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DE69903493T2 - Zylindrischer Spritzgiess-Verteilereinsatz und Verfahren - Google Patents

Zylindrischer Spritzgiess-Verteilereinsatz und Verfahren

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Publication number
DE69903493T2
DE69903493T2 DE69903493T DE69903493T DE69903493T2 DE 69903493 T2 DE69903493 T2 DE 69903493T2 DE 69903493 T DE69903493 T DE 69903493T DE 69903493 T DE69903493 T DE 69903493T DE 69903493 T2 DE69903493 T2 DE 69903493T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
melt
alignment
insert
inserts
distributor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69903493T
Other languages
English (en)
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DE69903493D1 (de
Inventor
Jobst Ulrich Gellert
Helen Zhuang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mold Masters 2007 Ltd
Original Assignee
Mold Masters 2007 Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mold Masters 2007 Ltd filed Critical Mold Masters 2007 Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE69903493D1 publication Critical patent/DE69903493D1/de
Publication of DE69903493T2 publication Critical patent/DE69903493T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/2272—Sprue channels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D17/20—Accessories: Details
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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft allgemein eine Spritzgießvorrichtung und ein Verfahren für deren Herstellung und insbesondere solch eine Vorrichtung, bei der mehrere zylindrische Einsätze, wovon jeder einen durch ihn verlaufenden gekrümmten Schmelzekanal besitzt, jeweils an einer vorgegebenen Position in einer von mehreren durch einen Schmelzverteiler verlaufenden voneinander beabstandeten transversalen Öffnungen sitzen, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung.
  • Spritzgießvorrichtungen mit einem beheizten Schmelzeverteiler und mehreren beabstandeten beheizten Düsen, wovon jede Schmelze an einen anderen Anguß befördert, sind wohlbekannt. Der Schmelzeverteiler besitzt einen Schmelzedurchlaß mit mehreren Verzweigungen, die sich von einem gemeinsamen Einlaßabschnitt nach außen erstrecken, um die Schmelze an die beabstandeten beheizten Düsen zu befördern. Jede Düse besitzt eine mittige Schmelzebohrung, die sich in einem Winkel von 90º zu den Verzweigungen des Schmelzedurchlasses im Schmelzeverteiler erstreckt. Es ist außerdem bekannt, Einsätze oder Stopfen in transversale Öffnungen einzusetzen, die sich durch den Schmelzeverteiler erstrecken und auf die Düsen ausgerichtet sind. Jeder Einsatz besitzt einen Schmelzekanal mit einer sanft gekrümmten Biegung um 90º, der sich von einem auf eine Verzweigung des Schmelzedurchlasses im Schmelzeverteiler ausgerichteten Einlaß zu einem auf die Schmelzebohrung durch eine ausgerichtete Düse ausgerichteten Auslaß erstreckt.
  • Um Farbänderungsprobleme und Beanspruchungen in der Schmelze zu vermeiden, muß der Schmelzekanal durch jeden Einsatz sehr genau auf die entsprechende Verzweigung des Schmelzedürchlasses und auf die mittige Schmelzebohrung durch die entsprechende Düse ausgerichtet sein. Außerdem ist es wichtig, dass der Einsatz gut befestigt ist, um Kräften zu widerstehen, die von der durch die Biegung im Schmelzekanal fließende und mit Druck beaufschlagte Schmelze in Rückwärtsrichtung ausgeübt werden. Die kanadische Patentanmeldung mit der lfd. Nr. 2.047.461 von Mold- Masters Limited, offengelegt am 20. Januar 1993 mit dem Titel "Injection Molding Manifold with Removable Inserts" zeigt Einsätze, die durch Ausrichtstifte ausgerichtet sind und verjüngt sind, um der Kraft der durch die gekrümmten Schmelzekanäle fließenden Schmelze zu widerstehen. Das Patent US 5.366.369 an Gellert, veröffentlicht am 22. November 1994, zeigt Einsätze mit äußeren Flanschabschnitten, mittels derer sie gegenüber eben diesen Kräften festgehalten werden. Diese früheren Einsätze besitzen jedoch den Nachteil, dass ihre Herstellung verhältnismäßig teuer ist und dass eine geringe Fehlausrichtung ein Problem bleibt, insbesondere beim Gießen moderner Werkstoffe, die sehr scherempfindlich sind.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obenerwähnten Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise zu beseitigen und eine Spritzgießvorrichtung, die einfacher herzustellen ist, sowie ein Verfahren zum genauen Anbringen der Einsätze und zum sicheren Befestigen dieser Einsätze zu schaffen.
  • Diesbezüglich stellt die Erfindung gemäß eines Gegenstandes eine Spritzgießvorrichtung mit einem beheizten Schmelzeverteiler und einer Vielzahl beabstandeter beheizter Düsen, die in einer Gießform sitzen, zur Verfügung. Jede der beheizten Düsen besitzt eine durch sie verlaufende Schmelzebohrung, um Schmelze an einen zu einem Hohlraum führenden Anguß zu befördern. Der Schmelzeverteiler besitzt einen Schmelzedurchlaß und eine Vielzahl durch ihn verlaufende beabstandete transversale Öffnungen, wobei jede transversale Öffnung auf eine der Düsen ausgerichtet ist. Der Schmelzedurchlaß weist eine Vielzahl von Verzweigungen auf, die sich von einem gemeinsamen Einlaßabschnitt auswärts zu jeder der Düsen erstrecken. Eine Vielzahl von Einsätzen oder Stopfen besitzen eine hintere Fläche, eine vordere Fläche, eine äußere Oberfläche und einen durch ihn verlaufenden Schmelzekanal. Jeder Einsatz ist in einer der transversalen Öffnungen im Schmelzeverteiler in der Weise aufgenommen, dass die vordere Fläche am hinteren Ende einer entsprechenden Düse anliegt. Der Schmelzekanal weist eine sanft gekrümmte Biegung um im wesentlichen 90º auf, die von einem Einlaß an der äußeren Oberfläche, der auf eine der Verzweigungen des Schmelzedurchlasses im Schmelzeverteiler ausgerichtet ist, zu einem Auslaß an der vorderen Fläche, der auf die Schmelzebohrung durch die entsprechende Düse ausgerichtet ist, verläuft. Jede transversale Öffnung im Schmelzeverteiler ist zylindrisch. Die äußere Oberfläche jedes Einsatzes ist zylindrisch und ist in eine der transversalen Öffnungen (im Schmelzeverteiler eng eingepaßt. Jeder Einsatz besitzt einen Ausricht- und Haltestift oder Stopfen, der eng in einer Haltestiftbohrung im Schmelzeverteiler und einer Ausricht- und Haltestiftbohrung im Einsatz eingepasst ist.
  • Gemäß eines weiteren Gegenstandes stellt die Erfindung des weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießvorrichtung zur Verfügung, die einen Schmelzeverteiler besitzt, der eine Vielzahl von durch ihn verlaufenden transversalen Öffnungen und einen Schmelzedurchlaß mit einer Vielzahl von Verzweigungen die sich von einem gemeinsamen Einlaßabschnitt zu der Vielzahl von beabstandeten transversalen Öffnungen erstrecken, aufweist. Eine Anzahl von Einsätzen weist jeweils eine äußere Oberfläche und einen Schmelzekanal mit einer sanft gekrümmten Biegung auf, der durch ihn von einem Einlaß an der äußeren Oberfläche verläuft. Jeder Einsatz sitzt in einer der transversalen Öffnungen im Schmelzeverteiler in der Weise, dass der Einlaß des Schmelzekanals auf eine der Verzweigungen des Schmelzedurchlasses im Schmelzeverteiler ausgerichtet ist. Der Schmelzeverteiler ist mit den transversalen Öffnungen und dem Schmelzekanal hergestellt und die Einsätze sind mit den Schmelzekanälen hergestellt. Jeder Einsatz ist in eine der transversalen Öffnungen in der Weise eingesetzt, dass der Einlaß des Schmelzekanals in jedem Einsatz auf eine der Verzweigungen des Schmelzedurchlasses im Schmelzeverteiler ausgerichtet ist. Die beabstandeten transversalen Öffnungen durch den Schmelzeverteiler sind zylindrisch ausgebildet. Die Einsätze sind in der Weise hergestellt, dass die äußere Oberfläche jedes Einsatzes zylindrisch ist, so dass er eng in eine der transversalen Öffnungen durch den Schmelzeverteiler paßt, wenn die Einsätze und der Schmelzeverteiler im wesentlichen die gleiche Temperatur besitzen. Eine Ausricht- und Haltestiftbohrung ist bearbeitet, dass sie sich durch den Schmelzeverteiler zu jeder transversalen Öffnung erstreckt. Eine daran angepaßten Ausricht- und Haltestiftbohrung ist in jedem Einsatz ausgebildet, die sich von der äußeren Oberfläche des Einsatzes gegenüber dem Einlaß des Schmelzekanals und ausgerichtet auf diesen radial einwärts erstreckt. Ausricht- und Haltestifte werden hergestellt, die in die Ausricht- und Haltestiftbohrungen im Schmelzeverteiler und in jedem Einsatz eng passen, wenn die Einsätze und der Schmelzeverteiler im wesentlichen die gleiche Temperatur besitzen. Der Schmelzeverteiler wird auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt. Die Einsätze und die Ausricht- und Haltestifte werden auf eine vorgegebene Temperatur abgekühlt. Jeder gekühlte Einsatz wird in eine der transversalen Öffnungen durch den erwärmten Schmelzeverteiler eingesetzt, so dass die Ausricht- und Haltestiftbohrung im gekühlten Einsatz auf die Ausricht- und Haltestiftbohrung im erwärmten Schmelzeverteiler ausgerichtet ist. Einer der gekühlten Ausricht- und Haltestifte wird dann in der Weise eingesetzt, dass er sich durch die Ausricht- und Haltestiftbohrung im er wärmten Schmelzeverteiler in die ausgerichtete Ausricht- und Haltestiftbohrung in jedem gekühlten erstreckt. Anschließend, wenn die Einsätze und der Schmelzeverteiler im wesentlichen die gleiche Temperatur besitzen, die richtet die enge Passung der Einsätze in den transversalen Öffnungen und der Ausricht- und Haltestifte in den Ausricht- und Haltestiftbohrungen in den Einsätzen und im Schmelzeverteiler (14) die Einsätze genau aufeinander aus und hält diese sicher
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung zweckmäßiger Ausführungen, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Teils eines Druckgußsystems, die einen Schmelzeverteiler mit zwei Einsätzen gemäß einer Ausführung der Erfindung veranschaulicht;
  • Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Einsatzes im rechten Teil von Fig. 1;
  • Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Einsatzes im linken Teil von Fig. 1; und
  • Fig. 4-6 zeigen Schnittansichten zur Erläuterung der verschiedenen Schritte in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Anbringen der Einsätze in einem Schmelzeverteiler gemäß einer Ausführung der Erfindung.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines Spritzgießsystems oder einer Spritzgießvorrichtung mit einem Schmelzedurchlaß 10 mit Verzweigungen 12, die sich in einem Stahl-Schmelzeverteiler 14 von einem mittigen Einlaßabschnitt 16 an eine kürzere Düse 18 und an eine längere Düse 20 erstrecken, gezeigt. Der Schmelzedurchlaß 10 erstreckt sich durch eine mittige Schmelzebohrung 22 in jeder Düse 18, 20 zu Angüssen 24, die in einen Hohlraum 26 führen. Obwohl nur ein einziger Hohlraum 26 gezeigt ist, kann in anderen Ausführungen jeder Anguß 24 zu einem getrennten Hohlraum führen. Obwohl zur Veranschaulichung der Schmelzeverteiler 14 und lediglich zwei Stahldüsen 18, 20 gezeigt sind, die in einer Gießform 28 angebracht sind, besitzt ein Spitzgießsystem gewöhnlich mehr als zwei Düsen 18, 20, an die Schmelzedurchlaßverzweigungen 12 führen. Obwohl ferner die Gießform 28 in Abhängigkeit von der Anwendung mehr als die gezeigte Anzahl von Platten besitzen kann, sind zur einfachen Darstellung im vorliegenden Fall nur eine Düsenhalteplatte 30 und eine Gegenplatte 32, die aneinander mittels Schrauben 34 befestigt sind, sowie eine Hohlraumhalteplatte 36 gezeigt.
  • Der Schmelzeverteiler 14 besitzt einen mittigen Einlaßabschnitt 38, den ein Anordnungsring 40 umgibt und der durch ein einteiliges elektrisches Heizelement 42 beheizt wird. Der Schmelzeverteiler 14 ist zwischen der Düsenhalteplatte 30 und der Gegenplatte 32 durch eine mittige Verteileranordnungseinrichtung 44 und mehrere Druckscheiben 46 angebracht, die zwischen dem beheizten Verteiler 14 und der umgebenden Gießform 28, die durch Pumpen von Kühlfluid wie etwa Wasser durch Kühlleitungen 50 gekühlt wird, einen isolierenden Luftzwischenraum 48 schaffen. Der Schmelzeverteiler 14 ist durch einen Anordnungsstift 52, der sich nach außen in einen in der Düsenhalteplatte 30 sitzenden Nocken 54 erstreckt, genau ausgerichtet.
  • Jede der beheizten Düsen 18, 20 besitzt ein einteiliges elektrisches Heizelement 56, das sich um die mittige Schmelzebohrung 22 erstreckt. In dieser Ausführung besitzt jede der beheizten Düsen 18, 20 einen Angußeinsatz 58, der an ihrem vorderen Ende angebracht ist und durch den sich der Anguß 24 zum Hohlraum 26 erstreckt. Die kürzere beheizte Düse 18 besitzt außerdem einen Flanschabschnitt 62, der in einen kreisförmigen Sitz 64 in der Düsenhalteplatte 30 eingesetzt ist. Dadurch wird die kurze beheizte Düse 18 in einem isolierenden Luftzwischenraum 66 angeordnet, der sich zwischen der Düse 18 und der umgebenden gekühlten Gießform 28 erstreckt. Wie im folgenden beschrieben wird, ist die längere beheizte Düse 20 ebenfalls in einem isolierenden Luftzwischenraum 68 angebracht, der sich zwischen der Düse und der umgebenden gekühlten Gießform 28 erstreckt.
  • Wie auch in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, besitzt der Schmelzeverteiler 14 mehrere beabstandete, zylindrische transversale Öffnungen 70, 72, die sich durch den Verteiler 14 erstrecken, wobei Stahleinsätze oder -stopfen 74, 76 in den Öffnungen 70 bzw. 72 aufgenommen und auf die beheizten Düsen 18, 20 ausgerichtet sind. Jeder der Einsätze 74, 76 besitzt einen Schmelzekanal 84 mit einer sanft gekrümmten Biegung, die sich im wesentlichen um 90º von einem Einlaß 86 an der zylindrischen äußeren Oberfläche 82 erstreckt. Der Schmelzekanal 84 bildet einen Teil des Schmelzedurchlasses 10, um Schmelze von einer jeweiligen Verzweigung 12 des Schmelzedurchlasses 10 an die Schmelzebohrung 22, die zu der entsprechenden ausgerichteten Düse 18, 20 führt, zu befördern. In der gezeigten Ausführung ist der Einsatz 74 in der transversalen Öffnung 70 auf der rechten Seite in Fig. 1, dessen vordere Fläche 80 am hinteren Ende 88 der kürzeren Düse 18 anliegt, kürzer als der Einsatz 76 in der transversalen Öffnung 72 auf der linken Seite von Fig. 1. Dieser Längenunterschied der Einsätze 74, 76 ermöglicht die Verwendung von Düsen 18, 20 mit Standardlängen, um verschiedene Abstände zwischen dem Schmelzeverteiler 14 und den verschiedenen Angüssen 24 zu berücksichtigen. Wie ersichtlich ist, besitzt in dieser Ausführung der längere Einsatz 76 eine Gewindebohrung 90, die sich von seiner vorderen Fläche 80 erstreckt, in die ein hinterer Gewindeabschnitt 92 der längeren Düse 20 geschraubt ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die Schmelzebohrung 22 in der längeren Düse 20 auf den gekrümmten Schmelzekanal 84 durch den Einsatz 76 ausgerichtet ist und dass die Schmelzebohrung 22 zusammen mit dem Angußeinsatz 58 an ihrem vorderen Ende 60 die längere Düse 20 so anordnet, dass sie von dem isolierenden Luftzwischenraum 68 umgeben ist.
  • Jeder der Einsätze 74, 76 besitzt einen Ausricht- und Haltestift oder -stopfen 94, der in eine Ausricht- und Haltestiftbohrung 96 im Schmelzeverteiler 14 eng eingepaßt ist, sowie eine Ausricht- und Haltestiftbohrung 98, die sich von der zylindrischen äußeren Oberfläche 82 jedes der Einsätze 74, 76 radial einwärts erstreckt. In dieser Ausführung ist jede der Ausricht- und Haltestiftbohrungen 96 im Schmelzeverteiler 14 eine Fortsetzung einer der Verzweigungen 12 des Schmelzedurchlasses 10. Die Ausricht- und Haltestiftbohrung 98 befindet sich in jedem der Einsätze 74, 76 gegenüber ihrem Schmelzekanal 84 und ist auf dessen Einlaß 86 ausgerichtet. Die Ausricht- und Haltestifte 94 sind aus einem sehr festen Material wie etwa gehärtetem Werkzeugstahl hergestellt. Daher ist die Kombination der in die transversalen Öffnungen 70, 72 eng eingesetzten Einsätze 74, 76 mit der Festigkeit der Ausricht- und Haltestifte 94 ausreichend, um den in Rückwärtsrichtung wirkenden Kräften zu widerstehen, die von der durch die gekrümmten Schmelzekanäle 84 eingespritzten und mit Druck beaufschlagte Schmelze erzeugt werden, so dass die Einsätze 74, 76 sicher gehalten werden können.
  • In dieser Ausführung besitzt jeder der Einsätze 74, 76 außerdem einen Vorausrichtstift 100, der sich von einer Öffnung 102 im Schmelzeverteiler 14 in eine Vorausrichtstiftbohrung 104 in jedem der Einsätze 74, 76 erstreckt. Die Vorausrichtstifte 100 sind nicht eng eingepaßt, wobei ihr Zweck darin besteht, die Ausricht- und Haltebohrung 98 in jedem der Einsätze 74 und 76 ungefähr auf die Ausricht- und Haltebohrung 96 im Schmelzeverteiler 14 vorauszurichten, um das Einsetzen der kalten Einsätze 74, 76 und der Ausricht- und Haltestifte 94 in den heißen Schmelzeverteiler 14 zu erleichtern.
  • Nun wird auf die Fig. 4 bis 6 Bezug genommen, um das Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung gemäß dieser Ausführung der Erfindung zu beschreiben. Obwohl nur ein Teil des Schmelzeverteilers 14 und der Einsatz 74 auf der rechten Seite in Fig. 1 gezeigt sind, um die Darstellung zu vereinfachen, kann das Verfahren selbstverständlich auf beide Einsätze 74, 76 angewendet werden. Ein Stahlschmelzeverteiler 14 besitzt das einteilige elektrische Heizelement 42 und mehrere beabstandete transversale zylindrische Öffnungen 70, 72, die durch sie verlaufen. Eine entsprechende Anzahl von Stahleinsätzen 74, 76 mit zylindrischer äußerer Oberfläche 82 und vorgegebenen Längen sind so beschaffen, dass sie in die transversalen Öffnungen 70, 72 im Schmelzeverteiler 14 eng passen, wenn die Einsätze 74, 76 und der Schmelzeverteiler 14 im wesentlichen die gleiche Temperatur besitzen. Die Einsätze 74, 76 können die gleiche Länge, oder, wie in Fig. 1 gezeigt ist, unterschiedliche Längen besitzen, um unterschiedliche Abstände zwischen dem Schmelzeverteiler 14 und den verschiedenen Angüssen berücksichtigen zu können. Der Schmelzeverteiler 14 ist so bearbeitet, dass sich die Ausricht- und Haltestiftbohrung 96 zu jeder transversalen Öffnung 70, 72 erstreckt. Wie oben erwähnt worden ist, ist diese Bohrung 96 gewöhnlich eine Fortsetzung einer der Verzweigungen 12 des Schmelzedurchlasses 10. Jeder der Einsätze 74, 76 ist so bearbeitet, dass er eine daran angepaßte Ausricht- und Haltestiftbohrung 98 aufweist, die sich von ihrer äußeren Oberfläche 82 gegenüber dem Einlaß 86 in den Schmelzekanal 84 radial einwärts erstreckt und auf diesen ausgerichtet ist.
  • Die Ausricht- und Haltestifte 94 sind aus einem geeigneten festen Werkstoff wie etwa gehärtetem Werkzeugstahl hergestellt, damit sie in die Ausricht- und Haltestiftbohrungen 96, 98 im Schmelzeverteiler 14 und in die Einsätze 74, 76 eng passen, wenn der Schmelzeverteiler 14 und die Einsätze 74, 76 im wesentlichen die gleiche Temperatur besitzen. Der Schmelzeverteiler 14 wird in einem Ofen auf eine geeignete Temperatur von ungefähr 230ºC erhitzt. Die Einsätze 74, 76 mit den in die Vorausrichtstiftbohrungen 104 eingesetzten Vorausrichtstiften 100 und die Ausricht- und Haltestifte 94 werden in ein Bad 106 aus einem geeigneten Material wie etwa flüssigem Stickstoff eingetaucht, um sie auf eine Temperatur von ungefähr -100ºC abzukühlen. Die gekühlten Einsätze 74, 76 werden schnell in die transversalen Öffnungen 70, 72 im erwärmten Schmelzeverteiler 14 mittels der Vorausrichtstifte 100, die in den Vorausrichtstiftöffnungen 102 im Schmelzeverteiler 14 aufgenommen werden, eingesetzt. Außerdem wird ein gekühlter Ausricht- und Haltestift 94 schnell durch die Ausricht- und Haltestiftbohrung 96 im erwärmten Schmelzeverteiler 14 in die Ausricht- und Haltestiftbohrung 98 in jedem der gekühlten Einsätze 74, 76 eingesetzt. Wenn der Schmelzeverteiler 14 abkühlt und die Einsätze 74, 76 sowie die Ausricht- und Haltestifte 94 sich erwärmen, so dass ein auf Temperaturausgleich erfolgt, kontrahieren die transversalen Öffnungen 70, 72, während die Einsätze 74, 76 und die Ausricht- und Haltestifte 94 expandieren. Dadurch werden die Ausricht- und Haltestifte 94 sehr eng in die Ausricht- und Haltestiftbohrungen 96 im Schmelzeverteiler 14 eingepaßt, ferner werden die Einsätze 74, 76 sehr eng in die transversalen Öffnungen 70, 72 im Schmelzeverteiler 14 eingepaßt. Die sehr enge Passung der Ausricht- und Haltestifte 94 in den Ausricht- und Haltestiftbohrungen 96 schafft eine sehr genaue Ausrichtung der Schmelzekanäle 84 in den Einsätzen 74, 76 auf die Verzweigungen 12 des Schmelzedurchlasses 10 und die Schmelzebohrungen 22 durch die Düsen 18, 20. Wie oben erwähnt worden ist, ist die Kombination der eng in die transversalen Öffnungen 70, 72 eingepaßten Einsätze 74, 76 mit der Festigkeit der Ausricht- und Haltestifte 94 ausreichend, um den in Rückwärtsrichtung gerichteten Kräften von der durch die gekrümmten Schmelzekanäle 84 eingespritzten und mit Druck beaufschlagten Schmelze zu widerstehen, wodurch die Einsätze 74, 76 festgehalten werden.
  • Im Gebrauch ist das System wie in Fig. 1 gezeigt zusammengefügt, wobei die Einsätze 74, 76 in den entsprechenden transversalen Öffnungen 70, 72 im Schmelzeverteiler 14 befestigt sind. Nach der Montage wird an die elektrischen Heizelemente 42, 56 im Schmelzeverteiler 14 bzw. in den Düsen 18, 20 elektrische Leistung geliefert, um den Schmelzeverteiler 14 und die Düsen 18, 20 auf eine vorgegebene Betriebstemperatur zu beheizen. Anschließend wird mit Druck beaufschlagte Schmelze von einer (nicht gezeigten) Gießmaschine an einen mittigen Einlaß 108 des Schmelzedurchlasses 10 in einem vorgegebenen Zyklus geliefert. Die Schmelze fließt durch die Einsätze 74, 76, die Düsen 18, 20 und die Angüsse 24 in den Hohlraum 26. Wenn der Hohlraum 26 gefüllt ist und eine geeignete Verdichtungs- und Abkühlungsperiode verstrichen ist, wird der Einspritzdruck entspannt. Dann wird die Gießform 28 geöffnet, um das gegossene Produkt auszuwerfen. Nach dem Auswerfen wird die Gießform 28 geschlossen und wird der Zyklus in jeweils 15 bis 30 Sekunden mit einer von der Wanddicke und von der Anzahl und der Größe der Hohlräume 26 und des genauen gegossenen Werkstoffs abhängigen Frequenz ununterbrochen wiederholt.
  • Obwohl die Beschreibung der Heißkanal-Spritzgießvorrichtung und des Verfahrens zu ihrer Herstellung mit in beabstandeten transversalen Öffnungen durch den Schmelzeverteiler 14 genau angebrachten Einsätzen 74, 76 anhand zweckmäßiger Ausführungen gegeben worden ist, können selbstverständlich verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er vom Fachmann verstanden wird und durch die folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims (7)

1. Spritzgießvorrichtung mit einem beheizten Schmelzeverteiler (14) und einer Vielzahl beabstandeter beheizter Düsen (18, 20), die in einer Gießform (28) sitzen,
wobei jede der beheizten Düsen (18, 20) eine durch sie verlaufende Schmelzebohrung (22) besitzt, um Schmelze an einen zu einem Hohlraum (26) führenden Anguß (24) zu befördern,
wobei der Schmelzeverteiler (14) einen Schmelzedurchlaß (10)
und eine Vielzahl durch ihn verlaufende beabstandete transversale Öffnungen (70, 72) besitzt,
wobei jede transversale Öffnung (70, 72) auf eine der Düsen (18, 20) ausgerichtet ist,
wobei der Schmelzedurchlaß (10) eine Vielzahl von Verzweigungen (12) aufweist, die sich von einem gemeinsamen Einlaßabschnitt (16) auswärts zu jeder der Düsen (18, 20) erstrecken,
und eine Vielzahl von Einsätzen (74, 76) aufweist, wovon jeder eine hintere Fläche (78), eine vordere Fläche (80), eine äußere Oberfläche (82) und einen durch ihn verlaufenden Schmelzekanal (84) besitzt,
wobei jeder Einsatz (74, 76) in einer der transversalen Öffnungen (70, 72) im Schmelzeverteiler (14) in der Weise aufgenommen ist, dass die vordere Fläche (80) am hinteren Ende (88, 92) einer entsprechenden Düse (18, 20) anliegt,
wobei der Schmelzekanal (84) eine sanft gekrümmte Biegung um im wesentlichen 90º aufweist, die von einem Einlaß (86) an der äußeren Oberfläche (82), der auf eine der Verzweigungen (12) des Schmelzedurchlasses (10) im Schmelzeverteiler (14) ausgerichtet ist, zu einem Auslaß an der vorderen Fläche (80), der auf die Schmelzebohrung (22) durch die entsprechende Düse (18, 20) ausgerichtet ist, verläuft,
wobei jede transversale Öffnung (70, 72) im Schmelzeverteiler (14) zylindrisch ist und die äußere Oberfläche (82) jedes Einsatzes (74, 76) zylindrisch ist und in eine der transversalen Öffnungen (70, 72) im Schmelzeverteiler (14) eng eingepaßt ist,
jeder Einsatz (74, 76) einen Ausrichtstift (94) besitzt,
wobei der Ausrichtstift (94) in eine Stiftbohrung (96) im Schmelzeverteiler (14) und in eine ausgerichtete Ausrichtstiftbohrung (98) im Einsatz (74, 76) eng eingepaßt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ausrichtestift (94) auch ein Haltestift ist und die Stiftbohrungen (96, 98) im Schmelzeverteiler (14) und dem Einsatz (74, 76) auch Haltestiftbohrungen sind und jeder Einsatz (74, 76) einen Vorausrichtstift (100) aufweist, welcher sich von einer ausgerichteten Bohrung (104) im Einsatz (74, 76) in eine Öffnung (102) im Schmelzeverteiler (14) erstreckt.
2. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ausricht- und Haltestiftbohrung (98) in jedem Einsatz (74, 76) von der äußeren Oberfläche (82) gegenüber dem Einlaß des Schmelzekanals (84) und ausgerichtet auf diesen radial einwärts verläuft.
3. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ausricht- und Haltestifte (94) aus gehärtetem Werkzeugstahl hergestellt sind.
4. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 3, wobei wenigstens zwei der Einsätze (74, 76) unterschiedliche Längen besitzen.
5. Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießvorrichtung, die einen Schmelzeverteiler (14) besitzt, der eine Vielzahl von durch ihn verlaufenden transversalen Öffnungen (70, 72)
und einen Schmelzedurchlaß (10) mit einer Vielzahl von Verzweigungen (12), die sich von einem gemeinsamen Einlaßabschnitt (16) zu der Vielzahl von beabstandeten transversalen Öffnungen (70, 72) erstrecken,
und eine Vielzahl von Einsätzen (74, 76) aufweist, wovon jeder eine äußere Oberfläche (82) und einen Schmelzekanal (84) mit einer sanft gekrümmten Biegung besitzt, der durch ihn von einem Einlaß (86) an der äußeren Oberfläche (82) verläuft,
wobei jeder Einsatz (74, 76) in einer der transversalen Öffnungen (70, 72) im Schmelzeverteiler (14) in der Weise sitzt, dass der Einlaß (86) des Schmelzekanals (84) auf eine der Verzweigungen (12) des Schmelzedurchlasses (10) im Schmelzeverteiler (14) ausgerichtet ist,
wobei das Verfahreren das Herstellen des Schmelzeverteilers (14) mit den transversalen Öffnungen (70, 72) und dem Schmelzekanal (90), umfasst,
das Herstellen der Einsätze (74, 76) mit den Schmelzekanälen (84) und
das Einsetzen jedes Einsatzes (74, 76) in eine der transversalen Öffnungen (70, 72) in der Weise, dass der Einlaß (86) des Schmelzekanals (84) in jedem Einsatz (74, 76) auf eine der Verzweigungen (12) des Schmelzedurchlasses (10) im Schmelzeverteiler (14) ausgerichtet ist, umfassend die weiteren Schritte:
(a) Herstellen der beabstandeten transversalen Öffnungen (70, 72) durch den Schmelzeverteiler (14) in zylindrischer Form,
(b) Herstellen der Einsätze (74, 76) in der Weise, dass die äußere Oberfläche (82) jedes Einsatzes (74, 76) zylindrisch ist, so dass er eng in eine der transversalen Öffnungen (70, 72) durch den Schmelzeverteiler (14) paßt, wenn die Einsätze (74, 76) und der Schmelzeverteiler (14) im wesentlichen die gleiche Temperatur besitzen,
(c) Herstellen jedes Einsatzes (74, 76) mit einer darin radial verlaufenden Vorausrichtstiftbohrung (104),
(d) Herstellen des Schmelzeverteilers (14) mit einer Vorausrichtstiftöffnung (102), die durch ihn zu jeder transversalen Öffnung (70, 72) verläuft,
(e) Bearbeiten einer Ausricht- und Haltestiftbohrung (96), die sich durch den Schmelzeverteiler (14) zu jeder transversalen Öffnung (70, 72) erstreckt,
(f) Bearbeiten einer daran angepaßten Ausricht- und Haltestiftbohrung (98) in jedem Einsatz (74, 76), die sich von der äußeren Oberfläche (82) des Einsatzes (74, 76) gegenüber dem Einlaß des Schmelzekanals (84) und ausgerichtet auf diesen radial einwärts erstreckt,
(g) Anbringen eines Vorausrichtstifts (100), der von der Vorausrichtbohrung (104) im Einsatz (74, 76) erstreckt
(h) Herstellen von Ausricht- und Haltestiften (94), die in die Ausricht- und Haltestiftbohrungen (96, 98) im Schmelzeverteiler (14) und in jedem Einsatz (74, 76) eng passen, wenn die Einsätze (74, 76) und der Schmelzeverteiler (14) im wesentlichen die gleiche Temperatur besitzen,
(i) Erwärmen des Schmelzeverteilers (14) auf eine vorgegebene Temperatur,
(j) Abkühlen der Einsätze (74, 76) und der Ausricht- und Haltestifte (94) auf eine vorgegebene Temperatur,
(k) Einsetzen jedes gekühlten Einsatzes (74, 76) in eine der transversalen Öffnungen (70, 72) durch den erwärmten Schmelzeverteiler (14), wodurch sich der Vorausrichtstift (100) nach außen in die Vorausrichtstiftbohrung (102) im Schmelzeverteiler (14) erstreckt, vor dem Einsetzen jedes Ausricht- und Haltestiftes, so dass die Ausricht- und Haltestiftbohrung (98) im gekühlten Einsatz (74, 76) auf die Ausricht- und Haltestiftbohrung (96) im erwärmten Schmelzeverteiler (14) ausgerichtet ist, und
(l) Einsetzen eines der gekühlten Ausricht- und Haltestifte (94) in der Weise, dass er sich durch die Ausricht- und Haltestiftbohrung (96) im erwärmten Schmelzeverteiler (14) in die ausgerichtete Ausricht- und Haltestiftbohrung (98) in jedem gekühlten Einsatz (74, 76) erstreckt,
wobei, wenn die Einsätze (74, 76) und der Schmelzeverteiler (14) im wesentlichen die gleiche Temperatur besitzen, die enge Passung der Einsätze (74, 76) in den transversalen Öffnungen (70, 72) und der Ausricht- und Haltestifte (94) in den Ausricht- und Haltestiftbohrungen (96, 98) in den Einsätzen (74, 76) und im Schmelzeverteiler (14) die Einsätze (74, 76) genau aufeinander ausrichtet und sicher hält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, umfassend das Herstellen der Ausricht- und Haltestifte (94) aus gehärtetem Werkzeugstahl.
7. Verfahren nach Anspruch 6, umfassend das Herstellen wenigstens zweier der Einsätze (74, 76) mit unterschiedlichen Längen.
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