DE202006006671U1

DE202006006671U1 - Heißkanaldüse

Info

Publication number: DE202006006671U1
Application number: DE202006006671U
Authority: DE
Original assignee: GUENTHER HERBERT GmbH; Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Current assignee: GUENTHER HERBERT GmbH; Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2016-04-22
Also published as: WO2007121823A1; US20090311359A1; JP2009534211A; EP2012995A1; CN101426633A; CA2649202A1; TW200800562A; MX2008012680A; BRPI0709455A2; KR20090008378A

Abstract

Heißkanaldüse (10) für ein Spritzgießwerkzeug, mit einem Materialrohr (20), in dem wenigstens ein Strömungskanal (30) für ein fließfähiges Material ausgebildet ist, mit einer Heizung (40) für das fließfähige Material und mit einem im Bereich der Heizung (40) angeordneten Temperaturfühler (50), dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (50) am Materialrohr (20) fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißkanaldüse für ein Spritzgießwerkzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Heißkanaldüsen werden in Spritzgießwerkzeugen eingesetzt, um eine fließfähige Masse, z.B. eine Kunststoffschmelze, bei einer vorgebbaren Temperatur unter hohem Druck einem trennbaren Formeinsatz zuzuführen. Sie haben meist ein Materialrohr mit einem Strömungskanal, das in einem Düsenmundstück endet. Letzteres bildet endseitig eine Düsenaustrittsöffnung, die über eine Angußöffnung im Formeinsatz (Formnest) mündet. Damit sich die fließfähige Masse innerhalb des Materialrohrs nicht vorzeitig abkühlt, ist eine Heizung vorgesehen, die bis in das Düsenmundstück hinein für eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung zu sorgen hat. Eine thermische Trennung zwischen der heißen Düse und dem kalten Werkzeug verhindert, daß die Düse einfriert und daß sich das Werkzeug bzw. der Formeinsatz erwärmt.
Die Anforderungen an die Temperaturführung in einer Heißkanaldüse sind sehr hoch, weil die zu verarbeitenden Kunststoffe oft ein sehr enges Verarbeitungsfenster haben und äußerst empfindlich auf Temperaturschwankungen reagieren. So kann beispielsweise eine Temperaturänderung von nur wenigen Grad bereits zu Spritzfehlern und Ausschuß führen. Eine präzise Temperaturführung ist daher wichtig für ein gut funktionierendes und vollautomatisch arbeitendes Heißkanalwerkzeug. Darüber hinaus ist es wichtig, daß bei Mehrfach-Werkzeugen mit z.B. 24, 32 oder 64 Kavitäten die einzustellende Temperatur für alle Formnester gleich ist. Dies bedingt, daß die eingestellte Temperatur mit der tatsächlichen Temperatur in der Düse sehr genau übereinstimmen muß.
Zur Überwachung und Regelung der Temperatur verwendet man gewöhnlich Temperaturfühler. Diese werden – wie beispielsweise in EP-A1-0 927 617 oder DE-U-201 00 840 offenbart – als separate Elemente in Nuten bzw. Bohrungen eingebracht, die im Düsenkörper oder in der Heizung vorgesehen sind. Problematisch ist jedoch, daß bereits eine geringfügige Lageveränderung des Temperaturfühlers zu erheblichen Meßfehlern führen kann, was sich ungünstig auf die Reproduzierbarkeit der Temperaturen auswirkt.
Ziel der Erfindung ist es, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Heißkanaldüse zu schaffen, deren Temperatur exakt meßbar und regelbar ist. Angestrebt wird ferner eine dauerhaft zuverlässige und präzise Bestimmbarkeit der Temperatur, insbesondere im Endbereich des Materialrohrs. Die Düse soll insgesamt einfach aufgebaut und kostengünstig zu realisieren sein.
Hauptmerkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11.
Bei einer Heißkanaldüse für ein Spritzgießwerkzeug, mit einem Materialrohr, in dem wenigstens ein Strömungskanal für ein fließfähiges Material ausgebildet ist, mit einer Heizung für das fließfähige Material und mit einem im Bereich der Heizung angeordneten Temperaturfühler, sieht die Erfindung vor, daß der Temperaturfühler am Materialrohr fixiert ist. Dadurch ist sicher gestellt, daß die Temperatur der Düse und damit die Temperatur des fließfähigen Materials innerhalb des Strömungskanals stets an der gleichen Stelle gemessen wird. Das gesamte Heißkanalsystem läßt sich somit präzise regeln; die Temperatur kann selbst bei einer Vielzahl von Düsen in einem Werkzeug exakt auf gleichem Niveau gehalten halten werden.
Wichtig ist, daß der Temperaturfühler im Endbereich des Materialrohrs fixiert ist. Auf diese Weise wird die Temperatur im Bereich des Düsenmundstücks bzw. der Düsenspitze gemessen, also dort, wo die größten Wärmeverluste auftreten können.
Konstruktiv ist es günstig, wenn der Temperaturfühler endseitig mit einer Hülse versehen ist, die am Materialrohr befestigt ist. Der Temperaturfühler ist damit dauerhaft zuverlässig festgelegt. Ferner kann sich das Fühlerende nicht mehr relativ zum Materialrohr oder zur Heizung bewegen, was die Prozeßführung sicherer gestaltet.
Bevorzugt ist die Hülse mit dem Temperaturfühler verpreßt, verlötet oder verklebt. Sie besteht vorteilhaft aus einem gut wärmeleitenden Material, so daß stets optimale Ergebnisse erzielt werden.
Eine weitere wichtige Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß die Hülse eine Crimphülse ist und daß diese mit dem Materialrohr verschweißt, verlötet oder verklebt ist. Dadurch ergibt sich ein insgesamt einfacher Aufbau und die Düse läßt sich kostengünstig realisieren.
Zweckmäßig nimmt die Heizung den Temperaturfühler auf, wobei dessen Meßpunkt von außen zugänglich ist. Dies hat den Vorteil, daß der Temperaturfühler rasch und bequem am Materialrohr festgelegt werden kann. Dazu trägt insbesondere bei, wenn der Meßpunkt des Temperaturfühlers im Bereich einer in der Heizung ausgebildeten Aussparung liegt, wobei der Temperaturfühler im Bereich der Aussparung am Außenumfang des Materialrohr stets sicher fixiert ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine Schnittansicht einer Heißkanaldüse und
2 eine vergrößerte Teil-Seitenansicht der Heißkanaldüse von 1.
Die in 1 allgemein mit 10 bezeichnete Heißkanaldüse ist für den Einsatz in einem Spritzgießwerkzeug vorgesehen. Sie hat ein Materialrohr 20, das an seinem oberen Ende mit einem flanschartigen Anschlußkopf 22 versehen ist. Dieser sitzt lösbar in einem Gehäuse 12, das von unten an einer (nicht dargestellten) Verteilerplatte festlegbar ist. Eine radial ausgebildete Stufe 13 zentriert das Gehäuse 12 und damit die Düse 10 im Werkzeug.
Innerhalb des sich in Axialrichtung A erstreckenden Materialrohrs 20 ist mittig ein Strömungskanal 30 für eine Materialschmelze eingebracht. Der bevorzugt als Bohrung ausgebildete Kanal 30 besitzt im Anschlußkopf 22 eine Material-Zuführöffnung 32 und mündet an seinem unteren Ende in einem Düsenmundstück 34, das beispielsweise als Düsenspitze ausgebildet ist. Letztere hat eine Material-Austrittsöffnung 35, damit die fließfähige Materialschmelze in ein (nicht dargestelltes) Formnest gelangen kann. Das bevorzugt aus hochwärmeleitendem Material gefertigte Düsenmundstück 34 ist endseitig in das Materialrohr 20 eingesetzt, vorzugsweise eingeschraubt. Es kann aber auch – je nach Anwendungsfall – bei gleicher Funktionsweise axialverschieblich gelagert oder mit dem Materialrohr 20 einstückig sein.
Zur Abdichtung der Heißkanaldüse 10 gegenüber der Verteilerplatte ist im Anschlußkopf 22 des Materialrohrs 20 konzentrisch zur Material-Zuführöffnung 32 ein Dichtring 25 vorgesehen. Denkbar ist auch die Ausbildung eines zusätzlichen (nicht gezeichneten) ringförmigen Zentrieransatzes, was die Montage der Düse 10 am Werkzeug erleichtern kann.
Auf dem Außenumfang 26 des Materialrohrs 20 ist eine Heizung 40 aufgesetzt. Diese wird von einer Hülse 42 aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise Kupfer oder Messing, gebildet, die sich über nahezu die gesamte axiale Länge des Materialrohrs 20 erstreckt. In der (nicht näher bezeichneten) Wandung der Hülse 42 ist koaxial zum Strömungskanal 30 eine (nicht dargestellte) elektrische Heizleiterwendel ausgebildet, deren (ebenfalls nicht sichtbaren) Anschlüsse seitlich aus dem Gehäuse 12 herausgeführt sind. Die gesamte Heizung 40 wird von einem Schutzrohr 43 umschlossen.
Für die Erfassung der von der Heizung 40 erzeugten Temperatur ist ein Temperaturfühler 50 vorgesehen, der durch die Heizung 40 hindurch bis in den Endbereich 27 des Materialrohrs 20 geführt ist. Die Hülse 42 der Heizung 40 ist hierzu mit einer bevorzugt parallel zum Strömungskanal 30 verlaufenden Bohrung 44 versehen, welche den Meßfühler 50 aufnimmt (siehe 2). Das untere Ende 45 der Bohrung 44 endet in einer U-förmigen Aussparung 46, die randseitig in der Wandung der Hülse 42 sowie im Schutzrohr 43 ausgebildet ist.
Man erkennt in 2, daß der insgesamt stabförmige Temperaturfühler 50 mit seinem eine Meßspitze bildenden Ende 52 in der Aussparung 46 der Hülse 42 endet und dort am Außenumfang 26 des Materialrohrs 20 fixiert ist. Das von außen zugängliche freie Ende 52 des Meßfühlers 50 trägt dazu eine Hülse 54 aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise eine Crimphülse, die fest mit dem Meßfühler 50 verpreßt ist. Die Crimphülse 54 ist innerhalb der Aussparung 46 am Außenumfang 26 des Material rohrs 20 befestigt, vorzugsweise durch Laserschweißen. Der hierfür erforderliche Zugang erfolgt zweckmäßig durch die Aussparung 46 hindurch.
Die Lage der Crimphülse 54 und damit die Position des Temperaturfühlers 50 sind damit relativ zum Materialrohr 20 exakt festgelegt, so daß die Temperaturmessung stets an ein und demselben Punkt erfolgt. Der Meßfühler 50 kann sich nicht bewegen, so daß die Temperaturerfassung nicht beeinträchtigt wird. Die Temperatur am äußeren Ende des Materialrohrs 23 und damit im Bereich des Düsenmundstücks 34 ist vielmehr dauerhaft exakt meßbar, wodurch die gesamte Düse 10 präzise regelbar ist.
Die (nicht gezeigten) Anschlüsse des Temperaturfühlers 50 sind gemeinsam mit den Anschlüssen für die Heizung 40 seitlich aus dem Gehäuse 12 herausgeführt.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So kann die Heizung 40 beispielsweise im Materialrohr 20 integriert oder als Flachheizkörper ausgebildet sein. Das in der Heizung 40 verwendete Heizelement kann alternativ ein von einem Heizmedium, z.B. Wasser oder Öl, durchströmbares Rohrleitungsstück sein, wenn beispielsweise eine elektrische Heizung nicht gewünscht oder nicht realisierbar ist. Die Erfindung ist ohne weiteres auch bei Kaltkanaldüsen anwendbar.
Man erkennt, daß eine Heißkanaldüse 10 für ein Spritzgießwerkzeug ein Materialrohr 20 hat, in dem wenigstens ein Strömungskanal 30 für ein fließfähiges Material ausgebildet ist. Auf dem Materialrohr 20 sitzt eine Heizung 40 für das fließfähige Material, in deren Bereich ein Temperaturfühler 50 angeordnet ist. Dieser ist am Außenumfang 26 des Materialrohrs 20 fixiert, insbesondere mit seinem eine Meßspitze bzw. einen Meßpunkt bildenden Ende 52. Vorzugsweise liegt der Meßpunkt des Temperaturfühlers 50 im Endbereich 27 des Materialrohrs und im Bereich einer in der Heizung 40 ausgebildeten Aussparung 40. Zur verbesserten Lagefixierung und zur besseren Wärmeübertragung ist der Temperaturfühler 50 endseitig mit einer Hülse 54 versehen, insbesondere verpreßt, die an dem Materialrohr 20 befestigt ist. Die Hülse 54 besteht aus einem gut wärmeleitenden Material und ist bevorzugt eine Crimphülse.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

A: Axialrichtung
10: Nadelverschlußdüse
12: Gehäuse
13: Stufe
20: Materialrohr
22: Anschlußkopf
25: Dichtring
26: Außenumfang
27: Endbereich
30: Strömungskanal
32: Material-Zuführöffnung
34: Düsenmundstück
35: Material-Austrittsöffnung
40: Heizung
42: Hülse
43: Schutzrohr
44: Bohrung
45: Ende
46: Aussparung
50: Temperaturfühler
52: Ende/Meßspitze
54: Crimphülse

Claims

Heißkanaldüse (10) für ein Spritzgießwerkzeug, mit einem Materialrohr (20), in dem wenigstens ein Strömungskanal (30) für ein fließfähiges Material ausgebildet ist, mit einer Heizung (40) für das fließfähige Material und mit einem im Bereich der Heizung (40) angeordneten Temperaturfühler (50), dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (50) am Materialrohr (20) fixiert ist.
Heißkanaldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (50) im Endbereich (27) des Materialrohrs (20) fixiert ist.
Heißkanaldüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (50) endseitig mit einer Hülse (54) versehen ist, die an dem Materialrohr (20) befestigt ist.
Heißkanaldüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (54) mit dem Temperaturfühler (50) verpreßt, verlötet oder verklebt ist.
Heißkanaldüse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (54) aus einem gut wärmeleitenden Material besteht.
Heißkanaldüse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (54) eine Crimphülse ist.
Heißkanaldüse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (54) mit dem Materialrohr (20) verschweißt, verlötet oder verklebt ist.
Heißkanaldüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (40) den Temperaturfühler (50) aufnimmt.
Heißkanaldüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßpunkt des Temperaturfühlers (50) von außen zugänglich ist.
Heißkanaldüse nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßpunkt des Temperaturfühlers (50) im Bereich einer in der Heizung (40) ausgebildeten Aussparung (46) liegt.
Heißkanaldüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühlers (50) im Bereich der Aussparung (46) am Außenumfang (26) des Materialrohrs (20) fixiert ist.