DE19502430B4 - Ventilgesteuerte Spritzgießvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Ventilgesteuerte
Spritzgießvorrichtung
mit mindestens einer beheizten Düse
(10), die eine zentrale Bohrung (22) aufweist, die sich durch die
Düse (10)
hindurch erstreckt, mit einem Verteiler (48,100), in dem sich als
Bestandteil eines Schmelzekanals (82,102) ein Verzweigungskanal
(90,134) und ein Längskanalabschnitt (88,132)
zur zentralen Bohrung (22) erstrecken, wobei der Längskanalabschnitt
(88,132) mit der zentralen Bohrung (22) der beheizten Düse (10)
in Verbindung steht, und mit einer länglichen Ventilnadel (52),
die sich zum Öffnen
und Schließen
einer Angussöffnung
(24) durch die zentrale Bohrung (22) der Düse (10), den Längskanalabschnitt (88,132)
und eine in den Schmelzekanal (82,102) mündende Ventilnadelöffnung (116)
in dem Verteiler (48,100) erstreckt, wobei die Ventilnadelöffnung (116)
gegenüber
dem Schmelzekanal (82,102) mit einer Dichtungsbuchse (44,114) abgedichtet
ist, die einen, die Ventilnadel abschnittsweise umgebenden, hülsenförmigen und
sich nach vorne in den Schmelzekanal (82,102) erstreckenden Dichtungsbund
(92,138) aufweist, wobei der hülsenförmige Dichtungsbund
(92,138) durch die umgebende Schmelze zum Verbessern der Dichtwirkung
zusammendrückbar ist,...
Description
- Diese Erfindung betrifft ventilgesteuerte Spritzgießvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Spritzgusssysteme mit ventilgesteuertem Einlauf, die eine Dichtungsbuchse für ein Ventilteil aufweisen, sind gut bekannt. Tatsächlich zeigt die
US 4,433,969 eine Dichtungsbuchse mit einem Bundabschnitt, der sich nach rückwärts in den Verteiler erstreckt, um die Dichtungsberührung zwischen dem Ventilteil und der Dichtungsbuchse zu verlängern. Jedoch befindet sich bei dieser früheren Ausgestaltung die Buchse zwischen dem Verteiler und der Düse, was den Nachteil hat, dass eine zusätzliche Formhöhe verlangt wird. Bei derUS 4,521,179 sitzt die Buchse in der Düse, was den Nachteil hat, dass die Herstellung kostspieliger ist. DieUS 4,740,151 zeigt eine Abdichtungs- und Haltebuchse, die sich nach rückwärts von dem Verteiler erstreckt, um die Dichtungsberührung zu verlängern. - Mit der Forderung nach immer kompakteren Formen ist es sehr wünschenswert, dass die Dichtungsberührung zwischen der Dichtungsbuchse und dem Ventilteil so lang wie möglich ist, während die Höhe der Form so kurz wie möglich ist. Ferner ist keine dieser früheren Ausbildungen fähig, den Druck der Schmelze zu verwenden, um die Abdichtung der Dichtungsbuchse um das sich hin- und herbewegende Ventilteil herum zu verbessern.
- Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest teilweise die Nachteile beim Stand der Technik zu überwinden, indem eine Spritzgussvorrichtung mit einem ven tilgesteuerten Einlauf geschaffen wird, in der sich das Ventilteil durch eine verbesserte Dichtungsbuchse erstreckt, um gegen ein Leck der Schmelze entlang dem hin- und herbewegenden Ventilteil abzudichten.
- Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
- Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Spritzgussvorrichtung mit ventilgesteuertem Einlauf geschaffen, die wenigstens eine in einer Form sitzende, geheizte Düse aufweist, wobei die geheizte Düse ein rückwärtiges Ende und eine Mittelbohrung aufweist, die sich durch sie hindurch in Ausrichtung zu einem Einlauf in der Form erstreckt, der zu einem Hohlraum führt, wobei sich ein Schmelzdurchgang durch einen Verteiler und die Mittelbohrung in der geheizten Düse erstreckt, um Schmelze zu dem Einlauf zu fördern, sich ein längliches Ventilteil, das ein vorderes Ende und ein rückwärtiges Ende hat, durch die Mittelbohrung der Düse erstreckt, das rückwärtige Ende des Ventilteils angetrieben wird, um das Ventilteil zwischen einer zurückgezogenen, offenen Position und einer vorderen geschlossenen Position hin- und her zu bewegen, in der das vordere Ende des Ventilteils in dem Einlauf sitzt, und eine Dichtungsbuchse für das Ventilteil rückwärtig der geheizten Düse angebracht ist und eine Ventilteilbohrung aufweist, die sich dort hindurch in Ausrichtung zu der Mittelbohrung der Düse erstreckt, wodurch sich das längliche Ventilteil durch die Ventilteilbohrung in der Dichtungsbuchse in den Schmelzkanal in Ausrichtung zu dem Einlauf erstreckt, wobei die Verbesserung vorliegt, dass die Dichtungsbuchse für das Ventilteil ei nen dünnen Bundabschnitt aufweist, der sich um eine vorbestimmte Strecke nach vorne in den Schmelzkanal erstreckt und um das Ventilteil herum passt, um eine Abdichtung gegen ein wesentliches Leck der Schmelze rückwärts entlang dem sich hin- und herbewegenden Ventilteil zu bilden.
- Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine Teilschnittansicht, eines Teil eine Spritzgusssystems oder einer Spritzgussvorrichtung mit einem einzigen Hohlraum gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, -
2 eine größere Schnittansicht eines Teils der in1 gezeigten Vorrichtung, die unter 90° zu der in1 zu sehenden Schnittansicht genommen ist, und -
3 eine Teilschnittansicht eines Teils einer Spritzgießvorrichtung mit mehreren Hohlräumen gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. - Zunächst wird auf die
1 und2 Bezug genommen, die eine Vorrichtung mit einem einzigen Hohlraum zeigen, wobei eine Düse10 in einer Vertiefung12 in einer Hohlraumplatte14 sitzt. Während die Form16 üblicherweise eine größere Anzahl Platten in Abhängigkeit von der Anwendung aufweist, ist in diesem Fall nur eine Hohlraumplatte14 zur Erleichterung der Darstellung gezeigt. Die Düse10 weist einen kreisförmigen Aufnahmeflansch18 auf, der auf einer Kreisschulter20 in der Vertiefung12 sitzt, damit die Düse10 mit ihrer Mittelbohrung22 zu dem Einlass24 ausgerichtet angeordnet wird, der sich durch die Hohlraumplatte14 in einen Hohlraum26 erstreckt. Dieses schafft auch einen isolierenden Luftzwischenraum28 zwischen der Düse10 und der sie umgebenden Hohlraumplatte14 . Bei dieser Ausgestaltung ist eine entfernbare, zweistückige Düsenabdichtung30 in einen Gewindesitz32 in dem vorderen Ende34 der Düse10 eingeschraubt, um dem isolierenden Luftzwischenraum28 um den Einlauf herum24 zu überbrücken. Die Düse10 wird durch ein einheitliches, elektrisches Heizelement36 geheizt, das einen äußeren Anschluss38 aufweist und sich um die Mittelbohrung22 herum erstreckt. Die Betriebstemperatur der Düse10 nahe dem Einlauf24 wird durch ein Thermoelement40 überwacht, das sich in das vordere Ende34 der Düse10 erstreckt. Die Hohlraumplatte14 wird durch Pumpen von Kühlwasser durch Kühlkanäle42 hindurch gekühlt. - Eine Stahldichtungsbuchse
44 , die mehr im einzelnen unten beschrieben wird, ist zwischen dem rückwärtigen Ende46 der Düse10 und einem Verteiler48 aus Stahl angebracht, der in seiner Lage durch einen Aufnahmering50 befestigt ist. Ein längliches Ventilteil52 erstreckt sich durch eine Ventilteilbohrung54 in der Dichtungsbuchse44 in die Mittelbohrung22 der Düse10 in Ausrichtung zu dem Einlauf24 . Das längliche Ventilteil52 weist an seinem rückwärtigen Ende58 einen vergrößerten Kopf56 und ein abgeschrägtes, vorderes Ende60 auf, das in dem Einlauf24 in der vorderen, geschlossenen Position sitzt. Der Verteiler48 wird ebenfalls durch ein einheitliches, elektrisches Heizelement62 geheizt, das sich von einem äußeren Anschluss64 her erstreckt. - Wie es in der
US 4,919,606 beschrieben ist, wird das längliche Ventilteil52 zwischen einer vorderen und geschlossenen Position und einer rückwärtigen, offenen Position durch einen Zahnstange- und Ritzel-Betätigungsmechanismus hin- und herbewegt. Ein zweifach wirkender Druckluftzylinder66 verschwenkt ein Ritzelelement68 , das Zähne70 aufweist, die an den Zähnen72 eines Zahnstangenteils74 eingreifen. Das Zahnstangenteil74 und ein rückwärtiger Vorsprungsabschnitt76 der Dichtungsbuchse44 sind in einem Schlitz78 in dem Verteiler48 aufgenommen, in dem das Zahnstangenteil74 in Längsrichtung durch das Ritzelteil68 angetrieben wird. Der Kopf56 des Ventilteils52 wird in einem T-Schlitz80 in dem Zahnstangenteil74 aufgenommen, so dass er sich in Längsrichtung mit dem Zahnstangenteil74 bewegt. - Ein Schmelzdurchgang
82 erstreckt sich von einem Mitteleinlass84 an dem rückwärtigen Ende36 des geheizten Verteilers48 , um Schmelze durch die Dichtungsbuchse44 hindurch und die geheizte Düse10 zu dem Einlauf24 zu fördern. Wie man in2 sehen kann, erstreckt sich bei dieser Ausgestaltung mit einem einzigen Hohlraum der Schmelzdurchgang82 nach außen um den Schlitz78 herum in dem Verteiler48 , in dem das Zahnstangenteil74 gleitet. Der Schmelzdurchgang82 hat einen Längsabschnitt88 , der sich nach vorne um das Ventilteil52 herum von der Dichtungsbuchse44 durch die Mittelbohrung22 hindurch in die Düse10 erstreckt und einen radialen Abschnitt90 , der sich nach innen erstreckt und sich mit dem Längsabschnitt88 in der Dichtungsbuchse44 verbindet. Das längliche Ventilteil52 erstreckt sich in den Schmelzdurchgang82 in der Dichtungsbuchse44 , und, um das Problem des Leckens der sich unter Druck befindenden Schmelze nach rückwärts entlang dem sich hin- und herbewegenden Ventilteil52 zu vermeiden, hat die Dichtungsbuchse44 einen Bundabschnitt92 , der sich nach vorne in den Schmelzdurchgang82 um das Ventilteil52 herum erstreckt. Der Bundabschnitt92 der Dichtungsbuchse44 passt um das Ventilteil52 herum, um eine Abdichtung gegen ein wesentliches Lecken von Schmelze nach rückwärts entlang dem sich hin- und herbewegenden Ventilteil52 zu bilden. Die Dichtungs buchse44 hat Umfangsnuten94 , die sich um das Ventilteil52 herum erstrecken und durch eine Entlüftungsleitung96 zur Atmosphäre belüftet werden, um irgendwelchen Versickeraufbau zu entlasten und einen Auslass für irgendwelche korrodierenden Gase zu schaffen, die während der Zersetzung von irgendwelcher Schmelze erzeugt werden, die um das Ventilteil52 herum eingefangen ist und der Scherwirkung durch die Hin- und Herbewegung des Ventilteils52 ausgesetzt ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Bundabschnitt92 der Dichtungsbuchse44 aus Stahl ausreichend dünn, damit, wenn der Druck der Schmelze, die ihn in dem Schmelzdurchgang82 umgibt, während des Einspritzens erhöht wird, er etwas um das Ventilteil52 herum zusammengedrückt wird, um die Abdichtung gegen ein Schmelzleck zu verbessern. Auch ist die Länge der Ventilteilbohrung54 durch die Dichtungsbuchse44 hindurch um die Strecke verlängert, mit er sich der dünne Bundabschnitt92 nach vorne in den Schmelzdurchgang82 erstreckt, wodurch auch die Abdichtung um das sich hin- und herbewegende Ventilteil52 herum verbessert wird. - Bei der Verwendung wird das System zusammengebaut, wie es gezeigt ist, und elektrische Energie wird an die Anschlüsse
38 ,64 der Heizelemente36 ,62 gelegt, um die Düse10 und den Verteiler48 auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur aufzuheizen. Sich unter Druck befindende Schmelze von einer Gießmaschine (nicht gezeigt) wird in den Schmelzdurchgang82 durch den Mitteleinlass84 entsprechend einem vorbestimmten Zyklus eingeführt, und gesteuerter Luftdruck wird angewendet, um den Zylinder66 entsprechend einem passenden Zyklus zu betreiben. Wenn der Zylinder66 das Ritzelteil68 in die offene Position, die in1 gezeigt ist, verschwenkt, gleiten das Zahnstangenteil74 und das Ventilteil52 nach rückwärts, um das vordere Ende60 von dem Einlauf24 zurückzuziehen. Die sich unter Druck befindende Schmelze strömt aus dem Schmelzdurchgang82 durch den Einlauf24 hindurch und füllt den Hohlraum26 . Nachdem der Hohlraum26 gefüllt worden ist, wird der Spritzguss lange genug gehalten, um den geformten Teil zu packen und wird dann aufgehoben. Der Zylinder66 verschwenkt dann das Ritzelteil68 in die geschlossene Position, die bewirkt, dass das Zahnstangenteil64 und das Ventilteil52 nach vorne gleiten, bis das vordere Ende60 in dem dazu passenden Einlauf24 sitzt. Nach einer kurzen Abkühldauer wird die Form entlang der Trennlinie98 geöffnet, um das geformte Produkt auszustoßen. Nach dem Ausstoßen wird die Form geschlossen, Druckluft wird auf den Zylinder66 angewendet, um das Ventilteil52 in die offene Position zurückzuziehen und ein Einspritzdruck wird erneut angewendet, um den Hohlraum26 wieder zu füllen. Dieser Zyklus wird fortlaufend mit einer Frequenz wiederholt, die von der Größe des Hohlraums und von der Art des Materials abhängt, das gegossen wird. Dadurch, dass sich der dünne Bundabschnitt92 der Dichtungsbuchse44 nach vorne erstreckt, wird dieser zu der Länge der Ventilteilbohrung54 durch die Dichtungsbuchse44 hindurch hinzugefügt, ohne zu der Höhe16 hinzuzufügen. Auch gestattet dies, den Druck der Schmelze, die den Bundabschnitt92 umgibt, zu verwenden, die Abdichtung um das Ventilteil 52 herum zu verbessern. - Es wird nun auf die
3 Bezug genommen, um eine andere Ausführungsform der Erfindung zu beschreiben. Da viele Teile die gleichen wie jene oben beschriebenen sind, werden Teile, die beiden Ausführungsformen gemeinsam sind, unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen beschrieben und dargestellt. Bei dieser Vorrichtung mit mehreren Hohlräumen überbrückt ein Verteiler100 aus Stahl zur Schmelzeverteilung die rückwärtigen Enden46 einer Anzahl von Düsen10 , und der Schmelzdurchgang102 , der sich von einem Mitteleinlass104 erstreckt, verzweigt sich in dem Verteiler100 , um Schmelze durch jede Düse10 zu den jeweiligen Einläufen24 zu fördern. Der Verteiler100 für die Schmelzeverteilung wird durch ein einheitliches, elektrisches Heizelement106 geheizt. Es ist zwischen der Hohlraumplatte14 und einer Zylinderplatte108 durch einen mittigen Aufnahmeringe110 und durch den Flanschabschnitt112 einer Dichtungsbuchse114 gehalten, die in eine Öffnung116 durch den Verteiler100 hindurch in Ausrichtung zu jeder Düse10 sitzt. Somit wird ein isolierender Luftraum118 zwischen dem geheizten Verteiler100 und der umgebenden, gekühlten Hohlraumplatte14 und der Zylinderplatte108 geschaffen. - Jedes längliche Ventilteil
52 erstreckt sich durch eine Ventilteilbohrung120 durch die Dichtungsbuchse114 hindurch, und sein rückwärtiges Ende58 ist mit einem Kolben122 verbunden, der in einen Zylinder124 in der Zylinderplatte108 sitzt. Gesteuerte Druckluft wird auf die entgegengesetzten Seiten des Kolbens122 durch Luftkanäle126 ,128 angewendet, die sich durch eine Rückplatte130 erstrecken, um das Ventilteil52 zwischen einer zurückgezogenen, offenen Position und der gezeigten vorderen, geschlossenen Position hin- und herzubewegen, in der sein vorderes Ende60 in dem Einlauf24 sitzt. Während ein Druckluftbetätigungsmechanismus zur Einfachheit der Darstellung gezeigt ist, werden natürlich hydraulische Betätigungsmechanismen bei vielen Anwendungen verwendet. - Jede Dichtungsbuchse
114 passt eng in die Öffnung116 durch den Verteiler100 hindurch. Der Schmelzdurchgang102 hat einen länglichen Abschnitt132 , der sich nach vorne um das Ventilteil52 von jedem Abzweigungsabschnitt134 her erstreckt, der sich in den Verteilungsverteiler100 erstreckt. Die Dichtungsbuchse114 hat eine abgeschrägte Seite 136, von der sich ein dünner Bundabschnitt138 nach vorne in den Schmelzdurchgang102 um das Ventilteil52 herum erstreckt. Wie es oben beschrieben worden ist, passt der dünne Bundabschnitt138 um das Ventilteil52 herum, um eine Abdichtung gegen ein Lecken der Schmelze nach rückwärts entlang dem Ventilteil52 zu schaffen, wenn es sich hin- und her bewegt. Diese Abdichtung wird durch die Länge der Ventilteilbohrung120 verbessert, die um die Strecke verlängert ist, mit der sich der Bundabschnitt138 nach vorne in den Schmelzdurchgang102 erstreckt. Der Bundabschnitt138 ist ausreichend dünn, damit der Einspritzdruck der Schmelze, die ihn in dem Schmelzdurchgang102 umgibt, etwas um das Ventilteil52 herum zusammendrückt, um die Abdichtung gegen ein Schmelzeleck um das sich hin- und herbewegende Ventilteil52 zu verbessern. Bei manchen Anwendungen ist es nicht notwendig, dass der Bundabschnitt138 dünn genug ist, damit er um das Ventilteil52 herum zusammengedrückt wird, sondern er muss dünn genug sein, um nicht nachteilig den Schmelzfluss um ihn herum in dem Schmelzdurchgang102 zu hindern. Wie es oben erwähnt worden ist, hat bei dieser Ausführungsform die Dichtungsbuchse114 einen kreisförmigen Flanschabschnitt112 , der sich nach rückwärts erstreckt und gegen die Zylinderplatte108 anstößt, wobei aber dies bei anderen Ausgestaltungen nicht verlangt wird. Beispielsweise kann die Dichtungsbuchse114 in der Öffnung116 in dem Verteiler100 durch eine Schulter oder eine andere geeignete Einrichtung gehalten werden. Bei einer anderen Alternative kann die Dichtungsbuchse ein Stopfen mit größerem Durchmesser sein, der in dem Verteiler sitzt, der den Abschnitt des Schmelzdurchgangs bildet, in den sich der dünne Bundabschnitt138 erstreckt. Der Spritzgusszyklus dieser Ausführungsform der Erfindung ist ähnlich demjenigen, der oben beschrieben worden ist, und seine Beschreibung muss nicht wiederholt werden. - Während die Beschreibung der Spritzgussvorrichtung gemäß der Erfindung in bezug auf bevorzugte Ausführungsformen dargelegt worden ist, ist es offensichtlich, dass verschiedene andere Abänderungen möglich sind, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, wie sie von dem Durchschnittsfachmann verstanden wird, und in den folgenden Ansprüchen festgelegt ist.
Claims (5)
- Ventilgesteuerte Spritzgießvorrichtung mit mindestens einer beheizten Düse (
10 ), die eine zentrale Bohrung (22 ) aufweist, die sich durch die Düse (10 ) hindurch erstreckt, mit einem Verteiler (48 ,100 ), in dem sich als Bestandteil eines Schmelzekanals (82 ,102 ) ein Verzweigungskanal (90 ,134 ) und ein Längskanalabschnitt (88 ,132 ) zur zentralen Bohrung (22 ) erstrecken, wobei der Längskanalabschnitt (88 ,132 ) mit der zentralen Bohrung (22 ) der beheizten Düse (10 ) in Verbindung steht, und mit einer länglichen Ventilnadel (52 ), die sich zum Öffnen und Schließen einer Angussöffnung (24 ) durch die zentrale Bohrung (22 ) der Düse (10 ), den Längskanalabschnitt (88 ,132 ) und eine in den Schmelzekanal (82 ,102 ) mündende Ventilnadelöffnung (116 ) in dem Verteiler (48 ,100 ) erstreckt, wobei die Ventilnadelöffnung (116 ) gegenüber dem Schmelzekanal (82 ,102 ) mit einer Dichtungsbuchse (44 ,114 ) abgedichtet ist, die einen, die Ventilnadel abschnittsweise umgebenden, hülsenförmigen und sich nach vorne in den Schmelzekanal (82 ,102 ) erstreckenden Dichtungsbund (92 ,138 ) aufweist, wobei der hülsenförmige Dichtungsbund (92 ,138 ) durch die umgebende Schmelze zum Verbessern der Dichtwirkung zusammendrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsbuchse (44 ,114 ) eine abgeschrägte Stirnfläche (136 ) aufweist, die den Übergangsbereich zwischen Verzweigungsabschnitt (90 ,134 ) und Längskanalabschnitt (88 ,132 ) als Bestandteil der Wandung des Schmelzekanals (82 ,102 ) bildet, und der hülsenförmige Dichtungsbund (92 ,138 ) von der abgeschrägten Stirnfläche (136 ) vorsteht. - Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsbuchse (
44 ,114 ) an ihrem rückwärtigen Endbereich einen Flanschabschnitt (112 ) umfasst, der einen isolierenden Luftspalt (118 ) zwi schen dem Verteiler (48 ,100 ) und einer Zylinderplatte (108 ) überbrückt, wobei der Flanschabschnitt (112 ) dichtend an der Zylinderplatte (108 ) anliegt. - Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderplatte (
108 ) eine Zylinderkammer (124 ) umfasst und der Flanschabschnitt (112 ) der Dichtungsbuchse (44 ,114 ) eine Wandung der Zylinderkammer (124 ) bildet. - Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsbuchse (
44 ,114 ) aus Stahl hergestellt ist. - Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießvorrichtung zum Spritzgießen mit einem einzigen Hohlraum (
26 ) vorgesehen ist und dass die Dichtungsbuchse (44 ) zwischen dem rückwärtigen Ende der Düse (10 ) und dem Verteiler (48 ) angeordnet ist und sich der hülsenförmige Dichtungsbund (92 ) nach vorne in einen Abschnitt des Schmelzekanals (82 ) erstreckt, der sich durch die Dichtungsbuchse (44 ) erstreckt.
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