DE3124958A1 - Duesendichtung fuer ventilnadelgesteuerte spritzgiessvorrichtung - Google Patents
Duesendichtung fuer ventilnadelgesteuerte spritzgiessvorrichtungInfo
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Description
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Düsendichtung für ventilnadelgesteuerte Spritzgießvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Spritzgießvorrichtung enthaltend
eine kühlbare Formplatte mit einer zu einem Formhohlraum führenden Durchtrittsöffnung, ein in die Formplatte eingesetztes,
beheizbares Einspritzteil mit einer Einspritzdüse, die durch einen Luftspalt gegen die Formplatte isoliert ist,
und mit einem durch das Einspritzteil verlaufenden Kanal, durch den eine unter Druck gesetzte Schmelze von einer
Spritzgußmaschine her der Durchtrittsöffnung zuführbar ist,
eine längliche, in einer Bohrung des Einspritzteils zwischen einer Offen- und einer Schließstellung hin- und herbewegbare
Ventilnadel mit einem Antriebsende und einem verjüngten Ende, und einen Antriebsmechanismus für die Ventilnadel.
Aus der US-PS 4 043 740 ist eine Düsendichtung bekannt, die
in die Einspritzdüse des Einspritzteils eingesetzt ist und über den Luftspalt hinweg verläuft, so daß sie um die Einspritzöffnung
herum der Formplatte anliegt. Dadurch wird zwar der Austritt von unter Druck gesetzter Schmelze in den
Luftspalt verhindert und die Wärmeübertragung zu dem Bereich der Einspritzöffnung vergrößert, jedoch bleiben in bestimmten
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Anwendungsfällen, bei denen bestimmte Materialien eingesetzt werden, einiqe Probleme ungelöst. Normalerweise wird die
l/entilnadel erst 3-4 Sekunden nach Füllung des Formhohlraums
geschlossen, wodurch Schrumpfungsvorgänge berücksichtigt werden. Jedoch verfestigt sich während dieser Zeit
eine dünne Schicht oder ein film der Schmelze, die bzw. der sich an der Innenseite der Einspritzöffnung befindet;
beim Schließen der Ventilnadel wird auf dieses verfestigte
Material ein erheblicher Druck ausgeübt. Dieser Druck verursacht in bestimmten Materialien wie Polyester Kristallisation.
Wenn während des nachfolgenden Spritzzyklus die Ventilnadel geöffnet wird, tritt dieses kristallisierte
Material durch die Einspritzöffnung in den Formhohlraum ein
und verursacht Fehler in dem erzeugten Spritzteil. Dies ist beim Spritzgießen von thermoplastischen Polyestern wie
Polyethylenterephthalat, das für die Blasformung von Flaschen
vorgeformt wird, besonders ungünstig, weil das kristallisierte Material ein milchiges Aussehen hervorruft
und nicht verblasen werden kann. Ein weiteres Problem, das in der bekannten Spritzgießvorrichtung auftritt, besteht
darin, daß sich bei Öffnung der Form eine Blase an dem Spritzteil ausbilden kann und das Produkt von der Einspritzöffnung
weggezogen wird.
Es ist zwar bekannt, von außen beheizte Einspritzteile oder Einspritzdüsen vorzusehen, die durch eine Durchtrittsöffnung
in der Formplatte unmittelbar in den Formhohlraum hinein
vorstehen, jedoch hat eine solche Anordnung den Nachteil, daß durch den direkten Kontakt zwischen der gekühlten Formplatte
und der beheizten Einspritzdüse übermäßige Wärmeverluste
hervorgerufen werden, da die beheizte Einspritzdüse aus
einem ziemlich gut wärmeleitenden Material hergestellt ist.
Zur Überwindung dieser Probleme ist es notwendig, daß eine Wärmeübertragung in den Bereich der Einspritzöffnung an dem
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Formhohlraum erfolgen kann. Dies muß jedoch so geschehen,
daß die wirksame Kühlung der benachbarten Teile der Formplatte
nicht verringert wird. Man erkennt, daß die Wirksamkeit der Kühlung um so wichtiger wird, je mehr Wärme im Bereich
der Einspritzöffnung zugeführt wird. Geschieht das nicht,
so setzt sich das Spritzteil nicht rasch genug für eine leistungsfähige Arbeitsweise der Spritzgießvorrichtung.
Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine
Spritzgießvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Verfestigungen der geschmolzenen Spritzgußmasse in
der Einspri tzöf'fnung auch bei Druckeinwirkung durch die Ventilnadel möglichst weitgehend ausgeschlossen werden=
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine hohle, mit einer zentrischen Bohrung versehene Düsendichtung
vorgesehen ist, die sich über den Luftspalt zwischen dem Einspritzteil und der Formplatte erstreckt und deren Bohrung
zu der Bohrung des Einspritzteils und zu der Durchtrittsöffnung ausgerichtet ist, daß die Düsendichtung ein an der
Einspritzdüse angeordnetes erstes Endteil und ein durch die Formplatte hindurch in die Durchtrittsöffnung hinein verlaufendes
zweites Endteil aufweist und daß das zweite Endteil die Einspritzöffnung bestimmt, die das verjüngte Ende der
Ventilnadel in deren Schließstellung aufnimmt.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen
dargestellt und werden nachfolgend an Hand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Spritzgießvorrichtung\
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Fig..2 einen Teilschnitt durch eine bekannte Spritzgießvorrichtung
mit einer Düsendichtung;
Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Spritzgießvorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 4 einen Teilschnitt ähnlich Fig. 3 durch ein
zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
SpritzgieGvorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine ventilnadelgesteuerte Spritzgießvorrichtung mit einem Kanal 10, durch den die unter Druck gesetzte Schmelze
von der Spritzgußmaschine 12 zu einem Formhohlraum 14 in der Formplatte 16 fließt. Der Kanal 10 erstreckt sich durch eine
Stützplatte 18 eines Einspritzteils 20, und die Schmelze
fließt durch eine Einspritzöffnung 22, die von der Düsendichtung
24 gebildet wird, in den Formhohlraum 14. Der Kanal verläuft auch durch eine Dichtbuchse 26, die in den Einspritzteil
20 eingesetzt ist und an die Stützplatte 18 stößt. Das Einspritzteil 20 wird durch ein elektrisches Heizelement 28
beheizt, das in das Einspritzteil 20 eingegossen ist, und enthält eine Einspritzdüse 30, die durch eine Isolierbuchse
sicher in der Formplatte 16 gehaltert wird. Die Formplatte wird durch Kühlelemente 34 gekühlt; die gekühlte Formplatte
ist gegen das beheizte Einspritzteil 20 durch einen Luftspalt isoliert.
Eine Ventilnadel 38 befindet sich in einer allgemein zylindrischen
Bohrung 40 in dem Einspritzteil 20. Die Ventilnadel hat ein mit einer Erhöhung versehenes Antriebsende 42 und ein
verjüngtes Ende 44, das so geformt ist, daß es der von der Düsendichtung 24 gebildeten Einspritzöffnung 22 einsitzen kann.
Der Antriebsmechanismus für die Ventilnadel 38 enthält einen durch Druckluft betätigbaren Kolben 46 und einen Schwenkarm 48,
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der an einer Kugel 50 am Ende eines Schwenkstiftes 52 der
Stützplatte 18 schwenkbar ist. Der Kanal 10 verläuft durch die Dichtbuchse 26 und mündet in die zylindrische Bohrung
innerhalb des Einspritzteils 20, so daß die Schmelze um die Ventilnadel 38 herum fließt, aber von außen beheizt wird.
Wie insbesondere aus Fig. 3 erkennbar ist, ist die Düsendichtung 24 hohl und besitzt ein erstes Endteil 54, das in einer
zylindrischen Ausnehmung 56 an der Einspritzdüse 30 des
Einspritzteils 20 sicher gehaltert ist, wobei die Bohrung der Düsendichtung 24 zu der zylindrischen Bohrung des Einspritzteils
20 ausgerichtet ist. Die Düsendichtung 24 besitzt auch ein sich verjüngendes zweites Endteil 60, das
in eine daran angepaßten Durchtrittsöffnung 62, die durch
die Formplatte 16 hindurch zum Formhohlraum 14 verläuft, sicher eingepaßt ist. Die Düsendichtung 24 ist aus einer
Titanlegierung gebildet und so bemessen, daß sie sich beim Aufheizen auf die Betriebstemperatur ausdehnt und in Anlage
an die Formplatte 16 kommt. Dadurch wird der Austritt von unter Druck gesetzter Schmelze in den Luftspalt 36 verhindert,
aber auch ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem beheizten Einspritzteil 20 und der gekühlten Formplatte 16
vermieden. Bei dieser Ausführung ist eine ebene Stirnfläche vorgesehen, die im wesentlichen beim Betrieb der Spritzgießvorrichtung
zu der Wandung 66 des Formhohlraums 14 ausgerichtet ist. Die Bohrung 58 der Düsendichtung 24 verengt
sich unter Ausbildung der Einspritzöffnung 22; die Außenfläche des verjüngten Endes 44 der Ventilnadel 38 verjüngt sich in
ähnlicher Weise, so daß das verjüngte Ende in Schließstellung der Ventilnadel 22 in der Einspritzöffnung 22 einsitzt, wobei
seine Stirnfläche 70 ebenfalls im wesentlichen zur Wandung des Formhohlraums 14 ausgerichtet ist.
Im Gebrauch der Spritzgießvorrichtung arbeitet die Ventilnadel 38 in üblicher Weise zur Öffnung und Schließung
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der Einspritzöffnung 22. Der durch Druckluft betriebene
Kolben 46 verschwenkt den Schwenkarm 48 und bringt dadurch die Ventilnadel 38 in Schließstellung, in der das verjüngte
Ende 44 der Einspritzöffnung 22 einsitzt. Nach Entlastung
vom Luftdruck und Auswurf des Spritzteils wird bei erneuter Einwirkung des Drucks der Schmelze die Ventilnadel 38 durch
den Druck der Schmelze in die Offenstellung verschoben. In dieser Stellung tritt heiße, unter Druck gesetzte Schmelze
aus der Spritz gußmaschine 12 durch den Kanal 10 und die
Einspritzöffnung 22 in den Formhohlraum 14. Der Druck wird
einige Sekunden aufrechterhalten, um eine hinreichende Packungsdichte zu erzielen und Schrumpfung zu verhindern; dann
wird das Ventil geschlossen, das Spritzteil zum Auswurf abgekühlt und schließlich der ganze Vorgang wiederholt.
Fig. 2 zeigt in einem Teilschnitt die vorbekannte Spritzgießvorrichtung
mit Düsendichtung (US-PS 4 043 740). Diese Düsendichtung liegt der Formplatte um die Einspritzöffnung
herum an und überträgt nicht genügend Wärme, um in einigen Anwendungsfällen die Bildung eines Films oder einer Schicht
der Schmelze an der Innenwandung der Einspritzöffnung in
der Formplatte zu verhindern. Beim Schließen der Ventilnadel wird diese Schicht 72 unter Diuck gesetzt, wodurch sie
kristallisiert und die eingangs genannten nachteiligen Wirkungen hervorgerufen werden. Bei der vorstehend beschriebenen
Spritzgießvorrichtung wird dies dadurch vermieden, daß die Düsendichtung 24 in die Durchtrittsöffnung 62 in
der Formplatte 16 hinein vorsteht, so daß die Einspritzöffnung in der Düsendichtung 24 und nicht in der Formplatte 16 ausgebildet
wird. Die Düsendichtung 24 besteht aus einem schlecht wärmeleitenden Metall, das je nach dem zu verarbeitenden
Material dem Bereich der Einspritzöffnung 22 genügend Wärme zuführt, ohne daß übermäßige Wärmeverluste
von der Düsendichtung 24 auf die Formplatte 16 eintreten. Die Wirksamkeit der Kühlung bleibt somit für die Formplatte
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erhalten, was für die erfolgreiche Arbeit der Spritzgießvorrichtung
um so wichtiger wird, da gleichzeitig in dem Bereich um die Einspritzöffnung 22 Wärme übertragen wird.
Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Spritzgießvorrichtung
mit einer Düsendichtung. In fig. 4 sind die Teile, die mit entsprechenden 'Teilen in Fig. 1 und 3
identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Ausführung ist die Stirnfläche 70 des verjüngten
Endes 44 der Ventilnadel 38 abgerundet und die Stirnfläche
der Düsendichtung nach innen und oben gekrümmt, so daß ein Raum 74 verbleibt, der beim Schließen der Ventilnadel 38
mit Schmelze gefüllt ist. Zwar entsteht in dieser Anordnung eine Angußstelle, die jedoch unter Umständen nicht stört
wie bei der Herstellung vorgeformter Produkte für das Blasformen von Flaschen. Die Arbeitsweise dieser Spritzgießvorrichtung
ist im wesentlichen die gleiche wie vorstehend für die Spritzgießvorrichtung nach Fig. 1 und 3 beschrieben.
Es sind eine Reihe von Abwandlungen der vorstehend beschriebenen Spritzgießvorrichtungen denkbar. Insbesondere kann
darin die Düsendiehtung 24 andere Formen annehmen und aus anderen Materialien gebildet sein, wobei jedoch die Einspritzöffnung
nach wie vor durch die Düsendiehtung gebildet wird und dip notwendigen Wärmeübertragungseigenschaften gegeben
sind.
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- ίο -
Leerseite
Claims (3)
1. Spritzgießvorrichtung enthaltend eine kühlbare Formplatte mit einer zu einem Formhohlraum führenden Durchtrittsöffnung,
ein in die Formplatte eingesetztes, beheizbare.s Einspritzteil mit einer Einspritzdüse, die durch einen Luftspalt
gegen die Formplatte isoliert ist, und mit einem durch das Einspritzteil verlaufenden Kanal, durch den eine unter Druck
gesetzte Schmelze von einer Spritzgußmaschine her der Durchtrittsöffnung zuführbar ist, eine längliche, in einer
Bohrung des Einspritzteils zwischen einer Offen- und einer Schließstellung hin- und herbewegbare Ventilnadel mit
einem Antriebsende und einem verjüngten Ende, und einen Antriebsmechanismus für die Ventilnadel,
dadurch gekennzeichnet, daß eine hohle, mit einer zentrisehen
Bohrung (58) versehene Düsendichtung (24) vorgesehen ist, die sich über den Luftspalt (36) zwischen dem Einspritzteil
(20) und der Formplatte (16) erstreckt und deren Bohrung (58) zu der Bohrung (40) des Einspritzteils (20)
und zu der Durchtrittsöffnung (62) ausgerichtet ist, daß
die Düsendichtung (24) ein in der Einspritzdüse (30) angeordnetes erstes Endteil (54) und ein durch die Formplatte
(16) hindurch in die Durchtrittsöffnung (62) hinein verlaufendes zweites Endteil (60) aufweist und daß das
zweite Endteil (60) die Einspritzöffnung (22) bestimmt, die
das verjüngte Ende (44) der Ventilnadel (38) in deren Schließstellung aufnimmt.
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2. SpritzgieGvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Endteil (60) durch die Durchtrittsöffnung
(62) in der Formplatte (16) im wesentlichen bis zum Formhohlraum (14) vorsteht.
3. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Düsendichtung (24) aus einer
Titanlegierung gebildet ist.
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