DE3423255C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heißkanaldüse für eine Kunststoffspritz­ gießmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist eine Düse für eine Kunststoffspritzgießmaschine oder eine An­ gußdüse 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 Düse begrenzt wird.

Gegenstand der DE 33 35 279.8 A1 ist eine Düse der eingangs genannnten Art, bei der als Heizstab ein einen Strömungs­ kanal bildendes Metallrohr vorgesehen ist, das vordere Ende im Be­ reich 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 Außen­ mantel und dem Metallrohr eine Isolierschicht angeordnet ist.

Diese Düsen sind nicht mit einem Temperaturfühler zur Kontrolle der im Bereich der Düsenspitze entstehenden Temperatur ausgerüstet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Düse der eingangs ge­ nannten 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 Temperaturfühler schonend montiert werden kann und der Temperaturfühler im Betrieb gegen Beschädigungen geschützt wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Heißkanaldüse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

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.

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.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

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 Düse im Vertikalschnitt,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Düse im Vertikalschnitt,

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7, mit der Anord­ nung der Aufnahmenut im Außenmantel der Düse und

Fig. 9 und 10 Abwandlungsformen zu der Ausführung nach der Fig. 7.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 weist die durch elektrische Widerstandsheizung beheizbare Düse 1 einen mittigen Heiz­ stab 2 und ein vorderes sowie ein hinteres Mantelteil 3, 4 auf. Durch Isolierscheiben 5, 6 werden die beiden Mantelteile 3, 4 elektrisch un­ tereinander isoliert. Sie sind über den Heizstab 2 miteinander verbun­ den.

Die Stromzuführung erfolgt über einen Kontaktring 7, der mit dem hin­ teren Mantelteil 4 leitend verbunden ist. Der Stromfluß ist in der Fig. 1 angedeutet. Er geht über den Kontaktring 7, das hintere Man­ telteil 4, den Heizstab 2 und das an Masse liegende vordere Mantel­ teil 3. Der Heizstab 2 kann aus Chrom-Nickel-Stahl gefertigt werden, während die Mantelteile 3 und 4 aus einem Baustahl hergestellt sind. Die Mantelteile können jedoch auch aus Chrom-Nickel-Stahl gefertigt werden.

Der Heizstab 2 ist mit einem Bauteil 8 ausgerüstet, das eine große Oberfläche aufweist, die von im Bereich der Austrittsöffnungen 9 aus­ tretender Kunststoffmasse begrenzt wird. Der maximale Querschnitt des Bauteils 8 mit großer Oberfläche ist gleich oder größer als der Quer­ schnitt des Schaftes des Heizstabes 2. Das Bauteil 8 weist einen rechteckigen Querschnitt auf und geht in den runden Schaft des Heiz­ stabes 2 über. In der Düse können Temperaturen bis zu 400°C entstehen.

Mit dem vorderen spitzen Ende des Heizstabes 2 sind im Ausführungsbei­ spiel 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 ver­ laufen, begrenzen zusammen mit dem vorderen Ende des Heizstabes 2 die Austrittsöffnungen 9 der Düse. Die Austrittsöffnungen 9 im vorde­ ren Mantelteil 3 beginnen vor der Querschnittsvergrößerung des Heiz­ stabes 2. Die seitlichen Ausleger des lanzenartig ausgebildeten Bau­ teils 8 des Heizstabes 2 erstrecken sich durch die Austrittsöffnungen 9 nach außen. Hierdurch wird eine intensive Flächenberührung des vor­ deren Heizstabendes mit der Kunststoffmasse erzielt, die zu einem op­ timalen 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 Heiz­ stabes 2 und den Stegen 10, 11 ein Temperaturabfall vorhanden ist.

Durch die beschriebene Gestaltung des vorderen Endes der Düse und den damit geschaffenen Stromkreis wird eine intensive Aufheizung auch im unmittelbaren Bereich der Angußöffnung zum Formnest der Spritzgieß­ form erreicht, wobei das Bauelement 8 mit großer Oberfläche einen Temperaturausgleich ermöglicht und die hohe Temperatur im Bereich der Spitze abbaut.

Die Zuführung der Kunststoffmasse in den Strömungskanal 13 der Düse, 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.

In dem Steg 10 bzw. in dem in einem spitzen Winkel zur Längsachse 12 des Heizstabes verlaufenden Stegteil ist eine Sackbohrung 15 vorgese­ hen, die sich bis in die Spitze 16 der Düse bzw. bis in eine unmit­ telbare Nähe der Spitze 16 erstreckt. Die Öffnung 17 der Sackbohrung 15 liegt im Boden einer Nut 18, die im vorderen Mantelteil 3 vorgese­ hen und nach außen offen ist. Die Nut 18 erstreckt sich bis in den mittleren Bereich der Bauhöhe der Düse 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.

In die Sackbohrung 15 wird die Meßstelle und der übrige vordere Teil des Temperaturfühlers eingeführt, während der übrige Teil von der Nut 18 aufgenommen und von dem Nutteil 19 aus dem Bereich der Düse her­ ausgeführt wird. Die nach außen offene Nut 18 mit dem Nutteil 19 wird nach dem Einsetzen des Temperaturfühlers durch ein Abdeckteil 21 nach außen verschlossen. Das Abdeckteil 21 ist als zylindrische Hülse 22 ausgebildet, die am oberen Ende einen Ringflansch 23 aufweist. Die Hülse ist ferner mit sich vom unteren Rand 24 erstreckenden Laschen 25 ausgerüstet, von denen eine die Öffnung 17 der Sackbohrung 15 und den benachbarten Teil der offenen Nut 18 abdeckt.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 ver­ läuft 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.

Der Ringflansch 23 wird mit dem Teil 20 des Mantelteils 3 durch Schrauben oder durch sonstige Befestigungsmittel verbunden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 wird der Strömungs­ kanal 26 der Düse ebenfalls mittig durch einen Heizstab 27 und nach außen durch ein vorderes Mantelteil 28 und ein hinteres Mantelteil 29 begrenzt. Die Stromzuführung erfolgt über einen Kontaktring 30, der ge­ genüber dem vorderen Mantelteil 28 durch eine Isolierscheibe 31 und ge­ genüber dem Gehäuseteil 32 durch eine Isolierscheibe 33 elektrisch iso­ liert ist. Der Stromfluß zur elektrischen Aufheizung der Düse ent­ spricht dem des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 bis 4.

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 übrigen Teile des Temperaturfühlers an, die zunächst parallel zur Längsachse 37 des Heizstabes 27 verläuft und dann sich in einer Quer­ ebene dazu mit einem winkelförmigen Teil 38 erstreckt, dessen Verlauf 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 Ab­ deckteil 40 nach außen hin verschlossen, so daß der Temperaturfühler während des Betriebes durch dieses Abdeckteil gegen mechanische Bela­ stungen geschützt wird.

Das Abdeckteil 40 ist am oberen Ende mit einem Ringflansch 41 verse­ hen, 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 Düse erstreckt. In der Fig. 6 ist auch eine Anschluß­ buchse 45 für die Stromzuführung zu dem Kontaktring 30 dargestellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 7 weist die Düse als Heizstab ein Metallrohr 46 auf, das aus einem Werkstoff mit einem hohen spezifi­ schen elektrischen Widerstand gefertigt ist. Dieses Metallrohr bildet einen Strömungskanal 47 für eine Kunststoffschmelze, die durch eine Einströmöffnung 48 in den Strömungskanal eingeführt wird.

Der Strömungskanal weist über seine gesamte Länge einen gleichbleibenden Querschnitt auf und verjüngt sich am vorderen Ende zu einer Spitze, in deren Bereich Austrittsöffnungen 49 für die Kunststoffschmelze vorge­ sehen sind. Durch diese Austrittsöffnungen gelangt die Kunststoff­ schmelze in eine Vorkammer 50 und strömt von dort durch eine Düsenöff­ nung 51.

Zwischen dem Metallrohr 46 und dem im Bereich der Spitze mit dem Me­ tallrohr verschweißten Außenmantel 52 ist eine Isolierschicht 53 vorge­ sehen. Diese Isolierschicht erstreckt sich über 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 Stromzufüh­ rung zu dem Metallrohr 46. Die Anschlußscheibe 56 ist zwischen Isolier­ scheiben 58 und 59 in einem Gehäuseoberteil 60 gelagert, das über eine Schraubverbindung mit einem Gehäuseunterteil 61 verbunden ist, in dem die Düsenöffnung 51 vorgesehen ist.

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 Temperatur­ fühlers dient.

Die Stege 62 verlaufen in einem spitzen Winkel zur Längsachse 64 des Metallrohres 46. Die Sackbohrung 63 erstreckt sich bei dem Ausführungs­ beispiel 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 Düse erstreckt und in einen horizontalen Nutteil 66a ein­ mündet, durch den die Meßdrähte des Temperaturfühlers aus der Düse herausgeführt werden.

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.

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 ange­ ordnet ist.

Aus der Fig. 10 ergibt sich, daß auch die konstruktive Möglichkeit be­ steht, die Nut 68 zur Aufnahme eines Teils des Temperaturfühlers im Außenmantel 52 der Düse anzuordnen.

Claims (11)

1. Heißkanalangußdüse für eine Kunststoffspritzgießmaschine 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 Düsenspitze Stege vorgesehen sind, die eine oder mehrere Austrittsöffnungen für die aus dem Strömungskanal austretende Kunst­ stoffmasse begrenzen und die Stege oder jeweils ein Stegteil unter einem spitzen Winkel zur Längsachse des Heizstabes verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Steg (10, 34, 62) oder in einem Stegteil, der unter einem spitzen Winkel zur Längsachse (12, 37, 64) des Heizstabes angeordnet ist, eine bis in die Spitze oder bis in die Nähe der Spitze sich erstreckende Sackbohrung (15, 35, 63) für die Aufnahme der Meßstelle und des vorderen Teils eines Temperaturfühlers vorgesehen ist und an der Öffnung (17) der Sackboh­ rung zur Aufnahme des übrigen Teils des Temperaturfühlers sich eine in angrenzenden Düsenteilen vorgesehen, sich bis in den mittleren Bereich der Düsenbauhöhe erstreckende Nut (18, 36, 65) oder ein Kanal anschließt.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an der Öffnung (17) der Sackbohrung (15, 35) anschließende Nut als nach außen bzw. innen geöffnete, im übrigen Stegteil und/oder im Mantelteil angeordnete Nut ausgebildet und diese Nut durch ein Abdeckteil (21, 40) verschließbar ist.

3. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (17) der Sackbohrung (15) im Boden der Nut (18) liegt.

4. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die über das Ab­ deckteil (21, 40) verschließbare Nut (18, 36) sich von der Öffnung der Sackbohrung (15, 35) beginnend zunächst parallel zur Längsachse (12, 37) des Heizstabes (2, 27) erstreckt und dann in einer Ebene quer zur Längs­ achse des Heizstabes verläuft.

5. Düse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckteil (21) als zylindrische Hülse (22) ausgebildet ist, die am oberen Ende einen Ringflansch (23) aufweist.

6. Düse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) mit sich vom unteren Rand (24) erstreckenden Laschen (25) ausgerüstet ist, von denen eine die Öffnung (17) der Sackbohrung (15) und den be­ nachbarten Teil der offenen Nut (18) abdeckt.

7. Düse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckteil (40) sich bis zur Spitze (44) erstreckt und im Bereich der Spitze eine Angußöff­ nung (43) aufweist.

8. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Öff­ nung der Sackbohrung ausgehende Nut teilweise oder vollständig in einem am Außenmantel festgelegten Teil vorgesehen ist.

9. Düse nach Anspruch 1 mit einem als den Strömungskanal begrenzendes Metallrohr ausgebildeten Heizstab, dessen zu seiner Längsachse im spitzen Winkel verlaufende Stege die Austrittsöffnungen aufweisen und bei der zwischen dem Heizstab und dem Außenmantel eine Isolierschicht vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Öffnung der Sackbohrung (63) ausgehende Nut zumindest teilweise in der Isolier­ schicht (53) verläuft.

10. Düse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (65, 68) zur Aufnahme eines Teils des Temperaturfühlers im Außenmantel (52) oder im Gehäuseunterteil (61) vorgesehen ist.

11. Düse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß von der Öffnung der Sackbohrung (63) ein Kanal (67) zur Aufnahme eines Teils des Tem­ peraturfühlers ausgeht, der sich durch die Isolierschicht (53) bis in den mittleren Bereich der Bauhöhe der Düse erstreckt.