DE2821736A1

DE2821736A1 - Spritzmundstueck zum einspritzen von kunststoffen in formen mit warmen spritzkanaelen

Info

Publication number: DE2821736A1
Application number: DE19782821736
Authority: DE
Inventors: Leo Enrietti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1979-11-22
Also published as: DE2821736C2

Description

Spritzmundstück zum Einspritzen von Kunst-
stoffen in Formen mit warmen Spritzkanälen Die Erfindung bezieht sich auf ein Spritzmundstück zum Einspritzen von Kunststoffen in Formen mit warmen Spritzkanälen.
Bei derartigen Formen sind die zu den Formhohlräumen führenden Spritzkanäle nicht wie diese in einem gekühlten Körper, sondern vielmehr in einer beheizten Einspritz- Platte geformt, so daß dann beim Ausformen keine Angüsse, welche eine Naterialvergeudung darstellen und mit beträchtlichem Arbeitsaufwand entfernt werden müssen, an den geformten Gegenständen vorhanden sind. Stattdessen bleibt der in den Spritzkanälen vorhandene Kunststoff in fließfähigem Zustand und kann für einen folgenden Einspritzvorgang verwendet werden. Der Übergang von den beheizten Spritzkanälen in die Hohlräume der Form erfolgt über einzelne, die Spritzkanäle in den gekühlten Formkörper hinein verlängernde Mundstücke, in denen der Kunststoff im fließfähigen Zustand gehalten werden muß. Zu diesem Zweck sind die Spritzmundstücke wärmeisoliert, wobei jedoch gleichwohl eine gewisse Abkühlung erfolgt. Deshalb muß der Kunststoff zunächst über die Spritztemperatur hinaus erwärmt werden, wobei die Gefahr einer Zersetzung besteht.
Bei Aufnahme des Formspritzens nach einer gewissen Unterbrechung sind die Spritzmundstücke dann mit erstarrtem Kunststoff gefüllt, wodurch der Beginn der Arbeit erschwert ist. Es wurden bereits Versuche unternommen, die Spritzmundstücke mittels eines axial angeordneten Heizwiderstands zu beheizen, wobei dieser dann von einem von dem Kunststoff durchströmten ringförmigen Kanal umgeben ist.
Derartige Heizwiderstände sind jedoch ziemlich teuer und störungsanfällig. Darüber hinaus sind sie nicht geeignet, den Kunststoff auf einer gleichmäßigen Temperatur zu halten, da dieser dabei von der Mitte her erwärmt, vom äußeren Umfang her jedoch gekühlt wird.
Ein Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der genannten Mängel bekannter Spritzmundstücke und die Schaffung eines Spritzmundstücks, welches einen einfachen, widerstandsfähigen und dabei wirtschaftlichen Aufbau aufweist und es ermöglicht, den Kunststoff bis nahe an die Hohlräume der Form heran auf der richtigen Einspritztemperatur zu halten, welches keinerlei empfindliche oder störungsanfällige Teile enthält und bei welchem die Arbeitsaufnahme nach einer Unterbrechung keinerlei Schwierigkeiten bietet.
Dieses Ziel ist bei einem Spritzmundstück der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß dieses einen im wesentlichen axialen Durchlaßkanal, einen diesen umgebenden, rohrförmigen Heizkörper und eine den Heizkörper umgebende, diesen gegenüber dem gekühlten Formkörper wärmeisolierende Einrichtung aufweist. Dank einer solchen Anordnung fließt der plastische bzw. fließfähige Kunststoff innerhalb des Heizkörpers, und etwaige Wärmeverluste treten unmittelbar zwischen diesem und dem gekühlten Formkörper auf, ohne sich auf den fließfähigen Kunststoff auszuwirken.
Der rohrförmige Heizkörper enthält vorzugsweise eine mit einer äußerst niedrigen Spannung arbeitende und mit dem einen Ende an Masse liegende elektrische Widerstands-Heizwicklung, welche einen großen Querschnitt aufweist und deshalb auch bei lang andauerndem Betriab kaum anfällig für Störungen ist.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, deren einzige Figur eine schematisierte, stark vergrößerte Axialschnittansicht eines erfindungsgemäßen Einspritzmundstücks zeigt.
In der Zeichnung erkennt man ein Stück einer gebräuchlichen beheizten Einspritzplatte 1 mit darin geformten Spritzkanälen, von denen lediglich ein Endstück 2 dargestellt ist. Ein gekühlter Formkörper 3 begrenzt mit einer seiner Oberflächen 4 einen Formhohlraum, in welchen das zu formende Material eingespritzt wird. Die genannten Teile weisen gegenüber bisher gebräuchlichen Ausführungen keine besonderen Eigenheiten auf, es sei denn die, daß die Beheizung bzw. Kühlung in unmittelbarer Nähe des Spritzmundstücks stattfinden kann, so daß in dieser Hinsicht keinerlei auf Unzulänglichkeiten des Spritzmundstücks zurückzuführende Kompromisse notwendig sind und ein sicheres Funktionieren gewährleistet ist.
Das erfindungsgemäße Spritzmundstück hat ein erstes Teil mit einem in Anlage an der Einspritzplatte 1 gehaltenen Flansch 5 und einem in der Einspritzrichtung daran hervorstehenden Schaft 6, welcher in Verlängerung des Spritzkanals 2 von einem Einspritzdurchlaß 7 durchsetzt ist. In der dargestellten Ausführungsform, in welcher das Spritzmundstück so ausgebildet ist, daß an der Einspritzstelle keine Narbe zurückbleibt, läuft der Schaft 6 in einer Spitze 8 aus, welche in eine Spritzöffnung 9 des Formteils 3 hineinragt und bündig mit dessen Oberfläche 4 abschneidet, und der Einspritzdurchlaß 7 mündet über eine Bohrung 10 seitlich der Spitze 8 aus. Die Erfindung ist jedoch auch für einfachere Spritzmundstücke anwendbar, in denen der Durchlaß 7 in der Endfläche des Schafts 6 ausmündet und dieser bündig mit der Oberfläche 4 des Formteils 3 abschneidet oder über diese hervorsteht.
Der Schaft 6 ist in einem gewissen Abstand von einem Mantel 11 umgeben, welcher sich vom Flansch 5 bis zum Ende des Schafts 6 erstreckt. Der Mantel 11 und eine für die Aufnahme des Spritzmundstücks bestimmte Bohrung in dem Formteil 3 sind so geformt, daß ein oberes Randstück 12 der Bohrung den Mantel fest umschließt und daß über die weitere Länge des Mantels 11 ein ringförmiger Hohlraum 13 zwischen diesem und der Innenwand der Bohrung vorhanden ist. Beim ersten Spritzvorgang füllt sich der Hohlraum 13 mit dem Kunststoff, welcher dann erstarrt und zur Wärmeisolierung sowie zur Abdichtung des Mundstücks gegenüber den sehr hohen Spritzdrücken beiträgt.
Ein Fußteil des Mantels 11 sowie der Flansch 5 des ersten Teils sind wie bei bekannten Spritzmundstücken mittels Schrauben zwischen der Einspritzplatte i und dem Formteil 3 eingespannt.
Das aus dem Flansch 5 und dem Schaft 6 gebildete erste Teil des Spritzmundstücks ist aus einem gut wärmeleitenden Metall, beispielsweise einer geeigneten Kupferlegierung, geformt. Der Mantel 11 ist demgegenüber aus einem Metall mit möglichst geringer Wärmeleitfähigkeit geformt, beispielsweise aus einer Chrom-Stahllegierung. Durch geeignete Auswahl dieser Werkstoffe läßt sich eine gleichmäßige Temperatur des Kunststoffs aufrechterhalten, welcher im schmelzflüssigen Zustand im Durchlaß 7 enthalten ist.
Der Schaft 6 ist von einer Buchse 14 aus einem elektrisch isolierenden und dabei eine relativ gute Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Werkstoff, z. B. Steatit, umgeben.
Die Buchse 14 ist entlang einer Schraubenlinie mit einem dicken Widerstandsdraht 15 bewickelt, dessen eines Ende 16 nahe dem Flansch 5 über einen Isolator 18 aus dem Mantel 11 herausgeführt und mit einer eine äußerst niedrige Spannung aufweisenden Stromquelle verbindbar und dessen anderes Ende 17 am Mantel 11 angeschlossen, beispielsweise angelötet und über diesen mit Masse verbunden ist.
Der auf die Buchse 14 gewickelte Widerstandsdraht 15 stellt einen den Schaft 6 und den diesen durchsetzenden Durchlaß 7 bis nahe an dessen Ausmündung umgebenden rohrförmigen Heizkörper dar, welcher den schmelzflüssigen Kunststoff unabhängig von den unvermeidlichen Wärmeverlusten an den gekühlten Formkörper auf der richtigen Spritztemperatur hält. Die Wärmeverluste gehen hier unmittelbar von der Drahtwicklung 15 aus und werden durch das Vorhandensein des Hohlraums 13, durch die geringe Wärmeleitfähigkeit des Mantels 11 und zusätzlich durch einen zwischen die Wicklung 15 und den Mantel 11 eingesetzten, rohrförmigen Isolierkörper 19 begrenzt.
Der Isolator 18 und der Isolierkörper 19 sind beispielsweise aus Tonerde geformt.
Die beschriebene Ausführungsform hat einen sehr gedrängten Aufbau und kann daher sehr kleine Abmessungen haben. Der Außendurchmesser des Mantels 11 kann beispielsweise ca. 20 mm betragen In diesem Falle kann der Widerstandsdraht einen Durchmesser von ca. 1 mm haben und dadurch äußerst haltbar sein, wobei dann die Stromspeisung bei einer sehr niedrigen Spannung auf eine Leistung von ca. 80 Watt eingestellt sein kann.
Wie bereits bemerkt kann der Formkörper 3 bis nahe an das Spritzmundstück heran gekühlt werden, wobei dann allein der Bereich um die Einspritzöffnung 9 herum aufgrund der verringerten Querschnittsgröße und der Anwesenheit des schmelzflüssigen Kunst stoffs etwas wärmer bleibt. Dank der verstärkten Kühlung kommt der eingespritzte Kunststoff schneller zum Erstarren, wodurch sich die Produktivität der Formvorrichtung erhöht. Darüber hinaus ermöglichen die kleinen Abmessungen des Spritzmundstücks in vielen Fällen die Unterbringung einer größeren Anzahl von Formhohlräumen in einem Formkörper Aus vorstehender Beschreibung ist zu erkennen, daß der schmelzflüssige Kunstoff bis unmittelbar an die Einspritzöffnung heran auf der richtigen Spritztemperatur gehalten wird, ohne daß dazu die Einspritzplatte übermäßig stark beheizt zu werden braucht. Bei Inbetriebnahme der Formvorrichtung bewirkt die Heizwicklung 15 das Schmelzen von im Durchlaß 7 erstarrtem Kunststoff, so daß das Form spritzen schon vom ersten Spritzvorgang an ordnungsgemäß vor sich geht. Um die anfängliche Beheizung zu beschleunigen, kann der Heizwiderstand 15 während einer kurzen Anfangsperiode mit einer erhöhten Spannung gespeist werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Spritzmundstück zum Einspritzen von Kunststoffen in Formen Formen mit warmen Spritzkanälen, g e k e n n -z e i c h n e t durch ein sich von einem in Anlage an einer Einspritzplatte (1) in Anlage befindlichen Fußteil (5) zu einer in einem Formhohlraum (4) einer Form (3) ausmündenden Spritzöffnung (9) erstreckendes, in Längsrichtung von einem Einspritzdurchlaß (7) durchsetztes Innenteil (6), durch einen das Innenteil im wesentlichen über seine gesamte Länge umgebenden, rohrförmigen Heizkörper (14, 15) und durch einen sich vom Fußteil bis an eine nahe der Einspritzöffnung liegende Stelle des Innenteils erstreckenden, den rohrförmigen Heizkörper umgebenden Mantel (11).
2. Spritzmundstück nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der rohrförmige Heizkörper aus einem entlang einer Schraubenlinie auf einen elektrisch isolierenden Rohrkörper (14) gewickelten Widerstandsdraht (15) gebildet ist.
3. Spritzmundstück nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Widerstandsdraht (15) einen relativ großen Querschnitt hat, für eine Stromspeisung mit sehr niedriger Spannung ausgelegt ist, nahe dem Fußteil (5) mittels eines Isolators (18) durch den Mantel (11) hindurchgeführt und mit dem betreffenden Ende an einer Stromquelle anschließbar ist und mit dem anderen Ende am Mantel angeschlossen und über diesen mit Masse verbunden ist.
4. Spritzmundstück nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen den Heizkörper (14, 15) und den Mantel (11) ein wärmeisolierender Rohrkörper (19) eingesetzt ist.
5. Spritzmundstück nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Mantel (11) und eine für seine Aufnahme bestimmte Bohrung in der Form (3) derart bemessen sind, daß über einen ersten Bereich ein Paßsi-tz (12) dazwischen vorhanden ist, gefolgt von einem Hohlraum (13), welcher dazu bestimmt ist, sich mit dem Kunststoff auszufüllen.
6. Spritzmundstück nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Innenteil (6) aus einem eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Metall, z.B. einer Kupferlegierung, der Mantel (11) aus einem eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Metall, z.B. einer Stahl-Chromlegierung, und der mit dem Widerstandsdraht (15) bewickelte Rohrkörper (14) aus einem elektrisch isolierenden und dabei eine relativ gute Wärmeleitfähigkeit aufweisenden Werkstoff, z.B. Steatit, geformt sind.