DE202008006865U1

DE202008006865U1 - Düsenkühlung für Formgebungswerkzeuge

Info

Publication number: DE202008006865U1
Application number: DE200820006865
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Stemke Kunststofftechnik De GmbH
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2018-05-16

Abstract

Düsenkühlung für Formgebungswerkzeuge mit einer Heißkanaldüse (1, 11, 12), dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (1, 11, 12) von einem Kühlring (3) umschlossen ist, welcher an einen Kühlmittelzu- (31) und einen Kühlmittelabflusskanal (32) angeschlossen ist, wobei das Kühlmittel flüssig in den Kühlring (3) ein- und gasförmig aus dem Kühlring (3) austritt.

Description

Die Erfindung betrifft die gezielte Kühlung von Heißkanaldüsen für die Formgebung mit fließfähigen und erstarrenden Materialien wie Kunststoffen oder Metallen.
Beim Einbringen von fließfähiger Schmelze in eine Form ist es erforderlich, die Schmelze innerhalb der Düse und während des Füllens der Form hinreichend flüssig zu halten, nach dem Befüllen der Form jedoch eine gezielte Abkühlung der Masse und des Werkzeugs herbeizuführen, um eine hohe Homogenität des Materials und eine gewünschte Oberflächenqualität des Werkstücks zu erreichen. Neben der Flächen- und Volumenkühlung beispielsweise mittels eines im Werkzeugkörper angeordneten Kühlsystems ist es bekannt, auch gezielt Heißkanaldüsen zu kühlen. Das deutsche Patent DE 10 2004 033 469 B3 beschreibt einen Werkzeugeinsatz für den Anschnitt einer Heißkanaldüse für eine Spritzgießmaschine, welcher den werkzeugseitigen Teil der Düse aufnimmt und seinerseits in eine entsprechend bemessene Ausnehmung des Werkzeugs einsetzbar ist. Der Werkzeugeinsatz besteht aus einem vorderen zylindrischen Passteil mit Fließkanal und einem Aufnahmekopf für die Düsenspitze. Es sind mindestens zwei voneinander getrennte Kammern zwischen der Außenwand des Aufnahmekopfes und der Wand der Ausnehmung im Werkzeug vorhanden, von denen einer mit einem im Werkzeug vorhandenen Zuflusskanal und der andere mit einem im Werkzeug vorhandenen Abflusskanal für ein Kühlmittel verbunden ist. Zwischen den Kammern besteht eine Strömungsverbindung, die vorzugsweise möglichst weit von den Mündungen der Kühlmittelkanäle entfernt liegt. Allerdings erfordert die bekannte Lösung einen relativ hohen Aufwand zur Abdichtung der vom Kühlmittel beaufschlagten Räume. Darüber hinaus kann es wegen der vorgesehenen Strömungswege zu Beeinträchtigungen der Strömung des Kühlmittels bis hin zu Verwirbelungen kommen, deren Folge eine Verstärkung der Hysterese der Kühlwirkung bezüglich des Kühlmitteleintrags bedeutet.
Somit ergibt sich als Aufgabe der Erfindung, die gezielte Kühlung von Heißkanaldüsen zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Düsenkühlung für Formgebungswerkzeuge mit einer Heißkanaldüse mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst, indem die Düse von einem Kühlring umschlossen ist, welcher an einen Kältemittelzu- und einen Kältemittelabflusskanal angeschlossen ist, wobei das Kältemittel flüssig in den Kühlring ein- und gasförmig aus dem Kühlring austritt und im Kühlring eine möglichst lange Strecke überwindet. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Kühlring nahe dem Düsenausgang angeordnet ist. Weitergeführt wird die Erfindung dadurch, dass nahe des Düsenausgangs ein an eine Regeleinrichtung für die Kühlmittelzufuhr angeschlossener Temperaturfühler angeordnet ist. Die Verbindungen zwischen dem Kühlring und den das Kältemittel führenden Kanälen sind hermetisch ausgeführt, so dass jedes geeignete Kältemittel verwendet werden kann. Mit dem Eintritt des Kältemittels in den gegenüber der Zuleitung großvolumigen Kühlring verdampft das flüssige Kältemittel und entzieht so dem angrenzenden Material und damit der Heißkanaldüse mit einem steilen Verlauf gezielt Wärme. Das erforderliche Kältemittelvolumen und/oder die Strömungsgeschwindigkeit werden mittels einer Regeleinrichtung anhand der nahe dem Düsenausgang gemessenen Temperatur bestimmt.
Die Erfindung wird nachfolgend in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt
eine Düsenkühlung nach der Erfindung im Schnitt.
Ein Düsenkörper 1 umgibt einen Düsentrichter 11 mit einem Düsenausgang 12. Der Düsenkörper 1 wird von einer Krone 2 umschlossen, die mit dem Düsenkörper 1 verbunden ist. Der Düsentrichter 11 wird nahe dem Düsenausgang 12 konzentrisch von einem Kühlring 3 umgeben, der mit einem Kältemittelzuführkanal 31 und einem Kältemittelabführkanal 32 verbunden ist. Die Mündungen der Kanäle 31, 32 liegen diametral gegenüber, so dass der Kühlring 3 eine maximale, in Form einer an der Mündung des Kältemittelkanals 31 beginnenden Verzweigung mit Wiedervereinigung in der Mündung in den Kältemittelabführkanal 32 ausgebildete Kühlstrecke mit konfliktfreier Strömung ergibt. Die lichte Weite des Kältemittelabführkanals 32 ist größer als die lichte Weite des Kältemittelzuführkanals 31, um der mit dem Verdampfen des Kältemittels verbundenen Volumenausdehnung gerecht zu werden. Der Verlauf der Kältemittelkanäle 31, 32 ist schematisch abgebildet, ebenso wie die Positionierung eines Temperaturfühlers 4, dessen aktiver Abschnitt möglichst nahe dem Düsenausgang 12 angeordnet sein sollte. Nicht dargestellt sind der weitere Kältemittelkreislauf, an den die Kältemittelkanäle 31, 32 angeschlossen sind, und eine Regeleinrichtung, mit welcher der Temperaturfühler 4 verbunden ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2004033469 B3 [0002]

Claims

Düsenkühlung für Formgebungswerkzeuge mit einer Heißkanaldüse (1, 11, 12), dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (1, 11, 12) von einem Kühlring (3) umschlossen ist, welcher an einen Kühlmittelzu- (31) und einen Kühlmittelabflusskanal (32) angeschlossen ist, wobei das Kühlmittel flüssig in den Kühlring (3) ein- und gasförmig aus dem Kühlring (3) austritt.
Düsenkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlring (3) nahe dem Düsenausgang (12) angeordnet ist.
Düsenkühlung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nahe dem Düsenausgang (12) ein an eine Regeleinrichtung für die Kühlmittelzufuhr angeschlossener Temperaturfühler (4) angeordnet ist.