DE19516792A1 - Einspritzgießverteiler- und Verfahren, wobei sich das Heizelement zwischen den Platten erstreckt - Google Patents
Einspritzgießverteiler- und Verfahren, wobei sich das Heizelement zwischen den Platten erstrecktInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Spritzgießen und insbesondere
auf einen Verteiler, der ein Heizelement und einen sich verzweigenden Be
reich eines Schmelzendurchgangswegs besitzt, der sich in Querebenen er
streckt, die nicht weit voneinander beabstandet sind, und auf ein Ver
fahren zum Herstellen von diesem.
Es ist ausreichend bekannt, Spritzgießverteiler für ein Vielfachhohl
raum-Spritz- bzw. Gießsystem zu verwenden, bei dem sich der Schmelzen
durchgangsweg von einem einzelnen Einlaß zu einer Vielzahl Auslässe ver
zweigt. Wie in dem US-Patent Nummer 4,648,546 für Gellert, das am
10. März 1987 herausgegeben ist, gezeigt ist, wird dies durch spanab
hebende Bearbeitung von zwei passenden Nuten in den aneinander anstoßenden
Oberflächen zweier Stahlplatten und dann durch Hartverlöten der Platten
miteinander vorgenommen, so daß die passenden Nuten den sich verzweigenden
Bereich des Schmelzendurchgangswegs bilden. Das US-Patent Nummer 4,648,546
stellt auch den Verteiler dar, der integrale, elektrisch isolierte, elek
trische Heizelemente besitzt. Allerdings ist das Heizelement in einem
Kanal der vorderen Fläche des Verteilers eingebettet und demzufolge unter
einem beträchtlichen Abstand von dem sich verzweigenden Bereich des
Schmelzendurchgangswegs beabstandet. Dies hat den Nachteil, daß der Tem
peraturgradient in unterschiedlichen Teilen des Verteilers aufgrund von
Wärmeverlust zu den Düsen und der umgebenden Gießform dazu führt, daß die
Temperatur des sich verzweigenden Bereichs des Schmelzendurchgangswegs
nicht ausreichend gleichförmig und konstant ist. Dies ist insbesondere ein
Problem für Gießmaterialien, die ein enges Temperaturfenster besitzen.
Weiterhin kann eine sehr schnelle Aufheizung zu einem leichten Verformen
bzw. Durchbiegen des Verteilers führen.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung mindestens teil
weise die Nachteile nach dem Stand der Technik durch Schaffung eines Ver
teilers und eines Verfahrens zum Herstellen von diesem zu beseitigen, bei
dem sich das Heizelement in oder sehr nahe zu derselben Ebene wie der sich
verzweigende Bereich des Schmelzendurchgangswegs befindet. Hierzu schafft
gemäß einem Aspekt die Erfindung einen Spritzgießverteiler, der eine hin
tere Fläche, eine vordere Fläche, ein elektrisches Heizelement, das einen
vorbestimmten Durchmesser besitzt, das darin eingebettet ist, und einen
Schmelzendurchgangsweg, der sich dort hindurch von einem gemeinsamen Ein
laß an der hinteren Fläche zu einer Vielzahl Auslässe, die an der vorderen
Fläche beabstandet sind, besitzt, wobei der Schmelzenkanal eine Einlaß
bohrung, eine Vielzahl Auslaßbohrungen und einen sich verzweigenden Be
reich besitzt, der jede der Auslaßbohrungen mit der Einlaßbohrung ver
bindet, wobei sich die Einlaßbohrung nach vorne von dem gemeinsamen Einlaß
an der hinteren Fläche erstreckt, wobei sich die Auslaßbohrungen jeweils
nach hinten von einem jeweiligen der Auslässe, die an der vorderen Fläche
beabstandet sind, erstreckt, wobei sich der verzweigende Bereich in einer
ersten Ebene erstreckt, die sich quer zu der Einlaßbohrung und den Auslaß
bohrungen des Schmelzendurchgangswegs erstrecken, wobei die Verbesserung
darin liegt, daß sich das elektrische Heizelement in einer zweiten Ebene
erstreckt, die sich quer zu der Einlaßbohrung und den Auslaßbohrungen des
Schmelzendurchgangswegs erstrecken, wobei sich die zweite Querebene nicht
von der ersten Querebene weiter als der vorbestimmte Durchmesser des Heiz
elements erstreckt.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Her
stellen eines Spritzgießverteilers, der eine hintere Fläche, eine vordere
Fläche, einen Schmelzendurchgangsweg, der sich dort hindurch von einem
gemeinsamen Einlaß an der hinteren Fläche zu einer Vielzahl Auslässe er
streckt, die an der vorderen Fläche beabstandet sind, wobei der Schmelzen
durchgangsweg eine Einlaßbohrung, die sich nach vorne von dem gemeinsamen
Einlaß an der hinteren Fläche erstreckt, und eine Vielzahl Auslaß
bohrungen, die sich nach hinten von einem jeweiligen der Auslässe, die an
der vorderen Fläche beabstandet sind, erstreckt, besitzt, das die Schritte
eines Bildens einer langgestreckten hinteren Stahlplatte, die eine hintere
Oberfläche, eine vordere Oberfläche und eine Einlaßbohrung, die sich da
zwischen erstreckt, besitzt, Bilden einer langgestreckten vorderen Stahl
platte, die eine hintere Oberfläche, eine vordere Oberfläche und die Aus
laßbohrungen, die sich dazwischen erstrecken, besitzt, wobei eine der hin
teren Platten und der vorderen Platten mindestens eine hartlötbare Durch
führung besitzt, die sich dort hindurch erstreckt, spanabhebende Bearbei
tung einer ersten Nut in der vorderen Oberfläche der hinteren Platte, die
sich von der Einlaßbohrung erstreckt, und einer passenden zweiten Nut in
der hinteren Oberfläche der vorderen Platte, die sich zu allen der Auslaß
bohrungen erstreckt, Befestigen der Platten miteinander mit der vorderen
Oberfläche der hinteren Platte gegen die hintere Oberfläche der vorderen
Platte an einer Zwischenfläche anstoßend, die sich entlang einer ersten
Querebene in einer Position erstreckt, wo die zueinander passenden ersten
und zweiten Nuten einen sich verzweigenden Bereich des Schmelzendurch
gangswegs bilden, der sich in der ersten Querebene erstreckt, um jede der
Auslaßbohrungen mit der Einlaßbohrung zu verbinden, Orientierung der
Platten mit der mindestens einer hartlötbaren Durchführung, die sich nach
unten zu der Zwischenfläche erstreckt, Zuführen einer ersten Menge eines
leitfähigen Materials an jeder der mindestens einen hartlötbaren Durch
führung, und Aufheizen der Platten in einem Teilvakuum in einer Position
und auf eine ausreichende Temperatur, wodurch die erste Menge des leit
fähigen Materials schmilzt und nach unten von der mindestens einen hart
lötbaren Durchführung zu der Zwischenfläche zwischen der aneinander an
stoßenden vorderen Oberfläche der hinteren Platte und der hinteren Ober
fläche der vorderen Platte strömt, um integral die Platten miteinander zu
verbinden, um den Verteiler zu bilden und den Schmelzendurchgangsweg gegen
eine Leckage zu dichten, wobei die Verbesserung das Bilden der einen der
hinteren Platte und der vorderen Platte mit mindestens einer Fülldurch
führung, die sich dort hindurch erstreckt, spanabhebende Bearbeitung einer
dritten Nut, die eine vorbestimmte Tiefe in einer der vorderen Oberfläche
der hinteren Platte und der hinteren Oberfläche der vorderen Platte be
sitzt, Positionierung eines elektrisch Isolierten, elektrischen Heizele
ments, das einen Anschluß in der dritten Nut besitzt, wodurch dann, wenn
die vordere und die hintere Platte miteinander befestigt werden, die
dritte Nut einen Kanal bildet, zu dem sich hin die mindestens eine Füll
durchführung verbindet und in dem das Heizelement mit dem Anschluß, der
daraus vorsteht, aufgenommen wird, Vorsehen einer zweiten Menge eines
leitfähigen Materials an jeder der ersten der Fülldurchführungen, wobei
dann, wenn die Platten aufgeheizt werden, die zweite Menge des leitfähigen
Materials schmilzt und von der mindestens einen Einfülldurchführung in den
Kanal um das Heizelement herum fließt, wodurch das Heizelement in dem Ver
teiler eingebettet wird, das in der zweiten Querebene nicht von der ersten
Querebene weiter als die Tiefe der dritten Nut beabstandet ist, erstreckt,
umfaßt.
Gemäß einem weiteren Aspekt liefert die Erfindung ein Verfahren zum Her
stellen eines Spritzgießverteilers, der eine hintere Fläche, eine vordere
Fläche, einen Schmelzendurchgangsweg, der sich dort hindurch von einem
gemeinsamen Einlaß an der hinteren Fläche zu einer Vielzahl Auslässe er
streckt, die an der vorderen Fläche beabstandet sind, wobei die Schmelze
eine Einlaßbohrung, die sich nach vorne von dem gemeinsamen Einlaß an der
hinteren Fläche erstreckt, und eine Mehrzahl Auslaßbohrungen, von denen
sich jede nach hinten von einem jeweiligen der Auslässe, die an der vor
deren Fläche beabstandet sind, erstreckt, besitzt, das die Schritte eines
Bildens einer langgestreckten hinteren Stahlplatte, die eine hintere Ober
fläche, eine vordere Oberfläche und die Einlaßbohrung, die sich dazwischen
erstreckt, besitzt, eines Bildens einer langgestreckten vorderen Stahl
platte, die eine vordere Oberfläche, eine hintere Oberfläche und die Aus
laßbohrungen, die sich dazwischen erstrecken, besitzt, wobei eine der hin
teren Platte und der vorderen Platte mindestens eine erste hartlötbare
Durchführung besitzt, die sich dort hindurch erstreckt, einer spanabheben
den Maschinenbearbeitung einer ersten Nut in der vorderen Oberfläche der
hinteren Platte, die sich von der Einlaßbohrung erstreckt, und einer
passenden zweiten Nut in der hinteren Oberfläche der vorderen Platte, die
sich zu allen der Auslaßbohrungen erstreckt, eines Befestigens der Platten
miteinander, wobei die vordere Oberfläche der hinteren Platte gegen die
hintere Oberfläche der vorderen Platte an einer Zwischenfläche anstößt,
die sich entlang einer Querebene erstreckt, in einer Position, wo die
passenden ersten und zweiten Nuten einen sich verzweigenden Bereich des
Schmelzendurchgangswegs bilden, der sich in der Querebene erstreckt, um
jede der Auslaßbohrungen zu der Einlaßbohrung zu verbinden, einer Orien
tierung der Platten mit der mindestens einen hartlötbaren Durchführung,
die sich nach unten zu der Zwischenfläche erstreckt, eines Vorsehens einer
ersten Menge eines leitfähigen Materials an jeder der mindestens einen
hartlötbaren Durchführung und eines Aufheizens der Platten in einem Teil
vakuum in einer Position und auf eine ausreichende Temperatur, wodurch die
erste Menge des leitfähigen Materials schmilzt und nach unten von der min
destens einen hartlötbaren Durchführung zu der Zwischenfläche zwischen den
aneinanderstoßenden vorderen Oberfläche der hinteren Platte und der hin
teren Oberfläche der vorderen Platte strömt, um integral die Platten mit
einander zu verbinden, um den Verteiler zu bilden und um den Schmelzen
durchgangsweg gegen eine Leckage zu dichten, wobei die Verbesserung ein
Bilden der einen der hinteren Platte und der vorderen Platte mit min
destens einer Fülldurchführung, die sich dort hindurch erstreckt, einer
spanabhebenden Maschinenbearbeitung einer dritten Nut in der vorderen
Oberfläche der hinteren Platte, einer spanabhebenden Maschinenbearbeitung
einer vierten Nut in der hinteren Oberfläche der vorderen Platte, um die
dritte Nut in der vorderen Oberfläche der hinteren Platte anzupassen,
einer Positionierung eines elektrisch isolierten elektrischen Heizele
ments, das einen Anschluß in einer der dritten und der vierten Nut be
sitzt, wobei dann, wenn die vordere und die hintere Platte miteinander
verbunden werden, die dritten und vierten Nuten einen Kanal bilden, zu dem
sich hin die mindestens eine Fülldurchführung verbindet und in der das
Heizelement mit dem Anschluß davon vorspringend aufgenommen wird, eines
Vorsehens einer zweiten Menge eines leitfähigen Materials an jeder der
mindestens einen Einfülldurchführung, wobei dann, wenn die Platten aufge
heizt werden, die zweite Menge leitfähigen Materials schmilzt und von der
mindestens einen Einfülldurchführung in den Kanal um das Heizelement herum
strömt, wodurch das Heizelement in dem Verteiler eingebettet wird, das
sich in derselben Querebene wie der sich verzweigende Bereich des Schmel
zendurchgangswegs erstreckt, umfaßt.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung ersichtlich, die anhand der beigefügten Zeichnungen vorgenom
men wird.
Fig. 1 zeigt eine teilweise aufgeschnittene, isometrische Ansicht eines
Verteilers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine isometrische Ansicht des elektrischen Heizelements zwi
schen der hinteren und der vorderen Platte,
Fig. 3A zeigt eine Ansicht der vorderen Oberfläche der hinteren Platte,
Fig. 3B zeigt eine Ansicht der hinteren Oberfläche der vorderen Platte,
Fig. 4 zeigt eine Ansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2, nachdem die
Platten zusammengeschraubt sind, und
Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Verteilers gemäß einer an
deren Ausführungsform der Erfindung.
Wie am besten in Fig. 1 zu sehen ist, bezieht sich die Erfindung auf
einen beheizten Schmelzenzuteilungsverteiler 10, der in einem Mehrfach
hohlraum-Einspritzgießsystem befestigt wird. Ein Heißschmelzdurchgangs
kanal 12 erstreckt sich durch den Verteiler 10, um unter Druck gesetzte
Schmelze zu befördern, die von einer Einspritzgießmaschine an einem ge
meinsamen Einlaß 14 an der hinteren Fläche 16 zu einer Mehrzahl Aus
lässe 18, die an der vorderen Fläche 20 beabstandet sind, von denen jeder
zu einer beheizten Düse (nicht dargestellt) ausgerichtet ist, die zu einer
Durchgangsöffnung zu einem Hohlraum führt, aufgenommen wird. Der Schmel
zendurchgangsweg 12 besitzt eine Einlaßbohrung 22, die sich nach vorne von
dem Einlaß 14 erstreckt, eine Anzahl Auslaßbohrungen 24, von denen sich
jede nach hinten von einem der Auslässe 18 erstreckt, und einen Ver
zweigungsbereich 26. Der Verzweigungsbereich 26 verbindet jede der Auslaß
bohrungen 24 mit den Einlaßbohrungen 22 und erstreckt sich in einer ersten
Ebene 28, die sich quer zu der Einlaß- und Auslaßbohrung 22, 24 erstreckt.
Der Schmelzendurchgangsweg 12 ist so geformt, daß er eine glatte Form mit
keinen scharfen Biegungen oder toten Stellen besitzt, um eine Ver
schlechterung der unter Druck gesetzten Schmelze zu vermeiden, die durch
Ihn eingespritzt wird. Während der Verzweigungsbereich 26 des Schmelzen
durchgangswegs 12, der dargestellt ist, eine Konfiguration für vier Aus
lässe 18 besitzt, kann er andere Konfigurationen besitzen, die zu einer
anderen Anzahl von Auslässen 18 führt. Allerdings muß in allen Konfigura
tionen der Abstand zwischen jedem der Auslässe 18 und dem gemeinsamen Ein
laß 14 gleich sein, um eine Produktgleichförmigkeit sicherzustellen.
Der Verteiler 10 gemäß der Erfindung besitzt auch eingebettete, elek
trische Heizelemente 30, die sich in einer zweiten Querebene 32 von einem
Anschluß 34 aus erstrecken, der von dem Verteiler 10 vorsteht. Wie am
besten in Fig. 4 zu sehen ist, ist das Heizelement 30 elektrisch mit ver
dichtetem Magnesiumoxidpulver 36 isoliert, das sich um einen zentralen
Widerstandsdraht 38 in einer äußeren Umhüllung 40 aus rostfreiem Stahl
erstreckt. In der Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 1-4
dargestellt ist, ist die erste Ebene 28, in der sich der Verzweigungs
bereich 26 des Schmelzendurchgangswegs 12 erstreckt, dieselbe wie die
zweite Ebene 32, in der sich das Heizelement 30 erstreckt. Weiterhin um
schließt das Heizelement 30 den Verzweigungsbereich 26 des Schmelzendurch
gangswegs 12, was sicherstellt, daß die Schmelze in dem gesamten Verzwei
gungsbereich 26 des Schmelzendurchgangswegs 12 auf einer gleichförmigen
Temperatur gehalten wird.
Bei der Verwendung wird der Verteiler 10, wie er in Fig. 1 zu sehen ist,
in einer Mehrfachhohlraum-Spritzgießform befestigt. Elektrische Leistung
wird an dem Anschluß 34 beaufschlagt, um den Schmelzenzuteilungsver
teiler 10 auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur aufzuheizen. Die unter
Druck gesetzte Schmelze wird über eine Spritzgießmaschine (nicht darge
stellt) zu dem zentralen Einlaß 14 des Schmelzendurchgangswegs 12 gemäß
einem vorbestimmten Zyklus zugeführt. Die Schmelze strömt durch den
Schmelzendurchgangsweg 12 und verzweigt sich zu den Hohlräumen hin. Nach
dem die Hohlräume gefüllt sind und nachdem eine geeignete Ver
dichtungs- und Kühlperiode vergangen ist, wird der Einspritzdruck wegge
nommen. Die Gießform wird dann geöffnet, um die gegossenen Produkte auszu
werfen. Nach dem Auswurf wird die Gieß- bzw. Spritzform geschlossen und
der Zyklus wird kontinuierlich mit einer Zykluszelt in Abhängigkeit von
der Größe der Hohlräume und des Typs des Materials, das gespritzt wird,
wiederholt.
Es wird nun insbesondere Bezug auf die Fig. 2, 3A, 3B und 4 genommen,
um das Verfahren zur Herstellung des Verteilers 10 gemäß der ersten Aus
führungsform zu beschreiben. Eine langgestreckte, hintere Platte 42 und
eine passende, langgestreckte vordere Platte 44 sind mit einer besonderen
form hergestellt. In der bevorzugten Ausführungsform sind diese Verteiler
platten 42, 44 aus H13-Werkzeugstahl hergestellt, sie können allerdings
auch aus rostfreiem Stahl hergestellt werden. Die hintere Platte 42 be
sitzt eine flache, hintere Oberfläche 46 und eine flache, vordere Ober
fläche 48 mit der Einlaßbohrung 22 des Schmelzendurchgangswegs 12, der
sich nach vorne dort hindurch von dem Einlaß 14 erstreckt. Die vordere
Platte 44 besitzt eine flache, hintere Oberfläche 50 und eine flache, vor
dere Oberfläche 52 mit den Auslaßbohrungen 24, die sich nach vorne dort
hindurch zu den Auslässen 18 erstrecken. Während die Ausführungsform, die
dargestellt ist, nur vier Auslässe 18 besitzt, die sich in Ausrichtung
zueinander erstrecken, kann in anderen Ausführungsformen die vordere
Platte 44 mit acht, sechzehn oder mehr zueinander beabstandeten Auslässen
in unterschiedlichen Konfigurationen in Abhängigkeit von der Anwendung
hergestellt werden.
Wie in den Fig. 3A und 3B zu sehen ist, wird zuerst eine halbkreis
förmige Nut 54 in die vordere Oberfläche 48 der hinteren Platte 42 spanab
hebend eingearbeitet und eine passende, zweite, halbkreisförmige Nut 56
wird in der hinteren Oberfläche 50 der vorderen Platte 44 spanabhebend
eingearbeitet. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, sind die hintere und die vor
dere Platte 42, 44 zueinander ausgerichtet und miteinander mittels
Schrauben 58 befestigt, die sich durch Öffnungen 60, 62 in den Platten 42,
44 erstrecken, wobei die vordere Oberfläche 48 der hinteren Platte 42 mit
einem angemessenen Kontaktdruck gegen die hintere Oberfläche 50 der vor
deren Platte 44 entlang einer Zwischenfläche 64 anstößt. Die zueinander
passenden Nuten 54, 56 sind mit einer solchen Konfiguration hergestellt,
um den sich verzweigenden Bereich 26 des Schmelzendurchgangswegs 12 zu
bilden, wenn die Platten 42, 44 miteinander befestigt werden. Der sich
verzweigende Bereich 26 des Schmelzendurchgangswegs 12 teilt sich mehrere
Male beim Verbinden der Einlaßbohrung 22 zu jeder der Auslaßbohrungen 24
auf. Demzufolge verläuft der gesamte Verzweigungsbereich 26 in der gemein
samen ersten Ebene 28, die sich entlang der Zwischenfläche 64 quer zu den
Einlaß- und Auslaßbohrungen 22, 24 erstreckt. Die hintere Platte 42 ist
auch mit einer Anzahl beabstandeter, hartgelöteter Durchführungen 68 aus
gestattet, die sich von der hinteren Oberfläche 46 zu der Zwischen
fläche 64 erstrecken.
In dieser Ausführungsform sind die Platten 42, 44 auch spanabhebend so
bearbeitet, um eine dritte, halbkreisförmige Nut 70 in der vorderen Ober
fläche 48 der hinteren Platte 42 und eine passende vierte, halbkreis
förmige Nut 72 in der hinteren Oberfläche 50 der vorderen Platte 44 zu
bilden. Diese passenden Nuten 70, 72 sind mit einer Konfiguration herge
stellt, um einen Kanal 74 zu bilden, in dem das elektrische Heizelement 30
aufgenommen wird, wenn die Platten 42, 44 zusammen befestigt werden. In
dieser Ausführungsform befindet sich das Heizelement 30 in derselben
Ebene 28 wie der sich verzweigende Bereich 26 des Schmelzendurchgangs
wegs 12 und erstreckt sich von dem Anschluß 34 in einer Schleife 76 nahe
der Außenseite des Verteilers 10, der den sich verzweigenden Bereich 26
des Schmelzendurchgangswegs 12 umgibt. Die hintere Platte 42 ist mit einer
Anzahl Fülldurchführungen 78 versehen, die sich von der hinteren Ober
fläche 46 zu dem Kanal 74 erstrecken und entlang des Kanals 74 beabstandet
sind. Während die hintere Platte 42 so dargestellt ist, daß sie verschie
dene Hartlötdurchführungen 68 und Fülldurchführungen 78 besitzt, kann die
Anzahl von diesen von einer bis einer ziemlich großen Anzahl variieren,
und zwar in Abhängigkeit der Größe, in der der Verteiler hergestellt
werden soll. Auch können, während die Hartlötdurchführungen 68 und die
Fülldurchführungen 78 so dargestellt sind, daß sie sich durch die hintere
Platte 42 erstrecken, sie in anderen Ausführungsformen der Erfindung so
hergestellt werden, daß sie sich durch die vordere Platte 44 erstrecken.
Dies hängt davon ab, auf welche Weise die zusammengebauten Platten 42, 44
nach oben zum Füllen positioniert werden, und das einzige Erfordernis ist
dasjenige, daß sich die Hartlötdurchführungen 68 und die Fülldurch
führungen 78 alle durch dieselbe Ebene erstrecken müssen.
Das Heizelement 30 ist in einer der dritten oder vierten Nuten 70, 72
positioniert und die zwei Platten 42, 44 sind miteinander mittels der
Schrauben 58 verbunden, wobei sich das Heizelement 30 in den Kanal 74 er
streckt. Natürlich hängt die Anzahl und die Position der Schrauben 58 auch
von der Größe und der Form des Verteilers 10 ab. In dieser Ausführungsform
ist, wie in Fig. 4 zu sehen ist, ein hohles Füllrohr 80 in eine Ausneh
mung 81 in der hinteren Oberfläche 46 der hinteren Platte 42 eingesetzt
und über jede der Fülldurchführungen 78, die zu dem Heizelementkanal 74
führen, mit Ausnahme von einem, heftgeschweißt. Eine der Durchführungen 78
ist als Luftdurchführung 82 belassen, um der Luft zu ermöglichen, aus dem
Kanal 74 zu entweichen, wenn die Platten 42, 44 beheizt werden. Mit den
Platten 42, 44 mit den Hartlötdurchführungen 68 und den Fülldurch
führungen 78 sich nach unten erstreckend positioniert wird eine erste
Menge 84 eines leitenden Materials, wie beispielsweise eine Nickel
legierung, in Pulverform, in jede Hartlötdurchführung 68 eingesetzt. Eine
größere, zweite Menge 86 einer Nickellegierung in Pulverform wird in jede
Fülldurchführung 78 und das Füllrohr 80 darüber eingesetzt. Die zusammen
gebauten Platten werden dann in Chargen in einen Vakuumofen eingesetzt und
stufenweise auf eine Temperatur von ungefähr 1925°F aufgeheizt, was ober
halb der Schmelztemperatur der Nickellegierung liegt. Wenn der Ofen auf
geheizt wird, wird er auf ein relativ hohes Vakuum evakuiert, um im we
sentlichen den gesamten Sauerstoff zu entfernen, und wird dann teilweise
wieder mit einem inerten Gas, wie beispielsweise Argon oder Stickstoff,
aufgefüllt. Wenn der Schmelzpunkt der Nickellegierung erreicht ist,
schmilzt die Nickellegierung 84 in den Hartlötdurchführungen 68 und strömt
nach unten in die Zwischenfläche 64 zwischen der vorderen Oberfläche 48
der hinteren Platte 42 und der hinteren Oberfläche 50 der vorderen
Platte 44. Diese Oberflächen 48, 50 sind aufgerauht und die Nickel
legierung verteilt sich zwischen diesen durch eine Kapillarwirkung, um die
zwei Platten 42, 44 zusammen hart zu verlöten, um einen integralen Ver
teiler 10 zu bilden. Ähnlich schmilzt die Nickellegierung 84 in den Füll
durchführungen 78 und den Füllrohren 80 und strömt nach unten in den
Kanal 74, wo sie um das Heizelement 30 herum strömt, um das Heizelement 30
in dem Verteiler 10 integral einzubetten. Ein Hartlöten in einem Vakuum
liefert eine metallurgische Verbindung der Nickellegierung mit dem Stahl
für eine sehr effektive Wärmeübertragung von dem Heizelement 10 auf den
Verteiler um den Schmelzendurchgangsweg 12 herum. Die Position des Heiz
elements 30 in derselben Ebene 28 wie der Verzweigungsbereich 26 des
Schmelzendurchgangswegs 12 stellt sicher, daß die Schmelze unter einer
gleichförmigeren Temperatur beibehalten wird, wenn sie durch den Schmel
zendurchgangsweg 12 während des Einspritzzyklus strömt. Nachdem die
Düsen 10 aus dem Vakuumofen entnommen und gekühlt sind, werden sie spanab
hebend bearbeitet, um die Füllrohre 80 zu entfernen und um den Ver
teiler 10 mit einer glatten hinteren und vorderen Fläche 16, 18 zu ver
sehen. Druckscheibenanordnungsöffnungen 88 und Verteileranhebeöffnungen 90
werden dann in der hinteren Oberfläche 16 des Verteilers 10 hineingebohrt,
wie dies erforderlich ist.
Es wird nun Bezug auf die Fig. 5 genommen, um kurz ein Verfahren zur Her
stellung des Verteilers 10 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfin
dung zu beschreiben. Die meisten Elemente und Verfahrensschritte sind die
selben wie die, die vorstehend beschrieben sind, wobei deren Beschreibung
nicht wiederholt wird, und Elemente, die mit dieser Ausführungsform ge
meinsam sind, werden unter Verwendung derselben Bezugszeichen beschrieben
und erläutert. Wie gesehen werden kann, ist in diesem Fall eine dritte
Nut 92, die eine vorbestimmte Tiefe d besitzt, spanabhebend in der hin
teren Oberfläche 50 der vorderen Platte 44 bearbeitet, und keine passende
Nut wird in der vorderen Oberfläche 48 der hinteren Platte 42 spanabhebend
eingearbeitet. Das Heizelement 30 wird in der dritten Nut 94 positioniert
und die zwei Platten 42, 44 werden miteinander befestigt, wie dies vor
stehend beschrieben ist. Demzufolge bildet die dritte Nut 94 einen
Kanal 96, in dem sich das Heizelement 30 erstreckt und zu dem die Füll
durchführungen 78 verbunden sind. Dann werden die zusammengebauten
Platten 42, 44 aufgeheizt, wie dies vorstehend beschrieben ist, um das
Nickellegierungspulver zu schmelzen, um die Platten 42, 44 zusammen und
eingebettet das Heizelement 30 in dem Verteiler 10 hart zu verlöten. Der
Unterschied gegenüber der Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist,
ist derjenige, daß sich das Heizelement 30 in einer zweiten Ebene 32 er
streckt, die sich quer erstreckt und von der ersten Ebene 28 beabstandet
ist, in der sich der Verzweigungsbereich 26 des Schmelzendurchgangswegs 12
nicht weiter als die Tiefe d und der dritten Nut 94 erstreckt. Während die
dritte Nut 94 in der hinteren Oberfläche 50 der vorderen Platte 44 darge
stellt ist, kann sie in einer anderen Ausführungsform in der vorderen
Oberfläche 48 der hinteren Platte 42 vorhanden sein, wobei der Ver
teiler 10 in der Füll- und Heizposition umgekehrt ist. Ein Verteiler 10,
der zwei Ebenen 28, 32 versetzt zueinander ähnlich hierzu besitzt, besitzt
keine sehr guten thermischen Charakteristika wie ein solcher, der vor
stehend beschrieben ist, wo sie sich in derselben Ebene befinden, aller
dings ist er etwas leichter herzustellen, und zwar aufgrund der spanab
hebenden Bearbeitung einer verbleibenden Nut, die erforderlich ist.
Während die Beschreibung des Einspritzgießverteilers und des Verfahrens
zum Herstellen von diesem gemäß der Erfindung hinsichtlich der bevorzugten
Ausführungsformen angegeben worden ist, wird ersichtlich werden, daß ver
schiedene andere Modifikationen möglich sind, ohne den allgemeinen Ge
danken der Erfindung, wie er von dem Fachmann auf dem betreffenden Fach
gebiet verstanden wird und wie er in den nachfolgenden Ansprüchen defi
niert ist, zu verlassen.
Claims (7)
1. Spritzgießverteiler, der eine hintere Fläche eine vordere Fläche,
ein elektrisches Heizelement, das einen vorbestimmten Durchmesser
besitzt, das darin eingebettet ist, und einen Schmelzendurchgangs
weg, der sich dort hindurch von einem gemeinsamen Einlaß an der hin
teren Fläche zu einer Vielzahl Auslässe, die an der vorderen Fläche
beabstandet sind, besitzt, wobei der Schmelzenkanal eine Einlaß
bohrung, eine Vielzahl Auslaßbohrungen und einen sich verzweigenden
Bereich besitzt, der jede der Auslaßbohrungen mit der Einlaßbohrung
verbindet, wobei sich die Einlaßbohrung nach vorne von dem gemein
samen Einlaß an der hinteren Fläche erstreckt, wobei sich die Aus
laßbohrungen jeweils nach hinten von einem jeweiligen der Auslässe,
die an der vorderen Fläche beabstandet sind, erstreckt, wobei sich
der verzweigende Bereich in einer ersten Ebene erstreckt, die sich
quer zu der Einlaßbohrung und den Auslaßbohrungen des Schmelzen
durchgangswegs erstrecken, dadurch gekennzeichnet,
daß sich das elektrische Heizelement in einer zweiten Ebene er
streckt, die sich quer zu der Einlaßbohrung und den Auslaßbohrungen
des Schmelzendurchgangswegs erstrecken, wobei sich die zweite Quer
ebene nicht von der ersten Querebene weiter als der vorbestimmte
Durchmesser des Heizelements erstreckt.
2. Spritzgießverteiler nach Anspruch 1, wobei die erste Ebene, in der
sich der verzweigende Bereich des Schmelzendurchgangswegs erstreckt,
im wesentlichen dieselbe wie die zweite Querebene ist, in der sich
das Heizelement erstreckt.
3. Spritzgießverteiler nach Anspruch 2, wobei das Heizelement, das
elektrisch isoliert ist, einen Anschluß besitzt, der von dem Ver
teiler vorsteht, und sich von dem Anschluß in einer Schleife er
streckt, die den sich verzweigenden Bereich des Schmelzendurchgangs
wegs umgibt.
4. Verfahren zum Herstellen eines Spritzgießverteilers, der eine hin
tere Fläche, eine vordere Fläche, einen Schmelzendurchgangsweg, der
sich dort hindurch von einem gemeinsamen Einlaß an der hinteren
Fläche zu einer Vielzahl Auslässe erstreckt, die an der vorderen
fläche beabstandet sind, wobei der Schmelzendurchgangsweg eine Ein
laßbohrung, die sich nach vorne von dem gemeinsamen Einlaß an der
hinteren Fläche erstreckt, und eine Vielzahl Auslaßbohrungen, die
sich nach hinten von einem jeweiligen der Auslässe, die an der vor
deren Fläche beabstandet sind, erstreckt, besitzt, das die Schritte
eines Bildens einer langgestreckten hinteren Stahlplatte, die eine
hintere Oberfläche, eine vordere Oberfläche und eine Einlaßbohrung,
die sich dazwischen erstreckt, besitzt, Bilden einer langgestreckten
vorderen Stahlplatte, die eine hintere Oberfläche, eine vordere
Oberfläche und die Auslaßbohrungen, die sich dazwischen erstrecken,
besitzt, wobei eine der hinteren Platte und der vorderen Platte min
destens eine hartlötbare Durchführung besitzt, die sich dort hin
durch erstreckt, spanabhebende Bearbeitung einer ersten Nut in der
vorderen Oberfläche der hinteren Platte, die sich von der Einlaß
bohrung erstreckt, und einer passenden zweiten Nut in der hinteren
Oberfläche der vorderen Platte, die sich zu allen der Auslaß
bohrungen erstreckt, Befestigen der Platten miteinander mit der vor
deren Oberfläche der hinteren Platte gegen die hintere Oberfläche
der vorderen Platte an einer Zwischenfläche anstoßend, die sich ent
lang einer ersten Querebene in einer Position erstreckt, wo die zu
einander passenden ersten und zweiten Nuten einen sich verzweigenden
Bereich des Schmelzendurchgangswegs bilden, der sich in der ersten
Querebene erstreckt, um jede der Auslaßbohrungen mit der Einlaß
bohrung zu verbinden, Orientierung der Platten mit der mindestens
einen hartlötbaren Durchführung, die sich nach unten zu der
Zwischenfläche erstreckt, Zuführen einer ersten Menge eines leit
fähigen Materials an jeder der mindestens einen hartlötbaren Durch
führung, und Aufheizen der Platten in einem Teilvakuum in einer
Position und auf einer ausreichenden Temperatur, wodurch die erste
Menge des leitfähigen Materials schmilzt und nach unten von der min
destens einen hartlötbaren Durchführung zu der Zwischenfläche
zwischen der aneinander anstoßenden vorderen Oberfläche der hinteren
Platte und der hinteren Oberfläche der vorderen Platte strömt, um
integral die Platten miteinander zu verbinden, um den Verteiler zu
bilden und den Schmelzendurchgangsweg gegen eine Leckage zu dichten,
wobei die Verbesserung
ein Bilden der einen der hinteren Platte und der vorderen Platte mit
mindestens einer Fülldurchführung, die sich dort hindurch erstreckt,
eine spanabhebende Maschinenbearbeitung einer dritten Nut, die eine
vorbestimmte Tiefe in einer der vorderen Oberfläche der hinteren
Platte und der hinteren Oberfläche der vorderen Platte besitzt, eine
Positionierung eines elektrisch Isolierten elektrischen Heizele
ments, das einen Anschluß in der dritten Nut besitzt, wodurch dann,
wenn die vordere und die hintere Platte miteinander befestigt
werden, die dritte Nut einen Kanal bildet, zu dem sich hin die min
destens eine Fülldurchführung verbindet und in dem das Heizelement
mit dem Anschluß, der daraus vorsteht, aufgenommen wird, ein Vor
sehen einer zweiten Menge eines leitfähigen Materials an jeder der
mindestens einen Fülldurchführungen, wobei dann, wenn die Platten
aufgeheizt werden, die zweite Menge des leitfähigen Materials
schmilzt und von der mindestens einen Einfülldurchführung in den
Kanal um das Heizelement herumfließt, wodurch das Heizelement in dem
Verteiler eingebettet wird, das sich in der zweiten Querebene nicht
von der ersten Querebene weiter als die Tiefe der dritten Nut beab
standet ist, erstreckt, umfaßt.
5. Verfahren zum Herstellen eines Spritzgießverteilers, der eine hin
tere Fläche, eine vordere Fläche, einen Schmelzendurchgangsweg, der
sich dort hindurch von einem gemeinsamen Einlaß an der hinteren
Fläche zu einer Vielzahl Auslässe erstreckt, die an der vorderen
Fläche beabstandet sind, wobei der Schmelzendurchgangsweg eine Ein
laßbohrung, die sich nach vorne von dem gemeinsamen Einlaß an der
hinteren Fläche erstreckt, und eine Mehrzahl Auslaßbohrungen, von
denen sich jede nach hinten von einem jeweiligen der Auslässe, die
an der vorderen Fläche beabstandet sind, erstreckt, besitzt, daß die
Schritte eines Bildens einer langgestreckten hinteren Stahlplatte,
die eine hintere Oberfläche, eine vordere Oberfläche und die Einlaß
bohrung, die sich dazwischen erstreckt, besitzt, eines Bildens einer
langgestreckten vorderen Stahlplatte, die eine hintere Oberfläche,
eine vordere Oberfläche und die Auslaßbohrungen, die sich dazwischen
erstrecken, besitzt, wobei eine der hinteren Platte und der vorderen
Platte mindestens eine erste hartlötbare Durchführung besitzt, die
sich dort hindurch erstreckt, einer spanabhebenden Maschinenbearbei
tung einer ersten Nut in der vorderen Oberfläche der hinteren
Platte, die sich von der Einlaßbohrung erstreckt, und einer passen
den zweiten Nut in der hinteren Oberfläche der vorderen Platte, die
sich zu allen der Auslaßbohrungen erstreckt, eines Befestigens der
Platten miteinander, wobei die vordere Oberfläche der hinteren
Platte gegen die hintere Oberfläche der vorderen Platte an einer
Zwischenfläche anstößt, die sich entlang einer Querebene erstreckt,
in einer Position, wo die passenden ersten und zweiten Nuten einen
sich verzweigenden Bereich des Schmelzendurchgangswegs bilden, der
sich in der Querebene erstreckt, um jede der Auslaßbohrungen zu der
Einlaßbohrung zu verbinden, einer Orientierung der Platten mit der
mindestens einer hartlötbaren Durchführung, die sich nach unten zu
der Zwischenfläche erstreckt, eines Vorsehens einer ersten Menge
eines leitfähigen Materials an jeder der mindestens einen hartlöt
baren Durchführung und eines Aufheizens der Platten in einem Teil
vakuum in einer Position und auf eine ausreichende Temperatur, wo
durch die erste Menge des leitfähigen Materials schmilzt und nach
unten von der mindestens einen hartlötbaren Durchführung zu der
Zwischenfläche zwischen den aneinanderstoßenden vorderen Oberfläche
der hinteren Platte und der hinteren Oberfläche der vorderen Platte
strömt, um integral die Platten miteinander zu verbinden, um den
Verteiler zu bilden, und um den Schmelzendurchgangsweg gegen eine
Leckage zu dichten, wobei die Verbesserung
ein Bilden der einen der hinteren Platte und der vorderen Platte mit
mindestens einer Fülldurchführung, die sich dort hindurch erstreckt,
eine spanabhebende Maschinenbearbeitung einer dritten Nut in der
vorderen Oberfläche der hinteren Platte, eine spanabhebende Ma
schinenbearbeitung einer vierten Nut in der hinteren Oberfläche der
vorderen Platte, um die dritte Nut in der vorderen Oberfläche der
hinteren Platte anzupassen, eine Positionlerung eines elektrisch
isolierten elektrischen Heizelements, das einen Anschluß in einer
der dritten und der vierten Nut besitzt, wobei dann, wenn die vor
dere und die hintere Platte miteinander verbunden werden, die dritte
und vierte Nut einen Kanal bilden, zu dem sich hin die mindestens
eine Fülldurchführung verbindet und in der das Heizelement mit dem
Anschluß davon vorspringend aufgenommen wird, ein Vorsehen einer
zweiten Menge eines leitfähigen Materials an jeder der mindestens
einen Einfülldurchführung, wobei dann, wenn die Platten aufgeheizt
werden, die zweite Menge leitfähigen Materials schmilzt und von der
mindestens einen Einfülldurchführung in den Kanal um das Heizelement
herumströmt, wodurch das Heizelement in dem Verteiler eingebettet
wird, das sich in derselben Querebene wie der sich verzweigende Be
reich des Schmelzendurchgangswegs erstreckt, umfaßt.
6. Verfahren zum Herstellen eines Spritzgießverteilers nach Anspruch 5,
das weiterhin die Schritte einer Befestigung eines hohlen Füllrohrs
an einer der hinteren Oberfläche der hinteren Platte und der vor
deren Oberfläche der vorderen Platte in Verbindung mit jeder der
mindestens einen Fülldurchführung, eines Einsetzens der zweiten
Menge leitfähigen Materials in jedes Füllrohr vor der Aufheizung,
wodurch dann, wenn die Platten beheizt werden, die zweite Menge des
leitfähigen Materials in dem Füllrohr schmilzt und durch die min
destens eine Fülldurchführung in den Kanal um das Heizelement herum
fließt und dann einer spanabhebenden Bearbeitung des Verteilers, um
das Füllrohr zu entfernen, umfaßt.
7. Verfahren zum Herstellen eines Spritzgießverteilers nach Anspruch 6,
wobei die erste Menge des leitfähigen Materials direkt in jeden der
mindestens einen hartlötbaren Durchführungen eingesetzt wird.
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