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Die Erfindung betrifft einen Temperiermedienverteiler, insbesondere Kühlwasserverteiler, mit einem zentralen Vorlauf und/oder einem zentralen Rücklauf für ein Temperiermedium, insbesondere Kühlwasser, und wenigstens einem Verteilerzweig, wobei jeder Verteilerzweig einen mit dem zentralen Vorlauf verbundenen Zuflussanschluss und/oder einen mit dem zentralen Rücklauf verbundenen Abflussanschluss aufweist sowie eine Spritzgießmaschine mit wenigstens einem solchen Temperiermedienverteiler.
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Gattungsgemäße Temperiermedienverteiler in Form von Kühlwasserverteilern sind beispielsweise aus der
DE 203 04 841 U1 der Firma Technotrans bekannt.
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Bei den bisher bekannten gattungsgemäßen Temperiermedienverteilern werden Zu- und Abflussanschlüsse über Schlauchleitungen mit Bohrungen in dem zu kühlenden Bauteil verbunden. Dies weist den Nachteil auf, dass teilweise sehr viele und sehr lange Schlauchleitungen im Raum zwischen dem Kühlwasserverteiler und dem zu kühlenden Bauteil verlaufen. Dies ist einerseits aus Gründen der Arbeitssicherheit unerwünscht (es kann zu einer Beschädigung oder sogar zu einem Abreißen von Schläuchen kommen) und andererseits kann der zeitliche Aufwand zur Montage der einzelnen Schlauchverbindungen ganz erheblich sein.
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Aufgabe der Erfindung ist es einen gattungsgemäßen Temperiermedienverteiler und eine Spritzgießmaschine bereitzustellen, die sich durch eine höhere Sicherheit und eine vereinfachte Montage auszeichnen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Temperiermedienverteiler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einer Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Die Erfindung löst das eingangs diskutierte Problem dadurch, dass der Temperiermedienverteiler einen Montageflansch aufweist, der über Befestigungsstellen unmittelbar an dem zu temperierenden Bauteil montiert werden kann, wobei die am Montageflansch angeordneten Zu- und/oder Abflussanschlüsse aller Verteilerzweige durch die Montage fluchtend an entsprechend positionierte Bohrungen des zu temperierenden Bauteils anschließen. Durch diese Maßnahme können Schlauchleitungen und dergleichen, welche zwischen dem Temperiermedienverteiler und dem zu temperierenden Bauteil verlaufen, vermieden werden. Dies erhöht einerseits die Arbeitssicherheit und verringert andererseits den für eine Montage des erfindungsgemäßen Temperiermedienverteilers benötigten zeitlichen Aufwand. Vorteilhaft ist auch die verringerte Leckageanfälligkeit, da beim Stand der Technik pro Schlauch zumindest zwei Dichtstellen vorhanden sind. Bei einem Temperiermedienverteiler mit vier Verteilerzweigen mit je zwei Schläuchen ergäbe das 16 Dichtstellen.
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Im Folgenden wird der Einfachheit halber häufig als Beispiel für einen Temperiermedienverteiler ein Kühlwasserverteiler diskutiert, ebenso Kühlwasser als Beispiel für ein Temperiermedium. Dies stellt keine Beschränkung dar.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Ist ein gemeinsamer Formteil für den zentralen Vor- und Rücklauf vorgesehen, kann dieser beispielsweise als Strangpressprofil ausgebildet sein.
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Zwischen dem zentralen Vorlauf und dem zentralen Rücklauf kann ein thermischer Isolierbereich, zum Beispiel in Form von einem luftgefüllten Kanal, angeordnet sein.
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Vorzugsweise werden erfindungsgemäße Temperiermedienverteiler mit wenigstens zwei, vier oder sechs Verteilerzweigen ausgestattet. Durch eine modulartige Befestigung von zwei oder mehreren Temperiermedienverteilern aneinander kann eine größere Anzahl von Verteilerzweigen bereitgestellt werden. Für diesen Zweck ist es vorteilhaft, wenn vorgesehen ist (unabhängig von der genauen Anzahl der Verteilerzweige), dass die beiden Stirnseiten des Formteils Befestigungsstellen, zum Beispiel Bohrlöcher, zum wahlweisen Verbinden des Formteils mit einem weiteren Formteil oder einer Abschlussplatte aufweisen.
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Eine besonders einfache Bauweise ergibt sich, wenn vorgesehen ist, dass an einer Seite des Formteils von diesem beabstandet und im Wesentlichen parallel zu diesem verlaufend eine Platte angeordnet ist, mit welcher die Zuflussanschlüsse und/oder Abflussanschlüsse der Verteilerzweige verbunden sind. An dieser Platte kann der Montageflansch befestigt werden.
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Die Platte kann auf unterschiedliche Weise mit dem Formteil verbunden, zum Beispiel durch Streben oder Schrauben. Besonders bevorzugt ist aber vorgesehen, dass ein wenigstens zwei Schenkel aufweisendes Blech befestigt ist, wobei ein erster Schenkel vom Formteil abstehend angeordnet ist und ein zweiter Schenkel am dem Formteil fernen Ende des ersten Schenkels im Wesentlichen rechtwinkelig zum ersten Schenkel verlaufend angeordnet ist, wobei die Platte durch den zweiten Schenkel gebildet wird.
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Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich, wenn der Abstand des Montageflansches vom Formteil im Wesentlichen durch die Länge der Vortexsensoren vorgegeben ist. Unter „Vortexsensoren” wird in der vorliegenden Offenbarung ein „Vortex-Durchflussmesser” verstanden. Dabei handelt es sich um ein Durchflussmessgerät zur Bestimmung von Volumen- oder Massenströmen auf Basis der Kármánschen Wirbelstraße. Derartige Vortexsensoren können beispielsweise von der Firma Grundfos (www.grundfos.com) bezogen werden.
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Allgemein kann vorgesehen sein, dass die Zu- und Abflussanschlüsse der Verteilerzweige durch im Wesentlichen rechtwinklig zum Formteil verlaufende Rohrleitungen und/oder Vortexsensoren mit dem Formteil verbunden sind.
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Besonders dann, wenn zwischen Montageflansch und Formteil Rohrleitungen vorgesehen sind, hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Platte und gegebenenfalls der erste Schenkel eine Vielzahl von Ausnehmungen aufweist bzw. aufweisen. Diese Ausnehmungen erlauben eine Verformung der Platte bzw. des Schenkels, wodurch unterschiedliche Dehnungen der Rohre, die durch unterschiedliche Temperatur des Kühlerwassers verursacht werden, durch entsprechende Verformungen der Platte bzw. des Schenkels kompensiert werden können. Dies verringert die Gefahr der Bildung von Leckagestellen.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Temperiermedienverteilers, bei welcher vorgesehen ist, dass das Formteil über seine Länge für jeden Verteilerzweig neben den Öffnungen zum Anschluss der Zu- und Abflussanschlüsse wenigstens eine weitere Öffnung aufweist, in welcher sich entweder ein Ventil zum Regulieren und/oder Absperren des Zu- und/oder Abflussanschlusses des jeweiligen Verteilerzweiges oder ein Verschlussstopfen befindet, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass in den Verteilerzweigen Feinjustierventile für den Abflussanschluss und/oder Absperrventile für den Zuflussanschluss vorgesehen sind.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Temperiermedienverteiler pro Verteilerzweig einen Vorlauf und einen Rücklauf mit entsprechenden Anschlüssen aufweist. Grundsätzlich wäre es aber auch denkbar, den zu temperierenden Bauteil mit zwei Temperiermedienverteiler zu versehen, von denen einer alle Vorläufe und die entsprechenden Anschlüsse aufweist und der andere alle Rückläufe und die entsprechenden Anschlüsse aufweist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlwasserverteilers mit vier Verteilerzweigen in einer perspektivischen Ansicht,
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2 eine Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Kühlwasserverteilers,
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3 eine Schnittdarstellung einer abgewandelten Ausführungsform des Kühlwasserverteilers nach 1,
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4a, 4b zwei perspektivische Ansichten zur 1,
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5a, 5b ein Hydraulikschema eines erfindungsgemäßen Kühlwasserverteilers in Isolation und im angeschlossenen Zustand an eine nicht näher dargestellte Spritzgießmaschine,
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6 eine Spritzgießmaschine mit montiertem erfindungsgemäßen Kühlwasserverteiler und
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7 eine Detailansicht einer Spritzgießmaschine mit montiertem Kühlwasserverteiler.
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1 zeigt den Aufbau eines als Kühlwasserverteiler 1 ausgebildeten Temperiermedienverteiler, wobei in einem gemeinsamen Formteil 2 ein zentraler Vorlauf 3 und ein zentraler Rücklauf 4 ausgebildet sind. Zwischen Vorlauf 3 und Rücklauf 4 ist ein thermischer Isolierbereich 8 in Form eines luftgefüllten Kanals ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Verteilerzweige vorgesehen, wobei die Abflussanschlüsse 6 der vier Verteilerzweige in 1 im linken Bereich des Kühlwasserverteilers 1 angeordnet sind und die Zuflussanschlüsse 5 im rechten Bereich. Über die Abflussanschlüsse 6 kann Kühlwasser, welches durch nicht dargestellte Schlauchleitungen in den zentralen Vorlauf 3 gelangt, zu dem zu kühlenden Bauteil strömen. Das Werkzeug weist dabei in diesem Ausführungsbeispiel vier Temperaturzonen auf, wobei jeder der Verteilerzweige eine der Temperaturzonen bedient. Das vom Werkzeug zum Kühlwasserverteiler 1 zurückkehrende Kühlwasser tritt über die Zuflussanschlüsse 5 in den Kühlwasserverteiler 1 ein und kann über Rohrleitungen 11 bzw. Vortexsensoren 7 in den zentralen Rücklauf 4 des Kühlwasserverteilers 1 strömen.
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Die Zuflussanschlüsse 5 und Abflussanschlüsse 5 sind in einem Montageflansch 21 angeordnet, welcher beabstandet zum Formteil 2 im Wesentlichen parallel zu diesem verläuft. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Montageflansch 21 an einer Platte 9 befestigt, die als Schenkel eines zwei Schenkel aufweisenden Blechs gebildet ist, wobei die Platte 9 in etwa rechtwinklig vom ersten Schenkel 10 des Blechs weggebogen ist (4a). Die Platte 9 und hier auch der erste Schenkel 10 weisen eine Vielzahl von Ausnehmungen auf, welche ein Verformen der Platte 9 und des Schenkels 10 zum Ausgleich von thermischen Spannungen in den Rohrleitungen 11 bzw. den Vortexsensoren 7 gestatten.
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Zu erkennen ist in 1 weiters ein im zentralen Rücklauf 4 angeordneter Elektromotor 19 zum Regulieren der Durchflussmenge.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung durch die 1, wobei abweichend von der 1 das Gehäuse des Vortexsensors 7 vertikal ausgerichtet ist.
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Zu erkennen ist, dass hier der Abstand zwischen dem Montageflansch 21 und dem zentralen Vorlauf 3 und dem zentralen Rücklauf 4 im Wesentlichen durch die Länge der Vortexsensoren 7 und der Anschlussstücke 17 gegeben ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Kühlwasserverteilers 1.
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Die Vortexsensoren 7 können, wie in 3 erkennbar, mit einem in einem Rohrabschnitt integrierten Sensorikpaket bezogen werden. Dort wo zwischen dem Formteil 2 und den Zufluss- bzw. Abflussanschlüssen 5, 6 keine Vortexsensoren 7 angeordnet werden sollen, ist eine Rohrleitung 11 mit der entsprechenden Länge anzuordnen, wie dies in 3 im unteren Bereich erkennbar ist.
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Der Kühlwasserverteiler 1 ist mit seinem Montageflansch 21 unmittelbar, ohne Schlauchverbindungen oder dergleichen, über die Befestigungsstellen 32 (hier: Bohrungen für Inbusschrauben 33) mit einem Werkzeug 30 verbunden.
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In 2 durchlaufen jene Bohrungen, durch welche das Kühlwasser den Montageflansch 21 durchfließt, geradlinig durch den Montageflansch 21 zu den Zufluss- bzw. Abflussanschlüssen 5, 6. Im Gegensatz dazu weisen diese Bohrungen in der Ausführung nach 3 jeweils ein Knie auf. Dies ermöglicht eine Montage des Kühlwasserverteilers 1 am Werkzeug 30 so, dass der Kühlwasserverteiler mit seiner Längserstreckung am Werkzeug 30 aufliegt.
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Die 4a und 4b zeigen beispielhaft zwei perspektivische Ansichten des Kühlwasserverteilers 1.
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Erkennbar ist, dass – wie besonders bevorzugt vorgesehen – die seitlichen Wände des Formteils 2 Öffnungen 20 aufweisen. An jener Seite des Formteils 2, welche im zusammengebauten Zustand des Kühlwasserverteilers 1 dem Montageflansch 21 zugewandt ist, dienen die Öffnungen 20 zur Befestigung der Vortexsensoren 7, Rohrleitungen 11 oder Anschlusstücke 17. An der anderen Seite des Formteils 2 können nach Belieben weiteres Sensoren, Feinjustierventile 14, Absperrventile 15 oder Elektromotoren 19 angebracht werden. Die nicht benötigten Öffnungen 20 werden durch Verschlussstopfen 13 verschlossen.
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Das in den 4a, 4b dargestellte Formteil 2 wurde im Stangpressverfahren hergestellt und besteht beispielsweise aus Aluminium.
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5a, 5b zeigen ein Hydraulikschema eines erfindungsgemäßen Kühlwasserverteilers 1. Neben den bereits beschriebenen Komponenten sind weitere optionale Sensoren 22 erkennbar.
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An beiden Seiten des Kühlwasserverteilers 1 können weitere Kühlwasserverteiler 1 montiert sein (in 5a nicht dargestellt).
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Der Übersichtlichkeit halber wurden nicht alle Leitungen bzw. elektronischen Verbindungen in der 5a durchgezogen dargestellt.
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Die 5b zeigt zwei erfindungsgemäße Kühlwasserverteiler 1, die unmittelbar an den zu kühlenden Bauteilen (hier zwei Formhälften eines Werkzeugs 30) montiert sind. Beide in der 5b dargestellten Kühlwasserverteiler 1 weisen je drei Verteilerzweige auf. Im Werkzeug 30 ist ein gerade hergestelltes Kunststoffteil 28 schematisch dargestellt.
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6 zeigt eine schematische Ansicht der Schließeinheit einer Spritzgießmaschine mit geöffnetem Werkzeug 30, wobei erkennbar ist, an welchen Positionen die erfindungsgemäßen Kühlwasserverteiler der 5b montiert sind. Strichliert sind alternative Befestigungspositionen für die erfindungsgemäßen Kühlwasserverteiler 1 dargestellt.
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In der 7 ist ein Detail einer Plastifiziereinheit einer erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine dargestellt, wobei hier ein Kühlwasserverteiler 1 mit einem Verteilerzweig dazu dient, einen Einfüllstutzen 31 eines nicht dargestellten Einfülltrichters für Kunststoffgranulat zu kühlen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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