EP1989035A1

EP1989035A1 - Spritzgiessvorrichtung mit nadelverschlussdüse

Info

Publication number: EP1989035A1
Application number: EP06818930A
Authority: EP
Inventors: Herbert Günther
Original assignee: Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Current assignee: Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-11-12
Also published as: DE202006003244U1; WO2007098798A1; JP2009528180A; MX2008010673A; BRPI0621215A2; CA2643715A1; US20090028988A1; CN101415531A; KR20080114765A; TW200734159A

Abstract

Eine Spritzgießvorrichtung (1 ) mit einer Verteilerplatte (3), hat wenigstens einen Strömungskanal (4) mit wenigstens einer Nadelverschlussdüse für ein fließfähiges Material, durch die das fließfähige Material unter Fortführung des Strömungskanals (4) einem trennbaren Formeinsatz zuführbar ist. Eine Verschlussnadel (20) mit einer Führungsbuchse (30) zur Durchführung und Abdichtung der Verschlussnadel (20), die mittels eines Antriebs in eine öffnungs- und in eine Schließstellung bringbar ist, durchsetzt den Strömungskanal (4) zumindest abschnittsweise längsverschieblich. Um die Führung und Abdichtung der Verschlussnadel (20) weiter zu verbessern, ist vorgesehen, dass diese innerhalb der Führungsbuchse (30) durch ein Ringelement (60) aus federelastischem temperaturbeständigem Kunststoff formschlüssig umfasst wird.

Description

SPRITZGIESSVORRICHTUNG MIT NADELVERSCHLUSSDÜSE

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießvorrichtung mit Nadelverschlussdüsen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Nadelverschlussdüsen werden in Spritzgießvorrichtungen eingesetzt, um eine fließfähige Masse bei einer vorgebbaren Temperatur unter hohem Druck einem trennbaren Formeinsatz zuzuführen. Sie haben meist pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Verschlussnadeln, die Angussöffnungen im Formeinsatz periodisch öffnen und verschließen. Dies ermöglicht genaueste Material-Dosierungen, insbesondere bei rascher Schussfolge. Man kann die fließfähige Masse aber auch segmentiert einspritzen, z.B. beim Kaskadenanguss.

Jede Verschlussnadel ist im werkzeugseitigen Bereich der Spritzgießvorrichtung axial- verschieblich gelagert und im düsenseitigen Bereich bevorzugt mittig durch einen Strömungskanal für die zu verarbeitende Masse hindurchgeführt (siehe beispielsweise DE 32 49 486 C3 oder DE 34 03 603 A1 ). Der Strömungskanal endet in einem Düsenmundstück, das endseitig eine Düsenaustrittsöffnung bildet. In Schließstellung greift das untere Ende der Verschlussnadel in einen Dichtsitz ein, der im Düsenmundstück oder im Formeinsatz ausgebildet ist.

Zur dichten Führung der Verschlussnadel ist in der Verteilerplatte der Spritzgießvorrichtung gewöhnlich eine Führungsbuchse oder eine Dichtungshülse eingesetzt, die den zylindrischen Schaft der Verschlussnadel aufnimmt (siehe hierzu beispielsweise DE 39 26 357 A1 oder EP 1 223 020 B1 ). Zwischen der Verschlussnadel und der Buchse verbleibt ein zylinderförmiger Freiraum, in den während des Betriebes der Spritzgießvorrichtung fließfähiges Material eindringt, so dass die Nadel gegenüber dem Strömungskanal abgedichtet wird. Zugleich entsteht ein Schmiereffekt, der die Reibung zwischen der Verschlussnadel und der Buchse herabsetzt.

Trotz optimaler Ausbildung eines solchen Dichtsystems lässt es sich aufgrund der relativ hohen Drücke innerhalb des Werkzeugs und aufgrund der Hubbewegungen der Nadel nicht vermeiden, dass die zu verarbeitende Masse durch die Führungs- oder Dichtbuchse hindurch nach außen dringt. Materialverluste sind die Folge. Überdies verunreinigen die Materialreste sowohl die Verschlussnadel als auch das Werkzeug, was nicht nur die Dichtwirkung beeinträchtigt, sondern auf Dauer die öffnungs- und Schließbewegung der Verschlussnadel behindern kann. Aufwendige Reinigungs- oder Wartungsarbeiten sind unvermeidlich.

Ziel der Erfindung ist es, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und die Führung und Abdichtung von Verschlussnadeln in einer Spritzgießvorrichtung weiter zu verbessern. Angestrebt wird insbesondere eine Dichtungsanordnung, die mit einfachen Mitteln kostengünstig aufgebaut und leicht zu handhaben ist.

Hauptmerkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 22.

Bei einer Spritzgießvorrichtung mit einer Verteilerplatte, in der wenigstens ein Strömungskanal für ein fließfähiges Material ausgebildet ist, mit wenigstens einer Nadelverschlussdüse, durch die das fließfähige Material unter Fortführung des Strömungskanals einem trennbaren Formeinsatz zuführbar ist, mit wenigstens einer Verschlussnadel, die den Strömungskanal zumindest abschnittsweise längsverschieb- lich durchsetzt und die mittels eines Antriebs in eine öffnungs- und in eine Schließstellung bringbar ist, und mit einer Führungsbuchse zur Durchführung und Abdichtung der Verschlussnadel, sieht die Erfindung vor, dass innerhalb der Führungsbuchse ein Ringelement vorgesehen ist, welches die Verschlussnadel formschlüssig umfasst. Letztere wird dadurch nicht nur radial geführt, sondern zudem auch abgedichtet, so dass kaum noch Material aus der Buchse nach außen dringen kann.

Das Ringelement weist koaxial zur Verschlussnadel einen zylindrischen Innenumfang auf, wodurch eine äußerst effektive Flächendichtung und -führung entsteht. Dabei ist es zudem zweckmäßig, wenn das Ringelement senkrecht zur Längsachse der Verschlussnadel angeordnet und passgenau in der Buchse gehalten ist. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn das Ringelement aus einem federelastischen Stahl oder aus einem federelastischen hochtemperaturbeständigen Kunststoff gefertigt ist. Die Nadel findet in dem Ringelement mithin eine stets präzise Abstützung mit gleichzeitig hoher Dichtwirkung.

Um das Ringelement in der Buchse montieren zu können, ist diese bevorzugt zweigeteilt, wobei zwei Teilhälften vorgesehen sind, die fest miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen, Verkleben oder Verpressen. Dabei nimmt wenigstens eine Teilhälfte das Ringelement auf, was sich günstig auf die Handhabung während der Montage auswirkt.

Alternativ können innerhalb der Buchse wenigstens zwei Ringelemente vorgesehen sein, was die Dichtwirkung entsprechend erhöht.

Eine weitere wichtige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Führungsbuchse mit axialem Abstand zu dem Ringelement wenigstens zwei Bereiche aufweist, die koaxial zur Verschlussnadel zylindrische Innenumfänge aufweisen, wobei die Bereiche bevorzugt Endbereiche der Führungsbuchse bilden. Dadurch wird die Verschlussnadel innerhalb der Buchse an wenigstens drei Punkten abgestützt. Sie wird stets präzise geführt und in einer zentrischen Position gehalten. Auslenkungen aus der Mittellage werden wirksam vermieden. Das Ringelement, die Endbereiche und der Freiraum bilden dabei eine zentrische Durchgangsbohrung für die Verschlussnadel. Überdies umschließen das Ringelement und die Endbereiche die Verschlussnadel mit geringst möglichem Bewegungsspiel, so dass eine dauerhaft zuverlässige Abdichtung erfolgt.

Zwischen den Endbereichen der Buchse ist ein Freiraum ausgebildet, dessen Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Verschlussnadel. Dieser ermöglicht dem zu verarbeitenden Material gezielt in die Buchse eindringen zu können, um dort für eine Schmierung der gleitgeführten Verschlussnadel zu sorgen. Die Reibungskräfte in der Führungsbuchse werden deutlich herabsetzt.

Mit Vorteil wird der Freiraum von dem Ringelement axial geteilt, so dass die Nadel weiterhin von dem in den Freiraum eindringenden Material geschmiert wird. Darüber hinaus kann jedoch deutlich weniger Material aus der Buchse heraus nach außen gelangen, so dass die Dichtwirkung deutlich erhöht ist. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass wenigstens ein Endbereich der Führungsbuchse zumindest abschnittsweise im Strömungskanal liegt und eine Kontaktfläche für das fließfähige Material hat oder bildet. Dadurch steht ein Bereich der Führungsbuchse stets in direktem Kontakt mit dem fließfähigen Material, das bei jedem Spritzvorgang Druck auf die Führungsbuchse ausübt. Dies führt dazu, dass der Kontaktbereich unter Überwindung des geringen Bewegungsspiels dichtend gegen die Verschlussnadel gepresst wird, so dass während der Hochdruckphase kein Material mehr durch die Führungsbuchse hindurch aus der Spritzgießvorrichtung nach außen dringen kann. Gleichzeitig wird die Verschlussnadel von der Führungsbuchse in ihrer Mittellage fixiert, so dass während der Spritzdruckphase keine Auslenkungsbewegungen der Nadel auftreten können. Fällt der Spritzdruck ab, gibt die Führungsbuchse die Nadel wieder frei, die sofort in ihre Schließstellung gebracht werden kann.

Mit Vorteil wird die Kontaktfläche vom Außenumfang des Endbereichs gebildet. Dadurch wird der Endbereich der Führungsbuchse stets allseits von fließfähigem Material umströmt. Letzteres kann dadurch gleichmäßig auf die Führungsbuchse bzw. auf die Kontaktfläche einwirken, so dass der in den Strömungsbereich hineinragende Bereich gleichmäßig über den gesamten Umfang der Verschlussnadel angepresst wird. Die Nadel ist allseits gedichtet und in ihrer Mittellage zentriert. Dazu trägt auch bei, wenn der Endbereich einen zylindrischen Innenumfang aufweist, der koaxial zur Verschlussnadel ausgerichtet ist. Dieser Innenumfang bildet mithin nicht nur eine Dichtfläche zwischen der Nadel und der Führungsbuchse, sondern auch ein Zentrierelement für die Nadel.

Eine weitere wichtige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Führungsbuchse in der Verteilerplatte angeordnet ist. Mann kann die Führungsbuchse aber auch alternativ oder ergänzend in der Nadelverschlussdüse anordnen. In jedem Fall sitzt die Führungsbuchse vorzugsweise in einer Aussparung in der Verteilerplatte und/oder in der Nadelverschlussdüse, wobei die Führungsbuchse in der Aussparung fixierbar ist.

Damit kein Material durch die Aussparung hindurch aus dem Werkzeug austreten kann, ist die Führungsbuchse innerhalb der Aussparung über wenigstens eine Fläche senkrecht zur Längsachse abgedichtet, wobei die Fläche bevorzugt den Boden der Aussparung bildet. Für die Handhabung und Festlegung der Führungsbuchse ist es günstig, wenn diese einen Flansch aufweist, der zentrisch in der Aussparung sitzt. An dem Flansch ist ein Halsabschnitt ausgebildet, der endseitig den in den Strömungskanal hineinragenden Bereich trägt oder bildet.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teildarstellung einer Spritzgießvorrichtung mit einer Dichtungsanordnung für eine Verschlussnadel, teilweise im Schnitt, und

Fig. 2 eine separate Schnittansicht der Dichtungsanordnung von Fig. 1.

Die in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnete Spritzgießvorrichtung dient der Herstellung von Formteilen aus einer fließfähigen Masse, beispielsweise einer Kunststoffschmelze. Sie hat eine Aufspannplatte 2 sowie parallel dazu eine Verteilerplatte 3, in der ein System von Strömungskanälen 4 ausgebildet ist. Diese münden jeweils in einer (nicht gezeigten) Nadelverschlussdüse, die an der Unterseite 5 der Verteilerplatte 3 montiert ist.

Jede Nadelverschlussdüse hat einen (ebenfalls nicht dargestellten) bevorzugt außenbeheizten Düsenkörper, in dem konzentrisch zur Längsachse L ein Materialrohr zur Fortsetzung des Strömungskanals 4 ausgebildet ist. Letzterer endet in einem Düsenmundstück, das endseitig eine Düsenaustrittsöffnung bildet, über die das zu verarbeitende Material durch eine Angussöffnung hindurch einem trennbaren (gleichfalls nicht gezeigten) Formeinsatz zugeführt wird.

Zum öffnen und Schließen der bevorzugt in dem Formeinsatz ausgebildeten Angussöffnung ist eine Verschlussnadel 20 vorgesehen, die den Strömungskanal in der Nadelverschlussdüse sowie einen Abschnitt des Strömungskanals 4 in der Verteilerplatte 3 längsverschieblich durchsetzt und von einem (nicht gezeichneten) mechanischen, elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb in eine Schließ- und Öffnungsstellung bringbar ist. In Schließstellung greift die Verschlussnadel 20 mit einem endseitig ausgebildeten (nicht dargestellten) Verschlussteil durch die Düsenaustrittsöffnung hindurch dichtend in die Angussöffnung ein. Im werkzeugseitigen Bereich ist die Verschlussnadel 20 durch die Verteilerplatte 3 und die Aufspannplatte 2 hindurch mit dem Antrieb verbunden, wobei die Nadel 20 endsei- tig einen Adapter 22 hat, der mit einem im Querschnitt eckigen Endabschnitt 23 versehen ist. Dieser dient beispielsweise zum Ansetzen eines (nicht gezeigten) Werkzeugs, um die Nadel 20 montieren und in der Länge einstellen zu können. Mittels einer (nicht dargestellten) Kontermutter lässt sich die Nadel 20 drehfest fixieren.

Zur Durchführung der Verschlussnadel 20 ist in der Aufspannplatte 2 eine Durchgangsbohrung 6 eingebracht, deren Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Verschlussnadel 20.

In der Aufspannplatte 2 ist ferner eine Reinigungsvorrichtung 10 für die Verschlussnadel 20 ausgebildet. Diese hat ein Gehäuse 11 mit einer im wesentlichen zylindrischen Wandung und einem endseitig ausgebildeten, radial nach innen einspringenden Flanschrand 13. Dieser trägt axial mehrere scheibenförmige Reinigungselemente 12, die randseitig von ringförmigen Distanzstücken 14 in gleichmäßigen Abständen gehalten werden. Zur Sicherung der als Flachkörper ausgebildeten Reinigungselemente 12 und der dazwischen liegenden Distanzstücke 14 innerhalb der Reinigungsvorrichtung 10 dient ein Sicherungsring 15, der vorzugsweise axial in das Gehäuse 11 eingeschraubt wird.

Jedes Reinigungselement 12 ist mittig mit einer (nicht gezeigten) Öffnung zur Durchführung der Verschlussnadel 20 versehen. Der Innendurchmesser der Öffnung ist dabei so gewählt, dass die von der Öffnung gebildete Kante mit dem Außenumfang 24 der Verschlussnadel 20 form- und reibschlüssig in Kontakt steht. Auf dem Außenumfang 24 der Verschlussnadel 20 anhaftende Materialreste, die beispielsweise aus der Führungsbuchse 30 ausdringen, werden dadurch von den an die Nadelkontur formangepassten Kanten der Reinigungselemente 12 stets zuverlässig erfasst und von der Nadel 20 entfernt, d.h. die durch die Reinigungsvorrichtung 10 bzw. durch die Reinigungselemente 12 hindurchgeführte Verschlussnadel 20 wird während des Betriebes der Spritzgießvorrichtung 1 bei jeder Hin- und Herbewegung gesäubert und damit sauber gehalten.

In der Verteilerplatte 3 sitzt als Nadeldichtung eine Führungsbuchse 30 mit einer zentrischen Durchgangsbohrung 31 , deren Innendurchmesser in Endbereichen 32, 33 der Buche 30 bis auf ein geringes Bewegungsspiel dem Außendurchmesser der Verschlussnadel 20 entspricht. Letztere findet damit innerhalb der Buchse 30 eine zentrische Führung und Abstützung.

Zwischen den End- bzw. Führungsbereichen 32, 33 ist axial ein zylinderförmiger Freiraum 34 ausgebildet, dessen Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Verschlussnadel 20. Er nimmt während des Betriebes der Spritzgießvorrichtung gezielt eine geringe Menge fließfähigen Materials aus dem Strömungskanal 4 auf, was zur Abdichtung der Verschlussnadel 20 gegenüber dem Strömungskanal 4 und der Werkzeugumgebung führt. Gleichzeitig wirkt die fließfähige Masse innerhalb des Freiraums 34 als Gleitmittel, so dass die Reibung zwischen der Verschlussnadel 20 und der Führungsbuchse 30 herabgesetzt wird. Letztere liegt - ebenso wie die Durchgangsbohrung 6 in der Aufspannplatte 2 - koaxial zur Verschlussnadel 20 bzw. zu deren Längsachse L.

Die Führungsbuchse 30 hat einen verbreiterten Flansch 35, der zentrisch in einer Aussparung 36 in der Verteilerplatte 3 sitzt. Über dem Flansch 35 weist die Buchse 30 (in Richtung Aufspannplatte 2) einen im Außendurchmesser kleineren Hauptteil 38 auf, der endseitig den (oberen) Führungsbereich 32 bildet. Dieser umschließt die Verschlussnadel 20 mit seinem zylindrischen Innenumfang 42 bis auf ein geringes Bewegungsspiel. Gleichzeitig begrenzt er den zylinderförmigen Freiraum 34 nach oben, damit das darin befindliche Material nicht nach außen dringen kann.

Der Hauptteil 38 wird koaxial von einer Schraubbuchse 37 umschlossen. Diese besitzt ein Außengewinde 47, das in ein korrespondierendes Innengewinde 56 der Aussparung 36 eingreift. Dreht man die Schraubbuchse 37 in die Aussparung 36 und damit in die Verteilerplatte 3 ein, wird die Buchse 30 über den Flansch 35 im Werkzeug festgelegt. Der Boden 41 der Aussparung 36 und die (nicht näher bezeichnete) Unterseite des Flanschs 35 liegen dabei formschlüssig aufeinander auf, so dass die Führungsbuchse 30 nicht nur in der Verteilerplatte 3 fixiert, sondern zugleich auch über eine Fläche senkrecht zur Längsachse L abgedichtet ist.

Unter dem Flansch 35 weist die Buchse 30 (in Richtung Nadelverschlussdüse) einen Halsabschnitt 39 auf, dessen Außendurchmesser ebenfalls kleiner ist als der Außendurchmesser des Flanschs 35. Das untere Ende des Halsabschnitts 39 bildet den (unteren) Führungsbereich 33, der mit seinem zylindrischen Innenumfang 43 die Verschlussnadel 20 bis auf ein geringes Bewegungsspiel umschließt und den zylinderförmigen Freiraum 34 entsprechend nach unten hin begrenzt. Dabei ist die Wandstärke des End- bzw. Führungsbereichs 33 bevorzugt kleiner ausgebildet als die Wandstärke des Halsabschnitts 39. Zudem bildet der Außenumfang 44 des Endbereichs 33 eine Schrägfläche 44, vorzugsweise eine Kegelfläche, so dass die Wandstärke des Endbzw. Führungsbereichs 33 zur Nadelverschlussdüse hin weiter abnimmt.

Zur Aufnahme des Halsabschnitts 39 in der Verteilerplatte 3 ist zwischen der Aussparung 36 und dem Strömungskanal 4 eine Durchgangsbohrung 46 eingebracht, deren Innendurchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser des Halsabschnitts 39 entspricht. Dieser reicht bis an den Strömungskanal 4 heran, wobei der Endbereich 33 mit seinem die Verschlussnadel 20 umschließenden Innenumfang 43 und seiner Kegelfläche 44 radial und konzentrisch zur Längsachse L in den Strömungskanal 4 hinein ragt (siehe Fig.1). Der Führungsbereich 33 für die Verschlussnadel 20 liegt damit vollständig im Massestrom wobei die Schräg- bzw. Kegelfläche 44 eine Kontaktfläche bildet, die - ebenso wie die Verschlussnadel 20 - im Strömungskanal 4 allseits von dem zu verarbeitenden Material umspült wird.

Die Funktionsweise der Nadeldichtung bzw. der Führungsbuchse 30 basiert im wesentlichen auf der elastisch verformbaren Wandung des im Strömungskanal 4 liegenden Endbereichs 33.

Wird die Verschlussnadel 20 geöffnet, gleitet diese zunächst innerhalb der Führungsbuchse 30 ungehindert von der Schließstellung in die Öffnungsstellung, wobei die Endbereiche 32, 33 mit geringem Bewegungsspiel am Außenumfang 24 der Nadel 20 entlanggleiten. Hat diese ihre End- bzw. Öffnungsstellung erreicht, wird der Spritzdruck aufgebaut, d.h. die zu verarbeitende Schmelze wird mit hohem Druck durch den Schmelzekanal 4 hindurch in das Formnest gepresst. Dabei umströmt die fließfähige Masse die Verschlussnadel 20 und die Kontaktfläche 44 des Endbereichs 33 gleichmäßig von allen Seiten, wobei der Endbereich 33 aufgrund seiner relativ geringen Wandstärke und seiner Elastizität radial verpresst wird. Der zylindrische Innenumfang 43 legt sich wie ein Schließ- oder Ventilelement formschlüssig und dichtend gegen den Außenumfang 24 der Verschlussnadel 20, so dass während des Spritzvorgangs kein Material mehr von dem Strömungskanal 4 in den Freiraum 34 der Führungsbuchse 30 eindringen kann. Die Abdichtung der Verschlussnadel 20 ist damit gegenüber herkömmlichen Konstruktionen deutlich verbessert, weil im Zeitpunkt der hohen Druckbelastung im Strömungskanal 4 kein Material mehr durch die Führungsbuchse 30 hindurch aus dem Werkzeug nach außen dringen kann. Gleichzeitig wird die Nadel 20 konzentrisch zur Längsachse L in ihrer Lage fixiert. Sie kann durch das strömende Material auch nicht mehr aus ihrer Mittellage ausgelenkt werden, was sich nicht nur günstig auf die Strömungsverhältnisse im Strömungskanal 4 auswirkt. Ist der Spritzzyklus beendet, baut sich der Druck im Strömungskanal 4 wieder ab. Der Endbereich 33 nimmt aufgrund seiner Elastizität wieder seine ursprüngliche Form an und der Innenumfang 43 des Endbereichs 33 löst sich vom Außenumfang 24 der Verschlussnadel 20. Diese kann ungehindert in ihre Schließstellung bewegt werden.

Die Wandstärke des bevorzugt aus einem Stahlwerkstoff gefertigten Endbereichs 33 ist so gewählt, dass dieser im Elastizitätsbereich des Materials verformbar ist und dass dabei das geringe Bewegungsspiel zwischen der Verschlussnadel 20 und dem Innenumfang 43 durch den Materialdruck überwunden wird, so dass während der Hochdruckphase im Werkzeug die Nadel 20 mittig arretiert ist und kein Material nach außen dringen kann. Dennoch wird die Nadel 20 zwischen den einzelnen Druckzyklen innerhalb der voneinander beabstandeten Endbereiche 32, 33 präzise gleitend geführt.

Wie Fig.2 näher zeigt, ist innerhalb der Buchse 30 ein separates Ringelement 60 vorgesehen, das senkrecht zur Längsachse L passgenau in einer zylindrischen Ausnehmung 65 im Flansch 35 sitzt und mit seinem Innenumfang 61 den Außenumfang 24 der Verschlussnadel 20 formschlüssig umfasst.

Der Innendurchmesser des Ringelements 60 entspricht dabei bis auf ein geringes Bewegungsspiel dem Außendurchmesser der Nadel 20, so dass diese innerhalb der Buchse 30 eine zusätzliche Führung und Abstützung findet. Der Ring 60 dient zugleich als weiteres Dichtelement, das den zylinderförmigen Freiraum 34 in zwei Bereiche 74, 84 unterteilt. Der obere Bereich 74 wird von dem Ring 60 und dem oberen Endbereich 32 der Buchse 30 begrenzt, während der untere Bereich 84 zwischen dem Ring 60 und dem unteren Endbereich 33 der Buchse 30 eingeschlossen ist. Dadurch kann das in den Freiraum 34 eindringende Material kaum noch nach außen gelangen. Darüber hinaus wird durch die erlangte Dreipunktabstützung ein Durchbiegen der Verschlussnadel 20 innerhalb des Freiraums 34 wirksam verhindert, was sich günstig auf das Betriebsverhalten der Nadelverschlussdüse auswirkt.

Zur Aufnahme des Rings 60 ist die Buchse 30 im Bereich des Flanschs 35 senkrecht zur Längsachse L zweigeteilt. Ein oberer Teil 75 bildet den Flansch 35 und den Hauptteil 38 der Buchse 30. Der untere Teil 85 ergänzt den Flansch 35 und bildet den Halsabschnitt 39 mit dem kegelringförmigen Endbereich 33. Die Ausnehmung 65 ist im unteren Buchsenteil 85 ausgebildet, der zugleich mit einer einspringenden Stufe 86 versehen ist. Diese greift kraft- und/oder formschlüssig in eine entsprechende Aussparung 86 im oberen Teil 75 ein, so dass bei Teile 75, 85 fest miteinander verbindbar sind. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Buchsenteile 75, 85 am Außenumfang miteinander verschweißt. Man kann die Teile 75, 85 aber auch ineinander pressen, miteinander verkleben oder mittels Rastelementen fest miteinander verbinden. Der Ring 60 besteht bevorzugt aus Metall oder aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, z.B. Vespel.

Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So muss beispielsweise die Führungsbuchse 30 nicht zwingend in der Verteilerplatte 3 angeordnet sein. Sie kann vielmehr auch in der Nadelverschlussdüse montiert werden. Die Wandstärke des Endbzw. Führungsbereichs 33 muss nicht unbedingt kleiner sein als die Wandstärke des Halsabschnitts 39. Beide können auch etwa dieselbe Wandstärke aufweisen. Wichtig ist nur, dass sich der von dem fließfähigen Material umströmte Endbereich 33 während der Hochdruckphase elastisch soweit verformen lässt, dass sich der Innenumfang 43 dichtend um den Außenumfang 24 der Verschlussnadel 20 legt.

Die Kontaktfläche 44 des Endbereichs 33 kann kegelförmig, aber auch konkav oder konvex geformt sein, was sich ebenfalls einfach und präzise fertigen lässt. Der Flächenverlauf wirkt sich günstig auf die Druckverteilung aus.

Zur Festlegung der Führungsbuchse 30 im Werkzeug 1 kann man anstelle der Schraubbuchse 37 auch einen (nicht dargestellten) Flanschring verwenden, der mittels Schrauben an der Verteilerplatte 3 oder an der Nadelverschlussdüse fixiert wird. Wichtig hierbei ist, dass die Führungsbuchse 30 innerhalb der Aussparung 36 über wenigstens eine Fläche 41 senkrecht zur Längsachse L abgedichtet ist.

Das Ringelement 60 muss nicht zwingend im Bereich des Flanschs 35 angeordnet sein. Es kann vielmehr auch im Hauptteil 38 oder im Halsabschnitt 39 der Buchse 30 liegen. Ferner besteht die Möglichkeit, mehrere Ringelemente 60 axial übereinander anzuordnen, was sich weiter günstig auf die Dicht- und Führungseigenschaften auswirkt.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anord- nungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichen liste

L Längsachse 36 Aussparung

37 Schraubbuchse

1 Spritzgießvorrichtung 38 Hauptteil

2 Aufspannplatte 39 Halsabschnitt

3 Verteilerplatte

4 Strömungskanal 41 Boden

5 Unterseite 42 Innenumfang

6 Durchgangsbohrung 43 Innenumfang

44 Kontaktfläche /Außenumfang / Schrägfläche

10 Reinigungsvorrichtung

46 Durchgangsbohrung 12 Reinigungselement 47 Außengewinde 11 Gehäuse 56 Innengewinde 14 Distanzstück

15 Sicherungsring

60 Ringelement

61 Innenumfang

20 Verschlussnadel 65 Ausnehmung 22 Adapter

23 Endabschnitt

74 oberer Bereich 24 Außenumfang 75 oberer Teil

76 Stufe

30 Führungsbuchse 84 unterer Bereich 31 Durchgangsbohrung 85 unterer Teil 32 End-/Führungsbereich 86 Aussparung 33 End-/Führungsbereich

34 Freiraum

35 Flansch

Claims

Patentansprüche

1. Spritzgießvorrichtung (1 ) mit einer Verteilerplatte (3), in der wenigstens ein Strömungskanal (4) für ein fließfähiges Material ausgebildet ist, mit wenigstens einer Nadelverschlussdüse, durch die das fließfähige Material unter Fortführung des Strömungskanals (4) einem trennbaren Formeinsatz zuführbar ist, mit wenigstens einer Verschlussnadel (20), die den Strömungskanal (4) zumindest abschnittsweise längsverschieblich durchsetzt und die mittels eines Antriebs in eine öffnungs- und in eine Schließstellung bringbar ist, und mit einer Führungsbuchse (30) zur Durchführung und Abdichtung der Verschlussnadel (20), dadurch geken nzeich net, dass innerhalb der Führungsbuchse (30) ein Ringelement (60) vorgesehen ist, welches die Verschlussnadel (20) formschlüssig umfasst.

2. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich net, dass das Ringelement (60) koaxial zur Verschlussnadel (20) einen zylindrischen Innenumfang (61 ) aufweist.

3. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadu rch geken nzeich net, dass das Ringelement (60) senkrecht zur Längsachse (L) der Verschlussnadel (20) angeordnet ist.

4. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadu rch geken nzeichnet, dass das Ringelement (60) passgenau in der Buchse (30) gehalten ist.

5. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadu rch geken nzeich net, dass das Ringelement (60) aus einem federelastischen Stahl oder aus einem federelastischen hochtemperaturbeständigen Kunststoff gefertigt ist.

6. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadu rch geken nzeich net, dass die Führungsbuchse (30) zweigeteilt ist.

7. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 5, dadu rch geken nzeich net, dass die Führungsbuchse (30) zwei Teilhälften (75, 85) aufweist, wobei wenigstens eine Teilhälfte (75, 85) das Ringelement (60) aufnimmt.

8. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadu rch geken nzeich net, dass wenigstens zwei Ringelemente (60) vorgesehen sind.

9. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadu rch geken nzeich net, dass die Führungsbuchse (30) mit axialem Abstand zu dem Ringelement (60) wenigstens zwei Bereiche (32, 33) aufweist, die koaxial zur Verschlussnadel (20) zylindrische Innenumfänge (42, 43) aufweisen.

10. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 8, dadu rch geken nzeich net, dass die Bereiche (32, 33) Endbereiche der Führungsbuchse (30) bilden.

11. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadu rch geken nzeich net, dass das Ringelement (60) und die Endbereiche (32, 33) die Verschlussnadel (20) mit geringst möglichem Bewegungsspiel umschließen.

12. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadu rch geken nzeich net, dass zwischen den Endbereichen (32, 33) ein Freiraum (34) ausgebildet ist, dessen Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Verschlussnadel (20).

13. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 11 , dadu rch geken nzeichnet, dass der Freiraum (34) von dem Ringelement (60) axial geteilt ist.

14. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadu rch geken nzeich net, dass wenigstens ein Endbereich (33) der Führungsbuchse (30) zumindest abschnittsweise im Strömungskanal (4) liegt und eine Kontaktfläche (44) für das fließfähige Material hat oder bildet.

15. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch geken nzeich net, dass die Kontaktfläche (44) vom Außenumfang des Endbereichs (33) gebildet ist.

16. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch geken nzeich net, dass die Führungsbuchse (30) in der Verteilerplatte (3) oder in der Nadelverschlussdüse angeordnet ist.

17. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch geken nzeichnet, dass die Führungsbuchse (30) in einer Aussparung (36) in der Verteilerplatte (33) und/oder in der Nadelverschlussdüse sitzt.

18. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch geken nzeichnet, dass die Führungsbuchse (30) in der Aussparung (36) fixierbar ist.

19. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch geken nzeichnet, dass die Führungsbuchse (30) innerhalb der Aussparung (36) über wenigstens eine Fläche (41) senkrecht zur Längsachse (L) abgedichtet ist.

20. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 18, dadu rch geken nzeich net, dass die Fläche (41 ) der Boden der Aussparung (36) ist.

21. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadu rch gekennzeich net, dass die Führungsbuchse (30) einen Flansch (35) aufweist, der zentrisch in der Aussparung (36) sitzt.

22. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch geken nzeich net, dass die Führungsbuchse (30) einen Halsabschnitt (39) aufweist, der endseitig den Bereich (33) trägt oder bildet.