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Dtisenverschluß für eine Kunststoff-Spritzgußmaschine.
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Die Erfindung betrifft einen Düsenverschluß für eine Kunststofr-Spritzgußmaschine
für thermoplastische Kunststoffe mit einer im Düsenkörper verschiebbar geführten
Düsennadel, die von einer sie in ihre Schließlage drängenden Schließreder beaufschlagt
ist und die durch den beim Spritzvorgang auf die Kunststoffmasse ausgeübten Druck
in ihre Öffnungslage gebracht wird.
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Bei einer Spritzgußmaschine für thermoplatische Kunststoffmassen
ergeben sich bezüglich der Düse, durch die die Kunststoffmasse in eine Form gepreßt
wird, erhebliche Probleme, und zwar deshalb, weil der Temperaturbereich, in dem
die Masse verarbeitet werden kann,
eng ist. Insbesondere bei Polyamiden
ist dieser Temperaturbereich außerordentlich eng und umfaßt etwa nur 100C Wird dieser
Temperaturbereich unterschritten, so wird die Kunststoffmasse fest, wird er überschritten,
so verbrennt die Masse, Da die für die Aufnahme der Masse vorgesehenen Formen gekühlt
sein müssen und die Düsenmündung beim Spritzvorgang in engen Kontakt mit dem die
Einlaßöffnung enthaltenden Teil der Form gebracht werden muß, besteht die Gefahr,
daß der Düsenkörper oder der die DüsenmUndung enthaltende Teil abgekühlt wird und
die Kunststoffmasse in der Düse erstarrt, wodurch die Düse verschlossen wird und
ein weiterer Spritzvorgang nicht mehr möglich ist. Man hat deshalb Maßnahmen getroffen,
um den Düsenkörper im Bereich der Düsenmündung zu heizen und so einen unzulSssigen
Temperaturabfall bei der Berührung mit der Form zu vermeiden. Dies setzt aber voraus,
daß der zu heizende Teil feststeht.
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Ursprünglich hat man bei Kunststoff-Spritzgußmaschinen eine einfache
offene Düse verwendet. Eine solche Düse ist feststehend und läßt sich leicht mit
einer Heizvorrichtung versehen. Sie hat aber den Nachteil, daß die Düse nach dem
Spritzvorgang nicht verschlossen wird und daß Kunststoffmasse ausfließt, wenn die
Düse von der Form abgenommen wird.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man später eine verschließbare
Düse verwendet. Hier war ein in einem Düsenkörper längsverschiebbarer Düsenkopf
vorgesehen, der mit einem nach hinten geschlossenen Düsenkanal versehen war, der
in seitlich mündende Querkanäle aus lief, die bei vorgeschobenem Düsenkopf geschlossen
bei zurückgedrücktem Düsenkopf dagegen mit dem Inneren des Düsenkörpers in Verbindung
standen.
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Wurde der Düsenkopf gegen eine Form geführt, so wurde dieser zurückgeschoben
und damit der Durchgang für die Kunststoffmasse geöffnet. Wurde nach Beendigung
des Spritzvorganges der Düsenkopf von der Form abgenommen, so wurde dieser durch
den Druck der Kunststoffmasse vorgeschoben und damit der Düsenkanal geschlossen.
Infolge der beweglichen Lagerung konnte hier der Düsenkopf nicht beheizt werden,
und es bestand erhöhte Gefahr, daß die Kunststoffmasse in den Düsenkanälen abkühlt
und damit die Düse unbrauchbar wurde.
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Man ist deshalb später dazu übergegangen, wieder eine feststehende
Düse, Jedoch mit einer inneren beweglichen Schließnadel zu verwenden. Derartige
Düsen werden noch heute verwendet . Die Düsennadel ist hier längsverschiebbar innerhalb
des Düsenkörpers gelagert
und durch eine sie in ihre Schließlage
drängende Schließfeder belastet. Um ein Verkleben der Feder durch die Kunststoffmasse
zu vermeiden, ist hier die Schließfeder ausserhalb des Düsenkörpers auf dessen Umfang
angeordnet, und es wird eine Verbindung zwischen Feder und Düsennadel durch einen
Querstift erzielt, der einen in dem Düsenkörper vorgesehenen Längsschlitz durchsetzt.
Es hat sich aber gezeigt, daß die Kunststoffmasse mit der Zeit in den Längsschlitz
eindringt und in diesem erstarrt, wodurch die Beweglichkeit der Düsennadel verringert
wird, bis die Düse schließlich entweder ständig verschlossen oder ständig geöffnet
bleibt. In einem solchen Falle muß die Spritzgußmaschine stillgesetzt und der DUsenkörper
sowie die Schließvorrigehtung gesäubert werden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Düsenverschluß
der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch nach längerem Betrieb, und zwar
auch bei Verwendung von Polyamiden, einwandfrei arbeitet. Dies wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die die Düsennadel beaufschlagende Schließfeder in einem innerhabides
Düsenkörpers vorgesehenen Raum angeordnet ist und daß dieser Raum mit dem Massezylinder
durch ein RUcks^hlagventil verbunden ist, das sich in Richtung zum Massezylinder
öffnen kann. Es hat sich überraschender-weise gezeigt,
daß die Beweglichkeit
von Düsennadel und Feder hier auch nach längerem Gebrauch, und zwar auch bei Verwendung
von Polyamiden nicht beeinträchtigt wird, obwohl das Eindringen von Kunststoffmasse
in den die Feder enthaltenden Raum nicht zu vermeiden ist, weil die Kunststoffmasse
durch das Rtlckschlagventil zurück in den Massezylinder gefördert werden kann. Dadurch
wird auch vermieden, daß der sich in dem die Feder aufnehmenden Raum befindliche
Masseanteil längere Zeit erhitzt wird und dadurch veF brannt wird.
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Vorzugsweise ist der die Schließfeder aufnehmende Raum ein die Düsennadel
führender Längskanal. Ferner wird zweckmäßig das Rückschlagventil als Kugelventil
ausgebildet.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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In der Zeichnung ist ist 1 ein Düsenkörper bezeichnet, der an seinem
rückwärtigen Ende mit einem Gewinde la versehen ist, das in einen nicht dargestellten
Massezylinder eingeschraubt werden kann. An seinem vorderen Ende trägt der Düsenkörper
1 einen Düsenkopf 9 mit der Düsenöffnung 10,
die durch eine Düsennadel
4 verschlossen werden kann.
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Der Düsenkörper 1 ist ferner mit zwei oder mehreren außermittig angeordneten
Kanälen 2 versehen, durch die die Kunststoffmasse in den Düsenraum 3 und von hier
aus durch die Düsenöffnung 10 hindurch in eine Form gelangen kann.
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Der Düsenkörper 1 enthält ferner einen zentrischen Längskanal 5,
welcher die Düsennadel 4 längs verschiebbar führt und welcher ferner eine Rückstellfeder
6 für die Düsennadel 4 enthält. Durch diese Feder 6 wird die Düsennadel in die in
der Zeichnung gezeigte Stellung gebracht, in welcher die Düsenöffnung 10 verschlossen
ist.
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Der Längskanal 5 ist nach rückwärts durch ein Rückschlagventil, das
hier durch eine Kugel 8 gebildet wird, abgeschlossen. Das Rückschlagventil steht
in Verbindung mit einer Bohrung 7, die in den Massezylinder führt.
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Beim Spritzvorgang wird der Düsenkopf 9 in Verbindung mit einer Öffnung
einer Spritzform gebracht, und es wird die in dem nicht dargestellten Massezylinder
befindliche thermoplastische Masse unter sehr hohen Druck gesetzt, wodurch die Masse
ddbh die Kanäle 2 in den Diisenraum
3 eindringt. Durch die Verjüngung
4a der Düsennadel 4 wird ein in axialer Richtung wirkender Druck erzeugt, welcher
die in der Zeichnung dargestellte Düsennadel gegen die Kraft der Feder 6 nach rechts
drängt, wodurch die Düsenöffnung 10 freigegeben wird und die thermoplastische Masse
in die nicht dargestellte Form eindringen kann. Bei Beendigung des Spritzvorganges
wird dL in dem Massezylinder befindliche Kunststoffmasse wieder vom Druck entlastet,
so daß auch in dem Düsenraum 3 kein ueberdruck mehr herrscht, so daß die Düsennadel
4 unter der Wirkung der Feder 6 wieder in die in der Zeichnung dargestellte Lage
gebracht werden kann, wodurch die Düsenöffnung 10 verschlossen wird.
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Durch den sehr hohen Druck'unter dem die thermoplastische Masse steht,
kann Kunststoffmasse zwischen crer Düsennadel 4 und den sie führenden Wänden des
Düsenkörpers 1 in den Raum 5 eindringen. Beim Ende eines Spritzvorganges wird der
auf die7Massezylinder befindliche Masse lastende Druck zurückgenommen, und es tritt
dann infolge der sich in der sieh verhältnismäßig zähen Kunststoffmasse ausbildenden
Druckverteilung ein Zeitpunkt auf, in welchem der Druck in dem Massezylinder niedriger
ist als der Druck in dem Düsenraum 3 bzw. in dem Raum 5, so daß die sich im Raum
5 befindende Masse nach
Öffnung des Rückschlagventils 8 zurück in
den Massezylinder gefördert werden kann. Es kann somit eine Behinderung der Beweglichkeit
der Düsennadel nicht eintreten, und es wird dadurch die Funktionsfähigkeit der Düse
auch bei längerem Gebrauch sichergestellt. Außerdem wird verhindert, daß die sich
im Raum 5 befindende Kunststoffmasse längere Zeit erhitzt und damit verbrannt wird.