DE10351738A1

DE10351738A1 - Spritzgießdüse mit ebener Heizeinrichtung

Info

Publication number: DE10351738A1
Application number: DE10351738A
Authority: DE
Inventors: George Toronto Olaru
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2004-07-15
Also published as: US20040091566A1; CN1520991A; DE60322649D1; JP2005132075A; CA2448706A1; CN100548620C; EP1418036A2; EP1418036B1; EP1418036A3; US7156648B2

Abstract

System und Verfahren zur Herstellung von Spritzgussteilen, die eine oder mehrere ebene Heizung(en) umfassen, die mit einer oder mehreren Seite(n) der jeweils einen oder jeder der mehreren Düse(n) gekoppelt, befestigt oder abnehmbar befestigt ist/sind. Die abnehmbar befestigte Kopplung ermöglicht die Sichtprüfung, die Prüfung, die Entfernung und/oder den Austausch der Heizvorrichtung. Die ebene Heizvorrichtung kann eine Trägervorrichtung aufweisen, auf der ein elektrischer Widerstandsweg aufgebracht ist. Der elektrische Widerstandsweg kann einen beliebigen Zwischenraum bzw. eine beliebige Anzahl elektrischer Widerstandsleitungen aufweisen, derart, dass ein longitudinales gleichmäßiges Heizprofil entlang einem Schmelzeflusskanal der einen oder der mehreren Düse(n) erzeugt wird, wenn die Düsen im Einsatz sind.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Nutzen bzw. Schutz gemäß 35 U.S.C. (United States Code) § 119(e) für die vorläufige US-Anmeldung Nr. 60/424,004, eingereicht am 6. November 2002, mit dem Titel „Injection Nozzle With Planar Heater", die durch Bezugnahme darauf in vollem Umfang Bestandteil des vorliegenden Dokuments bildet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind die Beheizung von und Heizungen für Spritzgießdüsen – insbesondere für Spritzgießdüsen, die in Spritzgießanwendungen zum Einsatz kommen.

Düsen, Düsenanordnungen und Mikro-Düsenanordnungen sind für viele Anwendungen einsetzbar. Eine Anwendung ist der Spritzguss. In einem Spritzgießvorgang wird Idealerweise eine konstante bzw. konsistente Viskosität und Geschwindigkeit eines Schmelzestroms aus schmelzbarem Material durch die eine bzw. durch die mehreren Düse(n) aufrechterhalten. Werden die Viskosität und die Geschwindigkeit des Schmelzestroms auf einem konstanten Wert gehalten, können Gegenstände mit gleichmäßigem Aussehen gefertigt werden. Eine Möglichkeit zur Steuerung bzw. Aufrechterhaltung der Viskosität und der idealen Schmelzestromgeschwindigkeit besteht in der gleichmäßigen Heizung entlang eines Düsenkanals in jeder Düse, die zur Formung des Gegenstands verwendet wird.

In einer Düse mit kreisförmigem Querschnitt kann eine Heizvorrichtung eine spiralförmige Spule enthalten, die um einen zylindrischen Düsenkörper gewickelt ist.

13 zeigt eine konventionelle Düse 1302. In einer Düse 1302 mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt kann die Heizung durch Einsetzen eines Heizstabs 1304 entlang einer gesamten Länge des Düsenkanals 1308 realisiert werden. Der Heizstab 1304 ist in einem Gehäuse 1302 befestigt, das den Düsenkanal 1308 einschließt. Diese Anordnung resultiert in einer nahezu idealen Konsistenz hinsichtlich Viskosität und Schmelzestromgeschwindigkeit. Da jedoch die Wärmeübertragung nur entlang einer Seite des Düsenkanals 1308 erfolgt und nur ein kleiner Oberflächenbereich des Heizstabs 1304 an den Düsenkanal 1308 angrenzt, bestehen immer noch einige Bereiche des Schmelzestroms mit unterschiedlicher Viskosität und Fließgeschwindigkeit. Dies ist insbesondere bei geringen bzw. engen Zwischenräumen zwischen den Düsen 1302 der Fall.

Einige Beispiele für Flachdüsen sind die von Mold Masters^® Limited, Gunther Hotrunner Systems und Heitec gefertigten Düsen. Eine beispielhafte Flachdüse findet sich in US-Patent Nr. 4,923,387 („das -387-Patent"), das eine mit einer Düse verbundene elektrische Heizplatte zeigt. Die äußere Form der Düse ist nicht definiert. Eine weitere beispielhafte Flachdüse findet sich in US-Patent Nr. 4,793,795 („das -795-Patent"), das eine mit einer spiralförmigen Heizung beheizte Flachdüse zeigt, wobei die Heizung in der zylindrischen Oberfläche der Flachdüse eingebettet ist. Im -387- und -795-Patent, die an den Zessionar der vorliegenden Erfindung abgetreten bzw. auf diesen übertragen sind, handelt es sich beim Heizelement der Heizung um einen spiralförmigen Draht, der eine dreidimensionale (3D-)Struktur aufweist, die einen ganz erheblichen Platz um die bzw. in der Düse beansprucht. Dies macht die im -387- und -795-Patent gezeigten Düsen für die innere Gusssteuerung und für Anwendungen mit geringen Zwischenräumen etwas sperrig und unpraktisch. Beide Dokumente bilden durch Bezugnahme darauf in vollem Umfang Bestandteil des vorliegenden Dokuments.

Düsen mit geringen Zwischenräumen mit vollständig flachen seitlichen Oberflächen sind in der DE 19723374 („das DE -374-Dokument") für Drach gezeigt, die am 18. Dezember 1997 veröffentlicht wurde, und die auf die Heitec Heißkanaltechnik GmbH übertragen ist und durch Bezugnahme darauf in vollem Umfang Bestandteil des vorliegenden Dokuments bildet. Um den Einfluss der Heizung auf die Düsengröße entlang einer Richtung auszuschalten, zeigt das DE -374-Dokument eine Düse mit einem rechteckigen Körper, einem Schmelzekanal und eine rohrförmige Heizung an nur einer Seite des Schmelzekanals. Die – hinsichtlich des Schmelzekanals – seitliche Anordnung der zylindrischen spiralförmigen Heizung vergrößert die Düsengröße in einer Richtung und begrenzt die Düsengröße in der anderen Richtung.

Eine ähnliche rechteckige Düse ist in der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 2002/0102322 A1 für Gunther („die -322-PPA") gezeigt, die am 1. August 2002 veröffentlicht wurde und durch Bezugnahme darauf in vollem Umfang Bestandteil dieses Dokuments bildet. In der -322-PPA ist die zylindrische Heizung entlang einer Seite des Schmelzekanals angeordnet. Ähnlich wie im DE -374-Dokument ist in der -322-PPA die Größe der Düse entlang einer Richtung vergrößert, wodurch sie für die innere Gusssteuerung kleiner Teile unpraktisch wird. Dies liegt daran, dass das DE -374-Dokument und die -322-PPA zylindrische bzw. 3D-Heizvorrichtungen vorsehen. Diese Heizvorrichtungen ergeben auch ein ungleichmäßiges Heizprofil entlang des Düsenschmelzekanals.

Der Einsatz von zylindrischen 3D-Dünn- und Dickfilmheizungen für die innere Gusssteuerung und für Anwendungen mit geringen, engen Abständen lässt sich mit den Düsenkonstruktionen erzielen, die im US-Patent Nr. 6,305,923 für Godwin et al. und im US-Patent Nr. 6,341,954 ebenfalls für Godwin et al. gezeigt sind, die beide auf die Husky Injection Molding Systems Ltd. übertragen sind. Ähnliche Runddüsen mit 3D-beschichteten Heizelementen sind in US-Patent Nr. 5,504,304 für Noguchi, US-Patent Nr. 5,973,296 für Juliano und WO 01/17317 für Gunther offengelegt. All diese Patente bilden durch Bezugnahme darauf in vollem Umfang Bestandteil des vorliegenden Dokuments. Sie zeigen verschiedene 3D-beschichtete Widerstandsheizelemente, die eine kompakte Konstruktion ergeben. Die Herstellung von beschichteten Widerstandsheizelementen auf einer zylindrischen bzw. 3D-Oberfläche stellt einerseits ein zeitaufwendiges Verfahren dar und andererseits ein Verfahren, das für die gleichzeitige Herstellung einer großen Anzahl von Heizelementen in Chargen nicht eingesetzt werden kann, die aus Heizungen mit gleichen geometrischen und funktionalen Eigenschaften bestehen. Die Verwendung eines flachen Heizmittels, das dauerhaft an einer Flachdüse angebracht ist, wird in der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 2003/0003188 A1 für Gunther („die -188-PPA") gezeigt, die durch Bezugnahme darauf in vollem Umfang Bestandteil des vorliegenden Dokuments bildet. Bei der -188-PPA muss die Heizvorrichtung jedoch dauerhaft mit der Flachdüse verbunden sein. Dies erhöht die Wartungs- und Austauschkosten, wenn die Heizung bzw. die Düse ausfällt.

Es wird daher eine ebene Heizvorrichtung bzw. eine flexible ebene Heizvorrichtung benötigt, die einfach von einer Düse mit mindestens einer flachen äußeren Oberfläche abnehmbar ist, und die die Konsistenz der Viskosität und der Fließgeschwindigkeit bei einem durch die Düse strömenden Schmelzestrom aufrechterhält.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sehen ein System mit einer oder mehreren Düse(n) vor, die mindestens eine flache äußere Oberfläche und eine abnehm- und montierbar ausgeführte ebene Heizvorrichtung (z.B. in starrer, flexibler Ausführung, in Filmausführung etc.) aufweisen, die mit der einen oder den mehreren Flachdüse(n) gekoppelt ist. Die eine bzw. die mehreren Flachdüse(n) können mindestens eine flache äußere Oberfläche und eine gekrümmte äußere Oberfläche, einen quadratischen Querschnitt, einen rechteckigen Querschnitt bzw. einen dreieckigen Querschnitt aufweisen. Die ebene Heizvorrichtung kann einen auf einer Trägervorrichtung aufgebrachten elektrischen Widerstandsweg aufweisen. Der aufgebrachte Widerstandsweg kann so ausgeführt sein, dass er ein gleichmäßiges, longitudinales Heizprofil längs eines Schmelzestromkanals erzeugt. Die ebene Heizvorrichtung kann mit einer oder mehreren Seite(n) und einem oder mehreren Abschnitten) der einen bzw. jeder der mehreren Düse(n) gekoppelt sein.

Andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sehen ein Herstellungsverfahren vor – einschließlich der Herstellung einer Folie/Platte mit einer oder mehreren aufgebrachten ebenen Heizvorrichtung(en), der Entfernung eines Bereichs der Folie/Platte entsprechend der Größe einer oder mehrerer Flach düse(n), und der lösbaren Befestigung des Folien-/Plattenbereichs an der einen bzw. den mehreren Flachdüse(n). Das Verfahren kann das Aufbringen eines elektrischen Widerstandswegs auf jeweils der einen bzw. auf jeder der mehreren eben gestalteten Heizvorrichtungen) einschließen. Das Verfahren kann auch vorsehen, dass der elektrische Widerstandsweg zur Erzeugung eines longitudinalen gleichmäßigen Wärmeprofils entlang eines Schmelzestromkanals der einen oder der mehreren Flachdüse(n) verwendet wird.

Weitere Ausführungsbeispiele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie die Struktur und Funktion der verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.

Die beigefügten Zeichnungen, die Bestandteil dieses Dokuments und Teil der Spezifikation bilden, illustrieren die vorliegende Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung des Weiteren der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung und dazu, dass einschlägige Fachleute die Erfindung realisieren und verwenden bzw. nutzen können.
1 und 2 zeigen eine Seitenansicht der verschiedenen beispielhaften Düsen- und Heizungsanordnungen gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
3, 4, 5 und 6 zeigen verschiedene Querschnittansichten der Düsen gemäß den verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine Seitenansicht eines beispielhaften Düsensatzes mit einer Einzelheizvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt eine Seitenansicht eines beispielhaften Düsensatzes mit einer Mehrfachheizvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 und 10 zeigen Querschnittansichten beispielhafter Düsensätze mit ebenen Heizungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt eine Querschnittansicht einer beispielhaften Düse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt eine Querschnittansicht der Düse in 11 entlang der Linie A-A in 11.
13 zeigt eine Querschnittansicht einer konventionellen Düsen- und Heizungsanordnung.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen können gleiche Referenznummern identische oder funktional ähnliche Elemente kennzeichnen. Außerdem kann/können die am weitesten links stehende(n) Ziffer(n) einer Referenznummer die Zeichnung angeben, in der die Referenznummer erstmals erwähnt wird.
DETALLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Überblick
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen ein System und ein Verfahren bereit, einschließlich einer oder mehrerer ebenen Heizvorrichtungen (z.B. in starrer, flexibler, Dünn- oder Dickfilmausführung etc.), die mit einer oder mehreren Seite(n) einer oder mehrerer Düse(n) (z.B. Flachdüse(n)) gekoppelt, daran befestigt oder daran abnehmbar befestigt sind (nachstehend insgesamt als „gekoppelt" bezeichnet). Die Kopplung kann mit Klebstoff, Kopplungsvorrichtungen, Befestigungsvorrichtungen o.ä. erfolgen (nachfolgend insgesamt als „Kopplungsvorrichtungen" bezeichnet). Diese Kopplungsvorrichtungen können die Sichtprüfung, die Prüfung, die Entfernung und/oder den Austausch der ebenen Heizvorrichtung vorsehen. Somit ist die ebene Heizvorrichtung – im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, bei denen sich ein Heizstab in einem Gehäuse befindet, das auch eine Düse einschließt – leicht zugänglich und einfach zu entfernen und auszutau schen, wenn diese Funktionen für ein Ausführungsbeispiel bzw. für eine Spezifikation einer Anwendung erforderlich sind.
In einem weiteren Aspekt der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann die ebene Heizvorrichtung eine Trägervorrichtung (z.B. einen dielektrischen Träger) aufweisen, auf der ein elektrischer Widerstandsweg aufgebracht ist. Der elektrische Widerstandsweg kann einen beliebigen Zwischenraum bzw. eine beliebige Anzahl elektrischer Widerstandsleitungen aufweisen derart, dass ein longitudinales gleichmäßiges Heizprofil entlang eines Schmelzeflusskanals der einen oder der mehreren Düse(n) erzeugt wird.
Bei der ebenen Heizvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann es sich um eine beliebige flexible oder starre ebene Heizung handeln, wie beispielsweise u.a. um Widerstandsheizungen, Platinenheizungen, Kaptonheizungen, Silikongummiheizungen, Micaheizungen, geometrische Heizungen, Spiraldrahtheizungen, Ätzfolienheizungen, keramische Heizungen, Heizungen aus gestanzter Folie, Heizungen auf der Basis leitender Tinte, Dünnfilmheizungen, Edelstahlheizungen, Thermofolienheizungen, Bandheizungen etc. Die Hersteller dieser Heizungen können – neben anderen global tätigen Unternehmen – sein: Advanced Ceramics Corporation, Minco, Ogden, Carlton Industrial Controls Ltd., Translogic Incorporated, Tayco, Johanson Companies, Watlow, Fast Heat, Seiki Corporation (Mitsui Group) und Kyocera.
Ebene Heizungen) und Düsenanordnungen
1 zeigt ein System 100 gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Das System 100 kann sich in einer Spritzgießvorrichtung befinden, die Spritzgussteile aus geschmolzenen Harzen formt. Das System 100 umfasst eine Düse 102 (z. B. eine Flachdüse) und eine abnehmbar befestigte Heizvorrichtung 104 (z.B. eine ebene Heizvorrichtung wie beispielsweise eine starre, flexible, Dünn- oder Dickfilm-Heizvorrichtung etc.). Wie vorstehend ausgeführt kann die Heizvorrichtung 104 mit allen bekannten Befestigungs- bzw. Kopplungsvorrichtungen befestigt werden, die ihre einfache Entfernung und ihren einfachen Austausch ermöglichen.
Die Heizvorrichtung 104 kann einen ersten Heizungsbereich 104A und einen zweiten Heizungsbereich 104B umfassen. Der erste Heizungsbereich 104A kann verwendet werden, um einen ersten Abschnitt 102A (z. B. den Düsenkopf) der Düse 102 zu heizen, und der zweite Heizabschnitt 104B kann verwendet werden, um einen zweiten Abschnitt 102B (z.B. den Düsenkörper) der Düse 102 zu heizen. Durch die Verwendung der Heizvorrichtung 104 grenzt eine größere Heizfläche an einen Fließkanal (nicht gezeigt), der längs durch die Düse 102 verläuft, als in herkömmlichen Systemen. Zu beachten ist, dass die Heizvorrichtung 104 in einem Ausführungsbeispiel mit der ersten und zweiten gegenüberliegenden Seite der Düse 102 gekoppelt werden kann. Dies kann die Wärme verstärken und die Gleichmäßigkeit der Wärmeverteilung über den gesamten Fließkanal verbessern. Somit kann bei Verwendung der Heizvorrichtung 104 dieser Anordnung das durch den Fließkanal strömende Material eine relativ hohe Konsistenz hinsichtlich Viskosität und Fließgeschwindigkeit aufweisen.
2 zeigt ein System 200 gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Das System 200 weist eine ähnliche Funktion wie System 100 auf. Ein Hauptunterschied zwischen dem System 200 und dem System 100 besteht darin, dass das System 200 eine Heizvorrichtung 204 umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie als einzelne Einheit sowohl einen Düsenkopf 202A als auch einen Düsenkörper 202B abdeckt.
3, 4, 5 und 6 zeigen verschiedene Querschnittansichten der Düsen 300, 400, 500 und 600 gemäß den verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. Zu beachten ist, dass die Düsen 100 und 200 jeden Querschnitt der 3–6 aufweisen können.
3 zeigt eine Querschnittansicht der Düse 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Düse 300 umfasst einen Düsenkörper 302, der mindestens eine gekrümmte (z.B. im Wesentlichen ebene) Seite oder Oberfläche 306 aufweist (z.B. konvex (zu einem Schmelzekanal 308 hin gekrümmt), konkav (von einem Schmelzekanal 308 weg gekrümmt) etc.). In einem ersten Ausführungsbeispiel kann die Heizvorrichtung 304 eine starre ebene Heizung sein, die mit Abstand zur an eine Seite des Düsenkanals 308 angrenzenden gekrümmten Seite 306 gekoppelt ist. In einem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Heizvorrichtung 304 entweder eine flexible ebene Heizung oder eine ebene Heizung mit einer gekrümmten Form sein, die an eine an eine Seite des Düsenkanals 308 angrenzende gekrümmte Seite 306 gekoppelt ist. In diesen Anordnungen wird eine größere Oberfläche des Düsenkanals 308 als in konventionellen Systemen durch die ebene Heizung 304 beheizt, um die Viskosität und Geschwindigkeit des Schmelzestroms (nicht gezeigt) aufrechtzuerhalten. Im zweiten Ausführungsbeispiel – wenn eine gekrümmte Heizvorrichtung 304 zum Einsatz kommt – kann die Formgebung auch dazu dienen, die Heizvorrichtung 304 in der gekrümmten Seite zu "verriegeln"; dies kann eine Schlupfverringerung bewirken.
4 zeigt eine Querschnittansicht der Düse 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Düse 400 schließt eine Heizvorrichtung 404 ein, die an eine Seite 406 des Düsenkörpers 402 (z.B. eines quadratischen oder rechteckigen Düsenkörpers) angrenzend an den Düsenkanal 408 gekoppelt ist. In dieser Anordnung wird eine größere Oberfläche des Düsenkanals 408 als in konventionellen Systemen durch die ebene Heizung 404 beheizt, um die Viskosität und die Geschwindigkeit eines Schmelzestroms (nicht gezeigt) aufrechtzuerhalten.
5 zeigt eine Querschnittansicht der Düse 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Düse 500 schließt einen Düsenkörper 502 (z.B. einen quadratischen oder rechteckigen Düsenkörper) ein, der mindestens eine erste und eine zweite gegenüberliegende Seite 506A bzw. 506B aufweist. Eine Heizvorrichtung 504 weist mindestens einen ersten Bereich 504A auf, der mit der ersten Seite 506A gekoppelt ist, und einen zweiten Bereich 504B, der mit der zweiten gegenüberliegenden Seite 506B des Düsenkörpers 502 gekoppelt ist, so dass sie sich angrenzend an den Düsenkanal 508 befinden. In dieser Anordnung wird mit der Heizvorrichtung 504 eine größere Oberfläche des Düsenkanals 508 als in konventionellen Systemen und in Systemen mit den vorstehend genannten Düsen 300 und 400 beheizt, um die Viskosität und Geschwindigkeit eines Schmelzestroms (nicht gezeigt) aufrechtzuerhalten.
6 zeigt eine Querschnittansicht der Düse 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Düse 600 umfasst einen Düsenkörper 602 (z. B. einen teilweise kreisförmigen und teilweise flachen Düsen körper) mit einer ersten Seite 606A und einer zweiten gegenüberliegenden Seite 606B. Eine Heizvorrichtung 604 weist einen ersten Bereich 604A und einen zweiten Bereich 604B auf. Der erste Bereich 604A ist an die erste Seite 606A und der zweite Bereich 604B an die zweite Seite 606B gekoppelt, so dass der erste und der zweite Bereich 604A und 604B an den Düsenkanal 608 angrenzen. In dieser Anordnung wird ähnlich wie bei der Düse 500 mit der ebenen Heizung 604 eine größere Oberfläche des Düsenkanals 608 als in konventionellen Systemen und in den Systemen 300 und 400 beheizt, um die Viskosität und Geschwindigkeit eines Schmelzestroms (nicht gezeigt) aufrechtzuerhalten.
Zu beachten ist dass, wie vorstehend erläutert, die Heizvorrichtungen 304, 404, 504 und/oder 604 abnehmbar an den Seiten 306, 406, 506A/B und/oder 606A/B gekoppelt werden können. Dadurch kann die Sichtprüfung, die einfache Prüfung, die Entfernung und/oder der Austausch der Heizvorrichtung 304, 404, 504 und/oder 604 vorgesehen werden.
Düsensätze und ebene Heizungsanordnungen
7 zeigt ein System 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System 700 umfasst einen Bereich mit Z-Düsen 702 (beispielsweise ist Z eine Ganzzahl größer als 1; z.B. Z = 3). In einem Ausführungsbeispiel kann es sich bei den Düsen 702 um eine wärmegesteuerte Düsenmatrix handeln. Eine geeignet bemessene Heizvorrichtung 704 ist mit den Düsen 702 gekoppelt, um ein gleichmäßiges longitudinales Heizprofil längs der Düsen 702 zu erzeugen. Die Heizvorrichtung 704 kann in Anordnung und Funktion den vorstehend erläuterten Heizvorrichtungen ähnlich sein.
8 zeigt eine Querschnittansicht eines Systems 800 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System 800 umfasst einen Bereich mit Z-Düsen 802 (z.B. Z = 3). Bei den Düsen 802 kann es sich um ventilgesteuerte Düsen mit Kolben 810 handeln, die mit Ventilnadeln 812 gekoppelt sind, die die Ventilöffnungen 814 öffnen bzw. schließen. Das Öffnen und Schließen der Ventilöffnungen 814 mit den Nadeln 812 kann einen Strom geschmolzenen Materials (nicht gezeigt) (z.B. flüssiges Harz) in einen Formhohlraum 816 steuern.
Das Öffnen und Schließen der Nadeln 812 kann mit den Kolben 810 gesteuert werden, die sich in die Richtungen der Pfeile 818 bewegen, wobei einzelne der Heizvorrichtung 804 mit den jeweiligen Düsen 802 gekoppelt sind. Die Heizvorrichtungen 804 können in Anordnung und Funktion ähnlich den vorstehend erläuterten Heizvorrichtungen sein.
7 und 8 zeigen somit einen Düsensatz 702 bzw. 802 (z.B. eine Düsenmatrix), der von einer Heizvorrichtung 704 bzw. einem Satz Heizvorrichtungen 804 gemäß den verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beheizt wird. Gruppen der Heizvorrichtungen 704 bzw. 804 können in langen Folien/Platten (nicht gezeigt) hergestellt werden (z.B. in Längen von ca. 30 m/100 Fuß, 300 m/1000 Fuß etc.). Verlangt ein Kunde ein spezielles Spritzgussteil, kann eine vorher festgelegte Anzahl Düsen 702 bzw. 802 gewählt werden, die die geforderte Spezifikation erfüllt. Nachdem eine Anzahl Düsen 702 bzw. 802 gewählt wurde, kann ein Teil der Folie/Platte mit Heizvorrichtungen 704 bzw. 804, der für die Abdeckung der Anzahl Düsen ausreicht, ausgeschnitten oder anderweitig aus der Folie/Platte entnommen werden. Nach der Entnahme wird/werden der/die Teile) abnehmbar mit einer oder mehreren Seite(n) (Oberfläche(n)) der Düse 702 bzw. 802 gekoppelt.
In einem Beispiel, das lediglich als Illustration dienen soll und nicht als Einschränkung beabsichtigt ist, kann in einem Fertigungsverfahren eine Folie/Platte mit ca. 30 m/100 Fuß mit Gruppen der Heizvorrichtungen 704 bzw. 804 produziert werden. Bestellt ein Kunde einen Gegenstand, für den fünf Düsen erforderlich sind, wird ein Teil der Folie/Platte entnommen, der der Länge für fünf Düsen entspricht. Diese Entnahme kann durch Perforation der Folie/Platte in verschiedenen Abständen, z. B. in Schritten von Längen für fünf oder zehn Düsen, erleichtert werden. Somit können mit den vorstehend erläuterten Verfahren und Anordnungen die Produktionszeit und die Lieferzeit für eine Kundenbestellung erheblich verkürzt werden.
9 zeigt eine Querschnittansicht eines Systems 900 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System 900 umfasst Düsen 902 mit Heizvorrichtungen 904 und einer Beschichtung 920 (z.B. einer Isolierbeschichtung), die mit einer oder mehreren Seite(n) 906 gekoppelt ist. In die sem Ausführungsbeispiel können die Düsen 902 dreiseitige Düsen sein. Zu beachten ist, dass jede Düse 902 eine, zwei oder drei Heizvorrichtungen 904 und eine, zwei oder drei Beschichtungen 920 aufweisen kann. Die Düsen 902 umfassen auch Düsenkanäle 908. Es ist zu beachten, dass je nach Spezifikation eines Endnutzers ein System 900 eine beliebige Düsenzahl umfassen kann.
Weiter ist in 9 ein Zwischenraum P gezeigt, der dem Abstand zwischen den Längsachsen der aneinandergrenzenden Düsen 902 entspricht. Werden mehr als eine Düse 902 verwendet, resultiert eine bevorzugte Anordnung in einem System mit engem bzw. geringem Zwischenraum, wie es für Fachleute aus dieser Beschreibung ersichtlich ist. Mit den Heizvorrichtungen 904 kann der Zwischenraum P beim System 900 erheblich kleiner als bei herkömmlichen Systemen ausfallen, wobei ein gleichmäßiges Längsprofil beibehalten wird.
10 zeigt eine Querschnittansicht des Systems 1000 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das System 1000 kann bis zu drei Düsenformen 1002A/B/C umfassen. Beispielsweise können die Düsen 1002A dreiseitige Düsen, die Düsen 1002B quadratische Düsen und die Düsen 1002C rechteckige Düsen sein. Bei Anordnung wie in diesem einen Ausführungsbeispiel gezeigt, ergibt ein Abstand der Düsen 1002A einen Zwischenraum P1, ein Abstand der Düsen 1002B einen Zwischenraum P2 und ein Abstand der Düsen 1002C einen Zwischenraum P3. Jeder dieser Zwischenräume P1, P2 und/oder P3 ermöglicht ein System mit engem bzw. geringem Zwischenraum, wie es für Fachleute aus dieser Beschreibung ersichtlich ist. Die Düsen 1002A, 1002B und 1002C können abnehmbar mit – je nach Bedarf – ein bis vier Heizvorrichtungen 1004 gekoppelt sein.
Beispielsystem mit mehreren Heizvorrichtungen
11 zeigt eine Querschnittansicht eines Systems 1100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. System 1100 umfasst eine Düse 1102 mit bis zu vier Heizvorrichtungen 1104 (siehe 12, Heizvorrichtungen 1104A–D), die abnehmbar mit der ersten bis vierten Seite bzw. Wänden 1106 (siehe 12, Seiten bzw. Wände 1106A–D) gekoppelt sind. Ein Düsen- bzw. Schmelzekanal 1108 verläuft längs durch die Düse 1002, so dass ein Schmel zestrom (nicht gezeigt) durch die Spitze 1118 der Düse 1102 in den Formhohlraum 1116 fließt.
12 zeigt eine Querschnittansicht des Systems 1100 entlang der Linie A-A. Aus dieser Ansicht geht hervor, dass an die Seiten 1106A–D der Düse 1102 Heizvorrichtungen 1104A–D gekoppelt sind.
Zu beachten ist, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere Anordnungen der ebenen Heizung und Düse in Betracht kommen. Auch kann sich die ebene Heizung auf jeder Seite der Düse befinden. Weist eine Seite keine Heizung auf, kann sie mit einer Schicht aus Wärmeisoliermaterial wie beispielsweise Keramik versehen sein. Die Filmheizung kann in einigen Fällen mit einer wärmeisolierenden Beschichtung abgedeckt sein.
Schlussfolgerung
Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, dass diese nur beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen sind. Für die einschlägigen Fachleute ist ersichtlich, dass verschiedene Änderungen an diesen die Form und die Details betreffend vorgenommen werden können, ohne vom Sinn, Zweck und Umfang der Erfindung abzuweichen. Somit dürfen die Breite und der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die vorstehend erläuterten beispielhaften Ausführungsbeispiele nicht eingeschränkt, sondern lediglich gemäß den folgenden Patentansprüchen und ihren Entsprechungen definiert werden.

Claims

Spritzgießsystem zur Herstellung von Spritzgussteilen, bestehend aus: einer oder mehreren Düsen mit mindestens einer flachen äußeren Oberfläche und einer abnehmbar befestigten ebenen Heizvorrichtung, die mit der mindestens einen flachen äußeren Oberfläche der einen oder der mehreren Flachdüse(n) gekoppelt ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei die ebene Heizvorrichtung einen auf einer Trägervorrichtung aufgebrachten elektrischen Widerstandsweg umfasst.
System gemäß Anspruch 2, wobei die Trägervorrichtung aus einer dielektrischen Trägervorrichtung besteht.
System gemäß Anspruch 2, wobei der aufgebrachte Widerstandsweg so konfiguriert ist, dass er ein gleichmäßiges longitudinales Heizprofil längs eines Schmelzekanals erzeugt.
System gemäß Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Düse(n) aus einer oder mehreren Spritzgießdüse(n) besteht/bestehen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Heizvorrichtung aus einer oder mehreren einzelnen ebenen Heizungen besteht, die mit einzelnen ebenen Heizungen der einen oder der mehreren Düse(n) gekoppelt ist/sind.
System gemäß Anspruch 1, wobei die Heizvorrichtung aus einer oder mehreren einzelnen ebenen Heizungen besteht, die mit einem oder mehreren Abschnitten) einzelner ebener Heizungen der einen oder der mehreren Düse(n) gekoppelt ist/sind.
System gemäß Anspruch 1, wobei die ebene Heizvorrichtung mit einer Seite der einen oder der mehreren Düse(n) gekoppelt ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei die ebene Heizvorrichtung besteht aus: einem ersten Bereich, der mit einer ersten Seite der einen oder der mehreren Düse(n) gekoppelt ist, und einem zweiten Bereich, der mit einer zweiten, gegenüberliegenden Seite der einen oder der mehreren Düse(n) gekoppelt ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei die ebene Heizvorrichtung besteht aus: einem ersten Bereich, der mit einem Kopfbereich der einen oder der mehreren Düse(n) gekoppelt ist, und einem zweiten Bereich, der mit einem Körperbereich der einen oder der mehreren Düse(n) gekoppelt ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei die ebene Heizvorrichtung besteht aus: ersten und zweiten Bereichen, die mit gegenüberliegenden Seiten eines Kopfbereichs der einen oder der mehreren Düse(n) gekoppelt sind, und dritten und vierten Bereichen, die mit gegenüberliegenden Seiten eines Körperbereichs der einen oder der mehreren Düse(n) gekoppelt sind.
System gemäß Anspruch 1, wobei die ebene Heizvorrichtung aus einer starren ebenen Heizung besteht.
System gemäß Anspruch 1, wobei die ebene Heizvorrichtung aus einer flexiblen ebenen Heizung besteht.
System gemäß Anspruch 1, wobei die ebene Heizvorrichtung aus einer Filmheizung besteht.
System gemäß Anspruch 1, wobei die ebene Heizvorrichtung für die Sichtprüfung auf Fehler konfiguriert ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Düse(n) aus einer oder mehreren Mikro-Flachdüse(n) besteht/bestehen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Düse(n) mindestens eine flache äußere Oberfläche und eine gekrümmte äußere Oberfläche aufweist/aufweisen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Düse(n) einen quadratischen Querschnitt aufweist/aufweisen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Düse(n) einen rechteckigen Querschnitt aufweist/aufweisen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren Düse(n) einen dreieckigen Querschnitt aufweist/aufweisen.
System gemäß Anspruch 1, wobei die ebene Heizvorrichtung aus einer flexiblen bzw. starren Filmheizung besteht.
System gemäß Anspruch 21, wobei die Filmheizung aus einer Dickfilmheizung und einer Dünnfilmheizung besteht.
Verfahren zur Beheizung einer Düse während des Spritzgießens, bestehend aus: der Herstellung einer Folie mit einer oder mehreren aufgebrachten ebenen Heizvorrichtungen, der Entfernung eines Teils der Folie, entsprechend der Größe einer oder mehrerer Flachdüse(n), und der abnehmbaren Kopplung des Teils der Folie an die eine oder an die mehreren Düse(n), die mindestens eine flache Oberfläche aufweist/aufweisen.
Verfahren gemäß Anspruch 23, das weiter besteht aus: dem Aufbringen eines elektrischen Widerstandswegs auf jeweils die eine oder auf jede der mehreren aufgebrachten ebenen Heizvorrichtung(en).
Verfahren gemäß Anspruch 24, das weiter besteht aus: der Verwendung des elektrischen Widerstandswegs zur Erzeugung eines gleichmäßigen longitudinalen Heizprofils längs eines Schmelzestromkanals der einen oder der mehreren Flachdüse(n).