DE69104392T2

DE69104392T2 - Spritzgisseinrichtung.

Info

Publication number: DE69104392T2
Application number: DE69104392T
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Gellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2011-02-09
Also published as: CA2010855C; DK0443387T3; DE69104392D1; US5049062A; EP0443387B1; EP0443387A1; CN1054213A; ATE112518T1; CA2010855A1; ES2061082T3; CN1024329C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen das Spritzgießen und insbesondere ein Mehrfachformspritzgießsytem, bzw. -einrichtung, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 dargestellt ist.
Spritzgießsysteme mit federgespannten Ventilelementen sind in der Technik bekannt. Ein frühes Beispiel ist im US-Patent Nummer 2,940,123 von Beck et al. dargestellt, das am 14. Juni 1960 veröffentlicht wurde. Ein Beispiel aus jüngerer Zeit ist in der kanadischen Patentanmeldung Seriennummer 601,625 des Anmeldenden, die am zweiten Juni 1989 eingereicht wurde und die den Titel "Injection Molding System Having Offset Valve Pin Biasing Mechanism" (Spritzgießsystem mit versetztem Ventilbolzen-Druckmechanismus) trägt, dargestellt. Es sind auch Systeme bekannt, bei denen Düsen hin und her bewegt werden, um so ein Ventilanschnittsystem (valve gating) zu schaffen. So offenbart beispielsweise das US-Patent Nummer 4,786,246 des Anmeldenden, das am 22. November 1988 erschien, eine Anordnung, bei der die Düsen an einem gemeinsamen Verteiler befestigt sind und der Verteiler durch Hydraulikkolben betätigt wird. Das US-Patent Nummer 4,787,840 des Anmeldenden, das am 29. November 1988 erschien, stellt eine einzelne Düse dar, die durch die Drehung von zwei mit Gewinde versehenen Ringen zueinander, von denen der innere an der Düse angebracht ist, und der äußere durch einen von einem Kolben betätigten Hebel gedreht wird, ein Ventilanschnittsystem erhält. Das US-Patent Nummer 4,836,766 des Anmeldenden, das am 6. Juni 1989 erschien, beschreibt ein Spritzgießsystem mit zwei hintereinander angeordneten Düsen, wobei die vordere Düse durch einen Luftdruckkolben hin- und herbewegt wird. Obwohl diese bisherigen Syteme zur Hin- und Herbewegung der Düsen auf bestimmten Gebieten gut arbeiten, weisen sie den Nachteil auf, daß sie aufgrund des Betätigungsmechnismus in der Herstellung und Wartung relativ kostenaufwendig sind.
Dementsprechend besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, die Probleme des Standes der Technick wenigstens teilweise zu überwinden, indem ein Mehrfachform-Spritzgießsytem oder eine Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung geschaffen wird, bei der die Düsen durch einen wirksamen, jedoch strukturell vereinfachten Betätigungsmechnismus hin- und herbeweglich gelagert sind.
Zu diesem Zweck schafft die Erfindung gemäß einem ihrer Aspekte eine Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung gemäß Anspruch 1.
Weitere Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2-7 offenbart.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts eines Mehrfachform-Spritzgießsytems gemäß einer Ausführung der Erfindung; und
Fig. 2 ist eine auseinandergezogene isometrische Ansicht, die ein Feder- und Abdichtungsgehäuse in einer Position zeigt, in der es zwischen die Düse und den Verteiler, die in Fig. 1 zu sehen sind, eingebaut wird.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, die einen Abschnitt eines Mehrfachform-Spritzgießsytems gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung zeigt, bei dem sich eine Reihe von beheizten Düsen 10 von einem gemeinsamen, langgestreckten, beheizten Verteiler 12 aus erstrecken. Bei dieser Ausführung sitzt jede Düse 10 in einer Bohrung 14 mit einer Innenfläche 16 in einem Anschnitteinsatz 18. Ein anderer Anschnitteinsatz ist in der Kanadischen Patentanmeldung Seriennummer 606,082 von Mold-Masters, die am 19. Juli 1989 eingereicht wurde und den Titel "Injection Molding System Having Fluid Cooled Inserts" (Spritzgießsystem mit fluidgekühlten Einsätzen) trägt, dargestellt. Der Anschnitteinsatz 18 sitzt seinerseits in einer Öffnung 20 in einer Formhohlraumplatte 22. Der Anschnitteinsatz 18 wird von einem positionierenden Kragen 24 fest in der Öffnung 20 gehalten, der mit Schrauben 26 an der Formhohlraumplatte 22 befestigt ist. Der Anschnitteinsatz 18 und die umgebende Formhohlraumplatte 22 werden gekühlt, indem Kühlwasser aus einer Leitung 28 gepumpt wird, das um einen Kanal 30 zwischen ihnen zirkuliert.
Jede Stahldüse 10 hat ein konisches vorderes Ende 32 und ein hinteres Ende 34, von dem aus sich ein Hülsenabschnitt 36 erstreckt, wie weiter unten ausführlicher beschrieben ist. Die Düse 10 wird durch ein spiralförmiges, integrales Heizelement 38 beheizt, das integral in selbiges eingegossen ist, wie dies in dem US-Patent Nummer 4,688,622 des Anmeldenden beschrieben ist, das am 25. August 1987 erschien. Die Düse 10 bewegt sich zwischen der dargestellten eingezogenen offenen Position und einer vorderen geschlossenen Position hin und her, in der das konische vordere Ende 32 in einem Anschnitt 40 sitzt, der zu einem Formhohlraum 42 führt, und eine isolierende Buchse 44 sitzt auf einer Umfangsschulter 46 auf. Ein isolierender Raum 48 ist zwischen der Außenoberfläche 50 der Düse und der Innenoberfläche 16 des Anschnitteinsatzes vorhanden. Dieser Raum 48 wird durch einen isolierenden Dicht- und Positionier-Umfangsflansch 52 überbrückt, der sich von der Düse 10 nach außen in abdichtenden Kontakt mit der Innenoberfläche 16 des Anschnitteinsatzes 18 erstreckt, d.h., auf gleiche Weise wie der in dem US-Patent Nummer 4,768,945 des Anmeldenden dargestellt, das am 6. September 1988 erschien. Ein Thermoelement 54 erstreckt sich über den Raum 48 in ein Loch 56, das sich diagonal in das konische vordere Ende 32 der Düse erstreckt, um ihre Temperatur in Funktion zu überwachen.
Eine Schmelzebohrung 58 verläuft in Längsrichtung durch jede Düse 10. Die Bohrung 58 hat einen Mittelabschnitt 60, der sich von einem konischen Einlaß 62 in dem nach hinten vorstehenden Hülsenabschnitt 36 erstreckt, sowie einen diagonalen Abschnitt 64, der sich durch einen Auslaß 66 zu einem vorderen Abschnitt 114 des isolierenden Raums 48 vor dem Umfangsflansch 52 erstreckt. Der Einlaß 62 zu jeder Düse 10 ist, wie zu sehen ist, mit einem konischen Auslaß 68 aus einem Schmelzekanal 70 fluchtend, der sich in den Verteiler 12 verzweigt und unter Druck stehende Schmelze transportiert, die an einem zentralen Einlaß 72 von einer Gießmaschine (nicht dargestellt) ankommt. Der Verteiler 12 wird durch ein integrales elektrisches Heizelement 74 beheizt und wird zwischen einer Auflageplatte 76 und einer Rückplatte 78 durch einen Positionierring 80 und ein aus Titan bestehendes Druckkissen 82 gehalten. Die Rückplatte 78 wird durch Schrauben 84 gehalten, die sich in die Hohlraumplatte 22 hinein erstrecken. Ein isolierender Luftspalt 86 befindet sich zwischen dem heißen Verteiler 12 und der angrenzenden Aufnahmeplatte 76, sowie der Rückplatte 78, die ebenfalls gekühlt werden, indem Kühlwasser durch Kühlleitungen 88 gepumpt wird.
Ein aus Stahl bestehendes Feder- und Abdichtungsgehäuse 90 ist zwischen dem Verteiler 12 und jeder Düse 10 angebracht. Jedes Gehäuse 90 hat eine Mittelbohrung 92 sowie eine Rückseite 94. Die Rückseite 94 ist mit Schrauben 96 an dem Verteiler 12 befestigt, wobei die Mittelbohrung 92 mit einem der Auslasse 68 aus dem Schmelzekanal 70 fluchtend ist. Die Bohrung 92 ist mit einer Innenoberfläche 98 versehen, die einen Durchmesser hat, der dem des konischen Auslasses 68 entspricht, und der weiterhin die zylindrische Außenoberfläche 100 des Hülsenabschnitts 36 engangliegend aufnimmt, die sich vom hinteren Ende 34 der Düse 10 aus nach hinten erstreckt. Dadurch bilden die Innenoberfläche 98 und die Außenoberfläche 100 eine Abdichtung gegen das Austreten von unter Druck stehender Schmelze zwischen ihnen, wenn sich die Düse vorwärts und rückwärts bewegt. Jedes Feder- und Abdichtungsgehäuse 90 weist des weiteren einen zylindrischen Kanal 102 auf, der sich von seiner Vorderseite 104 um die Mittelbohrung 92 herum nach hinten erstreckt. Bei dieser Ausführung sind eine Reihe von Tellerfedern 106 in dem Kanal 102 aufgenommen und werden durch einen Federring 108 gehalten, der in einer Nut 110 aufgenommen ist. Eine Ringscheibe 112 ist in dem Federring 108 angebracht und überträgt die Kraft von den Federn 106 auf das hintere Ende 34 der Düse 10. Natürlich können andere geeignete Federanordnungen, wie beispielsweise eine Schraubenfeder, in anderen Ausführungen eingesetzt werden. Die Anordnung der Federn in dem Kanal 102 um die Mittelbohrung 92 herum gewährleistet, daß der auf das hintere Ende 34 der Düse wirkende Druck im wesentlichen gleichmäßig ist, so daß der Verschleiß gleichmäßig ist und die Düse 10 an beiden Enden genau ausgerichtet bleibt.
In Funktion wird, nachdem das System wie dargestellt zusammengebaut worden ist, elektrische Spannung an das Heizelement 38 in jeder Düse und an das Heizelement 74 in dem Verteiler 12 angelegt, um die Düsen 10 und den Verteiler 12 auf eine vorgegebene Arbeitstemperatur zu erhitzen. Unter Druck stehende Schmelze aus einer Gießmaschine (nicht dargestellt) wird entsprechend einem vorgegebenen Zyklus in den Schmelzekanal 70 in dem Verteiler eingespritzt. Die unter Druck stehende Schmelze fließt durch die Bohrung 58 jeder Düse in den vorderen Abschnitt 114 des Raums 48, der sich um das konische vordere Ende 32 der Düse herum erstreckt. Die von der Schmelze auf die konischen vorderen Enden 32 ausgeübte Kraft reicht aus, um den Druck der Federn 106 zu überwinden, und drückt die Düsen 10 in die eingezogene offene Stellung. Anschließend fließt die Schmelze durch die Anschnitte 40 und füllt die Formhohlräume 42. Wenn die Formhohlräume 42 gefüllt sind, wird der Einspritzdruck zur Verdichtung vorübergehend aufrechterhalten und anschließend abgelassen. Wenn der Schmelzedruck abgelassen worden ist, drückt die Kraft der Federn 106 die Düsen 10 in die geschlossene Stellung nach vorn, in der das vordere Ende 32 jeder Düse 10 in einem Anschnitt 40 sitzt und den Anschnitt abdichtet. Nach einer kurzen Abkühlzeit wird die Form geöffnet, um die geformten Erzeugnisse auszuwerfen. Nach dem Auswerfen wird die Form geschlossen und erneut Einspritzdruck erzeugt, um die Formhohlräume wieder zu füllen. Der Zyklus wird mit einer Zykluszeit kontinuierlich wiederholt, die von der Größe und der Form der Formhohlräume 42 sowie von der Art des geformten Materials abhängt. Der Durchmesser der Bohrung 92 durch jedes Feder- und Abdichtungsgehäuse 90 entspricht, wie oben erwähnt, dem des konischen Auslasses 68 des Schmelzekanals 70, und er entspricht auch dem konischen Einlaß 62 im Hülsenabschnitt 63 zur Schmelzebohrung 58. Dadurch entsteht kein toter Punkt (dead spot) mit scharfen Kanten, wo sich die Schmelze verschlechtert, wenn sich die Düse aus der eingezogenen offenen Stellung heraus bewegt. Die Außenoberfläche 100 des Hülsenabschnitts 36 hat des weiteren in Umfangsrichtung verlaufende Abdichtungsnuten 116, die verhindern, daß Schmelze zwischen selbiger und der umgebenden Innenoberfläche 98 der Bohrung 92 austritt, wenn sich die Düse hin- und herbewegt.
Obwohl das System anhand einer Ausführung beschrieben wurde, ist dies nicht als Einschränkung zu verstehen. Veränderungen und Abwandlungen liegen für den Fachmann auf der Hand. So können beispielsweie bei anderen Ausführungen abgewandelte Anschnittkonstrukionen eingesetzt werden, bei denen kein Anschnitteinsatz verwendet wird. Bezüglich einer Definition der Erfindung wird auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.

Claims

1. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung mit einer Mehrzahl von Düsen (10), wobei jede Düse ein integrales Heizelement (38) aufweist und in einer Formhohlraumplatte (22) zwischen einem Verteiler (12) und einem jeweiligen Formhohlraum (42) aufgenommen ist, jede Düse ein hinteres Ende (34) und ein konisches vorderes Ende (32) in Ausrichtung auf einen Anschnitt (40) aufweist, der zu dem jeweiligen Formhohlraum führt, wobei die unter Druck stehende Schmelze von einer Gießmaschine durch einen Schmelzekanal strömt, der sich durch den Verteiler (12) und eine Bohrung (58) erstreckt, die sich durch jede Düse zu dem Anschnitt erstreckt, der zu jedem Formhohlraum führt, wobei:

jede Düse in einer Öffnung (20) in der Formhohlraumplatte (22) aufgenommen ist, um sich zwischen einer zurückgezogenen Offen-Stellung und einer vorgeschobenen Schließ-Stellung hin- und hergehend zu bewegen, wobei in letzterer das konische Vorderende (32) der Düse in einem zugehörigen Anschnitt einsitzt, ein Feder- und Abdichtungsgehäuse (90) zwischen jeder Düse (10) und dem Verteiler (12) angeordnet ist, jedes Feder- und Abdichtungsgehäuse (90) eine Mittelbohrung (92), eine Rückseite (94) und eine Vorderseite (104) aufweist, die Rückseite (94) des Feder- und Abdichtungsgehäuses (90) gegen den Verteiler (12) befestigt ist, derart, daß die Mittelbohrung des Gehäuses sich in Ausrichtung mit einem Auslaß (68) des Schmelzekanales befindet, der sich durch den Verteiler erstreckt, die Vorderseite (104) des Feder- und Abdichtungsgehäuses (90) einen Federkanal (102) aufweist, der sich ringsum und getrennt von der Mittelbohrung (92) des Gehäuses erstreckt, in dem Federkanal (102) eine Federeinrichtung (106) angeordnet ist, um eine Vorspannung auf das hintere Ende der Düse aufzubringen, um die Düse in die vordere Schließ-Stellung zu drängen, wobei die Bohrung (58) der Düse sich durch einen zentralen Hülsenabschnitt (36) erstreckt, der sich rückwärts in die Mittelbohrung (92) des Feder- und Abdichtungsgehäuses (90) erstreckt, wobei der zentrale Hülsenabschnitt (36) der Düse eine Außenoberfläche aufweist, die gegen eine Innenoberfläche der Bohrung des Feder- und Abdichtungsgehäuses (90) abdichtet, um eine Schmelzeleckage zwischen diesen Flächen zu verhindern, wenn die Düse sich zwischen der Offen- und Schließ-Stellung hin- und hergehend bewegt.

2. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Federring angeordnet ist, um sich in den Federkanal zu erstrecken, um die Federeinrichtung in dem Federkanal zu halten.

3. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 2, bei der eine Ringscheibe innerhalb des Federringes zwischen der Federeinrichtung und der Rückseite der Düse angeordnet ist, um die Kraft von der Federeinrichtung auf die Düse zu übertragen.

4. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 3, bei der die Federeinrichtung eine Mehrzahl von Tellerfedern aufweist, die in dem Federkanal aufgenommen sind.

5. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1, bei der jede Düse in einem fluidgekühlten Anschnitteinsatz aufgenomnen ist, der in jede Öffnung in der Formhohlraumplatte eingesetzt ist, wobei der Anschnitteinsatz eine Innenoberfläche aufweist, die sich nach einwärts zu dem Anschnitt erstreckt.

6. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 5, bei der die Bohrung durch jede Düse sich zu einem Auslaß in einen isolierenden Raum hineinerstreckt, der sich zwischen der Düse und der Innenoberfläche des umgebenden Anschnitteinsatzes erstreckt, und daß die Düse einen Dicht- und Positionier-Umfangsflansch aufweist, der sich nach außen über den isolierenden Raum in Gleitkontakt mit der Innenoberfläche des Anschnitteinsatzes erstreckt.

7. Mehrfachform-Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 6, bei der ein positionierender Kragen an der Formhohlraumplatte um jede Düse herum befestigt ist, um den Anschnitteinsatz ortsfest in der Öffnung der Formhohlraumplatte zu halten.