DE69722586T2

DE69722586T2 - Stopfen zum Blockieren des Heisskanals in einer Spritzgussmaschine

Info

Publication number: DE69722586T2
Application number: DE1997622586
Authority: DE
Inventors: Franciscus Antonius Josef Van Boekel
Original assignee: Synventive Holding BV
Current assignee: Synventive Holding BV
Priority date: 1997-05-01
Filing date: 1997-05-01
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2017-05-02
Also published as: DE69722586D1; EP0875355B1; EP0875355A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Stopfen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In Spritzgießvorrichtungen wird geschmolzenes thermoplastisches Material über Schmelzkanäle in einem Verteiler einer oder mehreren Düsen zugeführt. Die Schmelzkanäle im Verteiler umfassen horizontale und vertikale Kanäle, die durch Bohren ausgebildet sind. Die Kanäle werden neu ausgerichtet, indem diese Kanäle blockiert werden und ein quer verlaufener Kanal so gebohrt werden, daß er sich mit dem blockierten Kanal verbindet. Nach dem bekannten Verfahren wird ein Hohlraum in der axialen Richtung eines vorhandenen Schmelzkanals gebohrt. Danach wird ein Innengewinde an der Umfangswand der Bohrung hergestellt, in die dann ein Stopfenelement eingeschraubt wird. Das Stopfenelement weist an seiner Endfläche eine relativ flache Sackbohrung mit einem Durchmesser auf, der dem Durchmesser des Schmelzkanals entspricht, der zu blockieren ist. Danach wird ein neuer Kanal in das Material des Verteilers gebohrt, senkrecht oder in einem vorbestimmten Winkel zum blockierten Kanal. Dadurch erstreckt sich der obere Teil des Stopfenelements teilweise in den neu gebohrten, quer verlaufenden Kanal. Der bekannte Aufbau hat einen Nachteil, nämlich daß die Tiefe der Bohrung, in die das Stopfenelement eingeschraubt wird, sehr genau bestimmt werden muß. Ferner müssen große Drücke, die von der Schmelze in einer axialen Richtung ausgeübt werden, vom Schraubgewinde am Stopfenelement aufgenommen werden. Der bekannte Aufbau ist auch empfindlich gegen Undichtigkeiten, die durch Ungenauigkeiten bewirkt werden. Da das bekannte Stopfenelement niemals genau an der Kante der Bohrung anstößt, wird ein Hohlraum im Schmelzkanal ausgebildet, in dem sich die Schmelze ansammeln kann, so daß die Möglichkeit für Undichtigkeiten erhöht ist.
Aus EP-A-523 549 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem quer verlaufenden Schmelzkanal und einem zentralen Schmelzkanal in einer Spritzgießvorrichtung bekannt, in der ein Einsatz so bearbeitet oder gegossen wird, daß er einen Schmelzkanal aufweist, der sich um eine gleichmäßig gekrümmte Biegung durch den Einsatz erstreckt. Der Einsatz hat eine konische Konfiguration, die in einer Bohrung angeordnet wird, die sich quer zum Schmelzkanal erstreckt. Die Seitenflächen des konischen Einsatzes stehen mit der Wand der Bohrung dichtend in Eingriff. Der bekannte Einsatz muß sehr genau geformt sein und muß genau mit dem Schmelzkanal ausgerichtet sein, um den Kanal im Einsatz mit dem Schmelzkanal zu verbinden.
Ein Stopfen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus EP-A-0 716 913 bekannt. Dieses Dokument offenbart, wie durch Einfügen eines vorgeformten Winkelstücks in einen zylindrischen Stopfen die Verbindung zwischen einem horizontalen Spritzgießschmelzverteiler und einer vertikalen Düse hergestellt wird. Die Ausrichtung des Stopfens relativ zur Düse ist äußerst kritisch, da der Stopfen vorgeformt ist. Der Stopfen ist mit einer Werkzeugeingriffsöffnung zum Drehen des Stopfens in seine richtige Ausrichtung versehen. Um ausreichende Dichtung zu erreichen, ist der Stopfen in einem Vakuumofen hart verlötet, was einen relativ komplexen Vorgang darstellt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Stopfenelement bereitzustellen, in dem die oben beschriebenen Nachteile abgeschwächt sind.
Der erfindungsgemäße Stopfen ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen in der Nähe einer zweiten Endfläche einen konischen Wandabschnitt aufweist, wobei der Stopfen ferner ein Dichtungselement mit einer im allgemeinen zylindrischen Außenfläche mit einem im wesentlichen gleichen Durchmesser wie das Blockierelement und eine Oberkante mit einem konischen Wandabschnitt aufweist, der an einer Seite durch die zylindrische Außenfläche und an der anderen Seite durch eine geneigte Fläche begrenzt ist, zum Eingriff mit dem konischen Wandabschnitt des Blockierelements.
Da das Blockierelement einen einzigen Durchmesser aufweist, um eingefügt zu werden, ist die Blockierung des Kanals vereinfacht. Durch Bereitstellung einer relativ tiefen Bohrung in die erste Endfläche des Blockierelements ist es möglich, den neuen, quer verlaufenden Kanal vollständig unter der ersten Endfläche des Stopfenelements zu bohren. Dadurch wird das Problem der Ausbildung eines Hohlraums durch ungenaues Einpassen des Stopfenelements in den unteren Teil des Schmelzkanals verhindert. Dadurch sind die Toleranzen in bezug auf die Länge des Lochs, das in axialer Ausrichtung mit dem Schmelzkanal gebohrt wird, der zu blockieren ist, und des Stopfenelements weniger kritisch. Somit können Standardwerkzeuge zur Ausbildung dieses Lochs verwendet werden.
Durch Kontakt zwischen der geneigten Fläche des Dichtungselements und dem konischen Wandabschnitt am unteren Ende des Blockierelements wird der Schmelzkanal effektiv abgedichtet. Vorzugsweise besteht das Dichtungselement aus einem relativ weichen Material und wird mittels eines getrennten Schraubenelements, das mit einem Schraubgewinde am unteren Ende der Bohrung in Eingriff ist, in der das Blockierelement angeordnet ist, gegen das Blockierelement gedrückt. Wenn im Schmelzkanal durch Vorhandensein der Schmelze Druck ausgeübt wird, wird das Blockierelement gegen die geneigten Flächen des Dichtungsrings gedrückt, wodurch die Dichtung weiter verbessert wird.
Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Stopfens kann ferner die Kammer für das Blockierelement und der neue, quer verlaufende Kanal in einem einzigen Verarbeitungsschritt ausgebildet werden.
US-4 609 138 offenbart ein Verfahren zum Einpassen von Stopfen in den Kanal eines Verteilerblocks. Danach werden Löcher durch die Stopfen gebohrt, um Auslässe herzustellen. Das Verfahren weist einen Heizschritt auf, um eine gute Dichtung zwischen den Stopfen und den Wänden des Verteilers zu erreichen.
US-3 945 784 offenbart einen Auslaßkanal, der über einen Stopfen, der nur in seine Position eingeschraubt wird, mit einem Heißkanal verbunden ist.
Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stopfens wird nachstehend ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1a-1c einen bekannten Stopfen zum Blockieren eines Schmelzkanals und
Fig. 2a-2c die Verwendung des erfindungsgemäßen Stopfens.
Fig. 1 zeigt einen Teil einer bekannten Spritzgießvorrichtung, z. B. einen Verteiler 1 mit einem Schmelzkanal 2, der beispielsweise zu einer Düse führt. In Ausrichtung mit der Axialrichtung des Schmelzkanals 2 ist eine abgestufte Kammer 3 mit einem größeren Durchmesser als der Schmelzkanal 2 versehen. Wie in Fig. 1b gezeigt, ist ein abgestuftes Blockierelement 4, das aus zwei Teilen besteht, in die Kammer 3 so eingefügt, daß es mit seiner Endfläche 6 an das innere Ende der Kammer 3 anstößt. Der vordere Teil des Blockierelements 4 ist in die Kammer 3 eingepreßt und wird durch ein getrenntes Schraubenteil in einer Anschlagbeziehung gehalten. Eine Dichtung ist an der Endfläche 6 und an der abgestuften Fläche 9 des Blockierelements 4 ausgebildet. Wenn die Kammerlänge L zu klein ist, wird an der Dichtfläche 9 keine effektive Dichtung erreicht. Wenn die Länge L der Kammer zu groß ist, entsteht ein Spalt an der Endfläche 6. Daher muß die Kammerlänge L sehr genau kontrolliert werden, und es wird eine spezielle Ausrüstung zur Ausbildung der Kammer 3 benötigt. Als Alternative muß die Länge des vorderen Teils des Blockierelements 4 nach Ausbildung der Kammer 3 im Verteiler an die Kammerlänge L angepaßt werden.
An der ersten Endfläche 6 weist das Blockierelement 4 eine Bohrung 5 auf, die relativ flach ist, wobei die Tiefe der Bohrung 5 kleiner ist als der Durchmesser des Schmelzkanals 2.
Wie in Fig. 1c gezeigt, ist ein neuer Schmelzkanal 7 quer zur Richtung des Schmelzkanals 2 gebohrt. Dadurch erstreckt sich der Schmelzkanal 7 über die Endfläche 6 des Blockierelements 4, so daß ein Hohlraum 8 entstehen kann, in dem sich geschmolzenes Material ansammeln kann und der die Möglichkeiten für Undichtigkeiten erhöhen kann.
Fig. 2 zeigt die Verwendung eines erfindungsgemäßen Stopfens, in den zunächst eine Kammer 13 mit einem gleichmäßigen Durchmesser in der axialen Richtung des Schmelzkanals 12 im Verteiler 11 gebohrt ist. Der untere Teil der Kammer 13 ist mit einem Innengewinde 14 versehen.
Danach wird das Blockierelement 15, das eine glatte Umfangsfläche aufweist, in den oberen Teil der Kammer 13 eingeklemmt. Die Bohrung 17 in der ersten Endfläche 15 hat eine relativ große Tiefe im Vergleich zum Durchmesser des Schmelzkanals 12. Das untere Ende des Blockierelements 15 weist einen konischen Wandabschnitt 18 auf. Eine innere geneigte Fläche des Dichtelements 19 steht im Eingriff mit dem konischen Wandabschnitt 18. Mittels eines Schraubenelements 20 wird das Dichtelement 19 gegen den unteren Teil des Blockierelements 15 gedrückt. Wegen des weichen Materials, aus dem das Dichtelement 19 besteht, verformt sich das Dichtelement und dichtet den Schmelzkanal 12 im unteren Teil des Blockierelements 15 effektiv ab. Geeignete Materialien zur Verwendung im Dichtelement 19 sind ungehärtete Metalle, die weicher sind als das Blockierelement 15 und das Schraubenelement 20.
Statt ein getrenntes Schraubenelement 20 zu verwenden, ist es natürlich auch möglich, das Schraubenelement 20 und das Dichtelement 19 aus einem einzigen Materialstück auszubilden.
Wie man aus Fig. 2c sehen kann, ist der neue Schmelzkanal 21 vollständig unter ersten Endfläche 16 des Blockierelements 15 angeordnet. Es ist deutlich erkennbar, daß der neue Schmelzkanal sich nicht in einem Winkel von 90º in bezug auf den Schmelzkanal 21 erstrecken muß, aber jeden gewünschten Winkel aufweisen kann.
Zum Herausnehmen des Blockierelements 15 oder des Dichtelements 19 sind diese jeweils mit einer Gewindebohrung 22, 23 versehen.

Claims

1. Stopfen zum Ausbilden eines querverlaufenden Schmelzkanals in einer Spritzgußmaschine, mit:

- einem ersten Schmelzkanal,

- einer Axialbohrung (17) mit einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des ersten Schmelzkanals, in Längsrichtung des ersten Schmelzkanals an dessen einem Endabschnitt,

- wobei der Stopfen mit einem Blockierelement (15) in die Axialbohrung eingesetzt ist, und das Blockierelement an einer Endfläche eine zentrale Sackbohrung aufweist, deren Durchmesser dem Durchmesser des Schmelzkanals entspricht, und wobei das Blockierelement mit einem querverlaufenden Schmelzkanal versehen ist, der sich in das Blockierelement in Querrichtung hineinerstreckt und in dessen Zentralbohrung endet, wobei das Blockierelement eine Außenfläche mit konstantem Durchmesser aufweist und der querverlaufende Schmelzkanal unterhalb der Endfläche des Blockierelements angeordnet ist,

wobei die Tiefe der Axialbohrung (17) in der Axialrichtung des Blockierelements (15) nicht kleiner ist als der Durchmesser der Axialbohrung (17) und das Blockierelement (15) eine im wesentlichen glatte Umfangsfläche aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Stopfen in der Nähe einer zweiten Endfläche einen konischen Wandabschnitt (18) aufweist, der Stopfen ferner ein Dichtungselement (19) mit im wesentlichen zylindrischer Außenfläche mit im wesentlichen gleichem Durchmesser wie das Blockierelement (15) sowie eine Oberkante mit einem konischen Wandabschnitt aufweist, der an einer Seite durch die zylindrische Außenfläche und ander anderen Seite durch eine geneigte Fläche begrenzt ist, zum Eingriff mit dem konischen Wandabschnitt (18) des Blockierelements (15).

2. Stopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Dichtungselements (19) im wesentlichen glatt ist, wobei der Stopfen ein Schraubenelement (20) zur Anlage an dem Dichtungselement (19) und zum Anpressen gegen das Blockierelement (15) aufweist.

3. Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (19) aus einem relativ weichen Material im Vergleich zu dem Blockierelement (15) und/oder dem Schraubenelement (20) besteht.

4. Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockierelement (15) mit einer Gewindebohrung (22) an seiner zweiten Endfläche versehen ist.

5. Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (19) eine Gewindebohrung (23) aufweist.