DE4415506C2 - Heißkanaldüse mit vermindertem Restanguß für Kunststoffspritzgußmaschinen - Google Patents
Heißkanaldüse mit vermindertem Restanguß für KunststoffspritzgußmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Heißkanaldüse mit vermindertem Restanguß für
Kunststoffspritzmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist eine Mehrzahl von Bauarten von Heißkanaldüsen bekannt, bei denen
immer wieder das Abdichten der Düsenspitze gegenüber dem Spritzguß
werkzeug bzw. dem Düsenkopf ein Problem darstellt. Um ein Abdichten an
der Düsenspitze zu erreichen, ist es bekannt, einen Ring aus Titan einzu
setzen, der erst mit der Wärmeausdehnung der Düse seine Abdichtfunktion
erfüllt. Ebenso ist es bekannt, mit einem zylindrischen Körper über eine
Gleitfassung am Umfang des Spritzgußwerkzeuges bzw. des Düsenkopfes
abzudichten.
Durch die EP 0 326 016 A3 sind derartige Heißkanaldüsen mit Gleitfassung
bekanntgeworden, die aus einem Düsenkörper bestehen, in welchem eine
mit einem Gewinde versehenen Spitze eingeschraubt ist, in der sich der
Fließkanal des Düsenkörpers fortsetzt zum Austritt des flüssigen
Kunststoffes. Vom stirnseitigen Ende des Düsenkörpers aus ist innerhalb
desselben eine gewindefreie Einsenkung angeordnet, an die sich das
Gewinde zum Einschrauben der Spitze anschließt, so daß im Bereich der
Einsenkung gegenüber der Spitze ein ringförmiger, isolierender Raum
entsteht. Zur Verminderung des Restangusses ist der äußere Rand des
Düsenkörpers in den Düsenkopf schließdicht eingepaßt. Die Dichtigkeit ist
jedoch erst bei Erreichen der Arbeitstemperatur gegeben, wenn aufgrund
der Ausdehnung der Materialien ein Aufliegen des äußeren Randes des
Düsenkörpers auf der peripheren Wandung des Düsengehäuses gegeben ist.
Das bedeutet, daß Dichtigkeit nur bei einer definierten Längenausdehnung
des Düsenkörpers aufgrund Erwärmung gegeben ist. Des weiteren ist dieser
Aufbau deshalb nachteilig, weil zur Anbringung eines Isolierraumes
innerhalb des Endes des Düsenkörpers dieser aus relativ dickwandigem
Material bestehen muß, wobei die schließdichte Einpassung des Endes des
Düsenkörpers im Düsenkopf eine Wärmebrücke darstellt, die während des
Betriebs die Spitze in nachteiliger Weise fortlaufend abkühlt.
Durch die US 5 208 052 ist eine Heißkanaldüse mit vermindertem Restan
guß für Kunststoffspritzmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
bekannt geworden, die in der Spitze einen massiven Dichtring aus einem
elastomeren Material aufweist. Aufgrund der sehr hohen Schmelztempera
turen der Kunststoffschmelze haben aber derartige Kunststoff-Dichtringe
nur eine geringe Lebensdauer und werden zudem spröde, so daß ihre
Dichtwirkung relativ rasch abnimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heißkanaldüse der
eingangs genannten Gattung zu schaffen, die über eine relativ große
Temperaturdifferenz einen verminderten Restanguß aufrechtzuerhalten
imstande ist unter Vermeidung einer Wärmebrücke zwischen dem
Düsenkörper und dem Spritzwerkzeug bzw. dem Düsenkopf und die eine
große Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Heißkanaldüse mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Heißkanaldüse besitzt den Vorteil, daß aufgrund des
hochtemperaturfesten, dauerelastischen Dichtungsringes eine linienför
mige Anlage des Düsenkörpers bzw. der Düsenspitze am Werkzeug bzw. am
Düsenkopf erreicht wird, wodurch nur verhältnismäßig wenig Wärme aus
der Düse in das Werkzeug bzw. in den Düsenkopf abfließen kann. Des
weiteren ist aufgrund der Elastizität des Dichtringes gewährleistet, daß die
Düse über einen relativ großen Temperaturbereich abzudichten imstande
ist, da der Dichtring aufgrund seiner Elastizität ständig am gegenüber
stehenden Werkzeug bzw. Düsenkopf anliegt. Insbesondere wird dadurch
erreicht, daß der Restanguß minimiert ist, weil der Isolierraum zwischen
Düsenkörper und Werkzeug bzw. Düsenkopf in zwei Teile geteilt wird, wobei
nur noch der kleinere Isolierraum um die Austrittsöffnung des Düsen
kopfes herum mit Restanguß gefüllt wird. Dadurch ermöglicht die erfin
dungsgemäße Heißkanaldüse einen schnellen Farb- und Thermoplast
wechsel ohne Farbschlieren des vorhergehenden Materials, weil eben nur
sehr wenig Restanguß des vorhergehenden Materials stehen bleibt. Gleich
zeitig wirkt der Isolationsspalt zwischen der Düse bzw. dem Düsenkörper
und dem Werkzeug bzw. dem Düsenkopf als gute thermische Trennung.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert;
es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Heißkanaldüse mit einem
Düsenkörper, in den eine Torpedospitze eingesetzt ist, die an
ihrem vorderen Ende einen hochtemperaturfesten und
dauerelastischen Hohlring trägt,
Fig. 2 eine Darstellung des Dichtringes der Fig. 1 mit innen
liegender Aussparung und
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Torpedospitze der Fig. 1.
Gemäß der Fig. 1 besteht beispielsweise eine Heißkanaldüse aus einem
zylindrischen, rohrförmigen Düsenkörper 1, der zentrisch von einem Fließ
kanal 2 durchsetzt ist und der am unteren Ende in Richtung des Fließka
nals 2 eine verbreiterte Bohrung 22 aufweist, die ein Innengewinde besitzt,
in das eine mit Außengewinde versehene, zylindrische Torpedo spitze 3
eingeschraubt ist, die vorzugsweise aus einem länglichen, rohrförmigen
Zylinderkörper 4 und einem sich daran anschließenden Kopf 5 besteht. Die
Torpedospitze 3 besitzt in Fortsetzung des Fließkanals 2 des Düsenkörpers 1
einen zentrischen Fließkanal 6, der am vorderen Ende des Kopfes 5
wenigstens in einer Austrittsöffnung 7 endet, die im gezeigten Beispiel
seitlich angeordnet ist, die jedoch auch zentrisch angeordnet sein kann.
Der Kopf 5 der Torpedospitze 3 ist in etwa kegel- oder pilzförmig gestaltet
und besitzt innerhalb der Mantelwandung quer zur Längsachse des Düsen
körpers 1 eine peripher umlaufende Nut 18, was insbesondere aus Fig. 3
zu entnehmen ist. Innerhalb dieser Nut 18 ist ein Dichtring 13 angeordnet,
der aus einem hochtemperaturfesten, dauerelastischen Material besteht,
wobei querschnittsmäßig ein Teil des Dichtringes 13 aus der Nut 18
herausragt.
Der Dichtring besteht aus einem Metall, vorzugsweise Stahl oder Titan, und
ist als Hohlring 13 ausgeführt, dessen Gestaltung in Fig. 2 gezeigt ist. Der
Hohlring 13 weist im Bereich seines kleinsten Durchmessers eine peripher
umlaufende Aussparung 19 auf, so daß aufgrund dieser Aussparung 19 der
Hohlring 13 in elastischer Weise etwas zusammengedrückt werden kann.
Die elastische Querschnittsverformung des Hohlringes 13 ist vorzugsweise
größer, als die relative Längenausdehnung der Torpedospitze gegenüber
einem Düsenkopf. Zum Beispiel kann bei einer Längenausdehnung von 0,3
mm der Torpedospitze 3 gegenüber dem Düsenkopf 10 die elastische
Querschnittsverformung 0,8 mm betragen.
Der Düsenkörper 1 mitsamt der Torpedo spitze 3 und dem Dichtring 13 ist
innerhalb eines rohrförmigen Düsengehäuses 8 angeordnet, wobei sich
zwischen Düsenkörper 1 und Düsengehäuse 8 ein Heizer 9, vorzugsweise ein Flachwendelheizer, mit einem Thermofühler 17 im Bereich der Torpedospitze 3 befindet. Das Düsengehäuse 8, das im Bereich seines von der Torpedospitze 3 entfernten Endes wenigstens zwei peripher umlaufende Flansche 26, 26′ aufweist, ist innerhalb einer Bohrung 21 eines Düsenkopfes 10 angeordnet, wobei die beiden Flansche 26, 26′ das Düsengehäuse 8 auf Abstand vom Düsenkopf 10 haltern, so daß zwischen den beiden ein zylindrischer, umlaufender Isolierspalt 12 entsteht, der sich nach unten in den Bereich der Torpedospitze 3 in einen in etwa kegelförmigen Isolierraum 11 erweitert, in den der Kopf 5 der Torpedospitze 3 hineinragt. Beim Einsetzen des kompletten Düsengehäuses 8 in den Düsenkopf 10 sitzt der Dichtring 13 mit seiner Mantelwandung linienförmig peripher umlaufend auf der Wandung des Isolierraumes 11 des Düsenkopfes 10 auf und teilt den Isolierraum 11 in einen vorderen, kleinen Isolierraum 14, der die Austritts öffnung 23 des Düsenkopfes 10 umgibt und in einen davon abgetrennten Isolierraum 11 und den zylindrischen, schmalen, umlaufenden Isolierspalt 12. Beim Spritzen kann nur noch der kleine, vordere Isolierraum 14 mit geringem Restanguß gefüllt werden, nicht jedoch die dahinterliegenden Isolierräume 11 und 12, die deshalb in vorteilhafter Weise wärmemäßig als Luft-Isolierräume wirken, nicht jedoch mit Kunststoff beim Spritzen gefüllt werden. Der minimale Rest an Kunststoff, der im Werkzeug verbleibt, ist auf den kleinen Isolierraum 14 beschränkt. Des weiteren wird durch das Spritzen der Spritzdruck auf den Dichtring 13 aufgegeben, wodurch der Hohlring aufgeweitet wird und sich noch fester an die Wandung des Düsen kopfes 10 anpreßt.
zwischen Düsenkörper 1 und Düsengehäuse 8 ein Heizer 9, vorzugsweise ein Flachwendelheizer, mit einem Thermofühler 17 im Bereich der Torpedospitze 3 befindet. Das Düsengehäuse 8, das im Bereich seines von der Torpedospitze 3 entfernten Endes wenigstens zwei peripher umlaufende Flansche 26, 26′ aufweist, ist innerhalb einer Bohrung 21 eines Düsenkopfes 10 angeordnet, wobei die beiden Flansche 26, 26′ das Düsengehäuse 8 auf Abstand vom Düsenkopf 10 haltern, so daß zwischen den beiden ein zylindrischer, umlaufender Isolierspalt 12 entsteht, der sich nach unten in den Bereich der Torpedospitze 3 in einen in etwa kegelförmigen Isolierraum 11 erweitert, in den der Kopf 5 der Torpedospitze 3 hineinragt. Beim Einsetzen des kompletten Düsengehäuses 8 in den Düsenkopf 10 sitzt der Dichtring 13 mit seiner Mantelwandung linienförmig peripher umlaufend auf der Wandung des Isolierraumes 11 des Düsenkopfes 10 auf und teilt den Isolierraum 11 in einen vorderen, kleinen Isolierraum 14, der die Austritts öffnung 23 des Düsenkopfes 10 umgibt und in einen davon abgetrennten Isolierraum 11 und den zylindrischen, schmalen, umlaufenden Isolierspalt 12. Beim Spritzen kann nur noch der kleine, vordere Isolierraum 14 mit geringem Restanguß gefüllt werden, nicht jedoch die dahinterliegenden Isolierräume 11 und 12, die deshalb in vorteilhafter Weise wärmemäßig als Luft-Isolierräume wirken, nicht jedoch mit Kunststoff beim Spritzen gefüllt werden. Der minimale Rest an Kunststoff, der im Werkzeug verbleibt, ist auf den kleinen Isolierraum 14 beschränkt. Des weiteren wird durch das Spritzen der Spritzdruck auf den Dichtring 13 aufgegeben, wodurch der Hohlring aufgeweitet wird und sich noch fester an die Wandung des Düsen kopfes 10 anpreßt.
Bezugszeichenliste
1 Düsenkörper
2 Fließkanal
3 Torpedospitze
4 Zylinderkörper
5 Kopf
6 Fließkanal
7 Austrittsöffnung
8 Düsengehäuse
9 Heizer
10 Düsenkopf
11, 14 Isolierräume
12 Isolierspalt
13 Dichtring
17 Thermoelement
18 Nut
19 Aussparung
21, 22 Bohrungen
23 Austrittsöffnung
2 Fließkanal
3 Torpedospitze
4 Zylinderkörper
5 Kopf
6 Fließkanal
7 Austrittsöffnung
8 Düsengehäuse
9 Heizer
10 Düsenkopf
11, 14 Isolierräume
12 Isolierspalt
13 Dichtring
17 Thermoelement
18 Nut
19 Aussparung
21, 22 Bohrungen
23 Austrittsöffnung
Claims (3)
1. Heißkanaldüse mit vermindertem Restanguß für Kunststoffspritz
gußmaschinen, bestehend aus einem mittig von einem Fließkanal (2)
durchsetzten Düsenkörper (1), der längs der Längsachse zur Außenheizung
des Fließkanals (2) einen Heizer (9) aufweist, zum Einsetzen in ein
Spritzgußwerkzeug oder einen Düsenkopf (10), das bzw. der an seinem
unteren Ende gegenüber dem Düsenkörper (1) einen Isolierraum (11) mit
konkav gekrümmter Wandung mit einer Austrittsöffnung (23) ausbildet, in
welchen das Ende des Düsenkörpers (1) ragt, wobei auf dem Düsenkörper (1)
am stirnseitigen Ende ein elastischer Dichtring (13) angeordnet ist, der
linienförmig umlaufend auf der Wandung des Isolierraumes (11) des
Spritzgußwerkzeugs oder des Düsenkopfes (10) elastisch abdichtend aufliegt
und einen um die Austrittsöffnung (23) des Spritzgußwerkzeugs oder des
Düsenkopfes (10) herum sich befindenden kleinen Isolierraum (14) vom
übrigen Isolierraum (11) abtrennt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtring ein Hohlring (13) aus Metall, vorzugsweise Stahl oder
Titan, ist, der auf seiner Mantelfläche innen im Bereich des kleinsten
Durchmessers eine peripher umlaufende Aussparung (19) der Mantelfläche
aufweist.
2. Heißkanaldüse nach Anspruch 1, wobei der Düsenkörper (1) in ein
Düsengehäuse (8) eingesetzt ist, zwischen dem und dem Düsenkörper (1)
der elektrische Heizer (9) angeordnet ist und das Düsengehäuse (8)
mitsamt dem Düsenkörper (1) in die Bohrung (21) des Spritzgußwerkzeugs
oder des Düsenkopfes (10) unter Ausbildung wenigstens eines endständigen
Isolierraumes (11) eingesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die endseitige Stirnfläche des Düsenkörpers (1) eine Torpedospitze (3)
eingesetzt ist, deren äußeres Ende (5) in den Isolierraum (11) des Spritz
gußwerkzeugs oder des Düsenkopfes (10) ragt, wobei auf dem herausra
genden Ende (5) der Torpedospitze (3) der Dichtring (13) angeordnet ist.
3. Heißkanaldüse nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das nach außen in den Isolierraum (11) ragende Ende der Torpedospitze
(3) als Kopf (5) ausgebildet ist und eine umlaufende Nut (18) aufweist, in die
der Dichtring (13) umlaufend eingesetzt ist, wobei ein Teil des Dichtringes
(13) bezüglich seiner Dicke die Nut (18) des Kopfes (5) der Torpedospitze (3)
überragt.
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DE19944415506 DE4415506C2 (de) | 1994-05-03 | 1994-05-03 | Heißkanaldüse mit vermindertem Restanguß für Kunststoffspritzgußmaschinen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4415506A1 DE4415506A1 (de) | 1995-11-09 |
DE4415506C2 true DE4415506C2 (de) | 1997-03-27 |
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US5208052A (en) * | 1991-11-18 | 1993-05-04 | Husky Injection Molding Systems Ltd. | Hot runner nozzle assembly |
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1994
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