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Spritzdüseneinsatz Die Erfindung betrifft einen Spritzdüseneinsatz
für Spritzdüsen zum Spritzen insbesondere von thermoplastischen Kunststoffen, wobei
der Spritzdüseneinsatz einen vorderen Dichtkonus zum Begrenzen eines Düsenkanals
im Bereich einer Düsenöffnung der Spritzdüse, ferner einen mittleren, von einem
eingebauten Heizelement beheizten Schaft zum Erweichen des Spritzmediums ud ein
rückwärtiges Anschlußglied zum Festlegen an der Spritzdüse aufweist.
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Die Spritzdüseneinsätze der genannten Art dienen zum Aufbringen der
für die Erweichung des Spritzmediums notwendigen Wärmeenergie, damit das Spritzmedium
unter geeigneter Erwärmung und damit Erweichung aus der Spritzdüse austreten kann.
Zum Erwärmen des Schafts des Spritzdüseneinsatzes ist dieser in bekannter Weise
als rohrförmiges Gebilde hohl ausgeführt und weist eine vom rückwärtigen Ende in
sein Inneres eingeschobene Heizpatrona mit einer eingebauten elektrischen Widerstandswicklung
auf. Am rückwärtigen Ende trägt der Spritzdüseneinsatz herausgeführte Anschlüsse
der Heizwicklung.
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Bei der Erwärmung des Spritzmediums muß die Heizenergie zunächst von
der Heizwicklung zu einer Patronenhülle gelangen, um von
dieser
über den Schaft des Spritzdüseneinsatzes zum Spritzmedium geleitet zu werden Hieraus
ergeben sich eine relativ schlechte Wärmebrücke und ein ungünstiges Regelverhalten
wegen der zwischengeschalteten Wärmespeicher. Da keine sehr günstige Wärmeabgabe
nach außen erfolgen kann, muß die Heizwicklung zur Erzielung einer bestimmten Verarbeitungstemperatur
des Spritzmediums mit einer relativ hohen Heiztemperatur betrieben werden.
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Das wiederum führt zu grossen Oberflächebelastungen der Heizdrähte
bis zu 30 oder o W/#cm oder mehr sowie zu einer damit zusammenhängenden kürzeren
Lebensdauer der Heizpatrone.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spritzdüseneinsatz
der genannten Art zu schaffen, bei dem unter Vermeidung der erwähnten Nachteile
eine äußerst einfache und betriebswirksame Handhabung gegeben ist.
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Das notwendige Temperaturgefälle und die dazu erforderliche Heizleistung
sollen so klein wie möglich sein, wobei der Spritzdüseneinsatz ferner ein gutes
Regelverhalten aufweist.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe wir bei einem Spritzdüseneinsatz
der genannten Art dadurch erzielt, daß der Schaft unmittelbar als Heizpatrone ausgebildet
ist, wobei die Heizwicklung in direktem Wärmekontakt mit dem Schaft steht. Der erfindungsgemäße
Spritzdüseneinsatz weist also keine Heizpatrone herkömmlicher Art mehr auf,
da
der Schaft unmittelbar beheizt wird. Abgesehen von erheblichen Kosteneinsparungen
fallen die üblicher Heizpatrone als Zwischenspeicher und verschiedene Wärmewiderstände
fort, so daß der beheizte Spritzdüseneinsatz seine Wärme schnell und weitgehend
verzögerungsfrei an das Spritzmedium abgeben kann. Der Spritzdüseneinsatz eignet
sich somit sehr gut für den Einbau in Regelkreise und kann ohne weiteres mit vergleichsweise
niedrigen Oberflächenbelastungen des Heizelementes betrieben werden, da die Wärmeabgabe
weitgehend direkt und wärmewiderstandsfrei erfolgt.
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Die Heizwicklung ist in an sich bekannter Weise aus elektrischem Widerstandsmaterial
hergestellt. Theoretisch sind zwar auch andere Beheizungsprinzipien des Spritzdüseneinsatzes
denkbar, doch hat sich die elektrische Widerstandsbeheizung bei derartigen Spritzdüseneinsätzen
besonders bewährt.
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Bei einer praktischen Ausführungsform ist das Widerstandsmaterial
als Heizwicklung auf einem Träger angeordnet, der sich unter wärmemäßig weitgehender
Berührung des Schafts in diesem befindet. Zur Verbesserung des Wärmeüberganges und
Erhöhung der mechanischen Festigkeit kann der Schaft in Form einer an sich bekannten
verdichteten Heizpatrone ausgebildet werden Vorzugsweise ist der Schaft an seinem
vorderen Ende über eine Schweiß-bzw.Lötnaht mit dem Dichtkonus in Form einer Spitze
verbunden. Da eine gesonderte und in den Schaft eingeschobene Heizpatrone entfällt,
kann der übliche Heizpatronenboden
entfallen, wobei der Dichtkonus
direkt am Mantel des Schafts angeschweißt oder angelötet ist. Diese Anbringung des
Dichtkonus, beispielsweise in Form einer einfach konischen Spitze, kann unmittelbar
bei der Herstellung des Spritzdüseneinsatzes oder auch später erfolgen.
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Schließlich ist es auch möglich, daß der Schaft an seinem rückwärtigen
Ende mit dem als Drehteil ausgebildeten Anschluß glied in Form einer Führung und/oder
eines Flansches über eine Schweiß- oder Lötnaht in Verbindung steht. Während die
Führung zum gezielten Einbringen des Spritzdüseneinsatzes in die Spritzdüse dient,
soll der zusätzliche Flansch ein Verbinden mit der Spritzdüse ermöglichen. Selbstverständlich
kann die Führung auch selbst mit Anschlaggliedern und Verbindungselementen versehen
sein, so daß gegebenenfalls ein zusätzlicher Flansch entfallen kann. In jedem Fall
ist das Anschlußglied ein einfach herzustellendes Drehteil, das unmittelbar bei
der Herstellung des Spritzdüseneinsatzes oder auch später an diesen angeschweißt
oder angelötet werden kann.
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Der erfindungsgemäße Spritzdüseneinsatz erübrigt die Verwendung einer
herkömmlichen separaten Heizpatrone und führt zu einem wesentlich günstigeren WärmeübergangsNrerhalten,
das weitgehend frei von Wärmewiderständen und zu Verzögerungen führenden Wärmezwischenspeichern
ist. Hierdurch wird die Oberflächenbelastung desHeizelementes verringert, wodurch
vor allem die Lebensdauer erhöht und eine günstigere Wärmeverteilung erzielt wird.
Außerdem führt die Erfindung zu einer erheblichen Einsparung an Material und Zerspanungsarbeit,
die zur Hersillung der bisher üblichen Spritzdüseneinsätze,
die
aus vollem Material hergestellt wurden, erforderlich war.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der beiliegenden Zeichnung
dargestellen Ausführungsbei spieles näher erläutert.
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Nach der einzigen Zeichnung weist eine Spritzdüse 1o einen Spritzdüseneinsatz
11 und einen äußeren Düsenkörper 14 auf. Der letztere ist an einer Stirnseite mit
einer Düsenöffnung 16 versehen, in deren Bereich ein Dichtkonus 18 in Form einer
Spitze unter Freilassung eines äußeren Spritzringkanals angeordnet ist. Der Dichtkonus
sitzt an einem vorderen Ende eines Schaftes 12 des Spritzdüseneinsatzes 11 und ist
mit diesem über eine Schweißnaht 19 verbunden.
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Am rückwärtigen Ende ist der Schaft 12 über eine Schweißnaht 17 mit
einer verdickten Führung 16 sowie einem daran angrenzenden Flansch 26 verbunden,
wobei die Führung 13 in den Düsenkörper 14 zentrierend eingreift und der Flansch
26 zur Einschubbegrenzung des Spritzdüseneinsatzes 11 an der Rückseite des Düsenkörpers
14 anliegt.
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Zwischen dem Schaft 12 und dem Düsenkörper 14 befindet sich ein mit
dem Spritzmedium, vorzugsweise thermoplastisches Kunststoffmaterial, gefüllter Düsenraum
15, der im Bereich des Dichtkonus 18 verjüngt ist und im Bereich der Düsenöffnung
16 in den nicht näher bezeichneten
Spritzringraum mündet. Das Spritzmedium
wird übereine nicht dargestellte Öffnung in den Düsenraum 15 eingebracht und unter
Erwärmung aus der Düsenöffnung 16 ausgepreßt.
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Der Schaft 12 stellt ein rohrförmiges Gebilde mit einem Mantel 22
dar. Im Inneren dieses Mantels 22 befindet sich eine Heizwicklung 20 aus elektrischem
Widerstandsdraht, die auf einem inneren Träger 21 aufgebracht ist.
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Dieser ist mit der Heizwicklung 20 zum Mantel 22 bzw.
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unter Zwischenlage einer dünnen verdichteten Isolierschicht in den
Schaft 12 eingebettet, so daß dem Mantel 22 unmittelbar von der Heizwicklung 20
Heizenergie zum Erwärmen des Spritzmediums im Düsenraum 15 zugeführt wird. Die Heizwicklung
20, die in vielfältiger Art und Weise ausgebildet sein kann ist mit Anschlüssen
24 verbunden, die sich am rückwärtigen Ende des Spritzdüseneinsatzes 11 bzw. des
Flansches 26 befinden.
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Der erfindungsgemäße Spritzdüseneinsatz ist äußerst einfach und zweckmäßig
aufgebaut. Unter kostensparendem Verzicht auf eine zusätzliche Heizpatrone ermöglicht
der erfindungsgemäße Spritzdüseneinsatz ein wesentlich günstigeres Wärmeübergangs-
und Regelverhalten bei vergleichsweise niedriger Oberflächenbelastung des Heizelementes
und demzufolge großer Lebensdauer.
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- Patentansprüche -