DE19542237A1

DE19542237A1 - Spritzgußdüse mit trennbarem Mittelteil und einstückiger Muffe

Info

Publication number: DE19542237A1
Application number: DE19542237A
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Gellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1995-11-13
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2015-11-14
Also published as: US5507635A; EP0715940A1; DE69512999T2; IN192655B; DE19542237B4; EP0715940B1; CN1128698A; CA2137702A1; ATE186009T1; DE69512999D1; CN1064302C; JPH08216184A; ES2137437T3; CA2137702C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Spritzguß und insbesondere auf eine Spritzgußdüse mit einem verlängerten Mittelkörper, der entfernbar in einer einstückigen Außenmuffe angeordnet ist.

Spritzgußdüsen mit einem integrierten elektrischen Heizelement und einer Mittelbohrung zur Förderung der thermoplastischen Schmelze zu einem Hohlraum in einer gekühlten Form sind gut bekannt. In der Vergangenheit umfaßten diese Düsen entweder einen einstückigen Außenmuffenteil, der um einen verlängerten Mittelkörperteil angelötet war, oder eine zweistückige entfernbare Außenmuffe, in welcher ein Mittelkörper saß. Ein frühes Beispiel für eine integrierte Düse ist in dem US-Patent Nr. 4,403,405 des Anmelders, ausgegeben am 13. September 1983, gezeigt und hat den Nachteil, daß die ganze Düse verloren ist, wenn das Heizelement versagt.

Ein Beispiel einer Düse mit einer zweistückigen Außenmuffe ist in der Kanadischen Patentanmeldung des Anmelders mit der Seriennr. 2,127,211, eingereicht am 30. Juni 1994, mit dem Titel "Injection Molding Nozzle with Removable Collar Portion", gezeigt. Zwar hat diese den Vorteil, trennbar zu sein, doch hat sie den Nachteil und die zusätzliche Kosten und die Schwierigkeit, daß die Muffe zweistückig ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Entsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, mindestens teilweise die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden durch Angeben einer Spritzgußdüse mit verlängertem Mittelkörper, der entfernbar in einer einstückigen Außenmuffe angeordnet ist.

Zu diesem Zweck stellt die Erfindung gemäß einer Ausführungsform eine Spritzgußdüse zur Verfügung, die in einer Form angeordnet ist, wobei die Düse einen Schmelzkanal aufweist, der sich hierdurch erstreckt, um eine Schmelze vorwärts zu mindestens einem Eingußkanal, der sich durch die Form zu einem Hohlraum hin erstreckt, zu fördern, wobei die Düse eine Außenmuffe und einen verlängerten Mittelkörper mit einem rückwärtigen Ende aufweist, die Außenmuffe sich um den Mittelkörper nahe dem rückwärtigen Ende desselben erstreckt und einen sich nach vorne erstreckenden Flanschteil aufweist, der in einem Sitz in der Form zum Fixieren der Düse aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der verlängerte Mittelkörper und die Außenmuffe trennbar sind, die Außenmuffe einstückig ist und ein Mittelloch hierdurch sowie einen rückwärts gewandten Sitz, der sich mindestens teilweise um das Mittelloch erstreckt, aufweist, der Mittelkörper einen Mittelschaftteil aufweist mit einem rückwärtigen Flanschteil, der sich auswärts davon nahe dem rückwärtigen Ende des Mittelkörpers erstreckt, wodurch der Mittelkörper entfernbar in der Außenmuffe angeordnet ist, wobei der Mittelschaftteil sich durch das Mittelloch in der Außenmuffe erstreckt, und der rückwärtige Flanschteil gegen den Sitz in dem Mittelloch in der Außenmuffe anliegt.

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Teils eines Vielfachhohlraum-Spritzgußsystems und zeigt eine Düse gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ist eine zerlegte isometrische Ansicht, welche die Komponenten der Düse, die in Fig. 1 zu sehen ist, an den Stellen für den Zusammenbau zeigt, und

Fig. 3 ist eine isometrische Ansicht, welche dieselbe Düse zusammengebaut zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es wird zunächst Bezug genommen auf Fig. 1, die einen Teil eines Vielhohlraum-Spritzguß-Systems bzw. -Vorrichtung zeigt, in welcher mehrere stählerne Düsen 10 in Öffnungen 12 in einer Form 14 sitzen, um eine Kunststoffschmelze unter Druck durch einen Schmelzdurchgang 16 zu jeweiligen Eingußkanälen 18, die zu verschiedenen Hohlräumen 20 in der Form 14 führen, zu fördern. Zwar weist die Form 14 gewöhnlich eine größere Anzahl von Platten in Abhängigkeit von der Konfiguration auf, doch ist zur Erleichterung der Darstellung in diesem Fall nur eine Hohlraumplatte 22 und eine Rückplatte 24 gezeigt, die aneinander mit Bolzen 26 befestigt sind. Die Form 14 wird durch Pumpen von Kühlwasser durch Kühlleitungen 28 in der Hohlraumplatte 22 und der Rückplatte 24 gekühlt.

Die Düsen 10 sind miteinander durch einen stählernen Schmelzverteiler 30 verbunden, der zwischen der Hohlraumplatte 22 und der Rückplatte 24 mit Hilfe eines mittleren Fixierungsringes 32 und isolierender und nachgiebiger Abstandselemente 34 angebracht ist. Der Schmelzverteiler 30 wird durch ein integriertes elektrisches Heizelement 36 geheizt, wobei ein isolierender Luftraum 38 zwischen ihm und der umgebenden gekühlten Hohlraumplatte 22 sowie der Rückplatte 24 vorgesehen ist. Der Schmelzdurchgang 16 empfängt die Schmelze von einer Formmaschine (nicht gezeigt) durch einen mittleren Einlaß 40 in einem zylindrischen Einlaßteil 42 des Verteilers 30 und verzweigt sich in dem Verteiler 30, um durch einen mittleren Schmelzkanal 44 in jede der Düsen 10 zu gehen. Die Schmelze fließt dann durch eine ausgerichtete Röhrenleitung 46 in einem Düsensitz 48, der ein hohles Innenstück 50 und ein gewindeversehenes Außenstücks 52 aufweist, zu einem Eingußkanal 18.

Weiterhin, mit Bezug auf die Fig. 2 und 3, umfaßt jede Düse 10 einen verlängerten Mittelkörper 54, der gemäß der Erfindung in einer einstückigen Außenmuffe 56 sitzt. Die stählerne Außenmuffe 56 umfaßt ein Mittelloch 58, das sich hierdurch erstreckt, mit einem rückwärts gewandten Sitz 60, der sich teilweise um das Mittelloch 58 erstreckt, um eine flache Ausnehmung 62 am rückwärtigen Ende 64 der Außenmuffe 56 zu bilden. Vier mit Gewinden versehene Schraubenlöcher 66 in dem rückwärtigen Ende 64 der Außenmuffe 56 sind um die Ausnehmung 62 angeordnet. Die Außenmuffe 56 umfaßt einen sich vorwärts erstreckenden Isolierflanschteil 68, der in einem kreisförmigen Sitz 70 liegt, welcher sich um die Öffnung 12 in der Form erstreckt, um die Düse 10 mit einem isolierenden Luftraum 72, welcher sich zwischen ihm und der umgebenden gekühlten Form 14 erstreckt, genau zu fixieren.

Der Mittelkörper 54 umfaßt einen verlängerten Mittelschaftteil 74 mit einem rückwärtigen Flanschteil 76, der sich auswärts von dort, nahe dem rückwärtigen Ende 78 des Mittelkörpers 54 erstreckt. Der Mittelschaftteil 74 weist eine im allgemeinen zylindrische äußere Fläche 80 auf, die durch das Mittelloch 58 in der Außenmuffe 56 paßt. Der rückwärtige Flanschteil 76 umfaßt vier beabstandete Einbuchtungen 82, die in die Ausnehmung 62 am rückwärtigen Ende 74 der Außenmuffe 56 passen. Der Schmelzkanal 44 erstreckt sich zentrisch durch den Mittelkörper 54 von seinem rückwärtigen Ende 78 zu seinem vor deren Ende 84, in welchem die Düsendichtung 48 in einem gewindeversehenen Sitz 86 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist der Mittelkörper 54 der Düse 10 versehen mit einem elektrischen Heizelement 88, das einen helikalen Teil 90 aufweist, der in einen Leiterteil 92 aus Aluminium oder Kupferlegierung um einen warmbearbeiteten Stahlhohlkern 94 geformt ist. Der Hohlkern 94 umfaßt eine gewindeversehene äußere Fläche 96, um sicherzustellen, daß der Leiterteil 92 fest um diesen angeformt ist. Der helikale Teil 90 des Heizelementes 88 ist im allgemeinen so gewickelt, daß seine Spulen nahe den rückwärtigen und vorderen Enden 78, 84 des Mittelkörpers 54, wo der Wärmeverlust größer ist, dichter zusammenliegen. Das elektrische Heizelement 88 umfaßt Anschlußteile 98, welche sich nach außen durch eine U-förmige Öffnung 100 in der Außenmuffe 56 erstrecken. In dieser Ausführungsform reicht jedes der Anschlußteile 98 durch ein rostfreies Stahlschutzrohr 102, dessen inneres Ende 104 fest in dem Leiterteil 92 um den Hohlkern 94 geformt ist. Die Anschlußteile 98 erstrecken sich auswärts in die Löcher 106 in einem keramischen Isolierverbinder 108, in welchem sie mittels Stellschrauben 110 mit elektrischen Leitern 112 von einer geeigneten Stromversorgungsquelle verbunden sind. Wie in den Fig. 2 und 3 deutlich zu sehen ist, hat der im allgemeinen zylindrische Verbinder 108 einen kreisförmigen Ansatz 114, der sich an seinem inneren Ende 116, welches in einer Nut 118 in der U-förmigen Öffnung 100 aufgenommen wird, auswärts erstreckt, um den Verbinder 108 sicher an der Außenmuffe 56 anzubringen.

Die Düse 10 wird zusammengefügt durch Gleiten des keramischen Verbinders 108 über die Anschlußteile 98 des Heizelementes 88, die von dem Mittelkörper 54 abstehen. Wenn die Außenmuffe 56 aufwärts über den Mittelkörper 54 zu der Stellung, die in Fig. 3 gezeigt ist, geschoben ist, wird der Ansatz 114 am inneren Ende 116 des Verbinders in die Nut 118 um die U-förmige Öffnung 100 eingepaßt. Dann wird der zweistückige Düsendichtung 48 angeschraubt. In der zusammengefügten Stellung paßt der rückwärtige Flanschteil 76 des Mittelkörpers 54 in die Ausnehmung 62 in der Außenmuffe 56. In einigen Ausführungs formen umfaßt die Außenmuffe 56 einen Zapfen 120 mit einem Loch 122 darin zum Aufnehmen eines Dübels (nicht gezeigt), um die Drehung der Düse 10 in der Hohlraumplatte 22 zu verhindern. Die Düsen 10 sind fest mit der Vorderfläche 124 des Schmelzverteilers 30 mittels Schrauben 126 verbunden, welche sich durch den Verteiler 30 in die Schraubenlöcher 66 in der Außenmuffe 56 erstrecken. Dies sichert einen dichten Sitz, um ein Auslaufen der Schmelze zwischen den Düsen 10 und dem Verteiler 30 zu vermeiden.

Im Betrieb wird nach der Anbringung in der Form 14, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, elektrischer Strom dem Heizelement 36 in den Verteiler 30 und den Heizelementen 88 in den Düsen 10 zuge führt, um diese auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur aufzuheizen. Unter Druck gesetzte Schmelze wird von einer Form maschine (nicht gezeigt) zu dem Mitteleinlaß 40 des Schmelz durchgangs 16 gemäß einem vorbestimmten Zyklus zugeführt. Die Schmelze fließt durch den Schmelzverteiler 30, die Düsen 10, die Düsendichtung 48 und die Eingußkanäle 18 in die Hohlräume 20. Nachdem die Hohlräume 20 aufgefüllt sind und eine geeignete Verdichtungs- und Kühldauer verstrichen ist, wird der Spritz druck entspannt und das Schmelzfördersystem dekomprimiert, um ein Fadenziehen durch die offenen Eingußkanäle 18 zu vermeiden. Die Form 14 wird dann geöffnet, um die gegossenen Produkte aus zuwerfen. Nach dem Auswerfen wird die Form 14 geschlossen und der Zyklus stetig wiederholt, wobei die Zyklus zeit von der Größe der Hohlräume 20 und dem Materialtyp der gegossen wird, abhängt.

Die Beschreibung der Düse 10 mit einem trennbaren Mittelkörper 54 und einer Außenmuffe 56 gemäß der Erfindung wurde zwar in Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform gegeben, doch ist es offensichtlich, daß verschiedene andere Modifikationen möglich sind, ohne daß der Rahmen der Erfindung, wie er vom Fachmann verstanden wird und wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist, verlassen wird. Beispielsweise können die Düsen 10 eine Anzahl von verschiedenen Eingußkanalkonfigurationen aufweisen.

Claims

1. Spritzgußdüse zur Anordnung in einer Form, wobei die Düse einen Schmelzkanal aufweist, der sich hierdurch erstreckt, um eine Schmelze vorwärts zu mindestens einem Eingußkanal, der sich durch die Form zu einem Hohlraum hin erstreckt, zu fördern, wobei die Düse eine Außenmuffe und einen verlängerten Mittelkörper mit einem rückwärtigen Ende aufweist, die Außenmuffe sich um den Mittelkörper nahe dem rückwärtigen Ende desselben erstreckt und einen sich nach vorne erstreckenden Flanschteil aufweist, der in einem Sitz in der Form zum Fixieren der Düse aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der verlängerte Mittelkörper und die Außenmuffe trennbar sind, die Außenmuffe einstückig ist und ein Mittelloch hierdurch sowie einen rückwärts gewandten Sitz, der sich mindestens teilweise um das Mittelloch erstreckt, aufweist, der Mittelkörper einen Mittelschaftteil aufweist mit einem rückwärtigen Flanschteil, der sich auswärts davon nahe dem rückwärtigen Ende des Mittelkörpers erstreckt, wodurch der Mittelkörper entfernbar in der Außenmuffe angeordnet ist, wobei der Mittelschaftteil sich durch das Mittelloch in der Außenmuffe erstreckt und der rückwärtige Flanschteil gegen den Sitz in dem Mittelloch in der Außenmuffe anliegt.

2. Spritzgußdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelkörper ein integriertes elektrisches Heizelement aufweist mit mindestens einem Anschlußteil, der sich radial auswärts nahe dem rückwärtigen Ende des Mittelkörpers erstreckt und daß die Außenmuffe ein rückwärtiges Ende und eine U-förmige Öffnung aufweist, die sich hierdurch nahe dem rückwärtigen Ende erstreckt, um den Anschlußteil des elektrischen Heizelements hierdurch aufzunehmen, wenn der Mittelkörper in der Außenmuffe aufgenommen ist.

3. Spritzgußdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußteil des elektrischen Heizelements in einen Verbinder reicht, wobei der Verbinder ein inneres Ende und einen sich auswärts erstreckenden Ansatz nahe dem inneren Ende aufweist, und daß die U-förmige Öffnung eine Nut aufweist, die sich darum von dem rückwärtigen Ende der Muffe erstreckt, um den sich auswärts erstreckenden Ansatz des Verbinders zum sicheren Anbringen des Verbinders an der Muffe aufzunehmen.