DE3633407A1 - Spritzgiess- oder presswerkzeug zur verarbeitung von kunststoffmassen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spritzgieß- oder Preßwerkzeug zur Verarbeitung von plastischen Massen, insbesondere Kunst­ stoffmassen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das vorbeschriebene Spritzgieß- oder Preßwerkzeug ist durch offenkundige Vorbenutzung bekanntgeworden.

Bei Spritzgieß- oder Preßwerkzeugen der eingangs beschrie­ benen Gattung müssen in platzsparender Weise möglichst viele Einbauteile, so auch Netz- und Signalleitungen, innerhalb des Werkzeugvolumens untergebracht werden. Besonders platzsparende Versorgungskabel, die ein risikoloses Nebeneinander von Netz­ spannung (z.B. 220-250 Volt) sowie von Signalspannung (Kleinst­ spannung von teilweise nur wenigen Millivolt) gestatten, sind durch das DE-GM 85 16 055 bekanntgeworden. Diese besonderen werkzeugspezifischen Kabel führen zu einem Steckverbinder hoher Kontaktdichte, wie er durch die DIN 43 652 bekannt­ geworden ist.

Derartige Steckverbinder ermöglichen in platzsparender Weise bei Einhaltung bestimmter Klemmenbelegungspläne für Netz- und Signalleitungen ein verwechsellungsfreies rasches Kuppeln und Entkuppeln aller elektrischen Werkzeuganschlüsse. Hierdurch läßt sich der Austausch von Werkzeugen an Kunststoff- Spritzgießmaschinen besonders einfach und rationell durchführen.

Der bislang verwandte bekannte Steckverbinder hoher Kontakt­ dichte wird indes als nachteilig empfunden, weil, begründet durch seine hohe Kontaktdichte, eine elektrische Beeinflussung von Kleinstspannung führenden Kontakteilen durch unmittelbar innerhalb des Steckverbinders benachbarte Kontakteile, an denen Netzspannung anliegt, nicht auszuschließen ist.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Spritzgieß­ oder Preßwerkzeug, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Spritzgieß- oder Preßwerkzeug so auszugestalten, daß dessen Steckverbinder nicht nur Spannungen gleicher Höhe sondern ebenso unproblematisch innerhalb ein und derselben Steckverbindung auch Spannungen unterschiedlicher Höhe, wie z.B. Netzspannung (z.B. 220-250 Volt) und Kleinstspannung (wenige Millivolt), übertragen können. Diese Aufgabe wurde entsprechend dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Entsprechend der Erfindung umgibt die elektrisch iso­ lierende Kunststoffumhüllung den bislang metallisch blanken Kontaktstiftbereich innerhalb der Fuge zwischen den beiden gegenüberliegenden Stirnflächen von Patrizen- und Matrizen- Isolierstoffblock. Hierdurch werden die Kriechstrecken zwischen unmittelbar benachbarten Kontaktstift / Buchsen-An­ ordnungen in einem solchen Maße vergrößert, daß eine uner­ wünschte elektrische Beeinflussung zwischen zwei unterschied­ lichen Potentialen ausbleibt.

Elektrische Steckverbindungen mit Kontaktstiften und buchsen, bei denen die Kontaktstifte in ihrem vorderen Be­ reich metallisch blank sind und in ihrem rückwärtigen axialen Oberflächenbereich aus Kunstsfoff bestehen, sind von völlig­ kunststoffisolierten elektrischen Kleingeräten, die keinen Schutzleiter benötigen, an sich bekannt. Hei diesen bekannten Gerätesteckern herrscht jedoch dasselbe Potential zwischen dem Phasenleiter und dem Nulleiter, wobei die Kunststoffaus­ bildung der Kontaktstifte einen unbeabsichtigten Fingerkon­ takt während des Kupplungsvorganges unter Spannung vermeiden soll.

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus zusätzlichen Unteransprüchen.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel entspre­ chend der Erfindung näher dargestellt. Hierbei zeigen,

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch die Düsenseite einer Kunststoff-Spritzgießform mit einer elektrisch beheizten Einspritzdüse,

Fig. 2 die Einspritzdüse gemäß Fig. 1, isoliert darge­ stellt und im axialen Längsschnitt gezeichnet, Fig. 3 einen Radialquerschnitt durch ein Versorgungs­ kabel entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4a und 4b einen zweiteiligen entkuppelten Steck­ verbinder hoher Kontaktdichte in natürlicher Größe, wobei Fig. 4a das Matrizenteil und Fig. 4b das Patrizenteil darstellt,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines gekuppelten Steckverbinders gemäß den in den Fig. 4a und 4b, mit V-V gekennzeichneten Stellen,

Fig. 6 eine im Vergleich zu Fig. 5 zusätzlich vergrößerte Einzeldarstellung eines Kontaktstiftes, und

Fig. 7 eine vereinfachte Varstellung ohne Schraffurlinien in Anlehnung an Fig. 5.

Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Anordnung ist ein Heißkanalverteiler 10 mit Zuführkanälen 11, 12 für eine Kunst­ stoffschmelze vorgesehen, welche über eine insgesamt mit 13 bezeichnete Einspritzdüse in die Formhöhlung 14, von der nur ein Teilbereich dargestellt ist, eintritt. Der Düsenansatz 15 sowie der den größten Axialbereich des Heizeinsatzes 17 aufnehmende vordere zylindrische Bereich der Einspritzdüse 13 ist mit 16 bezeichnet.

Der vordere zylindrische Bereich 16 ist in einer Form­ platte 18 aufgenommen, welche düsenseitig die Formhöhlung 14 begrenzt.

Der übrige Teil der Einspritzdüse 13, d.h. der hintere zylindrische Bereich 19 und der Abschlußdeckel 20, sind in einer Öffnung 21 innerhalb einer Formhalteplatte 22 auf­ genommen.

Die Öffnung 21 weist eine seitliche Erweiterung 23 auf, in welcher sich das der Einspritzdüse 13 zugewandte Ende eines Versorgungskabels 24 mit einem Kabel-Schraubanschluß 25 befindet. An der der Einspritzdüse 13 abgewandten Seite des Kabel-Schraubanschlusses 25 weist das Versorgungskabel 24 eine gewendelte Metallarmierung 26 auf. Innerhalb der Metallarmierung 26 befindet sich der äußere Kabel-Isolier­ mantel 27, der in einem Ringraum 28 die beiden etwa diametral gegenüberliegend angeordneten Netzspannungsleiter 29 (Phasen­ leiter) und 30 (Nulleiter) aufnimmt. Phasenleiter 29 und Nulleiter 30 sind jeweils in einem eigenen elektrischen Iso­ lierschlauch 31, 32 aufgenommen.

Der Ringraum 28 ist innenseitig von einem Metallschlauch 33 aus feingeflochtener, jedoch mechanisch widerstandsfähiger Kupferlitze umhüllt. In dem von dem Metallschlauch 33 um­ schlossenen Hohlraum 34 befinden sich die beiden Signalspan­ nungsleiter 35, 36, die ebenfalls von einem jeweils eigenen Isolierschlauch 37, 38 umhüllt sind.

Für den Fall, daß - aus welchen Gründen auch immer - die Isolierschläuche 31, 32 schadhaft werden sollten, ist es ausgeschlossen, daß Spannung auf einen fehlerhaft isolier­ ten Signalspannungsleiter 35, 36 übertritt, da der nicht isolierte Metallschlauch 33 als Erdleiter wirkt, der einen nicht dargestellten Netztrennschalter, beispielsweise ein Fehlerstromrelais, auslösen kann.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen, ist der Metallschlauch 33 über eine Klemme 39 und einen isolierten Zwischenleiter 40 an eine Erdungsklemme 41 des Metallkörpers der Einspritz­ düse angeschlossen. In diesem Fall kontaktiert die Erdungs­ klemme 41 das zentrale Führungsrohr 42 für die Kunststoff­ schmelze. Koaxial auf dem zentralen Führungsrohr 42 sind der Ohmsche Heizeinsatz 17 sowie die Lötstelle 44 eines Thermoelements angeordnet, dessen Bestandteile u.a. die beiden Signalspannungsleitungen 35, 36 sind. Hierbei kann die eine Signalspannungsleitung 35 aus Eisen und die andere Signal­ spannungsleitung 36 aus Konstantan bestehen. Aus Fig. 2 ist außerdem zu ersehen, daß die beiden Netzspannungsleiter 29, 30 (s. deren Isolierschläuche 31, 32) an den Heizeinsatz 17 angeschlossen sind.

Anstelle des Metallschlauchs 33 können auch ein uniso­ lierter Schlauch aus anderen Werkstoffen mit ähnlicher oder hinreichender elektrischer Leitfähigkeit eingesetzt werden.

Die beiden Signalspannungsleiter 35, 36 sind in nicht gezeigter Weise an Kontaktstiften 45, 46 der Kleinstspannungs- Kontaktstellen 1, 2 eines Patrizenteils 47 angeschlossen. Dem Patrizenteil 47 ist ein Matrizenteil 48 zugeordnet, welches gemeinsam mit dem Patrizenteil 47 hinsichtlich seiner grund­ sätzlichen Bauart einen Steckverbinder 47, 48 hoher Kontakt­ dichte gemäß DIN 43 652 bildet.

Die beiden Netzspannungsleiter 29, 30 sind an Kontakt­ stiften 49, 50 des Patrizenteils 47 angeschlossen. Die Kontakt- Stifte 49, 50 befinden sich an Netzspannungs-Kontaktstellen 6, 7 und liegen den Kleinstspannungs-Kontaktstellen 1, 2 entsprechend den Kontaktstiften 45, 46 diametral gegenüber. Es existieren außerdem noch die Netzspannungs-Kontaktstellen 9, 0 mit Kontaktstiften 51, 52, welchen wiederum die Kontakt­ stifte 53, 54 an den Kleinstspannungs-Kontaktstellen 4, 5 diametral gegenüberliegen.

Am Matrizenteil 48 sind die Kontaktstellen analog gekenn­ zeichnet. So wirken beispielsweise die Kleinstspannung führenden Kontaktstifte 45, 46 an den Kontaktstellen 1 und 2 mit den ebenfalls Kleinstspannung führenden Kontaktbuchsen 55, 56 an den Kontaktstellen 1 und 2 zusammen. Entsprechendes gilt für die Netzspannung führenden Kontaktstifte 49, 50 an den Kontaktstellen 6 und 7, welche an nämlichen Kontaktstellen 6 und 7 mit den für Netzspannung vorgesehenen Kontaktbuchsen 57, 58 zusammenwirken. Analoge Verhältnisse gelten für die Kontaktbuchsen 59, 60 (Kleinstspannung) und 61, 62 (Netz­ spannung). Die miteinander zusammenwirkenden Erdkontakte sind mit E _P (Erdkontakte des Patrizenteils 47) bzw. E _M (Erd­ kontakte des Matrizenteils 48) bezeichnet.

Zu bemerken ist auch noch, daß beim vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel nur jeweils paarige Kontakte vorkommen, so daß die mittleren Kontaktstifte 63, 64 entsprechend den mittleren Kontaktbuchsen 65, 66 im Klemmenbelegungsplan nicht vorgesehen, d.h. nicht geschaltet oder gar entfernt sind.

Zur Funktion der Steckverbindungen im einzelnen sei nun zusätzlich auf die Fig. 5-7 hingewiesen:

Die Kontaktstifte 45, 49 besitzen rückwärtige Anschluß­ bereiche 67, 68, die innerhalb eines Isolierstoffblocks I des Patrizenteils 47 gehalten sind. Die von den rückwärtigen Anschlußbereichen 67, 68 ausgehenden Schäfte S der Kontakt­ stifte 45, 49 durchsetzen zunächst jeweils einen Bund B _P , der dem Isolierstoffkörper I _P angeformt ist.

Die Kontaktbuchsen 55, 57 sind in einem Isolierstoff­ körper I _M des Matrizenteils 48 aufgenommen und sind gegen­ über Einstecköffnungen 69, die an ihren freien Enden durch jeweils einen Isolierstoffbund B _M umgrenzt sind, zurückver­ setzt angeordnet.

Die Kontaktstifte 45, 49 sind im Bereich ihrer Schäfte S mit diese jeweils eng anliegend umgebenden elektrisch iso­ lierenden Kunststoffumhüllungen K versehen. Die Kunststoff­ umhüllung K beginnt jeweils am rückwärtigen Anschlußbereich 67, 68 und endet jeweils an einem blanken axialen Endbereich A des jeweiligen Kontaktstift-Schaftes S. Hierbei ragt die Kunststoffumhüllung K mit einem axialen Einsteckmaß x _a in die jeweils korrespondierende Einstecköffnung 69 des Patrizen- Isolierstoffblocks I _M hinein. Im vorliegenden Falle sind das axiale Einsteckmaß bzw. die axiale Einstecklänge x _a gleich oder um einen geringen Betrag größer als die axiale Länge x _b des blanken Endbereichs A eines jeden Kontaktstiftes 45, 49. Auf diese Weise ist leicht vorstellbar, daß die Kriech­ strecken, d.h. die Mindestabstände zwischen zwei einander am nächsten beabstandeten metallisch blanken Stellen zwischen den beiden Kontaktstiften 45 (Kleinstspannung) und 49 (Netz­ spannung) bzw. zwischen den entsprechenden Buchsen 55, 57 gegenüber der bisherigen Ausführungsform ohne Kunststoffum­ hüllungen K so vergrößert sind, daß eine gegenseitige elek­ trische Beeinflussung ausscheidet.

Anhand der Zeichnungen ist auch vorstellbar, daß handels­ übliche Stecker hoher Kontaktdichte gemäß DIN 43 652 ohne weiteres entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umgerüstet werden können. Dieses kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der Kontaktstift zur Aufnahme der Kunststoff­ umhüllung K mit einer axial langgestreckten Umfangsnut U zur Aufnahme eines die Kunststoffumhüllung K bildenden Kunststoff­ schlauches aus ETFE versehen wird. Wie anhand von Fig. 6 besonders deutlich wird, ist der Außendurchmesser D _a des blanken axialen Endbereichs A eines jeden Kontaktstiftes gleich dem Außendurchmesser D _a der Kunststoffhülle K.

Claims (8)

1. Spritzgieß- oder Preßwerkzeug zur Verarbeitung von plastischen Massen, insbesondere von Kunststoffmassen, mit mindestens einem innerhalb des Werkzeuges angeordneten elek­ trischen Netzspannungsgerät, wie elektrische Widerstands­ heizung od.dgl., dem ein Signalspannungsgerät, wie Meßfühler od.dgl., zugeordnet ist, und mit im Werkzeug angeordneten und aus diesem herausgeführten elektrischen Anschlußleitungen, nämlich mit mindestens zwei mit dem Verbraucherteil des Netz­ spannungsgeräts verbundenen Netzspannungsleitern, einem mit dem Gehäuse bzw. Körrerteil des Netzspannungsgeräts ver­ bundenden Netzspannungs-Erdleiter sowie mit mindestens zwei Signalspannungsleitern, deren außerhalb des Werkzeugs befind­ liche Leiterenden an einem ein Patrizenteil und ein Matrizenteil aufweisenden Steckverbinder hoher Kontaktdichte angeschlossen sind, wobei jeder Kontaktstift des Patrizenteils mit seinem Anschlußbereich in einem Patrizen-Isolier­ stoffblock gehalten ist und durch einen vorstehenden Bund des Patrizen-Isolierstoffblocks hindurch in Richtung auf das Matrizenteil vorragt, und wobei die Kontaktbuchsen des Matrizenteils innerhalb von Einstecköffnungen eines Matrizen- Isolierstoffblocks zurückversetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktstift (z.B. 45, 49) mit einer ihn eng anliegend umgebenden elektrisch isolierenden Kunst­ stoffumhüllung (K) versehen ist, welche, am elektrischen Anschlußbereich (67, 68) des Kontaktstiftes (z.B. 45, 49) beginnend, an dessen blankem axialen Endbereich (A) endet, wobei die Kunststoffumhüllung (K) mit einem axialen Ein­ steckmaß (x _a ) bis in die korrespondierende Einstecköffnung (69) des Matrizen-Isolierstoffblocks (I _M ) hineinragt.

2. Spritzgieß- oder Preßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gekuppeltem Steckverbinder (47, 48) die jeweilige Kunststoffumhüllung (K) bis an die dem Patrizen­ teil (47) zugewandte Stirnfläche der korrespondierenden An­ schlußbuchse (z.B. 55) reicht.

3. Spritzgieß- oder Preßwerkzeug nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Ein­ steckmaß (x _a ) der Kunststoffumhüllung (K) mindestens gleich der Axiallänge (x _b ) des blanken Endbereichs (A) des Kontakt­ stiftes (z.B. 45) ist.

4. Spritzgieß- oder Preßwerkzeug nach Anspruch 3, dadurcn gekennzeichnet, daß das axiale Einsteckmaß (x _a ) der Kunststoff­ umhüllung (K) größer ist als die axiale Länge (x _b ) des blanken Endbereichs (A) des Kontaktstiftes (z.B. 45).

5. Spritzgieß- oder Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffumhüllung (K) aus einem Schrumpfschlauch, z.B. aus ETFE (Äthylen-Tetra­ fluoräthylen-Copolymere), besteht.

6. Spritzgieß- oder Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffumhüllung (K) in einem Kunstoffspritzgieß-Werkzeug durch Umspritzung hergestellt ist.

7. Spritzgieß- oder Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kunststoffum­ hüllung (K) aufnehmende Axialbereich des insgesamt aus leitendem Werkstoff, insbesondere aus Metall, bestehenden Kontaktstiftes (z.B. 45) eine axial längsgestreckte Umfangsnut (U) bildet.

8. Spritzgieß- oder Preßwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D _a ) der Kunststoffum­ hüllung (K) gleich dem Außendurchmesser des blanken End­ bereichs (A) des Kontaktstiftes (z.B. 45) ist.