DE1779315A1

DE1779315A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen eines Materials,insbesondere durch Einspritzen in eine Hohlform

Info

Publication number: DE1779315A1
Application number: DE19681779315
Authority: DE
Inventors: Paul Marcus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-07-31
Filing date: 1968-07-30
Publication date: 1971-09-02
Also published as: FR1576069A; GB1231438A; US3535742A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Formen von Werkstoff, und sie betrifft insbesondere eine neuartige und sehr zweckmäßige Vorrichtung sowie ein Verfahren, die es ermöglichen, mit Hilfe des Spritzverfahrens Formteile ohne Trichteransätze zu erzeugen.

Aus Gründen der Zweckmäßigkeit und der Wirtschaftlichkeit ist es in vielen Fällen erwünscht, eine Verteilerleitung oder dergleichen zum Zuführen eines zu formenden Werkstoffs zu benutzer die mit zahlreichen Düsen versehen ist, damit ein geschmolzenes oder zähflüssiges Kunstharz oder ein anderer zu formender Werkstoff einer größeren Zahl von Hohlformen zugeführt werden kann, so daß es möglich ist, eine bestimmte Zahl von Gegenständen in einem einzigen Arbeitsgang zu formen.

Ein erheblicher iiachteil dieses Verfahrens, der in einem erheblichen Ausmaß dazu beiträgt, daß es unmöglich ist, die

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gewünschte Zweckmäßigkeit und Y/irtöchaftlichkeit zu erzielen, besteht darin, daß die verschiedenen Düsenöffnungen, über die der zu formende v/erkstoff von der Verteilerleitung abgegeben wird, in manchen Fällen nicht einwandfrei in Deckung mit den ZuführungsÖffnungen der Hohlformen kommen, über die der Werkstoff den Hohlformen zugeführt werden soll. Ein Grund für derartige i'luchtungsfehler bestent natürlich in_den unvermeidlichen Herstellungstoleranzen₀ Ein v/eiterer Grund besteht darin, daß die verschiedenen Teile der Verteilerleitung und der die Hohlfarmen abgrenzenden Konstruktion in einem unterschiedlichen Ausmaß erhitzt werden, was sich jeweils nach den Eigenschaften des zu verarbeitenden Werkstoffs und der Gestalt der herzustellenden Erzeugnisse richtet. Diese Faktoren variieren von Zeit zu Zeit, und daher ergeben sich auch Unterschiede bezüglich der Lage der Düsenöffnungen gegenüber den Einlassen der Hohlformen.

Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich bei den bis jetzt bekannten Vorrichtungen daraus, daß auf den gespritzten Erzeugnissen Abdrücke der Zuführungsöffnungen erscheinen, daß Kunststoffmaterial längs der Düsenöffnungen über Undichtigkeiten entweicht, nachdem der Spritzvorgang beendet ist, und daß Kunststoff zv/iscnen aufeinander folgenden Spritzvorgängen in den Düsenöffnungen erstarren kann.

Ferner sind die bis jetzt gebräuchlichen Vorrichtungen gewöhnlich so ausgebildet, daß keine ausreichende Kontrolle bezüglich der Reihenfolge besteht, in der der Kunststoff in die verscniedenen Hohlformen eingespritzt wird. Für jeden Fachmann liegt es auf der xiand, daß eine solche Kontrolle erwünscht ist,

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da es dann leichter ist, ein gleichmäßiges Pullen von Hohlformen der verschiedensten Form und Größe in einem einzigen Arbeitsgang zu bewirken.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese und andere Machteile der bis jetzt gebräuchlichen Vorrichtungen zu vermeiden. Genauer gesagt sieht die Erfindung eine Konstruktion vor, die das automatische Einstellen der Düsenöffnungen in genauer Deckung mit den zugehörigen Eintrittsöffnungen der Hohlformen erleichtert· Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verkleinerung oder Beseitigung des Raums innerhalb der Düsen bzw. der Eintrittsöffnungen der Hohlformen zu erleichtern, die zwischen aufeinander folgenden Spritzvorgängen mit dem zu verarbeitenden Llaterial gefüllt werden; hierdurch würde es möglich sein, die Menge des über Undichtigkeiten entweichenden Kunststoffs zu verringern und der iieigung des IJaterials entgegenzuwirken, die Düsenöffnungen oder die Offnungen der Hohlfornen zwischen aufeinander folgenden Spritzvorgängen zu verringern. Ferner sieht die Erfindung eine Vorrichtung vor, die es ermöglicht, die die verschiedenen Düsenöffnungen steuernden Ventile in einer vorbestimmten Reihenfolge zu betätigen.

Diese und v/eitere Aufgaben der Erfindung werden bei einer Ausführungsform dadurch erfüllt, daß eine trichterlose, mehrere Düsen umfassende Verteilerleitung benutzt wird, bei der die Düsen so ausgebildet sind, daß sie Relativbewegungen gegenüber dem Hauptkörper der Verteilerleitung ausführen können; hierbei werden die Düsen während dieser Relativbewegung durch die ihnen zugeordnete Formkonstruiition geführt. Die Ventile, die das Aus-

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treten des Werkstoffs aus den betreffenden Düsenöffnungen regeln, sind mit Ventilteilen versehen, die so geformt sind, daß sie dann, wenn die Ventile geschlossen sind, in die Düsenöffnungen und gegebenenfalls auch in die Eintrittsöffnungen der Hohlformen passen, so daß der in den Öffnungen verfügbare Raum, der sich mit dem ilaterial füllen, kann, wenn die Ventile geschlossen v/erden, verkleinert oder vollständig beseitigt wird. Die Ventilteile können verstellbar vorgespannt sein und unterschiedliche Durchmesser haben, so daß sie sich gleichzeitig oder in einer vorbestimmten Reihenfolge öffnen, wenn der Spritzdruck auf den zu formenden Werkstoff in der Verteilerleitung wirkt«

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert,

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung in der

Draufsicht.

Pig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie 2-2 in Hg. 1.

Pig. 3A, 3B, 3C und 3D sind im wesentlichen der Pig. 2 entsprechende, jedoch in einem kleineren Maßstab gezeichnete Querschnitte, die vier aufeinander folgende Arbeitsschritte nach der Erfindung veranschaulichen.

Pig. 4 ähnelt allgemein Pig. 2, zeigt jedoch eine andere Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 ist eine in einem erheblich größeren Maßstab gezeichnete Teildarotellung einer weiteren Ausführungsform eines '.Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

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Fig. 6 zeigt in einem Maßstab, der zwischen den Haßstäben von Fig. 4 und 5 liegt, eine weitere Ausführungsf orrn eines Teils einer Vorrichtung nach der Erfindung.

In Fig. 1 erkennt man eine erfindungsgemäße, mit mehreren Düsen versehene, insgesamt mit 10 bezeichnete Verteilerleitung. Die Verteilerleitung 1C ist mit mehreren Düsen 11 versehen, die dazu dienen, einen zu formenden werkstoff, z.B. ein geschmolzenes oder zähflüssiges Kunstharz, in die riohlformen einzuleiten, die in Fig. 1 nicht dargestellt, jedoch in Fig. 3A bis 3D zu erkennen sind, so daß aus dem Werkstoff Erzeugnisse der gewünschten Form hergestellt v/erden. Das zu formende I.Taterial wird der Verteilerleitung 10 von einer nicht dargestellten Plastifizierungsvorrichtung, z.B. einem Extruder, über eine in Fig. 2 dargestellte Rohrleitung 12 zugeführt. Das Rohr 12 ist nahe seinem rechten Ende bei 14 mit Außengewinde versehen und in eine dazu passende Gewindebohrung 15 des Verteilerstücks 10 eingeschraubte

Ein Strom des zu formenden Materials, der das Rohr 12 intermittierend, d.h. jeweils während eines Gpritzvorgangs, passiert, wie es weiter unten näher erläutert wird, wird durch Umlenkteile 16 unterteilt, so daß das Material intermittierend in entgegengesetzten Richtungen durch Abzweigungskanäle 17 strömt, um den Düsen 11 zugeführt zu werden. In die äußeren Enden 19 der Abzweigungskanäle 17 sind Stopfen 18 eingeschraubt oder auf andere «ei3e lösbar eingebaut; diese Jtopfen können ausgebaut werden, wenn es erforderlich ist, das Innere der Abzweigungakanäle 17 zu reinigen.

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Die Äbzweigungskanäle 17 stehen mit Düsenkanälen 20 in Verbindung, von denen einer in Fig. 2 dargestellt ist. Gemäß Fig. 2 steht der Düsenkanal 20 in Verbindung mit einer kleineren Düsenöffnung 22, die die Austrittsöffnung der Düse 11 bildet.

Ferner ist eine Ventilanordnung 23 vorgesehen, die einen Ventilstift 24 umfaßt, mittels dessen die. Düsenöffnung 22 abwechselnd geöffnet und geschlossen werden kann. Jas ^entilteil 24 trägt an seinem unteren Ende einen Ansatz 26, dessen Querschnittsform zur Querschnittsform der Düsenöffnung 22 paßt, und der in der Düsenöffnung mit enger Passung verschiebbar ist; wenn sich das Ventilteil 24 in seiner vorderen Stellung befindet, bei der die Ventilanordnung 23 geschlossen ist, kann das Ventilteil gemäß Fig. 1 und 2 aus der Düsenöffnung 22 um eine Strecke herausragen, die gleich der Tiefe eines Formtrichters 28 ist, d.h. gleich der Länge der Formöffnung 28 in der Bewegungsrichtung des zu formenden Materials. Dies ist insbesondere aus Fig. 3G ersichtlich, auf die weiter unten näher eingegangen wird. Der Ansatz bzw. die Spitze 26 des Ventilteils 24 paßt bezüglich ihres Querschnitts auch zu.dem Formtrichter 28 und kann in diesem Trichter in der Längsrichtung verschoben werden.

Wenn sich die Ventilanordnung 23 in ihrer geschlossenen Stellung befindet, und wenn das Verteilerstück 10 eine Lage einnimmt, die während des Einspritzens des Materials in die Hohlformen gegeben ist, nimmt somit das untere Ende 26 des Ventilteils bzw. der Düsennadel im wesentlichen den ganzen Raum im Inneren der Düsenöffnung 22 und des Formtrichters 28 ein, ao daß sich dieser Raum nicht mit dem zu formenden Material füllen

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kann. Fig. 3A, auf die im imlgenden näher eingegangen wird, zeigt als Beispiel eine Hohliorm 30 zum Aufnehmen und Formen des ihr zugeführten materials. Die nohlform 30 wird durch ein Iierhteil und voneinander trennbare äußere Formhälften 34 und 35 abgegrenzt« Die äußeren Jjormhälften brauchen natürlich nicht unbedingt voneinander trennbar zu sein, sondern sie können auch ein zusammenhängendes Bauteil bilden.

Die Düsennadel 24 wird gemäß Fig. 2 z.3. durch eine Feder 36 in Richtung auf ihre geschlossene Stellung vorgespannt. Die Kraft, mit der die ^eder 36 die Düsennadel 24 nach vorn bzw_o in ihre Schließstellung drückt, ist eine Funktion der Stellung einer Stellschraube 38, die mit ihrem Gewinde 40 in eine Gev/indebohrung 42 des Hauptkörpers 58 des Yerteilerstücks 10 eingeschraubt ist. Diese Anordnung ermöglicht ein sehr genaues Einstellen der Spannung der Feder 36, und die ireder kann innerhalb des vorgesehenen Bereichs auf jede beliebige Spannung eingestellt werden.

Die Düsennadel 24 hat vorzugsweise mindestens zwei verschiedene Durchmesser. Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung hat der vordere Endabschnitt 26 der Düsennadel einen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser des Schaftabschnitts 52 der Düsennadel, wo der Schaftabücnnitt auf der von der Spitze 26 abgewandten Seite aus dem Kanal 20 austritt. Der Endabschnitt 26 und der Schaftabscnnitt 52 der Düsennadel sind durch einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 54 verbunden«,

wenn sich Material in dem Kanal 20 befindet und dieses Material einem Druck ausgesetzt ist, der höher ist als der Druck der Atmosphäre, wirkt aui die Düsennadel nine i.rai't, die

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auf den unterschiedlichen Durchmesser der erwähnten Abschnitte zurückzuführen ist. Diese Kraft wirkt entgegen der Kraft, die durch die Feder 36 auf die Düsennadel 24 aufgebracht wird«, \Ίβηη der Druck des Materials in dem Kanal 20 genügend hoch ist, bewegt sich die Düsennadel 24 nach hinten in ihre Öffnungsstellung, wobei sie die Feder 36 zusammendrückt, woraufhin das Material durch die Düsenöffnung 22 strömen kann»

Der Schaft 52 der Düsennadel 24 gleitet mit enger Passung in einer in dem Hauptkörper 58 vorgesehenen Bohrung 56. Der Hauptkörper 58 läßt somit Bewegungen der Düsennadel 24 in der Längsrichtung, jedoch nicht in seitlicher Richtung zu» Gegebenenfalls kann man eine nicht dargestellte Abdichtung zwischen dem Hauptkörper 53 und der Düsennadel 24 vorsehen, um zu verhindern, daß sich Teile des Materials entgegen der vorgesehenen Richtung bewegen.

Gemäß Fig. 1 und 2 sind Heizringe 60 vorgesehen, damit das zu formende Material auf eine geeignete Temperatur gebracht werden kann, bei der sich das Material nach dem Spritzverfahren verarbeiten läßt. Die Heizringe 60 werden gemäß Fig. 2 durch Fortsätze 62 in ihrer Lage gehalten, die auf beliebige geeignete Weise an dem uauptkörper 58 und dem Verteilerstück 10 befestigt sind; Schrauben 64 ragen durch Öffnungen in nach außen abgewinkelten Flanschen 66 der Heizringe 60 und sind in Gewindebonrungen in den Fortsätzen 62 eingeschraubt. Auf diese Weise ist es möglich, nicht nur das zu formende Material gleichmäßig zu erhitzen, sondern man kann erforderlichenfalls das zu formende Iiuterial unterschiedlich erhitzen, indem man dem

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Material an verschiedenen Teilen des Verteilerstücks eine größere oder kleinere Wärmemenge zuführt, um das Liaterial so zu erwärmen, daß es an jeder Düsenöffnung 22 die gewünschte "bzw. eine optimale Temperatur hat„

Die in Fig. 2 gezeigte Düse 11 ist einteilig ausgebildet und mit enger Passung, jedoch verschiebbar, in die den Kanal 20 bildende Bohrung eingebaut. Die Düse 11 wird durch einen Düsenhalter 72 in ihrer Lage gehalten, der durch eine Schraube 74 mit einem G-ewindeabschnitt 76 festgehalten wird; der G-ewindeabschnitt der Schraube ist in eine Gewindebohrung 78 im Hauptkörper 58 des Verteilerstücks 10 eingeschraubt.

Eine Feder 80 spannt das Düsenteil 11 nach vorn gegen den Düsenhalter 72 vor, man kann eine Beilegscheibe 82 zwischen der Feder 80 und der Düse 11 anordnen, um zu bewirken, daß die Feder 80 in der gewünschten v/eise gespannt ist und daher die geramschte Vorspannkraft auf die Düse 11 aufbringt.

Bei dieser Anordnung wird eine Längsbewegung der Düse 11, d.h. eine hin- und hergehende Bewegung in der Richtung erleichtert, in der sich das zu formende Material bewegt, während es aus der Düsenöffnung 22 austritt. Auf diese ,7eise ist es möglich, Längenunterschiede zwischen den verschiedenen Düsen 11 auszugleichen, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob sie auf Fertigungstoleranzen, eine unterscniedliche Erhitzung oder durch irgendeine andere Ursache hervorgerufen werden, und die dann, wenn keine geeigneten Maßnahmen getroffen werden, dazu führen, daß einige der Düsen zur Anlage an den zugehörigen Au^parungon der Hohlformen kommen, v/änrend andere Diiuen durch einen kleinen Abstand

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von diesen Aussparungen getrennt sind, ,so daß Material während des Spritzvorgangs entweichen kann.

Fig. 3A "bis 3D veranschaulichen die Wirkungsweise der soeben beschriebenen Konstruktion bei einem erfindungsgemäßen Spritzverfahren.

Fig. 3A zeigt als Beispiel eine der Düsen 11 des Verteilerstücks 10 in einem Abstand von der zugehörigen Hohlform 30, ^ die durch einen Formkern 32 einerseits und die voneinander trennbaren Formhälften 34 und 35 andererseits abgegrenzt wird. Das zu formende LIaterial 84 füllt gemäß Fig. 2 den Kanal 20 aus, doch kann kein LIaterial durch die Düsenöffnung 22 an der Düsennadel 24 vorbei entweichen, da sich die Düsennadel in ihrer vorderen oder geschlossenen Stellung befindet und das untere Ende 26 der Düsennadel die Düsenöffnung 22 vollständig ausfüllt.

Das Verteilerstück 10 ist gemäß Fig. 3A in Eicatung des Doppelpfeils hin- und herbewegbar; es sei jedoch bemerkt, daß man auch die Spritzformen beweglich anordnen könnte. TJm die Beanspruchung des Verteilerstücks 10 durch Biegemomente zu verringern, wird die Kraft, durch die das Verteilerstück gemäß Fig. 3ü und 3C nach vorn bewegt wird, gemäß Fig. } vorzugsweise an einem mittleren Teil 59 (Figo 1) des Verteilerstücks zur Wirkung gebracnto Fig. 3B zeigt die Düse 11, die in eine sie aufnehmende Vertiefung 86 eingeführt worden ist, die die Eintrittsöffnung 28 der Spritzform umgibt, so daß das zu formende 'Material 84 durch die Düoenöffnung 22 und die Zuführungsöffnung 28 der Form und dann durch den gesamten Raum 30 zwischen dem Formkern

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und den trennbaren Forinhälften 34 und 35 fließt. Die Offnungs- oder Rückwärtsbewegung der Düsennadel 24 gegenüber dem Verteilerstück 10 bewirkt, daß die Feder 36 zusammengedrückt wird, und diese Bewehrung wird automatisch dadurch hervorgerufen, daß die Düsennadel Abschnitte von unterschiedlichem Durchmesser aufweist; die Stellschraube 38 ist so eingestallt, daß sich die Düsennadel 24 in ihre hintere Stellung bewegt, wenn ein vorbestimmter Druck durch das zu formende Material 84 in der Kammer 20 des Verteilerstücks 10 aufgebracht wird.

Fig. 3G zeigt die beschriebene Konstruktion nach der Beendigung des Einspritzens des zu formenden Materials 84. Der Druck des Materials wird nach dem Füllen der Hohlform so weit herabgesetzt, daß die Feaer 36 die Düsennadel 24 wieder in ihre vordere Stellung bzw. die schließstellung bringt, wobei das vor dem freien Ende der Düsennadel vorhandene .. tterial in die nohlform 30 hineingedrückt wird. Bei dieser Stellung füllt das freie Ende 26 der Düsennadel sowohl die Düsenöffnung 22 als auch die Eintrittsöffnung 28 der Spritzform vollständig aus, und ihre vordere Stirnfläche ö8, die in Berührung mit dem Material ö4 steht, befindet sich in Fluchtung mit äen Innenflächen der trennbaren Formhälften 34 und 35_f so daß die Honlform an ihrem oberen Ende durch eine glatte und lückenlose Fläche abgeschlossen ist und die Entstehung von Trichtermarkierungen vermieden wird.

Fig. 3D zeigt das Abheben des Verteilerstücks 10 von den trennbaren ij'ormhälften 34 und 35; bei dieser Bewegung verhindert das Ende 26 der Düsennadel 24' das Entweichen von I.'aterial über

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die Düsenöffnung 22, und ferner verhindert der Teil 26 der Düsennadel, daß sich die Düsenöffnung 22 zynischen aufeinander folgenden Spritzvorgängen mit erhärtetem Kunststoff oder einem anderen zu formenden Material zusetzt. Die in der beschriebenen V/eise geformten Erzeugnisse können ohne .jede Nachbehandlung auf den karkt gebracht werden, oder man kann eine weitere Behandlung, z.B. in Form eines Blasvorgangs, durchführen. Es ist nicht erforderlich, daß das Verteilerstück 10 am Ende jedes Spritzvorgangs aus der Form herausgezogen wird. In manchen Fällen ist es möglich, das Verteilerstück erst am Ende eines ganzen Arbeitstages wieder von der Form zu trennen,,

Figo 4 zeigt eine v/eitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Düse 11 aus zwei Teilen besteht, nämlich einem Düsenspitzenteil 90 und einem Düsensitzteil 92. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird natürlich die Längsbewegung bzw. die hin- und hergehende Bewegung der Düsenspitze 90 und des Düsensitzes 92 in der gleichen Weise erleichtert, wie es bezüglieh des ersten Ausführungsbeispiels an Hand von Fig. 2 beschrieben v/urde. Genauer gesagt, wenn die Düsenspitze 90 in Berührung mit einer Form gebracht wird, kann sich die Dür.enspitze bzw. das Mundstück nach hinten bev/egen, so daß die Düsennadel 24' nach hinten bewegt und die Feder 80 etwas zusammengedrückt wird. Aus einem noch zu erläuternden Grund wird auch die Feder 36 geringfügig zusammengedrückt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die Düsenspitze 90 ferner so gelagert, daß sie sich in einer Ebene bewegen kann, die rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des zu formenden Materials

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84 verläuft, das durch die Düsenöffnung 22 strömt. Zu diesem Zweck ist der Diisenspitzenhalter 72 mit einer Öffnung 94 versehen, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des zylindrischen Hauptabschnitts 96 der Düsenspitze 90.' Die Düsenspitze 90 steht gemäß Fig. 4 bei 98 längs einer ebenen Fläche verschiebbar in Berührung mit der Unterseite des Düsensitzteils 92.

Somit ist die Konstruktion nach Fig. 4 so ausgebildet, daß sie nicht nur eine ungenaue Anordnung der Düse 11 in"der Bewegungsrichtung des aus der Düsenöffnung 22 austretenden Materials 84 ausgleicht, sondern auch eine falsche Stellung der Düse 11 rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung des Haterials. Da die Düsenspitze 90 eine vollständige Bewegungsfreiheit in drei zueinander rechtwinkligen Richtungen hat, kann sie sich in jeder beliebigen Richtung jeweils längs einer kurzen Strecke bewegen, so daß es möglich ist, Unregelmäßigkeiten auszugleichen, die auf die Fertigung^stoleranzen, eine unterschiedliche Erhitzung oder irgendeine andere Ursache zurückzuführen sind.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung hat die Spitze bzw. das äußerste Ende 26' der Düsennadel 24' einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der Düsenöffnung 22, so daß die vordere Stirnfläche 88' in Berührung mit der Rückseite 100 im Inneren der Düsenspitze 90 kommt, wenn die Düsennadel 24' ihre vordere Stellung bzw. die Schließstellung einnimmt. Somit kann die Düsennadel 24', die sich axial nach vorn und hinten, jedoch nicht quer zu ihrer Längsachse bewegen kann, die in der Querrichtung erfolgenden Bewegungen der Düaenapitze 90 nicht

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beliindern, und sie wird nach hinten gedruckt, um die Pe&er 36 zusammenzudrücken, wenn sich die Düsenspitze 90 nach hinten bewegte

Pig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Düsennadel 24" verwendet wird, die eine erste Spitze 26" umfaßt, welche der Spitze 26" nach Pig. 4 entspricht, sowie eine zweite Spitze 26"·, die in die Düsenöffnung 22 eintreten kann, deren Durchmesser jedoch kleiner ist als der Durchmesser der Düsenöffnung 22. Der Abstand zwischen dem untersten Ende 26"' und der benachbarten wand der Düsenöffnung 22 ist gleich dem Abstand oder größer als der Abstand zwischen dem zylindrischen Abschnitt 96 (Fig. 4) des Düseneinsatzes yo und der zylindrischen Öffnung 94 des Düseneinsatzhalters 72, so daß die Düsennadel 24" Bewegungen des Düseneinsatzes 90 in der Querrichtung nicht behindert. Gleichzeitig nimmt der zweite Absatz 26"' der Düsennadel eine bestimmte Stellung in der Düsenöffnung 22 ein, wenn sich die Düsennadel in '.ihrer vorderen Stellung bzw. der Schließstellung befindet; hierdurch wird der Raum innerhalb der Düsenöffnung 22 verkleinert, der von dem zu formenden Material eingenommen werden kann. Auf diese \7eise wird die „ienge des Llaterials, die nach der Beendigung eines Spritzvorgangs in der Düsenöffnung zurückbleibt, auf ein Mindestmaß verringert. Der äußerste Ansatz 26"' der Düsennadel kann natürlich auch eine ausreichende Länge erhalten, so daß er in die Jilintrittsöffnung einer zugehörigen Spritzform paßt} hierdurch wird der Raum in der üintrittsöffnung der Porm verkleinert, der von dem zu formenden Material eingenommen werden kann, wenn sich

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die Düsennadel 24" nach dem Einspritzen des Materials in die Form in .dichtung auf ihre vordere stellung dzw. die Schließstellung bewegte

Fig. 6 zeigt eine Düsennadel bzw. ein Ventilteil 24"', das zwei kegelstumpf i'örmige Abschnitte 54' und 54" auf v/eist, jline solciie Düsennadel icann Denutzt werden, wenn es erwünscht ist, den ücliaft 52' in der Ilähe des kegelstumpflörmigen Abschnitts 54" auf einem mittleren Durchmesser zu halten, und zwar derart, daß ein ausreichender Unterschied Zwischen dem größten und dem kleinsten Durchmesser der Düsennadel 24"' vorhanden ist, um ein zwangsläufiges uifnen der Düse für den Fall zu gewährleisten, daß ein vorbestimmter Druck in aem Kanal 20 des Verteilerstücks 10 auftritt. Die kegelstumpfförmigen Abschnitte 54' und |?4" fördern ein relativ laminares Strömen des zu formenden i.Iaterials längs dieser Abscnnitte, unc der in eier ± äne des kegelstumpfförmigen Abschnitts 54" vorgesehene Schaft 52' verleiht der Düsennadel sine ausreichende Festigkeit.

Somit sieht die Erfindung eine neuartige und sehr zweckmäßige Vorrichtung sum Formen von LIaterial vor, bei der automatisch eine Fluchtung zwischen den Eintrittsöffnungen der Formen und den Düsenöffnungen herbeigeführt wird, bei der ferner das Heraustropfen von Ilaterial aus den Düsenöffnungen und ein Verstopfen der Düsenöffnungen und der Eintrittsöffnungen der Form vermieden ist, und die außerdem so arbeitet, daß die Erzeugnisse im Bereich der Eintrittsöffnung der Form keine !Markierungen aufweisen; außerdem ist es gemäß der Erfindung möglich, die Reihenfolge der Spritzvorgänge automatisch zu regeln. Weiterhin ist

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es gemäß der Erfindung möglich, in einem einzigen Arbeitsgang zahlreiche Gegenstände von ähnlicher oder verschiedener Größe und Form herzustellen.

Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß man im Rahmen der Erfindung bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann. Vergleicht man z.B. Fig. 1, 2 und 3A bis 3D einerseits mit Fig. 4 andererseits, erkennt man, daß die Düsennadeln oder Ventilorgane 24, 24', 24" und 24"' in der verschiedensten Y/eise in Verbindung mit dem Gehäucseansatz 50 oder ohne Verwendung eines solchen Gehäuseansatzes lagern kann_o Ferner ist es möglich, dafür zu sorgen, daß sich die die verschiedenen Ventile 23 in einer gewünschten Reihenfolge öffnen, obwohl Düsennadeln gleichen Durchmessers verwendet werden; zu diesem Zweck kann man Zeitgeber oder druckempfindliche Wandler und verstellbare elektrische, hydraulische, pneumatische oder mechanische Einrichtun-r gen vorsehen, die so gesteuert werden, daß sie die Ventile in der gewünschten Reihenfolge betätigen. Zwar wurde weiter oben gesagt, daß sich die Düsenäffnungen relativ zueinander bewegen können, doch sei bemerkt, daß sich eine ähnliche \7irkungsweise auch dann ergibt, wenn man zuläßt, daß sich die Eintrittsöffnungen der Formen relativ zueinander bewegen, um zu bewirken, daß die Eintrittaöffnungen der Formen in der gewünschten Weise in Flucntung mit den .Düsenöffnungen gebracht werden. Weiterhin brauchen die Düuen 11 nicht unbedingt die in den Zeichnungen dargestellte gewölbte Form zu erhalten, sondern sie können ebene Außenflächen aufweisen, die dann jeweils einen Teil der Bodenfläche der betrexfenden Formen bilden»

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Claims

Zusammenfassung

1. Zum Formen eines Materials dienende Vorrichtung mit Düsen, von denen jede eine Düsenöffnung aufweist, mittels deren das zu formende Material an eine Hohlform abgegeben v/erden kann, mit Ventilteilen bzw. Düsennadeln, die zwischen einer Öffnungsstellung, bei der sich die betreffende Düsennadel in einem Abstand von der zugehörigen Düsenöffnung befindet, so daß das zu formende iviaterial durch die Düsenöffnung strömen kann und einer Schließstellung bewegbar ist, bei der jede Düsennadel die zugehörige Düsenöffnung verschließt und das Einströmen von zu formendem Material in die Form über die Düsenöffnung verhindert, sowie mit einem Verteiler zum Zuführen des zu formenden Materials zu den Düsen, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung eine Einrichtung umfaßt, die der Düsennadel zugeordnet ist und dazu dient, eine Bewegung der Düsennadel in Richtung auf die öffnungastellung zu bewirken, sobald der -Uruck des zu formenden Materials einen vorbestimmten v/ert erreicht.

2. Zum Formen eines Materials dienende Vorrichtung mit mehreren i)ü3en_t von denen jede eine Düsenöfinung aufweist, über die das zu formende Llaterial einer i-Iohlform zugeführt werden kann, mehrere unabhängig voneinander bewegbaren Ventilteilen oder Düoennadeln, die den verschiedenen DüHonöfinungen zugeordnet sind, wobei jede Düsennadel z.virjchen einer Öffnungrjyteilung;,

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bei der sich die Düsennadel in einem Abstand von der Öffnung der zugehörigen Düse befindet, wobei das zu formende Liaterial durch die Düsenöffnung strömen kann, und einer Schließstellung bewegbar ist, bei der die Düsennadel die zugehörige Düsenöffnung verschließt und verhindert, daß zu formendes Liaterial durch die Düsenöffnung strömt, sowie mit einem Verteiler zum Zuführen des zu formenden Materials zu den verschiedenen Düsen, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der Düsennadeln (24) eine Einrichtung zugeordnet ist, die dazu dient, die betreffende Düsennadel in Abhängigkeit von unabhängig vorbestimmten Dritten des zu formenden Materials in ihre Öffnungastellung zu bringen, so daß es leichter wird, zu bewirken, daß das zv. formende Liaterial die Düsenöffnungen der verschiedenen Düsen in einer vorbestimmten Reihenfolge durchströmt.

3. Vorrichtung zum formen eines Materials mit Düsen, die jeweils eine Düsenöffnung auf v/eisen, über die das zu formende Liaterial einer Rohlform zugeführt v/erden kann, mit Ventilteilen bzw« Düsennadeln, die zwischen einer Öffnungsstellung, bei der sich die Düsennadel in einem Abstand von der betreffenden Düsenöffnung befinden, so daß das zu formende Material durch die Düsenöffnungen strömen kann, und einer Schließstellung bewegbar sind, bei der jede Düsennadel die zugehörige Düsenöffnung verschließt und verhindert, daß zu formendes üvlaterial durch die Düsenöffnungen strömt, sowie mit einer Einrichtung zum Zuführen des zu formenden Materials zu den Düsen, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilteil bzw, die Düsennadel (24) so geformt ist, daß sie in die Öffnung (22) der Düse paßt und

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in die Düöenöffnung eingreift, wenn die Düsennadel in ihre Schließstellung gebracht wird, so daß eine Verkleinerung des liaums innerhalb der Düsenöffnung bewirkt wird, die sich mit dem zu formenden Material füllen kann, wenn die Düsennadel ihre Schließstellung einnimmt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Düsennadel zu der Düsenöffnung passend geformt ist, so daß in der Düsenöffnung im wesentlichen kein flaum verbleibt, der sich mit dem zu formenden Material füllt, wenn sieh die Düsennadel in ihrer Schließstellung befindete

5. Vorrichtung zum formen eines Materials mit einer Formeinrichtung, die eine Iiohlform abgrenzt und mit einer Eintrittsöffnung verseilen ist, damit ein zu ι ortendes l.aterial der Molilform zugeführt werden kann, mit Düsen, von den-.", jode eine Düsenöffnung aufweist, die in ?luchtung bsw. Deckung mit der .Eintrittsöffnung der iiohlform gebracht werden kann, v;or-.?i das zu formende ..laterial durch die Düsen über die Düsenöffnung und die Eintrittsöffnung der Form an die iiohlform abgegeben werden kann, mit Ventilteilen bzw. Düsennadeln, die zwischen einer Offnungsstellung, in der sich die betreffende Düsennadel in einem Abotand von der zugehörigen Düsenöffnung befindet, so daß das zu formende Material durch die Düsenöffnung strömen kann, und einer Schließstellung bewegen läßt, bei der die Düsennadel die Düsenöffnung verschlieft und verhindert, daß zu formendes Haterial durch die Düsenöffnung strömt, sowie mit einem Verteiler zum Zuführen des zu formenden ":.:vterials zu den Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel so geformt ist,

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daß sie in die zugehörige Düsenöffnung und die Eintrittsöffnung der zugehörigen Hohlform paßt und in diese Öffnungen eingreift, wenn sich die Düsennadel in ihrer Schließstellung befindet, um den Raum zu verkleinern, der innerhalb der Düsenöffnung und der Eintrittsöffnung der iiohlform verfügbar-ist und sich mit dem zu formenden Material füllen kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η -zeichnet , daß die Düsennadel (24) zu der Düsenöffnung und der Eintrittsöffnung der Hohlform derart passend geformt ist, daß dann, wenn die Düsennadel ihre Schließstellung einnimmt, im wesentlichen kein Eaum innerhalb der Düsenöffnung und der Eintrittsöffnung der Iiohlform vorhanden ist, der durch das zu formende Material ausgefüllt werden könnte.

7. Vorrichtung zum Formen eines i-iaterials mit einer Formeinrichtung, die mehrere Hohlformen abgrenzt, wobei jeder Hohlform eine Eintrittsöffnung zugeordnet ist, mittels deren ein zu formendes Material in die Hohlformen eingeleitet werden kann, mit mehreren Düsen, von denen jede eine Düsenöffnung aufweist, die der betreffenden Eintrittsöffnung der zugehörigen Hohlform zugeordnet ist, wobei das zu formende Material über die Düsenöffnungen und die Eintrittsöffnungen in die Hohlformen eingeleitet wird, mit mehreren Ventilteilen bzw. Düsennadeln, von denen jeweils eine jeder Düsenöffnung zugeordnet ist, wobei jede Düsennadel zwischen einer Offnungssteilung, bei der sich die Düsennadel in einem Abstand von der zugehörigen Düsenöffnung befindet, so daß das zu formende JVi-aterial durch die Düsenöffnung strömen kann, und einer Schließstellung bewegbar ist, bei der

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die Düsennadel die zugehörige Düsenöffnung verschließt und vernindert, daß zu formendes Material durch die Diu;enöffnung strömt, sowie mit einem Verteiler zum Zuführen des zu formenden LIaterials zu den verschiedenen Düsen, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens den Eintrittsöffnungen der Hohlformen oder den diesen Öffnungen eine Einrichtung zugeordnet ist, die es erleichtert, daß sich der eine Satz von Offnungen gegenüber dem anderen Satz von öffnungen "bewegen kann, so daß die Offnungen des einen Satzes leichter in Fluchtung mit den Öffnungen des anderen Satzes gebracht werden können^

8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet , daß jede der verschiedenen Düsen (11) durch zv/ei Bauteile (90, 92, Fig. 4) gebildet wird, und daß eines dieser Bauteile gegenüber dem anderen Eauteil bewegbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeicnnet, daß jedes der beweglichen Bauteile so gelagert ist, daß es sich längs der Achse der Bewegung des zu formenden Materials durch die Düsenöffnungen hin- und herbewegen kann«

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beweglichen Bauteile so gelagert ist, daß es Bewegungen in einer Ebene ausführen kann, die rechtwinklig zu der Achise verläuft, längs deren sich das zu formende L'iaterial durch die Düuenöffnungen bewegt.

11. Vorrichtung zum Formen eines Materials mit einer Formeinrichtung, die mehrere Hohlformen abgrenzt, wobei ,jedor HohL-forrfl eine Eintritbso'i'fnung zugeordnet ist, über die ein zu

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formendes Material in die betreffende ilohlform eingeleitet werden kann, mit mehreren Düsen, wobei jede Düse eine Düsenöffnung aufweist, die einer der Eintrittsöffnungen der Hohlformen zugeordnet ist, so daß das zu formende LIaterial über die Düsen und die Düsenöffnungen sowie die Eintrittsöffnungen der Hollforme-n in letztere eingeführt werden kann, wobei jede der Düsen jeweils aus zwei Bauteilen besteht, ferner mit mehreren Ventilteilen oder Düsennadeln, die den Düsenöffnungen zugeordnet sind, wobei jede Düsennadel zwischen einer Offnungssteilung, bei der sich die Düsennadel in einem Abstand von der zugehörigen Düsenöffnung befindet, so daß das zu formende Material durch die Düsenöffnung strömen kann und einer Schließstellung bewegbar ist, bei der die Düsennadel die zugehörige Düsenöffnung verschließt und verhindert, daß zu formendes LIaterial durch die Düsenöffnung strömt, sowie mit einem Verteiler zum Zuführen des zu formenden ,Materials zu den verschiedenen Düsen, dadurch gekennzeichnet , daß jede der Düsen (22) zwei Bauteile (90,92) umfaßt, wobei eines dieser Bauteile (90) eine Düsenöffnung (22) aufweist und gegenüber dem anderen der beiden Bauteile (92) in allen ßientungen bewegbar ist, so daß es leichter ist, die Düsenöffnungen in i'luchtung mit den Eintrittsöffnungen der Hohlformen zu bringen, daß jedes Ventilteil bzv/. jede Düsennadel (24^!) so geformt ist, daß sie in die Düsenöffnungen und die Eintrittsöffnungen der betreffenden ilohlform paßt und in die Düsenöffnung und die Eintrittsöffnung der Form eingreift, wenn sich die Düsennadel in ihrer ,Schließstellung befindet, so daß innerhalb der Düsenöffnung und der Eintrittsöffnung der betreffenden Hohl form im wesentlichen kein Raum vorhanden ist, der

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si cn mit α em su :.ori<_;e>ioen ..M terial füllen könnte, daß jede dieser Düsennadel!! Abschnitte mit mindestens zwei verschiedenen Durchmessern umfaßt, die längs der Achse der Düsennadel in Abständen verteilt sind, so daß ,jeder Druck in dem Verteiler (10), der den Druck der Atmosphäre überschreitet, bestrebt ist, jede Düsennadel in ihre Öffnungsstellung zu bringen, und daß die Vorrichtung mehrere einstellbare federn (36) umfaßt, die den Düsennadeln betriebsmäßig zugeordnet sind und die Düsennadeln in Richtung auf ihre schließstellung vorspannen, so daß die Düsennadeln zum Öffnen der verschiedenen Düsen in einer vorbestimmten !Reihenfolge geöffnet werden, sobald das zu formende Llaterial einem vorbestimmten Druck ausgesetzt wird.

12, Verfahren zum Formen eines Materials, das Maßnahmen umfaßt, um mit uilfe eines Verteilers das zu formende Material mehreren Hohlformen zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgeben des zu formenden Materials an die verschiedenen Mohlformen in einer vorbestimmten Reihenfolge in Abhängigkeit von dem Druck des zu formenden Materials in dem Verteiler bewirkt wird.

13. Verfahren zum Formen eines Materials, das Maßnahnen umfaßt, um ein zum Formen dienendes Material über Eintrittsöffnungen in 'lohlformen einzuspritzen, dadurch gekennzeichnet , daß der freie iu;urc innerhalb der Eintrittsöffnung jeder .ohlform, der nach dem Einspritzen des Materials durch das zu formende Material ausgefüllt werden könnte, verkleinert wird.

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14. Verfahren zum Formen eines Materials, das Maßnahmen umfaßt, um das zu formende Material in mehrere Hohlformen über mehrere Düsen und mehrere Eintrittsöffnungen der Hohlformen einzuspritzen, wobei jeder Hohlform jeweils eine Düsenöffnung und eine Eintrittsöffnung zugeordnet ist, wobei die Sie Düsen-Öffnungen abgrenzenden Bauteile gegenüber den EintrittsÖffnungen der Hohlformen bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet , daß die die Düsenöffnungen abgrenzenden Bauteile relativ zueinander bewegt v/erden, um die Düsenöffnungen in i'luchtung mit den zugehörigen Eintrittsöffnungen der Hohlformen zu bringen,,

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SCHWEIGE HST

TXLKFOH 22 06 S

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8 MÜNCHEN SCHWEIGERSTJRASSE 2 TXLKFOH 22 06 31

FBOTEOTPATENT MÜNCHEN

lA-34 814-6

Patentansprüche

C l.J Vorrichtung zum Einleiten eines fliessfähigen Werkstoffs in Hohlformen, die einen Verteiler für den Werkstoff mit mehreren Düsen umfasst, die jeweils einer Einfüllöffnung einer Form zugeordnet sind und eine Düsenöffnung aufweisen, mit der eine zwischen einer Schließstellung und einer Offnungssteilung bewegbare Düsennadel zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet , dass an der Düsennadel (24, 24·, 24¹¹V 24'») wenigstens eine im Werkstoffstrom vor der Düsenöffnung (22) angeordnete Radialfläche (54, 54', 54") vorgesehen ist, so dass die Düsennadel bei Erreichen eines bestimmten Werkstoffdrucks sich entgegen einer Schließkraft in ihre Öffnungsstellung bewegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e ηη zeichnet , dass die Radialfläche (5^, 5^¹V 54") zwischen zwei Düsennadelabschnitten von unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet ist, wobei der Abschnitt mit dem ßTöSiseren Durchmesser aus der vor der Düsenöffnung (22) gebildeten Werkstoffkammer (20) herausgeführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -

k e η η ζ ei c h η e fc , dass jede Düsennadel (24, 24', 24% 24'") durch eine Feder (36) in ihre Schließ s te Llung vorgespannL· ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass zur vom Werkstoffdruck abhängigen Steuerung der Öffnung der Düsen (11) bzw. der Reihenfolge der Öffnung die Federkraft einstellbar ist (mittels 38).

5· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e kennzeichnet , dass die Düsennadel (24, 24", 24'") in Schließstellung mit einer Nadelspitze (26, 26¹») in die Düsenöffnung (22) eingreift. ·

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η - ζ e i c h η e t , dass die Nadelspitze (2b, 26'") in Schließstellung und bei an der Einfüllöffnung (2B) der Form (34-35) angrenzender Düsenöffnung (22) auch in die KinfüllÖffnung eingreift.

?. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e kennzeichnet, dass die Nadelspitze (26) so geformt ist, dass sie in Schließstellung die Düsenöffnung (22) und/oder die Einfüllöffnung (28) im wesentlichen vollständig ausfüllt.

d. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis ?, dadurch gekennzeichnet , dass eine axiale Einstellbarkeit der Düse (11) gegenüber der zugehörigen Einfüllöffnung (2d) vorgesellen ist.

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9. Vorrichtung: nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , dass die Düse (11) axial in .Richtung auf die JtüinfüllÖffnung (28) vorgespannt ist (mittels 80).

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9#- dadurch g e -

k e ii η ζ e i c h n. e t , dass eine radiale binstellbarkeit der Düse (11) gegenüber der zugehörigen Einfüllöffi;; (28) vorgesehen ist..

lic Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , dass die Düse (11) zi\rei in vierkstofi'strömungsrichtung hintereinander liegende Teile (92, 96) umfasst, vrabei das die DüsenÖffnung (22) aufweisende Teil (9b) radial zur Düsenöffnung gegenüber dem andei^en Teil (92) bewegbar ist.

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