DE2147784A1

DE2147784A1 - Düse für Kunststoff-Spritzmaschinen

Info

Publication number: DE2147784A1
Application number: DE19712147784
Authority: DE
Inventors: Alex Fräser Mich. Seres (V.St.A.)
Original assignee: Incoe Corp
Current assignee: Incoe Corp
Priority date: 1971-03-03
Filing date: 1971-09-24
Publication date: 1972-09-07
Also published as: BE773631A; FR2127500A5; CA952665A; US3707265A; CH537271A; GB1334105A

Description

Incoe Corporation, Troy, Michigan 48084 I USA)

Die Erfindung betrifft eine neue Ausbildung von Düsen für Kunststoff-Spritzmaschinen und zwar von Düsen mit einer sich axial erstreckenden Mündung in Verbindung mit einem Flußweg, der zum Teil durch eine radial und axial konvergierende Außenwand gebildet ist. Eine Düse dieser Art ist beispielsweise in der US-PS 3 Old 155 beschriebene

Die Mündung einer Düse für eine Spritzgußmaschine kann durch ihren Querschnitt und die Länge ihres Mündungskanales definiert werden. In der Praxis wird häufig gefunden, daß der ursprünglich gewählte Mündungsdurchmesser zu klein ist, um einen optimalen Fluß des Kunststoffes in die Form zu gewährleisten. Da die radiale Außenwand konvergiert, führt eine Vergrößerung des Mündungsdurchmessers zu einer Vergrößerung des Mündungskanales. Offensichtlich ergibt eine Mündung vergrößerten Durchmessers einen Anguß ebenfalls vergrößerten Durchmessers. Zusätzlich vergrößert sich der Abstand, um den sich der Anguß vom angeformten Teil aus erstreckt. Die axiale Erstreckung des Angußes nimmt nicht proportional zur Vergrößerung des Durchmessers zu. Obwohl eine Vergrößerung des Durchmessers des Angußes im allgemeinen zugelassen werden kann, kann der

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Zuwachs in der axialen Erstreckung häufig nicht zugelassen werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausgestaltung einer Spritzdüse in einer Weise, daß durch eine Vergrößerung der Düsenmündung ein vergrößerter Materialfluß bei gegenüber der bekannten Bauform verkleinertem Zuwachs des Eintrittskanales erzielbar ist, daß insbesondere der Zuwachs der Länge des Eintrittskanales nicht mehr disproportional der Zunahme des Mündungsdurchmessers ist·

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Konvergenz der axial und radial konvergierenden Außenwand' des Strömungsweges nach dem Austritt hin zunimmt und zwar zweckmäßig} stetig,um Ilngleichmäßigkeiten im Fluß zu vermeiden.

Die Erfindung sei anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Querschnitt durch eine Spritzeinrichtung für eine Spritzformmaschine mit einer Düse gemäß der Erfindung und zwei Formhälften, die eine Formhöhlung in Verbindung mit der Düse bilden,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil der Düse nach Fig. 1,

Fig_o 3 einen Querschnitt durch einen mit der Düse nach den Fig_o 1 und 2 erzeugten Teil zur Darstellung des durch

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die Düse gebildeten Angußes,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen mit der Düse nach den Fig. 1 und 2 geformten Teil nach Vergrößerung der Düsenmündung ,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Wirkung der Änderungen des Durchmessers der Düsenmündung auf den Düsenkanal für die Düse nach den Fig„ 1 und 2 und für eine Düse nach dem Stand der Technik,

Fig. 6 einen Schnitt eines mit einer Düse nach dem Stand der Technik geformten Teiles mit einem typischen Anguß,der sich bei der bekannten Düse nach Vergrößerung der Düsenmündung ergibt.

Fig. 1. zeigt einen Teil der Spritzmaschine mit einer Düsenanordnung 12, einer Matrize 14, einer Patrize 16 und einer Mehrzahl von Auswerferstangen 18. Die Düse 12 besitzt einen Körper 20 mit einer sich im wesentlichen axialen erstreckenden Mündung 22 und einem Flußweg 24 für das plastische Material, der mit der Mündung 22 in Verbindung steht. Die Mündung 22 ist vorzugsweise eine zylindrische Bohrung und ist grundsätzlich durch die Abmessungen ihres Führungskanales ("land"), das heißt durch ihre axiale Länge₍und durch ihren Querschnitt, das heißt ihren Durchmesser, bestimmt. In die Düse 12 ist koaxial ein mittlerer Kern oder ein Torpedo 26 eingesetst. Die Mündung 22 steht mit der Formhöhlung 28 in Verbindung, die durch die ineinandergreifende Patrize und Matrize gebildet ist.

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Der Flußweg 24 ilst radial auswärts durch einen zylindrischen Teil 30 des Gehäuses 20, einen radial und axial konvergierenden Teil 32 und einen radial und axial konvergierenden Teil 34 zunächst der Mündung 22 begrenzt. Entsprechend der Fig. 2 ist der Wandteil 32 konisch, das heißt der Wandteil 32 konvergiert radial und axial in konstantem Maße, während der Wandteil 34 bei Annäherung-an die Mündung in zunehmendem Maße konvergiert. Der Wandteil 34 konvergiert zweckmäßig stetig, um eine glatte, stetige Fläche zu schaffen, um üngleichmäßigkeiten im Fluß zu vermeiden.

Entsprechend Fig. 1 hat der Torpedokörper 26 eine Außenfläche die radial einwärts den Flußweg 24 begrenzt. Die Fläche 26 besteht aus einem zylindrischen Teil 3 6 gegenüber der Zylinderfläche 30 des Körpers 22, einem konischen Teil 38 radial gegenüber der konischen Fläche 32 und einem konischen Flächenteil 40, der in einem stumpfen Ende 42 mündet und im wesentlichen radial gegenüber den konvergierenden Flächenteilen 32 und 34 liegt. Eine Ausnehmung 44 im Torpedo 36 dient zur Aufnahme einer Heizeinrichtung.

In Fig. 3 ist ein Teil 46 mit einem Anguß 48 dargestellt, wie er durch die Düse 12 nach den Fig. 1 und 2 gebildet wird. Man sieht, daß die Breite w.. des Angusses 48 durch den Durchmesser d der Mündung 22 der Düse 12 bestimmt ist. Infolgedessen führt eine Vergrößerung des Durchmessers der Mündung 22 auf einen Durchmesser d_?, wie er gestrichelt in Fig_o 2 eingezeich-

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net ist, zu einer entsprechenden Vergrößerung des Angußes 50 auf eine Breite W₂ entsprechend Fig. 4. Man sieht, daß auch die Höhe h₂ des Angußes 15 größer ist als die Höhe Jh₁ des Angußes 48 und die Angüße 48 und 50 im wesentlichen Halbkugel· form haben. Bei Düsen der bekannten Art ist die Zunahme der Höhe des Angußes infolge einer Vergrößerung des Mündungsdurchmessers unproportional hoch. Außerdem bildet sich häufig eine wenig erwünschte Konfiguration des Angußes aus, wie das anhand der Pig. 6 erläutert werden wird_o

In Fig_o 5 ist eine radial konvergierende Außenwand eines Düsendurchflußes gemäß der Erfindung durch die ausgezogene Linie 52 dargestellt. Die bekannte Düsenform (US-PS 3 010 155) ist mit der gestrichelten Linie 54 eingezeichnet. In Fig. 3 sind drei Mündungsdurchmesser d^, d_2? d~ gezeichnet, welche die fortschreitende Zunahme der Mündungsdurchmesser darstellen. Die linke senkrechte Skala zeigt die Beziehung zwischen Mündungsdurchmesser und Mündung skaraL bei der bekannten Düsenausbildung an. Die Abmessung I₁, I₂, 1« entsprechen den"Durchmessern U₁, d₂, "d₃. Man erkennt, daß die Zunahme der Abmessungen des Mündungskanals für eine gegebene Vergrößerung des Mündungsdurchmessers bei einer Düse gemäß der Erfindung kleiner als bei der bekannten Düse ist. Die geringere Zuwachsrate ist eine Folge der zunehmenden Konvergenzrate des Durchgangsweges gemäß der Erfindung. Der Zuwachs der Größe der Mündung 22 wird vorzugsweise soweit beschränkt, daß er im Bereich der zunehmenden Konvergenz liegt, um den vollen Vorteil der neuen Ausbildung zu erzielen»

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Bei den bekannten Düsen mit stetig konvergierenden radialen Außenwänden hat sich gezeigt, daß bei einer Vergrößerung des Mündungsdurchmessers von beispielsweise d,, auf dp, ein Anguß Tion drastisch vergößerter axialer Länge entsteht. Außerdem hatte der Anguß oben scharfe Kanten, wie er in Fig. 6 dargestellt ist. Es leuchtet ein, daß die Bildung eines Angußes und seine Abmessungen, wie sie durch eine Düse gemäß der Erfindung entstehen, eine wesentliche Verbesserung bedeutet.

Bei der Düse gemäß der Erfindung kann die Mündung beispielsweise durch Aufbohren vergrößert werden, um den. Strom des Kunststoffes in die Form zu vergrößern, ohne daß der von der Düse gebildete Anguß schädlich beeinflußt wird« Es kann also eine einzige Grundform verwendet werden, um sie zufriedenstellend einem Bereich von Flußraten anzupassen.

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Claims

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P_a_t_e_n_t_a_n_s_g_r_ü_c_h e

i.) Düse für Kunststoff-Spritzmaschinen mit einem in einer Mündung endenden Zuführungskanal, dessen radiale Außenwand nach der Mündung hin radial und axial konvergiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Konvergenz der radialen Außenwand (32) des Zuführungskanales (24) nach der Mündung hin zunimmt.

2ο Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Konvergenz nach der Düsenmündung (22) stetig zunimmt.

3. Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Außenwand (32) des Zuführungskanales (24) auf die Austrittsöffnung (22) hin gewölbt ist.

4. Düse nach einem oder mehreren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die in zunehmendem Maße konvergierende Außenfläche (32) des Zuführungskanäes (24) in einen zylinderförmigen Kanal (22) der Mündung übergeht (Fig. 2) «.

5. Düse nach einem oder mehreren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zuführungskanal (24) ein kegelförmiges Kernstück (26) eingesetzt ist, das mit der Außenwand (32) des Zuführungskanales (24) einen Ringraum bildet.

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