DE69603538T2

DE69603538T2 - Spritzgiessvorrichtung mit seitlichem Anschnitt mit radial montierten Anschnitteinsätzen

Info

Publication number: DE69603538T2
Application number: DE69603538T
Authority: DE
Inventors: Denis L. Babin
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1995-05-15
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1999-11-25
Anticipated expiration: 2016-05-11
Also published as: CA2149385A1; CA2149385C; EP0743159A1; EP0743159B1; JP3830575B2; US5591465A; ATE182836T1; JPH08309805A; ES2135137T3; DE19618959B4; SG80549A1; DE19618959A1; DK0743159T3; DE69603538D1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Spritzgießen und insbesondere einen Seitenanguß-Spritzgießapparat gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Randanguß von einer zentralen Düse aus, die in einer Öffnung in einer Form sitzt, über mehrere hohle Dichtungen in umgebende, beabstandete Hohlräume ist wohlbekannt. Bislang wurden allerdings die Dichtungen zuerst auf der Düse montiert, und dann wurde die Düse in die Öffnung in der Form eingesetzt. Daher weisen, wie aus den U.S.-Patenten Nr. 4 344 750 von Gellert, das am 17. August 1982 erteilt wurde, und Nr. 4 981 431 von Schmidt, das am 1. Januar 1991 erteilt wurde, hervorgeht, diese bisherigen Anordnungen den Nachteil auf, daß sich die äußeren Enden der Dichtungen nicht nach außen über die Innenoberfläche der Öffnung in der Form heraus erstrecken können. Daher müssen die Hohlräume sehr nahe an der Düse angeordnet werden. Während dies für einige Hohlräume geeignet ist, ist es nicht für solche Einsatzzwecke geeignet, bei denen ein Raum für Kühlleitungen zwischen der beheizten Düse und den umgebenden Hohlräumen erforderlich ist.
Aus der WO-A-91/13742 ist eine Seitenangußtyp-Gießanordnung mit einem Wärmeerzeugungsmodul bekannt, das eine beheizte Spitze zur Verwendung im Spritzgießen von plastischem Materialien aufweist. Diese Anordnung umfaßt einen axial erstreckenden zylindrischen Körper, der einen axial erstreckenden Kanal in sich aufweist. Dieser Schmelzekanal ist verzweigt und führt zu einer Außenseite des zylindrischen Körpers benachbart zu den beheizten Spitzen, die in gegenüberliegenden Richtungen senkrecht zu einer Modulachse angeordnet sind. Jede beheizte Spitze ist in dem zylindrischen Körper gesichert und erstreckt sich von diesem radial nach außen. Jede beheizte Spitze erstreckt sich in einen Seitenanguß, der in einem festen Formhalbblock ausgebildet ist. Der jeweilige Seitenanguß weist eine Öffnung auf, die zu einem Hohlraum führt. Der Schmelzekanal, der zu der Außenseite des zylindrischen Körpers geführt ist, ist in den Seitenanguß gerichtet. Die Hohlraumhalbblöcke weisen umlaufende Rillen auf, welche die Seitenangüsse umgeben, um jeweils Ringpolsterisolatoren aufzunehmen. Die Isolatoren sind im Dichtungskontakt mit der äußeren Oberfläche des zylindrischen Körpers. Der Formhohlraumhalbblock ist radial durch einen Abstandsblock gesichert, der zwischen einem Tragblock und dem Formhohlraumhalbblock befestigt ist. Der Abstandsblock und der Tragblock haben jeweils eine geneigte Oberfläche, die aufeinander angepaßt sind, um in Kontakte zu gelangen, wenn der Abstandsblock eingesetzt ist. Im Falle des Entfernens des Abstandsblocks ist der Formhohlraumhalbblock bewegbar in eine Richtung senkrecht zur axialen Erstreckung des zylindrischen Körpers.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Seitenangußspritzgießapparat der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der eine hohe konstruktive Freiheit aufweist und einfach zu montieren ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist diese Aufgabe durch einen Seitenangußspritzgießapparat der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung erläutert und weiter im Detail erklärt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Abschnitts eines Seitenanguß- Spritzgußsystems gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 2 eine isometrische Ansicht dieser Vorrichtung mit einer Darstellung, wie diese zusammengebaut wird, und
Fig. 3 eine Schnittansicht einer weiteren Art einer Seitenangußdichtung.
Zuerst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die einen Abschnitt eines Seitenanguß-Mehrfachhohlraum-Spritzgießsystems oder Apparates zeigt, in dem mehrere Stahldüsen 10 in zylindrischen Öffnungen 12 in einer Form 14 angebracht sind, um unter Druck stehende Schmelze durch einen Schmelzekanal 16 zu Angüssen 18 zu befördern, die zu Hohlräumen 20 in der Form 14 führen. Mehrere längliche Hohlräume 20 sind um jede Düse 10 herum beabstandet angeordnet, und jeder Anguß 18 erstreckt sich durch einen Angußeinsatz 22 hindurch, der in bezug auf eine Seitenangußdichtung 24 ausgerichtet ist, die ein mit einem Gewinde versehenes inneres Ende 25 aufweist, das in einen Gewindesitz 26 in der Düse 10 eingeschraubt ist.
Während Formen in weitem Ausmaß verschieden ausgebildet sein können, ist im vorliegenden Fall eine Abstandsplatte 28 zwischen einer Hohlraumplatte 30 und einer rückwärtigen Platte 32 angebracht, die miteinander durch Schrauben 34 sowie weitere Schrauben (nicht gezeigt) auf konventionelle Weise verbunden sind. Die Abstandsplatte 28 und die Hohlraumplatte 30 werden exakt zueinander durch Paßstifte (nicht gezeigt) ausgerichtet. Bei dieser Anordnung erstreckt sich jeder längliche Hohlraum 20 teilweise in den Angußeinsatz 22 hinein, und teilweise in einen Hohlraumeinsatz 36 hinein, an dem der Angußeinsatz 22 befestigt ist. Eine Anzahl von Hohlraumeinsätzen 36 ist um jedes Loch 10 herum und von diesem beabstandet in Löchern 38 in der Hohlraumplatte 30 vorgesehen. Kühlwasser wird durch Kühlleitungen 40 gepumpt, die um jeden Hohlraumeinsatz 36 herum verlaufen, um eine Kühlung zwischen der beheizten Düse 10 und den Hohlräumen 20 zur Verfügung zu stellen.
Die Düsen 10 sind miteinander durch einen Schmelzeverteiler 42 aus Stahl verbunden, der zwischen der Abstandsplatte 28 und der rückwärtigen Platte 32 angeordnet ist, und an den hinteren Enden 44 der Düsen 10 über Schrauben 46 befestigt ist. Der Schmelzeverteiler 42 wird durch ein integriertes elektrisches Heizelement 48 beheizt, und es ist ein Isolierluftraum 50 zwischen ihm und der umgebenden gekühlten Abstandsplatte 28 und der rückwärtigen Platte 32 vorgesehen. Der Schmelzkanal 16 empfängt Schmel ze von einer Schmelzmaschine (nicht dargestellt) über einen zentralen Einlaß 52 in einem Positionierungsring 54, der in der rückwärtigen Platte 32 eingesetzt ist, und verzweigt diese im Verteiler 42, um durch einen Schmelzkanal 56 in jeder der Düsen 10 zu treten. Der Positionierungsring 54 ist durch Schrauben 57 befestigt, die sich durch einen aus einem geeigneten GIas/Epoxy-Material bestehenden Isolierring 58 bis in die rückwärtige Platte 32 erstrecken. Der Positionierungsring 54 weist einen Düsenschaft 60 auf, der in einen zylindrischen Einlaßabschnitt 62 des Verteilers 42 vorsteht, damit der Verteiler 42 und die durch Schrauben befestigten Düsen 10 sich während der Montage bewegen können, und um eine thermische Ausdehnung oder ein Zusammenziehen zu ermöglichen, wie dies nachstehend noch beschrieben wird.
Jede Düse 10 hat einen vorderen Abschnitt 64 mit einem vorderen Ende 65 und einer im wesentlichen zylindrischen Außenoberfläche 66. Die Düse 10 weist einen Isolierungs- und Positionierungsflanschabschnitt 68 auf, der in die zylindrische Öffnung 12 in der Abstandsplatte 28 eingepaßt ist. Hierdurch wird der vordere Abschnitt 64 der Düse 10 zentral zwischen den Hohlräumen 20 exakt positioniert, und ein Isolierluftraum 70 zwischen der Außenoberfläche 66 des vorderen Abschnitts 64 der Düse 10 und der umgebenden zylindrischen Innenoberfläche 72 der zentralen Öffnung 12 zur Verfügung gestellt. Der Schmelzkanal 56 in der Düse 10 weist einen zentralen Abschnitt 74 auf, der sich vom rückwärtigen Ende 44 zu einer Anzahl radialer Abschnitte 76 erstreckt, die sich in der Nähe des vorderen Endes 65 des vorderen Abschnitts 64 nach außen verzweigen. Jeder radiale Abschnitt 76 erstreckt sich zu einer Bohrung 78 in der Seitenangußdichtung 24, die zwischen dem radialen Abschnitt 76 des Schmelzekanals 56 und dem Anguß 18 in dem Angußeinsatz 22 ausgerichtet ist, der zu den Hohlräumen 20 führt. Jede Seitenangußdichtung 24 ist mit einem äußeren Ende 80 versehen, das sich nach außen über die Innenoberfläche 72 der zentralen Öffnung 12 hinaus in ausreichender Entfernung erstreckt, um Raum für die Kühlleitungen 40 zur Verfügung zu stellen, die zwischen der Düse 10 und dem Hohlraum 20 verlaufen. Während verschiedene Anordnungen für unterschiedliche Einsatzzwecke geeignet sind, weist bei der vorliegenden Ausfüh rungsform das äußere Ende 80 eine Spitze 82 in Ausrichtung mit dem Anguß 18 und eine Außenumfangsrippe 84, die in einer radialen Öffnung 86 in dem Angußeinsatz 22 anliegt, auf. Die Düse 10 wird durch ein integrales elektrisches Heizelement 90 erwärmt, das sich um den zentralen Abschnitt 74 des Schmelzekanals herum erstreckt, und eine externe Anschlußklemme 92 aufweist. Ein Thermoelement 94 erstreckt sich in die Düse 10 nahe dem vorderen Ende 65, um die Betriebstemperatur zu überwachen.
Beim Zusammenbau werden die Düsen 10 jeweils an dem Verteiler 42 durch die Schrauben 46 befestigt. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird jede Düse 10 so angebracht, daß ihr vorderer Abschnitt 64 durch die Öffnung 12 in der Form 14 vorspringt. Die Düsen 10 und der an ihnen angebrachte Verteiler 42 werden in Vorwärtsrichtung vorgeschoben, um einen Raum für die Seitenangußdichtungen 24 zur Verfügung zu stellen, um diese einfach in die Gewindesitze 26 einschrauben zu können. Der Verteiler 42 und die Düsen 10 werden dann in die in Fig. 1 gezeigte Position zurückgeschoben, und ein Angußeinsatz 22 wird an jeder Seitenangußdichtung 24 angebracht, indem er nach oben hin eingeführt und dann radial nach innen gleitend über das äußere Ende 80 der Dichtung 24 bewegt wird. Eine Angußeinsatzhalteplatte 96 wird dann durch Schrauben (nicht dargestellt) an ihrem Platz befestigt. Wie gezeigt weist die Angußeinsatzhalteplatte 96 Ausnehmungen 98 auf, in welchen die Angußeinsätze 22 aufgenommen werden. Hierdurch werden die Angußeinsätze 22 an ihrem Ort gehalten, wodurch wiederum die Düsen 10 in der zurückgezogenen Position positioniert werden. Die Ausnehmungen 98 in der Angußeinsatzhalteplatte 96 und den Einsätzen 22 sind verjüngt zulaufend ausgebildet, um einen einfachen Zusammenbau zu ermöglichen, und einen dichten Sitz sicherzustellen. Abschließend werden die Hohlraumkerne 100 mit zentralen Kühlleitungen 102 an ihrem Ort befestigt, so daß sie sich durch ein Loch 104 in jedem Angußeinsatz 22 in dem benachbarten Hohlraumeinsatz 36 erstrecken. Selbstverständlich sind die Düse 10 und die Seitenangußdichtungen 24 zum Reinigen oder Ersatz durch Umkehrung dieser Prozedur entfernbar. Daher, wie gezeigt, ermöglicht die Verwendung der radial anbringbaren Angußeinsätze 22 eine Verwendung der Seitenangußdichtungen 24, die auf der Düse 10 angebracht werden, nachdem diese durch die Öffnung 12 eingeführt wurde, weil sie zu groß dafür sind, durch die Öffnung 12 zu passen, wenn sie vorher angebracht würden. Die zusätzliche Länge der Seitenangußdichtungen 24 ergibt ausreichend Platz, die Kühlleitungen 40 zwischen der beheizten Düse 10 und den Hohlräumen 20 vorzusehen, die für die vorliegende Anwendung erforderlich sind.
Im Gebrauch, nach der Anbringung in der Form 14 gemäß Fig. 1 und 2, wird elektrische Energie an das Heizelement 48 in dem Verteiler 42 und an die Heizelemente 90 in den Düsen 10 angelegt, um sie auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur aufzuheizen. Die Düsen 10 werden durch die Umfangsrippen 84 der Seitenangußdichtungen 24 positioniert, die in den radialen Öffnungen 86 in den Angußansätzen 22 sitzen. Wenn das System aufgewärmt wird, verursacht die thermische Ausdehnung der Düsen 10 eine geringfügige Zurückbewegung des frei angebrachten Verteilers 72. Diese Bewegung wird aufgenommen durch den Düsenschaft 60 des Positionierungsrings 54, der innerhalb des zylindrischen Einlaßabschnitts 62 des Verteilers 42 gleitet, und durch den Isolier- und Positionierungsflanschabschnitt 68 jeder Düse 10, der in der Öffnung 12 in der Abstandsplatte 28 gleitet. Während ein System dargestellt ist, das eine Anzahl an Düsen 10 aufweist, ist bei anderen Ausführungsformen, die nur eine einzige Düse aufweisen, kein Schmelzverteiler erforderlich, und das rückwärtige Ende der Düse zieht sich geringfügig zurück oder schiebt sich geringfügig nach vorne, um ein thermisches Ausdehnen bzw. Zusammenziehen zu ermöglichen. Unter Druck stehende Schmelze wird von einer Schmelzmaschine (nicht gezeigt) dem zentralen Einlaß 52 des Schmelzekanals 16 entsprechend einem vorbestimmten Zyklus zugeführt. Die Schmelze fließt durch den Schmelzeverteiler 42, die Düsen 10, die Seitenangußdichtungen 24, und die Angüsse 18 in die Hohlräume 20. Nachdem die Hohlräume 20 gefüllt wurden und ein geeigneter Absetz- und Kühlzeitraum vergangen ist, wird der Einspritzdruck gesenkt, und das Schmelzfördersystem druckentlastet, um ein Fadenziehen durch die offenen Angüsse 18 zu vermeiden. Die Form 14 wird dann geöffnet, um die gespritzten Produkte auszustoßen. Nach dem Ausstoßen wird die Form 14 geschlossen, und der Zyklus kontinuierlich mit einer Zykluszeit wiederholt, die von den Abmessungen der Hohlräume 20 und der Art des auszuformenden Materials abhängt.
Fig. 3 veranschaulicht, daß die Seitenangußdichtungen 24 ebenso andere Formen aufweisen können. In diesem Fall erstreckt sich die Bohrung 78 in jeder Dichtung 24, die in bezug auf den zugehörigen radialen Abschnitt 76 des Schmelzkanals 56 ausgerichtet ist, nach außen durch einen sich verjüngenden Ansatzabschnitt 106, der zum Anguß 18 ausgerichtet ist. Diese Angußausbildung wird statt des mit einer heißen Spitze versehenen Angusses gemäß Fig. 1 und 2 verwendet, wenn eine weniger exakte Temperatursteuerung in dem Angußbereich erforderlich ist.
Zwar erfolgte die Beschreibung der Seitenangußvorrichtung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen, jedoch wird deutlich, daß verschiedene andere Modifikationen möglich sind, ohne das Wesen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie es von Fachleuten verstanden und von den beigefügten Ansprüchen bestimmt wird.

Claims

1. Seitenanguß-Spritzgießapparat mit zumindest einer beheizten Düse (10), die in einer Form (14) angeordnet ist, die zumindest eine Düse (10) weist ein rückwärtiges Ende (44), einen vorderen Abschnitt (64) mit einem vorderen Ende (65) und eine im wesentlichen zylindrische Außenoberfläche (66) auf, die sich durch eine zentrale Öffnung (12) in der Form (14) erstreckt, die zentrale Öffnung (12) in der Form (14) weist eine im wesentlichen zylindrische Innenoberfläche (72) auf mit einem Isolierluftraum (70), der zwischen Außenoberfläche (66) des vorderen Abschnitts (64) der zumindest einen beheizten Düse (10) und der Innenoberfläche (72) der zentralen Öffnung (12) in der Form (14) vorgesehen ist, die zumindest eine beheizte Düse (10) weist einen Schmelzekanal (56) auf, der sich durch sie hindurch erstreckt, um eine Schmelze zu befördern, um eine Mehrzahl von Hohlräumen (20) zu füllen, die beabstandet in der Form um die zentrale Öffnung (12) angeordnet sind, der Schmelzekanal (56) weist einen zentralen Abschnitt (74), der sich von dem rückwärtigen Ende (44) der zumindest einen beheizten Düse (10) ausgehend erstreckt, und eine Mehrzahl von radialen Abschnitten (76) auf, die sich von dem zentralen Abschnitt (74) benachbart zu dem vorderen Ende (65) des vorderen Abschnitts (64) der zumindest einen beheizten Düse (10) nach außen verzweigt, jeder radiale Abschnitt (76) des Schmelzekanals (56) erstreckt sich ausgerichtet zu einem jeweiligen Anguß (18), der sich in der Form (14) erstreckt zu einem der Hohlräume (20), eine Mehrzahl von beabstandeten Seitenangußdichtungen (24) sind vorgesehen, die jeweils ein inneres Ende, ein äußeres Ende (80) und eine Bohrung (78) dazwischen aufweisen, das innere Ende sitzt in dem vorderen Abschnitt der zumindest einen beheizten Düse (10) mit der Seitenangußdichtung (24), die sich nach außen quer zu dem Isolierluftraum (70) erstreckt, ausgerichtet zwischen einem jeweiligen radialen Abschnitt (76) des Schmelzekanals (56) und einem zugehörigen Anguß (18), um Schmelze nach außen von dem Schmelzekanal (56) zu dem Anguß (18) zu befördern, um den Hohlraum (20) zu füllen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hohlraum (20) sich teilweise in einem Hohlraumeinsatz (36) erstreckt, der in der Form nach außen, benachbart zu der zentralen Öffnung (12) in der Form (14) angebracht ist, und sich teilweise in einem Angußeinsatz (22) erstreckt, der nach vorne gerichtet an dem Hohlraumeinsatz (36) befestigt ist, das äußere Ende (80) von jeder Seitenangußdichtung (24) sich in einer ausreichenden Entfernung nach außen hinter der Innenoberfläche (72) der zentralen Öffnung (12) erstreckt, um einen Raum für Kühlleitungen (40) zu schaffen, die sich zwischen den Hohlräumen (20) und der zentralen Öffnung (12) erstrecken, jeder Angußeinsatz (22) eine radiale Öffnung (86) aufweist, die sich in dem jeweiligen Anguß (18) erstreckt, jeder Angußeinsatz (22) in radialer Richtung anbringbar und radial entfernbar in einer Position ist, wobei das äußere Ende (80) einer jeweiligen Seitenangußdichtung (24) sich in die radiale Öffnung (86) in der Innenoberfläche (72) ausgerichtet zu dem Anguß (18) erstreckt.

2. Seitenanguß-Spritzgießapparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Angußeinsatzhalteplatte (96), die über den Angußeinsätzen (22) anbringbar ist, um die Angußeinsätze (22) an ihrem Ort zu sichern.

3. Seitenanguß-Spritzgießapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende (80) jeder Seitenangußdichtung (24) eine Spitze (82) aufweist, die zum jeweiligen Anguß (18) ausgerichtet ist.