DE4442667C2 - Spritzgussvorrichtung mit senkrechten beheizten Angüssen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Spritzgusses und insbesondere eine Spritzgußvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, bei der sich die Düsen von einem langgestreckten Verteiler diagonal erstrecken und Schmelze an im wesentlichen parallel zur Trennlinie sich erstreckenden Angüsse befördern.

Ein Spritzguß, der gleichzeitig durch mehrere Angüsse in mehrere verschiedene Hohlräume erfolgt, ist im Stand der Technik wohlbekannt und wird als Mehrfachhohlraum-Guß bezeichnet. Es ist wohlbekannt, den Mehrfachhohlraum-Guß entweder unter Verwendung mehrerer Düsen mit beheizten Angüssen auszuführen, wobei die Schmelze von einem gemeinsamen Schmelzeverteiler gefördert wird, oder unter Verwendung einer einzelnen Düse mit Seitenangüssen auszuführen, wobei die Schmelze an mehrere umgebende Angüsse befördert wird. Beispiele von Düsen mit Seitenangüssen sind aus US 4,344,750 und US 5,217,730 A, Fig. 4, bekannt. Diese Konfigurationen besitzen den Vorteil, daß sich die Angüsse parallel zur Trennlinie oder senkrecht zur Richtung der Gießöffnung erstrecken und somit am Anguß eine sehr saubere Scherung ergeben, wenn die Teile aus den Hohlräumen entnommen werden. Zu dem Umstand, daß die Angüsse nicht beheizt sind, kommt jedoch für viele Anwendungen mit größerem Hohlraum der schwerwiegenden Nachteil hinzu, daß die Angüsse relativ nahe beieinander um die zwischen ihnen sich befindende einzelne Düse angeordnet sein müssen. Diese räumliche Beschränkung grenzt das Ausmaß und die Anordnung der Kühlung ein, die in der Nähe der Hohlräume geschaffen werden kann und die für schnelle Gießzyklen wichtig ist. Sie begrenzt außerdem die Position des Angusses im Hohlraum, die in anderen Situationen wichtig ist, um einen ungünstigen Kernversatz zu vermeiden.

Ein Beispiel einer Vorrichtung, die mehrere Düsen mit beheizten Angüssen enthält, die sich von einem gemeinsamen Schmelzeverteiler erstrecken, ist aus US 4,768,945 bekannt. Obwohl in diesem Patent die Nachteile des Seitenangusses vermieden werden, besitzt diese herkömmliche Konfiguration den Nachteil, daß die beheizten Angüsse nicht in der Weise orientiert werden können, daß sie sich in einen Abschnitt der Hohlraumwand erstrecken, der zur Trennlinie senkrecht ist, um so die Scherwirkung des Seitenangusses zu erzeugen. Ein Beispiel für Düsen, die sich von einem gemeinsamen Verteiler diagonal nach außen erstrecken, ist in Fig. 28 von "Plastverarbeiter", Band 30, Nr. 2, 1979, Seiten 83 bis 88, bekannt, es besitzt jedoch den ähnlichen Nachteil, daß die Angüsse nicht parallel zur Trennlinie orientiert werden können und in einem angewinkelten Abschnitt der Hohlraumwand positioniert werden müssen. In "Mould- Masters Limited Broschüre" E-CMSSN-11-90, et Injection Moulding with Compact Master-Shot, sind Düsen gezeigt, die sowohl für angewinkelte beheizte Angüsse als auch für angewinkelte Seitenangüsse geeignet sind. Im Stand der Technik sind jedoch nirgendwo die Merkmale einerseits der beheizten Angüsse und andererseits der Scherwirkung an den Angüssen, die durch senkrecht zur Richtung der Gießöffnung orientierte Angüsse geschaffen wird, miteinander kombiniert.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise zu beseitigen und eine Spritzgußvorrichtung für Mehrfachhohlraum-Guß mit beheizten Angüssen zu schaffen, bei der sich die Angüsse im wesentlichen parallel zur Trennlinie erstrecken.

Diese Aufgabe wird durch eine Spritzgießvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Abschnitts des Mehrfachhohlraum- Spritzgießsystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, und

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts von Fig. 1, in der insbesondere die Winkel A und B veranschaulicht sind.

In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines Mehrfachhohlraum-Gießsystems oder einer Mehrfachhohlraum-Gießvorrichtung gezeigt, die mehrere Stahldüsen 10 enthält, die sich von einem Schmelzeverteiler 12 erstrecken, um durch einen Schmelzekanal 14 an entsprechende Angüsse 16, die in verschiedenen Hohlräumen 18 in der Gießform 20 münden, mit Druck beaufschlagte Kunststoffschmelze zu befördern. Der Schmelzeverteiler 12 besitzt eine geeignete, langgestreckte Form mit einem Paar von diagonalen Oberflächen 22, 24, die sich in dessen Längsrichtung erstrecken. Obwohl in Fig. 1 nur zwei Düsen 10 gezeigt sind, sind längs jeder der diagonalen Oberflächen 22 und 24 mehrere Düsen in Reihen 26 bzw. 28 vorhanden. Der Schmelzekanal 14 erstreckt sich von einem gemeinsamen Einlaß 30 des Schmelzeverteilers 12 und ist im Verteiler 12 an die getrennten Arme 34 aufgezweigt, die auf entsprechende Schmelzebohrungen 36 ausgerichtet sind und sich zu diesen erstrecken, wobei sich die Schmelzebohrungen 36 ihrerseits jeweils durch eine der Düsen 10 erstrecken.

Zur Erläuterung ist die Gießform 20 so dargestellt, daß sie nur eine Düsen- und Hohlraum-Halteplatte 38, einen Hohlraumeinschub 40, eine Hohlraumeinschub- Halteplatte 42 und einen Kerneinschub 44 enthält. Andere Gießformen können je nach Anwendung viele verschiedene zusätzliche Platten oder Teile enthalten. Die Düsen- und Hohlraum-Halteplatte 38 wird gekühlt, indem durch Kühlungskanäle 46 Kühlwasser gepumpt wird. Die Kühlung um jeden Hohlraum 18 wird dadurch erzielt, daß Kühlwasser durch eine Kühlungsleitung 48 gepumpt wird, die abwechselnd Abschnitte aufweist, die sich in einem Winkel nach vorn bzw. nach hinten erstrecken und um den Hohlraum 18 einen Kühlungskreislauf bilden. Eine weitere Kühlung wird durch Kühlwasser, das durch ein mittiges Kühlungsrohr 50 fließt, welches sich in den Kerneinschub 44 erstreckt, geschaffen.

Jede Düse 10 sitzt in einer Öffnung 52 in der Düsenplatte 38, wobei ihr hinteres Ende 54 an eine der diagonalen Oberflächen 22 bzw. 24 längs des langgestreckten Verteilers 12 anstößt. Wie am besten in Fig. 2 ersichtlich, erstrecken sich die Düsen 10 vom Verteiler 12 nach vorn und nach außen, wobei sich die Längsachse 56 jeweils im gleichen Winkel A zur gemeinsamen Trennlinie 58 zwischen den Hohlräumen 18 erstreckt. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Winkel A im wesentlichen 45°, obwohl sich in anderen Ausführungsformen die Düsen 10 diagonal in anderen geeigneten Winkeln erstrecken können, wie weiter unten beschrieben wird. Jede Düse 10 besitzt einen hinteren Kranzabschnitt 60, einen dicken zylindrischen Anordnungs- und Dich­ tungsflansch 62 sowie einen vorderen Nasenabschnitt 64. Der Anord­ nungs- und Dichtungsflansch 62 ist in der Öffnung 52 dicht angeordnet, wobei zwischen der angewinkelten inneren Oberfläche 70 der Öffnung 52 und der äußeren Oberfläche 72 des Anordnungsflansches 62 ein isolierender Luftzwischenraum 68 gebildet ist. Der isolierende Luft­ zwischenraum 68 stellt sicher, daß zwischen der gekühlten Düsen- und Hohlraum-Halteplatte 38 und der Düse 10, die durch ein integriertes elektrisches Heizelement 74 geheizt wird, eine ausreichende Wärmeiso­ lation vorhanden ist. Das Heizelement 74 erstreckt sich von einem äußeren Anschluß 76 in der Nähe des hinteren Endes 54 um die Schmelzebohrung 36 und besitzt ein vorderes Ende 78, das sich mittig in den vorderen Nasenabschnitt 64 der Düse 10 erstreckt. Die Schmel­ zebohrung 36 durch die Düse 10 besitzt einen mittleren Abschnitt 78, der sich vom hinteren Ende 54 nach vorn erstreckt, sowie einen diago­ nalen Abschnitt 80, der sich nach außen in einen Raum 82 erstreckt, der den vorderen Nasenabschnitt 64 umgibt. Der Anordnungs- und Dichtungsflansch 62 besitzt eine Dichtung 84, die an die angewinkelte innere Oberfläche 70 der Öffnung 52 eng angepaßt ist, um zu verhin­ dern, daß mit Druck beaufschlagte Schmelze aus dem Raum 82 um den vorderen Nasenabschnitt 64 in den isolierenden Luftzwischenraum 68 um den Anordnungs- und Dichtungsflansch 62 entweicht. Die Düsen 10 sind in den Öffnungen 52 in der Düsen- und Hohlraum-Halteplatte 38 durch den langgestreckten Verteiler 12 befestigt. Der Verteiler 12 wird seinerseits zwischen einer Halteplatte 86 und einem Anordnungsring 88 durch Anbringungsschrauben 90 gehalten. Daher ist der Schmelzever­ teiler 12, der mittels eines (nicht gezeigten) integrierten elektrischen Heizelements geheizt werden kann, in der Weise angebracht, daß sich zwischen ihm und der angrenzenden, gekühlten Düsen- und Hohlraum- Halteplatte 38 ein isolierender Luftzwischenraum 92 erstreckt.

Die Trennlinie 58 erstreckt sich senkrecht zum Schmelzekanal-Einlaß 30 im Einlaßabschnitt 32 des Verteilers, während sich die Gießform in einer zur Trennlinie 58 senkrechten Richtung öffnet. Obwohl die Wände 94 der Hohlräume 18 so dargestellt sind, daß sie sich senkrecht zur Trennlinie 58 erstrecken, ist im Stand der Technik wohlbekannt, daß sie sich in einem Verjüngungswinkel von 0,5° bis 5° gegenüber der Vertikalen erstrecken müssen, um die Entnahme des Gußstücks aus den Hohlräumen 18 zu erleichtern. Obwohl diese Verjüngung im Hinblick auf die Vereinfachung der folgenden Beschreibung vernach­ lässigt worden ist, ist es in Wirklichkeit wohlbekannt, daß sie zugelas­ sen werden muß, wenn die tatsächliche Orientierung der Hohlraum­ wände 94 und der Angüsse 16 festgelegt wird. Der vordere Nasenab­ schnitt 64 jeder Düse 10 besitzt ein spitziges Ende 96, das auf einen der Angüsse 16 ausgerichtet ist und sich zu diesem erstreckt. Wie am be­ sten in Fig. 2 ersichtlich, erstreckt sich das spitzige Ende 96 in einem Winkel B in bezug auf die Längsachse 56 der Düse 10 nach außen. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Winkel B im wesentli­ chen 45° und besitzt somit den gleichen Wert wie der Winkel A, in dem sich die Längsachse 56 der Düse 10 in bezug auf die Trennlinie 58 erstreckt, weshalb sich die spitzigen Enden 96 und die Angüsse 16 in einer zur Trennlinie 58 im wesentlichen parallelen Richtung erstrecken. Die Angüsse 16 erstrecken sich senkrecht zur Hohlraumwand 94, wo­ bei der Ausdruck "im wesentlichen parallel" hier so definiert ist, daß der obenerwähnte, erforderliche kleine Verjüngungswinkel möglich ist. Wenn die diagonalen Oberflächen 22, 24 des Verteilers 12 so geformt sind, daß sich die Reihen der Düsen 10 nach außen in einem Winkel A von 40° erstrecken, muß auch der Winkel B, in dem sich die spitzigen Enden 96 erstrecken, 40° betragen, so daß sich die spitzigen Enden 96 und die Angüsse 16 zur Trennlinie 58 im wesentlichen parallel erstrec­ ken. Wie oben erwähnt, hat dies den Vorteil, daß sich die Angüsse 16 im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Gießformöffnung erstrec­ ken, wodurch eine sehr saubere Scherung an den Angüssen 16 erreicht wird.

Im Betrieb ist das Spritzgußsystem oder die Spritzgußvorrichtung wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt zusammengebaut. An das Heizelement im Verteiler 12 und an die Heizelemente 74 in den Düsen 10 wird elektri­ sche Leistung geliefert, um diese auf eine vorgegebene Betriebstempe­ ratur zu heizen. Dann wird in einem vorgegebenen Gießzyklus von einer (nicht gezeigten) Gießmaschine mit Druck beaufschlagte Schmel­ ze zum gemeinsamen Einlaß 30 und zum Schmelzekanal 14 geliefert. Die Schmelze fließt vom Schmelzeverteiler 12 durch die Düsen 10 und die Angüsse 16 in die Hohlräume 18. Wenn die Hohlräume 18 gefüllt sind und eine geeignete Verdichtungs- und Kühlperiode verstrichen ist, wird der Einspritzdruck entlastet und wird das Schmelzefördersystem dekomprimiert, um ein mögliches Fädenziehen durch die offenen Angüsse 16 zu vermeiden. Anschließend wird die Gießform 20 geöff­ net, um die gegossenen Produkte zu entnehmen.

Wie oben beschrieben, stellt die zur Richtung der Öffnung im wesentli­ chen senkrechte Orientierung der Angüsse 16 eine sehr saubere Sche­ rung an den Angüssen 16 in einer Linie mit der Hohlraumwand 94 sicher. Nach der Entnahme der gegossenen Produkte wird die Gieß­ form 20 wieder geschlossen, woraufhin der Zyklus wiederholt wird, wobei die Zykluszeit von der Größe der Hohlräume 18 und vom Typ des gegossenen Materials abhängt.

Obwohl die Beschreibung der erfindungsgemäßen Spritzgußvorrich­ tung anhand einer bevorzugten Ausführungsform gegeben worden ist, kann der Fachmann selbstverständlich verschiedene Abwandlungen vornehmen, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche festgelegt ist.

Claims (3)

1. Spritzgießvorrichtung mit mehreren beheizten Düsen (10), die sich von einem gemeinsamen, langgestreckten Verteiler (12) mit einem Schmelzekanal-Einlaß (30) aus erstrecken, um Schmelze vom Schmelzekanal-Einlaß (30) zu mehreren Angüs­ sen (16) und damit verbundenen Hohlräumen zu befördern, wobei sich die Hohlräu­ me (18) von einer gemeinsamen Trennlinie (58) aus erstrecken, wobei sich die Trennlinie (58) im wesentlichen senkrecht zum Schmelzekanal-Einlaß (30) erstreckt, wobei die Düse (10) in einer Ausnehmung (94) einer Gießform (20) sitzt und eine Längsachse (56) aufweist, wobei ein hinteres Ende (54) der Düse (10) gegen den Verteiler (12) anstößt und wobei ein vorderes spitzes Ende (96) der Düse (10) auf einen der Angüsse (16) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Angüsse (16) sich im wesentlichen parallel zur Trennlinie (58) erstrecken, der Querschnitt des Verteilers (12) in Längsrichtung wenigstens eine, sich in Längs­ richtung erstreckende schräge Oberfläche (22, 24) aufweist, an die die hinteren Enden (54) der Düsen (10) anstoßen,
jede Düse (10) sich vom Verteiler (12) aus in Richtung des Angusses in einem ersten vorgegebenen Winkel (A) in bezug auf die Trennlinie (58) erstreckt, und
das vordere spitze Ende (96) jeder Düse (10) sich zum Formhohlraum hin in einem zweiten vorgegebenen Winkel (B) in bezug auf die Längsachse (56) der Düse (10) erstreckt, so daß das spitze Ende (96) in einer zur Trennlinie (58) im wesentlichen parallelen Richtung auf einen der Angüsse (16) ausgerichtet ist.

2. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ teiler (12) zwei sich in Längsrichtung erstreckende schräge Oberflächen (22, 24) auf­ weist, an die jeweils hintere Enden (54) von Düsen (10) anstoßen, die in entgegenge­ setzte Richtungen nach außen weisen, und die Düsen (10) in zwei Reihen (26, 28) je an den schrägen Oberflächen (22, 24) des Verteilers (12) angeordnet sind, wobei sich die Düsen (10) der ersten Reihe im ersten vorgegebenen Winkel (A) in bezug auf die Trennlinie (58) und sich die Düsen (10) der zweiten Reihe im ersten vorgegebenen Winkel (A) in bezug auf die Trennlinie und in entgegengesetzter Richtung nach außen erstrecken.

3. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste vorgegebene Winkel (A), in dem sich jede Düse (10) in bezug auf die Trennlinie (58) erstreckt, im wesentlichen 45° beträgt und der zweite vorgegebene Winkel (B), in dem sich das spitze Ende (96) jeder Düse (10) in bezug auf die Längsachse (56) der Düse (10) nach außen erstreckt, im wesentlichen 45° beträgt.