DE4325064A1 - Druckguß-Düseneinsatz - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen die Druckgußtechnik und insbesondere einen Aufnahmesitz- und Dichtungseinsatz für die Anbringung einer geheizten Düse in einem Schacht einer Druckguß­ form.

Es ist in der Druckgußtechnik wohlbekannt, eine in einem Schacht ei­ ner Druckgußform aufgenommene Düse so in den Schacht einzusetzen, daß zwischen der Düse und dem Schacht ein isolierender Luftzwischen­ raum verbleibt, um den Oberflächenkontakt zwischen der geheizten Düse und der gekühlten Druckgußform zu minimieren und den Wär­ meverlust zu reduzieren. Es ist außerdem wohlbekannt, einen Aufnah­ mesitz für die genaue Anordnung der Düse im Schacht sowie eine Dichtung vorzusehen, mit der verhindert wird, daß mit Druck beauf­ schlagte Schmelze in den erwähnten Luftzwischenraum entweicht. In der Vergangenheit sind jedoch voneinander getrennte Strukturen not­ wendig gewesen, um für eine Düse in einer Druckgußform sowohl die Aufnahmesitz- als auch die Dichtungsfunktion zu schaffen. Beispiels­ weise zeigt das US-Patent Nr. 4,663,811 des Anmelders, veröffentlicht am 12. Mai 1987, eine Düse mit einem Abstützflansch, der auf einer Schulter in der Druckgußform aufsitzt, wobei die Dichtung durch eine getrennte zylindrische Dichtung mit einer V-förmigen Vorderseite ge­ schaffen wird. Ähnlich zeigt das US-Patent Nr. 5,049,062 des Anmel­ ders, veröffentlicht am 17. September 1991, einen Düsenaufnahmesitz, der mit einem Anschnitteinsatz versehen ist, wobei die Dichtung durch einen Dichtungs- und Positionierungsflansch geschaffen wird, der um die Düse verläuft. Das US-Patent Nr. 5,118,279 des Anmelders, veröf­ fentlicht am 2. Juni 1992, zeigt eine Buchse, die sowohl die Positionie­ rungs- wie auch die Dichtungsfunktion erfüllt, sie ist jedoch nur auf ei­ nen Meßfühler anwendbar, der Stege besitzt, die nach außen vorstehen und mit der Buchse in Kontakt sind.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obenerwähn­ ten Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise zu beseiti­ gen und einen Einsatz zur Anbringung einer Druckgußdüse in einer Druckgußform zu schaffen, der einerseits für die Düse in der Druck­ gußform einen Aufnahmesitz bildet und der andererseits eine Dichtung gegen ein Entweichen der mit Druck beaufschlagten Schmelze in den isolierenden Luftzwischenraum bildet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Druckguß- Düseneinsatz, der die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen, die sich auf bevorzugte Ausführungsformen der vor­ liegenden Erfindung beziehen, angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Teils eines Mehrfachformnest- Druckgußsystems mit einem Aufnahmesitz- und Dichtungs­ einsatz gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten erfin­ dungsgemäßen Aufnahmesitz- und Dichtungseinsatzes;

Fig. 3 eine Schnittansicht, die den Aufnahmesitz- und Dichtungsein­ satz in einer Stellung zeigt, in der er zwischen das hintere und das vordere Teil der Düse montiert wird.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. In Fig. 1 ist ein Teil eines Kantenanschnitt-Druckgußsystems gezeigt, in dem ein erfindungsgemä­ ßer Aufnahmesitz- und Dichtungseinsatz 10 für die Anbringung einer geheizten Düse 12 in einem Schacht 14 einer Druckgußform 16 darge­ stellt ist. Das System besitzt einen geheizten Stahlverteiler 18, mit dem Schmelze an mehrere beabstandete Düsen 12 verteilt wird, wobei jede Düse 12 anschließend die Schmelze an mehrere beabstandete Kantenan­ schnitte 20 verteilt, die in verschiedene Formnester 22 führen. Selbst­ verständlich kann der erfindungsgemäße Aufnahmesitz- und Dich­ tungseinsatz in Verbindung mit einer großen Vielzahl von Anschnitt­ konfigurationen, die von der gezeigten verschieden sind, verwendet werden. Obwohl sich im vorliegenden Fall jeder Schacht 14 durch eine Verteilerhalteplatte 24 in eine Formnestplatte 26 erstreckt, können für andere Konfigurationen andere Anordnungen von Druckgußplatten verwendet werden.

In der vorliegenden Anordnung besitzt jede Düse 12 ein vorderes Teil 28 mit einem konischen hinteren Abschnitt 30, der reibschlüssig in ei­ nem angepaßten konischen Schacht 32 in einem hinteren Teil 34 der Düse 12 aufgenommen wird. Die Düse wird durch ein spiralförmiges elektrisches Heizelement 36 geheizt, das mit dem hinteren Teil 34 ein­ teilig hartverlötet ist und sich an einen äußeren Anschluß 38 erstreckt. Die Düse 12 besitzt eine Außenfläche 40, einen Abstützflansch 42, ein vorderes Ende 44 und ein hinteres Ende 46. Ein Positionierungsstift 48 erstreckt sich von der Düse 12, ist mit einer Nocke 50 gesichert und gewährleistet eine genaue Ausrichtung der Düse 12. Ein Abstandshalter 52 aus Titan sitzt zwischen dem vorderen Ende 44 der Düse 12 und der Formnestplatte 26 und stellt sicher, daß das vordere Teil 28 an seinem Ort gehalten wird.

Der Schmelzeverteiler 18 besitzt einen zylindrischen Einlaßabschnitt 54 und ein elektrisches Heizelement 56. Ein Schmelzekanal 58 erstreckt sich von einem gemeinsamen Einlaß 60 in den Einlaßabschnitt 54 und ist dann an die einzelnen Düsen 12 aufgezweigt, an denen er jeweils erneut an jeden Anschnitt 20 aufgezweigt ist. Der Verteiler 18 ist zwi­ schen der Verteilerhalteplatte 24 und einer Gegendruckplatte 62 aus Stahl angebracht. Zwischen dem Verteiler 18 und der Gegendruckplatte 62 sind mit Stiften 66 isolierende und elastische Abstandselemente 64 angebracht. Schraubbolzen 68, die sich durch die Druckgußplatten er­ strecken, um sie zusammenzuhalten, üben über die Abstandselemente 64 eine Kraft aus, um den Verteiler 18 und die Düsen 12 sicher in ihrer Position zu halten. Schraubbolzen 70, die sich durch den Verteiler 18 in die Druckgußform erstrecken, halten ebenfalls den Verteiler 18 eng gegen die hinteren Enden 46 der Düse 12. Zwischen dem Verteiler 18 und der Verteilerhalteplatte 24 sitzt ein mittiger Positionierungsring 72, mit dem der Verteiler genau an seinem Ort angeordnet wird. Dadurch wird zwischen dem geheizten Verteiler 18 und der angrenzenden Ver­ teilerhalteplatte 24, einer Abstandsplatte 76 und einer Gegendruckplatte 62, die durch Pumpen von Wasser durch Kühlleitungen 78 gekühlt wird, ein isolierender Luftzwischenraum 74 geschaffen.

Die Außenfläche 40 einer jeden Düse 12 und die diese umgebende In­ nenfläche 80 des Schachts 14 sind so geformt, daß sie den erfindungs­ gemäßen Aufnahmesitz- und Dichtungseinsatz 10 aufnehmen und einen weiteren isolierenden Luftzwischenraum 82 zwischen diesen bilden, um eine weitere thermische Trennung zu schaffen, durch die der Stahl- Stahl-Kontakt zwischen den geheizten und den gekühlten Komponenten des Systems minimiert wird. Wie auch in Fig. 2 gezeigt, ist der Einsatz 10, der aus Stahl hergestellt ist, hohl und besitzt eine mittige Öffnung 84, von der die Düse 12 aufgenommen wird. Der Einsatz 10 besitzt ei­ nen hohlzylindrischen Mittelabschnitt 86, der sich zwischen einem hohlen hinteren Aufnahmesitzabschnitt 88 und einem hohlen vorderen Dichtungsabschnitt 90 erstreckt. Der Mittelabschnitt 86 besitzt eine zy­ lindrische Wand 92 mit einer Innenfläche 94 und einer Außenfläche 96. Der hintere Aufnahmesitzabschnitt 88 des Einsatzes besitzt einen vom Mittelabschnitt 86 nach außen weisenden Flansch, der eine kreisför­ mige, nach vorn weisende äußere Schulter 98 und eine kreisförmige, nach hinten weisende innere Schulter 100 bildet. Die äußere Schulter 98 sitzt an einer angepaßten und nach hinten weisenden kreisförmigen Schulter 102 im Schacht 14 der Druckgußform 16 auf. Der hintere Aufnahmesitzabschnitt 88 verläuft nach hinten um die nach hinten wei­ sende innere Schulter 100 und bildet einen zylindrischen Aufnahmesitz 104, in dem der zylindrische Abstützflansch 42 der Düse 12 aufge­ nommen wird. Wie in Fig. 1 gezeigt, trägt der hintere Aufnahmesitzab­ schnitt 88 des Einsatzes 10 die Düse 12 im Schacht 14 der Druckguß­ form 16, wobei sich ein Teil der Düse 12 durch die mittige Öffnung 84 im Einsatz 10 erstreckt. Der Dichtungsabschnitt 90 des Einsatzes 10 erstreckt sich von dem zylindrischen Mittelabschnitt 86 nach vorn und besitzt einen gleichmäßigen Querschnitt mit einer V-förmigen Vorder­ seite 106, die sich zwischen einer Innenfläche 108 und einer Außenflä­ che 110 erstreckt. Der vordere Dichtungsabschnitt 90 ist breiter als der Mittelabschnitt 86, so daß sich der isolierende Luftzwischenraum 82 entlang den beiden Seiten des Mittelabschnittes 86 erstreckt. Somit er­ streckt sich der vordere Abschnitt 90 von der Innenfläche 94 der zylin­ drischen Wand 92 des Mittelabschnittes 86 nach innen zur Innenfläche 108, die eine Abdichtung gegenüber der Außenfläche 40 der Düse 12 erzeugt. Auf ähnliche Weise erstreckt sich der vordere Abschnitt 90 von der Außenfläche 96 der zylindrischen Wand 92 des Mittelabschnit­ tes 86 zur Außenfläche 110, die eine Abdichtung gegenüber der Innen­ fläche 80 des Schachts 14 der umgebenden Druckgußform 16 erzeugt. Somit überbrückt der vordere Abschnitt 90 des Einsatzes 10 den isolie­ renden Luftzwischenraum 82 und verhindert, daß mit Druck beauf­ schlagte Schmelze aus dem Bereich 112 um das vordere Teil 28 der Düse 12 in den isolierenden Luftzwischenraum 82 um das hintere Teil 34 der Düse 12 entweicht. Wie am besten in Fig. 3 gezeigt, besitzen in der vorliegenden Ausführungsform die inneren und die äußeren Dich­ tungsflächen 108, 110 des vorderen Abschnittes 90 in Umfangsrichtung kleine isolierende Rillen 114, die den Stahl-Stahl-Kontakt weiter ver­ ringern.

In der gezeigten Ausführungsform besitzt der Schacht 14 der Druck­ gußform 16 zwischen den Anschnitten 20 nach hinten bis zu der nach hinten weisenden kreisförmigen Schulter 102 einen im wesentlichen gleichen Durchmesser, während der Außendurchmesser des vorderen Teils 28 der Düse 12 erheblich größer als der Innendurchmesser des Einsatzes 10 ist. Somit muß, wie in Fig. 3 gezeigt, der Aufnahmesitz- und Dichtungseinsatz 10 zwischen dem vorderen Teil 28 und dem hin­ teren Teil 34 der Düse angeordnet werden, bevor diese aneinander be­ festigt und im Schacht 14 in der Druckgußform 16 angebracht werden. Selbstverständlich können der Einsatz 10, die Düse 12 und die Druck­ gußform 16 in anderen Ausführungsformen andere Konfigurationen und Abmessungen besitzen, falls die erwähnte Anordnung nicht erfor­ derlich ist.

Im Betrieb ist das Druckgußsystem wie in Fig. 1 gezeigt montiert. In das Heizelement 56 im Verteiler 18 und in die Heizelemente 36 in den Düsen 12 wird elektrische Leistung eingegeben, um diese auf eine vor­ gegebene Betriebstemperatur zu erwärmen. Dann wird gemäß einem vorgegebenen Zyklus mit Druck beaufschlagte Schmelze von einer (nicht gezeigten) Formungsmaschine durch den gemeinsamen Einlaß 60 in den Schmelzekanal 58 auf herkömmliche Weise eingespritzt. In die­ ser Ausführungsform wird die mit Druck beaufschlagte Schmelze zu­ nächst im Verteiler 18 und dann in jeder Düse 12 an die Kantenan­ schnitte 20 aufgeteilt, um die Formnester 22 zu füllen. Der Druck der Schmelze gegen die V-förmige Fläche 106 im vorderen Dichtungsab­ schnitt 90 des Einsatzes 10 zwingt die Innen- und Außenflächen 108 bzw. 110 in einen dichten Kontakt mit der Düse 12 bzw. der Druck­ gußform 16. Wenn die Formnester 22 gefüllt sind, wird der Einspritz­ druck vorübergehend aufrechterhalten, um die Schmelze zu verdichten, anschließend wird der Einspritzdruck entlastet. Nach einer kurzen Ab­ kühlperiode wird die Druckgußform geöffnet, um die gegossenen Pro­ dukte auszuwerfen. Nach dem Auswerfen wird die Druckgußform ge­ schlossen, anschließend wird wieder ein Einspritzdruck angelegt, um die Formnester 22 erneut zu füllen. Dieser Zyklus wird ununterbrochen mit einer Frequenz wiederholt, die von der Größe und von der Form der Formnester und vom Typ des gegossenen Materials abhängt.

Obwohl die Beschreibung der Einsätze 10 anhand einer bevorzugten Ausführungsform gegeben worden ist, kann der Fachmann selbstver­ ständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen vornehmen, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims (6)

1. Aufnahmesitz- und Dichtungseinsatz (10) für Druckgußsy­ steme, der eine Öffnung (84) aufweist, die sich mittig durch den Ein­ satz (10) erstreckt, und mit dem eine einen Abstützflansch (42) aufwei­ sende, geheizte Düse (12) in einem Schacht (14) einer Druckgußform (16) so angebracht wird, daß zwischen der Düse (12) und der Druck­ gußform (16) ein isolierender Luftzwischenraum (82) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
der Einsatz (10) einen im allgemeinen zylindrischen, hohlen Mittelabschnitt (86) aufweist, der sich zwischen einem hohlen hinteren Aufnahmesitzabschnitt (88) und einem hohlen vorderen Dichtungsab­ schnitt (90) ertreckt;
der hintere Aufnahmesitzabschnitt (88) einen vom Mittelab­ schnitt (86) nach außen weisenden Flansch aufweist, mit dem er im Schacht (14) der Druckgußform (16) aufsitzt und der eine nach hinten weisende innere Schulter (100) bildet, die den Abstützflansch (42) der Düse (12) aufnimmt, um die Düse (12) im Schacht (14) der Druckguß­ form (16) genau zu halten, wobei sich ein Teil der Düse (12) durch die mittige Öffnung (84) des Einsatzes (10) erstreckt;
der Dichtungsabschnitt (90) sich vom Mittelabschnitt (86) nach vorne erstreckt und einen gleichmäßigen Querschnitt, eine Innen­ fläche (108), eine Außenfläche (110) sowie eine V-förmige Vorderseite (106) besitzt, die sich zwischen der Innenfläche (108) und der Außen­ fläche (110) erstreckt; und
der Dichtungsabschnitt (90) den isolierenden Luftzwischen­ raum (82) zwischen der Düse (12) und der Druckgußform (16) über­ brückt, wobei die Innenfläche (108) eine Abdichtung gegen die Düse (12) schafft und die Außenfläche (110) eine Abdichtung gegen die Druckgußform (16) schafft, wodurch verhindert wird, daß die Schmel­ ze in den isolierenden Luftzwischenraum (82) entweicht.

2. Aufnahmesitz- und Dichtungseinsatz für Druckgußsysteme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Aufnah­ mesitzabschnitt (88) nach hinten um die nach hinten weisende innere Schulter (100) verläuft und einen zylindrischen Aufnahmesitz bildet, von dem der Abstützflansch (42) der Düse (12) aufgenommen wird.

3. Aufnahmesitz- und Dichtungseinsatz für Druckgußsysteme gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem Flansch versehene hintere Aufnahmesitzabschnitt (88) eine nach vorne weisende äußere Schulter (98) bildet und damit auf einer angepaßten, nach hinten weisenden Schulter (102) im Schacht (14) der Druckguß­ form (16) aufsitzt.

4. Aufnahmesitz- und Dichtungseinsatz für Druckgußsysteme gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle mittige Ab­ schnitt (86) eine zylindrische Wand mit einer Innenfläche (94) und ei­ ner Außenfläche (96) besitzt, wobei die Innenfläche (108) des vorderen Dichtungsabschnittes (90) um einen vorgegebenen Abstand in bezug auf die Innenfläche (94) der Wand nach innen versetzt ist und wobei die Außenfläche (110) des vorderen Dichtungsabschnittes (90) um einen vorgegebenen Abstand in bezug auf die Außenfläche (96) der Wand nach außen versetzt ist.

5. Aufnahmesitz- und Dichtungseinsatz für Druckgußsysteme gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Innen­ fläche (108) und/oder die Außenfläche (110) des vorderen Dichtungs­ abschnittes (90) eine um die Fläche verlaufende isolierende Rille (114) besitzt.

6. Aufnahmesitz- und Dichtungseinsatz für Druckgußsysteme gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (10) aus Stahl hergestellt ist.