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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen einer Nadelverschlussdüse in einer Kunststoffspritzmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Auf dem Gebiet der Kunststoffverarbeitung werden zur Herstellung von Kunststoffformteilen Nadelverschlussdüsen eingesetzt, mit denen über einen Schmelzgut-Verteiler zugeführter, durch Erhitzen verflüssigter Kunststoff durch eine Zwischenplatte hindurch in eine Spritzgussform injiziert wird, aus der das Formteil nach dem Erstarren des Kunststoffs entnommen werden kann.
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Die Position der Verschlussnadeln, die über eine Betätigungsvorrichtung innerhalb eines in der Zwischenplatte geformten Düsenkanals vor- und zurück bewegt werden, um eine entsprechende Einspritzöffnung in der Spritzgussform freizugeben oder zu verschließen, muss dabei sehr genau eingestellt werden, da es beispielsweise bei einer zu geringen Eindringtiefe der Verschlussnadel zu einem Eintritt des flüssigen Kunststoffmaterial in den Düsenkanal kommt, was nach dem Aushärten des Kunststoffmaterials leicht zu einer Beeinträchtigung der Bewegung der Verschlussnadel führt. Die Betätigungsvorrichtungen umfassen zur Bewegung der Verschlussnadeln üblicherweise einen mit der Verschlussnadel gekoppelten doppelt wirkenden Kolben, der durch eine zugeordnete hydraulische Steuerungseinrichtung innerhalb eines Zylinders der Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von der gewünschten Position der Verschlussnadel vor- und zurückbewegt wird.
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Eine solche Betätigungsvorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 60 111 012 T2 bekannt.
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Weiterhin offenbart die
DE 11 2009 001 915 T5 eine Spritzgießvorrichtung, bei der mehrere Verschlussnadeln jeweils einzeln verstellbar an einer Ventilnadelplatte aufgenommen sind, die über zwei an der Angussplatte aufgenommene Bewegungseinrichtungen in Form von Pneumatikzylindern und -kolben gemeinsam verfahren werden können.
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Da es mit fortschreitender Technik in zunehmendem Maße erforderlich ist, anstelle von rotationssymmetrischen Verschlussnadeln und Verschlussdüsen, die in einem beliebigen Winkel zueinander angeordnet werden können, Verschlussdüsen einzusetzen, bei denen die Düsenöffnung zur Optimierung des Injektionsvorgangs oval oder abgeschrägt ist, besteht die Notwendigkeit, die Verschlussnadeln in einem vorgegebenen festen Winkel gegenüber der Kavität, bzw. der Verschlussdüse anzuordnen.
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Darüber hinaus bestehen spezielle Anforderungen an den Platzbedarf der Betätigungseinrichtungen, da immer kleiner Formteile im Spritzgussverfahren hergestellt werden, die zur Reduzierung der Fertigungskosten bevorzugt in einer möglichst großen Anzahl von z.B. 10 oder mehr nebeneinander angeordneten identischen Einzelkavitäten innerhalb einer gemeinsamen Spritzgussform in einem Arbeitsgang gleichzeitig erzeugt werden. Anders ausgedrückt können durch eine geringere Baubreite der Betätigungseinrichtungen die Abstände zwischen zwei benachbarten Einzelkavitäten reduziert werden, was insgesamt zu einer Verringerung der Größe der Spritzgussform - und damit zu geringeren Herstellungskosten - führt.
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Weiterhin besteht das Problem, dass sich die Einstellmittel die zum Einstellen der Eindringtiefe der Verschlussnadel an der Betätigungseinrichtungen vorgesehen sind, bei den bekannten Betätigungseinrichtungen im montierten Zustand nur schwer erreichen lassen, so dass ein präzises Einstellen der Eindringtiefe der Verschlussnadeln vergleichsweise zeitaufwändig ist.
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Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass die Betätigungseinrichtungen durch die von der Zwischenplatte abgestrahlte Wärme in der Regel stark aufgeheizt werden, wodurch die Dichtungen des Hydraulikkreislaufs innerhalb der Betätigungseinrichtungen überhitzen können.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Betätigen einer Nadelverschlussdüse in einer Kunststoffspritzmaschine zu schaffen, die eine hochpräzise axiale Einstellung der Verschlussnadel in besonders einfacher und zeitsparender Weise ermöglicht, und die ebenfalls sicherstellt, dass sich die Verschlussnadel beim Betätigen der Nadelverschlussdüse relativ zur Kavität nicht verdreht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Betätigen einer Nadelverschlussdüse in einer Kunststoffspritzmaschine ein Gehäuse, in welchem ein Zylinder und ein in dem Zylinder durch ein Druckfluid vor- und zurück bewegbarer Kolben vorgesehen ist, welch letzterer auf eine Verschlussnadel der Nadelverschlussdüse wirkt, um diese in axialer Richtung auf eine Spritzgussform zu oder von dieser weg zu bewegen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die zentrale Längsachse der Verschlussnadel exzentrisch im Abstand zur zentralen Längsachse des Kolbens angeordnet ist. Der Kolben kann hierdurch in kostengünstiger Weise als ein im Querschnitt kreisrunder Rotationskörper gefertigt werden, der in den entsprechend als zentrale Bohrung im Gehäuse ausgestalteten Zylinder eingesetzt wird. Aufgrund der exzentrischen Anordnung der zentralen Längsachse der Verschlussnadel zur zentralen Längsachse des Kolbens, die durch einen vorgegebenen Abstand von z.B. 1 bis 2 mm zwischen den beiden Längsachsen erzeugt wird, fallen die Drehzentren von Kolben und Verschlussnadel auseinander, wodurch eine freie Verdrehung des Kolbens im Zylinder unterbunden und der Kolben sowie auch die mit diesem verdrehfest gekoppelte Verschlussnadel in einer vorgegebenen festen Winkelstellung ausgerichtet werden. Dabei werden der Kolben und die Verschlussnadel beim Öffnen und Schließen der Nadelverschlussdüse in der vorgegebenen Winkelstellung zur Kavität/Spritzgussform innerhalb des Gehäuses ausschließlich entlang ihrer Längsachsen beweglich geführt und allein durch die exzentrische Anordnung gegen eine Verdrehung innerhalb des Zylinders gesichert werden.
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Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass sich der Kolben, der Zylinder und auch die Verschlussnadel vergleichsweise kostengünstig bevorzugt als Drehteile mit hoher Präzision und fertigen lassen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Exzentrizität sozusagen eine Selbsthemmung der Drehwinkellage auftritt, ohne dass hierfür zusätzliche Teile wie z.B. Führungsstifte und entsprechend präzise gefertigte Stiftaufnahmen erforderlich sind, um die Winkelhaltigkeit zu gewährleisten. Darüber hinaus wird bei der erfindungsgemäßen Lösung die Klemmgefahr, wie sie z.B. bei den zuvor erwähnten Führungsstiften und Stiftaufnahmen oftmals zu beobachten ist, erheblich verringert, wodurch ein störungsfreier Betrieb sichergestellt werden kann.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sich das Gehäuse an der Spritzgussform oder der Zwischenplatte relativ zu dieser beweglich über federelastische Mittel abstützt und dass eine in einem festen Abstand von der Spritzgussform angeordnete ortsfeste Stützplatte vorgesehen ist. In der Stützplatte ist ein erster Gewindeabschnitt geformt, der bevorzugt als eine Innengewindebohrung ausgestaltet ist, in die ein mit einem zweiten Gewindeabschnitt, bevorzugt einem Außengewindeabschnitt versehenes Schraubelement einschraubbar ist. Das Schaubelement, welches sich am Gehäuse über einen Anschlag abstützt, bewegt dieses entgegen der Kraft der federelastischen Mittel in Richtung zur Spritzgussform hin, wenn das Schraubelement in die Innengewindebohrung der Stützplatte eingeschraubt wird. Durch die axiale Bewegung des Gehäuses wird dabei ebenfalls die mit dem Kolben gekoppelte Verschlussnadel in Richtung auf die Spritzgussform zu bewegt, was dazu führt, dass sich die Nadelverschlussöffnung im Bereich der Spritzgussform, durch welche hindurch das flüssige Kunststoffmaterial in die Kavität der Spritzgussform eingespritzt wird, verkleinert.
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Diese Ausführungsform der Erfindung besitzt den Vorteil, dass sich die axiale Position der Verschlussnadel auch bei einer Vielzahl von unmittelbar nebeneinander angeordneten Vorrichtungen zum Betätigen der Verschlussdüse durch Verdrehen des zugehörigen, axial zur Verschlussnadel angeordneten Schraubelements mittels eines einfachen Werkzeugs, wie z.B. einem Innensechskantschlüssel oder einem Schraubendreher, in kürzester Zeit und bei erhitzter Spritzgussform, bzw. Zwischenplatte verändern lässt. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass bei der Veränderung der axialen Endposition der Verschlussnadel der Hub - d.h. der Abstand zwischen den beiden Endpositionen des Kolbens innerhalb des Zylinders - unverändert bleibt und somit die Verschlussnadel beim Öffnen der Nadelverschlussdüse weiterhin maximal aus der Düsenöffnung heraus bewegt werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben.
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Querschnittsansicht der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betätigen einer Nadelverschlussdüse,
- 2 eine schematische Aufsicht auf die Stützplatte der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
- 3a eine schematische Aufsicht des bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eingesetzten Kühlelements,
- 3b eine schematische Seitenansicht des Kühlelements,
- 3c eine schematische Darstellung eines Leitungsrohres zur Verwendung in einem solchen Kühlelement,
- 4a eine schematische Detailansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Nadelaufnahme,
- 4b eine um 90° gedrehte schematische Ansicht der Ausführungsform von 4a,
- 4c eine schematische Ansicht der Unterseite der Nadelaufnahme von 4a und 4b,
- 5a eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Nadelkopfes, und
- 5b eine schematische Aufsicht auf den Nadelkopf von 5a.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine Vorrichtung 1 zum Betätigen einer nicht näher gezeigten Nadelverschlussdüse in einer Kunststoffspritzmaschine ein Gehäuse 2, in welchem ein Zylinder 6 und ein in dem Zylinder 6 durch ein Druckfluid vor- und zurück bewegbarer Kolben 8 aufgenommen sind, welch letzterer auf die Verschlussnadel 10 der Nadelverschlussdüse wirkt, um diese in axialer Richtung auf eine ebenfalls nicht näher gezeigte Spritzgussform zu oder von dieser weg zu bewegen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst weiterhin eine Stützplatte 4, die in einem festen Abstand zu einer Zwischenplatte 12 der Spritzgussform angeordnet ist. Die ortsfeste Befestigung der Stützplatte 4 erfolgt über vorzugsweise vier Distanzhülsen 20, 54 und Gewindebolzen 26, welch letztere sich jeweils durch eine nicht näher bezeichnete Bohrung in der Stützplatte 4 sowie durch die zugeordneten Distanzhülsen 20, 54 hindurch erstrecken und mit ihrem freien Ende in einen zugehörigen Gewindeabschnitt 26a in der Zwischenplatte 12 eingeschraubt sind. Die in Verlängerung der Distanzhülsen 20 in Richtung der Zwischenplatte 12 angeordneten Distanzhülsen 54 bewirken in vorteilhafter Weise eine Vergrößerung des Abstands zwischen der Zwischenplatte 12 und dem der Zwischenplatte zugewandten Ende des Gehäuses 2. Dabei bieten die Distanzhülsen 54 genügend Auflagefläche für die federelastischen Mittel 22.
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Gemäß der Darstellung von 1 ist das Gehäuse 2 mit Führungsbohrungen 24 versehen, die die Distanzhülsen 20 umschließen und das Gehäuse 2 dadurch nach Art eines Gleitlagers in axialer Richtung entlang der Distanzhülsen 20 verschiebbar lagern. Am Gehäuse 2 ist auf der der Zwischenplatte 12 zugewandten Seite bevorzugt ein von einem Kühlfluid durchströmtes plattenförmiges Kühlelement 40 befestigt, das ebenfalls mit Bohrungen 48 versehen ist, deren Innenwände auf der Außenseite der Distanzhülsen 20 nach Art eines Gleitlagers geführt sind, wie dies in 3a gezeigt ist.
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In dem Kühlelement 40, auf das nachfolgend noch genauer eingegangen wird, ist eine zentrale Öffnung oder Bohrung 44 geformt, durch welche hindurch sich die Verschlussnadel 10 und/oder ein der Zwischenplatte 12 zugewandter Teil des Kolbens 8 hindurch erstreckt, der die Nadelaufnahme 28 enthält, welche die mechanische Kopplung zwischen dem vorrichtungsseitigen Ende der Verschlussnadel 10 und dem Kolben 8 erzeugt.
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Wie der Darstellung von 1 weiterhin entnommen werden kann, stützt sich das Kühlelement 40 an der Zwischenplatte 12 über federelastische Mittel 22 und die Distanzhülsen 54 ab, die das Gehäuse 2 vorzugsweise von der Zwischenplatte 12 weg drängen. Die federelastischen Mittel umfassen bevorzugt wenigstens eine Spiraldruckfeder 22, welche insbesondere die Außenseite der Distanzhülsen 20 umgibt, und die das Gehäuse 2 unter Erzeugung einer Vorspannung gegen die Stützplatte 4 drängen, die in diesem Falle als Anschlag wirkt, welcher die Bewegung des Gehäuses 2 begrenzt.
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Um hierbei die axiale Position des Gehäuses 2 - und damit die axiale Position der Verschlussnadel 10 - relativ zur Zwischenplatte 12, bzw. zu der nicht näher gezeigten Spritzgussform verändern zu können, ist an der Stützplatte 4 ein erster Gewindeabschnitt 4a geformt, in den ein entsprechender zweiter Gewindeabschnitt 16a eines Schraubelements 16 eingreift, welches sich über eine als Anschlag 17 dienende Schulter am Gehäuse 2 abstützt und dieses entgegen der Kraft der federelastischen Mittel 22 in Richtung auf die Zwischenplatte 12 zu bewegt, wenn das Schraubelement 16 in den Gewindeabschnitt 16a hinein gedreht wird.
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Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Gehäuse 2 und der darin aufgenommene Zylinder 6 als Einheit verschoben und positioniert werden können, wobei der Hub des Kolbens 8 innerhalb des Zylinders 6 während einer Neupositionierung der Verschlussnadel 10 unverändert bleibt, was in vorteilhafter Weise dazu führt, dass der maximale Verfahrweg, um den der Kolben 8 zum Öffnen der Nadelverschlussdüse verschoben werden kann, stets in vollem Umfang zur Verfügung steht.
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Obgleich der Gewindeabschnitt am Schraubelement 16 gemäß einer in den Zeichnungen nicht näher gezeigten Ausführungsform der Erfindung prinzipiell auch nach Art eines aufschraubbaren Gefäßdeckels ein Innengewindeabschnitt sein kann, der z.B. an der Außenwand einer im Schraubelement 16 geformten umlaufenden Nut geformt ist und in einen entsprechenden Außengewindeabschnitt an der Stützplatte 4 eingreift, ist dieser bei der in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in vorteilhafter Weise als ein zylindrischer Außengewindeabschnitt 16a ausgebildet, der in den Innengewindeabschnitt 4a einer Innengewindebohrung 14 in der Stützplatte 4 eingreift.
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Weiterhin ist es in Hinblick auf eine gute Zugänglichkeit des Schraubelements 16 sowie des Zylinderinnenraums von Vorteil, wenn sich das Schraubelement, wie in 1 dargestellt, in das der Spritzgussform abgewandte Ende des Zylinders 6 hinein erstreckt und diesen, beispielsweise unter Verwendung einer nicht näher gezeigten Dichtung, z.B. einer bekannten O-Ring-Dichtung, druckdicht abdichtet. In diesem Falls kann nach dem Herausdrehen des Schaubelements 16 aus der Gewindebohrung 14 der Kolben 8 zusammen mit der eingesetzten Nadelaufnahme 28 und der Verschlussnadel 10 in Richtung von der Zwischenplatte 12 weg aus dem Zylinder 6 herausgezogen werden, was im Gegensatz zu den Betätigungseinrichtungen des Standes der Technik eine besonders einfache und zeitsparende Möglichkeit bietet den Kolben und den Innenraum des Zylinders, sowie sämtliche damit zusammenwirkenden Dichtungen einer Revision zu unterziehen, da nicht das gesamte Gehäuse 2 von der Zwischenplatte 12 abgenommen werden muss.
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Die Verschlussnadel 10 ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einem Nadelkopf 66 verbunden, der von der Seite her, d.h. senkrecht zur zentralen Längsachse 62 des Kolbens 8 in eine insbesondere T-förmige Nut der Nadelaufnahme 28 einschiebbar ist, die in einer dafür vorgesehenen Ausnehmung des Kolbens 8 koaxial an diesem aufgenommen wird. Die zentrale Längsachse 60 der Verschlussnadel 10 weist dabei bevorzugt einen Abstand A zur zentralen Längsachse 62 des Kolbens 8 und der koaxial im Kolben 8 aufgenommenen Nadelaufnahme 28 auf. Der Abstand A kann je nach Größe des Kolbens z.B. 1 bis 2 mm oder auch mehr betragen. Dies verhindert in Verbindung mit der, durch das Befestigungselement 58 mit der Zwischenplatte 12 ortsfest verbundenen Führungshülse 56, an der sich das Gehäuse 2 drehfest an der Zwischenplatte abstützt, in vorteilhafter Weise, dass sich die Verschlussnadel 10 und auch die Nadelaufnahme 28 um die jeweils eigene zentrale Längsachse 60, 62 herum drehen können.
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Die Befestigung der Nadelaufnahme 28 am Kolben 8 erfolgt dabei in vorteilhafter Weise mit Hilfe einer bevorzugt exzentrisch im Kolben 8 angeordneten Schraube 30, die sich von der der Zwischenplatte 12 abgewandten Seite des Kolbens 8 aus durch eine im Kolben 8 geformte Öffnung hindurch erstreckt, und die mit ihrem freien Ende in eine nicht näher bezeichnete Gewindebohrung in der Nadelaufnahme 28 eingreift. Um den Kolben 8 während des Lösens oder Anziehens der Schraube 30 verdrehsicher im Zylinder 6 fixieren zu können, weist dieser bevorzugt eine von der Schraube 30 beabstandete Ausnehmung 32 zur formschlüssigen Aufnahme eines geeigneten Haltewerkzeugs, insbesondere zur Aufnahme eines Innensechskantschlüssels, auf.
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Dies eröffnet in besonders vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Nadelaufnahme 28 zusammen mit der eingesetzten Verschlussnadel 10 mit dem Kolben 8 durch Anziehen der Schraube 30 zu verbinden, ohne dass der frei beweglich im Zylinder 6 aufgenommene Kolben 8 durch das beim Anziehen der Schraube 30 auf den Kolben 8 übertragene Drehmoment innerhalb des Zylinders 6 mit verdreht wird. Hierdurch eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere für den Einsatz in Spritzgussformen, die einen nicht rotationssymmetrischen Verschlussdüsenquerschnitt besitzen, da die gewünschte Rotationslage der Verschlussnadel 10 relativ zur Verschlussdüse bei der Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung beibehalten werden kann.
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Wie der Darstellung der Ausführungsform von 1 weiterhin zu entnehmen ist, ragt der Bereich der T-förmigen Nut der Nadelaufnahme 28 bevorzugt aus der Ausnehmung im Kolben 8 in Richtung zur Zwischenplatte 12 heraus. Der Kolben 8 erstreckt sich hierbei in der Endposition seines Bewegungsweges in Richtung zur Zwischenplatte 12 hin bevorzugt bis wenigstens an das spritzgussformseitige Ende der zentralen Öffnung 44 heran, wobei das die T-förmige Nut aufweisende Ende der Nadelaufnahme 28 sich dabei in vorteilhafter Weise über den Rand der Öffnung 44 hinaus bis in den frei zugänglichen Bereich zwischen dem Grundkörper 42 des Kühlelements 40 und der Zwischenplatte 12 hinein erstreckt. Hierdurch wird es ermöglicht, dass die Vorrichtung in dieser Stellung durch Lösen der Gewindebolzen 26 und seitliches Verschieben der Vorrichtung als solcher sehr leicht von der Verschlussnadel 10 getrennt werden kann.
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Die zuvor beschriebene Ausführungsform besitzt den Vorteil, dass der von dem hydraulischen Medium durchflossenen Innenraum des Zylinders 6 zum sowohl zum Lösen, als auch zum Verbinden Vorrichtung mit der Verschlussnadel 10 nicht geöffnet werden muss, so dass ein Ablassen des Hydrauliköls aus dem Zylinder für einen Wechsel der Verschlussnadel nicht erforderlich ist.
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Wie der Darstellung von 2 weiterhin im Detail entnommen werden kann, ist an der Stützplatte 4 und dem Schraubelement 16 vorzugsweise eine Skala 34 vorgesehen, über welche sich die Einschraubtiefe des Schraubelements 16 in die Gewindebohrung 14 der Stützplatte 4 erfassen lässt. Die Skala 34 ist bevorzugt als eine an die Ganghöhe des verwendeten Gewindes angepasste Noniusskala ausgestaltet, welche es dem Benutzer erlaubt, die axiale Positionsänderung der Verschlussnadel 10 bei einer Verdrehung des Schaubelements 16 um einen vorgegebenen Winkelbetrag unmittelbar und mit hoher Präzision an der Skala ablesen zu können.
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Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich gegenüber den bekannten Vorrichtungen des Standes der Technik der Vorteil, dass die exakte Positionierung der Verschlussnadeln von einer Person allein vorgenommen werden kann, da die Verschlussnadel nach dem Einmessen des erforderlichen Verfahrweges der Nadelspitze von der Ist-Position bis zur Soll-Position durch ein einfaches Verdrehen des Schraubelements 16 und Ablesen des zugehörigen Verstellweges auf der Skala 34 zu dieser Position verfahren werden kann. Das Verdrehen des Schraubelements 16 kann dabei beispielsweise über eine angedeutete sechseckige Ausnehmung 18 im Schraubelement 16 und einen Innensechskantschlüssel oder eine sonstige lösbare formschlüssige Verbindung erfolgen.
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Weiterhin ist es durch den Einsatz der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung möglich, die gewünschte Eindringtiefe der Verschlussnadel 10 auch während des Betriebes, d.h. im aufgeheizten Zustand der Spritzgussform, bzw. der Zwischenplatte 12 einzustellen, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass mitunter unterschiedliche Ausdehnungen der Zwischenplatte bei der axialen Positionierung der Verschlussnadeln berücksichtigt werden können.
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Um die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 nach dem Einstellen der axialen Nadelposition gegen ein unbeabsichtigtes Verstellen derselben zu sichern, können Fixierelemente 36, bevorzugt in Form von in 2 dargestellten Schrauben, vorgesehen sein, die sich durch Bohrungen in der Stützplatte 4 hindurch in nicht näher gezeigte Gewindebohrungen im Gehäuse 2 hinein erstrecken. Durch Anziehen der Fixierelemente 36 lässt sich das Gehäuse 2 hierbei mit der Stützplatte 4 verspannen, wodurch die Gewindeabschnitte 4a und 16a ebenfalls nach Art einer Konterverschraubung miteinander verspannt und gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert werden.
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Nach einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken umfasst das plattenförmige Kühlelement 40, wie in den 3a und 3b gezeigt, einen Grundkörper 42, der bevorzugt aus einem thermisch gut leitendem Material, wie beispielsweise Kupfer, besteht. In den Grundkörper sind vier eckseitige Bohrungen 48 zur Durchführung der Distanzhülsen 20 sowie eine zentrale Bohrung 44 eingebracht, durch welch letztere hindurch der Kolben 8, bzw. die Verschlussnadel 10 hindurchgeführt sind. Um die zentrale Bohrung 44 herum ist ein durchgängiger, in der Aufsicht von 3a schlaufen- oder ösenförmiger Kanal 46 eingelassen, der an den eckseitigen Bohrungen 48 vorbei geführt ist.
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In den Kanal 46 ist ein dem Verlauf und der Querschnittsform des Kanals 46 angepasstes durchgängiges geschlossenes Leitungsrohr 50 eingesetzt, das an seinen Enden mit jeweiligen Anschlussadaptern 52a für den Eintritt und 52b für den Austritt eines Kühlfluids 50 versehen ist, welche gemäß der Darstellung von 3c bevorzugt einen größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Leitungsrohres 50 besitzen. Das Leitungsrohr 50, das gegenüber dem Durchmesser des Kanals 46 einen geringfügig z.B. 0,5mm bis 1mm größeren Außendurchmesser besitzt, besteht bevorzugt ebenfalls aus thermisch gut leitendem und leicht formbarem Material wie beispielsweise Kupfer, und ist zur Vergrößerung der thermischen wirksamen Kontaktfläche von der offenen Seite aus in den im Querschnitt bevorzugt U-förmigen Kanal 46 eingepresst.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sich die Enden des Leitungsrohres 50 gewünschten Falls bis zu einer von den heißen Teilen des Kühlelements 40 und der Zwischenplatte 12 der Spritzgussmaschine entfernten Position führen lassen, in der ausreichend Raum zur Verfügung steht, um die Anschlussadapter 52a, 52b, für die Zu- und Abfuhr des Kühlfluids, die häufig einen deutlich größeren Durchmesser als das Leitungsrohr 50 aufweisen, mit den zugehörigen Leitungen für das Kühlfluid zu verbinden.
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Dies eröffnet weiterhin in besonders vorteilhafter Weise die Möglichkeit, dass der Grundkörper 42 des Kühlelements 40 eine nur wenige Millimeter größere Dicke als der Außendurchmesser des Leitungsrohres 50 besitzen kann, da bereits eine geringfügige Restwandstärke für die zuverlässige Ableitung der Wärme ausreicht. Demgemäß können entweder Leitungsrohre 50 mit einem größeren Durchmesser verwendet werden, um den Kühlmitteldurchsatz zu erhöhen, oder aber die Dicke bzw. Höhe des Kühlelements 40 kann bei einem vorgegebenen Leitungsquerschnitt verringert werden, wodurch sich in gleicher Weise die Höhe - und damit der Platzbedarf - der erfindungsgemäßen Vorrichtung verringert.
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In den 4a bis 4c ist die bevorzugte Ausführungsform der Nadelaufnahme 28 in unterschiedlichen Blickwinkeln gezeigt. Im Detail zeigt 4a die Nadelaufnahme 28 in einer Frontansicht, in der die zentrale Längsachse 62 der Nadelaufnahme 28 und die Längsachse 64 der Ausnehmung für die Schraube 30 zusammenfallen. Die T-förmige Nut 70 erstreckt sich hierbei in der Darstellung in die Bildebene hinein.
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4b zeigt eine Darstellung der um 90 Grad gedrehten Nadelaufnahme 28 der 4a. In dieser Darstellung verläuft die Längsachse der T-förmigen Nut 70 innerhalb der Bildebene. Weiterhin ist der Darstellung von 4b zu entnehmen, dass die zentrale Längsachse 64 der Gewindebohrung für die Schraube 30 exzentrisch in einem Abstand B zur zentralen Längsachse 62 der Nadelaufnahme 28 verläuft.
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Darüber hinaus kann der Darstellung von 4c, die die Nadelaufnahme 28 von unten her zeigt, entnommen werden, dass die T-förmige Nut von der Unterseite der Nadelaufnahme 28 aus betrachtet eine zentrale, bevorzugt kreisabschnittsartige Ausnehmung aufweist, die sich in Richtung zum Rand der Nadelaufnahme 28 hin zu einem Abschnitt konstanter Breite hin vergrößert. Die seitlichen Längskanten der T-förmigen Nut 70 sind in 4c durch parallel zueinander verlaufende gestrichelte Linien angedeutet.
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Die 5a und 5b zeigen demgegenüber jeweils eine Seitenansicht und eine Aufsicht auf den mit der Verschlussnadel 10 verbundenen Nadelkopf 66, dessen seitliche abgeflachte Kannten in Verbindung mit der passgenauen Führung des Nadelkopfes 66 innerhalb der schlitzartigen Längsführung der Nadelaufnahme 28, in vorteilhafter Weise eine zuverlässige drehfeste Kopplung der Verschlussnadel 10 mit der Nadelaufnahme 28 , die sich bei einem Festsitzen der Verschlussnadel 10 in der Verschlussdüse nötigenfalls mit wenigen Handgriffen und ohne zusätzliches Werkzeug lösen lässt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gehäuse
- 4
- Stützplatte
- 4a
- Erster Gewindeabschnitt an Stützplatte
- 6
- Zylinder
- 8
- Kolben
- 10
- Verschlussnadel
- 12
- Zwischenplatte
- 14
- Gewindebohrung
- 16
- Schraubelement
- 16a
- Zweiter Gewindeabschnitt an Schraubelement
- 17
- Anschlag
- 18
- Sechskant-Ausnehmung
- 20
- Distanzhülse
- 22
- federelastische Mittel
- 24
- Führungsbohrung
- 26
- Gewindebolzen
- 26a
- Gewindeabschnitt
- 28
- Nadelaufnahme
- 30
- Schraube
- 32
- Ausnehmung
- 34
- Skala
- 36
- Fixierelement
- 38
- Anschlüsse
- 40
- Kühlelement
- 42
- Grundkörper
- 44
- zentrale Öffnung
- 46
- Kanal
- 48
- Bohrung
- 50
- Leitungsrohr
- 52a
- Anschlussadapter für den Eintritt von Kühlfluid
- 52b
- Anschlussadapter für den Austritt von Kühlfluid
- 54
- Distanzhülse
- 56
- Führungshülse
- 58
- Befestigungselement
- 60
- Längsachse der Verschlussnadel
- 62
- Längsachse des Kolbens
- 64
- Längsachse der Schraube
- 66
- Nadelkopf
- 68
- Bohrung
- 70
- Nut
- A
- Abstand A
- B
- Abstand B
