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DUse für eine Kunststoffspritzgießmaschine oder Kunststoff-
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spritzgießform mit beheizbarer Angußdüse Die Erfindung bezieht sich
auf eine Düse für eine Kunststoffspritzgießmaschine oder auf eine Spritzgießform
mit einer am Ende eines Heißkanals angeordneten, sich zur DUsenspitze hin konisch
verjüngenden Angußdiise, mit einem Strömungskanal für eine Kunststoffmasse und einem
mittigen Heizstab, der im Bereich seiner vorderen Spitze mit einem Außenmantel verbunden
ist, wobei im Bereich der DUsenspitze Stege vorgesehen sind, die eine oder mehrere
Austrittsöffnungen für die aus dem Strömungskanal austretende Kunststoffmasse begrenzen
und die Stege oder jeweils ein Stegteil unter einem spitzen Winkel zur Längsachse
des Heizstabes verläuft.
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Es ist eine DUse für eine Kunststoffspritzgießmaschine oder eine Angußdüse
für eine Kunststoffspritzgießform dieser Art bekannt (DE-PS 28 24 971), bei der
der Strömungskanal für die Kunststoffmasse durch einen mittigen Heizstab und durch
den Außenmantel der DUse begrenzt wird.
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Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 33 35 279.8 ist eine DUse
der eingangs geannnten Art, bei der als Heizstab ein einen Strömungskanal bildendes
Metallrohr vorgesehen ist, das vordere Ende im Bereich einer Spitze die Ausströmöffnungen
aufweist, und bei der der Außenmantel aus einem Werkstoff mit einem geringen spezifischen
und effektiven elektrischen Widerstand gefertigt und zwischen dem Außenmantel und
dem Metallrohr eine Isolierschicht angeordnet ist.
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Diese DUsen sind nicht mit einem TemperaturfUhler zur Kontrolle der
im Bereich der DUsenspitze entstehenden Temperatur ausgerüstet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine DUse der eingangs genannten
Art so zu gestalten, daß ein bis in die Spitze oder bis in die Nähe der Spitze sich
erstreckender Temperaturfühler eingesetzt, der mechanisch nicht hochbelastbare TemperaturfUhler
schonend montiert werden kann und der Temperaturfühler im Betrieb gegen Beschädigungen
geschützt wird.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in einem
Steg oder in einem Stegteil, der unter einem spitzen Winkel zur Längsachse des Heizstabes
angeordnet ist, eine bis in die Spitze oder bis in die Nähe der Spitze sich erstreckende
Sackbohrung für die Aufnahme der Meßstelle und des vorderen Teils eines TemperaturfUhlers
vorgesehen ist und an der Öffnung der Sackbohrung sich zur Aufnahme des übrigen
Teils des Temperaturfühlers eine in angrenzenden DUsenteilen vorgesehene, sich bis
in den mittleren Bereich der Düsenbauhöhe erstreckende Nut oder ein Kanal anschließt.
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Im Bereich der mittleren Bauhöhe der Düse bietet sich die Möglichkeit,
die Anschlußdrähte des Temperaturfühlers aus der Düse herauszuführen und mit einem
Meßgerät zu verbinden.
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Durch die Anordnung der Sackbohrung und der sich daran anschließenden
Nut zur Aufnahme des Temperaturfühlers werden die Abmessungen der Düse
nicht
oder nur geringfügig in den Fällen verändert, in denen die Nut durch ein zusätzliches
Teil abgedeckt werden muß. Der Temperaturfühler ist in der Sackbohrung und in der
sich daran anschließenden Nut gegen mechanische, im Betrieb auftretende Belastungen
geschützt.
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Weitere Kennzeichen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung vorteilhafter, beispielsweiser, in
den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigen: Fig. 1 eine Angußdüse
für eine Spritzgießform in perspektivischer Darstellung und teilweise geschnitten,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der
Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 die Angußdüse nach der Fig. 1 mit demontiertem Abdeckteil,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektrisch beheizbaren DUse im Vertikalschnitt,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer DUse im Vertikalschnitt, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in
Fig. 7, mit der Anordnung der Aufnahmenut im Außenmantel der Düse und Fig. 9 und
10 Abwandlungsformen zu der Ausführung nach der Fig. 7.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 weist die durch
elektrische Widerstandsheizung beheizbare Düse 1 einen mittigen Heizstab 2 und ein
vorderes sowie ein hinteres Mantelteil 3,4 auf. Durch Isolierscheiben 5,6 werdendiebeiden
Mantelteile 3,4 elektrisch untereinander isoliert. Sie sind Uber den Heizstab 2
miteinander verbunden.
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Die Stromzuführung erfolgt Uber einen Kontaktring 7, der mit dem hinteren
Mantelteil 4 leitend verbunden ist. Der Stromfluß ist in der Fig. 1 angedeutet.
Er geht Uber den Kontaktring 7, das hintere Mantelteil 4, den Heizstab 2 und das
an Masse liegende vordere Mantelteil 3. Der Heizstab 2 kann aus Chrom-Nickel-Stahl
gefertigt werden, während die Mantelteile 3 und 4 aus einem Baustahl hergestellt
sind.
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Die Mantelteile können jedoch auch aus Chrom-Nickel-Stahl gefertigt
werden.
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Der Heizstab 2 ist mit einem Bauteil 8 ausgerüstet, das eine große
Oherflä ht aufweist, die von im Bereich der Austrittsöffnungen 9 austretende Kunststoffmasse
begrenzt wird. Der maximale Querschnitt des Bauteils 8 mit großer Oberfläche ist
gleich oder größer als der Querschnitt des Schaftes des Heizstabes 2. Das Bauteil
8 weist einen rechteckigen Querschnitt auf und geht in den runden Schaft des Heizstabes
2 Uber. In der DUse können Temperaturen bis zu 4000C entstehen.
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Mit dem vorderen spitzen Ende des Heizstabes 2 sind im Ausführungsbeispiel
nach den Fig. 1 bis 4 zwei Stege 10,11 verbunden, die einstückig mit dem vorderen
Mantelteil 3 sind und vom Außenrand des Mantelteils 3 in Richtung auf den Heizstab
2 gebogen wurden. Diese Stege 10,11, die in einem spitzen Winkel zur Längsachse
12 des Heizstabes 2 verlaufen, begrenzen zusammen mit dem vorderen Ende des Heizstabes
2 die Austrittsöffnungen 9 der DUse. Die Austrittsöffnungen 9 im vorderen Mantelteil
3 beginnen vor der Querschnittsvergrößerung des Heizstabes 2. Die seitlichen Ausleger
des lanzenartig ausgebildeten Bauteils 8 des Heizstabes 2 erstrecken sich durch
die Austrittsöffnungen
9 nach außen. Hierdurch wird eine intensive
FlächenberUhrung des vorderen Heizstabendes mit der Kunststoffmasse erzielt, die
zu einem optimalen Wärmetausch zwischen dem Heizstab 2 und der Kunststoffmasse führt.
Auch die Stege 10,11 heizen je nach der Wahl ihrer Querschnitte die Kunststoffmasse
auf, obwohl zwischen dem vorderen Ende des Heizstabes 2 und den Stegen 10,11 ein
Temperaturabfall vorhanden ist.
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Durch die beschriebene Gestaltung des vorderen Endes der DUse und
den damit geschaffenen Stromkreis wird eine intensive Aufheizung auch im unmittelbaren
Bereich der Angußöffnung zum Formnest der Spritzgießform erreicht, wobei das Bauelement
8 mit großer Oberfläche einen Temperaturausgleich ermöglicht und die hohe Temperatur
im Bereich der Spitze abbaut.
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Die Zuführung der Kunststoffmasse in den Strömungskanal 13 der DUse,
der mittig durch den Heizstab 2 und nach außen durch die Mantelteile 3 und 4 begrenzt
wird, erfolgt durch Öffnungen 14, die im hinteren Ende der Düse im Mantelteil 4
vorgesehen sind.
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In dem Steg 10 bzw. in dem in einem spitzen Winkel zur Längsachse
12 des Heizstabes verlaufenden Stegteil ist eine Sackbohrung 15 vorgesehen, die
sich bis in die Spitze 16 der Düse bzw. bis in eine unmittelbare Nähe der Spitze
16 erstreckt. Die Öffnung 17 der Sackbohrung 15 liegt im Boden einer Nut 18, die
im vorderen Mantelteil 3 vorgesehen und nach außen offen ist. Die Nut 18 erstreckt
sich bis in den mittleren Bereich der Bauhöhe der DUse 1 und weist einen quer zur
Längsachse 12 sich erstreckenden Teil 19 auf, der im rückwärtigen Teil 20 des vorderen
Mantelteils angeordnet ist. Das rückwärtige Teil 20 weist gegenüber dem übrigen
Mantelteil 3 einen wesentlich größeren Durchmesser auf.
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In die Sackbohrung 15 wird die Meßstelle und der Ubrige vordere Teil
des Temperaturfühlers eingeführt, während der Ubrige Teil von der Nut 18 aufgenommen
und von dem Nutteil 19 aus dem Bereich der DUse herausgeführt wird. Die nach außen
offene Nut 18 mit dem Nutteil 19 wird
nach dem Einsetzen des Temperaturfühlers
durch ein Abdeckteil 21 nach außerWerschlossen. Das Abdeckteil 21 ist als zylindrische
HUlse 22 ausgebildet, die am oberen Ende einen Ringflansch 23 aufweist. Die Hülse
ist ferner mit sichV°teren Rand 24 erstreckenden Laschen 25 ausgerüstet, von denen
eine die Öffnung 17 der Sackbohrung 15 und den benachbarten Teil der offenen Nut
18 abdeckt.
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In dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 verläuft
die Nut 18 zunächst parallel zur Längsachse 12 des Heizstabes 2 und erstreckt sich
dann mit dem Teil 19 in einer Ebene, die quer zur Längsachse des Heizstabes verläuft.
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Der Ringflansch 23 wird mit dem Teil 20 des Mantelteils 3 durch Schrauben
oder durch sonstige Befestigungsmittel verbunden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 wird der Strömungskanal
26 der DUse ebenfalls mittig durch einen Heizstab 27 und nach außen durch ein vorderes
Mantelteil 28 und ein hinteres Mantelteil 29 begrenzt. Die Stromzuführung erfolgt
Uber einen Kontaktring 30, der gegenUber dem vorderen Mantelteil 28 durch eine Isolierscheibe
31 und gegentiber dem Gehäuseteil 32 durch eine Isolierscheibe 33 elektrisch isoliert
ist. Der Stromfluß zur elektrischen Aufheizung der DUse entspricht dem des Ausführungsbeispiels
nach den Fig. 1 bis 4.
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In dem Steg 34 des vorderen Mantelteils 28 ist eine Sackbohrung 35
zur Aufnahme des vorderen Endes des Temperaturfühlers vorgesehen. An diese Sackbohrung
schließt sich eine nach außen offene Nut 36 zur Aufnahme der Ubrigen Teile des Temperaturfühlers
an, die zunächst parallel zur Längsachse 37 des Heizstabes 27 verläuft und dann
sich in einer Querebene dazu mit einem winkelförmigen Teil 38 erstreckt, dessen
Veraluf sich aus der Fig. 6 ergibt. Die Drähte des Temperaturfühlers, der von der
Sackbohrung 35 und von der Nut 36,38 aufgenommen werden, enden in einer Anschlußbuchse
39. Die nach außen offene Nut wird durch ein Abdeckteil 40 nach außen hin verschlossen,
so daß der Temperaturfühler
während des Betriebes durch dieses
Abdeckteil gegen mechanische Belastungen geschützt wird.
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Das Abdeckteil 40 ist am oberen Ende mit einem Ringflansch 41 versehen,
der mit einem Flansch 42 des vorderen Mantelteils verschraubt oder durch andere
Befestigungsmittel verbunden ist. Das Abdeckteil 40 weist am vorderen Ende eine
Angußöffnung 43 auf, durch die sich die Spitze 44 der DUse erstreckt. In der Fig.
6 ist auch eine Anschlußbuchse 45 für die Stromzuführung zu dem Kontaktring 30 dargestellt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 7 weist die DUse als Heizstab
ein Metallrohr 46 auf, das aus einem Werkstoff mit einem hohen spezifischen elektrischen
Widerstand gefertigt ist. Dieses Metallrohr bildet einen Strömungskanal 47 für eine
Kunststoffschmelze, die durch eine Einströmöffnung 48 in den Strömungskanal eingeführt
wird.
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Der Strömungskanal weist Uber seine gesamte Länge einen gleichbleibenden
Querschnitt auf und verjüngt sich am vorderen Ende zu einer Spitze, in deren Bereich
Austrittsöffnungen 49 für die Kunststoffschmelze vorgesehen sind. Durch diese Austrittsöffnungen
gelangt die Kunststoffschmelze in eine Vorkammer 50 und strömt von dort durch eine
DUsenöffnung 51.
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Zwischen dem Metallrohr 46 und dem im Bereich der Spitze mit dem Metallrohr
verschweißten Außenmantel 52 ist eine Isolierschicht 53 vorgesehen. Diese Isolierschicht
erstreckt sich Uber den Außenmantel hinaus und bildet auch eine Zwischenschicht
zwischen dem Metallrohr 46 und einem hinteren Mantelteil 54 aus Metall, das am äußeren
Ende 55 mit dem Metallrohr 46 verschweißt ist. Durch dieses Mantelteil erfolgt über
eine Anschlußscheibe 56 und einen Steckkontakt 57 die Stromzuführung zu dem Metallrohr
46. Die Anschlußscheibe 56 ist zwischen Isolierscheiben 58 und 59 in einem Gehäuseoberteil
60 gelagert, das Uber eine Schraubverbindung mit einem Gehäuseunterteil 61 verbunden
ist, in dem die Düsenöffnung 51 vorgesehen ist.
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Das Metallrohr 46 ist am vorderen Ende mit Stegen 62 versehen, die
die Austrittsöffnungen 49 begrenzen. In einem dieser Stege wird bei dem Ausführungsbeispiel
nach der Fig. 7 eine Sackbohrung 63 angeordnet, die zur Aufnahme der Meßstelle und
des vorderen Teils des TemperaturfUhlers dient.
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Die Stege 62 verlaufen in einem spitzen Winkel zur Längsachse 64 des
Metallrohres 46. Die Sackbohrung 63 erstreckt sich bei dem Ausführungsbeispiel nach
der Fig. 7 auch durch die Isolierschicht 53 und einen Teil des Außenmantels 52.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 8 ist der Außenmantel 52 mit einer nach
außen offenen Nut 65 zur Aufnahme des Temperaturfühlers 66 versehen. Die Nut wird
nach außen durch das Gehäuseunterteil verschlossen. Dieses Gehäuseunterteil dient
somit als Abdeckteil für die Nut 65, die sich bis in den mittleren Bereich der Bauhöhe
der DUse erstreckt und in einen horizontalen Nutteil 66aeinmündet, durch den die
Meßdrähte des Temperaturfühlers aus der DUse herausgeführt werden.
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In einer Abwandlung dieser Konstruktion ist es auch möglich, die offene
Nut in dem Gehäuseunterteil 61 vorzusehen, so daß diese Nut durch den Außenmantel
52 verschlossen wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 9 wird der vordere Teil
des Temperaturfühlers von der Sackbohrung 63 aufgenommen, während der sich daran
anschließende Teil in einem Kanal 67 der Isolierschicht 53 angeordnet ist.
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Aus der Fig. 10 ergibt sich, daß auch die konstruktive Möglichkeit
besteht, die Nut 68 zur Aufnahme eines Teils des Temperaturfühlers im Außenmantel
52 der DUse anzuordnen.
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Bezugszeichen 1 DUse 2 Heizstab 3 Mantelteil 4 Mantelteil 5 Isolierscheibe
6 Isolierscheibe 7 Kontaktring 8 Bauteil 9 Austrittsöffnungen 10 Steg 11 Steg 12
Längsachse 13 Strömungskanal 14 Öffnung 15 Sackbohrung 16 Spitze 17 Öffnung 18 Nut
19 Nutteil 20 Teil 21 Abdeckteil 22 HUlse 23 Ringflansch 24 Rand 25 Lasche 26 Strömungskanal
27 Heizstab 28 Mantelteil 29 Manteilteil 30 Kontaktring 31 Isolierscheibe 32 Gehäuseteil
33 Isolierscheibe 34 Steg 35 Sackbohrung 36 Nut 37 Längsachse 38 Teil 39 Anschlußbuchse
40 Abdeckteil 41 Ringflansch 42 Flansch 43 Angußöffnung 44 Spitze 45 Anschlußbuchse
46 Metallrohr 47 Strömungskanal 48 Einströmöffnung 49 Austrittsöffnung 50 Vorkammer
51 Düsenöffnung 52 Außenmantel 53 Isolierschicht 54 Mantelteil 55 Ende 56 Anschlußscheibe
57 Steckkontakt 58 Isolierscheibe 59 Isolierscheibe 60 Gehäuseoberteil 61 Gehäuseunterteil
62 Steg 63 Sackbohrung 64 Längsachse
65 Nut 66 Temperaturfühler
67 Kanal 68 Nut