DE4032509C2 - Spritzgießdüse für eine Spritzgießeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießdüse für eine Spritzgießeinrichtung mit einem Düsenkörper, der eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche besitzt und mit einer hinteren Stirnfläche zur Anlage gegen einen Heißkanalverteiler versehen ist, mit zumindest einem ersten und zweiten Schmelzekanal für zumindest ein erstes und zweites Kunststoffmaterial, wobei der zweite Schmelzekanal sich koaxial durch den Düsenkörper erstreckt und der erste Schmelzekanal sich zumindest im wesentlichen parallel zu dem zweiten Schmelzekanal durch den Düsenkörper erstreckt, die Schmelzekanäle in einer Düsenspitze münden und die Schmelzekanäle zwischen einem Offen- und einem Schließzustand steuerbar sind.

In der gegenwärtigen Spritzgießtechnik werden zunehmend Kunststoffmaterialien verarbeitet, die zu kristallinen Härtungsstrukturen neigen und nur schwierig sowie in einem engen Temperaturbereich spritzgießtechnisch zu verarbeiten sind. Einer präzisen Temperaturführung und Temperatursteuerung der Kunststoffschmelze entlang des Schmelzekanales im Spritzgießwerkzeug vom Schmelzeeinguß über den Verteiler und durch die Spritzgießdüse bis zum Abschnitt kommt daher eine besondere Bedeutung für die Qualität des fertigen Spritzgußteiles sowie für die Effizienz und Zuverlässigkeit der Betriebsweise des gesamten Spritzgießwerkzeuges zu.

Für eine Reihe von Anwendungsfällen, z. B. in der Verpackungsindustrie zur Herstellung von Langzeitverpackungen für leicht verderbliche oder unter schwierigen klimatischen Bedingungen zu verwendende Lebensmittel ist es wünschenswert, gleichzeitig mehrere Kunststoffschmelzen unterschiedlicher Art in einem Spritzzyklus zu verarbeiten, um sandwichartig aufgebaute Materialstrukturen zu erhalten, z. B. um Lebensmittel- Kunststoffverpackungen mit einer inneren Sperrschicht aus einem O₂-undurchlässigen Kunststoff zu versehen, leitfähige Kunststoffilme zwischen nicht leitfähigen Kunststoffschichten einzubetten etc. Das hierfür erforderliche gemeinsame Spritzgießen (coinjection molding) zweier Kunststoffschmelzen mit unterschiedlichen Eigenschaften bereitet jedoch in der werkzeugtechnischen Beherrschung des Spritzgießprozesses bei Mehrfachform- Heißkanalwerkzeugen Schwierigkeiten. Insbesondere ist es schwierig, durch ein geeignetes Steuerungsregime ein Vermischen der unterschiedlichen Kunststoffschmelzen außerhalb des Formhohlraumes zu vermeiden und definierte Kernfilme in einer Kunststoff-Basisschicht innerhalb äußerst kurzer Zykluszeiten auszubilden.

Bisher bekannte Einrichtungen für das gleichzeitige Spritzgießen unterschiedlicher Kunststoffschmelzen zeichnen sich zumeist durch komplizierte Spritzgießwerkzeuge und zugehörige Steuerungen aus, die aufgrund ihres Kompliziertheitsgrades störanfällig und kostenintensiv sind, ohne daß in jedem Fall schon befriedigende Ergebnisse erreicht worden wären (vgl. z. B. "Modern Plastics", February 1990, S. 54 bis 56).

Eine Spritzgießdüse der eingangs genannten Art ist im Stand der Technik bekannt (DE 36 32 928 A1, US 48 08 101).

Bei derartigen Mehrkomponenten-Spritzgießeinrichtungen muß der rheologisch ausgeglichenen Zuführung der unterschiedlichen Schmelzeströme zum Formanschnitt durch die Spritzgießdüse hindurch besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, um über ein störungsfreies Arbeiten des Spritzgießwerkzeuges über einen längeren Zeitraum sicherzustellen. Einen insoweit besonders kritischen Bereich stellt der Übergang von dem zugehörigen Heißkanalverteiler zur Spritzgießdüse selbst dar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießdüse für eine Spritzgießeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es möglich ist, zuverlässig und mit hoher Präzision unter Einhaltung der erforderlichen Temperaturbedingungen entlang der Zuführung der Kunststoffschmelzen zu einem Formhohlraum Spritzgießteile herzustellen, die aus einer Mehrzahl von innerhalb eines Spritzgießzyklus gespritzten Kunststoffmaterialen bestehen, wobei die Spritzgießdüse zum Einsatz in einem Mehrfachform-Spritzgießwerkzeug geeignet sein und sich zugleich durch einen verhältnismäßig unkomplizierten und daher kostengünstigen Aufbau auszeichnen soll.

Diese Aufgabe wird durch eine Spritzgießdüse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Auf diese Weise ist es möglich, die Verwendung jeweils separater Spritzgießdüsen für jede Kunststoffschmelze zu vermeiden und eine sehr kompakte Spritzgießdüse zu erhalten, die einem in der Formhohlraumplatte befindlichen Anschnitt Kunststoffschmelzen unterschiedlicher Materialart zuführen kann.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, die insbesondere eine präzise Temperatursteuerung der Temperaturen der Kunststoffschmelzen in der Düsenspitze nahe des Anschnittes in einer die Spritzgießdüse umgebenden Formhohlraumplatte ermöglicht, ist die Düsenspitze als ein separater Spitzeneinsatz ausgebildet, der mit dem einteiligen Düsenkörper zu einer integralen, baulichen Einheit verbindbar ist.

Die Verbindung des Spitzeneinsatzes zu einer integralen Einheit mit dem im wesentlichen zylindrischen Düsenkörper zur Befestigung an einer vorderen Stirnfläche desselben kann z. B. in einem Paßsitz formschlüssig, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Heftschweißverbindung, erfolgen.

Vorzugsweise weist die Düsenspitze einen Spitzeneinsatz und ein diesen umgebendes Trichterteil auf, wobei das Trichterteil unter Bildung eines Ringraumes zu dem Spitzeneinsatz, diesen umschließend, angeordnet ist. Dabei überragt - sofern ein axialer Abstand zu einem Anschnitt in einer Formhohlraumplatte düsenseitig ausgebildet wird - das Trichterteil in axialer Richtung den Spitzeneinsatz.

Nach einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes kann in der Spritzgießdüse eine Ventilnadel eines Spritzgießsystems mit Nadelverschluß- Anschnittsteuerung vorgesehen sein, die in diesem Fall innerhalb des zweiten Schmelzekanales angeordnet ist.

Nach einer anderen, in Verbindung mit der präzisen Temperatursteuerung im Bereich der Düsenspitze vorgesehenen Ausführungsform der Erfindung ist eine thermische Anschnittsteuerung (thermal gating) vorgesehen, bei der zum Verschluß eines Schmelzekanales bzw. des Formanschnittes die in diesem Bereich befindliche Kunststoffschmelze im Takt der Spritzgießzyklen eingefroren und wieder schmelzverflüssigt wird.

Um ein im Zusammenhang mit einer Nadelventil-Verschluß­ steuerung des zweiten, zentralen Schmelzekanales ein Vermischen der beiden Kunststoffschmelzen stromauf des Anschnittes in einem Spritzgießwerkzeug zu vermeiden und die unterschiedlichen Kunststoffschmelzen separat bis dicht an den Anschnitt heranzuführen, wird bevorzugt, daß der zweite Schmelzekanal, der zur Aufnahme der Ventilnadel angepaßt ist, mittig in der Düsenspitze mündet, und sich die beiden Schmelzebohrungen des ersten Schmelzekanales in einen die Öffnung des zweiten, zentralen Schmelzekanales in der Düsenspitze umgebenden Ringraum öffnen.

In Verbindung mit der Ausbildung der Düsenspitze der Spritzgießdüse als separates Einsatzteil, bildet dieser Spitzeneinsatz vorzugsweise einen Rundkörper mit einem Zylinder-Kernabschnitt und einem an diesem radial düsenkörperseitig sich integral einstückig erstreckenden Ringflansch, während das stromabseitige Vorderende des zentralen, in Abhängigkeit von der Stellung der Ventilnadel mit dieser in abdichtenden Eingriff bringbaren Kernabschnittes des Spitzeneinsatzes einen in seiner Außengeometrie, zunächst partiell konischen Endabschnitt besitzt.

Auf diese Weise ist es nach einer weiteren, in Abhängigkeit von den verwendeten Materialien und übrigen Spritzgießbedingungen anwendbaren, vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes vorgesehen, daß ein konischer Endabschnitt des Spitzeneinsatzes eine Umfangsausnehmung aufweist, die als vorderer Abschnitt des Heizelementkanales zur Aufnahme eines Spitzenendes des Heizelementes gestaltet ist.

In Verbindung mit der weiterhin bevorzugten Gestaltung der Düsenspitze durch einen Spitzeneinsatz derart, daß in dessen Ringflansch die erste und zweite Schmelzebohrung des ersten Schmelzekanales münden und der Ringflansch in diesem Bereich an seiner stromabseitigen Unterseite eine Ringausnehmung aufweist, wird durch die Einbettung eines Spitzenendes des Heizelementes am vorderen Endabschnitt des Spitzeneinsatzes eine praktisch unmittelbar am Anschnitt erfolgende Temperatursteuerung und Beheizung nicht nur der zweiten Kunststoffschmelze im zentralen, vorzugsweise durch die Ventilnadel gesteuerten zweiten Schmelzekanal, sondern auch der ersten Kunststoffschmelze in einem sich entlang des Außenumfanges des Endabschnittes des Spitzeneinsatzes erstreckenden Ringraumes erreicht, so daß eine hochsensible und präzise Temperaturführung im Anschnittbereich eines Spritzgießwerkzeuges erfolgen kann.

In Abhängigkeit von dem zur Verfügung stehenden Raum sowie der erforderlichen Heizleistung an der vordersten Endspitze der Spritzgießdüse kann die in dem Endabschnitt ausgebildete Umfangsausnehmung als Ring- oder Spiralkanal, als Umfangsringnut oder höchst vorzugsweise als insbesondere partiell konischer Freischnitt gestaltet sein, zur Aufnahme von ein oder zwei Windungen des Heizelementes bzw. zur Anwendung von zwei nebeneinanderliegenden Windungen des Heizelementes, die abfolgend und unmittelbar aneinanderliegend aufgenommen sind.

Eine vorteilhafte und strömungstechnisch günstige Gestaltung des konischen Endabschnittes des Spitzeneinsatzes mit den am Außenumfang desselben vorzugsweise aufgenommenen beiden Windungen des Spitzenendes des Heizelementes und eine sichere Abschirmung dieser Windungen vor der ersten, in dem anschließenden Ringraum befindlichen Kunststoffschmelze wird insbesondere dadurch erreicht, daß eine die konische Endaußenfläche des Spitzeneinsatzes bildende Kegelhülse stoffschlüssig mit diesem verbunden ist.

In Verbindung mit der bevorzugten Gestaltung der Düsenspitze durch einen beheizten Spitzeneinsatz wird für glatte Strömungsverhältnisse und zur Bildung des die Mündung des zentralen, zweiten Schmelzekanales umgebenden Ringraumes, in den der erste Schmelzekanal durch zwei Schmelzebohrungen stromauf einmündet, vorzugsweise ein koaxial den Spitzeneinsatz umgebendes Trichterteil vorgesehen, das in einem Umfangssitz aufgenommen ist, der durch den Umfang des Ringflansches des Spitzenteiles sowie eine Ringstufe am stirnseitigen, vorderen Umfangsbereich des Düsenkörpers gebildet wird.

Auch das Trichterteil ist mit dem Düsenkörper in einem Paßsitz formschlüssig und/oder stoffschlüssig zu einer baulichen Einheit verbindbar.

Nach einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Zuleitung der ersten Kunststoffschmelze zu der ersten und zweiten, den Düsenkörper durchziehenden Schmelzebohrung, die den ersten Schmelzekanal bilden, ist vorgesehen, daß eine hintere Stirnfläche des hinteren Endabschnittes des Düsenkörpers als Teilungs- und Dichtungsebene zu einem sich im montierten Zustand der Spritzgießdüse an diese anschließenden Heißkanalverteiler verwendet ist und in dieser Stirnfläche ein in Form einer Halbkugelkalotten­ ausnehmung vorgesehener Einlaßabschnitt radial versetzt zur Öffnung des zentralen, zweiten Schmelzekanales in der hinteren Stirnfläche vorgesehen ist, wobei symmetrisch in Umfangsrichtung von der Einlaßvertiefung aus zwei vorzugsweise als Halbtoroidkalottenausnehmungen gestaltete Zweigkanäle eine Verbindung zwischen der Einlaßvertiefung und der Mündung der ersten und zweiten Schmelzebohrung, die einander radial in bezug auf den zentralen, zweiten Schmelzekanal gegenüberliegen, herstellen.

Für eine optimale Beheizung der Schmelzekanäle und Temperaturführung entlang derselben in der Spritzgießdüse wird es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, daß der das Heizelement aufnehmende Heizelementkanal ein Spiralkanal ist, der jedoch zumindest einen Abschnitt aufweist, in dem der Heizelementkanal zu einer sich axial entlang der Außenfläche des Düsenkörpers erstreckenden Umfangsringnut geformt ist, die das Einwickeln einer Mehrzahl axialer abfolgender Windungen des Heizelementes und damit eine hohe Wattdichte in diesem Bereich gestattet.

Vorzugsweise ist eine solche Umfangsringnut für die Aufnahme des elektrischen Heizelementes mit hoher Packungsdichte zumindest im Bereich besonders großer Wärmeabführung durch das Spritzgießwerkzeug, insbesondere im hinteren Endbereich des Düsenkörpers vorgesehen. Nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedoch der Heizelementkanal auch im vorderen Endbereich des Düsenkörpers zu der vorgenannten Umfangsringnut unter Aufnahme einer Mehrzahl nebeneinanderliegend abfolgender Windungen des Heizelementes gestaltet und beide Ringnuten sind durch einen Spiralkanal miteinander verbunden, in dem das Heizelement spiralig aufgenommen ist.

Eine besonders einfache Gestaltung der Spritzgießdüse und ihre Beheizung wird dadurch erreicht, daß für die gesamte Spritzgießdüse einschließlich des die Düsenspitze bildenden Spitzeneinsatzes ein integrales Heizelement verwendet wird, wobei zur Verbindung des Spitzenendes des Heizelementes im Endabschnitt des Spitzeneinsatzes ein radialer Verbindungskanal in der Teilungsebene zwischen dem Spitzeneinsatz und der vorderen Stirnfläche des Düsenkörpers vorgesehen ist, durch den die Umfangsausnehmung des Spitzenteiles mit der vorderen Umfangsringnut für die Aufnahme des Vorderabschnittes des elektrischen Heizelementes verbunden ist.

Zur Befestigung der Spritzgießdüse sowie deren möglichster Wärmeisolation zu der sie umgebenden Formhohlraumplatte ist ein in einem Paßsitz auf den hinteren Endabschnitt des Düsenkörpers aufsetzbarer Hülsenkörper mit einem Isolierflansch vorgesehen, der auch der Lagerung einer Anschlußarmatur eines elektrischen Verbindungsanschlusses zur radialen Herausführung des Heizelementes und dessen Anschluß an eine elektrische Energieversorgungsquelle dient.

Vorzugsweise wird als Sensor zur Überwachung und Steuerung des Temperaturprofiles entlang der Spritzgießdüse zur Steuerung der Energieversorgung des Heizelementes ein Thermoelement in eine Axialausnehmung in den Düsenkörper eingesetzt und bis nahe an die vordere Stirnfläche desselben herangeführt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Spritzgießdüse für das gleichzeitige Spritzen zweier Kunststoffschmelzen im Längsschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht (Rückansicht) der Spritzgießdüse nach Fig. 1,

Fig. 3 ein im wesentlichen die Düsenspitze der Spritzgießdüse bildendes Spitzenteil schematisch im Längsschnitt,

Fig. 4 das Spitzenteil nach Fig. 3 mit einem Einfüll- Mundstück zur Aufnahme eines Loteinsatzes,

Fig. 5 einen Düsenkörper der Spritzgießdüse nach Fig. 1 mit angesetztem Spitzenteil und eingewickeltem Heizelement in schematischer Darstellung im Längsschnitt,

Fig. 6 eine Darstellung nach Fig. 5 mit zusätzlich montiertem Hülsenkörper und abgewinkeltem Rückende des Heizelementes,

Fig. 7 eine Darstellung nach Fig. 6 mit in den Düsenkörper eingesetztem Verbindungsanschluß für das Heizelement.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Spritzgießdüse für das gemeinsame Spritzgießen (coinjection Molding) zweier Kunststoffschmelzen erläutert, während in den Fig. 3 bis 7 einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung einer derartigen Spritzgießdüse dargestellt sind. Eine derartige Spritzgießdüse ist beispielsweise im Rahmen eines Heißkanal-Mehrfachform-Spritzgießwerkzeuges gemeinsam mit weiteren, in entsprechender Weise aufgebauten Spritzgießdüsen vorgesehen, um Verpackungsbehälter für Lebensmittel herzustellen, in denen für eine Langzeithaltbarkeit ein sauerstoffdichter Abschluß erforderlich ist, der durch eine, mit einem sauerstoffdichten Deckel des Verpackungsbehälters verbundene Kunststoff-Sperrschicht innerhalb des aus einem sauerstoffdurchlässigen Kunststoff bestehenden Grundmateriales des Verpackungsbehälters erreicht wird.

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel umfaßt eine Spritzgießdüse 1 für Nadelverschluß-Anschnitt­ steuerung mit einem einteiligen Düsenkörper 2, mit dessen hinterem Endabschnitt 2a ein Hülsenkörper 3 z. B. durch Laserschweißen, Vakuum-Hartlöten oder dgl. fest verbunden ist und der Gewindebohrungen 4 zur Schraubbefestigung der Spritzgießdüse an einem hier nicht dargestellten - Heißkanalverteiler aufweist. Die Spritzgießdüse 1 wird in üblicher Weise in einer, hier ebenfalls nicht gezeigten, Formhohlraum- bzw. Lagerungsplatte aufgenommen, wobei ein Isolierflansch 5 des Hülsenkörpers 3 eine zusätzliche Wärmeisolierung in Verbindung mit einem Luftraum 5a zu der gekühlten Formhohlraum- bzw. Lagerungsplatte bildet. Eine fertigungstechnisch besonders günstige und einfache Gestaltung für die Montage des Hülsenkörpers 3 auf dem Düsenkörper 2 wird dadurch erreicht, daß am hinteren Endabschnitt 2a des Düsenkörpers 2 eine Ringschulter 22 vorgesehen ist, die einen Anschlag für den auf dem Düsenkörper 2, insbesondere in einem Paßsitz, aufsetzbaren und mit dem Düsenkörper 2 zu einer integralen Einheit verbindbaren Hülsenkörper 3 bildet. Zur gleichzeitigen Bereitstellung zweier Kunststoffschmelzen im Bereich des - hier nicht gezeigten - Anschnittes eines zugehörigen Formhohlraumes und einem präzisen, zeitgesteuerten Einspritzen der Kunststoffschmelzen abfolgend innerhalb eines Spritzzyklus weist die Spritzgießdüse 1 einen zentralen, zweiten Schmelzekanal 6, der sich entlang der Längsachse der Spritzgießdüse 1 erstreckt, sowie, radial versetzt, einen ersten Schmelzekanal 7 für die erste Kunststoffmasse auf, wobei der erste Schmelzekanal 7 in Gestalt zweier, zu dem zentralen, zweiten Schmelzekanal 6 achsparallelen Schmelzebohrungen 7a, 7b ausgebildet ist.

Innerhalb des zentralen, zweiten Schmelzekanales 6, der eine Längsbohrung des Düsenkörpers 2 für die Zuführung der zweiten Kunststoffschmelze bildet, ist eine Ventilnadel 8 der Nadelverschluß-Anschnittsteuerung aufgenommen, die durch einen - hier nicht gezeigten - hydraulischen Betätigungsmechanismus in der Rückplatte eines Spritzgießwerkzeuges in ihrer Längsbeweglichkeit relativ zu dem Düsenkörper 2 der Spritzgießdüse 1 steuerbar ist und in Fig. 1 in bezug auf die Spritzgießdüse und einen - hier nicht gezeigten - Anschnitt eines Formhohlraumes in einem vollständigen Offen-Zustand gezeigt ist. Die Steuerung der Ventilnadelbewegung kann andererseits, zumindest teilweise, durch den jeweiligen Schmelzedruck des ersten und zweiten Kunststoffmateriales selbst erfolgen.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine Spritzgießdüse mit Nadelverschluß-Anschnittsteuerung beschränkt. Vielmehr könnte unter Verzicht auf eine Ventilnadel ein Verschluß eines - hier nicht gezeigten - Anschnittes in einer Formhohlraumplatte unter Einfrieren der zweiten Kunststoffschmelze in einer Öffnung 16 des zweiten Schmelzekanales 6 bzw. unterhalb der Düsenspitze und eine Schmelzekanal-Steuerung für das gemeinsame Einspritzen mehrerer Kunststoffschmelzen in einem Spritzgießschuß zur Ausbildung einer Barrierematerialschicht in einem Spritzgießteil aufgrund präziser Temperatursteuerung im Bereich der Düsenspitze durch thermische Anschnittsteuerung (thermal valve gating) erfolgen.

Zur Speisung und Zuführung der ersten Kunststoffschmelze zu der ersten und zweiten Schmelzebohrung 7a, 7b ist in einer rückseitigen Stirnfläche 23 eine halbkugelkalottenförmige Einlaßvertiefung 24 ausgebildet, von der aus sich in entgegengesetzten Richtungen in Umfangsrichtung Zweigkanäle 7c, 7d erstrecken, die die Gestalt von Bogenabschnitten einer Halbtoroidkalotte aufweisen und die Einlaßvertiefung 24 des ersten Schmelzekanales 7 mit der ersten und zweiten Schmelzebohrung 7a, 7b verbinden. Die Zweigkanäle 7c, 7d, wie auch die Halbkugelkalotte der Einlaßvertiefung 24, bilden jeweils Halbkanäle bzw. Halbausnehmungen, deren Ergänzungsquerschnitte zu einem Vollquerschnitt in einem - hier nicht gezeigten - Heißkanalverteiler ausgenommen sind, mit dem die Spritzgießdüse bei ihrer Montage an dem Heißkanalverteiler über die Gewindebohrungen 4 in Übereinstimmung gebracht wird. Die erste und zweite Schmelzebohrung 7a, 7b sind so geführt, daß sie sich, symmetrisch zur zentralen Schmelzebohrung bzw. dem zentralen, zweiten Schmelzekanal 6 parallel und in gleichem Abstand zu diesem durch den Düsenkörper 2 hindurch erstrecken und an einer vorderen Stirnfläche 25 am vorderen Endabschnitt 2b des Düsenkörpers 2 münden.

Eine Düsenspitze, die in der Längsmittelachse der Spritzgießdüse 1 eine Mundstücksöffnung 16 des inneren zentralen, zweiten Schmelzekanales 6 bildet, wird insbesondere durch einen Spitzeneinsatz 15 erhalten, der im einzelnen in Fig. 3 dargestellt ist und ein Rundkörper ist, der durch eine innere Ringstufe 31 in einem Paßsitz, gegebenenfalls unter Umfangs-Heftverschweißung, an der vorderen Stirnfläche 25 des Düsenkörpers 2 aufgenommen ist. Der Spitzeneinsatz 15, der in Verbindung mit Fig. 3 noch näher erläutert wird, weist einen Zylinderkörper 15a und integral mit diesem einen Ringflansch 15b auf, wobei der Ringflansch 15b zur Fortsetzung der ersten und zweiten Schmelzebohrung 7a, 7b Verbindungsbohrungen 26 aufweist, die stromabseitig in einer Ringausnehmung 27 münden, zur Bildung eines den Zylinderkörper 15a und die Öffnung 16 des inneren, zweiten Schmelzekanales 6 umgebenden Ringraumes 28, der durch ein die Düsenspitze komplettierendes Trichterteil 18 nach außen begrenzt wird, welches fest auf dem durch den Außenumfang des Ringflansches 15b und einer zugehörigen Ringstufe im Außenbereich der Stirnfläche 25 des Düsenkörpers 2 bestimmten Sitz, z. B. durch einen Paßsitz und/oder Heftverschweißen, mit dem Düsenkörper 2 verbunden ist. Dabei ist ein stromabseitiger Umfangsflansch 18a des Trichterteiles 18 zur Zentrierung der Düsenspitze der Spritzgießdüse in einer anschnittseitigen Ausnehmung rings um den Anschnitt in der Formhohlraumplatte eines Spritzgießwerkzeuges (hier nicht gezeigt) vorgesehen.

Die Verbindungsbohrungen 26 sind stromabseitig der Mündung in die Ringausnehmung 27 konisch verjüngt.

Der Durchmesser und/oder die Gestaltung der Innenumfangsfläche der Öffnung 16 des zweiten Schmelzekanales 6 in dem Spitzeneinsatz 15 und/oder der Durchmesser und/oder die Gestaltung der Außenumfangsfläche der Ventilnadel 8 (zumindest partiell) sichern zur Ventilnadel 8 hin Spaltbedingungen zwischen der Öffnung 16 und der Ventilnadel 8, die einen Rückstrom der sich im Offen-Zustand der Ventilnadel 8 unterhalb derselben und in einem - hier nicht gezeigten - Formanschnitt befindlichen Kunststoffschmelze zwischen der Öffnung 16 und der Ventilnadel 8 in den Schmelzekanal 6 hinein gestatten, um eine Schließbetätigung des Formanschnittes zu ermöglichen. Der Rückstrom-Fließwiderstand für diese Kunststoffschmelze im Gegenstrom zur Ventilnadel-Vorwärtsbewegung bestimmt maßgeblich die zeitliche Steuerungscharakteristik der Ventilnadel 8. Gegebenenfalls kann diese und/oder die Öffnung 16 mit in Umfangsrichtung beabstandeten Längsausnehmungen versehen sein, um den Raum für die Rückströmung der Schmelze aus dem Anschnittbereich zu bilden.

In einer bevorzugten Verwendung der Spritzgießdüse nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird diese zum gemeinsamen Spritzen eines aus Polypropylen bestehenden Verpackungskörpers verwendet, in dem sich als Kernmaterial sandwichartig eine Polyamidschicht (Nylon) befindet. Die Schmelzebohrungen 7a, 7b werden daher bei Verwendung der Spritzgießdüse 1 in einem Mehrfachform-Spritzgießwerkzeug mit der Polypropylenschmelze (PP) beschickt, die in den Ringraum 28 eintritt, während durch den zentralen, zweiten Schmelzekanal 6, gesteuert durch die Ventilnadel 8, die PA-Schmelze strömt.

Die Spritzgießdüse 1, speziell der Düsenkörper 2 mit seinem hinteren Endabschnitt 2a, seinem vorderen Endabschnitt 2b und seinem sich zwischen diesen Abschnitten 2a, 2b erstreckenden Mittelabschnitt 2c wird durch ein elektrisch isoliertes Heizelement 9 beheizt, das einen Rückabschnitt 9a, einen Mittelabschnitt 9b und einen Vorderabschnitt 9c besitzt, wobei ein mit dem Rückabschnitt 9a verbundenes Abführungsende 9d des Heizelementes 9 in einer Anschlußarmatur eines elektrischen Verbindungsanschlusses 10 aufgenommen ist. Das Heizelement 9 besitzt intern einen Chrom-/Nickelwiderstandsdraht, der sich zentral durch ein elektrisches Isoliermaterial aus feuerfestem Pulvermaterial, wie z. B. Magnesiumoxid, erstreckt, wobei der Widerstandsdraht und das feuerfeste Isolierpulver innerhalb eines Stahlmantels in herkömmlicher Weise aufgenommen sind.

Wie nachstehend noch erläutert wird, ist das Heizelement 9, das in einem Heizelementkanal 11 axial entlang einer Außenfläche 12 des Düsenkörpers 2 aufgenommen ist, in diesem Heizelementkanal 11 mit einer Nickel-Schutzbeschichtung überzogen und in einem Vakuumverfahren integral mit dem Düsenkörper 2 hartverlötet, so daß das Heizelement 9 in dem Heizelementkanal 11 eine integrale Einheit mit diesem bildet.

Insbesondere das gemeinsame Spritzgießen mehrerer, in ihren Eigenschaften unterschiedlicher Kunststoffmassen durch eine einzige Spritzgießdüse erfordert eine präzise Temperatursteuerung des Wärmeprofiles entlang der Schmelzekanäle 6, 7 eben in der Spritzgießdüse unter Beachtung der kritischen Schmelztemperaturen der Kunststoffmaterialien einerseits und der unterschiedlichen Wärmeabführungsbedingungen zwischen der Spritzgießdüse 1 und einem sie umgebenden Werkzeugkörper andererseits. Z.B. ist einerseits in einem hinteren Endbereich der Spritzgießdüse, in dem diese eng von der gekühlten Formhohlraumplatte umgeben ist, eine besonders hohe Wärmeabführung zu beobachten, andererseits unterliegt auch die Düsenspitze im Anschnittbereich der benachbarten Formhohlraumplatte einer erhöhten Wärmeabführung, wobei in diesem Bereich in Verbindung z. B. mit einer thermischen Anschnittsteuerung oder einer Ventilnadel-Anschnittsteuerung einer angemessenen Wärmezuführung besonders große Bedeutung zukommt. Dies trifft um so mehr zu, wenn es in Verbindung mit dem innerhalb eines Spritzzyklus erfolgenden, nahezu gleichzeitigen Spritzgießen zweier unterschiedlicher Kunststoffmaterialien erforderlich ist, unter möglichster Vermeidung einer frühzeitigen Vermischung der Kunststoffschmelzen stromauf des Anschnittes eine sequentielle Öffnungs- und Schließsteuerung einer Schmelzekanalöffnung (hier der Öffnung 16 des zentralen Schmelzekanales 6) bei gleichzeitiger, temperaturstabilisierter Spritzgießfähigkeit der anderen Kunststoffschmelze (hier der in dem Ringraum 28 befindlichen, ersten Kunststoffschmelze) zu gewährleisten.

Zur Erreichung einer hohen Wattdichte und Heizleistung im Bereich des hinteren Endabschnittes 2a des Düsenkörpers 2 ist in diesem Bereich der Heizelementkanal 11 für den Rückabschnitt 9a des Heizelementes 9 zu einer sich entlang der Außenfläche 12 des Düsenkörpers 2 axial erstreckenden Umfangsringnut 13 gestaltet, die in ihrem Nutgrund gegenüber der Außenfläche 12 des Düsenkörpers 2 einen verringerten Durchmesser aufweist (die Durchmesserdifferenz zum Außendurchmesser des Düsenkörpers 2 entspricht im wesentlichen dem doppelten Durchmesser des Heizelementes 9) und in besonders einfacher Weise ein Einwickeln des Heizelementes 9 mit einer Mehrzahl in axialer Richtung abfolgender, nebeneinanderliegender Windungen (in der Art einer Lagenwicklung) ermöglicht. Eine derartige Umfangsringnut 13 ist durch Drehbearbeitung der Außenfläche 12 des Düsenkörpers 2 in besonders günstiger Weise herstellbar, wobei ihre axiale Länge insbesondere von der Größe des bereitzustellenden Aufnahmeraumes für die Heizelementwindungen für das gewünschte Wärmeprofil entlang des zugehörigen Abschnittes der Schmelzekanäle 6, 7 sowie dem Durchmesser des Heizelementes 9 abhängt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, reicht es im allgemeinen zur Gewährleistung eines ausreichenden und gleichmäßigen Wärmeprofiles entlang des zentralen, zweiten Schmelzekanales 6 sowie der ersten und zweiten Schmelzebohrung 7a, 7b des ersten Schmelzekanales 7 aus, wenn im Mittelabschnitt 2c des Düsenkörpers 2 entlang der Außenfläche desselben aufgrund der dort verringerten Wärmeabführung der Heizelementkanal 11 in herkömmlicher Weise als Spiralkanal ausgebildet ist, der in seiner Abmessung im wesentlichen dem Querschnitt des Heizelementes 9 entspricht, das mit seinem Mittelabschnitt 9b in dem Spiralkanal aufgenommen ist. Hierbei kann der Spiralkanal, wie in Fig. 1 gezeigt, eine gleichmäßige Teilung über die Axialerstreckung der Schmelzekanäle 6, 7a, 7b aufweisen; es ist jedoch auch eine variable Steigung einzelner Abschnitte des Spiralkanales möglich.

Zur Erreichung besonders günstiger Ergebnisse beim gleichzeitigen Spritzgießen der ersten und zweiten Kunststoffschmelze unter zuverlässiger Temperaturführung der im Ringraum 28 befindlichen ersten Kunststoffschmelze ebenso wie zur Bereitstellung der zweiten Schmelze in die Spritzgießverarbeitung ermöglichender Konsistenz im Bereich der durch den Spitzeneinsatz 15 gebildeten Öffnung 16 des zweiten Schmelzekanales 6, der die zweite Kunststoffschmelze (Nylon) führt, ist ein Spitzenende 9f des Heizelementes 9 mit zwei Windungen unmittelbar im Bereich der Öffnung 16 des zweiten Schmelzekanales 6 entlang des konischen Außenflächenabschnittes des anschnittseitigen Vorderendes 15a des Spitzeneinsatzes 15 vorgesehen (s. Fig. 3). Über einen abgewinkelten Abschnitt 17 des Heizelementkanales 11 ist das Spitzenende 9f des Heizelementes 9 mit einem Vorderende 9c des Heizelementes 9 verbunden, das im wesentlichen ebenfalls in einer axial sich erstreckenden, entlang der Außenfläche 12 des Düsenkörpers 2 vorgesehenen Umfangsringnut 14 in einer dichten Abfolge nebeneinanderliegender Windungen aufgenommen ist, um auch in diesem Bereich eine erhöhte Heizleistung zu gewährleisten.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird somit sowohl der Rückabschnitt 9a als auch der Vorderabschnitt 9c des Heizelementes 9 in einer sich axial erstreckenden und eine Mehrzahl nebeneinanderliegender Windungen des Heizelementes 9 aufnehmenden Umfangsringnut 13 bzw. 14 aufgenommen. Alternativ hierzu könnte jedoch auch entweder nur im Bereich des hinteren Endabschnittes 2a oder des vorderen Endabschnittes 2b oder im Kegelendbereich des Spitzeneinsatzes 15 eine Ausbildung des Heizelementkanales 11 zu einer sich zur Aufnahme einer Mehrzahl nebeneinanderliegender Heizelementwindungen erstreckenden Umfangsringnut vorgesehen sein, während der übrige Teil des Heizelementkanales 11 einen "eingängigen" Spiralkanal bildet.

Zum elektrischen Anschluß des Heizelementes 9 an eine Energieversorgungsquelle ist das mit dem Rückabschnitt 9a verbundene Abführungsende 9d des Heizelementes 9 durch einen Vertikalschlitz 19 in dem Hülsenkörper 3 radial nach außen geführt, wobei in eine konische Aufnahmebohrung 34 des Hülsenkörpers 3 stopfenförmig eine elektrische Anschlußarmatur des Verbindungsanschlusses 10 eingesetzt ist. Zum Verschluß der hinteren Stirnfläche 23 im Bereich des Vertikalschlitzes 19 kann von der Stirnfläche 23 des Hülsenkörpers 3 her in diesen ein Keilstück 20 eingesetzt sein. Gegebenenfalls kann auf den Vertikalschlitz 19 und das Keilstück 20 auch verzichtet werden, und innerhalb des Hülsenkörpers 3 ein Abschnitt vorgesehen sein, der zu einer Erfassung und radialen Umlenkung des Abführungsendes 9d des Heizelementes 9 im Zuge des Aufschiebens des Hülsenkörpers 3 auf den Düsenkörper 2 durch die konische Aufnahmebohrung 34 hindurch führt.

Ein in eine langgestreckte, erodierte Axialausnehmung des Düsenkörpers 2 eingesetztes Thermoelement 21 dient als Signalgeber für die Temperatursteuerung des Heizelementes 9.

Eine vorteilhafte und strömungstechnisch günstige Gestaltung des konischen Endabschnittes des Spitzeneinsatzes 15 mit den am Außenumfang desselben vorzugsweise aufgenommenen beiden Windungen des Spitzenendes 9d des Heizelementes 9 und eine sichere Abschirmung dieser Windungen vor der ersten, in dem anschließenden Ringraum 28 befindlichen Kunststoffschmelze wird insbesondere dadurch erreicht, daß eine die konische Endaußenfläche des Spitzeneinsatzes 15 bildende Kegelhülse 29 stoffschlüssig mit diesem verbunden ist.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 7 ein Verfahren zur Herstellung der vorerläuterten Spritzgießdüse 1 für das gleichzeitige Spritzgießen von Polypropylen und Nylon erläutert. Die Angabe dieser Materialien ist selbstverständlich nicht in einem beschränkenden oder begrenzenden Sinne zu verstehen; vielmehr können auch andere geeignete Materialkombinationen von Kunststoffmateralien, gegebenenfalls vermischt mit mineralischen oder leitfähigen Partikeln, als Spritzgießwerkstoffe verwendet werden. Für die Auswahl der Materialkombination der Spritzgießmaterialien ist es wichtig, daß das als Kernmaterial sandwichartig von dem Grundmaterial aufgenommene innenliegende Material (hier die zweite Kunststoffschmelze) zumindest die gleiche oder eine niedrigere Viskosität als das Grundmaterial aufweist.

Fig. 3 zeigt den Spitzeneinsatz 15, der aus einem Rundkörper aus Werkzeugstahl besteht und mit einer Grundbohrung 30 sowie einer diese umgebenden Ringstufe 31 versehen ist. Der Spitzeneinsatz 15 weist einen Zylinder-Kernabschnitt 15a sowie, integral mit diesem im Anschluß an die Ringstufe 31, einen Ringflansch 15b auf, der symmetrisch zur Grundbohrung 30 mit zwei Verbindungsbohrungen 26 versehen ist, deren Durchmesser mit denjenigen der ersten und zweiten Schmelzebohrung 7a, 7b im Düsenkörper 2 übereinstimmt und die konisch in die Ringausnehmung 27 münden. Die Verbindungsbohrungen 26 münden an der Unterseite des Ringflansches 15b in eine Ringausnehmung 27, die einen Endabschnitt eines sich bei der Montage der Spritzgießdüse 1 ergebenden Ringraumes 28 bildet. In dem Spitzeneinsatz 15 ist als Verbindungskanal eine Stichbohrung vorgesehen, die in einen Radialkanal 17 mündet und der Aufnahme des Spitzenendes 9f des Heizelementes 9 sowie dessen radialer Herausführung dient. Das Heizelement 9 ist mit zwei Windungen 32 entlang eines konischen Außenflächenabschnittes des Endabschnittes des Spitzeneinsatzes 15 unter Abstützung an einer Ringschulter 15c aufgenommen. Zur Montage wird das Heizelement 9, das vorgefertigt an einem Ende ösenförmig das Windungspaar 32 aufweist, von unten in die Stichbohrung eingeschoben, so daß die beiden Windungen 32 des Heizelementes 9, wie in Fig. 3 gezeigt, gegen die Ringschulter 15c zu liegen kommen.

Im Anschluß daran wird ein Einfüll-Mundstück 33 auf den konischen Endabschnitt des Spitzeneinsatzes 15 unter Abdeckung der Windungen 32 des Heizelementes 9 aufgesetzt und umfangsseitig mit dem Spitzeneinsatz 15 heftverschweißt (s. Pfeil X in Fig. 4). Das Einfüll-Mundstück 33 dient der späteren Aufnahme einer Nickel-Hartlotmasse zum Hartverlöten der Windungen 32 des Heizelementes 9 mit dem Spitzeneinsatz 15 und Ausfüllen der die Windungen 32 aufnehmenden Umfangsausnehmung unter Herstellung einer intermetallischen Verbindung zwischen dem Stahlmantel des Heizelementes 9 und dem Spitzeneinsatz 15 und unter gleichzeitiger Ausbildung einer formgenauen konischen Endfläche des Spitzenabschnittes des Zylinder-Kernabschnittes 15a des Spitzeneinsatzes 15 an der aus dem Einfüll-Mundstück 33 später entstehenden Kegelhülse 29 (Fig. 1).

Hierbei wird ein Verfahren verwendet, wie es vergleichbar zur Einbettung eines Heizelementes im Düsenspitzenbereich aus der EP-A-0 361 043 des Patentinhabers bekannt ist.

Ein nächster Verfahrensschritt zur Herstellung der Spritzgießdüse 1 ist in Fig. 5 dargestellt, wobei der Spitzeneinsatz 15 in einem an dem einstückigen Düsenkörper 2 montierten Zustand gezeigt ist. Der einteilige Düsenkörper 2, der ebenfalls aus Werkzeugstahl besteht, wird hierfür so vorbereitet, daß er die zylindrische Außenfläche 12 aufweist, mit der Ringschulter 22 am hinteren Ende, dem als axiale Umfangsringnut 13 ausgeführten hinteren Abschnitt des Heizelementkanales 11, einer entsprechenden, durch eine Umfangsringnut 14 gebildeten Aufnahme für den vorderen Abschnitt 9c des Heizelementes 9 und einem diese Umfangsringnuten 13, 14 verbindenden Spiralkanal für die Aufnahme des mittleren Abschnittes 9b des Heizelementes 9. Ferner wird die vordere Stirnfläche 25 des Düsenkörpers 2 mit einer zweifach Ringstufen aufweisenden Kontur spanend versehen, eine koaxiale Längsmittelbohrung als zweiter Schmelzekanal 6 sowie parallel hierzu die beiden Schmelzbohrungen 7a, 7b des ersten Schmelzekanales 7 als Längs-Durchgangsbohrungen eingebracht. Schließlich ist als Halbkanal in einem radialen Abschnitt der vorderen Stirnfläche 25 des Düsenkörpers 2 mit halbkreisförmigem Querschnitt der Verbindungskanal 17 ausgenommen, der sich mit einer entsprechenden Gegenausnehmung in dem Spitzeneinsatz 15 zu seinem Vollquerschnitt zur Aufnahme des zugehörigen Abschnittes des Heizelementes 9 ergänzt. Zur weiteren Montage der Spritzgießdüse wird der vorkomplettierte Spitzeneinsatz 15 mit dem Einfüll-Mundstück 33 gemäß Fig. 4 unter Radialführung des Heizelementes 9 durch einen Paßsitz mittels der Ringstufe 31 an der vorderen Stirnfläche 25 des Düsenkörpers 2 aufgenommen, gegebenenfalls zusätzlich durch Heftverschweißen festgelegt. Im Anschluß daran wird das Heizelement 9 entsprechend dem gewünschten Heizprofil bzw. der Gestaltung des Heizelementkanales 11 in die vordere Umfangsringnut 14, den Spiralkanal und die hintere Umfangsringnut 13 eingewickelt sowie durch einen - hier nicht gezeigten - Schlitz in der Ringschulter 22 parallel zur hinteren Stirnfläche 23 des Düsenkörpers 2 herausgeführt.

Fig. 6 verdeutlicht die Weiterführung der Montage durch Aufsetzen des Hülsenkörpers 3 vermöge eines Axialschlitzes 19 auf den hinteren Endabschnitt 2a des Düsenkörpers 2 bis zur Ringschulter 22 unter gleichzeitiger Überdeckung der hinteren Umfangsringnut 13. Der Hülsenkörper 3 mit dem Isolierflansch 5 wird ebenfalls vorzugsweise in einem Paßsitz auf dem Düsenkörper 2 aufgenommen, gegebenenfalls mit diesem heftverschweißt oder später entlang einer Verbindungsstelle hartverlötet. Nach Aufsetzen des spanend vorgefertigten, mit dem Axialschlitz 19 sowie einer Kegelbohrung 34 versehenen Hülsenkörpers 3 wird das Rückende 9d des Heizelementes 9 radial nach außen abgewinkelt, so daß das Einsetzen einer Anschlußarmatur als elektrischer Verbindungsanschluß 10 vorbereitet wird.

Gemäß Fig. 7 wird die Vormontage der Spritzgießdüse 1 im wesentlichen durch Einsetzen und Heftverschweißen des elektrischen Verbindungsanschlusses 10 unter vorheriger Abisolierung des Heizelementes 9 zum Freilegen des Widerstandsdrahtes desselben abgeschlossen und von oben ein Formstück 20 in den Axialschlitz 19 eingesetzt sowie heftverschweißt. Die Herstellung der elektrischen Anschlußverbindung des Heizelementes 9 sowie der Aufbau des elektrischen Verbindungsanschlusses 10 sind im wesentlichen herkömmlicher Art und werden hier nicht im einzelnen erläutert.

Vorzugsweise erfolgt eine elektrische Schmelzeverbindung während des späteren Vakuum-Ofenprozesses unter Einsatz eines Hartlotmateriales zwischen dem Widerstandsdraht und der Anschlußarmatur.

Obwohl dies hier nicht abschließend gezeigt wird und insofern auf Fig. 1 verwiesen ist, wird zum Abschluß der Montage der Spritzgießdüse zur Bildung des Ringraumes 28 das Trichterteil 18 in einem Paßsitz am Außenumfang des Spitzeneinsatzes 15 in Verbindung mit einer stirnseitigen Ringstufe der vorderen Stirnfläche 25 des Düsenkörpers 2, gegebenenfalls unter zusätzlicher Umfangs-Heftverschweißung, am Düsenkörper 2 angeordnet, wobei ein vorderer Umfangsflansch 18a zugleich der Zentrierung der Spritzgießdüse 1 in einer - hier nicht gezeigten - Formhohlraumplatte im Bereich des Anschnittes eines Formhohlraumes dient.

Zur unter Vakuum erfolgenden Hartverlötung des Heizelementes 9 mit dem Düsenkörper 2 und dem Spitzeneinsatz 15 sowie gegebenenfalls hiermit einhergehender stoffschlüssiger Verbindung der einzelnen Stahlelemente der Spritzgießdüse 1 durch vorher aufgelegte Hartmetallotschnüre, -paste oder dgl. wird nunmehr die vormontierte Anordnung mit einem Bindemittel wie z. B. Acryllack besprüht und anschließend in ein Bad aus Nickellegierungspulver eingetaucht, das an dem Lack anhaftet, um so die Oberfläche der Anordnung zu überziehen. Hierbei wird der elektrische Verbindungsanschluß 10 abgedeckt. Gegebenenfalls kann auch die Anwendung der Anordnung in einem Haftvermittler/Nickellotpulver-Gemisch erfolgen, wie dies zur Herstellung einer intermetallischen Verbindung während eines Vakuum-Hartlotprozesses zwischen dem Düsenkörper 2 und dem Heizelement 3 vorteilhaft ist. Der Vakuum-Hartlotprozeß in einem Vakuumofen ist grundsätzlich bereits bekannt; auf die diesbezüglichen Darlegungen in der DE-OS 38 35 104 bzw. EP-A-36 10 43 des Patentinhabers wird ausdrücklich verwiesen. Nach dem Entnehmen der Anordnung und Abkühlen aus dem Vakuumofen wird das noch am Vorderende des Spitzeneinsatzes 15 befindliche Einfüll-Mundstück 33 spanend entfernt und die Grundbohrung 30 des Spitzeneinsatzes 15 auf ein Spielpassungs-Außendurchmessermaß der in ein die Spritzgießdüse 1 einzusetzenden Ventilnadel 8 aufgebohrt unter gleichzeitiger Oberflächen-Endbearbeitung der Düsenspitze.

Unter Einsatz des Thermoelementes 21 in die von der hinteren Endfläche 23 in den Düsenkörper 2 erodierte Aufnahmebohrung kann sodann die weitere Verwendung der Spritzgießdüse 1 unter Befestigung über die Gewindebohrungen 4 an einem Heißkanalverteiler in einem Spritzgußwerkzeug und Einsatz der Ventilnadel 8 erfolgen.

Das vorerläuterte Herstellungsverfahren zeichnet sich durch eine hohe Fertigungsrentabilität bei Gewährleistung äußerster Genauigkeit aus. Mit der erfindungsgemäßen Spritzgießdüse ist das gleichzeitige Spritzen, insbesondere zweier Kunststoffschmelzen aus unterschiedlichem Material, unter genauer Temperaturführung und unter Vermeidung einer unerwünschten Vorvermischung der Spritzgießmassen durch eine einzige Spritzgießdüse in besonders vorteilhafter Weise möglich.

Claims (17)

1. Spritzgießdüse für eine Spritzgießeinrichtung mit einem Düsenkörper, der eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche besitzt und mit einer hinteren Stirnfläche zur Anlage gegen einen Heißkanalverteiler versehen ist, mit zumindest einem ersten und einem zweiten Schmelzekanal für zumindest ein erstes und zweites Kunststoffmaterial, wobei der zweite Schmelzekanal sich koaxial durch den Düsenkörper erstreckt, und der erste Schmelzekanal sich zumindest im wesentlichen parallel zu dem zweiten Schmelzekanal durch den Düsenkörper erstreckt, die Schmelzekanäle in einer Düsenspitze münden und die Schmelzekanäle zwischen einem Offen- und einem Schließzustand steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schmelzekanal durch in der hinteren Stirnfläche (23) des Düsenkörpers (2) mündende Schmelzebohrungen (7a, 7b) gebildet ist, die hintere Stirnfläche (23) eine Einlaßvertiefung (24) für die erste Kunststoffschmelze aufweist, die durch zwei sich in Umfangsrichtung entgegengesetzt erstreckende Zweigkanäle (7c, 7d) mit den Schmelzebohrungen (9a, 7b) kommunizierend verbunden ist und ein integrales elektrisches Heizelement (9) zumindest entlang der Außenfläche (12) des Düsenkörpers (2) vorgesehen ist.

2. Spritzgießdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schmelzekanal eine, sich koaxial durch den Düsenkörper (2) erstreckende Längsmittelbohrung (6) ist, und der erste Schmelzekanal durch zwei einander in bezug auf die Längsmittelbohrung (6) gegenüberliegende Schmelzebohrungen (7a, 7b) gebildet ist, die sich im wesentlichen parallel zu der Längsmittelbohrung (6) erstrecken.

3. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßvertiefung (24) eine Halbkugelkalottenausnehmung und die Zweigkanäle (7c, 7d) eine Halbtoroidkalottenausnehmung in der hinteren Stirnfläche (23) des Düsenkörpers (2) bilden.

4. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Schmelzebohrung (7a, 7b) des ersten Schmelzekanales (7) sich in gleichmäßigem Parallelabstand zu der Längsmittelbohrung (6) des zweiten Schmelzekanales axial in Längsrichtung des Düsenkörpers (2) erstrecken.

5. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schmelzekanal (6) zentral mittig in der Düsenspitze (15, 18) mündet und sich die erste und zweite Schmelzebohrung (7a, 7b) des ersten Schmelzekanales (7) in einen, die Mündung (16) des zweiten Schmelzekanales (6) in der Düsenspitze (15, 18) umgebenden Ringraum (28) öffnen.

6. Spritzgießdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenspitze (15, 18) einen separaten Spitzeneinsatz (15) aufweist, der mit dem Düsenkörper (2) zu einer integralen, baulichen Einheit verbindbar ist.

7. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzeneinsatz (15) formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit einer Stirnfläche (25) am vorderen Endabschnitt (2b) des Düsenkörpers (2) zu einer integralen, baulichen Einheit verbindbar ist.

8. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenspitze (15, 18) ein Trichterteil (18) aufweist, das einen, eine Öffnung (16) eines Schmelzekanales (6) aufweisenden Innenkörper unter Bildung eines Ringraumes (28) umgibt.

9. Spritzgießdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenspitze aus dem Spitzeneinsatz (15) und dem dieses umgebenden Trichterteil (18) besteht, wobei das Trichterteil (18) unter Bildung eines Ringraumes (28) zu dem Spitzeneinsatz (15), diesen umschließend, angeordnet ist.

10. Spritzgießdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzeneinsatz (15) ein Rotationskörper mit einem Zylinder-Kernabschnitt (15a) und einem an diesem düsenkörperseitig integral einstückig ausgebildeten Ringflansch (15b) ist, während ein stromabseitiges Vorderende des Zylinder-Kernabschnittes (15a) zumindest partiell konisch ausgebildet ist.

11. Spritzgießdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Endabschnitt des Spitzeneinsatzes (15) eine Umfangsausnehmung zur Aufnahme eines Spitzenendes (9f) des Heizelementes (9) vorgesehen ist.

12. Spritzgießdüse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsausnehmung ein sich parallel zur konischen Mantelfläche des Vorderendes des Spitzenabschnittes erstreckende Umfangsringnut ist, in die ein Spitzenende (9f) des Heizelementes (9) in einer Mehrzahl abfolgend nebeneinanderliegender Windungen (32) aufnehmbar ist.

13. Spritzgießdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (15b) an seiner stromabseitigen Unterseite eine Ringausnehmung (27) aufweist, in die die erste und zweite Schmelzebohrung (7a, 7b) des ersten Schmelzekanales (7) münden.

14. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Umfang des Spitzeneinsatzes (15) und in einem stirnseitigen Ringbereich der vorderen Stirnfläche (25) des Düsenkörpers (2), insbesondere in Verbindung mit einer Ringstufe, das den Spitzeneinsatz (15) umgebende und mit diesem den Ringraum (28) bildende Trichterteil (18) aufgenommen und zumindest mit dem Düsenkörper (2) zu einer baulichen Einheit verbindbar ist.

15. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizelementkanal (11) ein Spiralkanal sowie zumindest teilweise eine sich axial entlang der Außenfläche (12) des Düsenkörpers (2) erstreckende Umfangsringnut (13, 14) ist, in der ein Abschnitt (9a, 9c) des Heizelementes (9) in einer Mehrzahl axial abfolgender Windungen aufnehmbar ist.

16. Spritzgießdüse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der am vorderen Endabschnitt (2b) des Düsenkörpers (2) vorgesehene Teil des Heizelementkanales (11) im wesentlichen eine sich axial zur Aufnahme abfolgender Windungen (9c) des Heizelementes (9) erstreckende, vordere Umfangsringnut (14) ist, daß ein an dem hinteren Endabschnitt (2a) des Düsenkörpers (2) vorgesehener Teil des Heizelementkanales (11) als sich axial entlang der Außenfläche (12) des Düsenkörpers (2) erstreckende, hintere Umfangsringnut (13) ausgebildet ist, daß die vordere und hintere Umfangsringnut (14, 13) durch den Spiralkanal miteinander verbunden sind.

17. Spritzgießdüse zumindest nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsausnehmung des Vorderendes des Spitzeneinsatzes (15) zur Aufnahme des Spitzenendes (9d) des Heizelementes (9) durch einen, vorzugsweise abgewinkelten Verbindungskanal (17) mit dem am vorderen Endabschnitt (2b) des Düsenkörpers (2) vorgesehenen Teil (14) des Heizelementkanales (11) verbunden ist.