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GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf ein Spritzgießgerät und insbesondere auf einen Kragen für eine Heißkanaldüse, der die Ausrichtung der Düse bei der Montage und beim Betrieb in einem Spritzgießgerät verbessert.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ganz allgemein besteht eine Heißkanaldüse aus einer Düsenspitze, einem Düsenkörper und einem Düsenkopf. Ein Kragen bzw. ein Flansch ist vorgesehen, um den Düsenkörper relativ zur Formplatte zu positionieren, die die Düse umgibt. Der Kragen kann einstückig mit der Düse ausgebildet sein oder alternativ ein separates Bauteil darstellen, das entweder mit der Düse gekoppelt oder relativ zur Düse beweglich ist.
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Die richtige Ausrichtung der Komponenten eines Spritzgießgeräts ist für die Produktion von Qualitätsformteilen entscheidend. Ist die Heißkanaldüse nicht richtig zur Angussöffnung ausgerichtet, kann die Abdichtung bzw. der Anguss negativ beeinflusst werden. Bei einem thermischen Anguss ist die Ausrichtung der Düsenspitze zur Angussöffnung wichtig, um das Austreten des geschmolzenen Materials zu verhindern. Bei einem ventilgesteuerten Anguss ist die Ausrichtung der Düsenspitze zur Angussöffnung wichtig, da die durch die Düse verschiebbare Ventilnadel richtig zur Angussöffnung ausgerichtet sein muss, um die Öffnung wirksam zu verschließen.
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In Anwendungen, in denen der Kragen ein separates Bauteil darstellt, ist der Kragen typischerweise durch ein geeignetes Verfahren, wie z. B. eine Hartlötverbindung, mit der Düse gekoppelt Ein Vorteil dieser Anordnung gegenüber einem integrierten Kragen besteht darin, dass der separate Kragen aus einem anderen Material als die Düse bestehen kann. Wird der Kragen aus einem thermisch weniger leitfähigen Material als die Düse hergestellt, wird der Wärmeverlust von der Düse zu den kalten Formplatten des Spritzgießgeräts hin verringert. Der separate Kragen bietet den weiteren Vorteil, dass er schneller und präziser als der integrierte Kragen hergestellt werden kann. Ähnlich wie bei der Düse mit integriertem Kragen kann diese aus Düse und Kragen bestehende Anordnung problemlos in einem Spritzgießgerät montiert werden, da keine relative Bewegung zwischen den Teilen besteht. Es wird auf die
US 4 279 588 A ,
US 4 344 750 A ,
US 4 837 925 A und
US 6 162 043 A Bezug genommen.
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Oftmals ist es vorteilhaft, wenn es sich beim Kragen um ein separates, nicht mit der Düse verbundenes Teil handelt. Ein derartiger Kragen ist in 1 dargestellt. Ein separater Kragen weist den Vorteil auf, dass der Kragen nicht mit der Düse verlötet werden muss, was ein zeit- und kostenaufwendiger Vorgang ist. Des Weiteren können bei Bedarf sehr schnell verschieden große Kragen verwendet werden. Der Kragen kann für unterschiedliche Spritzgussanwendungen einfach ausgetauscht werden. Wird z. B. eine stärkere Isolation zwischen der Düse und den Formplatten gewünscht, kann ein Kragen aus beliebigem geeignetem Material wie Titan, Vespel oder Keramik – anstatt eines Stahlkragens – zum Einsatz kommen.
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US 6 062 846 A legt einen separaten, eine Düse umgebenden Kragen offen. Der Kragen richtet die Düse relativ zur Angussöffnung durch eine große Oberfläche aus, die in Kontakt zur Düse steht. Der Kragen richtet die Düse zwar wirksam aus, jedoch erhöht die große Kontaktfläche zwischen Kragen und Düse den Wärmeverlust an der Düse.
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Um den Wärmeverlust an der Düse 18 zu minimieren, muss der Kontakt zwischen dem Kragen und der Düse minimiert werden. Infolge des minimalen Kontakts zwischen Kragen und Düse ist es jedoch schwierig, den Kragen richtig zur Düse auszurichten.
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1 zeigt ganz allgemein bei Nummer 10 ein Spritzgießgerät nach dem bekannten Stand der Technik. Das Spritzgießgerät 10 weist einen Verteiler 12 mit einem Verteilerschmelzekanal 14 zur Aufnahme eines von einer Maschinendüse (nicht gezeigt) kommenden, unter Druck stehenden Schmelzestroms aus gießbarem Materai auf. Eine Düse 18 mit einem Düsenkanal 22 ist mit dem Verteiler 12 gekoppelt, um von diesem den Schmelzestrom aufzunehmen und die Schmelze durch eine Angussöffnung 24 die in einer Formplatte 32 vorgesehen ist, in einen Gusshohlraum 34 zu leiten. Die Formplatte 32 befindet sich zwischen dem Verteiler 12 und dem Gusshohlraum 34 und schließt eine Aussparung 36 zur Aufnahme der Düse 18 ein. An einer inneren Wand 40 der Aussparung 36 ist eine Schulter 38 ausgebildet.
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Ein ganz allgemein zylindrischer Kragen 42 umgibt einen Teil der Düse 18. Der Kragen 42 befindet sich zwischen einem Düsenkopf 26 und der Schulter 38 der Formplatte 32, um die Düse 18 zur Angussöffnung 24 auszurichten. Die Kontaktflache zwischen dem Kragen 42 und der Düse 18 ist minimiert, um den Wärmeverlust an der Düse 18 zu minimieren.
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Während der Montage des Spritzgießgeräts 10 werden die Düse 18 und der Kragen 42 als Einheit in die Aussparung 36 der Formplatte 32 abgesenkt. Die Düse 18 und der Kragen 42 müssen vorsichtig in die Aussparung 36 abgesenkt werden, um sicherzustellen, dass die Düse 18 richtig zur Angussöffnung ausgerichtet wird. Aufgrund des minimalen Kontakts zwischen Kragen und Düse bewegt sich bzw. kippt der Kragen bei der Montage häufig relativ zur Düse. Alle relativen Bewegungen zwischen der Düse 18 und dem Kragen 42 führen zu einer Fehlausrichtung der Düse 18. Oftmals ist ein beträchtlicher Zeit- und Arbeitsaufwand eines Bedienungsmannes erforderlich, um die Düse 18 richtig zur Angussöffnung 24 auszurichten.
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Ein gattungsgemäßes Spritzgießgerät mit Verteiler, eine Düse und ein Kragen ist aus der
DE 697 08 405 T2 bekannt. Die Düse umfasst einen Düsenkopf und einen Düsenkörper sowie einen Kragen der sich mit einer Abstützfläche am Düsenkopf und einer Schulter am Düsenkörper abstützt.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen verbesserten Ausrichtungskragen bereitzustellen, der mindestens einen der obigen Nachteile ausschließt bzw. abschwächt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Düse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereitgestellt.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kragen für ein Spritzgießgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 10 bereitgestellt.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Spritzgießgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 9 bereitgestellt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben; dabei ist
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1 eine seitliche Schnittansicht eines Teils eines Spritzgießgeräts nach dem bekannten Stand der Technik.
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2 eine seitliche Schnittansicht eines Spritzgießgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 2;
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4 eine Ansicht von A-A in 3;
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5 eine ähnliche Ansicht wie 4 eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung
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6 eine seitliche Schnittansicht eines Teils eines Spritzgießgeräts gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7 eine Ansicht von B-B in 6
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8 eine ähnliche Ansicht wie 7 eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
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9 eine seitliche Schnittansicht eines Teils eines Spritzgießgeräts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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10 eine seitliche Schnittansicht eines Teils eines Spritzgießgeräts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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11 eine seitliche Schnittansicht eines Teils eines Spritzgießgeräts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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12 eine seitliche Schnittansicht eines Teils eines Spritzgießgeräts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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13 eine Ansicht von C-C in 12; und
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14 eine seitliche Schnittansicht eines Teils eines Spritzgießgeräts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Zur Vereinfachung der Beschreibung werden die zuvor zur Beschreibung von 1 verwendeten Ziffern jeweils um 100 erhöht und erneut verwendet. Hierbei entsprechen die zu beschreibenden Teile den bereits beschriebenen Teilen.
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In 2 ist unter der Ziffer 100 ganz allgemein ein Spritzgießgerät gezeigt. Das Spritzgießgerät 100 weist einen Verteiler 112 auf mit einem Verteilerschmelzekanal 114 zu Aufnahme eines Schmelzestroms aus unter Druck stehendem gießbarem Material von einer Angussbuchse 102, die mit einer Maschinendüse (nicht gezeigt) gekoppelt ist.
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Die Düsen 118 sind mit den jeweiligen Auslassen 120 des Verteilers 112 gekoppelt. Ein Düsenkanal 122 erstreckt sich durch jede Düse 118 zu Aufnahme des Schmelzestroms aus gießbarem Material vom Verteiler 112. Jede Düse 118 hat einen Düsenkopf 126, einen Düsenkörper 128 und eine Düsenspitze 130. Die Düsenkanale 122 stehen in Verbindung mit den jeweiligen Angussöffnungen 124, die sich öffnen lassen, damit der Schmelzestrom in die Gusshohlraume 134 strömen kann.
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Jede Düse 118 befindet sich in einer jeweiligen Aussparung 136 einer Formplatte 132, die sich zwischen dem Verteiler 112 und den Gusshohlräumen 134 befindet. Die Aussparung 138 hat eine Schulter 38. die von ihrer inneren Wand 140 ausgeht. Ein Teil der Formplatte 132, durch die die Angussöffnungen 124 gehen, befindet sich zwischen den Düsen 118 und den Gusshohlraumen 134.
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Ein Bund 150 befindet sich zwischen dem Düsenkopf 126 und der Schulter 138. Der Bund 150 hat einen ganz allgemein zylindrischen Bundkörper 152 mit einem ersten Ende 154 und einem zweiten Ende 156 wie in 3 gezeigt. Ein Flansch 158 am ersten Ende 154 des Bundkörpers 152 erstreckt sich von einer inneren Ward 160 des Bundkörpers 152 nach innen, um an den Düsenkopf 126 und an einen Teil des Düsenkörpers 128 anzustoßen. Der Kragen 150 ist ein separates Teil und relativ zur Düse 118 beweglich.
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Der Kragen 150 besteht aus einem Material, das für die Gussbedingungen geeignet ist. In einigen Fällen besteht der Kragen 150 aus einem Material mit geringer thermischer Leitfähigkeit wie z. B. Titan oder Keramik.
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Ein Ausrichtungsflansch 162 erstreckt sich von der inneren Wand 160 des Bundkörpers 152 am zweiten Ende 156 desselben. Wie gezeigt, ist der Ausrichtungsflansch 162 vom Flansch 158 beabstandet. Ein Isolationshohlraum 166 ist zwischen der inneren Wand 160 des Kragens 150, zwischen dem Ausrichtungsflansch 162 und dem Flansch 158 sowie dem Düsenkörper 128 vorgesehen. Der Ausrichtungsflansch 162 stößt an den Düsenkörper 118 an. um das Kippen des Kragens 150 relativ zur Düse 118 zu verhindern.
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In 4 ist der Ausrichtungsflansch detaillierter gezeigt. Der Ausrichtungsflansch 162 ist durchgehend und erstreckt sich um die innere Wand 160 dos Kragens 150. Wie in 5 gezeigt, kann der Ausrichtungsflansch 162 alternativ mehrere einzelne, in Abständen angebrachte Vorsprünge aufweisen, die nach innen verlaufen und an der Düse 118 anstoßen. Durch Minimierung der Kontaktfläche zwischen dem Kragen 150 und der Düse 118 wird der Wärmeverlust an der Düse 118 ebenfalls minimiert. Je größer das Verhältnis des Düsendurchmessers zur Oberfläche ist, die sich m Kontakt mit der Düse befindet, desto größer ist der Wärmeverlust an der Düse 118. Der Ausrichtungsflansch 162 in 5 ist deshalb zur Vermeidung des Wärmeverlusts vorteilhafter, da er eine kleinere Kontaktfläche zwischen der warmen Düse 118 und dem Kragen 150 aufweist der die kalte Formplatte 132 berührt.
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Bei der Montage des Spritzgießgeräts 100 wird der Kragen 150 auf die Düse 118 geschoben, um den Flansch 158 in Berührung mit dem Düsenkopf 126 und einem Teil des Düsenkörpers 128 zu bringen. Die Düse 118 und der Kragen 150 werden sodann als Einheit oder als ausgerichtete Baugruppe in die Aussparung 136 abgesenkt. Die Düse 118 und der Kragen 150 werden abgesenkt, bis das zweite Ende 156 des Kragens 150 die Schulter 138 der Formplatte 132 berührt und die Düsenspitze 130 zur Angussöffnung 124 ausgerichtet ist. Da der Ausrichtungsflansch 162 den Düsenkörper 128 berührt, erfolgt bei der Montage im Allgemeinen kein Kippen des Kragens 150 relativ zur Düse 118.
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6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spritzgießgeräts 200. Wie gezeigt, befindet sich eine Düse 218 mit einem Düsenkopf 226. einem Düsenkörper 228 und einer Düsenspitze 230 in einer Aussparung 236 einer Formplatte 232. Die Düse weist einen Ausrichtungsflansch 262 auf der vom Düsenkörper 228 ausgeht und eine innere Wand 260 eines Kragens 250 berührt. Wie in 7 gezeigt, ist der Ausrichtungsflansch 262 durchgehend und erstreckt sich um den Umfang des Düsenkörpers 228. Wie in 8 gezeigt, kann der Ausrichtungsflansch 262 mehrere einzelne Vorsprünge 264 aufweisen, die sich nach außen erstrecken um an die innere Wand 260 dos Kragens 250 anzustoßen.
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9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spritzgießgeräts 300. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ausrichtungsflansch 362 ein separates Teil. Der Ausrichtungsflansch 362 ist im Allgemeinen ringförmig und entweder an einem Düsenkörper 328 oder an einer inneren Wand 360 eines Kragens 350 befestigt. Der Ausrichtungsflansch 362 kann z. B. durch Hartlöten oder auf eine andere geeignete Weise befestigt werden.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist eine Nut (nicht gezeigt) entweder im Düsenkörper 328 oder in der inneren Wand 360 ausgeformt, um den Ausrichtungsflansch 362 aufzunehmen. Der Ausrichtungsflansch 362 kann ein geteilter Ring mit Federeigenschaften sein, der in die Nut geklemmt ist. Der Ausrichtungsflansch 362 kann aus jedem geeigneten Material bestehen. In einigen Fällen besteht der Ausrichtungsflansch 362 aus einem isolierenden Material – wie beispielsweise aus einem beliebigen Stahl – das (thermisch) weniger leitfähig als der Düsenkörper ist. wie z. B. Titan oder Keramik.
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10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spritzgießgeräts 400, bei dem ein Kragen 450 ein Gewinde aufweist, das in abnehmbarer Weise in eine äußere Oberfläche mit Gewinde 419 einer Düse 418 greift. Der Kragen 450 weist einen Ausrichtungsflansch 462 auf. um eine Kippbewegung des Kragens 450 relativ zur Düse 418 zu verhindern. Der Ausrichtungsflansch 462 ergänzt die Ausrichtung, die durch die Gewindeverbindung zwischen dem Kragen 450 und der Düse 418 erzielt wird, um sicherzustellen, dass die beiden Komponenten richtig ausgerichtet sind.
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11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spritzgießgeräts 500 bei dem ein Kragen 550 einen sich nach außen erstreckenden Bundkörper 552 aufweist. Der Kragen 550 hat einen Ausrichtungsflansch 562, um eine Kippbewegung des Kragens 550 relativ zur Düse 518 zu verhindern.
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12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spritzgießgeräts 600. Ein Kragen 650 weist einen ganz allgemein zylindrischen Bundkörper 652 mit einem ersten Ende 654 und einem zweiten Ende 656 auf. Wie in 13 gezeigt, haben Ausrichtungsflansche die Form von Rippen 602, die sich von einer inneren Wand 660 des Bundkörpers 652 nach innen erstrecken, um an einen Teil eines Düsenkopfs 626 und eines Düsenkörpers 628 einer Düse 618 anzustoßen. Die Rippen 602 sind in gleichmäßigen Abständen über die innere Wand 660 des Kragens 650 verteilt und weisen eine Kontaktoberfläche 604 auf, um die Düse 618 zu berühren. Die Rippen 602 erstrecken sich ganz allgemein in axialer Richtung entlang der inneren Wand 660 dos Kragens 650. Die Anzahl der Rippen 602 kann erhöht werden um die Eignung für alle Spritzgussanwendungen zu gewährleisten.
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14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spritzgießgeräts 700. Ein Kragen 750 ähnlich dem Kragen 650 in 12 weist des Weiteren einen Flansch 706 auf, der mindestens einen Teil eines Düsenkörpers 720 an einem Düsenkopf 726 einer Düse 718 umgibt. Der Flansch 706 kann durchgehend um den Umfang des Düsenkörpers 728 verlaufen. Alternativ kann der Flansch 706 aus mehreren kleineren Flanschen bestehen die den Düsenkörper 728 berühren. Der Flansch 706 ergänzt die durch die Rippen 702 bewirkte Ausrichtung.
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Spritzguss-Fachleute werden erkennen, dass alle hier offengelegten Ausführungsbeispiele von Ausrichtungsflanschen an der Düse oder am Kragen verwendet werden können, um den Kragen zur Düse auszurichten.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Spritzgießgerät
- 12
- Verteiler
- 14
- Verteilerschmelzekanal
- 18
- Düse
- 22
- Düsenkanal
- 24
- Angussöffnung
- 26
- Düsenkopf
- 28
- Düsenkörper
- 32
- Formplatte
- 34
- Gusshohlraum
- 36
- Aussparung
- 38
- Schulter
- 40
- innere Wand
- 42
- Kragen
- 100, 200, 300, 400, 500
- Spritzgießgerät
- 102
- Angussbuchse
- 112
- Verteiler
- 114
- Verteilerschmelzekanal
- 118, 218, 418, 518
- Düse
- 120
- Auslass
- 122, 222, 322
- Düsenkanal
- 124
- Angussöffnung
- 126, 226
- Düsenkopf
- 128, 228, 328
- Düsenkörper
- 130, 230, 330
- Düsenspitze
- 132, 232
- Formplatte
- 134
- Gusshohlraum
- 136, 236
- Aussparung
- 138
- Schulter
- 140
- innere Wand
- 150, 250, 350, 450, 550
- Kragen
- 152, 552
- Bundkörper
- 154
- erstes Ende
- 156
- zweites Ende
- 158
- Flansch
- 160, 260, 360
- innere Wand
- 162, 262, 362, 462, 562
- Ausrichtungsflansch
- 164, 264
- Vorsprünge
- 166
- Isolationshohlraum
- 419
- Gewinde
- 600, 700
- Spritzgießgerät
- 604
- Kontaktoberfläche
- 602, 702
- Rippen
- 618, 718
- Düse
- 622
- Düsenkanal
- 626, 726
- Düsenkopf
- 628, 728
- Düsenkörper
- 630, 730
- Düsenspitze
- 650, 750
- Kragen
- 652
- Bundkörper
- 654
- erstes Ende
- 656
- zweites Ende
- 660
- innere Wand
- 706
- Flansch
