DE19815589C2

DE19815589C2 - Vorrichtung zum Einpressen eines Rohrheizkörpers in eine mindestens teilweise bogenförmige durchgehende Aufnahmenut eines Heißkanalblocks eines Kunststoffspritzgießwerkzeugs und Verfahren zur Herstellung einer Preßrippe

Info

Publication number: DE19815589C2
Application number: DE1998115589
Authority: DE
Inventors: Horst Reinl
Original assignee: DANGELMAIER SFR FORMBAU
Current assignee: SFR FORMENBAU GMBH, 72770 REUTLINGEN, DE
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 2000-12-14
Anticipated expiration: 2018-04-09
Also published as: DE19815589A1

Description

Die Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zum Einpressen eines Rohrheizkörpers in eine mindestens teilweise bogenförmige durchgehende Aufnahmenut eines Heißkanalblocks eines Kunststoffspritzgießwerkzeugs od. dgl. entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung ist in der EP 0 425 981 B1 beschrieben. Mit der bekannten Vorrichtung wird ein Rohr heizkörper innerhalb der Aufnahmenut eines Heißkanalblocks derart verpreßt, daß die verformte Rohrwand gegen die Nut- Innenfläche angeschmiegt und angepreßt gehalten ist.

Das Einpressen bzw. Verpressen des Rohrheizkörpers ist weiterhin vorteilhaft, weil die den Heizleiter umgebende Magnesiumoxyd-Einbettung bei dem Einpreß- bzw. Verpreßvor gang zugleich verdichtet und auf diese Weise die Heizwendel von der Rohrkörper-Innenfläche dauerhaft distanziert wird. Die feste Einbettung der Heizwendel verbessert außerdem die Wärmeübertragung und vermeidet schließlich ein schädliches Schwingen der Heizleiter unter dem Einfluß der Netzfre quenz.

Die von der EP 0 425 981 B1 bekannte Vorrichtung zum Einpressen eines Rohrheizkörpers in eine Aufnahmenut eines Heißkanalblocks eines Kunststoffspritzgießwerkzeugs od. dgl. weist eine biegesteife Preßplatte aus Metall auf, wel che an ihrer der Aufnahmenut zugewandten Hauptfläche eine dem Längsverlauf der Aufnahmenut angepaßte Preßrippe besitzt, welche spangebend aus dem Vollen der Preßplatte herausgearbeitet, z. B. gefräst ist.

Die Herstellung einer derartigen Vorrichtung ist rela tiv aufwendig, was im Zusammenhang mit serienmäßig herge stellten Standard-Heißkanalblöcken nicht weiter ins Gewicht fällt, weil dann dieselbe Vorrichtung immer wieder verwen det werden kann. Andererseits erfordert der individuelle Verlauf der jeweiligen Aufnahmenut bei speziellen Heißka nalblöcken einen unverhältnismäßig großen Herstellungsauf wand.

In der US 2 732 615 ist ein Plattenwärmetauscher mit einem flüssigkeitsleitenden, durchgehend zusammenhängenden Wärmetauscherrohr beschrieben, das einander parallele, in einer Ebene angeordnete gerade Rohrbereiche aufweist, die aufeinanderfolgend durch Rohrbögen miteinander verbunden sind. Nur die geraden Rohrbereiche werden in einem ein Ober- und ein Unterteil aufweisenden Gesenk mit dem Werk stoff eines plattenförmigen Trägerblechs umpreßt. Jeweils mittig in gerundeten geraden Längsrippen-Paaren der Gravur des Gesenkoberteils ist in je einer geraden Rechtecknut eine gerade Preßrippe aufgenommen. Mit den nach unten wei senden längsstreifenförmigen ebenen Anlageflächen jener Preßrippen sollen die einzelnen geraden Bereiche des Wärme tauscherrohres abgeplattet werden.

Ausgehend von der bekannten Vorrichtung gemäß der EP 0 425 981 B1, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den relativ großen Herstellungsaufwand bei der bekannten Vorrichtung zu reduzieren.

Entsprechend der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Preßrippe ein separates Bauteil ist, wel ches mit einer der Aufnahmenut des Heißkanalblocks abge wandten Anlagefläche zumindest druckfest an der Hauptfläche der Preßplatte abgestützt ist, und daß die Preßrippe ein gebogener Profilstab aus Metall ist.

Wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist eine Preß rippe, die als separates Bauteil unabhängig von der Preß platte hergestellt ist. Eine Preßplatte kann demnach, zweckmäßig bezogen auf gewisse Grundbaugrößen von Heißka nalblöcken, für eine verhältnismäßig große Anzahl individu ell gestalteter Preßrippen immer dieselbe sein.

Dieses bedeutet bereits einen grundsätzlichen Vorteil, weil die Preßplatte selbst auch eines gewissen Herstel lungs- und Anpassungsaufwandes bedarf, insbesondere um diese an einem Pressenstempel zu befestigen. Außerdem wird die Preßrippe selbst nicht mehr wie bisher aus dem Vollen der Preßplatte heraus spangebend geformt.

Die erfindungsgemäße Preßrippe, die zweckmäßig über ihre gesamte Länge denselben Querschnitt eines Profilstabes aufweist, läßt sich besonders vorteilhaft dann herstellen, wenn sie ein insbesondere aus kaltumformbarem Metall bestehender, durch Biegen verformter Profilstab ist.

Eine erfindungsgemäß als separates Bauteil herge stellte Preßrippe braucht lediglich mit dem in der Aufnah menut des Heißkanalblocks befindlichen Rohrheizkörper aus gerichtet und die nach unten weisende ebene Hauptfläche der Preßplatte gegen die nach oben weisende Anlagefläche der Preßrippe zugestellt zu werden. Anschließend kann ohne zusätzliche Maßnahmen das Verpressen des Rohrheizkörpers durch weiteres Niederfahren der Preßplatte erfolgen.

Entsprechend einer erfindungsgemäßen Variante weist die Preßrippe einen quadratischen oder rechteckigen Quer schnitt auf.

Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Tiefe der Aufnahmenut größer als der Durchmesser des unverpreßten Rohrheizkörpers. Bei dieser Ausführungs form können die Nutseitenflächen, welche den in der Aufnah menut einliegenden unverpreßten Rohrkörper überragen, Füh rungsflächen für die beiden Rippenseitenflächen bilden.

Obwohl es grundsätzlich genügt, die erfindungsgemäße Preßrippe vor dem Einpressen des Rohrheizkörpers lose auf letzteren aufzulegen, zumal dann, wenn die Aufnahmenut die Preßrippe beim Zustell- und Einpreßvorgang führt und dabei ein Ausgleich von seitlichen Toleranzen erfolgt, gestattet die Erfindung außerdem eine für gewisse Anwendungsfälle vorteilhafte Ausführungsform. Bei dieser ist die Preßrippe an der Hauptfläche der Preßplatte befestigt, wie verklebt, verschweißt, verschraubt od. dgl. Eine solche Ausführungs form ist dann zweckmäßig, wenn eine Heißkanalblock-Serie hergestellt werden soll.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Her stellung einer an einer Hauptfläche einer Preßplatte minde stens druckfest gehaltenen Preßrippe, welche entsprechend dem gesamten Längsverlauf einer durchgehenden Rohrheizkörper-Aufnahmenut eines Heißkanalblocks eines Kunststoffspritzgießwerkzeugs od. dgl. verformt wird. Die in der EP 0 425 981 B1 beschriebene bekannte Vorrichtung ist nach einem bekannten Verfahren hergestellt in dem, wie bereits weiter oben beschrieben, die Preßrippe in aufwendiger Weise aus dem Vollen der Preßplatte heraus spangebend verformt wird.

Ausgehend von dem bekannten Verfahren, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustel len, mit welchem der wesentliche Bestandteil der Vorrich tung, also die Preßrippe, besonders günstig hergestellt werden kann. Entsprechend der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Preßrippe durch Biegen eines Pro filstabes hergestellt wird.

Dabei kann der Profilstab (ein Stab mit über seine Gesamtlänge identischem Querschnitt) im Handbiegeverfahren, beispielsweise mittels einer Biegeschablone, verformt wer den. Vorzuziehen ist es indessen, daß der Profilstab nach derselben Vorlage oder nach derselben Schablone wie der für die Aufnahmenut bestimmte Rohrheizkörper gebogen wird.

Da derartige Rohrheizkörper bei moderner Herstellungs weise auf CNC-Biegevorrichtungen hergestellt werden, ist es zweckmäßig, daß der Profilstab ebenfalls mittels einer CNC- Biegevorrichtung verformt wird.

Eine besonders günstige Verfahrensweise besteht darin, zunächst einen Rohrheizkörper entsprechend seinem individu ellen Längsverlauf auf einer CNC-Biegevorrichtung zu biegen und gleich anschließend den korrespondierenden Profilstab auf derselben CNC-Biegevorrichtung mit denselben Programm daten herzustellen.

In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsbei spiele entsprechend der Erfindung näher dargestellt, es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Heißkanalblock von im wesentlichen rechteckiger Grundform;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht gemäß der abgeknickten Schnittlinie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen verformten und in der heißkanalblocksei tigen Aufnahmenut gehaltenen Rohrheizkörper in vergrößerter Darstellung entsprechend dem in Fig. 2 mit III bezeichneten eingekreisten Detail;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Rohrheiz körpers unmittelbar vor dem Verpressen, wobei sich eine Preßrippe zwischen einem letztere unterlagerndem Rohrheiz körper und einer die Preßrippe überlagernden Paßplatte befindet, und

Fig. 5 in Anlehnung an die Darstellung gemäß Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform.

In den Zeichnungen ist ein Heißkanalblock mit der Bezugsziffer 10 versehen. Der Heißkanalblock 10 besteht im wesentlichen aus einer Stahl- oder NE-Metallplatte 11 von etwa rechteckiger Grundform.

Der Heißkanalblock 10 enthält eine Angußbuchse 12 zur Aufnahme der nicht dargestellten maschinenseitigen Düse. Von der Angußbuchse 12 führen Verteilerkanäle 13, 14, 15 zu beheizten Hochleistungsdüsen 16, deren Düsenbereiche 17 jeweils an eine nicht dargestellte formplattenseitige Form höhlung eines Spritzgießwerkzeuges anschließen.

Ein Rohrheizkörper 18 mit elektrischen Anschlußeinhei ten 19 ist in einer Aufnahmenut 20 in folgender Weise posi tioniert:

Wie aus Fig. 4 zu ersehen, besitzt die Aufnahmenut 20 gegenüber dem Raumbedarf des im unverformten Zustand zunächst einen kreisrunden Querschnitt aufweisenden Rohr heizkörpers 18 Übermaß. So beträgt beispielsweise der Aus sendurchmesser A_R des Rohrheizkörpers 5 mm, während der Innendurchmesser A_I der in ihrem Nutgrund halbkreisförmigen Aufnahmenut 20 5,8 mm ausmacht.

Eine am unteren Ende eines nicht dargestellten Preß stempels einer hydraulischen Presse vorgesehene Preßplatte 21 weist eine dem Längsverlauf (s. Fig. 1) der Aufnahmenut 20 angepaßte Preßrippe 22 auf, die mit beiderseitigem Füh rungsspiel s in die Aufnahmenut 20 eintauchen kann und bei ihrem weiterem Niedergehen die Rohrwand 23 des Rohrheizkör pers 18 bildsam plastisch verformt.

Dies geschieht derart, daß sich ein Bereich 24 der Rohrwandaußenfläche satt gegen einen Bereich 25 der Innen fläche der Nut 18 anschmiegt.

Die Preßrippe 22 stellt ein separates Bauteil dar, welches mit einer der Aufnahmenut 20 des Heißkanalblocks 10 abgewandten Anlagefläche 33 druckfest an der zum Heißka nalblock 10 weisenden Hauptfläche H der Preßplatte 21 druckfest abgestützt ist. Mit seiner der Anlagefläche 33 diametral gegenüberliegenden Arbeitsfläche 34 liegt die Preßrippe 22 oben auf der gemäß Fig. 4 noch unverformten Rohrwand 23 des Rohrheizkörpers 18 auf.

Die Preßrippe 22 ist aus einem Profilstab hergestellt, der ein aus kaltverformbarem Metall, beispielsweise aus Maschinenbaustahl U St 37-1 (Werkstoff Nr. 1.0065) besteht. Dieser Profilstab rechteckigen Querschnitts wurde auf einer CNC-Biegevorrichtung entsprechend dem Längsverlauf der Auf nahmenut 20 gebogen. Hierbei muß der Biegevorgang so erfol gen, daß die beiden Flächen 33, 34 des Profilstabes bzw. der Preßrippe 22 jeweils in derselben Ebene verbleiben.

Besonders zweckmäßig ist es, die Preßrippe 22 auf der selben CNC-Biegevorrichtung zu erzeugen, auf welcher auch der Rohrheizkörper gebogen wird. Die Breite A_P der Preß rippe 22 ist gleich oder zumindest im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser A_R des Rohrheizkörpers 18.

Die Preßrippe 22 braucht mit ihrer Anlagefläche 33 nicht unbedingt an der Hauptfläche H der Preßplatte 21 befestigt zu werden, zumal folgende Funktionsweise zweck mäßig sein kann:

Wenn die Preßplatte 21 sich in ihrer im Vergleich zu Fig. 4 hochgefahrenen Position befindet, wird die Preßrippe 22, deren Längsverlauf identisch ist mit dem Längsverlauf des Rohrheizkörpers 18 bzw. der Aufnahmenut 20, in die Auf nahmenut 20 eingelegt, in welcher sich bereits der Rohr heizkörper 18 befindet.

Es ergibt sich dabei die bereits in Fig. 4 darge stellte Position, gemäß welcher die Arbeitsfläche 34 der Preßrippe 22 oben auf der Rohrwand 23 des noch unverformten Rohrheizkörpers 18 aufliegt. In dieser Position und beim Herniederfahren der Preßplatte 21 während des Verpressens des Rohrheizkörpers 18 wird die Preßrippe 22 durch das bei derseitige Führungsspiel s zwischen den beiden Rippensei tenflächen 35 und den beiden Nutflächen 26 zuverlässig zen triert und geführt.

Im Zusammenhang der Fig. 3 und 4 wird deutlich, daß sich beidseitig an den halbkreisförmigen Grundbereich der Aufnahmenut 20 mit dem Innendurchmesser A_I jeweils eine ebene Nutinnenfläche 26 anschließt. Beide Nutflächen 26 sind zur Nutöffnung 27 hin aufeinanderzu geneigt und bilden mit der Senkrechten N auf die Hauptfläche B der Stahlplatte 11 einen Winkel β von im vorliegenden Fall 4,8°.

Die durch die Einwärtsneigung der ebenen Nut-Innenflä chen 26 gebildete Hinterschneidung der Aufnahmenut 20 genügt, um den Rohrheizkörper 18, dessen nach oben weisen der Bereich 28 durch die Verformung abgeplattet ist, sicher gegen die Nut-Innenfläche 25 angepreßt zu halten. Hierbei kann der dauernd verformte Rohrheizkörper 18 mit einem ihm verbleibenden elastischen Rückstellmaß gegen die ein Wider lager bildenden Hinterschneidungsflächen 26 drücken.

Der Rohrheizkörper 18 enthält eine Heizwendel 30, 31, die in Magnesiumoxyd-Pulver 32 eingebettet ist.

Mit der Verformung des Rohrheizkörpers 18 vom Zustand gemäß Fig. 4 zum endgültigen Zustand gemäß Fig. 3 geht eine wesentliche zusätzliche Verdichtung der Magnesiumoxyd-Ein bettung einher, so daß die Heizwendel 30, 31 bei verbesser ter Wärmeübertragung zuverlässiger als bisher gegen durch Netzfrequenz eingeleitete schädliche Schwingungen geschützt sind.

Die Darstellung gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 4 nur dadurch, daß der Nutgrund der Aufnah menut 20 abweichend geformt ist. Allerdings ist der Nut grund gemäß Fig. 5 ebenfalls im wesentlichen halbkreisför mig, denn die beiden Nut-Querschnittsbereiche 25 lassen sich zu einem Halbkreis zusammensetzen, sind jedoch durch einen ebenen Nutbereich 29 voneinander distanziert.

Es ist deshalb vorstellbar, daß im Vergleich zur Dar stellung gemäß Fig. 3 der Rohrheizkörper 18 gemäß Fig. 5 in nicht dargestellter Weise zu einer flacheren Form verpreßt wird, ohne daß sich an den festen Abstützungsverhältnissen des verpreßten Rohrheizkörpers 18 innerhalb der Aufnahmenut 20 etwas ändert.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß Heiß kanalblöcke 10 an einer Hauptfläche B oder an beiden Haupt flächen B mit je einer Aufnahmenut 20 oder mit mehreren Aufnahmenuten 20 mit korrespondierender Anzahl von Rohr heizkörpern 18 versehen sein können.

Claims

1. Vorrichtung zum Einpressen eines Rohrheizkörpers (18) in eine mindestens teilweise bogenförmige durchgehende Aufnahmenut (20) eines Heißkanalblocks (10) eines Kunst stoffspritzgießwerkzeugs od. dgl., mit einer Preßplatte (21) und mit einer Preßrippe (22), welche an der der Auf nahmenut (20) zugewandten Hauptfläche (H) der Preßplatte (21) angeordnet ist, wobei die Preßrippe (22) an den ge samten Längsverlauf der Aufnahmenut (20) angepaßt ist und mit Spiel (s) bezüglich ihrer beiden seitlichen Rippenlängsflächen (35) in die Aufnahmenut (20) eingreifen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßrippe (22) ein separates Bauteil ist, welches mit einer der Aufnahmenut (20) des Heißkanalblocks (10) abgewandten Anlagefläche (33) zumindest druckfest an der Hauptfläche (H) der Preßplatte (21) abgestützt ist, und daß die Preßrippe (22) ein geboge ner Profilstab aus Metall ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Preßrippe (22) aus kaltumformbarem Metall besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßrippe (22) einen qua dratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Aufnahmenut (20) größer ist als der Durchmesser (A_R) des unverpreßten Rohr heizkörpers (18), wobei die Nutseitenflächen (26), welche den in der Aufnahmenut (20) einliegenden unverpreßten Rohr körper (18) überragen, Führungsflächen für die beiden Rip penseitenflächen (35) bilden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Preßrippe (22) an der Haupt fläche (H) der Preßplatte (21) verklebt, verschweißt, oder verschraubt ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer an einer Hauptflä che (H) einer Preßplatte (21) mindestens druckfest gehalte nen Preßrippe (22), welche entsprechend dem gesamten Längs verlauf einer durchgehenden Rohrheizkörper-Aufnahmenut (20) eines Heißkanalblocks (10) eines Kunststoffspritzgießwerk zeugs od. dgl. verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßrippe (22) durch Biegen eines Profilstabes herge stellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab im Handbiegeverfahren mittels Biegescha blone verformt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab nach derselben Vorlage oder nach derselben Schablone wie der für die Auf nahmenut (20) bestimmte Rohrheizkörper (18) gebogen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab mittels einer CNC-Biege vorrichtung verformt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstab mit identischem Längsverlauf auf derselben Biegevorrichtung wie der Rohr heizkörper (18) verformt wird.