DE69231276T2

DE69231276T2 - CHECK VALVE OF THE POSITIVE TYPE

Info

Publication number: DE69231276T2
Application number: DE69231276T
Authority: DE
Inventors: Robert F. Dray
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2012-04-18
Also published as: DE69231276D1; MX9202201A; ATE194794T1

Description

Technical field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein formschlüssiges Rückschlagventil. Das Ventil wird insbesondere eingesetzt, um formschlüssig den Rückfluss von Material durch selbiges auf beständigere und wiederholbare Weise zu unterbrechen als die verbreitet eingesetzten Ventile.The present invention relates to a positive-lock check valve. The valve is used in particular to positively stop the backflow of material therethrough in a more consistent and repeatable manner than the commonly used valves.

Background of the invention

Das Spritzgießen ist heute weltweit eines der vorherrschenden Verfahren bei der Herstellung von Kunststoffartikeln. Ein Problem bei diesem Verfahren zum Einspritzen eines Volumens bzw. einer Füllung von geschmolzenem Kunststoff in eine Form stellt jedoch die Gleichmäßigkeit dar. Die Gleichmäßigkeit leidet aufgrund der Unmöglichkeit, das Volumen an Material, das in die Form eingespritzt wird, genau zu steuern. Dieser Mangel ist vor allem darauf zurückzuführen, dass ein Rückschlagventil, das bei den meisten Spritzgießmaschinen vorhanden ist, nicht in der Lage ist, auf beständige, wiederholbare Weise zu schließen und dann ausreichend gegen den Rückstrom von Material beim Einspritzschritt abzudichten.Injection molding is one of the predominant processes for manufacturing plastic articles worldwide today. However, one problem with this method of injecting a volume or charge of molten plastic into a mold is uniformity. Uniformity suffers due to the inability to accurately control the volume of material injected into the mold. This deficiency is primarily due to the inability of a check valve, which is present on most injection molding machines, to close in a consistent, repeatable manner and then adequately seal against the backflow of material during the injection step.

Ein Überblick über den Stand der Technik zeigt zwei Hauptverfahren, mit denen gegen diesen Rückstrom von Material beim Schritt des Einspritzens abgedichtet wird: ein Ring-Absperrventil oder ein Kugel-Rückschlagventil. Bei beiden Verfahren wird, wenn der Spritzkolben sich nach vorn bewegt, eine Kugel oder ein Kolben an einen Sitz gedrückt, oder ein konischer Ring wird an einen anderen Ring mit einem komplementären Konus gedrückt. Es gibt verschiedene Alternativen bei diesen Vorrichtungen, bei denen entweder die Länge des Hubs oder die Form der Ventilteile und der Kunststoff-Strömungskanäle gesteuert werden. In beiden Fällen erzeugt jedoch der Austrittsstrom von Kunststoff über die Kugel oder den Kolben bzw. unter dem Ring hindurch ein Druckgefälle über dieses bewegliche Element des Ventils. Dieses Druckgefälle stellt die Hauptkraft beim Schließen des Ventils dar. Jede Veränderung des Austrittstroms vor dem Schließen des Ventils führt zu einer Veränderung des Volumens an Kunststoff, das vor dem geschlossenen Ventil eingeschlossen ist. Veränderungen des Austrittstroms treten bei diesen Ventilen auf und führen je nach dem hergestellten Erzeugnis, den Betriebsbedingungen und den Eigenschaften des Kunststoffmaterials zu mehr oder weniger starken Ungleichmäßigkeiten der Erzeugnisse.A review of the prior art shows two main methods of sealing against this backflow of material during the injection step: a ring check valve or a ball check valve. In both methods, as the injection piston advances, a ball or piston is pressed against a seat, or a tapered ring is pressed against another ring with a complementary taper. There are several alternatives to these devices, in which either the length of the stroke or the shape of the valve parts and the plastic flow channels are controlled. In both cases, however, the exit flow of plastic over the ball or the piston or under the ring, a pressure gradient is created across this moving element of the valve. This pressure gradient is the main force when the valve closes. Any change in the discharge flow before the valve closes will result in a change in the volume of plastic trapped in front of the closed valve. Changes in the discharge flow occur in these valves and lead to more or less pronounced non-uniformities in the products, depending on the product being manufactured, the operating conditions and the properties of the plastic material.

Ein Rückschlagventil nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 12 ist aus GB- A-2028216 bekannt. Weitere Rückschlagventile sind in GB-B-866929, US-A-3,438,393, DE-A-31 01 196, US-B-3,590,439, DE-A-25 15 530 sowie FR-A-1.144111 offenbart, die verschiedene Alternativen zu der in GB-A-2028216 offenbarten Vorrichtung offenbaren.A check valve according to the preamble of claim 1 or claim 12 is known from GB-A-2028216. Further check valves are disclosed in GB-B-866929, US-A-3,438,393, DE-A-31 01 196, US-B-3,590,439, DE-A-25 15 530 and FR-A-1.144111, which disclose various alternatives to the device disclosed in GB-A-2028216.

Die Dichtungsflächen bei einem Ring- oder einem Kugel-Ventil können mit Teilchen verunreinigt werden, die eine vollkommene Abdichtung verhindern. Dadurch kann Material über das Ventil zurückwandern, statt nach vom in die Form zu wandern. Veränderungen dieses Verlustvolumens an Material führen dazu, dass in der Form ein mangelhaftes Erzeugnis entsteht, das möglicherweise für den vorgesehenen Einsatz nicht geeignet ist. Um diese ungeeigneten Erzeugnisse zu erfassen, sind erhebliche Überwachungskosten bzw. Aufwand für den Endverbraucher des Erzeugnisses notwendig. Um die Qualität zu verbessern, haben viele Produzenten statistische Prozesssteuerungsverfahren (statistical process control - SPC) eingeführt, bei denen Prozessvariablen so definiert und gesteuert werden sollen, dass alle zugeführten Erzeugnisse ausreichend identisch sind und Überprüfungen nicht notwendig sind.The sealing surfaces of a ring or ball valve can become contaminated with particles that prevent a complete seal. This allows material to migrate back through the valve instead of into the mold. Changes in this lost volume of material result in a defective product in the mold that may not be suitable for its intended use. Catching these unsuitable products requires significant monitoring costs or effort on the part of the end user of the product. To improve quality, many manufacturers have adopted statistical process control (SPC) procedures that seek to define and control process variables so that all input products are sufficiently identical and checks are not necessary.

Daher besteht ein Bedarf nach einem Rückschlagventil, mit dem stets die gleiche Füllmenge zugeführt wird, und zwar unabhängig von dem Kunststoff, Füllstoffen, der Verunreinigung, den herzustellenden Erzeugnis oder dem Verschleiß. Dieses Ventil sollte so konstruiert sein, dass es in vorhandene Spritzgießmaschinen oder in jede beliebige andere Vorrichtung integriert werden kann, bei der ein Rückschlagventil zum Einsatz kommt. Die ses Ventil sollte keine Abhängigkeit vom Austreten über das Ventil zur Erzeugung der Kraft aufweisen, die erforderlich ist, um das Ventil in seine geschlossene Position zu bewegen. Des Weiteren sollte dieses Ventil so aufgebaut sein, dass die Dichtung nie durch Teilchen beeinträchtigt werden kann. So sollte immer dann, wenn das Ventil abdichtet, die Dichtwirkung alle derartigen Teile abscheren und beseitigen.Therefore, there is a need for a check valve that will always deliver the same amount of fill regardless of the plastic, fillers, contamination, product being manufactured or wear. This valve should be designed to be integrated into existing injection molding machines or any other device that uses a check valve. This valve should not depend on leakage through the valve to generate the force required to move the valve to its closed position. Furthermore, this valve should be designed so that the seal can never be compromised by particles. So whenever the valve seals, the sealing action should shear off and eliminate all such particles.

Die genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche 1, 12 und 13 erfüllt.The stated object of the present invention is achieved by the subject matter of the independent claims 1, 12 and 13.

Gemäß einer ersten Ausführung umfasst das erfindungsgemäße Rückschlagventil einen unabhängigen Kolben, der in Bezug auf einen Rahmen bewegt werden kann, mit dem ein Strömungskanal verschlossen werden kann. Der Kolben umfasst einen Kolbenhauptkörper, der den Kolben in den Rahmen führt, und umfasst des Weiteren einen Dichtungsabschnitt, mit dem der Strömungskanal besetzt wird, wenn sich der Kolben in die geschlossene Stellung bewegt. Der Kolbenhauptkörper weist einen größeren Durchmesser auf als der Dichtungsabschnitt. Des Weiteren ist der Kolben im Inneren des Rahmens durch einen Verschluss gesichert.According to a first embodiment, the check valve according to the invention comprises an independent piston which can be moved with respect to a frame with which a flow channel can be closed. The piston comprises a piston main body which guides the piston into the frame and further comprises a sealing section with which the flow channel is occupied when the piston moves into the closed position. The piston main body has a larger diameter than the sealing section. Furthermore, the piston is secured inside the frame by a closure.

Die Stromabbewegung des Kolbens wird durch ein Halteelement, wie beispielsweise eine Durchflusskappe begrenzt, die lösbar an dem stromab liegenden Ende des Ventils angebracht ist. Die Stromaufbewegung des Kolbens wird durch eine Anschlageinrichtung begrenzt, normalerweise einen Steg, der dort ausgebildet ist, wo sich der Durchmesser der ersten Bohrung an dem Schnittpunkt mit der zweiten Bohrung verringert. Der Abschnitt des Kolbens mit verringertem Durchmesser ist so bemessen, dass die stromauf gelegene Öffnung zum Auslasskanal hin versperrt wird, wenn sich der Kolben in einer stromauf gelegenen Position befindet, und dass die Öffnung freigegeben wird, wenn er sich an einer stromab gelegenen Position behandelt.The downstream movement of the piston is limited by a retaining member, such as a flow cap, removably attached to the downstream end of the valve. The upstream movement of the piston is limited by a stop means, usually a land, formed where the diameter of the first bore reduces at the intersection with the second bore. The reduced diameter portion of the piston is sized to block the upstream opening to the exhaust port when the piston is in an upstream position and to unblock the opening when it is in a downstream position.

Material, normalerweise geschmolzener Kunststoff, wird den Einlassen durch die Schnecke zugeführt. Dieses Material füllt die zweite Bohrung aus und drückt den Kolben in seine stromab gelegene Position, so dass die Auslasskanäle geöffnet werden. Die Öffnung wird nur teilweise ausgeführt, so dass gleiche Kräfte an einander gegenüberliegenden Enden des Kolbens wirken. Ein Druckgefälle muss über diese Teilöffnung auftreten, so dass der vordere Endbereich des Kolbens multipliziert mit seinem Druck dem hinteren Abschlussbereich multipliziert mit dem Druck entspricht. Das Material bewegt sich dann in die Auslasskanäle, aus dem Ventil heraus und in einen Sammelbereich. Wenn sich in diesem Bereich eine ausgewählte Menge an Kunststoff angesammelt hat, hört die Schnecke auf, sich zu drehen, und normalerweise wird der Rückstau, der dazu dient, die Schnecke beim Schmelzen des Kunststoffes zu unterstützen, auf Null verringert. Dann wird häufig Rückzug eingesetzt, um zu gewährleisten, dass der Druck in dem angesammelten Kunststoff Null beträgt (um Austreten in die Form zu vermeiden, wenn das zuvor hergestellte Teil entnommen - wird), und um das Wiederholbarkeitsverhalten von Ring- oder Kugel-Rückschlagventilen zu verbessern. Nachdem das zuvor hergestellte Teil sich ausreichend abgekühlt hat, wird die Form geöffnet, das Teil wird entnommen, und die Form wird erneut geschlossen. Der Schneckenkolben bewegt sich dann in dem Gehäuse vorwärts und erzeugt Druck in dem Sammelbereich, so dass die Form gefüllt wird. Durch diesen Druck wird auch Material zurück in den Auslasskanal und zurück über den Einlass gedrückt. Der Druck schiebt jedoch auch den Kolben in seine hintere geschlossene Position, in der der Strom von Material über den Auslass zum Einlass verhindert wird.Material, usually molten plastic, is fed into the inlets through the screw. This material fills the second hole and pushes the piston into its downstream position so that the exhaust ports are opened. The opening is only partially made so that equal forces act on opposite ends of the piston. A pressure gradient must occur across this partial opening so that the front end area of the piston times its pressure equals the rear end area times the pressure. The material then moves into the exhaust ports, out of the valve, and into a collection area. When a selected amount of plastic has accumulated in this area, the screw stops rotating and normally the back pressure, which serves to assist the screw in melting the plastic, is reduced to zero. Then retraction is often used to ensure that the pressure in the accumulated plastic is zero (to avoid leakage into the mold when the previously made part is removed) and to improve the repeatability behavior of ring or ball check valves. After the previously made part has cooled sufficiently, the mold is opened, the part is removed, and the mold is closed again. The screw piston then moves forward in the barrel, creating pressure in the collection area so that the mold is filled. This pressure also forces material back into the outlet port and back over the inlet. However, the pressure also pushes the piston into its rear closed position, where the flow of material via the outlet to the inlet is prevented.

Die Verschlusswirkung wird allein durch den Druck verursacht. Kein unerwünschter Austrittsstrom über das Ventil, wie er bei Gleitring-und-Kugelrückschlagventilen erforderlich ist, ist notwendig, um die Schließwirkung zu erzeugen. Auf den Kolben wirkt Druck auf seine stromauf liegende Fläche mit verringertem Durchmesser, der dem Druck entspricht, der auf seine stromab gelegene Fläche wirkt. Die auf seine stromab gelegene Fläche wirkende Kraft ist jedoch größer und überwindet die Kraft an seiner stromauf gelegenen Fläche aufgrund des Unterschiedes hinsichtlich ihrer Oberflächenbereiche. So führt der Kolben schnell und wiederholbar den Verschluss zum Beginn des Einspritzschrittes aus. Die minimale Teilöffnung des Ventils, wie es oben beschrieben ist, trägt zur Schnelligkeit und Wie derholbarkeit seiner Wirkung bei. Der Kolben verhindert auch Zusetzen und Austreten nach dem Verschluss, da er alle Verunreinigungen in seinem Weg wegschert.The closing action is caused by pressure alone. No unwanted leakage flow across the valve, as is required in sliding ring and ball check valves, is necessary to produce the closing action. The piston experiences pressure on its reduced diameter upstream face equal to the pressure acting on its downstream face. However, the force acting on its downstream face is greater and overcomes the force on its upstream face due to the difference in their surface areas. Thus, the piston quickly and repeatably completes the closing at the beginning of the injection step. The minimal partial opening of the valve as described above contributes to the speed and how repeatability of its action. The piston also prevents clogging and leakage after closure as it shears away all contaminants in its path.

Da das Ventil nur aufgrund des Drucks im Sammelbereich schließt, ohne dass eine Quelle überwindenden Drucks (normalerweise Schneckendrehung) am hinteren Ende des Kolbens vorhanden ist, kann das Ventil bereits vor dem Einspritzen geschlossen werden. Eine Feder, wie sie beispielsweise in US-A-4,512,733 dargestellt ist, ist nicht erforderlich. Das Ventil ist so ausgeführt, dass kein Materialstrom um das Bewegungselementventil herum und über es stattfindet.Since the valve closes only due to pressure in the collection area, without a source of overcoming pressure (usually screw rotation) at the rear end of the piston, the valve can be closed before injection. A spring, such as that shown in US-A-4,512,733, is not required. The valve is designed so that there is no flow of material around and over the moving element valve.

Gemäß einer zweiten Ausführung umfasst das erfindungsgemäße Rückschlagventil einen Rahmen, der gleitbar mit einem Kopfabschnitt eines Zylinder in Eingriff ist, wobei der Rahmen einen ersten Außendurchmesser und einen zweiten Außendurchmesser aufweist. Bei dem Kolben handelt es sich um einen äußeren Kolben mit einem Innen- und einem Außendurchmesser, der einen stromabwärts vorstehenden Bereich sowie einen stromaufwärts vorstehenden Bereich aufweist, wobei der stromabwärts vorstehende Bereich größer ist als der stromaufwärts vorstehende Bereich. Des Weiteren kann der äußere Kolben um den Rahmen herum zwischen einer Position vor einem Materialflusseinfass und einer Position, in der er den Einlass besetzt, wenn sich der Kolben in eine Schließposition bewegt, verschoben werden.According to a second embodiment, the check valve of the invention comprises a frame slidably engaged with a head portion of a cylinder, the frame having a first outer diameter and a second outer diameter. The piston is an outer piston having an inner and an outer diameter and having a downstream protruding portion and an upstream protruding portion, the downstream protruding portion being larger than the upstream protruding portion. Furthermore, the outer piston can be displaced around the frame between a position in front of a material flow enclosure and a position in which it occupies the inlet when the piston moves to a closed position.

Short description of the drawings

Zum umfassenden Verständnis der vorliegenden Erfindung und bezüglich weiterer Details sowie Vorteile derselben wird im Folgenden auf die unten stehende ausführliche Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, wobei:For a fuller understanding of the present invention and for further details and advantages thereof, reference is made to the detailed description below taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht des formschlüssigen Rückschlagventils ist;Fig. 1 is an isometric view of the positive check valve;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 ist;Fig. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 ohne den Kolben und das Halteelement ist;Fig. 3 is a longitudinal sectional view taken along line 3-3 in Fig. 2 without the piston and the retaining member;

Fig. 4 eine Längsschnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2 ist, wobei der Kolben und das Halteelement demontiert sind;Fig. 4 is a longitudinal sectional view taken along line 4-4 in Fig. 2 with the piston and retaining member disassembled;

Fig. 5 eine Längsschnittansicht einer bevorzugten Ausführung des Rückschlagventil ist;Fig. 5 is a longitudinal sectional view of a preferred embodiment of the check valve;

Fig. 6-10 die verschiedenen Schritte eines Verfahrens zum Spritzgießen unter Verwendung des vorliegenden Rückschlagventils darstellen;Fig. 6-10 illustrate the various steps of a process for injection molding using the present check valve;

Fig. 11 und 12 alternative Ausführungen des Rückschlagventils darstellen;Fig. 11 and 12 show alternative designs of the check valve;

Fig. 13 eine stromlinienförmige Version des Rückschlagventils darstellt; undFig. 13 shows a streamlined version of the check valve; and

Fig. 14 eine umgekehrte Version des Rückschlagventils darstellt, bei der ein Ring den Kolben ersetzt.Fig. 14 shows an inverted version of the check valve, where a ring replaces the piston.

Detailed description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein formschlüssiges Rückschlagventil, mit dem viele der Nachteile, die beim Stand der Technik auftreten, überwunden werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein formschlüssiges Rückschlagventil, das die vorliegende Erfindung verkörpert, offenbart. Ventil 10 besteht normalerweise aus Stahl und wird als Teil einer Spritzgießmaschineneinheit mit einem Zylinder, einer Einspritzdüse an einem Ende des Zylinders und einer Schnecke, die in dem Zylinder bewegt werden kann, eingesetzt. Das Ventil 10 ermöglicht das Hindurchtreten von Material, wenn sich die Schnecke dreht, schließt jedoch, wenn sich die Schnecke nach vorn bewegt. Alle unten angegebenen Maße gelten für ein Ventil 10, das an einer 2,5-Inch-Förderschnecke angebracht ist. Andere Maße können der Situation entsprechend eingesetzt werden.The present invention relates to a positive check valve which overcomes many of the disadvantages associated with the prior art. Referring to Figure 1, a positive check valve embodying the present invention is disclosed. Valve 10 is normally made of steel and is used as part of an injection molding machine unit having a barrel, an injection nozzle at one end of the barrel and a screw which can be moved within the barrel. Valve 10 allows material to pass through as the screw rotates but closes as the screw moves forward. All dimensions given below are for a Valve 10 mounted on a 2.5-inch auger. Other sizes may be used as appropriate.

Wie unter gleichzeitiger Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 zu sehen ist, umfasst Ventil 10 einen im Allgemeinen zylindrischen Rahmen 12 mit einer geneigten bzw. konischen Fläche 14 am stromab gelegenen Ende und einer Anbringungsfläche 18 am stromauf gelegenen Ende. Ein Verschluss 16 oder eine andere Halteeinrichtung mit einer Durchfluss-Zentralöffnung 17 ist an Rahmen 12 angebracht, und zwar normalerweise mit scharfgängigem Gewinde. Ein Kolben 60 befindet sich in einer ersten Bohrung 34 und einer zweiten Bohrung 32 von Rahmen 12. Das Rückschlagventil 10 ist an Schraube 2 angebracht bzw. bildet einen Teil derselben, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, wobei sich beide in einem Zylinder 8, der in Fig. 3 dargestellt ist, befinden und sich ein Sammelbereich 6, der in Fig. 3 dargestellt ist, stromab von dem Ventil 10 befindet. Sowohl die Schraube 2 als auch das Ventil 10 passen gleitend in den Zylinder. Material wird durch die sich drehende Schnecke 2 Einlass 30 zugeführt. Rahmen 12 enthält, wie erläutert, eine mittig angeordnete Primärkammer, die eine erste Bohrung 34 und eine zweite Bohrung 32 umfasst, in die mehrere Kanäle bzw. Durchlasse führen. Einlasse 30, die sich an Steg 20 befinden, führen zur zweiten Bohrung 32, wie dies am Besten in Fig. 3 zu sehen ist, die normalerweise koaxial zu dem Zylinder, der Schnecke und dem Ventil 10 ist. Die Einlasse 30 können einander gegenüberliegend an Steg 20 angeordnet sein und radial zur Achse 4 von Rahmen 12 verlaufen. Die Einlasse haben normalerweise einen Durchmesser 1/4 bis 3/8 Inch. Die zweite Bohrung 32 erstreckt sich von den Einlassen 30 zu der ersten Bohrung 34. Die zweite Bohrung 32 ist, wenn es der Platz zulässt, vorzugsweise mehrere Inch lang und hat einen Durchmesser von ungefähr 1/2 Inch.As can be seen with simultaneous reference to Figures 1 to 5, valve 10 includes a generally cylindrical frame 12 having a tapered surface 14 at the downstream end and a mounting surface 18 at the upstream end. A closure 16 or other retaining device having a central flow opening 17 is attached to frame 12, typically with sharp threads. A piston 60 is located in a first bore 34 and a second bore 32 of frame 12. Check valve 10 is attached to or forms part of screw 2 as shown in Figure 4, both located in a cylinder 8 shown in Figure 3 and a collection area 6 shown in Figure 3 is located downstream of valve 10. Both screw 2 and valve 10 fit slidably in the cylinder. Material is fed to inlet 30 by the rotating screw 2. Frame 12, as explained, includes a centrally located primary chamber which includes a first bore 34 and a second bore 32 into which a plurality of passages lead. Inlets 30 located on web 20 lead to second bore 32, as best seen in Fig. 3, which is normally coaxial with the barrel, screw and valve 10. Inlets 30 may be located opposite one another on web 20 and extend radially to the axis 4 of frame 12. The inlets are normally 1/4 to 3/8 inch in diameter. Second bore 32 extends from inlets 30 to first bore 34. Second bore 32 is preferably several inches long, if space permits, and has a diameter of approximately 1/2 inch.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht des Rahmens 12, der die typische Beziehung von Einlass 30, Auslass 40, der ersten Bohrung 34 und der zweiten Bohrung 32 zueinander zeigt. Obwohl vorzugsweise zwei Einlasse und zwei Auslasse vorhanden sind, wären für Ventil 10 lediglich jeweils einer erforderlich. Die erste Bohrung 34 ist normalerweise koaxial in dem Rahmen 12 unmittelbar stromab von der zweiten Bohrung 32 angeordnet. Die erste Bohrung 34 erstreckt sich zur vorderen Öffnung 15 des Rahmens 12 hin. Die erste Bohrung 34 wird durch Wand 36 und Steg 36a begrenzt. Die Wand 36 unmittelbar an die vordere Öffnung 15 angrenzend ist normalerweise, wie in 38 dargestellt, mit Gewinde versehen. Die erste Bohrung 34 ist vorzugsweise ungefähr 2 Inch lang und hat einen Durchmesser von 3/4 Inch.Fig. 2 is a sectional view of the frame 12 showing the typical relationship of inlet 30, outlet 40, first bore 34 and second bore 32. Although two inlets and two outlets are preferably provided, only one of each would be required for valve 10. The first bore 34 is normally arranged coaxially in the frame 12 immediately downstream of the second bore 32. The first bore 34 extends toward the front opening 15 of the frame 12. The first bore 34 is defined by wall 36 and web 36a. The wall 36 immediately adjacent the front opening 15 is typically threaded as shown at 38. The first bore 34 is preferably approximately 2 inches long and 3/4 inch in diameter.

Die stromab gelegenen Enden der Auslasse 40 befinden sich, wie am Eiesten in Fig. 4 dargestellt, an der geneigten Fläche 14 von Rahmen 12. Die Auslasse 40 können um 180º voneinander beabstandet sein und haben normalerweise einen Durchmesser von 1/4 Inch. Das stromauf gelegene Ende der Auslasse 40 beginnt in der zweiten Bohrung 32. Der Auslass 40 kann jeden beliebigen Weg von der zweiten Bohrung 32 zur Fläche 14 nehmen, vorzugsweise handelt es sich jedoch um einen geraden Weg ohne scharfe Winkel.The downstream ends of the outlets 40 are located on the inclined surface 14 of frame 12, as best shown in Fig. 4. The outlets 40 may be spaced 180º apart and are typically 1/4 inch in diameter. The upstream end of the outlets 40 begins in the second bore 32. The outlet 40 may take any path from the second bore 32 to the surface 14, but preferably is a straight path with no sharp angles.

Der Kolben 60 ist so bemessen, dass er eng anliegend, jedoch verschiebbar in der ersten Bohrung 34 und der zweiten Bohrung 32 sitzt. Der Kolben 40 weist eine abgesetzte Außenfläche auf, durch die wenigstens zwei Abschnitte 60a, 60b entstehen. Kolbenabschnitt 60a hat einen Durchmesser von etwas weniger als 3/4 Inch und eine Länge von ungefähr 3/4 Inch. Der Kolbenabschnitt 60b hat einen Durchmesser von etwas weniger als 1/2 Inch und eine Länge von ungefähr 1 1/2 Inch. Daher besteht ein Zwischenraum von maximal einigen Tausendstel eines Inch zwischen Kolbenabschnitt 60a und der Wand der ersten Bohrung 34 sowie zwischen Kolbenabschnitt 60b und der zweiten Bohrung 32. Der Weg von Kolben 60 wird durch Verschluss 16 an einem Ende und Flanschfläche 36a am anderen Ende beschränkt. Wenn er sich in einer vorderen Position an Verschluss 16 befindet, kann Kunststoff über Einlass 30 in Eintritt 46 und über Auslass 40 strömen. In einer geschlossenen Position versperrt Kolbenabschnitt 60b Eintritt 46 zwischen Einlass 30 und Durchlass 44.Piston 60 is sized to fit snugly but slidably within first bore 34 and second bore 32. Piston 40 has a stepped outer surface defining at least two sections 60a, 60b. Piston section 60a has a diameter of slightly less than 3/4 inch and a length of approximately 3/4 inch. Piston section 60b has a diameter of slightly less than 1/2 inch and a length of approximately 1 1/2 inches. Therefore, a clearance of a maximum of several thousandths of an inch exists between piston section 60a and the wall of first bore 34 and between piston section 60b and second bore 32. The travel of piston 60 is limited by closure 16 at one end and flange surface 36a at the other end. When in a forward position on closure 16, plastic can flow via inlet 30 into inlet 46 and via outlet 40. In a closed position, piston portion 60b blocks inlet 46 between inlet 30 and passage 44.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführung des Rückschlagventils 10. Diese Ausführung unterscheidet sich von den bereits beschriebenen in zweierlei Hinsicht. Zunächst sind die Auslasse 40 anfänglich gegenüber der zweiten Bohrung 32 abgewinkelt. Die stromab lie genden Austritte der Auslasse 40 befinden sich in der Nähe des Umfangs der stromab gelegenen Fläche von Ventil 10. Zweitens enthält der Kolben 60 einen dritten Abschnitt 60f, der sich vom Kolbenhauptkörper 60a aus stromabwärts erstreckt. Dieser dritte Abschnitt 60f erstreckt sich durch den Durchflussabschnitt von Verschluss 16, so dass eine stärker strömungsdynamische, stromab gelegene Fläche entsteht.Fig. 5 shows a preferred embodiment of the check valve 10. This embodiment differs from those already described in two respects. First, the outlets 40 are initially angled relative to the second bore 32. The downstream The outlets 40 are located near the periphery of the downstream face of valve 10. Second, piston 60 includes a third portion 60f extending downstream from piston main body 60a. This third portion 60f extends through the flow portion of closure 16, creating a more fluidly dynamic downstream face.

Fig. 6 bis 10 stellen die verschiedenen Schritte eines Verfahrens des Spritzgießens unter Einsatz des vorliegenden Rückschlagventils 10 dar. Zwei Verfahren zum Einspritzen werden offenbart. Das erste Verfahren beinhaltet die Schritte des Einlaufens (recovery), des Rückziehens und des Einspritzens. Das zweite Verfahren beinhaltet die Schritte des Einlaufens, des Vorschließens, des Rückziehens nach dem Vorschließen und des Einspritzens. Fig. 6 stellt den "Einlauf"-Schritt dar, der ausgeführt wird, nachdem eine Füllung eingespritzt wurde und der Sammelbereich leer ist. Das Ventil ist offen, so dass eine neue Materialfüllung einlaufen kann. Die Schnecke 2 und das Ventil 10 sind in einer in Bezug auf den Zylinder 8 zurückgezogene Position 8 dargestellt. Die Schnecke 2 dreht sich, und Kunststoff strömt, wie mit dem Pfeil A dargestellt, so dass über die Einlasse 30 Material zugeführt wird. Dann tritt das Material in die zweite Bohrung 32 ein und trifft auf Kolben 60 auf. Der Druck, der aufgrund der Schneckendrehung von dem Material ausgeübt wird, drückt den Kolben in seine stromab gelegene Position in dem Ventil 10. Das Material beginnt, den Sammelbereich zu füllen. Wenn sich der Sammelbereich füllt, wirkt zunehmender Gegendruck auf den Kolben an seinem stromab liegenden Ende. Zu einem bestimmten Zeitpunkt herrscht eine konstante Druckdifferenz über den Kolben 60, und der Kolben 60 bewegt sich an eine Zwischenposition in dem Ventil 10. In dieser Zwischenposition deckt der Kolbenabschnitt 60b normalerweise das stromauf gelegene Ende von Auslass 40 ab. Wenn beispielsweise der Druck am vorderen Ende des Kolbens auf 1000 psi eingestellt ist und seine Fläche zwei Einheiten beträgt, und das hintere Ende des Kolbens eine Fläche von einer Einheit aufweist, dann muss der Druck stromauf 2000 psi betragen und es herrscht eine Druckdifferenz von 1000 psi. Der Druckabfall tritt hauptsächlich über den stromauf gelegenen Eingang zum Auslass 40 auf, der nur teilweise geöffnet ist. Ein Gegendruck wird auf die Schnecke ausgeübt, wie dies mit Pfeil B dargestellt ist, um zu verhindern, dass sich die Schnecke durch das Material zurückdreht und der Druck von 1000 psi in Kammer 6 wirkt. Das heißt, ein Gegendruck wird genutzt, um die Schnecke am Ende des Einlaufschrittes in einer festen Position zu halten.6 through 10 illustrate the various steps of a method of injection molding using the present check valve 10. Two methods of injection are disclosed. The first method includes the steps of recovery, retraction, and injection. The second method includes the steps of recovery, pre-closing, retraction after pre-closing, and injection. Fig. 6 illustrates the "recovery" step which is performed after a charge has been injected and the collection area is empty. The valve is open so that a new charge of material can enter. The screw 2 and valve 10 are shown in a retracted position 8 with respect to the barrel 8. The screw 2 rotates and plastic flows as shown by arrow A to supply material via the inlets 30. The material then enters the second bore 32 and impacts piston 60. The pressure exerted by the material due to the screw rotation pushes the piston to its downstream position in the valve 10. The material begins to fill the collection area. As the collection area fills, increasing back pressure acts on the piston at its downstream end. At any given time, a constant pressure differential exists across the piston 60 and the piston 60 moves to an intermediate position in the valve 10. In this intermediate position, the piston portion 60b normally covers the upstream end of outlet 40. For example, if the pressure at the front end of the piston is set at 1000 psi and its area is two units, and the rear end of the piston has an area of one unit, then the upstream pressure must be 2000 psi and there is a pressure differential of 1000 psi. The pressure drop occurs primarily across the upstream entrance to outlet 40, which is only partially open. A counter pressure is exerted on the screw, as shown by arrow B, to prevent the screw rotates back through the material and the pressure of 1000 psi acts in chamber 6. This means that a back pressure is used to hold the screw in a fixed position at the end of the infeed step.

Fig. 7 stellt das "Rückziehen" dar, das nach dem "Einlaufen" auftreten kann. Beim Rückziehen unterbricht die Schnecke 2 ihre Drehung, und die Schnecke 2 sowie das Ventil 10 werden um eine kurze Strecke nach hinten gezogen, wie dies mit Pfeil C angedeutet ist. Durch das Rückziehen wirkt ein geringfügiger Unterdruck auf die stromab gelegene Fläche des Kolbens, und das Austreten von Material aus dem Sammelbereich in die Form bei geöffneter Form wird auf ein Minimum verringert. Der geringfügige Unterdruck zieht den Kolben leicht stromabwärts, die Bewegung wird jedoch durch Verschluss 16 beschränkt.Fig. 7 illustrates the "retraction" that can occur after "run-in". During retraction, the screw 2 stops rotating and the screw 2 and valve 10 are drawn rearward a short distance as indicated by arrow C. The retraction applies a slight negative pressure to the downstream face of the piston and minimizes the leakage of material from the collection area into the mold when the mold is open. The slight negative pressure draws the piston slightly downstream, but the movement is restricted by closure 16.

Fig. 9 zeigt das Ventil 10 beim "Einspritzen". Wenn die Materialfüllung in dem Sammelbereich vorhanden ist und das Ventil zurückgezogen wird, werden die Schnecke und das Ventil nach vom verschoben, wie dies mit Pfeil D dargestellt ist, um die Füllung in eine Form einzuspritzen. Der Kolben schließt sich aufgrund des hohen Materialdrucks, der im Sammelbereich erzeugt wird, und der Flächendifferenz zwischen den beiden Enden des Kolbens automatisch. Der Kolben befindet sich in einer stromauf gelegenen Position an der Flanschfläche 36a. Die Füllung wird, wie mit den Pfeilen D dargestellt, ausgestoßen.Fig. 9 shows the valve 10 in the "injection" state. When the material charge is present in the collection area and the valve is retracted, the screw and valve are displaced forward as shown by arrow D to inject the charge into a mold. The piston closes automatically due to the high material pressure generated in the collection area and the area difference between the two ends of the piston. The piston is in an upstream position on the flange surface 36a. The charge is expelled as shown by arrows D.

Fig. 8 zeigt den Schritt des "Vorschließens" der zwischen Einlaufen und Rückziehen ablaufen kann. Das Ziel des Vorschließens besteht darin, den Kolben 60 wieder über dem stromauf gelegenen Ende von Auslass 40 zu schließen, bevor die Materialfüllung eingespritzt wird. Der Kolben führt das Vorschließen aus, wenn der Druck im Sammelbereich aufrecht erhalten wird, ohne dass sich die Schnecke dreht, um das Ventil offen zu halten. Dazu kommt es, wenn ein Gegendruck an der Schnecke aufrecht erhalten wird, wie dies mit Pfeil B dargestellt ist. Aufgrund des Flächenunterschiedes zwischen der stromab gelegenen Fläche und der stromauf gelegenen Fläche des Kolbens 60 besteht eine Kraftdifferenz. Normalerweise beträgt das Verhältnis zwischen dem stromab gelegenen Flächenbereich und dem stromauf gelegenen Flächenbereich 2,0 : 1 bis 1,5 : 1. Durch diese Kraftdifferenz wird der Kolben vor dem Einspritzen vorgeschlossen.Fig. 8 shows the "pre-closing" step that can occur between run-in and retraction. The purpose of pre-closing is to close the piston 60 back over the upstream end of outlet 40 before the material charge is injected. The piston performs pre-closing when pressure is maintained in the collection area without the screw rotating to keep the valve open. This occurs when a back pressure is maintained on the screw as shown by arrow B. Due to the difference in area between the downstream area and the upstream area of the piston 60, a force difference exists. Typically, the ratio between the downstream area and the upstream surface area 2.0:1 to 1.5:1. This force difference pre-closes the piston before injection.

Fig. 10 zeigt den Kolben während des "Rückziehens nach dem Vorschließen" beim Einspritzverfahren. Nach dem Vorschließen werden die Schnecke 2 und das Ventil 10 in Vorbereitung auf das Einspritzen zurückgezogen, und zwar auf ähnliche Weise wie bei dem in Fig. 7 offenbarten Schritt. Trotz des Unterdrucks jedoch, der auf die stromab gelegene Fläche des Kolbens wirkt, bleibt das Ventil aufgrund der Länge des Kolbenabschnitts 60b mit geringerem Durchmesser, der sich geringfügig über den Eingang zu Auslass 40 hinaus erstreckt, und der kurzen Dauer des Rückziehens geschlossen.Fig. 10 shows the piston during the "retraction after pre-closing" of the injection process. After pre-closing, the screw 2 and valve 10 are retracted in preparation for injection in a similar manner to the step disclosed in Fig. 7. However, despite the negative pressure acting on the downstream face of the piston, the valve remains closed due to the length of the smaller diameter piston section 60b, which extends slightly beyond the entrance to outlet 40, and the short duration of the retraction.

Fig. 11 und 12 zeigen alternative Ausführungen des Rückschlagventils, mit denen gewährleistet werden soll, dass das Ventil während des Rückziehens nach dem Vorschließen geschlossen bleibt. In Fig. 11 wird der letzte Teil des Öffnungshubes durch ein kleineres Loch 16a in dem Verschluss bzw. der Kolben-Halteeinrichtung 16 verzögert. Des Weiteren werden die Vorgänge des Schließens des Ventils sowohl beim Beginn des Einspritzens als auch beim Vorschließen verlangsamt. In Fig. 12 ist ein kleines Rückschlagventil 16b mit einer kleinen Öffnung 16a und einem Haltestift 16c stromab von dem Kolben hinzugefügt, um diese Verlangsamung des Verschlusses zu vermeiden.Fig. 11 and 12 show alternative designs of the check valve intended to ensure that the valve remains closed during retraction after pre-closing. In Fig. 11, the last part of the opening stroke is retarded by a smaller hole 16a in the closure or piston retainer 16. Furthermore, the closing actions of the valve are slowed down both at the start of injection and during pre-closing. In Fig. 12, a small check valve 16b with a small opening 16a and a retaining pin 16c is added downstream of the piston to avoid this slowing down of the closure.

Fig. 13 zeigt ein Rückschlagventil 10, das integral mit der Schnecke 2 verbunden ist.Fig. 13 shows a check valve 10 which is integrally connected to the screw 2.

Fig. 14 zeigt eine Version des Ventils mit einem Ring, der als der Kolben wirkt. Bei dieser Version hat der Ring 61 eine Fläche an seinem vorderen Ende, die größer ist als die an seinem hinteren Ende. Er ist funktionell identisch mit dem Kolben 60, obwohl er die Einlasse 30 statt der Auslasse 40 verschließt. Haltestift 62 erfüllt die gleiche Funktion wie Verschluss 16 bei der Kolbenkonstruktion. Der Ventilkörper ist als integraler Teil von Schnecke 2 dargestellt, als Alternative dazu kann er jedoch auch in die Schnecke eingeschraubt werden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.Fig. 14 shows a version of the valve with a ring acting as the piston. In this version, the ring 61 has an area at its front end that is larger than that at its rear end. It is functionally identical to the piston 60, although it closes the inlets 30 rather than the outlets 40. Retaining pin 62 performs the same function as closure 16 in the piston design. The valve body is shown as an integral part of screw 2, but alternatively it can be screwed into the screw as shown in Fig. 1.

Eine bevorzugte Ausführung des Ventils 10 passt, wie sich zusammenfassend sagen lässt, in den gleichen Bereich wie ein Rückschlagventil nach dem Stand der Technik. Das Material bewegt sich aufgrund der Drehung der Schnecke zwischen den Schneckenflügeln stromabwärts, bis es auf das Ventil 10 auftrifft. Wenn es das Ventil 10 erreicht, tritt das Material in die beiden Einlasslöcher 30 auf beiden Seiten des Ventils 10 ein und bewegt sich zur zweiten Bohrung 32. Das Material drückt den Kolben 60 in eine stromab gelegene Position, so dass ein Teil des stromauf gelegenen Eingangs zu Auslass 40 freiliegt. Das Material folgt dem Auslasskanal 40, bis es über das Ventil 10 in Sammelbereich 6 austritt, der mit dem stromab gelegenen Ende von Kolben 60 in Verbindung steht. Nachdem der Sammelbereich 6 mit dem ausgewählten Volumen gefüllt worden ist, unterbricht die Schnecke 2 ihre Drehung. Nachdem das zuvor geformte Teil aus der Form entnommen worden ist, beginnt der Vorwärtshub, und der Kolben 60 wird an eine stromauf gelegene Position bewegt, an der der Weg zwischen Einlass 30 und Auslass 40 versperrt ist. Der Kolben 60 kann vor dem Einspritzen vorverschlossen werden, wenn der Gegendruck auf die Schnecke einen Moment lang aufrecht erhalten wird. Die Kraft, die an der stromab gelegenen Kolbenfläche 60d wirkt, ist größer als die Kraft, die auf die kleinere, stromauf gelegene Kolbenfläche 60a wirkt, obwohl die Drücke einander entsprechen. Daher bewegt sich der Kolben 60 stromaufwärts und verschließt den Eingang 46. Wenn sich der Kolben stromauf bewegt und den Eingang zu den Auslassen 40 abdeckt, kommt es durch das Gleiten und Abdecken dieses radialen Lochs zu einem formschlüssigen Verschluss.In summary, a preferred embodiment of the valve 10 fits in the same area as a prior art check valve. The material moves downstream between the screw flights due to the rotation of the screw until it hits the valve 10. When it reaches the valve 10, the material enters the two inlet holes 30 on either side of the valve 10 and moves to the second bore 32. The material pushes the piston 60 to a downstream position so that part of the upstream entrance to outlet 40 is exposed. The material follows the outlet channel 40 until it exits via the valve 10 into collection area 6, which communicates with the downstream end of piston 60. After the collection area 6 has been filled with the selected volume, the screw 2 stops rotating. After the previously molded part is removed from the mold, the forward stroke begins and the piston 60 is moved to an upstream position where the path between the inlet 30 and outlet 40 is blocked. The piston 60 can be pre-closed prior to injection if the back pressure on the screw is maintained for a moment. The force acting on the downstream piston surface 60d is greater than the force acting on the smaller, upstream piston surface 60a, even though the pressures are equal. Therefore, the piston 60 moves upstream and closes the entrance 46. As the piston moves upstream and covers the entrance to the outlets 40, a positive closure occurs by sliding and covering this radial hole.

Obwohl bevorzugte Ausführungen der Erfindung in der oben stehenden ausführlichen Beschreibung beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungen beschränkt ist, sondern dass zahlreiche Umgestaltungen, Abwandlungen und der Austausch von Teilen und Elementen möglich sind, die in den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.Although preferred embodiments of the invention are described in the above detailed description and illustrated in the accompanying drawings, it is to be understood that the invention is not limited to the embodiments disclosed, but that numerous modifications, variations and substitutions of parts and elements are possible, all of which fall within the scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims

1. Check valve (10) for an injection molding machine, comprising

- a head portion of a cylinder (8) with a collection area (6) for guiding an injection molding compound downstream of the check valve (10), the check valve (10) comprising a frame (12) slidably engaged with the cylinder (8), the frame (12) being attached at its rear end to a conveyor screw (2),

- at least one flow channel (2) which leads from the rear end of the frame (12) to the collection area (6) and guides the injection molding compound, and

- an independent piston (60) which is movable relative to the frame (12), whereby the flow channel (32) can be closed,

characterized in that

the piston (60) comprises a piston main body (60a) for guiding the piston (60) in the frame (12) and a sealing portion (60b) intended to occupy the flow channel (32) when the piston (60) moves into the closed position, the piston main body (60a) having a larger diameter than the sealing portion (60b) and the piston (60) being secured inside the frame (12) by a closure (16).

2. Check valve (10) according to claim 1, characterized by a first bore (34) which is arranged in the frame (12) for guiding the piston (60), is in flow connection with the collection area (6), has a larger diameter than the flow channel (32), is arranged downstream of the flow channel (32) and which is in contact with it.

3. Check valve according to claim 2, characterized in that the closure (16) has a central opening which connects the first bore (34) with the collection area (6).

4. Check valve according to at least one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the surface area (60d) of the piston main body (60a) is larger than the surface area (60c) of the sealing section (60b) of the piston (60).

5. Check valve according to at least one of the preceding claims 2 to 4, characterized in that the frame (12) further comprises at least one inlet (30) which forms a material feed to the flow channel (32) and at least one outlet (40) which directly connects the flow channel (32) to the collection area (6), the outlet (40) being arranged downstream of the inlet (30).

6. Check valve according to at least one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the flow channel (32) is arranged coaxially to the longitudinal axis of the cylinder head section (8).

7. Check valve according to at least one of the preceding claims 2 to 5, characterized in that the first bore (34) is arranged coaxially to the longitudinal axis of the cylinder head section (8).

8. Check valve according to one of the preceding claims, characterized in that the first bore (34) and the flow channel (32) have a generally cylindrical shape.

9. Check valve according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one outlet (40) has a substantially curved course or is angled by an angle of less than 90º from the flow channel (32) to the collecting area (6).

10. Check valve according to at least one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the piston (60) is dimensioned such that it slides into the closed end position when equal pressures act on its upstream surface (60c) and its downstream surface (60d).

11. Check valve according to one of the preceding claims 1 to 10, characterized in that the frame (12) is formed in one piece with the conveyor screw (2).

12. Check valve for an injection molding machine, comprising

- at least one flow channel (32) which leads from the rear end of the frame (12) to the collection area (6) for conducting injection molding compound, and

- an independent piston (61) which is movable relative to the frame (12), whereby the flow channel (32) can be closed,

characterized in that

- the frame (12) has a first outer diameter and a second outer diameter,

- the piston is an outer piston (61) with an inner and an outer diameter and has a downstream protruding region (61d) and an upstream protruding region (61a), the downstream protruding region (61d) being larger than the upstream protruding region (61a),

- the flow channel (32) comprises a material flow passage with an inlet (30) and an outlet (40), the outer piston (61) being slidable around the frame (12) between a position in front of the inlet (30) and a position occupying the inlet (30) when the piston (61) moves to the closed position and

- further comprising a retaining pin (62) attached to the frame (12) to limit the forward movement of the piston (61).

13. A method for injection molding material fed through a check valve (10) according to any one of the preceding claims, wherein the check valve (10) is mounted on a screw (2) and the valve and the screw are provided in a cylinder (8) on an axis, the method comprising the following steps:

a) collecting a certain volume of material in the collection area (12) downstream of the valve (10) in the cylinder (8) by rotating the screw (2);

b) pre-closing the flow channel (32) in the valve (10) by stopping the rotation of the conveyor screw (2), advancing the conveyor screw (2) and therefore the check valve (10) in the direction of the collection chamber (6) and therefore moving the piston (60) into its upstream position with the aid of the pressure prevailing across the front opening of the closure (16) in the valve before the injection molding of the injection molding compound begins;

c) injection molding the specific volume of injection molding compound through a nozzle located downstream of the collection area (6) by further advancing the screw (2) in the downstream direction;

d) Returning the screw (2) to its upstream position, whereby the valve is retracted to decompress the determined volume of material in the collection area (6) before a further step (a).