DE102012005531A1

DE102012005531A1 - Spritzgussdüse mit ringförmigem Anguss

Info

Publication number: DE102012005531A1
Application number: DE201210005531
Authority: DE
Inventors: Anton Kreiner; Thomas Peteratzinger
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-09-26

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Spritzgussdüse mit einem ringförmigen Anguss. Die Spritzgussdüse hat einen Spritzgussdüsengrundkörper zum Spritzen von Kunststoff auf ein Spritzgusswerkzeug. Ferner hat die Spritzgussdüse ein auf der Längsachse des Spritzgussdüsengrundkörpers angeordnetes Mittelstück. Das Mittelstück ist dazu eingerichtet, beim Spritzen des Kunststoffs gegen das Spritzgusswerkzeug zur Ausbildung des ringförmigen Angusses abzudichten. Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Endscheibe mit einer mittigen Aussparung für ein Filterelement wird die Endscheibe mittels einer Spritzgussdüse mit einem ringförmigen Anguss spritzgegossen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgussdüse mit einem ringförmigen Anguss, welche insbesondere zum Herstellen einer Endscheibe eines Filterelements eines Filters, wie zum Beispiel zum Filtern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine, eingesetzt wird.
Stand der Technik
Eine Endscheibe eines Filterelements eines Filters besteht aus Kunststoff und hat in der Regel eine mittige Aussparung oder einen mittigen Durchlass. Beim Spritzguss einer solchen Endscheibe werden beispielsweise Heißkanaldüsen eingesetzt. Herkömmliche Heißkanaldüsen weisen einen Punktanguss auf. Hat das Kunststoffteil aber eine Aussparung oder einen Durchlass in der Mitte, so kann nicht zentral in der Mitte des Teils angespritzt werden, was für eine homogene Verteilung ideal wäre. Folglich muss entweder außermittig über einen Punkt oder über mehrere Punkt angespritzt werden.
Dazu zeigt die 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Ausführungsform einer Endscheibe 1, die mit einem Punktanguss 2 gegossen ist. Die Pfeile in der 1 zeigen den Fluss des plastifizierten Kunststoffs beim Gießen der Endscheibe 1. Der Fluss beginnt an dem Punkt des Punktangusses 2 und endet an einer dem Punktanguss 2 gegenüberliegenden Bindenaht 3.
Ferner zeigt die 2 eine schematische Darstellung einer weiteren herkömmlichen Ausführungsform einer Endscheibe 1, die mit drei Punktangüssen 2 gegossen ist. Bei dem Gießen mit drei Punktangüssen 2 ergeben sich drei Bindenähte 3.
Zusammenfassend ergeben sich bei einem Punktanguss störende Bindenähte 3. Ferner kann es zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Fasern des Kunststoffs kommen. Dies kann zu mechanischen Schwachstellen an den Bindenähten und zum Verzug der Teile führen.
Offenbarung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Spritzgussdüse zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Spritzgussdüse mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
Demgemäß wird eine Spritzgussdüse mit einem ringförmigen Anguss vorgeschlagen. Die Spritzgussdüse hat einen Spritzgussdüsengrundkörper zum Spritzen von Kunststoff auf ein Spritzgusswerkzeug. Ferner hat die Spritzgussdüse ein auf der Längsachse des Spritzgussdüsengrundkörpers angeordnetes Mittelstück. Das Mittelstück ist dazu eingerichtet, beim Spritzen des Kunststoffs gegen das Spritzgusswerkzeug zur Ausbildung des ringförmigen Angusses abzudichten.
Durch den Einsatz des Mittelstücks ist es möglich, eine Endscheibe mit einer mittigen Aussparung herzustellen, bei welcher die Schmelze für die Endscheibe beim Befüllen des Spritzgusswerkzeuges homogen und gleichmäßig das Spritzgusswerkzeug füllt. Folglich entstehen keine Bindenähte, welche die Endscheibe mechanisch schwächen könnten. Ferner ist die Ausrichtung der Glasfasern in der Endscheibe sehr gleichmäßig. Insbesondere sind die Glasfasern gleichmäßig mit einer Ausrichtung vom Innendurchmesser zum Außendurchmesser verteilt. Damit kann ein Verzug der Teile minimiert werden.
Bei einer Ausführungsform ist das Mittelstück als ein gegenüber dem Spritzgussdüsengrundkörper feststehendes Teil ausgebildet.
Vorzugsweise steht das Mittelstück gegenüber einer Spitze des Spritzgussdüsengrundkörpers derart vor, dass das Mittelstück beim Spritzen des Kunststoffs zur Ausbildung des ringförmigen Angusses gegenüber dem Spritzgusswerkzeug abdichtet.
Bei einer weiteren Ausführungsform hat das Mittelstück einen kreisförmigen oder einen ellipsenförmigen Querschnitt. Der Querschnitt des Mittelstückes ist insbesondere an die herzustellende mittige Aussparung der Endscheibe angepasst.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist ein Rohr in dem Spritzgussdüsengrundkörper vorgesehen.
Das Rohr ist um das Mittelstück angeordnet. Ferner ist das Rohr zum Öffnen und Schließen einer Austrittsöffnung des Spritzgussdüsengrundkörpers in Richtung der Längsachse des Spritzgussdüsengrundkörpers verschiebbar.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind ein erster Behälter zum Aufnehmen eines ersten Kunststoffs und ein zweiter Behälter zum Aufnehmen eines zweiten Kunststoffs in dem Spritzgussdüsengrundkörper vorgesehen. Der erste Behälter weist eine erste Austrittsöffnung zum Ausgeben des ersten Kunststoffs auf. Entsprechend hat der zweite Behälter eine zweite Austrittsöffnung zum Ausgeben des zweiten Kunststoffs.
Bei dieser Ausführungsform der Spritzgussdüse ist es möglich, so genannte Coinjektions- oder Monosandwich-Teile herzustellen. Durch die Verwendung der Spritzgussdüse mit ringförmigem Anguss kann eine homogene Verteilung der Hautschicht und der Kernschicht des Monosandwich-Teils erzielt werden, welche mit einer Spritzgussdüse mit Punktanguss nicht erreicht werden könnte. Die Aussparung muss beim herkömmlichen Monosandwich-Verfahren mit einem Schirmanguss angespritzt werden, der anschließend ausgestanzt werden muss.
Ein herkömmliches Monosandwich-Verfahren ist z. B. in der DE 10 2008 049 627 A1 beschrieben. Weil erfindungsgemäß kein Schirmanguss ausgestanzt werden muss, werden vorliegend Kosten eingespart.
Bei einer Ausführungsform ist der erste Behälter rotationssymmetrisch um das Rohr angeordnet. Weiter ist der zweite Behälter rotationssymmetrisch um den ersten Behälter angeordnet.
Zur Herstellung eines Monosandwich-Teils kann die Hautschicht mittels des ersten Kunststoffs aus dem ersten Behälter und die Kernschicht mittels des zweiten Kunststoffs aus dem zweiten Behälter gegossen werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Rohr in eine erste Position, in eine zweite Position und in eine dritte Position verschiebbar. In der ersten Position ist die erste Austrittsöffnung des ersten Behälters offen, und die zweite Austrittsöffnung des zweiten Behälters ist geschlossen. In der zweiten Position ist die erste Austrittsöffnung des ersten Behälters geschlossen, und die zweite Austrittsöffnung des zweiten Behälters ist offen. In der dritten Position ist die erste Austrittsöffnung des ersten Behälters geschlossen, und die zweite Austrittsöffnung des zweiten Behälters ist geschlossen.
In der ersten Position wird die Hautschicht des Monosandwich-Teils mittels des ersten Kunststoffs gegossen. In der zweiten Position wird die Kernschicht des Monosandwich-Teils gegossen. In der dritten Position ist die Austrittsöffnung des Spritzgussdüsengrundkörpers geschlossen, so dass kein Kunststoff aus dem Spritzgussdüsengrundkörper austreten kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Spritzgussdüse als eine Heißkanaldüse ausgebildet. Die Heißkanaldüse ist insbesondere zum maschinellen Spritzgießen von Thermoplasten geeignet. Die Heißkanaldüse ist gegenüber dem restlichen Spritzgusswerkzeug thermisch isoliert und höher temperiert.
Ferner wird ein Filter mit einem Filterelement und einer auf dem Filterelement angeordneten Endscheibe vorgeschlagen. Der Filter ist insbesondere ein Flüssigkeitsfilter, beispielsweise ein Kraftstofffilter oder ein Ölfilter. Die Endscheibe ist mittels oben beschriebener Spritzgussdüse mit ringförmigem Anguss hergestellt.
Des Weiteren wird ein Verfahren zum Herstellen einer Endscheibe mit einer mittigen Aussparung für ein Filterelement vorgeschlagen, wobei die Endscheibe mittels oben beschriebener Spritzgussdüse mit ringförmigem Anguss spritzgegossen wird.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen des Stützrohrs, des Filters oder des Herstellungsverfahrens. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform hinzufügen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigt dabei:
1: eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Ausführungsform einer Endscheibe, die mit einem Punktanguss gegossen ist;
2: eine schematische Darstellung einer weiteren herkömmlichen Ausführungsform einer Endscheibe, die mit drei Punktangüssen gegossen ist;
3: eine schematische Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Spritzgussdüse mit ringförmigem Anguss;
4: eine schematische Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Spritzgussdüse mit ringförmigem Anguss;
5: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Endscheibe, die mit einer Spritzgussdüse mit ringförmigem Anguss gegossen ist;
6: eine schematische Längsschnittansicht einer dritten Ausführungsform einer Spritzgussdüse mit ringförmigem Anguss in einer ersten Position;
7: eine schematische Längsschnittansicht der dritten Ausführungsform der Spritzgussdüse mit ringförmigem Anguss in einer zweiten Position;
8: eine schematische Längsschnittansicht der dritten Ausführungsform der Spritzgussdüse mit ringförmigem Anguss in einer dritten Position; und
9: ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Endscheibe mit einem mittigen Durchlass für ein Filterelement.
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Die 3 zeigt eine schematische Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Spritzgussdüse 4 mit einem ringförmigen Anguss 5.
Die Spritzdüse 4 mit dem ringförmigen Anguss 5 ist zur Herstellung einer Endscheibe 1 mit einem mittigen Durchlass oder einer mittigen Aussparung geeignet. Die Spritzgussdüse 4 weist einen Spritzgussdüsengrundkörper 6 zum Spritzen von Kunststoff K auf ein Spritzgusswerkzeug 7 auf. Das Spritzgusswerkzeug 7 ist derart ausgebildet, dass die Endscheibe 1 hergestellt werden kann.
Auf der Längsachse des Spritzgussdüsengrundkörpers 6 ist ein Mittelstück 8 angeordnet. Das Mittelstück 8 dichtet beim Spritzen des Kunststoffs K gegen das Spritzgusswerkzeug 7 zur Ausbildung des ringförmigen Angusses 5 ab. Das Mittelstück 8 ist insbesondere gegenüber dem Spritzgussdüsengrundkörper 6 als ein feststehendes Teil ausgebildet.
Dabei steht das Mittelstück 8 gegenüber einer Spitze 9 des Spritzgussdüsengrundkörpers 6 derart vor, dass das Mittelstück 8 beim Spritzen des Kunststoffs K zur Ausbildung des ringförmigen Angusses 5 gegenüber dem Spritzgusswerkzeug 7 abdichtet. Dabei steht das Mittelstück 8 gegenüber der Spitze 9 um eine Höhe H vor, die der Höhe der herzustellenden Endscheibe 1 entspricht.
Weil die Aussparung der herzustellenden Endscheibe 1 kreisförmig ist, hat das Mittelstück 8 einen kreisförmigen Querschnitt.
In 4 ist eine schematische Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Spritzgussdüse 4 mit ringförmigem Anguss 5 dargestellt. Die Spritzgussdüse 4 der 4 unterscheidet sich von der Spritzgussdüse 4 der 3 dahingehend, dass gemäß 4 ein Rohr 10 zum Öffnen und Schließen der Austrittsöffnung 11 des Spritzgussdüsengrundkörpers 6 vorgesehen ist. Das Rohr 10 ist um das Mittelstück 8 angeordnet. Die Verschiebbarkeit des Rohres 10 in der Längsrichtung des Spritzgussdüsengrundkörpers 6 ist in der 4 durch einen Pfeil angedeutet.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Endscheibe 1, welche mit einer Spritzgussdüse 4 mit ringförmigem Anguss 5 gegossen ist. Beispiele für eine Spritzgussdüse 4 sind in den 3 und 4 gezeigt. Durch den Ringanguss 5 ergibt sich eine homogene Verteilung der Kunststoffschmelze bzw. der Glasfasern. Gemäß 5 entstehen keine Bindenähte bei der Endscheibe 1.
Die 6 bis 8 zeigen jeweils eine schematische Längsschnittansicht einer dritten Ausführungsform einer Spritzgussdüse 4 mit ringförmigem Anguss 5.
Die Spritzdüse 4 mit dem ringförmigen Anguss 5 ist zur Herstellung einer Endscheibe 1 mit einem mittigen Durchlass oder einer mittigen Aussparung geeignet. Die Spritzgussdüse 4 hat einen Spritzgussdüsengrundkörper 6 zum Spritzen von Kunststoff K auf ein Spritzgusswerkzeug 7.
Auf der Längsachse des Spritzgussdüsengrundkörpers 6 ist ein Mittelstück 8 angeordnet. Das Mittelstück 8 dichtet beim Spritzen des Kunststoffs K gegen das Spritzgusswerkzeug 7 zur Ausbildung des ringförmigen Angusses 5 ab. Das Mittelstück 8 ist insbesondere gegenüber dem Spritzgussdüsengrundkörper 6 als ein feststehendes Teil ausgebildet.
Ferner steht das Mittelstück 8 gegenüber einer Spitze 9 des Spritzgussdüsengrundkörpers 6 derart vor, dass das Mittelstück 8 beim Spritzen des Kunststoffs K zur Ausbildung des ringförmigen Angusses 5 gegenüber dem Spritzgusswerkzeug 7 abdichtet. Dabei steht das Mittelstück 8 gegenüber der Spitze 9 um eine Höhe H vor, die der Höhe der herzustellenden Endscheibe 1 entspricht.
Die Spritzgussdüse 4 weist ein Rohr 10 zum Öffnen und Schließen der Austrittsöffnung 11 des Spritzgussdüsengrundkörpers 6 auf.
In dem Spritzgussdusengrundkörper 6 sind ein erster Behälter 12 und ein zweiter Behälter 13 angeordnet. In dem ersten Behälter 12 ist ein erster Kunststoff K1 aufgenommen. In dem zweiten Behälter 13 ist ein zweiter Kunststoff K2 aufgenommen. Mit dem ersten Kunststoff K1 wird die Hautkomponente eines Monosandwich-Teils gegossen. Mit dem Kunststoff K2 wird die Kernkomponente des Monosandwich-Teils gegossen. Das Monosandwich-Teil bildet eine Endscheibe 1 aus. Der erste Behälter 12 hat eine erste Austrittsöffnung 14. Der zweite Behälter 13 hat eine zweite Austrittsöffnung 15.
Hinsichtlich der Unterschiede in den 6 bis 8, zeigt die 6 das Rohr 10 in einer ersten Position, die 7 das Rohr 10 in einer zweiten Position und die 8 das Rohr 10 in einer dritten Position. In der ersten Position gemäß 6 wird die Hauptkomponente aus dem ersten Kunststoff K1 gegossen. Dazu ist die erste Austrittsöffnung 14 des ersten Behälters 12 offen und die zweite Austrittsöffnung 15 des zweiten Behälters 13 ist geschlossen. In der zweiten Position gemäß 7 wird die Kernkomponente mittels des Kunststoffs K2 gegossen. In der zweiten Position ist die erste Austrittsöffnung des ersten Behälters 12 geschlossen und die zweite Austrittsöffnung 15 des zweiten Behälters 13 ist offen. In der dritten Position des Rohres 10 gemäß 8 verschließt das Rohr beide Austrittsöffnungen 14 und 15. Folglich ist der Spritzgussdüsengrundkörper 6 geschlossen. Die Endscheibe 1 als Monosandwich-Teil ist gefertigt.
In der 9 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Endscheibe mit einem mittigen Durchlass für ein Filterelement dargestellt.
In Schritt S1 wird eine Spritzgussdüse mit einem ringförmigen Anguss bereitgestellt. Beispiele für solche Spritzgussdüsen mit ringförmigem Anguss sind in den 3, 4 und 6 bis 8 beschrieben.
In Schritt S2 wird die Endscheibe mit dem mittigen Durchlass mittels der bereitgestellten Spritzgussdüse hergestellt. Dabei entspricht der Innendurchmesser des mittigen Durchlasses dem Außendurchmesser des Mittelstücks der Spritzgussdüse.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008049627 A1 [0017]

Claims

Spritzgussdüse (4) mit einem ringförmigen Anguss (5), mit einem Spritzgussdüsengrundkörper (6) zum Spritzen von Kunststoff (K) auf ein Spritzgusswerkzeug (7), und einem auf der Längsachse des Spritzgussdüsengrundkörpers (6) angeordneten Mittelstück (8), welches dazu eingerichtet ist, beim Spritzen des Kunststoffs (K) gegen das Spritzgusswerkzeug (7) zur Ausbildung des ringförmigen Angusses abzudichten.
Spritzgussdüse nach Anspruch 1, wobei das Mittelstück (8) als ein gegenüber dem Spritzgussdüsengrundkörper (6) feststehendes Teil ausgebildet ist.
Spritzgussdüse nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mittelstück (8) gegenüber einer Spitze (9) des Spritzgussdüsengrundkörpers (6) derart vorsteht, dass das Mittelstück (8) beim Spritzen des Kunststoffs (K) zur Ausbildung des ringförmigen Angusses (5) gegenüber dem Spritzgusswerkzeug (7) abdichtet.
Spritzgussdüse nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das Mittelstück (8) einen kreisförmigen oder einen ellipsenförmigen Querschnitt aufweist.
Spritzgussdüse nach einem der Ansprüche 1–4, wobei ein um das Mittelstück (8) angeordnetes, verschiebbares Rohr (10) zum Öffnen und Schließen einer Austrittsöffnung (11) des Spritzgussdüsengrundkörpers (6) vorgesehen ist.
Spritzgussdüse nach Anspruch 5, wobei ein erster Behälter (12) zum Aufnehmen eines ersten Kunststoffs (K) mit einer ersten Austrittsöffnung (14) zum Ausgeben des ersten Kunststoffs (K) und ein zweiter Behälter (13) zum Aufnehmen eines zweiten Kunststoffs (K) mit einer zweiten Austrittsöffnung (15) zum Ausgeben des zweiten Kunststoffs (K) in den Spritzgussdüsengrundkörper (6) vorgesehen sind.
Spritzgussdüse nach Anspruch 6, wobei der erste Behälter (12) rotationssymmetrisch um das Rohr (10) angeordnet ist und der zweite Behälter (13) rotationssymmetrisch um den ersten Behälter (12) angeordnet ist.
Spritzgussdüse nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Rohr (10) in eine erste Position, in eine zweite Position und in eine dritte Position verschiebbar ist, wobei in der ersten Position die erste Austrittsöffnung (14) des ersten Behälters (12) offen und die zweite Austrittsöffnung (15) des zweiten Behälters (13) geschlossen ist, wobei in der zweiten Position die erste Austrittsöffnung (14) des ersten Behälters (12) geschlossen und die zweite Austrittsöffnung (15) des zweiten Behälters (13) offen ist, und wobei in der dritten Position die erste Austrittsöffnung (14) des ersten Behälters (12) geschlossen und die zweite Austrittsöffnung (15) des zweiten Behälters (13) geschlossen ist.
Spritzgussdüse nach einem der Ansprüche 1–8, wobei die Spritzgussdüse (4) als eine Heißkanaldüse ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Endscheibe (1) mit einer mittigen Aussparung für ein Filterelement, wobei die Endscheibe (1) mittels einer Spritzgussdüse (4) nach einem der Ansprüche 1–9 spritzgegossen wird.