DE102013021363A1

DE102013021363A1 - Überführungseinrichtung für eine Etagenspritzgießform

Info

Publication number: DE102013021363A1
Application number: DE102013021363.0A
Authority: DE
Inventors: Denis Babin
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-07-10
Also published as: CN103878945A; CN103878945B; US20140178525A1; US9327436B2

Abstract

Es werden Etagenspritzgieß-Übertragungseinheiten offenbart, die erste und zweite Übertragungsteile mit entsprechenden ersten und zweiten Übertragungskanälen, ersten und zweiten Ventilsitzen und ersten und zweiten Ventilteilen umfassen. Das erste Ventilteil definiert einen Strömungsabschnitt und eine erste Dichtungsfläche und das zweite Ventilteil definiert eine zweite Dichtungsfläche und eine Aufnahmetasche. Wenn die ersten und zweiten Übertragungsteile in einem Eingriffs-Konfiguration sind, bilden die ersten und zweiten Übertragungskanäle einen gemeinsamen Übertragungskanal aus. Wenn die Übertragungseinheit in einer strömungsgeschlossenen Konfiguration ist, ist eine Strömung von Formmaterial blockiert und wenn die Übertragungseinheit in einer strömungsoffenen Konfiguration ist, ist die erste Dichtungsfläche des ersten Ventilteils gleitend in der Aufnahmetasche des zweiten Ventilteils aufgenommen und der Strömungsabschnitt des ersten Ventilteils ist so positioniert, um eine Strömung des Formmaterials in den gemeinsamen Übertragungskanal zu ermöglichen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgießvorrichtung und insbesondere auf eine Etagenspritzgießvorrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das Etagenspritzgießen ist ein Verfahren, bei dem der Spritzgießausstoß gesteigert werden kann durch das rückseitige direkt anschließende Anordnen von Formhohlräumen in einer Spritzgießvorrichtung, die zwei oder mehr Teilungslinien aufweist. Um Formmaterial zu den Formhohlräumen einer Etagenform zu liefern, wird das Formmaterial von der Spritzgießmaschine über eine Teilungslinie, die zwischen einer stationären Seite und einem bewegbaren Mittelabschnitt der Spritzgießvorrichtung vorhanden ist, an ein Heißkanalsystem übertragen, das in dem bewegbaren Mittelabschnitt angeordnet ist.
Es wurden bereits verschiedene Lösungen für die Übertragung des Formmaterials über die Teilungslinie einer Etagenform an das Heißkanalsystem vorgeschlagen. Zum Beispiel kann eine Angussdüse, die sich mit dem beweglichen Mittelabschnitt bewegt, wenn die Form während eines Einspritzzyklus geöffnet und geschlossen wird, mit dem Heißkanalsystem gekoppelt sein, um sich zum Anschluss an die Maschinendüse über die Teilungslinie hinweg zu erstrecken; jedoch ist, wenn die Form geöffnet ist, die Angussdüse von der Spritzgieß-Maschinendüse entkoppelt und es müssen Vorkehrungen getroffen werden, um die Spritzgieß-Maschinendüse und die Angussdüse daran zu hindern, Formmaterial auslaufen zu lassen. In einigen Fällen verbleibt die Angussdüse beim Öffnen der Spritzgießvorrichtung zwischen den sich teilenden Oberflächen und wird zu einem potenziellen Hindernis für die neuen Formteile, die aus der Spritzgießvorrichtung ausgeworfen werden.
Es sind Ventil-zu-Ventil-Übertragungssysteme für Formmaterial bekannt, die andere Lösungen anbieten, um Formmaterial über die Teilungslinie einer Etagenform an das Heißkanalsystem zu übertragen, bei denen ein erstes Ventilübertragungsteil relativ zu der stationären Seite der Spritzgießvorrichtung fixiert ist und ein zweites Ventilübertragungsteil an dem Heißkanalsystem in dem bewegbaren Mittelabschnitt fixiert ist. Wenn das Etagenspritzgießsystem geschlossen ist, stehen die ersten und zweiten Übertragungsteile in Eingriff miteinander und die Ventile in jedem Übertragungsteil können so positioniert sein, um der Schmelze zu erlauben, über die Teilungslinie von der Spritzgießmaschinendüse aus dem ersten Übertragungsteil auf das zweite Übertragungsteil und in das Heißkanalsystem zu strömen. Umgekehrt, wenn die Etagenspritzgießvorrichtung geöffnet ist, sind die Übertragungsteile voneinander getrennt, um für die neuen Formteile, die aus der Spritzgießvorrichtung ausgeworfen werden, einen hindernisfreien Fallbereich zu ermöglichen, und die Ventile können so positioniert werden, um ein Ausströmen von Formmaterial zu verhindern. In solchen Systemen ist es üblich, dass sich Formmaterial zwischen den Eingriffsflächen der Übertragungsteile ablagert.
Daher besteht im Stand der Technik ein Bedarf, einige der mit den bekannten Lösungen für die Übertragung von Schmelze über eine Teilungslinie in einer Etagenform zu überwinden.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der Erfindung sind auf eine Etagenform-Übertragungseinheit zum Fördern von Formmaterial über die Teilungslinie in einer Etagenform gerichtet. Die Übertragungseinheit umfasst ein erstes Übertragungsteil, das einen ersten Übertragungskanal, einen ersten Ventilsitz, und ein erstes Ventilteil, das innerhalb des ersten Übertragungskanals angeordnet ist, aufweist. Das erste Ventilteil umfasst einen Strömungsabschnitt und eine erste Ventildichtungsfläche. Ein zweites Übertragungsteil weist einen zweiten Übertragungskanal, einen zweiten Ventilsitz, und ein zweites Ventilteil, das innerhalb des zweiten Übertragungskanals angeordnet ist, auf. Das zweite Ventilteil umfasst eine zweite Ventildichtungsfläche und eine Aufnahmetasche. Das erste Übertragungsteil und das zweite Übertragungsteil bilden in einer Eingriffskonfiguration einen gemeinsamen Übertragungskanal aus den ersten und zweiten Übertragungskanälen aus. Wenn die Übertragungseinheit in einer strömungsgeschlossenen Konfiguration ist, ist die Strömung von Formmaterial innerhalb des gemeinsamen Übertragungskanals blockiert, und wenn die Übertragungseinheit in einer strömungsoffenen Konfiguration ist, ist die erste Ventildichtungsfläche, die das stromabwärtige Ende des ersten Ventilteils umgibt, verschiebbar in der Aufnahmetasche aufgenommen, der Strömungsabschnitt ist so positioniert, um dem Formmaterial zu ermöglichen, in den gemeinsamen Übertragungskanal zu strömen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und anderen Merkmale und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Die beigefügten Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind und einen Teil der Spezifikation bilden, dienen weiter dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären und es einem Fachmann auf dem relevanten Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und anzuwenden. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu.
1A ist eine Schnittansicht einer Etagenspritzgießvorrichtung in einer Formoffenen Konfiguration und mit einer Übertragungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
1B ist die Etagenspritzgießvorrichtung aus 1A in einer Form-geschlossenen Konfiguration.
2A–2C sind vergrößerte Ansichten des Übertragungsbereichs A der Etagenspritzgießvorrichtung aus den 1A und 1B.
3A–3C sind Schnittansichten eines Übertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung mit einer Übertragungseinheit gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
4A und 4B sind Schnittansichten eines Übertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung, in der ein Spalt zwischen den Ventilteilen der Übertragungseinheit vorgesehen ist, wenn die Übertragungseinheit in der strömungsoffenen Konfiguration ist gemäß einer Ausführungsformen der Erfindung.
5 ist eine Schnittansicht eines Übertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung, in der das erste Übertragungsteil einen männlichen Ausrichtungskegel und einen Ausrichtungsvorsprung aufweist und das zweite Übertragungsteil einen weiblichen Ausrichtungskegel und eine Ausrichtungsbuchse umfasst gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
6A und 6B sind Schnittansichten eines Übertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung mit einem zweiten Ventilteil, in dem das zweite Ventilteil mit einem Entlüftungskanal versehen ist gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
7A ist eine Schnittansicht eines Bereichs der Etagenspritzgießvorrichtung der
6A und 6B, in der der Entlüftungskanal über den Isolationsabstand zum Verteiler mit der Atmosphäre in Fluidverbindung steht.
7B und 7C sind Schnittansichten eines Bereichs der Etagenspritzgießvorrichtung der 6A und 6B, in der der Entlüftungskanal über die Kolbenkammer mit der Atmosphäre in Fluidverbindung steht und ein Rückschlagventil dazwischen angeordnet ist.
8A–8C sind Schnittansichten eines Übertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung, in der das zweite Ventilteil in der strömungsgeschlossenen Position vorgespannt ist und durch die Betätigung des ersten Ventilteils in die strömungsoffene Position gedrückt wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
9A und 9B sind Schnittansichten eines Bereichs der Etagenspritzgießvorrichtung der 8A–8C, ein Vorspannelement zeigend, das dem Vorspannelement des zweiten Ventilteils zugeordnet ist.
10A und 10B sind Schnittansichten eines Übertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung, in der die Tiefe der Aufnahmetasche größer ist als die Länge des Betätigungshubs des ersten Ventilteils 123 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
11A–11D sind Schnittansichten eines Übertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung, in der das zweite Ventilteil ein Stift zum Entfernen von Formmaterial aufweist, das zwischen das erste Ventilteil und die Aufnahmetasche wandern kann, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
12 ist eine Schnittansicht eines Bereichs der Etagenspritzgießvorrichtung der 11–11D, die das zweite Ventilteil und Stift-Aktuatoren zeigt.
13A ist eine Schnittansicht eines Übertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung, in der die Übertragungseinheit ein erstes Ventilteil mit einem Tunnelstromabschnitt aufweist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
13B ist eine Schnittansicht der 13A entlang der Linie B-B.
13C ist eine Schnittansicht des ersten Ventilteils mit einem Kanalstromabschnitt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
14 ist eine Schnittansicht eines Bereichs des zweiten Übertragungsteils, in der das zweite Ventilteil eine reduzierte zweite Ventildichtungsfläche aufweist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen identische oder funktional ähnliche Elemente kennzeichnen. Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendung und Verwendung der Erfindung zu beschränken. In der folgenden Beschreibung wird „stromabwärts” in Bezug auf die Richtung der Strömung des Formmaterials von einer Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine zu einem Formhohlraum eines Spritzgießsystems verwendet, und auch in Bezug auf die Reihenfolge der Komponenten oder Merkmale davon durch die das Formmaterial von der Einspritzeinheit zu dem Formhohlraum strömt, wobei in Bezug auf die entgegengesetzte Richtung „stromaufwärts” verwendet wird. Obwohl die Beschreibung der Ausführungsformen hierin im Kontext mit einem Heißkanal-Spritzgießsystem steht, kann die Erfindung auch in anderen Spritzgießanwendungen eingesetzt werden, in denen sie nützlich ist, nicht einschränkende Beispiele davon umfassen, das Spritzgießen von thermoplastischen Harzen wie beispielsweise flüssiger Silikonkautschuk oder Ähnliches. Darüber hinaus ist es nicht beabsichtigt, durch irgendeine explizite oder implizite Theorie beschränkt zu sein, die in dem vorherstehenden technischen Gebiet, Hintergrund, kurze Zusammenfassung oder in der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt ist.
1A ist eine Schnittansicht einer Etagenspritzgießvorrichtung 101 in einer formoffenen Konfiguration und weist eine Übertragungseinheit 102 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf, und 1B ist die Etagenspritzgießvorrichtung 101 aus 1A in einer formgeschlossenen Konfiguration. Die Etagenspritzgießvorrichtung 101 umfasst eine stationäre Seite 103, eine bewegbare Seite 104, einen bewegbaren Mittelabschnitt 105 zwischen der stationären Seite 103 und der bewegbaren Seite 104, eine Übertragungseinheit 102 zum Fördern des Formmaterials an ein Heißkanalsystem 106, das in dem bewegbaren Mittelabschnitt 105 untergebracht ist. Die Etagenspritzgießvorrichtung 101 ist ausgebildet, um zwischen den Platten einer Spritzgießmaschine (nicht gezeigt) montiert zu werden, mit der stationären Seite 103, montiert an der stationären Platte, der bewegbaren Seite 104, montiert an der bewegbaren Platte, und dem bewegbaren Mittelabschnitt 105, montiert an einer bewegbaren Mittelabschnittsunterstützung zwischen der stationären Platte und der bewegbaren Platte. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Etagenspritzgießvorrichtung 101 eine zweistufige Etagenspritzgießvorrichtung mit einer Teilungslinie P_LA, definiert zwischen der stationären Seite 103 und dem bewegbaren Mittelabschnitt 105, und einer Teilungslinie P_LB, definiert zwischen dem bewegbaren Mittelabschnitt 105, und der bewegbaren Seite 104, so dass, wenn die Etagenspritzgießvorrichtung 101 in der Form-geschlossen-Konfiguration ist, wie in 1B gezeigt, die Formhohlräume 107A, 107B zwischen der stationären Seite 103, dem bewegbaren Mittelabschnitt 105 und der bewegbaren Seite 104 definiert sind.
Wie es für einen Fachmann in dieser Technik selbstverständlich ist, koppelt ein Zentriermechanismus 108 die stationäre Seite 103, die bewegbare Seite 104 und den bewegbaren Mittelabschnitt 105 zusammen und hält einen relativen Abstand dazwischen, wenn die Etagenspritzgießvorrichtung 101 zwischen der Form-offen-Konfiguration wie in 1A gezeigt und der Form-geschlossen-Konfiguration wie in 1B gezeigt, verschoben wird.
Die stationäre Seite 103 umfasst eine Rückenplatte 109A und eine Kernplatte 110A. Die stationäre Seite 103 ist über die Rückenplatte 109A mit der stationären Platte der Spritzgießmaschine gekoppelt. Die Kernplatte 110A umfasst Kerne 111A, die eine innere Oberfläche der durch die Formhohlräume 107A erstellten Formteile definieren. In der aktuellen Ausführungsform werden die Kerne 111A beispielhaft, aber nicht einschränkend, als integral mit der Kernplatte 110A ausgebildet dargestellt. In einer Ausführungsform (nicht gezeigt) sind die Kerne 111A als Kerneinsätze definiert, die mit der Kernplatte 110A gekoppelt sind. Die stationäre Seite 103 umfasst weiter ein erstes Übertragungsteil 112, ein Einlassteil 113 und einen Aktuator 114. In einer Ausführungsform kann das erste Übertragungsteil 112 als eine erste Übertragungsdüse 112 bezeichnet werden. Eine Bohrung 115 erstreckt sich durch die Rückenplatte 109A und die Kernplatte 110A in der das erste Übertragungsteil 112 angeordnet ist. Die Bohrung 115 ist so bemessen, um einen isolierenden Luftraum zwischen dem ersten Übertragungsteil 112 und sowohl der Rückenplatte 109A als auch der Kernplatte 110A auszubilden, und definiert weiter eine Schulter 116 und eine erste Transferdichtungsbohrung 117. Die Schulter 116 positioniert und stützt das erste Übertragungsteil 112 in der stationären Seite 103 über einen Flansch 118, der in der Nähe eines stromaufwärtigen Endes des ersten Übertragungsteils 112 angeordnet ist, wobei die erste Übertragungsdichtungsbohrung 117 ein stromabwärtiges Ende des ersten Übertragungsteils 112 über eine erste Transferdichtung 119 relativ zur Kernplatte 110A positioniert. Die erste Übertragungsdichtung 119 ist beispielhaft, aber nicht einschränkend, als ein separates Bauteil dargestellt. In einer Ausführungsform (nicht gezeigt) ist die erste Übertragungsdichtung 119 integral mit dem ersten Übertragungsteil 112 ausgebildet.
Der Aktuator 114 umfasst ein Gehäuse 120, das mit der Rückenplatte 109A verbunden ist, eine Kappe 121 und einen Kolben 122. Der Kolben 122 und das Einlassteil 113 sind innerhalb des Gehäuses 120 angeordnet, wobei der Kolben 122 verschiebbar innerhalb des Gehäuses 120 angeordnet ist und über ein Verbindungsteil 124 mit einem ersten Ventilteil 123 gekoppelt ist. Das erste Ventilteil 123 ist in einer Ausführungsform, in der es als Ventilnadel oder als Ventilschaft bezeichnet werden kann, durch die Bewegung des Kolbens 122 zwischen einer strömungsoffenen Position und einer strömungsgeschlossenen Position bewegbar. Das Einlassteil 113 definiert einen Einlasskanal 125, der mit einer Spritzgießmaschinendüse (nicht gezeigt) verbunden ist, um einen unter Druck stehenden Strom von Formmaterial aufzunehmen. Eine Ventilbuchse 126 ist zwischen dem ersten Übertragungsteil 112 und dem Einlassteil 113 angeordnet. Die Ventilbuchse 126 definiert einen Ventilbuchsenkanal 127, der an einem stromaufwärtigen Ende in Fluidverbindung mit dem Einlasskanal 125 und an einem stromabwärtigen Ende in Fluidverbindung mit einem ersten Übertragungskanal 128 in dem ersten Übertragungsteil 112 steht. Die Ventilbuchse 126 definiert weiter eine Führungsbohrung 129, durch die das erste Ventilteil 123 gleitet, wenn das erste Ventilteil 123 verschoben wird. Die Kappe 121 ist an einem hinteren Ende des Gehäuses 120 angebracht und stellt eine Oberfläche bereit, auf die das Einlassteil 113 Druck überträgt, um eine durch die Wärmeausdehnung des Einlassteils 113 erzeugte Kraft auf die Ventilbuchse 126 und auf das erste Übertragungsteil 112 zu übertragen, und dazwischen eine Fluiddichtung zu erzeugen. In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) wird eine Fluiddichtung zwischen dem Einlassteil 113, der Ventilbuchse 126 und einem ersten Übertragungsteil 112 durch ein Verbinden des Einlassteils 113, der Ventilbuchse 126 und des ersten Übertragungsteils 112 mit einer Innensechskantschraube oder Ähnlichem aufrechterhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform kann der Aktuator 114 als ein Reihenaktuator bezeichnet werden, da das erste Ventilteil 123 koaxial mit der Spritzgießmaschinendüse ausgerichtet ist; jedoch ist diese besondere Art eines Aktuators beispielhaft, aber nicht einschränkend, dargestellt, da jede Art von Aktuator, der das erste Ventilteil 123 zwischen einer strömungsoffenen Position und einer strömungsgeschlossenen Position bewegen kann, für dessen Verwendung hierin angepasst werden kann.
Die bewegbare Seite 104 umfasst eine Rückenplatte 109B und eine Kernplatte 110B, und ist über die Rückenplatte 109B mit der beweglichen Platte der Spritzgießmaschine gekoppelt. Die Kernplatte 110B umfasst Kerne 111B, die eine innere Oberfläche der von den Formhohlräumen 107B erstellten Formteile definieren. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Kerne 111B beispielhaft, aber nicht einschränkend als einstückig mit der Kernplatte 110B dargestellt. In einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) werden die Kerne 111B durch Kerneinsätze definiert, die mit der Kernplatte 110B gekoppelt sind. Die Kernplatte 110B und die Kernplatte 110A können weiter Auswurfeinrichtungen (nicht gezeigt) für die Formteile umfassen, wie beispielsweise pneumatische Formteil-Ausstoßkanäle, Auswurfstifte, Abstreifringe oder dergleichen.
Der bewegbare Mittelabschnitt 105 umfasst eine Hohlraumplatte 130A, eine Hohlraumplatte 130B, ein zweites Übertragungsteil 131, einen Aktuator 132 und ein Heißkanalsystem 106, das unter anderem einen Verteiler 133 und eine Vielzahl von Düsen 134A, 134B umfasst. In einer Ausführungsform kann das zweite Übertragungsteil 131 als eine zweite Übertragungsdüse 131 bezeichnet werden. Die Hohlraumplatten 130A, 130B umfassen Hohlräume 135A, 135B, die eine äußere Oberfläche der durch die entsprechenden Formhohlräume 107A, 107B erstellten Formteile definieren. In der aktuellen Ausführungsform sind die Hohlräume 135A, 135B beispielhaft, aber nicht einschränkend, als einstückig mit den jeweiligen Hohlraumplatten 130A, 130B dargestellt. In einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) werden die Hohlräume 135A, 135B durch Hohlraumeinsätze definiert, die mit den jeweiligen Hohlraumplatten 130A, 130B gekoppelt sind.
Eine Bohrung 136 erstreckt sich durch die Hohlraumplatte 130A, in der das zweite Übertragungsteil 131 angeordnet ist. Die Bohrung 136 ist so bemessen, um einen isolierenden Luftraum zwischen dem zweiten Übertragungsteil 131 und der Hohlraumplatte 130A zu erzeugen und definiert weiter eine Schulter 137 und eine zweite Übertragungsdichtungsbohrung 138. Die Schulter 137 positioniert und stützt das zweite Übertragungsteil 131 in dem bewegbaren Mittelabschnitt 105 über einen Flansch 139, der in der Nähe eines stromabwärtigen Endes des zweiten Übertragungsteils 131 angeordnet ist, wobei die zweite Übertragungsdichtungsbohrung 138 ein stromabwärtiges Ende des zweiten Übertragungsteils 131 mittels einer zweiten Übertragungsdichtung 140 relativ zur Hohlraumplatte 130A positioniert. Die zweite Übertragungsdichtung 140 ist beispielhaft, aber nicht einschränkend, als separat von dem zweiten Übertragungsteil 131 dargestellt. In einer Ausführungsform (nicht gezeigt) ist die zweite Übertragungsdichtung 140 einstückig mit dem zweiten Übertragungsteil 131 ausgebildet.
Der Verteiler 133 ist zwischen den Düsen 134A und 134B angeordnet und ist von einer Tasche 141 umgeben, die zwischen der Hohlraumplatte 130A und der Hohlraumplatte 130B definiert ist. Die Tasche 141 ist so bemessen, um einen isolierenden Luftraum zwischen dem Verteiler 133 und den Hohlraumplatten 130A, 130B zu erzeugen. Ein Verteilerkanal 142 ist in dem Verteiler 133 vorgesehen, um den Strom vom Formmaterial von einem zweiten Übertragungskanal 143 in dem zweiten Übertragungsteil 131 an die Düsenkanäle 144A, definiert durch die Düsen 134A, und an die Düsenkanäle 144B, definiert durch die Düsen 134B, über entsprechende Verteilerauslässe 145A, 145B, zu liefern. Jede Düse 134A, 134B liefert das Formmaterial von einem entsprechendem Verteilerauslass 145A, 145B über eine Angussöffnung 146A, 146B an Formhohlräume 107A, 107B. Eine Ventilbuchse 147 ist zwischen dem Verteiler 133 und der Hohlraumplatte 130B angeordnet und definiert eine Führungsbohrung 148, durch die ein zweites Ventilteil 149, das in einer Ausführungsform als Ventilstift oder Ventilschaft bezeichnet werden kann, gleitet, wenn das zweite Ventilteil 149 verschoben wird.
Die Düsenbohrungen 150A, 150B erstrecken sich durch die Hohlraumplatten 130A, 130B, in denen entsprechende Düsen 134A, 134B angeordnet sind. Düsenbohrungen 150A, 150B sind so bemessen, um zwischen den Düsen 134A, 134B und den Hohlraumplatten 130A, 130B einen isolierenden Luftraum zu erschaffen. Die Düsenbohrungen 150A, 150B definieren weiter Schultern 151A, 151B und Düsendichtungsbohrungen 152A, 152B. Die Schultern 151A, 151B positionieren und unterstützen entsprechende Düsen 134A, 134B in dem bewegbaren Mittelabschnitt 105 über Flansche 153A, 153B, die in der Nähe eines stromaufwärtigen Endes der jeweiligen der jeweiligen Düse 134A, 134B angeordnet sind, wobei Düsendichtungsbohrungen 152A, 152B ein stromabwärtiges Ende der jeweiligen Düse 134A, 134B relativ zu den Hohlraumplatten 130A, 130B mittels der Düsendichtungen 154A, 154B anordnen. Zweiteilige Düsendichtungen 154A, 154B sind beispielhaft, aber nicht einschränkend dargestellt. In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) umfassen die Düsendichtungen 154A, 154B weniger oder auch mehr als zwei Teile. Die Düsendichtungen 154A, 154B können auch als Düsenspitzen bezeichnet werden.
Während des Betriebs erlaubt die Flansch- und Schulteranordnung zwischen den Düsen 134A, 134B und den jeweiligen Hohlraumplatten 130A, 130B die durch die thermische Ausdehnung des Verteilers 133 erzeugte Kraft auf die Flansche 153A, 153B zu übertragen, um so eine Dichtkraft zwischen dem Verteiler 133 und den Düsen 134A und 134B zu erzeugen. Ebenso drückt die thermische Ausdehnung des Verteilers 133 auf die Ventilbuchse 147 und das zweite Übertragungsteil 131, um so eine Dichtkraft zwischen dem Verteiler 133 und dem zweiten Übertragungsteil 131 zu erzeugen.
Der Aktuator 132 umfasst ein Gehäuse 155, eine Abdeckung 156 und einen Kolben 157, der verschiebbar in dem Gehäuse 155 angeordnet ist und mit dem zweiten Ventilteil 149 gekoppelt ist. Das zweite Ventilteil 149 ist zwischen einer strömungsoffenen Position und einer strömungsgeschlossenen Position über die Betätigung des Kolbens 157 verstellbar. Die Abdeckung 156 ist an einem offenen Ende des Gehäuses 155 mit der Hohlraumplatte 130B gekoppelt. Die Abdeckung 156 bildet eine Fluiddichtung, die es dem Kolben 157 ermöglicht, in die strömungsgeschlossene Position bewegt zu werden.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Rückenplatten 109A, 109B, die Kernplatten 110A, 110B und die Hohlraumplatten 130A, 130B, die als Formplatten bezeichnet werden können, miteinander verbunden mittels einer Innensechskantschraube 158 oder Ähnlichem, was unter anderem zusätzliche Formplatten und Befestigungs-/Ausrichtungsmittel, wie Dübel, Kegelbefestigungen oder Ähnliches, einschließen kann. Die Rückenplatten 109A, 109B; Kernplatten 110A, 110B; und Hohlraumplatten 130A, 130B umfassen auch Kühlkanäle 159 in Fluidverbindung mit einer Fluidquelle (nicht gezeigt), um die Etagenspritzgießvorrichtung 101 auf einer notwendigen Formtemperatur zu halten.
In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes Einlassteil 113, erste und zweite Übertragungsteile 112, 131, Verteiler 133, und Düsen 134A, 134B mit einem Heizelement und einem Thermoelement ausgestattet, wie beispielsweise die bei der Düse 134B in 1A benannten Heizer 161 und Thermoelement 161, die in Verbindung mit einem Temperaturregler (nicht gezeigt) jedes Einlassteil 113, die ersten und zweiten Übertragungsteile 112, 131, den Verteiler 133 und die Düsen 134A, 134B auf eine erforderliche Verarbeitungstemperatur halten. Die Anzahl und Art der Heizelemente ist nur beispielhaft, aber nicht einschränkend dargestellt. In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) sind nur einige der Einlassteile 113, der ersten und zweiten Übertragungsteile 112, 131, des Verteilers 133 und der Düsen 134A, 134B mit einem Heizer und/oder einem Thermoelement versehen.
Die 2A–2C sind vergrößerte Ansichten eines Übertragungsbereichs A der Etagenspritzgießvorrichtung 101, der in den 1A und 1B durch die gestrichelten Linien abgegrenzt dargestellt ist. 2A zeigt eine Etagenspritzgießvorrichtung 101 in der Form-offenen Konfiguration aus 1A mit der Übertragungseinheit 102 in einer strömungsgeschlossenen Konfiguration, 2B zeigt die Etagenspritzgießvorrichtung 101 in der Form-geschlossenen Konfiguration aus 1B mit der Übertragungseinheit 102 in der strömungsgeschlossenen Konfiguration, und 2C zeigt die Etagenspritzgießvorrichtung 101 in der Form-geschlossenen Konfiguration aus 1B mit der Übertragungseinheit 102 in einer strömungsoffenen Konfiguration. Es sollte durch den Vergleich der 1A und 1B mit den 2A und 2B offensichtlich sein, dass die Übertragungseinheit 102 in jedem der 1A und 1B in der strömungsgeschlossenen Konfiguration gezeigt ist.
Wie oben diskutiert, sind das erste Ventilteil 123 und das zweite Ventilteil 149 zwischen der strömungsgeschlossenen Position und der strömungsoffenen Position verschiebbar. Wenn das erste Ventilteil 123 in der strömungsgeschlossenen Position ist, wie 2A und 2B gezeigt, dann steht die erste Ventildichtungsfläche 262 eines stromabwärtigen Endes 123a des ersten Ventilteils 123 im Eingriff mit einem ersten Ventilsitz 263, definiert durch eine Auslassbohrung 119a der Übertragungsdichtung 119, und wenn das erste Ventilteil 123 in der strömungsoffenen Position ist, wie in 2C gezeigt, ist die erste Ventildichtungsfläche 262 von dem ersten Ventilsitz 263 gelöst und stromabwärts davon angeordnet, wie im Folgenden näher erläutert. Wenn das zweite Ventilteil 149 in einer strömungsgeschlossenen Position ist, wie in den 2A und 2B gezeigt, steht eine zweite Ventildichtungsfläche 264 eines stromaufwärtigen Endes 149a des zweiten Ventilteils 149 im Eingriff mit einem zweiten Ventilsitz 265, definiert durch die Übertragungsdichtung 140, und wenn das zweite Ventilteil 149 in einer strömungsoffenen Position ist, wie in 2C gezeigt, ist die zweite Ventildichtungsfläche 264 gelöst von dem zweiten Ventilsitz 265 und stromabwärts davon angeordnet, wie im Folgenden näher erläutert. Dementsprechend ist die Übertragungseinheit 102 betätigbar zwischen einer strömungsgeschlossenen Konfiguration, d. h. wenn entweder das erste Ventilteil 123 oder das zweite Ventilteil 149 in der strömungsgeschlossenen Position ist, wie in den 2A und 2B dargestellt, und einer strömungsoffenen Konfiguration, wenn das erste Ventilteil 123 und das zweite Ventilteil 149 in der strömungsoffenen Position sind, wie in 2C dargestellt.
Die Übertragungseinheit 102 umfasst ein erstes Übertragungsteil 112 und ein zweites Übertragungsteil 131. Das erste Übertragungsteil 112 umfasst einen ersten Übertragungskanal 128, eine Übertragungsdichtung 119, die einen ersten Ventilsitz 263 definiert, und ein erstes Ventilteil 123, das in dem ersten Übertragungskanal 128 angeordnet ist. Das erste Ventilteil 123 weist einen Strömungsabschnitt 266 und eine erste Ventildichtungsfläche 262 auf. Das zweite Übertragungsteil 131 umfasst einen zweiten Übertragungskanal 143, eine Übertragungsdichtung 140, die einen zweiten Ventilsitz 265 definiert, und ein zweites Ventilteil 149, das in dem zweiten Übertragungskanal 143 angeordnet ist. Das zweite Ventilteil 149 weist eine zweite Ventildichtungsfläche 264 und eine Aufnahmetasche 267 auf, die in einem stromaufwärtigen Ende 149a davon definiert ist. Wenn das erste Übertragungsteil 112 und das zweite Übertragungsteil 131 in einer Angusskonfiguration sind, wie in den 2B und 2C dargestellt, sind sie miteinander verbunden, um einen gemeinsamen Übertragungskanal 268 zu bilden, der die ersten und zweiten Übertragungskanäle 128, 143 umfasst.
In der Ausführungsform der 2A–2C ist die erste Ventildichtungsfläche 262 von einer äußeren Oberfläche des stromabwärtigen Endes 123a des ersten Ventilteils 123 definiert. Das stromabwärtige Ende 123a des ersten Ventilteils 123 weist eine zylindrische Form mit einer Länge L₁ und einem Durchmesser D₁ auf, die so bemessen sind, um in der Aufnahmetasche 267 aufgenommen zu werden, die eine komplementäre Tiefe aufweist, um das stromabwärtige Ende 123a darin vollständig aufzunehmen (wie in 2C gezeigt) und einen Innendurchmesser, der eine verschiebbare Beziehung dazwischen erlaubt. Der verschiebbare überlappende Eingriff zwischen der ersten Ventildichtungsfläche 262, die das stromabwärtige Ende 123a des ersten Ventilteils umgibt, und der Aufnahmetasche 267 erzeugt dazwischen einen sich in Längsrichtung erstreckenden und umlaufenden Dichtungsbereich, wie unten diskutiert. Der Durchmesser D₁ des stromabwärtigen Endes 123a des ersten Ventilteils 123 ist im Wesentlichen gleich zu einem Innendurchmesser einer Auslassbohrung 119a der Übertragungsdichtung 119, die den ersten Ventilsitz 263 entlang einer Länge der Auslassbohrung 119a definiert, um so eine Dichtungsbeziehung zwischen der ersten Ventildichtungsfläche 262 und dem ersten Ventilsitz 263 bereitzustellen, wenn das erste Ventilteil 123 in Eingriff mit der Übertragungsdichtung 119 steht. Der Strömungsbereich 266 des ersten Ventilteils 123 ist durch einen verengten und eingezogenen Bereich des ersten Ventilteils 123 definiert und weist einen Durchmesser D₂ auf, der kleiner ist als der Durchmesser D₁ des stromabwärtigen Endes 123a des ersten Ventilteils 123. Die zweite Ventildichtungsfläche 264 ist eine konische Innenoberfläche der Übertragungsdichtung 140, die stromabwärts einer Einlassbohrung 140a davon angeordnet ist, mit einem zweiten Ventilsitz 265, der eine entsprechende konische Außenoberfläche eines stromaufwärtigen Endes 149a des zweiten Ventilteils 149 ist, um so eine Dichtungsbeziehung zwischen der zweiten Ventildichtungsfläche 264 und dem zweiten Ventilsitz 265 bereitzustellen, wenn das zweite Ventilteil 149 im Eingriff mit der Übertragungsdichtung 140 steht.
Wenn die Übertragungseinheit 102 in der strömungsgeschlossenen Konfiguration ist, wie in 2B dargestellt, greift die Ventildichtungsfläche 262 in den ersten Ventilsitz 263 ein und die zweite Ventildichtungsfläche 264 greift in den zweiten Ventilsitz 265 ein, um die Strömung von Formmaterial in dem gemeinsamen Übertragungskanal 268 zu blockieren, und wenn die Übertragungseinheit 102 in der strömungsoffenen Konfiguration ist, wie in 2C dargestellt, ist die erste Ventildichtungsfläche 262 gelöst von dem ersten Ventilsitz 263 und die zweite Ventildichtungsfläche 264 ist gelöst von dem zweiten Ventilsitz 265, so dass die erste Ventildichtungsfläche 262 verschiebbar in der Aufnahmetasche 267 aufgenommen ist und der Strömungsbereich 266 so angeordnet ist, um es dem Formmaterial zu erlauben, in den gemeinsamen Übertragungskanal 268 zu strömen. Insbesondere, wenn das erste Ventilteil 123 in der strömungsgeschlossenen Position ist, steht die erste Ventildichtungsfläche 262 abdichtend in Eingriff mit dem ersten Ventilsitz 263 und der Strömungsbereich 266 ist in dem ersten Übertragungskanal 128 angeordnet. Wenn das erste Ventilteil 123 stromabwärts in seine strömungsoffene Position verschoben wird und im in Eingriff mit dem zweiten Ventilteil 149 steht, gleitet die erste Ventildichtungsfläche 262 des stromabwärtigen Endes 123a stromabwärts der ersten Ventildichtungsfläche 263, um in die Aufnahmetasche 267 des zweiten Ventilteils 149 zu treffen und hineinzugleiten. Sobald die erste Ventildichtungsfläche 262 des stromabwärtigen Endes 123a anfängt, in die Aufnahmetasche 267 zu gleiten, wird auch das zweite Ventilteil 149 stromabwärts in seine strömungsoffene Position verschoben, wobei die zweite Ventildichtungsfläche 264 des stromaufwärtigen Endes 149a sich vom zweiten Ventilsitz 265 zurückzieht. Wenn sowohl das erste Ventilteil 123 und das zweite Ventilteil 149 in ihrer jeweiligen strömungsoffenen Position sind, wie in 2C gezeigt, erstreckt sich der Strömungsbereich 266 zwischen dem ersten Übertragungskanal 128 und dem zweiten Übertragungskanal 143, um dazwischen eine Fluidverbindung herzustellen. In der in 2C gezeigten strömungsoffenen Position lassen sich die ersten und zweiten Übertragungskanäle 128, 143 beschrieben als einen gemeinsamen Übertragungskanal 268 ausbildend, um dadurch dem Formmaterial zu ermöglichen, über die Teilungslinie P_LA zu strömen.
Im Betrieb sind zu Beginn eines Einspritzzyklus die stationären und beweglichen Platten der Spritzgießmaschine voneinander getrennt, die Etagenspritzgießvorrichtung 101 ist in der Form-offenen Konfiguration, die Übertragungseinheit 102 ist in der gelösten Konfiguration, und die ersten und zweiten Ventilteile 123, 149 sind in der strömungsgeschlossenen Position, so dass die Übertragungseinheit 102 auch in der strömungsgeschlossenen Konfiguration ist. Zum Spritzgießen werden die stationären Platten und bewegbaren Platten der Spritzgießmaschine zusammengebracht und die stationäre Seite 103 und die bewegbare Seite 104 und der bewegbare Mittelabschnitt 105 werden zusammengerückt, so dass die Etagenspritzgießvorrichtung 101 in der Form-geschlossenen Konfiguration ist und die Übertragungseinheit 102 in der Eingriffskonfiguration ist. Das erste Ventilteil 123 und das zweite Ventilteil 149 werden in ihre jeweiligen strömungsoffenen Position verschoben, wobei das stromabwärtige Ende 123a des ersten Ventilteils 123 gleitend in der Aufnahmetasche 267 aufgenommen ist, so dass die Übertragungseinheit 102 in der strömungsoffenen Konfiguration ist. Die Spritzgießmaschine liefert einen Schuss von Formmaterial an die Etagenspritzgießvorrichtung 101 durch den Einlasskanal 125, den Ventilbuchsenkanal 127 und in den ersten Übertragungsteilkanal 128. Das Formmaterial überquert dann die Teilungslinie P_LA über den gemeinsamen Übertragungskanal 268 und strömt von dem zweiten Übertragungsteil 131 durch den Verteilerkanal 142, die Düsenkanäle 144A, 144B und in entsprechende Formhohlräume 107A, 107B über Angussöffnungen 146A, 146B. Sobald die Formhohlräume 107A, 107B ausreichend mit Formmaterial gefüllt sind, werden das erste Ventilteil 123 und das zweite Ventilteil 149 in ihre entsprechende strömungsgeschlossenen Positionen verschoben, währenddessen das stromabwärtige Ende 123a des ersten Ventilteils 123 gleitend zurückgezogen wird von der Aufnahmetasche 267 des stromaufwärtigen Endes 149a des zweiten Ventilteil 149. Mit jedem ersten Ventilteil 123 und zweiten Ventilteil 149 in ihrer jeweiligen strömungsgeschlossenen Positionen ist die Übertragungseinheit 102 in der strömungsgeschlossenen Konfiguration. Die stationären Platten und bewegbaren Platten werden dann voneinander getrennt, so lösen sich auch die stationäre Seite 103, die bewegbare Seite 104 und der bewegbare Mittelabschnitt 105, so dass die Etagenspritzgießvorrichtung 101 nun in der Form-offen-Konfiguration ist und die Übertragungseinheit in der gelösten Konfiguration ist. Die neuen Formteile können nun aus der Etagenspritzgießvorrichtung 101 ausgeworfen werden, bevor ein neuer Einspritzzyklus wieder beginnt.
Bei bekannten Übertragungseinheiten für Stapelspritzgießanwendungen kann die Trennung der Ventilteile während des Einspritzens von Formmaterial oder während der Betätigung der Ventilteile zu einer Ansammlung von stagnierendem Formmaterial führen, das zwischen den Kontaktflächen der Ventilteile auftritt, die ausgebildet sind, dazwischen eine Dichtfläche bereitzustellen und/oder an den Trennflächen der Etagenspritzgießvorrichtung. Eine solche Ansammlung von Formmaterial zwischen den Kontaktflächen der Ventilteile kann sie daran hindern, in ihre jeweilige strömungsgeschlossenen Positionen verschoben zu werden, so dass eine ordnungsgemäße Dichtfläche dazwischen fehlt, was zu einer Leckage von Formmaterial an der Teilungslinie P_LA führt. Eine solche Leckage kann die Spritzgießleistung reduzieren, da die Ansammlung von Formmaterial ein vollständiges Schließen der Teilungslinie P_LA verhindern kann und danach zum Herstellen von mangelhaften Formteilen mit unerwünschten, so genannten „Formgrate” führen.
Im Gegensatz zu bekannten Übertragungseinheiten mit Ventilteilen, die sich einander nur entlang einer Dichtungsfläche berühren, erzeugt der gleitende überlappende Eingriff zwischen der ersten Ventildichtungsfläche 262, die das stromabwärtige Ende 123a des ersten Ventilteils umgibt, und der Aufnahmetasche 267 eines sich in Längsrichtung erstreckende umlaufende Dichtungsfläche zwischen dem ersten Ventilteil 123 und dem zweiten Ventilteil 149, die der Tiefe der ersten Ventildichtungsfläche 262 entspricht und somit ragt das stromabwärtige Ende 123a des ersten Ventilteils in die Aufnahmetasche 267 hinein. Der durch den gleitenden überlappenden Eingriff zwischen dem stromabwärtigen Ende 123a des ersten Ventilteils 123 und der Aufnahmetasche 267 des stromabwärtigen Endes 149a erzeugte Dichtungsbereich verbindet die zwei Ventilteile miteinander in einer männlich-weiblichen Verbindung, um dadurch die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass das erste Ventilteil 123 und das zweite Ventilteil getrennt werden als Folge des Einspritzdrucks, wenn die Übertragungseinheit 102 in der strömungsoffenen Konfiguration ist, so dass unter Druck stehendes Formmaterial an die Etagenspritzgießvorrichtung 101 gefördert wird. Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform eine genaue Koordination des Betätigungszeitpunkts des ersten und zweiten Ventilteils 123, 149 nicht notwendig oder weniger entscheidend, wenn das erste und zweite Ventilteil 123, 149 von ihren jeweiligen strömungsoffenen Positionen zu ihren jeweiligen strömungsgeschlossenen Positionen überführt werden, weil die sich in Längsrichtung erstreckende und umlaufende Dichtungsfläche zwischen der ersten Ventildichtungsfläche 262 und der Aufnahmetasche 267 eine gewisse lineare Bewegung des ersten Ventilteils 123 relativ zum zweiten Ventilteil 149 erlaubt, die der Tiefe des in die Aufnahmetasche 267 hineinragenden stromabwärtigen Endes 123a entspricht, unter Beibehaltung des Eingriffs dazwischen.
Die 3A bis 3C sind Querschnittsansichten des Übertragungsbereich A der Etagenspritzgießvorrichtung 301, in der ein stromabwärtiges Ende 323a des ersten Ventilteils 323 über die erste Übertragungsdichtung 119 in Richtung des zweiten Übertragungsteils 131 vorsteht, um in die zweite Übertragungsdichtung 140 einzugreifen, bevor die erste Übertragungsdichtung 119 die zweite Übertragungsdichtung 140 berührt, entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung. In der aktuellen Ausführungsform weist das stromabwärtige Ende 323a eine abgerundete, konvexe stromabwärtige Fläche 369 auf, die in einer strömungsoffenen Position mit einer komplementären konkaven Bodenfläche 370 der Tasche 367 im stromauwärtigen Ende 349a des zweiten Ventilteils 349 zusammenpasst. Die Merkmale und Aspekte der hierin beschriebenen Ausführungsformen können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, wobei für die Merkmale der Etagenspritzgießvorrichtung 301, die unverändert gegenüber der Etagenspritzgießvorrichtung 101 und/oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen sind, die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, da diese Merkmale hier nicht weiter beschrieben werden. 3A zeigt die Etagenspritzgießvorrichtung 301 in einer Form-offenen Konfiguration und die Übertragungseinheit 302 in der strömungsgeschlossenen Konfiguration, während 3B die sich einer Form-geschlossenen Konfiguration annähernde Etagenspritzgießvorrichtung 301 und die Übertragungseinheit 302 in der strömungsgeschlossenen Konfiguration zeigt, und 3C die Etagenspritzgießvorrichtung 301 in einer Form-geschlossenen Konfiguration und die Übertragungseinheit 302 in der strömungsgeschlossenen Konfiguration zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform, wenn das erste Ventilteil 323 in der strömungsgeschlossenen Position ist, steht ein Teil des stromabwärtigen Endes 323a des ersten Ventilteils 323 über die erste Übertragungsdichtung 119 in Richtung des zweiten Übertragungsteils 331 vor. Wie in 3B gezeigt, wenn die Hohlraumplatte 130A (des bewegbaren Mittelabschnitts) sich der Kernplatte 110A (der stationären Seite 103) annähert, greift das stromabwärtige Ende 323a des ersten Ventilteils 323 in das zweite Übertragungsteil 331 ein, oder genauer in die Einlassbohrung 140a der zweiten Übertragungsdichtung 140, bevor die erste Übertragungsdichtung 119 die zweite Übertragungsdichtung 140 berührt. Der Eingriff zwischen dem ersten Ventilteil 323 und der zweiten Übertragungsdichtung 140, bevor die Übertragungseinheit 302 in die strömungsoffene Konfiguration überführt wird, unterstütz die Ausrichtung zwischen dem ersten Übertragungsteil 312 und dem zweiten Übertragungsteil 331, bevor der Aktuator 114 (nicht gezeigt in den 3A–3C) das erste Ventilteil 323 in die strömungsoffene Position überführt.
In einer Variante der vorliegenden Ausführungsform, wenn das erste Ventilteil 323 und das zweite Ventilteil 349 in ihren jeweiligen geschlossenen Positionen sind, ist das erste Ventilteil 323 so ausgebildet, dass zumindest ein Teil des stromabwärtigen Endes 323a des ersten Ventilteils 323 über die erste Übertragungsdichtung 119 vorsteht und in der Aufnahmetasche 367 in einer gleitenden überlappenden Anordnung aufgenommen ist, bevor die erste Übertragungsdichtung 119 die zweite Übertragungsdichtung 140 berührt. Ein solcher gleitender überlappender Eingriff zwischen dem ersten Ventilteil 323 und der Aufnahmetasche 367, bevor die Übertragungseinheit 302 in die strömungsoffene Konfiguration überführt wird, sichert vor jeglicher Fehlausrichtung zwischen dem stromabwärtigen Ende 323a des ersten Ventilteils 323 und der Aufnahmetasche 367, und ist notwendig, bevor der Aktuator 114 (nicht gezeigt in den 3A–3C) das erste Ventilteil 323 in Richtung der strömungsoffenen Position überführt. Der gleitende überlappende Eingriff des ersten Ventilteils 323 und der Aufnahmetasche 367 ermöglicht auch einen gewissen Fehlzeitbetrag zwischen der Betätigung des ersten Ventilteils 323 relativ zur Betätigung des zweiten Ventilteils 349, wenn das erste Ventilteil 323 und das zweite Ventilteil 349 in ihre entsprechenden strömungsoffenen Positionen überführt werden, sowie wenn das erste Ventilteil 323 und das zweite Ventilteil 349 in ihre entsprechenden geschlossenen Positionen überführt werden, unter Beibehaltung des Eingriffs zwischen dem ersten Ventilteil 323 und dem zweiten Ventilteil 349.
Die 4A und 4B sind Schnittansichten des Übertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung 401, in der ein Spalt G zwischen den ersten und zweiten Ventilteilen 323, 449 vorgesehen ist, wenn die Übertragungseinheit 402 in der strömungsoffenen Konfiguration ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Merkmale und Aspekte der hierin beschriebenen anderen Ausführungsformen können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, wobei die gleichen Bezugszeichen für Merkmale der Etagenspritzgießvorrichtung 401 verwendet werden, die gegenüber der Etagenspritzgießvorrichtung 101 und/oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen unverändert bleiben, da derartige Merkmale hierin nicht weiter beschrieben werden. In 4A ist die Etagenspritzgießvorrichtung 401 in einer Form-geschlossenen Konfiguration und die Übertragungseinheit 402 in der strömungsgeschlossenen Konfiguration gezeigt und 4B zeigt die Etagenspritzgießvorrichtung aus 4A mit der Übertragungseinheit 402 in der strömungsoffenen Konfiguration.
In Bezug auf 4B, wenn das erste Ventilteil 323 und das zweite Ventilteil 449 durch ihre jeweiligen Aktuatoren 114, 132 (nicht gezeigt in den 4A–4B) verschoben werden, so dass die Übertragungseinheit 402 in der strömungsoffenen Konfiguration ist, ist das stromabwärtige Ende 323a des ersten Ventilteils 323 gleitend in der Aufnahmetasche 467 aufgenommen und es ergibt sich ein überlappender Eingriff zwischen dem ersten Ventilteil 323 und der Aufnahmetasche 467. Um zu verhindern, dass Formmaterial zwischen die erste Ventildichtungsfläche 362, die das stromabwärtige Ende 323a umgibt, und die Aufnahmetasche 467 wandert, sind das stromabwärtige Ende 323a und die Aufnahmetasche 467 so dimensioniert, um dazwischen einen gleitenden Dichtsitz zu erzeugen. In der vorliegenden Ausführungsform ist zwischen der konvexen stromabwärtigen Oberfläche 369 des stromabwärtigen Endes 323a des ersten Ventilteils und einer konkaven Bodenfläche 470 der Aufnahmetasche 467 ein Spalt G vorgesehen, wenn das erste Übertragungsteil 312 und das zweite Übertragungsteil 431 in einer Eingriffskonfiguration sind und die Übertragungseinheit 402 in der strömungsoffenen Konfiguration ist. Ferner ist, wenn das erste Übertragungsteil 312 und das zweite Übertragungsteil 431 in einer Eingriffskonfiguration sind und die Übertragungseinheit 402 in der strömungsgeschlossenen Konfiguration ist, ein Spalt G zwischen der stromabwärtigen Oberfläche 369 des ersten Ventilteils 323 und der Bodenfläche 470 der Aufnahmetasche 467 vorgesehen. Der Spalt G ist vorgesehen, als Reservoir zum Sammeln von Formmaterial zu wirken, das zwischen der ersten Ventildichtungsfläche 362 und der Aufnahmetasche 467 einwandert. Durch die Bereitstellung eines Raums zum Sammeln von Formmaterial stellt der Spalt G auch sicher, dass eine sich verjüngende Übergangsfläche 371 zwischen einem stromabwärtigen Ende 323a und einem Strömungsabschnitt 266 des ersten Ventilteils 323 sowie der Ventildichtungsfläche 464 vorgesehen ist, um einen nahtlosen oder konstanten Übergang zwischen dem ersten Ventilteil 323 und dem zweiten Ventilteil 449 zu erzeugen, falls Formmaterial in dem Spalt G vorhanden ist.
5 ist eine Schnittansicht eines Schmelzübertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung 501, in der ein erstes Übertragungsteil 512 einen männlichen Ausrichtungskegel 572 und einen Ausrichtungsvorsprung 573 umfasst und in der ein zweites Übertragungsteil 531 einen weiblichen Ausrichtungskegel 574 und eine Ausrichtungsbuchse 575 umfasst gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Merkmale und Aspekte der anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, wobei die gleichen Bezugszeichen verwendet werden für Merkmale der Etagenspritzgießvorrichtung 501, die gegenüber der oben beschriebenen Etagenspritzgießvorrichtung 101 und/oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen unverändert bleiben, da solche Merkmale hierin auch nicht weiter beschrieben werden. In der aktuellen Ausführungsform ist ein männlicher Ausrichtungskegel 572 an der ersten Übertragungsdichtung 519 vorgesehen und der Ausrichtungsvorsprung 573 ist ein Teil des stromabwärtigen Endes 523a des ersten Ventilteils 523, und ein weiblicher Ausrichtungskegel 574 ist an der zweiten Übertragungsdichtung 540 vorgesehen und die Ausrichtungsbuchse 575 ist in dem zweiten Ventilteil 549 ausgebildet, um sich stromabwärts von der Aufnahmetasche 567 zu einem stromaufwärtigen Ende 549a davon zu erstrecken. In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) ist der männliche Ausrichtungskegel 572 an der zweiten Übertragungsdichtung 540 vorgesehen und der Ausrichtungsvorsprung 573 ist an dem zweiten Ventilteil 549 vorgesehen, wobei der weibliche Ausrichtungskegel 574 an der ersten Übertragungsdichtung 519 und die Ausrichtungsbuchse 575 in dem ersten Ventilteil 523 vorgesehen ist. Männliche und weibliche Ausrichtungskegel 572, 573 sowie der Ausrichtungsvorsprung 573 und die Ausrichtungsbuchse 575, die, wie oben diskutiert, bei einer Fehlausrichtung helfen, können mit Verschleißoberflächen ausgebildet sein, um eine längere Betriebslebensdauer der ersten Ventildichtungsfläche 562 und der Aufnahmetasche 567 zu unterstützen.
Bei der Verschiebung der Etagenspritzgießvorrichtung 501 von der Form-offenen Konfiguration in die Form-geschlossenen Konfiguration greift der männliche Ausrichtungskegel 572 in den weiblichen Ausrichtungskegel 574 ein. Der Eingriff zwischen dem männlichen Ausrichtungskegel 572 und dem entsprechenden weiblichen Ausrichtungskegel 574 fördert die Ausrichtung zwischen dem ersten Übertragungsteil 512 und dem zweiten Übertragungsteil 531, was anschließend die Ausrichtung zwischen dem ersten Übertragungskanal 528 und dem zweiten Übertragungskanal 543 fördert und so die Ausrichtung an der Schnittstelle zwischen dem ersten Übertragungskanal 528 und dem zweiten Übertragungskanal 543 fördert. Ferner, wenn das erste Ventilteil 523 in die strömungsoffene Position überführt wird, ist der Ausrichtungsvorsprung 573 in der entsprechend ausgeformten Ausrichtungsbuchse 575 aufgenommen, bevor die erste Ventildichtungsfläche 562 gleitend in der Aufnahmetasche 567 aufgenommen wird. Die Verbindung zwischen dem Außenvorsprung 573 und der Ausrichtungsbuchse 575, bevor die erste Ventildichtungsfläche 562 gleitend in der Aufnahmetasche 567 aufgenommen wird, unterstützt die Ausrichtung zwischen der ersten Ventildichtungsfläche 562 und der Aufnahmetasche 567, wenn der Aktuator 114 (nicht gezeigt in 5) das erste Ventilteil 523 in Richtung der strömungsoffenen Position verschiebt.
In einer Ausführungsform (nicht gezeigt), die die Ausrichtung zwischen den ersten und zweiten Übertragungsteilen 512, 531 fördert, umfasst die Übertragungseinheit 502 männliche und weibliche Ausrichtungskegel 572, 574, ohne dabei auch ein Ausrichtungsvorsprung 573 und eine Ausrichtungsbuchse 575 zu umfassen. In einer anderen Ausführungsform (ebenfalls nicht gezeigt), die die Ausrichtung zwischen den ersten und zweiten Übertragungsteilen 512, 531 fördert, fasst die Schmelzübertragungseinheit 502 einen Ausrichtungsvorsprung 573 und eine Ausrichtungsbuchse 575, ohne dabei auch männliche und weibliche Ausrichtungskegel 572, 574 zu umfassen.
In einer Ausführungsform (nicht gezeigt) sind der Ausrichtungsvorsprung 573 und die Aufnahmetasche 567 so dimensioniert, dass die Etagenspritzgießvorrichtung 501 von der Form-offenen Konfiguration in die Form-geschlossenen Konfiguration versetzt wird, wobei der Ausrichtungsvorsprung 573 in die Ausrichtungsbuchse 575 eingreift, bevor die erste Übertragungsdichtung 519 mit der zweiten Übertragungsdichtung 540 in Eingriff steht oder berührt.
6A und 6B sind Schnittansichten eines Schmelzübertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung 601 mit einer Übertragungseinheit 602, in dem ein zweites Ventilteil 649 mit einem Entlüftungskanal 676 versehen ist gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Merkmale und Aspekte der anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, wobei die gleichen Bezugszeichen für Merkmale der Etagenspritzgießvorrichtung 601 verwendet werden, die unverändert gegenüber der Etagenspritzgießvorrichtung 101 und/oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen bleiben, da diese Merkmale hierin nicht weiter beschrieben werden. 6A zeigt die Etagenspritzgießvorrichtung 601 in einer Form-geschlossenen Konfiguration und die Übertragungseinheit 602 in einer strömungsgeschlossenen Konfiguration, wobei die 6B die Etagenspritzgießvorrichtung 601 der 6A zeigt, in der die Übertragungseinheit 602 in der strömungsoffenen Konfiguration ist.
Das stromabwärtige Ende 323a des ersten Ventilteils 323 und die Aufnahmetasche 667 in dem stromaufwärtigen Ende 649a des zweiten Ventilteils 649 sind so dimensioniert, um einen gleitenden überlappenden Eingriff zwischen ihnen zu ermöglichen. Wenn die Übertragungsvorrichtung 602 von der strömungsgeschlossenen Konfiguration, wie in 6A gezeigt, in die strömungsoffene Konfiguration, wie in 6B gezeigt, überführt wird, ist das erste Ventilteil 323, oder genauer die erste Ventildichtungsfläche 362, die das stromabwärtige Ende 323a umgibt, verschiebbar in der Aufnahmetasche 667 aufgenommen. Umgekehrt, wenn die Übertragungseinheit 602 von der strömungsoffenen Konfiguration in die strömungsgeschlossene Konfiguration überführt wird, wird die erste Ventildichtungsfläche 362 gleitend aus der Aufnahmetasche 667 entnommen. Wenn die Übertragungseinheit 602 zwischen den strömungsoffenen und strömungsgeschlossenen Konfigurationen verschoben wird, kann Luft eingeschlossen werden oder es kann ein Vakuum erzeugt werden zwischen der Aufnahmetasche 667 und der stromabwärtigen Oberfläche 369 des stromabwärtigen Endes 323a des ersten Ventilteils, was sich nachteilig auf den operativen Wirkungsgrad der Aktuatoren 114, 132 (nicht gezeigt in den 6A–6B) auswirken kann. Um das Auftreten einer solchen Situation zu verhindern, umfasst entweder das erste Ventilteil 323 oder das zweite Ventilteil 649 einen Entlüftungskanal 676, der sich zwischen der Aufnahmetasche 667 und der Atmosphäre erstreckt, um dazwischen eine Fluidverbindung herzustellen. In der aktuellen Ausführungsform ist der Entlüftungskanal 676 so ausgebildet, um sich durch das zweite Ventilteil 649 zu erstrecken. Wenn die Übertragungsvorrichtung 602 von der strömungsgeschlossenen Konfiguration, wie in 6A gezeigt, in die strömungsoffene Konfiguration, wie in 6B gezeigt, verschoben wird, stellt der Entlüftungskanal 676 einen Durchgang bereit, durch den Luft aus dem Spalt G austreten kann, wie durch den Pfeil E-E gezeigt. Umgekehrt, wenn die Übertragungseinheit 602 von der strömungsgeschlossenen Konfiguration in die strömungsoffene Konfiguration verschoben wird, stellt der Entlüftungskanal 676 einen Durchgang bereit, durch den Luft in den Spalt G eingezogen werden kann, wie durch den Pfeil 4D gezeigt.
7A ist eine Schnittansicht eines Abschnitts der Etagenspritzgießvorrichtung 601 aus den 6A und 6B, in der der Entlüftungskanal 676 über die Verteilertasche 141 mit der Atmosphäre in Fluidverbindung steht. Um die Fluidverbindung zwischen der Aufnahmetasche 667 (nicht gezeigt in 7A) und der Verteilertasche 141 herzustellen, ist ein zweiter Entlüftungskanal 777, der in Fluidverbindung mit dem Entlüftungskanal 676 steht, in der Ventilbuchse 747 vorgesehen, die sich zwischen der Führungsbohrung 748 und der Verteilertasche 141 erstreckt. Wenn die Übertragungseinheit 602 von der strömungsgeschlossenen Konfiguration, wie in 6A gezeigt, in die strömungsoffene Konfiguration, wie in 6B gezeigt, verschoben wird, stellt der Entlüftungskanal 676 zusammen mit dem zweiten Entlüftungskanal 777 einen Durchgang bereit, durch den Luft aus dem Spalt G ausgestoßen werden kann, wie durch den Pfeil ←E gezeigt. Umgekehrt, wenn die Übertragungseinheit 602 von der strömungsoffenen Konfiguration in die strömungsgeschlossene Konfiguration verschoben wird, stellen der Entlüftungskanal 676 und der zweite Entlüftungskanal 777 einen Durchgang bereit, durch den Luft in den Spalt G eingezogen werden kann, wie durch Pfeil 4D gezeigt. In der aktuellen Ausführungsform ist der zweite Entlüftungskanal 777 relativ zu dem Entlüftungskanal 676 so dimensioniert, um eine Fluidverbindung zwischen dem Entlüftungskanal 676 und dem Entlüftungskanal 777 aufrechtzuerhalten, wenn das zweite Ventilteil 649 sowohl in der strömungsgeschlossenen Position als auch in der strömungsoffenen Position ist.
Die 7B und 7C sind Schnittansichten eines Bereichs der Etagenspritzgießvorrichtung 601 der 6A und 6B, in denen der Entlüftungskanal 676 über eine Kolbenkammer 778 und ein dazwischen angeordnetes Rückschlagventil 779 mit der Atmosphäre in Fluidverbindung steht. In 7B ist das Rückschlagventil 779 in einer geschlossenen Position, während in 7C das Rückschlagventil 779 in einer offenen Position ist. Um eine Fluidverbindung zwischen der Aufnahmetasche 667 und der Kolbenkammer 778 herzustellen, ist in dem Kolben 757 ein zweiter Entlüftungskanal 780 vorgesehen, der in Fluidverbindung zwischen dem Entlüftungskanal 676 und der Kolbenkammer 778 steht. Das Rückschlagventil 779 verhindert eine Fluidverbindung zwischen der Aufnahmetasche 667 und der Kolbenkammer 778, wenn unter Druck stehendes Fluid in die Kolbenkammer 778 eingeführt wird, um das zweite Ventilteil 649 von der strömungsoffenen Position in die strömungsgeschlossene Position zu verschieben, was eine Fluidverbindung zwischen der Aufnahmetasche 667 und der Kolbenkammer 778 in der Richtung von der Aufnahmetasche 667 in die Kolbenkammer 778 erlaubt. Wenn die Übertragungseinheit 602 von der strömungsgeschlossenen Konfiguration, wie in 6A gezeigt, in die strömungsoffene Konfiguration, wie in 6B gezeigt, verschoben wird, ermöglicht der Entlüftungskanal 676, dass zusammen mit dem zweiten Entlüftungskanal 780 einen Durchgang durch den Luft aus dem Spalt G ausgestoßen werden kann, wie durch den Pfeil ←E gezeigt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Rückschlagventil 779 beispielhaft, aber nicht einschränkend, als Klappenventil dargestellt. In einer Ausführungsform (nicht gezeigt) ist das Rückschlagventil 779 ein Kugelrückschlagventil oder eine andere Art von Rückschlagventil. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Rückschlagventil 779 beispielhaft, aber nicht einschränkend, in dem Kolben 757 angeordnet. In einer anderen Ausführungsform kann das Rückschlagventil 779 zwischen der Kolbenkammer 778 und der Aufnahmetasche 667 irgendwo entlang des Entlüftungskanals 676 oder des zweiten Entlüftungskanals 780 angeordnet sein.
Die 8A bis 8C sind Schnittansichten des Schmelzübertragungsbereich A einer Etagenspritzgießvorrichtung 801, in der eine Übertragungseinheit 802 ein Vorspannelement umfasst, das das zweite Ventilteil 349 in die strömungsgeschlossene Position vorspannt und das durch die Betätigung des ersten Ventilteils 323 in die strömungsoffene Position gedrückt wird, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Merkmale und Aspekte der anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, wobei die gleichen Bezugszeichen für die Merkmale der Etagenspritzgießvorrichtung 801 verwendet werden, die gegenüber der Etagenspritzgießvorrichtung 101 und/oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen unverändert bleiben, da diese Merkmale hierin auch nicht weiter beschrieben werden. Die 9A und 9B sind vergrößerte Schnittansichten eines Teils der Etagenspritzgießvorrichtung 801 der 8A–8C, die ein Vorspannelement 981 zeigen, das mit dem zweiten Ventilteil 349 verbunden ist. In 9A ist das zweite Ventilteil 349 in der strömungsgeschlossenen Position vorgespannt, wie in den 8A und 8B dargestellt, und in 9B ist das zweite Ventilteil 349 durch die Betätigung des ersten Ventilteils 323 in die strömungsoffene Position verschoben, wie in 8C dargestellt.
Bezug nehmend auf die 8A und 9A ist eine Etagenspritzgießvorrichtung 801 in der Form-geschlossenen Konfiguration und eine Übertragungseinheit 802 in der strömungsgeschlossenen Konfiguration dargestellt, so dass die erste Ventildichtungsfläche 362 in Eingriff mit dem ersten Ventilsitz 363 steht und das Vorspannelement 981 das zweite Ventilteil vorspannt, so dass die zweite Ventildichtungsfläche 364 in Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz 365 steht. Ein Kolben 982 ist verschiebbar in einer Stufenbohrung 983 in der Hohlraumplatte 130B angeordnet und mit dem zweiten Ventilteil 349 gekoppelt. Das Vorspannelement 981 ist zwischen dem Kolben 982 und der Abdeckung 956 angeordnet, um den Kolben 982 in Richtung einer durch die Stufenbohrung 983 definierten Schulter vorzuspannen, und entsprechend das mit dem Kolben 982 gekoppelte zweite Ventilteil 349 in der strömungsgeschlossenen Position vorzuspannen.
In den 8B, 8C und in der 9B beginnt der Aktuator 114 (nicht gezeigt in 8B) das Verschieben des ersten Ventilteils 323 in Richtung der strömungsoffenen Position, wobei die erste Ventildichtungsfläche 362 sich von dem ersten Ventilsitz 363 gelöst hat und das erste Ventilteil 323 gleitend aufgenommen ist in der Aufnahmetasche 367, so dass die konvexe stromabwärtige Oberfläche 369 des stromabwärtigen Endes 323a des ersten Ventilteils an einer komplementären konkaven Bodenfläche 370 der Aufnahmetasche 367 anliegt. Wenn der Aktuator 114 die Betätigung des ersten Ventilteils 323 in Richtung der strömungsoffenen Position weiter fortsetzt, drückt das erste Ventilteil 323 auf das zweite Ventilteil 349, um die zweite Ventildichtungsfläche 364 von dem zweiten Ventilsitz 365 zu lösen, so dass die Übertragungseinheit 802 in der strömungsoffenen Konfiguration ist, wie in 8C dargestellt. Wenn die Übertragungseinheit 802 in die strömungsoffene Konfiguration verschoben wird, wird das Vorspannelement 981 zusammengedrückt, wie in 9B dargestellt.
Wenn die Übertragungseinheit 802 von der strömungsoffenen Konfiguration in die strömungsgeschlossene Konfiguration überführt wird, wird ein Kontakt zwischen der stromabwärtigen Oberfläche 369 des ersten Ventilteils 323 und der Bodenfläche 470 der Aufnahmetasche 367 gehalten, bis die zweite Ventildichtungsfläche 364 in Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz 365 steht, wobei zu diesem Zeitpunkt das zweite Ventilteil 349 in der strömungsgeschlossenen Position ist und das erste Ventilteil 323 gleitend aus der Aufnahmetasche 367 heraustritt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Vorspannelement 981 als ein mechanisches Vorspannelement dargestellt, wie beispielsweise, aber nicht einschränkend, eine Schraubenfeder. In einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) ist das Vorspannelement 981 eine andere Art eines mechanisches Vorspannelements, wie beispielsweise eine Vielzahl von Tellerfedern oder eine Fluidfeder.
In einer Variante der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten Ventilteile 323, 349 ähnlich zu denen, die in der 5 dargestellt sind, wobei entweder das erste Ventilteil 323 oder das zweite Ventilteil 349 einen Ausrichtungsvorsprung 573 aufweist und das andere des ersten Ventilteils 323 und des zweiten Ventilteils 349 eine Ausrichtungsbuchse 575 aufweist, wobei ein Ende des Ausrichtungsvorsprungs 573 auf den Boden der Ausrichtungsbuchse 575 drückt, um die zweite Ventildichtungsfläche von dem zweiten Ventilsitz zu lösen.
Die 10A und 10B sind Schnittansichten des Schmelzübertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung 1001, in der die Tiefe D der Aufnahmetasche 1067 größer ist als die Länge L des Betätigungshubs des ersten Ventilteils 323 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Merkmale und Aspekte der anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, wobei gleiche Bezugszeichen für Merkmale der Etagenspritzgießvorrichtung 1001 verwendet werden, die gegenüber der Etagenspritzgießvorrichtung 101 und/oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen gleich bleiben, da diese Merkmale hierin nicht weiter beschrieben werden. 10A zeigt eine Etagenspritzgießvorrichtung 1001 in der Form-geschlossenen Konfiguration und die Übertragungseinheit 1002 in der strömungsgeschlossenen Konfiguration, wobei 10B die Übertragungseinheit 1002 mit dem ersten Ventilteil 323 in der strömungsoffenen Position und dem zweiten Ventilteil 1049 in der strömungsgeschlossenen Position darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Tiefe D der Aufnahmetasche 1067 so dimensioniert, um gleitend die gesamte Länge des stromabwärtigen Endes 323a des ersten Ventilteils aufzunehmen, wenn das erste Ventilteil 323 in die strömungsoffene Position verschoben wird, wobei das zweite Ventilteil 1049 in der strömungsgeschlossenen Position und die zweite Ventildichtungsfläche 1064 im Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz 1065 bleibt. Mit der Tiefe D der Dichtungstasche 1067, die größer ist als die Länge L des Betätigungshubs des ersten Ventilteils 323, kann, wenn die Schmelzeübertragungseinheit 1002 von der strömungsgeschlossenen Konfiguration in die strömungsoffene Konfiguration überführt wird, das erste Ventilteil 323 vollständig in seine strömungsoffene Position bewegt werden, bevor das zweite Ventilteil 1049 in seine strömungsoffene Position bewegt wird. Umgekehrt, wenn die Schmelzeübertragungseinheit 1002 von der strömungsoffenen Konfiguration in die strömungsgeschlossene Konfiguration verschoben wird, kann das zweite Ventilteil 1049 vollständig in seine strömungsgeschlossene Position bewegt werden, bevor das erste Ventilteil 323 in seine strömungsgeschlossene Position bewegt wird.
Die 11A bis 11D sind Schnittansichten des Schmelzübertragungsbereichs A einer Etagenspritzgießvorrichtung 1101, in der das zweite Ventilteil 1149 einen Stift 1184 zum Entfernen des Formmaterials aufweist, das zwischen das erste Ventilteil 323 und die Aufnahmetasche 1167 hinein wandern kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Merkmale und Aspekte der anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, wobei gleiche Bezugszeichen für Merkmale der Etagenspritzgießvorrichtung 1101 verwendet werden, die gegenüber der Etagenspritzgießvorrichtung 101 und/oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen unverändert bleiben, da diese Merkmale hier nicht weiter beschrieben werden. 12 ist eine Schnittansicht eines Bereichs der Etagenspritzgießvorrichtung 1101 der 11–11D, die das zweite Ventilteil 1149, den Stift 1184 und Aktuatoren 1232, 1290 zeigt. 11A stellt die Etagenspritzgießvorrichtung 1101 in der Form-geschlossenen Konfiguration, die Übertragungseinheit 1102 in der strömungsoffenen Konfiguration und den Stift 1184 in einer zurückgezogenen Position dar. 11B zeigt die Übertragungseinheit 1102 aus 11A in der strömungsgeschlossenen Konfiguration, die 11C zeigt die Etagenspritzgießvorrichtung 1101 aus 11B in der Form-offenen Konfiguration und 11D zeigt die Etagenspritzgießvorrichtung 1101 aus 11C, in der der Stift 1184 in einer vorgeschobenen Position ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist das zweite Ventilteil 1149 in der Form einer Hülse vorgesehen mit einer Außenfläche, über die Formmaterial strömen kann, wenn die Übertragungseinheit 1102 in der strömungsoffenen Konfiguration ist, und mit einer Innenfläche 1187, die einen Weg definiert entlang dem der Stift 1184 verschiebbar angeordnet ist. Die Aufnahmetasche 1167 ist durch die Innenfläche 1187 und den Stift 1184 definiert. Die Innenfläche 1187 definiert einen Bereich der Aufnahmetasche 1167, in dem das erste Ventilteil 323 verschiebbar aufgenommen ist, wenn das erste Ventilteil 323 in die strömungsoffene Position übertragen wird, wobei eine Bodenfläche 1170 der Aufnahmetasche 1167 durch ein Ende 1188 des Stifts 1184 definiert ist. Wenn die Etagenspritzgießvorrichtung 1101 in einer strömungsoffenen Konfiguration ist, ähnlich zu der oben mit Bezug auf die 4A und 4B beschriebenen Ausführungsform, ist zwischen der stromabwärtigen Oberfläche 369 des stromabwärtigen Endes 323A des ersten Ventilteils und der Bodenfläche 1170 der Aufnahmetasche 1167 ein Spalt G vorgesehen, wie in 11A gezeigt, um als Reservoir zu dienen, in dem es möglich ist, Formmaterial, das zwischen dem ersten Ventilteil 323 und der Aufnahmetasche 1167 einwandern kann, zu sammeln. Um dieses Material aus der Aufnahmetasche 1167 zu entfernen, kann der Stift 1184 in eine ausgefahrene Position verschoben werden, wie in 11 D gezeigt, um das angesammelte Material zu entfernen.
In der 12 sowie in den 11A–11D umfasst der bewegliche Mittelabschnitt 1205 eine Hohlraumplatte 130A, eine Hohlraumplatte 1230B sowie eine Aktuatorplatte 1289 mit dem Verteiler 133, der in einer zwischen der Aktuatorplatte 1289 und der Hohlraumplatte 130A definierten Verteilertasche 1241 angeordnet ist. Das zweite Ventilteil 1149 ist mit dem Aktuator 1232 gekoppelt, der in der Aktuatorplatte 1289 angeordnet ist. In 12 sind der Aktuator 1232 und das zweite Ventilteil 1149 in der strömungsgeschlossenen Position dargestellt, so dass die zweite Ventildichtungsfläche 1164 mit dem zweiten Ventilsitz 1165 in Eingriff steht, wie in den 11B–11D dargestellt. Der Stift 1184 erstreckt sich durch das zweite Ventilteil 1149 und ist mit dem Kolben 1293 des Aktuators 1290 in der Hohlraumplatte 1230B verbunden. Der Aktuator 1290 umfasst ein Gehäuse 1291, eine Abdeckung 1292 sowie einen Kolben 1293, der verschiebbar innerhalb des Gehäuses 1291 angeordnet und mit dem Stift 1184 gekoppelt ist. Der Aktuator 1290 und der Stift 1184 sind zwischen einer zurückgezogenen Position, wie in 11A–11C gezeigt, und einer ausgefahrenen Position, wie in der 11D gezeigt, bewegbar. In 12 sind der Aktuator 1290 und der Stift 1184 in der ausgefahrenen Position gezeigt, so dass der Stift 1184 relativ zum zweiten Ventilteil 1149 ausgefahren ist. Für den Fall, dass Formmaterial zwischen die erste Ventildichtungsfläche 362 und die Aufnahmetasche 1167 wandert, kann der Stift 1184 in die ausgefahrene Position bewegt werden, um das Formmaterial aus der Aufnahmetasche 1167 zu entfernen. Die Betätigung des Stifts 1184 kann während jedes Einspritzzyklus erfolgen, wenn die Etagenspritzgießvorrichtung 1101 von der Form-offenen Konfiguration verschoben wird oder in jedem anderen Intervall, das in Bezug auf die Häufigkeit und das Volumen, des sich in dem Spalt G ansammelnden Formmaterials, notwendig erscheint.
13A ist eine Schnittansicht des Schmelzübertragungsbereichs A der Etagenspritzgießvorrichtung 1301, in der die Übertragungseinheit 1302 ein erstes Ventilteil 1323 aufweist, mit einem Strömungsbereich 1366 in Form einer Vielzahl von Tunnelsegmenten 1394, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Merkmale und Aspekte der anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, wobei gleiche Bezugszeichen für die Merkmale der Etagenspritzgießvorrichtung 1301 verwendet werden, die gegenüber der Etagenspritzgießvorrichtung 101 und/oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen unverändert bleiben, da diese Merkmale hierin auch nicht weiter beschrieben werden. 13B ist eine Schnittansicht der 13A entlang der Linie B-B, und 13C ist eine Schnittansicht eines ersten Ventilteils 1323a mit einem gerillten Strömungsabschnitt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Übertragungseinheit 1302 in der strömungsoffenen Konfiguration gezeigt und der Strömungsbereich 1366 ist aus einem oder mehreren Tunnelsegmenten 1394 aufgebaut, die in dem ersten Ventilteil 1323 ausgebildet sind, wobei jedes dieser Segmente einen ersten Anschluss oder Einlass 1395 und einen zweiten Anschluss oder Auslass 1396 aufweist. Auch weisen in der vorliegenden Ausführungsform das stromabwärtige Ende 1323A und der Strömungsbereich 1366 des zweiten Ventilteils 1349 dazwischen einen konstanten Außendurchmesser auf, wobei der Auslass 1396 so angeordnet ist, um in Fluidverbindung mit dem zweiten Übertragungskanal 1343 zu stehen. Wenn das erste Übertragungsteil 1312 und das zweite Übertragungsteil 1331 in einer Eingriffs-Konfiguration sind, dann formen sie einen gemeinsamen Übertragungskanal 1368 aus der die ersten und zweiten Übertragungskanäle 1328, 1343, und Tunnelsegmente 1394 umfasst, und wenn die Übertragungseinheit 1302 in die strömungsoffene Konfiguration übertragen wird, wie in 13A dargestellt, wird die erste Ventildichtungsfläche 1362 von dem ersten Ventilsitz 1363 gelöst und die zweite Ventildichtungsfläche 1364 wird von dem zweiten Ventilsitz 1365 gelöst, so dass stromabwärts das Ende 1323a des ersten Ventilteils 1323 verschiebbar in der Aufnahmetasche 1367 aufgenommen ist und der Strömungsbereich 1366 so positioniert ist, um dem Formmaterial zu erlauben, über entsprechende Einlässe 1395 und Auslässe 1396 in die Tunnelsegmente 1394 hinein und wieder herauszuströmen, um so dem Formmaterial zu ermöglichen, innerhalb des gemeinsamen Übertragungskanals 1368 zu strömen. Insbesondere überschneiden sich der Einlass 1395 mit dem ersten Übertragungskanal 1328 und der Auslass 1396 überschneidet sich mit dem zweiten Übertragungskanal 1343, so dass die Tunnelsegmente 1394 eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Übertragungskanal 1328 und dem zweiten Übertragungskanal 1343 herstellen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind Tunnelsegmente 1394 in der Form von geschlossenen Durchgängen vorgesehen, die sich beispielhaft, aber nicht beschränkend, entlang der Außenfläche des ersten Ventilteils 1323 vom Einlass 1395 bis zum Auslass 1396 erstrecken. In einer anderen Ausführungsform, wie beispielsweise in 13C dargestellt, sind Tunnelsegmente 1394c in der Form von einer oder mehreren Rillen in einer Außenfläche des ersten Ventilteils 1323c vorgesehen, die sich von einem ersten Ende bis zu einem zweiten Ende erstrecken.
14 ist eine Schnittansicht eines Bereichs einer Etagenspritzgießvorrichtung 1401, in der ein zweites Ventilteil 1449 einen Ablösungskegel 1497 in einer Außenfläche dessen stromaufwärtigen Endes 1449a umfasst, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Merkmale und Aspekte der anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, wobei gleiche Bezugszeichen für die Merkmale der Etagenspritzgießvorrichtung 1401 verwendet werden, die gegenüber der Etagenspritzgießvorrichtung 101 und/oder anderen hierin beschriebenen Ausführungsformen unverändert bleiben, da diese Merkmale hierin nicht weiter beschrieben werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Winkel α zwischen der Aufnahmetasche 1467 und der zweiten Ventildichtungsfläche 1464 größer als der Winkel β zwischen der Aufnahmetasche 1467 und dem Ablösungskegel 1497. Durch das Hinzufügen eines Ablösungskegels 1497 an einem stromaufwärtigen Ende 1449a des zweiten Ventilteils 1449 wird der Kontaktbereich zwischen der zweiten Ventildichtungsfläche 1464 des stromaufwärtigen Endes 1449A und dem zweiten Ventilsitz 1465 reduziert, was wiederum das Volumen des Formmaterials verringert, das entfernt werden muss, wenn das zweite Ventilteil 1449 von der strömungsoffenen Position in die strömungsgeschlossene Position betätigt wird. Das Ergebnis hiervon ist, dass eine geringere Verschlusskraft des Aktuators notwendig ist, um das zweite Ventilteil 1494 von der strömungsoffenen Position in die strömungsgeschlossene Position zu übertragen. In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) sind auf der zweiten Ventildichtungsfläche 1464 eine oder mehrere Kanten vorgesehen, um die Größe des Kontaktbereichs zwischen der zweiten Ventildichtungsfläche 1464 und dem zweiten Ventilsitz 1465 zu reduzieren, während dennoch an einem stromaufwärtigen Ende der zweiten Ventildichtungsfläche 1464 ein ununterbrochener Kontaktbereich zwischen der zweiten Ventildichtungsfläche 1464 und dem zweiten Ventilsitz 1465 bestehen bleibt.
In der vorstehenden detaillierten Beschreibung der Übertragungseinheit wurde beschrieben, dass das erste Übertragungsteil beispielhaft, aber nicht einschränkend, an der stationären Seite angeordnet und stromaufwärts von dem zweiten Übertragungsteil vorgesehen ist, dass in dem bewegbaren Mittelabschnitt angeordnet ist. In einer Ausführungsform (nicht gezeigt) weist ein zweites Übertragungsteil in einem Ende eine Aufnahmetasche auf, d. h. ein stromabwärtiges Ende davon kann in der stationären Seite des Spritzgießsystems positioniert sein, um stromaufwärts eines ersten Übertragungsteils angeordnet zu sein, das in dem bewegbaren Mittelabschnitt positioniert, wobei das erste Übertragungsteil ein Ende aufweist, d. h. ein stromaufwärtiges Ende, um in der Aufnahmetasche des zweiten Übertragungsteils aufgenommen zu sein.
Weiterhin ist in der vorstehenden detaillierten Beschreibung die Etagenspritzgießvorrichtung beispielhaft, aber nicht einschränkend, eine zweistufige Etagenspritzgießvorrichtung mit einer Teilungslinie P_LA und einer Teilungslinie P_LB. In einer Ausführungsform (nicht gezeigt) weist die Etagenspritzgießvorrichtung mehr als zwei Stufen auf und umfasst eine Übertragungseinheit zum Übertragen von Formmaterial zwischen den Stufen der Etagenspritzgießvorrichtung. In noch einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) ist die Etagenspritzgießvorrichtung eine Tandem-Spritzgießvorrichtung, in der das Formmaterial sequenziell zu den Formhohlräumen an der jeweiligen Teilungslinie gefördert wird.
Während oben verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, ist es selbstverständlich, dass sie nur zur Darstellung und als Beispiele der vorliegenden Erfindung und nicht als Einschränkung präsentiert wurden. Es ist für einen Fachmann auf dem relevanten Gebiet offensichtlich, dass hierin verschiedene Änderungen in der Form und im Detail vorgenommen werden können, ohne sich von dem Umfang der Erfindung zu entfernen. Der Schutzbereich der Ansprüche soll nicht durch die hier in den Beispielen angegebenen Ausführungsformen beschränkt sein, sondern soll die breiteste, mit der Beschreibung als Ganzes übereinstimmende Interpretation umfassen. Es ist auch selbstverständlich, dass jedes Merkmal jeder hierin diskutierten Ausführungsform in Kombination mit den Merkmalen jeder anderen Ausführungsform verwendet oder für die Verwendung angepasst werden kann.

Claims

Eine Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit, die zwischen einer strömungsoffenen Konfiguration und einer strömungsgeschlossenen Konfiguration betätigbar ist, die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit umfasst: ein erstes Übertragungsteil mit einem ersten Übertragungskanal, einem ersten Ventilsitz und einem ersten Ventilteil, das innerhalb des ersten Übertragungskanals angeordnet ist, das erste Ventilteil weist einen Strömungsabschnitt und eine erste Ventildichtungsfläche auf, die ein erstes Ventilteilende umgibt; und ein zweites Übertragungsteil mit einem zweiten Übertragungskanal, einem zweiten Ventilsitz und einem zweiten Ventilteil, das innerhalb des zweiten Übertragungskanals angeordnet ist, das zweite Ventilteil weist eine zweite Ventildichtungsfläche und eine Aufnahmetasche auf, wobei der erste Übertragungskanal des ersten Übertragungsteils und der zweite Übertragungskanal des zweiten Übertragungsteils in einer Eingriffs-Konfiguration einen gemeinsamen Übertragungskanal ausbilden, und wobei, wenn die Übertragungseinheit in der strömungsgeschlossenen Konfiguration ist, steht die erste Ventildichtungsfläche in Eingriff mit dem ersten Ventildichtungssitz und die zweite Ventildichtungsfläche steht in Eingriff mit dem zweiten Ventilsitz, um eine Strömung von Formmaterial in den gemeinsamen Übertragungskanal zu blockieren, und wobei, wenn die Übertragungseinheit in der strömungsoffenen Konfiguration ist, ist die erste Ventildichtungsfläche von dem ersten Ventilsitz gelöst und die zweite Ventildichtungsflläche ist von dem zweiten Ventil gelöst, so dass die das erste Ventilteilende umgebende erste Ventildichtungsfläche verschiebbar in der Aufnahmetasche aufgenommen ist und der Strömungsabschnitt so positioniert ist, um eine Strömung des Formmaterials in den gemeinsamen Übertragungskanal zu erlauben.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei eine stromabwärtige Oberfläche des ersten Ventilteilendes über eine Übertragungsdichtung des ersten Übertragungsteils hinausragt, wenn das erste Ventilteil in einer strömungsgeschlossenen Position ist.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei eine stromabwärtige Oberfläche des ersten Ventilteilendes über eine Übertragungsdichtung des ersten Übertragungsteils und in eine Aufnahmetasche des zweiten Ventilteils hineinragt, wenn die Übertragungseinheit in der strömungsgeschlossenen Konfiguration ist und das erste Übertragungsteil und das zweite Übertragungsteil in einer Eingriffs-Konfiguration sind.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei zwischen einer stromabwärtigen Oberfläche des ersten Ventilteilendes und einer Bodenfläche der Aufnahmetasche ein Spalt vorgesehen ist, wenn das erste Übertragungsteil und das zweite Übertragungsteil in einer Eingriff-Konfiguration sind und die Übertragungseinheit in der strömungsoffenen Konfiguration ist.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei zwischen einer stromabwärtigen Oberfläche des ersten Ventilteilendes und einer Bodenfläche der Aufnahmetasche ein Spalt vorgesehen ist, wenn das erste Übertragungsteil und das zweite Übertragungsteil in einer Eingriffs-Konfiguration sind und die Übertragungseinheit in der strömungsgeschlossenen Konfiguration ist.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei entweder das erste Ventilteil oder das zweite Ventilteil weiter einen Ausrichtungsvorsprung aufweist und das andere Teil des ersten Ventilteils und des zweiten Ventilteils weiter eine Ausrichtungsbuchse aufweist.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 6, wobei der Ausrichtungsvorsprung sich mit der Ausrichtungsbuchse verbindet, bevor das erste Übertragungsteil mit dem zweiten Übertragungsteil in Eingrif steht, wenn die Übertragungseinheit von einer gelösten Konfiguration in die Eingriffs-Konfiguration überführt wird.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 6, wobei der Ausrichtungsvorsprung sich mit der Ausrichtungsbuchse verbindet, bevor das erste Ventilteilende verschiebbar in der Aufnahmetasche des zweiten Ventilteils aufgenommen wird, wenn die Übertragungseinheit von der strömungsgeschlossenen Konfiguration in die strömungsoffene Konfiguration überführt wird.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei entweder das erste Ventilteil oder das zweite Ventilteil weiter einen Entlüftungskanal aufweist.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 9, wobei der Entlüftungskanal in dem zweiten Ventilteil vorgesehen ist.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 10, wobei der Entlüftungskanal in dem zweiten Ventilteil in Fluidverbindung mit einem zweiten Entlüftungskanal in einer Ventilbuchse steht.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 10, wobei der Entlüftungskanal in dem zweiten Ventilteil in Fluidverbindung mit einem zweiten Entlüftungskanal in einem Kolben steht, der mit dem zweiten Ventilteil verbunden ist.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 12, weiter umfassend: ein Rückschlagventil, das in dem Entlüftungskanal oder dem zweiten Entlüftungskanal angeordnet ist.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, weiter umfassend: ein Vorspannelement, das das zweite Ventilteil vorspannt, so dass die zweite Ventildichtungsfläche mit dem zweiten Ventilsitz in Eingriff steht.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei die Tiefe der Aufnahmetasche so dimensioniert ist, um das erste Ventilteilende gleitend aufzunehmen, wenn das erste Ventilteil verschoben wird, so dass die erste Ventildichtungsfläche von dem ersten Ventilsitz gelöst ist und die zweite Ventildichtungsfläche mit dem zweiten Ventilsitz in Eingriff bleibt.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, weiter umfassend: einen Stift, der verschiebbar in dem zweiten Ventilteil angeordnet ist.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 16, wobei die Aufnahmetasche durch eine innere Oberfläche des zweiten Ventilteils und am Ende des Stifts definiert ist.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei der Strömungsbereich mindestens ein in dem ersten Ventilteil ausgebildetes Tunnelsegment aufweist, das einen ersten Anschluss aufweist, der einen Einlass definiert und einen zweiten Anschluss aufweist, der einen Auslass definiert.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei das zweite Ventilteil einen Unterstützungskonus umfasst.
Die Etagenspritzgieß-Übertragungseinheit nach Anspruch 19, wobei der Winkel zwischen der Aufnahmetasche und der zweiten Ventildichtungsfläche größer ist als der Winkel zwischen der Aufnahmetasche und dem Unterstützungskonus.