DE3889410T2

DE3889410T2 - Heizgerät für eine Spritzgiessmaschine.

Info

Publication number: DE3889410T2
Application number: DE3889410T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Hara; Hiroyoshi Sumen
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1987-10-12
Filing date: 1988-10-12
Publication date: 1994-10-20
Anticipated expiration: 2008-10-13
Also published as: KR970002299B1; KR890006366A; JPH0197619A; EP0312029A1; DE3889410D1; ATE105455T1; EP0312029B1; JP2561489B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft ein Heizgerät zum Beheizen eines zu erwärmenden Abschnitts, etwa einer Spritz(gieß)düse oder eines Plastifizierzylinders in einer Spritzgießmaschine.
Es ist allgemein bekannt, daß es günstiger ist, wenn der Außendurchmesser des Heizzylinders oder der Düse einer Spritzgießmaschine möglichst klein ist. Bei Durchführung des Spritzens durch Einführen der Düse in die Spritz-Form beeinflußt insbesondere der Außendurchmesser der Düse unmittelbar die Festigkeit der Form oder die effektive Fläche des Formraums für das Spritzgießen, weil in der Form eine Einführbohrung einer Größe, die an den Düsenaußendurchmesser angepaßt ist, vorgesehen sein muß.
Im Hinblick darauf ist es allgemein herkömmliche Praxis, zum Beheizen bzw. Erwärmen der Düse möglichst dünne Spulen- oder Wendelheizelemente o.dgl. zu verwenden, weil ein sperriges Heizelement (großer Abmessungen) einen übermäßig großen Düsenaußendurchmesser bedingt.
Gemäß Fig. 5 wird der Außendurchmesser 12 einer Düse 10 durch Herumwickeln eines außerordentlich dünnen Spulen- oder Wendelheizelements 11 um die Außenumfangsfläche der Düse 10 möglichst klein gehalten, wobei die Spule oder Wendel unter Nutzung ihrer Elastizität in inniger Berührung mit der Düse gebracht wird. Die Haftung des Spulen- oder Wendelheizelements 11 an der Düse 10 kann sich jedoch im langzeitigen Betrieb lockern, oder das Element kann sich verschieben, aus diesem Grund ist es unmöglich, die anfänglichen Bedingungen über einen langen Zeitraum hinweg aufrechtzuerhalten.
Die US-A-4 583 284 offenbart ein Heizelement oder -gerät für eine Spritzgießmaschine zum Spritz-Formen durch Einspritzen von aufgeschmolzenem Kunststoff, d.h. Kunststoffschmelze in eine Spritz-Form; das Heizgerät umfaßt einen wendel- oder spulenförmigen, elektrisch leitenden Film auf der Außenumfangsfläche der zu beheizenden Spritzgießmaschinenabschnitte, wie Heizzylinder und Spritzdüse.
Die DE-A-19 24 202 offenbart einen aufgesprühten, leitfähigen Überzug in Verbindung mit einer elektrischen Heizvorrichtung.
Wenn die Gesamtoberfläche eines zu beheizenden Abschnitts mit einem elektrisch leitenden Film beschichtet wird, kann ein ungleichmäßiges Erwärmen aufgrund von Unterschieden im elektrischen Widerstand auftreten, sofern nicht die Dicke des Films über die Gesamtoberfläche hinweg gleichmäßig ist.

ABRISS DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Heizgeräts für eine Spritzgießmaschine, bei dem ein ungleichmäßiges Erwärmen vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Heizgerät für eine Spritzgießmaschine, wie es im Anspruch 1 beansprucht ist, gelöst.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Heizgeräts zum Beheizen (Erwärmen) der Spritzdüse einer Spritzgießmaschine,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform nach Fig. 1, wobei der elektrisch leitende Keramikfilm durch Entfernen des äußeren, isolierenden Keramikfilms freigelegt ist,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform dieser Erfindung mit einem in Längsrichtung streifenförmigen, elektrisch leitenden Keramikfilm, wobei der äußere, isolierende Keramikfilm entfernt ist,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Heizgeräts mit einem wendelförmigen, elektrisch leitenden Keramikfilm, wobei der äußere isolierende Keramikfilm entfernt ist,
Fig. 5 eine schematische Längsschnittdarstellung des Düsen-Heizgeräts einer herkömmlichen Spritzgießmaschine,
Fig. 6 eine (Darstellung einer) Ausführungsform eines Heizgeräts mit zwei getrennten, in vorderen und hinteren Bereichen der Oberfläche der Spritzdüse geformten, elektrisch leitenden Keramikfilmen und
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform nach Fig. 6, in welcher der äußere Isolier- Keramikfilm entfernt ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSÜFHRUNGSFORMEN

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Filmheizelement 2 aus einem Keramikmaterial durch Flammsprühen auf der Außenumfangsfläche einer Düse 1 zum Einspritzen von Kunststoffschmelze in eine Spritz-Form ausgebildet.
Dieses Filmheizelement 2 besteht aus einem durch Flammsprühen auf der Außenumfangsfläche 1a der Düse 1 geformten Isolierfilm 3 als innerster Schicht, einem durch Flammsprühen auf dem Isolier-Keramikfilm 3 geformten, elektrisch leitenden Keramikfilm 4 als mittlere Schicht und einem durch Flammsprühen auf dem elektrisch leitenden Keramikfilm 4 geformten Isolier-Keramikfilm 5 als äußerste Schicht.
An beiden Enden des elektrisch leitenden Keramikfilms 4 sind Elektroden 6 und 7 für Stromzufuhr vorgesehen. Die Düse 1 und der elektrisch leitende Film 4 sind durch Filmaufsprühen des Isolier-Keramikfilms 3 auf die Außenumfangsfläche der Düse 1 elektrisch gegeneinander isoliert.
Fig. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform dieser Erfindung. Da diese Ausführungsform und das Heizgerät oder Heizelement nach Fig. 4 grundsätzlich mit denen nach den Fig. 1 und 2 identisch sind, sind im folgenden nur die Unterschiede zwischen beiden erläutert. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 liegt der elektrisch leitende Keramikfilm in Form einer Anzahl von längsverlaufenden Streifen 2a vor, welche die Elektroden 6 und 7 miteinander verbinden.
Beim Heizgerät gemäß Fig. 4 liegt der elektrisch leitende Keramikfilm in Form einer Anzahl von wendelförmigen Streifen 2b vor. Obgleich in den Fig. 3 und 4 die elektrisch leitenden Keramikfilme als unmittelbar auf der Außenumfangsfläche der Düse 1 geformte Filme dargestellt sind, können die elektrisch leitenden Keramikfilme selbstverständlich auch, wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2, zwischen den isolierenden oder Isolier-Keramikfilmen geformt sein.
Da das Heizgerät gemäß dieser Erfindung durch Flammsprühen eines elektrisch leitenden Keramikmaterials geformt ist, ist es praktisch materialeinheitlich mit dem zu erwärmenden Abschnitt, wie Heizzylinder oder Düse ausgebildet, so daß sich seine Haftungskraft auch nach langzeitigem Betrieb nicht verschlechtert. Da die Dicke des Keramikfilm- Heizgeräts 2 im Bereich von 0,5 mm liegt, wird ein Düsenheizgerät eines kleinen Düsenaußendurchmessers erhalten. Außerdem ist oder wird ein Keramikheizgerät dieser Art durch Flammsprühen geformt, so daß es nicht durchbrennt.
Wenn die Gesamtoberfläche des zu beheizenden Abschnitts mit einem elektrisch leitenden Keramikmaterial beschichtet wird, kann sich ein ungleichmäßiges Erwärmen aufgrund der Unterschiede im elektrischen Widerstand ergeben, sofern nicht die Dicke des Films über die (gesamte) Oberfläche hinweg gleichmäßig ist. Dies kann dadurch vermieden werden, daß der elektrisch leitende Keramikfilm als im wesentlichen lineare Leiter in Form von längsverlaufenden Streifen oder wendelförmigen Streifen ausgebildet wird. Ein ungleichmäßiges Erwärmen kann in diesem Fall auch dann verringert sein, wenn gewisse Schwankungen in der Filmdicke bestehen.
Da das Heizgerät für eine Spritzgießmaschine gemäß der Erfindung, wie oben im einzelnen beschrieben, durch Flammsprühen eines Keramikmaterials auf die Außenumfangs fläche der Düse als Filmheizgerät bzw. -element geformt ist, unterliegt es keiner Verschlechterung der Haftungskraft im Langzeitgebrauch desselben, was bei den bisherigen Spulen- oder Wendelheizgeräten ein Problem darstellte. Das Heizgerät oder -element kann demzufolge seine Anfangsbedingungen über einen langen Zeitraum hinweg einhalten. Da weiterhin die Dicke des Filmheizgeräts auf etwa 0,5 mm begrenzt sein kann, ergibt dies ein Düsenheizgerät eines kleinen Düsenaußendurchmessers. Gleichzeitig kann ein etwaiger Unfall aufgrund eines Aus- oder Durchbrennens eines Heizgeräts vermieden werden.
Mit dem Heizgerät gemäß dieser Erfindung ist demzufolge eine Spritzgießmaschinen-Düse eines großen praktischen Nutzwerts realisierbar.
Die Fig. 6 und 7 veranschaulichen eine Ausführungsform, bei welcher zwei getrennte, elektrisch leitende Keramikfilme 4' und 4" in den in Längsrichtung vorderen bzw. hinteren Abschnitten der Außenumfangsfläche der Düse 1 vorgesehen sind. Diese Ausführungsform enthält Elektroden 6' und 7' an beiden Enden des elektrisch leitenden Keramikfilms 4' sowie Elektroden 6" und 7" an beiden Enden des elektrisch leitenden Keramikfilms 4". Die Elektroden 6" und 7" sind jeweils über mit Warmfestmantel versehene, in Längsrichtung rückwärts verlaufende Bandleiter 8 bzw. 9 an die Stromquelle angeschlossen. Die Elektroden 6' und 7' sind ebenfalls über mit Warmfestmantel versehene, an der anderen Seite der Darstellung in Längsrichtung rückwärts verlaufende Bandleiter an die Stromquelle angeschlossen. Bei dieser Ausführungsform kann die gesamte Spitzdüse so gleichmäßig wie möglich erwärmt bzw. beheizt werden.
Da das Vorderende der Spritzdüse mit einer Spritz- Form in Berührung steht, die auf einer Temperatur wesentlich unterhalb des Schmelzpunkts der Schmelze, wie Kunststoff, gehalten ist, ist seine Temperatur normalerweise um mehrere 10ºC niedriger als der Soll-Temperaturwert der Spritzdüse. Andererseits findet im hinteren Abschnitt oder Bereich der Spritzdüse eine Wärmeübertragung vom Heizzylinder statt. Außerdem ist die Wärmeabstrahlung von der Spritzdüse gering, so daß die Spritzdüse zu einem Überhitzen neigt. Zwischen dem Vorderende und dem hinteren Abschnitt oder Bereich der Spritzdüse besteht daher ein Temperaturunterschied in der Größenordnung von mehreren 10ºC. Bei Durchführüng einer Temperaturregelung unter Verwendung eines Heizelements und eines Temperatursensors ergeben sich demzufolge die nachstehend beschriebenen Probleme: Wenn die Temperatur am Vorderende der Spritzdüse auf eine zweckmäßige Größe eingestellt ist oder wird, wird die Harztemperatur im hinteren Bereich der Spritzdüse ziemlich hoch, was zu einem "Verbrennen" des Harzes führt. Gleichzeitig tropft das aus dem Vorderende der Spritzdüse austretende Harz aus dem Düsenauslaß herab, was von einer als "Spinnwebbildung" oder "Tropfen" bezeichneten Erscheinung begleitet ist. Wenn andererseits die Temperatur des hinteren Bereichs der Düse auf eine zweckmäßige Größe eingestellt ist oder wird, verstärkt sich der Widerstand am Düsen-Vorderende, was zu einem vergrößerten Druckabfall führt, der größere Schwankung beim Spritzformen bedingt.
Da bei dieser Ausführungsform das Vorderende und der hintere Bereich der Düse durch getrennte Heizelemente oder -geräte getrennt erwärmt werden, kann die gesamte Düse durch Einstellen des Düsen-Vorderendes auf eine hohe Temperatur und des hinteren Düsenbereichs auf Normaltemperatur auf eine gleichmäßige, optimale Temperatur gebracht werden. Auf diese Weise kann das oben geschilderte Problem, das bei Verwendung nur eines Heizelements auftritt, vermieden werden. Während bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 6 und 7 die gesamte Umfangsfläche der Spritzdüse mit einem elektrisch leitenden Keramikmaterial beschichtet bzw. überzogen ist, können die beiden leitenden Keramikfilme im vorderen und hinteren Bereich der Düse (auch) in Form von längsverlaufenden Streifen oder wendelförmigen Streifen, wie in den Fig. 3 und 4, vorliegen.

Claims

1. Heizgerät (2) für eine Spritzgießmaschine zum Spritz-Formen durch Einspritzen von Kunststoffschmelze in eine Spritz-Form, wobei das Heizgerät einen elektrisch leitenden Film (4) auf der Außenumfangsfläche (1a) der zu beheizenden Gießmaschinenabschnitte, wie Heizzylinder und Spritzdüse (1), umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß

der elektrisch leitende Film (4) aus einem durch Flammsprühen ausgebildeten Keramikmaterial geformt ist und der elektrisch leitende Keramikfilm in Form längsverlaufender Streifen (2a) ausgebildet ist.

2. Heizgerät für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, wobei die Temperatur der vorderen und hinteren Abschnitte oder Bereiche der Spritzdüse (1) mittels zweier getrennter Keramikfilme (4', 4"), die in den vorderen und hinteren Abschnitten oder Bereichen der Spritzdüse (1) geformt sind, getrennt geregelt wird.

3. Heizgerät für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei der elektrisch leitende Keramikfilm (4) zwischen isolierenden Keramikfilmen (3, 5) geformt ist.