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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heißkanaldüse welche mit einer Schmelzeausgangsöffnung eines Heißkanalverteilers verbindbar ist, mit einem Düsenflanschabschnitt, einem Düsenkörperabschnitt und einem Düsenbrückenabschnitt mit wenigstens zwei benachbart angeordneten Düsenspitzenabschnitten und wenigstens zwei Ventilnadeln, die mit einer Ventilnadelbetätigungseinrichtung verbunden sind.
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Düsen zum seitlichen Angießen für das Spritzgießen sind im Stand der Technik bekannt. Zum Beispiel offenbart
EP 1 380 400 B1 eine Spritzgießdüse mit wenigstens zwei zu entgegengesetzten Seiten gerichteten Ausgangsöffnungen, vorgesehen zum Versorgen unterschiedlicher Angießöffnungen und aufweisend einen Zuführkanal zum Zuführen von Schmelze zu Auslassöffnungen, welche in Düsenspitzenabschnitten angeordnet sind, die zu gegenüberliegenden Seiten gerichtet sind. Jeder Düsenspitzenabschnitt weist ein Ventil mit einer Ventilnadel auf, welche in Richtung der Auslassöffnung bewegbar ist und eine Betätigungseinrichtung, welche zum Bewegen der Ventilnadeln dient, um die Auslassöffnungen zu Öffnen und zu Schließen.
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Die Düsenspitzen sind in Formöffnungen angeordnet, um eine dichte Verbindung zwischen der Auslassöffnung der Düse und der Einlassöffnung des Formhohlraums herzustellen. Für einen einwandfreien Betrieb der Düsen in einem Spritzgießverfahren muss jede Düsenspitze exakt in der entsprechenden Öffnung des Formwerkzeugs sitzen und dabei eine Leckage der Schmelze und Verschleiß der Ventilnadel und der Betätigungseinrichtung durch eine Beanspruchung der Ventilnadel, die von einer unzureichenden Ausrichtung der Ventilnadelachse mit der Formöffnungsachse resultiert, verhindern. Die erlaubten Fertigungstoleranzen von Düse und Formwerkzeug sind eng und für Spritzgießdüsen anwendbar, wie in
EP 1 380 400 B1 offenbart ist. Falls eine Düse jedoch mehr als eine Seite an Seite angeordnete und im Wesentlichen in gleicher Richtung gerichtete Düsenspitze aufweist, müssen die Fertigungstoleranzen des Formwerkzeugs und der Düsen auch die Toleranzen einzuschließen, die sich auf den Abstand zwischen diesen Seite an Seite angeordneten Düsenspitzen beziehen. Dies führt zu anspruchsvollen Anforderungen hinsichtlich einer präzisen Fertigung, und damit zu steigenden Fertigungskosten.
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Daher ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine verbesserte Düse zum seitlichen Angießen zur Verfügung zu stellen, welche eine kostengünstige Fertigung ermöglicht und eine verbesserte Ausrichtung der Ventilnadeln mit den Formöffnungen aufweist.
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Eine Verbesserung bei Heißkanaldüsen und bei Spritzgießvorrichtungen wird durch die Lösung der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung schlägt eine Heißkanaldüse zum seitlichen Angießen für eine Spritzgießmaschine vor, welche mit einer Schmelzeausgangsöffnung eines Heißkanalverteilers verbindbar ist und einen Düsenflanschabschnitt, einen Düsenkörperabschnitt und einen Düsenbrückenabschnitt aufweist. Der Düsenbrückenabschnitt weist wenigstens zwei benachbart angeordnete Düsenspitzenabschnitte und wenigstens zwei Ventilnadeln auf, die mit einer Ventilnadelbetätigungseinrichtung verbunden sind, welche entlang einer ersten Achse A hin und her bewegbar sind, wobei die wenigstens zwei Ventilnadeln entlang einer zweiten Achse B bewegbar sind. Die Achse B ist in einem Winkel α zur ersten Achse A angeordnet. Die Düsenspitzenabschnitte sind benachbart zum Düsenkörperabschnitt miteinander verbunden und durch einen Düsenbrückenteiler in Form einer Aussparung voneinander getrennt, welche sich durch den Düsenbrückenabschnitt vom vorderen Ende des Düsenbrückenabschnitts in Richtung der ersten Achse A zwischen und parallel zu den wenigstens zwei Ventilnadeln erstreckt. Der Düsenbrückenteiler ist insbesondere bezüglich seiner Höhe und Breite so gestaltet, um die Bewegungen der Düsenspitzenabschnitte aufzunehmen, um es den Düsenspitzenabschnitten zu ermöglichen, sich in eine Richtung C zu bewegen, welche rechtwinklig zur ersten Achse A und auch rechtwinklig zur zweiten Achse B ist.
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Da sich die Düsenspitzenabschnitte durch Vergrößern und Verkleinern des Düsenbrückenteilers (Ausnehmung) in Richtung C bewegen können, können die Düsenspitzenabschnitte Fertigungstoleranzen ausgleichen und die Spitzen können sich an eine Position bewegen, in welcher die Ventilnadeln mit den Achsen der Formöffnungen fluchten. Im Gegensatz zu einer Herstellung der Düse mit engeren Fertigungstoleranzen ist es kostengünstiger, den Düsenspitzenteiler vorzusehen.
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Der Düsenbrückenabschnitt weist wenigstens zwei benachbart angeordnete Düsenspitzenabschnitte auf, von welchen jeder eine Düsenspitze zum Führen der Schmelze in einen Formhohlraum aufweist. In jeder Düsenspitze ist eine Ventilnadel angeordnet, welche mit einer Ventilnadelbetätigungseinrichtung verbunden ist. Die Ventilnadelbetätigungseinrichtung ist hin und her entlang einer ersten Achse A bewegbar, um die Ventilnadeln entlang einer zweiten Achse B zu bewegen, um die Ventile der Düse zu öffnen und zu schließen und dabei den Schmelzefluss in die entsprechenden Formkavitäten zu steuern.
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Der Düsenbrückenteiler ist im Düsenbrückenabschnitt angeordnet, benachbart zum Düsenkörperabschnitt gegenüber dem Düsenflanschabschnitt. Ein Düsenbrückenteiler teilt das vordere Ende des Düsenbrückenabschnitts und erstreckt sich in die Richtung der ersten Achse durch die Düsenbrücke, und teilt dabei die Düsenbrücke in eine Richtung zum Düsenkörperabschnitt hin. Der Düsenbrückenteiler endet benachbart zum Düsenkörperabschnitt, wobei die Düsenspitzenabschnitte und die Düsenbrückenabschnitte verbunden bleiben.
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Da der Düsenbrückenteiler zwischen und parallel zu den wenigstens zwei Ventilnadeln vorgesehen ist, können sich die Ventilnadeln in eine Richtung C bewegen, welche rechtwinklig zur Ventilnadelachse B ist. Der Düsenbrückenteiler wird dabei vergrößert bzw. verkleinert. Das heißt, dass die Ventilnadel insgesamt um eine gewisse Distanz bewegt wird. Auf diese Weise bringt diese Bewegung keine Beanspruchung der Ventilnadel und der Ventilnadelbetätigung mit sich, und führt daher nicht zu einem Verschleiß der Ventilnadel bzw. der Ventilnadelbetätigung.
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Die Anzahl der Düsenbrückenteiler, welche an einer Düsenbrücke vorgesehen sind, hängt insbesondere von der Zahl und der Gestaltung der Düsenspitzenabschnitte ab. Es ist möglich, zwischen jeweils benachbarten Düsenspitzenabschnitten einen Düsenspitzenteiler vorzusehen. Es ist auch möglich aufgrund der Gestaltung der Gießform oder der Düsenbrücke, insbesondere wenn es mehr als zwei nebeneinander angeordnete Düsenspitzenabschnitte gibt, nicht zwischen allen Düsenspitzenabschnitten einen Düsenbrückenteiler vorzusehen.
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In einer Ausführungsform der Heißkanaldüse weist der Düsenbrückenteiler eine Entlastungsausnehmung auf. Jede Bewegung zwischen den Düsenspitzenabschnitten führt zu Spannungen im Bereich des Düsenbrückenabschnitts am Ende des Düsenbrückenteilers. Zum Verringern der Beanspruchung in diesem Bereich des Düsenbrückenabschnitts kann eine Entlastungsausnehmung eingesetzt werden, um die Spannungskonzentration im Bereich um das Ende des Düsenbrückenteilers herum zu verringern. Eine Entlastungsausnehmung dient auch einer erhöhten Bewegungsfreiheit der Düsenspitzenabschnitte.
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Der Winkel α zwischen der Achse A der Heißkanaldüse und der Achse B der Ventilnadel ist abhängig von den Anforderungen des Spritzgießprozesses und der Gestaltung des Formhohlraums. Für gängige Anwendungen von Heißkanaldüsen zum seitlichen Angießen liegt der Winkel α im Bereich von 80° bis 160°, insbesondere im Bereich von 85° bis 135° und ganz besonders im Bereich von 90° bis 120°. In vielen Anwendungen ist die erste Achse A im Wesentlichen rechtwinklig (α = 90°) zur zweiten Achse B angeordnet.
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Bei einer Ausführungsform der Heißkanaldüse weist jeder Düsenspitzenabschnitt eine Nadelführungseinrichtung für die Ventilnadel auf, welche die Ventilnadel insbesondere lagert und führt, um eine flüssige Bewegung der Ventilnadel zu unterstützen und damit auch zum Verhindern von Verschleiß der Ventilnadel.
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Bei einer Ausführungsform ist mit jedem Düsenspitzenabschnitt wenigstens eine Düsenspitzenanordnung verbunden. Eine Düsenspitzenanordnung weist eine Düsenspitze und eine Düsendichtung auf. Eine Düsenspitzenanordnung, die an dem Düsenspitzenabschnitt montiert ist, vereinfacht insbesondere die Montage der Ventilnadeln an der Düse und die Wartung der Heißkanaldüse.
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Bei einer Ausführungsform weisen die Düsenspitzenabschnitte lösbar verbundene Düsenspitzenhalter auf. Düsenspitzenhalter zur Montage an einer Einspritzdüse sind weniger komplex herzustellen und zu warten als Düsenspitzenhalter, die integral mit der Heißkanaldüse ausgebildet sind. Zum Beispiel ist es im Falle einer Störung des Düsenventils möglich, den Düsenspitzenhalter einfach auszutauschen.
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Bei einer Ausführungsform weist die Heißkanaldüse einen Ventilnadelverbinder auf, welcher die Ventilnadelbetätigungseinrichtung kontinuierlich mit den wenigstens zwei Ventilnadeln verbindet. Zwischen jeder Ventilnadel und dem Ventilnadelverbinder ist jeweils ein Ausgleichsspalt vorgesehen, um eine lose Verbindung zwischen der Ventilnadel und dem Ventilnadelverbinder herzustellen. Eine solche Gestaltung verhindert eine Beanspruchung zwischen den sich bewegenden Teilen und verringert auf diese Weise auch Verschleiß.
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Bei einer Ausführungsform sind die Düsenbrückenabschnitte in zwei Reihen angeordnet, so dass jede Düsenspitze aus einer ersten Reihe Rücken an Rücken mit einer entsprechenden Düsenspitze aus der zweiten. Reihe angeordnet ist, wobei jede Düsenspitze aus der ersten Reihe und die entsprechende Düsenspitze aus der zweiten Reihe ein Düsenspitzenpaar bilden, das mit einem Düsenspitzenabschnitt verbunden ist, wobei eine Aussparung zwischen den Düsenspitzenabschnitten angeordnet ist, insbesondere zwischen allen der Düsenspitzenabschnitte.
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Bei einer solchen Ausführungsform sind durch die Anordnung der Düsenspitzenpaare wenigstens ein Paar Auslassöffnungen relativ zur Achse A einander gegenüberliegend im Düsenspitzenabschnitt der Spritzgießdüse zu unterschiedlichen, insbesondere entgegengesetzten Seiten der Düse hin gerichtet angeordnet, zum Zuführen zu unterschiedlichen Formhohlräumen, jede der Auslassöffnungen weist ein Ventil mit einer Ventilnadel auf, die in einer Richtung der entsprechenden Auslassöffnung verstellbar ist.
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Bei einer Ausführungsform der Heißkanaldüse wird eine Beanspruchung der Ventilnadeln und eine Beanspruchung zwischen den Ventilnadeln und der Ventilnadelbetätigungseinrichtung mithilfe eines dazwischen angeordneten Ausgleichsspalts verringert, welcher Herstelltoleranzen bzw. Bewegungen zwischen den Teilen ausgleichen kann.
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Bei einer Ausführungsform weist die Heißkanaldüse einen Düsenbrückenträgerabschnitt auf, welcher zwischen dem Düsenkörperabschnitt und wenigstens zwei Düsenbrückenabschnitten angeordnet ist. Jeder Düsenbrückenabschnitt ist separat mit dem Düsenbrückenträgerabschnitt und dem Düsenkörperabschnitt verbunden und – da der Düsenbrückenträgerabschnitt zwischen dem Düsenbrückenabschnitt und dem Düsenkörperabschnitt angeordnet ist – sind die Düsenspitzenabschnitte benachbart zum Düsenbrückenträgerabschnitt miteinander verbunden.
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Bei einer Ausführungsform der Heißkanaldüse mit Düsenbrückenträgerabschnitt weist dieser Düsenbrückenträgerabschnitt wenigstens zwei Düsenbrückenträgersektionen auf, welche benachbart zum Düsenkörperabschnitt miteinander verbunden sind und durch einen Düsenbrückenträgerteiler in Form einer Aussparung getrennt sind. Der Düsenbrückenträgerteiler erstreckt sich durch den Düsenbrückenträgerabschnitt von der unteren Seite des Düsenbrückenträgerabschnitts in Richtung der ersten Achse A und parallel zu den wenigstens zwei Ventilnadeln. Der Düsenbrückenträgerteiler ist ähnlich wie der Düsenbrückenteiler gestaltet. Somit ist er insbesondere in seiner Höhe und Breite so gestaltet, um Bewegungen der Düsenbrückenträgerabschnitte und damit der Düsenbrückenabschnitte aufzunehmen, und dabei den Düsenbrückenabschnitten und damit den Düsenspitzenabschnitten zu ermöglichen, sich insbesondere in der Richtung C zu bewegen, welche rechtwinklig zur ersten Achse A und auch rechtwinklig zur zweiten Achse B ist.
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Die ermöglichte Relativbewegung der Düsenspitzenabschnitte dient zur Begrenzung der Bewegung zwischen den Düsenspitzen und den Formöffnungen, und entkoppelt, unterbricht und trennt damit die Relativbewegung an der Verbindung zwischen Düsenspitze und Formhohlraum. Dies verhindert zusätzlich eine Beanspruchung der Ventilnadeln, welche sich innerhalb der Ventilspitzen bewegen.
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Der Düsenbrückenträgerteiler ist im Düsenbrückenträgerabschnitt angeordnet, neben dem Düsenkörperabschnitt gegenüber dem Düsenflanschabschnitt. Der Düsenbrückenteiler trennt das untere Ende des Düsenbrückenträgerabschnitts und erstreckt sich in Richtung der ersten Achse durch den Düsenbrückenträgerabschnitt und teilt dabei den Düsenbrückenträger in eine Richtung zum Düsenkörperabschnitt hin. Der Düsenbrückenträgerteiler endet neben dem Düsenkörperabschnitt, wobei die Düsenbrückenträgerabschnitte verbunden bleiben. Bei einer Ausführungsform mit mehr als zwei mit dem Düsenbrückenträger verbundenen Düsenbrückenabschnitten, ist es möglich, einen Düsenbrückenträgerteiler zwischen jeweils zwei der Düsenbrückenträgersektionen anzuordnen. In einer Ausführungsform ist ein Düsenbrückenträgerteiler zwischen jeweils zwei Düsenbrückenträgersektionen angeordnet, mit welchem ein Düsenbrückenabschnitt verbunden ist.
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Im Düsenbrückenträgerabschnitt sind Elemente der Ventilnadelbetätigungseinrichtung zum Betätigen der Ventilnadeln und Schmelzekanäle zum Führen von Schmelze zu den Formhohlräumen angeordnet. Da der Düsenbrückenträgerteiler zwischen und parallel zu den wenigstens zwei Ventilnadeln vorgesehen ist, erhalten die Ventilnadeln zusätzliche Flexibilität, sich insbesondere in die Richtung C zu bewegen, welche rechtwinklig zur Ventilnadelachse B angeordnet ist. Der Düsenbrückenträgerteiler wird dabei vergrößert bzw. verkleinert. Dies unterstützt ferner, dass sich die Ventilnadeln insgesamt um eine bestimmte Distanz bewegen können. Auf diese Weise bringt diese Bewegung keine Beanspruchung der Ventilnadel und der Ventilnadelbetätigung mit sich, und führt daher nicht zu einem Verschleiß der Ventilnadel bzw. der Ventilnadelbetätigung.
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Bei einer Ausführungsform der Heißkanaldüse weist der Düsenbrückenträgerteiler eine Entlastungsausnehmung auf, welche ähnlich wie die Entlastungsausnehmung gestaltet ist, die zum Düsenbrückenteiler beschrieben wurde. Da jede Bewegung zwischen den Düsenspitzenabschnitten zu Spannungen im Bereich des Düsenbrückenträgerabschnitts am Ende des Düsenbrückenträgerteilers führt, kann zum Verringern der Spannungskonzentration im Bereich um das Ende des Düsenbrückenträgerteilers herum eine Entlastungsausnehmung eingesetzt werden. Eine solche Entlastungsausnehmung dient auch einer erhöhten Bewegungsfreiheit der Düsenspitzenabschnitte.
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Bei einer Ausführungsform weist jede Reihe, z. B. jede Reihe von Düsenspitzenabschnitten vier Düsenspitzenabschnitte auf, so dass die Düse eine achtfach-Düse bildet.
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Bei einer Ausführungsform ist/sind der wenigstens eine Düsenbrückenteiler und/oder der wenigstens eine Düsenbrückenträgerteiler gestaltet, um eine Fehlausrichtung, das heißt eine Nichtübereinstimmung oder einen Versatz zwischen der Düse und einem Montageort in einer Spritzgießvorrichtung auszugleichen, insbesondere zwischen dem Düsenflanschabschnitt und/oder dem Düsenkörperabschnitt und/oder dem einen oder mehreren Düsenspitzenabschnitten und einem entsprechenden Montageort in einer Spritzgießvorrichtung. Dabei wird eine weitere Beanspruchung der Ventilnadel und der Ventilnadelbetätigungseinrichtung verringert.
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Bei einer Ausführungsform ist/sind der wenigstens eine Düsenbrückenteiler und/oder der wenigstens eine Düsenbrückenträgerteiler so gestaltet, um eine Fehlausrichtung, das heißt eine Nichtübereinstimmung oder einen Versatz zwischen jedem der einen oder mehreren Düsenspitzenabschnitten und einer entsprechenden Formöffnung für jeden Düsenspitzenabschnitt auszugleichen. Eine Formöffnung kann von einem Formhohlraumeinsatz gebildet sein, welcher einen Formhohlraum ausbildet und das Zentrieren des Düsenspitzenbereichs oder der Düsenspitze in der Formöffnung ermöglicht. Auf diese Weise ist ein Schmelzefluss ohne Leckage möglich.
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Bei einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Düsenbrückenteiler und/oder der wenigstens eine Düsenbrückenträgerteiler gestaltet um Fertigungstoleranzen der Düse auszugleichen, insbesondere um Fertigungstoleranzen des Düsenflanschabschnitts und/oder des Düsenkörperabschnitts und/oder der einen oder mehreren Düsenbrückenabschnitte und/oder des Düsenträgerabschnitts auszugleichen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Heißkanalspritzgießvorrichtung, die einen Heißkanalverteiler aufweist, mit einem Schmelzeeinlasskanal und einer Anzahl von Schmelzeauslassöffnungen und einer Anzahl von Heißkanaldüsen zum seitlichen Angießen wie oben offenbart, wobei jede Heißkanaldüse mit einer Schmelzeauslassöffnung des Verteilers verbunden ist.
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Bei einer Ausführungsform dieser Heißkanalspritzgießvorrichtung ist eine Anzahl von Formhohlräumen an den Heißkanaldüsen angeordnet. Dabei sind die Düsendichtungen der Heißkanaldüsen in Öffnungen gehalten, welche an den Formhohlräumen angeordnet sind, um eine Verbindung zum Führen von Schmelze in die Formhohlräume herzustellen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Heißkanalspritzgießvorrichtung, welche eine Düse zum seitlichen Angießen in wenigstens zwei Formhohlräume aufweist, die auf der gleichen Seite der Düse relativ zu einer ersten Achse A der Düse angeordnet sind, wobei die Düse mit einer Schmelzeauslassöffnung eines Heißkanalverteilers verbindbar ist und auch mit einer Spritzgießmaschine verbindbar ist.
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Die Heißkanaldüse zum seitlichen Angießen dieser Heißkanalspritzgießvorrichtung weist einen Düsenflanschabschnitt auf, der neben dem Verteiler angeordnet ist, einen Düsenkörperabschnitt, der unter dem Flanschabschnitt angeordnet ist und einen Düsenbrückenabschnitt, der unter dem Düsenkörperabschnitt angeordnet ist. Der Düsenbrückenabschnitt weist wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Düsenspitzenabschnitte auf, und jeder Spitzenabschnitt hält einen Düsenspitzenbereich, der einen Düsenspitzenschmelzekanal aufweist. Die Heißkanaldüse weist ferner wenigstens zwei Ventilnadeln auf, welche mit einer Ventilnadelbetätigungseinrichtung verbunden sind. Die Ventilnadelbetätigungseinrichtung ist entlang der ersten Achse A hin und her bewegbar, wobei die wenigstens zwei Ventilnadeln innerhalb der Düsenspitzenschmelzekanäle entlang einer zweiten Achse B bewegbar sind, welche in einem Winkel (α) zur ersten Achse A angeordnet ist.
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Der Düsenbrückenabschnitt der Heißkanaldüse zum seitlichen Angießen einer Ausführungsform der Heißkanalspritzgießvorrichtung weist wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Spitzenabschnitte auf, welche sicher an den zwei Formhohlräumen befestigt sind, die Düsenspitzenabschnitte sind benachbart zum Düsenkörperabschnitt miteinander verbunden und durch einen Düsenbrückenteiler in Form einer Ausnehmung mit einem geschlossenen und einem offenen Ende getrennt, welche sich durch den Düsenbrückenabschnitt vom vorderen Ende des Düsenbrückenabschnitts zum Düsenkörperabschnitt hinauf in der Richtung der ersten Achse A zwischen und parallel zu den wenigstens zwei Ventilnadeln erstreckt.
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Die Position, die Höhe und die Breite des Düsenbrückenteilers ist besonders gestaltet und angepasst, um die Ausnehmung während des Einspritzvorgangs zu vergrößern oder zu verkleinern, um eine Relativbewegung zwischen den zwei Düsenspitzen und auf diese Weise die Relativbewegung zwischen den wenigstens zwei Ventilnadeln und der Ventilnadelbetätigungseinrichtung zu erlauben.
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Die Relativbewegung der Düsenspitzen, welche durch die Gestaltung der vorgeschlagenen Düse zum seitlichen Angießen ermöglicht wird, dient zum Begrenzen der Bewegung zwischen den Düsenspitzen und den Formöffnungen und entkoppelt, unterbricht und/oder trennt die Relativbewegung an der Verbindung zwischen Düsenspitze und Formhohlraum und verringert ebenso eine Beanspruchung der Ventilnadeln und der Ventilnadelbetätigung.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren.
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Gezeigt sind in:
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1: eine Schnittdarstellung einer beispielhaften Heißkanalspritzgießvorrichtung;
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2a: eine beispielhafte Heißkanaldüse in der Seitenansicht;
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2b: die beispielhafte Heißkanaldüse in der Vorderansicht;
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3a: die beispielhafte Heißkanaldüse in der Draufsicht;
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3b: eine Schnittansicht der beispielhaften Heißkanaldüse im Bereich der Düsenbrücke und der Düsenspitzenhalter;
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4a: eine Schnittansicht durch ein Formwerkzeug und durch eine darin angeordnete Heißkanaldüse;
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4b: eine vergrößerte Darstellung des in 4a mit einer runden Markierung gekennzeichneten Ausschnitts der Heißkanaldüse;
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5a: eine weitere Schnittansicht durch ein Formwerkzeug und durch eine darin angeordnete Heißkanaldüse einer weiteren beispielhaften Ausführungsform;
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5b: eine Teilschnittansicht einer weiteren beispielhaften Heißkanalspritzgießvorrichtung;
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6a, 6b: Seitenansichten der beispielhafte Heißkanaldüse aus 5b; und
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7: eine perspektivische Ansicht der beispielhaften Heißkanaldüse aus den 6a und 6b.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung einer beispielhaften Heißkanalspritzgießvorrichtung 10. Der Heißkanalverteiler 20 ist mit seiner Einlassöffnung 21 an einer Maschinendüse 12 einer Spritzgießmaschine angeordnet. Der Schmelzekanal 22a des Heißkanalverteilerblocks 20 weist mehrere Verzweigungen auf und führt Schmelze von der Einlassöffnung 21 zu eine Vielzahl von Auslassöffnungen 22.
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An jeder Auslassöffnung 22 des Heißkanalverteilers 20 ist eine Heißkanaldüse 30 zum seitlichen Anspritzen angeordnet. In 1 sind vier Heißkanaldüsen 30 dargestellt. Jede Heißkanaldüse 30 weist einen Düsenflansch 31, einen Düsenkörperabschnitt 32, einen Düsenbrückenabschnitt 33 mit zwei nebeneinander angeordneten Düsenspitzenabschnitten 38 auf. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform weist jeder Düsenspitzenabschnitt 38 einen lösbar verbundenen Düsenspitzenhalter 34 mit Düsenspitzen 50 auf. Der Düsenbrückenabschnitt 33 weist zwei Düsenabschnitte 38 auf. Im Düsenbrückenabschnitt 33 ist ein Düsenbrückenteiler 35 in Form einer Ausnehmung (Einschnitt) angeordnet.
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2a zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften Heißkanaldüse 30. Die Auslassöffnung 22 des Heißkanalverteilers 30 ist am Düsenflanschabschnitt 31 oben angedeutet. Düsenschmelzekanäle, welche nicht gezeigt sind, verlaufen durch die Heißkanaldüse 30 zu den Düsenspitzen 50. Die Heißkanaldüse 30 weist einen Düsenflanschabschnitt 31, einen Düsenkörperabschnitt 32 und einen Düsenbrückenabschnitt 33 auf, der wenigstens zwei benachbart angeordnete Düsenspitzenbereiche 38 aufweist, und vier Ventilnadeln, die mit einer Ventilnadelbetätigungseinrichtung (in 2a nicht gezeigt) verbunden sind, welche entlang einer ersten Achse A hin und her bewegbar ist, wobei die wenigstens zwei Ventilnadeln 62, 62 entlang einer zweiten Achse B bewegbar sind, welche in einem Winkel α = 90° gegenüber der ersten Achse A angeordnet ist.
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2b zeigt die Vorderansicht der beispielhaften Heißkanaldüse 30 aus 2a. Das obere Ende der Ventilnadelbetätigungseinrichtung 60, welche in Richtung der ersten Achse A bewegbar ist, ist am oberen Ende des Düsenflanschabschnitts 31 gezeigt. Die Düsenspitzenabschnitte 38 sind benachbart zum Düsenkörperabschnitt 32 miteinander verbunden und durch den Düsenbrückenteiler 35 getrennt, welcher sich durch den Düsenbrückenabschnitt 33 vom vorderen Ende 37 des Düsenbrückenabschnitts 33 in der Richtung der ersten Achse A zwischen und parallel zu den Ventilnadeln 62, 63 erstreckt. Der Düsenbrückenteiler 35 nimmt Bewegungen der Düsenspitzenabschnitte 38 auf und ermöglicht es ihnen, sich in eine Richtung C zu bewegen, welche rechtwinklig zur ersten Achse A und auch rechtwinklig zur zweiten Achse B ist.
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3a zeigt eine Draufsicht der beispielhaften Heißkanaldüse 30. Eine Öffnung 61 für die Ventilnadelbetätigungseinrichtung 60 ist im Zentrum des Düsenflansches 31 abgebildet. Es werden die gleichen Bezugszeichen, die in den vorhergehenden Figuren verwendet wurden, verwendet, um die gleichen Elemente der Heißkanaldüse 30 zu bezeichnen. Der Düsenbrückenteiler 35 ist in Strichlinien gezeigt.
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3b zeigt einen Querschnitt senkrecht zur Achse A und an der Position der Achse B durch die Seitenansicht (2a) der beispielhaften Heißkanaldüse. Die Darstellung zeigt eine Schnittansicht des Bereichs des Düsenbrückenabschnitts 33 und des Düsenspitzenabschnitts 38. In 3b ist die Ventilnadelbetätigungseinrichtung 60 im Bereich der Ventilnadeln 62 und 63 dargestellt. Am unteren Ende der Ventilnadelbetätigungseinrichtung 60 ist ein Ventilnadelverbinder 65 angeordnet, der eine sich stetig verjüngende, in der Schnittdarstellung keilförmige Gestalt aufweist. Am Ventilnadelverbinder 65 sind Führungseinrichtungen 66 angeordnet, welche den Ventilnadelverbinder 65 derart kontinuierlich mit dem jeweiligen Ende der Ventilnadeln 62 und 63 verbinden, dass eine Bewegung der Ventilnadelbetätigungseinrichtung 60 in der Richtung der ersten Achse A zu einem Bewegen der Ventilnadeln 62 und 63 in Richtung der zweiten Achse B innerhalb der in den Düsenspitzenabschnitten 38 ausgebildeten Nadelführungseinrichtungen 56 und 57 führt. Auf diese Weise sind die Düsenspitzen 50 mithilfe einer Bewegung der Ventilnadelbetätigungseinrichtung 60 öffnen- und schließbar.
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Düsenspitzen 50, an deren vorderen Ende eine Düsendichtung 52 angeordnet ist, werden in den Düsenspitzenabschnitten 38 gehalten. Gut zu sehen ist zudem die Verbindung der Düsenspitzenhalter-Schmelzekanalabschnitte 48 und 49 mit den Düsenspitzen-Schmelzekanälen 54 und 55.
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4a zeigt eine Schnittansicht durch ein Formwerkzeug 70 und durch zwei darin nebeneinander angeordnete Heißkanaldüsen 30. Im beispielhaften Formwerkzeug 70 sind acht Formhohlräume 72 angeordnet. Zum Befüllen der Formhohlräume 72 ist eine Anordnung aus zwei beispielhaften Heißkanaldüsen 30 angeordnet. Der Schnitt durch das Formwerkzeug 70 sowie die darin angeordneten Heißkanaldüsen 30 verläuft in der Ebene der zweiten Achse B durch die Ventilnadeln 62, 63 der Heißkanaldüsen 30. Wie gut zu erkennen ist, sitzen die Düsendichtungen 52 in an den Formhohlräumen 72 angeordneten Öffnungen 73.
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4b zeigt eine vergrößerte Darstellung des in 4a mit einer runden Markierung „M” gekennzeichneten Details der Heißkanaldüse. Gut erkennbar sind in dieser Darstellung die am Ventilnadelverbinder 65 angeordneten Führungseinrichtungen 66, welche den Ventilnadelverbinder 65 kontinuierlich mit dem jeweiligen Ende der Ventilnadel 63 verbinden. Das Ende der Ventilnadel 63 ist so ausgebildet, dass es mit der Führungseinrichtung 66 formschlüssig verbindbar ist. In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform weist die Ventilnadel eine umlaufende Führungsnut 67 auf, welche in die Führungseinrichtung 66 eingreift, die bei der beispielhaften Ausführungsform als Vorsprung 68 ausgeführt ist. Zwischen der Ventilnadel 63 und dem Ventilnadelverbinder 65 ist ein Ausgleichsspalt 69 vorgesehen, um eine lose Verbindung zwischen der Ventilnadel 63 und dem Ventilnadelverbinder 65 herzustellen.
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5a zeigt eine weitere Schnittansicht durch zwei Formwerkzeuge 70 und durch zwei darin angeordnete Heißkanaldüsen 30'. Die gleichen Bezugszeichen, die bei den vorhergehenden Figuren verwendet wurden, werden verwendet, um die gleichen Elemente zu bezeichnen. Der Düsenbrückenteiler 35 ist mit gestrichelten Linien gezeigt. Sechzehn Formhohlräume 72 sind in den beiden beispielhaften Formwerkzeugen 70 nebeneinander angeordnet. Eine Anordnung von zwei beispielhaften Heißkanaldüsen 30' ist zum Befüllen von sechzehn Formwerkzeugen 72 vorgesehen. Der Schnitt durch die Formwerkzeuge 70 sowie durch die darin angeordneten Heißkanaldüsen 30' erstreckt sich in der Ebene der zweiten Achse B durch die Ventilnadeln 62, 63 der Heißkanaldüsen 30'. Wie gut zu erkennen ist, sitzen die Düsendichtungen 52 in Öffnungen 73, die an den Formhohlräumen 72 angeordnet sind.
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5b zeigt eine Teilschnittansicht einer weiteren beispielhaften Heißkanalspritzgießvorrichtung 10', welche eine Seitenansicht der Ausführungsform aus 5a ist. In 5b ist ein Verteiler 70 der Spritzgießvorrichtung 10' mit einem Schmelzedurchgang 22a und zwei Düsen 30' gezeigt. Jede Düse weist mehrere Abschnitte auf, das heißt, einen Düsenflanschabschnitt 31, einen Düsenkörperabschnitt 32, einen Düsenbrückenträgerabschnitt 39 mit zwei Düsenbrückenträgersektionen 40 und einem Düsenbrückenabschnitt 33 mit vier Düsenspitzenabschnitten 38, jeweils mit einem Düsenspitzenbereich 50. Der Verteiler 20 kontaktiert den Düsenflanschabschnitt 31, wobei ein Schmelzeeinlasskanal 21 in zwei Auslassöffnungen 22 aufgeteilt ist.
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Wie 5b entnehmbar ist, weist die Heißkanaldüse 30' zum seitlichen Angießen einen Düsenbrückenträgerabschnitt 39 mit zwei Düsenbrückenträgersektionen 40 auf, welche miteinander benachbart zum Düsenkörperabschnitt 32 verbunden sind und getrennt sind durch einen Düsenbrückenträgerteiler 41 in Form einer Ausnehmung mit einer Entlastungsausnehmung 42. Der Düsenbrückenträgerteiler 41 erstreckt sich durch den Düsenbrückenträgerabschnitt 39 von der unteren Seite 42 des Düsenbrückenträgerabschnitts 39 in die Richtung der ersten Achse A und parallel zu den wenigstens zwei Ventilnadeln 62, 63. Der Düsenbrückenträgerteiler 41 weist eine Höhe und eine Breite auf, um Bewegungen der Düsenbrückenträgerabschnitte und damit auch der Düsenbrückenabschnitte 33 aufzunehmen und damit den Düsenbrückenabschnitten 33 und dadurch den Düsenspitzenabschnitten 38 zu erlauben, sich insbesondere in die Richtung C zu bewegen.
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6a und 6b zeigen Seitenansichten der beispielhaften Heißkanaldüse 30' aus 5b. 6a zeigt die Düse 30' nicht am Formwerkzeug 70 montiert, wohingegen 6b die Düse 30' in einer Situation zeigt, wenn ihre Düsenspitzen 50 an Formöffnungen 73 des Formwerkzeugs 70 montiert sind. In 6a sind die Abstände D der Düsenspitzen 50 gezeigt, welche den Abständen der Formöffnungen 73, welche an den Formhohlräumen 72 angeordnet sind, entsprechen, und welche zum Aufnehmen der Düsendichtungen 52 dienen. Da das Maß S des Düsenspitzenabschnitts 38 fix ist, erlaubt eine Bewegung der Düsenspitzenabschnitte 38 durch den Düsenbrückenteiler 35 (vergrößern oder verkleinern der Aussparung) ein Anpassen des Abstands D um einen Betrag X1, X2, wie in 6b gezeigt ist. In gleicher Weise erlaubt eine Bewegung der Düsenbrückenträgersektionen 40 durch den Düsenbrückenträgerteiler 41 (vergrößern oder verkleinern der Aussparung) ein Anpassen das Abstands D um einen Betrag Y, wie in 6b gezeigt ist. Die Bewegungen der Düsenbrückenabschnitte 38 und der Düsenbrückenträgersektionen 40 überlagern sich in einem gewissen Maß. Dies unterstützt beim Erreichen einer Ausrichtung der Düsenspitzen 50 mit den Formöffnungen, auch bei größeren Fertigungstoleranzen und sogar wenn sich Abmessungen durch Abweichungen während des Spritzgießprozesses ändern, durch den Betrieb der Spritzgießmaschine wie zum Beispiel durch thermische Einflüsse, Vibrationen oder Einlaufprozesse.
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Wie den 6a und 6b entnommen werden kann, ist beispielsweise während der Montage der Düse am Formwerkzeug ein Erweitern oder ein Verengen der Ausnehmung um einen Abstand X in der Richtung „C” für zwei nebeneinander angeordnete Düsenspitzen möglich, wobei gleichzeitig keine Änderung des Abstands zwischen zwei anderen benachbarten Düsenspitzen erfolgen kann. In gleicher Weise kann sich beispielsweise der Abstand D zwischen einem Paar von benachbarten Düsenspitzen vergrößern, wobei sich der Abstand zwischen einem anderen Paar von benachbarten Düsenspitzen gleichzeitig verkleinern kann.
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7 zeigt eine perspektivische oder 3D-Ansicht der achtfach-Düse 30' aus den 6a und 6b, wobei zwei Düsenbrückenteiler 35 und ein Düsenbrückenträgerteiler 41 dargestellt sind. Wie auch in 6a und 6b gezeigt ist, ist ein Düsenbrückenteiler 41 am Düsenbrückenträger 39 zwischen den beiden Düsenbrückenträgersektionen 40 angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1380400 B1 [0002, 0003]
