Heißkanalsystem
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Heißkanalsystem für Kunststoff für ein Spritzgießwerkzeug, beinhaltend ein Zuführteil, eine Transportleitung und ein Ausga- beteil.
Ein solches Heißkanalsystem ist gemäß dem aktuellen Stand der Technik allgemein bekannt. Zum Herstellen von Kunststoffprodukten in Großserie werden Spritzgießwerkzeuge verwendet, wobei ein speziell für das Spritzgießwerkzeug ausgeführtes Heißkanalsystem entwickelt wird. Dieses besteht aus Leitungen und Abzweigungen, deren Ausführung individuell auf das Werkzeug abgestimmt ist. Solche Heißkanalsysteme bestehen aus balkenförmigen Konstruktionen und werden von Betrieben hergestellt, die auf derartige Heißkanäle spezialisiert sind.
Weil sehr große Serien gefertigt werden müssen, werden hohe Anforderungen an ein Heißkanalsystem gestellt, woraus sich dementsprechende Herstellungspreise und - Zeiten ergeben.
Für viele Anwendungen muß für das Spritzgießen großer Serien, also Serien von mehr als einer halben Million Stück, eine Versuchsreihe mit einem Versuchswerkzeug gefahren werden. An ein solches Werkzeug, das auch für ausschließlich kleine Serien verwendet werden kann, werden bezüglich der Lebensdauer weniger strenge Anforderungen gestellt, weshalb dieses schneller und preisgünstiger angefertigt werden kann, und mit diesem Werkzeug können Versuche für eventuell erforderliche Anpassungen des endgültigen Werkzeugs für die Großserienfertigung durchgeführt werden. Eine Alternative zu derart kostspieligen Konstruktionen besteht darin, ein Heißkanalsystem mit Hilfe von Rohren, Kupplungen und Schweißnähten herzustellen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß Risse und alle damit verbundenen Folgen nicht zu verhindern
sind. Außerdem ist es ein Problem, die Angüsse hinsichtlich des Werkzeugs genau zu positionieren.
Allerdings gleichen die Anforderungen an das dafür zu verwendende Heißkanalsys- tem, abgesehen von der Lebensdauer, den Anforderungen, die an das Heißkanalsystem gestellt werden, das beim Produzieren von Großserien verwendet wird. Schließlich liegt der Druck auf demselben hohen Niveau (600-2000 bar), und die Temperatur liegt ebenfalls auf einem Wert zwischen 200°C und 300°C.
Daher ist es nach dem Stand der Technik üblich, die für das Spritzgießen von Großserien bekannten Heißkanalsysteme auch für das Spritzgießen kleinerer Serien zu verwenden. Wie weiter oben erwähnt, sind damit Kostenprobleme verbunden, und auch die Lieferzeiten sind erheblich.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.
Dieses Ziel wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 erreicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Das Ziel wird durch ein oben beschriebenes Heißkanalsystem erreicht, indem die Leitung an mindestens einem Ende ein dickwandiges Rohrteil beinhaltet, das mit einer in einem bestimmten Abstand von diesem Ende angeordneten Umfangsnut versehen ist, indem das Zuführteil und/oder Abführteil einen Träger mit darin eingebrachter Durchgangsbohrung beinhaltet, wobei die Einlaß-/ Auslaßfläche der Bohrung im Träger senkrecht zur Einlaß-/Auslaßfläche der Bohrung steht, wobei nahe der Einlaß- /Auslaßfläche der Bohrung der Träger mit einer an die Bohrung anschließenden Durchmesservergrößerung und einer daran anschließenden Durchmesserverkleinerung versehen ist, die für die Aufnahme des Endes beziehungsweise der Umfangsnut di-
mensioniert ist, wobei das Zuführteil und das Ausgabeteil einen auf dem Träger zu positionierenden Verschluß beinhaltet, welcher mit einem vorspringenden Teil zum Eingreifen in die Umfangsnut versehen ist, und wobei der Anschluß zwischen dem Einlaß/ Auslaß der Bohrung und dem Rohrteil vollständig innerhalb des Trägers liegt und vorzugsweise eine Dichtung beinhaltet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein modulares System aus Universalträgern und - abhängig von der Position der Träger zueinander - entsprechend ausgeführten Rohrteilen vorgesehen. Die Rohrteile sind besonders einfach herzustellen. Diese be- stehen nämlich gemäß der vorliegenden Erfindung aus dickwandigem Material und weisen nahe ihrem Ende eine Nut auf. Eine solche Nut braucht nicht von Spezialbe- trieben eingearbeitet zu werden. Die Träger können universell ausgeführt sein. Die Kopplung zwischen dem Rohrteil und den Trägern besteht aus einer Konstruktion mit einer Aufnahme in den Trägern, von welcher die durch die Endkante des Rohres be- grenzte Umfangsnut aufgenommen wird.
So läßt sich mit Universalteilen auf schnelle und einfache Weise ein Heißkanalsystem aufbauen. Die Flüssigkeitsabdichtung zwischen dem Rohrteil und dem Träger erfolgt vorzugsweise mit einem Dichtring und insbesondere mit einem Dichtring, der sich unter Druck derart ausdehnt, daß die Dichtigkeit gegeben ist.
Sowohl um das Rohrteil herum als auch am Träger können Erwärmungsmittel angebracht sein, um Temperaturverluste so weit wie möglich zu kompensieren.
Die Universalteile beziehungsweise -träger können mit einem Zulauf- oder Ablaufmundstück versehen sein. Das Ablaufmundstück kann so ausgeführt sein, daß es an einen Anguß anschließt und beispielsweise zur Kopplung mit einem Angußventil ausgeführt sein. Derartige Ventile sind nach dem aktuellen Stand der Technik allgemein bekannt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Träger blockförmig aufgebaut, wobei eine Seite für die Aufnahme eines Auslasses beziehungsweise Einlasses ausgeführt ist und die senkrecht dazu stehenden Seiten für die Aufnahme jeweils eines Rohrteils auf jeder Seite ausgeführt sind. Das bedeutet, daß prinzipiell an jeden Träger vier Rohrteile angeschlossen werden können. In der Praxis wird dies nicht immer der Fall sein, und in diesem Fall werden an den Öffnungen, die nicht mit einem Anschluß versehen sind, Verschlußstopfen verwendet.
Im Träger befindet sich eine Bohrung. Diese Bohrung ist gemäß einer vorteilhaften Ausführung in Abhängigkeit von der vorgesehenen Verwendung ausgeführt. Das bedeutet, daß sich die Bohrung gemäß einer vorteilhaften Ausführung nicht bis zum Anschluß erstreckt, an dem ein Verschlußstopfen angebracht wird. Der Träger besteht vorzugsweise aus einem Unterteil und einem darauf anzuordnenden Deckel, die zusammen die oben beschriebene Aufnahme begrenzen.
Das oben beschriebene Heißkanalsystem eignet sich insbesondere zum Spritzgießen von mittelgroßen und großen Produkten, wobei durch den Heißkanal beträchtliche Entfernungen überbrückt werden müssen. Als Beispiele seien Produkte mit Abmessungen von bis zu zwei Metern genannt.
Das Rohr kann aus einem einzigen Material nach dem Stand der Technik gefertigt sein. Durch die verhältnismäßig große Wanddicke wird die geforderte Stabilität einfach zu erzielen sein. Das bedeutet, daß es möglich ist, Rohre mit einem Durchmesser von beispielsweise 12 mm und Rohre mit einem Durchmesser von beispielsweise 19 mm zu verwenden, so daß alle Anwendungen abgedeckt werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines in den Zeichnungen abgebildeten Ausführungsbeispiels näher verdeutlicht werden. Dabei zeigen
Abb. 1 die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Heißkanalsystems,
Abb. 2 das Heißkanalsystem gemäß Abb. 1 in der Draufsicht,
Abb. 3 die verschiedenen Teile einer Kupplung und
Abb. 4 einen Querschnitt durch das Unterteil.
Das erfindungsgemäße Heißkanalsystem ist in Abb. 1 in seiner Gesamtheit dargestellt und mit 1 bezeichnet. Es besteht aus einer Anzahl von Rohrteilen 2-5 und einer Anzahl von Kupplungsblöcken 6-10. Am Kupplungsblock 7 wird über das Zulaufmundstück 25 Kunststoff zugeführt, und dieser wird auf die übrigen Kupplungsblöcke verteilt und über die Ausströmöffnungen 26 - gegebenenfalls über ein gesondert anzu- bringendes Absperrventil - in das Spritzgießwerkzeug eingespritzt. Das Spritzgießwerkzeug ist in diesen Zeichnungen nicht abgebildet und kann ein beliebiges Spritzgießwerkzeug nach dem Stand der Technik sein. Das Werkzeug ist vorzugsweise mit Aussparungen zum Aufnehmen der Rohrteile und Kupplungsblöcke versehen.
Die Bolzen 16 sind dafür vorhanden, um die Kupplungsblöcke am Spritzgießwerkzeug zu befestigen. Für die Rohrteile sind Erwärmungsmittel 24 vorhanden. Außerdem können Erwärmungsmittel für die Kupplungsblöcke vorhanden sein. Jedes dieser Erwärmungsmittel oder eine Gruppe davon kann thermostatisch geregelt werden. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der durch die Rohrteile und Kupplungsblöcke strömende Kunststoff eine für die Verarbeitung optimale Temperatur aufweist.
Die Abb. 1 und 2 zeigen nur ein Beispiel für das Heißkanalsystem. Es sei darauf hingewiesen, daß das Heißkanalsystem nach Bedarf mit den Universalkomponenten, be-
stehend aus den Kupplungsblöcken und den einfach ablängbaren Rohrteilen, angepaßt werden kann.
In Abb. 3 sind die verschiedenen Einzelteile im Detail dargestellt. Das dort gezeigte Ende des Rohrteils 2 ist mit einer darin eingebrachten Umfangsnut 23 versehen. Diese kann einfach durch Drehen realisiert werden. Hierfür ist die Durchführung sehr spezieller Bearbeitungsschritte also nicht erforderlich. Mit 21 ist eine Kammer für die Aufnahme einer Dichtung bezeichnet.
Der in Abb. 3 dargestellte Kupplungsblock besteht aus einem Unterteil 13 und einem Deckel 11. Dieser Deckel 11 wird mit vier Bolzen am Unterteil befestigt. Zwei Bolzen sind die weiter oben beschriebenen Bolzen 16, die in einem Spritzgießwerkzeug befestigt sind, während zwei weitere, diagonal gegenüberliegende Bolzen die Bolzen 12 sind, die in ein im Unterteil 13 vorhandenes Gewinde greifen. Zwischen dem Un- terteil und dem hier nicht abgebildeten Werkzeug kann gegebenenfalls eine Isolierplatte 17 angebracht werden.
Sowohl das Unterteil 13 als auch der Deckel sind mit einer Aufnahme versehen. Der Deckel ist mit der Aufnahme 20 versehen, während das Unterteil mit der Aufnahme 19 versehen ist. Diese ist um das Endkantenteil 27 herum ausgeführt, das entlang der Aussparung 23 übrigbleibt, um das Rohrteil 2 aufzunehmen. Beim Schließen des Deckels 11 auf dem Unterteil 13 wird das Rohrteil rundum verschlossen aufgenommen. Dabei ist es möglich, daß das Rohrteil 2 klemmend zwischen dem Unterteil 13 und dem Deckel 11 aufgenommen wird. Dieses Klemmen wird dadurch realisiert, daß das Endkantenteil 27 engschließend in dem ringförmigen Hohlraum aufgenommen wird, der durch die Aufnahmen 19 und 20 begrenzt wird. Hierzu können eine oder beide der hochstehenden Kanten des Endkantenteils 27 konisch zur Umfangskante des Endkantenteils 27 hin zulaufend ausgeführt sein. Die Aufnahmen 19 und 20 können dementsprechend konisch zulaufend ausgeführt sein. Beim Zusammenziehen von Deckel 11
und Unterteil 13 wird die Umfangskante mit einer oder mehreren der konisch zulaufenden hochstehenden Kanten 30 davon in die dementsprechend geformte Aussparung geklemmt. In Abb. 4 ist die Abschrägung der Aufnahme 19 mit 31 bezeichnet. Dadurch ist es möglich, die verhältnismäßig hohen Drücke aufzunehmen, die im Hotrummer- System herrschen.
Wie die Abb. 3 und 4 zeigen, ist jedes Unterteil 13 mit vier Anschlüssen für je ein Rohrteil versehen. In die nicht verwendeten Anschlüsse können Verschlußstopfen 14 eingesetzt werden, um die Belastung des Deckels 11 gleichmäßig auf das Unterteil zu verteilen. Wie der Querschnitt in Abb. 4 zeigt, befindet sich im Unterteil eine Bohrung 18, die exakt so ausgeführt ist, daß nur die Verbindung zwischen dem betreffenden Rohrteil und der Zulauföffnung 25 bzw. der Ablauföffnung 26 hergestellt wird. Die Bohrung erstreckt sich also nicht auf die Punkte, an denen keine Kopplung mit einem Rohrteil stattfindet. Dies bedeutet, daß der Verschlußstopfen lediglich dazu dient, die Verschlußkräfte gleichmäßig zu verteilen, nicht aber zur Bewerkstelligung der Dichtigkeit.
Eine Dichtung 22 befindet sich in der Kammer 21 des Unterteils 13 und verläuft um den Deckel 11 herum. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um einen U-förmigen Ring, dessen Basis nach außen gerichtet ist, so daß dessen Schenkel bei der Beaufschlagung mit Druck nach außen bewegt werden und für die Dichtigkeit sorgen.
Die oben beschriebene Heißkanal-Universalkonstruktion ist besonders einfach zu realisieren. Hierbei werden nach dem Entwickeln des Spritzgießwerkzeugs die Positio- nen für die verschiedenen Kupplungsblöcke 6 bestimmt. Danach kann die gewünschte Länge für die Rohrteile festgelegt werden, und diese Rohrteile können einfach aus dickwandigem Material hergestellt werden. Die Kupplungsblöcke können sowohl durch spanende Bearbeitung als durch andere Umformtechniken nach dem Stand der
Technik auf einfache Weise hergestellt werden. Weil diese, abgesehen von der Bohrung, Universalteile sind, liegen die Kosten hierfür verhältnismäßig niedrig.
Es sei darauf hingewiesen, daß in der vorangegangenen Beschreibung lediglich ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wiedergegeben ist. Mit dem Stand der Technik vertraute Personen werden sogleich Varianten ausfindig machen, die im Geltungsbereich der beigefügten Patentansprüche liegen und nach den obigen Ausführungen auf der Hand liegen.