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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzeinheit eines
Einspritzsystems einer Spritzgießmaschine, insbesondere eines
zweistufigen Einspritzsystems.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Eine
Spritzgießmaschine
umfaßt
ein Einspritzsystem, eine Form und eine Presse. Das Einspritzsystem
hat im wesentlichen während
des normalen Ablaufes eines Arbeitszyklus zwei Funktionen; nämlich Extrudieren
und Einspritzen. In einer hin- und hergehenden Standard-Schneckeneinspritzeinheit
wird die Extruderfunktion durch Drehen der Schnecke erzielt, welche
die Kunststoffschmelze allmählich
gegen das vordere Schneckenende bewegt und dadurch eine Kraft erzeugt,
um die Schnecke, wenn sich die Schmelze ansammelt, in ihre Voreinspritzposition
nach hinten zu bewegen. Sobald sich die erwünschte Schmelzenmenge, die
im allgemeinen als Schuß bezeichnet
wird, angesammelt hat, wird die Schnecke rasch nach vorne bewegt
(ohne Drehung), um die Schmelze geradewegs in die Form einzuspritzen,
wodurch die Einspritzfunktion ausgeführt wird. Dies kann aber eine
beträchtliche
Abnützung
der Schnecke mit sich bringen, speziell im Falle großer Spritzgießmaschinen.
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Das
Einspritzsystem kann auch als „zweistufiges" System ausgebildet
werden, bei welchem die Extruder- und die Einspritzfunktionen durch
gesonderte Maschinenelemente ausgeführt werden; nämlich eine
Plastifiziereinheit und eine Einspritzeinheit. Die Plastifiziereinheit
umfaßt
zum Ausführen
der Extruderfunktion eine Zuführschnecke
in einer erhitzten Trommel. Die Kunststoffschmelze wird in eine
Einspritzkammer der Ein spritzeinheit abgelenkt, statt an der Trommel
direkt in den Formhohlraum gefördert zu
werden. Ein Einspritzkolben wird nachfolgend in der Einspritzkammer
betätigt,
um das Einspritzen der Kunststoffschmelze in die Form durchzuführen. Die Vorteile
dieses zweistufigen Einspritzsystems sind eine gleichmäßige Plastifizierung
des Materials und eine reduzierte Abnützung der Schnecke und der Trommel.
Da das Material in einem kontinuierlichen Verfahren plastifiziert
wird, unterliegt die Schmelze weniger der Gefahr eines Abbaues.
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Ein
Hauptnachteil eines solchen Einspritzsystems ist jedoch, daß ein Materialübertrag
von Schuß zu
Schuß erfolgt.
Tatsächlich
verbleibt nach dem Einspritzen einige Kunststoffschmelze in der Einspritzkammer
der Einspritzeinheit. Dies verursacht größere Probleme, speziell, wenn
die Kunststoffschmelze während
mehrerer Zyklen in der Kammer verbleibt. Je länger sie in der Einspritzkammer verbleibt,
desto länger
wird sie auf einer hohen Temperatur gehalten und desto mehr wird
sie abgebaut. Obzwar die Menge an Kunststoffmaterial, das in der Einspritzkammer
verbleibt, durch entsprechende Konstruktion der Einspritzkammer
minimiert werden kann, kann sie nicht verhindert werden. Außerdem verursacht
der Materialübertrag
von Schuß zu
Schuß Farbänderungen,
die extrem langsam und teuer sind. Eine Menge an Material wird während des
Reinigens der Einspritzkammer vergeudet.
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Diese
Nachteile können
unter Verwendung eines FIFO-Einspritzsystems (first in – first
out) vermieden werden, bei welchem die Schmelze zuerst in die Einspritzkammer
transferiert wird, und diese Schmelze die erste ist, die durch die
Einspritzdüse austritt.
FIFO-Einspritzsysteme stellen sicher, daß die Schmelze, die nach der
Einspritzkammer nach einem Zyklus verbleibt, die erste Schmelze
ist, die während
des nachfolgenden Zyklus ausgeschossen wird.
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Die
US-2,950,501 beschreibt
einen Einspritzzylinder eines solchen FIFO-Einspritzsystems. Der
Einspritzzylinder hat eine Schale mit einer Bohrung, die eine Einspritzkammer
definiert. Ein Ende der Schale hat einen Durchgang, der mit einer
Einspritzdüse
in Verbindung steht. Ein Einspritzkolben ist so ausgebildet, daß er innerhalb
der Bohrung hin- und herbewegbar ist. Die Bohrung hat einen Durchmesser,
der größer ist
als der Durchmesser des Einspritzkolbens, wodurch ein ringförmiger Kanal
gebildet wird, der einen Strom plastifizierten Materials zwischen
dem Kolben und der Zylinderwand gestattet. Die Bohrung ist mit einer
ringförmigen
Ausnehmung bzw. einer Poolzone nahe und in Verbindung mit einer Öffnung versehen,
die seitlich in der Schale vorgesehen ist, um plastifiziertes Material
aus einer Plastifiziereinheit in die Einspritzkammer zu leiten. Sobald
ein Einspritzhub ausgeführt
worden ist, beginnt das Füllen
des Einspritzzylinders. Während sich
der Einspritzkolben noch in seiner ausgefahrenen Position befindet,
tritt plastifiziertes Material in den Einspritzzylinder durch die
seitliche Öffnung
und füllt
die ringförmige
Ausnehmung, welche das Material um den Umfang des Einspritzkolbens
verteilt. Das Material wird dann durch den ringförmigen Kanal in einem ringförmigen Film
gegen das Austragende gedrückt.
Bei diesem Vorgang drückt
es das von dem vorhergehenden Einspritzhub verbliebene Material nach
vorne. Wenn sich das plastifizierte Material nahe dem Austragende
angesammelt hat, wird der Einspritzkolben nach hinten gedrückt. Da
das plastifizierte Material seitlich in den Einspritzzylinder gedrückt wird,
wird eine wesentliche Radialkraft auf den Einspritzkolben ausgeübt, die
zu einem Neigen desselben führen
kann. Der ringförmige
Film, der gegen das Austragende fließt, wird dann unterschiedliche Dicke über den
Umfang des Einspritzkolbens haben. Dies kann Totzonen erzeugen,
in welchen der Materialfluß beschränkt ist
oder sogar verhindert wird. Material, das in der Einspritzkammer
aus einem Zyklus verbleibt, wird nicht notwendi gerweise durch neues einströmendes Material
während
des folgenden Zyklus nach vorne gedrückt. Abhängig von der Konstruktion des
Einspritzzylinders und der Kraft, mit welcher das plastifizierte
Material in den Einspritzzylinder gedrückt wird, ist es auch möglich, daß der Einspritzkolben
in der Einspritzkammer steckenbleibt. Reibungskräfte, die vom Kolben auf die
Einspritzkammerwände
ausgeübt
werden, können
zu einer Beschädigung
des Kolbens und somit zu einer vorzeitigen Wartungsarbeit führen, die
notwendig ist, oder auch in einem Festfressen des Einspritzkolbens.
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Die
US-5,814,358 offenbart einen
Spritzgießzylinder,
der ein Gehäuse
mit einer zylindrischen Längsbohrung
aufweist, in welcher eine Buchse in der Längsrichtung verschiebbar angeordnet
ist. Der Außendurchmesser
der Buchse und der Innendurchmesser der Längsbohrung sind derart, daß ein ringförmiger Spalt
zwischen der Buchse und der Längsbohrung
verbleibt. Ein Ausstoßkolben
ist innerhalb der Buchse axial versetzbar angeordnet und hat einen
Außendurchmesser,
der geringfügig
kleiner als der Innendurchmesser der Buchse ist, so daß ein ringförmiger Spalt
zwischen dem Ausstoßkolben
und der Innenumfangsfläche
der Buchse verbleibt. Der von der Buchse begrenzte Innenraum ist
ein Lagerraum für
Kunststoffmaterial, das in ein Spritzgießwerkzeug eingeführt wird.
Die Buchse ist mit einem zweiten Kolben verbunden, der die Buchse
bewegen kann, um die Kunststoffmaterialein- und -auslässe zu öffnen oder
zu schließen.
In einer ersten Position ist der Einlaß geöffnet, wogegen der Auslaß geschlossen
ist; in einer zweiten Position ist der Auslaß offen, wogen der Einlaß geschlossen
ist. In ihrer ersten Position gestattet die Buchse, daß Kunststoffmaterial
in den Vorratsraum eingeführt
wird. Auf ihrer Außenumfangsfläche ist
die Buchse mit einem Verteilkanal versehen, der so ausgebildet ist,
daß er
sich im wesentlichen um den Umfang der Buchse erstreckt, aber relativ
zur Längsachse
der Buchse geneigt. Wenn sich die Buchse in ihrer ersten Position
befindet, ist ein Scheitelbereich des Verteilkanals gegenüber der Mündungsöffnung der
Zuführleitung
angeordnet. Vom Scheitelbereich ausgehend erstreckt sich der Verteilkanal
unter einem spitzen Winkel relativ zur Längsachse des Gehäuses und
somit der Buchse zu beiden Seiten der letzteren gegen einen zweiten Scheitelbereich
im Verteilkanal. Der zweite Scheitelbereich ist bezüglich des
ersten Scheitelbereiches in einer Richtung gegen ein freies Ende
der Buchse versetzt angeordnet. An den Verteilkanal angrenzend ist ein
ringförmiger
Spalt zwischen der Buchse und der Längsbohrung vorhanden. Der Verteilkanal
verteilt das Kunststoffmaterial, das von der Zuführleitung zugeführt wird, über den
Umfang der Buchse. Das Kunststoffmaterial wird gegen das freie Ende
der Buchse gedrückt,
wo es in den Speicherraum eintritt. Nach dem Füllen des Speicherraumes wird
die Buchse in ihre zweite Position verlagert, in welcher sie gestattet,
daß das
im Speicherraum angesammelte Kunststoffmaterial durch den Ausstoßkolben
in das Spritzgießwerkzeug
hineingedrückt
wird. Der Spritzgießzylinder
hat den Nachteil, daß das
Kunststoffmaterial einen sehr langen Weg von der Mündung der Speiseleitung
bis zum Speicherraum zurückzulegen hat.
Da das Kunststoffmaterial durch einen relativ langen engen Kanal
gedrückt
werden muß,
muß der Druck
an der Mündung
der Speiseleitung sehr hoch sein. Außerdem ist die Buchsenausbildung
des Spritzgießzylinders
sehr komplex und daher teuer.
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Das
US-Patent 5,814,358 beschreibt
eine Spritzgießvorrichtung
und insbesondere einen Einschießtopf,
der einer Plastifiziereinheit zugeordnet ist. Der Einschießtopf umfaßt eine
hin- und hergehende
innere Buchse, die an einem Kolben befestigt ist. Gemeinsam sind
die innere Buchse und der Kolben betätigbar, um das Füllen und
Leeren des Einschießtopfes
zu steuern. Insbesondere wird in einer ersten Position eine Schmelzensammelzone
(innerhalb der Buchse und vor einem Kopf des Ein schießtopfkolbens)
in Fluidverbindung mit einer Form gesetzt, durch einen Einlaß des Einschießtopfes,
wodurch die Schmelze, die sich innerhalb der Buchse angesammelt
hat, durch eine Axialbewegung des Einschießtopfkolbens in die Form gedrückt wird.
In einer zweiten Position wird die Schmelzensammelzone (innerhalb
der Buchse) mit einer Düse
der Plastifiziereinheit verbunden, wobei eine Außenfläche der Buchse einen ringförmigen Schmelzenweg
gegen die Oberseite der Buchse definiert (aber weg von dem Auslaß). In dieser
zweiten Position wird der Einschießtopf von der Form isoliert,
wobei die Schmelze aus der Plastifiziereinheit, die anfänglich entlang
der Buchse hochsteigt, bevor sich der Strömungsweg umkehrt, direkt in
die Schmelzensammelzone innerhalb der Buchse und vor dem Einschießtopfkolben fällt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer FIFO-Einspritzeinheit,
die nicht die vorstehend beschriebenen Nachteile aufweist. Eine solche
Einspritzeinheit ist im Anspruch 1 definiert.
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Um
die vorstehenden Probleme zu überwinden,
schafft die vorliegende Erfindung eine Einspritzeinheit eines Einspritzsystems
mit einem Einschießtopf
und einem Einschießtopfkopf,
der an einem Auslaßende
des Einschießtopfes
angeordnet ist und eine Schmelzenkammer definiert, wobei der Einschießtopfkopf
einen Schmelzenauslaßkanal
hat; einem Plunger mit einer Außenfläche, wobei
der Plunger in der Schmelzenkammer zwischen einer zurückgezogenen
Position und einer ausgefahrenen Position linear bewegbar ist, wobei
die Linearbewegung des Plungers gegen die ausgefahrene Position
im Gebrauch die in der Schmelzenkammer angesammelte Schmelze durch
den Schmelzenauslaßkanal
und in die Einspritzform drückt;
einem Schmelzeneinlaßkanal
zum Zuführen
der Schmelze zur Schmelzenkammer; einem ringför migen Schmelzendurchgang, über welchen
die Schmelze im Gebrauch aus dem Schmelzeneinlaßkanal zum Auslaßende strömen kann;
und einem Schmelzenverteilkanal zum Verteilen der Schmelze von dem
Schmelzeneinlaßkanal auf
den ringförmigen
Schmelzendurchgang; dadurch gekennzeichnet daß: der Schmelzeneinlaßkanal sowohl
hinter dem Schmelzenauslaßkanal
als auch hinter dem Einschießtopfkopf
angeordnet ist; wobei der ringförmige
Schmelzendurchgang zwischen der Außenfläche des Plungers und der Innenfläche des
Einschießtopfes
liegt, und der ringförmige
Schmelzendurchgang den Schmelzeneinlaßkanal mit dem Schmelzenauslaßkanal verbindet,
damit zumindest während
einer anfänglichen
Zeitspanne beim Füllen des
Einschießtopfes
die Schmelze lediglich in Richtung des Einschießtopfkopfes von dem Schmelzeneinlaßkanal gegen
das Auslaßende
strömt;
und wobei sich der Schmelzenverteilkanal gegen einen Scheitel des
Schmelzenverteilkanals distal von dem Schmelzeneinlaßkanal verjüngt, um
eine gleichmäßige Verteilung
der Schmelze in dem ringförmigen Schmelzendurchgang
sicherzustellen.
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Ein
wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, daß der Schmelzenverteilkanal
gegen einen Scheitel des Schmelzenverteilkanals verjüngt ist, der
von dem Schmelzeneinlaßkanal
entfernt ist, um eine gleichmäßige Verteilung
der Schmelze in dem ringförmigen
Schmelzendurchgang sicherzustellen. Die Schmelze wird gleichmäßig über den
Umfang des Plungers durch den Schmelzenverteilkanal verteilt. Totzonen,
in welchen der Schmelzenfluß beschränkt oder
sogar verhindert wird, können
nicht auftreten, weil die Schmelze mit der gleichen Geschwindigkeit
durch den ringförmigen
Schmelzendurchgang wandert. Der Schmelzenverteilkanal führt die
Schmelze direkt gegen das Auslaßende
der Schmelzenkammer, wodurch sichergestellt wird, daß der Weg
der Schmelze vom Schmelzeneinlaßkanal zum
Auslaßende
der Schmelzenkammer kurz ist. Der Druck, mit welchem die Schmelze
durch den Schmelzeneinlaßkanal
gedrückt
wird, muß so mit
nicht sehr groß sein.
Außerdem
ist das Design der Einspritzeinheit relativ einfach und nicht übermäßig teuer.
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Der
Schmelzenverteilkanal, der vorzugsweise eine halbkreisförmige Nut
ist, kann entweder in dem Einschießtopf oder in einem Einsatz
ausgebildet sein, der in dem Einschießtopf angeordnet wird. Ein unterscheidender
Vorteil des Einsatzes besteht darin, daß er in dem Einschießtopf austauschbar
angeordnet werden kann. Dies ermöglicht,
daß Einsätze mit
geringfügig
unterschiedlichen Formen der Verteilkanäle je nach Erfordernis installiert
werden können. Eine
besondere Form des Kanals kann z. B. für eine bestimmte Type von Kunststoffmaterial
geeigneter sein.
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Es
ist ein Vorteil, einen ringförmigen
Schmelzenkanal vorzusehen, der sich gegen das Vorderende des Schmelzenkanals
verjüngt.
Eine derartige Verengung erhöht
die Geschwindigkeit der Schmelze in diesem Teil des ringförmigen Schmelzenkanals, wodurch
eine wirksamere Reinigung des Kanals sichergestellt wird. Dies bedeutet,
daß in
diesem Bereich praktisch keine Schmelze an den Umfangswänden entweder
des Einschießtopfes
oder des Einschießtopfkopfes
oder des Plungers steckenbleiben kann.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
wird die Verengung durch einen ringförmigen Vorsprung geformt, der
nahe dem vorderen Ende des Plungers radial angeordnet ist. Da er
an dem Plunger fixiert ist, wandert der Vorsprung mit dem Plunger
nach hinten, wenn sich die Schmelze in dem Auslaßende der Schmelzenkammer ansammelt.
Die Verengung des ringförmigen
Schmelzenkanals wandert also entlang der Schmelzenkammer. Ein großer Teil
der Umfangswand des Einschießtopfes
wird durch eine lokale Erhöhung
der Schmelzengeschwindigkeit gereinigt.
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Gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel ist
die Verengung durch eine Erweiterung eines Teiles des ringförmigen Schmelzendurchganges
gegen den Schmelzeneinlaßkanal
hin gebildet. Es besteht somit keine Notwendigkeit, daß der Plunger
einen ringförmigen
Vorsprung aufweist. Diese Erweiterung kann entweder in dem Einschießtopf selbst
oder in einem Einsatz, der in dem Einschießtopf angeordnet ist, ausgebildet
sein.
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Der
Schmelzenverteilkanal kann entweder gegen das hintere Ende der Schmelzenkammer
oder gegen das vordere Ende der Schmelzenkammer hin angeordnet sein.
Eine Anordnung des Schmelzenverteilkanals gegen das vordere Ende
der Schmelzenkammer hat den Vorteil, daß der ringförmige Schmelzendurchgang weiter
reduziert werden kann. Es ermöglicht
auch eine Reduzierung der Gesamtgröße des Einspritzsystems, weil
die Plastifiziereinheit näher
an der Form montiert werden kann.
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Das
vordere Ende des Plungers hat vorzugsweise einen konischen Kopf,
wobei der Einschießtopfkopf
eine entsprechende Gestalt hat. Dies stellt sicher, daß keine
Toträume
in dem vorderen Teil der Schmelzenkammer auftreten. Obzwar es möglich ist, daß der Plungerkopf
und der Einschießtopfkopf
die gleiche Gestalt haben, d. h. beide den gleichen Grad der Verjüngung, ist
es vorteilhaft, sie so auszubilden, daß die Verjüngung des Einschießtopfkopfes
größerals jene
des Plungerkopfes ist. Wenn sich der Plunger in der voll ausgefahrenen
Position befindet, ist der ringförmige
Spalt zwischen dem Plungerkopf und dem Einschießtopfkopf nahe dem Schmelzenauslaßkanal breiter.
Dies stellt sicher, daß die
Schmelzengeschwindigkeit am Auslaßende konstant ist, selbst wenn
der Durchmesser der ringförmigen
Schmelzenkanäle
infolge der konischen Gestalt sowohl des Plungerkopfes als auch
des Einschießtopfkopfes kleiner
wird.
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Ein
Ventil ist vorzugsweise dem Schmelzeneinlaßkanal zugeordnet, um den Schmelzeneinlaßkanal zu öffnen und
zu schließen.
Dieses Ventil kann ein federbelastetes Rückschlagventil für ein rascheres
und genaueres Schließen
des Schmelzeneinlaßkanals
sein. Ein anderes Ventil ist vorzugsweise dem Schmelzenauslaßkanal zum Öffnen und
Schließen dieses
Kanals zugeordnet. Der Schmelzeneinlaßkanal kann somit geschlossen
werden, wenn der Plunger die Schmelze durch den Schmelzenauslaßkanal ausstößt. Die
Schmelze wird daran gehindert, gegen die Plastifiziereinheit zurückzuströmen. Während des Füllens der
Schmelzenkammer kann das Ventil, das dem Schmelzenauslaßkanal zugeordnet
ist, geschlossen werden, so daß sich
die Schmelze, die in die Schmelzenkammer strömt, in dieser ansammelt und
den Plunger nach hinten drückt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG IN BEZUG AUF DIE
FIGUREN
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung einiger
nicht einschränkender Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen näher erläutert, in
welchen zeigen:
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1 schematisch
eine erste Ausführungsform
einer Einspritzeinheit gemäß der Erfindung;
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2 eine
Schnittansicht nach der Linie A-A in 1;
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3 eine
Schnittansicht nach der Linie B-B in 2;
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4 eine
zweite Ausführungsform
einer Einspritzeinheit gemäß der Erfindung;
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5 eine
Schnittansicht nach der Linie C-C in 4;
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6 eine
dritte Ausführungsform
einer Einspritzeinheit gemäß der Erfindung;
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7 eine
vierte Ausführungsform
einer Einspritzeinheit gemäß der Erfindung;
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8 eine
fünfte
Ausführungsform
einer Einspritzeinheit gemäß der Erfindung;
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9 die
Einspritzeinheit nach 10 mit dem Plunger in der zurückgezogenen
Position;
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10 eine
Schnittansicht nach der Linie D-D in 6 und ein
Ventil; und
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11 eine
andere Ausführungsform
eines Ventils.
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1 zeigt
schematisch eine Einspritzeinheit 10 eines Einspritzsystems.
Eine solche Einspritzeinheit 10 umfaßt einen Einschießtopf 12 und
einen Einschießtopfkopf 13,
die eine Schmelzenkammer 14 definieren. Der Einschießtopfkopf 13 ist
an dem Einschießtopf 12 durch
eine Preßpassung
entfernbar montiert. Die Schmelze wird von der Plastifiziereinheit
(nicht gezeigt) in die Schmelzenkammer 14 durch einen Schmelzenzuführkanal 15 und
einen Schmelzeneinlaßkanal 16 gebracht,
der seitlich in dem Einschießtopf 12 angeordnet
ist. Ein Schmelzenauslaßkanal 20 ist
in dem Einschießtopfkopf 13 zum
Einspritzen der Schmelze aus der Schmelzenkammer 14 in
die Spritzgießform
(nicht gezeigt) vorgesehen. Sowohl der Schmelzenzuführkanal 15 als auch
der Schmelzenauslaßkanal 20 haben
zum Schließen
der entsprechenden Schmelzenkanäle 15, 20 ein
Ventil 22, 24. Ein Plunger 26 ist in
der Schmelzenkammer 14 aus einer zurückgezogenen Position in eine
ausgefahrene Position linear bewegbar angeordnet, um die in der
Schmelzenkammer 14 angesammelte Schmelze durch den Schmelzenauslaßkanal 20 in
die Spritzgießform
zu drücken.
Zwischen dem Schmelzeneinlaßkanal 16 und
dem Auslaßende 18 der
Schmelzenkammer 14 hat der Plun ger 26 einen kleineren
Durchmesser als die Schmelzenkammer 14, so daß ein ringförmiger Schmelzendurchgang 28 geschaffen
wird, der es der Schmelze gestattet, aus dem Schmelzeneinlaßkanal 16 zum
Auslaßende 18 zu
strömen.
Die Einspritzeinheit 10 weist ferner einen Schmelzenverteilkanal 30 zum
Verteilen der Schmelze aus dem Schmelzeneinlaßkanal 16 auf den
ringförmigen
Schmelzendurchgang 28 auf. Der Schmelzenverteilkanal 30 verjüngt sich
gegen einen Scheitel 32 des Schmelzenverteilkanals 30 distal
von dem Schmelzeneinlaßkanal 16,
um eine gleichmäßige Verteilung
der Schmelze in dem ringförmigen Schmelzendurchgang 28 sicherzustellen.
Der Plunger 26 hat einen konischen Kopf 34, der
Einschießtopfkopf 13 hat
eine entsprechende Gestalt. Die Verjüngung des Einschießtopfkopfes 13 ist
größer als die
Verjüngung
des Plungerkopfes 34, so daß eine konstante Geschwindigkeit
der Schmelze im Auslaßende 18 sichergestellt
wird, und dadurch die Menge an Schmelze, die in der Schmelzenkammer 14 nach einem
Einspritzhub verbleibt, reduziert wird. Der Plunger 26 weist
ferner eine ringförmige
Nase 36 an seinem Vorderende auf, um die Größe des ringförmigen Schmelzendurchganges 28 zu
reduzieren. Dies erhöht
die Geschwindigkeit der Schmelze an diesem Punkt und reduziert ferner
die Schmelzenansammlung.
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2 zeigt
einen Schnitt nach der Linie A-A in 1, wobei
die Verjüngung
des Schmelzenkanals 30 gezeigt ist.
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3 ist
ein Schnitt nach der Linie B-B in 2. Er zeigt
den Schmelzenverteilkanal 30 als halbkreisförmige Nut,
die in dem Einschießtopf 12 vorgesehen
ist. Da sich der Querschnitt der Schmelzenverteilkanals 30 verjüngt, wenn
er sich von dem Schmelzeneinlaßkanal 16 entfernt,
wird die Schmelze aus der halbkreisförmigen Nut in den angrenzenden
ringförmigen
Schmelzendurchgang 28 gedrückt.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Einspritzeinheit ist in 4 gezeigt.
Die gleichen Bezugszeichen sind dort verwendet worden, wo sie sich auf
gleiche Elemente beziehen. Der Unterschied zwischen diesem Ausführungsbeispiel
bezüglich
jenem nach 1 besteht darin, daß der Schmelzenzuführkanal 15 in
einen ersten und einen zweiten Schmelzenzuführkanal 15', 15'' unterteilt ist. Der erste und der
zweite Schmelzenzuführkanal 15', 15'' sind durch eine Nut geformt, die
in der Außenfläche des
Einschießtopfes 12 und
in einem Ringelement 38 angeordnet ist, das den Topf 12 umgibt.
Der erste und der zweite Schmelzenzuführkanal 15', 15'' verteilen die Schmelze auf einen
ersten und einen zweiten Schmelzeneinlaßkanal 16', 16'', welche die Schmelze durch den
Einschießtopf 12 zu
den entsprechenden Schmelzenverteilkanälen 30', 30'' leiten.
Ein erster Schmelzenverteilkanal 30' verteilt die Schmelze aus dem
ersten Schmelzeneinlaßkanal 16' auf den ringförmigen Schmelzendurchgang 28;
ein zweiter Schmelzenverteilkanal 30'' verteilt
die Schmelze aus dem zweiten Schmelzeneinlaßkanal 16'' auf den ringförmigen Schmelzendurchgang 28.
Dies geht klarer aus 5 hervor, welche einen Schnitt
nach der Linie C-C von 4 zeigt. Der erste und der zweite Schmelzeneinlaßkanal 16', 16'' liegen einander gegenüber, wobei
jede Radialkraft, die auf den Plunger von der Schmelze ausgeübt wird,
welche durch einen Schmelzeneinlaßkanal eintritt, durch eine
Radialkraft in der entgegengesetzten Richtung von der Schmelze ausgeglichen
wird, die durch den anderen Schmelzeneinlaßkanal eintritt. Die Netto-Radialkraft auf
den Plunger ist somit vernachlässigbar.
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Die 6 bis 9 zeigen
weitere Ausführungsbeispiele
der Einspritzeinheit 10, bei welcher der Einschießtopf 12 der
Einspritzeinheit 10 einen Einsatz 40 an seinem
vorderen Ende aufweist. Der Einschießtopfkopf 13 kann
von dem Einschießtopf 12 gelöst werden,
so daß der
Einsatz 40 aus dem Topf 12 entfernt werden kann.
Der erste und der zweite Schmelzenzuführkanal 15', 15'' erstreckt sich durch den Einschießtopf 12 zu
dem Einsatz 40. Die Schmelzeneinlaßkanäle 16', 16'' führen die
Schmelze durch den Einsatz 40 in die Schmelzenkammer 14.
Die Schmelzeneinlaßkanäle 16', 16'' könnten einen Winkel aufweisen,
um die einströmende
Schmelze in die richtige Richtung, d. h. gegen das Auslaßende der
Schmelzenkammer 14, zu lenken. Die Schmelzenverteilkanäle 30', 30'' sind in dem Einsatz 40 angeordnet
und führen
die Schmelze zwischen dem Plunger 26 und dem Einsatz 40 bzw.
dem Einschießtopf-Vorderteil 42 in
den ringförmigen
Schmelzendurchgang 28. Der Einsatz 40 hat eine
ringförmige
Vertiefung 44, um den ringförmigen Schmelzendurchgang 28 zu
erweitern. Die Verengung des ringförmigen Schmelzendurchganges 28 tritt
somit auf, wo die ringförmige
Vertiefung 44 endet. Die ringförmige Vertiefung 44 kann
derart angeordnet sein, daß sie
die Drücke
weiterhin beeinflußt,
die auf den Plunger 26 ausgeübt werden. Die Länge der
Verteilkanäle 30', 30'' kann weiter reduziert werden.
Eine solche Anordnung ist in 7 gezeigt.
Außerdem
besteht keine Notwendigkeit für
eine ringförmige
Nase 36 am vorderen Ende des Plungers 26.
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Die
ringförmige
Vertiefung 44 des Einsatzes 40 nach den 6 und 7 ist
so angeordnet, daß das
Ende der ringförmigen
Vertiefung in einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung der Einspritzeinheit 10 liegt.
Das Ende der ringförmigen
Vertiefung 44 in dem Einsatz 40 gemäß 8 liegt
nicht in einer solchen Ebene. Tatsächlich ist das Ende der ringförmigen Vertiefung 44 gerundet
und erstreckt sich an seinen radialen Punkten, die von den Schmelzeneinlaßkanälen 16', 16'' am weitesten weg liegen, gegen
das Auslaßende.
Dies gestattet eine weitere Beeinflussung der Drücke auf den Plunger 26. 9 zeigt
die Einspritzeinheit 10 nach 8, wobei
sich der Plunger 26 in der zurückgezogenen Position befindet.
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Die
Schmelzenzuführ-
und -einlaßkanäle 15', 15'', 16', 16'' der
Ausführungsformen
nach den 6 bis 9 sind klarer
in 10 gezeigt, welche entlang einer Linie D-D in 6 geschnitten
ist. Der Schmelzenzuführkanal 15 führt die
Schmelze von einer Plastifiziereinheit (nicht gezeigt) durch den
Einschießtopf 12 zu
dem Einsatz 40. Sie wird dann in einen ersten und einen
zweiten Schmelzenzuführkanal 15', 15'' aufgeteilt, die durch zwei Nuten
gebildet sind, wobei eine 46 in der Innenfläche des
Einschießtopfes 12,
die andere 48 in der Außenfläche des Einsatzes 40 ausgebildet
ist. Der erste und der zweite Schmelzenzuführkanal 15', 15'' führen dann in entsprechende
Schmelzeneinlaßkanäle 16', 16'', welche die Schmelze in den ringförmigen Schmelzendurchgang 28 um
den Plunger 26 herum leiten.
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8 zeigt
auch eine mögliche
Ausführungsform
des Ventils 22, das dem Schmelzenzuführkanal 15 zugeordnet
ist. Das Ventil 22 ist ein Zylinderventil und kann auch
als Ventil 24 verwendet werden, das dem Schmelzenauslaßkanal 20 zugeordnet
ist.
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Eine
andere Ausführungsform
des Ventils 22 ist in 11 gezeigt.
Dieses Rückschlagventil 22 umfaßt eine
federbelastete Ventilkugel 50, die in einer Ventilkammer 52 bewegbar
ist. Schmelze, die versucht, zurück
gegen die Plastifiziereinheit zu strömen, wird die Ventilkugel 50 auf
ihren Sitz 54 drücken,
wodurch der Schmelzenzuführkanal 15 geschlossen
wird.
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Es
versteht sich, daß in
den vorstehenden Ausführungsbeispielen
nur ein kleiner Unterschied im Durchmesser zwischen der Schmelzenkammer und
dem Plunger aus dem Schmelzeneinlaßkanal nach hinten ist, um
zu vermeiden, daß Schmelze
aus dem hinteren Ende der Einspritzeinheit herausgedrückt wird.