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Die
Erfindung betrifft ein Verteilerelement zur Umlenkung von Temperierfluiden
in Spritzguss- und Druckgusswerkzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Ein
solches Verteilerelement ist in der Ausführung als Dichtelement mit
dem Gegenstand der
EP
0 794 047 B1 bekannt geworden.
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Das
dort gezeigte Dichtelement besteht aus einem durchgehenden, elastomeren
Dichtstoff aus Kautschuk, Kunststoff oder dergleichen und bildet
einen innenliegenden Hohlraum aus, der als Durchströmungsraum
für die
Temperierfluide ausgebildet ist. Die Oberseiten der Öffnungen
des bekannten Dichtelementes sind mit Dichtungswülsten umgeben, die werkstoffeinstückig aus
dem Material des gesamten Dichtelementes herausgearbeitet sind.
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Insgesamt
wird somit ein elastomeres Dichtelement beschrieben, welches zur
Umlenkung von Temperierfluiden geeignet ist und dessen innerer Hohlraum
als Durchströmungsraum
für die
Temperierfluide ausgebildet ist.
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Mit
einem derartigen Dichtelement besteht allerdings der Nachteil, dass
es sehr verformungsempfindlich ist. Mit zunehmender Lebensdauer – insbesondere,
wenn hochtemperierte Fluide abgedichtet werden, kommt es zu einem
Nachlassen des elastomeren Rückstellvermögens und
damit zu einem Nachlassen des Dichtungsdruckes. Es wurden verschiedentlich
auch schon derartige Verformungen festgestellt, dass die Dichtungsaufgabe
der Dichtungswülste
an den gegenüberliegenden
Flächen
der Formhälften
nicht mehr erfüllt
werden konnten.
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Mit
dem Gegenstand des
DE
298 08 176 U1 ist ein weiteres Dichtelement zur Umlenkung
von Temperierfluiden in Spritzguss- und Druckgusswerkzeugen bekannt
geworden, welches ebenfalls insgesamt aus einem elastomeren Körper besteht,
bei dem demzufolge die gleichen Nachteile bestehen, wie sie oben
stehend anhand der
EP
0 794 047 B1 geschildert wurden.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung einer
umfangreichen und aufwendigen Bearbeitung eines Werkzeuges eine günstige Abdichteinrichtung
für ein
Verteilerelement zur Umlenkung von Temperierfluiden zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird auch ein Verteilerelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Wesentliches
Merkmal der Erfindung ist, dass das Verteilerelement zweiteilig
ausgebildet ist, welches einerseits einen nicht verformbaren Trägerkörper aufweist,
der seinerseits die elastisch verformbaren Dichtringe trägt.
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Aus
der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil,
dass nun auf einen Durchströmungsraum
im Dichtelement selbst verzichtet wird und der Durchströmungsraum
unterhalb des Verteilerelementes angeordnet wird und sich im Bereich
der Formrahmenplatte befindet.
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Damit
wird der wesentliche Vorteil erzielt, dass auf einen volumenvergrößernden
Durchströmungsraum
im Körper
des Verteilerelementes selbst verzichtet werden kann. Die Anordnung
dieses Durchströmungsraumes
im Körper
des Verteilerelementes hatte nämlich
den Nachteil, dass das Verteilerelement selbst sehr hoch baute,
was zu einem relativ hohen Körper
führte.
Nachdem nach dem Stand der Technik das Verteilerelement insgesamt
aus einem elastomeren Werkstoff ausgebildet war, bestand die große Gefahr,
dass bei einem derartig hochbauenden Verteilerelement es zu starken
Verformungen beim Einbau oder beim Durchfluss kam. Ein solches elastomeres,
hochbauendes Verteilerelement ist also hohen Verformungskräften unterworfen.
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Dies
wird nach der Erfindung nun vermieden, indem der Trägerkörper des
Verteilerelementes aus einem nicht verformbaren Material, z. B.
einem Metallmaterial, einem Kunststoff, einem Verbundwerkstoff oder
dergleichen gebildet wird und nur noch im Trägerkörper selbst die Durchflussbohrungen
angeordnet werden, ohne jedoch den Durchflussraum selbst im Trägerkörper selbst
anzuordnen. Dieser wird erfindungsgemäß in einem festen Raum im Bereich
der Formrahmenplatte vorgesehen, was mit wesentlichen Vorteilen
verbunden ist:
Beim Stand der Technik war der Durchflussraum
an die Formgebung des Verteilerelementes gebunden, weil dieser Teil
des Verteilerelementes war. Dies wird erfindungsgemäß nun vermieden,
indem der Durchflussraum in die Formrahmenplatte als nach oben offene
Ausnehmung eingebracht wird und damit ist die Formgebung dieser
Ausnehmung (und damit des Durchströmraumes) völlig frei und kann vom Benutzer
beliebig dimensioniert werden. Damit besteht der Vorteil, die Temperierflüssigkeit
ohne Strömungswiderstand
oder nur mit geringem Strömungswiderstand
durch diesen in der Formrahmenplatte ausgebildete Ausnehmung hindurchläuft, weil
die Ausnehmung wesentlich größer dimensioniert
werden kann.
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Erfindungsgemäß wirkt
das nach dem Stand der Technik so bezeichnete Dichtelement demzufolge
nur noch als Verteilerelement und wird auch so bezeichnet.
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Damit
kann die Formgebung des Durchströmraumes
völlig
frei gewählt
werden. Es kann bei manchen Formen vorkommen, dass durch bestimmte
Einbauten der Durchströmraum
begrenzt wird. Beispielsweise könnten
dort Schrauben oder andere Teile eingreifen, welche die Formgebung
und den Durchflussquerschnitt des Durchströmraumes begrenzen. Hier setzt
der Vorteil der Erfindung ein, dass der Durchströmraum nun frei in der Formrahmenplatte
gestaltet werden kann und demzufolge auch breit oder sehr schmal
und tief ausgebildet werden kann.
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Aus
der technischen Lehre des Anspruches 1 und 3 ist das Verteilerelement „abdichtend” im Zwischenraum
zwischen der Formenrahmenplatte und einem oder mehreren in die Formrahmenplatte
eingreifenden Formeinsätzen
angeordnet.
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Die
Erfindung ist also nicht darauf beschränkt, das Verteilerelement im
Zwischenraum zwischen zwei Formeinsätzen anzuordnen. Es kann auch
im Zwischenraum zwischen der Formenrahmenplatte und einem Formeinsatz
angeordnet werden.
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Ebenso
ist es nicht notwendig, das Verteilerelement im Bereich der Formrahmenplatte
anzuordnen. Es kann auch im Bereich anderer Formenteile angeordnet
werden, wie z. B. im Bereich des Formkerns.
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Wichtig
ist jedenfalls, dass das Verteilerelement abdichtende Querschnitte
an seiner Ober- und Unterseite bildet, wobei für diese Abdichtungen verschiedene
Ausführungsformen
als erfindungswesentlich beansprucht werden.
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In
einer ersten Ausführung
ist es vorgesehen, dass das Verteilerelement im Bereich der senkrecht
das Verteilerelement durchsetzenden Durchflussbohrungen Dichtungsringe
(O-Ringe) aufweist, was mit dem Vorteil verbunden ist, dass diese O-Ringe
sehr leicht eingebaut und auch wieder demontiert werden können. Damit
wird die Lebensdauer des Verteilerelementes wesentlich vergrößert, weil
bei Dichtungsproblemen lediglich die O-Ringe ausgewechselt werden
müssen.
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Die
Unterseite des Verteilerelementes wird von einem größeren O-Ring
umgriffen, die demzufolge die bodenseitige Abdichtung des Verteilerelementes
in Richtung auf den Durchströmraum
erbringt.
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In
einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann es jedoch auch vorgesehen
sein, dass die genannten O-Ringe entfallen und stattdessen das gesamte
Verteilerelement mit einem elastomeren Werkstoff überzogen
ist. Der bevorzugt aus einem Metallkern bestehende Trägerkörper ist
dann mit einem elastischen Werkstoff überzogen, der seinerseits dann
die Dichtflächen
bzw. Dichtwülste
für die Durchflussbohrungen
und die daran anderen anschließenden
Strömungsräume bildet.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass insgesamt
der Trägerkörper aus einem
elastomeren Material besteht, welches werkstoffeinstückig die
vorgenannten Dichtwülste
oder Dichtflächen
ausbildet.
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Aufgrund
der Ausbildung des Trägerkörpers aus
einem nicht verformbaren Material wird aber der Vorteil erzielt,
dass man sehr gut die Dichtungsdrücke an den Durchflussbohrungen
durch entsprechende Dichtmittel aufnehmen kann, ohne dass es zu
einer Verformung des Trägerkörpers selbst
führt.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Verteilerelement nach
der Erfindung auch hohen Temperaturen standhält, ohne sich zu verformen.
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Der
Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht
nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination
der einzelnen Patentansprüche
untereinander.
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Alle
in den Unterlagen, einschließlich
der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere
die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden
als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in
Kombination gegenüber
dem Stand der Technik neu sind.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg
darstellenden Zeichnungen näher
erläutert.
Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere
erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es
zeigen:
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1:
schematisiert eine perspektivische Darstellung des Einbaus eines
Verteilerelementes in eine Formrahmenplatte
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2:
die Formrahmenplatte nach 1 mit Einbau
des Verteilerelementes und Anordnung von Formeinsätzen
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3:
schematisiert einen Teilschnitt durch die Anordnung nach 2
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4:
die perspektivische Ansicht des Verteilerelementes von oben
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5:
die perspektivische Ansicht des Verteilerelementes von unten
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In
den 1 und 2 ist allgemein eine Formrahmenplatte 2 dargestellt,
in die eine größere, obere
und ovale Ausnehmung angeordnet ist. In diese größere Ausnehmung 3 wird
das erfindungsgemäße Verteilerelement 1 formangepasst
eingesetzt und liegt dort mit seiner Unterseite abdichtend auf einem Dichtbund 4 kleineren
Durchmessers auf.
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Ausgehend
von dem Dichtbund 4 erstreckt sich nach unten eine kleiner
dimensionierte Ausnehmung 5, die später den Durchströmungsraum 9 für die Temperierflüssigkeit
bildet.
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2 zeigt
den fertigen Einbau des Verteilerelementes 1 in die Formrahmenplatte 2 und
stellt gleichzeitig auch dar, dass in die Formrahmenplatte 2 zueinander
symmetrische Formeinsätze 6, 7 angeordnet
sind, an denen eine Trennfuge angeordnet ist und symmetrisch zu
dieser Trennfuge ist das Verteilerelement 1 in der Formrahmenplatte 2 eingebaut.
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Das
Verteilerelement 1 bildet somit die abdichtende Verbindung
eines in den Formeinsätzen 6, 7 angeordneten
Temperierkanals 8, 13 in Richtung auf den Durchströmungsraum 9 in
der Formrahmenplatte 2.
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Die
Temperierflüssigkeit
fließt
beispielsweise von dem horizontal angeordneten Temperierkanal 8 in
Pfeilrichtung 10 durch einen vertikal sich daran anschließenden Steigkanal 12,
wird dort um 90° umgelenkt
und durchströmt
den in der Formrahmenplatte 2 angeordneten Durchströmungsraum 9.
Nach der Durchströmung
dieses Raumes 9 gelangt die Temperierflüssigkeit wiederum in Pfeilrichtung 11 durch
das Verteilerelement 1 hindurch und wird über einen
weiteren Steigkanal 14 in den horizontal sich daran anschließenden Temperierkanal 13 umgeleitet.
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Damit
ist erkennbar, dass das Verteilerelement 1 abdichtend die
Verbindung zwischen den beiden Temperierkanälen 8, 13 über einen
in der Formrahmenplatte 2 angeordneten Durchströmungsraum 9 bildet.
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Weitere
Einzelheiten sind hierbei aus 3 zu entnehmen.
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Hierbei
ist erkennbar, dass die im Verteilerelement 1 angeordneten
Durchflussbohrungen 16, 17 an ihrer Oberseite
durch Dichtringe 18 gegenüber den Unterseiten der Formeinsätze 6, 7 abgedichtet sind.
Die Abdichtung auf dem umlaufenden Dichtbund 4 erfolgt
ebenfalls über
einen umlaufenden Dichtring 19.
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Der
Trägerkörper 15 des
Verteilerelementes 1 besteht demzufolge bevorzugt aus einem
nicht verformbaren Material, bevorzugt einem Metall, einer Metalllegierung,
einer Leichtmetalllegierung oder einem sonstigen Material und weist
im Bereich der parallel zueinander angeordneten Durchflussbohrungen 16, 17 die
vorher erwähnten
Dichtringe 18 auf.
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Die
Dichtringe 18, 19 sind hierbei im Bereich von
hinterschnittenen und jeweils bezüglich der Durchflussbohrungen 16, 17 nach
radial innen und axial oben bzw. radial außen und axial unten geöffneten
Ausnehmungen im Verteilerelement 1 eingeklemmt, um so ein
unerwünschtes
Verlieren der Dichtringe 18, 19 zu verhindern.
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- 1
- Verteilerelement
- 2
- Formrahmenplatte
- 3
- Ausnehmung
(oben)
- 4
- Dichtbund
- 5
- Ausnehmung
(unten)
- 6
- Formeinsatz
- 7
- Formeinsatz
- 8
- Temperierkanal
- 9
- Durchströmungsraum
- 10
- Pfeilrichtung
- 11
- Pfeilrichtung
- 12
- Steigkanal
- 13
- Temperierkanal
- 14
- Steigkanal
- 15
- Trägerkörper
- 16
- Durchflussbohrung
- 17
- Durchflussbohrung
- 18
- Dichtring
- 19
- Dichtring