DE3335282A1 - Hot-runner mould for feeding material melts to an injection mould - Google Patents

Hot-runner mould for feeding material melts to an injection mould

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DE3335282A1 DE19833335282 DE3335282A DE3335282A1 DE 3335282 A1 DE3335282 A1 DE 3335282A1 DE 19833335282 DE19833335282 DE 19833335282 DE 3335282 A DE3335282 A DE 3335282A DE 3335282 A1 DE3335282 A1 DE 3335282A1
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    • B29C45/26—Moulds
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Abstract

The hot-runner mould 1 has a flow channel 2, into which the material melt is introduced. From this flow channel there branch off feed channels 3, in which there is in each case arranged an electrically operated heating element 7. The heating element 7 has a heating rod 8, which is brought to the desired temperature by means of resistance heating. This heating rod 8 is connected via a weld seam 10 to an outer casing 11, which has a low effective electrical resistance. Arranged between the heating rod 8 and the outer casing 11 is a thin insulating layer 12. The outer casing is equipped with an annular flange 13, the circumferential surface of which is connected in a thermally conductive manner to the wall 14 of the flow channel 2. In order to increase the heating capacity in the region of the annular flange 14, the heating rod 8 is equipped with a blind bore 15. <IMAGE>

Description

Heißkanalwerkzeug zum Zuführen von Material- Hot runner tool for feeding material

schmelzen zu einer Spritzgießform Die Erfindung bezieht sich auf ein Heißkanalwerkzeug zum Zuführen von Materialschmelzen zu einer Spritzgießform, mit einem Strömungskanal, von dem mindestens ein zu einer Ausströmöffnung führender Angußkanal abzweigt, in dem ein elektrisch betriebenes Heizelement angeordnet ist, das einen mittigen Metallkern aufweist, der an der dem elektrischen Anschluß abgewandten Ende mit einem Außenmantel verbunden ist, wobei außerhalb der Verbindungsstelle zwischen dem Metallkern und dem Außenmantel eine Isolierschicht vorgesehen ist. melting into an injection mold The invention relates to a hot runner tool for feeding molten material to an injection mold, with a flow channel, at least one of which leads to an outflow opening Sprue branch in which an electrically operated heating element is arranged, which has a central metal core on the remote from the electrical connection End is connected to an outer jacket, with the outside of the connection point an insulating layer is provided between the metal core and the outer jacket.

Es ist ein Heißkanalwerkzeug dieser Art bekannt (US-PS 3 520 026), mit einem elektrisch betriebenen Heizelement, bei dem die Wärmeerzeugung im Außenmantel erfolgt und dieser Außenmantel somit einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand hat und an ihm eine hohe Teilspannung anliegt. Der Metallkern wird z.B. aus Kupfer gefertigt oder kann auch aus einem anderen Material mit einem höheren spezifischen elektrischen Widerstand hergestellt sein, sofern derMetallkern einen großen Querschnitt und damit einen geringen effektiven elektrischen Widerstand aufweist.A hot runner tool of this type is known (US Pat. No. 3,520,026), with an electrically operated heating element, in which the heat is generated in the outer jacket takes place and this outer jacket thus has a high specific electrical resistance and a high partial voltage is applied to it. The metal core is made of copper, for example made or can also be made of another material with a higher specificity electrical resistance must be established provided the metal core has a large cross-section and thus has a low effective electrical resistance.

Da an dem Außenmantel eine hohe Teilspannung anliegt, kann das bekannte Heizelement nicht zum Aufheizen von Metallschmelzen verwendet werden. Der Einsatz dieses Heizelementes ist auf das Aufheizen von Kunststoffschmelzen beschränkt.Since a high partial voltage is applied to the outer jacket, the known Heating element cannot be used to heat molten metal. The use this heating element is limited to the heating of plastic melts.

Da der Metallkern einen relativ großen Querschnitt aufweist und die bekannten Isolierschichten eine Dicke besitzen, die einige Millimeter beträgt, ist der Gesamtquerschnitt des bekannten Heizelementes relativ groß, so daß nicht die Möglichkeit besteht, mit diesem Heizelement Heißkanäle aufzuheizen, die zu den Formnestern für kleine Spritzgußteile führen, wobei die Angußöffnungen benachbarter Formnester einen geringen Abstand haben.Since the metal core has a relatively large cross-section and the known insulating layers have a thickness which is a few millimeters the overall cross-section of the known heating element is relatively large, so that not the It is possible to use this heating element to heat up the hot runners leading to the mold cavities lead for small injection molded parts, with the gate openings of adjacent mold cavities have a small distance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heißkanalwerkzeug der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß es sowohl für Kunststoffschmelzen als auch für Metallschmelzen verwendbar ist und die in die Angußkanäle des Heißkanalwerkzeuges eingesetzten Heizelemente mit zur Aufheizung des Strömungskanals benutzt werden, von dem die Angußkanäle abzweigen.The invention is based on the object of a hot runner tool to make the type mentioned so that it is both for plastic melts can also be used for metal melts and which are inserted into the runners of the hot runner tool inserted heating elements are used to heat the flow channel, from which the sprues branch off.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Metallkern als Heizstab ausgebildet ist, einen hohen spezifischen und effektiven elektrischen Widerstand aufweist, der spezifische und effektive elektrische Widerstand des Außenmantels klein ist, die Dicke der Isolierschicht in dem Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm liegt, der Außenmantel wärmeleitend mit einer Wandung des Strömungskanals verbunden ist und im Bereich dieser Verbindung der Heizstab einen verringerten Querschnitt aufweist.This object is achieved according to the invention in that the metal core is designed as a heating rod, a high specific and effective electrical Has resistance, the specific and effective electrical resistance of the outer jacket is small, the thickness of the insulating layer is in the range of 0.1 mm to 0.5 mm, the outer jacket is connected to a wall of the flow channel in a thermally conductive manner and in the area of this connection the heating rod has a reduced cross section.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Heizstab mit einer Sackbohrung versehen, die sich zu beiden Seiten der Verbindung des Außenmantels mit der Wandungdes Strömungskanals erstreckt.In an advantageous embodiment, the heating rod is with a Blind hole provided on both sides of the connection of the outer jacket extends with the wall of the flow channel.

Eine Querschnittsverringerung in dem genannten Bereich kann auch dadurch erzielt werden, daß der Heizstab mit mindestens einer Nut versehen ist.This can also result in a reduction in cross section in the area mentioned be achieved that the heating rod is provided with at least one groove.

Der mittige Heizstab kann aus einem Chrom-Nickel-Stahl und der Außenmantel des Heizelemente aus einem Baustahl oder einem anderen Stahl gefertigt werden.The central heating rod can be made of a chrome-nickel steel and the outer jacket of the heating elements can be made of a structural steel or another steel.

Da an dem Außenmantel im Betrieb eine kleine Teilspannung anliegt, kann das Heizelement von einer Metallschmelze, z.B. von einer Zinkschmelze,umströmt werden.Since a small partial voltage is applied to the outer sheath during operation, the heating element can be surrounded by molten metal, e.g. molten zinc will.

Die eigentliche Wärmeerzeugung findet im mittigen Heizstab statt.The actual heat generation takes place in the central heating rod.

Aufgrund der geringen Dicke der Isolierschicht bietet diese Isolierschicht kein wesentliches Hindernis für die Wärmeleitung zum Außenmantel, der somit intensiv aufgeheizt wird und die Wärme einerseits an die Materialschmelze, von der der Außenmantel umströmt wird, und andererseits an die Wandung des Strömungskanals abgibt, mit der der Außenmantel wärmeleitend verbunden ist.Due to the small thickness of the insulating layer, this insulating layer offers no major obstacle to the conduction of heat to the outer jacket, which is therefore intense is heated and the heat on the one hand to the material melt from which the outer jacket is flowed around, and on the other hand gives off to the wall of the flow channel with the the outer jacket is connected in a thermally conductive manner.

Bei einem Heißkanalwerkzeug für kleine Spritzgußteile liegen die zu den Formnestern führenden Angußkanäle in geringem Abstand voneinander. Diese Angußkanäle sind mit einem elektrisch betriebenen Heizelement ausgerüstet, so daß der Abstand der einzelnen Heizelemente voneinander gering ist. Somit besteht die Möglichkeit, auf eine Zusatzheizung im Strömungskanal des Heißkanalwerkzeuges zu verzichten. Durch die wärmeleitende Verbindung eines jeden Außenmantels der Heizelemente mit einer Wandung des Strömungskanals erfolgt eine ausreichende Aufheizung.In the case of a hot runner tool for small injection molded parts, they are too the sprue channels leading to the mold cavities at a small distance from one another. These runners are equipped with an electrically operated heating element, so that the distance of the individual heating elements from each other is small. Thus there is the possibility to forego additional heating in the flow channel of the hot runner tool. Due to the thermally conductive connection of each outer jacket of the heating elements with A wall of the flow channel is adequately heated.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawings and is described below.

Es zeigen: Fig. 1 ein einer Spritzgießform zugeordnetes Heißkanalwerkzeug im Vertikalschnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.1 shows a hot runner tool assigned to an injection mold in vertical section, FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.

Das Heißkanalwerkzeug 1 weist einen Strömungskanal 2 auf, dem die Kunststoffschmelze oder die Metallschmelze über eine nicht dargestellte Einlaßöffnung zugeführt wird. Von diesem Strömungskanal 2 zweigen Angußkanäle 3 ab, die zu den Ausströmöffnungen 4 des Heißkanalwerkzeuges führen, von denen die Materialschmelze in eine Vorkammer 5 gelangt, von der sie durch eine Angußöffnung in eine Formnest 6 der Spritzgießform fließt. In jedem Angußkanal 3 des Heißkanalwerkzeuges ist ein elektrisch betriebenes Heizelement 7 angeordnet. Jedes Heizelement weist einen mittigen Heizstab 8 auf, an dessen oberem Teil 9 die elektrische Stromzuführung angelegt wird. Mittels einer Widerstandsheizung wird der Heizstab auf die gewünschte Temperatur gebracht. An dem dem elektrischen Anschluß abgewandten Ende ist der Heizstab 8 mittels einer Schweißnaht 10 mit einem Außenmantel 11 aus Metall verbunden, dessen spezifischer elektrischer Widerstand bzw. effektiver elektrischer Widerstand klein ist. Der Heizstab 8 weist einen hohen spezifischen und effektiven elektrischen Widerstand auf und ist mit einem kleinen Querschnitt versehen. Der mittige Heizstab kann aus einem Chrom-Nickel-Stahl und der Außenmantel 11 aus einem anderen Stahl gefertigt sein.The hot runner tool 1 has a flow channel 2 to which the Plastic melt or the metal melt via an inlet opening, not shown is fed. From this flow channel 2 branch sprue channels 3, which lead to the Lead outflow openings 4 of the hot runner tool, of which the material melt enters an antechamber 5, from which it passes through a sprue opening into a mold cavity 6 the injection mold flows. In each runner 3 of the hot runner tool is a electrically operated heating element 7 arranged. Each heating element has a central one Heating rod 8, applied to the upper part 9 of the electrical power supply will. The heating rod is brought to the desired temperature by means of resistance heating brought. At the end facing away from the electrical connection, the heating rod 8 is by means of a weld 10 connected to an outer jacket 11 made of metal, its specific electrical resistance or effective electrical resistance is small. The heating rod 8 has a high specific and effective electrical resistance and is provided with a small cross-section. The central heating element can consist of one Chrome-nickel steel and the outer jacket 11 can be made of a different steel.

Außerhalb der Verbindungsstelle zwischen dem Heizstab und dem Außenmantel ist zwischen dem Heizstab und dem Außenmantel eine Isolierschicht 12 vorgesehen, deren Dicke in dem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm liegt. Die Isolierschicht kann aus einer Keramikmasse bestehen. Die Isolierschicht hat vorzugsweise eine Dicke von 0,2 mm.Outside the junction between the heating rod and the outer jacket an insulating layer 12 is provided between the heating rod and the outer jacket, the thickness of which is in the range of 0.1 to 0.5 mm. The insulating layer can be made of consist of a ceramic mass. The insulating layer preferably has a thickness of 0.2 mm.

Der Außenmantel 11 weist am oberen Ende einen Ringflansch 13 auf, dessen Umfangsfläche wärmeleitend mit der Wandung 14 des Strömungskanals 2 verbunden ist.The outer jacket 11 has an annular flange 13 at the upper end, its circumferential surface is connected to the wall 14 of the flow channel 2 in a thermally conductive manner is.

Um im Bereich des Ringflansches 13 die Heizleistung des Heizstabes 8 zu steigern, ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Heizstab zu beiden Seiten #des Ringflansches und im Bereich des Ringflansches mit einer Sackbohrung 15 versehen, durch die in die- sem Bereich des Heizstabes die Stromdichte vergrößert und die Heizleistung gesteigert wird. Der gleiche Effekt ist dadurch zu erzielen, daß der Heizstab mit mindestens einer Nut versehen ist, die auch zu einer Schwächung des Querschnittes führt.To the heating power of the heating rod in the area of the annular flange 13 8, the heating rod for both is in the illustrated embodiment Sides # of the ring flange and in the area of the ring flange with a blind hole 15 provided, through the This area of the heating rod shows the current density and the heating power is increased. This has the same effect to achieve that the heating rod is provided with at least one groove that too leads to a weakening of the cross-section.

Bezugszeichen 1 Heißkanalwerkzeug 2 Strömungskanal 3 Angußkanal 4 Ausströmöffnung 5 Vorkammer 6 Formnest 7 Heizelement 8 Heizstab 9 Teil 10 Schweißnaht 11 Außenmantel 12 Isolierschicht 13 Ringflansch 14 Wandung 15 Sackbohrung - Leerseite -Reference numeral 1 hot runner tool 2 flow channel 3 sprue channel 4 Outflow opening 5 antechamber 6 cavity 7 heating element 8 heating rod 9 part 10 weld seam 11 Outer jacket 12 Insulating layer 13 Ring flange 14 Wall 15 Blind hole - Blank page -

Claims (4)

Patentansprüche 1. Heißkanalwerkzeug zum Zuführen von Materialsohmelzen zu einer Spritzgießform, mit einem Stremungskaal, von dem mindestens ein zu einer Ausströmsffnung führender Angußkanal abzweigt, in dem ein elektrisch betriebenes Heizelement angeordnet ist, das einen mittigen Metallkern aufweist, der an der dem elektrischen Anschluß abgewandten Ende mit einem Außenmantel verbunden ist, wobei außerhalb der Verbindungsstelle zwischen dem Metallkern und dem Außenmantel eine Isolierschicht vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Metallkern als Heizstab (8) ausgebildet ist, einen hohen spezifischen und effektiven elektrischen Widerstand aufweist, der spezifische und effektive elektrische Widerstand des Außenmantels (11) klein ist und die Dicke der Isolierschicht (12) in dem Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm liegt, der Außenmantel wärmeleitend mit einer Wandung (14) des Strömungskanals (2) verbunden ist und im Bereich dieser Verbindung der Heizstab (8) einen verringerten Ouerschnitt'aufweist. Claims 1. Hot runner tool for feeding raw material melts to an injection mold, with a Stremungskaal, of which at least one to one Outflow opening leading runner branches off, in which an electrically operated Heating element is arranged, which has a central metal core which is attached to the electrical connection remote end is connected to an outer jacket, wherein outside the junction between the metal core and the outer jacket a An insulating layer is provided, that is, the Metal core is designed as a heating rod (8), a high specific and effective has electrical resistance, the specific and effective electrical resistance of the outer jacket (11) is small and the thickness of the insulating layer (12) in the area from 0.1 mm to 0.5 mm, the outer jacket is thermally conductive with a wall (14) of the flow channel (2) is connected and in the area of this connection the heating rod (8) has a reduced cross section. 2. Heißkanalwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstab (8) mit einer Sackbohrung (15) oder mit mindestens einer Nut versehen ist, die sich zu beiden Seiten der Verbindung des Außenmantels (11) mit der Wandung (14) des Strömungskanals erstreckt.2. Hot runner tool according to claim 1, characterized in that the heating rod (8) is provided with a blind hole (15) or with at least one groove is located on both sides of the connection of the outer jacket (11) with the wall (14) of the flow channel extends. 3. Heißkanalwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (11) einen Ringflansch (13) aufweist und die Umfangsflache des Ringflansches mit der Wandung (14) des Strömungskanals (2) verbunden ist.3. Hot runner tool according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the outer jacket (11) has an annular flange (13) and the The circumferential surface of the annular flange is connected to the wall (14) of the flow channel (2) is. 4. Heißkanalwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich die in den Angußkanälen (3) angeordneten Heizelemente (7) zum Aufheizen des Strömungskanals (2) vorgesehen sind.4. Hot runner tool according to one of the preceding claims, characterized characterized in that only the heating elements arranged in the runners (3) (7) are provided for heating the flow channel (2).
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