-
Vorrichtung zur Verteilung von Kunststoffschmelze für eine
-
Spritzgußform und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verteilung von Kunststoffschmelze
für eine Spritzgußform, mit zwei aneinandergrenzenden Teilen, die einen die Kunststoffschmelze
weiterleitenden Verteilerkanal zwischen sich einschließen, in den ein Heizelement
eingesetzt ist.
-
Derartige Vorrichtungen werden verwendet, um Kunststoffschmelze von
einer Spritzmaschine durch die Verteilerkanäle ohne Temperaturverlust zu einer Spritzgußform
zu leiten, in der mehrere Formnester sind, die gleichzeitig angespritzt werden.
Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art sind die beiden Teile
als Platten ausgebildet, die mit ihren aneinander grenzenden Flächen einen bzw.
-
mehrere Verteilerkanäle zwischen sich einschließen. Diese Platten
werden zwischen zwei weitere Platten eingebaut, von denen die obere einen Spritzdüsenanschluß
zum Einbringen der Kunststoffschmelze und die untere mehrere Abgabeöffnungen aufweist,
durch die die Kunststoffschmelze den Formnestern der Spritzgußform zugeleitet wird.
Beim
Spritzen wird die Spritzdüse auf den Spritzdüsenanschluß gedrückt
und muß dabei alle Platten dicht zusammenhalten, also nicht nur die Platten der
Spritzgußform, sondern auch die vorbeschriebenen Platten der Verteilungsvorrichtung.
-
Beim Spritzen mit festgelegtem Spritzdruck werden die die Platten
auseinanderzutreiben suchenden Kräfte umso großer, je größer die mit Kunststoffschmelze
zu füllenden Hohlräume innerhalb der Verteilungsvorrichtung und der Spritzgußform
sind. Insbesondere bei Mehrfachspritzgußformen wird der auf die Verteilungskanäle
entfallende Flächenanteil vergleichsweise groß, so daß die Zuhaltekräfte beim Spritzen
sehr hoch sein müssen, wofür die üblichen Spritzmaschinen nicht ausgelegt sind.
-Darüber hinaus kann es trotz des Beheize#ns der Kunststoffschmelze vorkommen, daß
eine Querschnittsverengung stattfindetj so daß die Kunststoffschmelze weniger schnell
flieht. Dann ist nicht auszuschließen, daß der Spritzer den Spritzdruck erhöht,
um schneller spritze#n zu können#. Dadurch er#folgt jedoch eine wesentliche Vergrößerung
der die Platten auseinandertreibenden Kräfte, die zusätzlich von der Spritzmaschine
aufzubringen sind. Das ist oft nicht möglich bzw. führt dazu, daß Kunststoffschmelze
zwischen die Platten gedrückt wird. Dieses Auseinandertreiben# der Platten wird
dadurch erleichtert, daß an die Kunststoffschmelze angrenzende Kanten oft angefast
werden, um Grat zu beselthgen. Die dabei entstehenden Schrägflächen vergrößer#n
die die Platten auseinanderzutreiben suchenden Kräfte eben#falls. Wenn die Platten
nicht dicht aufeinandersitzen, bekommt der Spritzling unerwünschte Spritzkanten
aus, was -vermieden werden muß.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß Öffnungskräfte der Verteilungsvorrichtung
bei der Maschinenauslegung nicht berücksichtigt zu werden brauchen, die Verteilungsvorrichtung
also nichts dazu beiträgt, die Spritzmaschine durch die Kräfte der infolge des Spritzdrucks
auseinander strebenden Teile der Verteilungsvorrichtung zu belasten.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die beiden Teile von einem
geschlossenen Rahmen zusammengehalten sind, dessen Hauptebene vertikal zu den Grenzflächen
der beiden Teile angeordnet ist.
-
Für die Erfindung ist wesentlich, daß die den Verteilerkanal bildenden
Teile von einem geschlossenen Rahmen zusammengehalten sind, der die Zusammenhaltekräfte
aufbringt, da seine Hauptebene vertikal zu den Grenzflächen der beiden Teile angeordnet
ist. Die die Teile auseinanderzutreiben suchenden Kräfte liegen also in der Hauptebene
des Rahmens und können von diesem bei entsprechender Ausle-gung ohne weiteres aufgenommen
werden, so daß keine Öffnungskräfte auf das außerhalb des Rahmens liegende Spritzsystem
einwirken. Bei einer Vorrichtung mit horizontalen Verteilerkanälen ist der Rahmen
in diesem Sinne horizontal angeordnet, also parallel zu den Platten der Spritzgußform,
und die Grenzflächen der den Verteilerkanal bildenden Teile verlaufen vertikal.
-
Die Querschnittsfläche des Verteilerkanals ist jeweils zur Hälfte
in den beiden Teilen vorhanden. Dadurch ergibt sich eine bezogen auf die Grenzflächen
der beiden Teile bezogene symmetrische Ausbildung, die eine konstruktive Vereinfachung
darstellt, zu gleichmäßiger Wärmebelastung der Teile führt und einen infolgedessen
symmetrisch zu beiden Teilen liegenden, von der Kunststoffschmelze durchströmten
Querschnittsbereich führt, der konzentrisch zu den Heize#lementen liegt.
-
Die beiden Teile sind Einsatzstücke einer Platte, die den geschlossenen
Rahmen einstückig bildet. Die einstückige Ausbildung des Rahmens vermeidet Zusammenbaufehler,
die bei z. B. miteinander zu verschraubenden Rahmenteilen auftreten können, wobei
die den Verteilerkanal bildenden beiden Teile nicht ordnungsgemäß sitzen würden.
-
Innerhalb des Rahmens sind separate Haltestücke für die Heizelemente
vor den Enden des Verteilerkanals angeordnet. Diese Haltestücke können zugleich
auch der Abdichtung gegen Durchtritt von Kunststoffschmelze aus dem Ende des Verteilerkanals
dienen.
-
Vorteilhafterweise sind die den Verteilerkanal bildenden Teile #und/oder
die Haltestücke so hoch, wie der Rahmen. Die Ober- und Unterseiten der Teile und/oder
der Haltestücke fluchten daher mit den Ober- und Unterseiten des Rahmens, so daß
ein plattenartiges Bauteil entsteht, das zwischen zwei weiteren Platten in ordnungsgemäßer
Lage gehalten werden kann, wovon die obere den eingangs beschriebenen Spritzdüsenanschluß
und die untere die Abgabeöffnungen zur Weiterleitung der Kunststoffschmelze zu den
Formnestern aufweist.
-
In Ausgestaltung der Erfindung bildet eines der Teile selbst den
geschlossenen Rahmen und grenzt an den mit seiner Querschnittsfläche ausschließlich
in dem anderen Teil angeordneten Verteilerkanal mit einer ebenen Fläche an.
-
Dadurch ergibt sich eine Verringerung der Zahl der Bauteile der Verteilervorrichtung.
Der Rahmen und das eine Teil können ohn#e weiteres auseinandergenommen werden, da
die an den Verteilerkanal angrenzende ebene Fläche das Auseinandernehmen z. B. zum
Säubern nicht behindert, wenn die Kunststoffschmeize erstarrt ist und innerhalb
der Verteilungsvorrichtung einen harten Knochen bildet. Die Herstellung des Rahmens
ist auch bei dieser Ausführungsform unkompliziert, da keine zur Weiterleitung der
Kunststoffschmelze bestimmten Aushöhlungen vorgesehen werden müssen.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Teil innerhalb
des Rahmens mit mindestens einem weiteren Teil hintereinander und/oder unter einem
Winkel zusammengesetzt und die dabei gebildeten Grenzflächen sind ebenfalls vertikal
zur Hauptebene des Rahmens angeordnet.
-
Durch eine derartige Anordnung mehrerer Teile können Heizkanäle größerer
Länge gebildet werden oder z. B. sternförmige und H-förmige Verteilerkanäle hergestellt
werden.
-
Die dabei gebildeten Grenzflächen belasten das außer#halb der Verteilungsvorrichtung
befindliche Spritzsystem ebenfalls nicht.
-
Es ist vorteilhaft, wenn ein oder mehrere den Verteilerkanal bildenden
Teile konisch im Rahmen sitzen.
-
Sie lassen sich leichter aus dem Rahmen entfernen, wenn sie nach dem
Spritzen noch gegen den Rahmen gedrückt sind. Die Teile werden auch zwangsläufig
immer in derselben Lage zusammengebaut.
-
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung
einer Vorrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Platte mindestens
ein Teilstück mit mindestens einer konischen Grenzfläche durch funkenerosives Drahtschneiden
herausgeschnitten wird und die Überstände des arbeitsspaltlos in der Platte sitzenden
Teilsstücks über die Plattenunterseite und der Platte über die Teilstückoberseite
abgearbeitet werden. Die aus den Teilstücken hergestellten Teile und Rahmen passen
praktisch toleranzfrei ineinander, so daß Undichtigkeiten im Bereich des Verteilerkanals
und schiefer Sitz der einzusetzenden Teile ausgeschlossen sind. Die Herstellungskosten
werden drastisch reduziert, da eine Anpassung der Grenzflächen bzw. der Flächen
zwischen Rahmen und Einsatzteil entfällt.
-
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Verteilungsvorrichtung mit Heizelementen
und erstarrter Kunststoffschmelze in auseinandergezogener Darstellung,
Fig.
-2 zusammengebaute Teile und Haltestücke für die Heizelemente vor ihrem Einsetzen
in einen Rahmen, Fig. 3, 4 -Querschnitte durch eine Verteilungsvorrichtung, Fig.
5 kreuzförmig zusammengesetzte Teile, Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Darstellung
mit zwei abgenommenen Teilen, Fig. 7, 8 den Fig. 3, 4 entsprechende Darstellungen
mit einseitig in einem Teil angeordnetem Verteilerkanal, Fig. 9 eine der Fig. 5
entsprechende Darstellung eines kreuzförmigen Verteilerkanals mit Teilen der Fig.
7 und Fig. -10a bis d Schnittdarstellungen einer Platte, aus der Teilstücke zur
Herstellung der Teile gemäß Fig. 4 herausgearbeitet werden.
-
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zur Verteilung von Kunststoffschmelze
für eine Spritzgußform besteht im wes#entlichen aus einem Rahmen 10, der aus einer
Platte hergestellt ist und daher aus einem Stück besteht.
-
Er könnte aber auch aus z. B. zwei Stücken bestehen, die lösbar miteinander
verbunden sind, z. B. durch Formeingriff und/oder Verschraubung.
-
In eine Rahmenöffnung 11 werden einen Verteilerkanal 13 bildende
Teile 12 eingesetzt, die gemäß Fig. 1 balenförmig sind und mit Grenzflächen 14 aneinanderstoßen,
wenn sie zwischen den Rahmenschenkeln 15 liegen.
-
An den Stirnse-iten 16 der Teile 12 sind Haltestücke 17 für Heizelemente
19 angeordnet, die in Bohrungen 18 der Haltestücke 17 sitzen. Die Teile 12 und die
Haltestücke 17- werden mit den Heizelementen 19, 19' gemäß Fig. 2 zu einem Block
20 zusammengebaut, der paßgenau in die Rahmenöffnung 11 eingesetzt wird. Dabei dichten
die Haltestücke 17 den durch die Teile 12 gebildeten Verteilerkanal 13 stirnseitig
ab.
-
Die Teile 12 und die Haltestücke 17 sind gleich hoch und haben eine
dem Rahmen 10 entsprechende Höhe, so daß nach dem Einbau des Blocks 20 in den Rahmen
10 eine plattenartige Baugruppe vorhanden ist, deren Querschnitt ohne die Heizelemente
19, 19' in den Fig. 3, 4 und 7, 8 dargestellt ist. Nach dem Zusammenbau der Verteilungsvorrichtung
wird die plattenartige Baugruppe zwischen einer Oberplatte zum Anschluß einer Spritzmaschi?##
und einer Unterplatte zur Verteilung der Kunststoffschmelze in die Spritzgußform
angeordnet, wobei eine Ausrichtung des Rahmens 10 mit den darüber und darunter befindlichen
Bauteilen über Führungsbohrungen 21 erfolgen kann.
-
In den Rahmenschenkeln 22 sind Einschnitte 23 vorhanden, in die Anschluß
enden 24 der Heizelemente 19 eingelegt werden können. Hier erfolgt auch der Anschluß
der Verdrahtung zur Beheizung der Heizelemente 19, die beispielsweise aus Stahl
geschmiedete sogenannte Torpedos sind, welche mit Paßsitz im'Haltestück 17 den Verteilerkanal
13 gegen Durchtritt von Kunststoffschmelze abdichten.
-
Fig. 1 zeigt außer zwei Horizontal-Heizelementen 19, von denen das
linke im Haltestück 17 sitzt und das rechte herausgezogen ist, drei herausgezogene
vertikale Heizelemente 19', die in Bohrungen 25 der Teile 12 eingesetzt sind. Auf
diese Weise werden vertikale Verteilerkanäle beheizt, die sich teils in den Teilen
12 und teils in Ober- und Unterplatte befinden. Die vertikalen Heizkanäle werden
veranschaulicht durch die Ansätze 26, 27 der erstarrten Kunststoffschmelze 28, des
sogenannten Knochens.
-
Der Verteilerkanal 13 bildet den horizontalen Knochenteil aus.
-
Um die Verteilungsvorrichtung nach einem Spritzvorgang reinigen zu
können, z. B. weil andersfarbiger Kunststoff verwendet werden soll, wird der Block
20 aus dem Rahmen 10 herausgehoben. Danach werden die Heizelemente 19, 19' entfernt
und die Haltestücke 17 abgenommen. Anschließend
ist es möglich,
die Teile 12 abzunehmen, so daß der, inzwischen erstarrte Knochen 28 zu entnehmen
ist.
-
Nach einem etwaigen weiteren Säubern werden alle Bauteile wieder zusammengesetzt
und es kann ein erneuter Spritzvorgang durchgeführt werden.
-
Fig. 3 ze#igt zwei Teile 12 innerhalb des Rahmens 10 zwischen den
Rahmenschenkeln 15. Die Hauptebene des Rahmens 10 ist horizontal, während die Grenzflächen
14 der Teile #12 vertikal angeordnet sind. Der von den Teilen 12 gebildete Verteilerkanal
13 wird mit Kunststoffschmelze gefüllt und der dabei auftretende Spritzdruck sucht
die Teile 12 horizontal auseinanderzutreiben. Diese sitzen jedoch paßgenau in dem
Rahmen 10, der geschlossen ist, also die vom Spritzdruck bzw. der Ausbildung des
Verteilerkanals 13 her#rührenden horizontalen Kräfte aufzunehmen vermag.
-
in Fig. 4 sind die Teile 12' außen konisch und stützen sich an entsprechend
konischen Rahmeninnenflächen 30 der Rahmenschenkel 15 ab. Die Konizität der Fläche
31 der Teile 12' und der Innenflächen 30 des Rahmens 10 wirkt sich nicht störend
auf den vertikalen Sitz der Teile 12' im Rahmen 10 aus, da alle Teile durch Ober-
und Unterplatte sicher zusammengehalte werden. Andererseits gibt ein geringer Überstand
der Oberseite der Teile 12' über die Oberseite des Rahmens 10 die Möglichkeit, die
Teile 12' mit Druck von der Oberplatte' vorgespannt zwischen die Rahmenschenkel
15 zu drücken, um die Abdichtung zu verbessern. Außerdem können die Teile 12' nach
dem Ausbau der Baugruppe gemäß Fig. 2 aus Ober- und Unterplatte bei konischer Ausbildung
der aneinanderstoßenden Flächen der Teile 12' und des Rahmens 10 leichter auseinandergebaut
werden, als im Falle der Fig. 3.
-
Fig. 5 zeigt den Verteilerkanal 13 bildende Teile 12 zusammen mit
weiteren paarweise angeordneten Teilen 12'',
die gemeinsam einen
insgesamt kreuzförmigen Verteilerkanal 13 bilden. Die Zuführung der Kunststoffschmelze
in den Verteilerkanal 13 erfolgt durch eine nicht dargegestellte Vertikalbohrung
im Kreuzungspunkt 32 der Grenzflächen 14 der Teile 12, 12''. Die Weiterleitung der
Kunststoffschmelze zu der Spritzgußform erfolgt durch nicht dargestellte Bohrungen
an den vom Kreuzungsbereich 32 entfernt liegenden Enden des kreuzförmigen Verteilerkanals
13.
-
Fig. 6 zeigt zwei abgenommene Teile 12, 12'', so daß die Kreuzform
des Verteilerkanals 13 besser erkennbar ist.
-
Insbesondere ist ersichtlich, daß die durch das Aneinanderstoßen der
Teile 12, 12'' gebildeten Grenzflächen 14' ebenfalls vertikal zur Ebene des nicht
dargestellten Rahmens angeordnet sind. Das gilt sowohl für die zusammenstoßenden
stirnseitigen Grenzflächen 14', wie auch für die Grenzfläche 14'', die durch das
Zusammenstoßen einer Stirnfläche des Teils 12'' mit einer Außenfläche 31' eines
anderen Teils 12' ~ gebildet wird.
-
Die Fig. 7, 8 zeigen einen Verteilerkanal 13', der trapezförmigen
Querschnitt aufweist und ausschließlich IV innerhalb eines einzigen Teilstücks 12''',
12 angeordnet ist, so daß der Rahmen eine auch im Bereich des Verteilerkanals 13'
völlig ebene Fläche 30' bildet. Im übrigen gilt das für die Fig. 3, 4 Gesagte.
-
Fig. 9 zeigt eine kreuzförmige Ausbildung des Verteilerkanals 13'
aus den in Fig. 7 dargestellten Teilen 12'''. Die Zu- und Ableitung der Kunststoffschmelze
erfolgt wie zu Fig. 5 beschrieben und die aneinanderstoßenden Grenzflächen 14',
14'' verlaufen ebenfalls senkrecht zu der Hauptebene des nicht dargestellten Rahmens.
-
Um eine Verteilungsvorrichtung gemäß Fig. 4 herzustellen wird wie
folgt vorgegangen:
Aus einer Platte 33 mit Übermaß H werden zwei
Teilstücke 34 herausgeschnitten, indem funkenerosives Drahtschneiden angewendet
wird. Dabei entstehen drei jeweils gleich breite Arbeitsspalte 35 von etwas über
Drahtbreite.
-
Die so gewonnenen Teile 34 werden gemäß Fig. 10c tiefer in das Loch
36 der Platte 33 geschoben, so daß die Arbeitsspalte 35 verschwinden. Der untere
Überstand 37 der Teilstücke 34 über die Unterseite 38 der Platte 33 wird abgearbeitet,
wie auch der Überstand 39 der Plattenoberseite über die Teilstückoberseite 40 der
Teilstücke 34.
-
Dadurch ergibt sich der Rahmen 10 mit der gewünschten Rahmenhöhe h,
in dem die Teilstücke 34 arbeitsspaltlos und paßgenau konisch sitzen. Anschließend
werden zur Herstellung des Verteilerkanals 13 jeweils Ausnehmungen mit z. B. der
gewünschten halbkreisförmigen Querschnittsfläche eingearbeitet.
-
- Leerseite -