DE60108341T2

DE60108341T2 - Verteilerblock für Spritzgiessvorrichtung

Info

Publication number: DE60108341T2
Application number: DE60108341T
Authority: DE
Inventors: Jean-François Sièges Azzolin; Lionel Descours
Original assignee: Berrod S A; Berrod SA
Current assignee: Berrod S A; Berrod SA
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: EP1211041A1; DE60108341D1; FR2817189B1; ATE286804T1; FR2817189A1; EP1211041B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verteilerblock für zu formendes wärmehärtendes Material oder wärmehärtendem Verbundwerkstoff.
Bei einer Einspritzformvorrichtung wird das einzuspritzende Material in einem flüssigen Zustand von einer Presse in eine Form geführt. In dieser Form geht das Material vom flüssigen in einen festen Zustand über.
Wenn wärmehärtendes Polymermaterial oder wärmehärtender Verbundwerkstoff geformt wird, wird das Material von der Presse auf eine Temperatur gebracht, die es gestattet, dieses in einem nicht-polymerisierten Zustand halten. Diese Temperatur bewegt sich in einem Bereich von 20°C bis 60°C.
Dagegen wird die Form, in die das Material eingebracht wird, erhitzt und befindet sich auf einer Temperatur, die die Polymerisation des Materials sicherstellt. Diese Temperatur beträgt etwa 160°C.
Es ist leicht verständlich, dass dieses Temperaturdifferential beträchtliche Probleme bei der Regelung der Ausdehnungen zwischen den verschiedenen Elementen stellt.
Das Dokument US 5 427 519 beschreibt einen Verteilerblock für wärmehärtendes Material. Dieser Verteilerblock ist durch Schrauben auf der Form festgeklemmt.
Das Ausdehnungsdifferential zwischen dem Verteiler, der gekühlt ist, und der Form, die erhitzt ist, wird von einem elastischen Element vom Typ Tellerfeder absorbiert.
Die Verteilerblöcke dieses Typs weisen große Nachteile auf. Insbesondere die statischen Elemente des Typs Tellerfeder, welche sich als sehr ungenügend herausstellen.
Außerdem kann das Festklemmen des Blocks auf der Form bei der Verwendung Fehler aufweisen, welche zur Flucht von Materialien führen, welche dann der Form vorgelagert polymerisieren und die Beförderung von einzuspritzendem Material blockieren. Es muss dann mit einer extrem lang dauernden und mühseligen Demontage des Blocks fortgefahren werden.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verteilerblock für eine Formvorrichtung für wärmehärtendes Material oder wärmehärtenden Verbundwerkstoff bereitzustellen, der es gestattet, das Ausdehnungsproblem zwischen einer heißen Form und einem kaltem Block zu regeln.
Auf an sich bekannte Weise befindet sich dieser Verteilerblock für eine Formvorrichtung durch Einspritzen von wärmehärtendem Material oder wärmehärtenden Verbundwerkstoff zwischen Einspritzmitteln und einer Form, in die das Material eingespritzt wird, und umfasst einen Körper, auf dem mindestens drei Einspritzköpfe befestigt sind, die einen Einspritzkanal aufweisen, wobei jeder Einspritzkopf einen Kern umfasst, in dem ein Kühlkanal eingerichtet ist.
Erfindungsgemäß sind die seitlichen Teile des Körpers des Blocks auf jeder ihrer Seiten, die zum Inneren des Blocks gekehrt sind, mit Dornen versehen, die zu Schaften zum Zentrieren des Blocks zu der Form komplementär sind.
Dank dieser Dornen, die mit den auf der Form befestigten Schäften zum Zentrieren zusammenwirken, ist der Block in der Querebene in Abfließrichtung des zu formenden Materials perfekt positioniert. Außerdem kann der Block leicht und schnell von der Form weggenommen werden, was in einem industriellen Zusammenhang ein wichtiger Vorteil ist.
Vorteilhafterweise sind auf der Seite des Körpers, die zur Seite der Einspritzmittel gekehrt ist, austauschbare Einstellscheiben angeordnet, die dazu bestimmt sind, gegen die Einspritzmittel zur Auflage zu kommen.
Diese Einstellscheiben gestatten es, die Position des Blocks in der Abfließachse des zu formenden Materials einzustellen, damit der Block in Auflage gegen die Form ist, wenn die Betriebstemperatur erreicht ist.
Vorteilhafterweise befinden sich die Einstellscheiben in der Längsachse der Kerne.
Die Kerne und die Einstellscheiben sind jeweils mit der Form und mit den Einspritzmitteln in Kontakt. Ihre Koaxialität ermöglicht die Verwirklichung einer sehr guten Dichtigkeit des Verteilerblocks. Tatsächlich wird die Kraft, die die Einspritzmittel ausüben, durch den Block bis zu den Kernen übertragen, das heißt bis genau zu der Stelle, an der die Dichtigkeit mit der Form gegeben sein muss.
Bevorzugt wird der Kern von einer Einspritzdüse verlängert, wobei ein Abdichtmantel den Kern umgibt.
Vorteilhafterweise umfasst die Einspritzdüse einen in die Materialabfließrichtung konvergierenden Kegel, auf den ein zylindrischer Teil folgt.
In dem Fall, dass sich das Material in einem Übergangszustand zwischen flüssigem und festen Zustand befindet, und einen Pfropfen am Ende der Düse bildet, kann dieser Pfropfen mit dem Ausformzapfen leicht ausgeformt werden.
Bevorzugt ist der Kühlkanal ein Schraubenkanal, der sich um den Kühlkanal wickelt.
Bevorzugt weist der Körper des Verteilerblocks eine H-Form auf, die einen zentralen Teil und zwei seitliche Teile umfasst, wobei die vier Enden der seitlichen Teile jedes einen Einspritzkopf erhalten.
Vorteilhafterweise weist der Kern einen Ansatz auf, auf den ein Ansatz des Abdichtmantels zur Auflage kommt, wobei diese zwei Ansätze jeweils von mindestens einer Befestigungsschraube durchquert werden.
Die Befestigung der Einspritzköpfe mit Schrauben gestattet einerseits eine vollkommen dichte Befestigung des Einspritzkopfes auf dem Körper des Blocks, und ermöglicht andererseits deren schnelle Demontage im Falle einer nicht geglückten Polymerisation im Einspritzkopf.
Vorteilhafterweise weist der Teil des Einspritzkanals, der sich in der Länge des zentralen Teils des Blocks befindet, einen Durchmesser D1 auf, und der Teil des Einspritzkanals, der sich in jedem der seitlichen Teile befindet, weist einen Durchmesser D2 auf, wobei das Verhältnis zwischen dem Durchmesser D1 und dem Durchmesser D2 zwischen 1,0 und 1,5 liegt.
Das Verhältnis der Durchmesser der verschiedenen Teile des Zuführkanals des Blocks gestattet es, ein hervorragendes hydraulisches Gleichgewicht des Blocks zu erhalten.
Vorteilhafterweise weisen die Verschlusselemente, die die Bohrungen verschließen, die in dem Körper angelegt sind, um den Zuführkanal zu bilden, ein Ende auf, das ein Strahlenprofil hat.
Das Strahlenprofil der Verschlusselemente gestattet es, Bereiche zum Anschluß der verschiedenen Teile des Zuführkanals zu bilden, welche eine konstante Biegung ohne scharfe Kurven aufweisen und somit Druckverluste minimieren. Noch dazu wird jedes Risiko eines Stillstandes des Materials vermieden.
Außerdem können die Verschlusselemente aus dem Verteilerblock herausgenommen werden, um mit der Reinigung der Kanäle fortzufahren.
Die Erfindung wird mit Hilfe der beigefügten schematischen Zeichnung gut verstanden werden, welche beispielhaft und nicht begrenzend einen erfindungsgemäßen Verteilerblock darstellt.
1 ist eine perspektivische Ansicht dieses Blocks.
2 ist eine schematische Darstellung, die eine zwischengeschaltete Formvorrichtung darstellt.
3 ist eine Ansicht des Blocks aus der Sicht der Einspritzpresse.
4 ist ein Querschnitt entlang IV-IV in 3.
5 ist eine vergrößerte Ansicht der Einspritzdüse.
Wie in 1 ersichtlich, befindet sich der Verteilerblock 1 zwischen einer Einspritzpresse 2 und einer Form 3, die vier Nester umfasst.
Der Verteilerblock 1 umfasst einen Körper 5 mit einem eingefassten zentralen Teil 7 und zwei seitlichen Teilen 8, die ein H bilden.
Der Verteilerblock 1 umfasst auf seiner zur Presse gekehrten Seite vier Scheiben 10 zum Einstellen der Stärke, welche sich an den Enden der seitlichen Elemente 8 befinden, und eine Öffnung 11 zum Einführen des zu formenden flüssigen Materials.
Auf seiner zur Form gekehrten Seite umfasst der Verteilerblock vier Einspritzköpfe 14, die den vier Nestern der Form entsprechen. Die Einspritzköpfe befinden sich an den Enden der seitlichen Elemente 8 und sind jeweils auf der gleichen Achse wie jede der Scheiben 10.
Die seitlichen Elemente 8 umfassen auf jeder ihrer zum Inneren des Blocks gerichteten Seiten zwei Dornen 16, deren Funktionsweise später ersichtlich wird. Jeder der Dornen 16 umfasst zwei zylindrische Abschnitte, die sich beide jeweils in der Nähe der Seiten des Blocks befinden, die zur Presse bzw. zur Form gekehrt sind, und zur Positionierung dienen.
in 3 wurden die Einlass- und Auslasskanäle 17 der Kühlflüssigkeit des Verteilerblocks dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die Kühlkanäle, die den Block durchqueren, nicht dargestellt.
3 zeigt den Kanal 20, der im Verteilerblock 1 angeordnet ist, um das flüssige Material in die Formen zu führen.
Der Zuführkanal umfasst mehrere Teile mit unterschiedlichen Durchmessern: einen zentralen Kanal 21 mit einem Durchmesser D1, der im zentralen Element 7 angeordnet ist, welches den Verteilerblock bildet. Dieser zentrale Kanal mündet in zwei seitliche Kanäle 22 mit einem Durchmesser D2, die in jedem der seitlichen Elemente 8 angeordnet sind, welche den Verteilerblock bilden. Das Verhältnis zwischen den Durchmessern D1 und D2 liegt zwischen 1,0 und 1,5.
Wie man in den 3 und 4 sehen kann, weisen die Verschlusselemente 23, 24 der Kanäle jeweils einen Streifen 25, 26 auf, so dass der Anschluss in den Anschlussbereichen der verschiedenen Teile des Zuführkanals im Block entlang einer konstanten Biegung ohne scharfe Kurven geschieht.
4 zeigt, dass jeder Einspritzkopf einen Kern 27, der vom Zuführkanal 20 durchbohrt ist, und einen Abdichtmantel 29 umfasst. Die Oberfläche des Kerns umfasst eine schraubenförmige Rille 31, die eine schraubenförmige Kühlleitung um den Zuführkanal herum beherbergt, wenn der Abdichtmantel um den Kern herum angeordnet ist. Das Ende des Kerns ist mit einem Gewinde 33 ausgestattet, das eine Einspritzdüse 35 aufnimmt.
Der Kern weist einen Ansatz auf, auf dem ein Ansatz des Abdichtmantels in Auflage kommt, wobei diese beiden Ansätze von mindestens einer Befestigungsschraube durchquert werden.
Wie in 5, die einen vergrößerten Querschnitt der Düse 35 zeigt, ersichtlich ist, weist die Düse 35 einen Kegel 37 in Materialabfließrichtung auf, der in die Materialabfließrichtung konvergiert und in einen zylindrischen Teil 38 mündet.
Der Verteilerblock 1 wird in einer Einspritzeinheit eingesetzt, zwischen einer Presse 2, die das wärmehärtende Material oder den wärmehärtenden Verbundwerkstoff auf eine Temperatur von ungefähr 30°C bringt, und der auf eine Temperatur von ungefähr 160°C erhitzten Form 3.
Vier Schäfte 30, die mit der Form fest verbunden sind, gestatten die Positionierung des Verteilerblocks zur Form 3.
Jeder dieser Schäfte 30 positioniert sich an den Dornen 16, die so das einfache Einsetzen des Verteilerblocks 1 bezüglich der Form 3 in Querrichtung zur Materialabfließachse gewährleisten.
Auf der Längsachse des Materialabflusses wird die Positionierung von Stärkeeinstellscheiben 10 gewährleistet, wobei die Scheiben 10 außerdem die Verteilung des auf den Verteilerblock ausgeübten Spanndrucks gewährleisten, was zu einer guten Dichtigkeit zwischen der Presse und den Nestern der Form beiträgt.
Das flüssige Material wird in den kalten Block eingeführt und bahnt sich den Weg in den Zuführkanal 20, um zu den Einspritzdüsen zu gelangen.
Das Verhältnis der Durchmesser zwischen dem Teil des Kanals 21 und dem Teil des Kanals 22, welcher zu den Einspritzdüsen führt, gestattet ein hervorragendes hydraulisches Gleichgewicht des Verteilerblocks und gestattet es, die Druckverluste zu minimieren.
Die Struktur der Einspritzköpfe 14 gestattet es, das Material in einem nicht-polymerisierten Zustand zu halten, und das soweit als möglich bei der Form 3, die eine Polymerisationstemperatur hat.
Das Ergebnis wird einerseits durch die schraubenförmige Kühlleitung 31 erzielt, die den Zuführkanal umgibt, und andererseits durch die Struktur der Düsen 35, welche einen konvergierenden Kegel aufweist, der es gestattet die Größe des Kegelangusses zu verringern, auf welchen ein zylindrischer Teil folgt. Dieser den Kegel verlängernde, zylindrische Teil erlaubt, dass, wenn sich das Material in einem Übergangszustand zwischen flüssig und fest befindet und im Bereich des Düsenendes einen Pfropfen bildet, dieser Pfropfen aufgrund der parallelen Wände des zylindrischen Teils 38 leicht entfernt werden kann.
Die Erfindung stellt so einen Verteilerblock für Formeinheiten von wärmehärtendem Material oder wärmehärtendem Verbundwerkstoff bereit, da er es gestattet, das Formmaterial so nahe wie möglich an der Form einzuspritzen.
Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf die oben beispielhaft gegebene Ausführungsform begrenzt ist, sondern dass sie im Gegensatz alle Ausführungsvarianten wie in den Ansprüchen festgelegt, umfasst. Zum Beispiel könnte der Kühlkanal 31 die Form von Schächten einnehmen, die den Kern 27 durchqueren.

Claims

Verteilerblock für Formvorrichtung durch Einspritzen von wärmehärtendem Material oder wärmehärtendem Verbundwerkstoff, der sich zwischen Einspritzmitteln (2) und einer Form (3) befindet, in die das Material eingespritzt wird, umfassend einen Körper (5), auf dem mindestens drei Einspritzköpfe (14) befestigt sind, die einen Einspritzkanal (20) aufweisen, wobei jeder Einspritzkopf einen Kern (27) umfasst, in dem ein Kühlkanal (31) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Teile des Körpers (5) des Blocks auf jeder ihrer Seiten, die zum Inneren des Blocks gekehrt sind, mit Dornen (16) versehen sind, die zu Schäften (30) zum Zentrieren des Blocks zu der Form komplementär sind.
Verteilerblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass austauschbare Einstellscheiben (10), die dazu bestimmt sind, gegen die Einspritzmittel (2) zur Auflage zu kommen, auf der Seite des Körpers (5) angeordnet sind, die zu der Seite der Einspritzmittel gekehrt ist.
Verteilerblock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einstellscheiben (10) in der Längsachse des Kerns (27) befinden.
Verteilerblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (27) von einer Einspritzdüse (35) verlängert wird, wobei ein Abdichtmantel (29) den Kern (27) umgibt.
Verteilerblock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse einen in Materialabfließrichtung konvergierenden Kegel (37) umfasst, auf den ein zylindrischer Teil (38) folgt.
Verteilerblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (31) ein Schraubenkanal ist, der sich um den Kühlkanal (20) wickelt.
Verteilerblock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (5) des Verteilerblocks eine H-Form aufweist, die einen zentralen Teil (7) und zwei seitliche Teile (8) umfasst, wobei die vier Enden der seitlichen Teile (8) jedes einen Einspritzkopf (14) aufnehmen.
Verteilerblock nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (27) einen Ansatz aufweist, auf den ein Ansatz des Abdichtmantels zur Auflage kommt, wobei diese zwei Ansätze jeweils von mindestens einer Befestigungsschraube durchquert werden.
Verteilerblock nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Einspritzkanals, der sich in der Länge des zentralen Teils des Blocks befindet, einen Durchmesser D1 aufweist, und dass der Abschnitt des Einspritzkanals, der sich in jedem der seitlichen Teile befindet, einen Durchmesser D2 aufweist, wobei das Verhältnis zwischen dem Durchmesser D1 und dem Durchmesser D2 zwischen 1,0 und 1,5 liegt.
Verteilerblock nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusselemente (23, 24), die Bohrungen verschließen, die in dem Körper angelegt sind, um den Zuführkanal zu bilden, ein Ende aufweisen, das ein Strahlprofil (25, 26) hat.