DE2615282C3

DE2615282C3 - Führungsbuchse für die Ventilnadel einer Nadelverschlußdüse in einer Heißkanal-Spritzgießform

Info

Publication number: DE2615282C3
Application number: DE2615282A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-04-10
Filing date: 1976-04-08
Publication date: 1979-08-02
Also published as: PT64993A; US4026518A; DE2615282B2; DE2615282A1; PT64993B; JPS5947653B2; GB1480998A; CA1029162A; JPS51121069A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Führungsbuchse für die Ventilnadel einer Nadelverschlußdüse in einer Heißkanal-Spritzgießform entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einer Heißkanal-Spritzgießform wird üblicherweise die Schmelze über Kanäle einer beheizten Verteilerplatte eingespritzt, welche an einer einen Heizblock und einen Düsenkörper mit dem Heißkanal so enthaltenden Düseneinheit anliegt Diese Düseneinheit ragt in eine Ausnehmung der gefühlten, die Formhohlräume enthaltenden Spritzgießform hinein, wobei zwischen der beheizten Düseneinheit und der Spritzgießform ein wärmeisolierender Luftspalt gebildet ist. )^r> Der Heißkanal verläuft in der Düseneinheit zum Ende des Düsenkörpers und endet in einer Düsenöffnung, die mit einer Einspritzöffnung oder einem Angußkanal eines Formhohlraumes in Verbindung steht.

In dem Düsenkörper ist bei bekannten Heißkanal-Spritzgießformen eine Ventilnadel axialbeweglich geführt, durch welche die Düsenöffnung nach Beendigung des Spritzvorganges absperrbar ist. Die Ventilnadel ist von einem Ventilnadelantrieb gesteuert, der beispielsweise einen Druckluftkolben und einen auf die obere Stirnfläche der Ventilnadel drückenden Schwenkhebel enthalten kann. Die Ventilnadel ist üblicherweise in einer Führungsbuchse geführt.

Es ist eine Führungsbuchse für die Ventilnadel einer Nadelverschlußdüse in einer Heißkanal-Spritzgießform w bekannt (»Kunststoffe« Bd. 57 [1967], 761-765, insbesondere Abb. 4 auf Seite 762), bei welcher der Heißkanal in der Verteilerplatte senkrecht zur Achse des Düsenkörpers und der Ventilnadel verläuft, durch die Mantelfläche der Führungsbuchse radial hindurch- v> geht und dann in die innerhalb des Düsenkörpers um die Ventilnadel herum gebildet, in axialer Richtung zur Düsenöffnung verlaufende Auslaßbohrung übergeht.

Bei der bekannten Heißkanal-Spritzgießform ist eine ausgedehnte Verteilerplatte vorgesehen, in welcher der wi Heißkanal seitlich an den Düsenkörper herangeführt wird. Das ist eine relativ aufwendige Konstruktion, die Wärmeübergangsprobleme und, wegen des seitlichen Versatzes des Düsenkörpers zu dem Zufuhrkanal, an den die Düse der Spritzgußmaschine ansetzbar ist, i<~> Dichtungsprobleme mit sich bringt. Die Schmelze muß um 90° umgelenkt werden. Andererseits besteht aber das Problem, daß der Heißkanal um den Ventilnadelan

trieb herumgeleitet werden muß.

Es ist wünschenswert die Führungsbuchse mit der zugehörigen Ventilnadel leicht auswechselbar zu machen, um eine Anpassung an die verschiedenen zu verarbeitenden Materialien zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Auswechseln der Führungsbuchse mit einer zugehörigen Ventilnadel zu ermöglichen, wobei die Führungsbuchse so auszubilden ist, daß der Heißkanal auf kürzestem Wege von einer Stelle oberhalb der Ventilnadel um den Ventilnadelantrieb herum zu einer koaxial zu der Ventilnadel verlaufenden Auslaßbohrung geführt werden kann.

ErfindungsgemäB wird diese Aufgabe bei einer Führungsbuchse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Führungsbuchse exzentrisch zur Achse der Führungsbohrung für die Ventilnadel ausgebildet ist und daß der Heißkanal als eine im spitzen Winkel zur Führungsbohrung verlaufende, beide Stirnflächen der Führungsbuchse verbindende Durchgangsbohrung ausgebildet ist

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine vertikale Schnittansicht einer Spritzgießform mit der Anordnung der Führungsbuchse.

F i g. 2 eine vergrößerte Detailansicht von F i g. 1 mit einem Teil der Führungsbuchse, dem Oberteil der Ventilnadel und einem Teil der umgebenden Form, und

Fig.3 eine perspektivische Ansicht der Führungsbuchse nach F i g. 1 und 2.

F i g. 1 zeigt eine Spritzgießform 10 mit einem einzigen Formhohlraum 16, die unterhalb einer Spritzeinheit 12 angeordnet ist und eine beheizbare Düseneinheit 14 besitzt die oberhalb des Formhohlraumes 16 in der Spritzgießform 10 angeordnet ist. Die Spritzgießform 10 enthält eine Platte 18 mit dem Formhohlraum 16 durch eine Trägerplatte 20. Die beheizbare Düseneinheit 14, die durch ein ringförmiges elektrisches Heizelement 22 beheizt wird, weist einen unteren Düsenteil 24 und eine mittige, vertikale, zylindrische Bohrung 26 auf. In einem Zylinderraum 30 der Platte 18 befindet sich ein Druckluftkolben 28, der bei der Bewegung nach oben einen Schwenkhebel 32 um einen Schwenkzapfen 34 verschwenkt. Der Schwenkhebel 32 drückt dann eine vertikale Ventilnadel 36 nach unten. Die Ventilnadel 36 weist einen starken Oberteil 38 und einen dünneren Unterteil 40 auf und befindet sich in der zylindrischen Bohrung 26 der beheizbaren Düseneinheit 14.

Die Bewegung der Ventilr.adel 36 wird durch die Zufuhr von Druckluft über (nicht gezeigte) Druckluftleitungen zu dem Zylinderraum 30 unterhalt) des Kolbens 28 gesteuert Der Zylinderraum 30 mit dem Druckluftkolben 28 und dem Schwenkhebel 32 bildet den Ventilnadelantrieb. Die beheizbare DUseneinheit 14 wird in der Platte 18 mit dem Hohlraum 16 durch eine Isolierbuchse 42 fest gehaltert. Um Wärmeverluste klein zu halten, ist die beheizbare Düseneinheit 14 durch einen Luftspalt 44 von der Platte 18 getrennt. Zwischen dem unteren Düsenteil 24 der beheizbaren Düseneinheit 14 und der Platte 18 ist eine zylindrische Dichtung 46 aus einer Titan-Stahl-Legierung angeordnet. Diese verhindert, daß geschmolzenes Spritzgut in den Luftspalt 44 eintritt. Die beheizbare Düseneinheit 14 hat in ihrer oberen Stirnfläche 50 eine Ausnehmung 48, in die eine längliche Führungsbuchse 52 aus Schnellstahl eingesetzt ist. Die Führungsbuchse 52 besitzt einen kreisrunden

Oberteil 51 mit einem Paar angebohrter Löcher 53, in die Schrauben eingesetzt werden· können, um die Führungsbuchse aus der Ausnehmung 48 herauszuziehen. Die Führungsbuchse 52 besitzt ein? vertikale Bohrung 54, die mit der Bohrung 26 der beheizbaren Düseneinheit 14 fluchtet und der Oberteil 38 der Ventilnadel 36 aufnimmt Die Zylinderwand 56 der Bohrung 54 der Führungsbuchse 52 ist durch eine Umfangsnut 50 unterbrochen, die über einen durch die Führungsbuchse 52 und die Trägerplatte 20 hindurch verlaufenden Ablaßkanal 60 neben dem Schwenkhebel. 32 mit der Atmosphäre in Verbindung steht

Das von der Spritzeinheit 12 ausgehende geschmolzene Spritzgut wird durch den Heißkanal 62, der durch die Trägerplatte 20 und die Führungsbuchse 52 hindurch in die beheizbare Düseneinheit 14 verläuft und dort an der Verbindungsstelle 64 in die Bohrung 26 der beheizbaren DüEcneinheit 14 mündet, nach unten gepreßt Das geschmolzene Spritzgut gelangt weiter durch die Bohrung 26 um den dünneren Unterteil 40 der Ventilnadel 36 herum nach unten und tritt schließlich durch die Einspritzöffnung 66 in den Formhohlraum 16. Das untere Ende 68 der Ventilnadel 36 ist kegelstumpfförmig ausgebildet und bildet mit der Einspritzöffnung 66 ein Ventil. Der stärkere Oberteil 38 der Ventilnadel 36 ist mit dem dünneren Unterteil 40 an einer Schulter 70 verbunden, die schräg nach unten von dem Heißkanal 62 weg verläuft Dadurch wird die Ausbildung eines Totraums vermieden, in dem sich an der Verbindungsstelle 64 geschmolzenes Spritzgut ansammeln könnte. Eine Verdrehung der Ventilnadel 36 in eine andere ais die gezeigte Stellung wird durch die Ausbildung des Oberteils der Ventilnadel 36 und des Schwenkhebels 32 verhindert.

Wie F i g. 2 und 3 zeigen, verläuft die Bohrung 54 der Führungsbuchse 52 vertikal durch diese hindurch zwischen ihren planen oberen Stirnfläche 72 und ihrer planen unteren Stirnfläche 74. Die Führungsbuchse 52 enthält außerdem einen Teil 76 des Heißkanals 62, der zwischen diesen beiden Stirnflächen verläuft. Dieser Teil 76 ist etwa gegen die Vertikale geneigt, so daß er unter der unteren Stirnfläche 74 der Führungsbuchse 52 in der Bohrung 26 der beheizbaren Düseneinheit 14 mündet Die Bohrung 54 der Führungsbuchse 52 endet in der unteren Stirnfläche 74 in einem kreisrunden, ■> abgeschrägten Ventilsitz 78, der eine kreisrunde Schrägschulter 80 am Oberteil 38 der Ventilnadel 36 aufnimmt wenn sich die Ventilnadel 36 in ihrer obersten Endstellung befindet Während des Betriebs wird etwas von dem geschmolzenen Spritzgut im Bereich der

ίο Verbindungsstelle 64 zwischen dem Oberteil 38 der Ventilnadel 36 und der Zylinderwand 56 der Bohrung 54 der Führungsbuchse 52 nach oben gedruckt In der Vergangenheit hat die dichte Einpassung des Ventilgliedes in die Bohrung auf 5 bis 10 μ, die erforderlich war, um einen zu starken Austritt des geschmolzenen Spritzgutes zu vermeiden, zu einer Zersetzung der Plastifiziermittel geführt, die in einigen Spritzgutmaterialien enthalten sind. Diese Zersetzung wird durch die Scherwirkung bewirkt welche die Ventilnadel 36 bei ihrer hin- und hergehenden Bewegung auf das innerhalb dieses begrenzten Raumes eingefangene Material ausübt Dadurch werden heiße, unter Druck stehende Gase und Säuren gebildet, die die Oberfläche der Ventilnadel 36 und der Zylinderwand der Bohrung 54

>5 der Führungsbuchse 52 angreifen. Die dadurch entstehende Korrosion, Abnutzung und Ansammlung von gehärtetem Material führten zum Festsetzen der Ventilnadel 36 und einer entsprechenden Verkürzung der Betriebsdauer der ganzen Vorrichtung. Die

jo Schrägschulter 80 und der Ventilsitz 78 vermeiden die Probleme des Austritts von Spritzgut, wenn sich die Ventilnadel 36 in ihrer obersten Endstellung befindet. Die Umfangsnut 58 und der Ablaßkanal 60 entlasten das Material von Druck, erlauben den Austritt schädlicher

J5 Gase und gestatten, daß das zwischen der Ventilnadel 36 und der Zylinderwandung 56 der Bohrung 54 der Führungsbuchse 52 eingeschlossene Material teilweise flüssig bleibt. Die Betriebsdauer der gesamten Vorrichtung hat durch die vorbeschriebene Ausrüstung in Verbindung mit der Umfangsnut 58 und dem Ablaßkanal 60 eine wesentliche Erhöhung erfahren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Führungsbuchse Für die Ventilnadel einer Nadelverschlußdüse in einer Heißkanal-Spritzgießform, mit zwei senkrecht zur Achse der durchgehenden Ventilnadelbohrung angeordneten, planparallelen Stirnflächen, und mit einem durch die Führungsbuchse hindurchgehenden und an der einspritzseitigen Stirnfläche mündenden Heißkanal für die einzuspritzende Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbuchse (52) exzentrisch zur Achse der Führungsbohrung (54) für die Ventilnadel (36, 40) ausgebildet ist und daß der Heißkanal als eine im spitzen Winkel zur Führungsbohrung (54) verlaufende, beide Stirnflächen (72, 74) der Führungsbuchse (52) verbindende Diirchgangsbohrung (76) ausgebildet isL