DE2539785A1

DE2539785A1 - Heisskanalspritzduese

Info

Publication number: DE2539785A1
Application number: DE19752539785
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dangelmaier
Original assignee: DANGELMAIER SFR FORMBAU; Sfr Formbau Dangelmaier & Co
Current assignee: Sfr-Formenbau Dangelmaier 7410 Reutlingen D GmbH
Priority date: 1975-09-06
Filing date: 1975-09-06
Publication date: 1977-03-17
Also published as: DE2539785C3; DE2539785B2

Description

Heißkanalspritzdüse Die Erfindung betrifft eine Heißkanalspritzdüse für Kunststoffspritzgießformen, bei welcher der plastifizierte Kunststoff in einem hohlen Düsenkörper durch einen von einem Heizelement beheizten Kanal zu einer von einer öffnung und einem darin angeordneten Konus gebildeten, ringförmigen Düsenaustrittsöffnung fließt und von da in die Form eintritt.
Die bekannten Düsen dieser Gattung (DT-OS 2 147 784) weisen einen innen beheizten, sogenannten Torpedo auf, der zusammen mit der Außenwand eines Düsenkörpers einen ringförmigen Kanal begrenzt, durch den die heiße Kunststoffmasse zur Düsenaustrittsöffnung hin fließt. Nachteilig bei einer solchen Düse ist es, daß die heiße Kunststoffmasse direkt an der Innenseite der Außenwand des Düsenkörpers entlangfließt, wodurch einmal große Wärmeverluste entstehen und zum andern Zonen unterschiedlicher Temperatur auftreten. Letzteres kann zur Folge haben, daß kein homogenes Spritzerzeugnis herstellbar ist. Außerdem kann, insbesondere bei der Verarbeitung von Polykarbonaten, die heiße Masse in der Nähe der Düsenaustrittsöffnung einfrieren. Die bekannte Düse hat eine sperrige Konstruktion, ist schwer auseinander- und zusammenzubauen, was wiederum die Wartung erschwert.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine insbesondere klein bauende, raumsparende und leicht zu wartende Kunststoffspritzdüse zu schaffen, bei der eine gleichmäßige Erwärmung der zur Düsenaustrittsöffnung hin fließenden Kunststoffmasse bei minimalen Wärmeverlusten erzielbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Düsenkörper ein rohrförmiger Düsenkern mit kleinerem Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Düsenkörpers angeordnet ist, der mit einem konusförmigen Ende in die Düsenaustrittsöffnung ragt, daß der Hohlraum des Düsenkerns durch wenigstens zwei öffnungen im Bereich seines konusförmigen Endes mit der Düsenaustrittsöffnung verbunden ist und daß der Düsenkern von einem ringförmigen, im Luftspalt zwischen Kern und Düsenkörper gelegenen, elektrischen Heizelement umgeben ist.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt einer Heißkanalspritzdüse; Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 und Fig. 3 eine abgebrochene Draufsicht der Düse.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht weist ein im wesentlich hohlzylindrischer Düsenkörper 1 in der Nähe seines einen (in Fig. 1 rechts gelegenen) Endes eine bundförmige Erweiterung 2 und an seinem anderen Ende eine kegelförmige Verjüngung 3 mit einer zentralen Öffnung 4 auf. In den Düsenkörper 1 ist ein rohrförmiger Düsenkern 5 von im wesentlichen kreiszylindrischem Querschnitt so eingesetzt, daß er mit einer kegelig abgeschrägten Schulter 6 auf einem entsprechenden Innenkonus 7 des Düsenkörpers 1 aufsitzt, wobei ein konusförmiges Ende 8 des Kernes 5 so in die Öffnung 4 ragt, daß sich ein Ringraum 9 bildet, der an der öffnung 4 in die Düsenaustrittsöffnung 10 übergeht. Von dem zentralen Innenraum 11 des rohrförmigen Düsenkerns 5 führen in der Nähe des konusförmigen Endes 8 zwei Bohrungen 12, 13 nach außen, die eine Verbindung zwischen dem Innenraum 11 und dem Ringkanal 9 und damit der Düsenaustrittsöffnung 10 herstellen.
An seinem den Bohrungen 12, 13 abgekehrten Ende ist die Wand des Düsenkerns 5 konisch-konkav gestaltet. Auf das mit Gewinde 14 versehene, dem Bund 2 benachbarte Ende des Düsenkörpers 1 ist ein Deckel 15 befestigt, der eine zentrale, in den Innenraum 11 des Kerns 5 übergehende Bohrung 16 sowie einen konischen Vorsprung 17 aufweist, der komplementär in die konische Ausnehmung des Kerns 5 paßt und den letzteren genau im Düsenkörper 1 zentriert, wobei der Körper 5 einerseits an seiner kegeligen Schulter 6 und andererseits durch den Vorsprung 7 im Körper 1 gehalten ist.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Außendurchmesser des Kernes 5 kleiner als der Innendurchmesser des Körpers 1. In dem hierdurch geschaffenen Luftspalt 18 ist ein elektrisches Heizelement 19 am Düsenkern 5 befestigt, das diesen ringförmig umgibt. Die elektrischen Anschlußleitungen 21 sind durch einen Schlitz 22 im Düsenkörper 1 (vgl. Fig. 3) herausgeführt und mittels einer Schraubbuchse 23 befestigt. Am Außenmantel des Düsenkerns 5 können zum Zwecke der Steuerung des Ileizelements 19 ein oder mehrere Thermoelemente 24, 25 vorgesehen werden, derer Anschlußleitungen 26 ebenfalls durch den Schlitz 22 und die Buchse 23 herausgeführt sind.
An denjenigen Stellen, an denen der Düsenkern 5 mit seinen kegeligen Stirnflächen am Düsenkörper bzw. am Deckel 15 anliegt, können Wärmeisolierungen 27, beispielsweise in Form von Glimmerblättchen vorgesehen sein. Der Düsenkörper 1 und/oder der Düsenkern 5 können aus Stahl hergestellt werden. Besonders vorteilhaft ist für die Herstellung dieser Teile Beryllium.
Die beschriebene eißkanalspritzdüse wird in einfachster Weise dadurch zusammengebaut, daß man den mit dem Heizelement 19 versehenen Düsenkern 5 in den Düsenkörper 1 einsetzt, wobei man die Leitungen 21, 26 durch den Schlitz 22 einführt und durch Einschrauben der Buchse 23 sichert. Anschließend wird der Deckel 15 auf das Gewinde 14 aufgeschraubt, wodurch der Düsenkern 5 im Düsenkörper 1 zentriert und gleichzeitig stabil gehalten ist.
Die Zerlegung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge ebenso einfach und ermöglicht eine leichte Wartung der Düse.Ihr llauptvorteil liegt darin, daß sie von der heißen, zu verspritzenden Kunststoffmasse zentral durchflossen wird, wobei der Luftspalt 18 zwischen Kern 5 und Körper 1 eine hervorragende Wärmeisolierung vermittelt. Die Düse wird nicht so heiß wie eine bekannte, mit innen beheiztem Torpedo ausgestattete Düse, bei welcher die heiße Kunststoffmasse unmittelbar an der Innenseite der Wand des Düsenkörpers entlangfließt. Bei der vorliegenden Düse ist die Wärmeisolation so gut, daß der Düsenkörper 1 unmittelbar in eine Passung der Form eingesetzt werden kann. Bei bekannten Düsen mußte an dieser Stelle um den Düsenkörper herum immer ein Luftspalt freibleiben. Die Wärmeisolation wird durch die erwähnten Glimmerschichten 27 noch verbessert. Zur Wärmeisoliorun zwischen Düsenkörper 1 und Düsenkern 5 trägt weiterhin bei, daß die Berührungsflächen zwischen diesen beiden Teilen minimal sind.
Im Deckel 15 ist in einer entsprechenden Ausnehmunq ein rinqförmiger Kolben 28 mit ringförmig vorspringender Dichtkante 29 verschieblich angeordnet. Die Bohrung 16 des Deckels ist zu der den Kolben 28 aufnehmenden Ausnehmung hin durch eine konische Fläche 31 derart erweitert, daß der große Durchmesser der Konus flache 31 größer als der Durchmesser der ringförmigen Dichtkante 29 ist. Ilierdurch preßt die in die Düse unter hohem Druck eintretende Spritzmasse den Kolben 28 mit seiner Kante 29 fest (in Fig. 1 nach rechts) gegen die sog. Leiste eines (nicht gezeichneten) Verteilers der Snritzmasse und stellt somit eine vollkommene Abdichtung an dieser Stelle her.
Diese Art der Abdichtung eignet sich besonders für Mehrfach-Spritzwerkzeuge mit mehreren Düsen, die einem gemeinsamen Verteiler zugeordnet sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Heißkanalspritzdüse für Kunststoffspritzgießformen, bei welcher der plastifizierte Kunststoff in einem hohlen Düsenkörper durch einen von einem Heizelement geheizten Kanal zu einer von einer öffnung und einem darin angeordneten Konus gebildeten, ringförmigen Düsenaustrittsöffnung fließt und von da in die Form eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß im Düsenkörper (1) ein rohrförmiger Düsenkern (5) mit kleinerem Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Düsenkörpers angeordnet ist, der mit einem konusförmigen Ende (8) in die Düsenaustrittsöffnung (10) ragt, daß der innere Hohlraum (11) des Düsenkerns (5) durch wenigstens zwei Öffnungen (12, 13) in der Nähe seines konusförmigen Endes (8) mit der Düsenaustrittsöffnung (10) verbunden ist, und daß der Düsenkern (5) von einem ringförmigen, im Luftspalt zwischen Kern und Düsenkörper (1) gelegenen, elektrischen Heizelement (19) umgeben ist.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkern (5) an seinen Enden unter minimaler Flächenberührung im Düsenkörper abgestützt ist.

3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Berührungsstellen zwischen Düsenkern (5) und Düsenkörper (1) eine wärmeisolierende Schicht (27), insbesondere Glimmer, zwischengelegt ist.

4. Düse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Austrittsöffnung (10) abgekehrten Ende des Düsenkörpers (1) ein Deckel (15) befestigt ist.

5. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung für das Ijeizelement (19) über seitlich in einen Schlitz (22) des Düsenkörpers (1) eintretende Leitungen (21) erfolgt.

6. Düse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am oder im Düsenkern (5) ein Thermoelement (24, 25> zur Steuerung der Kunststofftemperatur vorgesehen ist.

7. Düse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das der Austrittsöffnung (10> abgekehrte Ende des Düsenkerns (5) zum Zwecke der Zentrierung des Kerns im Düsenkörper (1) konisch ausgebildet ist und einen komplementären Vorsprung (17) des Deckels (15) aufnimmt.

8. Düse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkern (5) zum Zwecke der Zentrierung und stabilen Lagerung im Düsenkörper (1) an beiden Enden konisch ausgebildet ist.

9. Düse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Stahl oder Beryllium gefertigt ist.

lo. Düse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kolben (28) aufweist, der durch die eingeleitete Dichtmasse abdichtend gegen einen Verteiler preßbar ist.

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