DE69509699T2

DE69509699T2 - Ventilanschnittsystem vom Typ Rücken-an-Rücken

Info

Publication number: DE69509699T2
Application number: DE69509699T
Authority: DE
Inventors: Alan N. Mcgrevy
Original assignee: Caco Pacific Corp
Current assignee: Caco Pacific Corp
Priority date: 1994-04-13
Filing date: 1995-02-13
Publication date: 1999-09-23
Anticipated expiration: 2015-02-14
Also published as: EP0677370B1; DE69530619D1; EP0677370A1; EP0893226B1; DE69530619T2; US5478230A; EP0893226A3; EP0893226A2; DE69509699D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und zum Einspritzen des Fluids (z. B. Kunststoffschmelze) in Formmulden für das Herstellen von Artikeln, die eine der Form der Formmulden entsprechende Form haben. Speziell bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Einleiten des Fluids durch einen einzigen Einlaß und zum simultanen Einspritzen des Fluids in mehrere Kavitäten in einer Form durch mehrere Angüsse. Die Erfindung bezieht sich speziell auf eine Vorrichtung zum Anordnen von Angußpaaren und Kolben zum Steuern des Fluidflusses durch die Angüsse, in einer fluchtenden Rücken-an-Rücken-Wirkbeziehung, wie in der EP-A-0 374 353 beschrieben.
Fluide, wie z. B. Kunststoffmaterialien werden in die verschiedensten Konfigurationen geformt. Das Fluid wird durch eine Heizvorrichtung und Vorrichtung zum Einspritzen des Fluids in die Formmulden hin durchgeführt. Wenn das Fluid erstarrt, formt es einen Artikel mit einer Form, die der Form der Formmulden entspricht. Es ist wichtig, daß das Fluid erhitzt wird, bevor es in die Formmulden eingespritzt wird, um sicherzustellen, daß das Fluid sehr leicht in die Formmulden hineinfließt und diese vollständig füllt bevor es erstarrt.
Einspritzvorrichtungen, die z.Zt. in Gebrauch sind, produzieren Artikel gleicher Konfiguration zu Tausenden. Aus diesem Grunde ist es wichtig, die Artikel so schnell wie möglich herzustellen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das Einspritzen von Fluid in mehrere Kavitäten gleichzeitig von einer einzigen Heiz- und Einspritzvorrichtung zu verbessern. Das Problem des Bereitstellens einer solchen Vorrichtung ergänzt sich um das Resultat der Schwierigkeit zum Bereitstellen einer solchen Vorrichtung ohne Fluidleckage, wenn die Vorrichtung durch die Heizelemente in der Vorrichtung zum Erhitzen des Fluids erwärmt wird.
Dieses Ziel wird durch eine Einspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht.
Die Erfindung stellt ein Angußpaar und die Kolben zum Steuern des Fluids zu den Angüssen in einer fluchtenden Rücken-an-Rücken-Wirkbeziehung in solch einer Vorrichtung bereit, um die Anzahl der Kavitäten zu verdoppeln, während die Kavitäten kompakt verbleiben. In solch einer Anordnung fließt Fluid (z. B. Kunststoffschmelze) durch einen der Kanäle in eine Richtung in der fluchtenden Wirkbeziehung, und Fluid würde durch die Angüsse in der Vorrichtung zu den einzelnen Kavitäten in einer Form fließen.
Um die Größe der Fluideinspritzvorrichtungen zu minimieren und die Anzahl der Kavitäten, die gleichzeitig Fluid (z. B. Kunststoffschmelze) von einer einzelnen Einspritzvorrichtung aufnehmen, zu erhöhen, ist es vorteilhaft, einen einzigen Einlaß zum Einleiten des Fluids bereitzustellen und für den gleichzeitigen Fluidfluß durch mehrere Kanäle und dann zu mehreren Angüssen zu sorgen. In solch einer Vorrichtung sind die Kanäle und Kolben zum Steuern des Fluidflusses durch die Kanäle zu den Angüssen in einer fluchtenden Rücken-an-Rücken-Wirkbeziehung paarweise angeordnet.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Verteiler in einem Paar von vorgespannt schließenden Formplatten in einer vorgespannten Wirkbeziehung angeordnet. Fluid, das durch den Verteiler fließt, wird durch eine erste Heizeinrichtung erwärmt. Das Fluid wird dann auf mehrere Kanäle in dem Verteiler aufgeteilt. Paare der Kanäle haben eine fluchtende Rücken-an-Rücken-Wirkbeziehung. Ein Zylinder zwischen jedem Paar der fluchtenden Kanäle hält ein Kolbenpaar in der fluchtenden Wirkbeziehung.
In einem anderen Ausführungsbeispiel weist jeder Kolben des Kolbenpaares Kolbeneinheiten in einer ineinandergreifenden Wirkbeziehung mit Kolbeneinheiten an dem anderen Kolben des Kolbenpaares auf. Jedes Kolbenpaar ist durch ein Druckfluid (z. B. ein Gas wie Druckluft) zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar. In der ersten Stellung sorgt jeder Kolben für den Fluidfluß (z. B. eine Kunststoffschmelze) durch einen der Kanäle. Ein erstes Heizelement erwärmt das Fluid (z. B. eine Kunststoffschmelze), das durch die Kanäle fließt. Ein zweites Heizelement erwärmt das Fluid, das durch die Angußkanäle fließt.
Fluid (z. B. eine Kunststoffschmelze) wird an einer Leckage zwischen dem Verteiler und den Formplatten gehindert, selbst wenn Temperaturänderungen in dem Verteiler aufgrund des Erwärmens des Fluids auftritt. Dieses wird gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels durch ein Zungenpaar erreicht, von denen eine stabil und die andere nachgiebig ist, die sich von dem Verteiler zu der Formplatte erstrecken. Auf diese Weise tritt das Fluid, das in den Verteiler durch einen Einlaß einfließt, durch mehrere (z. B. 8) Auslässe ohne Leckage aus, nachdem es in den Kanälen und den Angüssen erwärmt wurde.
In den Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine Draufsicht der Vorrichtung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Vorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 3 ist eine unvollständige, teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung, die in Fig. 1 und 2 gezeigt ist;
Fig. 4 ist eine unvollständige Schnittdarstellung ähnlich der Fig. 2 und zeigt ein Paar fluchtender Rücken-an-Rücken-Kolben in einer geöffneten Stellung zum Durchleiten von Fluid zu zugehörigen Angüssen und zeigt zusätzlich Kanäle zum Aufnehmen von Fluid, wie z. B. Druckluft, zum Bewegen der Kolben zum Schließen der Angüsse;
Fig. 5 ist eine unvollständige, vergrößerte Ansicht ähnlich der in Fig. 4 und zeigt das Paar der fluchtenden Rücken-an-Rücken-Kolben in einer geschlossenen Stellung zum Verhindern, daß Fluid zu den zugehörigen Angüssen passiert und sie zeigt ebenso Kanäle zum Aufnehmen des Fluids, wie z. B. Druckluft, zum Bewegen der Kolben zum Schließen der Angüsse;
Fig. 6 ist eine Seitenansicht und zeigt die fluchtenden Rücken-an-Rücken-Kolben und Kanäle zum Aufnehmen des Fluids, wie z. B. Druckluft, zum Öffnen der Angüsse;
Fig. 7 ist eine vergrößerte, unvollständige Vorderansicht eines der Kolben in der Vorrichtung;
Fig. 8 ist eine unvollständige, vergrößerte Seitenansicht ähnlich der Fig. 3 und zeigt zusätzlich im Detail den Fluidkanal in der Vorrichtung, die die Erfindung einsetzt;
Fig. 9 zeigt eine Anordnung zum Bereitstellen einer Dichtung zwischen einer Düse und Verteilern in der Vorrichtung gegen Fluidleckage, wenn die Verteiler kalt sind; und
Fig. 10 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 9 und zeigt die Anordnung der Fig. 9 zum Bereitstellen der Dichtung zwischen der Düse und dem Verteiler gegen Fluidleckage, wenn der Verteiler durch die Wärme des Heizelements erwärmt ist.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, die eine Ausführungsform dieser Erfindung einsetzt, ist generell mit 10 bezeichnet. Das Ausführungsbeispiel umfaßt Formplatten 12 (Fig. 2), die durch Schrauben 14 miteinander verbunden sind, und einen Hauptverteiler 15 (Fig. 2) und Nebenverteiler 16, in den Formplatten 12 angeordnet sind. Der Hauptverteiler 15 und die Nebenverteiler 16 sind in den Formplatten 12 vorgespannt, um die Formplatten und sich gegenseitig in einer fest gegeneinander gepreßten Stellung zu halten. Die Formplatten 12, der Hauptverteiler 15 und die Nebenverteiler 16 können als Gehäuse verstanden werden.
Ein Einlaß 18 ist in einem Angußstab 19 in einer der Nebenverteiler 16 und dem Hauptverteiler 15 angeordnet, um Fluid von einer Quelle (nicht gezeigt) aufzunehmen. Das Fluid wird dann von dem Einlaß 18 zu mehreren Kanälen 20a, 20b, 20c und 20d überführt. Das Fluid wird dann von jedem der Kanäle 20a, 20b, 20c und 20d zu einem anderen Kanalpaar weitergeleitet. Zum Beispiel wird das Fluid in dem Kanal 20b zu einem anderen Kanalpaar 22a und 22b (Fig. 3) überführt. Jeder der Kanäle, wie z. B. die Kanä le 22a und 22b, sind in einer Einspritzdüse, wie z. B. einer Einspritzdüse 23, angeordnet. Auf diese Weise wird das Fluid, das durch den einzigen Einlaß 18 eintritt, in mehrere (z. B. 8) Kanäle, wie z. B. die Kanäle 22a und 22b, überführt. Die Anzahl der Kanäle in der Gesamtheit kann jegliche gewünschte Anzahl sein und größer als acht (8) angenommen werden. Das Fluid, das von den Kanälen, wie z. B. die Kanäle 22a und 22b, fließt, kann in die Formhohlräume in der Form (nicht gezeigt) eingespritzt werden. Jeder der Formhohlräume weist eine individuelle Form zum Herstellen von Artikeln gleicher Form auf.
Heizelemente 24 (Fig. 1 und 2) sind angeordnet, um das Fluid (z. B. Kunststoffschmelze) in den Kanälen 20a, 20b, 20c und 20d zu erwärmen. Heizelemente 26 sind angeordnet, um das Fluid in den Kanälen, wie z. B. die Kanäle 22a und 22b, zu erwärmen. Die Heizelemente 26 können in einer Montageeinrichtung angeordnet sein, um das Entnehmen der Heizelemente aus der Montageeinrichtung zu erleichtern, wenn die Heizelemente abgenutzt oder defekt sind. Solch eine Heizelementmontageeinrichtung ist offenbart und beansprucht in der Anmeldung mit der Nr. 08/186,281, die durch Alan McGrevey am 24. Januar 1994 mit dem Titel "Heizelement für Spritzgießen" eingereicht und auf den Anmelder dieser Anmeldung übertragen wurde. Die Heizelemente 24 können eine Temperatur, die gleich oder verschieden von der der Heizelemente 26 ist, erzeugen.
Eine Anzahl von Elementen kann umfaßt sein, um den Hauptverteiler 15 und die Nebenverteiler 16 sicher relativ zueinander und zu den Formplatten 12 zu positionieren. Zum Beispiel könnte ein Ring 28 (Fig. 2), der aus einem geeigneten Material, wie z. B. Stahl, hergestellt ist, als Mittenzentrierer und Druckring zwischen der Formplatte 12 und dem Hauptverteiler 15 vorgesehen sein. Dübelstifte 30 (Fig. 1) können zum Anordnen des Hauptverteilers 15 relativ zu den Formplatten 12 und zum Verhindern des Drehens des Hauptverteilers relativ zu den Formplatten vorgesehen sein. Dübel 32 können vorgesehen sein, um den Nebenverteiler 16 relativ zu dem Hauptverteiler 15 anzuordnen. Die Dübel 32 hindern den Nebenverteiler 16 am Verdrehen relativ zu dem Hauptverteiler 15 und stellen sicher, daß die Kanäle 20a, 20b, 20c und 20d in dem Hauptverteiler und den Nebenverteilern ausreichend fluchten. Dübel 34 (Fig. 2) ordnen die Auslässe, wie z. B. die Auslässe 22a und 22b, sicher an.
Zylinderkörper 38 (Fig. 2) sind in dem Hauptverteiler 15 angeordnet. Die Zylinderkörper 38 sind hohl, um eine Kammer zum Aufnehmen von Kolben 40 und zum Bewegen in dieser Kammer zu definieren. Zum Beispiel sind die Kolben 40a und 40b bewegbar in der Kammer in dem Zylinderkörper 38 angeordnet, wie in Fig. 1 gezeigt. Ein Paar von Kolbeneinheiten ist, z. B. durch Schrauben 44, an jedem der Koben 40 und 40b angebracht. Zum Beispiel sind die Kolbeneinheiten 42a und 42b (Fig. 1 und 2) an dem Kolben 40a und ein Paar der Kolbeneinheiten 42c und 42d (Fig. 1) an dem Kolben 40b angebracht.
Die Kolbeneinheiten 42a und 42b sind diametral gegenüberliegend zueinander sowie die Kolbeneinheiten 42c und 42d angeordnet. Jedoch sind die Kolbeneinheiten 42a und 42b um 90º winkelversetzt zu den Kolbeneinheiten 42c und 42d angeordnet. In dieser Weise sind die Kolbeneinheiten 42a und 42b in einer ineinandergreifenden oder ineinandergesteckten Wirkbeziehung mit den Kolbeneinheiten 42c und 42d angeordnet. Dieses stellt eine kompakte Anordnung zwischen den Kolbeneinheiten 40a und 40b und den Kolbeneinheiten 42c und 42d bereit. Darüber hinaus hindert die ineinandergesteckte oder ineinandergreifende Stellung die Kolben 40a und 40b am Rotieren relativ zueinander. Dieses stellt eine Bewegung der Kolben 40a und 40b nur in einer fluchtenden Rücken-an-Rücken-Wirkbeziehung bereit.
Die Kolben, wie z. B. die Kolben 40a und 40b, sind mit Fangmuttern, wie z. B. Fangmutter 46 (Fig. 2) versehen, welche auf den Kolben schraubbar ist. Die Fangmuttern, wie z. B. die Fangmutter 46, haben einen ersten Bereich (z. B. 46a für den Kolben 40a) von größerem Durchmesser und haben einen zweiten Bereich (z. B. 46b für den Kolben 40a) von reduziertem Durchmesser. Ventilstifte, wie z. B. Ventilstift 48 (Fig. 2 und 8) erstrecken sich durch zentrisch angeordnete Löcher in den Fangmuttern, wie z. B. der Fangmutter 46. Die Ventilstifte, wie z. B. Ventilstift 48, sind bewegbar in den zugehörigen Kolben, wie z. B. Kolben 40b, verbunden.
Die Kolben, wie z. B. der Kolben 40, und die Ventilstifte, wie z. B. Ventilstift 48, haben zwei Stellungen. In einer Stellung schließen die Kolben, wie z. B. der Kolben 40, die Angüsse an dem Ende der Kanäle 22a und 22b für den Durchtritt des Fluids (z. B. Kunststoffschmelze) zu den Formmulden. Dieses tritt auf, wenn der Bereich 46a des größeren Durchmessers der Kappe 46 den zugehörigen Kanal 20a, 20b, 20c und 20d schließt.
Die geschlossene Stellung ist in Fig. 5 gezeigt. In einer zweiten Stellung öffnen die Kolben die Kanäle, wie z. B. die Kanäle 22a und 22b, für den Fluiddurchtritt. Dieses geschieht, wenn der Bereich 46b von reduziertem Durchmesser der Kappe 46 die zugehörigen Kanäle öffnet. Die geöffnete Stellung ist in Fig. 4 gezeigt.
Buchsen, wie z. B. Buchse 50 (Fig. 2), umgeben den Ventilstift, wie z. B. den Ventilstift 48. Die Buchsen, wie z. B. die Buchse 50, begrenzt die Bewegung des Ventilstiftpaars, wie z. B. Ventilstift 48, in einer fluchtenden Wirkbeziehung. Die Buchsen, wie z. B. die Buchse 50, kann aus einem geeigneten Material hergestellt sein, wie z. B. Karbid. Unterlagsscheiben, wie z. B. Unterlagsscheibe 53 (Fig. 2 und 8), sind an den Köpfen der Ventilstifte, wie z. B. Stift 48, angeordnet. Die Dicke der Unterlagsscheiben, wie z. B. Unterlagsscheibe 53, kann variiert werden, so daß die Stellung der Ventilstifte, wie z. B. der Ventilstift 48, nicht eingestellt werden muß. Anstelle oder zusätzlich zu den Unterlagsscheiben 53 können Federn, wie z. B. Federscheiben 51 (Fig. 7), bereitgestellt werden, um den Abstand zwischen den Ventilstiften, wie z. B. Ventilstift 48, und den zugehörigen Kolben einzustellen.
Zylinderabdeckplatten, wie z. B. Zylinderabdeckplatten 54 (Fig. 4 und 5), sind an dem Zylinder 38 durch Schrauben 55 angebracht. Die Abdeckplatten, wie z. B. die Abdeckplatten 54, sind mit Öffnungen versehen, um die Kolben, wie z. B. die Kolben 40a und 40b, aufzunehmen. Dübel 57 sind zwischen den Abdeckplatten, wie z. B. die Abdeckplatte 54, und den Nebenverteilern 16 angeordnet, um eine Drehung der Abdeckplatte relativ zu dem Nebenverteiler zu verhindern.
Wie gesehen werden wird, sind die Kolben, wie z. B. die Kolben 40a und 40b in einer fluchtenden Rücken-an-Rücken-Wirkbeziehung angeordnet. Die Kolben, wie z. B. die Kolben 40a und 40b, werden gleichzeitig durch ein Pneumatikfluid, wie z. B. Druckluft, zu entweder der offenen oder geschlossenen Wirkbeziehung bewegt. Der Fluidfluß (z. B. Druckluft) unter Druck, um die Kolben, wie z..B. die Kolben 40a und 40b, zu bewegen, wird durch Kanäle zum Durchführen von Druckluft bereitgestellt. Zum Beispiel sind Luftkanäle, wie z. B. ein Luftkanal 56 (Fig. 6), bereitgestellt, um die Kolben, wie z. B. die Kolben 40a und 40b, zu der geöffneten Wirkbeziehung für den Durchtritt des Druckfluids durch die Kanäle, wie z. B. die Kanäle 22a und 22b, zu bewegen. Die Bewegungen der Kolben 40a und 40b zu der geöffneten Wirkbeziehung sind durch die Pfeile 57 in Fig. 6 angezeigt. Luftkanäle, wie z. B. ein Luftkanal 58, sind vorgesehen, um das Aufbringen von Druckluft in die Kolbeneinheiten, wie z. B. die Kolbeneinheiten 42a, um die Kolben, wie z. B. der Kolben 40a, zu der geschlossenen Wirkbeziehung (Fig. 4) zu bewegen. Ähnlich fließt Druckluft durch die Kanäle, wie z. B. Kanal 60, um einen Druck gegen die Kolbeneinheiten, wie z. B. die Kolbeneinheiten 42b, zum Bewegen der Kolben, wie z. B. der Kolben 40b, zu der geschlossenen Wirkbeziehung aufzubringen.
Dichtungen, wie z. B. eine Dichtung 62 (Fig. 2 und 7), sind zwischen dem Kolben, wie z. B. die Kolben 40a und 40b, und den Zylinderkörpern, wie z. B. die Zylinderkörper 38, vorgesehen. Die Dichtungen, wie z. B. die Dichtungen 62, können aus einem geeigneten Material, wie z. B. einem verstärkten Hochtemperaturkunststoff, hergestellt sein, der als Meldin durch die Furon Corporation of Worcester, Massachusetts, bezeichnet wird. Ein Fluorsiliconmaterial kann ebenso für die Dichtungen, wie z. B. die Dichtungen 62, verwendet werden. O-Ringe, wie z. B. O-Ringe 64, sind zwischen dem Zylinderkörper 38 und dem Hauptverteiler 15 angeordnet. Die O-Ringe, wie z. B. die O-Ringe 64, können aus dem gleichen Werkstoff wie die Dichtungen 62 hergestellt sein.
Ein Luftspalt 65 (Fig. 2) ist zwischen den Formplatten 12 und zwischen dem Hauptverteiler 15 und zwischen den Formplatten 12 und den Nebenverteilern 16 bereitgestellt, um den Hauptverteiler und die Nebenverteiler von den Formplatten zu isolieren. Stopfen 66 erstrecken sich in die Nebenverteiler 16, um die Nebenverteiler zu schließen, so daß das Fluid nur durch die Kanäle, wie z. B. die Kanäle 20a und 20b, in die Nebenverteiler fließt. Die Stopfen 66 sind einstellbar in den Nebenverteilern 16 angeordnet und sind fest durch die Schrauben 67 nach solch einer Einstellung angebracht.
In gleicher Weise sind Stopfen 68 einstellbar in dem Hauptverteiler 15 angeordnet, um den Hauptverteiler zu schließen, so daß das Fluid nur durch die Kanäle, wie z. B. die Kanäle 20a und 20b, in den Hauptverteiler fließt. Nach solch einer Positionseinstellung der Stopfen 68 werden die Schrauben 69 in dem Hauptverteiler 15 angeordnet, um die Stopfen in einer fixierten Stellung zu halten. Die Bereitstellung der Öffnungen, die entsprechend durch die Stopfen 66 und 68 in den Nebenverteilern 16 und dem Hauptverteiler 15 gefüllt sind, unterstützt die Ausbildung der Kanäle, wie z. B. die Kanäle 20a und 20b, in den Nebenverteilern und dem Hauptverteiler.
Vorkehrungen zum Hindern des Fluids an einer Leckage zwischen den Formplatten 12 und der Spritzdüse, wie z. B. die Spritzdüse 23, sind vorgesehen, wenn die Temperatur der Nebenverteiler 16 sich als Ergebnis der Wärme verändert, die durch das in den Kanälen, wie z. B. die Kanäle 20a, 20b, 20c und 20d, und den Kanälen, wie z. B. die Kanäle 22a und 22b, befindliche Fluid übertragen wird. Jede der Vorkehrungen umfaßt ein Zungenpaar 70 und 72 (Fig. 9 und 10). Die Zunge 70 erstreckt sich in einen Hohlraum 74 in eine der Formplatten 12 und weist einen Versatz von einigen wenigen Tausendstel Inch von der Formplatte 12 auf, wenn die Einspritzdüse 23 und die Formplatte 12 kalt sind. Wenn das Fluid in den Angüssen, wie z. B. die Angüsse 22a und 22b erwärmt wird, expandiert die Zunge 70 gegen die Formplatte 12 und stellt eine Dichtung mit der Formplatte her.
Die Zunge 72 ist in dem Hohlraum 74 gegen einen Absatz 76 in dem Hohlraum angeordnet, unabhängig davon, ob die Formplatte 12 und die Einspritzdüse 23 heiß oder kalt sind. In dieser Weise stellt die Zunge 72 eine Dichtung zwischen der Formplatte 12 und der Einspritzdüse 23 her, unabhängig davon, ob die Formplatte 12 und die Einspritzdüse 23 heiß oder kalt sind. Wenn das Fluid in den Auslässen, wie z. B. die Auslässe 22a und 22b, die Spritzdüsen, wie z. B. die Spritzdüse 23, erwärmt, bringt die resultierende federnde Ausdehnung in den Zungen, wie z. B. die Zunge 72, die Zunge dazu, entlang des Absatzes 76 sich zu bewegen, während die Zunge gegen den Absatz gedrückt verbleibt. In dieser Weise halten die Zungen, wie z. B. die Zunge 76, eine Hochdichtung zwischen der Formplatte 12 und den Einspritzdüsen, wie z. B. die Düse 23, aufrecht, wenn die Einspritzdüsen durch Wärme expandieren.
Die Vorrichtung, die diese Erfindung einsetzt, hat verschiedene wichtige Vorteile. Sie stellt das Einleiten von Fluid in den Einlaß 18, das Erwärmen des Fluids während der Bewegung des Fluids durch die Kanäle 20a, 20b, 20c und 20d in der Vorrichtung und gleichzeitigen Fluidfluß durch mehrere Kanäle, wie z. B. die Kanäle 22a und 22b bereit. Sie stellt die Anordnung der Kanalpaare in einer fluchtenden Rücken-an-Rücken- Wirkbeziehung bereit. Sie stellt ebenso die Anordnung eines Kolbenpaars 40a und 40b zum Steuern der Bewegung des Fluids durch die Kanalpaare in der fluchtenden Rücken-an-Rücken-Wirkbeziehung in einem einzigen Zylinderkörper 38 bereit.
Die Vorrichtung, die diese Erfindung umfaßt, stellt weiter die Anordnung und Bewegung des Kolbenpaars 40a und 40b in gegenüberliegenden Richtungen in der fluchtenden Rücken-an-Rücken-Wirkbeziehung bereit, um das gleichzeitige Schließen der Kanäle, wie z. B. die Kanäle 20a und 20b, gegen den Fluidfluß (z. B. Kunststoffschmelze) oder das gleichzeitige Öffnen der Kanäle in Richtung des Fluidflusses bereit. Die Vorrichtung, die diese Erfindung verwendet, stellt weiter die Anordnung der Kolben, wie z. B. der Kolben 40a und 40b, in einer kompakten Anordnung in der fluchtenden Wirkbeziehung bereit und hindert die Kolben am Rotieren in dem Zylinder. Dieses wird bereitgestellt durch Anordnen der Kolbeneinheiten, wie z. B. der Kolbeneinheiten 42a und 42b, an dem Kolben 40a in einer diametralen Anordnung und in einer quadratischen Wirkbeziehung zu den diametral angeordneten Kolbeneinheiten 42c und 42d an dem Kolben 40b.
Die Vorrichtung dieser Erfindung ist ebenso konstruiert, um Fluid (z. B. Kunststoffschmelze) an einer Leckage aus der Vorrichtung bei verschiedenen Temperaturen zu hindern. Dieses wird erreicht durch Anordnen der Zungen 70 und 72 an der Einspritzdüse 23 und Erstrecken der Zungen zu der Formplatte 12. Die Zunge 70 dehnt sich gegen die angrenzende Formplatte 12 bei Wärme aus, um die Einspritzdüse gegen die Formplatte und den Verteiler abzudichten. Die Zunge 72 dehnt sich nachgiebig entlang der Formplatte 12 bei Temperaturerhöhung aus, um die Dichtung zwischen der Einspritzdüse 23 und der Formplatte 12 beizubehalten.
Obwohl diese Erfindung offenbart und gezeigt worden ist mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen, sind die involvierten Prinzipien empfänglich für die Verwendung in verschiedenen anderen Ausführungsformen, welche offensichtlich sein werden für auf diesem Gebiet geschulte Personen. Die Erfindung ist deshalb nur, wie angezeigt, begrenzt durch den Bereich der beigefügten Ansprüche.

Claims

1. Spritzgußvorrichtung zum Einspritzen einer erwärmten Kunststoffmasse in Formen, umfassend:

ein Gehäuse,

einen Einlaß (18) zum Bereitstellen eines Kunststoffmassenstroms in das Gehäuse,

einen Verteiler (15, 16) zum Bereitstellen eines Kunststoffmassenstroms in das Gehäuse,

der Verteiler (15, 16) steht mit dem Einlaß (18) in Verbindung und weist eine erste Serie von Kanälen (20a, 20b, 20c, 20d) auf, in welche die Kunststoffmasse von dem Einlaß (18) überführt wird, wobei jeder Kanal (20a, 20b, 20c, 20d) einen Auslaß für die Kunststoffmasse aufweist, und weist zweite Kanäle (20a, 20b) auf, die jeder mit einem Auslaß eines der ersten Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d) verbunden ist.

Heizelemente (24, 26) zum Heizen der erwärmten Kunststoffmasse, wenn diese durch die Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d; 20a, 20b) in dem Gehäuse fließt, Kolben (40a, 40b), die in dem Gehäuse angeordnet sind,

Versorgungseinrichtungen (58, 60), die mit den Kolben (40a, 40b) zusammenarbeiten, und

Ventileinrichtungen (48), die mit den Kolben (40a, 40b) zusammenarbeiten,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Kolben (41a, 40b) mit zugehörigen Kolbeneinheiten (42a, 42b, 42c und 42d) versehen sind, wobei die Kolben (40a, 40b) und die zugehörigen Kolbeneinheiten (42a, 42b, 42c und 42d) in dem Gehäuse in einer fluchtenden Rücken-an- Rücken-Stellung angeordnet sind, so daß der erste der Rücken-an-Rücken- Kolben (40a) in einer ersten und einer zweiten Richtung bewegbar ist und der zweite der Rücken-an-Rücken-Kolben (40b) in einer zweiten und einer ersten Richtung relativ zu dem ersten der Rücken-an-Rücken-Kolben (40a) bewegbar ist, wobei die Versorgungseinrichtungen (58, 60) zum Aufbringen eines Pneumatikdrucks an dem Kolben (40a, 40b) mit dem Kolben (50a, 50b) zusammenarbeiten, um simultan den ersten und den zweiten der Rücken-an-Rücken-Kolben (40a, 40b) in entgegengesetzter Richtung zu bewegen; wobei die Ventileinrichtungen (48) auf die Bewegung der Kolben (40a, 40b) aufgrund des Pneumatikdrucks von den Versorgungseinrichtungen (58, 60) reagieren und eine erste und eine zweite Wirkbeziehung zu den Bewegungen der Kolben (40a, 40b) in der ersten und zweiten Richtung aufweisen, und die in der ersten Beziehung arbeiten, um den erwärmten Kunststoffmassenstrom unter Druck von dem Einlaß (18) durch das Gehäuse bereitzustellen, und wobei ein Paar zweiter Kanäle (22a, 22b), die mit den Kolben (40a, 40b) zusammenwirken, für jeden Auslaß der ersten Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d) bereitgestellt ist.

2. In einer Kombination gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus mehreren voneinander trennbaren Bereichen (12) geformt ist,

Einrichtungen (14, 28, 30) zum Halten der voneinander trennbaren Bereiche des Gehäuses in einer aneinander angrenzenden Anordnung, und

Dichtungselemente, die mit dem Gehäuse zum Verhindern einer Fluid-Leckage zwischen den verschiedenen Bereichen des Gehäuses bei Temperaturverände rungen, die von dem Strom des erwärmten Fluids durch das Gehäuse resultieren, zusammenwirken.

3. In einer Kombination gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der ersten Kolben (40a) fluchtend zu einem einzigen der zweiten Kolben (40b) angeordnet ist,

die ersten Kolben (40a) paarweise angeordnet sind und die zweiten Kolben (40b) paarweise angeordnet sind, wobei jedes Paar der ersten Kolben (40a, 40b) mit einem einzigen Paar der zweiten Kanäle (22a, 22b) zusammenwirkt,

jedes Paar der ersten Kolben (40a) ineinandergreifend mit dem fluchtenden Paar der zweiten Kolben (40b) angeordnet ist.

4. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch

Heizelemente (24) zum Heizen des Fluids in den ersten Kanälen (20a, 20b, 20c, 20d) in dem Gehäuse, und

zusätzliche Heizelemente zum Erwärmen des Fluids in den zweiten Kanälen (22a, 22b) in dem Gehäuse.

5. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Kanal (20a, 20b, 20c, 20d; 22a, 22b) in dem Gehäuse angeordnet ist,

jeder einzelne der zweiten Kanäle (22a, 22b) fluchtend in dem Gehäuse zu einem anderen der zweiten Kanäle (22a, 22b) angeordnet ist,

jeder der Kolben (40a, 40b) in dem Gehäuse angeordnet ist und jeder mit einem einzigen der zweiten Kanäle (22a, 22b) zusammenwirkt und jeder eine erste und zweite Wirkbeziehung aufweist und jeder in eine erste Stellung zum Arbeiten in der ersten Beziehung und jeder in eine zweite Stellung zum Arbeiten in der zweiten Beziehung bewegbar ist, und

der Kolben (40a, 40b), der mit jedem einzelnen der zweiten Kanäle (22a, 22b) zusammenwirkt, zu der ersten und zweiten Stellung in einer entgegengesetzten Richtung von der Bewegung der ersten und zweiten Stellung der Kolben, die mit dem zweiten Kanal (22a, 22b) zusammenwirken, der mit solch einem einzelnen zweiten Kanal (22a, 22b) fluchtend angeordnet ist, bewegbar ist.

6. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (40a, 40b) der fluchtenden Paare ineinandergreifen, um den eingenommenen Platz durch solche Kolben (40a, 40b) zu minimieren und um die Bewegungen solcher Kolben (40a, 40b) nur in der fluchtenden Richtung zu dem zweiten Kanal (22a, 22b) bereitzustellen.

7. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine abnehmbare Fangmutter (46) an jedem der Kolben (40a, 40b) angeordnet ist.

8. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine abnehmbare Abdeckung für die Kolben (40a, 40b), um ein Entnehmen des Kolbens (40a, 40b) aus dem Gehäuse zu unterstützen, wenn die Kolben (40a, 40b) verschlissen sind.

9. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteiler (15, 16) angrenzend aneinander angeordnet sind, um das Gehäuse zu definieren,

jedes Paar der ersten Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d) in einer fluchtenden Rückenan-Rücken-Anordnung angeordnet ist,

jeder Kolben in jedem Paar (40a, 40b) fluchtend zu dem anderen Kolben (40a, 40b) in dem Paar angeordnet ist, und die Kolben in dem Paar sind Rücken-an- Rücken angeordnet.

10. In einer Kombination gemäß Ansprüchen 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar der Kolben (40a, 40b) ineinandergreifend mit einem anderen Paar der Kolben (40a, 40b) in der Rücken-an-Rücken-Anordnung angeordnet ist, um den Raum zu minimieren, der durch das Paar der Kolben (40a, 40b) in der fluchtenden, ineinandergreifenden Rücken-an-Rücken-Anordnung eingenommen ist, und um eine Bewegung solcher ineinandergreifender Kolben-Paare (40a, 40b) nur in Richtungen bereitzustellen, die durch die fluchtende Anordnung repräsentiert werden.

11. In einer Kombination gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Hohlkörper (38) zum Halten der Kolben-Paare (40a, 40b) in der fluchtenden Rücken-an-Rücken-Anordnung, wobei die Kolben-Paare (40a, 40b) in dem Hohlkörper (38) angeordnet sind, um ein Entnehmen der Kolben-Paare (40a, 40b) aus dem Hohlkörper (38) bereitzustellen, wenn das Gehäuse voneinander getrennt wird, ohne die Anordnung der anderen Elemente dieser Kombination zu beeinflussen.

12. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungselemente in dem Gehäuse angeordnet sind und auf Temperaturveränderung in dem Gehäuse reagieren, die durch Veränderung der Temperatur des Fluidstroms durch die Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d; 22a, 22b) resultiert, zum Arbeiten an dem Gehäuse, um eine Fluid-Leckage aus dem Gehäuse zu verhindern.

13. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifende Anordnung zwischen den Kolben-Paaren (40a, 40b) in der fluchtenden Rücken-an-Rücken-Anordnung durch ein erstes Paar der Kolben-Einheiten (42a, 42b) definiert ist, das sich fluchtend von einem der Kolben (40a, 40b) des Paars in einer diametralen Anordnung erstreckt, und durch ein zweites Paar der Kolben-Einheiten (42c, 42d), die sich in fluchtender Rücken-an-Rücken-Anordnung von dem anderen Kolben (40a, 40b) des Paars in einer zweiten diametralen Anordnung erstreckt, die winkelversetzt zu der ersten diametralen Anordnung ist.

14. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungselemente relativ zum Verteiler (16) angeordnet sind, um Dimensionsveränderungen zu kompensieren, die in der fluchtenden Richtung als Resultat der Temperaturveränderungen auftreten, die durch das durch die Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d; 22a, 22b) strömende Fluid erzeugt sind.

15. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Formplatte (12) umfaßt, die von einem Paar von voneinander trennbaren Bereichen geformt ist,

ein Verteiler (15) in der Formplatte (12) angeordnet ist und von voneinander trennbaren Bereichen (15, 16) geformt ist,

der Hohlkörper (38) in dem Verteiler (15) angeordnet ist, und

Einrichtungen (42a, 42b, 42c, 42d) bereitgestellt sind, die die fluchtenden Kolben (40a, 40b) daran hindern, während einer solchen Bewegung in fluchtender Richtung der Kolben (40a, 40b) relativ zueinander zu drehen.

16. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch ein Paar von Fangmuttern (46), die jeweils auf einem einzigen der Kolben (40a, 40b) angeordnet sind und abnehmbar von diesem einen der Kolben (40a, 40b) sind, um ein Entnehmen des einen Kolbens (40a, 40b) aus dem zugehörigen Hohlkörper (38) in dem Verteiler (15) zu unterstützen und um das Einführen eines solchen Kolbens (40a, 40b) in den zugehörigen Hohlkörper (38) in dem Verteiler (15) zu unterstützen.

17. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (15, 16) in bezug auf die Formplatte (12) vorgespannt angeordnet ist,

Dichtelemente zum Verhindern einer Fluid-Leckage aus der Formplatte (12) aufgrund von Temperaturänderungen des Fluids, das durch die Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d; 22a, 22b) in dem Verteiler (15, 16) fließt, vorgesehen sind.

18. In einer Kombination gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtelemente ein Zungen-Paar (72) aufweisen, wobei die eine starr und die andere nachgiebig ist, die sich von dem Verteiler (16) zu der Formplatte (12) erstrecken, um eine Fluid-Leckage von der Formplatte (12) aufgrund von Temperaturänderungen des Fluids, das durch die Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d; 22a, 22b) in dem Verteiler (15, 16) fließt, zu verhindern.

19. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Paar von trennbaren Formplatten (12) aufweist, jeder der Kolben einzeln von dem Gehäuse entfernbar ist, wenn die Formplatten (12) getrennt sind, ohne daß die Positionierung der anderen Elemente der Kombination beeinflußt wird.

20. In einer Kombination gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (40a, 40b) fluchtend zu den Kanälen (20a, 20b, 20c, 20d; 22a, 22b) und relativ zueinander angeordnet sind, um die Kolben (40a, 40b) am Rotieren zu hindern.

21. In einer Kombination gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kolben (40a, 40b) ein Ventil (48) mit einer ersten und einer zweiten Wirkbe ziehung aufweist, die entsprechend der ersten und zweiten Wirkbeziehung der Kolben (40a, 40b) zugeordnet sind,

jedes der Ventile (48) mit einem einzigen der Kanäle (22a, 22b) zusammenwirkt und in der ersten Beziehung arbeitet, um den einen der Kanäle (22a, 22b) entsprechend der Bewegung des Fluids durch die Kanäle (22a, 22b) in der Gehäuseeinrichtung zu öffnen, und in der zweiten Beziehung arbeitet, um den einen Kanal (22a, 22b) gegen die Bewegung des Fluids durch die Kanäle in dem Gehäuse zu schließen,

jeder der Kolben (40a, 40b) ein Ventil (48) umfaßt, das einzeln aus dem Gehäuse entnehmbar ist, wenn die Formplatten (12) getrennt werden, ohne die anderen Elemente der Kombination zu beeinflussen.

22. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kolben (40a, 40b) in dem Hohlkörper (38) angeordnet ist und einzeln von dem Hohlkörper (38) entnehmbar ist, wenn die Formplatten (12) getrennt sind,

der Hohlkörper (38) eine größere Dimensionen aufweist, als die Kolben (40a, 40b) in dem Hohlkörper (38), um das Entnehmen der Kolben (40a, 40b) aus dem Hohlkörper (38) zu unterstützen.

23. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 und 21 bis 22, zur Verwendung mit Formmulden, um Fluid in die Formmulden zu leiten, wobei die Kombination weiter dadurch gekennzeichnet ist, daß

das Gehäuse ein Paar von Formplatten (12) aufweist, die in einer trennbaren und aneinander angrenzenden Beziehung angeordnet sind,

der Verteiler (15, 16) in einer vorgespannten, angrenzenden Beziehung gegen die Formplatten (12) angeordnet ist,

Einlasse sich durch die Formplatten (12) in den Verteiler (15, 16) zum Weiterleiten des Fluids in den Verteiler (15, 16) erstrecken,

Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d; 22a, 22b) in dem Verteiler (15, 16) für den Fluidstrom von den Einlässen (18) durch den Verteiler (15, 16) vorgesehen sind,

Düsen (23) zum Leiten des Fluids aus den Kanälen (20a, 20b, 20c, 20d; 22a, 22b) in die Formmulden vorgesehen sind,

die Kolben (40a, 40b) in dem Verteiler (15) angeordnet sind und eine erste und eine zweite Wirkbeziehung aufweisen, und in der ersten Beziehung arbeiten, um einen Fluidstrom durch die Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d; 22a, 22b) in die Düsen (23) bereitzustellen, und in der zweiten Beziehung arbeiten, um einen Fluidstrom durch die Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d; 22a, 22b) in die Düsen (23) zu verhindern, und

Dichtelemente relativ zu den Düsen (23) und den Formplatten (12) zum Verhindern einer Fluid-Leckage von den Düsen (23) durch die Formplatten (12) aufgrund Temperaturveränderungen des Fluids, das durch die Kanäle (20a, 20b, 20c, 20d; 22a, 22b) fließt, angeordnet sind.

24. In einer Kombination gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (23) mit ersten und zweiten Zungen (70, 72) versehen sind und die ersten Zungen (70) von der Düse (23) im kalten Zustand entfernt angeordnet ist, und gegen die Formplatten (12) aufgrund einer Erhöhung der Temperatur ausgefahren ist, und worin die zweiten Zungen (72) gegen die Formplatten (12) im kalten Zustand gedrückt sind und entlang und gegen die Formplatten 12 aufgrund einer Temperatur-Erhöhung ausfahrbar sind.

25. In einer Kombination gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zunge (72) bereitgestellt ist, welche aufgrund einer Temperatur-Erhöhung des schen den Düsen (23) und der einzelnen Formplatte (12) an zwei voneinander beabstandeten Stellen einer solchen Düse (23) arbeitet.

26. In einer Kombination gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 und 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß Fangmuttern (46) an den Kolben (40a, 40b) angeordnet sind, um ein Trennen der Kolben (40a, 40b) von den Fangmuttern (46) und das Entfernen der trennbaren Kolben (40a, 40b) von dem Hohlzylinderkörper (38) bereitzustellen, ohne die anderen Elemente der Kombination zu beeinflussen, wenn das Paar der Formplatten-Bereiche (12) voneinander getrennt wird.