DE19601102A1 - Heißkanalsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Heißkanalsystem mit einem Heiß­ kanalverteiler, in dem ein Verteilerkanal mit verschiede­ nen Anschlüssen für Heißkanaldüsen verläuft, die in einer Formplatte angeordnet sind, wobei die Heißkanaldüsen im aufgeheizten Zustand mit ihrer Dichtfläche unter Vorspan­ nung an dem Heißkanalverteiler anliegen.

Bei einem derartigen Heißkanalsystem muß die Kunststoff­ schmelze vom Verteiler am Übergang zur Heißkanaldüse so abgedichtet werden, daß keine Schmelze austritt. Dabei muß der Einbau und die Abstimmung des Systems so gering wie möglich sein, wobei insbesondere bei Großwerkzeugen es oftmals nicht möglich ist, die geforderte Abstimmgenau­ igkeit zu erreichen.

Bei einer bekannten Ausführungsform wird die Dichtigkeit des Systems durch eine Höhenausdehnung des Maßes der Ver­ teilerhöhe sowie der Düsenbundhöhe bzw. des Düsenkörper­ flansches im aufgeheizten Zustand des Heißkanalsystems erreicht. Nach den entsprechenden Einbaurichtlinien für Heißkanalverteiler soll bei den vorhergesagten Werkzeug- und Heißkanaltemperaturen eine Vorspannung von z. B. 0,05mm gegeben sein. Das System ist in der Mitte zentriert und seitlich mittels eines Zylinderstiftes verdrehgesichert. Beim Aufheizen dehnt sich der Verteiler in der einen Rich­ tung der Abdichtebene (X-Richtung) frei ohne Behinderung aus. In der Achsrichtung der Heißkanaldüse (Z-Richtung) erfolgt die Vorspannung, d. h. die Abdichtung des Systems. Die Düse sitzt seitlich geführt in der Formplatte, so daß keine Verschiebung der Düse in der X-Achse möglich ist. Es kommt insbesondere bei großen Werkzeugen durch die gerin­ gere Fertigungsgenauigkeit zu Abstimmproblemen und daraus resultierend zu Leckagen. Weiterhin besteht die Gefahr, wenn die vorhergesagten Temperaturen nicht einge­ halten werden oder stark abweichen, daß eine zu geringe Vorspannung entsteht und das System undicht wird. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ergibt sich dann, wenn bei wesentlich größerer Temperaturdifferenz wie hervorgesagt, die Vorspannung so hoch wird, daß eine irreversible Ver­ formung des Abstützbereiches eintritt. Dies hat den Ver­ lust der Vorspannung zur Folge und führt ebenfalls zur Leckage. Weiterhin kann es bei extrem hoher Schließkraft der Spritzgießmaschine und bei Nichtberücksichtigung der Grenzwerte für die Flächenpressung zu Setzerscheinungen des gesamten Werkzeuges kommen und daraus resultierend zu einer unzulässig hohen Vorspannung.

Bei einem anderen bekannten Heißkanalsystem erfolgt die Dichtigkeit des Systems durch Einschrauben der Heißkanal­ düse mittels eines Außengewindes an dem Verteiler. Die Stirnfläche des Gewindebolzens ist die Abdichtfläche. Die Düse erfährt jedoch durch die Längenausdehnung des Ver­ teilers in der X-Achse ein starkes Biegemoment. Bei kurzen Düsen kann dies zum Bruch führen. Weiterhin ist bei klei­ ner Restzapfenhöhe im Anspritzbereich zur Kavität mit Undichtigkeiten oder unschöner Schwimmhautbildung zu rech­ nen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Heißkanalsystem so auszubilden, daß insbesondere bei Groß­ werkzeugen eine dauernde Abdichtung bei unterschiedlichen Verarbeitungstemperaturen gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Heißkanaldüse an ihrem Düsenkörper in der Abdicht­ ebene verschiebbar am Heißkanalverteiler gehaltert ist und daß der Düsenkörper an einem Zentrierring in seiner axialen Richtung ausdehnbar angeordnet ist, wobei der Zentrierring in die Formplatte eingesetzt ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß zum be­ weglichen Haltern in der Abdichtebene der Düsenkörper mittels eines Klemmflansches am Heißkanalverteiler ange­ ordnet ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß zum Haltern des Düsen­ körpers am Heißkanalverteiler eine in den Verteiler ein­ schraubbare Spannmutter vorgesehen ist.

Es ist vorteilhaft, daß als Verdrehsicherung für die Heiß­ kanaldüse ein zylindrischer Bolzen in einer langlocharti­ gen Ausfräsung des Düsenkörperflansches und des Klemmflan­ sches bzw. der Spannmutter vorgesehen ist.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Zentrierring glockenartig ausgebildet ist und einen zylindrischen Ab­ schnitt mit anschließendem kegelförmigen Abschnitt und Paßsitz am Düsenkörper aufweist.

Die Erfindung bringt insbesondere den Vorteil, daß eine dauernde Abdichtung gewährleistet ist und eine unzulässige Überbeanspruchung durch zu hohe Flächenpressung ausge­ schlossen wird. Es können somit Kunststoffe mit unter­ schiedlichen Verarbeitungs- und Werkzeugtemperaturen pro­ blemlos mit dem System verarbeitet werden. Weiterhin er­ gibt sich der Vorteil, daß eine leichte Montage und Demon­ tage möglich ist. Außerdem ist bei falscher Gestaltung des Werkzeuges in Bezug auf die Schließkraft trotzdem die Dichtigkeit des Systems gewährleistet. Es ist dabei vor­ teilhaft, daß von den Werkzeugbauern geringere Fertigungs­ genauigkeiten zu fordern sind, was die Einbau- und Ab­ stimmkosten erheblich vermindert. Es wird auch die Forde­ rung erfüllt, daß die Heißkanaldüse mit dem Verteiler fest verbunden ist, um einen Verdrahtungsaufwand und die Servi­ cefreundlichkeit bei der Montage und Demontage zu erhöhen.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an­ hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­ spielen näher erläutert.

Es zeigen,

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein derartiges Heißkanalsystem im Bereich der Anordnung einer Heißkanaldüse,

Fig. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung "A" in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform des Heißka­ nalsystems.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Werkzeug eines Heißkanalsystems wird über eine Angießbuchse 24 mit Werk­ zeuganschluß an eine Spritzgieß-Maschinendüse angeschlos­ sen. Die Buchse 24 ist in einen Heißkanalverteiler 1 ein­ gesetzt, der einen Verteilerkanal 4 aufweist mit einem Anschluß an eine Heißkanaldüse 2, deren Düsenkörper 3 eine zentrale Kunststoffmassebohrung 5 aufweist. Die mit einem Füllrohr 7 versehene Heißkanaldüse 2 ist in eine Formplat­ te 6 eingesetzt und weist an ihrem unteren Ende einen Anspritzbereich 10 auf. Weiterhin ist der Düsenkörper 3 an seinem oberen Ende mit einem Düsenkörperflansch 8 verse­ hen, dessen äußere Ringfläche die Dichtfläche 11 gegenüber dem Heißkanalverteiler 1 bildet. In diese Dichtfläche 11 ist eine Dichtung 12 eingesetzt.

Zum Befestigen der Heißkanaldüse 2 am Heißkanalverteiler 1 dient ein Klemmflansch 14, der mit Hilfe von Schrauben 23 gegen den Heißkanalverteiler 1 gespannt wird, wobei damit der Düsenkörperflansch 8 im Bereich des abgestuften Kopfes 13 des Klemmflansches 14 erfaßt wird.

Unterhalb des Klemmflansches 14 befindet sich ein Zen­ trierring 9 und zwar bestehend aus einem zylindrischen Abschnitt 17, der mit seinem Außendurchmesser in die Form­ platte 6 eingreift und mit seinem Innendurchmesser am Außenmantel bzw. Hüllrohr 7 der Heißkanaldüse 2 anliegt. An diesen zylindrischen Abschnitt 17 schließt sich ein kegelförmiger Abschnitt 18 an, der zur Düse 2 gerichtet ist und als Paßsitz 16 am Düsenkörper 3 anliegt.

Durch diese Befestigung der Heißkanaldüse 2 an dem Heißka­ nalverteiler 1 ist der Düsenkörper 3 in der X- und Y-Achse beweglich, wobei beim Einbau des komplett montierten Sy­ stems im Werkzeug der Düsenkörper 3 noch leicht in der X- und Y-Richtung verschiebbar ist. Über den Zentrierring 9 erfolgt die Zentrierung beim Einsetzen des Zentrierringes mit dem zylindrischen Abschnitt 17 in die Formplatte 6. Nach dem Einlassen des Systems wird der Klemmflansch 14 mittels der Schrauben 23 so stark vorgespannt, daß über den Klemmflansch 14 eine ausreichende Dichtkraft auf den Düsenkörper 3 übertragen wird. Durch das Aufheizen des Systems wird eine weitere Spannkraft (Dichtkraft) er­ reicht, die genau definiert ist und keine Überbeanspru­ chung der Dichtfläche 11 zuläßt. Die Längenausdehnung des Verteilers 1 in der X- und Y-Richtung ist bei definierter Vorspannung mittels der Verschraubung 23 noch möglich, wenn der Verteiler 1 anschließend aufgeheizt wird. Durch den Zentrierring 9 ist eine starke Biegebeanspruchung der Heißkanaldüse 2 in der Düsenkörperachse, d. h. in der Z-Achse ausgeschlossen. Das Maß "H" im Werkzeug kann mit einer Fertigungstoleranz versehen werden, die der Ferti­ gungsgenauigkeit bei derartigen Werkzeugen, insbesondere bei Großwerkzeugen entspricht.

Wenn im Anspritzbereich 10 der Heißkanaldüse 2 eine Form­ kontur angebracht werden soll, wird eine Verdrehsicherung der Heißkanaldüse 2 vorgesehen, wobei im Kopf 13 des Klemmflansches 14 und dem Düsenkörperflansch 8 eine lang­ lochartige Ausfräsung 22 angebracht wird, in die ein zy­ lindrischer Bolzen 15 eingesetzt wird. Damit wird eine Beweglichkeit um den Mittelpunkt des zylindrischen Bolzens 15 mit leichtem axialen Spiel in der X- und Y-Richtung ermöglicht.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform wird die Vorspannung des Düsenkörpers 3 zum Heißkanalverteiler 1 hin mittels einer Spannmutter 19 erzeugt, die in den Heiß­ kanalverteiler 1 eingeschraubt wird und an einer inneren Stufe im Bereich des Kopfes 20 am Düsenkörperflansch 8 abgestützt ist. Zwischen dem Heißkanalverteiler 1 und der Formplatte 6 befindet sich ein Distanzring 21.

Claims (5)

1. Heißkanalsystem mit einem Heißkanalverteiler, in dem ein Verteilerkanal mit verschiedenen Anschlüssen für Heißkanaldüsen verläuft, die in einer Formplatte an­ geordnet sind, wobei die Heißkanaldüsen im aufgeheiz­ ten Zustand mit ihrer Dichtfläche unter Vorspannung an dem Heißkanalverteiler anliegen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heißkanaldüse (2) an ihrem Düsen­ körper (3) in der Abdichtebene (11) verschiebbar am Heißkanalverteiler (1) gehaltert ist und daß der Dü­ senkörper (3) an einem Zentrierring (9) in seiner axialen Richtung (Z-Achse) ausdehnbar angeordnet ist, wobei der Zentrierring (9) in die Formplatte (6) ein­ gesetzt ist.

2. Heißkanalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zum beweglichen Haltern in der Abdichtebene (11) der Düsenkörper (3) mittels eines Klemmflansches (14) am Heißkanalverteiler (1) angeordnet ist.

3. Heißkanalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzei­ chnet, daß zum Haltern des Düsenkörpers (3) am Heiß­ kanalverteiler (1) eine in den Verteiler (1) ein­ schraubbare Spannmutter (19) vorgesehen ist.

4. Heißkanalsystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Verdrehsicherung für die Heiß­ kanaldüse (2) ein zylindrischer Bolzen (15) in einer langlochartigen Ausfräsung (22) des Düsenkörperflan­ sches (8) und des Klemmflansches (14) bzw. der Spann­ mutter (19) vorgesehen ist.

5. Heißkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (9) glockenartig ausgebildet ist und einen zylindrischen Abschnitt (17) mit anschließendem kegelförmigen Ab­ schnitt (18) und Paßsitz (16) am Düsenkörper (3) auf­ weist.