DE69522996T2

DE69522996T2 - Einstückiger Spritzgiesseinsatz mit Radialrippen aufweisender Kühlkammer

Info

Publication number: DE69522996T2
Application number: DE69522996T
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Gellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1994-06-21
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2015-06-15
Also published as: DE69522996D1; CA2126431C; IN188361B; DE19521733B4; JPH0839622A; CA2572585C; EP0688656A1; CA2572585A1; ATE206348T1; BR9502772A; CA2603238A1; DE19521733A1; EP0688656B1; CA2126431A1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsätze.

Einsätze, die einen Teil des Formhohlraumes bilden und durch die sich der Anschnitt erstreckt, um Schmelze von einer beheizten Düse in den Formhohlraum zu befördern, sind bekannt. Solche Einsätze, die eine kreisförmige Kammer für Kühlfluid haben, das rund um den Anschnitt strömt, sind ebenfalls bekannt.
Von dem Stand der Technik, Dokument EP-B-374549 ist eine Spritzgießeinrichtung mit einem Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsatz nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt. Dieser Einsatz ist zwischen der beheizten Düse und dem zugehörigen Formhohlraum montiert. Der Einsatz weist einen inneren Abschnitt und einen äußeren Abschnitt auf, die miteinander einstückig hart verlötet sind. Sowohl der innere wie auch der äußere Abschnitt bestehen aus Warmarbeitsstahl. Der äußere Abschnitt des Anschnitteinsatzes ist von einer Mittelöffnung durchzogen, die den inneren Abschnitt aufnimmt. Die Innenoberfläche des äußeren Abschnittes ist passend zur Außenoberfläche des inneren Abschnittes mit Ausnahme dessen, daß die Oberfläche des inneren Abschnittes ein Paar Kanäle aufweist, die sich nach hinten von einem kreisförmigen Kanal benachbart zum vorderen Ende des inneren Abschnittes aus erstrecken. Der innere und äußere Abschnitt des Einsatzes sind einstückig mit einer Trennwand verbunden, die in dem kreisförmigen Kanal zwischen dem vorerwähnten Kanalpaar angeordnet ist. Der kreisförmige Kanal bildet einen kreisförmigen Kühlfluidkanal, der sich in dem Einsatz rund um den Nasenabschnitt der zugehörigen Düse benachbart zu dem Formhohlraum erstreckt. Die vorerwähnten Kanäle bilden eine Kühlfluideinlaß- und -Auslaßeinrichtung, die nahe beieinander an der Außenseite des Einsatzes vorgesehen ist. Der kreisförmige Kühlfluidkanal wird verwendet, um Kühlfluid von dem Kühlfluideinlaß rund um den Anschnitt zu dem Kühlfluidauslaß zu befördern. An einer Vorderoberfläche des Einsatzes ist ein Formhohlraum-Wandabschnitt vorgesehen, der sich zwischen den Kühlfluidkanal und den Formhohlraum erstreckt, wobei die Vorderoberfläche einen im wesentlichen flachen Teil des Formhohlraumes bildet.
Außerdem ist aus dem Stand der Technik, Dokument US-A-4687613, eine beheizte Spritzgießdüse bekannt, die als einstückiges Element ausgebildet ist. Diese Düse weist einen Verteiler auf, der in einem Zylinder desselben ausgebildet ist und der mit einem Anschnitt zur Zuführung von Kunststoff in den Formhohlraum kommunizierend verbunden ist. Die Düse weist auch eine Vorderoberfläche auf, die teilweise eine flache Oberfläche des Formhohlraumes bildet. Außerdem ist ein ringförmiger Kühlkanal innerhalb der Düse vorgesehen, der den Anschnitt umgibt. Dieser ringförmige Kühlkanal ist mit einem Einströmkanal und einem Abströmkanal zur Zuführung eines Kühlmediums zur Kühlung des Anschnittes verbunden. Der Einspritzzyklus der Düse wird durch Zusammenwirken der Anschnitt-Kühleinrichtung mit einer elektrischen Heizeinrichtung, die auch in der Düse vorgesehen ist, gesteuert, in dem der Kunststoff innerhalb des Anschnittes abgekühlt wird, um diesen zu verschließen und um den Kunststoff aufzuwärmen, um den Anschnitt zu öffnen. Somit ist der ringförmige Kühlkanal, der im Bereich des Anschnittes beschränkt ist, Teil der Einspritzzyklus-Steuereinrichtung, und die einstückige Düseneinrichtung braucht nicht mit einem Ventilteil zum Öffnen und Schließen des Anschnittes innerhalb eines vorgegebenen Einspritzzyklus versehen zu sein.
Aus dem Stand der Technik, Dokument EP-A-195111 (US-A-4622001), ist eine Spritzgießeinrichtung mit einem Formhohlraumteil aus zwei Elementen bekannt. Dieses Teil weist ein Formhohlraumelement und einen Deckel auf. Das Teil ist zwischen einer Düse und einem Formhohlraum angeordnet. Eine hintere Oberfläche des Deckels ist mit einem ausgesparten Abschnitt versehen, um eine zugehörige Düse aufzunehmen. Das Formhohlraumelement weist eine Innenoberfläche auf, die vollständig den außenseitigen Teil des Formhohlraumes bildet. Ein Anschnitt erstreckt sich zentral durch das Teil von der hinteren Oberfläche zu der Vorderoberfläche, um Schmelze in den Formhohlraum einzuführen. Innerhalb des Deckels sind zwei gewundene Kühlkanäle im wesentlichen innerhalb einer Ebene ausgebildet, die rechtwinklig zur Längsachse des Teiles verläuft. Die Kühlkanäle sind jeweils mit der Kühlfluid-Einlaßeinrichtung un der Kühlfluid-Auslaßeinrichtung verbunden und erstrecken sich von einem zylindrischen Abschnitt des Deckels aus nach innen. Die Kanäle enthalten außerdem Taschen, die nahe an der zugehörigen Anschnitteinrichtung angeordnet sind und die durch gewundene Schlitze (vorgesehen innerhalb des Deckels) gebildet sind. Diese Schlitze werden durch Zungen gebildet, die sich von dem Deckel und über das Formhohlraumelement erstrecken.
In den meisten Spritzgießanwendungen ist die Kosteneffizienz des Mehrfachform- Gießens und die kompakte Größe ein sehr wichtiger Faktor geworden. Während ein rasches Abkühlen der Schmelze wichtig ist, um die Zykluszeit zu vermindern, wurden auch höhere Spritzgießdrücke in dem Formhohlraum dazu geführt, daß der baulichen Festigkeit der Form eine zunehmend größere Bedeutung beigemessen worden ist. Dies gilt insbesondere für das Spritzgießen von Polyethylen-Terephthalat (PET)-Vorformen für Getränkeflaschen, die große Mehrfachformhohlraumsysteme mit kurzen Zykluszeiten erfordern, um wettbewerbsfähig zu sein. Selbstverständlich haben gekühlte Anschnitt- und Formhohlraumeinsätze die Schwierigkeit, daß die Zunahme der Größe der Kühlfluidkammer für mehr Kühlung zu einem Verlust an baulicher Festigkeit führt, um dem Spritzgieß- und Abdichtungsdruck in dem Formhohlraum zu widerstehen. Außerdem gilt, daß je dicker die Formhohlraumwand rund um den Anschnitt ist, desto mehr Isolation wird geschaffen und, daher, desto mehr Kühlung muß durch das Kühlfluid vorgesehen werden. Somit haben alle die bisherigen Anschnitt- und Formhohlraumeinsätze den Nachteil, daß die Kombination des Schmelzeabkühlens und der baulichen Festigkeit, die sie bereitstellten, für einige Anwendung, wie z. B. für das Spritzgießen von PET- Flaschenvorformen, unzureichend ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Spritzgießanbschnitt- und -Formhohlraumeinsatz zu schaffen, der verbesserte Kühleigenschaften aufweist, der in seiner Größe kompakt ist und eine verbesserte Kosteneffizienz aufweist.
Nach der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel durch einen Spritzgießanschnitt- und - Formhohlraumeinsatz gelöst, der die Merkmale des unabhängigen Anspruches 1 hat.
Es ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, einen gekühlten Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsatz zu schaffen, der eine verbesserte Kombination von Schmelzekühlung und baulicher Festigkeit aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen illustriert und erläutert, wobei in den Zeichnungen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Abschnittes eines Mehrfachformhohlraum- Spritzgießsystemes ist, das einen Anschnitt- und Formhohlraumeinsatz nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zeigt,
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung ist, die zeigt, wie der Einsatz hergestellt wird,
Fig. 3 eine teilweise weggeschnittene Darstellung des Einsatzes ist, die einen der Strömungskanäle für das Kühlfluid zeigt,
Fig. 4 eine ähnliche Ansicht aus einem unterschiedlichen Winkel ist, die einen Abschnitt beider Strömungskanäle zeigt, und
Fig. 5 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 5-5 in Fig. 3 ist.
Bezug wird zuerst auf Fig. 1 genommen, die einen Abschnitt eines ventilgesteuerten Mehrfachform-Spritzgießsystemes oder -einrichtung ist, die einen Anschnitt- und Formhohlraumeinsatz 10 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zeigt, der zwischen einer beheizten Düse 10 und einem Formhohlraum 14 angeordnet ist. Der Formhohlraum 14 hat einen konvexen Abschnitt 16, der teilweise durch den Anschnitt- und Formhohlraumeinsatz 10 gebildet und in diesem Ausführungsbeispiel für das Gießen von PET-Vorformen vorgesehen ist, aus denen Getränkeflaschen durch Streck-Blasformen hergestellt werden. Ein Schmelzkanal 18 verzweigt sich in einem Stahl-Schmelzeverteilerkörper 20 auf unterschiedliche Stahldüsen 12, um unter Druck stehende Schmelze zu jedem Anschnitt 22 zu fördern, der sich durch den Anschnitt- und Formhohlraumeinsatz 10 zu einem zugehörigen Formhohlraum 14 erstreckt. Der Schmelzeverteilerkörper 20 hat einen zylindrischen Einlaßabschnitt 24 und wird durch ein integrales elektrisches Heizelement 26 beheizt.
Jede Düse 12 hat eine Außenoberfläche 28, ein hinteres Ende 30, ein vorderes Ende 32 und eine zentrale Schmelzebohrung 34, die sich von dem hinteren Ende 30 zu dem vorderen Ende 32 erstreckt. Die Düse 12 wird durch ein integrales elektrisches Heizelement 36 beheizt, das einen Spiralabschnitt 38 aufweist, der sich rund um die Schmelzebohrung 34 erstreckt und einen äußeren Anschluß 40 aufweist, mit dem elektrische Leitungen 42 von einer Energiequelle verbunden sind. Während die Form 44 üblicherweise eine größere Anzahl von Platten in Abhängigkeit von der Aufwendung aufweist, sind in diesem Fall eine Verteiler-Halteplatte 46, eine Zylinderplatte 48 und eine Rückplatte 50 vorgesehen, die aneinander durch Schrauben 52 befestigt sind, ebenso wie eine Formhohlraum-Halteplatte 53, wobei diese zur Erleichterung der Darstellung gezeigt sind. Die Düse 12 sitzt in einer im wesentlichen zylindrischen Öffnung 54 in der Verteiler- Halteplatte 46 durch einen kreisförmigen Positionierflansch 46, der auf einer kreisförmigen Schulter 58 in der Öffnung 54 sitzt, um die Düse 12 genau mit ihrer Mittelbohrung 34 in Ausrichtung mit dem Anschnitt 22, der sich durch den Einsatz 10 zu dem Formhohlraum 14 erstreckt, zu positionieren. Dies schafft einen isolierenden Luftraum 60 zwischen der Düse 12 und der umgebenden Verteiler-Halteplatte 46 und dem Einsatz 10. In diesen Aufbau ist eine entfernbare, zweiteilige Düsendichtung 62 in einen Gewindesitz 64 in dem vorderen Ende der Düse 10 eingeschraubt, um den isolierenden Luftraum 60 rund um den Anschnitt 22 zu überbrücken. Die Form 44 wird durch Pumpen von Kühlwasser durch die Kühlleitungen 66, die sich in der Verteiler-Halteplatte 46 und der Zylinderplatte 48 erstrecken, gekühlt. Der Verteilerkörper 20 ist zwischen der Verteiler- Halteplatte 46 und der Zylinderplatte 48 durch einen zentralen Positionierring 68 und Ventil-Dichtungshülsen 70 montiert. Jede Ventil-Dichtungshülse 70 sitzt in einer Öffnung 72, die sich durch den Verteiler 20 erstreckt, in Ausrichtung mit eine Düse 12 und hat einen Flanschabschnitt 74, der gegen die Zylinderplatte 48 anliegt. Somit wird ein weiterer isolierender Luftraum 76 zwischen dem beheizten Verteiler 20 und der umgebenden, gekühlten Verteiler-Halteplatte 46 und der Zylinderplatte 48 geschaffen, um eine thermische Trennung zwischen dem beheizten Verteiler 20 und der umgebenden, gekühlten Form 44 zu schaffen.
Ein langgestrecktes Ventilteil 78 mit einer zylindrischen Außenoberfläche 80 erstreckt sich durch eine Bohrung 82 in der Ventil-Dichtungshülse 70 und zentral in dem Schmelzekanal 18 und die ausgerichtete, zentrale Schmelzebohrung 34, die sich durch die Düse 12 erstreckt. Das Ventilteil 78 hat ein vergrößertes hinteres Ende 84 und eine kegelförmige Spitze 86, die in dem Anschnitt 22 in der geschlossenen Position aufgenommen ist. Das hintere Ende 84 des Ventilteiles 78 ist mit einer pneumatischen Betätigungsvorrichtung versehen, die einen Kolben 88 enthält, der in einer Zylinderbohrung 90 in einer Zylinderplatte 78 sitzt. Gesteuerter Luftdruck wird auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 88 durch Luftkanäle 92, 94, die sich durch die Rückplatte 50 erstrecken, angelegt, um das Ventilteil 78 zwischen einer zurückgezogenen Offenstellung und der vorgeschobenen Schließstellung, die gezeigt ist und der die kegelförmige Spitze 86 in dem Anschnitt 22 in dem Anschnitt- und -Formhohlraumeinsatz aufgenommen ist, hin- und herbewegt wird. Während zur Erleichterung der Darstellung eine pneumatische Betätigungsvorrichtung dargestellt ist, können für viele Anwendungen selbstverständlich hydraulische Betätigungsvorrichtungen verwendet werden.
Bezugnehmen auch auf die Fig. 3 bis 5 wird nunmehr der Anschnitt- und Formhohlraumeinsatz 10 nach der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben.
Der Anschnitt- und -Formhohlraumeinsatz 10 hat ein hinteres Ende 96 mit einer hinteren Oberfläche 98, die einen ausgesparten Abschnitt 100 aufweist, sowie ein vorderes Ende 102 mit einer vorderen Oberfläche 104, die einen ausgesparten Abschnitt 106 aufweist, der teilweise den konvexen Abschnitt 16 des Formhohlraumes 14 bildet. Der ausgesparte Abschnitt 100 des hinteren Endes 98 hat einen Mittelsitz 108, von dem sich aus der konische Einschnitt 22 zu dem Formhohlraum 14 erstreckt und in dem das vordere Ende 110 der zweiteiligen Düsendichtung 62 aufgenommen ist. Der Anschnitt- und Formhohlraumeinsatz 10 hat eine Außenoberfläche 112 mit einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 114, der von dem hinteren Ende 96 aus erstreckt. Der Anschnitt- und -Formhohlraumeinsatz 10 hat eine Kühlfluidkammer 116, die im wesentlichen kreisförmig mit Ausnahme der Rippenabschnitte, die nachfolgend beschrieben werden, ist, und die sich rund um den Abschnitt 22 von einem Kühlfluideinlaß 118 aus zu einem Kühlfluidauslaß 120 erstreckt, der gegenüberliegend zu dem Kühlfluideinlaß 118 ausgebildet ist. Der Kühlfluideinlaß 118 und der Kühlfluidauslaß 120 erstrecken sich von dem zylindrischen Abschnitt 114 der Außenoberfläche 112 des Anschnitt- und Formhohlraumeinsatzes 10 jeweils in Ausrichtung mit den Kühlfluideinlaß- und -Auslaßleitungen 122, 124, die sich durch die Formhohlraum-Halteplatte 53 erstrecken. O-Ringe aus Gummi erstrecken sich rund um den Anschnitt- und -Formhohlraumeinsatz 10, um eine Leckage von Kühlfluid zu verhindern. Das vordere Ende 102 des Anschnitt- und Formhohlraumeinsatzes 10 hat mehrere Gewindebohrungen 128 zum Entfernen des Einsatzes 10, eine von ihnen nimmt einen Anti-Drehstift 130 auf, der sich in eine Gegenbohrung 132 in dem Formhohlraumeinsatz 134 erstreckt.
Bezug wird nun insbesondere auf die Fig. 3 und 4 genommen, um zu beschreiben, wie ein Paar von gewundenen Kanälen 136, 138 ausgebildet sind, für das Kühlfluid, zur Strömung durch den Kanal rund um die Kühlfluidkammer 160 von dem Einlaßeinsatz 118 zu dem Auslaßeinlaß 120. Wie ersichtlich ist, hat der Anschnitt- und Formhohlraumeinsatz 10 eine Anzahl von ersten sich radial erstreckenden Rippenabschnitten 140, die nach vom in die Kammer 116 vorspringen, und eine Anzahl von zweiten, radial sich erstreckenden Rippenabschnitten 142, die nach hinten in die Kammer 116 vorspringen. Die nach vom vorspringenden Rippenabschnitte 140 wechseln mit den nach rückwärts vorspringenden Rippenabschnitten 140 ab und sind ausreichend von diesen beabstandet, um gewundene Kanäle 136, 138 zwischen diesen Abschnitten für das Kühlfluid zur Strömung rund um den Einsatz 10 zwischen dem Kühlfluideinlaß 118 und -Auslaß 120 bilden. Zusätzlich zur Schaffung einer größeren Kühlung wegen der turbulenten Strömung des Kühlfluides rund um die Rippenabschnitte 136, 138 und durch ihren erhöhten Oberflächenbereich, erhöhen diese sich radial erstreckenden Rippenabschnitte 136, 138 auch wesentlich die Festigkeit des Einsatzes 10, um dem Einspritzdruck in dem Formhohlraum 14 standzuhalten. Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, erlaubt dies, daß der Formhohlraum-Wandabschnitt 144 zwischen den Kühlfluidkanälen 136, 138 und dem Formhohlraum 14 so dünn als möglich gemacht wird, um dem Einspritzdruck zu widerstehen, was außerdem die Kühlwirkung durch das Kühlfluid auf die Schmelze in dem Formhohlraum 14 verbessert. In diesem Ausführungsbeispiel sind die sich nach vom erstreckenden Rippenabschnitte 140 viel breiter als die sich nach hinten erstreckenden Rippenabschnitte 142, um die Länge des Strömungsweges entlang des dünnen Formhohlraum-Wandabschnittes 144 zu vergrößern, um die Kombination von Kühlung und Festigkeit, geschaffen durch die Verwendung der Rippenabschnitte 140, 142, zu optimieren.
In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein dritter, dünner Rippenabschnitt 146 in Längsrichtung quer durch die Kühlfluid 116 in Ausrichtung mit dem Kühlfluideinlaß 118. Ähnlich erstreckt sich ein vierter, dünner Rippenabschnitt 148 in Längsrichtung durch die Kühlfluidkammer 116 in Ausrichtung mit dem Kühlfluidauslaß 120. Der dritte und vierte Rippenabschnitt 146, 148 sind wesentlich schmaler in der Breite als der Durchmesser des Einlasses 118 und des Auslasse 120. Zusätzlich zur Unterteilung des Strömung des Kühlfluides durch das Paar von gewundenen Kanälen 136, 138 in entgegengesetzten Richtungen rund um den Einsatz 10, versehen diese radial sich erstreckenden Rippenabschnitte 146, 148 in vergleichbarer Weise den Einsatz 10 mit zusätzlicher Festigkeit, um dem wiederholten Einspritzdruck in dem Formhohlraum 14 standzuhalten. Wie ersichtlich ist, ist die Schnittführung in Fig. 1 geringfügig außermittig, so daß diese Rippenabschnitte 146, 148 nicht sichtbar sind, um klarzustellen, wie das Kühlfluid durch den Einlaß 118 hinein- und durch den Auslaß 120 herausströmt.
Es wird nunmehr insbesondere auf die Fig. 2 Bezug genommen um zu beschreiben, wie der Anschnitt- und -Formhohlraumeinsatz 10 nach der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
Zuerst wird ein Innenteil 150 und ein Außenteil 152 aus geeigneten Materialien entspanend bearbeitet, um zusammenzupassen. Das Außenteil 152 besteht normalerweise aus einem geeigneten Stahl, wie z. B. H13 oder rostfreiem Stahl und das Innenteil ist vorzugsweise aus einer Beryllium-Nickel-Legierung, die leitfähiger und widerstandsfähiger als Stahl ist. Wie ersichtlich ist, hat das Innenteil 150 Rippenabschnitte 140, 142, die sich nach vom und hinten erstrecken, um zwischen sich die gewundenen Kühlfluidkanäle 136, 138 zu bilden und hat auch den dritten und vierten dünnen Rippenabschnitt 146, 148. Das Außenteil 152 hat einen Kühlfluideinlaß 180, der sich durch dieses hindurch gegenüberliegend zu dem Kühlfluidauslaß 120 erstreckt. Das Innenteil 150 wird anschließend in das Außenteil 152 so eingesetzt, daß der dritte Rippenabschnitt 146 in Ausrichtung mit dem Kühlfluideinlaß 118 und der vierte Rippenabschnitt 148 in Ausrichtung mit dem Kühlfluidauslaß 120 ist.
Nach einem Haftverschweißen in dieser Ausrichtung wird eine Nickellegierungspaste entlang der Verbindungen zwischen den Teilen aufgetragen und sie werden allmählich in einem Vakuumofen auf eine Temperatur von ungefähr 1052ºC (1925º F) erwärmt, was oberhalb der Schmelztemperatur der Nickellegierung ist. Wenn der Ofen beheizt wird, wird er auf ein verhältnismäßig hohes Vakuum evakuiert, um im wesentlichen den gesamten Sauerstoff zu entfernen und wird anschließend teilweise mit einem inerten Gas, wie z. B. Argon oder Stickstoff erneut gefüllt. Wenn der Schmelzpunkt der Nickellegierung erreicht ist, schmilzt diese und fließt zwischen die Außenoberfläche 154 des Innenteiles 150 und die Innenoberfläche 156 des Außenteiles 152. Diese Oberflächen 154, 156 sind aufgeraut oder durch Nickelschrot gestrahlt, und die Nickellegierung verteilt sich zwischen ihnen durch Kapillarwirkung, um integral einstückig die beiden Komponente 150, 152 hart zu verlöten, um einen einstückigen Anschnitt- und -Formhohlraum 10 zu schaffen. Das Hartverlöten miteinander auf diese Weise in einem Vakuumofen schafft eine metallurgische Verbindung der Nickellegierung mit dem Stahl, um die Festigkeit des Einsatzes zu maximieren und eine Leckage von Kühlwasser zu verhindern.
Im Gebrauch wird das Spritzgießsystem montiert, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Während zur Erleichterung der Darstellung nur ein einziger Formhohlraum 14 gezeigt ist, ist es deutlich, daß der Schmelzeverteilerkörper 20 normalerweise viel mehr Schmelzekanalverzweigungen aufweist, die sich zu vielen Formhohlräumen 14 in Abhängigkeit von der Anwendung erstrecken. Elektrische Energie wird an das Heizelement 26 in dem Verteiler 20 und an die Heizelemente 36 in den Düsen 12 gelegt, um sie auf eine vorgegebene Betriebstemperatur zu erwärmen. Wasser oder andere geeignete Kühlfluide mit vorgegebenen Temperaturen werden zu den Kühlleitungen 66 und 122 geführt, um die Form 44 und den Anschnitt- und -Formhohlraumeinsatz 10 zu kühlen. Heiße, unter Druck stehende Schmelze wird anschließend von einer Gießmaschine (nicht gezeigt) in den Schmelzekanal 18 durch den zentralen Einlaß 158 nach einem vorgegebenen Zyklus in herkömmlicher Weise eingespritzt. Der Schmelzekanal verzweigt sich in dem Verteiler 20 nach außen in jede Düse 12, wo er sich durch die Mittelbohrung 34 und anschließend durch die ausgerichtete Öffnung 160 in der zweiteiligen Dichtung 62 zu dem jeweiligen Anschnitt 22 erstreckt. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein gesteuerter Pneumatikdruck an die Zylinder 90 durch die Luftkanäle 92, 94 gelegt, um die Betätigung der Kolben 88 und der Ventilteile 78 entsprechend einem vorgegebenen Zyklus in herkömmlicher Weise zu steuern. Wenn die Ventilteile 78 in der zurückgezogenen Offenstellung sind, strömt unter Druck stehende Schmelze durch den Schmelzekanal 18 und die Anschnitte 22, bis die Formhohlräume 14 voll sind. Wenn die Formhohlräume 14 voll sind, wird der Einspritzdruck einen Moment gehalten, um zu verdichten. Der Pneumatikdruck wird anschließend umgekehrt, um die Ventilteile 78 in die vordere Schließposition longitudinal zu bewirken, in der die Spitze 86 der Ventilteile 78 in dem zugehörigen Anschnitt 22 sitzt. Der Einspritzdruck wird anschließend entlastet, und nach einer kurzen Abkühlperiode wird die Form 44 zum Auswerfen geöffnet. Nach dem Auswerten wird die Form 44 geschlossen, Pneumatikdruck wird angelegt, um die Ventilteile 78 in ihre Offenstellung zurückzuziehen und der Schmelze-Einspritzdruck wird erneut angelegt, um die Formhohlräume 14 erneut zu füllen. Dieser Zyklus wird kontinuierlich mit einer Frequenz wiederholt, die von der Anzahl und der Größe der Formhohlräume und der Art des Materiales, das spritzgegossen wird, abhängig ist. Die Betriebstemperatur wird durch ein Thermoelement 162 überwacht, das sich in das vordere Ende 32 der Düse 12 erstreckt.
Obwohl die Beschreibung der Einspritzvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel erfolgte, ist es evident, daß verschiedene andere Modifikationen möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er von jenen, die in dieser Technik geübt sind, verstanden wird und wie er in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsatz (10) zur Montage in einer Form zwischen einer beheizten Düse (12) und einem Formhohlraum (14), wobei der Anschnitt- und Formhohlraumeinsatz aufweist eine Außenoberfläche (112) die einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt (114), eine hintere Oberfläche (98) mit einem ausgesparten Abschnitt (100), eine vordere Oberfläche (104), die teilweise den Formhohlraum (14) bildet, einen Anschnitt (22), der sich mittig durch diesen hindurch von der hinteren Oberfläche (98) zu der vorderen Oberfläche (104) erstreckt, um Schmelze von der Düse (12) zu dem Formhohlraum (14) zu leiten, einen Kühlfluideinlaß (118) und einen Kühlfluidauslaß (120) aufweist, die sich von dem zylindrischen Abschnitt (114) nach einwärts erstrecken, einen Kühlfluidkanal, der sich in dem Anschnitt- und Formhohlraumeinsatz (10) erstreckt, um Kühlfluid von dem Kühlfluideinlaß (118) rund um den Anschnitt (22) zu dem Kühlfluidauslaß (120) zu befördern, einen Formhohlraum-Wandabschnitt (144), der sich zwischen dem Kühlfluidkanal und dem Formhohlraum (14) erstreckt und der eine vorgegebene Dicke aufweist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal eine Kammer (116) ist, in die eine Mehrzahl von Rippenabschnitten (140, 142) vorspringen, um eine turbulente Strömung des Kühlfluides innerhalb der Kühlfluidkammer (116) zu schaffen und daß die vordere Oberfläche (104) des Anschnitt- und Formhohlraum-Einsatzes (10) einen ausgesparten Abschnitt (106) aufweist, um teilweise einen konvexen Abschnitt (16) des Formhohlraumes (14) zu bilden.

2. Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsatz nach Anspruch 1, bei dem die Kühlfluideinlaß- und die Kühlfluidauslaßeinrichtung (118, 120) an dem zylindrischen Abschnitt (114) einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die mehreren Rippenabschnitte (140, 142), die in die Kühlfluidkammer (116) vorspringen, ein Paar gewundene Kanäle (136, 138) bilden, um eine turbulente Kühlfluidströmung von dem Kühlfluideinlaß (118) in beiden Richtungen rund um den Anschnitt (22) zu dem Kühlfluidauslaß (120) zu schaffen.

3. Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem die Mehrzahl der Rippenabschnitte aufweist eine Mehrzahl erster, sich radial erstreckender Rippenabschnitte (140), die nach vorn in die Kühlfluidkammer (116) vorspringen, und eine Mehrzahl von zweiten, sich radial erstreckenden Rippenabschnitten (142), die nach hinten von dem Formhohlraum-Wandabschnitt (144) in die Kühlfluidkammer (116) vorspringen, wobei die ersten, sich nach vorn erstreckenden Rippenabschnitte (140) alternierend und ausreichend beabstandet von den zweiten, sich nach hinten erstreckenden Rippenabschnitten (142) vorgesehen sind, um ein Paar von gewundenen Kanälen (136, 138) zu schaffen.

4. Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsatz nach Anspruch 3, bei dem die ersten, sich nach vorn erstreckenden Rippenabschnitte (140) wesentlich breiter sind als die zweiten, sich nach hinten erstreckenden Rippenabschnitte (142), um eine optimale Kombination an Strömung von Kühlfluid benachbart zu dem Formhohlraum- Wandabschnitt (144) und aus struktureller Festigkeit, basierend auf den ersten und zweiten Rippen, zu bilden.

5. Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem ein dritter Rippenabschnitt (146), der eine vorgegebene Breite aufweist, sich in Längsrichtung durch die Kühlfluidkammer (116) in Ausrichtung mit dem Kühlfluideinlaß (118) erstreckt, der Kühlfluideinlaß (118) von einem Durchmesser ist, der wesentlich größer ist als die Breite des dritten Rippenabschnittes (116), wodurch das Kühlfluid, das nach einwärts durch den Kühlfluideinlaß (118) strömt, sich an dem dritten Rippenabschnitt (110) teilt und in beide Richtungen durch die gewundenen Kanäle (136, 138) rund um den Anschnitt (22) strömt.

6. Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsatz nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem ein vierter dünner Rippenabschnitt (148), der eine vorgegebene Breite aufweist, sich in Längsrichtung durch die Kühlfluidkammer (116) in Ausrichtung mit dem Kühlfluidauslaß (120) erstreckt, wobei der Kühlfluidauslaß (120) von einem Durchmesser ist, der wesentlich größer ist als die Breite des vierten Rippenabschnittes (148), wodurch das Kühlfluid in beide Richtungen durch die gewundenen Kanäle (136, 138) strömt, hinter dem vierten Rippenabschnitt (148) wieder zusammengeführt wird und nach außen durch den Kühlfluidauslaß (120) strömt.

7. Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die vorgegebene Dicke des Formhohlraum-Wandabschnittes (144) zwischen den gewundenen Kanälen (136, 138) des Kühlfluides und dem Formhohlraum (14) so dünn wie möglich ist, um dem Einspritzdruck der Schmelze in dem Formhohlraum zu widerstehen.

8. Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Anschnitt- und Formhohlraumeinsatz ein Innenteil (150) aus einer Beryllium-Nickel-Legierung und ein Außenteil (152) aus Stahl aufweist.

9. Spritzgießanschnitt- und -Formhohlraumeinsatz nach Anspruch 8, bei dem das Innenteil (150) und das Außenteil (152) integral einstückig miteinander hartverlötet sind, um einen einstückigen Anschnitt- und Formhohlraumeinsatz (10) zu bilden.