DE19650326B4 - Spritzgießvorrichtung mit mehreren Düsenspitzen - Google Patents
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Abstract
Spritzgießvorrichtung
mit mehreren Düsenspitzen
(66), die jeweils einen Befestigungsabschnitt (82) und einen vorderen
Abschnitt (80) umfassen, jede Düsenspitze
(66) umfasst einen Schmelzekanal (88) mit einem seitlichen Auslass
(90), dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abdichtungs- und Anordnungshülsen (60) zum Überbrücken eines
Luftspalts (64) vorgesehen sind, die jeweils an dem Befestigungsabschnitt
(82) der entsprechenden Düsenspitze
(66) angebracht sind, jede Abdichtungs- und Anordnungshülse (60)
weist einen vorderen Endabschnitt auf und ist in einem Sitz (62)
in einer Formmuldenplatte (46) angeordnet, der Befestigungsabschnitt
(82) der Düsenspitze
(66) weist eine Zylindermantelfläche
auf, auf der die Abdichtungs- und Anordnungshülse (60) koaxial angeordnet
ist, wobei für
die Schmelze ein Ringkanal (94) zwischen der Düsenspitze (66) und der Abdichtungs-
und Anordnungshülse
(60) ausgebildet ist, der Ringkanal (94) steht über den seitlichen Auslass
(90) mit dem Schmelzekanal (88) der Düsenspitze (66) in Strömungsverbindung.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießvorrichtung mit mehreren Düsenspitzen nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 7 die für den Mehrfachanguß-Heißspitzguß verwendet wird.
- Eine Mehrfachanguß-Spritzgießvorrichtung, in der der Schmelzekanal in einem Schmelzeverteiler aufgezweigt wird und die einzelnen Zweige durch eine am Verteiler befestigte beheizte Düse verlaufen, ist wohlbekannt. Aus der
US 4,094,447 ist bekannt, eine beheizte Düse vorzusehen, in der der Schmelzekanal auswärts an mehrere Kantenangüsse verzweigt ist. Während diese Anordnung für den Kantenanguß geeignet ist, ist sie für einen Heißspitzenanguß nicht geeignet, weil jeder der vorderen Abschnitte der Düse eine flache Fläche besitzt. - Aus der
US 4,921,708 ist eine Mehrfachanguß-Anwendung mit heißen Spitzen bekannt, die durch vier langgestreckte Fühler geschaffen wird, die um eine beheizte Düse angebracht sind. Es sind auch weitere Anordnungen von Mehrfachspitzen-Düsen bekannt. Sie besitzen jedoch alle eine zylindrische Form mit einer kreisförmigen Rückseite, die den Oberflächenkontakt mit dem angrenzenden Verteiler begrenzt. In einem System mit einer großen Anzahl von Angüssen wird gewöhnlich bevorzugt, die Gesamtgröße zu reduzieren, indem die Angüsse so nahe wie möglich nebeneinander angeordnet werden. Andererseits ist es auch wünschenswert, die Wärmeübertragung vom angrenzenden Verteiler und somit den Oberflächenkontakt mit diesem maximal zu machen. - Weiter ist aus der
US 5,464,343 A eine Spritzgießvorrichtung mit mehreren Düsenspitzen bekannt, die einen Körper mit einem Strömungskanal für Schmelze umfasst, der mit einer Reihe von Bolzen an einem Verteiler befestigt ist. Dieser, im Wesentlichen zylindrische Körper, umfasst eine Vielzahl von identischen Wärmeleitungsspitzen mit einem Paar seitlicher Löcher, die mit dem Strömungskanal durch den Körper verbunden sind. Der Körper verbindet die Befestigungsplatte mit dem Formhohlraumblock und bildet dabei Luftspalte für die Wärmeisolation aus. - Die
DE 39 19 599 A1 beschreibt eine Spritzgießeinrichtung mit einer einzelnen beheizten Düse, die in einer Bohrung in der Form sitzt und einen Schmelzekanal mit seitlichen Auslass in der Düsenspitze umfasst. Zwischen der Düse und der gekühlten Form ist ein isolierender Luftspalt ausgebildet. Die Düse weist einen Dicht- und Positionierflansch auf, der gegen einen in der Form sitzenden zylindrischen Isolierungsring stößt. Der kegelförmige Nasenabschnitt der Düse ist von einem Raum umgeben, der sich von dem Isolierring zur Angussöffnung in den Formhohlraum erstreckt und sich im Betrieb mit Schmelze füllt. - Demgegenüber zeigt die
DE 39 33 281 A1 eine Spritzgießvorrichtung für eine Mehrfach-Angussdüse mit einem Hauptschmelzekanal zum Aufnehmen der Schmelze. Die Schmelze strömt durch viele Zweigkanäle in schmale ringförmige Kanäle und von einer konischen Aussparung in der Spritzgießform durch die Angussöffnung in die Formhohlräume. - Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spritzgießvorrichtung mit mehreren beabstandeten Düsen spitzen mit seitlichem Schmelzekanalauslass zu schaffen, die ein sicheres Einfließen der Schmelze aus dem Schmelzekanal der Düsenspitzen in eine zugehörige Gießform ermöglicht, wobei zwischen den Düsen und der Gießform eine Isolation vorgesehen ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Spritzgießvorrichtung, die die im Anspruch 1 und 7 angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
-
1 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Mehrfachanguß-Druckgußsystems mit einer Anzahl von Düsenverteilern gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
2 eine perspektivische Ansicht eines der in1 gezeigten Düsenverteiler; -
3 eine Draufsicht des in2 gezeigten Düsenverteilers; -
4 eine Querschnittsansicht längs der Linie 4-4 in3 ; und -
5 eine Querschnittsansicht längs der Linie 5-5 in3 . - Zunächst wird auf
1 Bezug genommen, in der ein Abschnitt eines Heißspitzenanguß-Spritzgießsystems mit 96 Angüssen10 gezeigt ist. In diesem Fall ist ein Hauptver teiler12 mittels Schrauben14 an der Rückseite16 eines Unterverteilers18 befestigt, ferner sind 24 Düsenverteiler20 gemäß der vorliegenden Erfindung mittels Schrauben22 an der vorderen Fläche24 des Unterverteilers18 befestigt. In anderen Konfigurationen können jedoch die Düsenverteiler20 direkt an einem Verteiler befestigt sein, ohne daß ein Unterverteiler notwendig ist, so daß in diesem Fall der Unterverteiler18 als Teil des Verteilers angesehen werden kann. Während der Hauptverteiler12 und die Unterverteiler18 aus Stahl hergestellt sind, sind die Düsenverteiler20 aus einem stärker wärmeleitenden Material wie etwa einer AMCO-940-Kupferlegierung hergestellt. An jeden Anguß10 , der in einen Hohlraum26 führt, wird durch einen Schmelzekanal28 , der sich von einem zentralen Einlaß30 zu einem Einlaßabschnitt32 des Hauptverteilers12 erstreckt, mit Druck beaufschlagte Schmelze befördert. Der Schmelzekanal28 verzweigt in sechs verschiedene Zweige34 im Hauptverteiler12 , wobei jeder Zweig34 in vier verschiedene Zweige36 im Unterverteiler18 verzweigt. Jeder dieser Zweige36 erstreckt sich zu einem Schmelzekanal38 in einem der Düsenverteiler20 , wie im folgenden beschrieben wird. Die Verteiler12 und18 sowie die Düsenverteiler20 werden durch ein elektrisches Heizelement40 , das in die vordere Fläche42 des Hauptverteilers12 als Baueinheit eingebettet ist, sowie durch die Umgebungswärme von der von der Gießmaschine empfangenen Scherwärme, die in der während des Einspritzzyklus eingespritzten, mit Druck beaufschlagten Schmelze erzeugt wird, beheizt. - Obwohl die Gießform
44 je nach Anwendung normalerweise eine größere Anzahl von Platten besitzt, sind hier zur Veranschaulichung nur eine Hohlraumplatte46 , eine Abstandhalterplatte48 und eine Gegendruckplatte50 mit einem daran mittels Schrauben54 befestigten Anordnungsring52 gezeigt. Der Hohlraum26 in der Gießform44 wird durch Kühlwasser gekühlt, das durch Kühlleitungen56 gepumpt wird. Die Verteiler12 ,18 und der Düsenverteiler20 sind durch isolierende und elastische Abstandhalterelemente58 zwischen dem Hauptverteiler12 und der Gegendruckplatte50 sowie durch Abdichtungs- und Anordnungsbuchsen60 , die um jeden Düsenabschnitt66 jedes Düsenverteilers20 angeordnet sind, befestigt. In dieser Ausführungsform sind die Abdichtungs- und Anordnungsbuchsen60 aus einer Titanlegierung hergestellt, wobei jede von ihnen in einem kreisförmigen Sitz62 in der Hohlraumplattenform46 sitzt. Dadurch wird zwischen den beheizten Verteilern12 ,18 und den Düsenverteilern20 einerseits und der umgebenden gekühlten Gießform44 ein isolierender Luftzwischenraum64 geschaffen. - Wie am besten in den
2 bis5 gezeigt ist, besitzt jeder Düsenverteiler20 eine Anzahl von beabstandeten Düsenabschnitten66 , die sich vom hinteren Verteilerabschnitt68 nach vorn erstrecken. Der hintere Verteilerabschnitt68 besitzt eine hintere Fläche70 , die an der vorderen Fläche24 des Unterverteilers18 anstößt. Die Düsenverteiler20 sind an dieser Position mittels zweier Schrauben22 (in1 gezeigt) befestigt, die sich vom Unterverteiler18 in Gewindebohrungen76 in den hinteren Verteilerabschnitten68 jedes Düsenverteilers20 erstrecken. In der gezeigten Ausführungsform besitzt jeder Düsenverteiler20 vier gleichmäßig beabstandete Düsenabschnitte66 , während der hintere Verteilerabschnitt68 einen quadratischen Querschnitt besitzt, wobei sich von jedem Quadranten78 des quadratischen hinteren Verteilerabschnitts68 einer der Düsenabschnitte66 nach vorn erstreckt. In anderen Ausführungsformen können die Düsenverteiler20 eine andere Anzahl von Düsenabschnitten66 aufweisen. Es ist jedoch kritisch, daß der hintere Verteilerabschnitt68 einen rechtwinkligen Querschnitt besitzt, um den Oberflächenkontakt zwischen seiner hinte ren Oberfläche70 und der vorderen Oberfläche24 des Unterverteilers18 maximal zu machen. Der maximale Oberflächenkontakt, der durch diese rechtwinklige Form geschaffen wird, stellt eine maximale Wärmeübertragung zwischen dem Unterverteiler18 und den eng angebrachten Düsenverteilern20 sicher. - Jeder der Düsenabschnitte
66 besitzt eine konische vordere Fläche80 , die sich von einem zylindrischen Abschnitt82 zu einer Spitze84 erstreckt. Der zylindrische Abschnitt82 paßt in eine Abdichtungs- und Anordnungsbuchse60 , die die Spitze84 auf einen der Angüsse10 ausrichtet. Wie am besten in den3 bis5 ersichtlich ist, besitzt jeder Düsenverteiler20 einen Schmelzekanal38 . Der Schmelzekanal38 erstreckt sich von einem Einlaß86 an der hinteren Fläche70 durch den Düsenverteiler20 und verzweigt im hinteren Verteilerabschnitt68 schräg nach außen und nach vorn, wobei sich ein Zweig88 zu einem Auslaß90 in der konischen vorderen Fläche80 jeder der Düsenabschnitte66 erstreckt. Der Einlaß86 in den Schmelzekanal38 in jedem Düsenverteiler20 ist auf einen entsprechenden Auslaß92 vom Schmelzekanal28 im Unterverteiler18 ausgerichtet. - Im Gebrauch wird an das elektrische Heizelement
40 , das in den Hauptschmelzeverteiler12 eingebettet ist, elektrische Leistung geliefert, wodurch der Hauptverteiler12 , der Unterverteiler18 und jeder der daran befestigten Düsenverteiler20 auf eine vorgegebene Betriebstemperatur geheizt werden. Wie oben erwähnt worden ist, ist der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung durch Wärmeleitung vom Unterverteiler18 an die eng angebrachten Düsenverteiler20 maximal, da die hintere Fläche70 jedes Düsenverteilers20 nicht rund, sondern im wesentlichen quadratisch ist. Von einer (nicht gezeigten) Gießmaschine wird in einem vorgegebenen Einspritzzyklus mit Druck beauf schlagte Schmelze zum Schmelzekanal28 , der sich durch den Hauptverteiler12 und den Unterverteiler18 erstreckt, geliefert. Die Schmelze von jedem Zweig36 des Schmelzekanals28 fließt durch den Schmelzekanal38 in einem entsprechenden Düsenverteiler20 in einen Raum94 in der Gießform44 um die konische vordere Fläche80 und dann durch den Anguß10 in den Hohlraum26 . Wie in1 gezeigt ist, verhindern die Abdichtungs- und Anordnungsbuchsen60 ein Austreten der Schmelze aus diesem Raum94 und ordnen die Spitze84 in genauer Ausrichtung auf den entsprechenden Anguß10 an. Wenn der Hohlraum26 gefüllt ist und eine geeignete Verdichtungs- und Kühlungsperiode verstrichen ist, wird der Einspritzdruck weggenommen, woraufhin das Schmelzebeförderungssystem dekomprimiert wird, um ein Ziehen von Fäden durch den offenen Anguß10 zu vermeiden. Die Gießform44 wird anschließend geöffnet, um das geschmolzene Produkt auszuwerfen. Nach dem Auswerfen wird die Gießform44 geschlossen, woraufhin der Zyklus ohne Unterbrechung mit einer Zykluszeit wiederholt wird, die von der Größe des Hohlraums oder der Hohlräume und vom Typ des gegossenen Materials abhängt.
Claims (8)
- Spritzgießvorrichtung mit mehreren Düsenspitzen (
66 ), die jeweils einen Befestigungsabschnitt (82 ) und einen vorderen Abschnitt (80 ) umfassen, jede Düsenspitze (66 ) umfasst einen Schmelzekanal (88 ) mit einem seitlichen Auslass (90 ), dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abdichtungs- und Anordnungshülsen (60 ) zum Überbrücken eines Luftspalts (64 ) vorgesehen sind, die jeweils an dem Befestigungsabschnitt (82 ) der entsprechenden Düsenspitze (66 ) angebracht sind, jede Abdichtungs- und Anordnungshülse (60 ) weist einen vorderen Endabschnitt auf und ist in einem Sitz (62 ) in einer Formmuldenplatte (46 ) angeordnet, der Befestigungsabschnitt (82 ) der Düsenspitze (66 ) weist eine Zylindermantelfläche auf, auf der die Abdichtungs- und Anordnungshülse (60 ) koaxial angeordnet ist, wobei für die Schmelze ein Ringkanal (94 ) zwischen der Düsenspitze (66 ) und der Abdichtungs- und Anordnungshülse (60 ) ausgebildet ist, der Ringkanal (94 ) steht über den seitlichen Auslass (90 ) mit dem Schmelzekanal (88 ) der Düsenspitze (66 ) in Strömungsverbindung. - Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenspitze (
66 ) über das vordere Ende der Abdichtungs- und Anordnungshülse (60 ) vorsteht. - Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt der Düsenspitze (
66 ) eine Konusfläche (80 ) aufweist und sich die Spitze (84 ) der Konusfläche (80 ) in einen Anguss (10 ) der Formmuldenplatte (46 ) erstreckt. - Spritzgießvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenspitze (
66 ) mit einem Verteiler (18 ) verschraubt ist. - Spritzgießvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzekanal (
88 ) in der Düsenspitze (66 ) schräg nach außen zu dem seitlichen Auslass (90 ) verläuft. - Spritzgießvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungs- und Anordnungshülse (
60 ) aus einer Titanlegierung hergestellt ist. - Spritzgießvorrichtung, mit mehreren Düsenverteilern (
20 ), die an einem Schmelzeverteiler (12 ), der eine vordere Fläche (16 ) aufweist, in engem Abstand angebracht sind, wobei jeder der Düsenverteiler (20 ) mehrere beabstandete Düsenspitzen (66 ) aufweist, die sich von einem hinteren Verteilerabschnitt (68 ) nach vorn erstrecken, wobei der hintere Verteilerabschnitt (68 ) eine an der vorderen Fläche (16 ) des Schmelzeverteilers (12 ) anstoßende hintere Fläche aufweist, wobei der Schmelzekanal (38 ) im hinteren Verteilerabschnitt (68 ) in mehrere Zweige (88 ) aufgezweigt ist, wovon sich jeweils einer zu einem Auslass (90 ) jeder Düsenspitze (66 ) erstreckt, und wobei der hintere Verteilerabschnitt (68 ) jedes Düsenverteilers (20 ) einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abdichtungs- und Anordnungshülsen (60 ) zum Überbrücken eines Luftspalts (64 ) vorgesehen sind, die jeweils an einem Befestigungsabschnitt (82 ) der entsprechenden Düsenspitze (66 ) angebracht sind, jede Abdichtungs- und Anordnungshülse (60 ) weist einen vorderen Endabschnitt auf und ist in einem Sitz (62 ) einer Formmuldenplatte (46 ) angeordnet, jede Düsenspitze (66 ) umfasst einen Schmelzekanal (88 ) mit einem seitlichen Auslass (90 ), der Befestigungsabschnitt (82 ) der Düsenspitze (66 ) weist eine Zylindermantelfläche auf, auf der die Abdichtungs- und Anordnungshülse (60 ) koaxial angeordnet ist. - Verwendung einer Abdichtungs- und Anordnungshülse (
60 ) in einer Spritzgießvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche zur Überbrückung eines Luftspaltes (64 ) und zum Umgrenzen eines Ringkanals (94 ) für eine Schmelze.
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