AT521522A1 - Einspritzvorrichtung zum Schäumformen und Formverfahren für geschäumten Formgegenstand - Google Patents

Abstract

Eine Einspritzvorrichtung (1) umfasst einen Heizzylinder (2) und eine Schnecke (3). In dem Heizzylinder (2) sind wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt (6) zum Komprimieren des Harzes, ein Dekompressionsabschnitt (9) zum Absenken des Harzdrucks und ein zweiter Kompressionsabschnitt (10) zum Komprimieren des Harzes nacheinander in einer Strömungsrichtung ausgebildet. Der Dekompressionsabschnitt (9) ist mit einem Einspritzabschnitt (30) zum Einspritzen von Inertgas in den Dekompressionsabschnitt (9) versehen. Der Einspritzabschnitt (30) umfasst einen Ventilmechanismus (31), und ein Ventilkörper (32) des Ventilmechanismus (31) ist zum Öffnen/Schließen einer Einspritzöffnung (35) eingerichtet, die zu einer Bohrung (2a) des Heizzylinders (2) in der Nähe der Bohrung (2a) geöffnet ist. Ein Drucksensor (38), der dazu eingerichtet ist, den Harzdruck zu messen, ist in dem Dekompressionsabschnitt (9) vorgesehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Inertgas in ein geschmolzenes Harz und Einspritzen des geschmolzenen Harzes zur Ausbildung eines geschäumten Formgegenstands und ein Formverfahren zum Formen eines geschäumten Formartikels mittels einer derartigen Einspritzvorrichtung.

Geformte Gegenstände, d.h. geschäumte geformte Gegenstände, in denen eine große Anzahl von feinen Blasen ausgebildet wird, sind nicht nur leicht, sondern weisen auch eine ausgezeichnete Festigkeit auf. Darüber hinaus ist es möglich, Formungsfehler wie Senken, Schlitten und dergleichen zu verhindern, und es ist möglich, geformte Gegenstände mit hoher Maßgenauigkeit zu erhalten. Daher ist das Anwendungsgebiet von geschäumten Formkörpern groß. Es ist notwendig, ein Schäummittel in das Harz einzuarbeiten, um einen geschäumten Formgegenstand durch Spritzgießen zu erhalten. Bei dem Schäummittel gibt es, obwohl es auch chemische Schäummittel gibt, die durch Wärme zersetzt werden und Gas erzeugen, physikalische Schäummittel, die Inertgase, wie Stickstoff und Kohlendioxid umfassen. In einem Fall, in dem Inertgas verwendet wird, wird das Inertgas in das in dem Heizzylinder geschmolzene Harz bei einem vorbestimmten Druck eingespritzt, um das Inertgas in einen gesättigten Zustand in dem Harz zu bringen. Wenn ein mit Inertgas gesättigtes Harz in eine Form eingespritzt wird, wird der Druck im Harz freigesetzt und das Inertgas erzeugt Blasen. Wenn das Harz abgekühlt und verfestigt ist, erhält man einen geschäumten Formkörper. Ein physikalisches Schäummittel, dass das Inertgas enthält, hat eine starke Penetrationskraft und ist wahrscheinlich gleichmäßiger in dem Harz dispergiert als das chemische Schäummittel. Daher weist das Schäummittel eine ausgezeichnete Eigenschaft auf, dass es unwahrscheinlich ist, dass in schaumgeformten Gegenständen, die man erhalten soll, eine Schaumunempfindlichkeit auftritt und man feine Luftblasen erhält. Wenn daneben Inertgas in ein Harz eingespritzt wird, ist ein Einspritzverfahren von Inertgas in einem überkritischen

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Zustand von hohem Druck und hoher Temperatur hinreichend bekannt, wobei auf diese Weise eine Eindringkraft in das Harz stark ist und sehr kleine Blasen in dem geschäumten Formgegenstand ausgebildet werden und somit das Schäummittel eine ausgezeichnete Eigenschaft hat. Um jedoch das Inertgas in den überkritischen Zustand zu bringen, ist eine vorbestimmte Vorrichtung erforderlich, die teuer ist. Andererseits gibt es auch ein Verfahren, bei dem das Harz in dem Heizzylinder auf einen relativ niedrigen Druck gebracht wird, Inertgas mit einem vorbestimmten Druck eingespritzt wird und das Inertgas in den Heizzylinder eindringt. Eine Vorrichtung zum Durchführen des Schäumformens durch dieses Verfahren ist relativ kostengünstig, da sie keine Vorrichtung benötigt, um das Inertgas in einen überkritischen Zustand zu bringen.

Es ist eine Vielzahl von Einspritzvorrichtungen vorgeschlagen, bei denen Inertgas in ein Harz eingespritzt wird und das Harz in dem letztgenannten Verfahren eingespritzt wird. Beispielsweise beschreibt JP-A-2002-79545 zudem eine Einspritzvorrichtung 50 mit einer relativ einfachen Struktur. Wie in Fig. 6 dargestellt, weist die Einspritzvorrichtung 50 auch einen Heizzylinder 51 und eine Schnecke 52 auf, die in dem Heizzylinder 51 vorgesehen ist, um in einer Drehrichtung und in einer axialen Richtung angetrieben zu werden. Die Schnecke 52 umfasst zwei Kompressionsabschnitte mit flachen Schneckenkanälen, d.h. einen ersten und einen zweiten Kompressionsabschnitt 54 und 56, und umfasst einen tiefen Niederdruckabschnitt des Schneckenkanals, d.h. einen Dekompressionsabschnitt 55 zwischen dem ersten und dem zweiten Kompressionsabschnitt 54 und 56. Da der Dekompressionsabschnitt 55 ein großes Transportvolumen aufweist, nimmt, wenn das Harz in dem Heizzylinder 51 schmilzt und vorwärtsgeschickt wird, der Druck des Harzes in dem Dekompressionsabschnitt 55 beinahe atmosphärischen Druck an. Um einem derartigen Dekompressionsabschnitt 55 zu entsprechen, ist ein Einspritzabschnitt 57 in dem Heizzylinder 51 vorgesehen, so dass Inertgas 58 eingespritzt wird. Bei dieser

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Einspritzvorrichtung 50 werden Harzpellets von dem Trichter 59 eingegeben und die Schnecke 52 wird gedreht. Anschließend werden die Harzpellets geschmolzen und von der Schnecke 52 nach vorne befördert. Wenn das geschmolzene Harz vorwärts transportiert wird, wird das geschmolzene Harz durch den ersten Kompressionsabschnitt 54 komprimiert und der Druck desselben durch den Dekompressionsabschnitt 55 gesenkt. Inertgas 58 wird an dem Dekompressionsabschnitt 55 eingespritzt. Wenn das geschmolzene Harz durch den zweiten Kompressionsabschnitt 56 komprimiert wird, wird das Inertgas 58 in das geschmolzene Harz gemischt, um einen gesättigten Zustand anzunehmen. Ein derartiges Harz wird in die Leitung der Schnecke 52 eingewogen. Das Einspritzen in die Form (nicht dargestellt) wird ausgeführt. Das Inertgas wird in dem Harz verdampft, um einen geschäumten Formgegenstand zu erhalten.

Die in der JP-A-2002-79545 beschriebene Einspritzvorrichtung 50 ist auch in der Lage, einen geschäumten Formgegenstand mit hoher Genauigkeit zu formen, ähnlich wie andere Einspritzvorrichtungen des Standes der Technik, die zum Einspritzen von Inertgas mit einem relativ niedrigen Druck des Harzes ausgelegt sind. Es gibt jedoch Probleme, die gelöst werden müssen. Insbesondere kann das Problem des Entlüftens gelöst werden. Wenn die Einspritzvorrichtung 50 als ein Beispiel erläutert wird, wird das Inertgas an dem Dekompressionsabschnitt 55 zugeführt, wo das Harz im Wesentlichen einen niedrigen Druck von ungefähr Atmosphärendruck erreicht. Wenn das Harz gewogen wird, sollte in dem Dekompressionsabschnitt 55 der Harzdruck von der Form der Schnecke 52 abgesenkt werden, wobei der Flüssigkeitspegel des Harzes in diesem Abschnitt abfällt. Dann sollte das Harz in dem Heizzylinder 51 in dem Inertgas-Einspritzabschnitt 75 nicht ansteigen, wobei erwartet wird, dass ein Entlüften nicht auftritt. Wenn jedoch der Vorgang tatsächlich für eine lange Zeitperiode wiederholt wird, springt, selbst wenn der Niederdruck-Dekompressionsabschnitt 55 verwendet wird, das Harz oder das Harz nahe einem oberen Abschnitt eines Schneckengangs

4/40 trifft auf den Einspritzabschnitt obwohl das Harz, wenn auch leicht, innerhalb des Einspritzabschnitts 75 anhaftet. Das anhaftende Harz nimmt zu. Mit anderen Worten tritt Entlüftung auf. Der Einspritzabschnitt 75 kann infolge einer derartigen Entlüftung geschlossen sein. Darüber hinaus verschlechtert sich das anhaftende Harz, nachdem es für lange Zeit hoher Hitze ausgesetzt war. Wenn das auf diese Weise verschlechterte Harz in den Heizzylinder 51 fällt, verursacht es einen Formfehler.

Veranschaulichende Aspekte der vorliegenden Erfindung geben eine Einspritzvorrichtung, die die oben beschriebenen Probleme löst, und insbesondere eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen eines physikalischen Schäummittels einschließlich eines Inertgases in ein geschmolzenes Harz an einem Dekompressionsabschnitt an, um einen geschäumten Formgegenstand zu formen, wobei die Haftung eines Harzes in einem Einspritzabschnitt von Inertgas während eines langen Zeitbetriebs zuverlässig verhindert werden kann, wodurch nicht die Gefahr besteht, dass ein Formungsfehler aufgrund eines anhaftenden und sich verschlechternden Harzes auftritt. Zusätzlich besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Formverfahren bereitzustellen, das das Anhaften eines Harzes in einem Einspritzabschnitt von Inertgas verhindern kann, wenn ein geschäumter Formgegenstand durch eine derartige Einspritzvorrichtung geformt wird.

Erreicht werden diese Ziele erfindungsgemäß mit einer Einspritzvorrichtung, welche die Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist sowie mit Formverfahren, welche die Merkmale des Patentanspruches 4 oder 5 aufweisen.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Um die oben beschriebenen Ziele zu erreichen, gibt die vorliegende Erfindung eine Einspritzvorrichtung an, die umfasst: einen Heizzylinder und eine Schnecke, wobei in dem Heizzylinder

5/40 wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, ein Dekompressionsabschnitt in dem der Harzdruck abgesenkt wird und ein zweiter Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, nacheinander in einer Strömungsrichtung ausgebildet sind und in dem ein Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas in den Dekompressionsabschnitt vorgesehen ist. Der Einspritzabschnitt umfasst einen vorbestimmten Ventilmechanismus, wobei ein Ventilkörper des Ventilmechanismus' derart ausgebildet ist, dass er eine Einspritzöffnung, die zu einer Bohrung des Heizzylinders nahe der Bohrung offen ist, öffnet/schließt. Ferner ist ein Drucksensor zum Messen des Harzdrucks in dem Dekompressionsabschnitt vorgesehen.

Gemäß einem ersten veranschaulichenden Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Einspritzvorrichtung zum Schäumformen bereitgestellt, wobei die Einspritzvorrichtung umfasst: einen Heizzylinder; und eine Schnecke, die in dem Heizzylinder vorgesehen und dazu eingerichtet ist, in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden, wobei in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt zum Komprimieren eines Harzes, ein Dekompressionsabschnitt zum Absenken eines Drucks des Harzes und ein zweiter Kompressionsabschnitt zum Komprimieren des Harzes nacheinander in einer Fließrichtung des Harzes ausgebildet sind, der Dekompressionsabschnitt mit einem Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas versehen ist, der Einspritzabschnitt einen Ventilmechanismus aufweist und der Ventilmechanismus einen Ventilkörper umfasst, der dazu eingerichtet ist, eine Einspritzöffnung in der Nähe einer Bohrung des Heizzylinders zu öffnen/schließen, wobei die Einspritzöffnung zu der Bohrung offen ist.

Gemäß einem zweiten veranschaulichenden Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Ventilkörper in der Einspritzvorrichtung

6/40 zum Schäumformen gemäß dem ersten veranschaulichenden Aspekt ein Nadelventil.

Gemäß einem dritten veranschaulichenden Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Einspritzvorrichtung zum Schäumformen gemäß dem ersten oder dem zweiten veranschaulichenden Aspekt der Heizzylinder einen Drucksensor, der zum Messen des Drucks des Harzes eingerichtet ist, wobei der Drucksensor in dem Dekompressionsabschnitt des Heizzylinders vorgesehen ist.

Gemäß einem vierten veranschaulichenden Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand angegeben, wobei das Formverfahren das Einspritzen von Inertgas in ein Harz und das Einspritzen des Harzes zum Ausbilden des geschäumten Formgegenstands durch eine Einspritzvorrichtung umfasst, wobei die Einspritzvorrichtung umfasst: einen Heizzylinder; und eine Schnecke, die in dem Heizzylinder vorgesehen und dazu eingerichtet ist, in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden, wobei in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Verdichtungsabschnitt zum Komprimieren des Harzes, ein Dekompressionsabschnitt zum Absenken eines Drucks des Harzes und ein zweiter Kompressionsabschnitt zum Komprimieren des Harzes nacheinander in einer Fließrichtung des Harzes ausgebildet sind, der Dekompressionsabschnitt mit einem Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas versehen ist, der Einspritzabschnitt einen Ventilmechanismus umfasst und der Ventilmechanismus einen Ventilkörper umfasst, der dazu eingerichtet ist, eine Einspritzöffnung in der Nähe einer Bohrung des Heizzylinders zu öffnen/ schließen, wobei die Einspritzöffnung zu der Bohrung offen ist, wobei, wenn das Inertgas in das Harz eingespritzt wird und das Harz eingespritzt wird, um den geschäumten Formgegenstand auszubilden, das Verfahren umfasst: Antreiben des Ventilkörpers zum Schließen der Einspritzöffnung, während die Schnecke gedreht wird; und Antreiben des Ventilkörpers, um die

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Einspritzöffnung zu öffnen, während die Drehung der Schnecke gestoppt wird.

Gemäß einem fünften erläuternden Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand angegeben, wobei das Formverfahren das Einspritzen von Inertgas in ein Harz und das Einspritzen des Harzes zum Formen des geschäumten Formgegenstands durch eine Einspritzvorrichtung umfasst, wobei die Einspritzvorrichtung umfasst: einen Heizzylinder; und eine Schnecke, die in dem Heizzylinder vorgesehen und dazu eingerichtet ist, in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden, wobei in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt zum Komprimieren des Harzes, ein Dekompressionsabschnitt zum Absenken eines Drucks des Harzes und ein zweiter Kompressionsabschnitt zum Komprimieren des Harzes nacheinander in einer Flussrichtung des Harzes ausgebildet sind, der Dekompressionsabschnitt mit einem Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas und einem Drucksensor versehen ist, der dazu eingerichtet ist, den Druck des Harzes zu überwachen, der Einspritzabschnitt einen Ventilmechanismus umfasst, und der Ventilmechanismus einen Ventilkörper umfasst, der zum

Öffnen/Schließen einer Einspritzöffnung in der Nähe einer Bohrung des Heizzylinders eingerichtet ist, wobei der Einspritzabschnitt zur Bohrung offen ist, wobei wenn das Inertgas in das Harz eingespritzt wird und das Harz eingespritzt wird, um den geschäumten Formgegenstand zu bilden, das Verfahren umfasst: während die Schnecke gedreht wird, Überwachen des Drucks des Harzes durch den Drucksensor, in einem Fall, in dem der durch den Drucksensor überwachte Druck des Harzes kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, Antreiben des Ventilkörpers, um die Einspritzöffnung zu öffnen, und in einem Fall, in dem der Druck des Harzes, der durch den Drucksensor überwacht wird, größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, Antreiben des Ventilkörpers, um den Einspritzanschluss zu schließen; und Antreiben des Ventilkörpers, um die

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Einspritzöffnung zu öffnen, während die Drehung der Schnecke gestoppt wird.

Wie oben beschrieben, gibt die vorliegende Erfindung eine Einspritzvorrichtung an, die einen Heizzylinder und eine Schnecke umfasst, die in dem Heizzylinder so vorgesehen ist, dass sie in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben werden kann, wobei in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, ein Dekompressionsabschnitt, in dem der Harzdruck abgesenkt wird, und ein zweiter Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, nacheinander in einer Fließrichtung des Harzes ausgebildet sind, und in dem ein Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas in dem Dekompressionsabschnitt vorgesehen ist. Mit anderen Worten bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Einspritzvorrichtung, die Inertgas bei einem vorbestimmten Druck einspritzt, ohne sich in dem überkritischen Zustand unter den Einspritzvorrichtungen zu befinden, die ein physikalisches Schäummittel verwenden, das Inertgas enthält, um einen geschäumten Formgegenstand zu formen. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Einspritzabschnitt einen vorbestimmten Ventilmechanismus auf, wobei der Ventilkörper des Ventilmechanismus' so konfiguriert ist, dass er den Einspritzanschluss, der zu der Bohrung des Heizzylinders nahe der Bohrung offen ist, öffnet/schließt. Bei einer Einspritzvorrichtung, die Inertgas bei einem vorbestimmten Druck einspritzt, ist, da eine Haftung des Harzes an der

Einspritzöffnung des Einspritzabschnittes bei einem Betrieb über lange Zeit auftritt, gemäß der vorliegenden Erfindung der Einspritzabschnitt dazu eingerichtet, den Ventilkörper in der Nähe der Bohrung des Heizzylinders zu öffnen und zu schließen. Es ist notwendig, den Ventilkörper nur dann zu öffnen, wenn keine Haftung des Harzes besteht, wobei wenn ein Problem hinsichtlich der Haftung des Harzes besteht, der Ventilkörper geschlossen wird, um zuverlässig eine Anhaftung desselben zu verhindern. Selbst wenn das Harz an der Einspritzöffnung haftet,

9/40 kann zusätzlich das Harz durch den Druck des Inertgases zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventilkörpers und des Einspritzens des Inertgases weggeblasen werden. Mit anderen Worten ist es bei der Einspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung schwierig, dass das Harz an der Einspritzöffnung des Inertgases haftet, und selbst wenn das Harz anhaftet, kann das Harz schnell abgeblasen werden, womit keine Gefahr von sogenanntem Entlüften besteht. Gemäß einer weiteren Erfindung umfasst der Ventilkörper ein Nadelventil. Die Struktur des Nadelventils ist einfach, wodurch es möglich ist, die Vorrichtung zu niedrigen Kosten bereitzustellen. Gemäß einer weiteren Erfindung ist der Heizzylinder mit einem Drucksensor zum Messen des Drucks des Harzes in dem Dekompressionsabschnitt versehen. Dann wird der Druck des Harzes in dem Dekompressionsabschnitt gemessen, kann der Ventilkörper geöffnet werden und kann das Inertgas nur eingespritzt werden, wenn keine Gefahr der Entlüftung besteht, und kann der Ventilkörper geschlossen werden, wenn die Gefahr der Entlüftung besteht. Mit anderen Worten kann die Haftung des Harzes zuverlässig an der Einspritzöffnung verhindert werden.

Gemäß einer weiteren Erfindung wird ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand in einer Einspritzvorrichtung angegeben, die einen Heizzylinder und eine Schnecke umfasst, die in dem Heizzylinder so vorgesehen ist, dass sie in einer Drehrichtung und einer Axialrichtung angetrieben werden kann, wobei in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, ein Dekompressionsabschnitt, in dem der Harzdruck abgesenkt wird, und ein zweiter Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, nacheinander in einer Strömungsrichtung des Harzes ausgebildet sind, und in dem ein Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas in dem Dekompressionsabschnitt vorgesehen ist, wobei der Einspritzabschnitt einen vorbestimmten Ventilmechanismus umfasst und der Ventilkörper des Ventilmechanismus' eine Einspritzöffnung zu einer Bohrung des Heizzylinders in der Nähe der Bohrung öffnet/schließt. Gemäß der

10/40 vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren, wenn Inertgas in das Harz eingespritzt wird und das Harz eingespritzt wird, um einen geschäumten Formgegenstand auszubilden, das Ventil anzutreiben, um die Einspritzöffnung zu schließen, während die Schnecke gedreht wird, und den Ventilkörper anzutreiben, um die Einspritzöffnung zu öffnen, während die Drehung der Schnecke gestoppt ist. Wenn die Schnecke gedreht wird, kann, obwohl das Harz durch die Drehung der Schnecke in der Nähe der Einspritzöffnung aufgeprallt ist, oder ein Teil des Harzes, das durch den Gang vorwärts transportiert wird, an der Einspritzöffnung haftet, zu diesem Zeitpunkt, da die Einspritzöffnung durch den Ventilkörper geschlossen ist, eine Haftung des Harzes an der Einspritzöffnung verhindert werden. Wenn die Drehung der Schnecke gestoppt wird, tritt, selbst wenn der Ventilkörper zum Öffnen der Einspritzöffnung angetrieben wird, keine Haftung des Harzes auf, da keine Haftung des Harzes an der Einspritzöffnung auftritt. Dies kann zuverlässig das Entlüften verhindern. Gemäß einer weiteren Erfindung wird ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand durch Einspritzen von Inertgas in das Harz und Einspritzen des Harzes in eine Einspritzvorrichtung angegeben, die einen Heizzylinder und eine Schnecke aufweist, die in dem Heizzylinder so vorgesehen ist, dass sie in der Lage ist, in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden, und bei dem in dem Heizzylinder wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, ein Dekompressionsabschnitt, in dem der Harzdruck abgesenkt wird, und ein zweiter Kompressionsabschnitt, in dem das Harz komprimiert wird, nacheinander in einer Strömungsrichtung des Harzes ausgebildet sind, ein Einspritzabschnitt zum Einspritzen von Inertgas und ein Drucksensor in dem Dekompressionsabschnitt vorgesehen sind und der Einspritzabschnitt einen vorbestimmten Ventilmechanismus umfasst, und der Ventilkörper des Ventilmechanismus' eine Einspritzöffnung öffnet/schließt, die zu einer Bohrung des Heizzylinders nahe der Bohrung offen ist. In der vorliegenden Erfindung überwacht der Drucksensor, während die Schnecke

11/40 gedreht wird, den Druck des Harzes, wobei, wenn der Druck desselben kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, der Ventilkörper angetrieben werden kann, um die Einspritzöffnung zu öffnen, und wenn der Druck desselben größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, der Ventilkörper angetrieben werden kann, um die Einspritzöffnung zu schließen, und während die Drehung der Schnecke gestoppt ist, der Ventilkörper angetrieben wird, um die Einspritzöffnung zu öffnen. Gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es keine Gefahr hinsichtlich der Anhaftung des Harzes an der Einspritzöffnung, wird der Ventilkörper unbedingt geöffnet und das Inertgas in das Harz eingespritzt, während die Drehung der Schnecke gestoppt wird, und wird, während die Schnecke gedreht wird, wenn die Gefahr der Anhaftung des Harzes besteht, der Ventilkörper nur geöffnet, wenn der Harzdruck kleiner als der Schwellenwert ist. Selbst wenn die Schnecke gedreht wird, kann daher der Ventilkörper entsprechend dem Zustand geöffnet werden und kann Inertgas eingespritzt werden. Auf diese Weise kann ein Effekt erzielt werden, dass eine ausreichende Menge an Inertgas in das Harz eingespritzt werden kann, während das Entlüften zuverlässig verhindert wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter und den Schutzbereich nicht einschränkender Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 ist eine vordere Schnittansicht, die eine Einspritzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die eine Dichtungsstruktur darstellt, die an einer Schnecke der Einspritzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist und die parallel zur Achse der Schnecke geschnitten ist.

Fig. 3 ist eine vordere Schnittansicht, die eine Umgebung eines Ventilmechanismus' eines Einspritzabschnitts von Inertgas

12/40 darstellt, der in der Einspritzvorrichtung gemäß der

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.

Fig. 4 ist eine Ansicht, die schematisch ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand gemäß einer zweiten

Ausführungsform zeigt, das in der Einspritzvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.

Fig. 5A ist eine vordere Schnittansicht, die eine Umgebung eines Ventilmechanismus' eines Einspritzabschnittes von Inertgas darstellt, der in einer Einspritzvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist.

Fig. 5B ist eine Schnittansicht, die die Dichtungsstruktur darstellt, die an der Einspritzvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist und die parallel zur Achse der Schnecke geschnitten ist.

Fig. 6 ist eine seitliche Schnittansicht, die die Einspritzvorrichtung des Standes der Technik darstellt.

Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben. Die Einspritzvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet auch einen Teil einer Spritzgussmaschine zusammen mit anderen Vorrichtungen, wie etwa einer Formklemmvorrichtung, wie bei der Einspritzvorrichtung des Standes der Technik. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Einspritzvorrichtung 1 grob mit einem Heizzylinder 2 und einer Schnecke 3 konfiguriert, die in dem Heizzylinder 2 vorgesehen ist, so dass sie in der Drehrichtung und der Axialrichtung angetrieben werden kann. Obwohl eine Mehrzahl von Bandheizelementen um eine äußere Umfangsoberfläche des Heizzylinders 2 herumgewickelt sind, sind die zahlreichen Bandheizelemente in der Zeichnung nicht dargestellt.

Bei der Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden

Ausführungsform sind mehrere Abschnitte in dem Heizzylinder 2 entsprechend der Form der Schnecke 3 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Gang der Schnecke 3 eine gemeinsame Teilung und einen einzelnen Gang des Einlasses

13/40 mit Ausnahme des Herabsetzungs-Entspannungsabschnittes 5, der als nächstes beschrieben wird. In der Nähe eines Trichters (nicht dargestellt) ist, wenngleich die Schnecke 3 einen vergleichsweise tiefen Schneckenkanal zwischen den Gängen aufweist, um das Harz beim Schmelzen des Harzes von der vorbestimmten Position über die zu beschreibende Dichtungsstruktur 7 nach vorne zu führen, wie es unten beschrieben ist, der Schneckenkanal flach ausgebildet, wodurch der erste Kompressionsabschnitt 6 ausgebildet ist, in dem das Harz komprimiert wird. An der Vorderseite, das heißt stromabwärts von der Dichtungsstruktur 7, ist ein HerabsetzungsEntspannungsabschnitt 5 benachbart zu der Dichtungsstruktur 7 ausgebildet, und ein Dekompressionsabschnitt 9 mit einem tiefen Schneckenkanal ist stromabwärts davon ausgebildet. Da in dem Dekompressionsabschnitt 9 der Schneckenkanal tief ist und die Harztransportmenge groß ist, sinkt in diesem Abschnitt 9 der Druck des Harzes nahe den atmosphärischen Druck. Bei der Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in dem Dekompressionsabschnitt 9, in dem der Druck des Harzes wie oben beschrieben absinkt, der Einspritzabschnitt 30 vorgesehen, in den das physikalische Schäummittel, das Inertgas enthält, eingespritzt wird. Ein Inertgas mit relativ niedrigem Druck, das nicht in dem überkritischen Zustand ist, wird von dem Einspritzabschnitt 30 eingespritzt. Der Einspritzabschnitt 30 hat einen Ventilmechanismus, der eine Struktur ist, die für die vorliegende Erfindung charakteristisch ist und nachstehend im Detail beschrieben wird. Ein zweiter Kompressionsabschnitt 10, in dem ein Schneckenkanal flach ist und das Harz komprimiert wird, ist vor oder hinter dem Dekompressionsabschnitt 9 in der Schnecke 3 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist es, obwohl die Tiefen der Schneckenkanäle in der Form der Schnecke derart verändert sind, dass der erste und der zweite Kompressionsabschnitt 6 und 10 und der Dekompressionsabschnitt 9 ausgebildet sind, möglich, die Abschnitte 6, 9 und 10 auszubilden, die den gleichen Effekt aufweisen, auch wenn eine

14/40 andere Gangform, wie etwa ein Gangabstand und eine Gangweite, von den Formen der Schnecke geändert wird.

Es wird der Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 beschrieben.

In der vorliegenden Ausführungsform ist der Gang des Herabsetzungs-Entspannungsabschnitts 5 mit zweireihigen Gängen konfiguriert. Da der Gang davon mit den zwei vorstehend beschriebenen Gängen konfiguriert ist, wird das geschmolzene Harz, das in dem Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 ausgegeben wird, ohne Störungen oder Rückströmung glatt stromabwärts ausgegeben, selbst wenn die Viskosität desselben gering ist. In einem derartigen HerabsetzungsEntspannungsabschnitt 5 sind tiefe Kanalabschnitte 12 und 12 mit tiefen Schneckenkanälen und flache Kanalabschnitte 13 und 13 mit flachen Schneckenkanälen an zwei oder mehr Stellen zumindest abwechselnd in der axialen Richtung ausgebildet. Durch die Drosselwirkung dieser flachen Kanalabschnitte 13 und 13 fällt der Druck sanft ab, wenn das geschmolzene Harz in dem Entspannungsabschnitt 5 nach vorne befördert wird, wobei wenn die Drehung der Schnecke 3 gestoppt wird, der umgekehrte Strom des geschmolzenen Harzes, das das Inertgas enthält, verhindert wird.

Die Schnecke 3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit einer Dichtungsstruktur 7 versehen. Die Dichtungsstruktur 7 kann eine beliebige Struktur haben, solange sie eine Struktur ist, die den ersten Kompressionsabschnitt 6 und den HerabsetzungsEntspannungsabschnitt 5 trennt und umgekehrten Fluss des Harzes verhindert. Bei der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform, wie in Fig. 2 dargestellt, weist die Dichtungsstruktur 7 eine Dichtung 15 und einen Strömungssteuermechanismus 16 auf, der eine Druckregelfunktion ausübt. Die Dichtung 15 ist gleitend in einen vorbestimmten Kanal auf der äußeren Umfangsfläche der Schnecke 3 eingepasst. Die äußere Umfangsfläche der Dichtung 15 gleitet glatt in Berührung mit der Bohrung des Heizzylinders 2, so dass das

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Innere des Heizzylinders 2 flüssigkeitsdicht in den ersten Kompressionsabschnitt 6 auf der stromaufwärtigen Seite davon und den Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 auf der stromabwärtigen Seite davon unterteilt ist. Ein oder mehrere Strömungssteuermechanismen 16 sind in der Dichtungsstruktur 7 vorgesehen. Der Strömungssteuermechanismus 16 ist mit einem Verbindungsweg 18, der zu der Schnecke 3 hin geöffnet ist, um den ersten Kompressionsabschnitt 6 mit dem HerabsetzungsEntspannungsabschnitt 5 zu verbinden, und einem Ventilmechanismus 19 zum Öffnen und Schließen des Verbindungsweges 18 konfiguriert. Ein Abschnitt des Verbindungsweges 18 hat einen sich verjüngenden reduzierten Durchmesser, wobei eine verjüngte Sitzfläche 20 ausgebildet ist. Wenn der Kopfabschnitt 23 des Tellerventils 22, der den Ventilmechanismus 19 bildet, auf der Sitzfläche 20 sitzt, ist der Verbindungsweg 18 geschlossen. Das Tellerventil 22 ist mit einem schirmförmigen Kopfteil 23 und einem Schaftteil 24 konfiguriert, wobei eine Mehrzahl von Tellerfedern 26, 26, ... in dem Schaftteil 24 vorgesehen ist. Ein derartiges Tellerventil 22 ist in einen Halter 27, in dem ein mit Boden versehenes Loch ausgebildet ist, zusammen mit den Tellerfedern 26, 26, ... gesetzt. Der Halter 27 ist mit einem Innengewinde, das auf der inneren Umfangsoberfläche des Verbindungsweges 18 ausgebildet ist, durch ein Außengewinde verschraubt und befestigt, das auf seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist. Daher wird das Tellerventil 22 durch die Tellerfedern 26, 26, ... derart gedrückt, dass es den Kopfabschnitt 23 gegen die Sitzfläche 20 drückt und den Verbindungsweg 18 schließt. Wenn das geschmolzene Harz in dem ersten Kompressionsabschnitt 6 einen vorbestimmten Druck erreicht, bewegt sich das Tellerventil 22 gegen die Druckkraft der Tellerfedern 26, 26, ... nach hinten, kommunizieren der erste Kompressionsabschnitt 6 sowie der Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 miteinander und fließt das geschmolzene Harz in den Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5. Wenn der Harzweg 28 zu dem Halter 27 geöffnet wird und der erste Kompressionsabschnitt 6 sowie der Herabsetzungs16/40

Entspannungsabschnitt 5 miteinander in Verbindung stehen, fließt das geschmolzene Harz von dem Harzweg 28 zu dem HerabsetzungsEntspannungsabschnitt 5. Wenn die Drücke in dem ersten Kompressionsabschnitt 6 und dem HerabsetzungsEntspannungsabschnitt 5 gleich sind oder wenn der Druck in dem Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 höher ist, da das Tellerventil 22 auf der Sitzfläche 20 ruht und die Verbindung unterbrochen ist, wird der Rückfluss des geschmolzenen Harzes von dem Entspannungsabschnitt 5 zu dem ersten Kompressionsabschnitt 6 vollständig verhindert.

Es wird der Einspritzabschnitt 30 des Inertgases gemäß der

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Einspritzabschnitt 30 in dem Dekompressionsabschnitt 9 des Heizzylinders 2 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Einspritzabschnitt 30 dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzabschnitt 30 einen Ventilmechanismus 31 aufweist, der einen Ventilkörper hat, der ein Nadelventil 32 umfasst. Obwohl ein Abschnitt des Ventilmechanismus' 31 in Fig. 3 dargestellt ist, umfasst der Ventilmechanismus einen Ventilhauptkörper 33 und ein Nadelventil 32, das in dem Ventilhauptkörper 33 untergebracht ist. Der Ventilhauptkörper hat eine hohle Form, und Inertgas strömt durch diese hindurch. Der hohle Abschnitt hat einen verringerten Durchmesser, der sich in der Nähe des Auslasses des Ventilhauptkörpers 33 verjüngt, und anschließend öffnet sich ein Loch mit kleinem Durchmesser in dem Bodenabschnitt. Dieses Loch dient als eine Einspritzöffnung 35 zum Einspritzen von Inertgas in den Heizzylinder 2. Das Nadelventil 32 ist so ausgelegt, dass es durch ein Stellglied (nicht dargestellt) angetrieben wird, und wenn der Spitzenabschnitt des Nadelventils 32 auf dem im Durchmesser verringerten Abschnitt des hohlen Abschnitts des Ventilhauptkörpers 33 ruht, ist die Einspritzöffnung 35 geschlossen, und wenn das Nadelventil 32 von seinem Abschnitt mit verringertem Durchmesser getrennt ist, ist die Einspritzöffnung 35 geöffnet. Der Ventilaufbau 31 gemäß der

17/40 vorliegenden Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Position, an der die Einspritzöffnung 35 durch den Ventilkörper 32 geöffnet/geschlossen wird, in der Nähe der Bohrung 2a des Heizzylinders 2 liegt. Der Abstand oder Spalt w zwischen der Bohrung 2a und der geschlossenen Position des Ventilkörpers 32, das heißt, des Nadelventils 32 in Bezug auf den hohlen Abschnitt ist vorzugsweise 5 mm oder weniger, bevorzugter 3 mm oder weniger, und je schmaler die Bohrung 2a ist, desto mehr kann die Haftung des Harzes an der Einspritzöffnung 35 verhindert werden. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Rohr aus einem Gaszylinder 36, das Inertgas wie Stickstoff und Kohlendioxid enthält, mit einem derartigen Einspritzabschnitt 30 verbunden.

Bei der Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden

Ausführungsform ist der Drucksensor 38 in dem Heizzylinder 2 in dem Dekompressionsabschnitt 9 eingebettet. Der Harzdruck in dem Dekompressionsabschnitt 9 wird durch den Drucksensor 38 überwacht, so dass das geschmolzene Harz als ein Kriterium zum Bestimmen des Öffnens und Schließens des Ventilmechanismus 31 verwendet werden kann, wie nachstehend beschrieben wird.

Obwohl bei der Einspritzvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Inertgas in ein Harz eingespritzt werden kann, um einen geschäumten Formgegenstand auszubilden, ist die vorliegende Erfindung durch ein Einspritzverfahren von Inertgas gekennzeichnet. Es gibt zwei Arten von Einspritzverfahren. Bei dem ersten Einspritzverfahren wird Inertgas eingespritzt, während die Drehung der Schnecke 3 gestoppt wird, und die Einspritzung des Inertgases wird gestoppt, während die Schnecke 3 gedreht wird. Zuerst wird ein Formverfahren gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben, bei dem Inertgas durch dieses erste Einspritzverfahren eingespritzt wird, wodurch ein geschäumter Formgegenstand ausgebildet wird. Während die Drehung der Schnecke 3 gestoppt wird, wird zuerst das Nadelventil 32 des Einspritzabschnitts 30 geöffnet, und

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Inertgas wird von der Einspritzöffnung 35 in den Heizzylinder 2 eingespritzt. Das Inertgas wird mit einem Druck von beispielsweise 3 bis 5 MPa eingespritzt. In den Dekompressionsabschnitt 9 im Heizzylinder 2 wird Inertgas eingefüllt. Vor der Drehung der Schnecke 3 wird das Nadelventil 32 geschlossen und das Einspritzen des Inertgases gestoppt. Die Schnecke 3 wird in Vorwärtsrichtung gedreht, und das Harzmaterial wird von einem in Fig. 1 nicht dargestellten Trichter zugeführt. Das zugeführte Harzmaterial wird durch die Wärme des Heizzylinders 2 und die Wärme aufgrund der Scherspannung der Drehung der Schnecke 3 geschmolzen, wird vorwärts transportiert und in dem ersten Kompressionsabschnitt 6 komprimiert. Da der Druck des geschmolzenen Harzes in dem ersten Kompressionsabschnitt 6 hoch ist, öffnet sich das Tellerventil 22 zu der Dichtungsstruktur 7, wird das geschmolzene Harz zu dem Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 transportiert und dann zu dem Dekompressionsabschnitt 9 transportiert. Wenngleich in dem Dekompressionsabschnitt 9 der Druck des Harzes schnell auf beispielsweise nahe dem atmosphärischen Druck sinkt, wird der Druckunterschied von dem ersten Kompressionsabschnitt 6 durch den Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 entlastet. Bei dem Formverfahren gemäß der ersten Ausführungsform dringt, da das Nadelventil 32 geschlossen ist, während die Schnecke 3 gedreht wird, selbst wenn das geschmolzene Harz in dem Dekompressionsabschnitt 9 zu der Einspritzöffnung 35 zurückspringt, das geschmolzene Harz nicht von der Einspritzöffnung 35 in den Ventilmechanismus 31 ein. In dem Dekompressionsabschnitt 9 werden das zuvor eingespritzte Inertgas und das geschmolzene Harz geknetet und zu dem zweiten Kompressionsabschnitt 10 transportiert um komprimiert zu werden. Dann dringt das Inertgas in das Harz ein und nimmt einen gesättigten Zustand an, und es wird in die Leitung der Schnecke 3 eingewogen. Wenn die vorbestimmte Menge gewogen ist, wird die Drehung der Schnecke 3 gestoppt. Ein geschmolzenes Harz, in das Inertgas eingespritzt wird, wird an der Spitze des Heizzylinders 2 gewogen. Das Wiegen wird abgeschlossen. Das Nadelventil 32 des

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Einspritzabschnitts 30 wird zusammen mit dem Drehstopp der Schnecke 3 geöffnet. Anschließend wird der

Dekompressionsabschnitt 9 in dem Heizzylinder 2 mit Inertgas gefüllt. Da die Drehung der Schnecke 3 gestoppt wird, besteht keine Gefahr, dass das Harz nicht bis zur Einspritzöffnung 35 zurückspringt. Selbst wenn das Harz in der Nähe der Einspritzöffnung 35 anhaftet, wird es weggeblasen, wenn das Inertgas aus der Einspritzöffnung 35 durch Öffnen des Nadelventils 32 abgegeben wird. Die Schnecke 3 wird in der axialen Richtung angetrieben, um das geschmolzene Harz in die Form einzuspritzen. Das Inertgas sprudelt in dem geschmolzenen Harz in der Form, um einen geschäumten Formgegenstand zu erzeugen. Das Wiegen des Harzes für den nächsten Formungszyklus wird gestartet. Bevor die Schnecke 3 gedreht wird, wird das Nadelventil 32 des Einspritzabschnitts 30 geschlossen. Mit anderen Worten wird die Haftung des Harzes an der

Einspritzöffnung 35 verhindert. Das Wiegen wird durch Drehen der Schnecke 3 gestartet. Das geschmolzene Harz, das durch die Drehung der Schnecke 3 nach vorne befördert wird, wird mit dem Inertgas geknetet, das bereits in den Dekompressionsabschnitt 9 eingespritzt wurde. Dann dringt das Inertgas in dem zweiten Kompressionsabschnitt 10 in das Harz ein, erreicht einen gesättigten Zustand und wird gewogen. Anschließend wird der geschäumte Formgegenstand auf die gleiche Weise ausgebildet.

Als nächstes wird ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben, bei dem Inertgas durch ein zweites Einspritzverfahren eingespritzt wird, um einen geschäumten Formgegenstand zu formen. Obwohl das zweite Einspritzverfahren dahingehend das gleiche ist wie das erste Einspritzverfahren, dass das Inertgas eingespritzt wird, während die Drehung der Schnecke gestoppt ist, wird, während die Schnecke gedreht wird, der Druck des Drucksensors 38 überwacht und bestimmt, ob Inertgas eingespritzt wird oder nicht. Wie bei dem Formverfahren gemäß der vorherigen Ausführungsform wird bei dem Formverfahren für einen geschäumten

20/40

Formgegenstand gemäß der zweiten Ausführungsform das Nadelventil 32 des Einspritzabschnitts 30 geöffnet, während die Drehung der Schnecke 3 gestoppt ist, und Inertgas von der Einspritzöffnung 35 in den Heizzylinder 2 eingespritzt. In den Dekompressionsabschnitt 9 in dem Heizzylinder 2 wird Inertgas eingefüllt. Wenn das Harz durch Drehen der Schnecke 3 gemessen wird, überwacht der Drucksensor 38 den Druck des geschmolzenen Harzes in dem Dekompressionsabschnitt 9. Wenn der Druck des geschmolzenen Harzes den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, wird das Nadelventil 32 geschlossen und die Einspritzung des Inertgases gestoppt. Wenn der Schwellenwert nicht überschritten wird, wird das Nadelventil 32 geöffnet. Diese Situation ist in Fig. 4 dargestellt. Wenn die Schnecke 3 gedreht wird, schmilzt das Harzmaterial aufgrund der Wärme des Heizzylinders 2 und der Wärme durch die Scherbeanspruchung der Drehung der Schnecke 3, wird nach vorne befördert und in dem ersten Kompressionsabschnitt 6 verdichtet, und fließt das geschmolzene Harz zu dem Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 und wird anschließend zu dem Dekompressionsabschnitt 9 befördert. In dem Dekompressionsabschnitt 9 wird der Druck des geschmolzenen Harzes kontinuierlich überwacht und mit dem Schwellenwert verglichen, um das Öffnen/Schließen des Nadelventils 32 zu steuern. Wenn der Druck den Schwellenwert nicht überschreitet, das heißt, wenn der mittlere Graph in Fig. 4 nein ist, wird das Nadelventil 32 geöffnet. Da der Druck den Schwellenwert nicht überschreitet, ist das Flüssigkeitsniveau des Harzes niedrig und es besteht keine Gefahr, dass das Harz aufspritzt und an der Einspritzöffnung 35 haftet. Wenn andererseits der Druck des Harzes den Schwellenwert übersteigt, d.h. wenn der mittlere Graph in Fig. 4 ja wird, wird die Einspritzöffnung 35 durch das Nadelventil 32 geschlossen. Wenn der Druck den Schwellenwert übersteigt, ist das Flüssigkeitsniveau des Harzes hoch, wodurch die Gefahr besteht, dass das Harz an der Einspritzöffnung 35 anhaften kann. Die Anhaftung des Harzes wird durch Schließen der Einspritzöffnung verhindert. In dem Dekompressionsabschnitt 9 werden das Inertgas und das

21/40 geschmolzene Harz geknetet, zu dem zweiten Kompressionsabschnitt 10 geleitet und komprimiert, und das Inertgas dringt in das Harz ein und nimmt einen gesättigten Zustand an. Eine vorbestimmte Menge an geschmolzenem Harz wird an der Spitze der Schnecke 3 gewogen. Die Drehung der Schnecke 3 wird gestoppt. Wenn die Drehung der Schnecke 3 gestoppt ist, wird das Nadelventil 32 des Einspritzabschnitts 30 unabhängig von dem Druck des geschmolzenen Harzes in dem Dekompressionsabschnitt 9 geöffnet. In den Dekompressionsabschnitt 9 in dem Heizzylinder wird Inertgas eingefüllt 2. Die Schnecke 3 wird in der axialen Richtung angetrieben, um das geschmolzene Harz in die Form einzuspritzen. Das Inertgas sprudelt in dem geschmolzenen Harz in der Form, um einen geschäumten Formgegenstand zu erzeugen. Das Wiegen des Harzes für den nächsten Formungszyklus wird gestartet. Wenn die Schnecke 3 gedreht wird, wird der Druck des geschmolzenen Harzes in dem Dekompressionsabschnitt 9 überwacht und mit einem Schwellenwert verglichen, um das Öffnen/Schließen des Nadelventils 32 wie oben beschrieben zu steuern.

Anschließend wird der geschäumte Formgegenstand auf die gleiche Weise ausgebildet.

Die Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden

Ausführungsform kann verschiedenartig modifiziert werden. Zum Beispiel kann der Ventilmechanismus 31 des Einspritzabschnitts 30 modifiziert werden. Fig. 5A zeigt einen Ventilmechanismus 31' gemäß einer anderen Ausführungsform. Bei diesem Ventilmechanismus 31' umfasst der Ventilkörper ein Verschlussventil 39. Das Verschlussventil 39 ist dazu eingerichtet, durch das Stellglied 40 geschoben zu werden, und ist dazu eingerichtet, die Einspritzöffnung 35 zu öffnen/schließen. Auch bei diesem Einspritzabschnitt 30 beträgt der Abstand oder der Spalt w zwischen der Bohrung 2a des Heizzylinders 2 und dem Öffnungs-/Schließabschnitt des Ventilkörpers 39 vorzugsweise 5 mm oder weniger, bevorzugter 3 mm, wobei es besser ist, wenn der Abstand oder der Spalt dazwischen eng ist. Die Einspritzvorrichtung 1, die mit dem

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Ventilmechanismus 31 gemäß dieser Ausführungsform ausgestattet ist, kann auch das Verschlussventil 39 antreiben, um das oben beschriebene erste und zweite Einspritzverfahren durchzuführen, wodurch ein Anhaften des Harzes in der Einspritzöffnung 35 verhindert werden kann.

Andere Modifikationen der Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind ebenfalls möglich, beispielsweise kann die Dichtungsstruktur 7 verformt werden. Fig. 5B zeigt eine Dichtungsstruktur 7' gemäß einer anderen Ausführungsform. Die Dichtungsstruktur 7' gemäß dieser

Ausführungsform ist mit einem Abschnitt 42 mit reduziertem Durchmesser, in dem die Schnecke 3 im Durchmesser reduziert ist, und einem Dichtungsring 43, der mit einem vorbestimmten Spalt in dem Abschnitt 42 mit reduziertem Durchmesser versehen ist, konfiguriert. Da die äußere Umfangsfläche des Dichtungsrings 43 in glattem Kontakt mit der Bohrung des Heizzylinders 2 steht, fließt das geschmolzene Harz nicht von der äußeren Umfangsfläche. Mit anderen Worten ist das Innere des Heizzylinders 2 flüssigkeitsdicht in den ersten Verdichtungsabschnitt 6 auf der stromaufwärtigen Seite davon und den Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 auf der stromabwärtigen Seite davon durch den Dichtungsring 43 unterteilt. Der Durchmesserabschnitt 42, in den der Dichtungsring 43 mit einem Spalt eingepasst ist, ist an seiner stromaufwärtigen Seite im Durchmesser vergrößert, um eine kegelförmige Oberfläche 45 zu bilden, und der stromaufwärtige Endabschnitt des Dichtungsrings 43 ist ebenfalls verjüngt. Auf einer Vorderseite des Abschnitts 42 mit reduziertem Durchmesser der Schnecke 3 ist ein Anlageabschnitt 46 ausgebildet, an dem der Dichtungsring 43 anliegt. Wenn das geschmolzene Harz durch Drehen der Schnecke 3 nach vorne befördert wird, ist der Druck des geschmolzenen Harzes in dem ersten Kompressionsabschnitt 6 größer als der Druck in dem Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5, und der Dichtungsring 43 bewegt sich vorwärts in Bezug auf die Schnecke und wird gegen den Anlageabschnitt 46 gedrückt. Zu

23/40 diesem Zeitpunkt ist der verjüngte Endabschnitt des Dichtungsrings 43 von der konischen Oberfläche 45 getrennt, und der erste Kompressionsabschnitt 6 und der HerabsetzungsEntspannungsabschnitt 5 stehen miteinander durch den Spalt zwischen dem Abschnitt 42 mit reduziertem Durchmesser und der inneren Umfangsoberfläche des Dichtungsrings 43 in Verbindung, und das geschmolzene Harz fließt stromabwärts. Eine vorbestimmte Kerbe ist in der Stirnfläche des Dichtungsrings 43 so ausgebildet, dass ein Strömungsweg des geschmolzenen Harzes sichergestellt ist, selbst wenn der Dichtungsring in Kontakt mit dem Anlageabschnitt 46 kommt. Wenn andererseits die Drehung der Schnecke gestoppt oder die Schnecke 3 in der Axialrichtung angetrieben wird, wird der Druck des geschmolzenen Harzes in dem Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 größer als der Druck des ersten Kompressionsabschnitts 6. Dann sitzt der Dichtungsring 43 auf der konischen Oberfläche 45, ist die Verbindung blockiert und wird der Fluss des geschmolzenen Harzes behindert. Mit anderen Worten wird ein Rückfluss verhindert.

Andere Modifikationen der Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind ebenfalls möglich. Obwohl beispielsweise der Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt 5 in der Schnecke 3 vorgesehen ist, ist, da der HerabsetzungsEntspannungsabschnitt einen umgekehrten Fluss des Harzes verhindert, dieser nicht unverzichtbar, wenn keine Gefahr eines umgekehrten Flusses besteht. Wenn wenigstens der erste Kompressionsabschnitt 6, der Dekompressionsabschnitt 9 und der zweite Kompressionsabschnitt 10 nacheinander in dem Heizzylinder 2 vorgesehen sind, kann das Inertgas in den NiederdruckDekompressionsabschnitt 9 eingespritzt werden.

(Beispiel)

Wenn das Formverfahren des geschäumten Formgegenstands gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden

Ausführungsform durch die Einspritzvorrichtung 1 gemäß der

24/40 vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wurde um zu bestätigen, dass das Anhaften des Harzes an der Einspritzöffnung 35 nicht erzeugt wurde, selbst wenn der Vorgang über einen langen Zeitraum ausgeführt wurde, wurden Versuche ausgeführt.

Versuchsverfahren:

Die Einspritzvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, wurde zum Einspritzen von Stickstoffgas enthaltendem Inertgas in ein geschmolzenes Harz unter Verwendung von Polypropylen als Harzmaterial und zum Einspritzen des geschmolzenen Harzes in eine vorbestimmte Form verwendet, und somit wurde ein geschäumter Formgegenstand ausgebildet. Das Stickstoffgas wurde mit 10 MPa zugeführt. (Versuch 1)

Ein Experiment wurde ausgeführt, um inertes Gas durch Verfahren des verwandten Standes der Technik zu einspritzen. Mit anderen Worten war ungeachtet des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins der Drehung der Schnecke 3 das Nadelventil 32 immer geöffnet und wurde der Formungszyklus kontinuierlich 100 Mal ausgeführt, um einen geschäumten Formgegenstand zu erhalten. War die Einspritzöffnung 35 bestätigt, wurde ein Anhaften des Harzes mit einer Höhe von 2 mm x einer Länge von ungefähr 6 mm in der seitlichen Richtung beobachtet.

(Versuch 2)

Das Formverfahren des geschäumten Formgegenstands gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde ausgeführt. Während mit anderen Worten die Schnecke 3 gedreht wurde, war das Nadelventil 32 geschlossen, das Nadelventil 32 wurde nur geöffnet, während die Drehung der Schnecke gestoppt war, und der Formungszyklus wurde kontinuierlich 100 Mal wiederholt, um einen geschäumten Formgegenstand zu erhalten. War

25/40 die Einspritzöffnung 35 bestätigt, wurde eine Haftung des Harzes nicht beobachtet.

(Versuch 3)

Ein Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde ausgeführt. Wenn mit anderen Worten ein Formungszyklus 100 Mal kontinuierlich ausgeführt wurde, um einen geschäumten Formgegenstand zu erhalten, wurde der Harzdruck durch den Drucksensor 38 überwacht, während die Schnecke 3 gedreht wurde, und wurde das Nadelventil 32 geschlossen, wenn der Harzdruck den Schwellenwert überschritt. Das Nadelventil 32 öffnete sich, wenn der Harzdruck in dem Schwellenwert lag. Während die Schnecke 3 gestoppt war, wurde das Nadelventil 32 geöffnet. War die Einspritzöffnung 35 bestätigt, wurde keine Haftung des Harzes beobachtet.

Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden:

Eine Einspritzvorrichtung 1 umfasst einen Heizzylinder 2 und eine Schnecke 3. In dem Heizzylinder 2 sind wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt 6 zum Komprimieren des Harzes, ein Dekompressionsabschnitt 9 zum Absenken des Harzdrucks und ein zweiter Kompressionsabschnitt 10 zum Komprimieren des Harzes nacheinander in einer Strömungsrichtung ausgebildet. Der Dekompressionsabschnitt 9 ist mit einem Einspritzabschnitt 30 zum Einspritzen von Inertgas in den Dekompressionsabschnitt 9 versehen. Der Einspritzabschnitt 30 umfasst einen Ventilmechanismus 31, und ein Ventilkörper 32 des Ventilmechanismus 31 ist zum Öffnen/Schließen einer Einspritzöffnung 35 eingerichtet, die zu einer Bohrung 2a des Heizzylinders 2 in der Nähe der Bohrung 2a geöffnet ist. Ein Drucksensor 38, der dazu eingerichtet ist, den Harzdruck zu messen, ist in dem Dekompressionsabschnitt 9 vorgesehen.

26/40 [Bezugszeichenliste]

Einspritzvorrichtung

Heizzylinder

Schnecke

Herabsetzungs-Entspannungsabschnitt erster Kompressionsabschnitt

DichtungsStruktur

Dekompressionsabschnitt zweiter Kompressionsabschnitt tiefer Kanalabschnitt flacher Kanalabschnitt

Dichtung

Strömungssteuermechanismus

Verbindungsweg

Ventilmechanismus

Sitzfläche

Tellerventil

Kopfabschnitt

Schaftabschnitt

Tellerfeder

Halter

Harzweg

Einspritzabschnitt

Ventilmechanismus

Nadelventil

Ventilhauptkörper

Einspritzöffnung

Gaszylinder

Drucksensor

Verschlussventil

Stellglied

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   1. Einspritzvorrichtung (1) zum Schäumformen, wobei die

   Einspritzvorrichtung (1) umfasst:

   einen Heizzylinder (2); und eine Schnecke (3), die in dem Heizzylinder (2) vorgesehen und konfiguriert ist, um in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden, wobei in dem Heizzylinder (2) wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt (6) zum Komprimieren eines Harzes, ein Dekompressionsabschnitt (9) zum Absenken eines Drucks des Harzes und ein zweiter Kompressionsabschnitt (10) zum Komprimieren des Harzes nacheinander in einer Fließrichtung des Harzes ausgebildet sind, der Dekompressionsabschnitt (9) mit einem Einspritzabschnitt (30) zum Einspritzen von Inertgas versehen ist, der Einspritzabschnitt (30) einen Ventilmechanismus (19) umfasst, und der Ventilmechanismus (19) einen Ventilkörper (32) umfasst, der zum Öffnen/Schließen einer Einspritzöffnung (35) in der Nähe einer Bohrung (2a) des Heizzylinders (2) konfiguriert ist, wobei die Einspritzöffnung (35) zu der Bohrung (2a) offen ist.
2. 2. Einspritzvorrichtung zum Schäumformen nach Anspruch 1, bei der der Ventilkörper (32) ein Nadelventil umfasst.
3. 3. Einspritzvorrichtung zum Schäumformen nach Anspruch 1 oder

   2, bei der der Heizzylinder (2) einen Drucksensor (38) umfasst, der zur Messung des Harzdrucks eingerichtet ist, wobei der Drucksensor (38) in dem Dekompressionsabschnitt (9) des Heizzylinders (2) vorgesehen ist.
4. 4. Formverfahren für einen geschäumten Formkörper, wobei das Formverfahren das Einspritzen von Inertgas in ein Harz und

   28/40 das Einspritzen des Harzes zur Bildung des geschäumten Formkörpers durch eine Einspritzvorrichtung (1) umfasst, wobei die Einspritzvorrichtung (1) umfasst: einen Heizzylinder (2): und eine Schnecke (3), die in dem Heizzylinder (2) vorgesehen und dazu eingerichtet ist, in einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden, wobei in dem Heizzylinder (2) wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt (6) zum Komprimieren des Harzes, ein Dekompressionsabschnitt (9) zum Absenken eines Drucks des Harzes und ein zweiter Kompressionsabschnitt (10) zum Komprimieren des Harzes nacheinander in einer Fließrichtung des Harzes ausgebildet sind, der Dekompressionsabschnitt (9) mit einem Einspritzabschnitt (30) zum Einspritzen von Inertgas versehen ist, der Einspritzabschnitt (30) einen Ventilmechanismus (19) aufweist, und der Ventilmechanismus (19) einen Ventilkörper (32) aufweist, der zum Öffnen/Schließen einer Einspritzöffnung (35) in der Nähe einer Bohrung (2a) des Heizzylinders (2) eingerichtet ist, wobei die Einspritzöffnung (35) zur Bohrung (2a) hin offen ist, wobei, wenn das Inertgas in das Harz eingespritzt wird und das Harz eingespritzt wird, um den geschäumten Formgegenstand auszubilden, das Verfahren umfasst: Antreiben des Ventilkörpers (32), um die Einspritzöffnung (35) zu schließen, während die Schnecke (2) gedreht wird; und Antreiben des Ventilkörpers (32), um die Einspritzöffnung (35) zu öffnen, während die Drehung der Schnecke (2) gestoppt ist.
5. 5. Formverfahren für einen geschäumten Formgegenstand, wobei das Formverfahren das Einspritzen von Inertgas in ein Harz und das Einspritzen des Harzes zum Ausbilden des geschäumten Formgegenstands durch eine Einspritzvorrichtung (1) umfasst, wobei die Einspritzvorrichtung (1) umfasst: einen Heizzylinder (2); und eine Schnecke (3), die in dem Heizzylinder (2) vorgesehen und dazu eingerichtet ist, in

   29/40 einer Drehrichtung und einer axialen Richtung angetrieben zu werden, wobei in dem Heizzylinder (2) wenigstens ein erster Kompressionsabschnitt (6) zum Komprimieren des Harzes, ein Dekompressionsabschnitt (9) zum Absenken eines Drucks des Harzes und ein zweiter Kompressionsabschnitt (10) zum Komprimieren des Harzes nacheinander in einer Fließrichtung des Harzes ausgebildet sind, wobei der Dekompressionsabschnitt (9) mit einem Einspritzabschnitt (30) zum Einspritzen von Inertgas und einem Drucksensor (38) versehen ist, der dazu eingerichtet ist, den Druck des Harzes zu überwachen, der Einspritzabschnitt (30) einen Ventilmechanismus (19) umfasst, und der Ventilmechanismus (19) einen Ventilkörper (32) aufweist, der zum

   Öffnen/Schließen einer Einspritzöffnung (35) in der Nähe einer Bohrung (2a) des Heizzylinders (2) ausgebildet ist, wobei der Einspritzabschnitt (25) zu der Bohrung (3a) offen ist, wobei, wenn das Inertgas in das Harz eingespritzt wird und das Harz eingespritzt wird, um den geschäumten Formgegenstand auszubilden, das Verfahren umfasst: während die Schnecke (3) gedreht wird, Überwachen des Drucks des Harzes durch den Drucksensor, in einem Fall, in dem der Druck des Harzes, der durch den Drucksensor (38) überwacht wird, kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, Antreiben des Ventilkörpers (32), um die Einspritzöffnung (35) zu öffnen, und in einem Fall, in dem der Druck des Harzes, das durch den Drucksensor (38) überwacht wird, größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, Antreiben des Ventilkörpers (32), um die Einspritzöffnung (35) zu schließen; und Antreiben des Ventilkörpers zum Öffnen der

   Einspritzöffnung, während die Drehung der Schnecke gestoppt ist.