DE102013014883A1

DE102013014883A1 - Kaltkanal-Schmelzeverteiler

Info

Publication number: DE102013014883A1
Application number: DE201310014883
Authority: DE
Inventors: Klaus Bühler; Michael Duffner
Original assignee: Braunform GmbH
Current assignee: Braunform GmbH
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-03-12
Also published as: WO2015032489A1; EP3049230A1

Abstract

Kaltkanal-Schmelzeverteiler für ein Gieß- oder Spritzgieß-Werkzeug zum Gießen oder Spritzgießen von Formteilen mit mehreren Formenhohlräumen schlägt vor, daß ein Düsenblock 1 zwischen einer hinteren Verteilerplatte 7 zum Verteilen der zugeführten Schmelze der Formmasse und einer vorderen Austrittsplatte 6 zum Austritt der Schmelze der Formmasse sandwichartig festgelegt ist, daß zwischen der hinteren Stirnseite des Düsenblocks 1 und der zugeordneten hinteren Verteilerplatte 7 oder zwischen der hinteren Stirnseite eines in dem Zuführkanal 2 angeordneten, hohlzylinderförmigen Düsenkörpers 12 und der zugeordneten hinteren Verteilerplatte 7 eine Feder 10 angeordnet ist und daß um einen rückseitigen Vorsprung und einer dazu korrespondierenden Ausnehmung herum, welche zwischen dem Düsenblock 1 oder dem Düsenkörper 12 und der hinteren Verteilerplatte 7 ausgebildet sind, ein Dichtring 11 angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kaltkanal-Schmelzeverteiler für ein Gieß- oder Spritzgieß-Werkzeug zum Gießen oder Spritzgießen von Formteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die mit dem erfindungsgemäßen Kaltkanal-Schmelzeverteiler zu gießenden oder zu spritzgießenden Formteile sind dabei im allgemeinsten Sinne zu verstehen. Generell schließt die Erfindung alle Formmassen ein, welche mit einer Temperatur von weniger als 150°C zugeführt werden und sich anschließend in den Formenhohlräumen verfestigen.
Ein erstes Beispiel ist das Spritzgießen von Silikonteilen. Hier wird die entsprechende Formmasse im kalten Zustand zugeführt. Nach dem Erhitzen der Formmasse in den Formenhohlräumen findet dann eine chemische Vernetzung und damit eine Verfestigung statt. Verallgemeinernd bedeutet dies für dieses Beispiel, daß bei dem Kaltkanal-Schmelzeverteiler die zuzuführende Formmasse eine vergleichsweise niedrigere Temperatur aufweist, während im Formbereich zur chemischen Vernetzung der Formmasse eine höhere Temperatur herrscht. Gleichermaßen können als Formmasse Gummi, Duromere, Duroplaste etc. vorgesehen sein.
Ein zweites Beispiel ist die Verwendung von Formmassen, welche unterhalb einer Temperatur von 150°C in viskoser Form zugeführt werden und anschließend in den Formenhohlräumen abgekühlt werden, um sich dadurch zu verfestigen. Ein Beispiel hierfür wäre Seife, welche bei 80°C flüssig ist und nach dem Abkühlen in dem Formenhohlraum fest wird. Gleichermaßen können als Formmasse auch Wachs, Nahrungsmittel, technische Metalllegierungen etc. vorgesehen sein.
Grundsätzlich ist somit der erfindungsgemäße Kaltkanal-Schmelzeverteiler zum Gießen oder Spritzgießen von Formteilen für Formmassen gedacht, welche dem Formenhohlraum kalt mit einer Temperatur von weniger als 150°C zugeführt werden und nach dem Erwärmen innerhalb des Formenhohlraums zur Verfestigung chemisch miteinander reagieren. Gleichermaßen ist der erfindungsgemäße Kaltkanal-Schmelzeverteiler jedoch auch für Formmassen einsetzbar, welche im kalten Zustand, d. h. mit einer Temperatur unterhalb von 150°C den Formenhohlräumen zugeführt werden, ohne daß diese Formmassen chemisch miteinander reagieren. Hier erfolgt die Verfestigung durch Abkühlung.
Die bekannten Werkzeuge zum Gießen oder Spritzgießen von Formteilen weisen mehrere Formenhohlräume auf, denen – wie ausgeführt – die Formmasse über einen Kaltkanal-Schmelzeverteiler zugeführt wird und in denen sich dann die Formmasse verfestigt. Jedem Formenhohlraum ist dabei eine Zuführung für die Formmasse zugeordnet. Diese Zuführung für die Formmasse weist einen Zuführkanal auf, welcher am vorderen Ende eine Zuführdüse definiert und in welchem eine Verschlußnadel angeordnet ist.
Der Nachteil bei diesem Kaltkanal-Schmelzeverteiler ist, daß jede, dem jeweiligen Formenhohlraum zugeordnete Zuführung für die Formmasse in einem eigenen Block ausgebildet ist. Sofern mehrere Formenhohlräume vorgesehen sind, werden die entsprechenden Blöcke mit ihren Formmassenzuführungen aneinandergefügt. Der Nachteil besteht hier darin, daß damit nur relativ große Nestabstände möglich sind, so daß das Werkzeug insgesamt sehr voluminös ausgebildet ist bzw. daß bei einer vorgegebenen Werkzeuggröße nur eine sehr begrenzte Anzahl von Formnestern untergebracht werden können.
Bei den vorbeschriebenen Blöcken für die Formmassenzuführung besteht das Grundprinzip darin, daß die Zuführeinrichtungen innerhalb des Blocks rückseitig mit einem Dichtring ausgestattet sind. Dieser dient zum einen der Abdichtung und zum anderen übt er einen Druck auf den Kaltkanal für einen entsprechenden Sitz im Block aus. In nachteiliger Weise hängt die Abdichtung dann immer vom Preßsitz ab, und umgekehrt.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kaltkanal-Schmelzeverteiler für ein Gieß- oder Spritzgieß-Werkzeug zum Gießen oder Spritzgießen von Formteilen der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei welchem die Anordnung des Düsenblocks verbessert ist.
Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß ist der Düsenblock zwischen zwei Platten festgelegt. Darunter ist zu verstehen, daß im vorderen Düsenbereich eine Austrittsplatte für die Schmelze vorgesehen ist, während am rückwärtigen Bereich des Kaltkanals eine Verteilerplatte vorgesehen ist. Diese hintere Verteilerplatte dient als Hauptverteiler für die Schmelze der zuzuführenden Formmasse. Erfindungsgemäß weist weiterhin die Rückseite des Systems zum einen eine Spannfeder beispielsweise in Form einer Tellerfeder und zum anderen einen Dichtring auf. Der Vorteil in der separaten Verwendung einer Feder bezüglich des Dichtringes besteht darin, daß die Einpreßkraft des Kaltkanals an die Kavität individuell eingestellt werden kann. Dadurch können durch unterschiedliche Federkonstanten unterschiedliche Drücke aufgebaut werden, und zwar unabhängig von der Dichtwirkung des Dichtringes. Die spezielle Anordnung des Dichtringes hat den Vorteil, daß der Kaltkanal in Axialrichtung verschoben werden kann.
Eine erste Variante schlägt gemäß Anspruch 2 vor, daß die Verschlußnadel direkt in dem zugehörigen Zuführkanal angeordnet ist. Dies bedeutet, daß sich die Verschlußnadel direkt in der entsprechenden Bohrung des Düsenblocks befindet. Dadurch ist eine extrem kompakte Bauweise geschaffen.
Eine zweite Variante schlägt gemäß Anspruch 3 vor, daß ein zusätzlicher hülsenförmiger Düsenkörper vorgesehen ist, in welchem die Verschlußnadel aufgenommen ist. Dies zusätzliche Verwendung eines Düsenkörpers hat den Vorteil, daß dadurch eine leichtere Reinigung möglich ist. Außerdem ist die Dichtwirkung verbessert.
Gemäß der Weiterbildung in Anspruch 4 ist ein Kaltkanal-Schmelzeverteiler für ein Gieß- oder Spritzgieß-Werkzeug zum Gießen oder Spritzgießen von Formteilen geschaffen, welcher sich durch kleine und enge Nestabstände der Formenhohlräume auszeichnet. Dies hat den Vorteil, daß das Werkzeug mit seinen Formenhohlräumen sehr kompakt baut. Die Grundidee besteht in einem Monoblock, in welchem die einzelnen Zuführungen für die Formmasse zu den Formnestern ausgebildet und untergebracht sind. Dies bedeutet, daß dieser für sämtliche Zuführungen gemeinsame Düsenblock/Monoblock entsprechend der Anzahl der Formenhohlräume entsprechende Zuführkanäle aufweist. Damit weist der Düsenblock/Monoblock zueinander parallele Bohrungen auf, welche die Kaltkanäle definieren und in welchen die eigentlichen Einrichtungen der Kaltkanäle eingesetzt sind.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 schlägt vor, daß der Düsenblock Temperierkanäle zum Temperieren der Formmasse aufweist. Diese Temperierkanäle können auf einem ganz bestimmten Weg durch den Düsenblock verlaufen, um so die gewünschte Temperierleistung zu erzielen. Temperieren kann dabei Kühlen oder Erwärmen bedeuten.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 6 schlägt vor, daß im vorderen Düsenbereich entweder zwischen dem Düsenblock und der vorderen Austrittsplatte oder zwischen dem Düsenkörper und der vorderen Austrittsplatte eine druckfeste Isolierscheibe mit geringer thermischer Leitfähigkeit angeordnet ist. Diese Scheibe kann aus einem Mineralwerkstoff bestehen.
Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Kaltkanal-Schmelzeverteilers für ein Gieß- oder Spritzgieß-Werkzeug zum Gießen oder Spritzgießen von Formteilen werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:
1a eine Schnittansicht durch einen Düsenblock des Kaltkanal-Schmelzeverteilers in einer ersten Ausführungsvariante ohne zusätzlichen Düsenkörper;
1b einen Schnitt entlang der Linie B-B in 1a;
1c der Detailausschnitt A in 1a;
1d der Detailausschnitt B in 1a;
2a eine Ausschnittsansicht des Kaltkanalsystems in 1a;
2b eine Schnittdarstellung gemäß dem Schnitt A-A in 2a;
2c eine Schnittdarstellung gemäß dem Schnitt B-B in 2a;
3a eine Schnittansicht durch einen Düsenblock des Kaltkanal-Schmelzeverteilers in einer zweiten Ausführungsvariante mit zusätzlichen Düsenkörper;
3b einen Schnitt entlang der Linie B-B in 3a;
3c der Detailausschnitt A in 3a;
3d der Detailausschnitt B in 3a;
4a eine Ausschnittsansicht des Kaltkanalsystems in 3a;
4b eine Schnittdarstellung gemäß dem Schnitt A-A in 4a;
4c eine Schnittdarstellung gemäß dem Schnitt B-B in 4a.
In den 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform und in den 3 und 4 eine zweite Ausführungsform eines Kaltkanal-Schmelzeverteilers für ein Gieß- oder Spritzgieß-Werkzeug zum Gießen oder Spritzgießen von Formteilen dargestellt.
Beim ersten Ausführungsbeispiel in den 1 und 2 weist der Kaltkanal-Schmelzeverteiler als zentrales Element einen Düsenblock 1 auf. In diesem Düsenblock 1 sind entsprechend den – nicht dargestellten – Formennestern des Werkzeugs Zuführkanäle 2 in Form von Bohrungen ausgebildet. Diese dienen der Zuführung von ”kalter” Formmasse unterhalb von 150°C zu den Formnestern.
In den Zuführkanälen 2 des Düsenblocks 1 befindet sich jeweils eine axial verschiebbare Verschlußnadel 4. Diese ist von einem zylindermantelförmigen Freiraum 3 für die Formmasse umgeben.
Außerdem verlaufen in dem Düsenblock 1 Kühlkanäle 5 zum Kühlen des Düsenblocks 1.
Der Düsenblock 1 ist sandwichartig zwischen zwei Platten 6, 7 festgelegt. Dabei definiert die vordere Austrittsplatte 6 im Bereich des vorderen Endes des Zuführkanals 2 des Düsenblocks 1 jeweils eine Düsenöffnung 8, welche mittels der axial verstellbaren Verschlußnadel 4 öffenbar und verschließbar ist. Zwischen der Stirnseite des Düsenblocks 1 im Bereich dieser Düsenöffnungen 8 und der Rückseite der vorderen Austrittsplatte 6 befindet sich jeweils eine Scheibe 9 in Form einer druckfesten Isolierscheibe mit geringer thermischer Leitfähigkeit.
Zwischen der hinteren (zweiteiligen) Verteilerplatte 7 und dem Düsenblock 1 ist im Bereich der Zuführkanäle 2 jeweils eine Feder 10 in Form einer Tellerfeder angeordnet. Mittels dieser Feder 10 kann eine individuelle Einstellung der Einpreßkraft an die Kavität erzielt werden. Weiterhin ist in diesem Bereich ein Dichtring 11 zwischen dem Düsenblock 1 und der hinteren Verteilerplatte 7 vorgesehen. Dieser Dichtring 11 befindet sich dabei im Seitenwandbereich der vorbeschriebenen Teile. Zu diesem Zweck weist der Düsenblock 1 einen höckerartigen Vorsprung und die hintere Verteilerplatte 7 eine korrespondierende Ausnehmung – oder umgekehrt – auf. Durch diese Anordnung des Dichtringes 11 ist eine Bewegung des Kaltkanals in Axialrichtung möglich.
Das zweite Ausführungsbeispiel der 3 und 4 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel in zweierlei Punkten:
Zum einen ist jedem Kaltkanal ein zusätzlicher hohlzylinderförmiger Düsenkörper 12 zugeordnet. In diesem Düsenkörper 12 ist die jeweilige Verschlußnadel 4 festgelegt. Dabei ist die Baueinheit bestehend aus Düsenkörper 12 sowie Verschlußnadel 4 in den zugehörigen Zuführkanal 2 des Düsenblocks 1 eingeführt. Die eigentliche Zuführung der Formmasse erfolgt hier durch den axialen Kanal, welcher in dem hohlzylinderförmigen Düsenkörper 12 ausgebildet ist.
Zum anderen weist auch diese Ausführungsform bezüglich jedes Kaltkanals eine Scheibe 9, eine Feder 10 sowie einen Dichtring 11 auf. Diese sind jedoch zwischen dem Düsenkörper 12 und der vorderen Austrittsplatte 6 bzw. zwischen dem Düsenkörper 12 und der hinteren Verteilerplatte 7 in entsprechender Weise angeordnet.
Schließlich kann zwischen der Außenmantelfläche des Düsenkörpers 12 und der Innenmantelfläche des Zuführkanals 2 ein Luftspalt für eine zusätzliche thermische Isolierung vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

1: Düsenblock
2: Zuführkanal
3: zylindermantelförmiger Freiraum
4: Verschlußelement
5: Kühlkanal
6: Austrittsplatte
7: Verteilerplatte
8: Düsenöffnung
9: Scheibe
10: Feder
11: Dichtring
12: Düsenkörper

Claims

Kaltkanal-Schmelzeverteiler für ein Gieß- oder Spritzgieß-Werkzeug zum Gießen oder Spritzgießen von Formteilen, wobei das Gieß- oder Spritzgieß-Werkzeug mehrere Formenhohlräume aufweist, denen eine Formmasse über den Kaltkanal-Schmelzeverteiler mit einer Temperatur von weniger als 150°C zugeführt wird und in denen sich die zugeführte Formmasse anschließend verfestigt, und wobei in dem Kaltkanal-Schmelzeverteiler jedem Formenhohlraum ein Zuführkanal (2) in einem Düsenblock (1) zum Zuführen der Formmasse mit darin angeordneter, axial verschiebbarer Verschlußnadel (4) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenblock (1) zwischen einer hinteren Verteilerplatte (7) zum Verteilen der zugeführten Schmelze der Formmasse und einer vorderen Austrittsplatte (6) zum Austritt der Schmelze der Formmasse sandwichartig festgelegt ist, daß zwischen der hinteren Stirnseite des Düsenblocks (1) und der zugeordneten hinteren Verteilerplatte (7) oder zwischen der hinteren Stirnseite eines in dem Zuführkanal (2) angeordneten, hohlzylinderförmigen Düsenkörpers (12) und der zugeordneten hinteren Verteilerplatte (7) eine Feder (10) angeordnet ist und daß um einen rückseitigen Vorsprung und einer dazu korrespondierenden Ausnehmung herum, welche zwischen dem Düsenblock (1) oder dem Düsenkörper (12) und der hinteren Verteilerplatte (7) ausgebildet sind, ein Dichtring (11) angeordnet ist.
Kaltkanal-Schmelzeverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußnadel (4) direkt in dem zugehörigen Zuführkanal (2) angeordnet ist.
Kaltkanal-Schmelzeverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in dem Zuführkanal (2) angeordneter, hohlzylinderförmiger Düsenkörper (12) zur Aufnahme der Verschlußnadel (4) vorgesehen ist.
Kaltkanal-Schmelzeverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für sämtliche Zuführungen für die Formmasse ein gemeinsamer Düsenblock (1) vorgesehen ist, in welchem die Zuführkanäle (2) für die Formmasse ausgebildet sind.
Kaltkanal-Schmelzeverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Düsenblock (1) Temperierkanäle (5) zum Temperieren der zugeführten Formmasse vorgesehen sind.
Kaltkanal-Schmelzeverteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der vorderen Stirnseite des Düsenblocks (1) und der zugeordneten vorderen Austrittsplatte (6) oder zwischen der vorderen Stirnseite des Düsenkörpers (12) und der zugeordneten vorderen Austrittsplatte (6) um die Düsenöffnung (8) herum eine Scheibe (9) zur Dichtung sowie zur thermischen Isolation angeordnet ist.