DE60005312T2

DE60005312T2 - Vorrichtung und verfahren zum mehrschichtspritzgiessen

Info

Publication number: DE60005312T2
Application number: DE60005312T
Authority: DE
Inventors: U. Jobst GELLERT; L. Denis BABIN; Itsuto Nakanishi
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2020-03-18
Also published as: CA2367741C; EP1163098B1; EP1163098A1; WO2000054955A1; CA2367741A1; AU3184800A; DE60005312D1

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft mehrlagige Produkte sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen derselben. Konkret betrifft sie ein Rückfluss-Steuerventil für eine Spritzgießvorrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Spritzgießvorrichtung mit mehreren Hohlräumen zur Herstellung von mehrlagigen Spritzgusserzeugnissen, wie zum Beispiel Schutzbehälter für Lebensmittel, Vorformen für Getränkeflaschen und Verschlüsse, sind hinlänglich bekannt. Im typischen Fall werden eine oder mehrere Schichten aus einem Material innerhalb oder zusammen mit einer oder mehreren Schichten aus einem anderen Material spritzgegossen, um so das Spritzgusserzeugnis herzustellen. Wenigstens eine dieser Schichten ist gewöhnlich eine Sperrschicht, die aus einem Sperrmaterial besteht, um den Inhalt des Spritzgusserzeugnisses zu schützen. Da das Sperrmaterial kostenintensiv ist, wird meist nur eine sehr dünne Sperrschicht in dem Spritzgusserzeugnis verwendet. Im Allgemeinen wird auch gewünscht, dass diese dünne Sperrschicht gleichmäßig und eben (d. h. ausgeglichen) über das gesamte Spritzgusserzeugnis hinweg verteilt ist, damit dessen Inhalt angemessen geschützt wird.
Ein gewöhnliches Verfahren zum Spritzgießen von Erzeugnissen ist das sequenzielle Spritzgießen. Beim sequenziellen Spritzgießen werden ein oder mehrere Werkstoffe in einer bestimmten Reihenfolge bzw. Sequenz in einen Hohlraum eingespritzt. So kann beispielsweise ein Vorform- oder Verschlussmaterial zuerst in einen ersten Hohlraum eingespritzt werden, gefolgt von dem Einspritzen eines Sperrmaterials in den zweiten Hohlraum. Das sequenzielle Spritzgießen kann allein zur Anwendung kommen, um Spritzgusserzeugnisse herzustellen, oder mit gemeinsamen oder gleichzeitigen Spritzgießverfahren kombiniert werden.
EP 901 896 A2 legt ein System zum gemeinsamen Spritzgießen zwecks Einspritzen eines ersten und zweiten Plastikmaterials in einen Formenhohlraum offen. Das System enthält einen Verteiler mit einem durch ihn verlaufenden ersten und zweiten Kanal zum Verteilen der Materialien und mit einer Düse, die mit dem Verteiler verbun den ist, um das erste und das zweite Material aus einem ersten und einem zweiten Schmelzedurchlass in den Formenhohlraum einzuspritzen. Ein Ventilbolzen zum Steuern der Materialströmung kann in eine geschlossene Position bewegt werden, in der keine Materialströmung zugelassen ist, in eine Mittelposition, in der lediglich die erste Materialströmung zugelassen wird, und in eine offene Position, in der die erste und zweite Materialströmung zugelassen ist. Darüber hinaus enthält das System eine Absperreinrichtung im ersten Kanal des Verteilers, mit der eine Strömung des ersten Materials im ersten Kanal verhindert wird.
Allerdings können Probleme beim sequenziellen Spritzgießen auftreten, wenn ein Material in den Schmelzedurchlass eines anderen Materials zurückfließt. Ein solches Vermischen von zwei Materialien außerhalb des Hohlraums kann Probleme beim Materialstrom durch die Spritzgießvorrichtung hervorrufen und führt oft zu Spritzgusserzeugnissen unerwünschter oder niedriger Qualität. Wenn beispielsweise ein Vorform- oder Verschlussmaterial, das in einen Hohlraum eingespritzt wird, in einen Schmelzedurchlass zurückfließt, der ein Sperrmaterial befördert, ist es mitunter schwierig für das Sperrmaterial, während seines Einspritzzyklus durch die Spritzgießvorrichtung in den Hohlraum zu fließen. Darüber hinaus weist das entstehende Spritzgusserzeugnis möglicherweise nicht die richtige oder beabsichtigte Materialzusammensetzung auf, da das Einspritzen des Sperrmaterials in den Hohlraums auch Vorform- oder Verschlussmaterial enthält, das in den Schmelzedurchlass des Sperrmaterials zurückgeflossen ist.
Dementsprechend wäre es wünschenswert, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen zu schaffen, welche die mit dem Stand der Technik einhergehenden Probleme überwinden, indem eine Steuerung für das Zurückfließen eines Materials in den Schmelzedurchlass eines anderen Materials vorhanden ist. Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen, welche das Zurückfließen eines Materials in den Schmelzekanal eines anderen Materials einschränkt oder im Wesentlichen verhindern, würde nicht nur eine effizientere Spritzgießvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren hervorbringen, sondern auch zu Spritzgusserzeugnissen mit höherer Qualität führen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung schafft eine Spritzgießvorrichtung, die einen ersten Schmelzedurchlass für den Strom eines ersten Materials und einen zweiten Schmel zedurchlass, der mit dem ersten Schmelzedurchlass in Verbindung ist, für den Strom eines zweiten Materials. Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Spritzgießvorrichtung einen Ventilbolzen, der den zweiten Schmelzedurchlass passiert. Der Ventilbolzen weist einen ersten Abschnitt auf, der den Strom des zweiten Materials durch den zweiten Schmelzedurchlass zulässt, und einen zweiten Abschnitt, der den Strom des ersten Materials und des zweiten Materials durch den zweiten Schmelzedurchlass einschränkt. Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung ein Rückfluss-Steuerventil in Kombination mit einem Schmelzedurchlass einer Spritzgießvorrichtung. Das Rückfluss-Steuerventil umfasst einen ersten Abschnitt, der den Materialstrom durch den Schmelzedurchlass zulässt, und einen zweiten Abschnitt, der den Materialstrom durch den Schmelzedurchlass verhindert.
Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung eine Spritzgießvorrichtung mit einem Verteiler, der wenigstens einen Abschnitt eines Schmelzedurchlasses aufweist, und mit einer Düse, die einen Schmelzekanal in Verbindung mit dem Schmelzedurchlass hat. Darüber hinaus weist die Spritzgießvorrichtung einen Hohlraum auf, der zu dem Schmelzekanal der Düse ausgerichtet ist. Ebenso verfügt die Spritzgießvorrichtung über ein Ventilelement mit einem ersten Abschnitt, der den Strom von Material durch den Schmelzedurchlass verhindert, und mit einem zweiten Abschnitt, der den Materialstrom aus dem Schmelzekanal in den Hohlraum verhindert.
Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Spritzgießen, welches den Schritt des Einspritzens eines Materials in einen Schmelzedurchlass mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt umfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiterhin den Schritt des Positionierens eines ersten Abschnitts eines Ventilbolzens zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt, um den Strom des Materials durch den Schmelzedurchlass zuzulassen. Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt des Positionierens eines zweiten Abschnitts des Ventilbolzens zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt, um den Materialstrom durch den Schmelzedurchlass zu verhindern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen ventilgesteuerten Spritzgießvorrichtung für eine Flaschenvorform mit drei Schichten.
2 ist eine explodierte Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Ventilbuchse der Spritzgießvorrichtung aus 1.
3 ist eine explodierte Querschnittsansicht des Abschnitts der Ventilbuchse aus 2.
Die 4A–4E sind explodierte Querschnittsansichten einer Düse und eines Hohlraums der Vorrichtung aus 1, welche ein erfindungsgemäßes Verfahren darstellen.
5 ist eine explodierte Querschnittsansicht von 4C.
6 ist eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Flaschenvorform mit drei Schichten.
7 ist eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Dreischichtverschlusses.
8 ist eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen thermisch gesteuerten Spritzgießvorrichtung für eine Flaschenvorform mit drei Schichten.
9 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines alternativen erfindungsgemäßen vorderen Schmelzeverteilers.
10 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer erfindungsgemäßen ventilgesteuerten Spritzgießvorrichtung für ein Mehrschichtprodukt, die das Zurückfließen verhindert.
11A–D sind explodierte Querschnittsansichten eines Abschnitts einer Ventilbuchse der Spritzgussvorrichtung aus 10, in denen ein erfindungsgemäßes Verfahren veranschaulicht wird.
11A'–D' sind identisch mit den 4A–D.
12 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer alternativen erfindungsgemäßen ventilgesteuerten Spritzgießvorrichtung für ein Mehrschichtprodukt, welche das Zurückfließen verhindert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 stellt eine Ausführungsform eines Abschnitts einer ventilgesteuerten Spritzgießvorrichtung 5 mit mehreren Hohlräumen und einer Düse 10 zum Spritzgießen von Flaschenvorformen, Verschlüssen oder anderen Erzeugnissen mit drei Schichten durch sequenzielles oder gleichzeitiges Einspritzen dar. Wenngleich in 1 zum besseren Verständnis nur eine einzige Düse gezeigt wird, so kann doch jede beliebige Anzahl von Düsen (d. h. 12, 16 oder 48) bei der Vorrichtung zum Einsatz kommen. Vorzugsweise würde jede zusätzliche Düse die gleichen Kennzeichen aufweisen wie die Düse 10 aus 1, die nachstehend genau beschrieben wird.
Neben der Düse 10 umfasst die Vorrichtung 5 weiterhin einen vorderen Schmelzeverteiler 18, eine Düsenhalteplatte 20, eine rückseitige Platte 24, eine Hohlraumhalteplatte 28 und einen hinteren Schmelzeverteiler 94. Vorzugsweise sind die Düsehalteplatte 20 und die rückseitige Platte 24 mit einer Verteilerplatte 26 miteinander verbunden. Es sollte klar sein, dass je nach Anwendung die Vorrichtung 5 eine größere oder kleiner Anzahl von Platten aufweisen kann, wobei zur Vereinfachung der Darstellung lediglich die oben angegebenen Platten in 1 abgebildet sind.
Die Düsenhalteplatte 20 befindet sich an einem Ende 87 einer Verteiler-Positionierhilfe 88 zwischen dem vorderen Schmelzeverteiler 18 und der Hohlraumhalteplatte 28. Die Düsenhalteplatte 20 verfügt über eine Düsesitzöffnung 54 zum Aufnehmen der Düse 10. Günstig ist es, wenn für jede Düse der Spritzgießvorrichtung eine separate Düsensitzöffnung vorhanden ist. Die Düsenhalteplatte 20 weist vorzugsweise einen Antirotationsnocken 90 neben der Düse 10 auf, mit dem verhindert wird, dass sich die Düse innerhalb der jeweiligen Düsensitzöffnung 54 dreht.
Die Düse 10 hat einen Körper 12 mit einem vorderen spitzen Ende 30 und einem hinteren Ende 14. Mit einem integralen elektrischen Heizelement 58, das um den Körper 12 gewickelt ist, wird die Düse erwärmt. Das Heizelement 58 verfügt über einen Anschluss 60, der sich nahe am hinteren Ende der Düse befindet. Des Weiteren hat die Düse 10 einen radialen Schmelzekanal 64, der sich vom hinteren Ende 14 erstreckt. Zusätzlich hat die Düse 10 einen Düsenangussverschluss 73, der innerhalb des Körpers 12 der Düse 10 befestigt ist und das vordere spitze Ende 30 bildet. Zudem weist der Düsenangussverschluss 73 eine vordere Öffnung 74 auf, die das Herausfließen von Material durch das vordere spitze Ende 30 der Düse 10 ermöglicht.
Die Düse hat weiterhin eine Auskleidungshülse 70, die sich innerhalb des Düsenangussverschlusses 73 befindet. Die Auskleidungshülse 70 hat eine vordere Öffnung 75, die in der Nähe der vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 und zu dieser ausgerichtet ist, und ein hinteres Ende 71, welches dem hinteren Ende 14 der Düse 10 entspricht. Zusammen mit der Auskleidungshülse 70 und dem Düsenverschluss 73 entsteht ein ringförmiger Schmelzekanal 76 zwischen ihnen, der sich durch den gesamten Düsenangussverschluss erstreckt und in Fluidverbindung mit dem radialen Schmelzekanal 64 ist. Vorzugsweise hat die Auskleidungshülse 70 einen angewinkelten Flansch 80 in der Nähe des Düsenangussverschlusses 73, der den Materialstrom aus dem radialen Schmelzekanal 64 in den ringförmigen Schmelzekanal 76 lenkt.
Des Weiteren weist die Auskleidungshülse 70 eine zentrale Bohrung 68 auf, die sich durch den Körper 12 erstreckt und bis zum hinteren Ende 14 der Düse 10 reicht. Die zentrale Bohrung 68 der Auskleidungshülse 70 ist so ausgelegt, dass sie einen länglichen Ventilbolzen 110 aufnimmt. Es ist jedoch klar, dass der Ventilbolzen 110 ohne Weiteres durch ein anderes geeignetes Ventilelement ersetzt werden kann, wie beispielsweise ein Ventilschaft oder eine Ventilhülse. Die zentrale Bohrung 68 bildet auch einen Abschnitt eines zentralen Schmelzekanals 78 für den Materialstrom um den Ventilbolzen 110 herum und durch die Düse 10. Wie aus 1 hervorgeht, ist der ringförmige Schmelzekanal 76 radial von dem zentralen Schmelzekanal 78 beabstandet.
Der Ventilbolzen 110 hat einen Körper 111, einen Kopf 112 und eine vordere Spitze 116 gegenüber dem Kopf 112. Die vordere Spitze 116 kann entweder abgekantet sein, wie in 1, 4A–4E und 5 oder konisch zulaufen (nicht abgebildet). Weiterhin ist die vordere Spitze 116 so ausgelegt, dass sie in die vordere Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 hinein passt. Zusätzlich lässt sich der Ventilbolzen 110 in mehrere Positionen nach vorn und nach hinten bewegen, wie nachstehend genauer beschrieben wird.
Der vordere Schmelzeverteiler 18 ist an der Rohrverteiler-Positionierhilfe 88 zwischen der Düsenhalteplatte 20 und dem hinteren Schmelzeverteiler 94 angeordnet. Der vordere Schmelzeverteiler 18 wird von einem integralen elektrischen Heizelement 86 erwärmt und hat eine Vorderseite 16, die an dem hinteren Ende 14 der Düse 10 anliegt. Des Weiteren verfügt der vordere Schmelzeverteiler 18 wenigstens über eine Buchsensitzöffnung 50 mit einem tiefer gelegenen Abschnitt 52 zur Aufnahme einer Ventilbuchse 98 und über wenigstens eine Schmelzebohrung 104 mit einem Durchmesser 104a, die in Verbindung mit der zentralen Bohrung 68 der Auskleidungshülse 70 ist. Genau wie die zentrale Bohrung 68 ist die Schmelzebohrung 104 so ausgelegt, dass sie den Ventilbolzen 110 aufnehmen kann, und bildet einen weiteren Abschnitt des zentralen Schmelzekanals 78 für den Materialstrom um den Ventilbolzen 110 herum und durch den vorderen Schmelzeverteiler 18 hindurch. Vorzugsweise hat der vordere Schmelzeverteiler 18 eine Buchsensitzöffnung 50 und eine Schmelzebohrung 104 für jede in der Vorrichtung 5 verwendete Düse 10.
Des Weiteren weist der vordere Schmelzeverteiler 18 einen ersten Schmelzedurchlass 42 mit einem ersten Schmelzeabschnitt 43 auf, der sich nach vorn durch den vorderen Schmelzeverteiler 18 erstreckt und der in Verbindung mit dem radialen Schmelzekanal 64 der Düse 10 ist. Durch den ersten Schmelzeabschnitt 43 kann das Material aus dem ersten Schmelzedurchlass 42 in den radialen Schmelzekanal 64 und anschließend in den ringförmigen Schmelzekanal 76 der Düse 10 fließen. Dementsprechend sind der erste Schmelzeabschnitt 43 und somit auch der erste Schmelzedurchlass 42 über den radialen Schmelzekanal 64 mit dem ringförmigen Schmelzekanal 76 in Verbindung.
Zudem verfügt der vordere Schmelzeverteiler 18 über einen zweiten Schmelzeabschnitt 44, der sich durch den vorderen Schmelzeverteiler 18 nach hinten erstreckt und mit der Buchsensitzöffnung 50 in Verbindung steht. Der zweite Schmelzeabschnitt 44 ermöglicht die Materialströmung von dem ersten Schmelzedurchlass 42 zurück in die in der Buchsensitzöffnung 50 untergebrachte Ventilbuchse 98, wie nachstehend genauer erläutert wird.
Wie aus 1 ersichtlich wird, stößt eine Schmelzeeinlassdüse 130 gegen den vorderen Schmelzeverteiler 18 gegenüber der Düsenhalteplatte 20. Die Schmelzeeinlassdüse 130 weist eine zentrale Bohrung 132 auf, die zum Teil einen Hauptschmelzedurchlass 134 bildet, der sich durch die Schmelzeeinlassöffnung 130 in den vorderen Schmelzeverteiler 18 hinein erstreckt. Der Hauptschmelzedurchlass ist in Fluidverbindung mit dem ersten Schmelzedurchlass 42 des vorderen Schmelzeverteilers 18 und mit einem Einspritzzylinder (nicht abgebildet) zum Zuführen eines Vorformmaterials 200, z. B. Polyethylenterephtalat („PET"). Die Schmelzeeinlassdüse 130 hat ebenfalls ein Heizelement 136.
Die Vorrichtung 5 umfasst des Weiteren einen hinteren Schmelzeverteiler 94, der auf der Verteiler-Positionierhilfe 88 zwischen dem vorderen Schmelzeverteiler 18 und der rückseitigen Platte 24 angeordnet ist, jedoch vorzugsweise beabstandet von ihnen, wie in 1 abgebildet. Der hintere Schmelzeverteiler hat eine zentrale Bohrung 95 zum Aufnehmen der Schmelzeeinlassdüse 130. Zudem weist der hintere Schmelzeverteiler 94 einen zweiten Schmelzedurchlass 118 in Verbindung mit einem Einspritzzylinder (nicht abgebildet) zum Zuführen eines Sperrmaterials 300 auf, zum Beispiel Nylon oder Ethylenvinylalkohol („EVOH"). Weiterhin hat der zweite Schmelzedurchlass 118 einen L-förmigen Abschnitt 119, der sich aus dem hinteren Schmelzeverteiler 94 nach vorn erstreckt. Zusätzlich weist der hintere Schmelzeverteiler 94 eine Buchsenbohrung 149 auf, die fluchtend zu der Schmelzebohrung 104 des vorderen Schmelzeverteilers 18 ausgerichtet ist. Wie noch näher beschrieben wird, wird der hintere Schmelzeverteiler 94 von einem integralen elektrischen Heizelement 100 auf eine niedrigere Betriebstemperatur erwärmt als der vordere Schmelzeverteiler 18, und der Luftzwischenraum 101 zwischen den beiden Verteilern 18, 94 stellt auch eine thermische Trennung zwischen ihnen her.
Die Vorrichtung 5 umfasst weiterhin eine Ventilbuchse 98, die zwischen den Verteilern 18, 94 angeordnet ist und in der Buchsensitzöffnung 50 des ersten Schmelzeverteilers 18 untergebracht ist. Um die Herstellung der Ventilbuchse 98 zu erleichtern, ist sie vorzugsweise aus einer Vielzahl von Bauteilen hergestellt, die zu einer einzigen integralen Komponente verlötet sind. Wie in 1 gezeigt, hat die Ventilbuchse 98 einen vorderen Vorsprung 102, der sich von einem mittleren Kopfabschnitt 103 nach vorn in den tiefer gelegenen Abschnitt 52 des vorderen Schmelzeverteilers 18 hinein erstreckt. Der vordere Vorsprung 102 bildet zusammen mit dem tiefer gelegenen Abschnitt 52 einen ringförmigen Kanal 106 zwischen sich, wie in 2 abgebildet ist. Der ringförmige Kanal 106 umgibt den zentralen Schmelzekanal 78. Die Ventilbuchse 98 hat weiterhin einen länglichen hinteren Schaftabschnitt 148, der sich von dem mittleren Kopfabschnitt 103 durch die Buchsenbohrung 149 im hinteren Schmelzeverteiler 94 nach hinten erstreckt. Ein zwischen dem mittleren Kopfabschnitt 103 und dem vorderen Schmelzeverteiler 18 angeordneter Spannstift 126 hält die Ventilbuchse 98 in ihrer genauen Position fest und verhindert ihre Drehung.
Darüber hinaus hat die Ventilbuchse 98 eine zentrale Bohrung 108, die sich durch den vorderen Vorsprung 102, den mittleren Kopfabschnitt 103 und den Schaftabschnitt 148 erstreckt. Wie in 2 dargestellt, hat die zentrale Bohrung 108 genau wie die zentrale Bohrung 68 und die Schmelzebohrung 104 einen ersten Durchmesser 108a zum Aufnehmen des Ventilbolzens 110 und bildet den Abschnitt des zentralen Schmelzekanals 78 für den Materialstrom um den Ventilbolzen herum und durch die Ventilbuchse 98. Allerdings ist der erste Durchmesser 108a der zentralen Bohrung 108 vorzugsweise kleiner als der Durchmesser 104a der Schmelzebohrung 104. Die zentrale Bohrung 108 hat auch einen zweiten Durchmesser 108b, in dem gerade der Ventilbolzen 110 untergebracht werden kann und der verhindert, dass der Materialstrom durch die Ventilbuchse 98 zurückfließt.
Wie in 3 abgebildet, werden die zentrale Bohrung 108 der Ventilbuchse 98 und die Schmelzebohrung 104 des vorderen Schmelzeverteilers 18 mittels einer Strömungsverlängerung 105 zusammengefügt, die auch einen Abschnitt des zentralen Schmelzekanals 78 bildet. Die Strömungsverlängerung 105 hat eine ringförmige Strömungsöffnung 109, die mit dem ringförmigen Kanal 106 in Verbindung ist. Vorzugsweise ist die ringförmige Strömungsöffnung 109 so bemessen, dass sie im Wesentlichen genau so groß ist wie die Differenz zwischen dem Durchmesser 104a der Schmelzebohrung 104 und 108a der zentralen Bohrung 108. Anders ausgedrückt, die Breite des zentralen Schmelzekanals 78 nimmt vorzugsweise zu, um den zusätzlichen Materialstrom aus dem ringförmigen Kanal 106 aufzunehmen, ohne dabei den Strom des anderen Materials in dem zentralen Schmelzekanal zu unterbrechen oder zu beeinträchtigen. Natürlich kann die Menge des Materials, das aus dem ringförmigen Kanal 106 strömt, durch Vergrößerung (d. h. eine größer Strömung) oder Verkleinerung (d. h. eine geringere Strömung) der ringförmigen Strömungsöffnung 109 gesteuert werden.
Wie in den 1 bis 2 abgebildet, hat die Ventilbuchse 98 einen L-förmigen ersten Übergangs-Schmelzekanal 122 und einen zweiten Übergangs-Schmelzekanal 84. Der erste Übergangs-Schmelzekanal 122 ist sowohl zu dem zweiten Schmelzeabschnitt 44 des vorderen Schmelzeverteilers 18 als auch zu einem ringförmigen Durchlassende 23 im mittleren Kopfabschnitt 103 der Ventilbuchse 98 ausgerichtet und in Verbindung mit ihnen. Weiterhin ist der ringförmige Durchlass 123 mit der zentralen Bohrung 108 der Ventilbuchse 98 in Verbindung, wie am besten in 2 zu sehen ist. Dementsprechend ist der zweite Schmelzeabschnitt 44 und somit auch der erste Schmelzedurchlass 42 durch den ersten Übergangs-Schmelzedurchlass 122 und den ringförmigen Durchlass 123 mit dem zentralen Schmelzekanal 78 in Verbindung.
Der zweite Übergangs-Schmelzedurchlass 84 ist sowohl mit dem L-förmigen Abschnitt 119 des zweiten Schmelzedurchlasses 118 als auch mit einer ringförmigen Nut 107 um den vorderen Vorsprung 102 der Ventilbuchse 98 herum in Verbindung. Wie am deutlichsten aus 2 hervorgeht, ist die ringförmige Nut 107 weiterhin mit dem ringförmigen Kanal 106 in Verbindung. Somit ist der L-förmige Abschnitt 119 und folglich auch der zweite Schmelzedurchlass 118 durch den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass 84 und die ringförmige Nut 107 mit dem ringförmigen Kanal 106 in Verbindung.
Die rückseitige Platte 24 der Vorrichtung 5 ist an der Verteiler-Positionierhilfe 88 neben dem hinteren Schmelzeverteiler 94 gegenüber dem vorderen Schmelzeverteiler 18 angeordnet. Die rückseitige Platte 24 hat eine zentrale Bohrung 25, die fluchtend mit der zentralen Bohrung 95 des hinteren Schmelzeverteilers 94 ist, um darin die Schmelzeeinlassdüse 130 aufzunehmen. Zusätzlich ist ein Positionierring 160 vorzugsweise mit einem oder mehreren Bolzen 162 an der rückseitigen Platte 24 gegenüber dem hinteren Schmelzeverteiler 94 angebracht. Der Positionierring 160 hat ebenfalls eine zentrale Bohrung 164, die fluchtend zu der zentralen Bohrung 25 der rückseitigen Platte 24 ist, um die Schmelzeeinlassdüse 130 aufzunehmen.
Die rückseitige Platte 24 verfügt vorzugsweise über eine Kolbensitzöffnung 150, die zu der Buchsenbohrung 149 des hinteren Schmelzeverteilers 94 ausgerichtet ist. Ein Betätigungsmechanismus 146 ist innerhalb der Kolbensitzöffnung 150 angeordnet. Der Betätigungsmechanismus 146 umfasst einen Kolbenzylinder 154 und eine Endkappe 155 zur Verbindung des Kopfes 112 des Ventilbolzens 110 mit dem Kolbenzylinder 154. Während des Betriebs des Betätigungsmechanismus 146 können sich der Kolbenzylinder 154 und die Endkappe 155 in einen Abschnitt der Buchsenbohrung 149 hinein erstrecken, wie in 1 abgebildet ist. Vorzugsweise wird der Kolbenzylinder 154 mittels Fluiddruck (d. h. von Öl oder Wasser) angesteuert, der durch eine oder mehrere Leitungen (nicht abgebildet) zugeführt wird. Wenngleich hier lediglich ein hydraulischer Betätigungsmechanismus beschrieben und dargestellt wird, sollte klar sein, dass auch andere Arten von Betätigungsvorrichtungen, zum Beispiel elektromechanische Vorrichtungen, bei der Vorrichtung zum Einsatz kommen können.
Wenn der Kolbenzylinder 154 nach vorn angesteuert wird, bewegt sich der Ventilbolzen 110 nach vorn in Richtung der Hohlraumhalteplatte 28. Wird der Kolbenzylinder 154 bis ganz nach vorne bewegt, wird das vordere Ende 116 des Ventilbolzens 110 innerhalb der vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 aufgenommen, wodurch die Fluidverbindung zwischen den Schmelzekanälen 76, 78 und der vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 abgeschnitten wird. Wenn andererseits der Kolbenzylinder 154 nach hinten angesteuert wird, bewegt sich der Ventilbolzen 110 nach hinten von der Hohlraumhalteplatte 28 weg. Wird der Kolbenzylinder 154 an der vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 vorbei nach hinten bewegt, so wird das vordere Ende 116 des Ventilbolzens 110 aus der vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 zurückgezogen, wodurch eine Fluidverbindung zwischen dem ringförmigen Schmelzekanal 76 und der vorderen Öff nung 74 des Düsenangussverschlusses 73 hergestellt wird. Wenn der Kolbenzylinder 154 zudem an der vorderen Öffnung 75 der Auskleidungshülse 70 vorbei nach hinten bewegt wird, bewegt sich das vordere Ende 116 des Ventilbolzens 110 an der vorderen Öffnung 75 der Auskleidungshülse 70 vorbei nach hinten, wodurch eine Fluidverbindung zwischen nicht nur dem ringförmigen Schmelzekanal 76 und der vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 hergestellt wird, sondern auch zwischen dem zentralen Schmelzekanal 78 und der vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73.
Wie in 1 und 5 abgebildet, hat die erfindungsgemäße Hohlraumhalteplatte 28 einen Hohlraum 36 um einen Formenkern 37 herum. In dem Hohlraum 36 befindet sich eine Hohlraumöffnung 38, die fluchtend zu der vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 ausgerichtet ist. Je nach dem gewünschten Erzeugnis, das spritzgegossen werden soll, kann der Hohlraum 36 verschiedene Formen und Konfigurationen aufweisen. Wie in 1 gezeigt, hat der Hohlraum vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, die Form einer Flaschenvorform mit einem mit Gewinde versehenen Ende. Es ist klar, dass man durch Veränderung des Hohlraums 36 andere Flaschenvorformen mit anderen Formen und Konfigurationen oder andere Erzeugnisse als Flaschenvorformen, zum Beispiel Verschlüsse, formen kann und dass die Ausführungsform nicht auf das Spritzgießen lediglich der abgebildeten Flaschenvorform oder auf andere Vorformen begrenzt ist.
Natürlich kann die Vorrichtung 5, speziell deren Düsen, auch eines oder mehrere Heizsysteme, Kühlsysteme und isolierende Luftzwischenräume aufweisen, um die richtigen Temperaturen für ihre Bauteile und die durch die Vorrichtung strömenden Materialien aufrechtzuerhalten. Beispiele für geeignete Heizsysteme, Kühlsysteme und isolierende Luftzwischenräume für die Vorrichtung sind in der USA-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/969,764 mit dem Titel „Sprue Gated Five Layer Injection Molding Apparatus" [Angussgesteuerte Fünflagen-Spritzgießvorrichtung], eingereicht am 13. November 1997, sowie in den USA-Patenten Nr. 5,094,603, Nr. 5,135,377 und Nr. 5,223,275 an Gellert geschrieben, die insgesamt und vollständig durch Verweis auf Selbige hierin aufgenommen werden.
Unter konkreter Bezugnahme auf die 4A–4E und 5 wird nun die Funktionsweise der Vorrichtung beschrieben. Wenngleich in den Zeichnungen lediglich die Herstellung einer dreilagigen Flaschenvorform abgebildet und nachstehend beschrieben wird, ist davon auszugehen, dass auch andere Dreischicht-Vorformen oder Produkte mit verschiedenen Materialeigenschaften, bei denen es sich nicht um Vorformen handelt, wie beispielsweise Verschlüsse, mit der Vorrichtung und dem Verfahren hergestellt werden können.
Wie in 4A abgebildet ist, beginnt das Verfahren zum Formen eines mehrlagigen Produktes damit, dass der Ventilbolzen durch Vorwärtsbewegung des Kolbenzylinders 154 vollständig durch die vordere Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 eingeführt wird. Dadurch wird die Fluidverbindung zwischen dem ringförmigen Schmelzekanal 76, dem zentralen Schmelzekanal 78 und der vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 abgeschnitten. In dieser Stellung ist der Ventilbolzen mit der Bezugsziffer 110a gekennzeichnet. Anschließend wird den Hauptelementen 58, 86, 136 der Düse 10, des vorderen Schmelzeverteilers 18 und der Schmelzeeinlassdüse 130 Strom zugeführt, um sie auf eine Betriebstemperatur für das Vorformmaterial zu erwärmen, welches sich in dem Hauptschmelzedurchlass 134 und dem ersten Schmelzedurchlass 42 befindet. Wenn für das Vorformmaterial PET verwendet wird, liegt die bevorzugte Betriebstemperatur bei etwa 565°F, d. h. bei etwa 296°C.
Als Nächstes wird der Ventilbolzen durch Rückwärtsbewegung des Kolbenzylinders, wie in 4B abgebildet, aus der vorderen Öffnung des Düsenangussverschlusses herausgezogen. Dadurch entsteht eine Fluidverbindung zwischen dem ringförmigen Schmelzekanal und der vorderen Öffnung des Düsenangussverschlusses, jedoch nicht zwischen dem zentralen Schmelzekanal und der vorderen Öffnung des Düsenangussverschlusses. In dieser Position ist der Ventilbolzen mit der Bezugsziffer 110b angegeben.
Anschließend wird ein Einspritzdruck an den Hauptschmelzedurchlass 134 angelegt, um den ersten Abschnitt 200a des Vorformmaterials durch den ersten Schmelzedurchlass 42 und in den ersten Schmelzeabschnitt 43 hineinzudrücken. Von dort strömt der erste Abschnitt 200a des Vorformmaterials durch den radialen Schmelzekanal 64, der zu dem ersten Schmelzeabschnitt 43 fluchtend ausgerichtet ist, in den ringförmigen Schmelzekanal 76 hinein, aus der vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 heraus in die Hohlraumöffnung 38 hinein. Der Einspritzdruck wird solange angelegt, bis der erste Abschnitt 200a des Vorformmaterials den Hohlraum 36 füllt, wie in 4B dargestellt. Während der erste Abschnitt 200a des Vorformmaterials den Hohlraum 36 füllt, beginnt er sich abzukühlen.
Anschließend wird Strom an das Heizelement 100 im hinteren Schmelzeverteiler 94 angelegt, um ihn auch eine Betriebstemperatur für das Sperrmaterial 300 zu erwärmen, das sich im zweiten Schmelzedurchlass 118 befindet. Wenn Nylon als Sperrmaterial verwendet wird, liegt die bevorzugte Betriebstemperatur bei etwas 400°F, d. h. etwas 204°C. Als Nächstes wird der Ventilbolzen durch die Rückwärtsbewegung des Kolbenzylinders, wie in 4C abgebildet, aus der vorderen Öffnung 75 der Auskleidungshülse 70 herausgezogen. Dadurch entsteht eine Fluidverbindung nicht nur zwischen dem ringförmigen Schmelzekanal und der vorderen Öffnung des Düsenangussverschlusses, sondern auch zwischen dem zentralen Schmelzekanal und der vorderen Öffnung des Düsenagussverschlusses. In dieser Position ist der Ventilbolzen mit der Bezugsziffer 110c gekennzeichnet.
Daraufhin wird ein Einspritzdruck an den Hauptschmelzedurchlass 134 angelegt, um den zweiten Abschnitt 200b das Vorformmaterials durch den ersten Schmelzedurchlass 42 und in den zweiten Schmelzeabschnitt 44 hineinzudrücken, und einen dritten Abschnitt 200c des Vorformmaterials durch den ersten Schmelzedurchlass 42 in den ersten Schmelzeabschnitt 43 hineinzudrücken. Von dort strömt der zweite Abschnitt 200b des Vorformmaterials durch den L-förmigen ersten Übergangs-Schmelzedurchlass 122, der zu dem zweiten Schmelzeabschnitt 44 ausgerichtet ist, in den ringförmigen Durchlass 123 der Ventilbuchse 98 hinein, und der dritte Abschnitt 200c des Vorformmaterials strömt durch den radialen Schmelzekanal 64, der zu dem ersten Schmelzeabschnitt 43 ausgezeichtet ist, in den ringförmigen Schmelzekanal 76 hinein. Der zweite Abschnitt 200b des Vorformmaterials strömt auch aus dem ringförmigen Durchlass 123 in des zentralen Schmelzekanal 78 und um den Ventilbolzen 110 zu dem Hohlraum 36.
Etwa zur selben Zeit wird ein Einspritzdruck an das Sperrmaterial 300 in dem zweiten Schmelzedurchlass 118 angelegt, um das Sperrmaterial durch den zweiten Schmelzedurchlass 118 hindurch in den L-förmigen Abschnitt 119 zu drücken. Von dort fließt das Sperrmaterial in den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass 84, durch die ringförmige Nut 107 in den ringförmigen Kanal 106 hinein. Wie aus 3 am deutlichsten wird, fließt dass Sperrmaterial 300 aus dem ringförmigen Kanal 106 durch die Strömungsöffnung, 109 in die Strömungsverlängerung 105. Anschließend gelangt das Sperrmaterial 300 zu dem Strom des zweiten Abschnitts 200b des Vorformmaterials in dem zentralen Schmelzekanal 78 und umgibt diesen. Da die Strömungsöffnung 109 vorzugsweise so bemessen ist, dass sie im Wesentlichen genau so groß ist wie die Differenz zwischen dem Durchmesser 104a der Schmelzebohrung 104 des vorderen Schmelzeverteilers 18 und dem Durchmesser 108a der zentralen Bohrung 108 der Ventilbuchse 98, unterbricht der Strom des Sperrmaterials den Strom des zweiten Abschnitts des Vorformmaterials nicht. Dadurch ist der Strömungsdruck des zweiten Abschnitts des Vorformmaterials vor der Strömungsverlängerung im Wesentlichen genauso groß wie der Strömungsdruck des zweiten Abschnitts des Vorformmaterials nach der Strömungsverlängerung. Da zudem das Sperrmaterial zusammen mit dem zweiten Abschnitt 200b des Vorformmaterials durch den zentralen Schmelzekanal 78 strömt, wie am besten in 5 zu sehen ist, werden Qualitätsminderungs- und Druckabfallprobleme, die durch zu große oder zu kleine Kanäle für das Sperrmaterial hervorgerufen werden, vermieden.
Das Sperrmaterial 300 und der zweite Abschnitt 200b des Vorformmaterials strömen zusammen durch den zentralen Schmelzekanal 78 und um den Ventilbolzen 110 herum aus der vorderen Öffnung 75 der Auskleidungshülse 70 heraus. Hier vereinigen sich das Sperrmaterial 300 und der zweite Abschnitt 200b des Vorformmaterials und umgeben den dritten Abschnitt 200c des Vorformmaterials, der aus dem ringförmigen Schmelzkanal 76 fließt. An dieser Stelle sind der dritte Abschnitt 200c des Vorformmaterials, das Sperrmaterial 300 und der zweite Abschnitt 200b des Vorformmaterials noch immer heiß. Gleichzeitig fließen der dritte Abschnitt 200c des Vorformmaterials, das Sperrmaterial 300 und der zweite Abschnitt 200b des Vorformmaterials zusammen aus vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 heraus in die Hohlraumöffnung 38 hinein. Das gleichzeitige Strömen dieser Materialien trägt dazu bei, die Zyklus- bzw. Produktionszeit für die entstehende Vorform zu verringern. Als Nächstes spalten der dritte Abschnitt 200c des heißen Vorformmaterials, das heiße Sperrmaterial 300 und der zweite Abschnitt 200b des heißen Vorformmaterials den ersten Abschnitt 200a des abgekühlten Vorformmaterials im Hohlraum 36, wie in den 4C und 5 dargestellt. Danach wird ein Einspritzdruck an den ersten und den zweiten Schmelzedurchlass 42, 118 angelegt, bis der Hohlraum 36 vollständig mit Material gefüllt ist.
Wie am besten in 5 zu sehen ist, wird das Sperrmaterial 300 von dem zweiten und dritten Abschnitt 200b, 200c des heißen Vorformmaterials umgeben und darin eingebettet, während das Sperrmaterial 300 in den Hohlraum 36 einströmt. Dadurch isolieren der zweite und dritte Abschnitt 200b, 200c des heißen Vorformmaterials das Sperrmaterial von dem ersten Abschnitt 200a des gekühlten Vorformmaterials, das sich bereits im Hohlraum 36 befindet. Durch diese Anordnung wird eine ebene und gleichmäßig verteilte Schicht des Sperrmaterials in der fertigen Vorform gewährleistet.
Da das Sperrmaterial 300 von dem zweiten und dritten Abschnitt 200b, 200c des heißen Vorformmaterials umgeben ist, wird zusätzlich die Verteilung und Position des Sperrmaterials 300 im Hohlraum korrekt gesteuert. Anders ausgedrückt, die Verteilung und Positionierung des Sperrmaterials 300 hängt nicht ausschließlich von dem Hohlraum, dem Formenkern und/oder dem abgekühlten Vorformmaterial ab, das sich bereits im Hohlraum befindet. Vielmehr wird die Verteilung und Positionierung des Sperrmaterials für den Hohlraum und somit die entstehende Vorform durch die Schmelzekanäle gesteuert und ausgeglichen, bevor das Sperrmaterial in den Hohlraum 36 gelangt. Die Position des Sperrmaterials innerhalb des Hohlraums und folglich die entstehende Vorform können weiterhin durch Veränderung der Zeit, der Temperatur und des Drucks in der auf dem Fachgebiet bekannten Art und Weise eingestellt und gesteuert werden. Diese Anordnung stellt sicher, dass das Sperrmaterial korrekt innerhalb des Hohlraums gleichmäßig angeordnet ist und verhindert eine unausgewogene Verteilung und Positionierung des Sperrmaterials in dem Hohlraum, die beispielsweise durch eine Fehlausrichtung oder Verschiebung des Formenkerns 37 hervorgerufen werden können.
Nachdem der Hohlraum 36 gefüllt ist, wird der Ventilbolzen von dem Kolbenzylinder nach vorn bewegt, um den Materialsstrom und die Fluidverbindung zwischen dem zentralen Schmelzekanal und der vorderen Öffnung der Auskleidungshülse, wie in 4D abgebildet, abzuschneiden. Wie in 4E gezeigt, bewegt der Kolbenzylinder den Ventilbolzen weiter nach vorn, bis der Ventilbolzen vollständig in die vordere Öffnung des Düsenangussverschlusses eingeführt ist, wodurch ebenfalls der Materialfluss und die Fluidverbindung zwischen dem ringförmigen Schmelzekanal und der vorderen Öffnung des Düsenangussverschlusses abgeschnitten wird. Da der Ventilbolzen den Materialstrom aus der Düse unterbindet, ist es nicht notwendig, den an das Vorform- oder Sperrmaterial angelegten Einspritzdruck aufzuheben. Wenn der Hohlraum gefüllt ist und der Materialsstrom angehalten wurde, kühlt die Vorform weiter aus, bis das Material fest genug geworden ist, damit es aus dem Hohlraum ausgestoßen werden kann.
Im Ergebnis der Vorrichtung und des Verfahrens kann eine Flaschenvorform 170 wie in 6 erzeugt werden. Die Flaschenvorform 170 hat eine erstes, offenes Ende 171 und ein zweites, geschlossenes Ende 172, das von dem ersten, offenen Ende entfernt und diesem gegenüberliegt. Vorzugsweise, aber nicht unbedingt weist das erste, offene Ende 171 ein Gewinde 173 auf. Weiterhin hat die Flaschenvorform 170 eine Außenschicht 174 aus Vorformmaterial, zum Beispiel PET, eine Innenschicht 175 aus Vorformmaterial, beispielsweise PET, und eine Kernschicht 176 aus Sperrmaterial, beispielsweise Nylon oder EVOH, die zwischen der Außen- und der Innenschicht 174, 175 aus Vorformmaterial liegt. Die Kernschicht 176 aus Sperrmaterial erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Flaschenvorform 170, wie in 6 abgebildet. Jede Schicht 174, 175 ,176 hat mehrere Eigenschaften, u. a. die Dicke, das Gewicht und der prozentuale Anteil am Gesamtvolumen („Volumenanteil").
Durch Veränderung der zeitlichen Einstellung und/oder der Menge an Vorform- oder Sperrmaterial können die Eigenschaften der äußeren, der inneren und der Kernschicht 174, 175, 176 auch verändert werden. Indem beispielsweise eine größere Menge des ersten, zweiten und/oder dritten Abschnitts 200a, 200b, 200c des Vorformmaterials in den Hohlraum 36 eingespritzt wird, kann eine dickere und schwerere äußere und/oder innere Schichte 174, 175 des Vorformmaterials hergestellt werden. Wenn man von einem konstanten Gesamtvolumen für den Hohlraum und damit für die Flaschenvorform 170 ausgeht, steigt der Volumenanteil des Vorformmaterials, während sich der Volumenanteil des Sperrmaterials 300 verringert. Wenn andererseits eine größere Menge Sperrmaterial in den Hohlraum eingespritzt wird, kann eine dickere und schwere Kernschicht 176 aus Sperrmaterial hergestellt werden. Wenn man erneut ein konstantes Gesamtvolumen für den Hohlraum und damit auch für die Flaschenvorform voraussetzt, erhöht sich der Volumenanteil des Sperrmaterials, während sich der Volumenanteil des Vorformmaterials verringert.
Mit Hilfe der Vorrichtung und des Verfahrens kann auch ein Verschluss 180 wie in 7 hergestellt werden. Der Verschluss 180 kann mit derselben Vorrichtung wie die Flaschenvorform 170 gefertigt werden, mit der Ausnahme, dass das Vorformmaterial (d. h. PET) vorzugsweise durch ein Verschlussmaterial, zum Beispiel Polypropylen, ersetzt wird. Der Verschluss 180 hat eine Basis 181 und einen ringförmigen Flansch 182, der sich von der Basis nach außen erstreckt. Der ringförmige Flansch 182 verfügt über eine Innenseite 183, die vorzugsweise, aber nicht unbedingt mit einem Gewinde 184 versehen ist. Weiterhin hat der Verschluss 180 eine Außenschicht 185 aus Verschlussmaterial, wie beispielsweise Polypropylen, eine Innen schicht 186 aus einem Verschlussmaterial, wie beispielsweise Polypropylen, und eine Kernschicht 187 aus Sperrmaterial, wie beispielsweise Nylon oder EVOH, zwischen der äußeren und der inneren Schicht 185, 186 des Verschlussmaterials. Die Kernschicht 187 des Verschlussmaterials erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Basis 181 des Verschlusses 180, wie in 7 abgebildet. Jede Schicht 185, 186, 187 hat verschiedene Eigenschaften, zu denen unter anderem, jedoch nicht ausschließlich die Dicke, das Gewicht und der prozentuale Anteil am Gesamtvolumen („Volumenanteil") gehören.
Durch Veränderung der zeitlichen Einstellung und/oder der Menge an Verschluss- oder Sperrmaterial lassen die Eigenschaften der äußeren, inneren und der Kernschicht 185, 186, 187 auch verändern. Indem beispielsweise eine größere Menge des ersten, zweiten und/oder dritten Abschnitts des Verschlussmaterials in den Hohlraum eingespritzt wird, können dickere und schwerere Außen- und/oder Innenschichten 185, 186 des Verschlussmaterials gebildet werden. Geht man von einem konstanten Gesamtvolumen für den Hohlraum und folglich für den Verschluss 180 aus, steigt der Volumenanteil des Verschlussmaterials, während sich der Volumenanteil des Sperrmaterials verringert. Wenn andererseits eine größere Menge Sperrmaterial in den Hohlraum eingespritzt wird, lässt sich eine dickere und schwerere Kernschicht 187 des Sperrmaterial herstellen. Wenn man wiederum von einem konstanten Gesamtvolumen für den Hohlraum und somit für den Verschluss ausgeht, erhöht sich der Volumenanteil des Sperrmaterials, während sich der Volumenanteil des Verschlussmaterials verringert.
Als Alternative zu der ventilgesteuerten Vorrichtung 5 aus 1-5, die oben beschrieben wurde, zeigt 8 eine Ausführungsform eines Abschnitts einer thermisch gesteuerten Spritzgießvorrichtung 405 mit mehreren Hohlräumen, die nicht in den Schutzumfang der Patentansprüche fällt. Bis auf wenige Ausnahmen ist die Vorrichtung 405 identisch mit der Vorrichtung 5 und funktioniert in derselben Art und Weise wie diese. Um eine Redundanz und unnötige Wiederholung zu vermeiden, werden nachstehend lediglich die Unterschiede zwischen der Vorrichtung 405 und der Vorrichtung 5 genauer erörtert. In gleicher Weise werden in 8 zur Veranschaulichung nur einige der Bauteile der Vorrichtung 405 mit Bezugsziffern angegeben. Vorzugsweise sind die nicht gekennzeichneten Bauteile der Vorrichtung 405 identisch mit den entsprechenden Komponenten der Vorrichtung 5. Weiterhin ist davon auszugehen, dass genau wie bei der Vorrichtung 5 die Vorrichtung 405 sowohl zur Erzeugung der Flaschenvorform 170 also auch des Verschlusses 180 verwendet werden kann, die in den 6-7 dargestellt und oben beschrieben wurde.
Der Hauptunterschied zwischen der Vorrichtung 405 und der Vorrichtung 5 besteht darin, dass die Vorrichtung 405 keinen Ventilbolzen aufweist. Folglich wird die Vorrichtung 405 durch Steuerung des Einspritzdruckes, der an den ersten und zweiten Schmelzekanal angelegt wird, und nicht durch Steuerung des Ventilbolzens manipuliert. Anders ausgedrückt, anstelle der Bewegung des Ventilbolzens nach vorn und zurück zwecks Abschalten und Herstellen des Materialstroms stellt die Vorrichtung 405 den Materialsstrom her oder schaltet ihn ab, indem der Einspritzdruck erhöht oder abgesenkt wird. Abgesehen davon sind die Funktionsweise und das Verfahren der Vorrichtung 405 identisch mit der Funktionsweise und dem Verfahren der Vorrichtung 5.
Da die Vorrichtung 405 keinen Ventilbolzen zum Einsatz bringt, werden bestimmte Bauteile der Vorrichtung 5 für die Vorrichtung 405 nicht länger benötigt. So hat die rückseitige Platte 424 der Vorrichtung 405 beispielsweise keine Kolbensitzöffnung 150 bzw. keinen Betätigungsmechanismus 146. Ebenso verfügt der hintere Schmelzeverteiler 494 der Vorrichtung 405 nicht über eine Buchsenbohrung 149. Zudem weist die Ventilbuchse 498 der Vorrichtung 405 keinen Schaftabschnitt 148 auf, und die Ventilbuchse 498 hat eine zentrale Bohrung 508 mit nur einem Durchmesser 108a, die sich nicht über den ringförmigen Durchlass 123 hinweg erstreckt.
9 zeigt eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen vorderen Schmelzeverteilers 618. Bis auf wenige Ausnahmen ist der vordere Schmelzeverteiler 618 identisch mit dem vorderen Schmelzeverteilers 18, der oben beschrieben wurde und in 1 und 8 abgebildet ist, und funktioniert in gleicher Art und Weise. Um eine Redundanz und unnötige Wiederholung zu vermeiden, werden nachstehend lediglich die Unterschiede zwischen dem vorderen Schmelzeverteiler 618 und dem vorderen Schmelzeverteiler 18 näher erläutert.
Wie in 9 abgebildet, umfasst der vordere Schmelzeverteiler 618 einen Brückenabschnitt 705, einen Unterverteilerabschnitt 710, der von dem Brückenabschnitt 705 beabstandet ist, und eine Schmelzeverbindung 715, die den Brückenabschnitt 705 und den Unterverteilerabschnitt 710 miteinander verbindet. Der Brückenabschnitt 705 hat einen Brückendurchlass 707, der mit dem Hauptschmelzedurchlass 134 der Schmelzeeinlassdüse 130 in Verbindung steht; der Unterverteilerabschnitt 710 hat einen Unterverteilerdurchlass 713, der mit dem ersten Schmelzedurchlass 42 in Ver bindung ist, und die Schmelzeverbindung 715 hat einen Verbinderdurchlass 717, der sowohl mit dem Brückendurchlass 707 als auch dem Unterverteilerdurchlass 713 in Verbindung ist. Ein Beispiel für eine geeignete Schmelzeverbindung zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung ist in dem USA-Patent Nr. 5,843,361 offen gelegt, welches konkret durch Verweis hierin aufgenommen ist.
Eine konventionelle Schmelzemischeinrichtung 719 (oder statische Mischeinrichtung) ist ebenfalls in dem Verbindungsdurchlass 717 angeordnet, wie in 9 abgebildet. Während des Betriebs kann die Verwendung von PET als Vorformmaterial eine bestimmte Menge unerwünschten Acetaldehyds („AA") erzeugen. Zusätzlich kann während der Strömung des Vorformmaterials oder des Sperrmaterials durch die Schmelzekanäle der Verteiler und/oder der Düse eine ungleichmäßige Schubbeanspruchung auftreten. Durch diese ungleichmäßige Schubbeanspruchung kann eine ungleichmäßige Temperaturverteilung über das Vorform- oder Sperrmaterial hinweg erzeugt werden, wodurch Schwierigkeiten beim gleichmäßigen Füllen des Hohlraums mit dem Vorform- und dem Sperrmaterial entstehen. Die Schmelzemischeinrichtung 719 wendet sich allerdings diesen Problemen zu und trägt dazu bei, ihr Auftreten zu verhindern oder ihre Auswirkungen zu vermindern. Konkret hilft die Schmelzemischeinrichtung 719, die neu entstandenen AA zu verringern und die Temperaturgleichmäßigkeit im Materialstrom zu verbessern. Jede beliebige Schmelzemischeinrichtung bzw. statische Mischeinrichtung, die nach dem Stand der Technik bekannt ist, kann an die vorliegende Erfindung angepasst werden. Beispiele für geeignete Schmelzemischeinrichtungen oder statische Mischeinrichtungen sind in dem USA-Patent Nr. 4,541,982 in dem USA-Patent Nr. 4,965,028 in dem USA-Patent Nr. 5,262,119 und in der Anmeldung des vorliegenden Anmelders DE 3201710 offen gelegt, die sämtlich durch Verweis auf selbige in das vorliegende Dokument einbezogen werden.
Wenngleich lediglich in dem Verbindungsdurchlass des Schmelzeverbinders für den vorderen Schmelzeverteiler eine Schmelzemischeinrichtung abgebildet ist, können natürlich Schmelzemischeinrichtungen oder statische Mischeinrichtungen an viele verschieden Stellen innerhalb der Vorrichtung zum Einsatz kommen. Zum Beispiel kann eine Schmelzemischeinrichtung in einem Verbindungsdurchlass eines Schmelzeverbinders für den hinteren Schmelzeverteiler 94 angeordnet werden. Darüber hinaus können Schmelzemischeinrichtungen in den Übergangs-Schmelzedurchlässen 84, 122 der Ventilbuchse 98 und/oder in dem radialen Schmelzekanal 64 der Düse 10 angeordnet werden.
Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der oben beschriebenen Vorrichtung und der entsprechenden Verfahren für die Herstellung von Vorformen und Verschlüssen für Flaschen oder Behälter. Aus der vorangegangenen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen dürfte bereits klar geworden sein, dass es sich bei der Spritzgießvorrichtung und dem Verfahren um eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik handelt. So werden beispielsweise für die Vorrichtung und das Verfahren nicht mehrere Schmelzeeinlässe, -durchlässe, -kanäle und -öffnungen benötigt. Anstatt dessen kommen bei der Vorrichtung und dem Verfahren lediglich zwei Einspritzzylinder, zwei Schmelzedurchlässe und ein Absperrventil zur Anwendung, um drei Lagen der Vorformen und Verschlüsse herzustellen. Dementsprechend überwinden die Vorrichtung und die Verfahren die mit den Spritzgießvorrichtungen und -verfahren nach dem bisherigen Stand der Technik einhergehenden Nachteile durch die Schaffung einer Mehrschicht-Spritzgießvorrichtung und eines entsprechenden Verfahrens, die sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb relativ einfach und kostengünstig sind.
Die oben beschriebene Vorrichtung und die Verfahren überwinden weiterhin die Nachteile der Spritzgießvorrichtungen und -verfahren nach dem Stand der Technik, indem das Sperrmaterial mit heißem Vorformmaterial umgeben wird, bevor es in den Hohlraum eingespritzt wird, wodurch das Einspritzen des Sperrmaterials direkt gegen einen abgekühlten Abschnitt des Vorformmaterials vermieden wird, der sich bereits in dem Hohlraum befand. Folglich entsteht durch die vorliegende Erfindung eine dreilagige Vorform und ein Verschluss mit einer gleichmäßiger und ebener verteilten Sperrschicht und besseren Schutzeigenschaften. Da bei dieser Vorrichtung und dem Verfahren das Sperrmaterial gleichzeitig mit dem Selbiges umgebenden heißen Vorformmaterial eingespritzt wird und nicht erst, nachdem zuerst das heiße Material in den Hohlraum eingespritzt worden ist, wird ebenfalls im Unterschied zum Stand der Technik die Zykluszeit für die Vorformen oder Verschlüsse verringert und nicht erhöht.
Als eine Modifizierung der ventilgesteuerten Vorrichtung 5 aus der 1-5, die oben beschrieben wurde, zeigt 10 eine bevorzugte Ausführungsform eines Abschnitts der erfindungsgemäß ventilgesteuerten Vorrichtung 805, die ein Zurückfließen verhindert. Bis auf wenige Ausnahmen ist die Vorrichtung 805 identisch mit der Vorrichtung 5 und funktioniert in derselben Art und Weise. Um eine Redundanz und unnötige Wiederholung zu vermeiden, werden nachstehend lediglich die Unterschiede zwi schen der Vorrichtung 805 und der Vorrichtung 5 genauer erörtert. Ebenso werden für eine einfachere Darstellung nur einige der Bauteile der Vorrichtung 805 in 10 mit Bezugsziffern angegeben. Vorzugsweise sind die nicht näher gekennzeichneten Bauteile der Vorrichtung 805 identisch mit den entsprechenden Bauteilen der Vorrichtung 5. Darüber hinaus ist davon auszugehen, dass die Vorrichtung 805 genauso wie die Vorrichtung 5 sowohl zur Herstellung der Flaschenvorform 170 als auch des Verschlusses 180 verwendet werden kann, die in den 6–7 dargestellt und oben beschrieben wurden.
Der Hauptunterschied zwischen der Vorrichtung 805 und der Vorrichtung 5 besteht darin, dass der zweite Übergangs-Schmelzedurchlass 84 und der Ventilbolzen 110 (oder ein anderes Ventilelement, wie beispielsweise ein Ventilschaft oder eine Ventilhülse) so abgewandelt sind, dass ein Rückfluss-Steuerventil entsteht, das in dem zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass angeordnet ist, um den Rückfluss von Vorformmaterial 200 in den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass einzuschränken oder im Wesentlichen zu verhindern. Konkret erstreckt sich der abgewandelte zweite Übergangs-Schmelzedurchlass 84' in der Vorrichtung 805 über jenen Abschnitt der zentralen Bohrung 108 mit dem Durchmesser 108b, und der abgewandelte Ventilbolzen 110', der. sich innerhalb der zentralen Bohrung 108 befindet, passiert den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass 84'. Dementsprechend enthält der zweite Übergangs-Schmelzedurchlass 84' einen ersten Abschnitt 84a' zwischen einem L-förmigen Abschnitt 119 und der zentralen Bohrung 108 und einen zweiten Abschnitt 84b' zwischen der zentralen Bohrung 108 und dem ringförmigen Kanal 106. Der abgewandelte Ventilbolzen 110' der Vorrichtung 805 trennt den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass 84' in einen ersten und einen zweiten Abschnitt 84a', 84b' und enthält ebenfalls einen engen Abschnitt, der. vorzugsweise von einer Nut 810 gebildet wird, und einem breiten Abschnitt 812 neben der Nut 810 gegenüber der Düse 10, wie in 10 abgebildet. Natürlich kann anstelle der Nut 810 auch ein Schlitz oder eine Öffnung 811, wie in 12 zu sehen, verwendet werden.
Vorzugsweise ist der modifizierte Ventilbolzen 110' ansonsten identisch mit dem Ventilbolzen 110 (oder einem anderen Ventilelement, wie zum Beispiel ein Ventilschaft oder eine Ventilhülse). Der Durchmesser des breiten Abschnitts 812 ist dicht an den Durchmesser 108b angepasst, um das Zurückfließen von überschüssigem Material aus dem zentralen Schmelzekanal 78 entlang dem Ventilbolzen 110' einzuschränken oder im Wesentlichen zu verhindern. Wenn sich der breite Abschnitt 812 zwischen dem ersten Abschnitt 84a' und dem zweiten Abschnitt 84b' befindet, wird dementsprechend ein Materialstrom, der das Material 200 und das Material 300 einschließt, aus dem ersten Abschnitt 84a' zu dem zweiten Abschnitt 84b' und von dem zweiten Abschnitt 84b' zu dem ersten Abschnitt 84a' eingeschränkt oder im Wesentlichen verhindert. Wenn sich allerdings die Nut 810 (oder ein Schlitz/eine Öffnung 811) zwischen dem ersten Abschnitt 84a' und dem zweiten Abschnitt 84b' befindet, wird ein Materialstrom 300 aus dem ersten Abschnitt 84a' zu dem zweiten Abschnitt 84b' zugelassen. In dieser Anordnung bilden der Ventilbolzen 110' und die zentrale Bohrung 108 zusammen ein Ventil 808 mit einer geschlossenen Position, in der die Strömung durch den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass 84' eingeschränkt oder im Wesentlichen verhindert wird, und mit einer offenen Position, in der die Strömung durch den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass 84' zugelassen wird.
Wie oben in Bezug auf die Vorrichtung 5 angemerkt wurde, bewegt sich der Ventilbolzen nach vorn zu dem Hohlraum 36 und nach hinten von selbigem weg, um den Materialstrom 200 und 300 in den Hohlraum 36 hinein zu steuern. Bei der Vorrichtung 805 ist die Position der Nut 810 vorzugsweise so gewählt, dass diese Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Ventilbolzens 110' das Ventil 808 schließt und öffnet. Nun werden die Phasen des bevorzugten Betriebs von Ventil 808 anhand der 11A–D genauer beschrieben.
In 11A ist eine erste Phase zu sehen, in der sich das Ventil 808 in der geschlossenen Position befindet. Konkret ist der breite Abschnitt 812 zwischen dem ersten Abschnitt 84a' und dem zweiten Abschnitt 84b' angeordnet, wodurch die Strömung durch den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass 84' verhindert wird. Diese Konfiguration aus 11A ist vorhanden, wenn der Ventilbolzen 110' vollständig durch die vordere Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73, wie in 4A und 11A' angegeben, eingeführt ist. In dieser Phase spritzt die Vorrichtung 805 weder Material 200 noch Material 300 in den Hohlraum 36 ein, und der Druck in sämtlichen Schmelzedurchlässen und Kanälen ist vorzugsweise gering. Die Schmelzedurchlässe und -kanäle können jedoch mit Material aus dem vorherigen Formzyklus gefüllt sein. So kann beispielsweise der zentrale Schmelzekanal 78 mit Material 200 gefüllt sein, und der ringförmige Kanal 106 und der zweite Übergangs-Schmelzedurchlass 84' kann mit Material 300 gefüllt sein.
In 11B ist die nächste Phase abgebildet, in der sich die Nut 810 dichter an den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass 84' bewegt hat, das Ventil 808 aber immer noch geschlossen ist. Diese Konfiguration aus 11B ist anzutreffen, wenn der Ventilbolzen aus der vorderen Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 herausgezogen ist, wodurch der erste Abschnitt 300a des Vorformmaterials 300 den Hohlraum 36 füllen kann, wie in 4B und 11B' abgebildet. In dieser Phase kann der an den Hauptschmelzedurchlass 134 angelegte Einspritzdruck weiterhin dazu führen, dass das Material 200 aus dem ersten Übergangs-Schmelzedurchlass 122 in den zentralen Schmelzekanal 78 strömt. Vorteilhafterweise strömt das Material 200 aus dem zentralen Schmelzekanal 78 jedoch nicht durch die Strömungsöffnung 109 in den ringförmigen Kanal 106 und den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass 84' zurück, da das Ventil 808 geschlossen ist. Da der Durchmesser des breiten Abschnitts 812 des Ventilbolzens 110' vorzugsweise dicht an den Durchmesser 108b der zentralen Bohrung 108 angepasst ist, wird ein Materialstrom im zentralen Schmelzekanal 78 um den Ventilbolzen 110' herum und zurück zum Betätigungsmechanismus 146 eingeschränkt oder im Wesentlichen verhindert.
In der dritten Phase aus 11C ist das Ventil 808 offen, da sich die Nut 810 jetzt zwischen dem ersten Abschnitt 84a' und dem zweiten Abschnitt 84b' befindet. Diese Konfiguration aus 11C ist anzutreffen, wenn der Ventilbolzen aus der vorderen Öffnung 75 der Auskleidungshülse 70 herausgezogen ist, wodurch sowohl Material 200 als auch Material 300 den Hohlraum 36 füllen kann, wie in 4C und 11C' abgebildet. Vorteilhafterweise ist das Ventil 808 in dieser Phase offen, um den geforderten Materialstrom 300 um den engen Abschnitt (Nut 810 oder Schlitz/Öffnung 811) des Ventilbolzens 810' und durch den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass 84', d. h. von dem ersten Abschnitt 84a' zum zweiten Abschnitt 84b', zu ermöglichen. In der nächsten Phase aus 11D ist das Ventil 808 wieder geschlossen. Diese Konfiguration tritt auf, wenn der Ventilbolzen erneut die vordere Öffnung 75 der Auskleidungshülse 70 blockiert, aber nicht die vordere Öffnung 74 des Düsenangussverschlusses 73 verschließt, wodurch Material 200, aber nicht Material 300 den Hohlraum 36 füllen kann (siehe z. B. 4D und 11D'). Dementsprechend fließt Material 200 weiter durch den ersten Schmelzedurchlass 42 und den zentralen Schmelzekanal 78. Da jedoch das Ventil 808 geschlossen ist, kann das Material 200 nicht durch den zweiten Übergans-Schmelzedurchlass 84' zurückfließen.
Diese Synchronisierung zwischen der Steuerung des Materialstroms in den Hohlraum 36 hinein und der Steuerung des Materialstroms 300 durch den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass ermöglicht eine einfachere und effizientere Konstruktion.
Da zudem das Zurückfließen von Material 200 in die Kanäle und Durchlässe, die für das Material 300 gedacht sind, verhindert werden kann, wird eine genauerer Steuerung des Spritzgießverfahrens ermöglicht.
Natürlich kann das oben erörterte Rückfluss-Steuerventil, vor allem dessen modifizierter Übergangs-Schmelzedurchlass und dessen Ventilbolzen, auch bei einer anderen Spritzgießvorrichtung als den hier offen gelegten Ausführungsformen zum Einsatz kommen. So kann beispielsweise das Rückfluss-Steuerventil mit seinem modifizierten Übergangs-Schmelzedurchlass und Ventilbolzen bei der Spritzgießvorrichtung für vierlagige Produkte verwendet werden, die in der USA-Patentanmeldung Nr. 09/274,443 offen gelegt ist und bereits vollständig durch Verweis auf Selbige in das vorliegende Dokument einbezogen wurde. Das erfindungsgemäße Rückfluss-Steuerventil kann außerdem bei einer Spritzgießvorrichtung zur Anwendung kommen, deren Übergangs-Schmelzedurchlass in einem Schmelzeverteiler und nicht in einer Ventilbuchse angeordnet ist. Außerdem können mehrere Rückfluss-Steuerventile bei einer Spritzgießvorrichtung verwendet werden, die mehrere Übergangs-Schmelzdurchlässe aufweist. Dementsprechend sollte das erfindungsgemäße Rückfluss-Steuerventil nicht auf die hier beschriebene Spritzgießvorrichtung begrenzt sein.
Fachleute, für die die Erfindung von Belang ist, können Modifizierungen vornehmen und andere Ausführungsformen schaffen, die die erfindungsgemäßen Wirkprinzipien zur Anwendung bringen, ohne von ihrem Geist oder ihren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen, insbesondere unter Berücksichtigung der vorangehenden Ausführungen. So kann beispielsweise das Gewinde der Flaschenvorform und/oder des Verschlusses vollständig eliminiert oder durch eine andere Befestigungseinrichtung ersetzt werden. Außerdem kann je nach Herstellungs- und Verbraucherpräferenz jede beliebige Form und Konfiguration für den Hohlraum und die entstehende Flaschenvorform und/oder den Verschluss verwendet werden. Genau so können Herstellungs- und Verbraucherpräferenzen die zeitliche Steuerung und die Anzahl von Zyklen für den Betrieb der Vorrichtung und für die Verfahren der vorliegenden Erfindung diktieren. Ebenso kann, wie bereits oben erwähnt, der modifizierte Ventilbolzen anstelle einer Nut für seinen engen Abschnitt eine Öffnung oder einen Schlitz aufweisen, um den Materialstrom durch den zweiten Übergangs-Schmelzedurchlass zu ermöglichen. Dementsprechend sind die beschriebenen Ausführungsformen in jeder Hinsicht lediglich als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung zu be trachten, weshalb der Schutzumfang der Erfindung durch die beigefügten Patentansprüche und nicht durch die vorangehende Beschreibung angegeben wird. Zwar wurde die Erfindung anhand konkreter Ausführungsformen beschrieben, doch für Fachleute auf diesem Gebiet liegen Modifizierungen des Aufbaus, des Ablaufs, der Materialien und dergleichen auf der Hand, die dennoch in den Schutzumfang der Erfindung fallen.

Claims

Spritzgießvorrichtung, die einen ersten Schmelzedurchlass (122, 78), der zu einer Düse (10) führt, für einen Strom eines ersten Materials (200), einen zweiten Schmelzedurchlass (84') für einen Strom eines zweiten Materials (300) und einen Ventilbolzen (110') umfasst, der sich in dem zweiten Schmelzedurchlass (84') bewegen kann, wobei der Ventilbolzen (110') einen ersten Abschnitt (810, 811) und einen zweiten Abschnitt (812) aufweist, der erste Abschnitt (810, 811) den Strom des zweiten Materials (300) durch den zweiten Schmelzedurchlass (84') zulässt, wenn sich der Ventilbolzen (110') in einer ersten Stellung befindet, und der zweite Abschnitt (812) den Strom des ersten Materials (200) und des zweiten Materials (300) durch den zweiten Schmelzedurchlass (84') verhindert, wenn sich der Ventilbolzen (110') in einer zweiten Stellung befindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilbolzen (110') in dem ersten Schmelzedurchlass (122, 78) und dem zweiten Schmelzedurchlass (84') bewegt werden kann und dass sich der zweite Schmelzedurchlass (84') zu dem ersten Schmelzedurchlass (122, 78) erstreckt und stromauf von der Düse (10) mit ihm in Verbindung steht.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Abschnitt (810, 811) quer zu dem zweiten Schmelzedurchlass (84') angeordnet ist, wenn sich der Ventilbolzen (110') in einer ersten Stellung befindet, und der zweite Abschnitt (812) in dem zweiten Schmelzedurchlass (84') angeordnet ist, wenn sich der Ventilbolzen (110') in einer zweiten Stellung befindet.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, der des Weiteren ein Ventil (808) umfasst, das wenigstens teilweise durch den ersten und den zweiten Abschnitt (810, 811, 812) des Ventilbolzens (110') gebildet wird, wobei das Ventil (808) eine offene Stellung, die den Strom des zweiten Materials (300) durch den zweiten Schmelzedurchlass (84') zulässt, und eine geschlossene Stellung hat, die den Strom des ersten Materials (200) und des zweiten Materials (300) durch den zweiten Schmelzedurchlass (84') verhindert.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ventilbolzen (110') einen dritten Abschnitt enthält, der so eingerichtet ist, dass er den Strom von erstem Material (200) durch den ersten Schmelzedurchlass (122, 78) verhindert, wenn sich der Ventilbolzen (110') in einer dritten Stellung (110c) befindet.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 4, wobei sich der dritte Abschnitt des Ventilbolzens (110') stromab von dem ersten und dem zweiten Abschnitt (810, 811, 812) des Ventilbolzens (110') in dem ersten Schmelzedurchlass (122, 78) befindet.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste Material (200) und das zweite Material (300) in der Lage sind, in dem Schmelzedurchlass (78) nebeneinander zu strömen.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ventilbolzen (110') den zweiten Schmelzedurchlass (84') in einen ersten Bereich (84a'), der das zweite Material (300) aufnimmt, und einen zweiten Bereich (84b'), der mit dem ersten Schmelzedurchlass (122, 78) in Verbindung steht, unterteilt.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der erste Abschnitt (810, 811) des Ventilbolzens (110') zulässt, dass das zweite Material (300) von dem ersten Bereich (84a') des zweiten Schmelzedurchlasses (84') zu dem zweiten Bereich (84b') des zweiten Schmelzedurchlasses (84') strömt.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der zweite Abschnitt (812) des Ventilbolzens (110') das zweite Material (300) von dem ersten Bereich (84a') des zweiten Schmelzedurchlasses (84') daran hindert, zu dem zweiten Bereich (84b') des zweiten Schmelzedurchlasses (84') zu strömen.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ventilbolzen (110') in einer Ventilbuchse (98) durch den zweiten Schmelzedurchlass (84') hindurchtritt.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Abschnitt (810, 811) des Ventilbolzens (110') eine Nut, ein Loch oder einen Schlitz umfasst.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ventilbolzen (110') in dem ersten und dem zweiten Schmelzedurchlass (122, 78, 84') zwischen einer ersten Stellung (110a), in der der Ventilbolzen (110') einen Strom von erstem Material (200) durch den ersten Schmelzedurchlass (122) und einen Strom von zweitem Material (300) durch den zweiten Schmelzedurchlass (84') zulässt, und einer zweiten Stellung (110b) bewegt werden kann, in der der Ventilbolzen (110') einen Strom von erstem Material durch den ersten Schmelzedurchlass (122, 78) zulässt und Strom des zweiten Materials (300) durch den zweiten Schmelzedurchlass (84') verhindert.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Ventilbolzen (110') im Wesentlichen den Strom von erstem Material (200) in den zweiten Schmelzedurchlass (84') verhindert, wenn er sich in der zweiten Stellung befindet.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Ventilbolzen (110') einen ersten Abschnitt (810) und einen zweiten Abschnitt (812) aufweist und der erste Abschnitt (810, 811) quer zu dem zweiten Schmelzedurchlass (84') angeordnet werden kann, um einen Strom des zweiten Materials (300) durch den zweiten Schmelzedurchlass (84') zuzulassen, wenn sich der Ventilbolzen (110') in der ersten Stellung befindet, und der zweite Abschnitt (812) quer zu dem zweiten Schmelzedurchlass angeordnet werden kann, um den Strom des zweiten Materials (300) durch den zweiten Schmelzedurchlass (84') zu verhindern, wenn sich der Ventilbolzen (110') in der zweiten Position befindet.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, die einen Verteiler, eine Düse (10) und einen Schmelzekanal (78) umfasst, der sich durch den Verteiler und die Düse (10) hindurch zu einem Formhohlraum (36) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass sie den zweiten Schmelzedurchlass (84') umfasst, der sich durch den Verteiler hindurch erstreckt und mit dem Schmelzekanal (78) in dem Verteiler in Verbindung steht, und das bewegliche Ventilelement (110') einen zweiten Abschnitt (812), der Strom von Material durch den Schmelzedurchlass (84') verhindert, sowie einen dritten Abschnitt aufweist, der Strom von Material aus dem Schmelzekanal (78) in den Formhohlraum (36) verhindert.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Ventilelement (110') durch den Schmelzedurchlass (84') hindurchtritt und ihn in einen ersten Bereich (84') in Verbindung mit einer Quelle von Schmelze sowie einen zweiten Bereich (84b') in Verbindung mit dem Schmelzekanal (78) unterteilt, wobei der zweite Abschnitt (812) des Ventilelementes (110') Strom von Material zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich (84a', 84b') des Schmelzedurchlasses (84') verhindert.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Ventilelement (110') einen ersten Abschnitt (810) aufweist, der Strom von Material zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich (84a', 84b') des Schmelzedurchlasses (84') zulässt.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Ventilelement (110') mit dem Schmelzekanal (78) fluchtend ist.
Verfahren zum Spritzgießen, das die folgenden Schritte umfasst: Einspritzen eines ersten Materials (200) durch einen Schmelzkanal (78) in einem Verteiler; Einspritzen eines zweiten Materials (300) durch einen Schmelzedurchlass (84') in dem Verteiler; und Einspritzen des ersten und des zweiten Materials ((200) und (300)) aus dem Schmelzekanal (78) durch eine Düse (10) in einen Hohlraum (36); dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzedurchlass (84') mit dem Schmelzekanal (78) in dem Verteiler in Verbindung steht, und dass es des Weiteren die folgenden Schritte umfasst: Anordnen eines Ventilbolzens (110') in einer ersten Stellung quer zu dem Schmelzedurchlass (84') in einer ersten Position, um zuzulassen, dass das zweite Material (300) von dem Schmelzedurchlass (84') zu dem Schmelzekanal (78) strömt; und Anordnen des Ventilbolzens (100') in einer zweiten Stellung in dem Schmelzedurchlass (84'), um Strom des zweiten Materials (300) durch den Schmelzedurchlass (84') zu dem Schmelzekanal (78) zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 19, das des Weiteren den Schritt des Verhinderns von Strom durch die Düse mit einem dritten Abschnitt des Ventilbolzens (110') umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Ventilbolzen (110') mit dem zweiten Schmelzedurchlass (84') zusammenwirkt, um zuzulassen, dass das zweite Material (300) daran vorbeiströmt, wenn sich der Bolzen (110') in der ersten Stellung befindet.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Ventilbolzen (110') mit dem zweiten Schmelzedurchlass (84') zusammenwirkt, um den Strom des zweiten Materials (300) daran vorbei zu verhindern, wenn sich der Ventilbolzen (110') in der zweiten Stellung befindet.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Ventilbolzen (110') mit dem Schmelzekanal (78) zusammenwirkt, um Strom daran vorbei zu verhindern, wenn sich der Ventilbolzen (110') in der zweiten Stellung befindet.