DE102009048796B4

DE102009048796B4 - Spritzgießvorrichtung mit einer magnetischen Ventilnadelkupplung

Info

Publication number: DE102009048796B4
Application number: DE102009048796.4A
Authority: DE
Inventors: Payman Tabassi
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2018-10-25
Anticipated expiration: 2029-10-09
Also published as: US20100092588A1; US7931455B2; CN101722618A; DE102009048796A1; CN101722618B

Abstract

Eine Spritzgießvorrichtung, umfassend:einen Verteiler (110), der einen Verteilerkanal (126) zum Aufnehmen eines Schmelzestromseines formbaren Materials definiert;eine Düse (112), die einen Düsenkanal definiert, der zum Aufnehmen des Schmelzestroms in Fluidverbindung mit dem Verteilerkanal (126) steht;eine Ventilnadel (120), um die Strömung des Schmelzestroms durch eine der Düse (112) zugeordnete Formangussöffnung (132) zu steuern;ein betätigtes Teil (106) zum Bewegen der Ventilnadel (120), um die Formangussöffnung (132) zu öffnen und zu schließen, die Ventilnadel (120) ist magnetisch mit dem betätigten Teil (106) verbunden;wobei sich die Ventilnadel (120) von dem betätigten Teil (106) trennt, wenn sich das betätigte Teil (106) in der Vorwärtsrichtung bewegt und eine Haltekraft auf die Ventilnadel (120) einwirkt, die größer ist als eine magnetische Anziehungskraft, die die Ventilnadel (120) und das betätigte Teil (106) koppelt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Spritzgießen und im Besonderen eine Spritzgießvorrichtung mit einer Ventilnadel.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Spritzgießvorrichtungen, wie beispielsweise heiße Hälften oder Heißläufer verwenden im Allgemeinen Ventilnadel, um die Strömung von Formmaterial zu steuern.
Eine falsche Handhabung der Ventilnadeln kann Schäden an der Ventilnadel selbst oder an umgebenden Bauteilen verursachen, wie beispielsweise einer Düsenspitze, einer Düsenspitzenbuchse, einer Düsenspitzenführungshülse, oder einer Formangussöffnung. Zum Beispiel kann bei einem Schließhub, wenn die Spitze der Ventilnadel in den Bereich der Formangussöffnung geschoben wird, die Spitze der Ventilnadel mit einem die Formangussöffnung blockierenden Fremdkörper kollidieren. Solch ein Fremdkörper kann eine Verunreinigung sein. Unerwartet erstarrtes Formmaterial in der Angussöffnung kann ebenfalls wie eine Blockierung wirken. Die Folge ist, dass eine Beschädigung der Ventilnadel oder umgebender Bauteile auftreten kann. In ähnlicher Weise kann eine Ventilnadel festsitzen, bevor sie das Ende jedes Schließhubs erreicht, egal ob dies durch Material, das zwischen Oberflächen mit einem Gleitverhältnis mit engen Toleranzen sickert, oder durch einige andere Gründe verursacht wird. Diese Probleme können ärgerlich sein, wenn etliche Ventilnadeln zusammen verbunden sind, um im Einklang durch beispielsweise eine gemeinsame Ventilnadelplatte betätigt zu werden. In diesem Fall kann die gesamte Kraft, die von den Aktuatoren an alle Ventilnadeln übertragen wird, von einer einzelnen Ventilnadel aufgenommen werden, die auf eine Blockade stößt, die sich festsetzt oder die auf verschiedene andere bewegungshemmende Bedingungen stößt.
Der Austausch einer beschädigten Ventilnadel oder zugehöriger Bauteile kann zeitintensiv und kostspielig sein.
In der DE 10 2007 055 578 A1 wird ein Betätigungsmagnet einer Ventilnadel einer Spritzgießvorrichtung beschrieben, der mit der Ventilnadel gekoppelt und mittels einer Spule verschiebbar ist.
KURZER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Vor dem Hintergrund des Stands der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung eine Spritzgießvorrichtung bereitzustellen, bei der im Falle einer Blockade eine Beschädigung der Ventilnadel verhindert wird. Diese Aufgabe wird durch eine Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Dabei ist eine Ausführungsform auf eine Spritzgießvorrichtung gerichtet, die ein betätigtes Teil aufweist, das eine Ventilnadel bewegt, um eine Formangussöffnung zu öffnen und zu schließen, wobei die Ventilnadel magnetisch mit dem betätigten Teil gekoppelt ist. Wenn eine Haltekraft auf die Ventilnadel aufgebracht wird, die, während die Ventilnadel geschlossen wird, größer ist als die Kraft der magnetischen Anziehung, die die Ventilnadel an dem betätigten Teil hält, dann trennt sich die Ventilnadel von dem betätigten Teil.
Figurenliste
Die vorhergehenden und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich durch die folgende Beschreibung der in den beigefügten Figuren dargestellten Ausführungsformen davon. Die beigefügten Figuren, die hierin aufgenommen sind und ein Teil der Offenbarung bilden, dienen weiter dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern und es einem Fachmann in der entsprechenden Technik zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu nutzen. Die Figuren müssen nicht maßstabsgetreu sein.

1 ist eine Schnittansicht einer Spritzgießvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Magnetkupplung in einem Teil der in 1 gezeigten Spritzgießvorrichtung in einer Position für einen normalen Betrieb.
3 stellt die Magnetkupplung aus 2 in einer entkoppelten Position dar.
4 ist eine Schnittansicht einer doppelt wirkenden Magnetkupplung in einem Teil einer Spritzgießvorrichtung nach einer anderen Ausführungsform hiervon.
5 stellt die doppelt wirkende Magnetkupplung aus 4 dar, getrennt bei einem Vorwärtshub.
6 stellt die doppelt wirkende Magnetkupplung aus 4 dar, getrennt bei einem Rückwärtshub.
7 ist eine Schnittansicht einer Magnetkupplung in einem Aktuator nach einer anderen Ausführungsform hiervon.
8 ist eine Schnittansicht einer Magnetkupplung mit einer Unterlegscheibe zum Einstellen eines Bereichs einer Spritzgießvorrichtung nach einer anderen Ausführungsform hiervon.
9 ist eine Schnittansicht einer doppelt wirkenden Magnetkupplung mit einer Unterlegscheibe zum Einstellen eines Bereichs einer Spritzgießvorrichtung nach einer anderen Ausführungsform hiervon.
10 ist eine Schnittansicht einer doppelt wirkenden Magnetkupplung mit einer Verstellmöglichkeit in einem Bereich einer Spritzgießvorrichtung nach einer anderen Ausführungsform hiervon.
11 ist eine Schnittansicht einer federvorgespannten Magnetkupplung in einem Teil einer Spritzgießvorrichtung nach einer anderen Ausführungsform hiervon.
12A-12C sind Schnittansichten einer doppelt wirkenden Magnetkupplung in einem Teil einer Spritzgießvorrichtung nach einer anderen Ausführungsform hiervon, wobei ein Ventilnadelhalter von einem Kupplungsteil durch magnetische Anziehung gehalten wird.
13 ist eine Schnittansicht einer doppelt wirkenden Magnetkupplung in einem Teil einer Spritzgießvorrichtung nach einer anderen Ausführungsform hiervon, wobei ein Kopf der Ventilnadel von einem Kupplungsteil durch magnetische Anziehung gehalten wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Figuren beschriebenen, in denen ähnliche Bezugsnummern identische oder funktional ähnliche Elemente kennzeichnen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist in ihrer Art nur exemplarisch und es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung oder den Einsatz und Verwendung der Erfindung zu beschränken. Weiterhin ist es nicht beabsichtigt, sich durch eine dargestellte oder implizierte Theorie zu beschränken, die in den vorstehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, dem kurzen Überblick oder in der folgenden detaillierten Beschreibung präsentiert ist.
Ausführungsformen davon beziehen sich neben anderen Dingen auf Düsen und Bauteile, die mit einer Spritzgießvorrichtung wie der in 1 gezeigten Spritzgießvorrichtung 100 verwendet werden können. Die für die anderen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale und Aspekte können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. In der vorliegenden Beschreibung wird „stromabwärts“ in Bezug auf die Richtung der Strömung des Formmaterials von einem Einlass des Spritzgießsystems zu einem Formhohlraum verwendet, während „stromaufwärts“ in Bezug auf die entgegengesetzte Richtung verwendet wird. In ähnlicher Weise wird „vorwärts“ in Bezug auf eine Richtung zu einer Teilungslinie zwischen einer Formhohlraumplatte und einem Formkern verwendet, während „rückwärts“ verwendet wird in Bezug auf eine Richtung weg von der Teilungslinie.
Die Spritzgießvorrichtung 100 umfasst eine Aktuatorplatte 102 und eine Aktuatorabstützplatte 103, Aktuatoren 104, eine Ventilnadelplatte 106, eine Rückplatte 108, einen Verteiler 110, Düsen 112, eine Formplatte 114, eine Hohlraumplatte 116, eine Kernplatte 118, Ventilnadeln 120, Ventilnadelbuchsen 122 und Magnetkupplungen 124. Die Spritzgießvorrichtung 100 kann jede Anzahl von Verteilern und Düsen in jeder Konfiguration umfassen. In dieser Ausführungsform ist zur Vereinfachung ein Verteiler gezeigt. Die Spritzgießvorrichtung 100 kann zusätzliche Bauteile umfassen, wie beispielsweise unter anderem Formplatten, Ausrichtungsstifte, Formangusseinsätze, Kühlkanäle, Bolzen, Schächte, ohne sich von dem Umfang hiervon zu entfernen.
Die Aktuatorplatte 102 weist Öffnungen zum Aufnehmen der Aktuatoren 104 auf. Wie die Aktuatoren 104 können abhängig von einem Arbeitsmittel für den Betrieb, d.h. für pneumatische oder hydraulischen Arten, Fluidleitungen (nicht gezeigt) in der Aktuatorplatte 102 vorgesehen sein. Sollten die Aktuatoren 104 elektrisch oder magnetisch oder in einer anderen Ausführungsart ausgebildet sein, so können elektrische Leitungen (nicht gezeigt) in der Aktuatorplatte 102 vorgesehen sein. Die Aktuatorabstützplatte 103 weist eine Aussparung 105 auf, um die Ventilnadelplatte 106 aufzunehmen.
Die Aktuatoren 104 sind in der Aktuatorplatte 102 angeordnet und können in einer pneumatischen, hydraulischen, elektrischen, magnetischen oder einer anderen Ausführungsart ausgebildet sein. Die Aktuatoren 104 können die Ventilnadelplatte 106 mittels einer linearen Bewegung, z.B. durch einen pneumatischen Kolben, oder einer Drehbewegung, z.B. durch einen elektrischen Schneckenantrieb, zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verschieben. Um dies zu erreichen, weist jeder Aktuator 104 einen mit der Aktuatorplatte 102 verbundenen stationären Teil auf, z.B. ein Gehäuse oder einen Zylinder, und weist auch einen mit der Ventilnadelplatte 106 verbundenen bewegbaren Teil 125 auf, z.B. einen Kolben oder ein mit dem Kolben verbundenen und sich davon erstreckenden Teil. Die Anzahl der Aktuatoren ist eine Formgebungsauswahlmöglichkeit und in anderen Ausführungsformen können mehr oder weniger Aktuatoren verwendet werden. Jede Art von Aktuator ist geeignet, vorausgesetzt er kann die Ventilnadelplatte 106 und die Ventilnadeln 120 zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Position verschieben.
Die Ventilnadelplatte 106 ist mit dem bewegbaren Teil 125 jedes Aktuators 104 verbunden. Die Ventilnadelplatte 106 weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, die mit den Magnetkupplungen 124 zugeordnet sind. Die Ventilnadelplatte 106 bewegt sich als Antwort auf die Bewegung der Aktuatoren 104 in einer axialen Längsrichtung auf den Verteiler 110 zu und weg von dem Verteiler 110. Die Bewegung der Ventilnadelplatte 106 und der zugeordneten Ventilnadeln 120 in Richtung des Verteilers 110 und der Formangussöffnungen 132 kann beschrieben werden als Schließung CS, während die Bewegung der Ventilnadelplatte 106 und der assoziierten Ventilnadeln 120 weg von dem Verteiler 110 und den Formangussöffnungen 132 kann beschrieben werden als Öffnung OS. Die Ventilnadelplatte 106 muss keine Platte als solche sein, sondern kann jedes steife Bauteil sein, das geeignet ist, einen oder mehrere Aktuatoren mit einer Vielzahl von Magnetkupplungen 124 und ihren entsprechenden Ventilnadeln 120 zu verbinden. In anderen Ausführungsformen ist die Ventilnadelplatte 106 eine Baugruppe von übereinander gestapelten Platten.
Die Rückenplatte 108 ist zwischen der Ventilnadelplatte 106 und den Ventilnadelbuchsen 122 angeordnet und dient dazu, die Ventilnadelbuchsen 122 gegen den Verteiler 110 zu sichern. Die Rückenplatte 108 weist mehrere Bohrungen 127 auf, durch die sich die Ventilnadeln 120 erstrecken.
Der Verteiler 110 definiert einen Verteilerkanal 126 (teilweise gezeigt) und umfasst einen Verteilerheizer 111. Der Verteilerkanal 126 erhält von einem Einlassbauteil (nicht gezeigt) oder einem stromaufwärtigen Verteiler (nicht gezeigt) einen Schmelzestrom von formbarem Material, z.B. Kunststoffschmelze. Der Verteilerheizer 111 kann in jeder Bauart ausgeführt sein, wie beispielsweise als der dargestellte isolierte Widerstandsdraht. Es sollte auch erwähnt werden, dass der Verteiler 110 wegen den Plattenverbindungen (nicht gezeigt) in der Betätigungsrichtung stationär ist, d.h. in einer Längsrichtung fixiert ist, relativ zu den stationären Teilen des Aktuators 104.
Die Düsen 112 stoßen gegen den Verteiler 110 und jede Düse 112 definiert einen einer Vielzahl von Düsenkanälen 128, die in Fluidverbindung mit dem Verteilerkanal 126 stehen. In der in 1 gezeigten Ausführungsform umfasst jede Düse 112 einen Düsenkörper 107, einen Düsenflansch 109, einen in dem Düsenkörper 107 eingebetteten Düsenheizer 113, ein Thermoelement 115, ein Anschlussende 117 zum Verbinden des Heizers mit einer Stromquelle (nicht gezeigt), eine Düsenspitze 119 aus einem thermisch leitfähigen Material, und einen Spitzenhalter 121 aus einem geringer thermisch leitfähigen Material als die Düsenspitze 119. Die Düsen 112 können in Verbindung mit dem Verteiler 110 als ein Heißläufersystem bezeichnet werden.
Die Formplatte 114 weist Bohrung 123 auf, um die Düsen 112 aufzunehmen und zu unterstützen. Die Bohrungen 123 sind ausgelegt, um die Düsen 112 thermisch von der Formplatte 114 zu isolieren.
Die Hohlraumplatte 116 und die Kernplatte 118 definieren die Formhohlräume 130, wobei die Hohlraumplatte 116 die zu den Formhohlräumen 130 führenden Formangussöffnung 132 definiert. Die Hohlraumplatte 116 und die Kernplatte 118 sind entlang der Teilungslinie P_L trennbar, um das Herausnehmen von Formprodukten aus den Formhohlräumen 130 zu erlauben. In einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann ein einzelner Hohlraum durch mehrere Düsen mit Formmaterial gespeist werden.
Jede der Ventilnadeln 120 erstreckt sich von einer Magnetkupplung 124 durch die Rückenplatte 108, die Ventilnadelbuchse 122 und den Düsenkanal 128 zu einer Formangussöffnung 132, um die Strömung von Formmaterial durch die entsprechende Formangussöffnung 132 und in den entsprechenden Formhohlraum 130 hinein zu steuern, während sie sich zwischen einer offenen und geschlossenen Position bewegt.
Jede Ventilnadelbuchse 122 wird durch die Rückenplatte 108 an dem Verteiler 110 gehalten. Jede Ventilnadelbuchse 122 umfasst einen scheibenförmigen Hauptkörper und einen zylindrischen Buchsenbereich, der mit dem Hauptkörper verbunden ist und sich von dem Hauptkörper und in den Verteiler 110 hinein erstreckt. Jede Ventilnadelbuchse 122 weist eine Ventilnadelbohrung 129 auf, die eine Dichtung mit der Ventilnadel 120 bildet, während sie der Ventilnadel 120 weiter erlaubt, in einer axialen Richtung zu gleiten.
Jede Magnetkupplung 124 verbindet eine entsprechende Ventilnadel 120 mit der Ventilnadelplatte 106. Jede Magnetkupplung 124 überträgt direkt die Öffnungskraft des Aktuators an die entsprechende Ventilnadel 120, wenn die Ventilnadeln 120 geöffnet werden, d.h. von den Formangussöffnungen 132 weg in einer Öffnungsrichtung OS bewegt werden. Jede Magnetkupplung 124 bringt auch eine Magnetkraft auf die Ventilnadelplatte 106 auf und verbindet dadurch die Magnetkupplungen 124 und die zugeordneten Ventilnadeln 120 mit der Ventilnadelplatte 106, wenn die Ventilnadeln 120 geschlossen werden, d.h. in Richtung der Formangussöffnung 132 bewegt werden. Während des normalen Betriebs ist die Magnetkraft einer entsprechenden Magnetkupplung 124 ausreichend, um eine entsprechende Ventilnadel 120 mit der Ventilnadelplatte 106 verbunden zu halten, wenn die Ventilnadel in Bezug auf die Formangussöffnung 132 geschlossen wird. Wenn jedoch eine der Ventilnadeln 120 nicht vollständig geschlossen werden kann, weil dem eine Haltekraft durch die Ventilnadeln entgegensteht, wenn die Ventilnadelplatte 106 in der Schließrichtung bewegt wird, dann wird die vorgenannte Magnetkraft durch die Haltekraft überwunden, so dass die mit der Ventilnadel 120 zugeordnete Magnetkupplung 124 die Haltekraft erfährt und sich von der Ventilnadelplatte 106 löst oder entkoppelt, und so die übrigen unbehinderten Ventilnadeln 120 sich weiterhin zusammen mit der Ventilnadelplatte 106 in der Schließrichtung bewegen. Ein nicht einschränkendes Beispiel einer Haltekraft umfasst ein Hindernis in dem Düsenschmelzekanal 128, eine klemmende Ventilnadel 120 und erstarrte Schmelze in dem Düsenschmelzekanal 128.
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen können verwendet werden, um Schäden in dem Spritzgieß-Angussbereich zu verhindern. Eine Ventilnadel ist magnetisch verbunden mit einem betätigten Teil, wie beispielsweise eine Ventilnadelplatte oder ein Aktuatorkolben. Während des normalen Betriebs wird die Ventilnadel durch die Bewegung des betätigten Teils in Richtung einer geschlossenen Position bewegt. Dabei können Betriebsprobleme auftauchen und auf eine oder mehrere Ventilnadeln kann eine Haltekraft einwirken, die aus einer Blockierung im Angussbereich oder anderen Problemen herrührt, und die entsprechenden Formangussöffnungen können nicht vollständig schließen. Als Antwort auf die Haltekraft kann die Magnetkupplung die Ventilnadel von dem betätigten Teil trennen und dadurch die auf die Ventilnadel wirkende Haltekraft reduzieren und eine Beschädigung in dem Angussbereich reduzieren.
2 stellt eine vergrößerte Schnittansicht der Magnetkupplung 124 dar, die in einem Bereich der Spritzgießvorrichtung 100 aus 1 gezeigt ist. Ein Kupplungsteil 134 ist auf einer stromaufwärtigen Seite der Ventilnadelplatte 106 angeordnet. Das Kupplungsteil 134 ist mit der Ventilnadelplatte 106 durch eine anziehende Magnetkraft verbunden. Solch eine anziehende Magnetkraft kann erzeugt werden, indem das Kupplungsteil 134 ein Magnet ist und die Ventilnadelplatte 106 aus einem magnetisch reaktionsfähigen Material hergestellt ist, z.B. wie in 2 gezeigt aus einer Stahlplatte. Alternativ kann das Kupplungsteil 134 aus einem magnetisch reaktionsfähigen Material hergestellt sein, wobei die Ventilnadelplatte 106 magnetisch ist, z.B. eine Metallplatte mit einem eingebetteten Magnet (nicht gezeigt). Ein Magnet kann ein Permanentmagnet sein, z.B. ein Neodymmagnet oder ein Samarium-Kobalt-Magnet, ein Elektromagnet oder eine Kombination aus diesen sein, vorausgesetzt, dass eine anziehende Magnetkraft zwischen dem Kupplungsteil 134 und der Ventilnadelplatte 106 erzeugt werden kann. Das Kupplungsteil 134 ist ringförmig und koaxial ausgerichtet mit einer Bohrung 135, die sich durch die Ventilnadelplatte 106 erstreckt. Das Kupplungsteil 134 umfasst einen äußeren Umfang mit einem Durchmesser, der größer als der Durchmesser der Bohrung 135 ist, und einen inneren Umfang zum Aufnehmen des Befestigungselements 138. Ein nicht einschränkendes Beispiel für ein Befestigungselement ist eine Innensechskantschraube, jedoch ist es für den Fachmann offensichtlich, dass ebenfalls eine Schraube, eine Passschraube oder jede andere Art von Befestigungselement verwendet werden kann. Wenn die Bohrung 135 eine andere Form aufweist, dann kann das Kupplungsteil 134 entsprechend ausgebildet sein, um es zu überspannen. Nicht beschränkende Beispiele von anderen Formen für die Öffnung 135 umfassen eine sich durch die Ecke der Ventilnadelplatte 106 erstreckende Kerbe, ein sich durch die Ventilnadelplatte 106 erstreckendes quadratisches oder rechteckiges Loch und ein sich durch die Ventilnadelplatte 106 erstreckendes ovales Loch.
Die Ventilnadel 120 ist über einen Ventilnadelhalter 136 mit dem Kupplungsteil 134 verbunden. Der Ventilnadelhalter 136 ist durch ein Befestigungselement 138 an dem Kupplungsteil 134 befestigt. Der Ventilnadelhalter 136 weist einen Schlitz 139 auf, um einen Kopf 140 der Ventilnadel 120 aufzunehmen, um so die Ventilnadel 120 mit dem Ventilnadelhalter 136 zu verbinden. Der Ventilnadelhalter 136 liegt innerhalb der Bohrung 135 in der Ventilnadel 106 und ist da drin verschiebbar. Die Ventilnadel 120 erstreckt sich die Vorwärtsrichtung des Ventilnadelhalters 136, um eine entsprechende Formangussöffnung 132 zu öffnen und zu schließen.
In Bezug auf die 2 und 3 kann die anziehende Magnetkraft F_M zwischen dem Kopplungsteil 134 und der Ventilnadelplatte 106 ausgebildet sein, um wie gewünscht zu reagieren. Wenn die maximal zulässige Haltekraft F_S, bevor an der Ventilnadel oder der Formangussöffnung Schäden auftreten, festgelegt ist bei 500 N (etwa 112 Pfund), dann kann in einem nicht beschränkenden Beispiel das Kupplungsteil 134 ausgebildet sein, eine anziehende Magnetkraft aufzuweisen, die geeignet ist, bis zu 500 N zu halten. Wenn die Ventilnadel 120 einer Haltekraft F_S von weniger als 500 N ausgesetzt ist bleibt das Kupplungsteil 134 magnetisch an der Ventilnadelplatte 106 angebracht und drückt die Ventilnadel 120 durch die Blockierung. Auf der anderen Hand, wenn die auf die Ventilnadel 120 auftreffende Haltekraft F_S größer als 500 N ist, dann wird die anziehende Magnetkraft F_M zwischen dem Kupplungsteil 134 und der Ventilnadelplatte 106 durch die Haltekraft F_S der Blockierung überwunden, wie unten beschrieben.
3 stellt eine Magnetkupplung 124 dar, bei der wie in 2 beschrieben, die Ventilnadel 120 wegen einer Haltekraft F_S die Formangussöffnung (nicht gezeigt) nicht vollständig schließen kann. Wenn eine Haltekraft F_S auf die Ventilnadel 120 einwirkt, während die Ventilnadelplatte 106 in der Schließrichtung CS betätigt ist, wird die Haltekraft F_S durch die Ventilnadel 120 und den Ventilnadelhalter 136 in das Kupplungsteil 134 übertragen. Wenn die Haltekraft F_S größer ist als die Kraft der magnetischen Anziehung F_M zwischen dem Kupplungsteil 134 und der Ventilnadelplatte 106, dann entkoppeln sich, wie in 3 gezeigt, die Ventilnadelplatte 106 und das Kupplungsteil 134. Die Ventilnadelplatte 106 fährt fort, die übrigen unblockierten Ventilnadeln (nicht gezeigt) in die Schließrichtung zu bewegen, während die vorher erwähnte Anordnung aus Ventilnadel 120, Ventilnadelhalter 136 und Kupplungsteil 134, die der Haltekraft F_S ausgesetzt sind, ortsfest bleiben. Wenn eine Entkopplung zwischen der Ventilnadelplatte 106 und einer bestimmten Ventilnadel 120 auftritt, dann wird die Ventilnadelplatte 106 nicht länger einen Betätigungsdruck auf die Ventilnadel 120 gegen die Haltekraft F_S aufbringen und so wird der Effekt der Haltekraft F_S auf die Ventilnadel 120 sowie eine mögliche entsprechende Beschädigung des Angussbereichs reduziert.
Wenn die Ventilnadel 120 in der axialen Richtung weg von der Formangussöffnung 132 bewegt wird, dann erzeugt der direkte Kontakt zwischen dem Kupplungsteil 134 und der Ventilnadelplatte 106 so viel Kraft wie benötigt wird, um die Formangussöffnung 132 zu öffnen, beschränkt nur durch die mechanische Festigkeit der Bauteile oder die verfügbare Aktuatorkraft. Wenn ein Permanentmagnet oder irgendeiner der zuvor erwähnten Magnete verwendet wird, um die Ventilnadelplatte 106 mit dem Kupplungsteil 134 zu verbinden, dann sinkt die anziehende Magnetkraft F_M zwischen der Magnetkupplung 134 und der Ventilnadelplatte 106 schlagartig mit dem Abstand der Trennung zwischen den zwei Bauteilen und stellt dadurch eine schaltschwellenartige Aktivität bei der maximal erlaubten Haltekraft bereit.
4 ist eine Schnittansicht einer doppelt wirkenden Magnetkupplung 424 in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform hiervon, die geeignet sein kann zur Verwendung in der Spritzgießvorrichtung 100 aus 1. Die Merkmale und Aspekte der anderen Ausführungsformen können mit dieser vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. In dieser Ausführungsform umfasst eine doppelt wirkende Magnetkupplung 424 zusätzlich zum Kupplungsteil 134 ein zweites Kupplungsteil 142. Das zweite Kupplungsteil 142 verbindet einen Ventilnadelhalter 436 und eine entsprechende Ventilnadel 120 mit einem Halter oder ein Zwischenkupplungsteil 144, das mit dem Kupplungsteil 134 verbunden ist. Das zweite Kupplungsteil 142 ist stromabwärts des Kupplungsteils 134 angeordnet und wird durch magnetische Anziehung zwischen dem zweiten Kupplungsteil 142 und dem Zwischenkupplungsteil 144 in Position gehalten. Das zweite Kupplungsteil 142 ist ein Permanentmagnet. Alternativ kann das Kupplungsteil 142 irgendein geeigneter Magnet sein, wie beispielsweise jeder der vorher genannten Magnete. Das Zwischenkupplungsteil 144 weist eine Schulter 145 auf, um das zweite Kupplungsteil 142 einzupassen. Die Ventilnadel 120 wird durch magnetische Anziehung an den zweiten Kupplungsteil 142 gehalten, die auf den Ventilnadelhalter 436 wirkt, mit dem die Ventilnadel 120 verbunden ist. Der Ventilnadelhalter 436 kann einen O-Ring 148 umfassen, um Staub oder Fremdkörper daran zu hindern, zwischen den Ventilnadelhalter 436 und dem zweiten Kupplungsteil 142 zu gelangen. Das Zwischenkupplungsteil 144, das zweite Kupplungsteil 143 und der Ventilnadelhalter 436 sind weiter beschrieben in der US-Patentanmeldung Publikationsnummer 2009/0102099 A1 von Feick et al., das durch den Bezug hierin in seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
Das zweite Kupplungsteil 142 dient dazu, der Ventilnadel 120 zu erlauben, sich von der Ventilnadelplatte 106 zu trennen, wenn eine Haltekraft S_F ähnlich zu der zuvor erwähnten Haltekraft F_S auf die Ventilnadel 120 trifft, wenn die Ventilnadelplatte 106 in der Öffnungsrichtung OS bewegt wird anstatt in der Schließrichtung CS. Die Stärke der magnetischen Anziehungskräfte des Kupplungsteils 134 und des zweiten Kupplungsteils 142 können entsprechend ausgewählt und abgestimmt werden. In dieser Ausführungsform sind das Kupplungsteil 134 und das zweite Kupplungsteil 142 jeweils axial magnetisierte Permanentmagneten mit gegenüberliegenden Polen, die einander zugewandt sind, z.B. N ist S zugewandt. Daher besteht zwischen dem Kupplungsteil 134 und dem Kupplungsteil 142 eine resultierende Anziehungskraft.
5 zeigt die sich trennende doppelt wirkende Magnetkupplung 424, während die Aktuatorplatte 106 in der Schließrichtung CS bewegt wird. Ähnlich zu dem, was in 3 dargestellt ist, überwindet die auf die Ventilnadel 120 wirkende Haltekraft F_S die anziehende Magnetkraft F_M zwischen dem Kupplungsteil 134 und der Ventilnadelplatte 106 und erlaubt es, der Ventilnadelplatte 106 das Bewegen der übrigen Ventilnadeln (nicht gezeigt) fortzusetzen, die nicht einer Haltekraft in der Schließrichtung ausgesetzt wurden.
6 zeigt die sich trennende doppelt wirkende Magnetkupplung 424, während die Ventilnadelplatte 106 in der Öffnungsrichtung OS bewegt wird. Die Haltekraft S_F, z.B. durch erstarrte Schmelze oder andere Probleme, die auf die Ventilnadel 120 wirkt, überwindet die anziehende Magnetkraft des zweiten Kupplungsteils 142 zu dem Ventilnadelhalter 436, während es zum Zwischenkupplungsteil 144 magnetisch verbunden bleibt. Umgekehrt kann die auf die Ventilnadel 120 wirkende Haltekraft S_F statt dessen die magnetische Anziehungskraft zwischen dem zweiten Kupplungsteil 142 und dem Zwischenkupplungsteil 144 überwinden, so dass das zweite Kupplungsteil 142 mit dem Ventilnadelhalter 436 magnetisch verbunden bleibt.
7 zeigt eine Ausführungsform einer Magnetkupplung 724 in einem Aktuator 150 in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform hiervon, die geeignet sein kann für die Verwendung in der Spritzgießvorrichtung 100 aus 1. Die Merkmale und Aspekte der anderen Ausführungsformen können mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden.
Der Aktuator 150 umfasst ein Gehäuse 151 und eine Abdeckkappe 152, die eine Kammer 153 umschließen. Ein Kolben 154 befindet sich in der Kammer 153 und ist in dem Gehäuse 151 in der Art und Weise einer herkömmlichen Kolben-Zylinder-Anordnung verschiebbar. Ein auf den Anschluss 156 aufgebrachter Fluiddruck bewirkt, dass sich der ben 154 und die Ventilnadel 120 in der Schließrichtung CS bewegen. Ein auf den Anschluss 158 aufgebrachter Fluiddruck bewirkt, dass sich der Kolben 154 und die Ventilnadel 120 in der Öffnungsrichtung OS bewegen. Der Fluiddruck kann hydraulisch oder pneumatisch sein. Dichtungen, wie beispielsweise O-Ringe 160 sind vorgesehen, um gegen eine Leckage des Aktuatorfluids abzudichten. Ähnlich zu der Ventilnadelplatte in den vorhergehenden Ausführungsformen ist der Kolben 154 ein betätigtes Teil, um die Ventilnadel 120 zum Öffnen oder Schließen einer Formangussöffnung (nicht gezeigt) zu bewegen. Daher ist das Kupplungsteil 134 auf der rückwärtigen Seite des Kolbens 154 angeordnet und wird durch eine anziehende Magnetkraft F_M in Position gehalten. Die magnetische Anziehung kann erzeugt werden, indem das Kupplungsteil 134 ein Magnet und der Kolben 154 aus einem magnetisch reaktionsfähigen Material hergestellt ist, z.B. Stahl. Umgekehrt kann das Kupplungsteil 134 aus einem magnetisch reaktionsfähigen Material hergestellt sein mit einem magnetischen Kolben 154. Das Kupplungsteil 134 überspannt eine Bohrung 155, die sich koaxial durch den Kolben 154 erstreckt. Das Kupplungsteil 134 ist ringförmig und weist einen äußeren Umfang mit einem Durchmesser auf, der größer als der Durchmesser der Bohrung 155 ist. Wenn die Bohrung 155 eine andere Form aufweist, kann das Kupplungsteil 134 entsprechend ausgebildet sein, um sie zu überspannen. Nicht beschränkende Beispiele von anderen Formen für die Bohrung 155 umfassen ein sich durch den Kolben 154 erstreckendes quadratisches oder rechteckiges Loch und ein sich durch den Kolben 154 erstreckendes ovales Loch.
Wie oben mit Bezug auf die Ausführungsform aus 2 beschrieben, ist die Ventilnadel 120 mit dem Kupplungsteil 134 verbunden mittels eines Ventilnadelhalters 136, der mittels eines Befestigungselements 138 an dem Kupplungsteil 134 befestigt ist. Ein nicht einschränkendes Beispiel eines Befestigungselements ist eine Innensechskantschraube, jedoch ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass ebenso eine Schraube, eine Passschraube oder jede andere Art von Befestigungselement verwendet werden kann. Der Ventilnadelhalter 136 weist einen Schlitz 139 zum Aufnehmen des Kopfs 140 der Ventilnadel 120 auf, um die Ventilnadel 120 mit dem Ventilnadelhalter 136 zu verbinden. Der Ventilnadelhalter 136 erstreckt sich durch die Bohrung 155 im Kolben 154 und ist dort hindurch verschiebbar. Die Ventilnadel 120 erstreckt sich in die Vorwärtsrichtung zum Öffnen und Schließen einer entsprechenden Formangussöffnung (nicht gezeigt).
Der Betrieb dieser Ausführungsform ist ähnlich zu dem was für die Ausführungsform aus den 2 und 3 beschrieben ist, so dass sich das Kupplungsteil 134 und die Ventilnadel 120 vom Kolben 151 entkoppeln, wenn die Ventilnadel 120 eine Haltekraft F_S erfährt, während der Kolben 154 sich in die Schließrichtung CS bewegt. Weiter können die in jeder der anderen Ausführungsformen mit einer Ventilnadelplatte beschriebenen Kupplungsmechanismen für die Verwendung mit dem Aktuator 150, wie in dieser Ausführungsform beschrieben, angepasst werden.
8 ist eine Schnittansicht einer Magnetkupplung 824 in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform hiervon, die für eine Verwendung in der Spritzgießvorrichtung 100 aus 1 angepasst werden kann. Die Merkmale und Aspekte der anderen Ausführungsformen können mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Die Magnetkupplung 824 ist der mit Bezug auf die 2 und 3 beschriebenen Magnetkupplung 124 ähnlich, bis auf die Hinzufügung einer Abstandsscheibe 162, die zwischen dem Ventilnadelhalter 136 und dem Kupplungsteil 134 angeordnet ist. Die Abstandsscheibe 162 ist vorgesehen, um ein Einstellen einer vorderen Endposition (nicht gezeigt) der Ventilnadel 120 zu erlauben, um so die Position der Ventilnadel 120 in einer Formangussöffnung (nicht gezeigt) genau einzustellen, wenn die Aktuatorplatte 106 in der geschlossenen Position ist. Zu diesem Zweck kann die Abstandsscheibe 162 in einer gewünschten Dicke hergestellt werden oder durch eine oder mehrere Abstandsscheiben unterschiedlicher Dicke ersetzt werden, um den Ventilnadelhalter 136 zur genauen Positionierung der Ventilnadel in der Formangussöffnung richtig zu unterbauen. Die übrigen Merkmale und der Betrieb der Ausführungsform aus 8 sind so wie mit Bezug auf die Ausführungsform aus den 2 und 3 beschrieben.
9 ist eine Schnittansicht einer doppelt wirkenden Magnetkupplung 924 in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform hiervon, die für eine Verwendung in der Spritzgießvorrichtung 100 aus 1 angepasst werden kann. Merkmale und Aspekte der anderen Ausführungsformen können mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Die doppelt wirkende Magnetkupplung 924 ist der mit Bezug auf die 4-6 beschriebenen doppelt wirkenden Magnetkupplung 424 ähnlich, bis auf die Hinzufügung einer Abstandsscheibe 962, die zwischen dem Zwischenkupplungsteil 144 und dem Kupplungsteil 134 angeordnet ist. Die Abstandsscheibe 962 dient dem selben Zweck wie die in der Ausführungsform aus 8 beschriebene Abstandsscheibe 162. Die übrigen Merkmale und der Betrieb der Ausführungsform aus 9 sind so wie mit Bezug auf die Ausführungsform aus den 4-6 beschrieben.
10 ist eine Schnittansicht einer doppelt wirkenden Magnetkupplung 1024 in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform hiervon, die für die Verwendung in der Spritzgießvorrichtung 100 aus 1 angepasst werden kann. Die Merkmale und Aspekte der anderen Ausführungsformen können mit der vorliegenden Erfindung genutzt werden. Die doppelt wirkende Magnetkupplung 1024 ist der mit Bezug auf die 4-6 beschriebenen doppelt wirkenden Magnetkupplung 424 ähnlich, bis auf dass ein großer Halter oder ein Außenkupplungsbauteil 166 vorgesehen ist. Das Außenkupplungsbauteil 166 weist einen Flansch 167 auf, der magnetisch an das Kupplungsteil 1034 und die Ventilnadelplatte 106 angezogen ist. In dem Außenkupplungsbauteil 166 sind ein kleiner Halter oder ein Innenkupplungsbauteil 168, ein zweites Kupplungsteil 1042 und ein Ventilnadelhalter 1036 mit einem O-Ring 148 angeordnet. Das zweite Kupplungsteil 1042 ist in seiner Position gegen das Innenkupplungsbauteil 168 fixiert oder kann in seiner Position gegen den Ventilnadelhalter 1036 fixiert sein. Der Ventilnadelhalter 1036 ist verschiebbar in dem Außenkupplungsbauteil 166 angeordnet. Das Innenkupplungsbauteil 168 weist einen Gewindebereich 187 auf, der in eine Gewindebohrung 170 des Außenkupplungsbauteils 166 eingreift. Das Innenkupplungsbauteil 168 weist eine Werkzeugöffnung 169 auf, um mit einem entsprechenden Werkzeug zusammenzuwirken, z.B. einen Sechskantschlüssel (nicht gezeigt), und um so gedreht werden zu können, um die stromabwärtige Endposition (nicht gezeigt) der Ventilnadel 120 in Bezug auf eine entsprechende Formangussöffnung (nicht gezeigt) präzise einzustellen. Zum Beispiel wird eine volle oder teilweise Umdrehung des Innenkupplungsbauteils 168 entsprechend der Gewindesteigung des Gewindebereichs 187 die Ventilnadel 120 in der axialen Richtung verschieben. Eine Sicherungsmutter 172 kann vorgesehen sein, um die Drehposition des Innenkupplungsbauteils 168 und damit die stromabwärtige Endposition (nicht gezeigt) der Ventilnadel 120 zu arretieren. Das Innenkupplungsbauteil 168 und der Sicherungsring 172 sind eine Ausführungsform eines Positionsjustierungsmechanismus zum Einstellen der axialen Position des zweiten Kupplungsbauteils 1042 und der Ventilnadel 120 in Bezug auf das Kupplungsteil 1034 und eine entsprechende Formangussöffnung (nicht gezeigt). Neben der axialen Längenjustierung ist der Betrieb ähnlich zu der Ausführungsform aus den 4-6, außer dass in der Vorwärts- oder Schließrichtung der Ventilnadelplatte 106 die durch die Ventilnadel 120 erfahrene Haltekraft F_S die anziehende Magnetkraft zwischen dem Außenkupplungsbauteil 166 und dem Kupplungsteil 1034 oder die magnetische Anziehungskraft zwischen dem Kupplungsteil 1034 und der Ventilnadelplatte 106 überwinden muss, um der Ventilnadelplatte 106 zu erlauben, die Bewegung der übrigen Ventilnadeln (nicht gezeigt), die nicht einer Haltekraft in der Schließrichtung ausgesetzt sind, fortzuführen.
11 ist eine Schnittansicht einer federbelasteten einfach wirkenden Magnetkupplung 1124 in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform hiervon, die für eine Verwendung in der Spritzgießvorrichtung 100 aus 1 angepasst werden kann. Die Merkmale und Aspekte der anderen Ausführungsformen können mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. In der federvorgespannten einfach wirkenden Magnetkupplung 1124 wird ein Kupplungsteil 1134, wie beispielsweise ein Permanentmagnet oder jeder der zuvor erwähnten Magnete, durch magnetische Anziehung an der Ventilnadelplatte 106 gehalten und ist weiter durch Doppeltfedem 176 gehalten, die mit dem Kupplungsteil 1134 und der Ventilnadelplatte 106 verbunden sind mittels entsprechender Befestigungselemente 178, die von der Ventilnadelplatte in der rückwärtigen Richtung vorstehen. Ein nicht beschränkendes Beispiel für ein Befestigungselement ist ein Bolzen, wie beispielsweise ein als Befestigungselement 178 gezeigter Ansatzbolzen, jedoch ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass eine Schraube oder jede andere Art von Befestigungselement verwendet werden kann. Obwohl in 11 zwei Federn 176 gezeigt sind, können, falls erforderlich, mehr oder weniger Federn verwendet werden. Die Federn 176 sind vorgesehen, um eine Vorspannkraft F_B in der gleichen allgemeinen Richtung wie die Kraft der magnetischen Anziehung zwischen dem Kupplungsteil 1134 und der Ventilnadel 106 bereitzustellen. Zusätzlich weist die Ventilnadelplatte 106 eine nach hinten weisende Vertiefung 180 auf, in der das Kupplungsteil 1134 angeordnet ist. Die nach hinten weisende Vertiefung 180 ist optional und kann weggelassen werden. Der Betrieb der federvorgespannten einfach wirkenden Magnetkupplung 1124 ist der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform ähnlich, jedoch erhöht die durch die Federn 176 erzeugte Vorspannkraft F_B die erforderliche Haltekraft, um das Kupplungsteil 1134 und die Ventilnadelplatte 106 zu entkoppeln. Auch ermöglichen die Federn 176 Magnete mit einer anziehenden Magnetkraft zu verwenden, die kleiner ist als die anziehende Magnetkraft der Magnete, die ausgewählt werden müssten, um die Kupplung zwischen dem Kupplungsteil 1134 und der Ventilnadelplatte 106 in den in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform zu halten.
Die 12A-12C sind Schnittansichten einer doppelt wirkenden Magnetkupplung 1224 in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform hiervon, die für eine Verwendung in der Sprießgießvorrichtung 100 aus 1 angepasst werden kann. Die Merkmale und Aspekte der anderen Ausführungsformen können mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Die doppelt wirkende Magnetkupplung 1224 umfasst einen Ventilnadelhalter 1236, der durch magnetische Anziehung an dem Kupplungsteil 1234 gehalten wird und der verschiebbar in der Bohrung 1235 der Ventilnadelplatte angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist das Kupplungsteil 1234 ein Permanentmagnet oder jeder der vorher erwähnten Magnete, oder er kann aus einem magnetisch reaktionsfähigen Material (wie beispielsweise Stahl) hergestellt sein und einen Permanentmagneten oder jeden der zuvor erwähnten Magnete (nicht gezeigt) enthalten, der in seiner stromaufwärtigen Oberfläche angeordnet ist. 12A zeigt den normalen Betrieb der Ventilnadelplatte 106, ohne dass Haltekräfte auf die Ventilnadel 120 wirken. 12B zeigt eine Haltekraft F_S, die eine Bewegung der Ventilnadel 120 verhindert, wenn die Ventilnadelplatte 106 in der Schließrichtung CS betätigt wird und das Kupplungsteil 1234 und die Ventilnadel 120 von der Ventilnadelplatte 106 entkoppelt wurden. 12C zeigt eine Haltekraft S_F, die die Bewegung der Ventilnadel 120 verhindert, wenn die Ventilnadelplatte 106 in der Öffnungsrichtung OS betätigt wird und die Ventilnadel 120 von der Ventilnadelplatte 106 entkoppelt wurde. Die übrigen Merkmale und der Betrieb dieser Ausführungsform ist der mit Bezug auf die 4-6 beschriebenen doppelt wirkenden Ausführungsform ähnlich.
13 ist eine Schnittansicht einer doppelt wirkenden Magnetkupplung 1324 in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform hiervon, die für eine Verwendung in der Spritzgießvorrichtung 100 aus 1 angepasst werden kann. Die Merkmale und Aspekte der anderen Ausführungsformen können mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Die doppelt wirkende Magnetkupplung 1324 umfasst eine Ventilnadel 1320, die durch magnetische Anziehung an dem Kupplungsteil 1334 gehalten wird. Das Kupplungsteil 1334 kann ein Permanentmagnet oder jeder andere der zuvor erwähnten Magnete sein. Ein Kopf 1340 der Ventilnadel 1320 ist aus einem magnetisch reaktionsfähigen Material (wie beispielsweise Stahl) hergestellt und wird an dem Kupplungsteil 1334 mittels magnetischer Anziehung dazwischen gehalten. Das Kupplungsteil 1334 sitzt in einer rückwärts gewandten Vertiefung 192 der Ventilnadelplatte 106 und wird an der Ventilnadelplatte 106 durch magnetische Anziehung dazwischen gehalten. Die Ventilnadel 1320 erstreckt sich vorwärts durch eine Bohrung 1335 in der Ventilnadelplatte 106. Sowohl in der Schließrichtung als auch in der Öffnungsrichtung ist ein Entkoppeln des Kupplungsteils 1334 von der Ventilnadelplatte 106 bzw. der Ventilnadel 1320 vom Kupplungsteil 1334 möglich, wenn die zuvor erwähnte Haltekraft während der Betätigung der Ventilnadelplatte 106 auf die Ventilnadel 1320 wirkt. Die Kraft der magnetischen Anziehung zwischen dem Kupplungsteil 1334 und der Ventilnadelplatte 106, die benötigt wird, um die Verbindung zwischen dem Kupplungsteil 1334 und der Ventilnadelplatte 106 ist zu der zuvor erwähnten maximal erlaubten Haltekraft aufrechtzuerhalten, sowie die Kraft der magnetischen Anziehung zwischen dem Kupplungsteil 1334 und dem Ventilnadelkopf 1340, die benötigt wird, die Kupplung zwischen dem Kupplungsteil 1334 und dem Ventilnadelkopf 1340 bis zu der zuvor erwähnten maximal erlaubten Haltekraft aufrechtzuerhalten, kann so ausgebildet sein, um wie gewünscht zu reagieren, wobei sich die entsprechenden Magnetkräfte aus der Dimensionierung und Auswahl eines geeigneten Magneten für das Kupplungsteil 1334 und die Größe und Geometrie des Ventilnadelkopfs 1340 ergeben. Die übrigen Merkmale und der Betrieb dieser Ausführungsform ist der in Bezug auf die 4-6 beschriebenen doppelt wirkenden Ausführungsform ähnlich.
Während oben verschiedene Ausführungsformen entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden ist es selbstverständlich, dass sie nur zum Zweck der Darstellung sowie als Beispiel und nicht als Einschränkung dargestellt wurden. Es ist für einen Fachmann in der zugehörigen Technik offensichtlich, dass verschiedene Änderungen in der Form und in den Details ausgeführt werden können, ohne sich von der Erfindung zu entfernen.

Claims

Eine Spritzgießvorrichtung, umfassend: einen Verteiler (110), der einen Verteilerkanal (126) zum Aufnehmen eines Schmelzestromseines formbaren Materials definiert; eine Düse (112), die einen Düsenkanal definiert, der zum Aufnehmen des Schmelzestroms in Fluidverbindung mit dem Verteilerkanal (126) steht; eine Ventilnadel (120), um die Strömung des Schmelzestroms durch eine der Düse (112) zugeordnete Formangussöffnung (132) zu steuern; ein betätigtes Teil (106) zum Bewegen der Ventilnadel (120), um die Formangussöffnung (132) zu öffnen und zu schließen, die Ventilnadel (120) ist magnetisch mit dem betätigten Teil (106) verbunden; wobei sich die Ventilnadel (120) von dem betätigten Teil (106) trennt, wenn sich das betätigte Teil (106) in der Vorwärtsrichtung bewegt und eine Haltekraft auf die Ventilnadel (120) einwirkt, die größer ist als eine magnetische Anziehungskraft, die die Ventilnadel (120) und das betätigte Teil (106) koppelt.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das betätigte Teil (106) entweder eine Ventilnadelplatte oder ein Kolben eines Aktuators (104) ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend: ein Kupplungsteil (134), das rückwirkend an dem betätigten Teil (106) angeordnet ist und gegenüber dem betätigten Teil (106) durch magnetische Anziehung zwischen dem Kupplungsteil (134) und dem betätigten Teil (106) in Position gehalten ist, wobei die Ventilnadel (120) mit dem Kupplungsteil (134) verbunden ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Ventilnadel (120) durch magnetische Anziehung dazwischen mit dem Kupplungsteil (134) verbunden ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend: einen Ventilnadelhalter (136), wobei die Ventilnadel (120) mit dem Ventilnadelhalter (136) verbunden ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Ventilnadelhalter (136) an dem Kupplungsteil (134) befestigt ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Ventilnadelhalter (136) durch magnetische Anziehung dazwischen an dem Kupplungsteil (134) gehalten ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, weiter umfassend: eine Abstandsscheibe (162), die zwischen dem Ventilnadelhalter (136) und dem Kupplungsteil (134) angeordnet ist, wobei die Position der Ventilnadel (120) mittels der Abstandsscheibe (162) einstellbar ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 3, weiter umfassend: ein zweites Kupplungsteil (142), das die Ventilnadel (120) mit dem Kupplungsteil (134) verbindet, das zweite Kupplungsteil (142) ist in Vorwärtsrichtung vor dem Kupplungsteil (134) angeordnet und durch magnetische Anziehung zwischen dem zweiten Kupplungsteil (142) und dem Kupplungsteil (134) in Position gehalten.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 9, wobei sich das Kupplungsteil (134) von dem zweiten Kupplungsteil (142) trennt und dadurch die auf die Ventilnadel (120) wirkende Haltekraft reduziert, wenn sich das betätigte Teil (106) in der Rückwärtsrichtung bewegt und eine Haltekraft auf die Ventilnadel (120) einwirkt, die größer als eine Kraft der magnetischen Anziehung zwischen dem Kupplungsteil (134) und dem zweiten Kupplungsteil (142) ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, weiter umfassend: einen Positionseinstellmechanismus (962, 166, 168), um die Längsposition des zweiten Kupplungsteils (142) in Bezug auf das Kupplungsteil (134) einzustellen.
Die Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, weiter umfassend: einen Ventilnadelhalter (436), wobei die Ventilnadel (120) mit dem Ventilnadelhalter (436) verbunden ist und der Ventilnadelhalter (436) durch magnetische Anziehung dazwischen an dem zweiten Kupplungsteil (142) gehalten ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, wobei die Ventilnadel (120) sich durch eine Öffnung (135) des betätigten Teils erstreckt, und wobei das Kupplungsteil (134) breiter ist als die Öffnung (135) und die Öffnung (135) überdeckt.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 3 bis 8, weiter umfassend: eine Feder (176), die gegen eine rückwärtige Oberfläche des Kupplungsteils (134) vorgespannt ist, um eine Vorspannkraft zwischen dem Kupplungsteil (134) und dem betätigten Teil (106) bereitzustellen.
Die Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, wobei das betätigte Teil (106) eine Vertiefung (180) umfasst, in der das Kupplungsteil (134) angeordnet ist.