DE10037739A1 - Heißkanaldüse für eine Spritzgußform - Google Patents

Abstract

Die Heißkanaldüse besitzt zur Abdichtung zwischen dem beheizten Heißkanal (2) und einem Formeinsatz (7) einen Dichtungsring (13), dessen Querschnitt zu einem wesentlichen Teil durch einen isolierenden, wärmebeständigen und druckfesten Kunststoff (14) gebildet wird. DOLLAR A Dadurch wird der Wärmeübergang zwischen dem beheizten Heißkanal (2) und der Spritzgußform (6; 7) vermindert, so daß die Dauerlauftemperatur gesenkt werden kann, wodurch Zersetzungserscheinungen des Granulats bei Verweilzeiten vermieden werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißkanaldüse für eine Spritzguß­ form mit einem beheizbaren, einen Heißkanal einschließenden Düsenschaft, einer Düsenspitze und einem zwischen dem Düsen­ schaft und der Düsenspitze angeordneten Zentrierabschnitt, welcher abdichtend in eine Aufnahmeöffnung eines Formeinsat­ zes einpreßbar ist.

In der Spritzgußtechnik erfordert der hohe Einspritzdruck ei­ ne druckbeständige Abdichtung zwischen der Heißkanaldüse und dem Formeinsatz. Üblicherweise erfolgt diese Abdichtung über einen metallischen Abschnitt oder Dichtring, beispielsweise aus Titan. Da der Kunststoff bei Temperaturen von etwa 300°C eingespritzt wird, während die Form selbst nur auf Temperatu­ ren von 80°C bis 180°C erwärmt wird, ergibt sich ein be­ trächtlicher Wärmeverlust von der Heißkanaldüse über die me­ tallische Abdichtung zur Spritzgußform. Um diesen Wärmever­ lust auszugleichen, ist es notwendig, die Heißkanaldüse auf eine höhere Temperatur aufzuheizen, als dies für die Fließei­ genschaften des Kunststoffs notwendig wäre. Abgesehen von der Verlustwärme hat dies vor allem den Nachteil, daß sich wäh­ rend auftretender Verweilzeiten das Kunststoffgranulat bei diesen erhöhten Temperaturen zersetzt.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Heißkanaldüse so zu gestalten, daß eine deutliche Reduzierung der Dauerlauf­ temperatur möglich ist, so daß auch bei höheren Verweilzeiten Zersetzungserscheinungen des Granulats vermieden werden kön­ nen.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel mit einer Heißkanaldüse der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Kontakt zwi­ schen dem Zentrierabschnitt und der Wand der Aufnahmeöffnung durch einen Dichtungsring gebildet wird, dessen Querschnitt zu einem wesentlichen Teil durch einen isolierenden, wärmebe­ ständigen und druckfesten Kunststoff gebildet wird.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Isolation der Düse im Kontaktbereich zum Formeinsatz mit Hilfe einer hochtempera­ tur- und druckfesten Kunststoffdichtung erreicht man einen er­ heblich größeren Spielraum für die Parametereinstellungen des Spritzprozesses und einen deutlichen Rückgang von Störungen.

In der praktischen Ausgestaltung der Erfindung ist es mög­ lich, den Dichtungsring vollständig aus Kunststoff zu ferti­ gen, wobei der Wärmeverlust am stärksten reduziert wird. Um jedoch den zwangsläufig mit dem Kunststoffmaterial verbunde­ nen erhöhten Verschleiß in Grenzen zu halten, ist es vorteil­ haft, den Querschnitt des Dichtungsrings nur zu einem Teil aus Kunststoff und in besonders verschleißgefährdeten Berei­ chen aus Metall zu gestalten. So kann der Dichtungsring bei­ spielsweise aus einem Metallring und einem Kunststoffring zu­ sammengesetzt sein, die entweder überlappend zusammengefügt sind oder koaxial ineinanderliegen. Als Metall kommt vorzugs­ weise Titan in Betracht, während als Kunststoffmaterial ein Polyimid, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen Vespel® erhältlich ist, oder ein anderer Kunststoff mit ver­ gleichbaren Eigenschaften in Betracht.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Heißka­ naldüse in Verbindung mit einem Formeinsatz,

Fig. 2 einen vergrößerten Detailausschnitt der Düsenspitze in dem Formeinsatz aus Fig. 1,

Fig. 3, 4 und 5 verschiedene Abwandlungen in der Quer­ schnittsgestaltung eines Dichtungsrings.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Heißkanaldüse 1 besitzt einen Düsenkopf 1a mit einem daran anschließenden Düsenrohr 2, wel­ ches von einer Heizvorrichtung 4 rohrförmig umgeben ist. Das Düsenrohr ist mit der Heizeinrichtung 4 in eine Bohrung 3a einer Formplatte 3 bzw. 7a eines Formeinsatzes 7 eingesteckt und mittels eines nicht dargestellten Verteilerblocks fi­ xiert. Aus diesem Verteilerblock wird der erwärmte und ver­ flüssigte Kunststoff durch den Düsenkopf 1a und durch das Dü­ senrohr 2 in Richtung des Pfeiles 5 unter hohem Druck in eine Form 6 eingespritzt, welche in dem Formeinsatz 7 eine Kavität 8 mit der Kontur des zu spritzenden Kunststoffteiles auf­ weist. Der Formeinsatz 7 weist eine Aufnahmeöffnung 9 auf, über die der flüssige Kunststoff entlang einer Düsenspitze 10 in die Kavität 8 eingespritzt wird.

Damit die Düsenspritze 10 exakt in der Einspritzöffnung der Kavität 8 zentriert wird, ist sie über eine annähernd konisch gestalteten Zentrierabschnitt 11 mit dem Düsenrohr 2 verbun­ den. Die eigentliche Zentrierung erfolgt aber erfindungsgemäß über einen zusätzlichen Dichtring 13, der an einem Stufenab­ satz 12 des Formeinsatzes 7 anliegt. Mit diesem Dichtring 13 wird die Aufnahmeöffnung 9 des Formeinsatzes abgedichtet, so daß ein Entweichen des Kunststoffes nach außen verhindert wird.

Wie in Fig. 2 in vergrößerter Form dargestellt ist, besteht der Dichtring 13 aus einem Kunststoffring 14 mit L-förmigem Querschnitt und einem mit dem Kunststoffring ineinanderge­ steckten Metallring 15 von entgegengesetzt L-förmigem Quer­ schnitt. Dieser Metallring 15, beispielsweise aus Titan, hilft einen erhöhten Verschleiß zu vermeiden und somit die Standzeit des Werkzeugs zu erhöhen, während die Dichtflächen, insbesondere im Umfangsbereich 17 durch den Kunststoff gebil­ det werden, so daß der Wärmeabfluß vom Heißkanal zum Formein­ satz deutlich reduziert wird. Mit einer derartigen Gestaltung kann beispielsweise die Fertigungstemperatur um annähernd 30° gesenkt werden.

Wichtig ist bei dieser Gestaltung des Dichtrings 13, daß der untere Ringabschnitt 11a des aus Metall, vorzugsweise Titan, bestehenden Zentrierabschnittes 11 nur den Kunststoffring 14 berührt und keine Wärmebrücke zu dem inneren Ringabschnitt des Metallrings 15 bildet.

Fig. 3 zeigt eine etwas abgewandelte Gestaltung des Dicht­ ringes 13. Er besteht in diesem Fall aus einem äußeren Kunst­ stoffring 24 mit L-förmigem Querschnitt und einem konzen­ trisch eingesetzten Metallring 25. In diesem Fall kann der Wärmeübergang zusätzlich gesenkt werden, wobei allerdings ein erhöhter Verschleiß in Kauf genommen werden muß.

Fig. 4 zeigt eine weitere Abwandlung des Dichtungsrings 13. Er wird in diesem Fall aus einem einfachen äußeren Kunst­ stoffring 34 mit einfachem, rechteckigem Querschnitt und ei­ nem inneren Metallring 35 mit ebenfalls rechteckigem Quer­ schnitt gebildet.

Fig. 5 zeigt noch eine weitere Abwandlung, nämlich einen Dichtungsring 13, der gänzlich aus einem Kunststoffring 44 mit L-förmigem Querschnitt gebildet ist. Diese Ausführungs­ form erzielt die größte Wärmeisolierung, hat allerdings auch den größeren Werkzeugverschleiß.

Claims (7)

1. Heißkanaldüse für eine Spritzgußform (6) mit einem beheiz­ baren, einen Heißkanal (2) einschließenden Düsenschaft (3), einer Düsenspitze (10) und einem zwischen dem Düsenschaft (3) und der Düsenspitze (10) angeordneten Zentrierabschnitt (11), welcher abdichtend in eine Aufnahmeöffnung (9) eines Formein­ satzes (7) einpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt zwischen dem Zentrierabschnitt (11) und der Wand (12) der Aufnahmeöffnung durch einen Dichtungsring (13) ge­ bildet wird, dessen Querschnitt zu einem wesentlichen Teil durch einen isolierenden, wärmebeständigen und druckfesten Kunststoff gebildet wird.

2. Heißkanaldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dich­ tungsring (13) gänzlich aus Kunststoff (44) besteht.

3. Heißkanaldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dich­ tungsring (13) aus einem Metallring (15; 25; 35) und einem Kunststoffring (14; 24; 34) zusammengesetzt ist.

4. Heißkanaldüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Me­ tallring (25; 35) und der Kunststoffring (24; 34) koaxial in­ einanderliegen.

5. Heißkanaldüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Me­ tallring (15) und/oder der Kunststoffring (14) einen L- förmigen Querschnitt aufweisen und teilweise einander über­ lappen.

6. Heißkanaldüse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Me­ tallring (15; 25; 35) aus Titan besteht.

7. Heißkanaldüse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunst­ stoffring aus Polyimid besteht.