DE69818784T2

DE69818784T2 - Spritzgiessvorrichtung mit einstellbarer Ventilnadel für mehrschichtige Artikel

Info

Publication number: DE69818784T2
Application number: DE69818784T
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Georgetown Gellert; Helen Mississauga Zhuang
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2018-12-11
Also published as: ATE251540T1; EP0924045A1; BR9805516A; CA2225287A1; EP0924045B1; DE19857056A1; CN1220206A; PT924045E; DE69818784D1; CN1092103C; US5942257A; SG72903A1; CA2225287C; JPH11227006A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der ventilgesteuerten Spritzgießvorrichtungen und insbesondere eine solche Vorrichtung mit einem Dreistellungs-Ventilteil-Betätigungsmechanismus für das Mehrschichtgießen.
Ventilgesteuerte Spritzgießvorrichtungen für die Herstellung von Mehrschicht-Schutzbehältern für Nahrungsmittel oder Vorformlingen für Getränkeflaschen sind wohlbekannt. Häufig werden die Innen- und Außenschichten aus einem Polyethylenterephtalat-ähnlichen (PET-ähnlichen) Material mit einer oder mit mehreren Sperrschichten, die aus einem Material wie etwa aus einem Ethylen-Vinyl-Alkohol-Mischpolymerisat (EVOH) oder aus Nylon bestehen, hergestellt. Zum Beispiel zeigt das US-Patent Nr. 4,657,496 an Ozeki u. a., erteilt am 14. April 1987, einen Betätigungsmechanismus mit einem äußeren Kolben, der sich in einem äußeren Zylinder hin und her bewegt, und einem inneren Kolben, der sich in einem inneren Zylinder hin und her bewegt. Der innere Kolben bewegt das langgestreckte Ventilelement, während der äußere Kolben einen Schaft bewegt, der das langgestreckte Ventilelement umgibt, wobei die Kolben in einem gesteuerten Einspritzzyklus arbeiten, um zum Gießen von Dreischichtprodukten aufeinanderfolgend zunächst das PET und dann das Sperrmaterial einzuspritzen. Während dies für einige Anwendungen ausreichend ist, hat das aufeinanderfolgende Gießen den Nachteil einer relativ langen Zykluszeit.
Außerdem ist ein in dem US-Patent Nr. 4,919,606 an Gellert, erteilt am 24. April 1990, gezeigter Betätigungsmechanismus für ein Ventilelement mit einer Zahnstange und einem Ritzel bekannt. Dieser hatte jedoch zuvor den Nachteil, nur eine geöffnete und eine geschlossene Stellung zu schaffen, was für das Mehrschichtgießen nicht ausreichend ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden durch Schaffen einer ventilgesteuerten Spritzgießvorrichtung für das Mehrschichtgießen mit einem Dreistellungs-Betätigungsmechanismus mit einer Zahnstange und mit einem Ritzel für ein Ventilelement.
Zu diesem Zweck schafft die ventilgesteuerte Spritzgießvorrichtung für das Mehrschichtgießen einen oder mehrere Verteiler und eine oder mehrere beheizte Düsen, die in einer Gießform angebracht sind. Die beheizte Düse besitzt ein hinteres Ende, ein vorderes Ende, einen mittigen Schmelzekanal, der sich zu dem vorderen Ende erstreckt, und einen oder mehrere ringförmige Schmelzekanäle, die sich um den mittigen Schmelzekanal zu dem vorderen Ende der Düse erstrecken. Die beheizte Düse erstreckt sich von dem Verteiler zu einem auf den mittigen Schmelzekanal ausgerichteten und an diesen angrenzenden Anschnitt, der zu einem Hohlraum in der Gießform führt. Ein erster Schmelzedurchlaß von einer ersten Schmelzequelle erstreckt sich durch den Verteiler und durch einen der Schmelzekanäle in der beheizten Düse zu dem ausgerichteten Anschnitt. Ein zweiter Schmelzedurchlaß von einer zweiten Schmelzequelle erstreckt sich durch den Verteiler und durch einen der Schmelzekanäle in der beheizten Düse zu dem ausgerichteten Anschnitt. Ein langgestrecktes Ventilelement mit einem hinteren Ende und mit einem vorderen Ende erstreckt sich durch den mittigen Schmelzekanal in die beheizte Düse. Ein Betätigungsmechanismus mit einer Zahnstange und einem Ritzel bewegt jedes langgestreckte Ventilelement zwischen einer ersten, geschlossenen Stellung, einer zweiten, teilweise offenen Stellung und einer dritten, vollständig offenen Stellung hin und her. Der Betätigungsmechanismus enthält ein Zahnstangenelement mit einer Reihe nach außen gewandter Zähne, das verschiebbar in dem Verteiler aufgenommen ist, damit es in das hintere Ende des langgestreckten Ventilelements eingreift. Ein drehbar angebrachtes Ritzelelement mit einem äußeren Ende und mit einem inneren Ende besitzt mehrere Zähne, die in die Zähne des Zahnstangenelements eingreifen. Der Betätigungsmechanismus enthält außerdem einen vorderen Zylinder, einen hinteren Zylinder, der auf den angrenzenden vorderen Zylinder ausgerichtet ist, einen vorderen Kolben, der in dem vorderen Zylinder sitzt und mit dem äußeren Ende des Ritzelelements verbunden ist, und einen hinteren Kolben, der in dem hinteren Zylinder sitzt. Der hintere Kolben besitzt einen Schaft, der von dem hinteren Zylinder in den vorderen Zylinder vorragt, um zwischen dem vorderen und dem hinteren Kolben wenigstens einen vorgegebenen minimalen Abstand einzuhalten. Eine erste und eine zweite Fluidleitung von einer Fluiddruckzufuhr sind an gegenüberliegenden Seiten des vorderen Kolbens an den vorderen Zylinder angeschlossen, während eine dritte Fluidleitung von der Fluiddruckzufuhr an der hinteren Seite des hinteren Kolbens an den hinteren Zylinder angeschlossenen ist. Beim Anlegen eines Fluiddrucks durch die erste, zweite und dritte Fluiddruckleitung wird das langgestreckte Ventilelement zwischen der ersten geschlossenen Stellung, der zweiten teilweise geöffneten Stellung und der dritten vollständig geöffneten Stellung gemäß einem kontinuierlichen Einspritzzyklus hin und her bewegt. Zunächst wird der Fluiddruck von der ersten Fluidleitung entlastet, während der Fluiddruck von der dritten Fluidleitung angelegt wird, um den hinteren Kolben in eine vorderste Stellung zu bewegen, wobei der Schaft den vorderen Kolben in eine Zwischenstellung bewegt. Dadurch wird das langgestreckte Ventilelement von der ersten, geschlossenen Stellung nach hinten in die zweite, teilweise geöffnete Stellung bewegt, wobei das vordere Ende des langge streckten Ventilelements hinreichend weit zurückgezogen wird, damit die Schmelze von der ersten Schmelzequelle durch den äußeren ringförmigen Schmelzekanal durch die wenigstens eine beheizte Düse und durch den Anschnitt fließen kann. Nach einer kurzen Zeitdauer wird der Fluiddruck von der zweiten Fluidleitung angelegt, um den vorderen Kolben in eine vorderste Stellung zu bewegen. Dadurch wird das langgestreckte Ventilelement nach hinten in die dritte, vollständig geöffnete Stellung bewegt, in der das vordere Ende des langgestreckten Ventilelements hinreichend weit zurückgezogen ist, damit die . Schmelze gleichzeitig von der zweiten Schmelzequelle durch den mittigen Schmelzekanal und durch den Anschnitt fließen kann. Wenn der Hohlraum fast gefüllt ist, wird der Fluiddruck von der zweiten Fluidleitung entlastet und der Fluiddruck von der ersten Fluidleitung angelegt, um den vorderen Kolben in die Zwischenstellung zurückzubewegen, wodurch das langgestreckte Ventilelement in die zweite, teilweise geöffnete Stellung zurückbewegt wird, bis der Hohlraum gefüllt ist. Dann wird der Fluiddruck von der dritten Fluidleitung entlastet, um den vorderen und den hinteren Kolben in die vollständig zurückgezogene Stellung zu bewegen. Dadurch wird das langgestreckte Ventilelement in die erste, geschlossene Stellung bewegt, in der das vordere Ende des langgestreckten Ventilelements in dem Anschnitt sitzt, damit das geschmolzene Teil ausgeworfen werden kann.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden deutlich von der folgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts einer ventilgesteuerten Spritzgießvorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1, die das langgestreckte Ventilelement in der ersten, geschlossenen Stellung zeigt,
3 ist eine ähnliche Ansicht, die das langgestreckte Ventilelement in der zweiten, teilweise offenen Stellung zeigt, und
4 ist eine ähnliche Ansicht, die das langgestreckte Ventilelement in der dritten, vollständig offenen Stellung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In den 1 und 2 ist zunächst ein Abschnitt eines ventilgesteuerten Einzelhohlraum-Spritzgießsystems zum Gießen von Dreischicht-Vorformlingen oder anderer Produkten durch eine Kombination aufeinanderfolgender und gleichzeitiger Einspritzvorgänge zeigt. In einer Öffnung 12 in einer Düsenhalteplatte 14 sitzt eine beheizte Stahldüse 10, die einen Teil der Gießform 16 bildet. Obwohl die Gießform 16 in Abhängigkeit von der Anwendung eine größere Anzahl von Platten umfassen kann, sind in dieser Anwendung zur Erleichterung der Darstellung nur die Düsenhalteplatte 14 und eine Verteilerhalteplatte 18, die durch Bolzen 20 aneinander befestigt sind, sowie eine Hohlraumhalteplatte 22 gezeigt. Die beheizte Düse 10 besitzt ein einteiliges elektrisches Heizelement 24 und einen ringförmigen Schmelzekanal 26, der sich um einen mittigen Schmelzekanal 28 erstreckt. Die beheizte Düse 10 besitzt einen Kranzabschnitt 30, der von dem kreisförmigen Sitz 32 aufgenommen wird, der sich um die Öffnung 12 erstreckt. Dadurch wird die beheizte Düse 10 mit ihrem mittigen Schmelzekanal 28 angeordnet, der sich ausgerichtet auf einen Anschnitt 34 erstreckt, der sich durch einen gekühlten Anschnitteinsatz 36 in einem Hohlraum 38 erstreckt. Außerdem wird dadurch ein isolierender Luftzwischenraum 40 zwischen der beheizten Düse 10 und der sie umgebenden Gießform 16, die durch Kühlwasser, das durch die Kühlleitungen 42 gepumpt wird, gekühlt wird, geschaffen. Wie im Stand der Technik bekannt ist, erstreckt sich der Hohlraum 38 bei der Herstellung von Getränkevorformlingen zwischen einem Hohlraumeinsatz 44 und einem Gießformkern 46.
Die beheizte Düse 10 besitzt ein vorderes Ende 48 und ein hinteres Ende 50, das an die vordere Seite 52 eines beheizten Stahlverteilers 54 angrenzt. In dieser Einzelhohlraum-Ausführung, die häufig als eine Probe vor der Herstellung eines vollständigen Mehrhohlraumsystems verwendet wird, besitzt der beheizte Verteiler 54 einen vorderen Plattenabschnitt 56 und einen hinteren zylinderförmigen Abschnitt 58, die mit Bolzen 60 aneinander befestigt sind. In anderen Ausführungen für das Einzelhohlraumgießen besteht der Verteiler 54 insgesamt aus einem Stück. In anderen Ausführungen für das Mehrhohlraumgießen zweier Materialien mit verschiedenen Temperatureigenschaften sind zwei Verteiler vorhanden, wobei sich einer vor dem anderen erstreckt. Der Verteiler 54 wird durch ein einteiliges elektrisches Heizelement 62 beheizt. Der Verteiler 54 ist mit einem Gießform-Anordnungsring 64, der durch die Schrauben 65 mit der Verteilerhalteplatte 18 verbunden ist, an seiner Stelle befestigt. Der beheizte Verteiler 54 ist mit einem Paßstift 68 genau fixiert, wobei sich zwischen ihm und der angrenzenden gekühlten Gießform 16 ein isolierender Luftzwischenraum 70 befindet.
Ein langgestrecktes Stahlventilelement 72 erstreckt sich von dem mittigen Schmelzekanal 28 nach hinten in ein Langloch 74 in dem hinteren Abschnitt 58 des Verteilers 54. Das langgestreckte Ventilelement 72 besitzt ein in dem Anschnitt 34 eingepaßtes vorderes Ende 76 und ein hinteres Ende 78, in das der unten beschriebene Betätigungsmechanismus 80 mit einer Zahnstange und mit einem Ritzel eingreift. Das langgestreckte Ventilelement 72 ist durch eine mittige Bohrung 82 in einer Ventilbuchse 84 eingepaßt, die sich von der beheizten Düse 10 nach hinten in einen Paßsitz 86 in dem vorderen Plattenab schnitt 56 des Verteilers 54 erstreckt. Von dem Sitz 86 erstreckt sich ein Sickerloch 88, um Schmelzegase oder ätzende Gase, die durch die Reibung von dem in der Bohrung 82 hin und her laufenden langgestreckten Ventilelement 72 entstehen können, zu entlüften. Das langgestreckte Ventilelement 72 erstreckt sich außerdem nach hinten durch eine ausgerichtete Bohrung 90 in dem vorderen Plattenabschnitt 56 des Verteilers 54 und durch eine ausgerichtete mittige Bohrung 92 in einer weiteren Buchse 94, die fest in dem Verteiler 54 sitzt.
In dieser Ausführung nimmt ein erster Schmelzedurchlaß 96 die Schmelze durch einen ersten Einlaß 98 auf, wobei sich der Schmelzedurchlaß 96 durch den beheizten Verteiler 54 und durch die beheizte Düse 10 erstreckt und, wie gezeigt ist, vor der Ventilbuchse 84 in den ringförmigen Schmelzekanal 26 mündet. Wie gezeigt ist, nimmt ein zweiter Schmelzedurchlaß 100 die Schmelze durch einen zweiten Einlaß 102 auf, wobei sich der zweite Schmelzedurchlaß 100 durch den vorderen Plattenabschnitt 56 des beheizten Verteilers 54 und der beheizten Düse 10 erstreckt und, wie gezeigt ist, vor der Ventilbuchse 84 in den mittigen Schmelzekanal 28 mündet und sich um das langgestreckte Ventilelement 72 in den Anschnitt 34 erstreckt. Ein isolierender und elastischer Abstandshalter 66 nimmt den Maschinendruck von dem zweiten Einlaß 102 auf. Wie unten ausführlicher erläutert wird, fließt die Schmelze von dem ersten Einlaß 98 somit durch den ringförmigen Schmelzekanal 26 um die Schmelze von dem zweiten Einlaß 102, die durch den mittigen Schmelzekanal 28 fließt, zu dem Anschnitt 34.
Wie außerdem in 2 gezeigt ist, enthält der Betätigungsmechanismus 80 für ein Ventilelement ein Zahnstangenelement 104, das in das Langloch 74 in dem hinteren Abschnitt 58 des Verteilers 54 eingepaßt ist, und ein Zahnstangenelement 106, das sich in das Langloch 74 erstreckt. Das Zahnstangenelement 104 besitzt einen T-förmigen Zwischenraum 108, der in den Kopf 110 des langgestreckten Ventilelements 72 eingreift. Außerdem besitzt das Ritzelelement 104 zwei nach innen gewandte ebene Gleitflächen 112, die an zwei nach außen gewandte Gleitflächen 114 an der Ventilelementbuchse 94 angrenzen, sowie eine Reihe nach außen gewandter Zähne 116. Das Ritzelelement 106 ist drehbar an einem Stift 118 befestigt und besitzt ein äußeres Ende 120, das sich aus dem Langloch 74 heraus erstreckt, und ein inneres Ende 122 mit Zähnen 124, die in die Zähne 116 an dem Zahnstangenelement 104 eingreifen.
Außerdem enthält der Betätigungsmechanismus 80 für ein Ventilelement einen vorderen Zylinder 126, einen hinteren Zylinder 128, der auf den vorderen Zylinder 126 ausgerichtet ist, einen vorderen Kolben 130, der in dem vorderen Zylinder 126 sitzt, und einen hinteren Kolben 132, der in dem hinteren Zylinder 128 sitzt. Wie gezeigt ist, sind die ausgerichteten Zylinder 126, 128 mit einem Stift 136 an einer feststehenden Befestigungsklammer 134 so befestigt, daß sie sich während des Betriebs drehen können. Der vordere Zylinder 126 besitzt erste und zweite Luftleitungen 138, 140, die an den gegenüberliegenden Seiten des vorderen Kolbens 130 angeschlossen sind. Der hintere Zylinder 128 besitzt ein Entlüftungsloch 142, das sich an der vorderen Seite des hinteren Kolbens 132 erstreckt, und eine an der hinteren Seite des hinteren Kolbens 132 angeschlossene dritte Luftleitung 144. Obwohl ein pneumatischer Betätigungsmechanismus 80 gezeigt ist, kann in anderen Ausführungen ein hydraulischer Betätigungsmechanismus verwendet werden. Der vordere Kolben 130 ist durch eine Verbindungsstange 146 mit dem äußeren Ende 120 des Ritzelelements 106 verbunden. Der hintere Zylinder 128 ist kürzer als der vordere Zylinder 126, wobei der hintere Kolben 132 einen Schaft 148 besitzt, der durch eine Bohrung 150 in der Wand 152 in den vorderen Zylinder 126 vorsteht, um zwischen dem vorderen und dem hinteren Kolben 130, 132 wenigstens einen vorgegebenen minimalen Abstand einzuhalten.
Beim Gebrauch ist das Druckgußsystem wie in den 1 und 2 gezeigt zusammengesetzt und wird in der Weise betrie ben, daß es, wie im folgenden beschrieben wird, Dreischicht-Vorformlinge oder andere Produkte mit einer Sperrschicht aus einem Material wie etwa EVOH oder Nylon zwischen zwei Schichten eines PET-ähnlichen Material formt. An das Heizelement 24 in der Düse 10 und an das Heizelement 62 in dem Verteiler 54 wird ein elektrischer Strom angelegt, um sie auf eine geeignete Betriebstemperatur zu erhitzen. An die Kühlleitungen 42 und an den Gießformkern 46 wird Wasser geliefert, um die Gießform 16, den Anschnitteinsatz 36 und den Hohlraum 38 zu kühlen. Ein in dem ersten Einsatz 98 angebrachter erster Einspritzzylinder (nicht gezeigt) spritzt Schmelze, wie etwa ein Polyethylenterephtalat-ähnliches Material (PET), in den ersten Schmelzedurchlaß 96 ein, und ein in dem zweiten Einsatz 102 angebrachter zweiter Einspritzzylinder (nicht gezeigt) spritzt eine weitere, mit Überdruck beaufschlagte Schmelze, die etwa ein Ethylen-Vinyl-Alkohol-Mischpolymerisat (EVOH) oder ein spezielles Nylon ist und ein geeignetes Sperrmaterial bildet, gemäß einem vorgegebenen Einspritzzyklus in den zweiten Schmelzedurchlaß 100. Wie oben erwähnt, werden beim Gießen von Materialien wie etwa jenen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten zwei Verteiler verwendet, wovon einer vor dem anderen angebracht ist und die auf unterschiedliche Temperaturen beheizt werden. Außerdem wird an die Luftleitungen 138, 140, 144 ein gesteuerter Luftdruck von einer Druckzufuhr angelegt, damit das langgestreckte Ventilelement 72 gemäß dem Einspritzzyklus hin und her läuft.
Zunächst wird der Luftdruck von der ersten Luftleitung 138 entlastet und der Luftdruck durch die dritte Luftleitung 144 angelegt, womit der hintere Kolben 132 in eine vorderste Stellung bewegt wird. Der in den vorderen Zylinder 126 vorstehende Schaft 148 bewegt den vorderen Kolben 130 in eine Zwischenstellung, was seinerseits das langgestreckte Ventilelement 72 von einer in 2 gezeigten ersten, geschlossenen Stellung nach hinten in eine in 3 gezeigte zweite, teilweise geöffnete Stellung bewegt. In dieser zweiten Stellung ist das vordere Ende 76 des langgestreckten Ventilele ments 72 hinreichend weit zurückgezogen, damit PET aus dem ersten Schmelzedurchlaß 96 durch den ringförmigen Schmelzekanal 26 in die beheizte Düse 10 fließen kann. Nachdem eine geringe Menge PET in den Hohlraum 38 eingespritzt wurde, wird der Luftdruck durch die zweite Luftleitung 140 angelegt, um den vorderen Kolben 130 in eine vorderste Stellung zu bewegen. Dadurch wird das langgestreckte Ventilelement 72 nach hinten in eine in 4 gezeigte dritte, vollständig geöffnete Stellung bewegt, in der das vordere Ende 76 des langgestreckten Ventilelements 72 hinreichend weit zurückgezogen ist, damit das Sperrmaterial von dem zweiten Schmelzedurchlaß 100 gleichzeitig mit dem durch den ringförmigen Schmelzekanal 26 fließenden PET von dem ersten Schmelzedurchlaß 96 durch den mittigen Schmelzekanal 28 und durch den Anschnitt 34 fließen kann. Das gleichzeitig mit dem PET fließende Sperrmaterial teilt die PET-Strömung in zwei Strömungen und schafft zwischen den zwei äußeren PET-Schichten eine mittige Sperrmaterialschicht.
Wenn der Hohlraum 38 nahezu gefüllt ist, wird der Luftdruck von der zweiten Luftleitung 140 entlastet und der Luftdruck von der ersten Luftleitung 138 angelegt, um den vorderen Kolben 130 in die Zwischenstellung zurückzuziehen, wodurch das langgestreckte Ventilelement 72 in die zweite, teilweise geöffnete Stellung zurückgezogen wird. Dadurch wird das Herausfließen des Sperrmaterials durch den mittigen Schmelzekanal 28 abgeschlossen, so daß nur noch PET von dem ersten Schmelzedurchlaß 96 durch den ringförmigen Schmelzekanal 26 fließen kann, bis der Hohlraum 38 gefüllt ist. Nach einer kurzen Verdichtungsperiode wird der Luftdruck von der dritten Luftleitung 144 entlastet, um die beiden Kolben 130, 132 in ihre vollständig zurückgezogenen Stellungen zu bewegen. Dadurch wir das langgestreckte Ventilelement 72 seinerseits in die in 2 gezeigte erste, geschlossene Stellung bewegt, bei der sein vorderes Ende 76 in dem Anschnitt 34 sitzt, damit sich die Gießform für das Auswerfen öffnen kann. Nach dem Auswerfen wird die Gießform 16 geschlossen und der Zyklus nach jeweils 15 bis 30 Sekunden mit einer Frequenz, die von der Wanddicke und von der Anzahl sowie von der Größe der Hohlräume 38 und von den genauen Gießmaterialien abhängt, kontinuierlich wiederholt.
Obwohl die Beschreibung für die ventilgesteuerte Spritzgießvorrichtung mit einem Dreistellungs-Betätigungsmechanismus für ein Ventilelement mit einer Zahnstange und mit einem Ritzel anhand einer zweckmäßigen Ausführung gegeben wurde, können selbstverständlich verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er vom Fachmann verstanden und in den folgenden Ansprüchen definiert ist. Beispielsweise wurde die Beschreibung des Dreistellungs-Betätigungsmechanismus für das Dreischichtgießen mit einem einzigen Verteiler gegeben, während der Betätigungsmechanismus aber ebenfalls mit einer Vorrichtung mit einem getrennten vorderen und hinteren Verteiler verwendet werden kann. Wie in der kanadischen Patentanmeldung der Anmelder mit der lfd. Nr. 2,219,257, eingereicht am 23. Oktober 1997, mit dem Titel "Sprue Gated Five Layer Injection Molding Apparatus" gezeigt wurde, kann der Betätigungsmechanismus außerdem für das Fünfschichtgießen mit zwei PET-Schmelzedurchlässen verwendet werden, wobei sich in einem von ihnen ein Ventil befindet. Außerdem kann dieser Dreistellungs-Betätigungsmechanismus in einer Mehrhohlraum-Anwendung verwendet werden, indem für jede beheizte Düse 10 ein getrennter Betätigungsmechanismus bereitgestellt wird.

Claims

Ventilgesteuerte Spritzgießvorrichtung zum Mehrschichtgießen, mit wenigstens einem Verteiler und wenigstens einer beheizten Düse (10), die in einer Gießform angebracht sind, wobei die wenigstens eine beheizte Düse (10) ein hinteres Ende, ein vorderes Ende, einen mittleren Schmelzekanal (28), der sich zu dem vorderen Ende erstreckt, und wenigstens einen ringförmigen Schmelzekanal (26}, der sich um den mittleren Schmelzekanal herum zu dem vorderen Ende der Düse erstreckt, besitzt, wobei sich die wenigstens eine beheizte Düse (10) von dem wenigstens einen Verteiler (54) aus erstreckt und der mittige Schmelzekanal (28) ausgerichtet mit und benachbart zu einem Anschnitt (34) ist, der zu einem Hohlraum (38) in der Gießform führt, einem ersten Schmelzedurchlaß (96) von einer ersten Schmelzequelle, der sich durch den wenigstens einen Verteiler (54) und durch wenigstens einen der Schmelzekanäle (26, 28) in der wenigstens einen beheizten Düse zu dem ausgerichteten Anschnitt (34) erstreckt, einem zweiten Schmelzedurchlaß (100) von einer zweiten Schmelzequelle, der sich durch den wenigstens einen Verteiler (54) und durch wenigstens einen der Schmelzekanäle (26, 28) in der wenigstens einen beheizten Düse (10) zu dem ausgerichteten Anschnitt (34) erstreckt, und einem langgestreckten Ventilelement (72) mit einem hinteren Ende (78) und einem vorderen Ende (76), das sich durch den mittleren Schmelzekanal (28) in die wenigstens eine beheizte Düse (10) erstreckt, wobei die Vorrichtung weiterhin aufweist eine Zahnstangen-Ritzel-Betätigungsvorrichtung (80) zum Hin- und Herbewegen des langgestreckten Ventilelements (72) zwischen einer ersten geschlossenen Stellung, einer zweiten teilweise offenen Stellung und einer dritten vollständig offenen Stellung, wobei die Betätigungsvorrichtung (80) aufweist: (a) ein Zahnstangenelement (1Q4) mit einer Reihe nach außen gewandter Zähne (116), das verschiebbar in dem wenigstens einen Verteiler (54) aufgenommen ist, damit es in das hintere Ende (78) des langgestreckten Ventilelements (72) eingreift, (b) ein drehbar angebrachtes Ritzelelement (106) mit einem äußeren Ende (120) und einem inneren Ende (122), das eine Mehrzahl von Zähnen (114) aufweist, die in die Zähne (116) des Zahnstangenelements eingreifen, und (c) einen vorderen Zylinder (126), einen kürzeren hinteren Zylinder (128), benachbart zu und ausgerichtet auf den vorderen Zylinder, einen vorderen Kolben (130), der in dem vorderen Zylinder sitzt und mit dem äußeren Ende des Ritzelelements verbunden ist, einen hinteren Kolben (132), der in dem hinteren Zylinder sitzt, wobei der hintere Kolben (132) einen Schaft (148) besitzt, der von dem hinteren Zylinder in den vorderen Zylinder vorragt, um zwischen dem vorderen Kolben und dem hinteren Kolben unverbindbar wenigstens einen vorgegebenen minimalen Abstand einzuhalten, eine erste und eine zweite Fluidleitung (138, 140) von einer Fluiddruckeinrichtung, die an gegenüberliegenden Seiten des vorderen Kolbens an den vorderen Zylinder angeschlossen sind, und eine dritte Fluidleitung (144) von der Fluiddruckeinrichtung, die an der hinteren Seite des hinteren Kolbens an den hinteren Zylinder angeschlossen ist, wodurch das Anlegen eines Fluiddrucks durch die erste, zweite und dritte Fluiddruckleitung das langgestreckte Ventilelement (72) zwischen der ersten geschlossenen Stellung, der zweiten teilweise offenen Stellung und der dritten vollständig offenen Stellung gemäß einem kontinuierlichen Einspritzzyklus hin und her bewegt, wobei zuerst der Fluiddruck von der ersten Fluidleitung (138) entlastet wird und der Fluiddruck von der dritten Fluidleitung (144) angelegt wird, um den hinteren Kolben in eine vorderste Stellung zu bewegen, wodurch der Schaft (148) den vorderen Kolben in eine Zwischenstellung bewegt, die das langgestreckte Ventilelement (72) von der ersten geschlossenen Stellung nach hinten in die zweite teilweise offene Stellung bewegt, wobei das vordere Ende (76) des langgestreckten Ventilelements (72) hinreichend weit zurückgezogen wird, damit die Schmelze von der ersten Schmelzequelle durch einen äußeren der wenigstens einen ringförmigen Schmelzekanal (26j durch die wenigstens eine beheizte Düse (10) und durch den Anschnitt (34) fließen kann, wobei nach einer kurzen vorgegeben Zeitdauer der Fluiddruck von der zweiten Fluidleitung (140) angelegt wird, um den vorderen Kolben (130) durch Trennen derselben von dem hinteren Kolben (132) in eine vorderste Stellung zu bewegen, wodurch das langgestreckte Ventilelement (72) nach hinten in die dritte vollständig offene Stellung bewegt wird, in der das vordere Ende (76) des langgestreckten Ventilelements (72) hinreichend weit zurückgezogen ist, damit die Schmelze gleichzeitig von der zweiten Schmelzequelle durch den mittigen Schmelzekanal (28) und durch den Anschnitt (34) fließen kann, wobei dann, wenn der Hohlraum (38) fast gefüllt ist, der Fluiddruck von der zweiten Fluidleitung (140) entlastet wird und der Fluiddruck von der ersten Fluidleitung (138) angelegt wird, um den vorderen Kolben in die Zwischenstellung zurückzubewegen, wodurch das langgestreckte Ventilelement (72) in die zweite teilweise offene Stellung zurückbewegt wird, bis der Hohlraum gefüllt ist, wobei dann der Fluiddruck von der dritten Fluidleitung (144) entlastet wird, um den vorderen Kolben und den hinteren Kolben in die vollständig zurückgezogene Stellung zu bewegen, wodurch das langgestreckte Ventilelement (72) in die erste geschlossene Stellung bewegt wird, in der das vordere Ende (76) des langgestreckten Ventilelements (72) in dem Anschnitt (34) sitzt, damit das geschmolzene Teil ausgeworfen werden kann.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 für das Dreischichtgießen verwendet wird, wobei die wenigstens eine beheizte Düse (10) einen ringförmigen Schmelzekanal (26) besitzt, der sich um den mittigen Schmelzekanal (28) herum erstreckt, der erste Schmelzedurchlaß (96) sich von der ersten Schmelzequelle durch den ringförmigen Kanal (26) erstreckt, der zweite Schmelzedurchlaß (100) sich von der zweiten Schmelzequelle durch den mittigen Schmelzekanal (28) erstreckt, Schmelze von der ersten Schmelzequelle durch den ringförmigen Schmelzekanal (26) fließt, wenn das langgestreckte Ventilelement (72) in der zweiten teilweise offenen Stellung ist, und Schmelze von der zweiten Schmelzequelle gleichzeitig durch den mittigen Schmelzekanal (28) fließt, wenn das langgestreckte Ventilelement (72) in der dritten vollständig offenen Stellung ist.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 2 für das Einzelhohlraumgießen, mit nur einem Verteiler (54) und nur eine beheizte Düse (10), die sich von dem Verteiler (54) erstreckt.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Ventilelementbuchse, die in der wenigstens einen Düse (10) sitzt, wobei die Ventilelementbuchse (84) versehen ist mit – einem Abschnitt, der sich nach hinten erstreckt, wobei er in den wenigstens einen Verteiler (54) vorragt, wobei sich durch ihn eine Ventilelementbohrung (90) erstreckt, die auf den mittigen Schmelzekanal durch die wenigstens eine beheizte Düse ausgerichtet ist, um das langgestreckte Ventilelement (72) dadurch aufzunehmen, und – wenigstens einer nach außen gewandten Oberfläche, wobei das Zahnstangenelement (104) wenigstens eine nach innen gewandte Oberfläche besitzt, die gleitend an die wenigstens eine nach außen gewandte Oberfläche der Ventilelementbuchse (84) angrenzt.