DE202006000373U1

DE202006000373U1 - Betätigungsvorrichtung für Verschlußnadeln in Spritzgießvorrichtungen mit Nadelverschlußdüsen

Info

Publication number: DE202006000373U1
Application number: DE200620000373
Authority: DE
Original assignee: GUENTHER HERBERT GmbH; Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Current assignee: GUENTHER HERBERT GmbH; Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: CN101356052A

Abstract

Betätigungsvorrichtung (10) für Verschlußnadeln in Spritzgießwerkzeugen mit Nadelverschlußdüsen, mit wenigstens einem Hubelement (20), an dem wenigstens zwei Verschlußnadeln (16) festlegbar sind, und mit wenigstens einem in einer ersten Richtung (R1) längsverschieblich gelagerten Betätigungselement (30), welches mit dem Hubelement (20) derart gekoppelt ist, daß eine Bewegung des Betätigungselements (30) entlang der ersten Richtung (R1) in eine Bewegung des Hubelements (20) in einer zu der ersten Richtung (R1) quer verlaufenden zweiten Richtung (R2) umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das entlang der ersten Richtung (R1) in einer Führungseinrichtung (90) gleitgeführte Betätigungselement (30) mit einer zusätzlichen Zwangsführung (50) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für Verschlußnadeln in Spritzgießwerkzeugen mit Nadelverschlußdüsen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 19.
Nadelverschlußdüsen werden in Spritzgießwerkzeugen eingesetzt, um eine fließfähige Masse bei einer vorgebbaren Temperatur unter hohem Druck einem trennbaren Formeinsatz zuzuführen. Sie haben meist pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Verschlußnadeln, die Angußöffnungen im Formeinsatz periodisch öffnen und verschließen. Jede Verschlußnadel ist hierzu im werkzeugseitigen Bereich der Spritzgießvorrichtung axialverschieblich gelagert und im düsenseitigen Bereich bevorzugt mittig durch einen Strömungskanal für die zu verarbeitende Masse hindurchgeführt. Der Strömungskanal endet in einem Düsenendstück, das eine Düsenaustrittsöffnung bildet. In Schließstellung greift das untere Ende der Verschlußnadel in einen Dichtsitz ein, der im Düsenendstück oder im Formeinsatz ausgebildet ist.
Um mehrere Nadelverschlußdüsen in einem Werkzeug synchron öffnen und schließen zu können, ist es beispielsweise aus EP-A1-0 790 116 bekannt, die Verschlußnadeln an einer gemeinsamen Trägerplatte festzulegen, welche eine Hubbewegung in Längsrichtung der Verschlußnadeln ausführt. Die Trägerplatte ist hierzu stirnseitig zwischen zwei ortsfesten Anschlägen und seitlich zwischen zwei Führungsleisten angeordnet, die innerhalb einer Aufspannplatte längsverschieblich gelagert sind und an ihren der Trägerplatte zugewandten Seitenflächen schräg angeordnete Gleitsteine oder Gleit nocken aufweisen. Letztere greifen seitlich in die Trägerplatte ein, die mit schräg verlaufenden Nuten versehen ist. Werden die Führungsleisten mittels eines Antriebs in Längsrichtung hin- und her geschoben, bewegt sich die Trägerplatte senkrecht dazu auf und ab.
Bei einem aus DE-A1-196 11 880 bekannten Spritzgießwerkzeug mit mehreren Nadelverschlußdüsen ist jede Verschlußnadel an einem separaten Nadelträgerelement befestigt. Letztere sind an zwei gegenüberliegenden Flachseiten mit schräg liegenden Führungsnocken versehen, die in schräg verlaufende Nuten eines gabelförmigen Schieberahmens eingreifen. Unterhalb der Flachseiten ist an jedem Nadelträgerelement ein zylindrischer Abschnitt ausgebildet, der in der Art eines Hubkolbens in einer Führungsbuchse axialverschieblich gelagert ist. Bewegt man den Schieberahmen hin und her, werden die einzelnen Nadelträgerelemente senkrecht dazu auf und ab bewegt.
DE-A1-199 07 116 offenbart einen zwischen zwei Werkzeugplatten ausgebildeten Betätigungsmechanismus für Druckguß-Ventilelemente. Die einzelnen Ventilstifte einer Düsengruppe sind an einer gemeinsamen Ventilstiftplatte festgelegt, die randseitig mit Führungsbuchsen versehen ist und auf parallel zu den Ventilstiften verlaufenden Führungsbolzen auf- und abgleiten kann. Auf der Ventilstiftplatte sind zwei Betätigungsstäbe befestigt, die seitlich mehrere Gleitblöcke tragen. Letztere greifen in schräg verlaufende Nuten zweier Nockenelemente ein, die längsverschieblich zwischen der oberen Werkzeugplatte und je einer Halteplatte gelagert sind.
Die Bauteile solcher Betätigungsvorrichtungen sind präzise zu fertigen und exakt im Werkzeug zu positionieren, damit die Verschlußnadeln stets zuverlässig betätigt werden. Insbesondere ist darauf zu achten, daß der Schiebemechanismus präzise geführt ist, damit die seitlichen Führungsleisten gegenüber der Werkzeugplatte, in der sie gleitgeführt sind, und der Träger- bzw. Ventilstiftplatte, die senkrecht dazu auf und ab gleiten soll, nicht verkanten, was zu Funktionsstörungen oder gar zu Beschädigungen führen kann.
Ziel der Erfindung ist es, eine kompakte Betätigungsvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge mit Nadelverschlußdüsen zu schaffen, die alle Ventilnadeln stets synchron bewegt und mit gleicher Schließkraft beaufschlagt. Angestrebt wird insbesondere eine präzise und dauerhaft zuverlässige Führung des Schiebemechanismus, wobei der Aufbau einfach zu handhaben und kostengünstig zu realisieren sein soll.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 18 und 20 bis 26.
Bei einer Betätigungsvorrichtung für Verschlußnadeln in Spritzgießwerkzeugen mit Nadelverschlußdüsen, mit wenigstens einem Hubelement, an dem wenigstens zwei Verschlußnadeln festlegbar sind, und mit wenigstens einem in einer ersten Richtung längsverschieblich gelagerten Betätigungselement, welches mit dem Hubelement derart gekoppelt ist, daß eine Bewegung des Betätigungselements entlang der ersten Richtung in eine Bewegung des Hubelements in einer zu der ersten Richtung quer verlaufenden zweiten Richtung umgesetzt wird, sieht die Erfindung vor, daß das entlang der ersten Richtung in einer Führungseinrichtung gleitgeführte Betätigungselement mit einer zusätzlichen Zwangsführung versehen ist.
Dadurch ist eine stets gleichmäßige Führung des Betätigungselements in der Führungseinrichtung gewährleistet. Ein Verkanten des in der ersten Richtung hin- und her zu bewegenden Betätigungselements ist damit ausgeschlossen. Die Betätigungsvorrichtung arbeitet dauerhaft präzise und zuverlässig, wobei der Aufbau einfach zu handhaben und kostengünstig zu realisieren ist.
Dazu trägt insbesondere bei, wenn die Zwangsführung parallel zur Führungseinrichtung und/oder als Linearführung ausgebildet ist.
Konstruktiv ist es günstig wenn die Zwangsführung wenigstens ein Führungselement aufweist, das in einem Lager gleitgeführt ist, wobei das Führungselement ein Rundbolzen, ein Rechteckbolzen o.dgl. ist, während das Lager eine Kugelumlaufbuchse, eine selbstschmierende Buchse o.dgl. ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Führungselement an dem Betätigungselement befestigt ist. Dieses weist in einer vorteilhaften Ausgestaltung zwei gleitgeführte Steuerschienen auf, wobei zwischen dem Hubelement und den Steuerschienen in zu der ersten Richtung und der zweiten Richtung schräg verlaufenden Nuten wenigstens zwei Gleitelemente angeordnet sind, die eine Bewegung der Steuerschienen entlang der ersten Richtung in eine Bewegung des Hubelements in der zweiten Richtung umsetzen.
Zweckmäßig ist an wenigstens einer Steuerschiene ein Führungselement befestigt. Man kann diese aber auch ergänzend oder alternativ an einem Schubelement festlegen, das die Steuerschienen mit einem Antrieb verbindet.
Vorzugsweise sind wenigstens zwei Führungselemente parallel nebeneinander vorgesehen.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind an den Steuerschienen wenigstens zwei weitere Steuerschienen ankoppelbar, zwischen denen wenigstens ein weiteres Hubelement angeordnet ist. An diesem sind wenigstens zwei weitere Verschlußnadeln festlegbar, wobei das weitere Hubelement und die weiteren Steuerschienen derart gekoppelt sind, daß eine Bewegung der weiteren Steuerschienen entlang der ersten Richtung in eine Bewegung des Hubelements in der zu der ersten Richtung quer verlaufenden zweiten Richtung umgesetzt wird.
Durch die Festlegung der Ventilnadeln an den gemeinsamen Hubelementen und die Kopplung der Steuerschienen ist sichergestellt, daß alle Ventilnadeln stets synchron bewegt und mit gleicher Schließkraft beaufschlagt werden.
Die Steuerschienen sind lösbar miteinander verbunden, so daß die Erweiterungen jederzeit realisierbar und wieder rückbaubar sind. Dabei ist es von Vorteil, wenn man die Verbindung zwischen den Steuerschienen als Steck- oder Hakenverbindung ausbildet. Wichtig ist, daß zwischen den Steuerschienen entlang der ersten Richtung eine feste Verbindung besteht, damit die Hubelemente stets zuverlässig betätigt werden.
Die Hubelemente sind in der zweiten Richtung zwischen Anschlägen zwangsgeführt.
Um die Betätigungsvorrichtung und die Ventilnadeln individuell an das Werkzeug anpassen zu können, sind die Ventilnadeln entlang der zweiten Richtung relativ zu dem Hubelement justierbar ausgebildet. Um darüber hinaus eine stets synchrone Stellbewegung bei gleichzeitigem Bewegungsausgleich gewährleisten zu können, sind die Ventilnadeln gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung axialfest und radial schwimmend an den Hubelementen festlegbar.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Betätigungsvorrichtung in einem Spritzgießwerkzeug ausgebildet ist, insbesondere in oder an einer Aufspannplatte. Letztere ist hierzu mit einer Vertiefung zur Aufnahme der Betätigungsvorrichtung versehen, was die Montage vereinfacht.
Das Lager der Zwangsführung ist – ebenso wie die Führungseinrichtung – bevorzugt an oder in der Aufspannplatte ausgebildet, wobei die Führungseinrichtung von der Aufspannplatte selbst oder von wenigstens zwei Führungsschienen gebildet wird, die an oder in der Aufspannplatte befestigt sind, wobei die Steuerschienen zwischen den Führungsschienen gleitgeführt sind.
Weitere wichtige Vorteile ergeben sich, wenn die Betätigungsvorrichtung bündig mit der Aufspannplatte abschließt. Die Bauhöhe des Spritzgießwerkzeugs wird dadurch nicht verändert.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge und
2 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge.
Die in 1 allgemein mit 10 bezeichnete Betätigungsvorrichtung ist für das Betätigen mehrerer Verschlußnadeln 16 in einer (nicht weiter dargestellten) Spritzgießvorrichtung vorgesehen. Letztere dient zur Herstellung von Formteilen aus einer fließfähigen Masse, beispielsweise einer Kunststoffschmelze. Hierzu sind unter einer (nicht gezeigten) Verteilerplatte mehrere (ebenfalls nicht dargestellte) Nadelverschlußdüsen angeordnet. Diese führen die zu verarbeitende Kunststoffschmelze einem trennbaren (gleichfalls nicht gezeigten) Formeinsatz zu, dessen Angußöffnungen von den Verschlußnadeln 16 periodisch geöffnet und geschlossen werden. Über der Verteilerplatte sitzt eine Aufspannplatte 12, die zur Aufnahme der Betätigungsvorrichtung 10 mit einer im wesentlichen rechteckigen Vertiefung oder Ausnehmung 13 versehen ist.
Um die Verschlußnadeln 16 der Nadelverschlußdüsen simultan betätigen zu können, ist ein Hubelement 20 vorgesehen, an dem wenigstens zwei Verschlußnadeln 16 befestigt sind. Das Hubelement 20 ist beispielsweise als rechteckige Platte ausgebildet, die parallel zur Aufspannplatte 12 liegt und längsseits mit einem in einer ersten Richtung R1 längsverschieblich gelagerten Betätigungselement 30 gekoppelt ist, wobei eine Bewegung des Betätigungselements 30 entlang der ersten Richtung R1 in eine Bewegung des Hubelements 20 in einer zu der ersten Richtung R1 quer verlaufenden zweiten Richtung R2 umgesetzt wird. Die Hubplatte 20 trägt hierzu seitlich je zwei (nicht dargestellte) Gleitelemente, die in dem Betätigungselement 30 parallel gleitgeführt sind. Letzteres ist hierzu an seinen der Hubplatte 20 zugewandten Seitenflächen mit je zwei schräg zur Aufspannplatte 12 verlaufenden Nuten 40 versehen, welche die Gleitelemente bis auf ein geringes Bewegungsspiel aufnehmen.
Das Betätigungselement 30 wird von zwei verschieblich gelagerten Steuerschienen 31 gebildet, die zu beiden Seiten der Hubplatte 20 angeordnet sind. Letztere sitzt stirnseitig zwischen ortsfesten Anschlägen 60, 62, die mittels Schrauben 63 in der Vertiefung 13 der Aufspannplatte 12 fixiert sind. Paßstifte 66 sorgen für eine präzise Ausrichtung der im Querschnitt bevorzugt rechteckigen Anschläge 60, 62, wobei die Stifte 66 fest in der Aufspannplatte 12 fixiert sind und von (nicht näher bezeichneten) Bohrungen in den Anschlägen 60, 62 paßgenau aufgenommen werden.
Die Steuerschienen 31 sind innerhalb der Vertiefung 13 in einer Führungseinrichtung 90 gleitgeführt und über ein gemeinsames Schubelement 82 und ein (nicht gezeigtes) Adapterstück mit einem Antrieb 80 verbunden. Dieser ist bevorzugt außen an der Aufspannplatte 12 befestigt, wobei das Adapterstück durch eine (nicht dargestellte) Öffnung oder Ausnehmung stirnseitig durch die Aufspannplatte 12 hindurchgeführt ist. Der Antrieb 80 kann ein elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Stellantrieb oder -motor sein, der bevorzugt von einer (gleichfalls nicht gezeigten) Steuerelektronik betätigt wird. Die Verbindung zwischen dem Schubelement 82 und dem Adapterstück bildet ein im Querschnitt T-förmiger Kulissenstein 88, der – ebenfalls ohne Werkzeug – formschlüssig in das Schubelement 82 eingesteckt wird. Dieses ist hierzu mit einer Aussparung 89 versehen. Zur Sicherung des Kulissensteins 88 am Adapterstück ist ein Spannstift 87 vorgesehen.
Jede Steuerschiene 31 weist antriebsseitig ein hakenförmiges Ende 33 auf, das seitlich mit dem Schubelement 82 in Eingriff bringbar sind. Letzteres hat hierzu zwei stufenförmige Enden 83, die von den senkrecht zur ersten Richtung R1 nach innen gerichteten Haken 33 der Steuerschienen 31 formschlüssig aufgenommen werden. Dadurch entsteht eine in der ersten Richtung R1 stets feste Verbindung, die senkrecht dazu lösbar ist. Die Bauteile 31, 82 des Betätigungselements 30 lassen sich mithin jederzeit rasch ein- und ausbauen, wenn beispielsweise eine längere und/oder breitere Hubplatte 20 Verwendung findet. Bei der Montage werden die Elemente 31, 82 einfach werkzeuglos ineinander gesteckt, wobei sie im Einbauzustand fest miteinander gekoppelt sind. Die Handhabung der gesamten Betätigungsvorrichtung 10 ist äußerst einfach; die Montagekosten sind gering.
Die Führungseinrichtung 90 wird entweder von der Aufspannplatte 12 oder von wenigstens zwei separaten Führungsschienen 91 gebildet. Letztere liegen seitlich in der Vertiefung 13 der Adapterplatte 12. Sie sind mittels Schrauben 92 am Boden 14 der Vertiefung 13 befestigt und an ihren den Steuerschienen 31 zugewandten Seitenflächen mit je einer durchgehenden, parallel zur Adapterplatte 12 verlaufenden (nicht sichtbaren) Führungsnut versehen. Jede Führungsnut nimmt mit geringem Bewegungsspiel eine (ebenfalls nicht gezeichnete) Gleitleiste auf, die an einer den Führungsschienen 91 zugewandten Seitenfläche der Steuerschiene 31 ausgebildet ist. Paßstifte 96 sorgen für eine präzise Ausrichtung der Führungsschienen 91 innerhalb der Vertiefung 13. Sie sind fest im Boden 14 der Aufspannplatte 12 eingesteckt und werden von (nicht näher bezeichneten Bohrungen) in den Führungsschienen 91 paßgenau aufgenommen.
Wie 1 weiter zeigt, lassen sich an den Steuerschienen 31 weitere Steuerschienen 131 ankoppeln. Zwischen diesen liegt parallel zur Aufspannplatte 12 ein weiteres Hubelement 120, das als rechteckige Platte mit gleicher Breite an die erste Hubplatte 20 anschließt und an dem weitere Verschlußnadeln 116 befestigt sind. Beide Platten 20, 120 sitzen in Längsrichtung gemeinsam zwischen den ortsfesten Anschlägen 60, 62.
Zur Ankopplung der weiteren Steuerschienen 131 an die Steuerschienen 31 sind die dem Schubelement 82 abgewandten Enden 34 der Steuerschienen 31 und die dem Antrieb 80 zugewandten Enden 133 der weiteren Steuerschienen 131 ebenfalls hakenförmig ausgebildet, wobei die Hakenenden 34 der Steuerschienen 31 und die Hakenenden 133 der weiteren Steuerschienen 131 formgleich ausgebildet sind und jeweils senkrecht zur ersten Richtung R1 in die entgegengesetzte Richtung zeigen. Dabei greifen die Haken 34, 133 formschlüssig ineinander, so daß in der ersten Richtung R1 eine stets feste Verbindung entsteht, die senkrecht dazu lösbar ist.
Dadurch ist es möglich, die Steuerschienen 31, 131 über die Enden 34, 133 durch bloßes Einhaken bzw. Einstecken rasch und einfach miteinander zu verbinden. Die Betätigungsvorrichtung 10 läßt sich mithin ohne großen Aufwand jederzeit um eine weitere Hubplatten 120 erweitern, indem an die bereits vorhandenen Steuerschienen 31 weitere Steuerschienen 131 angehängt bzw. angekoppelt werden. Letztere sind über die Steuerschienen 31 und das Schubelement 82 mit dem Antrieb 80 verbunden, so daß keine zusätzliche Antriebseinheit notwendig ist. Auch dies wirkt sich äußerst günstig auf die Werkzeugkosten aus.
Die weitere Hubplatte 121 trägt – wie die Hubplatte 21 – seitlich je zwei (nicht dargestellte) Gleitelemente, die in den Steuerschienen 131 parallel gleitgeführt sind. Letztere sind dabei an ihren der Hubplatte 120 zugewandten Seitenflächen mit je zwei schräg zur Aufspannplatte 12 verlaufenden Nuten 140 versehen, welche die Gleitelemente bis auf ein geringes Bewegungsspiel aufnehmen. Die weiteren Steuerschienen 131 sind ebenfalls längsverschieblich zwischen zwei ortsfesten Führungsschienen 91 der Führungseinrichtung 90 gleitgeführt.
Man erkennt, daß das in Richtung R1 gleitgeführte Betätigungselement 30 mit den Steuerschienen 31, 131 und dem Schubelement 82 einen U-förmigen Steckrahmen bildet, der die Hubplatten 20, 120 mit geringem Bewegungsspiel seitlich umfaßt und der innerhalb der Führungseinrichtung 90 gleitgeführt ist. Bewegt der Antrieb 80 den Rahmen 30 in der ersten Richtung R1 periodisch hin- und her, werden die zwischen den Anschlägen 60, 62 zwangsgeführten Hubplatten 20, 120 von den in den Schrägnuten 40, 140 der Steuerschienen 31, 131 geführten Gleitelementen in der zweiten Richtung R2, die bevorzugt senkrecht zur Richtung R1 verläuft, auf und ab bewegt. Die mit ihren (nicht näher bezeichneten) Stirnflächen flach aneinander liegenden Hubplatten 20, 120 führen folglich zusammen mit den daran festgelegten Verschlußnadeln 16, 116 eine synchrone Hubbewegung aus, wobei alle Verschlußnadeln 16, 116 stets zeitgleich und mit gleicher Stellkraft betätigt werden.
Damit sich das U-förmige Betätigungselement 30 während des Betriebes zwischen den Hubplatten 20, 120 und der Führungseinrichtung 90 nicht verkantet, ist parallel zu den Führungsschienen 91 eine Zwangsführung 50 vorgesehen, welche das Betätigungselement 30 entlang der Richtung R1 zusätzlich führt. Die Zwangsführung 50 ist bevorzugt als Linearführung ausgebildet. Sie hat zu beiden Seiten des Antriebs 80 jeweils ein längliches Führungselement 52, das in einem Lager 54 zwangsgeführt ist.
Die Führungselemente 52 sind beispielsweise Rundbolzen, die mittels Schrauben 53 an dem Schubelement 82 befestigt sind. Um eine exakt senkrechte Ausrichtung der Bolzen 52 über der dem Antrieb 80 zugewandten Stirnfläche 84 des Schubelements 82 sicher zu stellen, sind in dieses (nicht näher bezeichnete) Sackbohrungen eingebracht, welche die Bolzen 52 paßgenau aufnehmen. Letztere liegen stets parallel zur Richtung R1 und ragen durch die dem Antrieb 80 zugewandte Stirnseite 15 der Aufspannplatte 12 hindurch.
Jedes Lager 54 ist beispielsweise eine Kugelumlaufbuchse, die stirnseitig in die Aufspannplatte 12 eingesetzt ist und den jeweils zugeordneten Führungsbolzen 52 mit geringst möglichem Bewegungsspiel aufnimmt. Die Führungsbolzen 52 werden innerhalb der ebenfalls parallel zur Richtung R1 ausgerichteten Kugelumlaufbuchsen 54 stets exakt geführt, so daß sich der Schieberahmen 30 zwangsweise exakt in Richtung R1 bewegen muß. Ein Verkanten des Schiebers 30 gegenüber den Hubplatten 20, 120 und/oder gegenüber den Führungsschienen 91 ist damit weitestgehend ausgeschlossen. Die Betätigungseinrichtung 10 gewährleistet eine stets präzise und gleichmäßige Führung des Rahmens 30 in der Führungseinrichtung 90.
Damit die Hubplatten 20, 120 eine definierte und stets reproduzierbare Hubbewegung ausführen, ist die Bewegung des Schubelements 82 in der ersten Richtung R1 durch Anschläge begrenzt. Einen ersten Anschlag bildet die Anschlagplatte 12, während der dem Antrieb 80 zugewandte Anschlag 60 einen zweiten Anschlag bildet. Der Abstand zwischen der Stirnwandung 15 und dem Anschlag 60 gibt den Stellweg für das Schubelement 82 und damit für die Steuerschienen 31, 131 vor, die mithin zwischen wenigstens zwei definierten Positionen hin- und her bewegbar sind. Die Hubplatten 20, 120 führen – abhängig von der Schräglage der Nuten 40, 140 und den Gleitelementen – eine entsprechend definierte Hubbewegung aus, wobei man über den Antrieb 80 auch gezielt Zwischenpositionen anfahren kann, wenn beispielsweise die Verschlußnadeln 16, 116 in verschiedene Schließ- und Öffnungspositionen zu bringen sind.
Die lösbaren Steckverbindungen zwischen den Bauteilen 31, 82 und 82, 88 sowie 31, 131 haben den Vorteil, daß die Betätigungsvorrichtung 10 rasch und bequem von oben in der Ausnehmung 13 der Anschlagplatte 12 montiert werden kann. Lediglich die Anschläge 60, 62 sind bereits in der Vertiefung 13 eingesetzt. Die gesamte Betätigungsvorrichtung 10 besteht mithin aus nur wenigen Teilen mit einfacher Geometrie. Sie ist äußerst einfach zu montieren und jederzeit erweiterbar. Umgekehrt lassen sich die Hubelemente 20, 120, die Steuerschienen 31, 131, das Schubelement 82 und die Führungsschienen 91 jederzeit rasch und bequem aus der Aufspannplatte 12 entnehmen, um beispielsweise defekte Bauteile auszuwechseln, um die Verschlußnadeln 16, 116 wechseln zu können oder um sonstige Wartungsarbeiten durchzuführen.
Die Verschlußnadeln 16, 116 sind von oben in die Hubplatten 20, 120 eingesetzt, die hierzu mit (nicht näher bezeichneten) Bohrungen versehen sind. Im Bereich der Hubplatten 20, 120 weist jede Nadel 16, 116 endseitig ein Gewinde auf, das in eine (nicht sichtbare) im wesentlichen rechteckige Halteplatte eingeschraubt ist. Eine (ebenfalls nicht näher bezeichnete) Justiermutter fixiert die Nadel 16, 116 gegenüber der Halteplatte, die flach auf der Hubplatte 20, 120 aufliegt. Dadurch sind die Nadeln 16, 116 entlang der zweiten Richtung R2 relativ zur Hubplatte 20, 120 individuell in der Länge verstellbar.
Jede Halteplatte liegt in einer (ebenfalls nicht gezeigten) Aussparung, deren Höhe nahezu exakt der Höhe der Halteplatte entspricht und deren Außenabmessungen größer sind als die der Halteplatte, so daß sich diese innerhalb der Aussparung radial bewegen kann. Eine mittels Schrauben 26 an der Hubplatte 20 befestigte Abdeckplatte 25 sichert die Halteplatte in der Aussparung. Die Halteplatte ist mithin in Axialrichtung der Verschlußnadeln 16, 116 mit geringstmöglichem Bewegungsspiel zwischen der Hubplatte 20, 120 und der Abdeckplatte 25 festgelegt, so daß sämtliche Nadeln 16, 116 stets präzise in Schließstellung gebracht und wieder geöffnet werden können. In Radialrichtung hingegen sind die Halteplatten schwimmend gelagert, so daß Auslenkungen der Nadeln 16, 116 innerhalb der Heißkanaldüsen ausgeglichen werden. Durch die Gestalt der Halteplatte sind die Nadeln 16, 116 zudem drehfest gegenüber der Hubplatte 20 angeordnet.
Die Nadeln 16, 116 ragen mit ihren Justiermuttern 18 durch die Abdeckplatten 25 hindurch. Damit jedoch die Nadelenden nicht zu weit über die Hubplatten 20, 120 hinausstehen, liegen die Halteplatten und die Abdeckplatten 25 in Vertiefungen 24, die von oben in die Hubplatten 20, 120 eingebracht sind. Die Bauhöhe der Betätigungsvorrichtung 10 bleibt dadurch gering.
Mittig zwischen den Vertiefungen 24 bilden die Hubplatten 20, 120 eine zentrische Ausnehmung 70 (siehe 1), die sich mit gleichem Innendurchmesser in der Aufspannplatte 12 fortsetzt. Die Ausnehmung 70 dient der Durchführung eines Strömungskanals, eines Verteilerarms o.dgl., insbesondere einer (nicht dargestellten) Maschinendüse oder einer Angußbuchse, welche die unterhalb der Aufspannplatte 12 liegende Verteilerplatte mit der zu verarbeitenden Kunststoffmasse versorgt. Der (nicht näher bezeichnete) Innendurchmesser der Ausnehmung 70 ist so bemessen, daß sich die Hubplatten 20, 120 ungehindert bewegen können.
Den Abschluß der Betätigungsvorrichtung 10 bildet eine (nicht dargestellte) Abdeckplatte, die flach auf den Führungsschienen 91 aufliegt und an diesen mittels (ebenfalls nicht gezeigten) Schrauben gesichert werden. Die Abdeckplatte 19 sicher sämtliche Steckverbindungen und schließt bevorzugt bündig mit der Oberseite der Aufspannplatte 12 ab, so daß die Betätigungsvorrichtung 10 nicht über die Aufspannplatte 12 hinausragt. Die Vorrichtung 10 ist vielmehr nahezu vollständig in der Aufspannplatte 12 integriert, was sich äußerst günstig auf die Bauhöhe des Werkzeugs auswirkt. Lediglich der Antrieb 80 sitzt außen an der Aufspannplatte 12, was jedoch keine Auswirkung auf deren Bauhöhe hat.
In den Ausführungsformen von 1 und 2 sind an den Hubelementen 20, 120 insgesamt zweiunddreißig Verschlußnadeln 16 befestigt. Man kann die Zahl der Verschlußnadeln 16 jedoch ohne weiteres erhöhen oder verringern, indem die Hubplatten 20, 120 entsprechend ausgebildet werden. Für eine optimale Ausnutzung der gegebenen Werkzeugfläche können mehrere Formeinsätze und damit mehrere Nadelverschlußdüsen sehr eng nebeneinander liegen.
Denkbar ist auch die Anordnung von zwei Betätigungsvorrichtungen 10 seitlich nebeneinander. Die Aufspannplatte 12 wird hierzu mit zwei nebeneinander liegenden Vertiefungen 13 oder mit einer gemeinsamen Vertiefung versehen, so daß die Steuerschienen 31, 131 und die Führungsschienen 91 der einzelnen Betätigungsvorrichtungen 10 parallel nebeneinander liegen.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So kann man das Führungselement 52 der Zwangsführung 50 alternativ oder ergänzend unmittelbar an einer Steuerschiene 31 befestigten. Es sich dabei bei Bedarf auch um einen Rechteckbolzen handeln. Das Lager 54 kann als selbstschmierende Buchse ausgebildet sein, die den Bolzen 52 paßgenau und mit geringst möglichem Bewegungsspiel aufnimmt.
Die Steuerschienen 31 und das Schubelement 82 sowie die Steuerschienen 31, 131 können untereinander auch kraftschlüssig miteinander verbunden sein, beispielsweise durch (nicht gezeigte) Rastelemente. Ferner kann man die Hubelemente 20, 120 lösbar miteinander verbinden. Die Halteplatten der Verschlußnadeln 16, 116 können als Scheiben ausgebildet sein, die an zwei gegenüberliegenden Seiten abgeflacht sind.
Die dem Antrieb 80 abgewandten (nicht näher bezeichneten) Enden der weiteren Steuerschienen 131 können ebenfalls hakenförmig ausgebildet sein, um weitere Steuerschienen ankoppeln zu können. Auch diese Hakenenden sind formgleich zu den Hakenenden 33, 34, 133 ausgebildet und so gestaltet, daß in der ersten Richtung R1 eine stets zugfeste Verbindung entsteht, die senkrecht dazu lösbar ist.
Man kann mithin die gesamte Betätigungsvorrichtung 10 als Baukastensystem gestalten, das mit wenigen Grundelementen 20, 30, 50, 120, 90 individuell und flexibel zusammengesetzt werden kann. Sämtliche Bauteile lassen sich durch einfaches Einhaken bzw. Einstecken rasch miteinander verbinden und bei Bedarf wieder lösen. Die Steuerschienen 31 sind dabei beidseitig mit hakenförmigen Enden versehen, was die Fertigung weiter vereinfacht. Die Betätigungsvorrichtung 10 läßt sich mithin ohne großen Aufwand jederzeit erweitern oder an einen veränderten Bedarf anpassen.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

R1: ersten Richtung
R2: zweite Richtung
10: Betätigungsvorrichtung
12: Aufspannplatte
13: Vertiefung/Ausnehmung
14: Boden
15: Stirnfläche
16: Verschlußnadel
17: Öffnung
20: Hubelement/Hubplatte
22: Seitenfläche
23: Ausnehmungen
24: Vertiefung
25: Abdeckplatte
26: Schraube
30: Betätigungselement
31: Steuerschiene
33: hakenförmiges Ende
34: hakenförmiges Ende
40: Nut
46: Schrauben
47: Schrauben
50: Zwangsführung
52: Führungselement
53: Schraube
54: Lager
60: Anschlag
62: Anschlag
63: Schraube
66: Paßstift
70: Ausnehmung
80: Antrieb
82: Schubelement
83: stufenförmiges Ende
84: Stirnfläche
86: Adapterstück
87: Spannstift
88: Kulissenstein
89: Aussparung
90: Führungseinrichtung
91: Führungsschiene
92: Schraube
96: Paßstift
116: Verschlußnadel
120: Hubelement/Hubplatte
131: Steuerschiene
133: hakenförmiges Ende
140: Nut

Claims

Betätigungsvorrichtung (10) für Verschlußnadeln in Spritzgießwerkzeugen mit Nadelverschlußdüsen, mit wenigstens einem Hubelement (20), an dem wenigstens zwei Verschlußnadeln (16) festlegbar sind, und mit wenigstens einem in einer ersten Richtung (R1) längsverschieblich gelagerten Betätigungselement (30), welches mit dem Hubelement (20) derart gekoppelt ist, daß eine Bewegung des Betätigungselements (30) entlang der ersten Richtung (R1) in eine Bewegung des Hubelements (20) in einer zu der ersten Richtung (R1) quer verlaufenden zweiten Richtung (R2) umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das entlang der ersten Richtung (R1) in einer Führungseinrichtung (90) gleitgeführte Betätigungselement (30) mit einer zusätzlichen Zwangsführung (50) versehen ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung (50) parallel zur Führungseinrichtung (90) ausgebildet ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung (50) eine Linearführung ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung (50) wenigstens ein Führungselement (52) aufweist, das in einem Lager (54) gleitgeführt ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (52) ein Rundbolzen, ein Rechteckbolzen o.dgl. ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (54) eine Kugelumlaufbuchse, eine selbstschmierende Buchse o.dgl. ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (52) an dem Betätigungselement (30) befestigt ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (30) zwei gleitgeführte Steuerschienen (31) aufweist, wobei zwischen dem Hubelement (20) und den Steuerschienen (31) in zu der ersten Richtung (R1) und der zweiten Richtung (R2) schräg verlaufenden Nuten (40) wenigstens zwei Gleitelemente angeordnet sind, die eine Bewegung der Steuerschienen (31) entlang der ersten Richtung (R1) in eine Bewegung des Hubelements (20) in der zweiten Richtung (R2) umsetzen.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Steuerschiene (31) ein Führungselement (52) befestigt ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschienen (31) über ein Schubelement (82) mit einem Antrieb (80) verbunden bzw. verbindbar sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Führungselement (52) an dem Schubelement (82) befestigt ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Führungselemente (52) parallel nebeneinander vorgesehen sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Steuerschienen (31) wenigstens zwei weitere Steuerschienen (131) ankoppelbar sind, zwischen denen wenigstens ein weiteres Hubelement (120) angeordnet ist, an dem wenigstens zwei weitere Verschlußnadeln (116) festlegbar sind, wobei das weitere Hubelement (120) und die weiteren Steuerschienen (131) derart gekoppelt sind, daß eine Bewegung der weiteren Steuerschienen (131) entlang der ersten Richtung (R1) in eine Bewegung des Hubelements (120) in einer zu der ersten Richtung (R1) quer verlaufenden zweiten Richtung (R2) umgesetzt wird.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschienen (31, 131) lösbar miteinander verbunden sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Steuerschienen (31, 131) eine Steck- oder Hakenverbindung ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubelemente (20, 120) in der zweiten Richtung (R2) zwischen Anschlägen (60, 62) zwangsgeführt sind.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadeln (16, 116) entlang der zweiten Richtung (R2) relativ zu den Hubelementen (20, 120) justierbar sind.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadeln (16, 116) axialfest und radial schwimmend an den Hubelementen (20, 120) festlegbar sind.
Spritzgießwerkzeug mit wenigstens einer Betätigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (10) in oder an einer Aufspannplatte (12) ausgebildet ist.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (54) der Zwangsführung (50) an oder in der Aufspannplatte (12) ausgebildet ist.
Spritzgießwerkzeug nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (90) an oder in der Aufspannplatte (12) ausgebildet ist.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (90) der Betätigungsvorrichtung (10) von der Aufspannplatte (12) gebildet ist.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (90) der Betätigungsvorrichtung (10) wenigstens zwei Führungsschienen (91) aufweist, die an oder in der Aufspannplatte (12) befestigt sind, wobei die Steuerschienen (31, 131) zwischen den Führungsschienen (91) gleitgeführt sind.
Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannplatte (12) mit einer Vertiefung (13) zur Aufnahme der Betätigungsvorrichtung (10) versehen ist.
Spritzgießwerkzeug nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (10) bündig mit der Aufspannplatte (12) abschließt.