Die Erfindung betrifft eine Nadelverschlußdüse mit Spritzgießform,
welche Nadelverschlußdüse ein Gehäuse und eine Werkstoffzufuhr
zu dem Gehäuse und in das Innere des Gehäuses und eine axial in
diesem Gehäuse verstellbare Verschlußnadel sowie ferner einen
mittels der Verschlußnadel verschließbaren Auslaß für den Werkstoff
aufweist.
Derartige Nadelverschlußdüsen sind in unterschiedlichen Formen
und Konstruktionen bekannt. Beispielsweise kennt man eine solche
Nadelverschlußdüse aus DE-38 43 035 C2 und aus EP-0 374 346 B1.
Der Auslaß der Nadelverschlußdüse befindet sich dabei an einem
auf die Spritzgießform aufsetzbaren Ende des Gehäuses und ist
als Öffnung dieses Gehäuses ausgebildet, in die die Verschlußnadel
in deren Schließstellung eingreift und aus welcher die Ver
schlußnadel zum Öffnen für die Spritzgießposition in axialer
Richtung zurückziehbar ist. Ist der Spritzvorgang beendet, wird
also die Verschlußnadel in axialer Richtung wieder so weit
vorgeschoben, daß die als Auslaß dienende Öffnung des Gehäuses
vom freien Ende der Verschlußnadel im wesentlichen ausgefüllt
wird, so daß kein weiterer Werkstoff diesen Auslaß passieren kann.
Beim Spritzgießen mit einer solchen Nadelverschlußdüse läßt sich
in der Regel nicht vermeiden, daß zumindest eine Spur des Angusses
an dem gespritzten Werkstück erkennbar ist. Vor allem muß beim
Spritzen sehr flacher Werkstücke an diesen ein zusätzliches
Angußteil vorgesehen werden, welches anschließend durch Stanzen
entfernt werden muß. Dieses durch Stanzen zu entfernende Angußteil
wird auch als "Filmanguß" bezeichnet. Ein solcher Filmanguß
bedeutet eine Vergrößerung der Form und außerdem insbesondere
beim späteren Stanzen auch einen zusätzlichen Arbeitsaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nadelverschlußdüse
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher ein
bei der Herstellung von flachen Spritzgießteilen notwendiger
Filmanguß vermieden werden kann.
In Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird
diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Verschlußnadel in ihrem Inneren einen in ihrer Längsrichtung
verlaufenden Kanal für den Werkstoff hat, daß dieser Kanal kürzer
als die Verschlußnadel ist, daß im Inneren des Gehäuses ein durch
die Verschlußnadel führender Eintritt in den Kanal vorgesehen
ist, daß dieser Kanal vor dem der Spritzgießform zugewandten freien
Ende der Verschlußnadel als Auslaß wenigstens einen seitlichen
Austritt hat und daß die Verschlußnadel in ihrer Spritzgießposition
mit dem diesen Austritt aufweisenden Bereich aus dem einen
Durchlaß für die Nadelverschlußdüse aufweisenden Gehäuse
herausragt und in die Spritzgießform eingreift.
In gegenüber dem bisherigen Stand der Technik ungewöhnlicher Weise
wird also der Spritzgießwerkstoff nicht durch den Durchlaß des
Gehäuses der Nadelverschlußdüse in die Form gespritzt, nachdem
die Verschlußnadel in axialer Richtung zurückgezogen ist, sondern
die Verschlußnadel wird in entgegengesetzter Richtung verstellt,
damit der an ihr als Auslaß vorgesehene Austritt aus dem Gehäuse
hervortritt, so daß dann der Spritzgießwerkstoff durch die Nadel
selbst gezielt in die Form eingespritzt werden kann. Der Durchlaß
des Gehäuses dient in diesem Falle also als zusätzliche Nadelfüh
rung und - in noch zu erläuternder Weise - auch als Mittel zum
Verschließen des Austrittes.
Durch diese Gestaltung der Nadelverschlußdüse mit wenigstens einem
seitlichen Austritt aus einem Kanal im Inneren der Verschlußnadel
ist es möglich, auch sehr flache Gegenstände zu spritzen, weil
der Austritt aus der Nadel zum Beispiel in axialer Richtung
entsprechend schmal - als Schlitz oder rechteckiges oder auch
rundes Loch - gestaltet ist und seitlich unmittelbar an der flachen
Form positioniert werden kann, so daß der durch den Kanal in der
Nadel zugeführte Werkstoff aus der Nadel seitlich direkt in diese
flache Form eintreten kann. Durch diesen unmittelbaren Angriff
des Austrittes an der Form und damit an dem gespritzten Werkstück
ist es möglich, den in dem Durchtritt befindlichen Werkstoff beim
Herausnehmen des Werkstückes aus der Form und/oder bei dem zuvor
erfolgenden Zurückziehen der Nadel vollständig abzutrennen, so
daß ein Anguß an dem Werkstück nicht erkennbar ist.
Zweckmäßig ist es dabei, wenn der Kanal im Inneren der Ver
schlußnadel vor deren freiem Ende, insbesondere an dem seitlichen
Austritt endet. Dadurch kann gegenüber einem eventuell noch etwas
weiter verlaufenden Kanal im Inneren der Verschlußnadel ein Totraum
vermieden werden.
Der/die seitlichen Austritte der Verschlußnadel können in der
aus der Spritzgießposition zurückgezogenen Stellung von der
Innenwandung des Durchtrittes des Gehäuses der Nadelverschlußdüse
verschlossen sein. Somit erhält der Durchtritt für die Ver
schlußnadel an dem Gehäuse insofern eine andere Funktion, als
er einerseits das freie Ende der Nadel führt und andererseits
den seitlichen Austritt bei zurückgezogener Nadel verschließt.
Somit bleibt zwar erhalten, daß der Durchlaß und die Nadel
zusammen die Werkstoffzufuhr zu der Form in Schließstellung
unterbinden, jedoch wird die Nadel dazu gegenüber der bisherigen
Lösung in entgegengesetzter Richtung verschoben.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Verschlußnadel mit
ihrem seitlichen oder radialen Austritt so weit in das Gehäuse
und dessen Durchtritt zurückziehbar ist, daß der Austritt in der
dadurch eingenommenen Schließstellung im Wirkbereich
einer an dem Gehäuse vorgesehenen Heizung angeordnet ist. Somit
bleibt der im Inneren der Verschlußnadel befindliche Werkstoff
auch in Schließstellung beheizt und somit flüssig, so daß er bei
einem erneuten Spritzgießvorgang sofort und ohne vorhergehende
Reinigungsarbeiten aus der Verschlußnadel ausgespritzt werden kann.
Die Länge des im Inneren der Verschlußnadel insbesondere koaxial
und zentral angeordneten Kanales kann so bemessen sein, daß auch
der Eintritt in den Kanal bei in Schließstellung zurückgezogener
Verschlußnadel innerhalb des Gehäuses und/oder innerhalb einer
dem Gehäuse zugehörenden Nadelführung angeordnet ist. Eine
weitergehende Erstreckung des Kanales ist nicht erforderlich,
sondern es genügt, wenn dieser Kanal nur über eine relativ geringe
Teil-Länge der Verschlußnadel vorhanden ist, die außerhalb dieses
Bereiches in üblicher Weise einen Vollquerschnitt haben kann.
Praktisch braucht dieser im Inneren der Verschlußnadel angeordnete
Kanal nur so lang zu sein, daß er bei ausgeschobener Verschlußnadel
das Innere des Gehäuses der Nadelverschlußdüse mit der Form
verbindet.
Eine Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß der
im Inneren der Verschlußnadel angeordnete Kanal mehrere seitliche
Austritte hat, die radial oder schräg und/oder über eine Rundung
von dem Kanal abgehen und zur Außenseite der Nadel führen und
alle in der gleichen Querschnittsebene der Nadel oder mit axialem
Abstand zueinander in der Verschlußnadel angeordnet sind. Mehrere
Austritte können dazu dienen, entweder ein größeres sehr flaches
Werkstück zu spritzen oder aber gleichzeitig mit einer Nadelver
schlußdüse mehrere Werkstücke herzustellen. Bei einem räumlich
geformten Werkstück könnten auch in axialem Abstand zueinander
an der Verschlußnadel angeordnete Austritte wirksam sein.
Da der Kanal im Inneren der Verschlußnadel vor deren freiem Ende
insbesondere an dem Austritt endet, ergibt sich an dem freien
Ende noch ein gewisser Überstand gegenüber diesem Kanal. Zweckmäßig
ist es, wenn der das Ende des Kanales und seinen seitlichen
Austritt überragende Teil der Verschlußnadel als abdichtender
Überstand ausgebildet ist, der in Schließstellung den Durchtritt
des Gehäuses ausfüllt und insbesondere teilweise über diesen
Durchtritt aus dem Gehäuse vorsteht und bündig mit dem die
Verschlußnadel aufnehmenden Formeinsatz und/oder dem damit
zusammenwirkenden Kernformeinsatz ist. Einerseits wird dadurch
die Abdichtung des Austrittes innerhalb des Durchlasses des
Gehäuses verbessert und andererseits kann der Formeinsatz oder
der Kernformeinsatz diesen Überstand zusätzlich führen, so daß
beim Verstellen der Verschlußnadel in Offenstellung der Austritt
mit größtmöglicher Präzision zu der Form gelangen kann.
Der anspritzseitige, die Verschlußnadel aufnehmende Formeinsatz
und der damit zusammenwirkende Kernformeinsatz der Spritzgießform
können koaxial und fluchtend zu dem Durchtritt des Gehäuses der
Nadelverschlußdüse eine Lochung oder Bohrung aufweisen, deren
Innenquerschnitt dem Außenquerschnitt des dichtenden Überstandes
der Verschlußnadel entspricht, und dieser Überstand der Ver
schlußnadel kann bei deren Spritzposition in die Lochung oder
Bohrung des Kernformeinsatzes, insbesondere dicht, eingreifen.
Somit wird die Verschlußnadel auch beim Spritzvorgang nicht nur
von dem Gehäuse, sondern auch von dem Kernformeinsatz gehalten
und abgedichtet, so daß beim Ausspritzen des Werkstoffes aus dem
seitlichen Austritt erzeugte Reaktionskräfte nicht zu einem
Auslenken der Verschlußnadel führen können. Außerdem wird die
Führung der Verschlußnadel bei ihren Verstellbewegungen verbessert.
Schließlich wird verhindert, daß Spritzgießwerkstoff woanders hin
als in die vorgesehene Form gelangt.
Der dem freien Ende und dem dichtenden Überstand nähere Rand
des/der seitlichen Austritte kann als Kante ausgebildet sein und -
bei einer gewissen Ausdehnung oder Länge dieser Kante - kann die
Nadel im Bereich der Kante oder des seitlichen Austrittes
gegebenenfalls abgeflacht sein. Dadurch kann ein breiterer
Werkstoffstrom abgegeben und angußlos von der Kante beim
Zurückziehen der Nadel unterbrochen werden.
Wird der seitliche Austritt in seiner axialen Erstreckung der
Dicke des zu formenden flachen Werkstückes und in seiner quer
dazu verlaufenden Richtung an die Form der Schmalseite des
Werkstückes angepaßt oder die Kante in Übereinstimmung mit der
entsprechenden Begrenzung der Form gebracht, kann beim Zurückziehen
der Nadel der in ihr befindliche Werkstoff angußlos von dem in
der Form abgetrennt werden, so daß aufgrund der unmittelbaren
Einspritzung aus dem Austritt in die Form durch diesen Trennvorgang
kein Angußrest an dem Werkstück verbleiben kann. Somit kann auch
vermieden werden, daß in der Form auch noch Platz für einen
Filmanguß berücksichtigt werden muß, weil der Werkstoff aus dem
Austritt der Nadel unmittelbar in die Form selbst eingespritzt
werden kann.
Der Eintritt in den in der Verschlußnadel angeordneten Kanal kann
durch eine seitliche Aussparung oder Ausfräsung der Nadel gebildet
sein, die mit dem Anfang des Kanales eine Verschneidung bildet.
Zwar könnte der Eintritt in den Kanal auch durch eine Bohrung
oder Schlitzung gebildet sein, jedoch ist eine ausgefräste
Aussparung insofern günstiger, als dadurch ein stetiger und den
Kanalquerschnitt besser berücksichtigender Zutritt für den
Werkstoff geschaffen wird, so daß auch möglichst wenig Widerstand
durch Umlenkungen oder dergleichen auftritt.
Dabei kann der Kanal im Bereich der seitlichen Aussparung enden,
so daß auch an dieser Stelle Toträume vermieden werden.
Für eine besonders günstige Material- und Werkstoffzufuhr ist
es vorteilhaft, wenn die Aussparung an ihrem dem freien Ende der
Nadel abgewandten Anfang zunächst geringfügig und in Erstreckungs
richtung der Nadel allmählich schräg zunehmend in den Nadelquer
schnitt eingearbeitet ist, so daß zusammen mit der Innenwand des
Gehäuses der Nadelverschlußdüse eine im wesentlichen vorsprungfreie
stetige Werkstoffzuführung zu dem Kanal ausgebildet ist. Dabei
kann die Gehäusewand in entsprechender Richtung schräg verlaufen,
so daß auch ein im wesentlichen gleichbleibender Querschnitt für
die Werkstoffzuführung beibehalten bleibt und dadurch entsprechend
gute Bedingungen für den einfließenden Werkstoff und dessen
gleichmäßige Zuführung vorliegen.
Die Verschlußnadel kann einen im wesentlichen kreisrunden
Querschnitt haben und der Kanal kann in dem Zentrum dieses
Querschnittes angeordnet sein und vorzugsweise ebenfalls einen
kreisförmigen Querschnitt haben. Solche Teile und Kanäle mit
kreisförmigem Querschnitt können besonders einfach hergestellt
werden. Beispielsweise kann der Kanal von dem freien Ende her
in die Nadel eingebohrt und dann durch ein aufgesetztes oder
eingesetztes Teil verschlossen sein. Die Nadel selbst kann in
an sich bekannter Weise ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt
haben, der lediglich im Bereich der Aussparung nur teilkreisförmig
ist. Somit sind auch die Führungsöffnungen oder -bohrungen für
die Nadel entsprechend einfach herstellbar.
Damit der zugeführte Werkstoff innerhalb des Gehäuses der
Nadelverschlußdüse nicht durch die Nadel in zwei Ströme aufgeteilt
wird und möglichst gezielt unmittelbar der Aussparung und dem
Kanal im Inneren der Nadel zugeführt wird, ist es zweckmäßig,
wenn die Innenhöhlung des Gehäuses exzentrisch auf der Seite der
an der Verschlußnadel angeordneten, zur Werkstoffzuführung in den
Kanal dienenden Aussparung angeordnet ist und das Gehäuse in seinem
Inneren eine Führung der insbesondere konzentrisch in ihm
angeordneten Verschlußnadel auf der dieser Innenhöhlung abgewandten
Seite hat, die über mehr als den halben Umfang der Verschlußnadel
reicht, so daß an dieser Führung im Bereich der Aussparung der
Nadel ein Spalt für den Durchtritt des Spritzgießwerkstoffes
freibleibt. Somit kann der Spritzgießwerkstoff über diesen Spalt
unmittelbar zu der Aussparung und dadurch in den Kanal im Inneren
der Verschlußnadel gelangen, ohne die Verschlußnadel außenseitig
zu umfließen.
An dem dem Austritt des Gehäuses entgegengesetzten Ende dieses
Gehäuses kann eine die Verschlußnadel an ihrem gesamten Querschnitt
führend umschließende, als Buchse ausgebildete Nadelführung
angeordnet sein und die Werkstoffzufuhr in das Innere des Gehäuses
kann als Zuführkanal ausgebildet sein, dessen Eintritt von der
Stirnseite bis zu seiner Mündung im Inneren des Gehäuses durch
die in radialer Richtung einen Teil der Stirnseite der Nadelver
schlußdüse bildende Nadelführungs-Buchse verläuft, wobei
insbesondere zwischen der Außenseite der Buchse und der diese
aufnehmenden Ausnehmung des Düsengehäuses zumindest in dem seinem
Widerlager gegenüber dem Formeinsatz benachbarten Bereich eine
Isolierung, zum Beispiel ein Luftspalt angeordnet ist. Somit können
Wärmeverluste gerade in diesem Bereich vermieden werden, so daß
der Werkstoff bestmöglich verflüssigt in das Gehäuse und damit
auch in den Kanal im Inneren der Nadel gelangt und die Gefahr
einer vorzeitigen Verfestigung des Werkstoffes ausgeschlossen wird.
Die an der Außenseite der Nadelverschlußdüse vorgesehene Heizung
kann dann unter Umständen auch aufgrund dieser Maßnahme mit weniger
großer Leistung betrieben werden, als wenn auf dem Weg des
Werkstoffes auftretende größere Wärmeverluste berücksichtigt werden
müßten.
Insgesamt ergibt sich eine Nadelverschlußdüse, bei welcher
gegenüber bisherigen Systemen der Auslaß für den Werkstoff als
Austritt eines im Inneren der Verschlußnadel angeordneten Kanales
gestaltet ist, also der Werkstoff vor seinem Einspritzen in eine
Form durch die Nadel selbst und deren Austritt geführt ist, was
eine Führung dieses Werkstoffes quer zur Nadelerstreckung erlaubt,
so daß sehr flache Werkstücke praktisch von ihrer Schmalseite
her gespritzt werden können. Da der Austritt eine der Schmalseite
des Werkstückes oder der Form entsprechende Form hat, ist kein
Filmanguß mehr notwendig und dennoch entstehen keine sichtbaren
Teile eines solchen Angusses am fertigen Werkstück. Durch die
Verlegung des Werkstoffweges teilweise in die Nadel kann also
in der Form der Platz eingespart werden, der sonst für einen
Filmanguß erforderlich wäre und darüber hinaus kann das Abs tanzen
eines solchen Filmangusses und der Abfall vermieden werden, den
dieser Filmanguß darstellt. Da das Entfernen des Filmangusses
und eine Nacharbeit des Werkstückes im Bereich des Angusses durch
die erfindungsgemäße Anordnung vermieden wird, ergibt sich bei
dem Spritzgießen solcher flacher Werkstücke auch eine entsprechende
Zeitersparnis.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in teilweise schematisierter
Darstellung:
Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine
Nadelverschlußdüse und die dieser benachbarten Teile
der Spritzgießform, wobei die Verschlußnadel mit ihrem
im Inneren angeordneten Kanal und seitlichen Austritt
für den Werkstoff in Schließstellung zurückgezogen ist,
und
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, bei welcher
die Nadelverschlußdüse und ihr seitlicher Austritt bis
auf die Höhe einer zwischen einem Formeinsatz und einem
Kernformeinsatz angeordneten Form verschoben ist, so
daß der Werkstoff durch den in der Nadel befindlichen
Kanal und diesen Austritt unmittelbar von der Schmalsei
te her in die Form eingespritzt werden kann.
Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Nadelverschlußdüse ist mit einem
den Werkstoff ausgebenden Ende in eine im ganzen mit 2 bezeichnete
Spritzgießform eingesetzt, wobei ein Formeinsatz 3 die Nadelver
schlußdüse 1 teilweise in sich aufnimmt, während ein weiterer
Formeneinsatz 4, beispielsweise der Kernformeinsatz die Spritzgieß
form 2 ergänzt. Zwischen beiden Formeinsätzen 3 und 4 befindet
sich die Form 5 selbst, deren Kavität jeweils teilweise in den
Formeinsatz 3 und den Formeinsatz 4 eingearbeitet ist.
Die Nadelverschlußdüse 1 hat ein Gehäuse 6 sowie ferner eine
kanalförmige Werkstoffzufuhr 7 zu dem Gehäuse 6 und eine
Werkstoffzufuhr 8 in das Innere bzw. in die Innenhöhlung 9 des
Gehäuses 6. Ferner weist die Nadelverschlußdüse 1 in üblicher
Weise eine axial in dem Gehäuse 6 verstellbare Verschlußnadel
10 und einen mittels der Verschlußnadel 10 in noch zu be
schreibender Weise verschließbaren Auslaß für den Werkstoff auf.
In Fig. 1 ist die Schließlage dieser Nadelverschlußdüse 1 und ihrer
Verschlußnadel 10 dargestellt, das heißt die Zufuhr von Werkstoff
durch die Werkstoffzufuhren 7 und 8 und den noch zu beschreibenden
Auslaß der Nadelverschlußdüse 1 in die Form 5 ist unterbrochen
und gesperrt.
Um diese Sperre aufzuheben, also die Verschlußnadel 10 in
Offenstellung zu bringen, in welcher ein Spritzgießvorgang
durchgeführt werden kann, wird die Verschlußnadel 10 aus der in
Fig. 1 dargestellten Lage in Richtung des in Fig. 1 angedeuteten
Pfeiles Pf1 axial über das in den Formeinsatz 3 eingreifende Ende
der Nadelverschlußdüse 1 und ihres Gehäuses 6 hinaus axial
verstellt und verschoben, bis sie die in Fig. 2 dargestellte Lage
einnimmt, in der der Werkstoff in die Form 5 gelangen kann.
Damit diese gegenüber bisher bekannten Nadelverschlußdüsen
umgekehrte Verstellbewegung der Verschlußnadel 10 zum Öffnen der
Nadelverschlußdüse 1 führt und vor allem der Werkstoff von der
Schmalseite her in eine sehr flache Form 5 eingespritzt werden
kann, um ein möglichst flaches Werkstück angußfrei spritzen zu
können, hat die Verschlußnadel 10 in ihrem Inneren einen in ihrer
Längsrichtung verlaufenden Kanal 11 für den Werkstoff, welcher
kürzer als die Verschlußnadel 10 ist. Man erkennt diesen Kanal
11 in beiden Figuren aufgrund der teilweise im Längsschnitt
gehaltenen Darstellung der Verschlußnadel 10.
Dabei erkennt man außerdem, daß in der Innenhöhlung 9 des Gehäuses 6 der
Nadelverschlußdüse 1 ein durch die Verschlußnadel 10 führender
Eintritt 12 in den Kanal 11 vorgesehen ist, der sich dabei an
dem in der Zeichnung oberen Ende dieses Kanales 11 befindet und
einen seitlichen oder radialen Zutritt des Spritzgießwerkstoffes
zu dem Kanal 11 und dessen Anfangsbereich ermöglicht, so daß der
Werkstoff dann durch den Kanal im Inneren der Verschlußnadel 10
weiterfließen kann.
Vor dem der Spritzgießform 5 zugewandten freien Ende 10a der
Verschlußnadel 10 ist als der schon erwähnte Auslaß wenigstens
ein seitlicher Austritt 13 aus diesem Kanal 11 vorgesehen, aus
welchem der Werkstoff also bei in Fig. 2 verschobener Offenstellung
in die Form 5 eingespritzt werden kann. Dabei ist dieser etwa
radiale Austritt 13 an der dem Eintritt 12 gegenüberliegenden
Seite der Verschlußnadel 10 angeordnet, jedoch ist auch eine
demgegenüber geänderte Lage möglich. Dabei erkennt man, daß dieser
den Auslaß der Nadelverschlußdüse 1 bildende, an der Verschlußnadel
10 vorgesehene Austritt 13 eine sehr geringe axiale Ausdehnung
haben kann, also praktisch einen Schlitz bildet, der unter
Umständen eine geringere Höhe als die Form 5 hat. In Spritzgießpo
sition ragt die Verschlußnadel 10 gemäß Fig. 2 mit diesem den
Austritt 13 aufweisenden Nadelbereich aus dem einen Durchtritt
14 für die Verschlußnadel aufweisenden Gehäuse 6 heraus und greift
in die Spritzgießform 5 bzw. die Formeinsätze 3 und 4 so ein,
daß der Werkstoff von der Schmalseite her unmittelbar in die Form
5 gelangt, ohne daß noch ein Filmanguß erforderlich ist.
Nach dem Spritzgießvorgang kann dann die Verschlußnadel 10 wieder
aus der in Fig. 2 dargestellten Spritzgießposition in die in Fig. 1
gezeichnete Schließstellung entgegen dem Pfeil Pf1 zurückgezogen
werden.
Damit der Spritzgießwerkstoff nur durch den seitlichen Austritt
13 austritt und an dem Ende des Kanales 11 kein ihn in Spritzgieß
stellung beaufschlagender Verschluß oder dergleichen Abschluß
erforderlich ist, ist im Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß der
Kanal 11 im Inneren der Verschlußnadel 10 vor deren freiem Ende
10a endet und zwar im Ausführungsbeispiel unmittelbar an dem
seitlichen Austritt 13, so daß es auch nicht noch unterhalb oder
seitlich des Austrittes 13 einen Totraum gibt. Diese Anordnung
kann dadurch erreicht werden, daß ein ursprünglich beispielsweise
vom Ende 10a her durchgebohrter Kanal 11 nachträglich wieder bis
zum Austritt 13 verschlossen wird oder daß eine im Bereich des
Austrittes ursprünglich endende Verschlußnadel mit dem sich in
Richtung des Pfeiles Pf1 anschließenden Überstand 15 versehen
wird, der beispielsweise mit der eigentlichen Verschlußnadel 10
verschweißt, insbesondere laserverschweißt sein kann.
In der zurückgezogenen Schließstellung ist der seitliche Austritt
13 der Verschlußnadel 10 von der Innenwandung des Durchtrittes
14 des Gehäuses 6 der Nadelverschlußdüse 1 verschlossen, so daß
in dieser Lage einerseits die Nadel 10 diesen Durchtritt 14
ausfüllt und verschließt und andererseits die Wandung dieses
Durchtrittes 14 wiederum den Austritt 13 an der Verschlußnadel
10 sperrt, so daß dadurch die Nadelverschlußdüse 1 vollständig
abgeschlossen ist.
Die Verschlußnadel 10 ist gemäß Fig. 1 mit ihrem seitlichen oder
radialen Austritt 13 so weit in das Gehäuse 6 und dessen Durchtritt
14 zurückziehbar, daß der Austritt 13 in der dadurch eingenommenen
Schließstellung im Bereich oder Wirkbereich einer an dem Gehäuse
6 vorgesehenen Heizung 16 angeordnet ist. Dadurch wird der in
dem Kanal 11 und dem Austritt 13 befindliche Werkstoff auch in
Schließstellung flüssig gehalten. Dies gilt selbst dann, wenn
der Austritt 13, wie schon erwähnt, nur eine sehr geringe
Ausdehnung hat und beispielsweise als am Umfang der Verschlußnadel
10 angeordneter schmaler Schlitz ausgebildet ist, der im Inneren
der Verschlußnadel 10 bis zu dem Kanal 11 reicht.
Die Länge des koaxial und zentral in der Verschlußnadel 10
angeordneten Kanales 11 ist im Ausführungsbeispiel so bemessen,
daß auch der Eintritt 12 in den Kanal 11 bei in die Schließ
stellung zurückgezogener Verschlußnadel 10 innerhalb des Gehäuses
6 oder zumindest innerhalb einer dem Gehäuse 6 zugehörenden,
buchsenförmigen Nadelführung 27 angeordnet ist. Vor allem in Fig. 1,
die die Schließstellung darstellt, erkennt man deutlich, daß der
Kanal 11 nur über einen relativ kurzen Teilbereich der Ver
schlußnadel 10 verläuft, um erreichen zu können, daß dieser Kanal
11 in Spritzgießstellung gemäß Fig. 2 die Verbindung zwischen dem
Inneren 9 des Gehäuses 6 und der Form 5 herstellt und zwar über
die Verschlußnadel 10.
Im Ausführungsbeispiel hat der Kanal 11 nur einen etwa schlitzför
mig über einen Teil des Umfanges der Verschlußnadel 10 verlaufenden
Austritt 13. Es wäre aber auch möglich, daß mehrere derartige
seitliche Austritte vorgesehen sind, die radial oder schräg oder
auch über eine Rundung von dem Kanal 11 abgehen und zur Außenseite
der Verschlußnadel 10 führen, wobei all diese Austritte 13 in
der gleichen Querschnittsebene der Verschlußnadel 10 oder aber mit axialem
Abstand zueinander an der Verschlußnadel 10 angeordnet sein
könnten, falls zum Beispiel mehrere in derselben oder auch in
verschiedenen Ebenen befindliche Formen 5 oder Bereiche einer
oder mehrerer Formen 5 mit derselben Nadelverschlußdüse 1 bedient
werden können sollen.
Der das Ende des Kanales 11 und seinen seitlichen Austritt 13
überragende Teil 15 der Verschlußnadel 10 ist im Ausführungsbei
spiel als abdichtender Überstand 15 ausgebildet, der in Schließ
stellung den Durchtritt 14 des Gehäuses 6 ausfüllt und insbesondere
teilweise über diesen Durchlaß 14 aus dem Gehäuse 6 vorsteht,
wie man es in Fig. 1 erkennt. Er ist dabei bündig mit dem die
Verschlußnadel 10 aufnehmenden Formeinsatz 3 oder dem damit
zusammenwirkenden Kernformeinsatz oder zweiten Formeinsatz 4 bzw.
ragt sogar noch etwas in diesen, hinein. Dies wird dadurch
ermöglicht, daß der anspritzseitige, die Verschlußdüse 1
aufnehmende Formeinsatz 3 und der damit zusammenwirkende
Formeinsatz 4 der Spritzgießform koaxial und fluchtend zu dem
Durchtritt 14 des Gehäuses 6 der Nadelverschlußdüse 1 eine Lochung
17 oder Bohrung aufweisen, deren Innenquerschnitt dem Außenquer
schnitt des dichtenden Überstandes 15 der Verschlußnadel 10
entspricht, wobei dieser Überstand 15 bei deren Spritzposition
in die Lochung 17 des Formeinsatzes 4 insbesondere dichtend
eingreift, wie man es auch in Fig. 2 erkennt. Die Lochung 17
verbessert die Führung und auch die Halterung der Verschlußnadel
10 auch gegen seitliche, durch den Spritzgießwerkstoff verursachte
Belastungen und sorgt für eine sichere Halterung der Verschlußnadel
10 bei geöffneter Nadelverschlußdüse 1 gemäß Fig. 2, wenn der
Spritzgießwerkstoff durch den oder die Austritte 13 seitlich in
eine Form 5 oder Kavität eingespritzt wird und dabei daran
gehindert werden muß, etwa in die nicht zu der Form 5 gehörende
Fuge zwischen den Formeinsätzen 3 und 4 einzutreten.
Der dem freien Ende 10a und dem dichtenden Überstand 15 nähere
Rand 18 des im Ausführungsbeispiel etwa schlitzförmigen seitlichen
Austrittes 13 ist als über einen Teil des Umfanges der Ver
schlußnadel 10 verlaufende Kante ausgebildet, die beim Zurückziehen
der Verschlußnadel 10 den in dem Austritt befindlichen Werkstoff
von dem in der Form 5 befindlichen, das Werkstück bildenden
Werkstoff abtrennt, so daß keine Angußteile oder Angußspuren an
der Schmalseite des Werkstückes zurückbleiben, also Nacharbeiten
vermieden werden.
Der Eintritt 12 in den in der Verschlußnadel 10 angeordneten Kanal
11 ist im Ausführungsbeispiel durch eine seitlich an der Nadel
angeordnete Aussparung 19 oder Ausfräsung gebildet, die mit dem
Anfang des Kanales 11 eine Verschneidung bildet, also diesen Anfang
des Kanales 11 durchdringt, so daß dort die entsprechende Öffnung
für den Eintritt 12 über eine gewisse axiale Erstreckung des
Kanales 11 ausgebildet ist. Dabei endet der Kanal 11 im Bereich
der seitlichen Aussparung 19, da ein weitergehender Verlauf unnötig
wäre und allenfalls zu unerwünschten Toträumen führen würde.
Die Aussparung 19 ist an ihrem dem freien Ende 10a der Ver
schlußnadel 10 abgewandten Anfang 19a zunächst geringfügig und
in Erstreckungsrichtung der Verschlußnadel 10 allmählich
insbesondere schräg zunehmend in den Nadelquerschnitt einge
arbeitet, so daß zusammen mit der Innenwand 20 des Gehäuses 6
der Nadelverschlußdüse 1 eine im wesentlichen vorsprungfreie
stetige, etwas schräge Werkstoffzuführung zu dem Eintritt 12 in
den Kanal 11 ausgebildet ist, wie man es deutlich in Fig. 2 erkennt.
Auch dieser Anfang 19a der Aussparung 19 befindet sich bei in
Schließstellung befindlicher Verschlußnadel 10 noch innerhalb einer
noch zu erläuternden buchsenförmigen Nadelführung 27.
Die Verschlußnadel 10 könnte ganz oder teilweise profiliert sein,
hat jedoch im Ausführungsbeispiel einen im wesentlichen kreisrunden
Querschnitt - von der Aussparung 19 abgesehen - und der Kanal
11 befindet sich in dem Zentrum dieses Querschnittes und ist
seinerseits insbesondere ebenfalls mit einem solchen kreisförmigen
Querschnitt versehen. Solche kreisquerschnittsförmigen Teile oder
Kanäle lassen sich ebenso wie entsprechende Durchlaßöffnungen
14 oder Lochungen 17 besonders einfach herstellen. Im Bereich
des Austrittes 13 kann eine Abweichung von dem Querschnitt,
beispielsweise eine Abflachung vorgesehen sein, um an dem Austritt
13 einen etwas breiteren Werkstoffstrom in eine geradlinig
verlaufende Schmalseite einer Form 5 eintreten zu lassen, der
dann trotzdem beim Zurückziehen der Nadel angußlos unterbrochen
wird.
In Fig. 1 und 2 erkennt man, daß das Gehäuse 6 nur auf einer Seite
eine Innenhöhlung 9 hat, das heißt die
Innenhöhlung 9 des Gehäuses 6 ist exzentrisch angeordnet und zwar
auf der Seite der Verschlußnadel 10, auf der sich die Werkstoff
zufuhr und die Aussparung 19 befinden. Ferner hat das Gehäuse
6 eine im wesentlichen über seine gesamte axiale Erstreckung
verlaufende, insbesondere konzentrische Führung 21 für die
konzentrisch in ihm angeordnete Verschlußnadel 10 auf der dieser
Innenhöhlung 9 abgewandten Seite, die über mehr als den halben Umfang
der Verschlußnadel 10 reicht, so daß an dieser Führung 21 im
Bereich der Aussparung 19 mindestens ein Spalt für den Durchtritt
des Spritzgießwerkstoffes zu dem Eintritt 12 in dem Kanal 11
freibleibt. Somit wird vermieden, daß Spritzgießwerkstoff um die
Nadel 10 herum läuft und dadurch der Werkstoffstrom geteilt wird
und der Spritzgießwerkstoff vor allem besser zu dem nur einseitigen
Eintritt 12 in den Kanal 11 gelenkt wird.
An dem dem Austritt 14 des Gehäuses 6 entgegengesetzten Ende dieses
Gehäuses 6 ist eine die Verschlußnadel 10 an ihrem gesamten
Querschnitt führend umschließende, als Buchse ausgebildete
Nadelführung 27 angeordnet. Die Werkstoffzufuhr 8 in das Innere
9 des Gehäuses 6 ist in diesem Falle als Zuführkanal ausgebildet,
dessen Eintritt 22 von der Stirnseite 23 bis zu seiner Mündung
24 im Inneren des Gehäuses 6 durch die in radialer Richtung einen
Teil der Stirnseite 23 der Nadelverschlußdüse 1 bildende
Nadelführungs-Buchse 27 verläuft, wobei zwischen der Außenseite
der Buchse 27 und der diese aufnehmenden Ausnehmung 28 des
Düsengehäuses 6 zumindest in dem seinem Widerlager 29 gegenüber
dem Formeinsatz benachbarten Bereich eine Isolierung, im
Ausführungsbeispiel ein Luftspalt 30 angeordnet ist, so daß
Wärmeverluste in diesem Bereich weitestgehend vermieden werden,
also Ablagerungen oder Verdickungen des Spritzgießwerkstoffes
praktisch ausgeschlossen sind. Entsprechend sicher kann der
flüssige Zustand des Werkstoffes trotz seiner Leitung durch den
im Nadel inneren befindlichen Kanal 11 und durch den Austritt 13
bis in die Form 5 und deren Kavität erhalten bleiben.
Durch die Gesamtanordnung lassen sich auch sehr flache Werkstücke
unmittelbar von einer oder mehreren ihrer Schmalseiten ausspritzen,
ohne daß es eines Filmangusses und entsprechender Nacharbeiten
bedarf, wobei Versuche gezeigt haben, daß ein derartig hergestell
tes Werkstück keinen Anguß erkennen läßt.
Die Nadelverschlußdüse 1 mit Spritzgießform 2 hat zum Spritzgießen
von flachen Werkstücken von deren Schmalseite aus im Inneren der
ihr zugehörenden Verschlußnadel 10 über einen Teillängsbereich
dieser Verschlußnadel 10 einen Kanal 11, der im Inneren des
Gehäuses 6 der Nadelverschlußdüse 1 einen Eintritt 12 und vor
dem der Spritzgießform 2 zugewandten freien Ende 10a der
Verschlußnadel 10 als Auslaß wenigstens einen seitlichen Austritt
13 hat, so daß die für das Spritzgießen vorgesehene Offenstellung
der Nadelverschlußdüse dadurch erreicht wird, daß die Ver
schlußnadel 10 mit diesem Austritt 13 aus dem Gehäuse 10 so weit
ausgeschoben wird, daß der seitliche Austritt 13 auf der Höhe
der zu füllenden Form oder Kavität 5 zu liegen kommt, während
für die Schließstellung die Verschlußnadel 10 mit diesem Austritt
13 in das Gehäuse 6 zurückziehbar ist.