DE4123564A1 - Isolierende und elastische distanzscheibe fuer spritzgussanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Spritzgußanlagen und mehr im einzelnen eine isolierende und elastische Distanzscheibe, die anzubringen ist, um einen Luftraum genauer Breite zwischen erwärmten und gekühlten Bauteilen einer Spritzgußanlage zu bilden.

Die Verwendung von Distanzscheiben oder Druckpolstern, die dazu dienen, isolierende Lufträume vorzusehen und dabei sehr beachtlichen Einspritzkräften widerstehen, sind allgemein be­ kannt. Zum Beispiel ist ein starres Druckpolster aus Titan zur Verminderung von Wärmeverlust angebracht gezeigt zwischen dem erhitzten Rohrverteiler und der gekühlten Rückplatte in US-Patent 47 68 945 an Schmidt und al., veröffentlicht am 6.9.1988. Diese Druckpolster sind nicht nur teuer, sondern weisen auch den Nachteil auf, daß sie nicht elastisch sind, um thermische Expansion und/oder kleinere Schwankungen in Bauteiletoleranzen und Einspritzkräften zuzulassen. Eine kom­ binierte Dichtungs- und Haltebüchse mit einem etwas elasti­ schen äußeren Flanschabschnitt für eine Spritzgußanlage mit Ventilzulauf ist beschrieben in US-Patent 47 40 151 an Schmidt und al., veröffentlicht am 26.4.1988. Das US-Patent 45 88 367 an Schad, veröffentlicht am 13.5.1986, zeigt ein Stützelement, welches kompressibel ist, um thermische Expan­ sion zuzulassen. Während diese bekannten Vorrichtungen oder Anordnungen für besondere Situationen und Anwendungen ge­ eignet sind, haben sie den Nachteil, daß sie relativ teuer herzustellen sind und keine breite Anwendung bei einer Viel­ zahl verschiedener Spritzgußanlagen finden. Ferner ist im Zuge der Entwicklung kleinerer Spritzgußanlagen und der Ver­ wendung stärker temperaturempfindlicher Spritzgußmaterialien der Elastizitätsgrad und die verminderte thermische Leitfä­ higkeit der Distanzscheibe viel kritischer geworden.

Dementsprechend besteht ein Ziel der Erfindung darin, die Nachteile des Standes der Technik wenigstens teilweise zu überwinden durch Schaffung einer Distanzscheibe aus Stahl, welche eine vorbestimmte Kombination von Festigkeit, Elasti­ zität und verminderter thermischer Leitfähigkeit aufweist.

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung in einem ihrer Aspekte eine isolierende und elastische Spritzguß-Distanzscheibe mit einer Vorderseite und einer Rückseite, welche sich in einem vorbestimmten Abstand voneinander erstrecken, wobei die Di­ stanzscheibe eine Mehrzahl V-förmiger konzentrischer Ringe aufweist, welche einen gleichförmigen Querschnitt bilden mit einer Mehrzahl von Stegabschnitten, die sich diagonal zwi­ schen abwechselnden vorderen und hinteren Wulstabschnitten erstrecken, wobei die Wulstabschnitte jeweils eine Außenflä­ che aufweisen, die Außenflächen der vorderen Wulstabschnitte so ausgerichtet sind, daß sie die Vorderseite der Distanz­ scheibe bilden und die Außenflächen der hinteren Wulstab­ schnitte so ausgerichtet sind, daß sie die Rückseite der Di­ stanzscheibe bilden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Abschnitts einer Spritz­ gußanlage, die eine Distanzscheibe gemäß einer be­ vorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine teilweise abgeschnittene isometrische Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Distanzscheibe; und

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Abschnitts einer Spritz­ gußanlage, welche zwei Distanzscheiben verwendet, die gemeinsam angebracht sind, um die Breite des isolierenden Luftraums zu verdoppeln.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, welche einen Ab­ schnitt einer Spritzgußanlage mit vielen Hohlräumen zeigt, die Distanzscheiben 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung verwendet. Eine Schmelzpassage 12 verläuft von einem gemeinsamen Zulauf 14 in einer Rohrverteilerverlän­ gerung 16 zu einem länglichen Rohrverteiler 18, wo sie sich auf eine Anzahl von Auslässen 20 verzweigt. Jeder Auslaß 20 führt zu einer erhitzten Sonde (probe) 22, welche der Sonde ähnlich ist, die beschrieben ist in dem US-Patent 45 76 567 des Anmelders, veröffentlicht am 18.3.1986. Obzwar eine besondere Anlage gezeigt ist, die aufgeheizte Sonden 22 ver­ wendet, können die Distanzscheiben 10 gemäß der Erfindung genausogut bei einer Vielzahl anderer Einspritzgußanlagen verwendet werden, die entweder aufgeheizte Sonden oder aufge­ heizte Düsen verwenden.

Der längliche Rohrverteiler 18 wird durch ein elektrisches Heizelement 24 aufgeheizt, welches einteilig in dieses ein­ gelötet ist. Der Rohrverteiler 18 wird in seiner Stellung festgehalten durch einen zentralen Stellring 26, welcher einen isolierenden Luftraum 28 zwischen dem erhitzten Rohr­ verteiler 18 und einer gekühlten Hohlraumplatte 30 über­ brückt, und durch die Distanzscheiben 10, welche nachfolgend im einzelnen beschrieben sind. Die Distanzscheiben 10 sind durch Schrauben 32 angebracht, um einen isolierenden Luftraum 34 vorbestimmter Breite zwischen dem erhitzten Rohrverteiler 18 und der gekühlten Spannplatte 36 zu bilden. Die Hohlraum­ platte 30 und die Spannplatte 36 werden gekühlt, indem Kühl­ wasser durch Kühlkanäle 38 gepumpt wird. Die Spannplatte 36 wird in ihrer Lage festgehalten durch Bolzen 40, welche sich in die Hohlraumplatte 30 erstrecken. Die Rohrverteilerverlän­ gerung 16 wird ihrerseits in ihrer Lage gehalten durch Schrauben 42 und eine Zentriermanschette 44, welche an der Spannplatte 36 durch Schrauben 46 befestigt ist.

Jede Sonde 22 weist ein elektrisches Patronenheizelement 48 auf, welches zentrisch in einem Körper 50 angeordnet ist, der aus einem Werkzeugstahl wie beispielsweise H13 besteht. Der Körper 50 weist eine äußere Fläche 52, ein hinteres Ende 54 und ein zugespitztes vorderes Ende 56 auf. Die Sonde 22 weist einen einteiligen Isolier- und Zentrierbandabschnitt 58 auf, welcher auch aus einem Werkzeugstahl wie zum Beispiel H13 hergestellt ist. Jede Sonde 22 ist in eine Bohrung 60 in der Hohlraumplatte 30 eingesetzt, wobei der Bandabschnitt 58 auf einer Umfangsschulter 62 ruht, um das zugespitzte vordere Ende 56 in Ausrichtung auf eine Eingießöffnung 64 anzubrin­ gen, die sich durch die Hohlraumplatte 30 zu einem Hohlraum 66 erstreckt. Jede Sonde 22 wird fest in dieser Position ge­ halten durch den Rohrverteiler 18, der fest an dem hinteren Ende 54 anliegt. Jeder Auslaß 20 der Schmelzpassage 12 aus dem Rohrverteiler 18 ist ausgerichtet auf einen Zulauf 68 zu jeder Sonde 22, von welchem ein Paar Schmelzkanäle 70 diago­ nal auswärts erläuft, um mit längs verlaufenden Rillen 72 zusammenzutreffen. Diese Rillen 72 erstrecken sich in einen Raum 74 um das konische vordere Ende 26 der Sonde 22 herum. Eine allgemein zylindrische isolierende Manschette 76 ist zwischen der Sonde 72 und der Bohrung 16 angeordnet. Die Man­ schette 76 ist gebildet aus einem thermoplastischen Material mit hoher Schmelztemperatur und niedriger thermischer Leitfä­ higkeit wie beispielsweise PEEK (Warenzeichen für Polyether­ etherketon). Die Hülse 76 sitzt auf einem Stromab-Abschnitt der Sonde und weist ein Paar nach innen offener Rillen 78 auf, welche mit den nach außen offenen Rillen 72 der Sonde 22 fluchten.

Nun wird auf Fig. 2 Bezug genommen zu einer detaillierteren Beschreibung der Distanzscheiben 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Wie zu sehen ist, ist jede Distanzscheibe 10 kreisförmig mit einer Anzahl V-förmiger konzentrischer Ringe 80. Die Distanzscheibe 10 besteht aus einem geeigneten hochfesten Werkzeugstahl wie zum Beispiel H13 oder 420 Rostfrei und ist mit einer zentralen Öffnung 82 versehen, um die Halteschraube 32 aufzunehmen. Die Ringe 80 bilden einen gleichförmigen Querschnitt mit einer Anzahl von Stegabschnitten 84, die diagonal zwischen abwechselnden vor­ deren und hinteren Wulstabschnitten 86, 88 verlaufen. Wie in Fig. 1 zu sehen, weisen die vorderen Wulstabschnitte 86 Außenflächen 90 auf, welche fluchten, um die Vorderseite 92 der Distanzscheibe 10 zu bilden, und die hinteren Wulstab­ schnitte 88 weisen Außenflächen 94 auf, welche fluchten, um die Rückseite 96 der Distanzscheibe 10 zu bilden. Die Distanzscheibe 10 ist so hergestellt, daß die Vorder- und Rückseite 92, 96 parallel zueinander in einem genauen vorbe­ stimmten Abstand voneinander verlaufen. Der Aufbau der Di­ stanzscheiben 10 versieht sie mit einer Elastizität von etwa 0,025 bis 0,050 mm (0,001 bis 0,002 Zoll) unter den wesentli­ chen Einspritzkräften zwischen dem Rohrverteiler 18 und der Spannplatte 36. Die Breite der Distanzscheiben 10 bestimmt also die Breite des Luftraumes 34 und positioniert den Rohr­ verteiler 18 und die Sonden 22 genau. Die Außenflächen 90, 94 der Wulstabschnitte 86, 88 sind allgemein flach, aber in die­ ser Ausführungsform weisen die Außenflächen der breiteren Wulstabschnitte, wo zwei Stegabschnitte 84 zusammentref fen, jeweils eine nach innen verlaufende kreisförmige Nute 98 auf. Die Abmessung und Anzahl der Stegabschnitte 84 und diese Nu­ ten 98 in den Wulstabschnitten 86, 88 versehen die Distanz­ scheibe 10 mit einer spezifischen vorbestimmten thermischen Leitfähigkeit. Auf diese Weise zeigen die Distanzscheiben 10 gemäß der Erfindung eine sehr erwünschte Kombination von Fe­ stigkeitselastizität und verminderter thermischer Leitfähig­ keit.

In Betrieb wird die Anlage mit einer zu jedem Zulauf 64 füh­ renden Sonde 22 montiert, wie in Fig. 1 gezeigt. Es wird Energie angelegt, um den Rohrverteiler 18 und die Sonden 22 auf eine vorbestimmte Arbeitstemperatur zu erhitzen. Heiße Druckschmelze wird dann gemäß einem vorbestimmten Arbeitstakt von einer (nicht gezeigten) Gießmaschine durch den ausgespar­ ten Zulauf 14 in die Schmelzpassage 12 eingeleitet. Die Schmelze verzweigt sich in dem Rohrverteiler 18 und wieder, wenn sie den Einlauf 68 zu jeder Sonde 22 erreicht. Ein Teil der Schmelze fließt durch den Kanal 70 und die Rille 72 auf jeder Seite der Sonde 22 zu dem Raum 74 um das zugespitzte vordere Ende 56 der Sonde 22. Von dort fließt sie durch den Zulauf 64 und füllt den Hohlraum 66. Nachdem die Hohlräume 66 gefüllt sind, wird der Einspritzdruck für eine kurze Verdich­ tungszeitspanne aufrechterhalten und dann freigegeben. Die Form wird dann geöf fnet, um das Produkt auszustoßen, und der Prozeß wird wiederholt.

Fig. 3 zeigt eine andere Verwendung oder Anwendung der Di­ stanzscheiben 10 gemäß der Erfindung. In diesem System sind zwei Distanzscheiben 10 so angebracht, daß sie aneinanderlie­ gen, was ef fektiv die Breite des Luftraumes 34 zwischen dem erhitzten Rohrverteiler 18 und der gekühlten Spannplatte 36 verdoppelt. Im übrigen sind der Aufbau und die Verwendung der in Fig. 3 teilweise dargestellten Spritzgußanlage die glei­ chen wie die oben angegebenen, und die Beschreibung braucht nicht wiederholt zu werden.

Obzwar die Distanzscheibe gemäß der Erfindung anhand einer besonderen Ausführungsform beschrieben worden ist, ist dies nicht in einem begrenzenden Sinn auszulegen. Den Fachleuten fallen Abwandlungen und Modif ikationen ein. Insbesondere ist es offensichtlich, daß die Zahl von Ringen 80 und die Abmes­ sungen der Distanzscheiben bei verschiedenen Anwendungen un­ terschiedlich sein könnte. Zur Definition der Erfindung wird auf die Ansprüche Bezug genommen.

In dieser Ausführungsform weist jede Distanzscheibe zwei ge­ gen das Zentrum versetzte Schraublöcher 100 auf, und die Di­ stanzscheiben werden an Ort und Stelle gehalten durch eine oder zwei Schrauben 32, falls die zentrale Öffnung 82 oder das andere Loch 100 sich an einer unterschiedlichen Stelle für eine Schraube befinden.

Claims (5)

1. Isolierende und elastische Spritzguß-Distanzscheibe mit einer Vorderseite und einer Rückseite, welche sich in einem vorbestimmten Abstand voneinander erstrecken, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl V-förmiger konzentrischer Ringe (80), welche einen gleichförmigen Querschnitt bilden mit einer Mehrzahl von Stegabschnitten (84), die sich diago­ nal zwischen abwechselnden vorderen und hinteren Wulstab­ schnitten (86, 88) erstrecken, wobei die Wulstabschnitte (86, 88) jeweils eine Außenfläche (90, 94) aufweisen, die Außenflächen (90) der vorderen Wulstabschnitte (86) so ausge­ richtet sind, daß sie die Vorderseite (92) der Distanzscheibe bilden, und die Außenflächen (94) der hinteren Wulstab­ schnitte (88) so ausgerichtet sind, daß sie die Rückseite (96) der Distanzscheibe bilden.

2. Spritzguß-Distanzscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (90, 94) jedes Wulstab­ schnitts (86, 88) allgemein flach ist.

3. Spritzguß-Distanzscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (90, 94) wenigstens eines Wulstabschnitts (86, 88) eine kreisförmige Nute (98) aufweist, die sich von dieser einwärts erstreckt.

4. Spritzguß-Distanzscheibe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zentrale Öffnung (82), welche sich zwischen der Vorderseite (92) und der Rückseite (96) durch diese hindurch erstreckt.

5. Spritzguß-Distanzscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Stahl hergestellt ist.