DE68924706T2

DE68924706T2 - Spritzgiesssystem mit einer Buchse mit doppelter Zufuhr, montiert im Verteilerkanal.

Info

Publication number: DE68924706T2
Application number: DE68924706T
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Gellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1996-04-11
Anticipated expiration: 2009-08-01
Also published as: DE68924706D1; EP0405007A3; CA1278409C; JPH0339216A; CN1026076C; DE3925350A1; EP0405007B1; EP0405007A2; ATE129662T1; CN1048351A; US4932858A; ES2080057T3; JP2718772B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen das Spritzgießen und insbesondere eine Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung mit Ventilverschluß gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine derartige Spritzgießeinrichtung ist bereits aus EP-A-0 264 725 und desgleichen aus US-A-4 705 473 bekannt. Bei diesen Formsystemen ist die Ventilteil-Hülse zwischen der Unterseite des Verteilers und der Rückseite der Düse angeordnet, so daß die Höhe der Formeinrichtung zwangsläufig zunimmt. Da die Ventilteilhülse unterhalb der Verteilerplatte angeordnet ist, kann der Einlaß des Schmelzekanals nicht auf die Schmelzeleitung des Verteilers ausgerichtet werden. Dadurch entsteht ein erhöhter Strömungswiderstand, so daß höherer Druck in der Formeinrichtung erforderlich ist.
Es ist bekannt, daß es für das erfolgreiche Formen bestimmter Materialien wichtig ist, daß ein ungehinderter Fluß von unter Druck stehender Schnielze gewährleistet ist. Starke Krümmungen, Ecken oder tote Punkte in der Schmelzeleitung führen zu einer unannehinbaren Verweilzeit eines Teils der verarbeiteten Schmelze, wodurch es zu großer Verzögerung bei Farbänderungen und/oder zur Zersetzung einiger Materialien oder Pigmente einiger Materialien, wie beispielsweise Polyvinylchlorid und einiger Polyester oder anderer Hochtemperatur-Kristallinmaterialien, kommen kann. Bei den meisten Mehrfachform-Spritzgießeinrichtungen mit Ventilverschluß, beispielsweise bei DE-A-2 362 162, muß die Schmelzeflußleitung in ihrem Verlauf vom Verteiler zu jeder Düse ihre Richtung um 90º ändern und um das sich hin- und herbewegende Ventilteil herum in die Bohrung übergehen. Darüber hinaus muß erhebliches Austreten der unter Druck stehenden Schmelze bei Hin- und Herbewegung des Ventilteils vermieden werden. In DE-A 2 362 162 führt die Bohrung, zum Ventilteil-Betätigungsmechanismus. Beim Austreten aufgrund der Hin- und Herbewegung des Ventilelementes und des Drucks in der Schmelzeleitung kann Schmelze durch die Bohrung fließen und schließlich Blockierung des Betätigungsmechanismus verursachen.
Um diese Probleme zu lösen, ist notwendigerweise maschinelle Bearbeitung mit engen Toleranzen erforderlich, und ein bekanntes Verfahren zur Erleichterung desselben besteht im Vorhandensein einer separaten Ventilteil-Hülse.
Natürlich muß die Ventilteil-Hülse eine minimale Dicke (bzw. Höhe) aufweisen, um die erforderliche Schmelzeleitung und die Abdichtung um das sich hin- und herbewegende Ventilteil zu gewährleisten. Andererseits ist es oft sehr wichtig, die Gesamtdicke (bzw. Höhe) des Systems zu verringern, insbesondere angesichts der gegenwärtigen Tendenz zur Verringerung der Größe von Anlagen. Die Anbringung der Hülse zwischen dem Verteiler und der Düse weist den Nachteil auf, daß dadurch die Höhe der Anlage zunimmt, und das Vorhandensein von separaten Hülsen an einander gegenüberliegenden Seiten des Verteilers führt lediglich zu einer Verschärfung des Problems.
Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung, wie sie am Anfang definiert wurde, zu schaffen, die kompakte Größe, hohe Funktionszuverlässigkeit, insbesondere hinsichtlich Fehlfunktion aufgrund von Austreten innerhalb der Formeinrichtung, aufweist.
Zu diesem Zweck schafft die vorliegende Erfindung eine Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung mit Ventilverschluß gemäß dem Oberbegriff von Anspruch l, wobei die Ventilteil-Hülse einen hinteren Abschnitt aufweist, der gegen die Vorderseite der Rückplatte anliegt, wobei die Ventilteil-Hülse in einer sich durch den Verteiler in Ausrichtung mit einer jeweiligen Hülse erstreckenden Öffnung aufgenommen ist, der hintere Abschnitt jeder Ventilteil-Hülse mit einem Außenflansch gegen die Vorderseite der Rückplatte anliegt, um den Verteiler in seiner Position zu halten, zur Bildung einer isolierenden Luftraumund Aufnahmekammer zur Aufnahme von Leckage-Schmelze von dem hin- und herbewegten Ventilteil, und der Einlaß des Schmelzekanals zu der durch den Verteiler verlaufenden Schmelzeleitung ausgerichtet ist.
Diese Maßnahmen ermöglichen eine sehr kompakte Form der Ventilteil-Hülse und verringern so die Gesamthöhe der Formeinrichtung. Die absatzlos verzweigten Arme des Schmelzekanals sowie seine Ausrichtung auf die Schmelzeleitung des Verteilers führen zu einem verringerten Strömungswiderstand. Aufgrund der guten thermischen Trennung der Ventilteil-Hülse von der Rückplatte werden Wärmeverluste aufgrund der Wärmeleitung verringert. Daher ermöglicht die Formeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen niedrigeren Druck in den Schmelzeleitungen, so daß das Austreten verringert wird. Des weiteren verhindern die Luftraum- und Aufnahmekammer und der verringerte Druck, daß Schmelze den Ventilteil-Betätigungsmechanismus blockiert, so daß die Zuverlässigkeit der Formeinrichtung verbessert wird.
Weitere Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Teils einer Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung mit Ventilverschluß, die ein Ventiiteil zeigt, das sich durch eine Ventilteil- Hülse gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung erstreckt, und
Fig. 2 ist eine weggeschnittene isometriscbe Ansicht der Hülse, die die Form des Schmelzekanals zeigt.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die einen Abschnitt einer Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung mit Ventilverschluß zeigt, wobei sich ein langgestreckter Verteiler 10 zwischen einer Rückplatte 12 und einer Reihe von Düsen 14 erstreckt, die jeweils in einer Quell-Öffnung 16 in einer Matrize 18 aufgenommen sind. Jede Düse 14 wird mit einem schraubenförmigen elektrischen Heizelement 20 geheizt, das fest in selbige eingegossen ist, und die Rückplatte 12 sowie die Matrize 18 werden gekühlt, indem Kühlwasser durch Kühlleitungen 22 gepumpt wird. Die Düse 14 weist einen isolierenden Flansch 24 auf, der an einer nach innen vorstehenden Schulter 26 in der Quell-Öffnung 16 aufsitzt. Dadurch wird die Düse 14 in ihrer Mittelbohrung 28 mit einem Durchlaß 30 fluchtend positioniert, der sich durch die Matrize 18 hindurch erstreckt, zu einem Hohlraum 32 führt und einen isolierenden Luftraum 34 zwischen der beheizten Düse 14 und der umgebenden gekühlten Matrize 18 schafft.
Eine erfindungsgemäße Ventilteil-Hülse 36 ist in einer Öffnung 38 aufgenommen, die sich durch den langgestreckten Verteiler 10 auf jede der Düsen 14 ausgerichtet erstreckt. Jede Ventilteil-Hülse 36 hat, wie weiter unten ausführlicher beschrieben ist, einen hinteren Abschnitt 40 mit einem Außenflansch 42, der mit der Vorderseite 44 der Rückplatte 12 in Kontakt ist, sowie eine Vorderseite 46, die an die Rückseite 48 der Düse 14 anstößt. Der hintere Abschnitt 40 der Ventilteil-Hülse 36 weist des weiteren eine Umfangsschulter 50 auf, die an der Rückseite 52 des Verteilers anliegt. Dadurch wird der Vertei-1er genau zwischen dem mittleren Positionierring 54, der in der Matrize 18 aufgenommen ist, und der Rückseite 48 sowie der Umfangsschulter 50 jeder Düse 14 und der Hülse 36 positioniert. Dadurch entstehen isolierende Lufträume 56 zwischen dem Verteiler 10, der durch ein integrales elektrisches Heizelement 58 beheizt wird, und der gekühlten Rückplatte 12 sowie der Matrize 18.
Jede Ventilteil-Hülse 36 weist eine Mittelbohrung 60 auf, die sich fluchtend mit der Mittelbohrung 28 der angrenzenden Düse 14 durch selbige erstreckt. Ein langgestrecktes Ventilteil 62 erstreckt sich durch die fluchtenden Bohrungen 28 und 60 der Düse 14 und der Hülse 36. Das Ventilteil 62 weist einen vergrößerten Teller 64 an seinem hinteren Ende 66 und eine sich verjüngende Spitze 68 an seinem vorderen Ende 70 auf. Der Teller 64 des Ventilteils 62 ist mit dem Ventilteil-Betätigungsmechanismus 72 in Kontakt, der in der Rückplatte 12 aufgenommen ist und bewegt das Ventilteil 62 zwischen einer eingezogenen offenen Stellung und einer ausgefahrenen geschlossenen Stellung hin und her, in der die verjüngte Spitze 68 in dem Durchlaß 30 aufgenommen ist. Bei dieser Ausführung enthält der Betätigungsmechanismus einen Kolben 74, der sich in einem Zylinder 76 hin- und herbewegt. Das Ventilteil 62 erstreckt sich durch den Kolben 74 und der vergrößerte Teller 64 ist daran mit einer Kappe 78 befestigt, wie sie in der Patentanmeldung US-A-4,698,013 des Anmeldenden beschrieben ist. Der Kolben 64 weist einen langgestreckten Halsabschnitt 80 auf, der durch eine V-förmige Hochdruckdichtung 82 nach außen vorsteht, die in dem Zylinder 76 aufgenommen ist, um Austreten von unter Druck stehendem Hydraulikfluid zu verhindern. Der Betätigungsmechanismus 72 wird über Fluidleitungen 84, 86, 88, die sich durch eine hintere Abdeckplatte 90 erstrecken, mit unter Druck stehendem Hydraulikfluid angetrieben. Die hintere Abdeckplatte 90, die Rückplatte 12 und eine Abstandshalteplatte 92 sind mit Schrauben 94 aneinander befestigt, die sich in die Matrize 18 hinein erstrecken.
Eine Schmelzeleitung 96 verzweigt sich in dem langgestreckten Verteiler 10 und befördert aus einer Formmaschine (nicht dargestellt) an einem gemeinsamen Einlaß 98 aufgenommene Schmelze zur Mittelbohrung 28 jeder Düse 14, die zu einem entsprechenden Hohlraum 32 führt. Der Durchmesser der Mittelbohrung 28 der Düse 14 ist, wie zu sehen ist, ausreichend größer als der Außendurchmesser des Ventilteils 62, das sich mittig durch selbige erstreckt und einen Teil der Schmelzeleitung 96 bildet. Eine Düsenabdichtung 100 ist in der Nase 102 der Düse 14 aufgenommen und verhindert Austritt der Schmelze in den Luftraum 34.
Die Mittelbohrung 60 jeder Ventilteil-Hülse 36 weist, wie in Fig. 2 deutlich zu sehen ist, einen Hinterabschnitt 104 und einen Vorderabschnitt 106 mit größerem Durchmesser auf. Der Vorderabschnitt 106 ist über die Düse 14 mit der Mittelbohrung 28 fluchtend und weist den gleichen Durchmesser wie selbige auf. Der Hinterabschnitt 104 mit kleinerem Durchmesser wird so bearbeitet, daß er das Ventilteil 62 enganliegend darin aufnimmt und erhebliches Austreten der Schmelze zwischen selbigen verhindert, wenn sich das Ventilteil hin- und herbewegt. Die Vorderseite 44 der Rückplatte 12 ist, wie in Fig. 1 zu sehen ist, in anliegendem Kontakt mit dem kreisrunden Außenflansch 42 der Hülse 36, so daß eine Kombination aus isolierendem Luftraum und Aufnahmekammer 108 zwischen ihnen gebildet wird, die die Schmelze aufnimmt, die an dem sich hin- und herbewegenden Ventilteil 62 austritt, und verhindert, daß sie in den umgebenden Luftraum 56 gelangt. Jede Ventilteil-Hülse 36 weist des weiteren einen Schmelzekanal 110 auf, der einen Teil der Schmelzeleitung 96 bildet. Der Schmelzekanal 110 in der Hülse erstreckt sich von einem Einlaß 112 mit der Schmelzeleitung 96 fluchtend durch den Verteiler 10 und verzweigt sich in weich gekrümmte Arme 114, 116, die Verbindung zum Vorderabschnitt 106 der Mittelbohrung 60 über die Hülse 36 an einander gegenüberliegenden Seiten derselben herstellen. Die Hülse 36 weist einen Fixierstift 118 auf, der sich in den Verteiler 10 hinein erstreckt und den Kanaleinlaß 112 ordnungsgemäß fluchtend hält.
In Funktion ist die Einrichtung wie dargestellt zusammengesetzt, und elektrische Spannung wird an die Heizelemente 20, 58 angelegt, um die Düse 14 und Verteiler 10 auf eine vorgegebene Betriebstemperatur zu erwärmen. Wärmeausdehnung des langgestreckten Verteilers bringt die Mittelbohrung 60 der Hülse 36 in genaue Fluchtung mit der Mittelbohrung 28 der Düse 14, und die von der Rückplatte 12 auf den kreisrunden Flansch 42 der Hülse 36 wirkende Kraft verhindert Austreten zwischen der Düse und der Hülse, und hält die Düse 14 fest. Heiße, unter Druck stehende Schmelze wird aus einer Formmaschine (nicht dargestellt) über den mittleren Einlaß 98 entsprechend einem vorgegebenen Zyklus in die Schmelzeleitung 96 eingespritzt. Gesteuerter Hydraulikfluiddruck wird über Fluidleitungen 84, 86, 88 auf die Zylinder 76 ausgeübt, so daß die Betätigung der Ventilteile 62 gemäß einem vorgegebenen Zyklus auf bekannte Weise simultan gesteuert wird. Wenn sich die Ventilelemente 62 in der eingezogenen offenen Stellung befinden, strömt die unter Druck stehende Schmelze durch die Schmelzeleitung 96 und die Durchlasse 30, bis die Hohlräume 32 voll sind. Die Form des Schmelzekanals 110 in jeder Hülse 36 mit den beiden weich gekrümmten Armen 114, 116 erzeugt zwei separate Ströme von Schmelze, die an einander gegenüberliegenden Seiten jedes Ventilteils 62 ankommen. Damit wird das Problem der Schlierenbildung verringert, das oft auftritt, wenn ein einzelner Schmelzestrom in eine Bohrung um ein Ventilteil herum einfließt. Wenn die Hohlräume 32 voll sind, wird der Einspritzdruck vorübergehend zur Verdichtung unterbrochen. Der hydraulische Druck wird dann umgekehrt, um das Ventilteil 62 in die vordere geschlossene Stellung zu bewegen, in der das vordere Ende 70 eines der Ventilteile 62 in jedem der Durchlasse 30 sitzt. Der Einspritzdruck wird dann abgelassen, und nach einer kurzen Abkühlzeit wird die Form zum Auswerfen geöffnet. Nach dem Auswerfen wird die Form geschlossen, hydraulischer Druck wird ausgeübt, um die Ventilteile 62 in die offene Stellung zurückzuziehen, und es wird erneut Schmelze-Einspritzdruck ausgeübt, um die Hohlräume 32 wieder zu füllen. Der Zyklus wird im Abstand von wenigen Sekunden mit einer Frequenz kontinuierlich wiederholt, die sich nach der Anzahl und der Größe der Hohlräume und der Art des geformten Materials richtet.
Durch das Vorhandensein einer einzelnen Hülse 36, die sich zwischen der Vorderseite 44 der Rückplatte 12 und der Rückseite 48 jeder Düse 14 erstreckt, verringert sich nicht nur die erforderliche Gesamtdicke (bzw. Höhe) der Einrichtung, sondern des weiteren werden sowohl ein Schmelzekanal 110 mit weich gekrümmten Armen 114, 116 als auch eine Aufnahmekammer 108 gebildet, wodurch Herstellung und Montage erheblich erleichtert werden.

Claims

1. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung mit Ventilverschluß, mit einem langgestreckten Verteiler (10), der sich zwischen einer Rückplatte (12), die eine Vorderseite aufweist, und einer Vielzahl von voneinander beabstandeten, beheizten Düsen (14) erstreckt, wobei jede Düse (14) eine Rückseite aufweist und in einer Quell-Öffnung (16) in einer gekühlten Matritze (18) eingesetzt ist, und jede Düse (14) eine Mittelbohrung (28) aufweist, die sich in Ausrichtung mit einem zu einem Hohlraum (32) führenden Durchlaß (30) durch die Düse hindurch erstreckt, einem langgestreckten Ventiiteil (62) mit einem hinteren Ende und einem vorderen Ende, das in der durch die Düse (14) verlaufenden Mittelbohrung (28) sich dabei nach hinten durch den Verteiler (10) erstreckend aufgenommen ist, einer Ventilteil-Hülse (63), die mit einer Vorderseite (46) gegen die Rückseite (48) der jeweiligen Düse (14) anliegt, einem sich von einem Einlaß (112) nach innen erstreckenden Schmelzekanal (110) , der in zwei weich gekrümmte Arme (114,116) verzweigt, die zu gegenüberliegenden Seiten einer Ventilteil-Bohrung (60) verlaufen, welche sich durch diese in Ausrichtung mit der das Ventilteil (62) aufnehmenden Mittelbohrung (28 der Düse (14) erstreckt, wobei die Ventilteil-Bohrung (60) der Ventilteil-Hülse (63) einen Hinterabschnitt (104) und einen Vorderabschnitt (106) aufweist, bei der der Hinterabschnitt (104) zur engen Aufnahme des sich hierdurch erstreckenden Ventilteils (62) einen gleichmäßigen Durchmesser aufweist zur Vermeidung größerer Schmelzeleckage bei Hin- und Herbewegung des Ventilteils (62), wogegen der Vorderabschnitt (106) der Ventilteil-Bohrung (60) in seinem Durchmesser deutlich größer ist als der Hinterabschnitt (104), und bei der der Vorderabschnitt (106 mit den weich gekrümmten Armen (114,116) verbunden ist, einem zur Anlage an dem Hinterende (66) des Ventilteils (62) in der Rückplatte (12) angebrachten Ventilteil-Betätigungsmechanismus (72) zur Betätigung des Ventilteils (62) zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung, in der das vordere Ende (70) in dem Durchlaß (30) aufgenommen ist, und einer Schmelzeleitung (96), die sich von einem gemeinsamen Einlaß (98) verzweigt, und sich durch den Verteiler (10) und um das Ventilteil (62) in der Mittelbohrung (28) der jeweiligen Düse (14) erstreckt, zur Zuführung von druckbeaufschlagter Schmelze zu jedem Durchlaß (30), dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilteil-Hülse (36) mit einem hinteren Abschnitt gegen die Vorderseite (44) der Rückplatte (12) anliegt' wobei die Ventilteil- Hülse (36) in einer sich durch den Verteiler (10) in Ausrichtung mit einer jeweiligen Düse (14) erstreckenden Öffnung (38) aufgenommen ist, der hintere Abschnitt jeder Ventilteil-Hülse (36) mit einem Außenflansch (42) gegen die Vorderseite (44) der Rückplatte (12) anliegt, um den Verteiler (10) in seiner Position zu halten, zur Bildung einer isolierenden Luftraum- und Aufnahmekammer (108) zur Aufnahme von Leckage-Schmelze von dem hin- und herbewegten Ventilteil (62), und daß der Einlaß (112) des Schmelzekanals (110) zu der durch den Verteiler (10) verlaufenden Schmelzeleitung (96) ausgerichtet ist.

2. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Abschnitt jeder Ventilteil-Hülse (36) eine nach vorne weisende Schulter (50) aufweist, und der langgestreckte Verteiler (10) zwischen der nach vorne weisenden Schulter (50) jeder der Ventilteil-Hülsen (36) und der Rückseite (48) der angrenzenden Düse (14) angeordnet ist.

3. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilteil-Hülse (36) in ihrem Durchmesser kleiner ist als die angrenzende Düse (14).