DE19915682A1

DE19915682A1 - Spritzgußdüse

Info

Publication number: DE19915682A1
Application number: DE19915682A
Authority: DE
Inventors: Itsuo Shibata; Shigeo Wada; Hitoshi Toki; Hiroyuki Iida
Original assignee: Japan Steel Works Ltd; JU OH Inc
Current assignee: JU-OH Inc HIRATSUKA KANAGAWA JP
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 1999-10-14
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: JPH11291290A; US6234783B1; JP3991340B2; DE19915682C2

Abstract

Es wird eine verbesserte Spritzgußdüse angegeben, die eine hohe Härte aufweist und die chemisch stabil ist, so daß die Innenfläche davon nicht korrodiert, wobei Gas oder Fluid, welches veranlaßt wird, in den Spalt zwischen die Spritzgußdüse und den Ventilstift zu treten, den Ventilstift nicht festsetzen kann, unabhängig von der Temperatur und dem Druck des einzuspritzenden Materials. Ferner ist der Ventilstift nicht biegbar und führt zu keinem Kollabieren bzw. Verformen an dem Teil des Ventilstiftes. Die Spritzgußdüse, welche für Harz und geschmolzenes Metall zu verwenden ist, zeichnet sich dadurch aus, daß sie aus keramischem Material hergestellt ist, wobei zumindest ein Teil der äußeren Peripherie aus Metall bedeckt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgußdüse, welche zum Spritzgießen von Harz oder geschmol zenem Metall verwendet werden kann.

Bekannte Düsen, Düsenhauptkörper und Ventilstifte, die zum Spritzgießen verwendet werden, sind typischerweise aus Metall, wie z. B. Werkzeugstahl, hergestellt und können daher nicht mit Glasfasern, Kohlefasern, Harz mit Füllmaterialien und geschmolzenem Metall verwendet werden.

Bekannte aus Metall hergestellte Spritzgußdüsen zeigen die folgenden Probleme.

1. Das Metall verfügt über eine niedrige Härte und ist chemisch unstabil, so daß das Gas oder Fluid, welches veranlaßt wird, in den Spalt zwischen die Spritzgußdüse und den Ventilstift zu treten, durch die Temperatur und den Druck des einzuspritzenden Materiales dazu führen kann, daß der Ventilstift festgesetzt wird.
2. Die Biegbarkeit des Metalles kann dazu führen, daß sich der Ventilstift verbiegt, wobei ein gewisser Grad an Abweichung in der Koaxialität zwischen dem Ventilstift und der Düsenmündung entstehen kann.
3. Das Metall hat einen großen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, so daß es schwierig ist, einen hohen Grad an Bearbeitungsgenauigkeit während des Herstellungsverfahrens aufrechtzuerhalten.
4. Der große thermische Ausdehnungskoeffizient und die leichte Schneidfähigkeit des Me talles gestalten es schwierig, die Flächenglattheit und die Flächenebenheit zu verbessern.

Angesichts der oben dargestellten Probleme bei bekannten aus Metall hergestellten Spritz gußdüsen ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Spritzguß düse anzugeben, welche eine hohe Härte hat und chemisch stabil ist, so daß weder die Innen fläche davon korrodiert, noch das Gas oder Fluid, welches veranlaßt wird, in den Spalt zwi schen der Spritzgußdüse und den Ventilstift zu treten, den Ventilstift blockieren oder festset zen könnte, unabhängig von der Temperatur und dem Druck des einzuspritzenden Materiales.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spritzgußdüse anzuge ben, bei welcher der Ventilstift nicht biegbar bzw. faltbar ist und nicht zu einer Verformung bzw. einem Kollabieren an dem Teil des Ventilstiftes führen kann.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spritzgußdüse an zugeben, deren Material einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, um das Aufrechterhalten eines hohen Grades an Bearbeitungsgenauigkeit während des Herstel lungverfahrens zu vereinfachen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spritzgußdüse anzuge ben, bei welcher der große thermische Ausdehnungskoeffizient und die hohe Bearbeitbarkeit des Materiales der Düse die Flächenglattheit und die Flächenebenheit bzw. -planarität verbes sern.

Erfindungsgemäß werden obige Aufgaben gelöst mittels Bereitstellens einer Spritzgußdüse, welche für Harz und geschmolzenes Metall zu verwenden ist, wobei die Düse aus einem ke ramischen Material hergestellt ist, wobei zumindest ein Teil der äußeren Peripherie mit Metall bedeckt bzw. beschichtet ist.

Bevorzugt ist der mit der Düse zu kombinierende Ventilstift zumindest teilweise aus einem keramischen Material hergestellt. Vorteilhafterweise wird die Düse mittels elektromagneti scher Induktion erwärmt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform stehen die Ventilstiftgleit öffnung und der Einspritzpfad der Düse miteinander in Verbindung.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen gilt:

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Spritzgußvorrichtung, die eine erste Ausführungsform der erfingungsgemäßen Spritzgußdüse enthält.

Fig. 2 ist eine schematische Vertikalquerschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spritzgußdüse.

Fig. 3 ist eine schematische Horizontalquerschnittsansicht der in Fig. 2 gezeigten Ausfüh rungsform, aufgenommen entlang Linie III-III.

Fig. 4 ist eine schematische Vertikalquerschnittsansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spritzgußdüse.

Fig. 5 ist eine schematische Horizontalquerschnittsansicht der in Fig. 4 gezeigten Ausfüh rungsform, aufgenommen entlang Linie V-V.

Fig. 6 ist eine schematische Vertikalquerschnittsansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgußdüse.

Fig. 7 ist eine schematische Horizontalquerschnittsansicht der in Fig. 6 gezeigten Ausfüh rungsform, aufgenommen entlang Linie VII-VII.

Fig. 8 ist eine schematische Vertikalquerschnittsansicht einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgußdüse.

Fig. 9 ist eine schematische Horizontalquerschnittsansicht der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform, aufgenommen entlang Linie IX-IX.

Fig. 10 ist eine schematische Vertikalquerschnittsansicht eines unteren Abschnittes des Ven tilstiftes der fünften Ausführungsform.

Fig. 11 ist eine schematische Vertikalquerschnittsansicht einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgußdüse.

Fig. 12 ist eine schematische Horizontalquerschnittsansicht der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform, aufgenommen entlang Linie XII-XII.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der Erfindung. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt die Spritzgußdüse 10 einen Düsenkörper 12, der eine Ventilstiftöffnung 16 ent hält, welche einen diesbezüglichen Durchtritt eines Ventilstiftes 14 ermöglicht, und der eine Düsenmündung 17 an dem Frontende davon aufweist. Der Düsenkörper 12 der Spritzgußdüse 10 ist steif bzw. fest in eine Metallhülse 20 schrumpfgepaßt. Ein Harzpfad 21 ist zwischen der Metallhülse 20 und dem Düsenkörper 12 ausgebildet. Eine elektromagnetische Indukti onsspule 26 ist bezüglich der äußeren Peripherie der Metallhülse 20 mittels Backens bzw. Einbrennens gepaßt. Ein Verteiler 18 ist mit einem Harzverteilerpfad 28 versehen, der mit dem Harzpfad in Verbindung steht. Ein Temperatursensor ist in einer Weise vorgesehen, wie durch das Bezugszeichen 22 angedeutet.

Der Düsenkörper 12 ist aus Aluminiumoxid hergestellt mit einer Vickers-Härte von 2300 Hv, wobei die Metallhülse 20 aus extrudiertem Stahl hergestellt ist, während der Ventilstift aus Siliciumnitrit hergestellt ist, mit einer Vickers-Härte von 1400 Hv. Die Metallhülse 20 wird durch ein stationäres Hohlraumglied 32 einer stationären Metallformhälfte über einen Isolati onsring 30 gestützt, wobei das Hohlraumglied 32 mit einem beweglichen Hohlraumglied 34 einer beweglichen Metallformhälfte wechselwirkt, um einen Hohlraum 40 zu bilden.

Eine Pneumatikzylindereinheit 50 oder eine hydraulische Zylindereinheit (nicht dargestellt) ist oberhalb des Verteilers angeordnet, um den Ventilstift 14 hin- und herbeweglich anzutrei ben, um die Düsenmündung 17 zu öffnen bzw. zu schließen.

Fig. 2 und 3 zeigen schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritz gußdüse. Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 ist der Düsenkörper 112 der Spritzgußdüse 110 der zweiten Ausführungsform aus einem keramischen Material, wie z. B. Siliciumnitrit, hergestellt und verfügt über eine Ventilstiftöffnung 116, welche den Durchtritt eines Ventil stiftes 114 diesbezüglich ermöglicht. Der Düsenkörper 112 der Spritzgußdüse 110 ist fest in eine Metallhülse 120 schrumpfgepaßt. Die Metallhülse 120 verfügt über einen Metallhülsen harzpfad 121, welcher in solch einer Weise angeordnet ist, daß dessen Horizontalquerschnitt jenen des Düsenkörpers 112 überlappt. Die Metallhülse 120 wird durch ein stationäres Hohl raumglied 132 einer stationären Metallformhälfte über eine Isolationslage aus Harz (Ring) 130 gestützt. Eine Düsenmündung 117 ist an dem unteren Ende des stationären Hohlraum gliedes 132 ausgebildet.

Fig. 4 und 5 zeigen schematisch eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsge mäßen Spritzgußdüse. Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 verfügt der Düsenkörper 212 der Spritzgußdüse 210 gemäß der dritten Ausführungsform über eine Ventilstiftöffnung 216, durch welche ein Ventilstift 214 treten kann, wobei eine Düsenmündung 217 an dem Fronten de des Ventilstiftes 216 ausgebildet ist. Der Düsenkörper 212 der Spritzgußdüse 210 ist fest in eine Metallhülse 220 schrumpfgepaßt. Die Metallhülse 220 weist einen Metallhülsenharzpfad 221 auf, der in solch einer Weise angeordnet ist, daß dessen horizontaler Querschnitt jenen des Ventilstiftes 216 überlappt bzw. überlagert.

Fig. 6 und 7 zeigen schematisch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritz gußdüse. Unter Bezugnahme auf Fig. 6 und 7 weist der Düsenkörper 312 der Spritzgußdüse 310 der vierten Ausführungsform eine Ventilstiftöffnung 316 auf, welche den Durchtritt eines Ventilstiftes 314 erlaubt, wobei eine Düsenmündung 317 an dem Frontende des Ventilstiftes 316 ausgebildet ist. Der Düsenkörper 312 der Spritzgußdüse 310 ist durch eine Metallhülse 320 bedeckt. Der Düsenkörper 312 weist einen Düsenkörperharzpfad 321 auf, der in solch einer Weise angeordnet ist, daß dessen horizontaler Querschnitt jenen des Ventilstiftes 316 überlappt.

Fig. 8, 9 und 10 zeigen schematisch eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgußdüse. Unter Bezugnahme auf die Fig. 8, 9 und 10 weist der Düsenkörper 412 der Spritzgußdüse 410 der fünften Ausführungsform eine Ventilstiftöffnung 416 auf, welche den Durchtritt eine Ventilstiftes 414 diesbezüglich erlaubt. Der Düsenkörper 412 der Spritzgußdü se 410 ist fest in eine Metallhülse 420 schrumpfgepaßt. Die Metallhülse 420 weist einen Me tallhülsenharzpfad 421 auf, welcher in solch einer Weise angeordnet ist, daß dessen horizon taler Querschnitt jenen des Düsenkörpers 412 überlappt. Eine Düsenmündung 417 ist an dem unteren Ende des Düsenkörpers 412 ausgebildet. Der Ventilstift 414 ist durch Schrumpfpas sung eines oberen Metallstiftgliedes 440 gebildet, welches mit einer Luftzylindereinheit (nicht dargestellt) zu kombinieren ist, wobei ein zwischengelagertes keramisches Stiftglied 442 in der Ventilstiftöffnung 416 angeordnet ist, und wobei ein unteres keramisches Stiftglied 444 mit der Düsenmündung 414 zu kombinieren ist.

Fig. 11 und 12 zeigen schematisch eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgußdüse. Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 weist der Düsenkörper 512 der Spritzgußdüse 510 der sechsten Ausführungsform einen Harzpfad 516 auf. Der Düsenkörper 512 der Spritzgußdüse 510 ist fest in eine Metallhülse bzw. -hülle 520 schrumpfgepaßt.

Wie oben beschrieben, ist erfindungsgemäß eine Spritzgußdüse bereitgestellt, welche über eine hohe Härte verfügt, und welche chemisch stabil ist, so daß die Innenfläche davon nicht korrodiert, wobei das Gas oder das Fluid, welches veranlaßt wird, in den Spalt zwischen die Spritzgußdüse und den Ventilstift zu treten, den Ventilstift nicht festsetzt, und zwar unabhän gig von der Temperatur und dem Druck des einzuspritzenden Materiales.

Mit einer erfindungsgemäßen Spritzgußdüse zeigt deren Material einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, wodurch es einfach ist, einen hohen Grad an Bearbeitungsgenau igkeit während des Herstellungsverfahrens beizubehalten.

Ferner wird bei der erfindungsgemäßen Spritzgußdüse durch den großen thermischen Aus dehnungskoeffizienten und die hohe Bearbeitbarkeit des Materiales der Düse die Flächen glattheit und die Flächenebenheit bzw. -planarität verbessert bzw. erhöht.

Bei einer erfindungsgemäßen Spritzgußdüse ist der Ventilstift nicht verbiegbar bzw. faltbar und vermindert somit, daß ein Teil des Ventilstiftes kollabiert bzw. sich verformt.

Claims

1. Spritzgußdüse zum Spritzgießen von Harz und geschmolzenem Metall, dadurch gekenn zeichnet, daß sie aus einem keramischen Material hergestellt ist, und daß zumindest ein Teil der äußeren Peripherie der Spritzgußdüse mit Metall bedeckt ist.

2. Spritzgußdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilstift, der mit der Düse zu kombinieren ist, zumindest teilweise aus einem keramischen Material hergestellt ist.

3. Spritzgußdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse mittels elektro magnetischer Induktion erwärmt wird.

4. Spritzgußdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleitöffnung für den Ventilstift und der Einspritzpfad der Düse miteinander in Verbindung stehen.