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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Spritzgießvorrichtung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Es
ist auf dem Gebiet des Spritzgießens allgemein bekannt, simultan
eine Anzahl von Hohlräumen
zu befüllen,
indem eine Anzahl von zueinander beabstandeter Düsen sich von einem einzelnen
beheizten Düsenverteiler
erstreckt. Der Schmelzekanal teilt sich in dem Düsenverteiler auf, wobei jede
Abzweigung zu einer Schmelzebohrung führt, die sich durch eine der
Düsen erstreckt.
Die Düsen
sind an Ort und Stelle in der gekühlten Form fixiert, wobei aufgrund
thermischer Expansion und Kontraktion des beheizten Düsenverteilers
bewirkt wird, daß sich
der Düsenverteiler über die
rückwärtigen Enden
der Düsen
gleitend bewegt. Es ist sehr wichtig, daß jede Abzweigung des Schmelzekanals
exakt mit der durch die Düse
hindurchgehenden Schmelzebohrung ausgerichtet ist, insbesondere
im Hinblick auf die hohe Temperatur und der Druckbedingungen eines
Spritzgußsystems.
Daher muß die
Größe der Bewegung an
der Stelle einer jeden Düse
zur Vorberechnung und die Abzweigungen des Schmelzekanals präzise dimensioniert
werden, damit diese exakt mit den Schmelzebohrungen der Düsen ausgerichtet
gleiten können,
wenn die Betriebstemeratur erreicht ist. Während diese bekannte Technik
auch für
kleinere Spitzgußsysteme
akzeptabel ist, wird es schwieriger, dieses für einen Düsenverteiler größerer Verteilungssysteme
sicherzustellen, da diese ein Gleiten über größere Distanzen benötigen.
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Darüber hinaus
besteht ein ansteigender Bedarf für Spritzgußsysteme, die eine größere Anzahl von
Hohlräumen
aufweisen. Wie aus
US
4,761,343 A zu sehen, ist es bekannt, die Anzahl der Hohlräume zu erhöhen, indem
eine Anzahl von abstützenden Düsenverteiler
mit einem Überbrückungsverteiler miteinander
verbunden werden. Die Möglichkeit
für eine
erhöhte
thermische Expansion und Kontraktion ist sichergestellt, indem der Überbrückungsverteiler über die
Spitzen der abstützenden
Verteiler gleitet. Allerdings weist diese Überbrückungskonfiguration den Nachteil
auf, daß die
abstützenden
Verteiler und der Überbrückungsverteiler
sich in zwei unterschiedlichen Ebenen erstrecken müssen, was
für einige
Anwendungsfälle
nicht akzeptabel ist, wie z. B. beim Stapelguß, bei dem eine minimale Formenhöhe benötigt wird.
Diese Konfiguration hat auch noch den Nachteil, daß die Verzweigungen
des Schmelzekanals in dem Überbrückungsverteiler
mit den Schmelzekanälen
in den abstützenden
Verteilern ausgerichtet gleiten muß. Dies führt dazu, daß, während die Möglichkeit
für eine
thermische Expansion besteht, keine tatsächliche Kompensation in dem
Sinne vorhanden ist, daß die
aufgrund der thermischen Expansion dimensionierte Änderung
absorbiert wird.
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Die
US 4,219,323 A zeigt
zwei beheizte Düsenverteiler,
die miteinander über
ein Verbindungsstück
verbunden sind. Während
dies die Vorteile aufweist, daß die
Düsenverteiler
und das Verbindungsstück
sich allein der gleichen Ebene erstrecken und daß das Verbindungsstück die thermische
Expansion absorbiert, weist es demgegenüber die Nachteile auf, daß nur zwei
Düsenverteiler
miteinander verbunden werden können
und daß Buchsen
innerhalb des Verbindungsstückes
notwendig sind, um die Expansionsschlitze abzudecken, damit bei
der hohen Temperatur und den Druckbedingungen während des Betriebes Leckagen
von Schmelze verhindert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zumindest teilweise die
Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, indem eine Spritzgußvorrichtung
mit beheizten Verbindungsverteilern angegeben wird, die sich in
der gleichen Ebene wie und zwischen einem beheizten zentralen Verteiler und
zumindest vier beheizte Düsenverteiler
erstrecken, um eine Kompensation der thermischen Expansion und Kontraktion
sicherzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Spritzgießvorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die
Erfindung stellt eine Spritzgußvorrichtung
zur Verfügung
mit einem beheizten zentralen Verteiler und mit einer Vielzahl beheizter
Düsenverteiler,
die in einer Form montiert sind, wobei ein Schmelzekanal sich in
dem zentralen Verteiler verzweigt zur Förderung der Schmelze durch
die Düsenverteiler
ausgehend von einem zentralen Einlaß in dem zentralen Verteiler
zu einer Vielzahl von beheizten Düsen, die sich von jedem Düsenver teiler
aus erstrecken. Jede der Düsen
sitzt in der Form, wobei eine zentrale Schmelzebohrung sich mit
einer Öffnung
ausgerichtet erstreckt, die zu einem Hohlraum führt. Der zentrale Verteiler
ist bezogen auf die Form zentral angeordnet. Ein Paar von Verbindungseinrichtungen,
bevorzugt Verbindungsverteiler, erstreckt sich in entgegengesetzte
Richtungen ausgehend von dem Zentralverteiler und definiert dabei
eine zentrale Achse. Es ist zumindest ein Paar beheizter Düsenverteiler
an entgegengesetzten Seiten von jeder der Verbindungseinrichtungen
montiert, wodurch jeder Düsenverteiler
bezüglich
der zentralen Achse versetzt ist, wobei sich der zentrale Verteiler,
die Düsenverteiler
und die Verbindungseinrichtungen alle in einer gemeinsamen Ebene
erstrecken. Positionierungseinrichtungen positionieren zumindest
jede der Verbindungseinrichtungen oder jeden der Düsenverteiler
bezogen auf die Form. Der Schmelzekanal verzweigt sich in dem zentralen
Verteiler und erstreckt sich nach außen ausgehend von dem zentralen
Verteiler zu jeder Verbindungseinrichtung, verzweigt dann in jeder
Verbindungseinrichtung nochmals und erstreckt sich seitwärts zu jedem
Düsenverteiler,
und verzweigt sich anschließend
erneut in jeden Düsenverteiler
hinein und erstreckt sich zu der Schmelzebohrung, die sich durch
jede Düse
ausgehend von dem Düsenverteiler
erstreckt.
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Jede
Verbindungseinrichtung ist gleitend hinter dem zentralen Verteiler
angeschlossen und ist des weiteren seitlich an jedem angrenzenden
Düsenverteiler
gleitend angeschlossen. Auf diese Weise ermöglicht es die Erfindung, daß die Spritzgußvorrichtung
die thermische Expansion und Kontraktion der beheizten Verteiler
bezogen auf die gekühlte
Form ausreichend kompensiert, um es zu ermöglichen, daß zumindest eine der Verbindungseinrichtungen und
der Düsenverteiler
bezogen auf die Form zufriedenstellen lokalisiert werden können, während sie weiterhin
es ermöglicht,
daß alle
Verteiler in einer einzelnen Ebene in der Form angeordnet werden
können.
Jeder Düsenverteiler
ist dabei derart hergestellt und montiert, daß er die thermische Expansion
innerhalb des zentralen Verteilers, der Verbindungseinrichtungen
und der Düsenverteiler
durch Gleiten aufnehmen kann, wobei die Verzweigungen des Schmelzekanals
mit den Schmelzebohrungen durch die Düsen ausgerichtet gleiten können, wenn
die Verteiler und die Verbindungseinrichtungen auf Betriebstemperaturen
aufgeheizt sind.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung und aus den beigefügten
Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Spritzgußsystems
mit vier beheizten Düsenverteilern,
die in einer teilweise zusammengesetzten Form an einen zentralen
Verteiler angeschlossen sind, gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung,
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2 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 von 1,
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3 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 von 1,
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4 ist
eine isometrische Ansicht einer Schmelzeverbinderbuchse,
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5 ist
eine Draufsicht auf ein Paar von Verbindungsteilern, die acht beheizte
Düsenverteiler in
einer teilweise zusammengesetzten Form an einen zentralen Verteiler
anschließen,
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung,
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6 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 von 5,
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7 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 von 5,
und
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8 ist
eine isometrische Ansicht zur Darstellung eines Düsenverteilers
mit einem Positionierungsstift und mit einem in 7 gezeigten
Nocken in einer Position, in der er in einem Kanal in der Form aufgenommen
ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Zunächst wird
auf die 1, 2 und 3 Bezug
genommen, die vier beheizte Düsenverteiler 10 darstellen,
die über
ein Paar beheizter Verbindungsverteiler 14 an einem beheizten
zentralen Verteiler 12 angeschlossen sind mit einer Kompensation
für die
thermische Expansion und Kontraktion unter den Verteilern, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. Die Verteiler sind dazu ausgelegt, daß sie alle
in einer Form 16 in einer gemeinsamen Ebene 18 montiert
werden können.
Während
die Form 16 normalerweise eine größere Anzahl von Platten und
Einsatzstücke
in Abhängigkeit
von ihrer Anwendung aufweist, ist in diesem Fall aus Gründen einer
einfachen Darstellung lediglich eine Verteiler-Rückhalteplatte 20 und
eine Rückwand 22 gezeigt,
die mittels Bolzen 24 aneinander befestigt sind. In anderen
Ausführungsformen
kann eine Hydraulikplatte mit Ventileinrichtungen und mit einem
Betätigungsmechanismus
verwendet werden, um eher ein Ventilkörpersystem als ein Angußstücksystem
zur Verfügung
zu stellen.
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Wie
in 1 gezeigt, sind die Verbindungsverteiler 14 mittels
sich rückwärtig erstreckender, länglicher
Verbindungsbuchsen 30 an jedem Ende 26 des zentralen
Verteilers 12 angeschlossen. Eine zentrale Achse 32 erstreckt
sich in einer ersten Richtung durch den zentralen Verteiler 12,
den Verbindungsbuchsen 30 und den Verbindungsverteiler 14.
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Wie
in 4 gezeigt, weist jede Verbindungsbuchse 30 einen
mit einem Gewinde versehenen zylinderförmigen Abschnitt 34 auf,
der sich durch ein Ende 36 erstreckt, und einen nicht mit
einem Gewinde versehenen, zylinderförmigen Abschnitt 38, der
sich durch das andere Ende 40 erstreckt. Die Verbindungsbuchse 30 weist
des weiteren eine zentrale Bohrung 42 und einen hexagonalen
Flansch 44 auf, die es ermöglichen, daß sie an Ort und Stelle befestigt
und einfach entfernt werden können.
Wie in 1 zu sehen, ist in dieser Ausführungsform die Verbindungsbuchse 30 montiert,
indem der mit dem Gewinde versehene Abschnitt 34 in eine
in dem Verbindungsverteiler 14 vorhan dene Gewindeöffnung 46 eingeschraubt
ist, und der gewindelose Abschnitt 38 ist gleitend in einer
fluchtenden, gewindelosen zylinderförmigen Öffnung 48 in dem zentralen
Verteiler 12 aufgenommen. In anderen Ausführungsformen
kann die Richtung umgekehrt sein oder kann die Verbindungsbuchse 30 an
beiden Enden gewindelose Abschnitte 38 aufweisen, wobei
in diesem Fall die Öffnung 46 und
der Verbindungsverteiler 14 ebenfalls gewindelos sein würden.
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Die
gewindelosen Abschnitte 38 der Verbindungsbuchsen 30 sind
ausgelegt, daß sie
eng genug in die gewindelosen Öffnungen 48 in
der Verbindungsbuchse 30 passen, um eine Schmelzleckage zu
verhindern, aber dennoch zufriedenstellend in den Öffnungen 48 gleiten
können,
um eine thermische Expansion und Kontraktion zu ermöglichen.
In dieser bevorzugten Ausführungsform
sind die Verteiler 10, 12, und 14 aus
einem Material, wie z. B. Stahl hergestellt, mit einem relativ geringeren
Expansionskoeffizienten, und die Verbindungsbuchsen 30 sind
aus einem Material hergestellt, wie z. B. aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung,
mit einem größeren Expansionskoeffizienten.
Auf diese Weise können
die Verbindungsbuchsen 30 einfach installiert werden und
dann in eine engere Passung expandieren, wenn sie auf die Betriebstemperatur
aufgeheizt und einem hohen Druck ausgesetzt sind. In anderen Ausführungsformen
können
die Komponenten alle aus dem gleichen Material bestehen und vorgespannt
sein.
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Ein
Paar von Düsenverteilern 10 ist
an einander entgegengesetzten Seiten eines jeden Verbindungsverteilers 14 montiert.
Jeder der Düsenverteiler 10 ist
an den Verbindungsverteiler 14 über eine langgestreckte Verbindungsbuchse 50 angeschlossen, die
sich seitwärts
von jedem Verbindungsverteiler 14 aus erstreckt. Diese
sich seitwärts
erstreckenden Verbindungsbuchsen 50 sind im wesentlichen
gleich mit der sich rückwärts erstreckenden
Verbindungsbuchse 30, die oben beschrieben wurde und in 4 gezeigt
ist. Insbesondere weist jede der sich seitwärts erstreckenden Verbindungsbuchsen 30 einen Gewindeabschnitt 52 auf,
der in einer Gewindeöffnung 54 in
dem Verbindungsverteiler 14 aufgenommen ist, und enthält einen
gewindelosen Abschnitt 56, der in einer gewindelosen Öffnung 58 in
dem Düsenverteiler 10 aufgenommen
ist. Wie oben beschrieben, ist der gewindelose Abschnitt 56 einer
jeden Verbindungsbuchse 50 so ausgelegt, daß er fest genug
in der gewindelosen Öffnung 58 in
dem Düsenverteiler 10 eingepaßt ist,
um eine Schmelzleckage zu verhindern, aber dennoch ausreichend genug in
der Öffnung 58 gleiten
kann, um eine thermische Expansion und Kontraktion zu ermög lichen.
Selbstverständlich
kann in anderen Ausführungsformen
die Richtung umgekehrt sein, wobei die gewindelosen Abschnitte 56 dann
in dem Verbindungsverteiler aufgenommen sind.
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Wie
in 2 zu sehen, wird der zentrale Verteiler 12 bevorzugt über ein
integrales elektrisches Heizelement 60 geheizt, wird jeder
Verbindungsverteiler 14 bevorzugt über ein integrales elektrisches Heizelement 61 beheizt
und wird die Form 16 bevorzugt dadurch gekühlt, indem
Kühlwasser
durch Kühlkanäle 62 gepumpt
wird. Der beheizte zentrale Verteiler 12 ist über einen
zentralen Positionierungsring 64 positioniert, der zwischen
diesem und der Verteiler-Rückhalteplatte 20 sitzt.
Sowohl zwischen dem beheizten zentralen Verteiler 12 und
der gekühlten Form 12 als
auch zwischen den beheizten Verbindungsverteilern 14 und
der gekühlten
Form 12 ist ein Luftraum 66 vorhanden, um die
beheizten Verteiler gegenüber
der dieser umgebenden gekühlten
Form 12 thermisch zu isolieren.
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Der
zentrale Verteiler 12 weist auch eine beheizte zentrale
Verbindungs-Dehnungs- oder
-Einlaß-Buchse 68 auf,
die sich rückwärtig durch
die Rückwand 22 zu
einem zentralen Einlaß 70 erstreckt. Ein
Schmelzkanal 72 erstreckt sich von dem zentralen Einlaß 70 aus,
verzweigt sich in dem zentralen Verteiler 12 und erstreckt
sich in einander entgegengesetzten Richtungen von dem zentralen
Verteiler 12 aus durch die zentrale Bohrung 42 der
Verbindungsbuchsen 30 in dem Verbindungsverteiler 14 hinein. Der
Schmelzkanal 72 verzweigt sich erneut in den Verbindungsverteilern 14 und
erstreckt sich in entgegengesetzte Richtungen ausgehend von jedem
der Verbindungsverteiler 14 durch eine zentrale Bohrung 74 in
jeder der Verbindungsbuchsen 50 und jedem der Düsenverteiler 10 hinein.
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Jeder
Düsenverteiler 10 ist
ebenfalls durch ein integrales elektrisches Heizelement 76 beheizt und
weist eine Anzahl von beheizten Düsen 78 auf, die sich
davon ausgehend erstrecken. Während
die Düsenverteiler 10 und
der durch diese führende Schmelzkanal
verschiedene Konfigurationen aufweisen können, verzweigt in diesem Fall
der Schmelzkanal 72 in jeden Düsenverteiler 10 hinein
und erstreckt sich in acht voneinander beabstandete, beheizte Düsen 78.
Wie am besten in 3 zu sehen, setzt sich der Schmelzkanal 72 durch
eine zentrale Schmelzebohrung 80 durch jede Düse 78 zu
einem Einlauf 82 fort, der wiederum zu einem Hohlraum 84 führt. Die Anordnung
der ver schiedenen Verteiler und Verbindungsbuchsen und die Konfiguration
des Schmelzekanals 72 durch diese stellt er sicher, daß die Länge des
Schmelzeflusses zu jedem Einlauf 82 in dem System exakt
gleich ist.
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Jede
Düse 78 ist
mit ihrer zentralen Schmelzebohrung 80 mit dem Einlauf 82 ausgerichtet
mittels einer Umfangspositionierungsbuchse 86 positioniert, die
in einem kreisförmigen
Sitz 88 in der Verteiler-Rückhalteplatte 20 sitzt.
Die Vorderfläche 90 von jedem
Düsenverteiler 10 stößt an den
rückwärtigen Enden 92 der
Düsen 78 an
und ist in dieser Position über
Schrauben 94 gesichert, die sich in die Verteiler-Rückhalteplatte 20 erstrecken.
In dieser Position ist ein isolierender Luftraum 96 zwischen
jedem beheizten Düsenverteiler 10 und
der umgebenden, gekühlten
Form 16 vorhanden. Jeder Düsenverteiler 10 ist über einen
Positionierungsring 98 zentral positioniert, der zwischen
diesen und der Verteiler-Rückhalteplatte 20 sitzt.
Die Schrauben 94, die jeden Düsenverteiler 10 an
Ort und Stelle halten, erstrecken sich Löcher 100 in dem Düsenverteiler 10,
die ausreichend größer sind
als die Schrauben 94, um eine Bewegung des Düsenverteilers 10 aufgrund
der thermischen Expansion und Kontraktion über die Distanz einer jeden
bestimmten Düse 78 weg
von dem Zentrum 102 des Düsenverteilers 10 zu
ermöglichen.
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Nachdem
die Vorrichtung wie gezeigt zusammengesetzt worden ist, wird beim
Gebrauch Kühlwasser
durch die Kühlkanäle 62 gepumpt,
um die Form 16 zu kühlen,
und es wird an die Heizelement 60, 61 und 76 elektrische
Energie angelegt, um die Verteiler 10, 12 und 14 und
die Verbindungsbuchsen 30 und 50 auf Betriebstemperatur
aufzuheizen. Dies führt
selbstverständlich
dazu, daß die
Verteiler 10, 12 und 14 und die Verbindungsbuchsen 30 und 50 bezogen
auf die umgebende, gekühlte
Form 16 sich ausdehnen. Der zentrale Verteiler 12 und
jeder der Düsenverteiler 10 sind
zentral über
die Positionierungsringe 64 und 98 positioniert,
und es wird die Änderung
der Distanz zwischen diesem aufgrund thermischer Expansion durch
die Verbindungsbuchsen 30 und 50 absorbiert oder
kompensiert. Der gewindelose Abschnitt 38 einer jeden Verbindungsbuchse
gleitet in der gewindelosen Öffnung 48 in dem
zentralen Verteiler 12, um die thermische Expansion in
einer ersten Richtung entlang der zentralen Achse 32 zu
absorbieren. Der gewindelose Abschnitt 56 einer jeden Verbindungsbuchse 50 gleitet in
der gewindelosen Öffnung 58 in
dem entsprechenden Düsenverteiler 10,
um die thermische Expansion in einer zweiten Richtung senkrecht
zur ersten Richtung zu absorbie ren. Wie bereits anfangs bemerkt, können die
relativen Ausrichtungen der Gewindeabschnitte und der gewindelosen
Abschnitte zwischen den Verteilern variiert werden.
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Selbstverständlich sind
die Düsen 78 jeweils zentral
positioniert, so daß die
Größe der thermischen
Expansion eines jeden Düsenverteilers 10 zwischen
seinem Zentrum 102 und jeder Düse 78 vorberechnet
werden muß,
und die Düsenverteiler 10 mit
jeder Verzweigung des Schmelzekanals 72 dimensioniert werden
müssen,
damit sie exakt mit der Schmelzebohrung 80 einer der Düsen 78 ausgerichtet
gleiten, wenn die Betriebstemperatur erreicht ist. Allerdings ist
die Distanz der am weitesten entfernten der Düsen 78 von dem Zentrum 102 des
Düsenverteilers 10 wesentlich
geringer als die Distanz der am weitesten entfernten der Düsen 78 von
dem Zentrum 104 des Zentralverteilers 12. Mit
anderen Worten, die Verwendung der Verbindungsverteiler 14 und
der Verbindungsbuchsen 30 und 50 limitiert die
Größe der thermischen
Expansion und Kontraktion, die auf der althergebrachten Weise aufgenommen
werden müßte, d.
h., die Distanz zwischen jeder dieser Düsen 78 und dem Zentrum 102 des
Düsenverteilers 10.
Während
die beheizten Verbindungsverteiler 14 mit Verbindungsbuchsen 30 und 50 gezeigt
sind, können
diese in anderen Ausführungsformen
durch T-Kupplungen ersetzt werden, die ähnlich zwischen dem zentralen
Verteiler 12 und jedem Paar der Düsenverteiler 10 gleitend
angeschlossen sind.
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Nachdem
sich die Verteiler 10, 12 und 14 an Ort
und Stelle ausgedehnt haben, wobei jede Verzweigung des Schmelzekanals 72 mit
der durch die Düsen 78 durchgehenden
Schmelzebohrung 80 ausgerichtet ist, wird von einer Spritzgußmaschine
(nicht gezeigt) Schmelze zu dem zentralen Einlaß 70 des Schmelzekanals 72 gemäß eines
vorbestimmten Zyklus gefördert.
Die Schmelze fließt
dann durch den Schmelzekanal 72 in den Verteilern 10, 12 und 14 zu der
fluchtenden zentralen Schmelzebohrung 80 in jeder Düse 78 und
dann durch die Einläufe 82 in
die Hohlräume 84 in
der Form 16. Nachdem die Hohlräume 84 befüllt worden
sind und eine geeignete Verdichtungs- und Kühlungsperiode verstrichen ist,
wird der Spritzgußdruck
abgelassen und das Schmelzefördersystem
dekomprimiert, um ein Fadenziehen durch die offenen Einläufe 82 zu
vermeiden. Die Form 16 wird dann geöffnet, um die geformten Produkte
auszustoßen.
Nach dem Ausstoßen
wird die Form 16 geschlossen und der Zyklus wird kontinuierlich
wiederholt mit einer Zykluszeit, die abhängt von der Größe des Wandungsabschnittes
des geformten Teils und der Art des zu formenden Materials.
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Es
wird nun auf die 5–8 Bezug
genommen, welche ein Spritzgußsystem
gemäß einer anderen
Ausführungsform
der Erfindung zeigen. Es sind dabei so viele Elemente wie möglich gleich
mit den oben beschriebenen, und es werden bei den Ausführungsformen
gemeinsame Elemente unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen
wie oben beschrieben und dargestellt.
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Wie
in 5 zu sehen, sind die zwei Verbindungsverteiler 14 gleitend
an dem zentralen Verteiler 12 über Verbindungsbuchsen 30 angeschlossen,
die sich in die erste Richtung erstrecken, in diesem Fall sind aber
die Verbindungsverteiler 14 viel länger und jeder Verbindungsteiler 14 erstreckt
sich zwischen mehreren Paaren (mehr als ein einzelnes Paar) von Düsenverteilern 10.
Während
die Düsenverteiler 10 gleitend
an die Verbindungsverteiler 14 über die Verbindungsbuchsen 50 angeschlossen
sind, die sich in die zweite Richtung erstrecken, wie in 6 zu
sehen, ist jeder der Verbindungsverteiler 14 über einen Positionierungsring 106 zentral
positioniert, der zwischen diesem und der Verteiler-Rückhalteplatte 20 sitzt.
Während
jeder Düsenverteiler 10 teilweise durch
die Verbindungsbuchse 50 positioniert ist, die sich von
dem Verbindungsverteiler 14 ausgehend erstreckt, wird er
auch noch von einem langgestreckten Positionierungsstift 108 positioniert.
Wie in den 1 und 5 zu sehen,
erstreckt sich der Positionierungsstift 108 ausgehend von
einem Loch 110 in dem Düsenverteiler 10 in
ein Loch 112 in einem Nocken 114, der in einem
Kanal 116 in der Verteiler-Rückhalteplatte 20 aufgenommen
ist. Wie in 1 zu sehen, erstreckt sich der
Positionierungsstift 108 in die erste Richtung parallel
zu der zentralen Achse 32 und ist, in dieser Ausführungsform,
mit dem Zentrum 102 des Düsenverteilers 10 ausgerichtet.
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Wenn
die Verteiler 10, 12 und 14 auf Betriebstemperatur
aufgeheizt sind, gleitet auf diese Art der gewindelose Abschnitt 38 einer
jeden Verbindungsbuchse 30 in einer gewindelosen Öffnung 118 in
einem der Verbindungsverteiler 14, um die thermische Expansion
in der erste Richtung entlang der zentralen Achse 32 zwischen
dem fixierte Zentrum 104 des Zentralverteilers 12 und
dem fixierte Zentrum 120 des Verbindungsverteilers 14 zu
absorbieren. Während
die Auswirkungen der thermischen Expansion für die Distanz zwischen dem
Zentrum 104 des zentralen Verteilers 12 und dem
Zentrum 120 des Verbindungsverteilers 14 auf diese
Weise absorbiert werden, müssen
dennoch die Auswirkungen der thermischen Expansion für die Distanz
zwischen dem fixierten Zentrum 120 des Verbindungsverteilers 14 und jeder
Düse 78 möglich sein.
Wie oben beschrieben, sind auf diese Weise die Löcher 100 ausreichend größer hergestellt
als die Schrauben 94, die sich durch diese erstrecken,
um es jedem Düsenverteiler 10 zu
ermöglichen, über die
rückwärtigen Enden 92 der
Düsen 78 zu
gleiten, die an Ort und Stelle fixiert sind. Die Größe der Bewegung
einer jeden Düse 78 ist
vorberechnet und die Düsenverteiler 10 sind
mit jeder Verzweigung des Schmelzekanals 72 so dimensioniert,
daß sie
exakt mit der Schmelzbohrung 80 in eine mit der Düse 78 ausgerichteten
Position gleiten, wenn die Betriebstemperatur erreicht ist. Der Positionierungsstift 108 ermöglicht es
jedem Düsenverteiler 10,
in der ersten Richtung parallel zur zentralen Achse 32 sich
zu bewegen, verhindert aber dessen Bewegung in der zweiten Richtung,
die senkrecht zur ersten Richtung verläuft. Die Größe der Bewegung in der ersten
Richtung des Schmelzekanals 72, der mit der Schmelzebohrung 80 an
jeder Düse 78 kommuniziert,
ist eine Kombination der Expansion des Verbindungsverteilers 14 von
seinem Zentrum 120 zu der Verbindungsbuchse 50 und
von dem Düsenverteiler 10,
von dem aus er sich erstreckt. Die Größe der Bewegung in der ersten
Richtung hängt daher
ab von der Distanz in der ersten Richtung einer jeden einzelnen
Düse 78 zu
dem Positionierungsring 106 bei dem Zentrum 120 des
Verbindungsverteilers 14.
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Wenn
sie aufgeheizt sind, dehnen sich die Verbindungsverteiler 14 und
die Düsenverteiler 10 ebenfalls
in der zweiten Richtung aufeinander zu aus. Allerdings gleitet der
gewindelose Abschnitt 56 der Verbindungsbuchse 50,
die sich in jeden Düsenverteiler 10 erstreckt,
in die gewindelose Öffnung 58 in dem
Düsenverteiler 10 hinein,
um diese relative Expansion zwischen dem Verbindungsverteiler 14 und dem
Düsenverteiler 10 in
der zweiten Richtung zu absorbieren oder zu kompensieren. Auf diese
Weise absorbiert die Verbindungsbuchse 50 die relative
Bewegung der Verteiler 10 und 14 aufgrund der
thermischen Expansion in der zweiten Richtung, so daß der Positionierungsstift 108 dazu
verwandt werden kann, jeden Düsenverteiler 10 in
der zweiten Richtung zu positionieren, aber ein Gleiten in der ersten
Richtung zu ermöglichen.
Das hat zum Ergebnis, daß die
Größe der Bewegung
in der zweiten Richtung des Schmelzekanals 72 bezogen auf
die Schmelzebohrung 80 in jeder Düse 78 von der Distanz
abhängt, um
die die Düse 78 von
dem Positionierungsstift 108 versetzt ist.
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Auf
diese Weise erlaubt die Kombination der Verbindungsbuchse 50 mit
dem Positionierungsstift 108 eine ausreichende Bewegung
eines jeden Düsenverteilers 10 sowohl
in der ersten als auch in der zweiten Richtung, um eine thermische
Expansion der beheizten Verteiler 12 und 14 bezogen
auf die gekühlte
Form 16 zu ermöglichen.
Selbstverständlich kann
diese Bewegung umgedreht werden, falls die Heizelemente 60, 61 und 76 ausgeschaltet
sind und die Verteiler 10, 12 und 14 für einen
Ausbau oder für eine
Reparatur abkühlen.
Während
Positionierungsstifte 108 und Nocken 114 gezeigt
sind, können
in anderen Ausführungsformen
andere Positionierungseinrichtungen verwandt werden, die die Verteiler 10 in
der zweiten Richtung positionieren, aber es zulassen, daß diese
in der ersten Richtung frei gleiten.
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Während die
Beschreibung der Einspritzvorrichtung mit bezug auf bevorzugte Ausführungsformen
erfolgte, ist es dennoch offensichtlich, daß verschiedene andere Modifikationen
möglich
sind, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, wie er von
Fachleuten auf diesem Gebiet erkannt und von den folgenden Patentansprüchen definiert
wird. Zum Beispiel kann der zentrale Verteiler 12 auch
ein Schmelzübertragungsverteiler
in einem Stapelgußsystem
sein, als eine Einlaßbuchse 70 aufzuweisen.