DE4240406A1

DE4240406A1 - Electrically heated hot runner system for injection process - has two cartridge heaters in parallel to create flow channel between them

Info

Publication number: DE4240406A1
Application number: DE19924240406
Authority: DE
Original assignee: Ewikon Heiskanalsysteme & GmbH
Current assignee: Ewikon Heiskanalsysteme & GmbH
Priority date: 1992-12-02
Filing date: 1992-12-02
Publication date: 1994-06-09
Anticipated expiration: 2012-12-03
Also published as: DE4240406C2

Abstract

The system (1) comprises an outer housing (5) with an electrically heated runner (4) having an inlet (3) and outlets (7) feeding individual nozzles (10). At least two cartridge heaters (6) are located in the runner (4) with a gap between them to form a melt flow channel. Heaters (6) are parallel to each other, the spacing between them being twice the heater dia. Heater (6) alignment is parallel to the tool opening plane. USE/ADVANTAGE - On hot runner injection moulding tools, esp. those with multi-injection points. Shortens heat up time after breaks in prodn.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heißkanalwerkzeug mit mindestens einem Heißkanalabschnitt zum Zuführen einer Kunststoffschmelze zu einer Spritzgießform, vorzugsweise einer Mehrfachspritzgießform, mit Punktanspritzung für jeden Formling, wobei der Heißkanalabschnitt ein mit einem Strömungskanal versehenes Außengehäuse mit wenigstens einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung und einen an eine elek trische Spannung legbaren, von der Kunststoffschmelze um strömten Heizleiter aufweist.The invention relates to a hot runner mold at least one hot runner section for feeding one Plastic melt into an injection mold, preferably a multiple injection mold, with point injection for each molding, the hot runner section one with a Flow channel provided outer housing with at least one Inlet and an outlet opening and one to an elec voltage that can be placed on the plastic melt flowed heating conductor.

Es ist ein Heißkanalwerkzeug dieser Art bekannt (DE-OS 29 38 832), bei dem der Strömungskanal im Heißkanalabschnitt außen durch die Innenflächen des Außengehäuses und innen durch den Heizleiter begrenzt wird. Die Aufheizung der in den Strömungskanal einfließenden Kunststoffschmelze geht vom zentralen Heizleiter aus, so daß insbesondere die dem Heizleiter benachbart liegende Zone intensiv aufgeheizt wird. An der Innenseite des Außengehäuses bildet sich eine Schicht erstarrter Kunststoffschmelze, die eine Wärmeiso lierung bildet und den Wärmeabfluß durch das Außengehäuse verhindert.A hot runner tool of this type is known (DE-OS 29 38 832), in which the flow channel in the hot runner section outside through the inner surfaces of the outer housing and inside is limited by the heating conductor. Heating the in plastic melt flowing into the flow channel from the central heating conductor, so that in particular the Zone adjacent heating conductor heated up intensively becomes. A forms on the inside of the outer housing Layer of solidified plastic melt, which is a thermal iso Formation and the heat flow through the outer housing prevented.

In einer Betriebspause erstarrt innerhalb des Strömungs kanals die dort vorhandene Kunststoffschmelze teilweise oder vollständig, so daß bei einer erneuten Inbetriebnahme die gesamte Kunststoffschmelze mittels des Heizleiters auf geheizt werden muß. Da Kunststoff ein schlechter Wärme leiter ist, bildet sich benachbart dem Heizleiter eine kreisringförmige Schmelzzone, deren Dicke von der dem Heiz leiter zugeführten elektrischen Leistung abhängig ist. Die vom Heizleiter entfernter liegenden Kunststoffschichten werden nur langsam aufgeheizt, so daß eine entsprechend lange Aufheizzeit erforderlich ist.During a break in operation, it freezes within the flow the plastic melt present there partially or completely, so that when starting up again the entire plastic melt by means of the heating conductor must be heated. Because plastic is a poor heat is a conductor, forms one adjacent to the heating conductor circular melting zone, the thickness of which is that of the heating conductor supplied electrical power is dependent. The Plastic layers lying further away from the heating conductor are heated up slowly, so that a corresponding long heating time is required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Heißkanal werkzeug der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sich kein einen einzigen Heizleiter umgebender Ringspalt einstellt, sondern ein zusammenhängender Fließkanal.The invention has for its object the hot runner to design tool of the type mentioned so that there is no annular gap surrounding a single heating conductor but a continuous flow channel.

Diese Aufgabe wird durch mindestens zwei im Abstand von einander angeordnete Heizleiter gelöst, die das zwischen ihnen befindliche Material in der Anfahrphase aufheizen bzw. in Normalbetrieb die Wärmeverluste ausgleichen. Neben der Erzeugung eines zusammenhängenden Fließkanals wird durch die Anordnung zweier nebeneinanderliegender Heiz leiter der zentrale Bereich des Kanals in der Weise frei, daß ein Betätigungsorgan für die Verschlußnadel einer sog. Verschlußdüse den Heißkanal zentral durchdringen kann.This task is spaced by at least two arranged heating conductors solved that between heat up the material in the start-up phase or compensate for heat losses in normal operation. Next the creation of a coherent flow channel by arranging two heaters next to each other head the central area of the canal in such a way free that an actuator for the locking needle of a so-called. The nozzle can penetrate the hot runner centrally.

Eine sich als besonders vorteilhaft erwiesene Ausführungs form der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschrieben.An embodiment that has proven to be particularly advantageous form of the invention is shown in the drawings and is described below.

Fig. 1 zeigt ein Heißkanalwerkzeug im Schnitt. Fig. 1 shows a hot runner tool in section.

Das in der Fig. 1 aufgezeigte Heißkanalwerkzeug weist einen Heißkanalabschnitt 1 auf, der mit einer Angußbuchse 2 ver sehen ist, in die die Maschinendüse einer Spritzgieß maschine eingesetzt wird. Die Angußbuchse 2 bildet somit eine Einlaßöffnung 3 für die Kunststoffschmelze, die in einen Strömungskanal 4 des Heißkanalabschnittes 1 einge führt wird. Der Heißkanalabschnitt weist ein Außengehäuse 5 auf, in dessen Strömungskanal 4 elektrische Heizleiter 6 angeordnet sind.The hot runner mold shown in FIG. 1 has a hot runner section 1 , which is seen with a sprue bushing 2 , into which the machine nozzle of an injection molding machine is inserted. The sprue bush 2 thus forms an inlet opening 3 for the plastic melt, which leads into a flow channel 4 of the hot runner section 1 . The hot runner section has an outer housing 5 , in the flow channel 4 of which electrical heating conductors 6 are arranged.

Die Kunststoffschmelze gelangt bei dem dargestellten Aus führungsbeispiel über Auslaßöffnungen 7 in die Strömungs kanäle 8 weiterer Heißkanalabschnitte 9, die mit Düsen 10 ausgerüstet sind, die von der Kunststoffschmelze durch strömt werden und von denen aus die Kunststoffschmelze in Formnester 11 einer Spritzgießform 12 gelangt. Auch die Heißkanalabschnitte 9 sind im mittleren Bereich mit elektrischen Heizleitern 6 ausgerüstet.The plastic melt arrives in the exemplary embodiment shown from outlet openings 7 in the flow channels 8 further hot runner sections 9 , which are equipped with nozzles 10 , which are flowed through by the plastic melt and from which the plastic melt enters mold cavity 11 of an injection mold 12 . The hot runner sections 9 are also equipped with electrical heating conductors 6 in the central region.

Die Öffnung der Spritzgießform zur Entformung der erstarr ten Spritzlinge erfolgt in der Ebene 13. Die Spritzlinge werden von Ausstoßern 14 aus dem Formnest entfernt.The opening of the injection mold for demolding the solidified injection molding takes place in level 13 . The moldings are removed from the mold cavity by ejectors 14 .

Die elektrischen Heizleiter sind jeweils im Bereich der Gehäuseenden mit Endstücken 15 gelagert, die die Heißkanal abschnitte endseits verschließen und ggf. die spannungs führenden Heizleiter isolieren.The electrical heating conductors are each mounted in the area of the housing ends with end pieces 15 which close the hot runner sections at the ends and, if necessary, isolate the live heating conductors.

Derartige endseitige Lagerungen der Heizleiter sind nur schematisch dargestellt, weil sie bekannt und nicht Gegen stand dieser Erfindung sind. Die aus den Gehäusen herausge führten Enden der Heizleiter sind entweder mit Anschlüssen 18 für Stromversorgungskabel oder mit einer Brücke ausgestattet, die zwei oder mehrere Heizleiter in Reihe schalten.Such end bearings of the heat conductor are only shown schematically because they are known and not the subject of this invention. The led out of the housing ends of the heating conductors are either equipped with connections 18 for power supply cables or with a bridge that connect two or more heating conductors in series.

Aus der Fig. 1 ist erkennbar, daß die Heizleiterenden aus dem Außengehäuse herausragen.From Fig. 1 it can be seen that the heat conductor ends protrude from the outer housing.

Bei der ersten Inbetriebnahme des Werkzeuges wird der ge samte Heißkanal bis zum Formnest 11 mit Schmelze gefüllt. Aufgrund des Wärmeverlustes der Schmelze an die relativ kühlen, den Heißkanal begrenzenden, Wandungen bildet sich dort eine erstarrte Schicht, wobei zwischen den parallelen Heizleitern ein mit fließfähiger Masse ge füllter Strömungskanal bleibt, der gegenüberliegend von den beiden Heizleitern und benachbart gegenüberliegend von erstarrter Schmelze begrenzt wird.When the tool is started up for the first time, the entire hot runner is filled with melt up to the cavity 11 . Due to the heat loss of the melt to the relatively cool walls that delimit the hot runner, a solidified layer forms there, with a flow channel filled with flowable mass remaining between the parallel heating conductors, which is delimited on the opposite side by the two heating conductors and on the opposite side from the solidified melt .

Fig. 2 zeigt den Querschnitt einer Versuchsanordnung für einen solchen Heißkanal. Der Kanal 19 wurde zunächst mit einem ersten Material 20 gefüllt. Danach wurde die Materialfarbe gewechselt. Fig. 3 zeigt die Übergänge 21 vom ersten Material 20 zum andersfarbigen zweiten Material 22 und zeigt so die Übergänge von dem an den Wandungen des Heißkanals anliegend erstarrten ersten Material 20 zu dem zwischen den Heizleitern sich einstellenden Strömungs kanal 28 mit fließfähiger Masse 22. Fig. 2 shows the cross section of an experimental arrangement for such a hot runner. The channel 19 was first filled with a first material 20 . Then the material color was changed. Fig. 3 shows the transitions 21 from the first material 20 to the different colored second material 22 and thus shows the transitions from the solidified on the walls of the hot runner first material 20 to the flow channel 28 between the heating conductors with flowable mass 22nd

Die Übergänge 21 zwischen den beiden Farben und damit dem Strömungskanal 28 zu den erstarrten Randbereichen zeigen deutlich, daß der Kanal 24 zwischen den Heizleitern 6 ausgebildet ist. An den Wänden des Heißkanals hat sich ein durch die zuerst eingespritzte Schmelze ge bildete Isolierschicht 27 gebildet. Es wird durch den Versuch deutlich, daß die Heizleiter 6 keine Ringspalte um sich herum ausbilden, sondern soviel elektrische Heizenergie zugeführt wurde, daß ein zusammenhängender Strömungskanal 28 zwischen den Heizleitern entsteht. In welchem Maß die Wärmeisolierung durch das zuerst eingespritzte Material zu der geometrischen Ausbildung des Strömungskanals 28 beiträgt, kann dadurch ersehen werden, daß durch die außermittige Anordnung der Heizleiter 6 in der Versuchsanordnung der Strömungskanal 28 benachbart der ihnen näherliegenden Wand 23 infolge der geringeren Wärmeisolation weiter auskühlt, als an der gegenüber liegenden Seite 25 und sich eine Einbuchtung ergibt, die zu einer Verringerung des Querschnitts des Fließkanals und zu einer Verdickung der Wärmeisolation führt.The transitions 21 between the two colors and thus the flow channel 28 to the solidified edge regions clearly show that the channel 24 is formed between the heating conductors 6 . On the walls of the hot runner, a ge formed by the first injected melt insulating layer 27 is formed. It becomes clear from the experiment that the heating conductors 6 do not form any annular gaps around them, but that sufficient electrical heating energy has been supplied that a coherent flow channel 28 is formed between the heating conductors. The extent to which the thermal insulation by the material injected first contributes to the geometrical design of the flow channel 28 can be seen in that the eccentric arrangement of the heating conductors 6 in the experimental arrangement further cools the flow channel 28 adjacent to the wall 23 closer to them due to the lower thermal insulation , than on the opposite side 25 and there is an indentation which leads to a reduction in the cross section of the flow channel and to a thickening of the thermal insulation.

Fig. 1 verdeutlicht auch, daß durch die Verlagerung der Heizleiter aus dem Mittelbereich Platz für ein Betätigungsorgan 30 für ein Verschlußelement 31 einer Verschlußdüse geschaffen wird. Eine solche Düse ist nicht Gegenstand der Erfindung und deshalb nur verallgemeinert dargestellt. Dieses Betätigungsorgan wird von einem Antrieb 32 axial verschoben und kann die Düse - von der Maschine gesteuert - verschließen bzw. öffnen. Ein solcher Antrieb 32 ist verallgemeinert dargestellt und kann als Elektromotor, Hubmagnet, hydraulischer oder pneumatischer Zylinder o. dgl. ausgebildet sein. Fig. 1 also illustrates that the displacement of the heating conductors from the central area creates space for an actuator 30 for a closure element 31 of a closure nozzle. Such a nozzle is not the subject of the invention and is therefore only shown in generalized form. This actuator is axially displaced by a drive 32 and can close or open the nozzle - controlled by the machine. Such a drive 32 is shown in generalized form and can be designed as an electric motor, lifting magnet, hydraulic or pneumatic cylinder or the like.

Fig. 3a zeigt, daß auch eine Anordnung von vier Heizleitern einen Durchtritt für ein Betätigungsorgan 33 einer Verschlußdüse gestattet. Wenn keine Verschlußdüse vorgesehen ist, kann ein zusammenhängender Strömungskanal auch durch die Anordnung von drei oder mehreren Heizleitern die um den Strömungskanal herum angeordnet sind gebildet werden. Fig. 3a shows that an arrangement of four heating conductors allows a passage for an actuator 33 of a closure nozzle. If no sealing nozzle is provided, a coherent flow channel can also be formed by the arrangement of three or more heating conductors which are arranged around the flow channel.

Claims

1. Hot runner tool with at least one hot runner section, the hot runner section being equipped with a flow channel outer housing with at least one inlet and outlet opening and having a heat conductor that can be connected to an electrical voltage, since characterized in that this heat conductor consists of at least two in There are spaced heating conductors.

2. Hot runner tool according to claim 1, characterized net that these heating conductors run parallel to each other.

3. Hot runner tool according to claim 2, characterized net that the distance between the heating conductors preferred to each other corresponds twice to the diameter of the heating conductor.

4. Hot runner tool according to one of the preceding An sayings, characterized in that the heating conductor parallel to the tool opening or tool closing level.