DE7817080U1

DE7817080U1 - Duese fuer eine kunststoffspritzgiessmaschine oder kunststoffspritzgiessform mit beheizbarer angussduese

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Publication number: DE7817080U1
Application number: DE19787817080
Authority: DE
Original assignee: Ewikon Entwicklung und Konstruktion & Co Kg 4900 Herford De GmbH
Current assignee: Ewikon Entwicklung und Konstruktion & Co Kg 4900 Herford De GmbH
Priority date: 1978-06-07
Filing date: 1978-06-07
Publication date: 1982-10-21

Description

4/12

Paul Hettich & Co., Vahrenkampstraße 12-16,

4983 Klrchlengern 1

Düse für eine Kunststoffspritzgußmaschlne, ein Extrudermundstück oder ein Heißkanalwarkzeug

Die Erfindung bezieht sich auf eine Düse für eine Kunststoffspritzgußmaschine, ein Extrudermundstück oder ein Heißkanalwerkzeug mit einem elektrisch betriebenen Heizelement.

Es ist eine Mehrfachspritzgußform für thermoplastische ^: Kunststoffe mit wenigstens einer Punktanspritzung für

O jeden Formling bekannt (AT-PS 286 607), die aus einer /Λ die Formnester enthaltenden Formplatte und einer die "* Forranester abdeckenden und an den Spritzkopf anschließbaren Verteilerplatte besteht. In der Verteilerplatte sind Verteilerkanäle und SpritzkanMle vorgesehen, die durch HeizdrShte beheizbar sind. Die Heizdrahte werden bis unmittelbar vor die EinspritzSffnungen geführt. In den Spritzkanälen dieser Form ist der Heizdraht U-formig ausgebildet. Da die Spritzkanäle zylindrisch gestaltet sind, ist Ober den U-förmig gebogenen Heizdraht eine gleichmäßige Aufheizung der Kunststoffschmelze nicht zu erreichen. Es kommt hinzu, daß der der Einspritzöffnung zugewandte, gebogene Bodensteg des U aufgrund seiner Rsumform in relativ großem Abstand von der

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EinspritsSffnung verlaufen muß. Für den einwandfreien Betrieb einer derartigen Hehrfachspritzgußform ist es aber erforderlich, daß gerade im Bereich der Einspritz— öffnung eine intensive Aufheizung der Kunststoffschmelze erfolgt.

Es ist ferner ein Heißkanaiwerkseug bekannt (US-PS 3 520 026), bei dem das Heizelement als Patrone ausgebildet und in den Spritzkanal des Werkzeuges mittig angeordnet ist. Zwischen dor Heizpatrone und der Wandung ( 10 des Spritzkanals ist ein ringförmiger Stroniungskanal für die Kunststoffschmelze vorhanden, in dem die Kunststoff— schmelze aufgeheizt wird. Da dieser Stromungskanal durch eine V/erlczeugwand begrenzt wird, ist ein guter Wirkungsgrad bei dieser Aufheizung nicht verwirklicht. Der höchste Temperaturpunkt bei der bekannten Konstruktion liegt gegenüber der vorderen Spitze der Heizpatrone nach innen versetf^tzt. Somit wird auch im Bereich der Einspritzöffnung nicht die h5chste Temperatur des Heizelements erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Düse der ( eingangs genannten Art so zu gestalten, daß das Heizelement kurzzeitig und mit hohem Wirkungsgrad die Warme an die Kunststoffschmelse überträgt und im Bereich der vorderen in die EinspritzSffnung eintauchenden Spitze des Heizelements die höchste Temperatur entwickelt wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelost, daß das Heizelement einen Stromungskanal für die Kunststoffschmelze aufweist, der von einem mittigen Heizstab und einem Mantel gegrenzt ist, der Mantel mit Heizstab am vorderen Ende verbunden ist, im Bereich des vorderen Endes eine oder mehrere Ausströmöffnungen vorgesehen sind und das Heizelement sich nach vorn verjüngt.

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Hettich - 8 -

Beim Gegenstand der Erfindung durchstr3mt die Kunststoff »schmelze das Heizelement, so daß der Stromungskanal von elektrisch aufgeheizten Teilen begrenzt wird. Durch die Wahl des Querschnittes, des Materials für dia Teile des Heizelements und der Stromführung in den den Strömungskanal begrenzenden Teilen des Heizelements, kann die Temperaturführung über den Bereich des Strömungskanals beeinflußt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verjüngt sich der Querschnitt des Heizstabes zum vor- ζ deren Ende. Zwischen der Verjüngung und dem Schaft des Heizstabes ist ein Teil mit großer Oberflache vorgese- ^ hen. Der maximale Querschnitt des Teils mit großer Oberflache ist gleich oder größer als der Schaftquerschnitt des Heizstabes.

Neben der Querschnittsverringerung und der damit verbundenen hohen Wärmeerzeugung in der Spitze sind somit auch Kittel vorhanden, welche die Wärme an die Schmelze abgeben können. Dies geschieht dadurch, daß der zwisehen der Spitze und dem Schaft gelegene Teil des Heizstabes eine erheblich größere Oberflache besitzt. Mittels dieser großen Oberflache kann in ausreichendem Maße Warme an die Schmelze übertragen werden·

Entlang des z.B. zylindrischen Schaftes des Heizstabes ist eine gleichmSßige Temperatur vorhanden. Im Bereich der Verbreiterung kann der leitende Querschnitt durch Aufstauchen des Mateirals etwa doppelt so groß sein, "" t so daß in diesem Abschnitt infolge des geringeren elektrischen Widerstandes weniger Wärme erzeugt wird. Zur Spitze hin steigt die Wärmeerzeugung wieder an, da sich der Querschnitt sehr stark verjüngt. Der verbreiterte Abschnitt des Heizstabes besitzt eine sehr große Oberfläche und bei größerer Querschnittsfläche

Hettich -Sader Schaft des Heizstabes eine geringere Eigenerwärmung. Hierdurch entsteht ein Wärmegefälle von der Spitze weg, in welcher sehr viel Wärme entsteht. Bei geeigneter Di4mensionierung der Bauteile kann ein nahezu kontinuierlicher Temperaturverlauf bis in die Spitze erzielt werden.

Der Aufbau des Heizelements mit einem mittigen Heizstab,. z.B. aus Chrom-Nickel-Stahl, der am vorderen Ende mit dem Mantel verbunden ist und die Begrenzung der vorderen Ausströmöffnung oder Ausströmöffnungen durch einen oder mehrere hochbelastbare Stege gewährleisten ( ) eine lange Lebensdauer des Heizelements such unter den Schlagbesnspruchungen durch die Kunststoffschmelze, die in das Heizelement eingeschossen wird.

Die Praxis zeigt, daß ein mit den erfindungsgemäßen Heizelementen ausgerüstetes Werkzeug nach einer Arbeitspause in kurzer Zeit wieder betriebsbereit ist. Hierzu ist nur die elektrische Aufheizung des Heizelements erforderlich.

Da während des Betriebes eine elektrische Regelung des

j ⁽ Heizelements entfällt, kommt man mit einer wirtschaftlichen Steuereinheit aus.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben.

Hettlc h - 9 -

I Es zeigen!

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ι Fig. 1 die Teilansicht eines Heißkanalwerkzeuges

j im Schnitt, -

I Fig. 2 eines der in Fig. 1 dargestellten Heizele-

5 raente iia Vertikalschnitt,

I Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III

4 in Fig. 2,

I Fig. 4 das Heizelement: nach der Fig. 2 in persp-sk-

r /"\ tivischer Darstellung und im Schnitt,

; . 10 Fig. 5,6 und 7 das hintere Kantelteil des Heizelements in verschiedenen Betrifebsstellungen
im Schnitt,

Flg. 8,9 und 10 Horizontalschnitte durch das vordere Ende verschiedener Heizelemente,

15 Fig. 11 eine Abwandlungsform des vorderen Endes des Heizelementes,

Fig. 12 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XII in Flg. 11,

i Fig. 13 eine Ansicht inRichtung des Pfeiles XIII in

'O 20 Fig. 11,

Fig. 14_P15 und 16 Horizontalschnitte durch das vordere Ende verschiedener Heizelemente mit um 90°
verdrehten, die Ausströmöffnungen begrenzenden Stegen,

25 Fig. 17 einen aus drei Heizelementen bestehenden Block in perspektivischer Darstellung,

Fig. 18 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Heiz- :■ elementes im Schnitt,

Fig. 19 konstruktive Einzelheiten des Heizelementes • 30 nach der Fig. 18,

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Fig. 20 ein weiteres AusfUhrungsbeispiel eines Heizelementes in schaubiildlicher Darstellung,

Fig. 21 eine konstruktive Einzelheit des Heizelementes nach der Fig. 20,

Fig. 22,23 und 24 weitere Ausführungsbeispiele von Heizelementen, bei denen der Mantel aus zwei untereinander elektrisch isolierten Teilen besteht,

Fig. 25 ein Heizelement im Schnitt, bei dem der Mantel einstQckig ausgebildet ist,

( 10 Fig. 26,27,28 und 29 weitere Ausführungsbeispiele für

die Gestaltung des vorderen Endes des Heizelementes.

Das in der Fig. 1 aufgezeigte Heißkanalspritzgußwerkzeug weist eine Aufnahmebuchse 1 für eine Maschinendüse auf.

Über diese Maschinendüse wird ein Verteilterkanal 2 gefüllt, in dem ein langgestreckter Heizdraht 3 zum Aufheizen der Kunststoffschmelze vorgesehen ist. Von dem Verteilerkanal 2 aus gelangt die Kunststoffschmelze in Heizelemente 4, die mit ihrem rückwärtigen Ende in den Verteilerkanal 2 ragen. Die Kunststoffschmelze durchströmt die Heizelemente 4 und gelangt über die Ausströmöffnungen 5 am vorderen Ende der Heizelemente in die Formnester 6. Die Öffnung des Werkzeuges zur Entfonnung der erstarrten Sprltzlinge erfolgt in der Ebene 7. Die Spritzlinge werden von den Ausstoßern 8 aus dem Formnest entfernt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 setzt sich das Heizelement aus einem raittigen Heizstab 9 und einem vorderen sowie einem hinteren Mantelteil 10,11 zu-Eammen. Durch Isolierscheiben 12,13 werden die beiden

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Mantelteile elektrisch untereinander isoliert. Sie sind über den Heizstab 9 miteinander verbunden.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 erfolgt die Stromzuführung über einen Steckkontakt 14 und einen Kontaktring 15, der mit dem hinteren Mantelteil 11 leitend verbunden ist. Der Stromfluß ist in der Fig. 2 angedeutet. Er geht über den Kontaktring 15, das hintere
Mantelteil, den Heizstab und das an Masse liegende vordere Mantelteil. Der Heizstab kann aus Chrora-Nickel-Stahl gefertigt werden, während die Mantelteile 10 und 11 aus einem Baustahl hergestellt sind. Der Heizstab 9 ist mit einer lanzenartigen Spitze 16 ausgerüstet, die im Querschnitt rechteckig ist und in den runden Teil des Heizstabes übergeht. Ira Heizelement können Temperaturen bis zu 400⁰C entstehen. Mit dem vorderen Ende des Heizstabes

in Richtung auf den Heizstab gebogen wurden. Diese Stege begrenzen zusammen mit dem vorderen Ende des Heizstabes / die Ausströmöffnungen 5 des Heizelementes. Die Ausströmöffnungen 5 im vorderen Mantel teil 10 beginnen voutler
O Querschnittsverjüngung des Heizstabes. Die seitlichen

Ausleger des lartzenartigen Endes 16 des Heizstabes er—
strecken sich durch die Ausstr5mJ5öff nungen 5 nach aussen. Hierdurch wird eine intensive Flächenberührung des vorderen Heizstabendes mit der Kunststoffschmelze erzielt, die zu einem optimalen Wärmetausch zwischen dea Heizstab und der Kunststoffschmelze führt. Auch die Stege
17 heizen je nach Wahl ihrer Querschnitte die Kunststoff schmelze auf, obwohl zwischen dem vorderen Ende
des Heizstabes und den Stegen 17,18 ein Temperaturabfall vorhanden ist.

sind im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 zwei

Stege 17,18 verbunden, die einstückig mit dem vorderen Mantelteil 10 sind und vom Aussenrand des Hanteilteils

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Durch die beschriebene Gestaltung des vorderen Endes des Heizelements und den damit geschaffenen Stromkreis Wird eine intensive Aufheizung im unmittelbaren Bereich der Einspritzöffnung zum Formnest des Werkzeuges erzielt.

Das vordere Ende des Heizelements ist aber auch so gestaltet, daß es hohe Druckbeanspruchungen aufnehmen kann. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß aus der Maschinendüse der Spritzgußmaschine die Kunststoff-( ) 10 schmelze mit einem Druck von ca. 1200 kp/cm in das Werkzeug hineingeschossen wird. Hierbei treten hohe Einspritzgeschwindigkeitgen auf, die unkontrollierbare Strömungsbelastungen mit sich bringen.

Da der Wärmetausch zwischen den aktiven Heizern des Heizelements sowie der Kunststoffschmelze direkt stattfindet, ohne zwischengeschaltete Materialien, arbeitet das Heizelement praktisch trSgheitslos=

Das rückwärtige Teil 19 des vorderen Hantelteils 10 weist ^ ) einen größeren Durchmesser auf als das übrige Mantelteil < \ 20 und 1st in dem AusläfOhrungsbeispiel nach den Fig. 2 und 4 als zylindrische Kammer 20 ausgebildet, die teilweise das hintere Kantelteil 11, den Kontaktring 15 und die beiden Isolierscheiben 12^13 aufnimmt. Diese Kammer 20 ist Ober eine Ringmutter 21 verschließbar.

Die Warmebelastungen des Heizelements können dadurch aufgefangen werden, daß eines der Kantelteile als Dehnungsausgleich ausgebildet ist.

Zu diesem Zweck ist bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 das hintere Mantelteil 11 wechselseitig mit

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krelssegmentförmigen Einschnitten 22 versehen. Diese Einschnitte 22 können im Bereich ihrer am Umfang des Mantelteils liegenden Offnungsränder im kalten Zu-'i stand des Heizelements zusammengepreßt sein, wie dies 5 in der Fig. 7 aufgezeigt ist. Stellt die Fig. 7 den ' Ausgangszustand des hinteren Mantelteils dar, so sind in den Fig. 5 und 6 BetriebszustMnde aufgezeigt, die sich bei einer Wärmebelastung des Heizelements ergesi ben» Auch die Fig. 5 kann den Ausgangszustand bilden.

(") 10 Durch die Einschnitte und durch eine besondere Wahl

der Anordnung kann auch der elektrische Stromfluß be-) einflußt werden. Hierdurch lgßt sich eine Beeinflußung der Temperaturführung im Heizelement erreichen.

In den Innenraum des hinteren Mantelteils 11 strömt die Kunststoffschmelze aus dem Verteilerkanal 2 über ^f Öffnungen 23.

. Dem durch den mittigen Heizstab 9,16 und di.e Mantel— ; teile 10,11 begrenzten Str8mungskanal für die Kunst-( ) stoffschmelze ist das Bezugszeichen 24 zugeordnet.

Ί 20 Aus den Fig. 9 und 10 ergibt sich, daß der Heizstab \ 9 am vorderen Ende auch kreuz- oder sternförmig ausgebildet sein kann. In der Fig. 9 sind dem vorderen Ende des Heizstabes vier Stege 25 zugeordnet, wahrend bei der Konstruktion nach der Fig. 10 drei Stege 25 vorgesehen sind. Diese Stege 25 und 26 sind ebenfalls wie die Stege 17 und 18 in der vorderen Spitze des Heiselements mit dem Heizstab verbunden.

In den Fig. 11 bis 13 1st das vordere Ende eines Heizelements aufgezeigt, bei dem die mit dem Hantelteil verbundenen Stege 27,28 vor ihrer Vereinigung mit dem

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Heizstab 9 um 90° gedreht werden. Durch diese Maßnahme wird der Stromungswiderstand der Kunststoffschmelze im Bereich der vorderen Ausstraöroöffmangen 5 herabgesetzt. Gleichzeitig wird eine Mischung und Homogenisierung der Kunststoffschmelze erreicht.

In der Fig. 14 ist ein Schnitt nach der Linie XIV-XIV in der Fig. 12 aufgezeigt.

Aus den Fig. 15 und 16 ergibt sich, daß auch bei dieser Konstruktion mit den um 90° verdrehten Stegen das vordere Ende des Heizstabes eine von der Lanzenform ahweichende Profilierung aufweisen kann. In der Fig. 15 ist ein Kreuzförmiger und in der Fig. 16 ein sternförmiger Heizstab dargestellt. Die den Heizstäben zugeordneten Stege 29 und 30 sind ebenfalls gegenüber dem Kantelteil 10 um 90° gedreht und dann durch Schweißen oder Löten mit der vorderen Sptize des Heizstabes verbunden worden.

Die Fig. 17 zeigt, daß der rückwärtige Teil 19 des vorderen Mantelteils 10 auch viereckig bzw. blockförmig ausgebildet sein kann. Hehreren Heizelementen kann auch ein gemeinsamer Block zugeordnet werden.

Bei dem Ausftlhrungsbeispiel nach den Fig. 18 und 19 ist das hintere Kantelteil 31 als zylindrische Schraubenfeder ausgebildet. Diese zylindrische Schraubenfeder ist am hinteren Ende über einen Haltesteg 32 mit dem Heizstab 9 verbunden. Im übrigen stimmt der Aufbau des Heizelemente nach der Fig. 18 mit dem nach der Fig. 2 überein.

Das hintere Mantelteil 33 bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 20 und 21 ist siebförmig ausgebildet und mit Längsschlitzen 34 versehen. Die die Längsschlitze

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begrenzenden Stege können bei dar Wärmebelastung des Heizelements im Betrieb deformiert v/erden und z.B. die in strichpunktierten Linien in der Fig. 21 angedeutete Form einnehmen.

In der Fig. 22 ist ein Heizelement dargestellt, bei dem das vordere Hantelteil 35 mit Einschnitten 36 versehen ist, die einen Dehnungsausgleich unter dem Einfluß der Wärmebelastung im Betrieb ermöglichen. Das hintere Mantelteil 37 ist scheibenförmig ausge-( 10 bildet und mit Durchströmkanälen 38 zum Einführen ₍ der Kunststoff schmelze in den Strj5ömungskanal 39 ausgerüstet. Das vordere Kantelteil 35 ist gegenüber dem hinteren Kantelteil 37 durch eine Isolierscheibe 40 elektrisch isoliert, Zwischen der Endscheibe der Überwurfmutter 41, die die beiden Kantelteile zueinander festlegt und dem hinteren Mantelteil 37 1st ebenfalls eine Isolierscheibe 42 vorgesehen. |

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 23 ist das hintere Mantelteil 43 mit einer Metallmembran 44 ausgerüstet, die mit Durchströmbohrungen 45 für die Kunst- _x stoffschmelze versehen ist. Die Innenränder der Metallmembran sind fest mit dem Heizstab 9 verbunden, so daß über die Membran ein Dehnungsausgleich zwischen den Funktionsteilen des Heizelements vorgenommen werden kann«

Die Fig. 24 zeigt ein Heizelement, bei dem das vordere

Mantelteil 46 und das hintere Kantelteil 47 gegenüber %

dem Spritzwerkzeug elektrisch isoliert sind. Als Iso- '

lierung dienen die Isolierscheiben 48,49 und 5G sowie die Hülse 51. Der Strom wird über die Anschlüsse 52 und 53 geleitet. Der Kontaktring 54 und das rückwärtige Teil 55 des vorderen Kantelteils 46 sind in einer zylindrischen Ringkammer 56 angeordnet, die durch eine Ringmutter 57 | verschlossen wird.

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Aus den Fig. 26 und 27 ergibt sich, daß das vordere Ende des Hei2stabes als separates Formteil 58 ausgebildet sein kann. Dieses Formteil kann lals Blechstanzteil oder als Prägeteil gestaltet sein. Die Ausströmöffnungen werden bei dieser Konstruktion durch Stege begrenzt, die als 15-förmiges Formteil 59 ausgebildet sind. Die Formteile werden, wie sich insbesondere aus der Fig. 27 ergibt, formschlüssig zusammengesteckt und dann untereinander bzw. mit dem Heizstab 60 durch Schwei-Ben oder Löten verbunden.
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Es ist auch denkbar, das vordere Ende des Heizelementes im Sinne der Fig. 28 und 29 zu gestalten. Bei dieser Konstruktion werden die die Ausströmöffnungen begrenzenden Stege durch winkelförmige Formteile 61 gebildet, die ά&& in der vorderen Spitze des Heizstabes in Ausnehmungen 62 eingesetzt und festgelegt und am anderen Ende mit dem vorderen Hantelteil 63 verbunden werden.

In den erörterten Ausführungsbeispielen wurden Heizstäbe dargestellt, die im Querschnitt eine KrefeForro aufweisen. Es können natürlich auch Keizstäbe eingesetzt werden, de-, ren Querschnitt von der Kreisform abweicht.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Verhältnis der

'* Oberfläche des Heizstabes im Bereich des Stromungskanals

zur Innenfläche des Mantels 1:1,5 bis Ii3,5 und vorzugsweise Ii 1 bis Ii3 zu v/ählen. Bin optimales Verhältnis ist 1:2,5.

Wird das Heizelement in diesem Sinne gestaltet, so bildet die Kunststoff schmelze an der Innenseite der Plantelteile eine Isolierschicht, die sich für den Betrieb des Heizelements in einer gewissen Stärke als vorteilhaft erwiesen hat. Nach einer Betriebspause und einem erneuten Aufheizen des Heizelements stellt sich die gewünschte

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Innenisolierschicht aus dem Material der Kunststoff— schmelze wieder ein.

In der Fig. 25 ist ein Heizelement aufgezeigt, bei dem dem Heizstab 64 ein einstückiger Metallmantel 65

■ 5 zugeordnet ist. Der Heizstab ist am vorderen Ende mit den Stegen 56 des Kanteis verbunden. Die elektrische Isolierung im Bereich des hinteren Hantelendes zwischen dem Heizstab 64 und dem Hantel wird Ober eine Dichtung 67 vorgenommen» Diese Dichtung begrenzt a^jch

, , j 10 den Strömungskanal 68 des Heizelements am hinteren

Ende, dem die Kunststoffschmelze über eine seitliche ' Einlaßöffnung 69 zugeführt wird. Die Dichtung 67 stützt sich auf einem Innenflansch 70 des Mantels ab. Dieser Innenflansch begrenzt eine Durchführöffnung für den Heizstab 64. Die Dichtung wird im Mantel über eine Ringmutter 71 festgelegt.

Die Spitze des Heizelements kann mit einem Ventilkegel versehen werden, der mit dem Ventilsitz in der Vorkammerbuchse oder im Formnest abgestimmt ist.

ν 20 Die beschriebenen Isolierscheiben werden im Betrieb mit hohen Temperaturen belastet. Bei dem Einsatz dee Heizelements in einer Maschinendüse treten zusätzlich hohe

Druckbelestungen von 5 bis 10 kp/cm auf. Um diese Beanspruchungen aufnehmen zu können, werden die Isolierscheiben großflächig ausgebildet und aus Aluminiumoxyd-Keramik gefertigt. Durch die im Betrieb auftretenden axialen Drücke, die von der Maschinendüse aufgenommen werden müssen, treten zusätzliche Schlagbeanspruchunoen der Isolierscheiben auf.

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Bezugszeichen

1 Aufnahmebuchse 37 hinteres Mantelteil

2 Verteilerkanal 38 Durchströmkanal

3 Heizdraht 39 Strömungskanal

4 Heizelement 40 Isolierscheibe

5 Ausströmöffnung 41 Überwurfmutter

6 Formnest 42 Isolierscheibe

7 Ebene 43 Kantelteil

8 Ausstoßer 44 Metallmembran

9 Heizstab 45 Durchströmbohrung

10 Kantelteil 46 Mantelteil

11 Kantelteil 47 Krintelteil

12 Isolierscheibe 48 Isolierscheibe

13 Isolierscheibe 49 Isolierscheibe

14 Steckkontakt 50 Isolierscheibe

15 Kontaktring 51 Hülse

16 Spitze 52 Anschluß

17 Stege 53 Anschluß

18 Stege 54 Kontaktring

19 rückwärtiges Teil 55 Teil

20 Kammer 56 Ringkamroer

21 Ringmutter 5 7 Ringmutter

22 Einschnitt 58 Formteil

23 Öffnung 59 Formteil

24 Strömungskanal 60 Heizstab

25 Steg 61 Formteil ZG Steg 62 Ausnehmung

27 Steg 63 Ksntelteil

28 Steg 64 Heizstab

29 Steg 65 Mantel

30 Steg 66 Steg

31 Mantelteil 67 Dichtung

32 Kaltesteg 68 Stromungskanal

33 Kanteltsil 69 Einlaßöffnung

34 Langsschlitz 70 Innenflansch

35 vorderes Man.fc£.l.i;eiJ. ,71,, Ringrautter

36 Einschnitt :* ;"; ; :*/ i:": i \

Claims

·,.· .:. '..' : Patentanwälte Hettich - ι - Dr. Loesenbeck (198O) Dipl.-Ing. Stracke DipL-lng. Loesenbeck Jöllenbecker Str. 164,4800 Bielefeld Schutzansprüche

1. Düse für eine Kunststoffspritzgußmaschine, ein Extrudermundstück oder ein Heißkanalwerkzeug mit - einem elektrisch betriebenen Heizelement,

dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement einen Stromungskanal (24.68) fur

\ die Kunststoffschmelze aufweist, der von einem mit-U

tigen Heizstab (9,64) und einem Mantel (10,11;65)

O begrenzt ist, dsr Hantel mit dem Heizstab am vorderen Ende verbunden ist, im Bereich deE vorderen

Endes eine oder mehrere Ausströmöffnungen (5) vorge— sehe« sind und das Heizelement sich nach vorn ver-^E jungt.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel aus zwei ein- oder mehrstückigen Teilen

(10,11) besteht und die beiden Mantelteile gegenein-I
h ( ) ander elektrisch isoliert sind.

3. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß der Mantel (65) einstückig und im Bereich des hinteren Endes über eine Dichtung (67) gegenüber dem Heizstab (64) elektrisch isoliert ist.

4· Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (67) den Strömungskanal (68) des Heizelements am hinteren Ende begrenzt und die Kunststoff schmelze in den Strömungskanal über eine seitliche Einlaßöffnung (69) zuführbar ist.

5. Düse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (67) sich auf einem eine Durch-

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führöffnung für den Heizstab (64) begrenzenden Innenflansch (70) des Mantels (65) abstützt und an der anderen Seite über eine Ringmutter (71) festgelegt ist.

6. Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Heizstabes sich zum vorderen Ende verjüngt, zwischen der Verjüngung und dem Schaft des Heizstabas ein Teil mit großer Oberflache vorgesehen ist und der maximale Querschnitt des Teiles mit großer Oberfläche gleich oder größer ist als j λ der des Schaftquerschnittes.

t Λ 7. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnung (5) oder die Ausstromöffnungen im vorderen Mantelteil (10) vor der Querschnit£sverjüngung des Heizstabes (9) beginnt bzw. beginnen.

8. Düse nach einem der Ansprüche 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ausströmöffnungen (5) begrenzenden Stege (17,18,25,26,27,28,29,30) einstückig mit dem vorderen Mantelteil sind und von dem Mantelteil abgebogen sind und vorn zu einer Spitze zulaufen.

9. Düse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Mantel einstückigen Stege (27,28,29,30) nach einer Verdrehung um 90 mit dem vorderen Ende des Heizstabes verbunden sind.

10. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ausströmöffnungen (5) begrenzenden Stege mit dem vorderen Ende des Heizstabes und mit dem vorderem Mantelteil verbundene Formteile (61) sind.

11. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Heizstabes als separates Formteil (58), vorzugsweise als Blechstanzteil oder Prägeteil, ausgebildet ist»

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12. Döse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ausströmöffnungen begrenzenden Stege als U-förmiges Formteil (59), vorzugsweise Blechstanzteil, gestaltet sind.

13. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (16) des Heizstabes (9) lanzenförmlg mit rechteckförmigera Querschnitt ausgebildet ist.

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14. Düse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß die seitlichen Ausleger der Lanze sich durch ν die Ausströmöffnungen (5) nach aUf*sen erstrecken.

15. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, §■ daß das vordere Ende des Heizstabes stern- oder |.» kreuzförmig gestaltet ist. |

16. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- | net, daß der Mantel bzw. die Mantelteile zylindrisch | ausgebildet sind. i,

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17. Düse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, |

daß das vordere Mantelteil (10) im Durchmesser ab'ge- |

setzt ist und das rückwärtige Teil den großen Durch- |

messer aufweist. |

18. Düse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das ruckw/artige Teil als zylindrische Kammer ausgebildet ist, die teilweise das hintere Kantelteil, einen mit dem hinteren Hantelteil verbundenen

mindestens
Kontaktring,^rsvsi Isolierscheiben sufninant und über

eine Ringrauttar verschließbar ist. ,'

19. Düse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, i daß das rückwärtige Teil eine viereckige Aussenkon- | tür aufweist. t.

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20. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Kantelteile als Dehnungsausgleich ausgebildet ist.

21. Düse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Kantelteil (11) wechselseitig mit kreissegmentförmigen Einschnitten (22) versehen ist.

22. Düse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Kantelteil als zylindrische Schraubenfeder (31) ausgebildet ist, die am hinteren Ende mit einem am Heizstab (9) befestigten Haltesteg (32) versehen ist.

23. Düse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Mantel teil siebförmlg ausgebildet ist und Längsschlitze (34) aufweist.

24. Düse nach Anspruch 2, dadurich gekennzeichnet, daß das hintere Mantelteil (37) scheibenförmig ausgebildet ist und mindestens einen Durchströmkanal (38) für die Kunststoffschmelze aufweist·

Q 25. Düse nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Mantelteil mit einer am Heizstab festgelegten Metallmembran (44) ausgerüstetfist, die mit Durchströmbohrungen (45) für die Kunststoffschmelze versehen ist.

26. Düse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen Mantelteil zueinander versetzte Einschnitte (36) vorgesehen sind und das hintere Mantelteil (37) als Seheibe ausgebildet ist.

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27. Düse nach Anspruch 21 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (22,36) im Bereich ihrer am Umfang des Mantelteils liegenden Öffnungsränder im kalten Zustand des Heizelements zusammengepreßt sind.

28. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere und das hintere Manteilteil (46,47) gegenüber dem Spritzwerkzeug elektrisch isoliert sind.

29. Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- (~) durch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Heizstabes von der Kreisform abweicht.

30. Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Oberfläche des Heizstabes im Bereich des Stromungskanals zur Innenfläche des Mantels 1:1,5 bis 1:3,5 vorzugsweise 1:2 bis 1:3 1st.

31. Düse nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Oberfläche des Heizstabes im Bereich des Stromungskanals zur Innenflache des Mantels Is2,5 beträgt.

32. Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnte, daß die Spitze des Heizelements mit einem Ventilkegel versehen ist, der mit dem Ventilsitz in der Vorkammerbuchse oder im Formnest abgestimmt ist.

33. Düse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierscheiben aus Aluminiumoxyd-Keramik gefertigt sind.