DE10037739B4

DE10037739B4 - Heißkanaldüse für eine Spritzgußform

Info

Publication number: DE10037739B4
Application number: DE2000137739
Authority: DE
Inventors: Bernd Hilpp; Martin Mannherz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: ROHWEDDER MICROTECH GMBH & CO. KG, 76646 BRUCHSAL,
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2020-08-03
Also published as: DE10037739A1

Abstract

Heißkanaldüse für eine Spritzgußform (6) mit einem beheizbaren, 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 Formeinsatzes (7) einpreßbar ist, wobei der Kontakt zwischen dem Zentrierabschnitt (11) und der Wand (12) der Aufnahmeöffnung durch einen Dichtungsring (13) aus einem isolierenden, wärmebeständigen und druckfesten Material gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (13) aus einem Metallring (15; 25; 35) und einem Kunststoffring (14; 24; 34) zusammengesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißkanaldüse für eine Spritzgußform mit einem beheizbaren, einen Heißkanal einschließenden Düsenschaft, einer Düsenspitze und einem zwischen dem Düsenschaft und der Düsenspitze angeordneten Zentrierabschnitt, welcher abdichtend in eine Aufnahmeöffnung eines Formeinsatzes einpreßbar ist, wobei der Kontakt zwischen dem Zentrierabschnitt und der Wand der Aufnahmeöffnung durch einen Dichtungsring aus einem isolierenden, wärmebeständigen und druckfesten Material gebildet wird.
In der Spritzgußtechnik erfordert der hohe Einspritzdruck eine 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 Temperaturen von 80°C bis 180°C erwärmt wird, ergibt sich ein beträchtlicher Wärmeverlust von der Heißkanaldüse über die metallische Abdichtung zur Spritzgußform. Um diesen Wärmeverlust auszugleichen, ist es notwendig, die Heißkanaldüse auf eine höhere Temperatur aufzuheizen, als dies für die Fließeigenschaften des Kunststoffs notwendig wäre. Abgesehen von der Verlustwärme hat dies vor allem den Nachteil, daß sich während auftretender Verweilzeiten das Kunststoffgranulat bei diesen erhöhten Temperaturen zersetzt.

Aus der EP 0 927 617 A1 ist eine Heißkanaldüse der eingangs genannten Art bekannt, die in einem der dort gezeigten Ausführungsbeispiele einen Dichtungsring mit L-förmigem Querschnitt aufweist. Dieser Dichtungsring besteht dort vorzugsweise aus Titan, das eine gute Wärmeisolation zwischen dem unteren Ende des Düsenschaftes und der Wand des Formeinsatzes bewirken soll. Allerdings kann, durch das Metall nicht die gleiche Wärmeisolation wie mit Kunststoffen erzielt werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Heißkanaldüse so zu gestalten, daß eine weitere deutliche Reduzierung der Dauerlauftemperatur möglich ist, so daß auch bei höheren Verweilzeiten Zersetzungserscheinungen des Granulats vermieden werden können.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel mit einer Heißkanaldüse der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Dichtungsring aus einem Metallring und einem Kunststoffring zusammengesetzt ist.

Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung des Dichtungsringes aus Kunststoff und Metall wird einerseits eine hohe Wärmeisolation und andererseits eine gute Verschleißfestigkeit erreicht, wobei der metallische Querschnitt in den besonders verschleißgefährdeten Bereichen vorgesehen ist. Der Metallring und der Kunststoffring, die zusammen den Dichtungsring bilden, liegen koaxial ineinander, wobei sie teilweise mit entgegengesetzt L-förmigen Querschnitten überlappend zusammengefügt sein können. Als Metall kommt vorzugsweise Titan in Betracht, während als Kunststoffmaterial ein Polyimid, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen Vespel^® erhältlich ist, oder ein anderer Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften in Betracht.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Heißkanaldüse in Verbindung mit einem Formeinsatz,
2 einen vergrößerten Detailausschnitt der Düsenspitze in dem Formeinsatz aus 1,
3 und 4 zwei verschiedene Abwandlungen in der Querschnittsgestaltung eines Dichtungsrings.
Die in 1 und 2 gezeigte Heißkanaldüse 1 besitzt einen Düsenkopf 1a mit einem daran anschließenden Düsenrohr 2, welches 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 fixiert. Aus diesem Verteilerblock wird der erwärmte und verflüssigte Kunststoff durch den Düsenkopf 1a und durch das Düsenrohr 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 aufweist. 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 verbunden. Die eigentliche Zentrierung erfolgt aber erfindungsgemäß über einen zusätzlichen Dichtring 13, der an einem Stufenabsatz 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 2 in vergrößerter Form dargestellt ist, besteht der Dichtring 13 aus einem Kunststoffring 14 mit L-förmigem Querschnitt und einem mit dem Kunststoffring ineinandergesteckten Metallring 15 von entgegengesetzt L-förmigem Querschnitt. 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 gebildet werden, so daß der Wärmeabfluß vom Heißkanal zum Formeinsatz 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.
3 zeigt eine etwas abgewandelte Gestaltung des Dichtringes 13. Er besteht in diesem Fall aus einem äußeren Kunststoffring 24 mit L-förmigem Querschnitt und einem konzentrisch eingesetzten Metallring 25. In diesem Fall kann der Wärmeübergang zusätzlich gesenkt werden, wobei allerdings ein erhöhter Verschleiß in Kauf genommen werden muß.
4 zeigt eine weitere Abwandlung des Dichtungsrings 13. Er wird in diesem Fall aus einem einfachen äußeren Kunststoffring 34 mit einfachem, rechteckigem Querschnitt und einem,inneren Metallring 35 mit ebenfalls rechteckigem Querschnitt gebildet.

Claims

Heißkanaldüse für eine Spritzgußform (6) mit einem beheizbaren, 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 Formeinsatzes (7) einpreßbar ist, wobei der Kontakt zwischen dem Zentrierabschnitt (11) und der Wand (12) der Aufnahmeöffnung durch einen Dichtungsring (13) aus einem isolierenden, wärmebeständigen und druckfesten Material gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (13) aus einem Metallring (15; 25; 35) und einem Kunststoffring (14; 24; 34) zusammengesetzt ist.
Heißkanaldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (25; 35) und der Kunststoffring (24; 34) koaxial ineinanderliegen.
Heißkanaldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (15) und der Kunststoffring (14) jeweils entgegengesetzte L-förmige Querschnitte aufweisen und einander teilweise überlappen.
Heißkanaldüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring aus Polyimid besteht.