulation has hitherto been achieved by a space at the valve opening between the bushing and the die plate, which filled with melt. The melt then solidifies at least in the vicinity of the cold die plate s and this results in a certain degree of insulation between the bushing and the die or die plate. According to US Pat. Nos. 3,822,856 and 4,094,447, radial sections of the channel passage are known which are in direct contact with the die plate. Previously used nozzle seals in valve-equipped injection molding systems are known from US Pat. No. 4,403,740 and CA Pat. No. 356,233. These known nozzle seals additionally lead to heat in the opening area, which facilitates the setting of the valve, so that the system works reliably and the service life of the valve pin mechanism is increased. In the aforementioned CA-PS, the nozzle seal itself is the sprue in which the valve pin tip sits.

Diese Vorteile der bekannten Einrichtung sind jedoch nur in Systemen mit Schieberventilen anwendbar, was die Mög-20 lichkeit der Verwendung eines derartigen Verschlusses in anderen Arten von Giessystemen einschränkt. Insbesondere die Tatsache, dass in einem Giessystem mit einem Kanten- oder Seitenanguss die Wand der Matrizenplatte mit den Angussöffnungen gekrümmt ausgeführt ist, führt wegen des Leck-25 problems der unter Druck stehenden Schmelze von der Verwendung derartiger Verschlüsse in einem Seitenanguss weg. Wenn im Angussbereich die Schmelze herausleckt, fliesst dieselbe in den Luftspalt zwischen der Buchse und der Gesenkplatte, wodurch die vorstehend aufgezeigten Probleme auf-30 treten. However, these advantages of the known device can only be used in systems with slide valves, which limits the possibility of using such a closure in other types of casting systems. In particular, the fact that in a casting system with an edge or side sprue the wall of the die plate with the sprue openings is curved leads away from the use of such closures in a side sprue because of the leakage problem of the pressurized melt. If the melt leaks out in the sprue area, it flows into the air gap between the bushing and the die plate, which causes the problems outlined above to occur.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Nachteile mindestens teilweise zu beseitigen, indem eine Spritzgusseinrichtung mit Kanten- oder Seitenanguss vorgeschlagen wird, welche unter Verwendung von hohlen Ver-35 schlüssen zwischen der Buchse und den Angussöffnungen arbeiten soll. It is therefore the object of the present invention to at least partially eliminate these disadvantages by proposing an injection molding device with edge or side gating, which is to work using hollow closures between the bushing and the sprue openings.

Die Aufgabe wird für die Spritzgusseinrichtung mit Kantenanguss erfindungsgemäss mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. The object is achieved according to the invention for the injection molding device with edge gating with the features of patent claim 1.

Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung können durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 erreicht werden. Particularly advantageous embodiments of the invention can be achieved by the features of claims 2 to 4.

Die Erfindung ist nachstehend in Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es bedeuten: The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the drawing. It means:

Figur 1 einen Teil eines Spritzgusssystems mit Kantenangussrinne im Schnitt und Figure 1 shows a part of an injection molding system with edge runner in section and

Figur 2 eine Abdichtung und eine zugehörige Angussrinne in der Matrizenplatte im Schnitt. Figure 2 shows a seal and an associated sprue in the die plate in section.

Die auch als Spritzgusssystem zu bezeichnende Spritz-50 gusseinrichtung mit Kanten- bzw. Seitenangussrinne besitzt mindestens eine rohrförmige Angussbuchse 10 mit einem durch dieselbe hindurchgehenden zentralen Heissanguss-durchgang 12. Der Durchgang 12 erstreckt sich von einer verzweigten Rohranschluss- bzw. Mehrfachplatte 14 weg und ss verzweigt sich in mehrere Kanäle 16, die sich vom zentralen Durchgang 12 weg radial nach aussen erstrecken. Jeder Kanal 16 führt nach aussen durch einen Hohlverschluss bzw. Angusskegel 18 hindurch zu einer Angussöffnung 20, die zu einer Matrize bzw. einem Gesenk 22 führt. The injection molding system, which can also be referred to as an injection molding system and has an edge or side sprue, has at least one tubular sprue bushing 10 with a central hot sprue passage 12 passing through it. The passage 12 extends away from a branched pipe connection or multiple plate 14 and ss branches into several channels 16, which extend radially outward from the central passage 12. Each channel 16 leads outwards through a hollow closure or sprue cone 18 to a sprue opening 20 which leads to a die or a die 22.

«a Die Angussbuchse 10 wird elektrisch beheizt und kann wie z.B. in der CA-PS No. 1 097 871 und CA-PS No. 1 142 722 beschrieben ausgebildet sein. Der zentrale Durchgang 12 besitzt einen korrosionsfesten inneren Abschnitt oder Teil 24, der von einem schraubenlinienförmig angeordneten 65 Heizelement 26 umgeben ist, und einen auf diesen angeschmolzenen hochleitfähigen Teil 28. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der innere Abschnitt 24 aus einer Beryllium-Nickellegierung gebildet, um einer Korrosion durch die «The sprue bushing 10 is heated electrically and can e.g. in CA-PS No. 1 097 871 and CA-PS No. 1 142 722 be formed. The central passage 12 has a corrosion-resistant inner section or part 24, which is surrounded by a helically arranged heating element 26, and a highly conductive part 28 which is fused onto it. In a preferred embodiment, the inner section 24 is formed from a beryllium-nickel alloy corrosion by the

40 40

45 45

Schmelze zu widerstehen. Der leitfähige Teil 28 besteht vorzugsweise aus einer Beryllium-Kupferlegierung, damit die Hitze rasch und gleichmässig vom Heizelement 26 an den inneren Abschnitt 24 abgeleitet wird. Die Angussbuchse 10 sitzt in einer in Form einer Bohrungsöffnung bzw. einem Schacht ausgebildeten Vertiefung 30 in einer Gesenkplatte 32 und wird durch eine Isolierbuchse 34 fest in ihrer Lage gehalten. Die Gesenkplatte 32 wird durch ein Kühlelement 36 gekühlt und durch die Isolierbuchse 34 wird zwischen der Angussbuchse 10 und der Gesenkplatte 32 ein Luftspalt 38 aufrechterhalten, wodurch Wärmeverluste vermindert werden. Resist melt. The conductive portion 28 is preferably made of a beryllium copper alloy so that the heat is rapidly and evenly dissipated from the heating element 26 to the inner portion 24. The sprue bushing 10 is seated in a depression 30 in the form of a bore opening or a shaft in a die plate 32 and is held firmly in place by an insulating bushing 34. The die plate 32 is cooled by a cooling element 36 and an air gap 38 is maintained between the sprue sleeve 10 and the die plate 32 by the insulating bushing 34, as a result of which heat losses are reduced.

Wie Figur 2 weiterhin zeigt, besitzt jeder Hohlverschluss 18 eine zentrale Bohrung 40, die sich von einem inneren Ende 42 zu einer Zentralöffnung 44 in einem haubenförmigen äusseren Ende 46 erstreckt. Jeder Hohlverschluss 18 erstreckt sich quer über den Luftspalt 38 hinweg, wobei sein inneres Ende 42 in einer Ausnehmung 48 um den radialen Kanal 16 in der Angussbuchse 10 herum sitzt. Das äussere Ende 46 stösst gegen die Innenwand 50 des Schachtes 30 in der Gesenkplatte 32. Das haubenförmige äussere Ende 46 besitzt eine im wesentlichen ebene Abdichtungsfläche 52, die durch Verformung beim Andrücken gegen die Gesenkplatte 32 um die Angussöffnung 20 herum gebildet wird, die zu einer der Matrizen 22 führt. In dieser Lage fluchtet die Öffnung 44 im haubenförmigen äusseren Ende 46 des Verschlusses 18 mit der Angussöffnung 20, und die zentrale Bohrung ist somit mit einem der radialen Kanäle 16 verbunden. Der Hohlverschluss 18 ist aus einem Metall hergestellt, das ausreichende Festigkeit gegen wiederholt auftretenden hohen Druck besitzt; es sollte jedoch ein nicht hochleitfähiges Metall sein, um nicht überschüssige Wärme von der Angussbuchse 10 zur Gesenkplatte 32 abzuleiten. Der Hohlverschluss 18 ist vorzugsweise aus einer Titanlegierung oder aus rostfreiem Stahl hergestellt. As FIG. 2 further shows, each hollow closure 18 has a central bore 40 which extends from an inner end 42 to a central opening 44 in a hood-shaped outer end 46. Each hollow closure 18 extends across the air gap 38, its inner end 42 being seated in a recess 48 around the radial channel 16 in the sprue bushing 10. The outer end 46 abuts the inner wall 50 of the shaft 30 in the die plate 32. The hood-shaped outer end 46 has a substantially flat sealing surface 52, which is formed by deformation when pressed against the die plate 32 around the sprue opening 20, which forms a the matrices 22 leads. In this position, the opening 44 in the hood-shaped outer end 46 of the closure 18 is aligned with the sprue opening 20, and the central bore is thus connected to one of the radial channels 16. The hollow closure 18 is made of a metal which has sufficient strength against repeated high pressure; however, it should be a non-highly conductive metal in order not to dissipate excess heat from the sprue bushing 10 to the die plate 32. The hollow closure 18 is preferably made of a titanium alloy or stainless steel.

In der Praxis wird beim Zusammenbau des Systems in jeder Ausnehmung 48 ein Verschluss 18 eingesetzt und dann wird die Angussbuchse 10 in den Schacht eingebracht, bis sie auf der Isolierbuchse 34 sitzt. Die Angussbuchse 10 und die Verschlüsse 18 sind derart dimensioniert, dass ihr effektiver gesamter Radius etwa 0,012 cm grösser als der Radius der Innenwand 50 des Schachtes 30 an den Angussöffnungen 20 ist. Um das Einsetzen der Angussbuchse 10 zu erleichtern, ist ein zu den Angussöffnungen 20 führender Abschnitt 54 der Wand 50 etwas nach innen geneigt ausgeführt. Wenn daher die Angussbuchse 10 in den Schacht 30 eingeführt bzw. eingeschoben wird, kommen die haubenförmigen äusseren Enden 46 der Verschlüsse 18 mit dem abgeschrägten bzw. geneigten Abschnitt 54 der Wand 50 in Berührung und werden leicht nachgebend nach innen deformiert, wenn sie vollständig eingebracht sind und dann um die Angussöffnungen 20 herum vorliegen. Während des Einsetzens wird eine Aussenseite der Isolierbuchse 34 in einem zylindrischen Teil der Wand 50 des Schachtes 30 an der Gesenkplattenbohrung aufgenommen, wodurch die Angussbuchse 10 in geeigneter Weise ausgerichtet geführt wird. Hierdurch wird die Angussbuchse 10 ent3 657 306 In practice, a closure 18 is inserted into each recess 48 during assembly of the system and then the sprue bushing 10 is inserted into the shaft until it sits on the insulating bushing 34. The sprue bush 10 and the closures 18 are dimensioned such that their effective total radius is approximately 0.012 cm larger than the radius of the inner wall 50 of the shaft 30 at the sprue openings 20. In order to facilitate the insertion of the sprue bushing 10, a section 54 of the wall 50 leading to the sprue openings 20 is designed to be slightly inclined inwards. Therefore, when the sprue bushing 10 is inserted or pushed into the shaft 30, the hood-shaped outer ends 46 of the closures 18 come into contact with the beveled or inclined portion 54 of the wall 50 and are slightly yieldingly deformed inward when they are fully inserted and then present around the gate openings 20. During the insertion, an outer side of the insulating bushing 34 is received in a cylindrical part of the wall 50 of the shaft 30 at the die plate bore, as a result of which the sprue bushing 10 is guided in a suitable manner. As a result, the sprue bushing 10 ent3 657 306

sprechend ausgerichtet, wenn die Deformation eintritt, so dass ein sicherer Sitz geschaffen wird. Wenn die Angussbuchse 10 auf die Betriebstemperatur erhitzt wird, dehnt sie sich aus und es findet weitere Deformationen der haubenför-s migen äusseren Enden 46 der Verschlüsse 18 statt. Diese Ausbildung der Verschlüsse 18, welche diese leicht nach innen verlaufende Deformation erlaubt, ermöglicht einen druckdichten Verschluss gegen die gekrümmte bzw. zylindrische Wand 50 des Schachtes 30. Ein Abschleifen des Endes jedes io Verschlusses 18 entsprechend der Krümmung der Innenwand 50 ist aufwendig und erfordert, dass die Verschlüsse 18 immer in der richtigen Lage eingesetzt werden, damit sie der Krümmung folgen können. Wenn bei wiederholter Verwendung von hohem Druck beim Spritzgiessen auf die erhitzte 15 Schmelze ein Leck zwischen dem Verschluss 18 und der gekrümmten Wand 50 auftritt, dann tritt Schmelze in den Luftspalt 38 aus, wodurch die Wirksamkeit der Isolierung herabgesetzt wird und wobei möglicherweise Färb- und Materialänderungen auftreten. speaking aligned when the deformation occurs, so that a secure fit is created. When the sprue bushing 10 is heated to the operating temperature, it expands and further deformations of the hood-shaped outer ends 46 of the closures 18 take place. This design of the closures 18, which allows this slightly inward deformation, enables a pressure-tight closure against the curved or cylindrical wall 50 of the shaft 30. A grinding of the end of each io closure 18 in accordance with the curvature of the inner wall 50 is complex and requires that the closures 18 are always used in the correct position so that they can follow the curvature. If there is a leak between the closure 18 and the curved wall 50 upon repeated use of high pressure injection molding onto the heated melt 15, melt will leak into the air gap 38, reducing the effectiveness of the insulation and possibly changing color and material occur.

20 20th

Nach dem Zusammenbau wird die Angussbuchse 10 durch Anlegen von Energie an das Heizelement 26 über die Leitungen 56 erhitzt. Ein nicht gezeigtes Thermoelement kann zur genauen Einhaltung der Temperatur verwendet wer-25 den. Die Gesenkplatte 32 wird durch das Kühlelement 36 gleichzeitig gekühlt, und nachdem sich die Temperatur bei den Betriebsbedingungen stabilisiert hat, wird heisse unter Druck stehende Schmelze aus einer Giesseinrichtung oder einer anderen Aufschmelzeinrichtung eingeführt. Die Schmelze 30 fliesst von der Rohrverzweigungsplatte 14 durch den zentralen Durchgang 12, zweigt in die radialen Kanäle 16 ab und gelangt durch die Verschlüsse 18 in die Matrizen 22. Nachdem die Matrizen 22 gefüllt sind, wird die Schmelze vom Spritzdruck entlastet, und nachdem die Schmelze in den ge-35 kühlten Matrizen 22 erhärtet ist, wird die Form geöffnet und es werden die gegossenen Produkte entnommen. Es ist wesentlich, dass dieses Verfahren ohne Leckverlust in den Luftspalt hinein zuverlässig und wiederholt durchgeführt werden kann. Dieses ist insbesondere auch mit schwierig schmelzba-40 ren Maschinenbau- und flammenhemmenden Materialien, wie z.B. Polycarbonat, Polyphenylsulfid, Polyphenyloxiden und Nylon 66, möglich, weil diese Materialien sich zersetzen, wenn sie in den Luftspalt 38 hineingelangen. Bei einem System, bei dem das Heizelement 26 sich nahe an den Anguss-45 Öffnungen 20 vorbei erstrecken würde, würde die Nähe der Hitze am Luftspalt 38 eine weitere Zersetzung des herabgetropften Metalls in einem unannehmbaren Ausmass verursachen. After assembly, the sprue bushing 10 is heated by applying energy to the heating element 26 via the lines 56. A thermocouple, not shown, can be used to maintain the temperature precisely. The die plate 32 is cooled by the cooling element 36 at the same time, and after the temperature has stabilized under the operating conditions, hot pressurized melt is introduced from a casting device or other melting device. The melt 30 flows from the manifold plate 14 through the central passage 12, branches off into the radial channels 16 and passes through the closures 18 into the dies 22. After the dies 22 are filled, the melt is relieved of the injection pressure and after the melt is hardened in the ge-35 cooled dies 22, the mold is opened and the cast products are removed. It is essential that this procedure can be carried out reliably and repeatedly without loss of leakage into the air gap. This is especially true with difficult to melt mechanical engineering and flame retardant materials such as Polycarbonate, polyphenyl sulfide, polyphenyl oxides, and nylon 66, possible because these materials will degrade when they enter the air gap 38. In a system in which the heating element 26 would extend close to the gate 45 openings 20, the proximity of the heat at the air gap 38 would cause further degradation of the dripped metal to an unacceptable extent.

An Stelle des Mehrfach-Matrizensystems kann auch ein so ähnliches einzelnes Matrizensystem angewendet werden. Die äusseren Enden der Verschlüsse können auch derart ausgeführt sein, dass sie durch Deformation einen festen Pressitz gegen die gekrümmte Innenwand der Matrizenplatte ermöglichen. Instead of the multiple matrix system, a similar single matrix system can also be used. The outer ends of the closures can also be designed such that they enable a firm press fit against the curved inner wall of the die plate by deformation.

C C.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

657 306 PATENT CLAIMS

1. Injection molding device with edge gate, characterized in that a cooled die plate (32) with at least one openable die (22) is present, a tubular electrically heatable sprue bushing (10) is fastened in a recess (30) in the die plate (32), wherein the recess (30) has an inner wall (50) which is spaced from the sprue bushing (10) to form an insulating air gap (38) and the sprue bushing (10) has an elongated central melt flow passage (12), which extends from a melt inlet (14) to at least one channel (16) which extends radially outward from the central passage (12) to at least one associated edge gate opening (20) in the die plate leading to the die (22) (32), at least one corresponding hollow closure (18) with a central bore (40) between an inner end (42) and an outer, hood-shaped end (46) with a center len opening (44) extends across the air gap (38), the central opening (44) being aligned with the radially extending channel (16) and the sprue opening (20), the inner end (42) in a recess (48) sits in the sprue bushing (10) and the outer end (46) abuts against the inner wall (50) of the shaft in the die plate (32), and at least part of the wall (50) is inclined inwards, the hollow closure (18) when the sprue bushing (10) inserted in the shaft and the injection molding device heated to the operating temperatures are increasingly deformed inward, so that essentially leakage of the pressurized melt into the air gap (38) is prevented.

2. Injection molding device according to claim 1, characterized in that several channels (16) extend radially outward from the central passage (12) and each channel (16) with the associated sprue opening (20) leads to the corresponding die (22).

3. Injection molding device according to claim 1, characterized in that the inner wall (50) of the depression (30) in the die plate (32) has a section which has alignment means (34) carried by the sprue bushing (10), so that suitable alignment the sprue bushing (10) is ensured when it is inserted into the recess (30) designed as a shaft, and the hollow closure (18) is deformed.

4. Injection molding device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one hollow closure (18) is made of a titanium alloy.