DE69710982T2

DE69710982T2 - Spritzgiessdüse mit Führungs- und Dichtungsring

Info

Publication number: DE69710982T2
Application number: DE69710982T
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Gellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2017-08-29
Also published as: US5795599A; EP0835732B1; DE69710982D1; ES2171794T3; JP4118983B2; CA2187497A1; EP0835732A1; JPH11936A; PT835732E; CA2187497C

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein Spritzgießen und insbesondere einen Führungs- und Abdichtungsring, um auf einer beheizten Düse montiert zu werden, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
EP-A-0 475 143 zeigt eine Spritzgießvorrichtung, wie oben angezeigt.
Außerdem ist eine Spritzgießvorrichtung bekannt, die eine Anzahl von beheizten Düsen hat, die sich von einem Schmelzeverteiler erstrecken. Während der Montage werden die Düsen in Bohrungen in der Gießform eingesetzt und falls die Düsen nicht alle exakt ausgerichtet sind kann eine oder mehrere von ihnen beschädigt werden. Wie im U. S. Patent Nr. 4, 768,945 von Schmidt u. a., das am 6. September 1988 veröffentlicht wurde, ersichtlich, ist auch ein Abdichtungs- und Befestigungsflansch, der den isolierenden Luftraum zwischen jeder beheizten Düse und der umgebenden gekühlten Gießform überbrückt, vorgesehen. Das U. S. Patent, Nr.. 5, 346, 388 des Anmelders, das am 13. September 1994 veröffentlicht wurde, zeigt, daß die Betriebstemperaturen durch ein Thermoelement, gebogen um sich rückwärts in eine Bohrung in dem vorderen Ende jeder Düse zu erstrecken, überwacht werden. Das U. S. Patent, Nr. 5, 326, 251 des Anmelders, das am 5. Juli 1994 veröffentlicht wurde, zeigt Umwickeln eines Drahtes rund um jede Düse, um das Thermoelement am Ort gegen die Düse zu halten. Während diese vorherigen Anordnungen für viele Anwendungen sehr befriedigend sind, erfordert der vorherige Abdichtungs- und Befestigungsring, um ihn aufzunehmen, die Düse mit einem Sitz zu fertigen und hat keine Vorsorge für ein Thermoelement, das sich durch ihn erstreckt.

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung zumindest teilweise die Nachteile des Standes der Technik durch Schaffen eines relativ preisgünstigen Führungs- und Abdichtungsringes zu überwinden, der schnell und leicht rund um das vordere Ende einer Düse montiert werden kann.
Nach der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Spritzgießvorrichtung gelöst, die zumindest eine beheizte Düse hat, die sich vorwärts in eine Bohrung mit einer im wesentlichen zylindrischen Wand erstreckt, in eine gekühlte Gießfarm mit einem isolierenden Luftraum, der sich zwischen der zumindest einen beheizten Düse und der umgebenden gekühlten Gießform erstreckt, wobei die zumindest eine Düse ein hinteres Ende, ein vorderes Ende, zumindest einen Abschnitt, benachbart dem vorderen Ende mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenoberfläche und eine Schmelzebohrung hat, die sich durch diese hindurch von dem hinteren Ende zu dem vorderen Ende in Ausrichtung mit einem Anschnitt erstreckt, der zu einem Formhohlraum in der Gießform führt, wobei die Vorrichtung außerdem aufweist: einen Führungs- und Abdichtungsring, vorgesehen, um rund um die äußere zylindrische Oberfläche, benachbart dem vorderen Ende der zumindest einen Düse vor dem Einsetzen der zumindest einen Düse in die Bohrung in die Gießform montiert zu werden, wobei der Führungs- und Abdichtungsring eine innere und eine äußere Oberfläche hat, wobei die innere Oberfläche eine zylindrische Öffnung bildet, die rund um die äußere zylindrische Oberfläche von zumindest einer Düse paßt, wobei die äußere Oberfläche des Führungs- und Abdichtungsringes in der Bohrung paßt, um das vordere Ende der zumindest einen Düse während des Einsetzens der zumindest einen Düse in die Bohrung in die Gießform zu führen und uni eine Abdichtung zwischen der Außenoberfläche des Führungs- und Abdichtungsringes und der im wesentlichen zylindrischen Wand der Bohrung zu schaffen, wobei der Führungs- und Abdichtungsring eine Mehrzahl von sich vorwärts erstreckenden, ringsum beabstandeten Fingern hat, um den Führungs- und Abdichtungsring am Ort festzuhalten.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, verwendet zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, deutlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine isometrische Ansicht, die vier beheizte Düsen zeigt, die sich von einem Schmelzeverteilungsverteiler in einer Position erstrecken, um in einer Gießform montiert zu werden,
Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung, die einen Abschnitt von einer der Düsen in Fig. 1 nach Aufnehmen in der Gießform zeigt,
Fig. 3 ist eine isometrische Ansicht von der Rückseite des in Fig. 2 gezeigten Führungs- und Abdichtungsringes,
Fig. 4 ist eine umgekehrte isometrische Ansicht desselben Ringes, und· Fig. 5 ist eine isometrische Ansicht, die den Führungs- und Abdichtungsring zeigt, der am Ort befestigt ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Zuerst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die einen Schmelzeverteilungsverteiler 10 mit vier langgestreckten, beheizten Düsen 12 zeigt, die sich von ihm in Position zur Montage in eine Gießform 14 erstrecken. In dieser Anordnung hat jede Düse 12 ein mit Gewinde versehenes, in den Schmelzeverteilungsverteiler verschraubtes hinteres Ende (nicht gezeigt), und eine zylindrische Außenoberfläche, die sich zu einem vorderen Ende 18 erstreckt, obwohl viele andere Anordnungen verwendet werden können. Der Schmelzeverteilungsverteiler 10 wird durch mit ihm verbundene elektrische Plattenheizer 20 beheizt, und hat einen Schmelzedurchgang (nicht gezeigt), die sich von einem zentralen Einlaß 22 verzweigt, um sich in Ausrichtung mit einer Mittelbohrung 24 in jeder Düse 12 zu erstrecken.
Wie in Fig. 2 ersichtlich, wird jede Düse 12 durch ein einstückiges elektrisches Heizelement 26 beheizt, das sich in einer Spirale rund um die Mittelbohrung 24 erstreckt. Die Form 14 wird durch Pumpen von Kühlwasser durch Kühlleitungen 28 gekühlt. Jede Düse 12 ist in einer Bohrung 30 in der Form 14 mit einem isolierenden Luftraum 32 aufgenommen, der sich zwischen der beheizten Düse 12 und der zylindrischen Wand 34 der umgebenden gekühlten Gießform 14 erstreckt.
In der gezeigten Anordnung ist eine entfernbare zweistückige Düsenabdichtung 36 in dem vorderen Ende 18 jeder Düse 12 montiert. Wie in dem U. S. Patent Nr. 5, 299, 928, das am 5. April 1994 veröffentlicht wurde, vom Anmelder beschrieben, hat die zweistückige Dichtung ein hohles Innenstück 38, das am Ort in einem Sitz 40 in dem vorderen Ende 18 der Düse 12 durch ein koaxiales Außenstück 42 aufgenommen ist, das fest am Ort verschraubt ist. Wie gesehen werden kann, erstreckt sich die zweistückige Abdichtung 36 über den isolierenden Luftraum 32 und ist in einer zylindrischen Öffnung 44 in der Gießform 14 aufgenommen, mit einer Vorderfläche 46, die mit dem Formhohlraum 48 bei der Verarbeitungstemperatur bündig ist. Das Innenstück 38 hat eine Bohrung 50, die in Ausrichtung mit der Mittelbohrung 24 der Düse ist, um die Schmelze zu dem Anschnitt 52 in dem Außenstück 42, das zu dem Formhohlraum 48 führt, zu fördern. Die Temperatur der Schmelze während des Einspritzzyklus wird durch ein Thermoelement 54 überwacht, das sich durch den Luftraum 32 zwischen der Düse 12 und der Gießform 14 erstreckt, und ist gebogen, um in einer sich nach hinten erstreckenden Bohrung 56 in dem vorderen Ende 18 der Düse 12 aufgenommen zu werden. Das Thermoelement 54 wird gegen die zylindrische Oberfläche 16 der Düse durch einen Hochtemperaturdraht 58, um die Düse 12 herumgewickelt, gehalten, wie nachstehend beschrieben.
Wie auch in den Fig. 3-5 gezeigt, ist ein Führungs- und Abdichtungsring 60 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung rund um das - vordere Ende 18 jeder Düse 12 montiert. Der Führungs- und Abdichtungsring 60 ist aus rostfreiem Stahl mit einer Innenoberfläche 62 und einer Außenoberfläche 64 hergestellt. Die Innenoberfläche 62 bildet eine zylindrische Öffnung 66, die rund um die Außenoberfläche 64 der Düse 12 paßt. In diesem Ausführungsbeispiel hat der Ring 60 einen radialen Spalt 68, um eine größere Toleranz in der Größe der Außenoberfläche 64 der Düse 12 und der Innenoberfläche 62 des Rings 60 zu gestatten, während immer noch einen feste Passung sichergestellt wird. Die Breite des Spates 68 ist in den Zeichnungen für den Zweck der Veranschaulichung übertrieben worden. In der Tat ist der Spalt 68 ganz eng, so daß er durch ein keramisches Dichtungsmaterial, wie nachstehend beschrieben, verschlossen werden kann. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Ring zusammenhängend gefertigt werden, um über die Düse zu passen. In diesem Ausführungsbeispiel bildet die Außenoberfläche 64 einen sich nach außen erstreckenden Flanschabschnitt 70 mit einer Anzahl von einwärts geneigten Führungsrippen 72, die sich davon nach vorwärts erstrecken. Wie eindeutig in Fig. 2 gesehen, ist die Größe des Flanschabschnittes 70 beschaffen, um gerade in die zylindrische Bohrung 30 zu passen, um eine zweite Abdichtung zu schaffen, im Falle es gibt eine Leckage von unter Druck stehender Schmelze in den Raum 76 zwischen der zweistückigen Abdichtung 36 und dem Führungs- und Abdichtungsring 60. Wie bekannt ist, ist es nicht notwendig, einen kontinuierlichen Kontakt zwischen dem Rand 74 und der Bohrungswand 34 zu haben, da die Schmelze selbst eine Zähflüssigkeitsabdichtung bildet, wenn sie eng genug zusammen sind. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Außenoberfläche eine fortgesetzte Neigung, vorwärts von dem Flanschabschnitt 70, bilden, aber dadurch, daß die beabstandete Führungsrippen 72 vorhanden sind, verringerte dies etwas den Wärmeverlust von der beheizten Düse 12 zu der gekühlten Gießform 14.
Der Führungs- und Abdichtungsring 60 hat eine Anzahl von sich vorwärts erstreckenden, ringsum beabstandeten Fingern 78. Die Innenoberfläche 62 des Ringes 60 hat eine Nut 80 in ihm und der Finger 82, benachbart der Nut 80, ist weiter nach außen positioniert und ist länger als die anderen. Wie in Fig. 5 ersichtlich, ist der Führungs- und Abdichtungsring 60 über dem vorderen Ende 18 der Düse 12 mit dem Thermoelement 54 montiert, das sich durch die Nut 80 erstreckt und die Finger 78 werden dann mit einem geeigneten Werkzeug, wie z. b. einem Hammer 84 über das vordere Ende 18 der Düse 12 gebogen, um den Ring 60 am Ort zu befestigen. Wie eindeutig in Fig. 2 zu sehen, ist der Finger 82 über dem Thermoelement 54 gebogen, um es am Ort in der Bohrung 56 zu halten. Nachdem der Führungs- und Abdichtungsring 60 am Ort montiert worden ist, wird ein geeignetes flüssiges, wärmeaushärtendes, keramisches Abdichtmaterial, wie z. B. CERAMABOND 668 (Handelsname von Aremco) aus einem pneumatischen Ausgaberohr 86, oder Spritze in die Räume zwischen dem Ring 60 und der Düse 12, einschließlich des dünnen Spaltes 68 und der Nut 80 für das Thermoelement 54 angewandt. Die Düsen 12 werden dann in einem Ofen auf eine Temperatur von ungefähr 200ºC erwärmt, um das wärmeausliärtende, keramische Abdichtmaterial auszuhärten.
Der Führungs- und Abdichtungsring 60 hat auch eine Anzahl von sich nach hinten erstreckende, um ihn herum beabstandete Finger 88. Jeder der sich nach hinten erstreckenden Finger 88 hat eine nach außen gewandte Raste 90, um den um die Düse herum gewunden Draht 58 aufzunehmen, um das Thermoelement 54 und den Ring 60 selbst am Ort gegen die Außenoberfläche 16 der Düse 12 zu befestigen.
Im Gebrauch wird das Spritzgießsystem durch Absenken der Schmelzeverteilungsverteilers 10 montiert, wobei die daran befestigten Düsen 12 in der Form 14 aufgenommen werden, wie in Fig. 1 gezeigt. Die geneigten Führungsrippen 72 führen anfänglich die Düsen 12 in die Bohrungen 30 und dann richtet der Flanschabschnitt 70 jede Düse 12, so daß die zweistückige Abdichtung 36 in die zylindrische Öffnung 44 ohne irgendeine Beschädigung an ihrer vorderen Fläche 46 eintritt. Die zylindrische Öffnung 44 hat eine abgeschrägte Kante 92, um zu sichern, daß es nur einen glatten Kontakt zwischen ihnen gibt.
Nach dem Zusammenbau wird elektrische Energie an die Heizer 20 auf dem Verteiler 10 und an die Heizungselemente 26 in der Düse 12 angelegt, um sie auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur zu erwärmen. Die Form des Flanschabschnittes 70 und der geneigten Rippen 72 minimieren den Wärmeverlust der beheizten Düsen 12 auf die umgebende gekühlte Gießform 14. Unter Druck stehende Schmelze wird von einer Gießmaschine (nicht gezeigt) zu dem zentralen Einlaß 22 des Schmelzedurchgangs nach einem vorbestimmten Zyklus angewandt. Die Schmelze fließt durch den Schmelzeverteilungsverteiler 10, Düsen 12, Düsenabdichtungen 36 und Anschnitte 52 in die Formhohlräume 48. Nachdem die Formhohlräume 48 gefüllt sind und ein geeignete Verdichtungs- und Abkühlzeitraum abgelaufen ist, wird der Einspritzdruck entlastet und das Schmelzefördersystem wird dekomprimiert, um Netzbildung durch die offenen Anschnitte 52 zu vermeiden. Dann wird die Gießform 14 geöffnet, um die gespritzten Erzeugnisse auszuwerfen. Nach dem Auswerfen wird die Gießform 14 geschlossen und der Zyklus wird fortwährend mit einer Zyklusdauer wiederholt, die von der Größe der Formhohlräume 48 und der Art des Materiales, das gespritzt werden soll, abhängt.
Während die Beschreibung der Spritzgießvorrichtung mit dem Führungs- und Abdichtungsring 60 in bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gegeben worden ist, ist es offensichtlich, daß verschiedene andere Modifikationen möglich sind, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie in den folgenden Ansprüchen definiert.

Claims

1. Spritzgießvorrichtung mit zumindest einer beheizten Düse (12), die sich nach vorwärts in eine Bohrung (30) mit einer im wesentlichen zylindrischen Wand (34) in einer gekühlten Form (14) erstreckt, mit einem isolierenden Luftraum (32), der sich zwischen der zumindest einen beheizten Düse (12) und der umgebenden, gekühlten Form (14) erstreckt, wobei die zumindest eine Düse (12) ein hinteres Ende, ein vorderes Ende (18), zumindest einen Abschnitt benachbart zu dem vorderen Ende (18) mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenoberfläche (16) und eine Schmelzbohrung (24) aufweist, die sich durch diese hindurch von dem hinteren Ende zu dem vorderen Ende (18) in Ausrichtung mit einem Anschnitt (52) erstreckt, der sich zu einem Formhohlraum (48) in der Form (14) erstreckt, wobei die Vorrichtung außerdem aufweist: einen Führungs- und Dichtungsring (60), vorgesehen rund um die zylindrische Außenoberfläche (16) benachbart dem vorderen Ende (18) der zumindest einen Düse (12) vor dem Einsetzen der zumindest einen Düse (12) in die Bohrung (30) in die Form (14) montiert zu werden, wobei der Führungs- und Dichtungsring (60) eine Innenoberfläche (62) und eine Außenoberfläche (64) aufweist, die Innenoberfläche (62) eine zylindrische Öffnung (66) bildet, die um die zylindrische Außenoberfläche (16) der zumindest einen Düse (12) paßt, wobei die Außenoberfläche (64) des Führungs- und Dichtungsrings (60) in die Bohrung (30) paßt, um das vordere Ende (18) der zumindest einen Düse (12) während des Einsetzens der zumindest einen Düse (12) in die Bohrung (30) in der Form (14) zu führen und eine Dichtung zwischen der Außenoberfläche (64) des Führungs- und Dichtungsrings (60) und der im wesentlichen zylindrischen Wandung (34) der Bohrung (30) zu schaffen, dadurch gekennzeichnet, das der Führungs- und Dichtungsring (60) eine Mehrzahl von sich nach vorwärts erstreckenden Fingern (78) aufweist, die in Umfangsrichtung beabstandet sind, um den Führungs- und Dichtungsring (60) an Ort und Stelle zu halten.

2. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberfläche (64) des Führungs- und Dichtungsrings (60) abgeschrägt ist, um einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Flanschabschnitt (70) zu bilden, der in die Bohrung (30) in eine Form (14) paßt.

3. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von einwärts geneigten, beabstandeten Führungsrippen (72) sich nach vorwärts von dem Flanschabschnitt (70) aus erstrecken.

4. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die sich nach vorwärts erstreckenden Finger (78) vorgesehen sind, radial einwärts über das Vorderende (18) der Düse (14) gebogen zu werden, nachdem der Führungs- und Dichtungsring (60) rund um die zylindrische Außenoberfläche (16) der Düse (12) montiert ist.

5. Spritzgießvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Vorderende (18) der Düse (12) eine Bohrung (56) aufweist, um in dieser ein Thermoelement (54) aufzunehmen und die Innenoberfläche (62) des Führungs- und Dichtungsringes (60) eine Nut (80) aufweist, um darin durch diese hindurch das Thermoelement (65) aufzunehmen.

6. Spritzgießvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei einer der sich nach vorwärts erstreckenden Finger (78) vorgesehen ist, über das Thermoelement (54) auf das Vorderende (18) der Düse (12) gebogen zu werden und das Thermoelement an Ort und Stelle in der Öffnung in dem vorderen Ende der Düse zu halten.

7. Spritzgießvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Führungs- und Dichtungsring (60) eine Mehrzahl von sich nach rückwärts erstreckenden Finger (88) aufweist, die in Umfangsrichtung beabstandet sind, wobei jeder der sich nach rückwärts erstreckenden Finger (88) eine nach außen weisende Ausnehmung (90) aufweist, vorgesehen zum Aufnehmen eines Drahtes (98), der um die Düse (12) gewickelt wird und zum Befestigen des Thermoelementes an Ort und Stelle gegen die Außenoberfläche der Düse.