DE2745146A1

DE2745146A1 - Heisskanal-vielfachspritzgiesswerkzeug

Info

Publication number: DE2745146A1
Application number: DE19772745146
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Gellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-12-02
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1978-06-08
Also published as: US4094447A; CH623777A5; FR2372691B1; CA1070072A; JPS564422B2; NL7711519A; FR2372691A1; JPS5371165A; GB1557353A

Description

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PATENTANWÄLTE Dipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE · Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

BÖKENBUSCH 41 · D 5620 VELBERT 11 - LANGENBERG Pustfach 110386 · Telefon: (02127) 4019 ■ Telex: 8516895

Patentanmeldung Jobst Ulrich Geliert, 11 Newton Road, Brampton, Ontario, Kanada

Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug zum direkten seitlichen Einspritzen mit einem zentralen Einspritzkanal, der mit einer Vielzahl von Einspritzöffnungen in Verbindung steht.

Ein solches Spritzgießwerkzeug ist in dem kanadischen Patent 976 314 des Anmelders beschrieben. In diesem Heizkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug zum direkten seitlichen Einspritzen fließt das geschmolzene Spritzgut durch einen zentralen Einspritzkanal bis zum Boden einer Spritzdüse; der Strom des geschmolzenen Spritzgutes verzweigt sich dann und fließt durch vier in gleichen Radialabständen angeordnete konvexe Formteile horizontal nach außen den Einspritzöffnungen zu. In solchen Anordnungen sind die Wärmeübertragung und die auftretenden Wärmeverluste kritische Größen für den praktischen Betrieb.

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Das bekannte Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug besitzt einen Kostennachteil in seiner Herstellung dadurch, daß für seine Herstellung kostspielige Fräsarbeiten erforderlich sind. Darüberhinaus treten beim Spritzgießen von Spritzteilen geringer Höhe dadurch Schwierigkeiten auf, daß die Formplatte unmittelbar zwischen der Spritzdüse und der Trennlinie relativ dünn ist, so daß ihre mechanische Festigkeit und Kühlung an dieser Stelle unter Umständen unzureichend sind. So beträgt beispielsweise beim Spritzgießen von Deckeln oder Kappen mit einer Tiefe von ca. 6 mm die maximale Stärke der Formplatte unterhalb der Spritzdüse nur ca. 3 mm. Das ist zu wenig und kann unter Umständen bei längerem Gebrauch oder bei Ansammlung von erstarrtem Spritzgut im Einsatz des Spritzgießwerkzeuges zum Bruch führen. Darüberhinaus erleichtert die konische Form der Spritzdüse des bekannten Spritzgießwerkzeuges nicht seine dauerhafte und beständige thermische Isolierung gegen die Formplatte, die für das Spritzgießen wärmeempfindlicher Materialien wie Polyvinylchlorid, Polykarbonat, Polyester und Azetalharz von Bedeutung ist.

Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Vielfach-Heißkanalspritzgießwerkzeug der vorgenannten Art zu schaffen, das durch eine beständige und bleibende Wärmeisolierung raschere Färb- und Materialwechsel beim Spritzgießen erlaubt und so eingerichtet ist, daß auch Spritzteile geringer Tiefe hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Mittelteil mit zylindrischer Außenwand und ebener Stirnfläche vorgesehen ist, daß entlang des Umfangs der Stirnfläche eine Vielzahl von den Einspritzöffnungen zugeordneten Spritzdüsen mit zylindrischer Außenwand und ebener Stirnfläche angeordnet ist und daß über die Spritzdüsen verlaufende Verbindungskanäle den Einspritzkanal mit den Einspritzöffnungen verbinden.

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Einzelheiten der Ausbildung der Verbindungskanäle sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch die Ausbildung des Mittelteils mit entlang des Umfangs der Stirnfläche verteilten Spritzdüsen, deren jede jeweils einer Einspritzöffnung zugeordnet ist, wird erreicht, daß die Formplatte im Bereich zwischen den Spritzdüsen mit einem erhabenen Teil versehen werden kann, wodurch eine höhere mechanische Festigkeit und bessere Kühlung in diesem Bereich der Formplatte erzielt wird. Die zylindrische Ausbildung des die spritzdüsentragenden Mittelteils gestattet eine zusätzliche Isolierung zwischen dem Spritzgießwerkzeug und der Formplatte, wodurch eine bessere Wärmeisolierung des Spritzgießwerkzeugs gegen die Formplatte erzielt und der Materialwechsel zwischen den Spritzvorgängen erleichtert wird. Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Spritzgießwerkzeug ist besonders zur Verarbeitung der vorgenannten hitzeempfindlichen Materialien geeignet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und werden nachfolgend an Hand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten

Ausführung des erfindungsgemäßen Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeuges;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teils von Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 einen Teilschnitt ähnlich Fig. 2 durch eine zweite Ausführung des erfindungsgemäßen Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeuges; und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 4.

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Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10 ist in eine Aufnahme 12 in der Formplatte 14
eingesetzt. Es kann mit einem eingeschlossenen elektrischen
Heizelement in seinem oberen Teil 16 versehen sein; dieses
Heizelement kann aber auch getrennt an dem Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10 angeordnet sein. Das Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10 wird in der Aufnahme 12 durch eine Buchse 18 isoliert gehaltert, die mit Ausnahme ihres Sitzes 20 durch einen Luftspalt 22 gegen die umgebende Formplatte 14 isoliert ist. Das Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10 ist üblicherweise aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung hergestellt, während die gekühlte Formplatte 14 aus Stahl besteht. Für einen zufriedenstellenden Betrieb der Anordnung (insbesondere beim Spritzgießen hitzeempfindlichen Materials) ist der Wärmeverlauf innerhalb
der kleinen Bereiche um die Einspritzöffnungen 48 herum
kritisch; es ist daher wesentlich, daß durch das Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10 hindurch hinreichend gleichmäßig Wärme übertragen wird, ohne daß es dabei zu einem unnötigen
Wärmeverlust über die umgebende Formplatte 14 kommt.

Nach Fig. 2 und 3 besitzt das Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10 ein Mittelteil 24 mit einer zylindrischen Außenwand 26 und einer im wesentlichen ebenen Stirnfläche 28. Entlang dem Umfang des Mittelteils 24 sind vier Spritzdüsen 30 in gleichen Abständen angeordnet, die sich nach unten erstrecken. Die
Aufnahme 12 für das Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10 in der Formplatte 14 besitzt einen Boden 36 mit einem erhabenen
Teil 38, das sich mittig zwischen die Spritzdüsen 30 erstreckt. Der ansonsten relativ dünne Teil 40 der Formplatte 14 zwischen dem Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10 und der Trennlinie 42 besitzt durch den erhabenen Teil 38 erhebliche zusätzliche Festigkeit.

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In dem Heißkanal-Vielfachspritzwerkzeug 10 verläuft ein zentraler Einspritzkanal 44 bis zur ebenen Stirnfläche 28 des Mittelteils 24, in der er mit vier Radialkanälen 46 verbunden ist. Jeder Radialkanal 46 verläuft über die ebene Stirnfläche 28 des Mittelteils 24 nach außen, entlang der Innenwand der Spritzdüse 30 nach unten und über deren Stirnfläche 34 zu der Einspritzöffnung 48, die mit dem Hohlraum 50 in Verbindung steht. Zwischen dem Boden 36 der Aufnahme 12, den Spritzdüsen 30 und der ebenen Stirnfläche 28 des Mittelteils 24 erstreckt sich ein Isolierspalt 52. Der Isolierspalt 52 füllt sich mit Spritzgut, das erstarrt und eine zusätzliche Isolierung des Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeuges 10 gegen die Formplatte 14 bewirkt. Im Betrieb kann es bei Einsatz hitzeempfindlichen Materials wie Polyvinylchlorid empfehlenswert sein, vor dem Spritzgießen von Polyvinylchlorid die Anlage zunächst mit Nylon zu füllen und dies dann mechanisch zu entfernen. Der Isolierspalt 52 wird so mit erstarrtem Nylon gefüllt, das einen hohen Erweichungspunkt besitzt und alle Toträume ausfüllt und beseitigt, in denen sich sonst Polyvinylchlorid ansammeln und zersetzen würde.

Die zylindrische Außenwand 26 des Mittelteils 24 des Heißkanal-Vielf achspritzgießwerkzeuges 10 ist von einer zylindrischen Isolierbuchse 54 aus glasverstärktem Polytetrafluoräthylen umgeben. Unter Betriebsbedingungen wird die Isolierbuchse 54 zwischen dem Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10 und der Formplatte 14 festgehalten und verhindert so, daß das geschmolzene Spritzgut von unten her unter Druck in diesen Bereich eindringen kann. Dadurch werden alle Probleme vermieden, die bei hitzeempfindlichen Materialen dadurch entstehen, daß diese in diesen Bereich gelangen, dort eingefangen sind und sich unter Einwirkung der von dem Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10 ausgehenden Wärme zersetzen. Eine Luftspaltisolierung an dieser Stelle wäre zwar vorzuziehen, jedoch macht es der räumliche Aufbau für das direkte seitliche Einspritzen dann sehr schwierig, ein Eindringen des unter Druck

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stehenden, geschmolzenen Spritzgutes von der Einspritzöffnung 48 her in diesen Bereich auszuschließen. Die Anordnung der Isolierbuchse 54 wird durch die zylindrische Gestalt der Außenwand 26 des Mittelteils 24 erleichtert. Dadurch wird auch ein größerer Spielraum in der Viskosität zur Abdichtung des Bereiches um die Einspritzöffnungen 48 verfügbar, ohne daß Probleme beim Färb- oder Materialwechsel auftreten.

Im Betrieb fließt die Schmelze aus der Spritzgußmaschine durch den zentralen Einspritzkanal 44 zur ebenen Stirnfläche 28 des Mittelteils 24 von dem Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10, von wo sie sich nach außen auf vier Radialkanäle 46 verteilt und durch die Einspritzöffnungen 48 in die Hohlräume 50 fließt. Bei Einbau einer Formplatte 14 mit dem erhabenen Teil 38 unterhalb des Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeuges 10 kann die Abmessung d bei 3 mm liegen, ohne daß die Gefahr eines Bruchs dieses Teils der Formplatte 14 besteht, wie sie bei den bekannten Heißkanal-Spritzwerkzeugen mit ebenem Boden bei Materialdicken in diesem Bereich unter ca. 9 mm besteht. Auf diese Weise können viele Spritzteile geringer Tiefe mit dem Heikanal-Vielfachspritzgießwerkzeug 10 hergestellt werden.

Viele Teile bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten zweiten Ausführungsform des Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeuges 10 sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform; die entsprechenden Teile sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der zentrale Einspritzkanal 44 endet bei dieser Ausführung innerhalb des Mittelteils 24 in einer Verzweigungsstelle zu vier Diagonalkanälen 56, deren jeder durch den Rest des Mittelteils 24 und jeweils eine Spritzdüse 30 bis in den Bereich der zugeordneten Einspritzöffnung 48 nach unten verläuft. Bei dieser Ausführungsform fließt daher die Schmelze durch den zentralen Einspritzkanal 44 nach unten und verteilt sich dann auf die Diagonalkanäle 56, von denen aus sie durch die Einspritzöffnungen 48 in die Hohlräume 50 gelangt. Diese Ausführung wird bevorzugt für Materialien wie Polyvinylchlorid

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verwendet, bei denen das Werkzeug zunächst mit Nylon gefüllt wird, weil die mechanische Entfernung des Nylons durch Ausbohren leichter zu bewerkstelligen ist als durch Fräsen.

Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten beiden Ausführungsbeispiele beschränkt. Für den Fachmann sind viele andere Ausbildungen und Abänderungen erkennbar. Zum Beispiel kann das Werkzeug, das zum Spritzgießen von Teilen geringer Tiefe besonders geeignet ist, durchaus auch für die Herstellung anders geformter Spritzteile eingesetzt werden. Es ist ebenfalls offensichtlich, daß die Zahl der Hohlräume 50 nicht notwendig, wie in den beiden Ausführungsbeispielen, vier betragen muß.

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Le e rs e i t e

Claims

2745U6 Patentansprüche

1. Heißkanal-Vielfachspritzgießwerkzeug zum direkten seitlichen Einspritzen mit einem zentralen Einspritzkanal, der mit einer Vielzahl von Einspritzöffnungen in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelteil (24) mit zylinderischer Außenwand (26) und ebener Stirnfläche (28) vorgesehen ist, daß entlang des Umfangs der Stirnfläche (28) eine Vielzahl von den Einspritzöffnungen (48) zugeordneten Spritzdüsen (30) mit zylindrischer Außenwand (32) und ebener Stirnfläche (34) angeordnet ist und daß über die Spritzdüsen (30) verlaufende Verbindungskanäle den Einspritzkanal (44) mit den Einspritzöffnungen (48) verbinden.

2. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle als Radialkanäle (46) ausgebildet sind, die in der Stirnfläche (28) des Mittelteils (24) von der Einmündung des Einspritzkanals (44) ausgehend entlang der Innenwand der Spritzdüse (30) und über deren Stirnfläche (34) zu den Einspritzöffnungen (48) verlaufen.

3. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle als Diagonalkanäle (56) ausgebildet sind, die innerhalb des Mittelteils (24) von einer Verzweigungsstelle des Einspritzkanals (44) ausgehend durch das Mittelteil (24) und die Spritzdüsen (30) hindurch zu den Einspritzöffnungen (48) verlaufen.

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