DE3424569A1

DE3424569A1 - Beheizter verteilerkopf an spritzgussformen fuer kunststoffe

Info

Publication number: DE3424569A1
Application number: DE19843424569
Authority: DE
Inventors: Richard D. Devellian; Paul M. Rockport Mass. Swenson
Original assignee: Kona Corp
Current assignee: Synventive Molding Solutions Inc
Priority date: 1983-07-06
Filing date: 1984-07-04
Publication date: 1985-02-14
Also published as: GB8415834D0; CA1204906A; FR2548582A1; JPS6036118A; IT1205352B; IT8448511A0; GB2143169B; FR2548582B1; GB2143169A; US4500279A

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH ■ GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h.ni - L - 2-7-1984

KONA Corporation, Gloucester, Mass. 019 30 USA

Beheizter Verteilerkopf an Spritzgußformen für Kunststoffe

Die Erfindung bezieht sich auf einen beheizten Verteilerkopf an Spritzgußformen für Kunststoffe. Solche Verteilerköpfe stellen einen Teil der Spritzgußform dar und sind dazu bestimmt, die Schmelzmasse während des Ablaufs des Gießzyklus einer Spritzgußeinrichtung sowohl in den Eingußkanälen als auch in dem oder den Füllkanälen flüssig und auf einer gleichbleibenden Temperatur zu halten.

Beheizte Verteilerköpfe für diesen Verwendungszweck sind in der Technik in zahlreichen Ausbildungsformen bekanntgeworden. In einer Spritzgußeinrichtung mit solchen beheizten Verteilerköpfen gelangt die Schmelzmasse vom Extruder oder einer anderen Quelle durch eine in der Regel beheizte Eingußbüchse in den Verteilerkopf. Innerhalb dieses Verteilerkopfes fließt die Schmelzmasse durch einen oder mehrere Eingußkanäle und verteilt sich von dort in einen oder mehrere Füllkanäle, von denen sie, den Verteilerkopf verlassend, über Büchsen oder andere Erfindungselemente in die formenden Innenräume der Form gelangt.

Die Möglichkeit mit einem solchen beheizten Verteilerkopf die Schmelzmasse in den Einguß- und Füllkanälen in einem flüssigen Zustand bei einer gleichmäßigen Temperatur etwa der Höhe der Extrudiertemperatur zu halten, bringt gegenüber der bisher üblichen Praxis/bei der die in dem Eingußkanal und den Füllkanälen befindliche Schmelzmasse zusammen mit dem gegossenen Modell erstarrten, erhebliche Vorteile mit sich.

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h.ni - ί - 2-7-1984

Diese Vorteile bestehen u.a. darin, daß der Arbeitsablauf automatisiert werden konnte', eine Vielzahl von Verarbeitungsschritten, das Nachschleifen und der durch das Erstarren der Schmelzmasse in den Kanälen bedingte Materialverlust, vermieden werden konnten. Es konnte ferner mit niedrigen Drükken und Temperaturen gearbeitet werden, die Extruderkapazität konnte kleiner gehalten werden und die Gießzyklen ließen sich verkürzen, weil nur noch das eigentliche Formstück gegossen, zum Erstarren gebracht und aus der Form herausgebracht werden mußte, was wiederum die Vermeidung zahlreicher technischer Form-, Abschneid- und Ausbringprobleme nach sich zog. Ein besonderer Vorteil liegt dabei darin, daß die Schmelzmasse beim Einfließen in die formenden Innenräume der Form ein Optimum an Dünnflüssigkeit aufweist.

Die Verwendung von Verteilerköpfen bringt ihrerseits eine Reihe von Nachteilen und Problemen mit sich. Diese beruhen aber im wesentlichen auf den für das Beheizen des Verteilerkopfes notwendigen Heizeinrichtungen, der verwickelten Konstruktion und den damit verbundenen Schwierigkeiten der Herstellung der Verteilerköpfe und der unvermeidlichen Notwendigkeit der Isolierung der Verteilerköpfe gegen die übrigen Teile der Form, in die sie eingebaut sind.

Von besonderer Bedeutung ist dabei der Umstand, daß der beheizte Verteilerkopf innerhalb der Form gegen deren formende Innenräume isoliert werden muß. Luftspalte haben sich als wirtschaftlich und wirksam erwiesen. Die Herstellung solcher Luftspalte erfordert aber die Anordnung von Tragelementen zwischen dem Verteilerkopf und dem die formenden Innenräume enthaltenden Teil der Form. Diese Tragelemente müssen stark genug sein, den Druck aus der Klemmspannung zwischen Extruder

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h.ni - V- 2-7-1984

. β-

und Form aufzunehmen und so gestaltet, daß der Verteilerkopf nicht während der Spritzgießoperation beschädigt wird. Dies bedeutet in der Regel, daß eine größere Zahl solcher Tragelemente oder Druckaufnahmeblöcke mit verhältnismäßig großen Oberflächen benötigt werden, die darüber hinaus örtlich Temperaturabsenkungen hervorrufen, die dem Erfordernis einer gleichmäßigen Temperaturverteilung über den gesamten Verteilerkopf nicht entsprechen. Wenn dieser Umstand mit der Notwendigkeit zusammentrifft, wenigstens einen Gießkanal zwischen dem behizten Verteilerkopf und den gekühlten formenden Innenräumen vorzusehen, erscheint es verständlich, daß die Aufgabe, den Verteilerkopf gleichmäßig zu beheizen, schwierig zu lösen ist. In der Vergangenheit wurde diese Aufgabe auf unterschiedlichsten Wegen mit ebenso unterschiedlichen Erfolgen gelöst. Man hat z.B. handelsübliche elektrische Widerstandsheizduschen innerhalb des Verteilerkopfes nahe bei den Kanälen angeordnet. Ähnliche Heizelemente wurden in den Block des Kopfes eingesetzt. Diese Heizelemente wiesen sämtlich unterschiedliche Abgabetemperaturen über die Länge des Elementes und einige besonders heiße Abschnitte auf. Man hat versucht, diesen heißen Abschnitten, und den übrigen Temperaturunterschieden, insbesondere den Temperaturabfallbereich der Tragelemente und der dazugehörigen Konstruktionen durch Veränderung der Dichte der Lagen der Widerstandsspulen innerhalb der Heizelemente zu begegnen. Diese Maßnahmen waren zwar in Randbereichen wirksam, im übrigen aber wegen der unterschiedlichen Bedingungen innerhalb der verschiedenen Gießeinrichtungen praktisch nicht anwendbar. Es wurden auch schon elektrische Widerstandsheizelemente innerhalb des Stroms der Schmelzmasse in den Kanälen allein oder in Kombination mit Heizelementen im Block des Verteilerkopfes verwendet. Die Probleme der heißen Stellen und

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE ·- F. POLLMElER

23 109 h.ni - Jr- 2-7-1984

■ ?·

der Temperaturunterschiede über die Länge des Heizelementes sowie der örtlichen. Temperaturabsenkungen wurden dadurch nicht gelöst. Dabei mußten die Heizelemente, die auch noch eine Regeleinrichtung erforderten, zusammen mit dieser,und den Verdrahtungen durchweg in nahezu unzugänglichen Stellen der Form angeordnet werden.

Zusammenfassend kann von den erwähnten Ausbildungen beheizter Verteilerköpfe gesagt werden, daß sie nicht nur konstruktiv sehr aufwendig und schwer herzustellen waren, keine über den gesamten Verteilerkopf gleiche Temperatur aufwiesen und deshalb schlechte Gießergebnisse zeitigten, häufigen Betriebsstörungen unterworfen waren und sich darüber hinaus schwer warten und reparieren ließen. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß der Verteilerkopf bereits dann ausgewechselt werden muß, wenn nur ein einziges der elektrischen Heizelemente ausfällt. Die Folgen sind nicht nur teure Stillstandszeiten, sondern aufwendige Arbeiten für das Auseinanderbauen und Wiederzusammensetzen der Form.

Die in der Literatur (The Heat Pipe, G. Yale, Eastman, Scientific Amerikan, Mai 1968) behandelten Grundsätze über Konstruktion und Anwendung von beheizten Verteilerköpfen beim Spritzgießen, haben nur partiell Einführung in den praktischen Betrieb gefunden; dies abgesehen von der Benutzung von Heizrohren zur Kühlung oder Erhitzung des Spulenteils der Form (US-PS 4 338 068), der Benutzung eines Heizrohres zur Erhitzung des Kopfes eines Absperrventils (US-PS 4 125 352) und die Benutzung einer Heizröhre in einer Eingußbüchse (US-PS 4 034 952) . Die Benutzung von Heizröhren bei den gattungsgemäßen Verteilerköpfen ist bisher nicht bekanntgeworden. Die Gründe dafür mögen darin liegen, daß abgesehen

— 5 —

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLL*E*R · D*. GROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h.ni - ^- 2-7-1984

von der Aufwendigkeit der Konstruktion die Bauteile des Verteilerkopfes wie alle Bauteile von Spritzgußmaschinen aus außerordentlich festem Stahl hergestellt werden müssen, damit sie den sehr großen Beanspruchungen standhalten können, die in solchen Einrichtungen auftreten. Da aber dieser Stahl von Wasser, der üblichen Flüssigkeit in Heizrohren die Stahloberflächen angreift, ist es nicht nur notwendig, die Innenflächen solcher Heizrohre mit wasserbeständigem Werkstoff, wie Kupfer oder Nickel, zu beschichten, es muß ferner Vorsorge dafür getroffen werden, daß der bei den auftretenden Temperaturen und Drücken entstehende nichtkondensierende Wasserstoff entweichen kann. Die einschlägige Technik blieb deshalb bei der Verwendung üblicher elektrischer Widerstandsheizelemente, obgleich das Spritzgießen von hochtemperaturempfindlichen Kunststoffwerkstoffen nur sehr geringe Temperaturunterschiede zu tolerieren vermag, wenn die Kunststoffschmelzmasse durch die Einrichtung fließt und dabei zunächst einen hohen Flüssigkeitsgrad erfordert, bevor sie in der Form erstarrt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bebeizten Verteilerkopf zu schaffen, der mit einem hohen Grad an Gleichmäßigkeit im Beriech der Einguß- und Füllkanäle erhitzt wird und dies während des gesamten Ablaufs des Gießzylus.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, die benötigten Heizelemente und Regeleinrichtungen sowie deren Verdrahtung für die Wartung und die Reparatur so zugänglich anzuordnen, daß die Form dazu nicht auseinandergenommen werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der beheizte Verteilerkopf im wesentlichen aus zwei Abschnitten besteht; einem Abschnitt der die Kanäle enthält/und einem Abschnitt, der Hitze von einem Heizelement aufnimmt. Dabei er-

PATENTANWÄLTE F.W. H^iVlEl=IICH · GERD MüLLE'R · D*. GROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h.ni - 6- 2-7-1984

• 3·

streckt sich eine Mehrzahl von im wesentlichen zylindrischen Heizrohren von dem die Hitze aufnehmenden Abschnitt in den die Kanäle aufnehmenden Abschnitt. Die Heizrohre verlaufen dabei im wesentlichen parallel zu den Kanälen über deren Länge. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verteilerkopf so ausgebildet, daß der hitzeaufnehmende Abschnitt von außen außerhalb der Form zugänglich ist, während der die Kanäle aufnehmende Abschnitt der üblichen Zuordnung zur Form verbleibt. Auf diese Weise sind die Heizelemente, die Regeleinrichtungen, die Verdrahtung und die zugehörigen Leitungsnetze leicht zugänglich gemacht, und gleichzeitig wird die Arbeitsweise des Verteilerkopfes verbessert. Diese Verbesserung leitet sich daraus her, daß die Heizrohre nicht einfache Elemente für den Transport von Hitze von einem Punkt A zu einem Punkt B sind, sondern isothermale Elemente darstellen, die ihre gesamten Wandungsabschnitte auf der Eingangs-Dampf ausgleichs temperatur halten, und zwar durch die Veränderung der Größe der Zustandsänderungen der Heizflüssigkeit infolge von auf die Wandungen einwirkenden Tempe^ raturabfallen, d.h. die Temperatur der Wandungen des Heizrohres bleibt isothermal, während der Umfang von Evaporation und Kondensation innerhalb des Heizrohres über dessen Länge Änderungen erfährt, als Kompensation und Temperaturabfällen über die Länge des Heizrohres. Im Ergebnis arbeitet der die Kanäle aufnehmende Abschnitt des Verteilerkopfes im wesentlichen unter einer Temperatur, die der der Heizquelle entspricht. Dies stellt eine erhebliche Verbesserung gegenüber den bekannten Einrichtungen dar, bei denen die Schmelzmasse unmittelbar durch einen hitzeaufnehmenden Abschnitt fließt und dabei erheblich höheren Temperaturen als den notwendigen ausgesetzt ist. Es hat sich Im prak-

PATENTANWÄLTE F.W. h¥|VIMERICH · GERD MÖLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h.ni -/7 - 2-7-1984

tischen Betrieb gezeigt, daß Bandheizer sich besonders gut als Heizquelle eignen und daß ein besonders stabiler Heizbetrieb erzielbar ist, wenn die Heizquelle, Heizrohre und übliche Kassettenheizelemente aufweist, die in Reihen in dem hitzeaufnehmenden Abschnitt quer zu den Heizröhren in den Kanäle aufnehmenden Abschnitt reichen, um die Temperaturverteilung in dem hitzeaufnehmenden Abschnitt abzuflachen .

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 die Draufsicht auf den Verteilerkopf,

Fig. 2 die Stirnansicht der linken Seite von Fig. 1,

Fig. 3 die Seitenansicht von Fig. 1,

Fig. 4 eine Einzelheit der Seitenansicht nach Fig. 3 im. Schnitt und

Fig. 5 die Stirnansicht der linken Seite von Fig. 4.

Der. mit 2 bezeichnete Verteilerkopf mit den jeweils gewünschten Abmaßen nimmt die Kanäle 4 und die Heizelemente, die später beschrieben werden, auf. Die Abmaße des Verteilerkopfes 2 werden durch die Ausbildung der Form bestimmt und durch den Umstand, daß soviel Metall als möglich eingespart werden soll, um dessen Aufheizvolumen klein zu halten. Der Verteilerkopf 2 ist in zwei Abschnitte aufgeteilt, nämlich in den die Kanäle aufnehmenden Abschnitt 6, im folgen-■den Kanalabschnitt genannt, und den die Hitze aufnehmenden

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH ■ GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h.ni -U- 2-7-1984

Abschnitt, der mit 8 und 10 bezeichnet ist und im folgenden Heizabschnitt genannt wird. Teil 8 dieses Heizabschnittes ist dem linken Ende 12 des Verteilerkopfes 2 und Teil 10 dem rechten Ende 14 des Verteilerkopfes zugeordnet.

Eine Mehrzahl von Bohrungen 16, von denen nur eine dargestellt und die anderen durch Mittellinien 18 angedeutet sind, erstrecken sich vom linken Ende 12 durch den Kopf 2 hindurch bis zu dessen rechtem Ende 14. Die Bohrungen 16 sind im wesentlichen in Gruppen gleichen Abstandes voneinander angeordnet. Zwischen diesen Gruppen gleichen Abstandes verlaufen die Hauptabschnitte 20 und 22 der Kanäle 4. Eine Bohrung 24 verläuft mittig durch das linke Ende 12 und endet etwa auf einem Viertel der Länge des Kopfes 2 vom linken Ende 12 zum rechten Ende 14, während eine ebenfalls mittige Bohrung 26 entsprechender Länge im rechten Ende 14 vorgesehen ist. Jede der Bohrungen 16 enthält ein Heizrohr oder stellt selbst ein evakuiertes Heizrohr dar, das mit Kapillarelementen gefüttert mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gefüllt ist. Die Bohrungen 24 und 26 enthalten Kontrolleinrichtungen wie z.B. Thermoelemente mit Bajonettverschluß.

Eine Mehrzahl von Bohrungen 28 und 30 erstreckt sich von der Vorderseite 32 zu der Rückseite 34 im Bereich der Teile 8 und 10 des Heizabschnittes. Die Bohrungen 28 enthalten handelsübliche Kassettenwiderstands-Heizelemente und Bohrungen 30 enthalten oder stellen selbst Heizrohre dar.

Im übrigen folgt die Konstruktion des Verteilerkopfes der konventionellen Bauart der Einguß- und Füllkanäle 4 und der Tragelemente für den Verteilerkopf 2 usw. Obgleich die

PATENTANWÄLTE F.W. HE*|MTer"ICH · G"E*RD"MÜLLE"R · D.'GROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h.ni -rf- 2-7-1984

Kanäle 4, wie in Fig. 1 gezeigt, in der üblichen H-Bauweise angeordnet sind, bei der der Fluß der Schmelzmasse den Verteilerkopf 2 bei 36 betritt, nach unten in den kreuzenden Kanalabschnitt 40 fließt und sich dabei in einen nach vorne und einen nach hinten gerichteten Zweig zu den Hauptkanalabschnitten 20 und 22 teilt, und dann nach unten durch Füllkanäle 42 in die formenden Innenräume der Form fließt. Der Tragring 44 und der Dübelbolzen 46 deuten einige der großen Zahl von Abstands- und Tragelementen dar, die verwendet werden, um einen isolierenden Luftspalt 48 zwischen Verteilerkopf 2 und der eigentlichen Form zu bilden.

Ein beheizter Verteilerkopf der dargestellten Bauweise, bei dem die Wärmeeingabeelemente leicht zugänglich sind und eine sehr gleichmäßige Arbeitstemperatur erreichbar ist, und bei dem eine große Zahl von bisher entweder gar nicht oder nur in sehr komplexer Ausbildung zu verwirklichende Konstruktionsmerkmale in wirtschaftlicher Form vorhanden sind, wurde hier durch die einheitliche Anwendung eines . Heizrohrkonzepts geschaffen. Obgleich eine Heizröhre ein eher einfaches und praktisches Element zur Übertragung von Hitze von einem Punkt zum anderen darstellt, bringt sie bemerkenswerte Eigenschaften mit sich. Eine Heizröhre ist eine isothermisch arbeitende Einrichtung, die auf der Basis von Änderungen des Innendrucks und des Zustandes der Arbeitsflüssigkeit in einem geschlossenen Gehäuse arbeitet/ anders als elektrische Widerstandsheizelemente, die auf der Gleichmäßigkeit von Spulenwerkstoff und Abstandseinhaltung die Gleichmäßigkeit der Temperaturen über ihre Länge zu erreichen suchen, hält die Heizröhre ihre gesamte Wandungsumgebung auf einer konstanten Temperatur, die durch die Ausgleichsbedingungen innerhalb der Röhre mit Bezug auf die

- 10 -

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · g'eRD'müLLE'r ■ OBUSSE ■ F. POLLMEIER

23 109 h.ni - fO - 2-7-1984

höchste Temperatur bestimmt wird, der irgendein Abschnitt der Wandungen der Röhre ausgesetzt ist. Dies wird erreicht, mit nichts anderem als einer augenblicklichen Änderung, welchen hitzesenkenden Bedingungen die Wandungen ausgesetzt sind, durch Änderungen der Größen der Zustandsänderungen der Arbeitsflüssigkeit, die die Heizröhre enthält; diese kann deshalb dazu benutzt werden, die Temperaturänderungen in Elementen, in denen sie angeordnet ist, dadurch auszugleichen, daß sie Hitze von einem heißen Abschnitt zu einem kalten Abschnitt transportiert oder umgekehrt und beides zur gleichen Zeit.

Auf der Basis dieses Konzepts wird die Aufgabe, die Schmelzmasse auf der Temperatur zu halten, mit der sie extrudiert wurde, und sie gleichförmig und gleichmäßig weiter auf dieser Temperatur zu halten, bis sie die formenden Innenräume der Form erreicht hat, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verteilerkopf ständig und gleichmäßig auf dieser Temperatur gehalten wird, indem nur der Abschnitt des Verteilerkopfes beheizt wird, durch den keine Schmelzmasse geführt wird, und daß dann die in diesem Teil eingebrachte Wärme isotherm auf den Abschnitt des Verteilkopfes übertragen wird, durch den die Schmelzmasse geführt wird.

Die Erzeugung einer gleichmäßigen und ständigen Wärmeeinführung läßt sich auf verschiedenen Wegen erreichen, in Abhängigkeit von den jeweiligen Konstruktionsbesonderheiten. Bei der Ausbildung nach Fig. 1 sind kassettenförmige elektrische Widerstandsheizelemente in den Bohrungen 28 angeordnet, die durch Thermoelemente indan Bohrungen 24 und 26 kontrolliert einen Wärmeeingang erzeugen, dessen Abstufungen über die Länge der Kassette durch Heizröhren in den Bohrungen 30 abgeflacht werden, und damit die gewünschte

- 11 -

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · G£RD*MüLL.efl ■ D."GROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h.ni - Ά - 2-7-1984

gleichbleibende und gleichmäßige Wärmeeingabe für die Heizröhren in den Bohrungen 16 sicherstellen. Zusätzlich während die Wärmeeingabe nur an einem Ende vorgesehen werden kann, zeigt die Ausbildung nach Fig. 1,· angedeutet durch die Mittellinien 17 für Bohrungen 2 8 und 30, eine Ausbildung, bei der die Konstruktionsbedingungen und die Größe der notwendigen Wärmeeingabe ein zweites Wärmeeingabeelement erfordern. In einem solchen Fall verteilen die Heizröhren in den Bohrungen 16 nicht nur die Wärme von den Wärmeeingabeelementen über die Form, sondern flachen jede Temperaturabstufung ab, die sich zwischen den beiden Enden 12 und 14 des Verteilerkopfes 2 einstellt. Statt dessen können auch blockförmige elektrische Widerstandsheizelemente verwendet werden, die außen über oder unter den Bohrungen 30 angeordnet werden. Statt dessen kann auch der Wärmeaufnahmeabschnitt einen abgerundeten Querschnitt aufweisen und mittels äußerer Bandheizer beheizt werden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. In diesem Fall sind die Bohrungen 28 und 30 und die zugehörigen Thermoelemente unnötig, weil ein Ausgleich der eingebrachten Wärme durch die kreisförmige Querschnittsausbildung erreicht wird. Auf jeden Fall ist die Abtrennung des wärmeaufnehmenden Abschnittes von dem Abschnitt, in dem die Schmelzmasse fließt, deshalb sehr vorteilhaft, weil damit die Temperatur des Stahls der die Wandungen der Kanäle umgibt, konstant bleibt.

Weiterhin werden die erfindungsgemäßen Vorteile der guten Zugänglichkeit von Heizelementen,Regeleinrichtungen und Verdrahtung nicht durch die Notwendigkeit entwertet, Heizelemente (Torpedoelemente) in die Füllkanäle einzubringen oder Heizbüchsen vorzusehen, die diese Kanäle umgeben. Wie in Fig. 1 und 3 dargestellt, kann ein solches Torpedoheiz-

- 12 -

PATENTANWÄLTE F.W. HEDERICH · GERD*MÜLLER · DfGROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h-ni - /ί - 2-7-1984

element 50 vom Verteilerkopf 2 aus in jeden der Füllkanäle 42 ragen. Diese Torpedo-Heizelemente 50 können so ausgebildet sein, daß sie anstelle der üblichen Kartuschen-Heizelemente Heizröhren enthalten, die sich über die gesamte Länge des Torpedo-Heizelementes 50 erstrecken. Diese Ausbildung des Torpedo-Heizelementes 50 bringt nicht nur die oben erwähnten Vorteile mit sich, sondern zusätzlich die,da3 die Heizröhre, wie bereits besehrieben, mit einer über ihre Länge gleichmäßigen Temperatur über ihre Länge arbeitet.

Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausbildungsform des Verteilerkopfes, bei der die den Eingußbüchsen zugeordneten Kontrolleinrichtungen an ohne Schwierigkeiten zugänglichen Stellen angeordnet sind und dabei der unterschiedlichen Wärmeausdehnung von Verteilerkopf und Form Rechnung tragen. Bei dieser Ausbildung besteht der Verteilerkopf aus drei Abschnitten, nämlich dem eigentlichen Kopfteil 54 und den Hülsen 56 und 58. Der Kopfteil 54 ist ebenso ausgebildet wie der in Fig. 1 dargestellte mit der Ausnahme, daß die Wärmeaufnahmeabschnitte 8 und 10 einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. Die Hülsen-Abschnitte 56 und 58 bestehen ihrerseits aus Wärmeaufnahmeabschnitten 60 und 62 ebenfalls mit halbkreisförmigem Querschnitt und bilden zusammen mit den Heiζabschnitten 8 und 10 des Kopfes 2 Warmeaufηahmeabschnitte 64 und 66 für die gesamte Kombination mit einem zusammengesetzten Kreisquerschnitt. Sie werden durch außen um sie herumgeführte Band-Heizelemente 68 ebenso wie die, die Füllkanäle 74 und 76 aufnehmenden Abschnitte 7O und Die Füllkanäle 74 und 76 verbinden die Füllkanäle 42 des Kopfes 2 mit dem formenden Innenraumteil 8O der Form und enthalten eine Bohrungserweiterung 82 im Bereich der Oberseite der Abschnitte 70 und 72. Die Hülsenabschnitte 56

- 13 -

PATENTANWÄLTE F.W. HE^MERICH · GERD'MÜLLER · D.'GROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h.ni - y3 - 2-7-1984

• 4b-

und 58 sind gegen den Formenteil 80 durch Isolierstücke 88 und 90 isoliert und mit diesem durch Schrauben 92 verbunden. Eine Mehrzahl von Bohrungen 94 mit Heizröhren entsprechend den Bohrungen 16, erstrecken sich von den Wärmeaufnahmeabschnitten 64 und 66 in die die Füllkanäle 7 4 und 76 enthaltenden Abschnitte 70 und 72.

Der Kopfteil 54 liegt also auf Hülsenabschnitten 56 und 58, die mit dem Formenteil 80 verbunden sind und auf einem zentralen Tragstück 95, wobei die Ausrichtung in üblicher Weise mittels des Dübelbolzens 96 in einer Bohrung 98 im Hülsenabschnitt 56 erfolgt, der gleitend in eine Ausnehmung 100 im Kopfteil 54 ragt, im Betrieb werden Kopfteil 5 4 und Hülsenabschnitte 56 und 58 durch die in ihnen angeordneten Heizröhren von den Bandheizelementen 68 auf eine gleichmäßige Temperatur gebracht. Der Kopfteil 54 kann sich dabei gegenüber den Hülsenteilen 56 und 58 in Richtung der Mittenachse des Kreisquerschnittes ausdehnen, da diese Abschnitte,die mit dem Formteil 80 verbunden sind, sich weniger stark ausdehnen. Auf diese Weise ist es möglich, die Füllkanäle 74, 76, die zu dem Formteil 80 führen, auf die Kanäle 42 auszurichten und die Verbindung trotz der größeren Wärmeausdehnung des Kopfteils 2 aufrechtzuerhalten und dabei die Wartungsprobleme und andere Schwierigkeiten zu vermeiden, die mit unabhängig beheizten Eingußbüchsen verbunden sind und dabei eines Temperaturausgleiches mit Bezug auf den Verteilerkopf bedürfen.

Die Erfindung ist nicht an die Ausbildung der beschriebenen Ausführungsbeispiele gebunden, so können z.B. die, die Heizröhren enthaltenden Bohrungen 16, durch Bohrungen ersetzt werden, die sich von jedem der beiden Enden des Verteilerkopfes bis zu der Ebene durch den Eingußkanal 38 erstrecken.

- 14 -

PATENTANWÄLTE F.W. HEiWJiERTCH · GcRD MÜLLER*· D.TROSSE · F. POLLMEIER

23 109 h.ni -Zi- 2-7-1984

Diese Ausbildung verringert den Abflacheffekt der, durch die Wärmeaufnahmeabschnitte 8 und 10 bewirkt wird, erlaubt es aber, einen Teil des Verteilerkopfes außer Betrieb zu setzen, während der andere Teil weiterhin in Betrieb bleiben kann. Die Eingußkanäle müssen nicht in einer Ebene angeordnet werden und die übliche Η-Anordnung kann durch ein Paar von Blöcken gebildet werden, die die Hauptkanäle enthalten und verbunden sind durch einen dritten Block, der die kreuzenden Kanäle und den Eingußkanal aufnehmen und von einer Mehrzahl von Heizröhren umgeben sind, in der Weise, daß die Enden dieses dritten Blockes auf den beiden anderen Blöcken liegen und ihre Operationswärrae von diesen erhalten. Die Einrichtung läßt sich für thermoplastische und thermostatoplastische Kunststoffe verwenden.

- Leerseite -

Claims

PATENTANWÄLTE F.W. HÖJl'MEFtlCH · GERD'MÜLLE'R ■ D."GROSSE · F. POLLMEIER

109 h.ni 2-7-1984

KONA Corporation, Gloucester, Mass. 019 30 USA

Patentansprüche

Beheizter Verteilerkopf an Spritzgußformen für Kunststoffe bestehend aus:

a) einem Block mit Kopf- und Bodenteil sowie einem linken und einem rechten Endteil,

b) einem ersten Abschnitt des Blocks mit einem Eingußkanal für den Fluß der Schmelzmasse, der sich von der Eingußöffnung im oberen Teil des Blockes durch diesen hindurch bis zu mindestens einer Austrittsöffnung im Boden des Blockes zum Formteil der Form erstreckt,

c) einer Heizquelle,

d) einem zweiten Abschnitt des Blockes, der auf eines der Enden des anderen Blockes ausgerichtet ist und Wärme von der Wärmequelle aufnimmt,

e) eine erste Mehrzahl von Heizröhren, die in dem Block so angeordnet ist, daß sie

f) sich von dem zweiten Abschnitt des Blockes in den ersten Abschnitt erstreckt, ggfs. vom linken Ende zum rechten Ende des Blockes, und zwar in einer gleichlaufenden Anordnung zueinander innerhalb des ersten Abschnittes des Blockes relativ zueinander und zu dem Eingußkanal, wobei

g) die Temperatur im wesentlichen gleichmäßig in einer bestimmten Höhe gehalten wird, unabhängig von äußeren Änderungsfaktoren durch Kompensation solcher Änderungen durch entsprechende Zustandsänderung einer in den Heizröhren enthaltenen Flüssigkeit.

PATENTANWÄLTE F.W. HEWUVTERICH · Gt'RD-MÜLLEft · D.'GROSSE · F. POLLMEIER

109 h.ni _m <9 , 2-7-1984
2. Verteilerkopf nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine zweite Wärmequelle und einen dritten Blockabschnitt, der auf das andere (rechte) Ende des Blockes ausgerichtet ist und Wärme von dieser zweiten Wärmequelle aufnimmt und in den die in dem zweiten Abschnitt des Blokkes enthaltenen Heizröhren hineingeführt sind.
3. Verteilerkopf nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Anzahl von in dem Block angeordneten Heizröhren vom dritten Blockabschnitt über die gesamte Länge von rechts nach links in den ersten Blockabschnitt ragt.
4. Verteilerkopf nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anzahl von Heizröhren innerhalb des ersten Blockabschnittes im Bereich der Eingußöffnung für die Schmelzmasse endet.
5. Verteilerkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch eine in der Längsmitte jedes Füllkanals für den Formteil der Form angeordnete Heizröhre, die sich von dem ersten Blockabschnitt im wesentlichen über die gesamte Länge des Füllkanals erstreckt.
6. Verteilerkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

PATENTANWÄLTE F.W. ΗΕΜλΕΗΊΟΗ · G£RD"MÜLLER · D." GROSSE · F. POLLMEIER

109 h.ni , 3. 2-7-1984

daß die Wärmequelle aus einer elektrischen Widerstandsheizkartusche besteht und wenigstens eine Heizröhre parallel zu diesem als Element angeordnet ist und das Widerstandsheizelement dem zweiten Blockabschnitt senkrecht zu der ersten Anzahl von Heizröhren angeordnet ist.
7. Verteilerkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung im Boden des Blocks zum Formteil der Form hin eine Büchse mit einem Warmeaufηahmeabschnitt aufweist, der Wärme von einer Wärmequelle aufnimmt, die mit dem Block verbunden ist und einen Abschnitt in dem ein Füllkanal angeordnet ist, der den Eingußkanal mit dem Formenteil der Form verbindet, und in dem Heizröhren von dem Wärmeaufnahmeabschnitt in den den Füllkanal enthaltenden Abschnitt ragen.