DE102006029097B4

DE102006029097B4 - Heißkanaldüse

Info

Publication number: DE102006029097B4
Application number: DE200610029097
Authority: DE
Inventors: Willi Glittenberg
Original assignee: Witosa GmbH
Current assignee: Witosa GmbH
Priority date: 2006-06-24
Filing date: 2006-06-24
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2026-06-25
Also published as: DE102006029097A1

Abstract

Heißkanaldüse (1) zum Einbringen von plastifiziertem Kunststoff in die Form eines Spritzwerkzeuges, umfassend einen im Querschnitt rechteckigen Düsenschaft (10) mit einem an einem Ende angeordneten Düsenkopf (2), wobei der Düsenschaft (10) einen Düsenkanal (11) mit einer am entgegengesetzten Ende des Düsenschaftes (10) angeordneten Düsenspitze (12) besitzt, wobei der Düsenschaft (10) Heizmittel (30) zur Beheizung des Düsenkanals (11) aufweist und das Heizmittel (30) als mindestens ein Heizdraht ausgebildet ist, der mäanderförmig um den Düsenkanal (11) im Düsenschaft (10) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (2) durch ein an einer Seite des Düsenschaftes (10) angeordnetes Sockelstück (3) gebildet ist, wobei der Düsenschaft (10) unterhalb des Sockelstücks (3) in der Flucht des Sockelstücks (3) ein Gegenlager (18) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißkanaldüse zum Einbringen von plastifiziertem Kunststoff in die Form eines Spritzwerkzeuges, umfassend einen im Querschnitt rechteckigen Düsenschaft mit einem an einem Ende angeordneten Düsenkopf, wobei der Düsenschaft einen Düsenkanal mit einer am entgegengesetzten Ende des Düsenschaftes angeordneten Düsenspitze besitzt, wobei der Düsenschaft Heizmittel zur Beheizung des Düsenkanals aufweist und das Heizmittel als mindestens ein Heizdraht ausgebildet ist, der mäanderförmig um den Düsenkanal im Düsenschaft geführt ist.
Heißkanaldüsen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Derartige Düsen dienen dazu plastifizierten vorgeheizten Kunststoff in die Kavität eines Werkzeuges zu transportieren, wobei er während des Transportes durch die Heißkanaldüse in die Kavität spritzfähig gehalten werden muss. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass die Heißkanaldüse beheizbar ist, um den Düsenkanal auf einer Temperatur zu halten, bei dem der im Düsenkanal beförderte Kunststoff spritzfähig oder fließfähig bleibt.
In diesem Zusammenhang wird auf das Gebrauchsmuster DE 81 10 364 U1 hingewiesen, das eine Heißkanaldüse umfassend einen Düsenschaft und einen Düsenkopf beschreibt, wobei sowohl der Düsenkopf als auch der Düsenschaft zylindrisch ausgebildet sind. Der Düsenkopf steht hierbei seitlich über den Düsenschaft über.
Nun besteht das Bestreben, Spritzwerkzeuge als sogenannte Mehrfachwerkzeuge auszubilden, in denen gleichzeitig eine Vielzahl von gleichen Gegenstand während eines Schussvorganges hergestellt werden können. Da die Kavitäten unmittelbar nebeneinander liegen, muss der Abstand zwischen den einzelnen Heißkanaldüsen möglichst gering sein. Eine solche Problematik ergibt sich im Übrigen auch dann, wenn eine Kavität durch mehrere Heißkanaldüsen befüllt werden soll. Mit einer Heißkanaldüse gemäß dem DE 81 10 364 U1 ist dies kaum möglich. In diesem Zusammenhang ist allerdings aus der DE 197 23 374 B4 bekannt, den Düsenkopf abzuflachen, so dass die Heißkanaldüse in der Seitenansicht ein T-förmiges Aussehen erhält. Mit Hilfe derartig ausgestalteter abgeflachter Heißkanaldüsen ist es nunmehr möglich, mehrere derartiger Heißkanaldüsen beispielsweise nach Art eines Paketes nebeneinander an dem Spritzwerkzeug zu befestigen, um auf diese Weise mehrere Kavitäten eines Spritzwerkzeuges oder eine größere Kavität mit mehreren Heißkanaldüsen gleichzeitig zu befüllen. Das heißt, eine Mehrzahl von Heißkanaldüsen kann relativ nah zueinander rücken.
Darüber hinaus ist aus dem Gebrauchsmuster DE 81 10 364 U1 bekannt, um die Heißkanaldüse herum Heizpatronen anzuordnen, wobei die Heizpatronen in Bohrungen im Düsenschaft angeordnet sind. Im Einzelnen ist in diesem Zusammenhang aus der zuvor genannten Gebrauchsmusterschrift bekannt, die Bohrungen zur Aufnahme der Heizpatronen zu beiden Seiten des Düsenkanals im Düsenschaft anzuordnen.
Zur Beheizung des Düsenkanals der Heißkanaldüse gemäß der DE 197 23 374 B4 ist lediglich eine Bohrung parallel zum Düsenkanal verlaufend in diesem Schaft vorgesehen. Aufgrund der Tatsache, dass die Heizpatrone im Durchmesser größer ist als der eigentliche Düsenkanal und mithin der Durchmesser des Düsenschaftes ganz wesentlich bestimmt wird durch den Durchmesser der Bohrung zur Aufnahme der Heizpatrone, ist die Wärmeverteilung des im Düsenkanal plastifizierten Kunststoffes über den Querschnitt des Düsenkanales äußerst ungleichmäßig. An dem die Heizpatrone angrenzenden Bereich des Düsenkanals ist die Temperatur wesentlich höher als am gegenüberliegenden Ende des Düsenkanales. Die Folge hiervon ist, dass die Fließeigenschaften des plastifizierten Kunststoffes über den Querschnitt des Düsenkanales gesehen unterschiedlich sind. Insbesondere besteht die Gefahr, dass in der Nähe der Heizpatrone der dort entlang geführte plastifizierte Kunststoff zu heiß wird, während der Kunststoff am gegenüberliegenden Ende des Heizdüsenkanales bereits zu kalt ist. Eine solche Ungleichverteilung der Temperatur im Düsenkanal beeinflusst demzufolge auch das Spritzergebnis, was sich insbesondere in einer Schlierenbildung des Werkstücks bemerkbar macht. Die Beheizung des Düsenkanals bei der DE 81 10 364 U1 ist zwar gleichmäßiger, da die Beheizung des Düsenkanals von zwei Seiten erfolgt, jedoch ist die räumliche Erstreckung sowohl des Düsenkanals als auch der Heißkanaldüse insgesamt wesentlich größer aufgrund der Anordnung zweier Heizpatronen.
Aus der DE 100 04 072 A1 ist eine Heißkanaldüse bekannt, wobei die Düse im Querschnitt rechteckig ausgebildet ist und in Bezug die Längsachsen in der Ansicht T-förmig, also symmetrisch ausgebildet ist. Zur Beheizung der Düse sind Heizschichten vorgesehen, die auf die Düse auf zwei parallelen Seiten aufgespritzt und dann eingebrannt werden.
Die DE 42 34 029 C2 zeigt eine im Querschnitt runde Heißkanaldüse mit gewendeltem Heißkanal, wobei im Bereich der Düsenspitze der Kanal zur Aufnahme des Heizelements zu dessen Rückführung U-förmig ausgebildet ist.
Die WO 03/080315 A1 zeigt symmetrische, T-förmige Düsen, wobei im Bereich der Düsenspitze ein Ring zur Kühlung vorgesehen ist.
Aus der DE 199 41 038 A1 ist wiederum eine T-förmige und damit symmetrische Heißkanaldüse bekannt.
Nachteilig an den bekannten Heißkanaldüsen ist, dass auf Grund der T-förmigen Gestaltung der Düse eine platzsparende Nesteranordnung mehrerer Düsen im Spritzgießwerkzeug nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, hier Abhilfe zu schaffen, wobei gleichzeitig auch eine gleichmäßige Erwärmung des im Düsenkanal geführten plastifizierten Kunststoffs möglich sein soll.
Die Aufgabe wird bei einer Heißkanaldüse der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Düsenkopf durch ein an einer Seite des Düsenschaftes angeordnetes Sockelstück gebildet ist, wobei der Düsenschaft unterhalb des Sockelstücks in der Flucht des Sockelstücks ein Gegenlager aufweist.
Der Düsenkopf wird durch ein an einer Seite des Düsenschaftes anbringbares Sockelstück gebildet, wobei durch dieses Sockelstück, das eine Bohrung zur Aufnahme einer Schraube aufweist, die Heißkanaldüse am Werkzeug zu befestigen ist. Um nun zu verhindern, dass der Düsenschaft bei Belastung seitlich ausbricht, weist der Düsenschaft unterhalb des Sockelstückes in der Flucht des Sockelstückes ein Gegenlager auf. Dieses Gegenlager ist insbesondere als über die Wand des Düsenschaftes überstehendes Kissen ausgebildet, wobei die Höhe des Kissens vorteilhaft derart gewählt ist, dass der Düsenschaft auch bei Belastung während des Schussvorganges senkrecht ausgerichtet bleibt. Hieraus wird deutlich, dass die Heißkanaldüse im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist, wobei die Heißkanaldüse sowohl im Düsenkopf als auch insbesondere im Bereich des Düsenschaftes abgeflacht ausgebildet ist, dass heißt die Dicke des Düsenschaftes maximal der Breite des Düsenkopfes entspricht. Durch diese L-förmige Gestalt der Heißkanaldüse wird die Möglichkeit eröffnet, derartige Heißkanaldüsen paarweise quasi Rücken an Rücken am Spritzwerkzeug zu befestigen. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit einer sogenannten Nesterbildung, wenn nämlich mehrere derartige L-förmig ausgebildete Heißkanaldüsen quasi sternförmig am Werkzeug angebracht werden. Hierbei ist vorteilhaft, wenn die beiden Enden des Heizdrahtes auf der einen, gleichen Seite des Kopfes insbesondere seitlich herausgeführt sind, um so die Möglichkeit zu eröffnen, eine korrespondierend ausgebildete Heißkanaldüse auf der anderen Seite an diese Heißkanaldüse anzusetzen, also die Nesterbildung zu ermöglichen.
Vorteilhafte Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
So ist insbesondere vorgesehen, dass der Düsenschaft mindestens einen Schlitz zur Aufnahme des mindestens einen Heizdrahtes aufweist. Das bedeutet, dass der Heizdraht in einem auf der Oberseite des Düsenschaftes angeordneten Schlitz geführt ist, wobei der Schlitz entsprechend mäanderförmig auf dem Umfang des Düsenschaftes verläuft.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal ist der Düsenschaft im Querschnitt rechteckig ausgebildet, wobei im Bereich der Schmalseite des Düsenschaftes der sich parallel zur Längsachse des Schaftes erstreckende Mäander eine geringere Höhe aufweist als der auf der Breitseite des Schaftes, auf der der Mäander sich ebenfalls parallel zur Längsachse des Schaftes erstreckt. Das heißt, dass die Wärmeeinbringung im Bereich der Düsenspitze etwas größer ist als im übrigen Kanalbereich der Heißkanaldüse. Dies deshalb, weil erst dort der im Düsenkanal geführte Kunststoff wieder einer erhöhten Wärmezufuhr bedarf.
Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, dass das Sockelstück lösbar mit dem Düsenschaft verbindbar ist, was den Vorteil hat, dass die Herstellung vereinfacht ist.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.
1 zeigt die Heißkanaldüse in perspektivischer Darstellung mit Heizdraht in einer ersten Ansicht;
2 zeigt die Heißkanaldüse gemäß 1 in einer zweiten Ansicht;
3 zeigt eine Darstellung des mäanderförmig gebogenen Heizdrahtes gemäß 1;
4 zeigt die Heißkanaldüse im Schnitt (ohne Heizdraht);
5 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie V/V aus 4.
Die insgesamt mit 1 bezeichnete Heißkanaldüse umfasst den Düsenkopf 2 und den Düsenschaft 10. Der Düsenkopf 2 wird gebildet durch den Sockel 3, der mit dem Düsenschaft 10 zur Bildung des Düsenkopfes 2 lösbar durch eine Schwalbenschwanzführung verbunden ist. Der Sockel 3 besitzt darüber hinaus eine Bohrung 4 zur Aufnahme der Schraube 5 zur Befestigung an dem Spritzwerkzeug (siehe auch 4). Der Düsenschaft 10 weist den durchgängigen Düsenkanal 11 auf, der die insgesamt mit 12 bezeichnete Düsenspitze zeigt.
Gegenstand der Erfindung ist nun die Anordnung des Heizdrahtes 30 in dem Düsenschaft. Hierzu besitzt der Düsenschaft 10 einen mäanderfömig um den Düsenkanal 11 im Schaft 10 umlaufenden Schlitz 15 (4), der der Aufnahme des ebenso gebogenen Heizdrahtes 30 dient. Der mäanderförmig gebogene Heizdraht 30 zeichnet sich im Einzelnen durch einen großen Mäander 31 im Bereich der Breitseite des Düsenschaftes aus sowie zwei Mäander 32 von geringerer Höhe auf der Schmalseite des rechteckförmig ausgebildeten Düsenschaftes. Der mit 30 bezeichnete Heizdraht weist darüber hinaus die beiden Enden 33 und 34 auf, die zu beiden Seiten aus der Heißkanaldüse im Bereich des Kopfes seitlich abgeführt werden.
Wie bereits zu eingangs erwähnt, dient der Sockel 3 der Befestigung der Heißkanaldüse 1 am Spritzwerkzeug. Die Befestigung des Sockels 3 am Düsenschaft 10 erfolgt über eine Schwalbenschwanzführung 3a (4). Bei Belastung der Heißkanaldüse während des Schussvorganges hat der Düsenschaft 10 das Bestreben, in Richtung des Pfeiles 40 auszuweichen. Diesem entgegen zu wirken dient das Kissen 18, das derart über den Umfang des Düsenschaftes 10 vorsteht, dass dieses an dem Spritzwerkzeug anliegt und so das entsprechende Moment bei Belastung durch den Schuss abfangen kann.

Claims

Heißkanaldüse (1) zum Einbringen von plastifiziertem Kunststoff in die Form eines Spritzwerkzeuges, umfassend einen im Querschnitt rechteckigen Düsenschaft (10) mit einem an einem Ende angeordneten Düsenkopf (2), wobei der Düsenschaft (10) einen Düsenkanal (11) mit einer am entgegengesetzten Ende des Düsenschaftes (10) angeordneten Düsenspitze (12) besitzt, wobei der Düsenschaft (10) Heizmittel (30) zur Beheizung des Düsenkanals (11) aufweist und das Heizmittel (30) als mindestens ein Heizdraht ausgebildet ist, der mäanderförmig um den Düsenkanal (11) im Düsenschaft (10) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (2) durch ein an einer Seite des Düsenschaftes (10) angeordnetes Sockelstück (3) gebildet ist, wobei der Düsenschaft (10) unterhalb des Sockelstücks (3) in der Flucht des Sockelstücks (3) ein Gegenlager (18) aufweist.
Heißkanaldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenschaft (10) mindestens einen Schlitz (15) zur Aufnahme des mindestens einen Heizdrahtes (30) aufweist.
Heißkanaldüse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Schmalseite des Düsenschaftes der Mäander eine geringere Höhe aufweist, als auf der Breitseite des Schaftes.
Heißkanaldüse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden (33, 34) des Heizdrahtes (30) auf der einen Seite des Kopfes, insbesondere seitlich, herausgeführt sind.
Heißkanaldüse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (2) abgeflacht ausgebildet ist, wobei die Dicke des Düsenschaftes (10) maximal der Breite des Düsenkopfes (2) entspricht.
Heißkanaldüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager (18) als über die Wand des Düsenschaftes (10) überstehendes Kissen ausgebildet ist.
Heißkanaldüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Kissens (18) derart gewählt ist, dass der Düsenschaft (10) auch bei Belastung während des Schussvorganges senkrecht ausgerichtet ist.
Heißkanaldüse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sockelstück (3) lösbar mit dem Düsenschaft (10) verbindbar ist.
Heißkanaldüse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sockelstück (3) eine Bohrung (4) zur Aufnahme einer Schraube (5) aufweist.