DE69516488T2 - An der Vorderseite montiertes Anschnittventil - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft Heisskanalventile und insbesondere solche, die zur Kühlung von deren Bewegungsmechanismus während des Betriebes des Ventils bestimmt sind.
• Heisskanalventile können entsprechend dem Verfahren zum Schliessen des Einspritzangusses des Formhohlraums in zwei Typen eingeteilt werden. Diese Typen umfassen einen thermisch geschlossenen und einen mechanisch geschlossenen Anguss. Die vorliegende Erfindung betrifft mechanische oder ventilgesteuerte Schliessmechanismen zur Verwendung in Mehrfachhohlraum- oder Hochkavitationsformen und Formsystemen wie auch Formen mit einem einzigen Hohlraum. Typischerweise ist ein ventilgesteuerter Betätigungsmechanismus eine einheitliche Vorrichtung, die an einem Ventilschaft oder an einer anderen allgemein bekannten Angussverschlusskomponente befestigt ist. Dementsprechend benötigen Betätigungsvorrichtungen mit einem Ventilschaft typischerweise ein beträchtliches Mass an Raum innerhalb einer Formplatte. Als Folge dieses hohen Raumbedarfs werden Formen entwickelt, die zu gross sind für typische Spitzgiessmaschinen, was wegen der Notwendigkeit der Verwendung grösserer und grösserer Mengen von Materialien zur Herstellung einer grösseren Form zur Aufnahme des Mechanismus zu erhöhten Kosten führt.
• Ein derartiges Szenario ergibt sich typischerweise, wenn ein ventilgesteuertes Heisskanalsystem für eine Mehrfach- oder Stapelform gewünscht wird. Die meisten ventilgesteuerten Betätigungsmechanismen benötigen viel Raum, der besser für eine Gehäuseanordnung mit einer gegenüberliegenden Einspritzdüse verwendet würde. Dies ist der Fall für typische mechanisch betätigte geschlossene Angussmechanismen und typische thermisch aktivierte geschlos sene Angussmechanismen. Beim Vergleich zweier derartiger Mechanismen ist es naheliegend, dass der mechanisch geschlossene Anguss im allgemeinen wesentlich grösser ist als der thermisch geschlossene Anguss. Dementsprechend wäre es vorteilhaft, ein mechanisch betätigtes geschlossenes Angusssystem mit einer mit thermisch geschlossenen Angusssystemen vergleichbaren Grösse zu gestalten.
• Das deutsche Patent Nr. 1133880 zeigt eine zur Befestigung am Ende eines Extruders einer Spritzgiessmaschine geeignete Düse. Der Betätigungsmechanismus zur Bewegung des Ventilschaftes in hin- und hergehender Art ist dargestellt als Ringkolben, wobei eine unter Druck stehende Flüssigkeit als Bewegungskraft verwendet wird. Wie bei allen kolbenbetätigten Stellgliedern ist es erforderlich, elastische Dichtungen vorzusehen, die dazu dienen, Druckverluste in den unter Druck stehenden Kammern auf beiden Seiten des Kolbens zu verhindern, so dass die maximale Kraft auf den Kolben übertragen wird.
• Zusätzlich kann der Leckverlust der unter Druck stehenden Flüssigkeit zur Verschwendung von Energie oder Flüssigkeit, zu unerwünschter Lärmentwicklung, zu Feuergefahr und zu unerwünschten Kühleffekten auf die angrenzenden Transportkomponenten für die heisse Schmelze führen. Die elastischen Dichtungen müssen für diese Düsenausgestaltung eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen.
• Kunststoffführende Ausrüstungen, wie beispielsweise die im deutschen Patent beschriebene, müssen oft bei über 260ºC (500ºF) liegenden Temperaturen arbeiten. Elastische Dichtungen, die in einer derartigen Umgebung die gewünschten Zeitperioden überdauern können, sind entweder nicht erhältlich oder erfordern die Verwendung einer komplexeren, mehrteiligen Kolbenanordnung. Zusätzlich sind derartige Dichtungen prohibitiv teuer und sind über ausgedehnte Zeitperioden nicht 100% dicht. Obschon das deutsche Patent das Verfahren der Kolbendichtung nicht zeigt oder beschreibt, wird angenommen, dass es an den oben diskutierten Problemen der Dichtung und des Leckverlustes leidet.
• Das U. S. Patent Nr. 4082226 zeigt einen anderen ventilgesteuerten Betätigungsmechanismus. Es wird ein ringförmiger Kolben von komplexer und sperriger Gestalt verwendet, welcher viele Teile umfasst, die hohe Herstellungskosten und mühsame Zusammensetzzeit erfordern. Die Kolbendichtungen müssen notwendigerweise sehr hohen Temperaturen widerstehen, damit ein anhaltender Betrieb neben dem heissen Mittelteil der Düse möglich ist. Die wegen ihrem Verhältnis von Höhe zu Durchmesser sehr sperrige Kolbengestalt ist anfällig auf Verkanten und Festklemmen, falls eine der Kolbenstangen 50 infolge von Kleben oder Reibung einen Gleitwiderstand zeigt. Ebenso muss, wie aus Fig. 7 des Patents ersichtlich, der Ventilschaft 66 die Auslassbohrung 71 treffen, um die Bewegung des Schaftes zu stoppen. Ein derartiger Kontakt kann zu unerwünschtem Verschleiss und möglicherweise zur Beschädigung der Bohrung und des vorderen Düsenteils führen.
• Das U. S. Patent Nr. 4443178 zeigt ein kompaktes Verfahren zur Betätigung eines Ventilschaftes unter Verwendung einer Feder, wie in Fig. 8 gezeigt. Dieses Verfahren baut jedoch auf den Druck des Kunststoffes, um den Ventilschaft zurückzustossen, und der Federdruck ist nicht einfach einstellbar bezüglich der gewünschten Kraft oder Zeit des Schaftes zur Schliessung des Angusses. Ein unter Druck stehender Kolben ist weit besser bezüglich seiner Fähigkeit, die Kraft der Stange einfach zu variieren sowie die Betätigung des Schaftes zu gestatten, während der Druck im System immer noch vorhanden ist, oder das verzögerte Schliessen des Schaftes, sogar nachdem der Druck entwichen ist.
• Das U. S. Patent Nr. 4832593 zeigt ein dem vorstehend genannten Patent ähnliches Design, wobei die Bewegungsmittel, in diesem Fall ein Luftkolben, keine ringförmige Gestalt hat. Der Kolben ist fest und auf der Mittelachse und direkt hinter dem Düsengehäuse positioniert. Da der Kolben in dem zum Fördern der Kunststoffschmelze zum Düsengehäuse verwendeten geheizten Körper sitzt, erfordert er einen Kolbenring aus Gusseisen als Dichtungsvorrichtung, um den hohen Temperaturen zu widerstehen. Derartige dynamische Metallauf Metall- Dichtungen führen inhärent nicht zu einem 100%igen Wirkungsgrad der Dichtung und sind dadurch nicht imstande, zu ermöglichen, dass der maximale Versorgungsdruck auf die Kolbenfläche wirkt. Ebenso kann aus Fig. 1 ersehen werden, dass der Düsenkörper notwendigerweise einen viel grösseren Durchmesser aufweist als die Düse selbst, und die axiale Länge der Düse und des Düsenkörpers zusammen wegen dem für den Kolbenaufbau benötigten inneren Raum erweitert ist.
• Die EP-A-0449452 und EP-A-0086963 offenbaren mechanisch betätigte ventilgesteuerte Spritzgiesssysteme, welche einen sich hin- und herbewegenden, innerhalb eines Gehäuses angeordneten Ventilschaft aufweisen.
• Alle der oben zitierten Patente sind nicht geeignet zur Verwendung innerhalb eines Spritzgiessformrahmens, insbesondere nicht in einer Form, in der zur Maximierung des Produktionsausstosses aus dem Formwerkzeug die Abstände zwischen Formhohlräumen eng sind. Sie ermöglichen auch nicht die Ausgestaltung einer Mehrfach- oder Stapelform mit einem minimalen Abstand bei geöffneter Form, die mit Standardspritzgiessmaschinen kompatibel ist. Der Stand der Technik offenbart auch nicht eine geeignete Gestalt eines Kolbenzusammenbaus oder einer Kolbendichtung, welche Leckverluste, Verschleiss oder Abnützung in einer sehr heissen Umgebung überwindet.
• Es besteht deshalb beim Spritzgiessen ein Bedürfnis nach einem mechanisch betätigten ventilgesteuerten System, welches selbstkühlend und raumsparend ist.
Zusammenfassung der Erfindung
• Das hauptsächliche Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines raumsparenden, mechanisch betätigten ventilgesteuerten Systems.
• Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines mechanisch betätigten ventilgesteuerten Systems, welches zur Verminderung des Verschleisses von hitzeempfindlichen Teilen selbstkühlend ist.
• Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines mechanisch betätigten ventilgesteuerten Systems, mit welchem Schweisslinien verhindert werden können.
• Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines mechanisch betätigten ventilgesteuerten Systems, welches ein Bewegungsmittel aufweist, das zur Erzielung einer raumsparenden Gestalt bezüglich des Düsengehäuses koaxial angeordnet ist.
• Und noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines ventilgesteuerten Systems, welches wegen seiner raumsparenden Gestalt für Stapelformanordnungen besonders geeignet ist.
• Die vorstehend genannten Ziele werden erreicht durch das erfindungsgemässe ventilgesteuerte Heisskanalsystem gemäss vorliegender Erfindung, welches durch die Merkmale von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.
• Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
• Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Kolben im wesentlichen zylinderförmig und weist eine Wand mit einem an das Düsengehäuse angrenzen den inneren Durchmesser auf. Die Wand umfasst eine darin angeordnete Öffnung, die zur Aufnahme eines Anschlags zum Begrenzen des Kolbenhubes angepasst ist. Bei derselben Ausführungsform, und während der Öffnung des Ventilsystems, weist der Kolbenhub eine Distanz auf, welche den Ventilschaft im wesentlichen aus dem Fliessweg des Spritzgiessmaterials entfernt, so dass keine Schweisslinien gebildet werden. Diese Ausführungsform umfasst auch Mittel zur Schaffung einer Dichtung zwischen dem Kolben und der Verteilerplatte, wobei das Mittel zum Kühlen auch zum Kühlen der Mittel zur Schaffung einer Dichtung angepasst ist.
• Die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen dargelegt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente beschreiben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• - Fig. 1 ist eine von oben betrachtete Querschnittsansicht des ventilgesteuerten Systems gemäss vorliegender Erfindung.
• - Fig. 2 ist eine querschnittliche Ansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1.
• - Fig. 3 ist eine von oben betrachtete querschnittliche Ansicht des ventilgesteuerten Systems gemäss vorliegender Erfindung, gezeigt in der Offenstellung.
• - Fig. 4 ist eine von oben betrachtete querschnittliche Ansicht des ventilgesteuerten Systems gemäss vorliegender Erfindung, verwendet bei einer Stapelformanordnung.
• - Fig. 5 ist eine von oben betrachtete querschnittliche und teilweise geschnittene Ansicht einer anderen Ausführungsform zum Kühlen des ventilgesteuerten Systems gemäss vorliegender Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
• Unter ausführlicher Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine von oben betrachtete querschnittliche Ansicht des ventilgesteuerten Heisskanalsystems gemäss vorliegender Erfindung, allgemein mit 10 bezeichnet. Das ventilgesteuerte System 10 umfasst allgemein einen Ventilschaft 12, eine Buchse 13, ein zylindrischer Kolben 14 und ein Düsengehäuse 16. Das System 10 ist angepasst zur Anordnung innerhalb einer Formplatte, wie der Verteilerplatte 18, welche zwischen der hinteren Verteilerabschlussplatte 20 und der Formplatte 22 eingeklemmt ist.
• Die Verteilerplatte 18 umfasst eine Bohrung 24 zur Aufnahme des ventilgesteuerten Systems 10 der vorliegenden Erfindung. Die Bohrung 24 hat einen Durchmesser für die gleitende Aufnahme der äusseren Oberfläche des zylindrischen Kolbens 14. Die innere Oberfläche des zylindrischen Kolbens 14 umgreift gleitend die äussere Oberfläche der zylindrischen Buchse 13, und das Düsengehäuse 16 ist koaxial innerhalb der Buchse 13 angeordnet. Das Düsengehäuse 16 erstreckt sich von der Oberfläche 26 der an die Formplatte 22 angrenzenden Verteilerplatte 18 nach aussen und erstreckt sich teilweise in die Formplatte 22.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ist das Düsengehäuse 16 im wesentlichen ein längliches stabförmiges Teil mit einem Basisteil 23, der zur Befestigung im Innern der Verteilerplatte 18 angepasst ist. Das Düsengehäuse 16 kann auf Wunsch ein einteiliges Gussteil sein, kann jedoch auf Wunsch auch aus mehr als einem Teil bestehen.
• Das Düsengehäuse 16 umfasst mindestens einen Kanal 28, vorzugsweise zwei wie in Fig. 2 gezeigt, die sich durch dieses erstrecken und mit dem im Heisskanalverteiler 31 angeordneten Schmelzefliesskanal 30 in Verbindung stehen. Der Kanal 28 erstreckt sich im wesentlichen über die Länge des Düsengehäu ses 16 und konvergiert mit dem Kanal 32, der in Längsrichtung im Düsengehäuse 16 verläuft und den Ventilschaft 12 führt. Der Kanal 28 und der Ventilschaftkanal 32 konvergieren gegen das an die Formplatte 22 angrenzende Ende der Düse 16. Wenn sich der Ventilschaft in der geschlossenen Position wie in Fig. 1 gezeigt befindet, blockiert das Ende des Ventilschaftes 12 den Fluss von Spritzgiessmaterial durch den Kanal 28 und in den Ventilschaftkanal 32. Befindet sich jedoch der Ventilschaft 12 in der zurückgezogenen Position wie in Fig. 3 gezeigt, kann das Spritzgiessmaterial durch den Kanal 28 in den Ventilschaftkanal 32 fliessen, welcher ebenfalls in die Formplatte 22 führt. Nach dem Schliessen des Ventils erstreckt sich der Ventilschaftkanal 32 zu einer Position, die verhältnismässig nahe bei der Spritzgiessangussöffnung 33 liegt, wodurch eine genaue Zentrierung des Ventilschaftes in der Angussöffnung sichergestellt und übermässiger, durch Biegen oder Nachgeben des Ventilschaftes während dem Schliessen des Ventilschaftes verursachter Verschleiss vermieden wird.
• Die Betätigung des Ventilschaftes 12 durch eine Hin- und Herbewegung zum Öffnen und Schliessen des Fliessweges des Spritzgiessmaterials vom Kanal 28 in den Ventilschaftkanal 32 wird erreicht über die gleitende Bewegung des Kolbens 14 gegenüber der Buchse 13. Der Kolben 14 wird in Bewegung gesetzt mittels Druckluft, die in Öffnungen 34 und 36, welche sich durch die Formverteilerplatte 18 erstrecken und in fluider Verbindung mit der äusseren Oberfläche des zylindrischen Kolbens 14 stehen, geleitet. Zwischen der Bohrung 24 und der Buchse 13 ist ein ringförmiger Raum 38 für die darin erfolgende Bewegung des Kolbens 14 angeordnet. Um die Flüssigkeit gegen die äussere Oberfläche des Kolbens zu leiten, ist jedoch der Kolben notwendigerweise nicht von vollzylindrischer Gestalt.
• Der Kolben ist im wesentlichen von ringförmiger Gestalt und umfasst eine erste und eine zweite Wanddicke, wobei die erste Wanddicke an den Enden des Kolbens 14 im wesentlichen die Hälfte der Weite des ringförmigen Raumes 38 aufweist und die Wand im Mittelteil des Kolbens 14 im wesentlichen die gleiche Weite wie der ringförmige Raum aufweist, so dass der zentrale Teil der Bohrung 24 gleitend anliegt. Die unterschiedlichen Weiten bilden die Wände 39a und 39b, auf welche die Flüssigkeit oder Luft geleitet werden kann. Wenn Druckluft in die Öffnungen 34 und 36 geleitet wird, wird die Luft in den nicht vom Kolben 14 belegten ringförmigen Raum geleitet. Um das ventilgesteuerte System in die in Fig. 1 gezeigte geschlossene Form zu bringen, wird Luft in die Öffnung 34 gegen die Wand 39a geleitet, und um das ventilgesteuerte System in die in Fig. 3 gezeigte offene Position zu bringen, wird Luft in die Öffnung 36 gegen die Wand 39b geleitet.
• Da der Kolben von ringförmiger Gestalt ist, kann er bei gleichem Luftdruck bei einem gegebenen äusseren Durchmesser nicht die gleiche Kraft entwickeln wie ein voller Kolben. Um eine gleiche Kraft zu entwickeln, muss der Luftdruck folglich erhöht werden. Alternativ kann der äussere Durchmesser des ringförmigen Kolbens vergrössert werden, um die gleiche Kraft bei gleichem Luftdruck, wie er für volle Kolben verwendet wird, zu erzeugen. Ein derartiger Anstieg im Durchmesser führt nicht zu einem untragbaren grossen oder raumbeanspruchenden Kolben, der typischerweise eine Vergrösserung des äusseren Durchmessers von nur etwa einem Drittel des Durchmessers eines vollen Kolbens erfordert. Im Vergleich zum Stand der Technik ergibt sich mit der vorliegenden Erfindung insgesamt eine im wesentlichen kompaktere Anordnung.
• Der Kolben 14 umfasst auch eine Reihe von Dichtungen 40a und 40b sowie 42a und 42b, wobei die Dichtungen 40a und 40b zwischen der äusseren Oberfläche des Kolbens 14 und der Bohrung 24 und die Dichtungen 42a und 42b zwischen der inneren Oberfläche des Kolbens 14 und der Buchse 13 angeordnet sind. Die Dichtungen funktionieren so, dass sie einen Druckaufbau im ringförmigen Raum 38 an jedem Ende des Kolbens 14 ermöglichen, um diesen durch den ringförmigen Raum zum Öffnen und Schliessen des ventilgesteuerten Systems zu bewegen. Aufgrund der Konstruktion der Buchse 13 und ande ren, unten diskutierten Kühlungsmerkmalen können die Dichtungen 40a und 40b sowie die Dichtungen 42a und 42b typischerweise O-Ringdichtungen sein, die keine speziellen Materialien zum Standhalten bei hohen Temperaturen erfordern.
• Der Ventilschaft 12 bewegt sich hin- und her durch das Düsengehäuse 16 über ein mechanisches Zusatzteil zwischen Kolben 14 und Ventilstange 12. Dieses ist ein Quersteg 44, der sich vom Kolben 14 einwärts durch eine Öffnung 46 in der Buchse 13 und in einem Hohlraum 48 im Düsengehäuse 16 erstreckt. Während der Bewegung des Kolbens 14 durch den ringförmigen Raum 38 wird auch der Quersteg 44 durch die Öffnung 46 und den Hohlraum 48 bewegt, und aufgrund der Verbindung des Steges 44 mit dem Ventilschaft 12 wird dieser mit der Bewegung des Kolbens 14 bewegt. Innerhalb des Hohlraumes 48 ist eine Kappe 50 am Quersteg befestigt und zur Anlage an eine Rückwand 52 (siehe Fig. 1) nach einem vollständigen Öffnungstakt des Kolbens angepasst, wie in Fig. 3 gezeigt. Zurückkommend auf Fig. 1 ist der Kolben 14 auf einen Hub "A" begrenzt, der im wesentlichen die Grösse der Öffnung 46 und die Länge des Raumes zwischen der Kappe 50 und der Rückwand 52 aufweist. Der Hub "A" ist für eine Distanz ausgelegt, dass der Ventilschaft 12 im wesentlichen aus dem Fliessstrom des Kanals oder der Kanäle 28 herausbewegt wird, so dass eine Schweissnaht vermieden wird.
• Die koaxial zum Düsengehäuse 16 angeordnete Buchse 13 bewirkt die Führung des an das Düsengehäuse 16 angrenzenden Kolbens 14 und bewirkt auch die zentrale Ausrichtung des Düsengehäuses 16 innerhalb der Bohrung 24 durch die Formverteilerplatte 18. Vorzugsweise ist die Buchse 13 aus einem Material mit niedrigen Wärmeleiteigenschaften wie beispielsweise Keramik gebildet. Durch die Verwendung eines Materials mit niedriger Wärmeleitfähigkeit kann die im Düsengehäuse 16 des Systems 10 entwickelte Wärme auf den Bereich des Düsengehäuses begrenzt werden. Da das die Buchse umfassende Material die Wärme nicht gut leitet, wird die Wärme nicht vom Düsengehäuse 16 auf den äusseren Bereich, der den Kolben 14, die Dichtungen 40 und 42 sowie den ringförmigen Raum 38 umfasst, weitergeleitet. Wegen dieser Eigenschaft der Buchse 13 können die Dichtungen 40 und 42, wie oben erwähnt, aus einem Material gefertigt sein, welches im wesentlichen nicht hitzebeständig sein muss.
• Durch die Konstruktion der Buchse 13 aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit arbeiten die Kolbendichtungen 40 und 42 bei niedrigeren Temperaturen und funktionieren über eine längere Zeitdauer. Ein Temperaturerniedrigung von 28ºC (50ºF) kann ausreichend sein, um es den Dichtungen zu ermöglichen, während einer derart erweiterten Zeitdauer zu arbeiten. Um diese Erniedrigung zu erreichen, wird die Buchse aus Materialien wie beispielsweise Keramik oder aus einer Titanlegierung gefertigt. Diese Materialien besitzen eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 15 kcal/m hr ºC (10BTU/ft hr ºF), was für allgemein verwendete Stähle typisch ist, und vermindern hierbei die Temperatur der Dichtungen auf geeignete Werte.
• Während der Verarbeitung von gewissen Spitzgiessmaterialien oder Kunststoffen durch das ventilgesteuerte Heisskanalsystem 10 können kleinste Mengen von Nebenprodukten der Kunststoffverarbeitung den Ventilschaftkanal 32 hinaufwandern. Für diesen Fall ist ein Drainagekanal 54 vorgesehen, der in einen freien Luftraum führt, wie derjenige zwischen dem Heisskanalverteiler 31 und der Verteilerplatte 18. In diesem Raum haben die Nebenprodukte genügend Raum um sich zu sammeln, bevor eine periodische Reinigung erforderlich wird. Zusätzlich können die Nebenprodukte daran gehindert werden, weiter die Ventilschaftbohrung hinauf zu wandern und den Betrieb des Kolbens 14 und des Steges 44 zu erschweren.
• Eine vorteilhafte Anwendung des oben beschriebenen Systems ist in Fig. 4 für den Einsatz mit einer Stapelformausführung gezeigt. Die Einfachheit dieser Ausgestaltung im Vergleich zum oben erwähnten Stand der Technik kann leicht durch Nachprüfung der Figuren der vorliegenden Erfindung erkannt werden. Die Raumeinsparungen, welche die kompakte Gestalt des Systems der vorliegenden Erfindung anbietet, ermöglichen es einer Stapelform, in engere Höchstmasse zu passen, was eine grössere Flexibilität und Leistungsfähigkeit auf der Produktionsebene der Spritzgiessmaschine ermöglicht. Auch wegen der Verkürzung des Abstandes zwischen gegenüberliegenden Hohlraumangussöffnungen 33 bei Stapelformen erlaubt die neue Ausgestaltung engere Abstände zwischen den Formhohlräumen im Vergleich zum Stand der Technik. Die Hohlräume können um ein leicht grösseres Mass als der Gesamtdurchmesser der Düsengehäuseanordnung selbst beabstandet sein.
• Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt, wobei die Mittel zum Halten der Mittel für die Hin- und Herbewegung in einem gekühlten Zustand Kühlkanäle umfassen. Die Kühlkanäle sind zwischen der Formverteilerplatte und der Buchse 213 angeordnet. Demzufolge wird an verschiedenen Punkten entlang der Länge des Düsengehäuses 216 ein Kühlmittel in eine Öffnung 271 durch einen Kanal 272 und in einen ringförmigen Raum 238 zwischen der Verteilerplatte 218 und der Buchse 230 eingeführt. Die Flüssigkeit wird von der anderen Seite des Düsengehäuses 216 durch einen Kanal 274 entfernt. Auf diese Weise kann eine direktere Kühlung der Dichtungen 276 erreicht werden.
• In den in den Fig. 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen wird das System vorzugsweise von vorne, d. h. von der durch die Frontfläche 26 definierten Seite in der Verteilerplatte 18 installiert. Auf diese Weise kann die Düsenanordnung von der Fläche 26 der Verteilerplatte 18 her eingesetzt werden. Der an die Frontfläche 26 angrenzende Teil der Düsenanordnung kann auf Wunsch aus zwei Teilen bestehen, auf Wunsch jedoch auch aus einem einzigen Teil. Dieses Merkmal gestattet einen einfacheren Unterhalt, falls erforderlich, da die Platten 18 und 20 für den Zugang zur oder die Entfernung der Düsenanordnung von der hinteren Fläche getrennt werden müssen. Dementsprechend kann bei diesem Design der Verteiler zwischen den Formplatten bleiben und muss nicht demontiert werden.
• Im Betrieb und um das ventilgesteuerte System von der geschlossenen Stellung von Fig. 1 in die offene Stellung von Fig. 3 zu bewegen, wird Druckluft in die Öffnung 36 gegen die Wand 39b des Kolbens 14 eingeführt. Die Druckluft bewirkt die Bewegung des Kolbens 14 durch den ringförmigen Raum 38, bis die Kappe 50 auf die Wand 52 des Hohlraumes 48 im Düsengehäuse 16 trifft. An diesem Punkt wird der Ventilschaft 12 aus der Angussöffnung 33 wie in Fig. 3 gezeigt zurückgezogen und das Spritzgiessmaterial kann durch den Kanal oder die Kanäle 28 und in das Ende des Ventilschaftkanals 32 eingeführt werden. Dementsprechend wird das Spritzgiessmaterial in die Ventilangussöffnung 33 und in die Form geleitet. Da das Spritzgiessmaterial zügig durch den Kanal oder die Kanäle fliessen muss, wird das Düsengehäuse 16 zur Aufrechterhaltung der Viskosität geheizt.
• Die aus dem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit aufgebaute Buchse bewirkt, dass die im Düsengehäuse 16 erzeugte Wärme auf den das Düsengehäuse 16 umgebenden Bereich begrenzt ist und die Wärme nicht nach aussen zum Kolben 14 leitet wird. Demzufolge werden die Dichtungen 42a und 42b nicht durch die Hitze erwärmt und haben so eine längere Lebensdauer. Zudem müssen keine speziellen und teuren Dichtungen, die hohen Temperaturen widerstehen können eingesetzt werden. Wenn bei der Verwendung der Buchse 13 die Ausführungsform von Fig. 5 eingesetzt wird, bei der das Kühlmittel durch Kühlkanäle geführt wird, wird das Kühlmittel während und nach der Einführung des Spritzgiessmaterials in das Düsengehäuse durch die Kanäle geführt, um den Kolben und die Dichtungen bei einer verhältnismässig kühlen Temperatur zu halten.
• Der hauptsächliche Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines raumsparenden mechanisch betätigten ventilgesteuerten Systems. Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines mechanisch betätigten ventilgesteuerten Systems, welches zur Verminderung des Verschleisses wärmeempfindlicher Teile selbstkühlend gestaltet ist. Noch ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines mechanisch betätigten ventilgesteuerten Systems, mit welchem Schweisslinien verhindert werden können. Noch ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines mechanisch betätigten ventilgesteuerten Systems, welches zur Schaffung einer raumsparenden Gestalt ein koaxial zum Düsengehäuse angeordnetes Bewegungsmittel aufweist. Und noch ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines ventilgesteuerten Systems, welches wegen der raumsparenden Gestalt des Systems besonders für Stapelformanordnungen geeignet ist.
• Es ist offensichtlich, dass gemäss vorliegender Erfindung eine verbesserte Ventilsteuerung geschaffen wurde, welche den vorstehend genannten Zielen, Mitteln und Vorteilen vollständig entspricht. Obschon die Erfindung in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist offensichtlich, dass viele Alternativen, Modifikationen und Variationen im Lichte der vorstehenden Beschreibung einleuchtend sind. Dementsprechend sind all jene Alternativen, Modifikationen und Variationen, die in den Schutzbereich der zugehörigen Ansprüche fallen, eingeschlossen.

Claims (14)

1. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem, welches Schmelze aus einem Schmelzekanal in einen Formhohlraum leitet, umfassend:

- wenigstens ein zur Anordnung in einer Verteilerplatte (18) angepasstes Gehäuse (16), wobei das Gehäuse eine Angussöffnung (33) umfasst, die angepasst ist, um an den Formhohlraum angrenzend angeordnet zu werden, und ein sich durch dieses erstreckendes und mit jenem Schmelzekanal (30) für die Leitung der Schmelze zur Öffnung in Verbindung stehendes Kanalmittel (28);

- einen innerhalb des Gehäuses (16) angeordneten, hin- und herbewegbaren Ventilschaft (12);

- Mittel (14) für die Hin- und Herbewegung der an das Gehäuse angrenzend angeordneten Kolbenstange (12) zum Öffnen und Schliessen der Angussöffnung (33); und

- Mittel zum Halten der Mittel für die Hin- und Herbewegung in einem Zustand verminderter Betriebstemperatur, wobei jene Mittel zum Halten eine an die Mittel für die Hin- und Herbewegung angrenzende Buchse (13) umfassen, wobei jenes Gehäuse (16) koaxial innerhalb jener Buchse (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jene Buchse (13) wenigstens eine Öffnung (36) oder einen Rückschnitt aufweist, und ein Zusatzteil (44) zwischen dem Mittel (14) für die Hin- und Herbewegung und des Ventilschaftes (12) umfasst, welches sich durch jene Öffnung (46) oder in jenen Rückschnitt in der Buchse (13) erstreckt.

2. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach Anspruch 1, wobei das Mittel für die Hin- und Herbewegung einen Kolben (14) umfasst, der angepasst ist, um mittels eines durch eine komprimierte Flüssigkeit erzeugten Hubes angetrieben zu werden, wobei der Kolben koaxial bezüglich des Gehäuses (16) angeordnet ist.

3. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach Anspruch 2, wobei der Kolben (14) eine erste, an das Gehäuse (16) angrenzende und eine zweite an die Verteilerplatte (18) angrenzende angepasste Oberfläche umfasst.

4. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach Anspruch 3, wobei eine Dichtung zwischen dem Kolben (14) und dem Mittel (13) zum Halten gebildet wird, und eine Dichtung angepasst ist, um zwischen dem Kolben (14) und der Verteilerplatte (18) gebildet zu werden.

5. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Kolben (14) Mittel zum Begrenzen umfasst, welche zur Zusammenarbeit mit dem Gehäuse (16) zum Beenden des Hubes angepasst sind.

6. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach Anspruch 5, wobei der Kolben (14) im wesentlichen zylinderförmig ist und eine innere, an das Gehäuse angrenzende Oberfläche aufweist, und das Gehäuse (16) einen durch eine Wand (52) definierten Hohlraum (48) umfasst, wobei das Mittel zum Begrenzen einen Steg (44) enthält, der sich vom Kolben (14) weg und in den Hohlraum (48) erstreckt, wobei der Steg einen Teil (50) umfasst, der zur Anlage an der Wand (52) zum Begrenzen des Kolbenhubes angepasst ist.

7. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Kolbenhub ausreichend ist, um im wesentlichen den Ventilschaft (12) aus dem Fliessweg der Schmelze zu entfernen, so dass keine Schweisslinien gebildet werden.

8. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Mittel (14) für die Hin- und Herbewegung Mittel (40a, b) zur Bildung einer zwischen dem Mittel für die Hin- und Herbewegung und der Verteilerplatte (218) angeordneten Dichtung umfasst, wobei das Mittel (213) zum Halten auch angepasst ist, um die Mittel (276) zur Bildung einer Dichtung zu kühlen.

9. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach Anspruch 8, wobei die Mittel (42a,b) zur Bildung einer Dichtung auch zwischen dem Mittel (14) für die Hin- und Herbewegung und dem Mittel (13) zum Halten angeordnet sind.

10. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach Anspruch 9, wobei die Buchse (13) zwischen dem Mittel (14) für die Hin- und Herbewegung und dem Gehäuse (16) angeordnet ist, und die Buchse aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von weniger als 15 kcal/m hr ºC (10 BTU/fr hr ºF) gebildet ist, so dass eine wesentliche Menge der Wärme vom Gehäuse nicht über die Buchse übertragen wird und im wesentlichen von den Mitteln (40a, b; 42a, b) zur Bildung einer Dichtung getrennt ist.

11. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach Anspruch 10, wobei das Buchsenmaterial Keramik oder eine Titanlegierung ist.

12. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei das Mittel (13) zum Halten weiter einen zwischen dem Kolben (14) und dem Gehäuse (16) angeordneten Luftraum (38) umfasst.

13. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, enthaltend zwei Sätze von Elementen, jeder Satz umfassend ein Gehäuse (16), eine sich hin- und herbewegenden Ventilschaft (12), Mittel (14) für die Hin- und Herbewegung und Mittel (13) zum Halten, wobei die beiden Sätze in einer Stapelformanordnung einander gegenüber liegend angeordnet sind und einen gemeinsamen Schmelzekanal teilen.

14. Ventilgesteuertes Heisskanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Verteilerplatte (18) eine an einen Verteiler (31) angrenzende hintere Fläche und eine Frontfläche (26) umfasst, wobei das Gehäuse (16) und das Mittel (13) zum Halten angepasst sind, um in der Verteilerplatte (18) angeordnet zu werden und aus der Verteilerplatte durch die Frontoberfläche (26) entfernbar ist, um einen einfachen Zugang zum Gehäuse (16), dem Mittel zum Halten des Ventilschaftes (12) und dem Mittel (14) für die Hin- und Herbewegung zu ermöglichen.