DE19650326A1 - Druckguß-Düsenverteiler - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet des Druckgusses und insbesondere einen Düsenverteiler, der für den Mehrfachanguß-Heißspitzenguß verwendet wird.

Eine Mehrfachanguß-Druckgußvorrichtung, in der der Schmelzekanal in einem Schmelzeverteiler aufgezweigt wird und die einzelnen Zweige durch eine am Verteiler befe­ stigte beheizte Düse verlaufen, ist wohlbekannt. Aus dem Patent US 4,094,447 der Anmelderin, erteilt am 13. Juni 1978, ist bekannt, eine beheizte Düse vorzusehen, in der der Schmelzekanal auswärts an mehrere Kantenangüsse verzweigt ist. Während diese Anordnung für den Kanten­ anguß geeignet ist, ist sie für einen Heißspitzenanguß nicht geeignet, weil jeder der vorderen Abschnitte der Düse eine flache Fläche besitzt.

Aus dem Patent US 4,921,708 der Anmelderin, erteilt am 1. Mai 1990, ist eine Mehrfachanguß-Anwendung mit heißen Spitzen bekannt, die durch vier langgestreckte Fühler geschaffen wird, die um eine beheizte Düse angebracht sind. Es sind auch weitere Anordnungen von Mehrfachspit­ zen-Düsen bekannt. Sie besitzen jedoch alle eine zylin­ drische Form mit einer kreisförmigen Rückseite, die den Oberflächenkontakt mit dem angrenzenden Verteiler be­ grenzt. In einem System mit einer großen Anzahl von Angüssen wird gewöhnlich bevorzugt, die Gesamtgröße zu reduzieren, indem die Angüsse so nahe wie möglich neben­ einander angeordnet werden. Andererseits ist es auch wünschenswert, die Wärmeübertragung vom angrenzenden Ver­ teiler und somit den Oberflächenkontakt mit diesem maxi­ mal zu machen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Düsenverteiler mit mehreren beabstandeten Düsen­ spitzenabschnitten zu schaffen, die sich von einem hinte­ ren Verteilerabschnitt erstrecken, der einen am angren­ zenden Verteiler befestigten rechtwinkligen Abschnitt be­ sitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Druckguß-Düsenverteiler, der die im Anspruch 1 angegebe­ nen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Mehrfachanguß-Druckgußsystems mit einer Anzahl von Düsenverteilern gemäß einer bevorzugten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines der in Fig. 1 gezeigten Düsenverteiler;

Fig. 3 eine Draufsicht des in Fig. 2 gezeigten Düsenver­ teilers;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht längs der Linie 4-4 in Fig. 3; und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht längs der Linie 5-5 in Fig. 3.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Abschnitt eines Heißspitzenanguß-Druckgußsystems mit 96 Angüssen 10 gezeigt ist. In diesem Fall ist ein Hauptver­ teiler 12 mittels Schrauben 14 an der Rückseite 16 eines Unterverteilers 18 befestigt, ferner sind 24 Düsenvertei­ ler 20 gemäß der vorliegenden Erfindung mittels Schrauben 22 an der vorderen Fläche 24 des Unterverteilers 18 befestigt. In anderen Konfigurationen können jedoch die Düsenverteiler 20 direkt an einem Verteiler befestigt sein, ohne daß ein Unterverteiler notwendig ist, so daß in diesem Fall der Unterverteiler 18 als Teil des Vertei­ lers angesehen werden kann. Während der Hauptverteiler 12 und die Unterverteiler 18 aus Stahl hergestellt sind, sind die Düsenverteiler 20 aus einem stärker wärmeleiten­ den Material wie etwa einer AMCO-940-Kupferlegierung hergestellt. An jeden Anguß 10, der in einen Hohlraum 26 führt, wird durch einen Schmelzekanal 28, der sich von einem zentralen Einlaß 30 zu einem Einlaßabschnitt 32 des Hauptverteilers 12 erstreckt, mit Druck beaufschlagte Schmelze befördert. Der Schmelzekanal 28 verzweigt in sechs verschiedene Zweige 34 im Hauptverteiler 12, wobei jeder Zweig 34 in vier verschiedene Zweige 36 im Unter­ verteiler 18 verzweigt. Jeder dieser Zweige 36 erstreckt sich zu einem Schmelzekanal 38 in einem der Düsenvertei­ ler 20, wie im folgenden beschrieben wird. Die Verteiler 12 und 18 sowie die Düsenverteiler 20 werden durch ein elektrisches Heizelement 40, das in die vordere Fläche 42 des Hauptverteilers 12 als Baueinheit eingebettet ist, sowie durch die Umgebungswärme von der von der Gieß­ maschine empfangenen Scherwärme, die in der während des Einspritzzyklus eingespritzten, mit Druck beaufschlagten Schmelze erzeugt wird, beheizt.

Obwohl die Gießform 44 je nach Anwendung normalerweise eine größere Anzahl von Platten besitzt, sind hier zur Veranschaulichung nur eine Hohlraumplatte 46, eine Ab­ standhalterplatte 48 und eine Gegendruckplatte 50 mit einem daran mittels Schrauben 54 befestigten Anordnungs­ ring 52 gezeigt. Der Hohlraum 26 in der Gießform 44 wird durch Kühlwasser gekühlt, das durch Kühlleitungen 56 gepumpt wird. Die Verteiler 12, 18 und der Düsenverteiler 20 sind durch isolierende und elastische Abstandhalter­ elemente 58 zwischen dem Hauptverteiler 12 und der Gegen­ druckplatte 50 sowie durch Abdichtungs- und Anordnungs­ buchsen 60, die um jeden Düsenabschnitt 66 jedes Düsen­ verteilers 20 angeordnet sind, befestigt. In dieser Ausführungsform sind die Abdichtungs- und Anordnungsbuch­ sen 60 aus einer Titanlegierung hergestellt, wobei jede von ihnen in einem kreisförmigen Sitz 62 in der Hohlraum­ plattenform 46 sitzt. Dadurch wird zwischen den beheizten Verteilern 12, 18 und den Düsenverteilern 20 einerseits und der umgebenden gekühlten Gießform 44 ein isolierender Luftzwischenraum 64 geschaffen.

Wie am besten in den Fig. 2 bis 5 gezeigt ist, besitzt jeder Düsenverteiler 20 eine Anzahl von beabstandeten Düsenabschnitten 66, die sich vom hinteren Verteilerab­ schnitt 68 nach vorn erstrecken. Der hintere Verteilerab­ schnitt 68 besitzt eine hintere Fläche 70, die an der vorderen Fläche 24 des Unterverteilers 18 anstößt. Die Düsenverteiler 20 sind an dieser Position mittels zweier Schrauben 22 (in Fig. 1 gezeigt) befestigt, die sich vom Unterverteiler 18 in Gewindebohrungen 76 in den hinteren Verteilerabschnitten 68 jedes Düsenverteilers 20 erstrek­ ken. In der gezeigten Ausführungsform besitzt jeder Düsenverteiler 20 vier gleichmäßig beabstandete Düsenab­ schnitte 66, während der hintere Verteilerabschnitt 68 einen quadratischen Querschnitt besitzt, wobei sich von jedem Quadranten 78 des quadratischen hinteren Vertei­ lerabschnitts 68 einer der Düsenabschnitte 66 nach vorn erstreckt. In anderen Ausführungsformen können die Düsen­ verteiler 20 eine andere Anzahl von Düsenabschnitten 66 aufweisen. Es ist jedoch kritisch, daß der hintere Ver­ teilerabschnitt 68 einen rechtwinkligen Querschnitt besitzt, um den Oberflächenkontakt zwischen seiner hinte­ ren Oberfläche 70 und der vorderen Oberfläche 24 des Unterverteilers 18 maximal zu machen. Der maximale Ober­ flächenkontakt, der durch diese rechtwinklige Form ge­ schaffen wird, stellt eine maximale Wärmeübertragung zwischen dem Unterverteiler 18 und den eng angebrachten Düsenverteilern 20 sicher.

Jeder der Düsenabschnitte 66 besitzt eine konische vor­ dere Fläche 80, die sich von einem zylindrischen Ab­ schnitt 82 zu einer Spitze 84 erstreckt. Der zylindrische Abschnitt 82 paßt in eine Abdichtungs- und Anordnungs­ buchse 60, die die Spitze 84 auf einen der Angüsse 10 ausrichtet. Wie am besten in den Fig. 3 bis 5 ersichtlich ist, besitzt jeder Düsenverteiler 20 einen Schmelzekanal 38. Der Schmelzekanal 38 erstreckt sich von einem Einlaß 86 an der hinteren Fläche 70 durch den Düsenverteiler 20 und verzweigt im hinteren Verteilerabschnitt 68 schräg nach außen und nach vorn, wobei sich ein Zweig 88 zu einem Auslaß 90 in der konischen vorderen Fläche 80 jeder der Düsenabschnitte 66 erstreckt. Der Einlaß 86 in den Schmelzekanal 38 in jedem Düsenverteiler 20 ist auf einen entsprechenden Auslaß 92 vom Schmelzekanal 28 im Unter­ verteiler 18 ausgerichtet.

Im Gebrauch wird an das elektrische Heizelement 40, das in den Hauptschmelzeverteiler 12 eingebettet ist, elek­ trische Leistung geliefert, wodurch der Hauptverteiler 12, der Unterverteiler 18 und jeder der daran befestigten Düsenverteiler 20 auf eine vorgegebene Betriebstemperatur geheizt werden. Wie oben erwähnt worden ist, ist der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung durch Wärmeleitung vom Unterverteiler 18 an die eng angebrachten Düsenverteiler 20 maximal, da die hintere Fläche 70 jedes Düsenvertei­ lers 20 nicht rund, sondern im wesentlichen quadratisch ist. Von einer (nicht gezeigten) Gießmaschine wird in einem vorgegebenen Einspritzzyklus mit Druck beauf­ schlagte Schmelze zum Schmelzekanal 28, der sich durch den Hauptverteiler 12 und den Unterverteiler 18 er­ streckt, geliefert. Die Schmelze von jedem Zweig 36 des Schmelzekanals 28 fließt durch den Schmelzekanal 38 in einem entsprechenden Düsenverteiler 20 in einen Raum 94 in der Gießform 44 um die konische vordere Fläche 80 und dann durch den Anguß 10 in den Hohlraum 26. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, verhindern die Abdichtungs- und Anordnungs­ buchsen 60 ein Austreten der Schmelze aus diesem Raum 94 und ordnen die Spitze 84 in genauer Ausrichtung auf den entsprechenden Anguß 10 an. Wenn der Hohlraum 26 gefüllt ist und eine geeignete Verdichtungs- und Kühlungsperiode verstrichen ist, wird der Einspritzdruck weggenommen, woraufhin das Schmelzebeförderungssystem dekomprimiert wird, um ein Ziehen von Fäden durch den offenen Anguß 10 zu vermeiden. Die Gießform 44 wird anschließend geöffnet, um das geschmolzene Produkt auszuwerfen. Nach dem Auswer­ fen wird die Gießform 44 geschlossen, woraufhin der Zyklus ohne Unterbrechung mit einer Zyklus zeit wiederholt wird, die von der Größe des Hohlraums oder der Hohlräume und vom Typ des gegossenen Materials abhängt.

Obwohl die Beschreibung des Druckguß-Düsenverteilers 20 für eine bevorzugte Ausführungsform gegeben worden ist, sind selbstverständlich viele Abwandlungen möglich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er vom Fachmann verstanden wird und in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims (5)

1. Druckgußvorrichtung, mit mehreren Düsenverteilern (20), die an einem Schmelzeverteiler (12), der eine vordere Fläche (16) besitzt, in engem Abstand angebracht sind, wobei jeder der Düsenverteiler (20) mehrere beab­ standete Düsenabschnitte (66) besitzt, die sich von einem hinteren Verteilerabschnitt (68) nach vorn erstrecken, wobei der hintere Verteilerabschnitt (68) eine an der vorderen Fläche (16) des Schmelzeverteilers (12) ansto­ ßende hintere Fläche besitzt, wobei jeder Düsenabschnitt (66) eine konische vordere Fläche (80) besitzt, die sich zu einer Spitze (84) erstreckt, die so angebracht ist, daß sie auf einen Anguß (10) ausgerichtet ist, wobei jeder Düsenverteiler (20) einen Schmelzekanal (38) be­ sitzt, der von einem Einlaß (86) an der hinteren Flächen (70) durch ihn verläuft, um mit Druck beaufschlagte Schmelze von einem Schmelzedurchlaß (34) im Schmelzever­ teiler (12) aufzunehmen, wobei der Schmelzekanal (38) im hinteren Verteilerabschnitt (68) in mehrere Zweige (88) aufgezweigt ist, wovon sich jeweils einer zu einem Auslaß der konischen Fläche (80) jedes der Düsenabschnitte (66) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Verteilerabschnitt (68) jedes Düsen­ verteilers (20) einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt besitzt.

2. Druckgußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Verteilerabschnitt (68) jedes Düsen­ verteilers (20) mehrere Gewindebohrungen (76) besitzt, die Schrauben (22) aufnehmen, um am Schmelzeverteiler (12) befestigt zu werden.

3. Druckgußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweige (88) des Schmelzekanals (38) jedes Düsenverteilers (20) vom Einlaß (86) in der hinteren Fläche (70) des hinteren Verteilerabschnitts (68) schräg nach außen und nach vorn verlaufen.

4. Druckgußvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des hinteren Verteilerabschnitts (68) jedes Düsenverteilers (20) im wesentlichen quadra­ tisch ist.

5. Druckgußvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Düsenverteiler (20) vier im wesentlichen gleich beabstandete, übereinstimmende Düsenabschnitte (66) besitzt, wovon sich jeder von einem anderen Quadran­ ten des hinteren Verteilerabschnitts (68) nach vorn erstreckt.