DE102004009806B3

DE102004009806B3 - Spritzgießdüse

Info

Publication number: DE102004009806B3
Application number: DE102004009806A
Authority: DE
Inventors: Swen Spuller; Vincenc Selak
Original assignee: Otto Maenner Heisskanalsysteme GmbH and Co KG
Current assignee: Otto Maenner Innovation GmbH
Priority date: 2004-02-28
Filing date: 2004-02-28
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2024-02-29
Also published as: US7306453B2; US20050191382A1

Abstract

Eine Spritzgießdüse 1 mit einer Austrittsöffnung 5 für den Spritzguß, welche von einem Zuführkanal 8 gespeist wird, der an seinem der Austrittsöffnung 5 gegenüberliegenden Ende eine Eingangsöffnung 9 aufweist, wobei die Spritzgießdüse 1 derart in einen Grundkörper 3 des Spritzgießwerkzeugs einbaubar ist, daß die Verbindung mit dem Grundkörper 3 mittels wenigstens eines ersten schlecht wärmeleitenden Elements 2 hergestellt ist, dessen Wärmeleitwert geringer ist als der Wärmeleitwert des Grundkörpers 3, ist dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element 2 fest mit der Spritzgießdüse 1 verbunden ist. DOLLAR A Ein Spritzgießwerkzeug mit wenigstens einer Spritzgießdüse 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzgießdüse 1 in der vorgenannten Weise ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießdüse mit einer Austrittsöffnung für den Spritzguß, welche von einem Zuführkanal gespeist wird, der an seinem der Austrittsöffnung gegenüberliegenden Ende eine Eingangsöffnung aufweist, wobei die Spritzgießdüse derart in einen Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs einbaubar ist, daß die Verbindung mit dem Grundkörper mittels wenigstens eines ersten schlecht wärmeleitenden Elements hergestellt ist, dessen Wärmeleitwert geringer ist, als der Wärmeleitwert des Grundkörpers.

Eine derartige Spritzgießdüse ist beispielsweise aus der EP 0 920 969 A1 bekannt.

Um hohen Qualitätsansprüchen zu genügen ist es erforderlich, daß die Spritzgießdüse mit sehr hoher Präzision in dem Grundkörper eines Spritzgießwerkzeugs eingebaut ist. Insbesondere muß eine Spritzgießdüse dann mit sehr hoher Präzision in dem Grundkörper eines Spritzgießwerkzeugs eingebaut sein, wenn die Spritzgießdüse einen sogenannten Nadelverschluß hat. Denn es ist für eine einwandfreie Funkti on sowie hohe Standzeit eines Spritzgießwerkzeugs wesentlich, daß die Verschlußnadel zentrisch in die Austrittsöffnung der Spritzgießdüse eingeführt werden kann. Spritzgießdüsen sind daher regelmäßig mit einem Paßsitz in dem Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs eingebaut.

Durch den Paßsitz wird aber ein sehr gut wärmeleitender Übergang von der Spritzgießdüse zu dem Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs gebildet. Dies ist insbesondere bei Heißkanal-Spritzgießwerkzeugen sehr nachteilig. Denn um ein qualitativ hochwertiges Spritzgußteil herstellen zu können, ist es erforderlich, daß das Spritzgut innerhalb einer betreffenden Heißkanaldüse einen relativ konstanten Temperaturverlauf hat. So läßt insbesondere bei hochtechnischen Anwendungen die zu verarbeitende Formmasse ein extrem kleines Verarbeitungstemperaturfenster zu.

Um beispielsweise durch Wärmeableitung hervorgerufene Temperaturänderungen des sich in der Spritzgießdüse befindlichen Spritzgutes zu vermeiden werden häufig an oder in der Nähe der Spitzgießdüse besondere Wärmequellen angeordnet. Dies ist jedoch sehr aufwendig.

Ordnet man beispielsweise zwischen der Spritzgießdüse und dem Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs einen Ring oder eine Scheibe aus Keramik an, wird zwar der Wärmeübergangswiderstand zwischen der Spritzgießdüse und dem Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs erhöht, wodurch die Wärmeableitung aus der Spritzgießdüse verringert wird, jedoch geht dies zu Lasten einer präzisen Anordnung der Spritzgießdüse in dem Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs. Denn durch den Keramikring beziehungsweise die Keramikscheibe ist es nicht mehr möglich, die Spritzgießdüse mittels eines Paßsitzes in dem Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs anzuordnen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Spritzgießdüse derart auszubilden, daß der Wärmeübergangswiderstand zwischen der Spritzgießdüse und dem Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs hoch ist und die Spritzgießdüse mit Paßsitz in dem Grundkörper anordenbar beziehungsweise angeordnet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist eine Spritzgießdüse mit einer Austrittsöffnung für den Spritzguß, welche von einem Zuführkanal gespeist wird, der an seinem der Austrittsöffnung gegenüberliegenden Ende eine Eingangsöffnung aufweist, wobei die Spritzgießdüse derart in einen Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs einbaubar ist, daß die Verbindung mit dem Grundkörper mittels wenigstens eines ersten schlecht wärmeleitenden Elements hergestellt ist, dessen Wärmeleitwert geringer ist, als der Wärmeleitwert des Grundkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element fest mit der Spritzgießdüse verbunden ist.

Dadurch, daß das erste Element fest mit der Spritzgießdüse verbunden ist, läßt sich das erste Element beziehungsweise die Spritzgießdüse noch nach dem Anbringen des ersten Elements auf der Spritzgießdüse formgebend bearbeiten. Durch die feste Verbindung des ersten Elements mit der Spritzgießdüse läßt sich die Spritzgießdüse beziehungsweise das auf ihr angebrachte erste Element insbesondere mit höchster Genauigkeit beschleifen. Es ist somit möglich, die Spritzgießdüse beziehungsweise das erste Element so zu bearbeiten, daß die Spritzgießdüse mit Paßsitz in dem Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs angeordnet werden kann.

Wenngleich es auch möglich ist, die Spritzgießdüse mittels eines schlecht wärmeleitenden Elements in dem Grundkörper anzuordnen, so ist es dennoch sehr vorteilhaft, wenn ein zweites schlecht wärmeleitendes Element vorhanden ist, und die beiden Elemente so angeordnet sind, daß das erste Element im Bereich der Eingangsöffnung des Zuführkanals und das zweite Element im Bereich der Austrittsöffnung der Spritzgießdüse angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste Element und/oder das zweite Element aus Keramik besteht, wie dies bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist. Keramik hat einerseits einen sehr hohen Wärmewiderstand und läßt sich andererseits sehr gut formgebend bearbeiten.

Sehr vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das erste und/oder zweite Element mit der Spritzgießdüse mittels Kraftschluß verbunden, beispielsweise verklebt ist. Hierdurch sind das erste Element und gegebenenfalls das zweite Element sehr fest mit der Spritzgießdüse verbunden, was sich vorteilhaft auf die formgebende Bearbeitung auswirkt.

Statt daß das erste Element und auch das zweite Element mit der Spritzgießdüse verklebt ist, kann das erste Element und/oder das zweite Element mit der Spritzgießdüse verlötet sein, sofern dies vorteilhaft sein sollte. Denn auch mittels einer Verbindung durch Löten sind die Elemente so fest mit der Spritzgießdüse verbunden, daß eine präzise formgebende Bearbeitung der Spritzgießdüse beziehungsweise der Elemente möglich ist.

Wenngleich die feste Verbindung mittels Kraftschluß auch vorzuziehen ist, so kann das erste Element und auch das zweite Element mittels Formschluß mit der Spritzgießdüse verbunden sein, sofern dies vorteilhaft sein sollte. So kann das erste Element und auch das zweite Element beispielsweise mittels eines Gewindes oder einer schwalbenschwanzförmigen Nut mit der Spritzgießdüse verbunden sein.

Das erste Element und/oder das zweite Element müssen die Spritzgießdüse nicht vollständig umschließen. So könnten die Elemente statt beispielsweise als Ring ausgebildet zu sein, als Segmente ausgebildet sein, welche beispielsweise mittels einer Schwalbenschwanzführung mit der Spritzgießdüse verbunden sind. Dennoch ist es besonders vorteilhaft, wenn wenigstens das zweite Element die Spritzgießdüse vollständig umschließt, wie dies bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Abdichtung gegen Leckage währen des Spritzprozesses erreicht werden. Denn durch die präzise Bearbeitung des zweiten Elements wird nicht nur erreicht, daß die Spritzgießdüse mit sehr hoher Präzision in dem Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs angeordnet werden kann, sondern darüber hinaus auch noch ein sehr dichter Übergang von der Spritzgießdüse zum Grundkörper geschaffen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Spritzgießwerkzeugs lassen sich Spritzgießdüsen mit hoher Präzision in den Grundkörper des Spritzgießwerkzeugs einbauen, wobei zwischen der Spritzgießdüse und dem Grundkörper ein hoher Wärmeübergangswiderstand vorhanden ist. Da sich die Spritzgießdüsen bezüglich ihrer Geometrie nicht von Spritzgießdüsen unterscheiden, welche kein schlecht wärmeleitendes Element aufweisen, lassen sich die erfindungsgemäß ausgebildeten Spritzgießdüsen genauso einfach handhaben, wie herkömmliche Spritzgießdüsen. Darüber hinaus ist es problemlos möglich, herkömmliche Spritzgießdüsen durch erfindungsgemäße Spritzgießdüsen zu ersetzen. Hierdurch ist es möglich, bereits vorhandene Spritzgießwerkzeuge nachträglich in erfindungsgemäßer Weise zu modifizieren.

Somit ist des weiteren gemäß der Erfindung ein Spritzgießwerkzeug mit wenigstens einer Spritzgießdüse, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzgießdüse in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildet ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt
1 eine Spritzgießdüse im Schnitt und
2 einen Ausschnitt eines Spritzgießwerkzeugs mit einer in einem Grundkörper eines Spritzgießwerkzeugs angeordneten Spritzgießdüse im Schnitt.
Wie 1 entnommen werden kann, weist eine Spritzgießdüse 1 eine Austrittsöffnung 5 für den Spritzguß auf. Die Austrittsöffnung 5 bildet das Ende eines Zuführkanals 8, dessen der Austrittsöffnung 5 gegenüberliegendes Ende eine Eingangsöffnung 9 bildet.
Die Spritzgießdüse 1 ist an ihrem die Austrittsöffnung 5 aufweisenden Ende konisch ausgebildet. Des weiteren weist die Spritzgießdüse 1 an diesem Ende einen rings umlaufenden Absatz auf, welcher eine Ausnehmung bildet, in der ein ein zweites Element bildender zweiter Keramikring 4 angeordnet ist. Der zweite Keramikring 4 ist durch Verkleben fest mit der Spritzgießdüse 1 verbunden.
An ihrem der Austrittsöffnung 5 gegenüberliegenden Ende ist der Durchmesser der Spritzgießdüse 1 vergrößert, wodurch ein Kopf ähnlich wie bei einer Schraube vorhanden ist. An seiner der Austrittsöffnung 5 zugewandten äußeren Kante weist der Kopf eine Ausnehmung auf, in der ein erstes schlecht wärmeleitendes Element bildender erster Keramikring 2 angeordnet ist. Der erste Keramikring 2 ist durch Verkleben fest mit der Spritzgießdüse 1 verbunden.
Durch die feste Verbindung mit der Spritzgießdüse 1 konnten der erste Keramikring 2 und der zweite Keramikring 4 nach dem Aufbringen auf die Spritzgießdüse 1 beschliffen werden. Durch das Beschleifen entstanden am zweiten Keramikring 4 eine äußerst maßhaltige Fläche 4a, welche mit der entsprechenden Stelle des Grundkörpers 3 einen Paßsitz bildet, sowie am ersten Keramikring 2 eine seitliche Fläche 2a sowie eine untere Fläche 2b, welche ebenfalls sehr maßhaltig ausgebildet sind und mit den entsprechenden Stellen des Grundkörpers 3 einen Paßsitz bilden.
Wie 2 entnommen werden kann, ist in einer Ausnehmung 10 eines Grundkörpers 3 eines Spritzgießwerkzeugs eine Spritzgießdüse 1 angeordnet. Die Spritzgießdüse 1 entspricht im wesentlichen der zuvor beschriebenen Spritzgießdüse 1. Gleiche Elemente sind daher mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Spritzgießdüse 1 ist mittels eines Paßsitzes, welcher durch die maßhaltige Fläche 4a des zweiten Keramikrings 4 sowie die maßhaltigen Flächen 2a, 2b des ersten Keramikrings 2 mit den entsprechenden Stellen des Grundkörpers 3 gebildet wird, in dem Grundkörper 3 angeordnet.
Im Gegensatz zu der in 1 dargestellten Spritzgießdüse 1 weist die in 2 dargestellte Spritzgießdüse 1 in ihrem Zuführkanal 8 eine axial bewegliche Verschlußnadel 7 auf, mittels welcher die Austrittsöffnung 5 verschließbar ist. Dadurch, daß die Spritzgießdüse 1 mittels eines Paßsitzes im Grundkörper 3 des Spritzgießwerkzeugs angeordnet ist, ist die Verschlußnadel 7 mit sehr großer Genauigkeit konzentrisch zur Austrittsöffnung 5 angeordnet. Dies wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Reibung zwischen der Verschlußnadel 7 und der Wandung des Zuführkanals 8 aus, wodurch sich die Zuverlässigkeit sowie die Standzeit des Spritzgießwerkzeugs erhöht. In gleicher Weise ist die Austrittsöffnung 5 konzentrisch mit einer im Grundkörper 3 des Spritzgießwerkzeugs ausgebildeten Anspritzöffnung 6 angeordnet.
Durch die hohe Maßhaltigkeit der Fläche 4a des zweiten Keramikrings 4 wird zudem noch erreicht, daß zwischen dem zweiten Keramikring 4 und dem Grundkörper 3 kein Spalt besteht, wodurch die Ausnehmung 10 gegen Leckage während des Spritzprozesses abgedichtet ist.

Claims

Spritzgießdüse (1) mit einer Austrittsöffnung (5) für den Spritzguß, welche von einem Zuführkanal (8) gespeist wird, der an seinem der Austrittsöffnung (5) gegenüberliegenden Ende eine Eingangsöffnung (9) aufweist, wobei die Spritzgießdüse (1) derart in einen Grundkörper (3) des Spritzgießwerkzeugs einbaubar ist, daß die Verbindung mit dem Grundkörper (3) mittels wenigstens eines ersten schlecht wärmeleitenden Elements (2) hergestellt ist, dessen Wärmeleitwert geringer ist, als der Wärmeleitwert des Grundkörpers (3), dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (2) fest mit der Spritzgießdüse (1) verbunden ist.
Spritzgießdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites schlecht wärmeleitendes Element (4) vorhanden ist, wobei das erste Element (2) im Bereich der Eingangsöffnung (9) und das zweite Element (4) im Bereich der Austrittsöffnung (5) angeordnet ist.
Spritzgießdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (2) und/oder das zweite Element (4) aus Keramik besteht.
Spritzgießdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (2) und/oder das zweite Element (4) mit der Spritzgießdüse (1) verklebt ist.
Spritzgießdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (2) und/oder das zweite Element (4) mit der Spritzgießdüse (1) verlötet ist.
Spritzgießdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das zweite Element (4) die Spritzgießdüse (1) vollständig umschließt.