DE102004003002A1

DE102004003002A1 - Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge

Info

Publication number: DE102004003002A1
Application number: DE200410003002
Authority: DE
Inventors: Klaus Bühler
Original assignee: Braunform GmbH
Current assignee: Braunform GmbH
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2005-08-18

Abstract

Eine Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge zum Zuführen des heißen Kunststoffs weist einen Düsenkörper 2 mit einem Zuführkanal 3 sowie einer vorderen öffnung 4 auf. In dem Zuführkanal 3 ist eine längsverschiebbare Verschlußnadel 6 mit einem vorderen zylinderförmigen Verschlußelement 7 längsverschiebbar angeordnet. Die Zentriereinrichtung für die Verschlußnadel 6 weist radial nach innen gerichtete Flügel 8 auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge zum Zuführen des heißen Kunststoffes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Konkret geht es bei der Erfindung um sogenannte Heißkanäle, speziell um ein zylindrisches Nadelverschlußsystem für derartige Heißkanäle. Diese Heißkanäle dienen im Kunststoffspritzgießwerkzeug der Zufuhr des viskosen, heißen Kunststoffs und weisen zu diesem Zweck eine hohe Temperatur auf, damit der zuzuführende viskose Kunststoff nicht aushärtet.

Bekannte Düsen weisen einen Düsenkörper auf, in welchem ein Zuführkanal für den Kunststoff ausgebildet ist. Dieser Zuführkanal mündet am vorderen Ende in einer Öffnung, durch die hindurch der heiße Kunststoff in die Formenhohlräume des Werkzeugs eindringt. Zum Öffnen und Schließen der Düse dient eine Verschlußnadel, welche längsverschiebbar in dem Zuführkanal angeordnet ist. Diese Verschlußnadel weist am vorderen Ende ein zylindrisches Verschlußelement auf. In der Schließstellung taucht dieses vordere Verschlußelement in die Öffnung des Düsenkörpers bzw. in die im eigentlichen Werkzeug ausgebildete Zuführöffnung ein und verschließt diese dicht.

Das Problem bei diesem Nadelverschlußsystem besteht darin, daß die Verschlußnadeln exakt zentriert werden müssen, damit es im Laufe der Zeit keinen Materialabrieb gibt und dadurch die Zuführöffnung im verschlossenen Zustand allmählich undicht wird, was zu störenden Graten beim Spritzling führt. Aus diesem Grunde gibt es Zentriereinrichtungen für die Verschlußnadel. Bei einer Ausführungsform einer derartigen Zentriereinrichtung ist der Zuführkanal im Düsenkörper innenseitig konisch ausgebildet und mündet in einer zylindrischen Führung, so daß die zylindrische Spitze der Verschlußnadel exakt in die Anschnittöffnung geführt wird. Allerdings ist diese Zentriereinrichtung nicht optimal.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge zum Zuführen des heißen Kunststoffs der eingangs angegebenen Art mit einer verbesserten Zentriereinrichtung zu schaffen.

Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.

Dadurch ist eine Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge zum Zuführen des heißen Kunststoffs mit einer optimalen Zentriereinrichtung für die Nadel geschaffen. Die Grundidee der erfindungsgemäßen Zentriereinrichtung besteht in mehreren, radial nach innen gerichteten Flügeln. Diese definieren die Zentrierung sowohl für das vordere, zylindrische Verschlußelement als auch für die Verschlußnadel. Die Flügel sind dabei sternförmig ausgebildet. Die Zwischenbereiche zwischen den Flügeln definieren Durchgangsöffnungen für den zurückfließenden heißen Kunststoff beim Schließen der Nadel.

Die Grundidee der bevorzugten Weiterbildung gemäß Anspruch 2 besteht darin, die Zentrierung nicht mehr wie bisher im eigentlichen Heißkanalelement anzuordnen, sondern die Zentrierung ist Teil des eigentlichen Kunststoffspritzgießwerkzeugs, so daß die Flügel im kalten Bereich des Werkzeugs liegen. Die Zentrierung befindet sich dabei in unmittelbarer Nähe zur Heißkanalöffnung.

Vorteilhaft sind gemäß der Weiterbildung in Anspruch 3 drei, gleichmäßig um den Umfang verteilte Flügel vorgesehen. Durch diese drei Flügel ist die Zentrierung für die Verschlußnadel eindeutig definiert. Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch denkbar, mehr als drei Flügel für die Zentriereinrichtung vorzusehen.

Vorzugsweise haben die Flügel gemäß der Weiterbildung in Anspruch 4 eine im wesentlichen rechteckige oder trapezförmige Querschnittsstruktur. Die trapezförmige Querschnittsstruktur ist dabei bevorzugt, wobei die seitlichen Begrenzungskanten des Trapezes auf den Radiallinien der Düsenachse liegen. Die Zwischenbereiche zwischen den Flügel sind dabei in den Kantenbereichen vorzugsweise abgerundet.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 schafft eine exakte Zentrierung der Verschlußnadel, indem diese mehr oder weniger ohne Spiel zwischen den Vorderenden der Flügel festgelegt ist.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 6 schlägt vor, daß der Durchmesser der Verschlußnadel größer ist als der Durchmesser des vorderen, zylindrischen Verschlußelements. Somit ist die Nadel insgesamt als Spitze ausgebildet.

Eine Weiterbildung hiervon schlägt gemäß Anspruch 7 vor, daß der Übergang zwischen der Verschlußnadel und dem vorderen Verschlußelement kegelförmig ausgebildet ist. Diese kegelförmige Ausbildung hat den Vorteil, daß die Verschlußnadel beim Auftreffen des Vorderendes der Verschlußnadel auf die Flügel in den zentralen Begrenzungsbereich der Flügel geführt wird.

Die Zentrierwirkung wird gemäß der Weiterbildung in Anspruch 8 optimiert. Insbesondere kann auch bei einem starken Achsversatz der Verschlußnadel bezüglich zur Achse des Zuführkanals immer noch eine einwandfreie Zentrierung erfolgen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Verschlußnadel in dem Düsenkörper verkantet.

Schließlich schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 9 vor, daß die zum Zuführkanal gerichtete Stirnseite der Flügel eben ist. Dies bedeutet, daß die Ebene der Flügel in der Querschnittsebene der Düse liegt.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge zum Zuführen des heißen Kunststoffs wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:
1a eine Längsschnittdarstellung der Düse in geöffnetem Zustand;
1b eine Längsschnittdarstellung der Düse während des Verschließvorganges;
1c eine Längsschnittdarstellung der Düse in geschlossenem Zustand;
2 eine Ansicht der Zentriereinrichtung der Düse;
3 ein vergrößerter Detailausschnitt der Darstellung in 1b.
Von dem Kunststoffspritzgießwerkzeug ist eine Kalotte 1 dargestellt. In dieser Kalotte 1 befindet sich die Düse eines Heißkanalsystems.
Die Düse weist einen Düsenkörper 2 auf, welcher von einer Heizung 9 umgeben ist. Im Düsenkörper 2 ist ein Zuführkanal 3 ausgebildet. Dieser mündet im vorderen Bereich des Düsenkörpers 2 in einer Öffnung 4. An diese Öffnung 4 schließt sich im eigentlichen Werkzeug, nämlich der Kalotte 1, eine korrespondierende Zuführöffnung 5 an.
In dem Zuführkanal 3 des Düsenkörpers 2 ist eine zylindrische Verschlußnadel 6 längsverschiebbar angeordnet. Im vorderen Bereich dieser Verschlußnadel 6 weist diese ein zylindrisches Verschlußelement 7 auf. Der Übergangsbereich zwischen diesem Verschlußelement 7 und der eigentlichen Verschlußnadel 6 ist als Kegel ausgebildet.
Schließlich ist eine Zentriereinrichtung für die Verschlußnadel 6 vorgesehen. Diese Zentriereinrichtung besteht aus drei radial nach innen gerichteten Flügeln 8. Diese Flügel 8 sind im Bereich der Zuführöffnung 5 der Kalotte 1 des Werkzeugs ausgebildet. Die Querschnittsstruktur dieser Flügel 8 ist im wesentlichen trapezförmig, wobei die beiden seitlichen Schrägbegrenzungen des Trapezes auf den Radiallinien zur Längsmittelachse der Düse liegen. Der Zwischenbereich zwischen den benachbarten Flügeln 8 ist leicht abgerundet.
Die Funktionsweise ist wie folgt:
1a zeigt den geöffneten Zustand des Systems, d. h. die Verschlußnadel 6 befindet sich in der hinteren Stellung. In dieser Position der Verschlußnadel 6 kann durch den Zuführkanal 3 der heiße Kunststoff eingespritzt werden.
Zum Schließen der Düse wird die Verschlußnadel 6 nach vorne bewegt. Diese Zwischenposition ist in 1b sowie in 3 dargestellt. Dabei trifft der Kegelbereich zwischen dem vorderen zylinderförmigen Verschlußelement 7 und der Verschlußnadel 6 auf die Vorderenden der Flügel 8, so daß die Verschlußnadel 6 zentriert wird. Diese liegt dann an den radialen Innenenden der Flügel 8 zentrierend an. Zwischen dem Düsenkörper 2 und der Verschlußnadel 6 ist ein Zwischenraum, wie in 3 erkennbar ist.
Beim weiteren Nachvornebewegen der Verschlußnadel 6 taucht das zylindrische Verschlußelement 7 in die Zuführöffnung 5 der Kalotte 1 ein und verschließt diese. Der überschüssige Kunststoff wird dabei nach hinten durch die Zwischenräume zwischen den Flügeln 8 hindurch gedrückt.

1: Kalotte
2: Düsenkörper
3: Zuführkanal
4: Öffnung
5: Öffnung
6: Verschlußnadel
7: Verschlußelement
8: Flügel
9: Heizung

Claims

Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge zum Zuführen des heißen Kunststoffs mit einem einen Zuführkanal (3) sowie eine vordere Öffnung (4) aufweisenden Düsenkörper (2), mit einer in dem Zuführkanal (3) längsverschiebbaren Verschlußnadel (6) mit einem in der Schließstellung in eine Zuführöffnung (5) des Werkzeugs eintauchenden, vorderen Verschlußelement (7) sowie mit einer Zentriereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung für die Verschlußnadel (6) vor der Zuführöffnung (5) radial nach innen gerichtete Flügel (8) aufweist.
Düse nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (8) im eigentlichen Werkzeug ausgebildet sind.
Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei, gleichmäßig um den Umfang verteilte Flügel (8) vorgesehen sind.
Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (8) eine im wesentlichen rechteckige oder trapezförmige Querschnittsstruktur aufweisen.
Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußnadel (6) einen runden Querschnitt aufweist und daß die radial inneren Enden der Flügel (8) auf einer Kreislinie liegen, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser der Verschlußnadel (6).
Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Verschlußnadel (6) größer ist als der Durchmesser des vorderen Verschlußelements (7).
Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen der Verschlußnadel (6) und dem vorderen Verschlußelement (7) kegelförmig ausgebildet ist.
Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen benachbarten Flügeln (8) derart ausgebildet ist, daß das vordere Verschlußelement (7) nicht in diesen Zwischenraum eindringen kann.
Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Zuführkanal (3) gerichtete Stirnseite der Flügel (8) eben ist.