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Die
Erfindung bezieht sich eine Schraubenverbindungsanordnung zur Verwendung
bei einem Heißkanalsystem
umfassend mindestens ein längliches
erstes Teil und ein zweites Teil, wobei das erste Teil an seiner
Innenseite eine Bohrung mit einer Schulter, um das zweite Teil in
Eingriff zu nehmen, und eine Grenzfläche aufweist, wobei entlang
der Grenzfläche
das erste Teil und das zweite Teil in Kontakt sind, wobei das erste
Teil mindestens an seiner Innenseite ein Schraubengewinde aufweist,
das zweite Teil mindestens an seiner Außenseite ein Schraubengewinde
aufweist, und zur Orientierung der Schraubenverbindung die y-Achse
eines rechtsläufigen
rechtswinkligen Koordinatenrahmens im Wesentlichen parallel zu dem
länglichen
ersten Teil ist.
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Genauer
gesagt bezieht sich die Erfindung auf Verbindungen zwischen einer
Düse und
einem Einspritzkanal sowie auch zwischen einem Einspritzkanal und
einem Einspritzverteiler in einem Heißkanalsystem.
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Gegenwärtig sind
Verbindungen, die beim Stand der Technik bekannt sind, zwischen
Düsen und Einspritzkanälen sowie
auch zwischen Einspritzkanälen
und Einspritzverteilern in einem Heißkanalsystem Schraubenverbindungen.
Obwohl sich diese Verbindungen während
normaler Betriebsbedingungen nicht selbst lösen werden, gibt es Fälle (z.B.
Benutzen der Verbindung im Widerspruch zu Spezifikationen), bei
denen sich die Verbindung selbst lösen wird. Außerdem werden
zwei Teile einer Schraubenverbindung, wenn getrennt, beim erneuten
Verbinden im Allgemeinen nicht die gleiche Orientierung bezogen
zueinander aufweisen. Um die Winkelorientierung der Teile bezogen
zueinander einzustellen, ist es notwendig, die vollständige Verbindung
abzuschrauben. Wenn ein Düsensystem
gereinigt wird, müssen
die verschiedenen Teile ebenfalls getrennt werden. Nach dem Reinigen
des Systems müssen sie
erneut zusammengebaut werden. Dann ist es bedeutsam, dass die verschiedenen
Teile in der gleichen relativen Winkelposition zueinander wie vor dem
Reinigen positioniert werden.
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Das
Dokument BE-A-566321 offenbart eine Schraubenverbindungsanordnung
mit mindestens einem länglichen
ersten Teil und einem zweiten Teil, wobei das erste Teil an seiner
Innenseite eine Bohrung mit einer Schulter, um das zweite Teil in
Eingriff zu nehmen, und eine Grenzfläche aufweist, wobei entlang
der Grenzfläche
das erste Teil und das zweite Teil in Kontakt sind, wobei das erste
Teil mindestens an seiner Innenseite ein erstes Schraubengewinde und
das zweite Teil mindestens an seiner Außenseite ein zweites Schraubengewinde
aufweist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtung zwischen
den beiden Teilen eines Schraubeneinsatzes bereitzustellen, die
ihre Dichtungseigenschaften während
wechselnden und veränderlichen
externen Bedingungen (Spannungen/Schlag) beibehalten werden.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Schraubeneinsatz bereitzustellen,
bei dem es möglich
ist, ein erstes Teil in die gleiche Orientierung und mit dem gleichen
Rotationsdrehmoment nach Entfernen des ersten Teils beim Wiedereinfügen bezogen
auf ein zweites Teil zurückzuführen, mit
dem der erste Schraubeneinsatz ursprünglich verbunden war.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Orientierung und das
Rotationsdrehmoment der beiden Teile einer Spritzgießvorrichtung
bezogen zueinander beizubehalten und ein sicheres Dichtungsmittel
zwischen ihnen bereitzustellen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen,
um eine vorbestimmte relative Winkelorientierung zwischen zwei Teilen
eines Schraubeneinsatzes zu erhalten.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Aufbau bereitzustellen,
mit dem die Winkelorientierung von zwei Teilen einer Schraubenverbindung
relativ einfach eingestellt werden kann.
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Daher
ist bei einer ersten Ausführungsform die
Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein zylindrisch geformtes
drittes Teil zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil angeordnet
ist, wobei das dritte Teil an seiner Innenseite ein drittes Schraubengewinde
und an seiner Außenseite
ein viertes Schraubengewinde aufweist, wobei das vierte Schraubengewinde
komplementär
zu dem ersten Schraubengewinde an der Innenseite des ersten Teils
ist, das dritte Schraubengewinde komplementär zu dem zweiten Schraubengewinde
der Außenseite des
zweiten Teils ist, die ersten und vierten Schraubengewinde bezogen
auf die zweiten und dritten Schraubengewinde derart sind, dass sich
durch Rotation des dritten Teils in der xz-Ebene des Koordinatenrahmens
das zweite Teil zu der Schulter des ersten Teils hin bewegt. Sobald
die gewünschte
relative Winkelorientierung des zweiten Teils bezogen auf das erste
Teil erhalten ist, wird sich durch Drehen des dritten Teils das
zweite Teil nur axial zu der Schulter in dem ersten Teil hin bewegen,
während
die relative Winkelorientierung des zweiten Teils bezogen auf das
erste Teil gleich gehalten wird.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindesteigung
der ersten und vierten Schraubengewinde von der Gewindesteigung
der zweiten und dritten Schraubengewinde unterschiedlich ist.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform
ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindesteigung
der ersten und vierten Schraubengewinde im Wesentlichen gleich der
Gewindesteigung der zweiten und dritten Schraubengewinde ist.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform
ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sich die ersten und
vierten Schraubengewinde in einer Richtung im Wesentlichen gleich
der Richtung drehen, in der sich die zweiten und dritten Schraubengewinde drehen.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform
ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sich die Gewindesteigungen
der ersten und vierten Schraubengewinde in einer Richtung entgegengesetzt
zu der Richtung drehen, in der sich die zweiten und dritten Schraubengewinde
drehen.
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Die
Ausführungsformen,
wie oben aufgelistet, weisen als ein gemeinsames Ergebnis auf, dass das
zweite Teil schließlich
die Schultern des ersten Teils in Eingriff nehmen und eine starke
Dichtung zwischen dem zweiten Teil und dem ersten Teil erhalten wird.
Außerdem
bewegen sich das erste Teil und das zweite Teil in axialer Richtung
nur zueinander hin, was den Vorteil aufweist, dass die kontaktierenden Oberflächen, wenn
sie einander in Eingriff nehmen, nicht übereinander gleiten werden,
sodass keine Reibungskräfte
auftreten werden. Reibungskräfte
können
zu Oberflächenverschleiß („galling") führen. Durch
den erfindungsgemäßen Aufbau
wird dieser Effekt im Wesentlichen eliminiert.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform
ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Teil ein
Befestigungsmittel umfasst. Auf diese Art und Weise kann das dritte
Teil mit einem Befestigungswerkzeug (z.B. einem Schraubenschlüssel) in Eingriff
genommen werden. Dies ermöglicht
das Arbeiten an dem dritten Teil und macht eine starke Bindung zwischen
dem ersten Teil und dem zweiten Teil möglich.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform
ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil und
das zweite Teil komplementäre
Winkelorientierungsmittel zum Orientieren des ersten Teils in einer
vorbestimmten Winkelposition bezogen auf das zweite Teil umfassen.
Dies macht es möglich,
dass ein Einsatz nach Entfernen (beispielsweise, um das Heißkanalsystem
zu reinigen) in die gleiche Position wie zuvor zurückgeführt werden
kann. Das Orientierungsmittel wird sicherstellen, dass nur eine
spezifische Position zwischen den beiden Teilen erhalten werden
kann. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn keine Zylinder-symmetrischen
Einsätze
oder Düsen verwendet
werden. Außerdem
liefern die Orientierungsmittel eine Sicherheitsmaßname gegen
eine unerwünschte
Rotation der beiden Teil bezogen zueinander.
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben,
in denen zeigen:
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1 eine
Schraubenverbindung gemäß dem Stand
der Technik in einer Schnittansicht;
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2 einen
longitudinalen Querschnitt einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 eine
weitere Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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4 ein
Mittel, um die Winkelorientierung von zwei Teilen eines Schraubeneinsatzes
bezogen zueinander festzulegen.
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Um
den Prozess des Erläuterns
der Erfindung zu erleichtern, wird ein rechtshändiger rechtwinkliger Koordinatenrahmen 40 in
Verbindung mit 1 bis 3 verwendet.
Die y-Achse des Koordinatenrahmens ist parallel mit der Mittellinie
der röhrenförmigen Strukturen
orientiert, wie in 1 bis 3 gezeigt ist.
Eine positive Rotation in der xz-Ebene wird durch den „+" Pfeil und eine negative Rotation
in der xz-Ebene durch den „–" Pfeil angegeben.
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Eine
Schraubenverbindung, wie gegenwärtig bekannt,
wird in 1 gezeigt. Die Schraubenverbindung
umfasst ein erstes Teil 1 und ein zweites Teil 2. Das
erste Teil 1 weist eine Schulter 3 auf, die bestimmt,
wie weit das zweite Teil 2 in das erste Teil 1 geschraubt
werden kann. Die Innenseite des ersten Teils 1 weist ein
Schraubengewinde 5 auf, wie es die Außenseite 6 des zweiten
Teils 2 aufweist. Das Schraubengewinde an der Innenseite 5 des
ersten Teils 1 ist komplementär mit dem Schraubengewinde 6 auf
der Außenseite
des zweiten Teils 2. Die (zentrale) Achse der Schraubenverbindung
wird durch die Bezugsziffer 57 in 1 bis 4 angegeben.
Die Schraubenverbindung wird durch Schrauben des zweiten Teils 2 in
das erste Teil 1, bis das zweite Teil das erste Teil in
der Schulter 3 des ersten Teils 1 in Eingriff
nimmt, hergestellt. Eine Dichtung zwischen dem ersten Teil 1 und
dem zweiten Teil 2 wird durch Anlegen des erforderlichen
Drehmoments an die Teile 1, 2 bezogen zueinander
erhalten. Es ist nicht möglich,
eine vorbestimmte relative Orientierung der beiden Teile bezogen
zueinander und ein vorbestimmtes Drehmoment zu erhalten.
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In 2 ist
ein zylindrisch geformtes drittes Teil, wie beispielsweise ein Ring 14,
zwischen einem ersten Teil 11 einer Schraubenverbindung,
beispielsweise einem Spritzgießverteiler
oder ein Rohr, und einem zweiten Teil 12, wie beispielsweise
einer Düse oder
einem weiteren Rohr, angeordnet. Das erste Teil weist ein inneres
Schraubengewinde 15 auf und umfasst eine Schulter 13.
Das zweite Teil 12 weist ein äußeres Schraubengewinde 16 auf.
Der Ring 14 umfasst ein inneres Schraubengewinde 17 und
ein äußeres Schraubengewinde 18.
Das Schraubengewinde 16 ist komplementär mit dem Schraubengewinde 17,
und das Schraubengewinde 15 ist komplementär mit dem
Schraubengewinde 18. Die Schraubengewinde 16, 17 weisen
eine von 15, 18 unterschiedliche Gewindesteigung
auf. Die Gewindesteigung der Schraubengewinde 16, 17 ist
größer als
die Gewindesteigung der Schraubengewinde 15, 18.
Als ein Beispiel sei angenommen, dass die Schraubengewinde 15, 16, 17 und 18 rechtsgängige Schraubengewinde
sind, wobei jedoch die Erfindung genauso gut für linksgängige Schraubengewinde arbeitet, wenn
die Schraubenrichtungen in dem Folgenden umgekehrt werden. Der Ring 14 kann
mit einem Ineingriffnahmemittel 19 ausgestattet sein, an
dem ein Befestigungswerkzeug (nicht gezeigt) angebracht sein kann.
Die Schraubenverbindung wird hergestellt, indem zuerst der Ring 14 in
die Richtung des „–" Pfeils in das erste
Teil 11 geschraubt wird, bis er die Schulter 13 in
Eingriff nimmt. Dann wird das zweite Teil 12 in der Richtung
des „–" Pfeils in den Ring 14 geschraubt,
bis das zweite Teil 12 ebenfalls die Schulter 13 in
Eingriff nimmt. Dann wird der Ring 14 aus dem ersten Teil 11 ausgeschraubt,
indem er in eine Richtung entgegengesetzt (in der Richtung des „+" Pfeils) zu der zuvor
verwendeten Richtung gedreht wird. Aufgrund der Differenz in der
Gewindesteigung der Schraubengewinde 15, 18 einerseits und 16, 17 andererseits
wird eine Axialkraft vorhanden sein, die die Grenzflächen des
ersten Teils 11 und des zweiten Teils 12, angegeben
durch die Bezugsziffer 20, aufeinander drückt. Um
das Vorhergehende zu veranschaulichen, sei angenommen, dass der
Ring 14 über
einen Winkel von 360 Grad gedreht wird. Dann wird der Ring 14 über einen
kleinen axialen Abstand (dem axialen Abstand zwischen zwei aufeinander
folgenden Windungen) über
das erste Teil 11 verschoben. Der Ring 14 wird
jedoch über
einen größeren axialen
Abstand über
das zweite Teil 12 verschoben. Da der Ring 14 starr
ist, bedeutet dies, dass das erste Teil 11 und das zweite
Teil 12 zusammen über
diese Differenz im Abstand gedrückt werden
müssen.
Auf diese Art und Weise wird eine gute Dichtung erhalten.
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Die
Erfindung kann ebenfalls verwendet werden, um nach (erneutem) Verbinden
der beiden Teile 11, 12 eine vorbestimmte Winkelorientierung
zwischen den beiden Teilen 11, 12 zu erhalten,
während sie
(erneut) verbunden werden. Der Ring 14 wird in das erste
Teil 11 geschraubt, wie oben beschrieben. Das zweite Teil 12 wird
in den Ring 14 geschraubt, bis es die Schulter 13 in
Eingriff nimmt. Dann wird das zweite Teil 12 gegen den
Uhrzeigersinn geschraubt, bis es die gewünschte Winkelorientierung bezogen auf
das erste Teil 11 aufweist. Nun wird nur der Ring 14 gegen
den Uhrzeigersinn geschraubt, um die Dichtung zwischen dem ersten
Teil 11 und dem zweiten Teil 12 zu erhalten, während die
beiden Teile 11 und 12 in einer festen Winkelposition
bezogen zueinander gehalten werden.
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3 zeigt
ein ringförmiges
Objekt 24, das zwischen einem ersten Teil 21 eines
zweiten Teils 12 einer Schraubenverbindung angeordnet ist.
Der Ring 24 nimmt das zweite Teil 22 der Schraubenverbindung
in einer Schulter 10 in Eingriff. Dies macht es möglich, das
zweite Teil 22 in den Ring 24 zu schrauben, bis
es durch die Schulter 10 gehalten wird. Ein weiterer Unterschied
zu der Ausführungsform
von 2 ist die Tatsache, dass die Schraubengewinde 27, 28 des
Rings 24 entgegengesetzte Gewindesteigungen aufweisen.
Wenn die Innenseite des Rings 24 beispielsweise ein rechtsgängiges Gewinde
aufweist, dann weist die Außenseite
des Rings 24 ein linksgängiges
Gewinde 28 auf. Dies wird in 3 durch
R für ein
rechtsgängiges
Gewinde und L für
ein linksgängiges
Gewinde angegeben. Die Erfindung arbeitet jedoch genauso gut, wenn
das linksgängige Gewinde
gegen ein rechtsgängiges
Gewinde und umgekehrt ausgetauscht wird und wenn die Schraubenrichtungen
in dem Folgenden umgekehrt werden. Um die Schraubenverbindung herzustellen,
wird das zweite Teil 22 in den Ring 24 geschraubt,
bis es den Ring in der Schulter 10 in Eingriff nimmt. Dann
wird die Baugruppe des Rings 24 und des zweiten Teils 22 in
das erste Teil 21 geschraubt, bis das zweite Teil 22 das
erste Teil 21 in der Schulter 30 in Eingriff nimmt. Durch
anschließendes
Schrauben des Rings 24 weiter entlang der gleichen Richtung
werden die durch die Bezugsziffer 31 in 3 angegebenen
Grenzflächen
des ersten Teils 21 und des zweiten Teils 22 fest gegeneinander
gedrückt,
und die Dichtung wird hergestellt. Bei dieser Ausführungsform
gibt es keine Notwendigkeit für
eine Differenz in der Gewindesteigungsversetzung, nur die entgegengesetzte
Richtung der Gewinde 27, 28 (rechtsgängig gegenüber linksgängig) ist
bedeutsam.
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Es
ist möglich,
das erste Teil 21 und das zweite Teil 22 in einer
vorbestimmten relativen Winkelposition auf die folgende Art und
Weise zu orientieren. Die Baugruppe des Rings 24 und des
zweiten Teils 22 wird in das erste Teil 21 so
weit wie möglich entlang
des Schraubengewindes 25 geschraubt, und gerade vor der
Ineingriffnahme der Schulter 30 wird die gewünschte Winkelorientierung
zwischen dem ersten Teil 21 und dem zweiten Teil 22 eingerichtet. Dann
wird nur der Ring 24 gedreht, während die Winkelposition des
ersten Teils 21 bezogen auf das zweite Teil 22 fest
gehalten wird.
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In 4 wird
veranschaulicht, wie die Erfindung verwendet werden kann, um eine
vorbestimmte relative Winkelrotation zwischen zwei Teilen 51, 52 einer
Schraubenverbindung zu erhalten. Das dritte Zwischenteil mit den
Bezugsziffern 14, 24 in 2 bzw. 3 wird
weggelassen, um die Erläuterung
zu erleichtern. Das Teil 52 wird mit einem Orientierungsmittel 53 ausgestattet,
in diesem Fall einem regelmäßigen Sechskant,
der in den komplementären
regelmäßigen Sechskant 55 passt,
der in dem Teil 51 weggeschnitten ist. Da der Sechskant
regelmäßig ist
und seine Symmetrieachse 59 mit der (zentralen) Achse 57 des
Schraubeneinsatzes koinzidiert, gibt es mehrere (sechs) Wege, mit
denen das Teil 52 mit dem Teil 51 verbunden werden
kann. Das Orientierungsmittel kann ebenfalls einen Achtkant umfassen,
der in einen komplementären
weggeschnittenen Achtkant in dem Teil 51 passt. Der Ort
des weggeschnittenen Achtkants (und eines anderen weggeschnittenen
Orientierungsmittels) kann wunschgemäß auf dem Teil 52 oder
dem Teil 51 sein. Weitere nicht symmetrische Anordnungen
sind ebenfalls möglich,
beispielsweise eine Kerbe auf einem der Teile 51, 52,
in die ein komplementärer
Vorsprung passt, oder eine kleine Unebenheit, die in der Oberfläche des
Teils 51 bereitgestellt wird, wo das Teil 51 das
Teil 52 in einer komplementären Unebenheit trifft, die
auf dem Teil 52 bereitgestellt wird. In diesem Fall ist
nur eine Orientierung des Teils 51 mit dem Teil 52 möglich. Diese
Orientierung wird durch den Ort der komplementären Orientierungsmittel vorbestimmt.
Außerdem
und beispielhaft kann eines der Teile 51, 52 mit
einem Stift ausgerüstet
sein, der in ein komplementäres
Loch auf dem anderen Teil passt.