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Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für eine Kaltkanalgießvorrichtung, mit einem kühlbaren Düsenkörper, in dem ein Angusskanal für ein Spritzgießmaterial ausgebildet ist, und einer in den Düsenkörper eingesetzten Düsenspitze. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Einspritzdüse.
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Die Einspritzdüse stellt einen Bestandteil der Kaltkanalgießvorrichtung dar beziehungsweise kann einen solchen bilden. Die Kaltkanalgießvorrichtung dient der Herstellung von Spritzgießformteilen aus einem Spritzgießmaterial, insbesondere einem Polymer. Als Spritzgießmaterial kommen beispielsweise Silikone oder Gummi infrage. Auch für andere Spritzgießmaterialien kann jedoch die Verwendung der Kaltkanalgießvorrichtung zum Herstellen der Spritzgießformteile sinnvoll oder notwendig sein. Das Spritzgießmaterial wird durch die Einspritzdüse in eine Spritzgießform der Kaltkanalgießvorrichtung eingebracht und auf seine Verarbeitungstemperatur erwärmt. Die Spritzgießform kann hierzu beheizbar sein. Unter der Verarbeitungstemperatur ist zum Beispiel diejenige Temperatur zu verstehen, bei welcher eine Vernetzung des Spritzgießmaterials optimal abläuft. Alternativ kann die Verarbeitungstemperatur auch die niedrigste Temperatur bezeichnen, ab welcher die Vernetzung überhaupt ablaufen kann.
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Die Vernetzung bezeichnet beispielsweise ein Vulkanisieren, insbesondere ein Heißvulkanisieren. Selbstverständlich kann die Kaltkanalgießvorrichtung jedoch auch für ein Kaltvulkanisieren verwendet werden. Bevorzugt ist es vorgesehen, das Spritzgießmaterial erst in der Spritzgießform auf die Verarbeitungstemperatur zu erwärmen. Erreicht oder überschreitet das Spritzgießmaterial die Verarbeitungstemperatur erst in der Spritzgießform, weist es also in der Einspritzdüse eine Temperatur unterhalb der Verarbeitungstemperatur auf, so können die Spritzgießformteile angusslos oder nahezu angusslos hergestellt werden, weil in der Einspritzdüse keine Vernetzung stattfindet. Entsprechend kann eine Nachbearbeitung der Spritzgießformteile entfallen kann oder zumindest nur in verringertem Ausmaß notwendig sein. Die Kaltkanalgießvorrichtung kann selbstverständlich auch als Kaltkanalspritzgießvorrichtung bezeichnet werden.
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Die Einspritzdüse weist den Angusskanal sowie die Düsenspitze auf. Die Düsenspitze ist auf der der Spritzgießform zugewandten Seite des Angusskanals strömungstechnisch an diesen angeschlossen. Das Spritzgießmaterial wird durch den Angusskanal in Richtung der Spritzgießform gefördert, sodass es durch die Düsenspitze in die Spritzgießform austreten kann. Die Düsenspitze ist vorzugsweise in den Düsenkörper eingesetzt, in welchem der Angusskanal vorliegt. Der Düsenkörper ist kühlbar, um Wärme, welche beispielsweise aus Richtung der Spritzgießform in die Einspritzdüse beziehungsweise den Düsenkörper eingetragen wird, abzuführen und mithin die Temperatur des Spritzgießmaterials möglichst lange – bezogen auf eine Strömungsrichtung des Spritzgießmaterials in dem Angusskanal – unterhalb der Verarbeitungstemperatur zu halten. Beispielsweise ist in dem Düsenkörper wenigstens ein Kühlkanal ausgebildet, der während eines Betriebs der Kaltkanalgießvorrichtung von einem Kühlmittel durchströmt wird. Das Kühlmittel weist hierzu vorzugsweise eine Temperatur auf, die unterhalb der Verarbeitungstemperatur, insbesondere deutlich unterhalb der Verarbeitungstemperatur, liegt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einspritzdüse für eine Kaltkanalgießvorrichtung vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Einspritzdüsen Vorteile aufweist, insbesondere eine effektivere Kühlung des Düsenkörpers und mithin des Spritzgießmaterials ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einer Einspritzdüse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Düsenkörper einen ersten Düsenkörperabschnitt und wenigstens einen zweiten Düsenkörperabschnitt aufweist, wobei die Düsenkörperabschnitte in axialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse des Düsenkörpers aneinander angrenzen und sich wenigstens ein Kühlkanal sowohl in den ersten Düsenkörperabschnitt als auch in den zweiten Düsenkörperabschnitt erstreckt, sodass der Kühlkanal zumindest einen in dem ersten Düsenkörperabschnitt verlaufenden ersten Kühlkanalbereich und zumindest einen in dem zweiten Düsenkörperabschnitt verlaufenden zweiten Kühlkanalbereich aufweist, wobei der erste Kühlkanalbereich über seine gesamte Erstreckung gerade verläuft und der zweite Kühlkanalbereich wenigstens bereichsweise gekrümmt ist, und dass der erste Düsenkörperabschnitt als Massivbauteil und der wenigstens eine zweite Düsenkörperabschnitt als Sinterbauteil vorliegt oder dass der erste Düsenkörperabschnitt und/oder der zweite Düsenkörperabschnitt jeweils als Sinterbauteil oder gemeinsam als Sinterbauteil vorliegen.
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Der Düsenkörper ist zumindest gedanklich in die mehreren Düsenkörperabschnitte aufgeteilt, nämlich in den ersten Düsenkörperabschnitt sowie den wenigstens einen zweiten Düsenkörperabschnitt. Es kann vorgesehen sein, dass lediglich genau ein erster Düsenkörperabschnitt sowie lediglich genau ein zweiter Düsenkörperabschnitt vorgesehen sind. Vorzugsweise sind neben dem genau einen Düsenkörperabschnitt jedoch mehrere zweite Düsenkörperabschnitte vorgesehen, welche an den ersten Düsenkörperabschnitt angrenzen. Sofern nachfolgend lediglich auf einen zweiten Düsenkörperabschnitt eingegangen wird, so können die jeweiligen Ausführungen selbstverständlich auch auf mehrere zweite Düsenkörperabschnitte, insbesondere auf jeden der mehreren zweiten Düsenkörperabschnitte, übertragen werden.
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Der zweite Düsenkörperabschnitt grenzt in axialer Richtung an den ersten Düsenkörperabschnitt an, insbesondere unmittelbar. Das bedeutet, dass der zweite Düsenkörperabschnitt sich vorzugsweise bis hin zu dem ersten Düsenkörperabschnitt erstreckt und an diesem anliegt beziehungsweise in diesen übergeht. Der erste Düsenkörperabschnitt und der zweite Düsenkörperabschnitt können einstückig und/oder materialeinheitlich ausgestaltet sein. Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, dass der erste Düsenkörperabschnitt und der zweite Düsenkörperabschnitt aus unterschiedlichen Materialien oder einem unterschiedlich verarbeiteten Material bestehen. In diesem Fall sind der erste Düsenkörperabschnitt und der zweite Düsenkörperabschnitt vorzugsweise stoffschlüssig miteinander verbunden.
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Wie vorstehend bereits angedeutet, ist in dem Düsenkörper der wenigstens eine Kühlkanal ausgebildet. Dieser soll sich sowohl in den ersten Düsenkörperabschnitt als auch in dem zweiten Düsenkörperabschnitt erstrecken, sodass mittels eines in dem Kühlkanal vorliegenden Kühlmittels sowohl der erste Düsenkörperabschnitt als auch der zweite Düsenkörperabschnitt kühlbar sind. Der Kühlkanal weist insoweit den ersten Kühlkanalbereich und den zweiten Kühlkanalbereich auf, wobei der erste Kühlkanalbereich vollständig in dem ersten Düsenkörperabschnitt und der zweite Kühlkanalbereich vollständig in dem zweiten Düsenkörperabschnitt vorliegt. Der erste Kühlkanalbereich geht dabei unmittelbar in den zweiten Kühlkanalbereich über, die beiden Kühlkanalbereiche grenzen insoweit in Strömungsrichtung des Kühlmittels unmittelbar aneinander an.
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Die beiden Kühlkanalbereiche unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Ausgestaltung. Der erste Kühlkanalbereich soll über seine gesamte Erstreckung, also entlang seiner gesamten Längsmittelachse, gerade verlaufen. Entsprechend ist die Längsmittelachse des ersten Kühlkanalbereichs ebenfalls vollständig gerade. Zusätzlich kann der Durchströmungsquerschnitt des ersten Kühlkanalbereichs in Richtung seiner Längsmittelachse, insbesondere über seine gesamte Längsmittelachse hinweg, konstant sein; es ist insoweit keine Erweiterung oder Einschnürung des ersten Kühlkanalbereichs vorgesehen. Der erste Kühlkanalbereich beziehungsweise dessen Längsmittelachse verläuft vorzugsweise parallel zu der Längsmittelachse des Düsenkörpers oder parallel zu einer Längsmittelachse des Angusskanals. Der erste Kühlkanalbereich weist beispielsweise ein Verhältnis seiner Abmessungen in axialer Richtung zu seinen Abmessungen in radialer Richtung, mithin also ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser, von mindestens 10, mindestens 15, mindestens 20, mindestens 25, mindestens 30, mindestens 35, mindestens 40, mindestens 45 oder mindestens 50 auf.
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Der zweite Kühlkanalbereich soll dagegen wenigstens bereichsweise gekrümmt sein. Eine Längsmittelachse des zweiten Kühlkanalbereichs weist insoweit wenigstens eine Krümmung beziehungsweise Biegung auf. Es kann vorgesehen sein, dass der Durchströmungsquerschnitt des zweiten Kühlkanalbereichs ebenfalls konstant ist, insbesondere entlang seiner gesamten Längsmittelachse. Selbstverständlich kann jedoch eine Vergrößerung oder eine Verkleinerung des Durchströmungsquerschnitts des zweiten Kühlkanalbereichs vorliegen, insbesondere im Bereich der Krümmung. Unter der Krümmung ist vorzugsweise kein abrupter Richtungswechsel des zweiten Kühlkanalbereichs zu verstehen. Vielmehr soll der zweite Kühlkanalbereich stetig verlaufen, seine Längsmittelachse also auch im Bereich der Krümmung einen stetigen Verlauf aufweisen, um eine möglichst turbulenzarme Durchströmung des Kühlkanals und mithin einen geringen Druckverlust zu ermöglichen. Der zweite Kühlkanalbereich weist beispielsweise ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser, insbesondere zu größtem Durchmesser entlang der Längsmittelachse, von mindestens 1, mindestens 2, mindestens 3, mindestens 4 oder mindestens 5 und/oder höchstens 10 oder höchstens 5 auf.
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Mithilfe einer derartigen Ausgestaltung der Einspritzdüse, insbesondere der Aufteilung des Kühlkanals in den geraden ersten Kühlkanalbereich und den gekrümmten zweiten Kühlkanalbereich, wird eine hervorragende Führung des Kühlmittels in der Einspritzdüse und mithin eine sehr effektive Kühlung ermöglicht. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass – in axialer Richtung beziehungsweise im Längsschnitt gesehen – der Kühlkanalbereich überlappend mit der Düsenspitze vorliegt, sodass der Düsenkörper auch im Bereich der Düsenspitze effektiv gekühlt wird. Vorzugsweise ist in diesem Fall eine Wärmeübertragungsverbindung zwischen der Düsenspitze und dem Düsenkörper sichergestellt, beispielsweise durch flächigen Kontakt zwischen dem Düsenkörper und der Düsenspitze und/oder durch ein geeignetes Wärmeleitmittel.
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Insoweit kann auch die Düsenspitze und das durch diese in die Spritzgießform eingebrachte Spritzgießmaterial gekühlt werden, sodass die Temperatur des Spritzgießmaterials unterhalb der Verarbeitungstemperatur liegt bis es in die Spritzgießform eintritt. Selbstverständlich kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass – wiederum in axialer Richtung beziehungsweise im Längsschnitt gesehen – der Kühlkanal beabstandet von der Düsenspitze vorliegt. In diesem Fall beträgt der Abstand in axialer Richtung zwischen dem Kühlkanal und der Düsenspitze jedoch vorzugsweise höchstens 25 %, höchstens 50 %, höchstens 75 % oder höchstens 100 % der Länge der Düsenspitze in axialer Richtung, also ihrer Erstreckung in dieser Richtung.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der erste Düsenkörperabschnitt als Massivbauteil und der wenigstens eine zweite Düsenkörperabschnitt als Sinterbauteil vorliegt, oder dass der erste Düsenkörperabschnitt und/oder der zweite Düsenkörperabschnitt jeweils als Sinterbauteil oder gemeinsam als Sinterbauteil vorliegen. Grundsätzlich können also unterschiedliche Ausführungsformen der Einspritzdüse unterschieden werden. In einer ersten Ausführungsform ist einer der Düsenkörperabschnitte massiv ausgebildet, während der andere gesintert ist. Dabei kann das Material des ersten Düsenkörperabschnitts und des zweiten Düsenkörperabschnitts das gleiche sein oder es können für die Düsenkörperabschnitte unterschiedliche Materialien vorliegen. Vorzugsweise wird jedoch, falls mehrere zweite Düsenkörperabschnitte vorliegen, für diese das gleiche Material verwendet.
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In einer anderen Ausführungsform sind beide Düsenkörperabschnitte gesintert. Dabei können sie jeweils als Sinterbauteil ausgestaltet und nach dem Sintern verbunden worden sein. Die Düsenkörperabschnitte können jedoch auch gemeinsam als ein einziges und einstückiges Sinterbauteil hergestellt sein. Das Sinterbauteil beziehungsweise die Sinterbauteile können grundsätzlich auf beliebige Art und Weise gesintert werden. Beispielsweise wird das Sinterbauteil beziehungsweise werden die Sinterbauteile durch selektives Laserschmelzen (Lasercusing), Elektronenstrahlschmelzen oder Lasersintern beziehungsweise selektives Lasersintern, hergestellt beziehungsweise ausgebildet. Besonders bevorzugt wird das Sinterbauteil oder werden die Sinterbauteile schichtweise hergestellt, insbesondere mittels Laserschmelzen. Dabei wird in zahlreichen aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten jeweils eine dünne Schicht des, insbesondere pulverförmigen, Materials aufgetragen und mittels eines Lasers lokal ausgehärtet.
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Die erstgenannte Ausführungsform, bei welcher die Einspritzdüse sowohl das Massivbauteil als auch das Sinterbauteil aufweist, hat den Vorteil, dass eine einfache und kostengünstige Herstellung möglich ist. Beispielsweise wird der erste Düsenkörperabschnitt, welcher in dem Massivbauteil vorliegt, durch Bohren ausgebildet. Die Ausführungsform, bei welcher der erste Düsenkörperabschnitt als Sinterbauteil vorliegt, ermöglicht auch im Bereich des ersten Düsenkörperabschnitts eine flexible Führung und präzise Herstellung des Kühlkanals, insbesondere des ersten Kühlkanalbereichs auch bei großen Erstreckungen des Düsenkörpers in axialer Richtung. Insbesondere werden ein besonders konturnaher Verlauf des Kühlkanals und ein sehr geringer Abstand zwischen dem Kühlkanal und der Düsenspitze realisiert.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der erste Düsenkörperabschnitt und der zweite Düsenkörperabschnitt aus unterschiedlichen Materialien oder unterschiedlich verarbeiteten Materialien bestehen und stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Der erste Düsenkörperabschnitt und der zweite Düsenkörperabschnitt können insoweit unterschiedliche Stoffeigenschaften aufweisen. In jedem Fall sind sie jedoch stoffschlüssig miteinander verbunden, sodass insgesamt der erste Düsenkörperabschnitt und der zweite Düsenkörperabschnitt den Düsenkörper einstückig ausbilden.
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Beispielsweise besteht der erste Düsenkörperabschnitt aus einem ersten Material und der zweite Düsenkörperabschnitt aus einem von dem ersten Material verschiedenen zweiten Material. Bevorzugt sind beide Materialien Stähle. Zum Beispiel wird als Material für den ersten Düsenkörperabschnitt und/oder den zweiten Düsenkörperabschnitt der Werkstoff 1.2709, auch als X3NiOMoTi18-9-5 bezeichnet, verwendet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der erste Düsenkörperabschnitt und der zweite Düsenkörperabschnitt aus demselben Material bestehen und insoweit materialeinheitlich vorliegen. Das Material kann zur Ausbildung des ersten Düsenkörperabschnitts und des zweiten Düsenkörperabschnitts unterschiedlich verarbeitet sein. Beispielsweise besteht der erste Düsenkörperabschnitt aus massivem Material, während der zweite Düsenkörperabschnitt aus demselben, beispielweise pulverförmigen Material gesintert ist.
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Vor dem Ausbilden der Einspritzdüse wird das Material bevorzugt gehärtet. Das Härten kann für den ersten Düsenkörperabschnitt und den wenigstens einen zweiten Düsenkörperabschnitt separat oder gemeinsam erfolgen. Zum Beispiel wird der erste Düsenkörperabschnitt gehärtet und der wenigstens eine zweite Düsenkörperabschnitt auf den bereits gehärteten ersten Düsenkörperabschnitt aufgesintert. Die während des Sinterns erfolgende Wärmebehandlung bewirkt dabei ein Härten des zweiten Düsenkörperabschnitts.
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Das Härten des Materials des ersten Düsenkörperabschnitts kann also bereits vor der eigentlichen Ausbildung des ersten Düsenkörperabschnitts erfolgen. In diesem Fall wird das Material gehärtet und anschließen der erste Düsenkörperabschnitt aus diesem Material ausgebildet, beispielsweise durch ein zerspanendes beziehungsweise spanabhebendes Verfahren, insbesondere durch Drehen beziehungsweise Hartdrehen. Alternativ kann selbstverständlich auch zunächst der erste Düsenkörperabschnitt ausgebildet, insbesondere mittels des zerspanenden Verfahrens, und erst anschließend gehärtet werden. Nachfolgend wird der zweite Düsenkörperabschnitt auf den ersten Düsenkörperabschnitt aufgesintert.
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Besonders bevorzugt erfolgt nach dem Aufsintern des zweiten Düsenkörperabschnitts auf den ersten Düsenkörperabschnitt ein Nachbearbeiten, bevorzugt mittels eines zerspanenden Verfahrens, wobei insbesondere eine Außenkontur des Düsenkörpers mit einer definierten Toleranz hergestellt wird. Für das zerspanende Verfahren kommt beispielsweise eine geometrisch definierte Schneide – zum Beispiel im Falle von Drehen oder Fräsen – oder eine geometrisch undefinierte Schneide – zum Beispiel im Falle von Schleifen – zum Einsatz. Auch ein Gewinde kann während des Nachbearbeitens in den ersten Düsenkörperabschnitt und/oder den zweiten Düsenkörperabschnitt eingebracht beziehungsweise an ihnen/ihm ausgebildet werden.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Düsenkörperabschnitt als Düsenaufnahmeabschnitt des Düsenkörpers vorliegt, und eine Düsenspitzenaufnahme zur Aufnahme der Düsenspitze aufweist, und/oder dass der zweite Düsenkörperabschnitt als Anschlussflanschabschnitt ausgebildet ist, der einen Kühlmitteleinlass und/oder einen Kühlmittelauslass des Kühlmittelkanals aufweist. Grundsätzlich kann der zweite Düsenkörperabschnitt also unterschiedlich ausgestaltet sein beziehungsweise an unterschiedlichen Stellen der Einspritzdüse vorliegen. Beispielsweise weist der zweite Düsenkörperabschnitt die Düsenspitzenaufnahme auf, in welcher die Düsenspitze angeordnet beziehungsweise anordenbar ist. In diesem Fall liegt der zweite Düsenkörperabschnitt als Düsenaufnahmeabschnitt vor. Zusätzlich oder alternativ dient der zweite Düsenkörperabschnitt dem Zuführen und/oder Abführen des in dem Kühlkanal vorliegenden Kühlmittels. Hierzu weist er den Kühlmitteleinlass und/oder den Kühlmittelauslass auf. Durch den Kühlmitteleinlass kann dem Kühlmittelkanal Kühlmittel zugeführt werden, während es durch den Kühlmittelauslass aus ihm entnehmbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung des zweiten Düsenkörperabschnitts liegt dieser als Anschlussflanschabschnitt vor.
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Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mehrere zweite Düsenkörperabschnitte vorliegen, die auf gegenüberliegenden Seiten des ersten Düsenkörperabschnitts angeordnet sind, wobei einer als Düsenaufnahmeabschnitt und einer als Anschlussflanschabschnitt ausgebildet ist. Die Einspritzdüse soll insoweit sowohl den Düsenaufnahmeabschnitt als auch den Anschlussflanschabschnitt aufweisen. Zu diesem Zweck liegen die mehreren zweiten Düsenkörperabschnitte vor. In axialer Richtung gesehen liegt nun der Anschlussflanschabschnitt auf einer ersten Seite des ersten Düsenkörperabschnitts vor, während der Düsenaufnahmeabschnitt auf einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite des ersten Düsenkörperabschnitts angeordnet ist. Der erste Düsenkörperabschnitt liegt insoweit zwischen den beiden zweiten Düsenkörperabschnitten vor. Jeder der beiden zweiten Düsenkörperabschnitte weist dabei einen zweiten Kühlkanalbereich gemäß den vorstehenden Ausführungen auf. Jeder dieser zweiten Kühlkanalbereiche ist unmittelbar mit dem ersten Kühlkanalbereich strömungsverbunden, grenzt also unmittelbar an diesen an.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zweite Kühlkanalbereich des Düsenaufnahmeabschnitts als Umlenkbereich vorliegt und einen von mehreren ersten Kühlkanalbereichen mit einem benachbarten der ersten Kühlkanalbereiche strömungstechnisch verbindet. Mithilfe des Düsenaufnahmeabschnitts wird also eine Umlenkung des Kühlmittels erzielt, insbesondere eine Umlenkung um 180°. Dabei verbindet es die benachbarten ersten Kühlkanalbereiche strömungstechnisch miteinander. Der vorstehend beschriebene erste Kühlkanalbereich ist dabei vorzugsweise Bestandteil dieser mehreren ersten Kühlkanalbereiche. Beispielsweise ist es also vorgesehen, dass der zweite Kühlkanalbereich des Düsenaufnahmeabschnitts den vorstehend beschriebenen ersten Kühlkanalbereich mit einem weiteren ersten Kühlkanalbereich strömungstechnisch verbindet, wobei auch der weitere erste Kühlkanalbereich in dem ersten Düsenkörperabschnitt ausgebildet ist, insbesondere analog zu dem bereits beschriebenen ersten Kühlkanalbereich. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann das Kühlmittel in axialer Richtung beziehungsweise in Längsschnitt gesehen bis hin zu der Düsenspitze oder zumindest nahezu bis hin zu der Düsenspitze geführt werden, sodass diese beziehungsweise das in ihr befindliche Spritzgießmaterial effektiv gekühlt wird.
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Zusätzlich oder alternativ kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der zweite Kühlkanalbereich des Anschlussflanschabschnitts als Umlenkbereich vorliegt, der einen der ersten Kühlkanalbereiche mit einem benachbarten der ersten Kühlkanalbereiche strömungstechnisch verbindet, oder dass der zweite Kühlkanalbereich des Anschlussflanschabschnitts als Einlassbereich oder als Auslassbereich ausgebildet ist, wobei der Einlassbereich strömungstechnisch unmittelbar zwischen dem Kühlmitteleinlass und einem der ersten Kühlkanalbereiche und der Auslassbereich strömungstechnisch unmittelbar zwischen dem Kühlmittelauslass und einem der ersten Kühlkanalbereiche vorliegt. Auch der zweite Kühlkanalbereich kann insoweit als Umlenkbereich ausgestaltet sein; hierzu wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
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Alternativ kann der zweite Kühlkanalbereich als Einlassbereich oder als Auslassbereich vorliegen. Der Einlassbereich ist strömungstechnisch unmittelbar zwischen dem ersten Kühlkanalbereich und dem Kühlmitteleinlass vorgesehen. Durch den Einlassbereich kann Kühlmittel, welches durch den Kühlmitteleinlass eintritt, dem ersten Kühlkanalbereich zugeführt werden. Alternativ kann der zweite Kühlkanalbereich als Auslassbereich vorliegen und strömungstechnisch den Kühlmittelauslass unmittelbar mit dem ersten Kühlkanalbereich verbinden. In dem ersten Kühlkanalbereich vorliegendes Kühlmittel kann entsprechend durch den Auslassbereich dem Kühlmittelauslass zugeführt werden und aus diesem austreten.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Kühlmitteleinlass über mehrere Einlassbereiche und/oder der Kühlmittelauslass über mehrere Auslassbereiche mit mehreren der ersten Kühlkanalbereiche strömungsverbunden sind. Zwischen dem Kühlmitteleinlass beziehungsweise dem Kühlmittelauslass einerseits und den ersten Kühlkanalbereichen andererseits kann also eine Verzweigung vorgesehen sein. Zu diesem Zweck sind die mehreren Einlassbereiche beziehungsweise die mehreren Auslassbereiche vorgesehen. Jeder der Einlassbereiche beziehungsweise Auslassbereiche ist einerseits an den Kühlmitteleinlass beziehungsweise den Kühlmittelauslass und andererseits an einen der ersten Kühlkanalbereiche strömungstechnisch angeschlossen.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Düsenkörper wenigstens bereichsweise eine Beschichtung, insbesondere eine korrosionsbeständige Beschichtung, aufweist. Mittels der Beschichtung wird der Düsenkörper vor äußeren Einflüssen geschützt. Die Beschichtung kann auf einer Außenseite des Düsenkörpers aufgebracht sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Beschichtung selbstverständlich auch dem ersten Kühlkanalbereich und/oder dem zweiten Kühlkanalbereich zugeordnet sein, sodass insoweit eine Innenseite des Düsenkörpers wenigstens bereichsweise mit der Beschichtung versehen ist. Vorzugsweise ist der gesamte Kühlkanal mit der Beschichtung versehen. Die Beschichtung weist beispielsweise Nickel auf, insbesondere besteht sie aus Nickel. Die Beschichtung kann entweder chemisch oder galvanisch aufgetragen werden, wobei ersteres bevorzugt wird. Die Beschichtung weist beispielsweise eine Dicke von höchsten 10 µm, höchstens 20 µm, höchstens 30 µm, höchstens 40 µm oder höchstens 50 µm auf.
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Schließlich kann in einer weiteren Ausgestaltung eine Ausgestaltung der Einspritzdüse als Nadelverschlussdüse vorgesehen sein, wobei in dem Angusskanal eine Ventilnadel verlagerbar angeordnet ist, die in einer ersten Stellung mit einem in der Düsenspitze vorliegenden Ventilsitz zum Verschließen des Angusskanals dichtend zusammenwirkt und in einer zweiten Stellung eine Strömungsverbindung durch den Angusskanal freigibt. Die Ventilnadel erstreckt sich vorzugsweise vollständig durch den Angusskanal hindurch und kann mittels eines Aktuators verlagert werden, insbesondere wahlweise in die erste Stellung oder in die zweite Stellung. Die Ventilnadel ist vorzugsweise koaxial mit dem Angusskanal angeordnet, insbesondere mittig in diesem. In der ersten Stellung wirkt die Ventilnadel mit dem Ventilsitz zusammen, um den Angusskanal dicht zu verschließen, sodass das Spritzgießmaterial nicht durch die Düsenspitze in die Spritzgießform austreten kann. In der zweiten Stellung ist dagegen die Strömungsverbindung durch den Angusskanal freigegeben. Entsprechend kann das Spritzgießmaterial aus der Düsenspitze in die Spritzgussform gelangen. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Ventilnadel in der ersten Stellung mit einer der Spritzgießform zugewandten Seite der Düsenspitze fluchtet, die Ventilnadel also eine auf Seiten der Spritzgießform vorliegende Austrittsöffnung der Düsenspitze vollständig ausfüllt.
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Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass die Düsenspitze mittels eines Halteelements an dem Düsenkörper, insbesondere dem zweiten Düsenkörperabschnitt, befestigt ist, wobei das Halteelement zum Wechseln der Düsenspitze zerstörungsfrei lösbar ist. Die Düsenspitze ist in den Düsenkörper eingesetzt und wird dort mittels des Halteelements gehalten. Das Halteelement drängt insoweit die Düsenspitze an den Düsenkörper und/oder in die Düsenspitzenaufnahme hinein. Es kann nun vorgesehen sein, dass das Halteelement zerstörungsfrei von dem Düsenkörper lösbar ist. Auf diese Art und Weise wird ein einfaches Wechseln der Düsenspitze ermöglicht. Bei fortgeschrittenem Verschleiß der Düsenspitze ist es insoweit nicht notwendig, die gesamte Einspritzdüse auszutauschen. Vielmehr muss lediglich die Düsenspitze gewechselt werden, was einen kosteneffizienten Betrieb der Kaltkanalgießvorrichtung ermöglicht. Beispielsweise ist das Halteelement mit dem Düsenkörper formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden. Als lösbare formschlüssige Verbindung kann beispielsweise eine Rastverbindung vorgesehen sein, als lösbare kraftschlüssige Verbindung eine Verschraubung. In letzterem Fall weist das Halteelement ein Gewinde, insbesondere ein Innengewinde, auf, das in ein Gewinde, insbesondere einem Außengewinde, des Düsenkörpers eingreift.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Einspritzdüse für eine Kaltkanalgießvorrichtung, insbesondere einer Einspritzdüse gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Einspritzdüse einen kühlbaren Düsenkörper, in dem ein Angusskanal für ein Spritzgießmaterial ausgebildet ist, und eine in den Düsenkörper eingesetzte Düsenspitze aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass der Düsenkörper einen ersten Düsenkörperabschnitt und wenigstens einen zweiten Düsenkörperabschnitt aufweist, wobei die Düsenkörperabschnitte in axialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse des Düsenkörpers aneinander angrenzen und sich wenigstens ein Kühlkanal sowohl in den ersten Düsenkörperabschnitt als auch in den zweiten Düsenkörperabschnitt erstreckt, sodass der Kühlkanal mit zumindest einem in dem ersten Düsenkörperabschnitt verlaufenden ersten Kühlkanalbereich und zumindest einem in dem zweiten Düsenkörperabschnitt verlaufenden zweiten Kühlkanalbereich ausgebildet wird, wobei der erste Kühlkanalbereich über seine gesamte Erstreckung gerade verläuft und der zweite Kühlkanalbereich wenigstens bereichsweise gekrümmt ist, und dass der erste Düsenkörperabschnitt als Massivbauteil und der wenigstens eine zweite Düsenkörperabschnitt als Sinterbauteil ausgebildet wird oder dass der erste Düsenkörperabschnitt und/oder der zweite Düsenkörperabschnitt jeweils als Sinterbauteil oder gemeinsam als Sinterbauteil ausgebildet werden.
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Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Einspritzdüse beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Verfahren zum Herstellen der Einspritzdüse als auch die Einspritzdüse selbst können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Düsenkörper wenigstens bereichsweise als Sinterbauteil hergestellt wird. Wie bereits erläutert, soll zumindest der zweite Düsenkörperabschnitt als Sinterbauteil vorliegen. Zusätzlich kann dies auch für den ersten Düsenkörperabschnitt zutreffend sein, sodass vorzugsweise der erste Düsenkörperabschnitt und der zweite Düsenkörperabschnitt als gemeinsames Sinterbauteil ausgestaltet sind. Nach dem Herstellen des Düsenkörpers als Sinterbauteil wird er bevorzugt nachbearbeitet, insbesondere mechanisch beziehungsweise zerspanend nachbearbeitet. Beispielsweise wird im Rahmen der Nachbearbeitung zumindest ein Gewinde an dem ersten Düsenkörperabschnitt und/oder dem zweiten Düsenkörperabschnitt ausgebildet, insbesondere an einem Außenumfang des entsprechenden Düsenkörperabschnitts. Das Gewinde kann zum Beispiel zur Befestigung der Düsenspitze an dem Düsenkörper vorgesehen sein, insbesondere also zum Zusammenwirken mit dem Halteelement beziehungsweise eines Innengewindes des Halteelements.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Düsenkörper nach dem Herstellen und/oder dem Nachbearbeiten wenigstens bereichsweise mit einer Beschichtung, insbesondere einer korrosionsbeständigen Beschichtung, versehen wird. Auch hierauf wurde vorstehend bereits eingegangen. Das Aufbringen der Beschichtung auf den Düsenkörper erfolgt vorzugsweise nach dem Herstellen und dem Nachbearbeiten, sofern letzteres vorgesehen ist. Die Beschichtung ist beispielsweise eine Nickelbeschichtung.
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Die Erfindung betrifft weiterhin zusätzlich oder alternativ eine Einspritzdüse für eine Kaltkanalgießvorrichtung, mit einem kühlbaren Düsenkörper, in dem ein Angusskanal für ein Spritzgießmaterial ausgebildet ist, und einer in den Düsenkörper eingesetzten Düsenspitze. Dabei ist vorgesehen, dass der Düsenkörper wenigstens bereichsweise, insbesondere vollständig, als Sinterbauteil vorliegt. Die Einspritzdüse kann gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein.
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Ebenso betrifft die Erfindung zusätzlich oder alternativ ein Verfahren zum Herstellen einer Einspritzdüse für eine Kaltkanalgießvorrichtung, wobei die Einspritzdüse einen kühlbaren Düsenkörper, in dem ein Angusskanal für ein Spritzgießmaterial ausgebildet ist, und eine in den Düsenkörper eingesetzte Düsenspitze aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass der Düsenkörper wenigstens bereichsweise, insbesondere vollständig, als Sinterbauteil ausgebildet wird. Erneut wird für vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Einspritzdüse auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
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Die Erfindung ist ebenfalls gerichtet auf eine Einspritzdüsenanordung, die mehrere der vorstehend beschriebenen Einspritzdüsen aufweist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
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1 eine Einspritzdüse für eine Kaltkanalgießvorrichtung,
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2 einen Längsschnitt durch einen Bereich einer Kaltkanalgießvorrichtung, wobei die Einspritzdüse sowie eine Spritzgießform gezeigt sind,
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3 eine Teilschnittdarstellung der Einspritzdüse,
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4 eine teilgeschnittene Darstellung eines ersten Bereichs der Einspritzdüse,
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5 eine teilgeschnittene Darstellung eines zweiten Bereichs der Einspritzdüse, sowie
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6 eine Mehrfacheinspritzdüse.
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Die 1 zeigt eine Einspritzdüse 1 für eine hier nicht näher dargestellte Kaltkanalgießvorrichtung 2. Die Einspritzdüse 2 weist einen Düsenkörper 3 auf, in welchen eine Düsenspitze 4 eingesetzt ist, die eine Austrittsöffnung 5 für ein Spritzgießmaterial aufweist. Die Düsenspitze 4 kann permanent an dem Düsenkörper 3 befestigt sein. Vorzugsweise ist sie jedoch, wie hier dargestellt, mittels eines Halteelements 6 an dem Düsenkörper 3 befestigt, insbesondere lösbar befestigt. Hierzu ist beispielsweise das Halteelement 6 zerstörungsfrei von dem Düsenkörper 3 entfernbar, woraufhin die Düsenspitze 4 aus dem Düsenkörper 3 beziehungsweise einer hier nicht dargestellten Düsenspitzenaufnahme 7 entnommen und nachfolgend ausgetauscht werden kann.
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Es ist deutlich zu erkennen, dass der Düsenkörper 3 aus unterschiedlichen Bereichen besteht, nämlich einem ersten Düsenkörperabschnitt 8 sowie wenigstens einem zweiten Düsenkörperabschnitt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei zweite Düsenkörperabschnitte 9 und 10 vorgesehen. In axialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse 11 des Düsenkörpers 3 nehmen die zweiten Düsenkörperabschnitte 9 und 10 den ersten Düsenkörperabschnitt 8 zwischen sich auf und liegen jeweils unmittelbar an diesem an. Der erste Düsenkörperabschnitt 8 einerseits und die zweiten Düsenkörperabschnitte 9 und 10 andererseits können aus unterschiedlichen Materialien oder unterschiedlich verarbeiteten Materialien bestehen. Sie können jedoch auch aus demselben Material bestehen, welches zudem identisch verarbeitet sein kann, oder aus demselben, jedoch unterschiedlich verarbeiteten Material.
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Beispielsweise liegt der erste Düsenkörperabschnitt 8 als Massivbauteil vor, während wenigstens eines der beiden Düsenkörperabschnitte 9 und 10, vorzugsweise beide Düsenkörperabschnitte 9 und 10 als Sinterbauteil beziehungsweise Sinterbauteile ausgestaltet sind. Dabei kann für die Düsenkörperabschnitte 8, 9 und 10 dasselbe Material vorgesehen sein, insbesondere ein Stahl, beispielsweise der Werkstoff 1.2709. Im Falle des ersten Düsenkörperabschnitts 8 wird das Material massiv verwendet, während es für die Düsenkörperabschnitte 9 und 10 gesintert wird. Insbesondere wird das Material der zweiten Düsenkörperabschnitte 9 und 10 unmittelbar auf den ersten Düsenkörperabschnitt 8 aufgesintert.
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Die 2 zeigt eine Längsschnittdarstellung der Kaltkanalgießvorrichtung 2, die neben der Einspritzdüse 1 eine Spritzgießform 12 aufweist. Es wird deutlich, dass die Düsenspitze 4 auf ihrer der Spritzgießform 12 zugewandten Seite bündig mit einer Innenkontur 13 der Spritzgießform 12 abschließt. Die Düsenspitze 4 ragt insoweit bis hin zu einem Formhohlraum 14 der Spritzgießform 12, welcher zumindest bereichsweise von der Innenkontur 13 begrenzt ist, jedoch nicht in diesen hinein. Selbstverständlich kann die Düsenspitze 4 in einer alternativen Ausgestaltung jedoch auch in den Formhohlraum 14 hineinragen.
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Die Einspritzdüse 1 ist in der hier dargestellten Ausführungsform als Nadelverschlussdüse ausgestaltet. Entsprechend weist sie eine Ventilnadel 15 auf, die in einem Angusskanal 16 der Einspritzdüse 1 angeordnet ist. Insbesondere ragt sie bis in die Düsenspitze 4 hinein. Sie ist dabei derart ausgestaltet, dass sie in einer ersten Stellung mit einem in der Düsenspitze 4 vorliegenden Ventilsitz 17 dichtend zusammenwirkt, um den Angusskanal 16 von der Spritzgießform 12 strömungstechnisch zu entkoppeln beziehungsweise die Strömungsverbindung durch den Angusskanal 16 zu unterbrechen. In einer hier dargestellten zweiten Stellung steht sie jedoch nicht in Berührkontakt mit dem Ventilsitz 17, sondern liegt vielmehr beabstandet von diesem vor. Entsprechend ist die Strömungsverbindung durch den Angusskanal 16 freigegeben, sodass Spritzgießmaterial durch diesen in die Spritzgießform 12, insbesondere in den Formhohlraum 14 einströmen kann. Der Angusskanal 16 durchgreift den Düsenkörper 3 in axialer Richtung vorzugsweise vollständig. Durch ihn kann der Düsenspitze 4 Spritzgießmaterial zugeführt werden. Zu diesem Zweck weist er vorzugsweise in radialer Richtung bezüglich seiner Längsmittelachse größere Abmessungen auf als die Ventilnadel 15.
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Wie bereits vorstehend erläutert, ist die Düsenspitze 4 in der Düsenspitzenaufnahme 7 des Düsenkörpers angeordnet. Beispielsweise ist die Düsenspitzenaufnahme 7 in dem zweiten Düsenkörperabschnitt 9 ausgebildet. Die Düsenspitze 4 wird von dem Halteelement 6 in der Düsenspitzenaufnahme 7 gehalten. Das Halteelement 6 kann zerstörungsfrei lösbar an dem Düsenkörper 3 befestigt sein, beispielsweise mittels einer formschlüssigen oder kraftschlüssigen Verbindung. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist an dem Düsenkörper 3, insbesondere an dem zweiten Düsenkörperabschnitt 9 ein Außengewinde 18 ausgebildet, in welches ein Innengewinde 19 des Halteelements 6 eingreift. Um eine Abdichtung des Angusskanals 16 gegenüber einer Außenumgebung der Einspritzdüse 1 zu gewährleisten, kann ein Dichtmittel 20, beispielsweise ein O-Ring, vorgesehen sein, welches einerseits an der Düsenspitze 4 und andererseits an dem Düsenkörper 3 dichtend anliegt. Vorzugsweise umgreift das Dichtmittel 20 die Düsenspitze 4 in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse 11 vollständig.
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Die 3 zeigt eine Teilschnittdarstellung der Einspritzdüse 1. Es ist deutlich erkennbar, dass in dem Düsenkörper 3 wenigstens ein Kühlkanal 21 ausgebildet ist. Diese erstreckt sich sowohl in den ersten Düsenkörperabschnitt 8 als auch in die beiden zweiten Düsenkörperabschnitte 9 und 10. Entsprechend weist der Kühlkanal 21 einen in dem ersten Düsenkörperabschnitt 8 vorliegenden ersten Kühlkanalbereich 22 und zwei zweite Kühlkanalbereiche 23 und 24 auf, die in dem zweiten Düsenkörperabschnitt 9 und dem zweiten Düsenkörperabschnitt 10 ausgebildet sind. Der erste Kühlkanalbereich 22 verläuft vorzugsweise über seine gesamte Erstreckung hinweg gerade. Die zweiten Kühlkanalbereiche 23 und 24 verlaufen jedoch wenigstens bereichsweise gekrümmt.
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Der zweite Kühlkanalbereich 23 liegt als Umlenkbereich vor. Das bedeutet, dass er aus Richtung des ersten Kühlkanalbereichs 22 kommendes Kühlmittel entgegennimmt, umlenkt und nachfolgend einem weiteren ersten Kühlkanalbereich 25 zuführt. Der zweite Kühlkanalbereich 23 stellt insoweit eine unmittelbare Strömungsverbindung zwischen den Kühlkanalbereichen 22 und 25 dar. Der Kühlkanalbereich 25 ist analog zu dem Kühlkanalbereich 22 ausgestaltet. Insbesondere liegt er vollständig in dem ersten Düsenkörperabschnitt 8 vor und durchgreift diesen in axialer Richtung vollständig. Zudem ist er gerade, weist also keine Krümmung oder dergleichen auf. Der Kühlkanalbereich 23 verläuft wenigstens bereichsweise in Umfangsrichtung. Insbesondere weist er dabei einen gleichbleibenden Abstand zu der Längsmittelachse 11 auf, ist also in Umfangsrichtung ebenfalls gekrümmt.
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Der Kühlkanalbereich 24 liegt als Einlassbereich vor. Über ihn ist eine unmittelbare Strömungsverbindung zwischen dem Kühlkanalbereich 22 und einem Kühlmitteleinlass 26 des Kühlkanals 21 hergestellt. Strömungstechnisch liegt der Kühlkanalbereich 24 insoweit unmittelbar zwischen dem Kühlmitteleinlass 26 und dem Kühlkanalbereich 22 vor. Auch der Kühlkanalbereich 24 kann in Umfangsrichtung verlaufen und dabei in Umfangsrichtung gekrümmt sein. Dies ist jedoch rein optional. Zusätzlich oder alternativ verläuft er ausgehend von dem Kühlmitteleinlass 26 in radialer Richtung nach innen, also in Richtung der Längsmittelachse 11.
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Auf diese Art und Weise kann er den in radialer Richtung weiter außen gelegenen Kühlmitteleinlass 26 mit dem in radialer Richtung weiter innen gelegenen Kühlkanalbereich 22 strömungstechnisch verbinden. Dies ermöglicht eine einfache und problemlose Zuführung des Kühlmittels zu dem Kühlmitteleinlass 26 und gleichzeitig eine Positionierung des Kühlkanalbereichs 22 mit geringem radialem Abstand zu dem Angusskanal 16. Es kann vorgesehen sein, dass der Kühlmitteleinlass 26 zumindest bereichsweise einen größeren Durchströmungsquerschnitt aufweist als der Kühlkanalbereich 22. Entsprechend erfolgt durch den Kühlkanalbereich 24 eine Reduzierung des Durchströmungsquerschnitts, insbesondere eine stetige Reduzierung des Durchströmungsquerschnitts, ausgehend von dem Kühlmitteleinlass 26 in Richtung des Kühlkanalbereichs 22. Vorzugsweise weit der Kühlkanalbereich 24 auf seiner dem Kühlkanalbereich 22 zugewandten Seite dieselben Abmessungen auf wie dieser.
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Es ist deutlich zu erkennen, dass neben den ersten Kühlkanalbereichen 22 und 25 weitere erste Kühlkanalbereiche 27 und 28 in dem ersten Düsenkörperabschnitt 8 ausgebildet sind. Insbesondere liegen die Kühlkanalbereiche 22, 25, 27 und 28 mit denselben Abständen zu der Längsmittelachse 11 vor, liegen also an derselben Radialposition. Neben den hier dargestellten Kühlkanalbereichen 22, 25, 27 und 28 können weitere, hier nicht dargestellte erste Kühlkanalbereiche, beispielweise eines weiteren Kühlkanals, in dem ersten Düsenkörperabschnitt 8 ausgebildet sein. Vorzugsweise sind alle ersten Kühlkanalbereiche, also nicht nur die Kühlkanalbereiche 22, 25, 27 und 28 gleichmäßig über den Umfang des Düsenkörpers 3 verteilt angeordnet und liegen an derselben Radialposition. So wird eine gleichmäßige Kühlung des Düsenkörpers 3 realisiert.
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Zudem liegen neben den zweiten Kühlkanalbereichen 23 und 24 weitere zweite Kühlkanalbereiche 29, 30 und 31 vor, welche in den zweiten Düsenkörperabschnitten 9 und 10 ausgebildet sind. Der Kühlkanalbereich 29 ist analog zu dem Kühlkanalbereich 23 als Umlenkbereich ausgebildet. Er verbindet die Kühlkanalbereiche 27 und 28 unmittelbar in strömungstechnischer Hinsicht. Auch der in dem zweiten Düsenkörperabschnitt 10 vorliegende Kühlkanalbereich 30 ist als Umlenkbereich ausgebildet. Wenngleich dieser in dem Düsenkörperabschnitt 10 und nicht in dem Düsenkörperabschnitt 9 vorliegt, so weist er vorzugsweise die gleichen Eigenschaften auf wie die Kühlkanalbereiche 23 und 29. Über den Kühlkanalbereich 30 ist eine strömungstechnische Verbindung zwischen den Kühlkanalbereichen 25 und 27 hergestellt.
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Der Kühlkanalbereich 31 dagegen liegt als Auslassbereich vor. Über ihn ist der Kühlkanalbereich 28 strömungstechnisch unmittelbar mit einem Kühlmittelauslass 32 strömungsverbunden. Grundsätzlich weist der Kühlmittelauslass 32 dieselben Eigenschaften auf wie der Kühlmitteleinlass 26, sodass insoweit auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Selbstverständlich können aus funktioneller Sicht auch der Kühlmittelauslass 32 als Kühlmitteleinlass und der Kühlmitteleinlass 26 als Kühlmittelauslass dienen. In den Kühlkanal 21 über den Kühlmitteleinlass 26 einströmendes Kühlmittel gelangt über den Kühlkanalbereich 24 in den Kühlkanalbereich 22. Aus diesem strömt es in den Kühlkanalbereich 23 ein und wird von diesem in axialer Richtung und in Umfangsrichtung umgelenkt, sodass es in den Kühlkanalbereich 25 einströmen kann.
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Durch diesen gelangt es in den Kühlkanalbereich 30, von welchem es wiederum in axialer Richtung und Umfangsrichtung umgelenkt wird, sodass es in den Kühlkanalbereich 27 eintritt. An diesen schließt sich der Kühlkanalbereich 29 an, sodass erneut eine Umlenkung in axialer Richtung und Umfangsrichtung vorgenommen wird und entsprechend das Kühlmittel durch den Kühlkanalbereich 28 in Richtung des Kühlmittelauslasses 32 strömen kann. Zu diesem gelangt es aus dem Kühlkanalbereich 28 durch den Kühlkanalbereich 31. Von dem Kühlkanalbereich 31 wird das Kühlmittel zumindest in radialer Richtung ausgelenkt, optional zusätzlich in Umfangsrichtung.
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Insgesamt wird deutlich, dass die gekrümmten Kühlkanalbereiche 23, 24, 29 und 31 in den zweiten Düsenkörperabschnitten 9 und 10 vorliegen, während die vollständig gerade verlaufenden Kühlkanalbereiche 22, 25, 27 und 28 in dem ersten Düsenkörperabschnitt 8 vorliegen. Diese Ausgestaltung wird insbesondere durch ein bestimmtes Verfahren zum Herstellen der Einspritzdüse 1 realisiert, bei welchem der Düsenkörperabschnitt 8 als Massivbauteil vorliegt, während die Düsenkörperabschnitte 9 und 10 als Sinterbauteile vorliegen und während ihrer Herstellung auf den ersten Düsenkörperabschnitt 8 aufgesintert werden, insbesondere schichtweise. Auf diese Art und Weise kann eine äußerst flexible Gestaltung des Kühlkanals 21 realisiert werden.
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Es soll nochmals darauf hingewiesen werden, dass die hier dargestellten Kühlkanalbereiche 22 bis 25 und 27 bis 31 nicht die einzigen Kühlkanalbereiche sind beziehungsweise sein müssen. Vorzugsweise ist ein weiterer Kühlkanal in dem Düsenkörper 3 ausgebildet, welcher ebenfalls an den Kühlmitteleinlass 26 und den Kühlmittelauslass 32 angeschlossen ist. Von diesem weiteren Kühlkanal sind jedoch lediglich die Kühlkanalbereiche 33 und 34 ansatzweise zu erkennen, wobei der Kühlkanalbereich 33 als Einlassbereich und der Kühlkanalbereich 34 als Auslassbereich des weiteren Kühlkanals ausgestaltet ist. Der weitere Kühlkanal ist beispielsweise symmetrisch, insbesondere achsensymmetrisch, zu dem Kühlkanal 21 ausgebildet.
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Die 4 zeigt eine Teilschnittdarstellung eines Bereichs der Einspritzdüse 1. Hier ist nochmal der Kühlkanal 21 auf seiner dem zweiten Düsenkörperabschnitt 10 zugewandten Seite deutlich zu erkennen. An dem Düsenkörper 3, insbesondere an dem Düsenkörperabschnitt 10, ist ein Anschlussflansch 35 vorgesehen, über welchen eine Strömungsverbindung zu dem Angusskanal 16 herstellbar ist. Der Anschlussflansch 35 liegt als Vorsprung vor. An ihm kann wenigstens eine Dichtung, insbesondere eine O-Ringdichtung angeordnet sein. Insbesondere ist der Anschlussflansch 35 zum Aufstecken einer Anschlussleitung vorgesehen, über welche dem Angusskanal 16 Spritzgießmaterial zuführbar ist. Der Anschlussflansch 35 greift insoweit nach dem Aufstecken der Anschlussleitung in diese ein. Weiterhin sind in dem Düsenkörper 3 Befestigungsöffnungen 36 vorgesehen, welche beispielsweise der Aufnahme von Schrauben, Bolzen oder dergleichen dienen, um die Einspritzdüse 1 an weiteren Einrichtungen der Kaltkanalgießvorrichtung 2 zu befestigen. Es wird deutlich, dass die Befestigungsöffnungen 36 sowohl den Düsenkörperabschnitt 10 als auch den Düsenkörperabschnitt 8 durchgreifen.
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Die 5 zeigt eine Teilschnittdarstellung der Einspritzdüse 1 auf Seiten des Düsenkörperabschnitts 9. Ansatzweise sind hier nun Kühlkanalbereiche 37 und 38 des vorstehend erwähnten weiteren Kühlkanals zu erkennen. Auf die vorstehenden Ausführungen wird vollumfänglich Bezug genommen. Es wird deutlich, dass die Kühlkanalbereiche 23 und 29 in axialer Richtung nur einen Teil des Düsenkörperabschnitts 9 durchgreifen. Vorzugsweise durchgreifen die Kühlkanalbereiche 23 und 29 wenigstens 25 %, wenigstens 30 %, wenigstens 35 %, wenigstens 40 %, wenigstens 45 % oder wenigstens 50 % des Düsenkörperabschnitts 9 in axialer Richtung. Die Kühlkanalbereiche 23 und 29 sind identisch ausgebildet und lediglich in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet.
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Die 6 zeigt eine Einspritzdüsenanordnung 39, die mehrere Einspritzdüsen 1 aufweist, in dem hier dargestellten Ausführungsfall vier Einspritzdüsen. Entsprechend weist die Einspritzdüsenanordnung 39 vier Ventilnadeln 15 auf. Die Einspritzdüsen 1 der Einspritzdüsenanordnung 39 sind grundsätzlich analog zu den vorstehenden Ausführungen aufgebaut, sodass auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird. Der Unterschied liegt lediglich darin, dass die hier nicht im Einzelnen dargestellten Düsenkörperabschnitte 8, 9 und 10 der Einspritzdüsen 1 jeweils als Sinterbauteil ausgestaltet sind oder gemeinsam als Sinterbauteil vorliegen. Dabei sind die Düsenkörper 3 der vier Einspritzdüsen 1 einstückig miteinander ausgestaltet, sodass sich die hier gezeigte Ausgestaltung ergibt. Jeder Einspritzdüse 1 ist jeweils ein Kühlmitteleinlass 26 und ein Kühlmittelauslass 32 zugeordnet, die beidseitig der jeweiligen Ventilnadel 15 angeordnet sind. Auch Einspritzdüsenanordnungen 39 mit mehreren Einspritzdüsen 1, insbesondere mit einer beliebigen Anzahl an Einspritzdüsen 1, können insoweit die gekrümmten Kühlkanalbereiche und mithin die flexible Ausgestaltung des Kühlkanals 21 aufweisen.
