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Schiebeverschlußdüse, insbesondere für Spritzgießmaschinen zur Herstellung
von Teilen aus plastifizierbaren Massen Die Erfindung betrifft eine Schiebeverschlußdüse,
bei der der über den Düsenmund vorstehende Verschlußschieber mittels einer Feder
in Schließstellung gehalten und durch Anlegen gegen einen Widerstand, z. B. eine
Spritzgießform, in seine Offenstellung gedrückt wird und die insbesondere für Spritzgießmaschinen
zur Herstellung von Teilen aus plastifizierbaren Massen bestimmt und geeignet ist.
Derartige Schiebeverschlußdüsen sind bei Kunststoff-Spritzgießmaschinen allgemein
geläufig.
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Die insbesondere an Spritzgußmaschinen verwendeten bekannten federbelasteten
Ventile weisen wohl eine gute Abdichtung auf, bedingen aber einen sehr großen Öffnungsdruck.
Sie besitzen weiterhin keine glatten Kanäle, wodurch Ecken entstehen, in welchen
das Material stagniert und sich zersetzen kann.
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Bei der Verwendung derartiger Ventile bildet sich zwischen dem Ventil
und der Düsenöffnung ein Pfropfen, welcher insbesondere beim Beginn des Spritzgießens
hinderlich ist. Zudem verlangen derartige Ventile eine genaue Passung, da auf die
Dichtflächen der volle Spritzdruck wirkt.
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Man hat ebenfalls versucht, den Abschluß an Spritzgußmaschinen mit
Hilfe von Schieberverschlüssen durchzuführen. Diese weisen wohl eine glatte Strömung
auf und besitzen gute Abdichtungseigenschaften. Ferner ist zu ihrer Betätigung kein
Öffnungsdruck nötig. Dagegen bedürfen sie einer besonderen Steuerung, und es bildet
sich im Schieber zwischen dem Schieber und der Düsenöffnung ein kalter Pfropfen,
welcher wie beim federbelasteten Ventil den Anfahrvorgang beim Spritzgießen bedeutend
erschwert. Diese Schieberverschlüsse bedürfen einer genauen Passung, da die Dichtflächen
auch hier unter dem vollen Spritzdruck stehen.
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Die Erfindung bezweckt die geschilderten Nachteile zu umgehen und
eine Schiebeverschlußdüse zu schaffen, welche sowohl eine glatte Strömung sicherstellt,
keinen Öffnungsdruck sowie auch keine spezielle Steuerung benötigt und bei welcher
sich vor allem kein Pfropfen zwischen dem Verschluß und der Drucköffnung bilden
kann. Ferner soll vermieden werden, daß die Schiebeverschlußdüse mit extrem genauen
Passungen angefertigt werden muß.
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Diese Aufgabe ist bei der hier vorgeschlagenen Schiebeverschlußdüse
der eingangs genannten Art vor allem dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß mindestens
drei je wenigstens eine geradlinige, durch zwei Begrenzungsflächen festgelegte Kante
aufweisende, in ihren Längsachsen im Düsengehäuse verschiebbare Verschlußschieber
vorgesehen sind, bei
denen sich mindestens je eine der Verlängerungen der Kanten
in einem Punkt schneiden und bei denen die diese Kanten bildenden Ebenen der Verschlußschieber
mit je einer der entsprechenden anstoßenden Ebene des benachbarten Verschlußschiebers
parallel liegen, d. h. praktisch zusammenfallen, so daß während des Betätigens der
Schiebeverschlußdüse diese Ebenen wenigstens zeitweise aufeinanderliegen.
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Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden anschließend
an Hand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine perspektivische
Darstellung beweglicher Verschlußteile einer Verschlußvorrichtung bei geöffnetem
Verschluß, F i g. 2 die Teile gemäß F i g. 1 bei geschlossenem Verschluß, Fig.3
eine schematische Darstellung analog F i g. 1 mit anders geformten Verschlußorganen,
F i g. 4 eine andere Seitenansicht des Verschlusses gemäß Fig. 3, F i g. 5 bis 10
in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einer Spritzgußmaschine und Darstellung
der
Lage der Verschlußvorrichtung in den verschiedenen Phasen, F i g. 11 bis 14 eine
Variante der Darstellung gemäß den Fig.S bis 10 mit einem zusätzlichen Klemmring.
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In einem Verschlußvorrichtungsgehäuse (nicht dargestellt) mit einer
Zentralachse 1 befinden sich verschiebbar angeordnet Verschlußprismen 2 bis 5 mit
den Prismenachsen 6 bis 9 und den Prismenebenen 10 bis 21. Die Prismen 2 bis 5 sind
in Richtung ihrer Achsen 6 bis 9 verschiebbar. Die von je zwei Prismenebenen bestimmten
Prismenkanten 22 bis 25 verlaufen ebenfalls parallel zu den Prismenachsen 6 bis
9. Ihre Verlängerungen schneiden sich in einem Punkt 26, welcher, in Spritzgießrichtung
gesehen, vor einer Düsenöffnung 31 liegt. Diese Düsenöffnung ist von Verschlußkanten
27 bis 30 umrandet.
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Dreieckförmige Abschlußflächen 32 bis 35 der Verschlußprismen 2 bis
5 liegen in einer gemeinsamen Ebene mit der Düsenöffnung 31.
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Soll der in F i g. 1 dargestellte geöffnete Verschluß in seine geschlossene
Lage gemäß Fig.2 gebracht werden, so verschiebt man gleichzeitig die Prismen 2 bis
5 in Richtung ihrer Achsen 6 bis 9 gegen den Schnittpunkt 26 so weit, bis die Abschlußflächen
32 bis 35 eine in sich geschlossene Figur bilden und die Düsenöffnung 31 verschwunden
ist. Damit dieses Zusammenschieben der Prismen 2 bis 5 möglich wird, müssen diejenigen
Flächen, welche die sich in der Verlängerung schneidenden Prismenkanten 22 bis 25
festlegen, paarweise derart parallel liegen, daß sie beim Verschieben der Verschließprismen
2 bis 6 praktisch spiellos aufeinander gleiten können.
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Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, sind dies beispielsweise
die Prismenebenen 10 und 18, 16 und 19, 15 und 21 sowie 12 und 13.
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Durch Verwendung von drei, fünf oder mehr Verschließorganen ist es
möglich, eine Düsenöffnung mit polygonalem Umfang zu erhalten, wobei das Zusammenarbeiten
der Verschließorgane auf der vorbeschriebenen Basis erfolgt.
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In den Fig.3 und 4 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher ein
Düsenkörper 58 eine Zentralachse 40 aufweist. Verschließorgane 41 bis 44 sind von
kreissektorähnlichem Querschnitt, wie in F i g. 3 ersichtlich. Die vorderen Abschlußflächen
45 bis 48 der Verschließorgane 41 bis 44 liegen stets in einer Ebene, also nicht
nur in der geschlossenen Lage des Verschlusses, sondern in jeder, auch der geöffneten
Lage. Jedes Verschließorgan 41 bis 44 weist ein je eine Prismenkante festlegendes
Ebenenpaar 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56 auf. Die entstehende Düsenöffnung 57 ist
im vorliegenden Falle quadratisch. F i g. 3 zeigt den Verschluß in geöffneter Stellung.
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Die Verschließorgane 41 bis 44 sind am Verschluß abgewandten Ende
mit Stellschrauben 67 (F i g. 4) mit einem als Anschlag dienenden Kopf 70 versehen,
welche durch eine OffnungC8 des Düsenkörpers58 bzw. eines Flanschringes69 ragen.
Auf den hinteren Flächen der Verschließorgane 41 bis 44 und den Flanschringen 69
ist je eine Feder 59 bis 62 abgestützt. Diese Federn versuchen, die Verschließorgane
41 bis 44 in ihre Verschlußlage zu schieben.
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In den Fig. 5 bis 10 sind in schematischen Schnitten ein Ausschnitt
aus einer Spritzgußform 75
und eine Verschlußvorrichtung 8 dargestellt. Die Spritzgußform
75 besitzt eine Vorderfläche 76 sowie einen Spritzgießkanal 77. Die Verschlußvorrichtung
80 ist mit vier Verschließorganen ausgerüstet, die durch nicht dargestellte Fede?orga?rie
- in'; flclituhg gegen die Spritzgußform gestoßen werden.': In den Figuren sind
nur die beiden Verschließorgane 81 und 82 ersichtlich. Eine angedeutete Förderschnecke
84 ragt mit der dargestellten Schneckenspitze 85 in einen Gehäuseteil 83 mit einer
Düsenöffnung 87 und einer Stirnfläche 88 der Verschlußvorrichtung 80.
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F i g. 5 zeigt die Lage der Verschlußvorrichtung 80 vor dem Einfahren
in die Spritzgußform 75. Die Verschlußvorrichtung 80 ist verschlossen.
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Fig. 6 zeigt die Lage beim Anfahren an die Spritzgußform 75. Dabei
sind die Verschließorgane 81 und 82 mit der Vorderfläche 76 der Spritzgußform in
Berührung gelangt, und währenddem die Verschlußvorrichtung 80 weiterhin in Richtung
der Spritzgußform 75 bewegt wird, werden die Verschließorgane 81 und 82 entgegen
den Federdrücken (Fig.4) bezüglich des Gehäuseteiles 83 verschoben, so daß sich
der Verschluß in zunehmendem Maße öffnet. Dabei ragt die Förderschnecke 84 mit ihrer
Spitze 85 bereits in den Spritzgießkanal 77.
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Fig.7 zeigt den Zustand bei vollständig geöffneter Verschlußvorrichtung
80, wobei die Stirnfläche 88 auf der Vorderfläche 76 aufliegt, während aus F i g.
8 ersichtlich ist, wie das zu spritzende Material 86 aus der Spritzgußdüse 87 in
den Spritzgießkanal 77 eingespritzt wird.
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Bei Fig. 9 wird die Spritzgußdüse, d. h. der Gehäuseteil 83, bereits
wiederum zurückgezogen, und die Verschließorgane 81 und 82 bleiben auf Grund der
sie an der Vorderfläche 76 der Spritzgußform 75 anpressenden Federn in Berührung
mit der Spritzgußform 75, so daß sich die Verschlußvorrichtung während des Absetzens
des Gehäuseteiles 83 von der Spritzgußform 75 langsam schließt.
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In F i g. 10 ist der Augenblick ersichtlich, in welchem die Verschlußvorrichtung
80 in geschlossenem Zustand an der Vorderfläche 76 der Spritzgußform 75 anliegt,
um im nächsten Augenblick in die in F i g. 5 dargestellte abgehobene Lage zurückgezogen
zu werden.
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In den Fig. in bis 14 ist eine weitere Ausführungsmöglichkeit des
Erfindungsgegenstandes dargestellt, wobei die Lage der Organe entsprechend den Fig.5
bis 10 in verschiedenen Stadien ersichtlich ist.
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Eine Spritzgußform91 besitzt einen speziell geformten Vorderteil
mit einer Vorderfläche 92 und einem Kalibrier- oder Klemmring 95 mit einer Ringnut
93 und einer Bohrung 96 sowie einer Mündung eines Spritzgießkanals 94. Eine Verschlußvorrichtung
100 ist mit Verschließorganen 101 und 102 ausgerüstet, deren vordere Enden je eine
Nase 103 und 104 tragen. Die beiden anderen Verschließorgane sind in den Figuren
nicht ersichtlich. Die Verschließorgane 101 und 102 gleiten in einem Gehäuseteil
105 mit einer Stirnfläche 107 und einer Bohrung 111, durch welche die Spitze 110
einer Förderschnecke 106 herausragt.
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In der F i g. 11 ist die Lage der Spritzgußform 91 und der Verschlußeinrichtung
der Spritzgußmaschine in der Arbeitslage ersichtlich. Die Stirnfläche 107 des Spritzaggregates,
d. h. des Gehäuses 105, ist gegen die Vorderfläche 92 der Spritzgußform dichtend
angepreßt.
Die Verschließorgane 101 und 102 stehen in ihrer rückwärtigen Lage, wobei die Nasen
103 und 104 in der Ringnut 93 sind.
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Nach Beendigung des Spritzvorganges wird die Düse 111, d. h. der
Gehäuseteil 105, von der Spritzgußform 91 zurückgezogen (F i g. 12), wobei die Verschließorgane
101 und 102 vorerst durch die Einwirkung einer äußeren Kraft mit der Vorderfläche
92 der Spritzgußform 91 in Berührung bleiben, bis sie die Anschläge 108 und 109
erreichen (F i g. 13). Dabei haben die Verschließorgane 101 und 102 den Punkt erreicht,
wo die Düsenöffnung verschlossen ist. Andererseits haben die Nasen 103 und 104 ihre
minimale radiale Entfernung erreicht, so daß die letzteren bei weiterem Zurückziehen
des Spritzaggegates 105 in die Bohrung 96 des Kalibrier-oder Klemmringes 95 hineingezogen
werden, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist. Dadurch werden die Verschließorgane
102 und 103 gegen Aufweiten durch inneren Druck gesichert.