DE2925825C2

DE2925825C2 - Beheizbare Spritzdüse für eine Kunststoff-Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE2925825C2
Application number: DE2925825A
Authority: DE
Inventors: Jesus Maria Rochester Mich. Osuna-Diaz
Original assignee: Incoe Corp
Current assignee: Incoe Corp
Priority date: 1978-06-29
Filing date: 1979-06-27
Publication date: 1984-04-19
Also published as: US4196855A; DE2925825A1; JPS555888A; JPS594295B2

Description

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Spritzdüse für

eine Kunststoff-Spritzgießmaschine, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Spritzdüse ist nach British Plastics, September 1954, Seite 355 bekannt.

Eine solche Spritzdüse ist insbesondere dazu eingerichtet, an dem Zyiindergehäusc des beheizten Preßzylinders einer Kunststoff-Spritzgießmaschine befestigt und mit einer Formplatte oder einem Verteilerkopf der Maschine in Eingriff gebracht zu werden, um entsprechend dem jeweiligen Maschinenarbeitsspiel einen intermittierenden Strom von Kunststoffmaterial abzugeben.

Es ist bekannt bei Spritzgießmaschinen eine Temperaturregelung für das Zylindergehäuse des Preßzylinders vorzusehen, wobei diese Temperaturregelung aber verhältnismäßig aufwendig und teuer ist. Daneben ist es bekannt, der Füll- oder Eingießbüchse sowie der Form selbst eine Temperaturregeleinrichtung zuzuordnen. Es wurde jedoch in der Vergangenheit dem Teil keine Aufmerksamkeit geschenkt, welches diese beiden Teile der Spritzgießmaschine miteinander verbindet, d. h. der Spritzdüse. Es gibt zur Zeit Spritzdüsen, die entweder mittels den Düsenkörper umgebender Heizbänder oder durch eine Anzahl von Heizpatronen beheizt sind, welche in Axialbohrungen des Düsenkörpers eingesetzt sind. Zur Regelung der von diesen Heizelementen eingestellten Temperatur werden in der Regel von Hand betätigte Stellwiderstände vorgesehen.

Abgesehen von den offensichtlichen Nachteilen von Hand bedienter Geräte gestatten es außen liegende Heizbänder und Patronenheizelemente nicht, die notwendige gleichmäßige Wärmeverteilung über die Spritzdüse zu erzielen. Bei der Verwendung außen liegender Heizbänder werden, weil diese sich nicht längs des ganzen Gehäuses der Spritzdüse erstrecken, an bestimmten Stellen der Spritzdüse Kaltstellen hervorgerufen. Dies führt zu »Einschlüssen« d. h. milchigen Streifen, welche durch teilweises Aushärten von eingespritztem Kunststoffmaterial bedingt sind. Da bei Patronen-Heizelementen diese an im Abstand voneinander liegenden Stellen rings um den Düsenkörper angeordnet sind, werden gelegentlich Teile des zwischen diesen Stellen verlaufenden Kunststoffmaterial-Kanales lediglich unzureichend erwärmt, was ähnliche Probleme ergibt.

Andere Nachteile der bekannten Spritzdüsen mit den oben beschriebenen Heizeinrichtungen bestehen darin, daß in gewissen Fällen die Heizelemente lediglich eine kurze Lebensdauer haben, wenn sie, bezogen auf den Wärmebedarf, eine verhältnismäßig kleine Größe aufweisen. Darüberhinaus sind Patronen-Heizelemente im Falle der Auswechslung verhältnismäßig schwer herauszunehmen, weil sie häufig in der zugeordneten Bohrung verklemmt sind. Bei Spritzdüsen mit außen angeordneten Heizelementen besteht ein weiterer Nachteil darin, daß aus dem Bereich zwischen der Düsenspitze und dem Verteilerkopf herausspritzendes, geschmolzenes Kunststoffmaterial möglicherweise das außen liegende Heizelement beeinträchtigt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine für den Preßzylinder der Spritzgießmaschine bestimmte Spritzdüse zu schaffen, die den erläuterten Nachteilen abhilft und eine genaue Temperaturregelung ergibt, derart, daß die ganze Maschine, einschließlich der Temperaturregelung für den Preßzylinder und die Füllbüchse sowie die Form, sich durch eine erhöhte Wirksamkeit auszeichnet, während gleichzeitig die Gefahr des Auftretens von Kaltstellen oder anderen, zu »Einschlüssen« führenden Erscheinungen ungleichmäßiger Beheizung wesentlich herabgesetzt wird und die Spritzdüse nicht durch zwischen der Spritzdüse und dem Verteilerkopf ausspritzendes Kunststoffmaterial beschädigt werden kann, wobei darüberhinaus ihr Heizelement rasch und einfach ausgetauscht und abgenommen u erden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Spritzdüse gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung als eine unmittelbar auf den Düsenkörper aufgesetzte Heizwende! ausgebildet ist, die von einer zylindrischen Abdeckung umgeben i.;t, und daß auf das die Düsenspitze tragende Ende des Düsenkörpers ein Halterungselement für die Heizwendel und die Abdeckung aufgesetzt ist, die beide nach vorne zu von dem Düsenkörper abnehmbar sind.

Weitere Ausgestaltungen der Spritzdüse sind in den Unteranspriichen gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Spritzdüse im Querschnitt in einer Seitenansicht,

F i g. 2 die Einzelteile der Spritzdüse nach F i g. 1 in perspektivischer Darstellung, im auseinandergezogenen Zustand und

F i g. 3 die mit einem Thermoelement kombinierte Heizwendel der Spritzdüse nach Fig. 1 in. Querschnitt durch das Heizelement.

Die Spritzdüse ist in Fig. 1 mit It bezeichnet und dazu eingerichtet, an dem Preßzylinder 12 einer Spritzgießmaschine befestigt zu werden. Der Preßzylinder 12 weist einen zu der Spritzdüse 11 führenden Kanal 13 auf, über den ein intermitterender Strom geschmolzenen Kunststoffmaterials, dem Maschinenarbeitsspiel entsprechend gesteuert, zuströmt. Das Kunststoffmaterial wird von der Spritzdüse 11 aus in einen auf einer Maschinenplatte 15 angeordneten Verteilerkopf 14 eingebracht, der mit einer mit der Spritzdüse 11 in Eingriff stehenden Büchse 16 versehen ist.

Die Spritzdüse 11 weist einen mit 17 bezeichneten Düsenkörper auf, der von länglicher Gestalt und mit einem zylindrischen Hauptteil 18 ausgebildet ist. An einem Ende des Düsenkörpers 17 ist eine Befestigungseinrichtung in Gestalt eines ein Außengewinde tragenden Fortsatzes 19 vorgesehen, der in eine entsprechende Gewindebohrung 21 des Preßzylinders 12 eingeschraubt ist. Zwischen dem Hauptteil 18 und dem das Gewinde tragenden Fortsatz 19 ist auf dem Düsenkörper 17 ein flanschartiger Teil 22 vorgesehen, der dazu eingerichtet ist, mit einem Werkzeug in Eingriff gebracht zu werden, so daß er gegen die Stirnfläche des Preßzylinders 12 festgezogen werden kann.

Das Hauptteil 18 des Düsenkörpers 17 ist fast über seine gesamte Länge von einer elektrischen Heizwendel 23 umgeben. Diese Heizwendel 23 steht mit dem Düsenkörper 17 in Berührung; sie hält diesen über seine gesamte Länge und rings um seinen ganzen Umfang gleichmäßig erwärmt, so daß keine »Kaltstellen« oder Teile verbleiben, die weniger als andere Teile beheizt sind. Zweckmäßigerweise ist der Heizwendel 23 ein Thermoelement mit Teilen 23a, 23i> zugeordnet, daß in der bei Temperaturregelanlagen bekannten Weise als inneres Thermoelement wirkt. Die Temperatur der Spritzdüse 11 kann deshalb zusammen mit der Regelung anderen Maschinenvorgänge genau eingeregelt werden.

Die Heizwendel 23 ist von einer Abdeckung 24 umgeben, welche ein zylindrisches Teil aufweist, das geringfügig länger als die Heizwendel 23 ist. Ein Ende 25 der Abdeckung 24 liegt auf dem Flanschteil 22 auf. Zur Halterung der Heizwendel 23 und der Abdeckung 24 dient ein abnehmbares Halterungselement in Gestalt einer Gewindemulter 26. Diese ist auf einen ein Außengewinde tragenden und eine Verlängerung des Hauptteiles 18 bildenden Teil 27 des Düsenkörpers 17 aufgeschraubt. An der Ge« indemuttcr 26 und dem Dusenkörper 17 sind jeweils Pjngschultern 28, 29 ausgebildet, von denen die Ringschnlter 29 zwischen dem Hauptteil 18 und dem Flanschteil 22 des Düsenkörpers 17 liegt. Die beiden Ringschultern 28. 29 ha'tern die einander gegenüberliegenden Enden der Abdeckung 24 in konzentrischer Zuordnung zu dem Düsenkörper 17. In der Abdeckung 24 ist in der Nähe ihres bei der Ringschulter 29 liegenden Endes ein randoffener Schlitz 31 vorgesehen, de" zum Durchlaß eines elektrischen Leiters 32 dient, welcher sowohl mit der Heizwendel 23 als auch mit dem Thermoelement 23a, 23b verbunden ist. Der Leiter 32 kann damit längs des 360-Grad-Umfanges des Hauptteiles 18 des Düsenkörpers 17 in jeder zweckentsprechenden Stellung angeordnet werden.

Am äußeren Ende der Spritzdüse 11 ist eine allgemein mit 33 bezeichnete Düsenspitze angeordnet Die Düsenspitze 33 weist einen mit einem Außengewinde versehenen Befestigungsteil 34 auf, der in einen mit 2" einem Innengewinde ausgebildeten Teil 35 am äußeren Ende des Hauptteiles 18 des Düsenkörpers 17 angeschraubt ist. Am Ende der Düsenspitze 33 ist ein abgerundeter Mittelteil 36 ausgebildet, während zwischen den Teilen 34, 36 ein zum Angriff eines Werkzeuges eingerichteter Teil 37 vorgesehen ist, der zur Befestigung und Abnahme der Düsenspitze 33 dient. Im aufgesetzten Zustand liegt eine Innenschulter 38 der Düsenspitze 33 an einer entsprechenden Schulter des Düsenkörpers 17 an, so daß ein durchgehender Kanal 5" gewährleistet ist. Entsprechend den jeweiligen Erfordernissen können Düsenspitzen 33 verschiedener Größen verwendet werden.

Durch den Düsenkörper 17 erstreckt sich ein Kunststoffmaterial-Kanal 39 in Gestalt eines mittigen ^J'"' Durchlasses. Der Kanal 39 ist mit einem mit ihm fluchtenden Kanal 41 verbunden, der in der Düsenspitze 33 zentrisch ausgebildet ist und der das geschmolzene Kunststoffmaterial aus dem Preßzylinder 12 zu dem Verteilerkopf 14 leitet.

Im Betrieb ist die Spritzdüse 11 in der in Fig. 2 dargestellten Weise zusammengesetzt, wobei die Heizwendel 23 auf den Hauptteil 18 des Düsenkörpers 17 aufgebracht und die Abdeckung 24 über die Heizwendel 23 sowie auf der Ringschulter 19 gehaltert ⁴> ist, während die Gewindemutte- 26 auf den Teil 27 des Düsenkörpers 17 derart aufgeschraubt ist, daß ihre Ringschulter 28 in das benachbarte Ende der Abdekkung 24 ragt. Anschließend kann die Düsenspitze 33 auf den Düsenkörper 17 aufgesetzt werden. Der elektrische '" Leiter 32 kann in jede zweckmäßige Umfangsstellung gebracht werden, doch ist er zweckmäßigerweise derart angeordnet, daß er von der ganzen Einrichtung aus nach oben ragt. Damit wird die Möglichkeit ausgeschlossen, daß er durch Tropfen oder Leckspritzer geschmolzenen " Kunststoffmaterials, die an der Verbindungsstelle des Mittelteiles 36 mit der Büchse 16 austreten können, beeinträchtigt wird.

Im Betrieb der Spritzdüse 11 wird Wärme gleichmäßig derart zugeführt, daß den eingangs erwähnten ^btl Schwierigkeiten hinsichtlich des Kunststoffmaterials abgeholfen ist und daß eine genaue Temperaturregelung möglich ist. Wenn die Heizwendel 23 abgenommen und ersetzt werden muß. ist es lediglich notwendig, die Gc.. indemuttcr 26 abzunehmen (nachdem zunächst die ⁿⁱ Düsenspitze 33 abgenommen wurde, falls deren Durchmesser dies notwendig macht) und sodann die Abdeckung 24 sowie die Heizwendel 23 nach vorne hin abzuziehen. Die neue Heizwendel 23 kann dann auf ilen

Düsenkörpcr 17 aufgeschoben werden, worauf die Abdeckung 24 wieder derart aufgesetzt wird, daß deren Schlitz 31 den Leiter 32 der Hei/.wendel 23 durchlaßt. Anschließend werden die Gewindemutter 26 und die Düsenspitzc 33 wieder aufgesetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Beheizbare Spritzdüse für eine Kunststoff-Spritzgießmaschine, mit einem einenends mit einer Einrichtung zur Befestigung an dem Zylinder der Sprilzgießmaschine versehenen länglichen Düsenkörper, der an seinem anderen Ende eine mit einem Verteilerkopf in Eingriff bringende Düsenspitze (Mundstück) trägt und einen durchgehenden zentrischen Kanal zum Durchführen des geschmolzenen Kunststoffmaterials umschließt, und mit einer auf dem Düsenkörper eine diesen umgebenden, sich im wesentlichen über dessen gesamte Länge erstrekkenden Heizvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung als eine unmittelbar auf den Düsenkörper (17) aufgesetzte Heizwendel (23) ausgebildet ist, die von einer zylindrischen Abdeckung (24) umgeben ist, und daß auf das die Düsenspitze (33) tragende Ende des Düsenkörpers (17) ein Halterungselement für die Heizwendel (23) und die Abdeckung (24) aufgesetzt ist, die beide nach vorne zu von dem Düsenkörper (17) abnehmbar sind.

2. Spritzdüse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungselement als eine auf den Düsenkörper (17) aufgeschraubte Gewindemutter (26) ausgebildet ist.

3. Spritzdüse nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gewindemutter (26) sowie an dem der für die Befestigung des Düsenkörpers (17) vorgesehenen Befestigungseinrichtung (19, 22) zugewandten Ende des Düsenkörpers (17) die Abdeckung (24) halternde Ringschultern (29,28) ausgebildet sind.

4. Spritzdüse nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizwendel (23) mit einem elektrischen Leiter (32) verbunden ist, der an dem der Befestigungseinrichtung (19, 22) für den Düsenkörper (17) zugewandten Ende des Düsenkörpers (17) liegt, und daß die Abdeckung (24) mit einem den Durchlaß des elektrischen Leiters (32) gestattenden, randoffer geschlitzten Bereich (31) versehen ist.

5. Spritzdüse nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (32) in jeder beliebigen Stellung ringsum den 360-Grad-Umfang des Düsenkörpers (17) feststellbar ist.

6. Spritzdüse, insbesondere nach Patentanspruch 4, mit einem der Heizvorrichtung zugeordneten Thermoelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (23a, 23b) des Thermoelementes mit der Heizwendel (23) gewickelt und gemeinsam mit dieser abgedeckt sind und daß an die Heizwendel (23) und das Thermoelement (23a, 23b) ein einziger elektrischer Leiter (32) angeschlossen ist.