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Hintergrund
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Regulierung eines Kunststoffschmelzstroms in
einer Spritzgußmaschine
gemäß der Einleitung
des Patentanspruchs 1, wie z. B. aus DE-A-4300334 oder GB-A-2098535
bekannt ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Bei Spritzgußverfahren, wenn ein Kunststoffmaterial
in eine Spritzgußmaschine
zugeführt
wird, wird dieses erst geschmolzen und dann unter sehr hohem Druck
durch einen oder mehrere enthaltende Kanäle eines Beförderungssystems
(das ein Heißkanal
sein kann) gespritzt, das den Strom des unter Druck befindlichen,
geschmolzenen Kunststoffes zum Ende(n) des einen Kanals oder mehrerer
der Kanäle
befördert,
wo die Kunststoffschmelze aus dem Kanal (den Kanälen) austritt und in den Hohlraum
einer Form eingespritzt wird.
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Bei normalem Betrieb derartiger Maschinen muß ein Mechanismus
zum Stoppen oder Starten oder zur Regulierung des Durchflusses der
Schmelze durch die Kanäle
des Heißkanals
in einer anderen Weise vorgesehen sein. Ein konventioneller Heißkanal umfaßt typisch
ein stabiles Gehäuse,
das typisch aus einem wärmeleitenden
Metallmaterial, wie Stahl oder möglicherweise
Aluminium oder Kupfer, besteht, und Wärmeübertragungsleitungen, elektrische Coils
oder andere Heizelemente aufweist, die innerhalb des Körpers des
Heißkanalgehäuses, um
ihn herum und/oder ihn durchgehend angeordnet sind, um die Temperatur
des Gehäuses
zu regulieren, insbesondere derart, daß die Temperatur des Gehäuses bei
einer erhöhten
Temperatur bei oder über
der Schmelztemperatur des in die Maschine zugeführten Kunststoffmaterials gehalten
werden kann. In Abhängigkeit
von dem Kunststoffmaterial können
erhöhte Temperaturen
in einem Bereich von 150 bis 400°C (300° bis 750°F) verwendet
werden, um den Kunststoff in geschmolzener Form zu halten. Die Flüssigkeitsströmungskanäle umfassen
typisch innerhalb des Gehäusekörpers gebildete
(z. B. gedrillte) Bohrungen oder Kanäle, oder alternativ wärmeleitende Rohre
oder Röhre,
die innerhalb des Gehäuses
in nahem Kontakt mit dem wärmeleitenden,
beheizten Gehäuse
stehen sind.
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Zur Regulierung eines Kunststoffstroms
ist eine Ventilnadel innerhalb und die innere Länge des unmittelbar vor dem
Ausgangsende oder dem Austrittsende des Kanals befindlichen Kanalabschnitts durchgehend
angeordnet. Die Ventilnadel, ein relativ dünner, länglicher Metallstab, hat ein
Kopfteil, das durch die Wand des Gehäuses aus diesem heraustritt
und mit einem, auf die Außenfläche des
Gehäuses
montierten treibenden Mechanismus ver bunden ist. Das Kopfteil der
Nadel ist mit einem treibenden Mechanismus verbunden, der ebenfalls
auf oder an die Außenfläche des
Gehäuses
montiert ist, wobei der treibende Mechanismus bewirkt, daß die Nadel innerhalb
des Ausgangs/Austrittsabschnitts des Kanals zwischen einer oder
mehreren durchflußbeschränkten und
durchflußunbeschränkten Durchflußpositionen
rück- vorwärts hin-
und herbewegt. Die Spitze der Nadel, das Nadelende, hat eine Außenflächenkontur,
die vorzugsweise mit der Kontur der Innenfläche des Ausgangsendes eines
Strömungskanals
komplementär
ausgebildet ist. Typischerweise mündet das Ausgangsende eines
Kanals in eine Düse
ein, die (an einem hinteren Ende der Düse) mit dem Endabschnitt der
Kanalbohrung abdichtbar verbunden ist, wobei die Düse eine
mit der Bohrung oder dem Durchgang des Strömungskanals fluchtend angeordnete
zentrale Bohrung oder einen zentralen Durchgang an dem Austrittsende
des Kanals aufweist. Für
die Diskussion hier wird die Bohrung einer Düse als ein Abschnitt der Gesamtbohrung
oder des Gesamtdurchgangs eines Strömungskanals angesehen, wenn
hier der Begriff Kanal oder Strömungskanal
verwendet wird.
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Der die Nadel treibende Mechanismus
weist typisch einen in einer komplementären Bohrung eines zylindrischen
Gehäuses
schiebbar angeordneten Kolben auf, wobei der Kolben in der Bohrung
des zylindrischen Gehäuses
längs einer
vorbestimmten Strecke eines linearen Hubes steuerbar rück- und vorwärts schiebbar
ist. Die Länge
der Rück-
und Vorwärtsbewegung
des Kolbens kann durch mehrere konventionelle Weisen, wie durch
hydraulische oder pneumatische Mittel, reguliert werden, wobei die Bohrung
des Zylinders flüssigkeitsabgedichtet
ist, der Um fang des Kolbens an der inneren Wandfläche der
zylindrischen Bohrung abdichtbar anliegt, und den abgedichteten
Räumen
der abgedichteten zylindrischen Bohrung an gegenüberliegenden Flächen des
Kolbens ein Gas oder eine Flüssigkeit
regulierbar zugeführt
und/oder entfernt wird, um zu bewirken, daß sich der Kolben in der zylindrischen
Bohrung infolge eines Druckunterschiedes an gegenüberliegenden
Flächen
des Kolbens, der durch die in die abgedichteten Räume an den
gegenüberliegenden
Flächen
des Kolbens zuzuführende
oder aus denen zu entfernende Flüssigkeit
erzeugt wird, rück-
und vorwärts
bewegt. Alternativ kann die Bewegung des Kolbens durch konventionelle
elektromechanische Mittel, wie durch einen motorisch angetriebenen
Stab oder Hebel, der mechanisch mit dem Kolben verbunden ist, gesteuert
wird, um den Kolben in hin- und herfahrendem Sinn zu schieben oder
zu ziehen. Damit ist der Kolben längs einer vorbestimmten Strecke, Distanz
oder Länge
des Hubes zwischen vorbestimmten Rück- und Vorwärtspositionen
steuerbar hin- und herbewegbar.
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Die längliche Nadel ist, wie oben
erwähnt,
in einer komplementären Öffnung,
die sich durch die Wand des Gehäuses
des Heißkanals
erstreckt, derart schiebbar angeordnet, daß der Kopf der Nadel aus dem
Gehäuse
des Heißkanals
derart herausragt, daß der
Kopf der Nadel mit dem Kolben verbindbar ist. Die Nadel ist typisch
in ihrer Installationsausnehmung abdichtbar angeordnet, um ein Versickern
eines durch den Kanal strömenden
Kunststoffschmelzmaterials und sich in dem geschmolzenen Kunststoff bildender
korrodierender Gase durch die Installationsausnehmung der Nadel
aus dem Heißkanalgehäuse weitgehend
zu verhindern. Obwohl eine Reihe von Me chanismen entwickelt worden
sind, die verhindern sollen, daß ein
geschmolzener Kunststoff und in dem Strömungskanal vorhandene Gase
durch die Installationsöffnung
der Nadel versickern können, tritt
in Verlauf der Zeit ein solches Versickern während der Verwendung des Heißkanalsystems
unvermeidlich auf.
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Bei konventionellen Mechanismen zum
Verbinden einer Ventilnadel mit einem treibenden Kolben wird gewöhnlich der
Kopf der Nadel an dem Kolben derart befestigt oder mit ihm verbunden,
daß der Nadelkopf
sich entweder in dem geschlossenen Zylindergehäuse befindet, in dem der Kolben
angeordnet ist und/oder derart, daß der Nadelkopf nur durch Demontage
des Zylindergehäuses
selbst zugänglich gemacht
werden kann, um im Fall einer Beschädigung der Nadel die abgedichtete Öffnung und
den Nadelkopf zur Entfernung der Nadel und zum Austausch mit einer
neuen Nadel freizulegen. Beispiele für derartige Systeme des Standes
der Technik sind in US-Patenten
Nr. 5 660 369 und 5 518 393 beschrieben. Konventionelle Systeme
zum Montieren von Ventilnadeln weisen auch typisch eine Öffnung auf,
die sich durch die gesamte Länge
des treibenden Kolbens oder zumindest so weit durch den Kolben erstreckt,
daß sie
sich ins Innere des abgedichteten Gehäuseraumes, in dem der Kolben
angeordnet ist, erstreckt. Derartige sich durch den treibenden Kolben
erstreckende Öffnungen
bilden einen Durchgang für
potentielles Eindringen eines geschmolzenen Kunststoffes oder aus
dem in dem Kanal des Heißkanals
befindlichen Kunststoffstrom ausströmender Gase in die Öffnung der
Bohrung des Aktivators, wodurch verschiedene in und um den Kolben
und die Öffnung
des Aktivators eingesetzte Dichtungen beschädigt werden kön nen. Derartige
Aktivatoren sind im allgemeinen von kommerziellen Lieferanten nicht erhältlich und
der Heißkanalhersteller
muß diese
für die
spezielle Verwendung bei seinen Heißkanal-Vorrichtungen anfertigen
lassen.
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Eine Möglichkeit, das Eindringen eines
geschmolzenen Kunststoffes oder Gase in den treibenden Mechanismus
zu verhindern, besteht darin, den Kopf der Nadel derart zu verlängern, daß dieser
aus dem Mantel des Heißkanals
herausragt, und ihn mit einer aus den empfindlichen inneren Teilen
des Aktivators herausragenden Nadelhalterung zu verbinden. Beispiele
für derartige
Konstruktionen sind in DE-A- 4300334 sowie in UK Patentanmeldung GB-A-2098535
offenbart worden. Diese Konstruktionen verwenden ein Jochsystem,
um den Aktivator der Nadel in einem Abstand von der Mantelfläche des Heißkanals
zu montieren. Das Joch ist eine mannigfaltige Konstruktion, die
zum Stützen
von mehreren Aktivatoren vorgesehen ist. Der Austausch einer beschädigten Nadel
ist in dieser Konstruktion ein aufwendiger Vorgang, bei dem entweder
das Schenkelsystem demontiert oder der dazugehörige Aktivator aus dem Schenkel
herausgenommen werden muß.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist daher eine Vorrichtung zur Regulierung eines Kunststoffschmelzstroms
in einer Spritzgußmaschine
bereitgestellt, welche Vorrichtung ein wärmeleitendes Gehäuse umfaßt, das
einen in dem Gehäuse
abdichtbar angeordneten Kanal für
einen Flüssigkeitsstrom
aufweist, wobei der Kanal ein Eintrittsende, das mit einer Quelle
eines Kunststoffsschmelzmaterialstroms abdichtbar verbunden ist,
und ein Austrittsende zur regulierbaren Abgabe des Stroms des geschmolzenen Kunststoffmaterials
in eine Eintrittsöffnung
eines Formhohlraumes aufweist, wobei die Vorrichtung eine längliche
Nadel aufweist, die mindestens in einem Teilabschnitt des Kanals
zur Regulierung des Austritts des Stroms der Kunststoffschmelze
durch das Austrittsende des Kanals angeordnet ist, wobei die Nadel
einen Kopf und eine Nadelspitze und eine sich zwischen dem Kopf
und der Nadelspitze erstreckende Länge hat, wobei die Nadel längs seiner
Länge durch
eine im Gehäuse
befindliche Öffnung
hindurch derart schiebbar angeordnet ist, daß die Nadel zwischen mindestens
einer durchflußunbeschränkten Position
und mindestens einer durchflußbeschränkten Position
durch die Öffnung
schiebbar bewegbar ist, wobei der Kopf der Nadel aus dem Gehäuse herausragt
und leicht mit einem die Nadel hin- und herbewegenden Mechanismus
verbindbar und von diesem lösbar
ist, wobei der die Nadel hin- und herbewegende Mechanismus zum steuerbaren
Bewegen der Nadel zwischen einer durchflußunbeschränkten Position und einer durchflußbeschränkten Position
treibbar ist. Das kennzeichnende Merkmal der Erfindung besteht darin,
daß der
die Nadel hin- und herbewegende Mechanismus an der Außenseite
des wärmeleitenden
Gehäuses
in einem Abstand und leicht demontierbar angebracht ist.
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Der die Nadel hin- und herbewegende
Mechanismus weist vorzugsweise einen Schlitz zur schiebbaren Aufnahme
und zum Halten des Kopfes in dem Schlitz auf, wobei der die Nadel
Hin- und herbewegende Mechanismus an der Außenseite des Gehäuses leicht
demontierbar derart angebracht ist, daß das Kopfteil leicht in den
Schlitz und aus dem Schlitz schiebbar ist, nachdem der die Nadel hin-
und herbewegende Mechanismus von dem Gehäuse demontiert worden ist.
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Der die Nadel hin- und herbewegende
Mechanismus umfaßt
typisch einen Kolben, der in einer flüssigkeitsabgedichteten Bohrung
angeordnet ist, wobei der Kolben in der abgedichteten Bohrung zwischen
einer ersten und einer zweiten Position steuerbar bewegbar ist,
wobei der Kolben eine Nadelhalterung hat oder mit einer Nadelhalterung
verbunden ist, die einen Schlitz zur schiebbaren Aufnahme und zum Halten
des Nadelkopfes aufweist. Der die Nadel hin- und herbewegende Mechanismus
ist vortheilhafterweise an der Außenseite des Gehäuses leicht
demontierbar angebracht so, daß bei
der Demontage der Nadelkopf leicht in den Schlitz und aus dem Schlitz
schiebbar ist.
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Der Kolben kann einen aus der abgedichteten
Bohrung herausragenden Schaft aufweisen, oder mit einer außerhalb
der abgedichteten Bohrung angeordneten Nadelhalterung verbunden
sein, wobei der Schaft oder die Nadelhalterung einen Mechanismus
aufweist, der leicht mit dem Nadelkopf verbindbar oder von dem Nadelkopf
herausnehmbar ist.
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Die Spitze der Nadel weist typisch
eine Außenfläche auf,
die eine ausgewählte
Kontur hat (z. B. geradezylindrisch, kegelförmig, bogenförmig, spitzzulaufend,
elliptisch usw.), und das Austrittsende des Kanals hat eine aufnehmende
Innenfläche,
die mit der ausgewählten
Kontur der Außenfläche der
Nadelspitze komplementär
ausgebildet ist, wobei die Außenfläche der
Nadelspitze mit der aufnehmenden Innenfläche des Austrittsendes des Kanals
zumindest in einer durchflußbeschränkten Position
der Nadel derart zusammenpaßt,
daß ein
Strömen
eines Kunststoffschmelzmaterials durch das Austrittsende unterbunden
ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die beigefügten Zeichnungen stellen Beispiele
von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung und weitere erläuternde Informationen dar. Sie
zeigen
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1 eine
Seitenansicht eines Ausschnitts durch eine Ausführungsform der Erfindung, in
der ein Aktivator, der eine Nadel aufweist, mit einem Kolben verbunden
ist, wobei der Aktivator an der Außenseite des Heißkanalgehäuses montiert
ist, wobei der Kopf der den Durchfluß regulierenden Ventilnadel
auf oder an einer Befestigungsbaugruppe angebracht ist, die mit
dem Kolben des Aktivators verbunden ist. Die in 1 gezeigte Durchflußregulierventilnadel ist durchgehend
durch einen Abschnitt des Innenraums eines Kunststoffschmelzstromkanals
eines Heißkanals
an dem Austrittsende des Kanals hin- und herbewegbar, wobei 1 auch den Kolben und die Ventilnadel
in einer verlängerten,
kanaldurchflußbeschränkten Position
zeigt;
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2 eine
Draufsicht eines Ausschnitts gemäß Linie
2-2 der 1, wobei der
Aktivator und die Komponenten einer Befestigungsbaugruppe der Nadel
die relativen Lagen eines Schlitzes zur Aufnahme des Nadelkopfes
und verschiedener Bolzenverbindungen zwischen den Komponenten der
Vorrichtung der 1 zeigen;
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3 einen
detaillierteren Ausschnitt gemäß Linie
3-3 (dargestellt in 2),
worin der Kolben, die Ventilnadel und die zugeordneten Komponenten
einer Nadelbefestigungsbaugruppe der 1 in
einer zurückgeschobenen,
kanaldurchflußunbeschränkten Position
dargestellt sind;
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4 eine
isometrische, aufgelöste
Darstellung des Aktivators, der Nadelund der Komponenten der Nadelbefestigungsbaugruppe
der Vorrichtung der 1;
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5 eine
Seitenansicht eines Ausschnitts durch eine konventionelle Aktivator/Durchflußregulierventilnadel-Vorrichtung
des Standes der Technik, bei der die sich durchgängig durch den Kolben erstreckende
Nadel und der innerhalb der Bohrung oder des zylindrischen Bohrlochs
angeordnete Nadelkopf dargestellt sind;
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6 eine
Ansicht eines Ausschnitts durch eine weitere Ausführungsform
der Erfindung, in der der Kopf einer Durchflußregulierventilnadel gezeigt ist,
der direkt auf oder an die Verlängerung
der Kolbenkomponente des Aktivators montiert ist;
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7 eine
perspektivische, aufgelöste
Ansicht der Vorrichtung der 6;
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8 eine
Ansicht eines Ausschnitts durch eine Einzelheit des Endbereichs
des in 6 gezeigten Kunststoffströmungskanals,
in der die Details der Anordnung der Nadelspitze innerhalb des Endbereichs
des Austrittsendes des Strömungskanals
dargestellt sind, wobei die Nadel den Endbereich des Austrittsendes
des Strömungskanals
im wesentlichen verschließt
oder abdichtet, so daß ein
aus dem Kanal austretende Kunststoffstrom gestoppt/eingeschränkt ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die folgende Beschreibung bezieht
sich auf die in den Figuren dargestellten beispielsweisen Ausführungsformen
der Erfindung.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
mit einem Ventilnadelaktivator 10, der durch ein Bolzenpaar 30, 3 und 4, die sich durch den Körper des
Aktivatorgehäuses 40,
eine in einem Abstand befindliche Buchse 50 und eine Befestigungsplatte 55 hindurch
bis in den Verteiler 20 erstrecken, leicht demontierbar
an der Außenseite
eines Heißkanalverteilers 20 befestigt
ist, wie am besten aus 3, 4 zu sehen ist. Die Köpfe 35 der
Befestigungsbolzen 30 sind von der Oberseite des Aktivators 10 aus
leicht zugänglich,
so daß die
Bolzen von einem Benutzer leicht auf- und abschraubbar sind, um
bei Bedarf den Aktivator 10 leicht an dem Verteiler zu
befestigen und von ihm zu demontieren.
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In der in 1–4 gezeigten Ausführungsform
ist eine dazwischenliegende Baugruppe von Nadelmontagekomponenten 60, 70, 80 vorgesehen, um
den Kopf 91 einer Ventilnadel 90 mit einem Teil (wie
einem Schaft 105) des Kolbens 100 des Aktivators 10 zu
verbinden, welcher Schaft außerhalb
der flüssigkeitsabgedichteten
Bohrung 110 angeordnet ist oder sich erstreckt, in der
der Kolben 100 schiebbar angeordnet ist. In der in 6, 7 dargestellten Ausführungsform ist der Kopf 391 der
Ventilnadel 390 direkt mit einem integrierten Schaft 305 des
Kolbens 300 verbunden.
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Wie 1 zeigt,
ist die Ventilnadel 90 in einer zentralen Öffnung einer
Ventildichtungsbuchse 120 schiebbar angeordnet, welche
Ventildichtungsbuchse innerhalb einer an der Oberseite des Verteilers
ausgebildeten komplementären
Bohrung schraubbar befestigt ist. Die Nadel 90 erstreckt
sich weiter durch eine durch den Körper des Verteilers in einer
solchen Position und Anordnung gedrillte komplementäre Bohrung 22,
in der die Achse der Nadel 90 parallel mit der Achse der
distalen Länge
eines Verteilers oder Kanals 130 verläuft, durch welchen der Strom
eines geschmolzenen Kunststoffes unter sehr hohem Druck in der Richtung 136 geführt wird.
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Das äußere distale Ende des Verteilers
oder Strömungskanals 130 mündet in
eine Düse
mit einer zweistückigen
Spitze 140 ein, die eine zentrale Bohrung aufweist, die
mit dem Durchgang des Verteilers 130 in Verbindung steht.
Der Mundbereich der Düse 140 umfaßt ein äußeres Stück 145 und
ein inneres Stück 146, 1. An der Spitze des inneren
Mundstückes 146 der
Düse 140 mündet die
zentrale Bohrung des inneren Mundstückes 146 der Düse 140 in eine
kleine Öffnung
ein, die mit dem Teilhohlraum 150 einer abgekühlten Form 190 in
Verbindung steht. Wie aus 1 ersichtlich
ist, befindet sich der Kolben 100 des Aktivators 10 in
einer gesenkten durchflußbeschränkten Position,
in der das Endteil oder die Spitze 92 der Ventilnadel 90 die Öffnung 148 in
dem Mundbereich der Düse 140 verschließt, so daß ein Austritt
des gespritzten Kunststoffschmelzstromes 135 aus der Öffnung in
dem Mundbereich 148 der Düse 140 verhindert
ist.
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In 3 ist
der Kolben 100 in einer hochgefahrenen 98 oder durchflußunbeschränkten Position gezeigt,
in der die Spitze 92 der Ventilnadel 90 aus der
Düsenmundöffnung 148 zurückgezogen
ist, so daß die
Schmelze 135 durch die Öffnung 148 hindurch
in den Formenhohlraum 150 strömen kann.
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Der Aktivator 10 ist, wie
aus 1 ersichtlich ist,
mit Eintritts- und Austrittsöffnungen 162, 163 für eine (pneumatische
oder hydraulische) Flüssigkeit versehen,
die mit Füssigkeitsbeförderungsröhren 160, 161 abdichtbar
verbunden sind, die wiederum mit einer die Flüssigkeit regulierbar pumpenden Quelle 165 verbunden
sind, die den abgedichteten Räumen
oberhalb 111 und unterhalb 112 der oberen und
unteren Flächen
des Kolbenkopfes 101 Flüssigkeit
zuführt
oder entnimmt derart, daß der
Kolben 100 in hin- und hergehendem Sinn zwischen einer
durchflußbeschränkten, 1, und einer durchflußunbeschränkten Position, 3, steuerbar bewegbar ist.
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Der Aktivator 10 umfaßt ein Zylindergehäuse 40,
das eine zentrale Bohrung 110 aufweist, in der der Kolbenkopf 101 mit
seiner Umfangsfläche schiebbar
angeordnet ist. Wie zu sehen ist, ist die Bohrung 110 mittels
mehrerer Verschlüsse,
wie eines oberen Propfens 170 und seines zugeordneten O-Ringverschlusses 171 und
eines unteren Propfens 180 und seines zugeordneten O-Ringverschlusses 181 verschließbar. Durch
einen um den Umfang des Kolbenkopfes 101 befindlichen O-Ringverschluß 107 wird
ermöglicht,
daß die
durch die Öffnungen 162, 163 zugeführte und
ausgetragene Flüssigkeit
in den verschlossenen Kammern 111, 112 verbleibt
und damit einen gewünschten
wirksamen Druckunterschied zwischen den oberen und den unteren Flächen des Kolbenkopfes 101 mittels
einer regulierbar flüssigkeitpumpende
Quelle 165 erzeugt. Wie aus 1, 3 zu sehen ist, dienen der
obere 170 und der untere 180 Propfen als Anschläge, gegen
die die obere und untere Fläche
des Kolbenkopfes 101 anschlagen und damit zwei genaue reziproke
Positionen einer oberen und einer unteren Position definieren, durch
die die genaue Länge
der Nadel 90 gewählt
werden kann, um die Mundöffnung 148 der
Düse 140 mit
dem Endteil oder der Spitze 92 der Nadel 90 durch
formschlüssiges
Zusammenpassen der Außenfläche der Nadelspitze 92 mit
der Innenfläche
der in einen Hohlraum 150 führenden Düsenöffnung 148 zu verschließen.
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In der Ausführungsform der 1–4 ist der Nadelkopf 91 seitlich
in einen, in einer Aufnahmeplatte 80 gebildeten oberen
Schlitz oder Nut 85 einschiebbar, während die Nadel 90 durch
einen unteren Schlitz 84, dessen Breite schmaler ist als
der Durchmesser des Nadelkopfes 91, seitlich einschiebbar
ist, so daß der
Nadelkopf 91 nicht axial durch den unteren Schlitz 84 hindurch
paßt.
Eine Halterungsplatte 70 und eine Adapterplatte 60 sind
mittels Bolzen 35 über
dem Schlitz 85 so befestigt, daß der Nadelkopf 91,
nachdem dieser seitlich in den Schlitz 85 eingeschoben
ist, axial in dem Schlitz 85 festgehalten ist. Der Nadelkopf 91 kann
in den Schlitz 85 eingeschoben werden, nachdem die Bolzen 30 von
ihren, mit einem komplementären
Gewinde versehenen, in der Montageplatte 55 vorgesehenen Öffnungen
abgeschraubt sind, 3,
so daß der
Aktivator 10 und die Teilbaugruppe der Platten 60, 70, 80 von
Hand bewegbar sind. Nachdem der Nadelkopf 91 in den Schlitz 85 eingeschoben
ist und die in 4 gezeigte Baugruppe
unten befestigt ist, wie aus 1, 3 ersichtlich ist, ist der
Nadelkopf 91 seitlich und axial in dem Schlitz 85 fixiert
oder festgehalten. Die gesamte Baugruppe des Aktivators 10 und
die Montagekomponenten 60, 70, 80 der
Nadel und ihre dazugehörigen
Bolzen 35, 68 und die Gleitstützen 65 sind, wie oben
erwähnt,
durch Abschrauben der Bolzen 30 leicht demontierbar, wodurch
das Schieben des Nadelkopfes 91 aus dem Schlitz 85 unmittelbar
nach der Demontage ermöglicht
wird.
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Wie 1, 3, 4 zeigen, ist die Montageplatte 55 mittels
Bolzen 56 an der Oberseite 21 des Verteilers 20 feststehend
anbringbar. Die Aufnahmeplatte 80 ist mittels Bolzen 35 an
der Halterungsplatte 70 und der Adapterplatte 60 feststehend
anbringbar. Die Adapterplatte 60 ist mittels eines Bolzens 68 feststehend
an einem Kolbenschaft 105 anbringbar und die Adapterplatte 60 ist
durch Gleitstützen 65,
die in komplementären
Führungsöffnungen 69 schiebbar
aufgenommen sind, mit bezug auf das Gehäuse 40 seitlich festgehalten, 3, 4.
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Wie die eben beschriebene Baugruppe
zeigt, ist der Nadelkopf 91 außerhalb des Flächenraumes oder
des Volumens des Innenraums der abgedichteten Bohrung 110 und/oder
des Kolbens 100 aufgenommen und festgehalten. Die Nadel 90 kann
(im Fall einer Abnutzung oder einer Beschädigung) durch einfache Demontage
der ganzen Baugruppe 10, 60, 70, 80 durch
Demontage der Bolzen 30 leicht ausgewechselt werden.
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Bei bisherigen Vorrichtungen und
Verfahren zum Montieren von Ventilnadeln, die einen Kunststoffschmelzstrom
regulieren, war die Demontage des Gehäuses selbst erforderlich, um
einen Zugang zu dem Nadelkopf zu erhalten. Wie beispielsweise aus
dem Beispiel des Standes der Technik der 5 ersichtlich ist, ist der Nadelkopf 700 innerhalb
der abgedichteten Bohrung 710 des Aktivators 720 montiert.
Um einen Zugang zu dem Nadelkopf 700 zu erhalten, muß die obere
Platte 730 des Gehäuses
des Aktivators 720 herausgenommen und der Kolben 740 selbst
demontiert werden. Die Tatsache, daß die Länge der Nadel 750 sich
durch den Kolben 740 hindurch und in den Rauminhalt der
abgedichteten Bohrung 710 hinein oder in die Nähe des Rauminhalts
erstreckt, läßt zu, daß aus dem
unter Druck stehenden Kunststoffschmelzstrom 760 ausströmende heiße Gase
und/oder geschmolzener Kunststoff möglicherweise in den Innenraum
der abgedichteten Bohrung 710 eindringen können und
möglicherweise
die verschiedenen Dichtungen, wie eine Dichtung 780, die zur
Aufrechterhaltung des erforderlichen Arbeitsdruckunterschiedes in
den Kammern oberhalb und unterhalb des Kolbenkopfes 740 erforderlich
sind, beschädigen
können.
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6, 7 zeigen eine weitere Ausführungsform
der Erfindung, in der der Montagemechanismus der Nadel in einer
integrierten Verlängerung,
einem Schaft 305, des Kolbens 300 angeordnet ist.
Wie dargestellt ist, sind ein Aktivator 600, der ein Gehäuse 500,
ein Kolben 300, der in der abgedichteten Bohrung 306 schiebbar
angeordnet ist, ein Propfen 307 und Eintritts-/Austrittsöffnungen 510, 511 für eine Flüssigkeit
umfaßt,
auf eine Montageplatte 320 montiert, die wiederum mittels
Bolzen 330 an der Oberseite 340 des Verteilers 345,
der den Heißkanal
einer Spritzgußmaschine
enthält,
befestigt ist. Das Gehäuse 500 des
Aktivators ist mittels Bolzen 350, deren Köpfe (nicht
dargestellt) von der Oberseite des Gehäuses 500 des Aktivators
aus leicht zugänglich
sind, um die Bolzen 350 von Hand auf- und abzuschrauben,
leicht auf die Montageplatte 320 montierbar und von dieser
demontierbar.
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Wie 7 zeigt,
weist die distale Länge
des Kolbenschaftes 305 einen in dem Schaft 305 selbst ausgebildeten
Schlitzmechanismus 384, 385 zur Aufnahme und zum
Festhalten des Nadelkopfes auf. Der Kopf 391 der Ventilnadel 390 ist
seitlich in den komplementären
Schlitz 385 einschiebbar, und die Nadel 390 ist
gleichzeitig seitlich in den Schlitz 384 einschiebbar,
wenn der Aktivator 600 sich in seiner demontierten Stellung
befindet, wie in 7 gezeigt
ist. Nachdem der Nadelkopf 391 in dem Schlitz 385 aufgenommen
ist, ist der Nadelkopf 391 axial in dem Schlitz 385 festgehalten,
und wenn der Aktivator 600 mittels Bolzen 350 vollständig an
der Montageplatte 320 befestigt ist, wie in 6 dargestellt ist, ist der Nadelkopf 391 sowohl
seitlich als auch axial in einer Stellung festgehalten, die für eine stabile
pendelnde auf- und abgehende Bewegung der Nadel zusammen mit der
pendelnden auf- und abgehenden Bewegung des Kolbens 300 in
der abgedichteten Bohrung 306 geeignet ist.
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Wie 6 zeigt,
ist das Gehäuse 500 des Aktivators
durch Zwischenstücke 360 in
einem gewählten
Abstand oberhalb der Platte 320 montiert. Die Nadel 390 erstreckt
sich durch eine Ventildichtungsbuchse 366 und eine Bohrung 365 des
Verteilers in einer derart schiebbaren Anordnung, in der die Achse
der Nadel 390 parallel mit der Achse der ausgangsendseitigen
distalen Länge 370 des
Verteilers oder des Kanals 380 verläuft. In der gleichen Weise wie
in der in 1–4 dargestellten Ausführungsform, ist
die Nadel 390 zwischen einer durchflußbeschränkten Position (wie in 6, 8 gezeigt) und einer durchflußunbeschränkten Position
(nicht dargestellt) axial bewegbar, in der das Ende oder die Spitze 520 der
Nadel 390 aus der Ausgangsöffnung 530 des in
den Teilhohlraum 560 der Form 570, 571 einmündenden
inneren Düsenstücks 540 hochgezogen
ist. Die Hin- und Herbewegung der Nadel 390 wird regulierbar
durch eine flüssigkeitpumpende
Quelle 515, die durch Leitungen 517, 518 mit
den Eintritts/Austrittsöffnungen 510, 511 abdichtbar
verbunden ist, bewirkt, um zu ermöglichen, daß sich der Kolben 300 in der
abgedichteten Bohrung 306 zwischen einer durchflußunbeschränkten und
einer durchflußbeschränkten Position
in der oben beschriebenen Weise auf- und abbewegt, wobei in den
mittels abdichtbaren Eingriffs einer O-Ringdichtung 302 mit
der inneren Wandfläche
der Bohrung 306 fluidabge dichteten Kammern Druckunterschiede
regulierbar erzeugbar sind.
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Wie 8 zeigt,
befindet sich die Spitze 520 der Nadel 390 in
einer Position, in der die Austrittsöffnung 530 der Düse 540, 550 durch
formschlüssiges Zusammenpassen
der Außenfläche der
Spitze 520 mit der Innenfläche des inneren Düsenstückes 540 vollständig verschlossen
ist, so daß ein
Strömen
der gespritzten Kunststoffschmelze 381 durch die Öffnung 530 verhindert
ist.
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Wie 6, 7 zeigen, ermöglicht die
Verbindung des Nadelkopfes 391 mit dem Schaft 305 durch die
in einem Abstand angeordneten Aufnahme- und Halterungsschlitze 384, 385,
daß der
Benutzer einen leichten Zugang zu den Schlitzen 384, 385 hat
und einen Nadelkopf leicht in die Schlitze 384, 385 einschieben
oder aus den Schlitzen herausnehmen kann, ohne das Gehäuse 500 des
Aktivators demontieren oder andersartig die Bohrung 306 zugänglich machen
oder freilegen zu müssen.
Außerdem
erstrecken oder befinden sich die Schlitze 384, 385 zu
keinem Zeitpunkt während
der Hin- und Herbewegung des Kolbens 300 in der Bohrung 306 innerhalb
des Volumens oder des Flächenraums
der abgedichteten Bohrung 306, so daß heiße Gase oder ein geschmolzener
Kunststoff, die während
des Betriebes der Spritzgußmaschine
oder des Heißkanals 380 durch die
Ventilbuchse 366 durchdringen könnten, nicht in der Lage sind,
als eine Folge der Verbindung des Nadelkopfes 391 mit dem
Kolben 300 in die Bohrung 306 einzudringen.
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Es versteht sich, daß zu den
beschriebenen Ausführungsformen
verschiedene Abänderungen möglich sind.
Die obi ge Beschreibung ist deswegen nicht einschränkend, sondern
nur als Beispiele vorteilhafter Ausführungsformen zu verstehen.
Fachleute werden sich im Rahmen des Erfindungsgedankens weitere
abgeänderte
Ausführungen
ausdenken.