CH657306A5

CH657306A5 - Spritzgusseinrichtung mit kantenanguss.

Info

Publication number: CH657306A5
Application number: CH170182A
Authority: CH
Inventors: Jobst Ulrich Gellert
Original assignee: Gellert Jobst U
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1982-03-20
Publication date: 1986-08-29
Also published as: DE3208339A1; NL190002B; FR2502060A1; JPS57165236A; DE3208339C2; NL190002C; FR2502060B1; AU8169482A; NL8201150A; JPS60897B2; GB2095161A; GB2095161B; AU547377B2; CA1149569A

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgusseinrichtung mit Kantenanguss gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei Kantenangusssystemen, d.h. seitlichem Anguss, sind mehrere Matrizen oder Gesenke in einer gekühlten Gesenkplatte um eine zentrale heizbare Düse oder Buchse angeordnet. Die Tatsache, dass dort kein Ventil oder ein anderes Absperrorgan vorliegt, um eine Steuerung des Schmelzflusses zu unterstützen, ist für die Temperatur und die Wärmeleitcha-rakteristika im Rinnenbereich von kritischer Bedeutung. In dem System müssen die Matrizen schnell und wiederholt füllbar sein und dann geöffnet werden, um das Auslaufen auszu-stossen. Dieses erfordert eine mindestens teilweise Isolierung zwischen der erhitzten Buchse und der gekühlten Gesenkplatte, damit die Buchse heiss genug bleibt, um die Schmelze in geschmolzenem Zustand zu halten und um die Gesenkplatte ausreichend kalt zu halten, damit eine schnelle Erstarrung der Schmelze erreicht wird, wenn dieselbe in die Gesenke fliesst.

Diese Isolierung wurde bisher durch einen Zwischenraum an der Ventilöffnung zwischen der Buchse und der Gesenkplatte erreicht, die sich mit Schmelze füllte. Die Schmelze erstarrt dann mindestens in der Nähe der kalten Gesenkplatte s und es erfolgt dadurch ein gewisses Mass an Isolierung zwischen der Buchse und der Gesenk- oder Matrizenplatte. Nach den US-PSen 3 822 856 und 4 094 447 sind radial verlaufende Abschnitte des Rinnendurchganges bekannt, die in unmittelbarem Kontakt mit der Gesenkplatte stehen. Bisher verwen-io dete Düsendichtungen in mit Ventilen ausgerüsteten Spritzgusssystemen sind aus der US-PS 4 403 740 und der CA-PS 356 233 bekannt. Durch diese bekannten Düsendichtungen wird zusätzlich Hitze in den Öffnungsbereich geführt, was das Setzen des Ventils erleichtert, so dass das System zuverlässig ls arbeitet und die Lebensdauer des Ventilstiftmechanismus erhöht wird. In der vorgenannten CA-PS ist die Düsendichtung selbst der Anguss, in welchem die Ventilstiftspitze sitzt.

Diese Vorteile der bekannten Einrichtung sind jedoch nur in Systemen mit Schieberventilen anwendbar, was die Mög-20 lichkeit der Verwendung eines derartigen Verschlusses in anderen Arten von Giessystemen einschränkt. Insbesondere die Tatsache, dass in einem Giessystem mit einem Kanten- oder Seitenanguss die Wand der Matrizenplatte mit den Angussöffnungen gekrümmt ausgeführt ist, führt wegen des Leck-25 problems der unter Druck stehenden Schmelze von der Verwendung derartiger Verschlüsse in einem Seitenanguss weg. Wenn im Angussbereich die Schmelze herausleckt, fliesst dieselbe in den Luftspalt zwischen der Buchse und der Gesenkplatte, wodurch die vorstehend aufgezeigten Probleme auf-30 treten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Nachteile mindestens teilweise zu beseitigen, indem eine Spritzgusseinrichtung mit Kanten- oder Seitenanguss vorgeschlagen wird, welche unter Verwendung von hohlen Ver-35 schlüssen zwischen der Buchse und den Angussöffnungen arbeiten soll.

Die Aufgabe wird für die Spritzgusseinrichtung mit Kantenanguss erfindungsgemäss mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung können durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 4 erreicht werden.

Die Erfindung ist nachstehend in Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es bedeuten:

Figur 1 einen Teil eines Spritzgusssystems mit Kantenangussrinne im Schnitt und

Figur 2 eine Abdichtung und eine zugehörige Angussrinne in der Matrizenplatte im Schnitt.

Die auch als Spritzgusssystem zu bezeichnende Spritz-50 gusseinrichtung mit Kanten- bzw. Seitenangussrinne besitzt mindestens eine rohrförmige Angussbuchse 10 mit einem durch dieselbe hindurchgehenden zentralen Heissanguss-durchgang 12. Der Durchgang 12 erstreckt sich von einer verzweigten Rohranschluss- bzw. Mehrfachplatte 14 weg und ss verzweigt sich in mehrere Kanäle 16, die sich vom zentralen Durchgang 12 weg radial nach aussen erstrecken. Jeder Kanal 16 führt nach aussen durch einen Hohlverschluss bzw. Angusskegel 18 hindurch zu einer Angussöffnung 20, die zu einer Matrize bzw. einem Gesenk 22 führt.

«a Die Angussbuchse 10 wird elektrisch beheizt und kann wie z.B. in der CA-PS No. 1 097 871 und CA-PS No. 1 142 722 beschrieben ausgebildet sein. Der zentrale Durchgang 12 besitzt einen korrosionsfesten inneren Abschnitt oder Teil 24, der von einem schraubenlinienförmig angeordneten 65 Heizelement 26 umgeben ist, und einen auf diesen angeschmolzenen hochleitfähigen Teil 28. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der innere Abschnitt 24 aus einer Beryllium-Nickellegierung gebildet, um einer Korrosion durch die

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Schmelze zu widerstehen. Der leitfähige Teil 28 besteht vorzugsweise aus einer Beryllium-Kupferlegierung, damit die Hitze rasch und gleichmässig vom Heizelement 26 an den inneren Abschnitt 24 abgeleitet wird. Die Angussbuchse 10 sitzt in einer in Form einer Bohrungsöffnung bzw. einem Schacht ausgebildeten Vertiefung 30 in einer Gesenkplatte 32 und wird durch eine Isolierbuchse 34 fest in ihrer Lage gehalten. Die Gesenkplatte 32 wird durch ein Kühlelement 36 gekühlt und durch die Isolierbuchse 34 wird zwischen der Angussbuchse 10 und der Gesenkplatte 32 ein Luftspalt 38 aufrechterhalten, wodurch Wärmeverluste vermindert werden.

Wie Figur 2 weiterhin zeigt, besitzt jeder Hohlverschluss 18 eine zentrale Bohrung 40, die sich von einem inneren Ende 42 zu einer Zentralöffnung 44 in einem haubenförmigen äusseren Ende 46 erstreckt. Jeder Hohlverschluss 18 erstreckt sich quer über den Luftspalt 38 hinweg, wobei sein inneres Ende 42 in einer Ausnehmung 48 um den radialen Kanal 16 in der Angussbuchse 10 herum sitzt. Das äussere Ende 46 stösst gegen die Innenwand 50 des Schachtes 30 in der Gesenkplatte 32. Das haubenförmige äussere Ende 46 besitzt eine im wesentlichen ebene Abdichtungsfläche 52, die durch Verformung beim Andrücken gegen die Gesenkplatte 32 um die Angussöffnung 20 herum gebildet wird, die zu einer der Matrizen 22 führt. In dieser Lage fluchtet die Öffnung 44 im haubenförmigen äusseren Ende 46 des Verschlusses 18 mit der Angussöffnung 20, und die zentrale Bohrung ist somit mit einem der radialen Kanäle 16 verbunden. Der Hohlverschluss 18 ist aus einem Metall hergestellt, das ausreichende Festigkeit gegen wiederholt auftretenden hohen Druck besitzt; es sollte jedoch ein nicht hochleitfähiges Metall sein, um nicht überschüssige Wärme von der Angussbuchse 10 zur Gesenkplatte 32 abzuleiten. Der Hohlverschluss 18 ist vorzugsweise aus einer Titanlegierung oder aus rostfreiem Stahl hergestellt.

In der Praxis wird beim Zusammenbau des Systems in jeder Ausnehmung 48 ein Verschluss 18 eingesetzt und dann wird die Angussbuchse 10 in den Schacht eingebracht, bis sie auf der Isolierbuchse 34 sitzt. Die Angussbuchse 10 und die Verschlüsse 18 sind derart dimensioniert, dass ihr effektiver gesamter Radius etwa 0,012 cm grösser als der Radius der Innenwand 50 des Schachtes 30 an den Angussöffnungen 20 ist. Um das Einsetzen der Angussbuchse 10 zu erleichtern, ist ein zu den Angussöffnungen 20 führender Abschnitt 54 der Wand 50 etwas nach innen geneigt ausgeführt. Wenn daher die Angussbuchse 10 in den Schacht 30 eingeführt bzw. eingeschoben wird, kommen die haubenförmigen äusseren Enden 46 der Verschlüsse 18 mit dem abgeschrägten bzw. geneigten Abschnitt 54 der Wand 50 in Berührung und werden leicht nachgebend nach innen deformiert, wenn sie vollständig eingebracht sind und dann um die Angussöffnungen 20 herum vorliegen. Während des Einsetzens wird eine Aussenseite der Isolierbuchse 34 in einem zylindrischen Teil der Wand 50 des Schachtes 30 an der Gesenkplattenbohrung aufgenommen, wodurch die Angussbuchse 10 in geeigneter Weise ausgerichtet geführt wird. Hierdurch wird die Angussbuchse 10 ent3 657 306

sprechend ausgerichtet, wenn die Deformation eintritt, so dass ein sicherer Sitz geschaffen wird. Wenn die Angussbuchse 10 auf die Betriebstemperatur erhitzt wird, dehnt sie sich aus und es findet weitere Deformationen der haubenför-s migen äusseren Enden 46 der Verschlüsse 18 statt. Diese Ausbildung der Verschlüsse 18, welche diese leicht nach innen verlaufende Deformation erlaubt, ermöglicht einen druckdichten Verschluss gegen die gekrümmte bzw. zylindrische Wand 50 des Schachtes 30. Ein Abschleifen des Endes jedes io Verschlusses 18 entsprechend der Krümmung der Innenwand 50 ist aufwendig und erfordert, dass die Verschlüsse 18 immer in der richtigen Lage eingesetzt werden, damit sie der Krümmung folgen können. Wenn bei wiederholter Verwendung von hohem Druck beim Spritzgiessen auf die erhitzte 15 Schmelze ein Leck zwischen dem Verschluss 18 und der gekrümmten Wand 50 auftritt, dann tritt Schmelze in den Luftspalt 38 aus, wodurch die Wirksamkeit der Isolierung herabgesetzt wird und wobei möglicherweise Färb- und Materialänderungen auftreten.

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Nach dem Zusammenbau wird die Angussbuchse 10 durch Anlegen von Energie an das Heizelement 26 über die Leitungen 56 erhitzt. Ein nicht gezeigtes Thermoelement kann zur genauen Einhaltung der Temperatur verwendet wer-25 den. Die Gesenkplatte 32 wird durch das Kühlelement 36 gleichzeitig gekühlt, und nachdem sich die Temperatur bei den Betriebsbedingungen stabilisiert hat, wird heisse unter Druck stehende Schmelze aus einer Giesseinrichtung oder einer anderen Aufschmelzeinrichtung eingeführt. Die Schmelze 30 fliesst von der Rohrverzweigungsplatte 14 durch den zentralen Durchgang 12, zweigt in die radialen Kanäle 16 ab und gelangt durch die Verschlüsse 18 in die Matrizen 22. Nachdem die Matrizen 22 gefüllt sind, wird die Schmelze vom Spritzdruck entlastet, und nachdem die Schmelze in den ge-35 kühlten Matrizen 22 erhärtet ist, wird die Form geöffnet und es werden die gegossenen Produkte entnommen. Es ist wesentlich, dass dieses Verfahren ohne Leckverlust in den Luftspalt hinein zuverlässig und wiederholt durchgeführt werden kann. Dieses ist insbesondere auch mit schwierig schmelzba-40 ren Maschinenbau- und flammenhemmenden Materialien, wie z.B. Polycarbonat, Polyphenylsulfid, Polyphenyloxiden und Nylon 66, möglich, weil diese Materialien sich zersetzen, wenn sie in den Luftspalt 38 hineingelangen. Bei einem System, bei dem das Heizelement 26 sich nahe an den Anguss-45 Öffnungen 20 vorbei erstrecken würde, würde die Nähe der Hitze am Luftspalt 38 eine weitere Zersetzung des herabgetropften Metalls in einem unannehmbaren Ausmass verursachen.

An Stelle des Mehrfach-Matrizensystems kann auch ein so ähnliches einzelnes Matrizensystem angewendet werden. Die äusseren Enden der Verschlüsse können auch derart ausgeführt sein, dass sie durch Deformation einen festen Pressitz gegen die gekrümmte Innenwand der Matrizenplatte ermöglichen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

657 306 PATENTANSPRÜCHE

1. Spritzgusseinrichtung mit Kantenanguss, dadurch gekennzeichnet, dass eine gekühlte Gesenkplatte (32) mit mindestens einem offenbaren Gesenk (22) vorliegt, eine rohrför-mige elektrisch beheizbare Angussbuchse (10) in einer Vertiefung (30) der Gesenkplatte (32) befestigt sitzt, wobei die Vertiefung (30) eine Innenwand (50) aufweist, welche mit Abstand von der Angussbuchse (10) angeordnet ist, um einen isolierenden Luftspalt (38) zu bilden, und die Angussbuchse (10) einen langgestreckten zentralen Schmelzflussdurchgang (12) besitzt, der sich von einem Schmelzeinlass (14) bis zu mindestens einem Kanal (16) erstreckt, der sich radial nach aussen von dem zentralen Durchgang (12) bis zu mindestens einer zugehörigen, zu dem Gesenk (22) führenden Kantenangussöffnung (20) in der Gesenkplatte (32) erstreckt, mindestens ein entsprechender Hohlverschluss (18) mit einer zentralen Bohrung (40) zwischen einem inneren Ende (42) und einem äusseren,haubenförmig ausgebildeten Ende (46) mit einer zentralen Öffnung (44) sich quer über den Luftspalt (38) erstreckt, wobei die zentrale Öffnung (44) mit dem radial verlaufenden Kanal (16) und der Angussöffnung (20) fluchtet, das innere Ende (42) in einer Ausnehmung (48) in der Angussbuchse (10) sitzt und das äussere Ende (46) gegen die Innenwand (50) des Schachtes in der Gesenkplatte (32) stösst, und mindestens ein Teil der Wand (50) nach innen geneigt ist, wobei der Hohlverschluss (18) bei in den Schacht eingesetzter Angussbuchse (10) und der auf die Betriebstemperaturen erhitzten Spritzgusseinrichtung zunehmend nach innen deformiert ist, so dass im wesentlichen ein Leckaustritt der unter Druck stehenden Schmelze in den Luftspalt (38) verhindert wird.

2. Spritzgusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vom zentralen Durchgang (12) sich mehrere Kanäle (16) radial nach aussen erstrecken und jeder Kanal (16) mit der zugehörigen Angussöffnung (20) zu dem entsprechenden Gesenk (22) führt.

3. Spritzgusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand (50) der Vertiefung (30) in der Gesenkplatte (32) einen Abschnitt aufweist, der durch die Angussbuchse (10) getragene Ausrichtmittel (34) besitzt, so dass ein geeignetes Ausrichten der Angussbuchse (10) gewährleistet wird, wenn dieselbe in die als Schacht ausgebildete Vertiefung (30) eingesetzt wird, und die Deformation des Hohlverschlusses (18) erfolgt.

4. Spritzgusseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hohlverschluss (18) aus einer Titanlegierung hergestellt ist.