DE29700026U1

DE29700026U1 - Düse für Spritzgießmaschinen

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Publication number: DE29700026U1
Application number: DE29700026U
Authority: DE
Original assignee: FRIEDRICHS CLAUS
Current assignee: FRIEDRICHS CLAUS
Priority date: 1997-01-02
Filing date: 1997-01-02
Publication date: 1997-02-27
Anticipated expiration: 2007-01-03

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Düse für SpritzgieJ3maschinen, mit einer federbelasteten Nadel zur Verhinderung des Rückflusses.

Bei Spritzgiej3maschinen für die Kunststoffverarbeitung ist es je nach Viskosität der Schmelze manchmal erforderlich, nach jedem Schuß einen Rückfluß der Schmelze durch die zum Injizieren der Schmelze benutzte Düse zu verhindern. Hierzu werden sogenannte Nadelverschlußdüsen eingesetzt, deren Düsenöffnung mit einer axialbeweglichen Nadel verschließbar ist. Die Nadel ist durch eine Schließfeder gegen die Düsenöffnung vorgespannt, so daß sie diese in der Normalstellung verschließt. Ein als Kolben ausgebildeter Teil der Nadel bewirkt nur dann ein Öffnen der Düse, wenn der statische Druck der Schmelze einen von der Vorspannung der Schließfeder abhängigen Schwellenwert übersteigt.

Bei herkömmlichen Düsen dieser Art ist die Schließfeder außerhalb des Düsengehäuses angeordnet und über geeignete Verbindungsglieder mit der in den Düsenkanal hineinragenden Nadel verbunden. Hierdurch wird ein Ausbauen der Nadel erheblich erschwert. Die Düse ist auch nur mit eingesetzter Nadel verwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Düse der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine größere Reinigungs- und Reparaturfreundlichkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein die Nadel und die zugehörige Schließfeder aufnehmender und abstützender Halter herausnehmbar im Inneren des zur Düsenöffnung führenden Düsenkanals angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Düse liegt somit die Schließfeder innerhalb des Düsengehäuses. Der Halter, die Schließfeder und die Nadel bilden eine herausnehmbare Einheit, die während des Betriebs der Düse von der Schmelze umströmt wird. Dies ermöglicht nicht nur eine kompakte und einfache Konstruktion der Düse, sondern bietet vor allem den Vorteil, daß die Nadel und/oder der als Führung für die Nadel dienende Teil des Halters bequem

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ausgebaut und gereinigt oder ersetzt werden können, beispielsweise wenn die Nadel aufgrund anbackender Verunreinigungen schwergängig geworden ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bevorzugt stützt sich der Halter an einem lösbar in das Düsengehäuse eingesetzten Düsenkopf ab, in dem die Düsenöffnung ausgebildet ist. Nach Lösen des Düsenkopfes kann somit die Nadel oder gegebenenfalls die gesamte Einheit aus Nadel, Halter und Schließfeder problemlos nach vorn aus dem Düsengehäuse entnommen werden.

Die erfindungsgemäße Düse ist auch ohne die Einheit aus Halter, Schließfeder und Nadel funktionsfähig, so daß sie sich je nach Anwendungsfall mit wenigen Handgriffen von einer Nadelverschlußdüse zu einer offenen Düse umrüsten läßt und umgekehrt. Bevorzugt ist in diesem Fall ein Satz gegeneinander auswechselbarer Düsenköpfe vorgesehen, die eine vielfältige Anpassung der Düse an den jeweiligen Anwendungszweck - mit oder ohne Nadelverschlußsystern - ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Düse läßt sich auch auf einfache Weise an die Verarbeitung von Recyclingmaterial anpassen. In diesem Fall wird in den Düsenkanal ein als lösbarer Einsatz ausgebildetes Sieb eingesetzt, das gegebenenfalls in der Schmelze vorhandene Feststoffpartikel zurückhält. Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken wird das Sieb durch eine mit Sieblöchem versehene Platte gebildet, bei der die Sieblöcher sowohl auf der Einlaßseite wie auch auf der Auslaßseite konisch erweitert sind. Die Sieblöcher sind so dicht in der Platte angeordnet, daß ihre konischen Erweiterungen einander im Grundriß lückenlos überlappen, so daß die Zwischenwände zwischen den einzelnen Sieblöchem sowohl auf der Einlaßseite als auch auf der Auslaßseite in spitz zulaufenden Graten auslaufen. Dies hat den Vorteil, daß an dem Sieb keine Verweilstellen entstehen, an denen es aufgrund zu langer Verweilzeit zu einer thermischen Schädigung der Schmelze kommen könnte.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Düse in der Ausführungsform als

Nadelverschlußdüse;
5

Fig. 2 einen Längsschnitt durch äußere Teile der Düse nach Figur 1 in

Explosionsdarstellung;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch innere Teile der Düse nach Figur 1 in Explosionsdarstellung;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Düse nach Figur 1 in der Ausführungsform als offene Düse;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Düsengehäuse mit Siebeinsatz;

Fig. 6 einen vergrößerten Schnitt durch den Siebeinsatz;

Fig. 7 einen vergrößerten Schnitt eines Siebloches; und
20

Fig. 8 den Siebeinsatz nach Figur 6 in der Draufsicht.

Die in Figur 1 in der Ausführungsform als Nadelverschlußdüse 10 gezeigte Düse weist ein im wesentlichen zylindrisches Düsengehäuse 12 auf, in dem koaxial ein Düsenkanal 14 ausgebildet ist. Am in Figur 1 unteren Ende des Düsengehäuses 12 ist ein Außengewinde 16 vorgesehen, das zum Einschrauben der Düse in eine entsprechende Aufnahme der SpritzgiejSmaschine dient. Ein Düsenkopf 18, der eine Düsenöffnung 20 bildet, ist lösbar in das entgegengesetzte Ende des Düsengehäuses 12 eingeschraubt.

Ein Verschlußsystem 22 zum Verschließen der Düsenöffnung 20 ist axialfest im Inneren des Düsenkanals 14 gehalten. Dieses Verschlußsystem weist eine axialbewegliche Nadel 24 und eine Schließfeder 26 auf, die die Nadel 24 mit ihrem freien Ende gegen das innere Ende der Düsenöffnung 20 vorspannt, so daß die Düsenöffnung verschlossen gehalten wird. Die Nadel 24 und die Schließfeder 26 sind in einem Halter 28 angeordnet, der seinerseits aus zwei miteinander verschraubten Teilen aufgebaut ist, nämlich einer Nadelführung

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30 und einer Federkammer 32.

Die Nadel 24 ist nach Art eines Kolbens in der Nadelführung 30 verschiebbar geführt und ist an ihrem freien Ende (oben in Figur 1) unter Bildung einer Schulter 34 verjüngt. Der Druck der im Düsenkanal 14 anstehenden Schmelze wirkt auf die Schulter 34. Sobald dieser Druck einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, wird die Nadel 24 entgegen der Kraft der Schließfeder 26 zurückgedrückt, so daß die Düsenöffnung 20 freigegeben wird. Wenn gegen Ende eines Schusses der Spritzgießmaschine der Druck der Schmelze wieder abfällt, bewirkt die Schließfeder 26 wieder ein selbsttätiges Schließen der Düsenöffnung 20, so daß ein Rückfluß der Schmelze verhindert wird.

Die oben beschriebenen Bauteile der Düse 10 sind in Figuren 2 und 3 deutlicher zu erkennen.

Der Düsenkopf 18 ist gemäß Figur 2 mit einem Außengewinde 36 versehen. Das Düsengehäuse 12 weist ein hierzu passendes Innengewinde 38 auf. In der Stirnfläche des Düsengehäuses ist eine flache Ausnehmung 40 ausgebildet. Wenn der Düsenkopf in das Düsengehäuse eingeschraubt wird, legt sich ein Kragen 42 des Düsenkopfes passend in die Ausnehmung 40, so daß er bündig mit der Stirnfläche des Düsengehäuses abschließt.

Die Nadelführung 30 weist gemäß Figur 3 einen äußeren Ring 44 auf, der ein Kernelement 46 mit Abstand umgibt, so daß zwischen beiden ein ringförmiger Kanal 48 für die Schmelze gebildet wird. Der Ring 44 und das Kernelement 46 sind durch mindestens zwei radiale Stege 50 miteinander verbunden. In Figur 3 ist der Querschnitt eines dieser Stege 50 gestrichelt eingezeichnet. Die Stege sind oben und unten dachförmige abgeschrägt, so daß sie von der Schmelze umströmt werden können, ohne daß Verweilstellen entstehen.

Die Nadel 24 ist mit ihrem kolbenartigen Teil 52 dicht in einer Axialbohrung 54 des Kernelements 46 geführt und stützt sich mit ihrem unteren Ende an einem Druckstift 56 ab, der von der Schließfeder 26 umgeben ist und mit seinem Kopf 58 einen Anschlag für das obere Ende der Schließfeder 26 bildet.

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Das untere Ende der Schließfeder 26 stützt sich am Boden der Federkammer 32 ab. Die Federkammer weist am oberen Ende ein Innengewinde 60 auf und ist damit auf einen Außengewindestutzen 62 der Nadelführung 30 aufgeschraubt.

Wenn die Nadelführung 30 und die Federkammer 32 miteinander verschraubt sind, das Verschluß system 22 aber noch nicht in der in Figur 1 gezeigten Weise in das Düsengehäuse eingebaut ist, Iäj3t sich die Nadel 24 nach oben aus der Bohrung 54 herausziehen. Dies ermöglicht ein bequemes Entnehmen und Reinigen der Nadel. Falls jedoch die Nadel so fest in der Bohrung 54 sitzen sollte, daß sie sich nicht ohne weiteres herausziehen läßt, kann die Federkammer 32 von der Nadelführung 30 abgeschraubt werden, so daß sich die Nadel mit größerer Kraft herausdrücken läßt.

Wenn das Verschlußsystem in das Düsengehäuse 12 eingebaut ist, liegt der äußere Ring 44 der Nadelführung in einem erweiterten Bohrungsabschnitt 64 des Düsengehäuses 12 zwischen einem zylindrischen Abschnitt des Düsenkanals 14 und dem Innengewinde 38. Wenn dann der Düsenkopf 18 eingeschraubt wird, so ist einerseits die Nadel 24 unverlierbar in der Nadelführung 30 gehalten und andererseits die Nadelführung in Axialrichtung formschlüssig zwischen dem Düsengehäuse und dem Düsenkopf 18 festgelegt. Auf diese Weise ist die Federkammer 32 starr mit dem Düsengehäuse 12 verbunden, so daß die Schließfeder 26 die Nadel 24 mit der erforderlichen Schließkraft gegen die Düsenöffnung 20 andrücken kann.

Wenn der Düsenkopf 18 wieder abgeschraubt ist, läßt sich das gesamte Verschlußsystem 22 als eine Einheit nach oben aus dem Düsengehäuse 12 herausziehen.

In eingebautem Zustand schließt sich die Innenwand des Ringkanals 48 der Nadelführung 30 bündig an die Innenwand des im Düsengehäuse 12 ausgebilden Düsenkanals 14 an. Der Düsenkopf 18 bildet im Inneren eine Höhlung 66, deren Innenwand sich stetig zur Düsenöffnung 20 hin verjüngt und deren unteres Ende sich ebenfalls bündig an die Innenwand des Ringkanals 48 anschließt. In entsprechender Weise schließt sich auch die äußere Umfangsfläche der Federkammer 32 bündig an die Innenfläche des Ringkanals 48 an, die nach oben in eine Konusfläche des Kernelements 46 übergeht. Das untere

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Ende der Federkammer 32 ist ebenfalls konisch verjüngt. Der Fließweg für die Schmelze wird somit vollständig durch stetige, stufenfreie und annähernd stromlinienförmige Konturen begrenzt, so daß ein ungehinderter Schmelzfluß ermöglicht wird.

Bei der oben beschriebenen NadelverschlujSdüse 10 ist ein einfacher Ausbau des Verschlußsystems 22 möglich. Diese einfache Ausbaumöglichkeit dient nicht nur zu Wartungs- und Reparaturzwecken, sondern bietet auch die Möglichkeit, die Nadelverschlußdüse 10 in eine offene Düse 10' (Figur 4) umzurüsten, wenn der Einsatz einer Nadelverschlußdüse bei dem verarbeiteten Material nicht erforderlich ist. Zweckmäj3igerweise wird dann der Düsenkopf 18 durch einen entsprechenden Düsenkopf 18' gemäß Figur 4 ersetzt. Dieser Düsenkopf 18' unterscheidet sich von dem Düsenkopf 18 nach Figuren 1 und 2 vor allem dadurch, daß am unteren Ende ein zylindrischer Ansatz 68 ausgebildet ist, der den sonst von dem äußeren Ring 44 eingenommenen Raum in der erweiterten Bohrung 64 des Düsengehäuses einnimmt. Die Innenkontur des Düsenkopfes 18' schließt sich dann bündig an die Innenwand des Düsenkanals 14 an. Im übrigen kann die Innenkontur des Düsenkopfes 18' und der Querschnitt der Düsenöffnung 20 je nach Anwendungsfall variiert werden. Insgesamt wird so ein Düsensystem mit einer Vielzahl gegeneinander austauschbarer Düsenköpfe 18, 18' geschaffen, die an den jeweiligen Anwendungszweck angepaJ3t sind und es gestatten, die Düse wahlweise als Nadelverschlußdüse 10 oder als offene Düse 10' zu betreiben.

Gemäß Figur 5 ist ein Siebeinsatz 70 in das untere Ende des Düsengehäuses 12 eingesetzt. Die Verwendung eines solchen Siebeinsatzes 70 ist dann zu empfehlen, wenn mit der Düse 10 oder 10' Recyclingmaterial verarbeitet wird, bei dem die Gefahr besteht, daß in der Schmelze noch Feststoffpartikel, z.B. Metallsplitter oder dergleichen enthalten sind, die zu einer Beschädigung der Düse oder anderer Komponenten der Spritzgießmaschine führen könnten.

Der Siebeinsatz 70 hat gemäß Figur 6 die Form eines zylindrischen Stutzens, der in das zu diesem Zweck erweiterte untere Ende des Düsenkanals 14 eingesteckt ist und sich mit einem äußeren Kragen 72 am unteren Ende des Düsengehäuses 12 abstützt. Der Außendurchmesser des Kragens 72 ist kleiner als der Durchmesser des Außengewindes 16, so daß sich die Düse in gewohn-

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ter Weise in die Spritzgießmaschine einbauen läßt.

In dem zylindrischen Stutzen ist eine Siebplatte 74 angeordnet, die den gesamten Innenquerschnitt des Siebeinsatzes einnimmt und eine Vielzahl von Sieblöchern 76 aufweist. Wie deutlicher in Figur 7 zu erkennen ist, wird jedes Siebloch 76 durch eine zylindrische Bohrung 78 gebildet, die an beiden Enden konische Erweiterungen 80 besitzt. In Figur 8 ist zu erkennen, daJ3 die Sieblöcher 76 so dicht angeordnet sind, daj3 sich ihre konischen Erweiterungen 80 überall lückenlos überlappen. Dies hat den Vorteil, daJ3 die zwisehen den einzelnen Sieblöchern stehenbleibenden Teile an beiden Enden zu spitzen Graten auslaufen, wie in Figur 6 zu erkennen ist. Hierdurch wird ein ungehinderter Schmelzefluß ermöglicht, ohne daJ3 an der Siebplatte Verweilstellen entstehen.

Claims

TER MEER-MÜLLER-STElNMEiSTBR^&^AlRTN^R. ·&iacgr; ·'*· "'* FRI PO 1/96 SCHUTZANSPRÜCHE

1. Düse für SpritzgieJ3maschinen, mit einer federbelasteten Nadel (24) zur Vermeidung des Rückflusses, dadurch gekennzeichnet, daj3 ein die Nadel

(24) und die zugehörige Schließfeder (26) aufnehmender und abstützender Halter (28) herausnehmbar im Inneren des zur Düsenöffnung (20) führenden Düsenkanals (14) angeordnet ist.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daJ3 die Düsenöffnung (20) in einem lösbar in das Düsengehäuse (12) eingesetzten Düsenkopf (18) ausgebildet ist.

3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daj3 der Halter (28) einen äußeren Ring (44) aufweist, der axialfest im Düsengehäuse (12) gehalten ist, und daß ein die Nadel (24) aufnehmendes Kernelement (46) des Halters mittels radialer Stege (50) koaxial in dem Ring (44) gehalten ist und mit diesem einen lediglich durch die Stege (50) unterbrochenen Ringkanal (48) bildet.

4. Düse nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daJ3 der Ring (44) in einem erweiterten Bohrungsabschnitt (46) des Düsengehäuses (12) liegt und sich mit einem Ende an dem eingesetzten Düsenkopf (18) abstützt, und daß die Innenflächen des Düsenkanals (14) und des Ringkanals (48) sowie die Innenkontur des Düsenkopfes (18) miteinander bündig sind.

5. Düse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (28) eine Federkammer (32) bildet, die die Schließfeder (26) aufnimmt und ein Ende derselben abstützt, und daß die Außenfläche der Federkammer (32) bündig an die den Ringkanal (48) begrenzende Außenfläche des Kernelements (46) anschließt und mit dieser eine annähernd stromlinienförmige Außenkontur bildet.

6. Düse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkopf (18) gegen mindestens einen weiteren Düsenkopf (18') austauschbar ist, der einen zylindrischen Ansatz (68) aufweist, dessen Form derjenigen des Ringes (44) des Halters (28) entspricht.

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7. Düse nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen lösbar in das Düsengehäuse (12) eingesetzten Siebeinsatz (70).

8. Düse für SpritzgieJSmaschinen, mit einer im Düsenkanal (14) angeordneten Siebplatte (74), insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daJ3 die Sieblöcher (76) der Siebplatte (74) an beiden Enden konische Erweiterungen (80) aufweisen und so dicht zueinander angeordnet sind, dajS ihre konischen Erweiterungen (80) einander im Grundriß lückenlos überlappen.