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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Einspritz-Baugruppe
für ein
Formwerkzeug zum Einspritzen von Kunststoff.
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Genauer gesagt, betrifft die Erfindung
eine Einspritz-Baugruppe
für ein
Formwerkzeug zum Einspritzen von Kunststoff mit:
beheizenden
Einspritzdüsen
zum Einspritzen des Kunststoffs in das Formwerkzeug,
wobei
diese Einspritzdüsen über mindestens
eine zentrale Düse
von einer Extruderschnecke mit Kunststoff versorgt werden,
Mitteln
zum Steuern der Düsen
und zum Beheizen der Versorgungskanäle zu den Düsen,
wobei diese Baugruppe
zum Einspitzen dazu bestimmt ist, auf einem Gesenk bzw. Untergesenk
des Formwerkzeugs montiert zu werden.
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Für
das Einfügen
von Kunststoffteilen mit großen
Abmessungen, zum Beispiel solchen in der Automobilindustrie, versieht
man gegenwärtig
das Formwerkzeug zum Einspritzen einer Einspritz-Baugruppe mit beheizenden
Düsen,
um das Einspritzen von Kunststoff gleichzeitig an verschiedenen
Orten des Formwerkzeugs zu ermöglichen
und so eine schnelle und sehr gleichmäßige Verteilung des Kunststoffs
in dem Formwerkzeug sicherzustellen, was eine unverzichtbare Bedingung
ist, wenn man Teile mit großen
Abmessungen mit hoher mechanischer Qualität und ästhetischem Anspruch herstellen will.
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Diese Einspritz-Baugruppe wird gegenwärtig aus
einem Block aus geschmiedetem Eisen hergestellt, in dem Durchlässe vorgesehen
sind, um die Düsen,
die Versorgungskanäle
für die
Düsen und
die Versorgungskanäle
für die
Steuerflüssigkeit
für die Düsenzylinder,
die Wärmetauscherflüssigkeit,
aufzunehmen, oder für
die Durchführung
von elektrischen Versorgungskabeln.
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Die Fertigungsvorgänge hierfür sind extrem langwierig,
da man einen erheblichen Teil des Materials entfernen muss; diese
Vorgänge
müssen
außerdem
sehr präzise
durchgeführt
werden, und die Einspritz-Baugruppe erfüllt nicht immer die Anforderungen
in Bezug auf die Wärmeableitund
die Gleichförmigkeit
bei der Temperaturverteilung in der Baugruppe, etc.
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In
DE
9012232 wurde bereits eine Einspritz-Baugruppe der Art
vorgeschlagen, wie sie im Vorangehenden umrissen wurde, bei der
der genannte Block durch zwei getrennte Komponenten ersetzt wird,
nämlich
einem beheizenden Verteiler sowie einer Unterlage, die diesen Verteiler
trägt,
wobei:
- A – die
Unterlage ein Teil ist, das mit einer Ausnehmung, um den beheizenden
Verteiler unterzubringen, sowie mit Positionierungs-Auflagen für den beheizenden
Verteiler versehen ist,
- B – der
beheizende Verteiler ein Teil ist, das eine Gruppe beheizender Kanäle bildet,
die mit mindestens einem Einlasspunkt für Kunststoff durch die zentrale
Düse und
mit Einspritzdüsen
verbunden sind, mit:
Höckern,
auf deren Höhe
die beheizenden Kanäle des
Verteilers mit den Einspritzdüsen
und mit der zentralen Düse
verbunden sind, und auf deren Höhe
sich der beheizende Verteiler auf der Unterlage abstützt, sowie
Verzweigungen,
die die Höcker
der Einspritzdüsen
und den Höcker
der zentralen Düse
verbinden.
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Bei dieser bekannten Einspritz-Baugruppe stützt sich
der beheizende Verteiler einfach flach gleitend auf die Unterlage,
und was immer die genaue Beziehung zwischen der Unterlage und den
Einspritzdüsen
ist, die im Übrigen
nicht beschrieben wird. Der beheizende Verteiler gleitet somit über die Einspritzdüsen und
wird gehalten von der Unterlage.
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In der Praxis kann man ohne jede
Beschreibung und ohne jegliche Darstellung irgendeines Montagemittels
für die
Einspritzdüsen
auf der Unterlage annehmen, dass diese Unterlage selbst flach gleitend
auf den Einspritzdüsen
angeordnet ist, die ihrerseits in den Aufnahmen eingefügt sind,
die in dem Gesenk bzw. Untergesenk des Formwerkzeugs vorgesehen
sind, und dies in einem im Übrigen
bekannten Montagevorgang.
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Diese flache, gleitende Abstützung des
beheizenden Verteilers auf der Unterlage und über sie auf den Düsen sorgt
sowohl für
eine Halterung der Einspritzdüsen
in ihrer Position in dem Gesenk bzw. Untergesenk des Formwerkzeugs
als auch für
eine einigermaßen
gute Abdichtung, so dass ein Ver lust von thermoplastischem Material
beim Übergang
zwichen Verteiler, Unterlage und den Einspritzdüsen vermieden wird, wodurch
ein erheblicher Auflagedruck erforderlich wird, der durch eingebaute
Vorspannungseinrichtungen erzielt wird.
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Für
den Fall einer solchen Einspritz-Baugruppe können der beheizende Verteiler
und die Unterlage sicherlich als ein Ganzes angesehen werden, das
man als ein Block in Bezug auf das Gesenk bzw. Untergesenk des Formwerkzeugs
an- und abbauen kann, und zwar auf einfache und effiziente Art und Weise,
jedoch müssen
die Einspritzdüsen
individuell und unabhängig
von der Baugruppe ein- und ausgebaut werden.
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In
DE
2145266 wurde außerdem
eine Einspritz-Baugruppe vorgeschlagen, in der eine Einspritzdüse in das
Gesenk bzw. Untergesenk eingesetzt wurde, die sich einfach flach
gleitend direkt auf einen beheizenden Verteiler ihr gegenüber abstützt.
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Bei dieser anderen bekannten Einspritz-Baugruppe
ist der beheizende Verteiler fest verbunden mit dem, was man allgemein "thermischen Verteiler" nennt, sowie einem
thermischen Stutzen, was dazu bestimmt ist, die Wärmeleitung
zwischen dem beheizenden Verteiler und dem Innenraum einer Einspritzdüse sicherzustellen,
um das thermoplastische Material in dieser auf einer Temperatur
zu halten, die so nahe wie möglich
der Temperatur ist, mit der dieses Material in dem Verteiler umgewälzt wird.
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Dieser thermische Verteiler und der
thermische Stutzen ragen in die Einspritzdüse, tragen jedoch in keiner
Weise zu irgendeiner Verbindung dieser mit dem beheizenden Verteiler
bei.
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In dieser Beschreibung müssen die
Düsen, worauf
bereits bei der vorangehenden Veröffentlichung hingewiesen wurde,
in dem Gesenk bzw. Untergesenk des Formwerkzeugs individuell montiert werden,
und zwar vor der Montage des beheizenden Verteilers auf diesem Gestell
bzw. Untergestell, und die Unterlage ist unverzichtbar, um die Düsen in ihrer Position
innerhalb des Gesenks bzw. Untergesenks des Formwerkzeugs zu halten
und ihre Dichtigkeit in Bezug auf den beheizenden Verteiler sicherzustellen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist
es, diese Nachteile zu beheben und eine Einspritz-Baugruppe zu schaffen,
die be sonders einfach und effizient herstellbar ist, so dass man
eine perfekte Anpassung an eine beliebige Anordnung von Einspritzdüsen vornehmen
kann, das heißt
unabhängig
von der Form des einzubauenden Teils, wobei die Probleme in Bezug
auf Verteilung der Temperatur geregelt werden und allgemein die
Möglichkeit
geschaffen wird, Spritzgussteile in exzellenter Qualität herzustellen.
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Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß eine Einspritz-Baugruppe geschaffen,
die dazu bestimmt ist, auf einem Gesenk bzw. Untergesenk eines Formwerkzeugs
zum Einspritzen von Kunststoff montiert zu werden, mit:
Einspritzdüsen zum
Einspritzen von Kunststoff in das Formwerkzeug, wobei diese Einspritzdüsen von
mindestens einer zentralen Düse
mit Kunststoff versorgt werden,
Mitteln zum Steuern der Düsen, im
Fall gesteuerter Düsen,
und
einer Unterlage, die einen beheizenden Verteiler trägt, wobei
in der Einspritz-Baugruppe:
- A – die Unterlage
ein Teil ist, das mit einer Ausnehmung, um den beheizenden Verteiler
unterzubringen, sowie mit Positionierungs-Auflagen für den beheizenden
Verteiler versehen ist, und
- B – der
beheizende Verteiler ein Teil ist, das eine Gruppe beheizender Kanäle bildet,
die mit mindestens einem Einlasspunkt für Kunststoff durch die zentrale
Düse und
mit den Einspritzdüsen
verbunden sind, mit:
Höckern,
auf deren Höhe
die beheizenden Kanäle des
Verteilers mit den Einspritzdüsen
und mit der zentralen Düse
verbunden sind, und auf deren Höhe
sich der beheizende Verteiler auf der Unterlage abstützt, und
Verzweigungen,
die die Höcker
der Einspritzdüsen
und den Höcker
der zentralen Düse
verbinden,
wie es bereits aus DE
9012232 bekannt ist, wobei diese Einspritz-Baugruppe dadurch
gekennzeichnet ist, dass der beheizende Verteiler ein mechanischer
Träger
ist, der von der Unterlage unabhängig
ist und die Einspritzdüsen
sowie die zentrale Düse
trägt.
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Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind
Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die Einspritz-Baugruppe gemäß der Erfindung
weist zahlreiche Vorteile auf, was ihr Konzept sowie ihre Herstellung
als auch ihre Verwendung betrifft. Die Einspritz-Baugruppe ist aus
zwei getrennten Teilen aufgebaut, so dass sie vom Konzept her besonders
flexibel und einfach herzustellen ist, umso mehr, als die Teile
aus Gusseisen bzw. Stahlguss bestehen.
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Die Fertigung, d. h. die notwendige
Zeit für die
Formung dieser beiden Teile wird erheblich verkürzt, da sich die Arbeit an
der Maschine auf die Fertigung der Bezugsoberflächen, der Stützflächen sowie
der Zentrierung der Düsen
beschränkt.
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Diese Zeiteinsparung ist erheblich
gegenüber
der Zeit für
die Herstellung der Einspritz-Baugruppe beim Stand der Technik,
umso mehr, als es sich um Teile mit erheblichen Abmessungen handelt.
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Die Baugruppe gemäß der Erfindung ist sehr viel
leichter als die nach dem Stand der Technik, so dass sich die Zeit
für den
Temperaturanstieg im selben Verhältnis
reduziert.
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Die thermische Isolierung zwischen
dem aufgeheizten Teil der Baugruppe, d. h. dem beheizenden Verteiler
und den Düsen,
begrenzt den thermischen Verlust und vereinfacht die Regelung der
Temperatur bei diesen Teilen direkt in Kontakt mit dem Kunststoff, so
dass sie auf Temperatur gehalten werden.
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Die Reduktion des Verteilers ausschließlich auf
die funktionalen Teile, die unbedingt notwendig sind, nämlich die
Höcker
zum Tragen der Düsen
und der Verzweigungen, die die Kanäle bilden und den Träger für die Höcker sowie
die Düsen
bilden, führt
zu einem aufzuheizenden und regelnden Teil, das eine kleine Masse
hat, so dass sich eine erhebliche Verbesserung beim Verhalten des
Formwerkzeugs sowie bei der Qualität der gespritzten Kunststoffteile
ergibt.
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Der Einsatz der Heizeinrichtungen
(eingekapselte und abgeschlossene Widerstände) in den Kehlen und Nuten
der Verzweigungen sowie den Höckern
sorgt für
eine effiziente Aufheizung des Kunststoffs; dieser Einsatz von eingekapselten
und abgeschlossenen Widerständen
ist sehr einfach und zeitsparend, da im Allgemeinen nur eine einzige
Nut vorgesehen werden muss, die sich im Oberteil erstreckt, sowie
eine Nut, die sich in dem Unterteil erstreckt, so dass es nur zwei
eingekapselte und abgeschlossene Widerstände gibt.
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Die Kanäle und die Düsen sind
leicht zugänglich,
das Anordnen der Temperatursonden ist einfach, und die thermische
Totzeit oder die Reaktionszeit sind auf ein Minimum beschränkt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften
Eigenschaft haben die Verzweigungen des beheizenden Verteilers einen
rechteckigen Querschnitt, der im Wesentlichen in seiner Mitte von
einer Bohrung durchsetzt wird, die den Kanal für den Kunststoff bildet, und
der in mindestens bestimmten Flächen
Nuten aufweist, die dazu bestimmt sind, einen abgekapselten und
geschlossenen Widerstand aufzunehmen.
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Diese Nuten werden vorzugsweise beim Gießen des
Verteilers hergestellt, und bei ihnen ist kein besonderer Fertigungsvorgang
mehr notwendig.
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Gemäß weiteren Eigenschaften umfassen die
Verzweigungen vier Nuten, die in den Flächen der Verzweigungen ausgebildet
sind, um abgekapselte und geschlossene Widerstände aufzunehmen, und diese
Nuten sind um die Höcker
herum fortgesetzt.
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Gemäß weiteren Eigenschaften weist
der beheizende Verteiler durchbohrte Laschen auf, die zur Befestigung
des Verteilers in seiner Aufnehmung der Unterlage bestimmt sind.
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Gemäß weiteren Eigenschaften sitzt
der beheizende Verteiler auf der Unterlage auf, und zwar über Zwischenelemente
zur Wärmeisolierung.
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Dieses Abstützen des Verteilers nur in
Höhe der
Höcker
hat den Vorteil, dass man eine effiziente thermische Isolierung
zwischen dem Verteiler und der Unterlage erzielt, wobei gleichzeitig
eine exzellente Halterung der Düsen
erreicht wird, da die Abstützung
und Befestigung des Verteilers auf Höhe der Höcker erfolgt.
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Gemäß einer weiteren, besonders
vorteilhaften Eigenschaft weist der Verteiler an der Anbringungsstelle
der Einspritzdüsen
durchgehende Bohrungen auf, die einen Kopf aufnehmen, der an einer Hülse vorgesehen
ist, die zusammen mit dem Körper eine
Schulter bildet, mit der der Kopf gegen eine der Flächen des
Verteilers angesetzt ist, während
das andere Ende des Kopfes eine Mutter aufnimmt, die ebenfalls zur
Anlage gegen den Boden der Unterlage dient, wobei die Hülse ihrerseits
eine Auflage für
eine vordere Fläche
des Gesenks bzw. Untergesenks rund um den Durchfluss bildet, der
die Einspritzdüse aufnimmt,
die mit einem mit Außengewinde
versehenen Ende in ein Gewinde eingeschraubt ist, das in der Hülse ausgebildet
ist.
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Ein Verfahren zur Herstellung der
Baugruppe und insbesondere des beheizenden Verteilers ist dadurch
gekennzeichnet, dass:
eine Matrix des Verteilers aus modularen
Elementen für
die Höcker
und die die Höcker
verbindenden Verzweigungen hergestellt wird,
die Höckerelemente
gemäß den vorgesehenen
Anordnungen für
die Düsen
positioniert werden,
die Verzweigungen für die Verbindung abschnittsweise
in einem Profil angeordnet werden und die Übergänge zwischen den Knoten und
den Verzweigungen für
die Verbindung verschlossen werden, um eine Fortsetzung der Übergangsflächen zu
gewährleisten,
der
Gießvorgang
mit der Matrix für
den Verteiler durchgeführt
wird,
Stahl gegossen wird,
die Kanäle, die Bohrungen für die Düsen sowie
die Referenzflächen
für die
Höcker
gefräst
werden,
die Düsen
und die abgekapselten und geschlossenen Widerstände in dem Verteiler angeordnet
werden,
der so ausgerüstete
Verteiler auf der Unterlage angebracht wird, die separat aus Gusseisen
oder Stahlguss hergestellt wurde,
die Versorgungen an der Unterlage
für den
Verteiler angeschlossen werden.
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Das Herstellungsverfahren für das Modell
für den
Guss ist einfach und flexibel, da letzteres modular nur mit Hilfe
von zwei Arten von Elementen erfolgt: den Höckern für die Düsen und den längs geschnittenen
Profilen für
die Verzweigungen.
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Die vorliegende Erfindung wird im
Folgenden genauer anhand eines Ausführungsbeispiels einer Einspritz-Baugruppe
beschrieben, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt
ist.
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1 ist
eine Seitenansicht einer Einspritz-Baugruppe, die in Bezug auf das Gesenk
bzw. Untergesenk des Formwerkzeugs angeordnet ist und dazu dient,
mit diesem Gesenk bzw. Untergesenk zusammengesetzt zu werden.
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2 ist
eine Ansicht von oben auf eine Unterlage einer erfindungsgemäßen Einspritz-Baugruppe.
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3 ist
eine Schnittansicht entlang der gestrichelten Linie III-III in 2.
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4 ist
eine Ansicht von oben auf einen beheizenden Verteiler, der dazu
bestimmt ist, auf einer Unterlage nach 2 aufgesetzt zu werden.
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5 ist
eine Schnittansicht entlang V-V des Verteilers nach 4.
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6 ist
ein transversaler Schnitt durch eine Verzweigung, die zwei Höcker miteinander
verbindet.
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7 ist
ein Schnitt durch die Unterlage, eine Einspritzvorrichtung und das
Gesenk bzw. Untergesenk.
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8 zeigt
eine Ausführungsform
sowie die Montage einer Injektionsvorrichtung in einem Verteiler
sowie eine Unterlage.
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9 ist
ein Schnitt durch eine Zentraldüse.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Einspritz-Baugruppe 1 für ein Formwerkzeug
zum Einspritzen gezeigt, das lediglich als Gesenk bzw. Untergesenk 2 dargestellt
ist.
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Die Einspritz-Baugruppe 1 ist
an dem Gesenk bzw. Untergesenk 2 beispielsweise mittels
Stiften 3 befestigt, die in die entsprechenden Aufnahmen in
dem Gesenk bzw. Untergesenk 2 hinein ragen. Damit wird
die Baugruppe 1 fest mit dem Gesenk bzw. Untergesenk 2 verbunden,
so dass man nur ein Teil hat, das fest verbunden bleibt, während das
Gesenk bzw. Untergesenk in Betrieb ist. Die Baugruppe 1 kann
von dem Gesenk bzw. Untergesenk 2 abgebaut werden, um den
Zugang zu den Einspritzdüsen
zu ermöglichen,
um sie zu ersetzen bzw. um ihre Steuerung zu manipulieren.
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Die Baugruppe 1 setzt sich
aus einer Unterlage 4 mit Düsen 5, die im Allgemeinen
verschiedene Längen
aufweisen, zusammen, mit oder ohne Verschlussvorrichtung, je nach
Spritzgussteil. Die Düsen 5 durchlaufen
(nicht dargestellte) Passagen in dem Gesenk bzw. Untergesenk 2 bis
in den Hohlraum für den
Spritzgussvorgang in dem Gesenk bzw. Untergesenk an Stellen, die
vorher durch den Formenmacher in Abhägkeit von dem herzustellenden
Teil festgelegt wurden. Wie üblich
befindet sich in 1 die hintere
Seite 4A der Unterlage 4 links, die vordere Seite 4B rechts
und desgleichen die hintere Seite 2A des Gesenks bzw. Untergesenks 2 links
und die vordere Seite rechts.
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Der Zusammenbau der Baugruppe 1 und des
Gesenks bzw. Untergesenks 2 erfolgt über die Seiten 4B und 2A.
Die vordere Seite 4B der Unterlage wird bearbeitet, um
sich abzustützen
auf der hinteren Seite 2A des Gesenks bzw. Untergesenks 2, und
die hintere Seite 2A der Unterlage wird so bearbeitet,
dass sie die (nicht dargestellte) Maschinenplatte abdeckt. Der Hohlraum
für den
Spritzgussvorgang befindet sich rechts von der Vorderseite 2B. Wie
schematisch dargestellt, umfasst das Gesenk bzw. Untergesenk ein
Profilteil 2C, das der Form des Spritzgussteils entspricht.
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Die Einspritzdüsen 5, 5A (7) erhalten Kunststoffmaterial
von der Zentraldüse 5B (8) über ein Netz von Kanälen, die
allgemein zum Aufheizen dienen, die in 1 nicht dargestellt sind. Diese Kanäle bilden
einen beheizenden Verteiler mit Düsen, der seinerseits auf der
Unterlage befestigt ist. Dieser Verteiler wird genauer anhand der 4 bis 6 beschrieben.
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Die Düsen 5, einfach und
ohne Verschlussvorrichtung, fördern
das Spritzgussmaterial, mit dem sie versorgt werden, während die
Düsen mit
Verschlussvorrichtung sich nur je nach Steuerung öffnen und
schließen;
sie werden über
hydraulische Flüssigkeiten
gesteuert; das Aufheizen erfolgt mittels eines Wärmetauscherfluids oder vorzugsweise über eine elektrische
Heizkette, um alle Teile in der Nähe der Kanäle für den Kunststoff aufzuheizen,
d. h. den beheizenden Verteiler und die Düsen selbst; die Verzweigungen
für die
verschiedenen Fluide und die elektrischen Verzweigungen sind auf
der Seite der Unterlage 4 in Höhe einer Verbindungsplatte 6 zusammengefasst.
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Die 2 und 3 zeigen genauer ein Ausführungsbeispiel
einer Unterlage 4 sowie eine Anordnung 8 für die Aufnahme
des beheizenden Verteilers.
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Die 4 bis 6 zeigen einen beheizenden Verteiler 20 zur
Befestigung an der Unterlage 4.
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Gemäß den 2 und 3 weist
die Rücksete 4A der
Un terlage 4 horizontal auf ein Gusseisen- oder Stahlgussteil
mit Versteifungsrippen 9, zwischen denen Hohlräume 9A verbleiben,
sowie eine Ausnehmung 9, die bei der gewünschten
Anordnung zur Aufnahme des beheizenden Verteilers (nicht dargestellt
in den 2 und 3) dient, auf.
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Der Boden der Ausnahme 8 weist
Durchgänge 10 auf,
die für
die Einspritzdüsen
gedacht sind, sowie einen Durchgang 11 für die Versorgungsdüse.
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In dem dargestellten Beispiel sind
die Durchgänge 10 abgestuft,
und ihre Öffnung
in der Ausnahme 8 wird durch eine Stützfläche 13 begrenzt.
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Der Boden der Ausnahme 8 umfasst
außerdem
Innengewinde 17 für
die Befestigungsschrauben des Verteilers.
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Diese Ausnahme 8 umfasst
Durchlässe 10 für die Verteilerdüsen 5A sowie
den Durchlass 11 für die
Zentraldüse 5B,
d. h. die Düse,
an der der Ausgang der Extruderschnecke für die Versorgung mit Kunststoffmaterial
mündet.
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Die verschiedenen Durchgänge 10, 11 sind an
präzise
vorgegebenen Orten für
die Einspritzdüsen
vorgesehen. Diese Anordnungen werden durch den Formenbauer in Abhängigkeit
von dem herzustellenden Teil gewählt,
d. h. von dessen Form, dessen Geometrie, seinem Volumen und den
Eigenschaften des verwendeten Kunststoffmaterials. Wülste umgeben
die Durchlässe
und sind in der Ausnahme hergestellt, und zwar im Wesentlichen gemäß der Form
des Verteilers. Dieses Hohlteil 8 umfasst in Höhe der Anordnungen
der Düsen
Stützflächen 13 in Form
von Wülsten,
die so geformt sind, dass sie den beheizenden Verteiler präzise aufnehmen
können.
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Die Unterlage 4 ist ein
Gusseisen- oder Stahlgussteil, dessen Referenzflächen als einzige bearbeitet
worden sind. Es handelt sich beispielsweise um die Fläche 4B,
auf der sich die Unterlage 4 gegen das Gesenk bzw. Untergesenk 2 stützt, sowie gegebenenfalls
die untere Fläche
oder hintere Fläche 4A,
die die Maschinenplatte abdeckt (1).
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Die Stützflächen 13 umgeben die
Anordnungen der Düsen
und sind ebenfalls bearbeitet, wie auch die Durchlässe für die Düsen (10, 11).
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Der Rand 16 und die Rippen 9 der
Unterlage sind dazu gedacht, der Unterlage 4 die notwendige Steifheit
zu verlei hen, wobei Freiräume
gelassen werden, die so groß wie
mög- lich
sind, um die Baugruppe so leicht wie möglich zu machen.
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Vorzugsweise ist die Unterlage so
dick, dass die Einspritzdüsen
sowie ihre Steuermittel (Zylinder) aufgenommen werden können, die
durch die Unterlage oder direkt durch den beheizenden Verteiler
getragen werden, sowie die verschiedenen Fluidleitungen und elektrischen
Kabel.
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Nach 4 ist
der beheizende Verteiler 20 ein Teil der erfindungsgemäßen Baugruppe,
die als Beispiel dargestellt ist, und wird ebenfalls als Gusseisen-
oder Stahlgussteil hergestellt.
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Der beheizende Verteiler 20 ist
ein mechanischer Träger,
unabhängig
von der Unterlage 4; er trägt die Injektionsdüsen 5A und
die Zentraldüse 5B, die
mit den Injektionsdüsen 5A über ein
Netz von Kanälen
verbunden ist, durch die das geschmolzene Kunststoffmaterial fließt.
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Die Form des beheizenden Verteilers 20 wird in
Abhängigkeit
von der Verteilung der Position der Einspritzdüsen 5A festgelegt.
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Die Zentraldüse 5B wird durch den
Formenbauer angeordnet, so dass die kürzeste und möglichst
gleichförmige
Verteilung des Kunststoffmaterials zwischen den verschiedenen Einspritzdüsen 5A unter
Berücksichtigung
der korrekten Funktion jeder Düse
sichergestellt ist.
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Im Allgemeinen hat der beheizende
Verteiler 20 eine Abstrahlungsform, ausgehend von dem Ursprung,
die durch die Anordnung 21 der Zentraldüse 5B gegeben ist.
Die Verzweigungen 22, die diesen Punkt 21 mit
den Anordnungen 23 der Injektionsdüsen 5A verbinden,
sind im Allgemeinen direkt; nichtsdestotrotz kann es sich auch genauso
gut um Verzweigungsstrukturen 22' handeln.
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Genauer gesagt, setzt sich der beheizende Verteiler 20 aus
Höckern 24, 24' an den Anordnungen
der Zentraldüse 5B und
der Injektionsdüsen 5A zusammen.
Die Höcker 24, 24' der Injektionsdüsen sind
mit dem Höcker 24'' der Zentraldüse über die Verzweigungen 22, 22' verbunden.
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Gemäß dem vorliegenden Beispiel
weisen die Höcker 24, 24', 24'' abgestufte Standardöffnungen 25, 25' auf, in denen
die nicht dargestellten Düsen
angeordnet sind, und die Verzweigungen 22, die sie verbinden,
sind mit Kanälen 26 ausge stattet,
die in den Öffnungen 25, 25' der Höcker 24, 24', 24'' enden.
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Für
den Schmelzvorgang ist der Verteiler 20 mit Nuten 27, 27' je nach Umfang
der Verzweigungen 22 und der Höcker 24, 24', 24'' versehen. Diese Nuten 27, 27' sind auf der
Oberseite sowie auf der Unterseite des Verteilers 20 vorgesehen,
um einen abgekapselten und geschlossenen Widerstand aufzunehmen
und den Verteiler auf der notwendigen Temperatur zu halten, um zu
gewährleisten,
dass das Kunststoffmaterial flüssig
bleibt.
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Der beheizende Verteiler 20 umfasst
außerdem
Laschen 28, die durchbohrt sind, um den Verteiler 20 in
seiner Anordnung in der Ausnahme 8 der Unterlage 4 verschrauben
zu können,
wo Innengewinde 17 für
die Aufnahme der Schrauben vorgesehen sind.
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Die Höcker 24, 24', 24'', die die nicht dargestellten Injektionsvorrichtungen
aufnehmen, haben einen Umfang, der wenigstens größtenteils die Form eines Rotationskörpers hat;
sie sind ausgestattet mit einer Öffnung 25, 25', vorzugsweise
einer abgestuften Durchbohrung, so dass sich eine Kammer ergibt. Jede
Injektionsvorrichtung wird dicht an ihrem Hökker befestigt, so dass sie
Verbindung zu der Kammer hat, die ihrerseits Verbindung mit einem
Kanal 26 hat, der mit der Zentraldüse 5B verbunden ist.
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Da der beheizende Verteiler ein Gusseisen- oder
Stahlgussteil ist, werden die Kanäle 26 als Bohrungen
hergestellt, die nach außen
führen
(26');
diese Bohrungen 26' werden
verschlossen, um nur die Kanäle 26 offen
zu lassen, die beispielsweise die zentrale Düse 5B mit der entsprechenden
Verteilerdüse 5A verbinden.
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Der beheizende Verteiler 20 ist
mit der Unterlage 4 lediglich in Höhe der Abstützung 13 über isolierende
Scheiben verbunden, um eine thermische Brücke zwischen dem Verteiler 20 und
der Unterlage 4 zu vermeiden.
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Die Schnittdarstellung in 5 durch den Höcker 21'' der zentralen Düse 5B und
den Höcker 24 einer
Injektionsdüse 5A zeigt
die abgestufte Durchbohrung 25 für die Aufnahme der (nicht dargestellten)
zentralen Düse,
endend in der Rückseite
des Verteilers 20 (Unterseite in 5). Die Durchbohrung 25' ist mit einem
Kanal 26 verbunden, der seinerseits mit der abgestuften
Bohrung 25 des Höckers 24 der
Eisnpritz düse
verbunden ist. Die Bohrung endet in der Verlängerung 26', die zur Herstellung
des Kanals 26 dient.
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Alle Düsen 5A, 5B werden
in den mit Standardgewinde ausgestatteten Aufnahmen montiert.
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Die Verzweigungen 22 enthalten
die Kanäle 26 und
haben einen rechteckigen Querschnitt, wie es in 6 dargestellt ist. Dieser recheckige
Querschnitt zeigt den Kanal 26 wie auch die Nuten 27, 27' in den Seiten,
beispielsweise über
und unter der Verzweigung 22. Die Nuten 27, 27' nehmen die
abgekapselten und geschlossenen Widerstände auf.
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7 ist
eine Teilansicht eines Schnittes durch die Einspritz-Baugruppe 1,
zusammengebaut mit dem Gesenk bzw. Untergesenk 2 in Höhe einer Einspritzdüse 5A,
wobei der Zusammenbau dargestellt ist in einer vertikalen Position
wie in 1. Der beheizende
Verteiler 20 ist in Höhe
des Hökkers 24 mit
einer Ausbuchtung 29 versehen, die über die Rückseite des Verteilers hinausragt,
um eine Isolatorscheibe 30 aufzunehmen, die den Verteiler 20 von seiner
Abstützung
13 am Boden der Unterlage 4 trennt. Die Baugruppe aus Verteiler/Unterlage
wird durch Schrauben 31 zusammengehalten.
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Die Ausbuchtung 29 mündet in
den Kanal 26 des Verteilers, wobei die Nuten 27, 27' mit abgekapselten
und geschlossenen elektrischen Widerständen versehen sind.
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Die abgekapselten und geschlossenen
Widerstände 32, 32' oben und unten
sind in den entsprechenden Nuten 27, 27' des Höckers 24 angeordnet.
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Der Durchlass 33 für die Düse 5A in
dem Gesenk bzw. Untergesenk 2 des Formwerkzeugs endet vor
einer Zentrierungsbohrung 34 und dem Träger für das vordere Ende 35 der
Düse, so
dass gleichzeitig Dichtigkeit gewährleistet ist. Die Düse 5A umfasst hinten
ein Gewindeteil 51A, das in dem Innengewinde 231 der
Anordnung 23 der Düse
auf dem Verteiler 20 verschraubt ist. Das Gewindeteil 51A folgt
einem hexagonalen Teil 52A, das eine Mutter für die Verschraubung
der Düse 5A in
dem Verteiler 20 bildet. Diese Figur zeigt außerdem die
Temperatursonden 53A, 54A.
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Diese Ausbuchtung führt zu einer
thermischen Entkopplung zwischen einerseits dem beheizenden Verteiler 20 und
seiner Düse 5A sowie
andererseits der Unterlage 4 und dem Gesenk bzw. Untergesenk 2.
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8 ist
eine Schnittansicht analog zu der in 7,
jedoch bei einer abgewandelten Ausführungsform und bei Montage
des beheizenden Verteilers 120 und der Injektionsdüse 105A.
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Die Einspritz-Baugruppe 101 wird
aus dem Gelenk bzw. Untergesenk 102 mit nicht dargestellten Mitteln
zusammengesetzt. Für
die Montage der Düse 105A in
dem Verteiler 120 ist die Anordnung 123 eine durchgehende
Bohrung ohne Abstufung für
die Aufnahme eines Kopfes 129 mit einem Durchlass in Form
einer Ausbuchtung, um den Kanal 126 des Verteilers 120 mit
der Düse 105A zu
verbinden.
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Dieser Kopf 129 ermöglicht die
Vereinfachung der Form und der Herstellung des Verteilers 120,
wobei die Anordnungen der Düsen
wie die Anordnung 123 einfache, durchgängige Bohrungen ohne Abstufung
und ohne Innengewinde sind.
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Der Kopf 129 ist für alle Injektionsdüsen 105 identisch,
was auch immer die entsprechende Länge ist, und er ist ein zylindrisches
Teil, das auf der einen Seite in einem Gewindeteil 1291 und
auf der anderen in einer konischen Hülse 1292 zum Verschließen der Basis
mündet,
wobei eine Stützfläche 1293 der
Rückseite 104B der
Unterlage 104 entspricht, um eine Abstützung gegen die Vorderseite 102A des
Gesenks bzw. Untergesenks 102 zu gewährleisten, und zwar um den
Durchlass 133 herum für
die Aufnahme der Düse 105A in
dem Gesenk bzw. Untergesenk 102. Der Körper 1294 des Kopfes 129 hat
eine zylindrische Form, die an die Bohrung 123 angepasst
ist; die Länge
des Körpers
entspricht im Wesentlichen der Dicke des Verteilers 120.
Die Hülse 1291 bildet
eine Schulter mit einer Verbindung zu dem Körper 1294, um den
Kopf gegen die entsprechende Seite des Verteilers 120 ("untere" Seite) drücken zu
können.
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Das andere Ende 1291 mit
Gewinde nimmt eine Mutter 130 für das Befestigen des Kopfes 129 auf
der Unterlage 120 und als Abstützung des Verteilers gegen
den Boden der Unterlage 104 auf. Diese Mutter 130 wird
vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das ein schlechter
Wärmeleiter
ist, um den Verteiler gegenüber
der Unterlage 104 zu isolieren.
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Die Hülse 1292 ist mit Durchlässen 1295 für das Durchführen von
Kabeln für
die Sonden 153A der Düse 105A versehen.
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Innen ist die Hülse 1292 mit einem
Gewinde 1296 für
die Aufnahme des Endes 151A mit Gewinde der Düse 105A versehen.
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Der Kopf 129 umfasst einen
Durchlass 1297, der in Verbindung steht mit dem Durchlass 154A der Düse 105A.
Das Teil 129 reduziert die thermische Brückenwirkung
auf ein Minimum.
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Die Montage der Düsen in dem Verteiler 120 vereinfacht
erheblich die Herstellung desselben, der eine konstante Dikke aufweist
und durchgängige, nicht
abgestufte Bohrungen ohne Innengewinde aufweist. Dies vereinfacht
außerdem
die Manipulationen an dem Verteiler und ganz allgemein an der Baugruppe 101.
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Die Materialien für den Verteiler 120 und
die Köpfe 129 werden
im einzelnen unter Berücksichtigung
ihrer Funktionen ausgewählt;
das Teil 129 kann bearbeitet werden, um einen höheren Widerstand aufzuweisen,
während
dies bei dem Verteiler 120 nicht unbedingt notwendig ist.
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Wie bei der vorangehenden Realisierung umfasst
der Verteiler Heizwiderstände 132 in
den Nuten 127.
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Schließlich ist der Verteiler 120 mit
der Unterlage 104 über
einen Bolzen 131 mit einer Isolatorscheibe 1311 dazwischen
verbunden.
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Die 9 zeigt
einen Teil einer Schnittansicht durch die Einspritz-Baugruppe 1 und
das Gesenk bzw. Untergesenk 2 entlang der Achse der Zentraldüse 5B.
Rechts von der Zentraldüse 5B umfasst der
beheizende Verteiler 20 einen Stiftbolzen für die Zentrierung
und Abstützung 36 in
Verbindung mit einer Aufnahme 37 des Verteilers und einer
Bohrung 38 in dem Gesenk bzw. Untergesenk 2.
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Die Zentraldüse 5B wird in dem
Durchlass 39 der Unterlage 4 über ihren Rand 40 auf
der Innenseite und durch ihre Abdeckung 41 in einer Senkung 42 auf
der Rückseite
der Unterlage 4 gehalten.
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Gemäß einer nicht dargestellten
Abwandlung kann die Zentraldüse
außerdem
in dem Verteiler 20 wie in dem in 8 gezeigten Beispiel für die Einspritzdüse montiert
sein, indem der Kanal in dem Kopf 129 angepasst wird, so
dass er auf der Seite des Endes 1291 mit Gewinde mündet und
indem das Ende innen in der Hülse 1292 geschlossen
wird.
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Dies macht es möglich, alle Anordnungen der
Düsen anzugleichen
und zu standardisieren, was immer die Zufuhr oder Injektion sei,
und außerdem die
Form des Verteilers zu vereinfachen.
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Die Baugruppe 1 wird aus
Gusseisen oder Stahlguss für
die Unterlage 4 und den beheizenden Verteiler 20 hergestellt.
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Die Unterlage 4 wird in
einem Formwerkzeug gegossen, und dann werden ihre Referenzflächen 14, 15 ebenso
wie die Durchlässe 10, 11 für die Düsen und
die Stützflächen 13 des
beheizenden Verteilers wie auch die Innengewinde 17 bearbeitet.
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Die Stützen 13 für den Verteiler 20 werden durch
eine Aushöhlung
am Boden der Matrix realisiert, die als Formwerkzeug der Unterlage 4 dient. Die
Anordnung der Rippen 9 berücksichtigt die Form des beheizenden
Verteilers 20.
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Die Herstellung des beheizenden Verteilers 20 erfolgt
ausgehend von einem Formwerkzeug, das mit Hilfe eines Kerns aus
modularen Elementen hergestellt wurde: Diese modularen Elemente
sind diejenigen Elemente, deren Form den Höckern und derjenigen der Verzweigungen
entspricht, die die Höcker miteinander
verbinden. Die Verzweigungen sind Profilsegmente, die der Länge nach
aufgeschnitten sind und zusammengesetzt werden.
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Der so hergestellte Kern bildet die
Matrix des Formwerkzeugs für
den Verteiler. Die Bearbeitung des Verteilers beschränkt sich
auf die der Referenzflächen,
der Bohrungen, die die Kanäle
bilden, und der Bohrungen für
die Düsen,
die abgestuft sind und durchgängig
sind oder nicht.
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Der Zusammenbau der Einspritz-Baugruppe 1 besteht
darin, die Düsen, 5A, 5B zu
montieren, die Versorgungen für
die Zylinder für
den Fall von gesteuerten Düsen
an den beheizenden Verteiler anzuschließen und die abgekapselten und
geschlossenen Widerstände 32, 32' wie auch die
Temperatursonden elektrisch zu verdrahten.
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Nach der Montage wird der Verteiler 20 an der
Unterlage 4 befestigt, die ihrerseits mit dem Gesenk bzw.
Untergesenk 2 zusammengebaut wird.