EP2086740A1

EP2086740A1 - Anordnung zum verschliessen von kanalabschnitten in einem heiss- oder kaltkanalverteiler

Info

Publication number: EP2086740A1
Application number: EP07818431A
Authority: EP
Inventors: Herbert Günther
Original assignee: Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Current assignee: Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2009-08-12
Also published as: MX2009004926A; WO2008061585A1; JP2010510096A; BRPI0715980A2; US20100068332A1; CN101541504A; DE202006018031U1; KR20090091723A; CA2669572A1; TW200902285A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verschliessen und/oder Verbinden und/oder Umlenken von Kanalabschnitten in einem Heiss- oder Kaltkanalverteiler (10), der wenigstens einen mit plastifizierter Masse beschickbaren Strömungskanal (12) aufweist, welcher durch am Verteiler befestigte Stopfen (18) fluiddicht verschliessbar und/oder umlenkbar und/oder mit einem weiteren Strömungskanal verbindbar ist. Um eine verbesserte Anordnung zum Verschliessen von Kanalabschnitten (12a) in einem Heiss- oder Kaltkanalverteiler zu schaffen, ist jeder Stopfen am Verteiler in einer sich im Wesentlichen senkrecht zum zu verschliessenden Kanalabschnitt erstreckenden und diesen kreuzenden Aussparung befestigbar. Jeder Stopfen weist ferner zumindest eine Umfangsfläche (24) auf, die im Betriebszustand fluiddicht an einer dieser gegenüberliegenden Fläche der Aussparung anliegt.

Description

Anordnung zum Verschließen von Kanalabschnitten in einem Heiß- oder Kaltkanalverteiler

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verschließen und/oder Verbinden und/oder Umlenken von Kanalabschnitten in einem Heiß- oder Kaltkanalverteiler, der wenigstens einen mit plastifizierter Masse beschickbaren Strömungskanal aufweist, welcher durch am Verteiler befestigte Stopfen fluiddicht verschließbar und/oder umlenkbar und/oder mit einem weiteren Strömungskanal verbindbar ist.

Bei Vorrichtungen für das Heißkanal-Spritzgießen ist es bekannt, im Eckbereich eines Verteiler-Kanals zylindrische Stopfen einzusetzen, welche die Enden des Kanals abschließen und/oder im Winkel abbiegende Kanalabschnitte als Umlenkstück druckdicht verbinden. Beispielsweise setzt man gemäß EP-A-O 226 798 Stopfen koaxial an die Enden eines Hauptkanals, um jeweils ein Umlenkstück mit einem Konusloch anzuschließen. Dieses geht im Stopfen mit einer abgewinkelten Bohrung weiter, die zu einer Austrittsöffnung des Verteilers führt. An der Bohrungsgehrung ist eine Engstelle gebildet, die prinzipiell einen Strömungswiderstand darstellt; wenn dort plastifiziertes Material haften bleibt, ist die Reinigung erschwert oder unmöglich, so dass der Stopfen insgesamt ersetzt werden muss. Dessen Fixierung im Verteiler erfolgt durch Einlöten, weshalb die Kanäle einer mechanischen Reinigung nicht ohne weiteres zugänglich sind.

Eine vergleichbare Anordnung geht aus DE-A-32 11 342 hervor. Danach ist in aufgeweitete Mündungen eines Verteiler-Querkanals jeweils ein Konus eingesetzt, der durch einen einseitig abgeschrägten, mittels einer Durchgangsschraube im Verteiler befestigten Riegel druckdicht verschließbar ist. Hierbei sind tote Ecken unvermeidlich, in denen sich (Rest-)Material ansammeln kann, was eventuell den Betrieb stört bzw. die Produktqualität beeinträchtigt und jedenfalls die Reinigung behindert.

Demgegenüber verbesserte Anordnungen wurden in EP-A-O 523 549, EP-A-O 630 733 und EP-A-O 845 345 vorgeschlagen, nämlich mit Stahlkonus-Einsätzen, die Umlenkbohrungen aufweisen und am Verteiler entweder durch Pilzkopfschrauben niedergehalten oder durch Justierschrauben eingepresst oder von Schraubbolzen mit Innenkonus übergriffen werden. Obgleich derartige Verbindungen auch bei hohem Spritzdruck funktionstüchtig sind, ist doch der Herstellungsaufwand verhältnismäßig hoch und der passgenaue Konus-Einbau nicht immer einfach. In der Fertigung ist es schwierig oder sogar unmöglich, die Lage-Deckungsgleichheit zwischen der Bohrung im Konus und der Bohrung im Verteiler herzustellen. Hinzu kommt, dass die Position der Konusbohrung in der Verteilerbohrung von der Anpresskraft abhängt. Der Zusammenhang ist umso problematischer, je schlanker der Konus ist. Tote Ecken und Strömungsschatten, in denen sich Material absetzen kann, sind auch hier unvermeidbar.

Eine gegenüber den zuvor beschriebenen Anordnungen wesentlich verbesserte Lösung ohne tote Ecken schafft DE-U-298 16 253.9 mit einer Anordnung zum Verschließen von Kanalabschnitten in einem Heißkanalverteiler, der wenigstens einen mit plastifizierter Masse beschickbaren Kanal aufweist, welcher durch lösbar am Verteiler befestigte Stopfen druckdicht verschließbar ist, wobei der bzw. jeder Stopfen am Verteiler im spitzen Winkel zu der Kanalachse befestigbar ist und eine Stirnfläche hat, die druckdicht auf einer ihr gegenüberliegende geschlossene Ringfläche pressbar ist, welche eine Öffnung des Kanals umschließt oder begrenzt. Man erzielt so eine auch bei sehr hohen Drücken voll wirksame Abdichtung. Die Stopfen bilden lösbare Verschlüsse, die eine mechanische Reinigung erlauben. Sie lassen sich Dank ihrer Schräglage rasch montieren und auch entnehmen, so dass die für einen Masse- bzw. Farbwechsel notwendigen Arbeiten in außenordentlich kurzer Zeit ausgeführt werden können. Ein Nachteil der schrägen Stopfenanordnung besteht jedoch darin, dass diese viel Bauraum in Anspruch nimmt, was in vielen Anwendungsfällen nicht wünschenswert ist. Ferner ist es - ebenfalls aufgrund des schrägen Einbaus des Stopfens - nur schwer möglich, eine derartige Anordnung zum Verschließen von Kanälen einzusetzen, durch die eine Ventilnadel geführt ist.

Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative und verbesserte Anordnung zum Verschließen von Kanalabschnitten in einem Heiß- oder Kaltkanalverteiler zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Anordnung nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf individuelle Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Anordnung zum Verschließen und/oder Verbinden und/oder Umlenken von Kanalabschnitten in einem Heiß- oder Kaltkanalverteiler, der wenigstens einen mit plastifizierter Masse beschickbaren Strömungskanal aufweist, welcher durch am Verteiler befestigte Stopfen fluiddicht verschließbar und/oder umlenkbar und/oder mit einem weiteren Strömungskanal verbindbar ist. Erfindungsgemäß ist der bzw. jeder Stopfen am Heiß- oder Kaltkanalverteiler in einer sich im Wesentlichen senkrecht zum zu verschließenden Kanalabschnitt erstreckenden und diesen kreuzenden Aussparung befestigbar und umfasst zumindest eine Umfangsfläche, die im Betriebszustand fluiddicht an einer dieser gegenüberliegenden Fläche der Aussparung anliegt, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials des Stopfens derart größer als derjenige des die Aussparung bildenden Materials gewählt ist, dass sich die Umfangsfläche des Stopfens bei Betriebstemperatur dichtend an die entsprechende Fläche der Aussparung legt.

Aufgrund der im Wesentlichen senkrechten Positionierung des Stopfens zu dem zu verschließenden Strömungskanalabschnitt verbunden mit der Erzeugung der Dichtung über eine Umfangsfläche des Stopfens nimmt die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung gegenüber DE-U-298 16 253 nur wenig Bauraum ein, wobei eine ordnungsgemäße Dichtwirkung zwischen dem Stopfen und der Wandung der Aussparung sichergestellt ist. Ferner können tote Ecken vermieden werden. Bei auf Raumtemperatur abgekühlter Anordnung sitzt der Stopfen locker und lässt sich relativ einfach einfügen und entfernen, so dass eine mechanische Reinigung problemlos möglich ist.

Gemäß einer weiteren Variante sind die zumindest eine Umfangsfläche des Stopfens und die dieser gegenüber liegende Fläche der Aussparung im zusammengebauten Zustand der Anordnung zumindest teilweise stoffschlüssig miteinander verbunden, um eine Dichtwirkung zwischen dem Stopfen und der Aussparung und/oder eine feste Positionierung des Stopfens innerhalb der Aussparung zu erzeugen. Hierzu kann beispielsweise ein Lot oder dergleichen verwendet werden.

Die zuletzt genannte Variante weist gegenüber der zuerst beschriebenen Variante allerdings den Nachteil auf, dass sich der Stopfen nach dem Erzeugen der Dichtung nicht ohne größeren Aufwand lösen lässt, um beispielsweise eine mechanische Reinigung durchzuführen, weshalb die erste Variante bevorzugt wird.

Vorteilhaft weist der Stopfen zumindest eine Stirnfläche auf, die auf eine ihr gegenüberliegende geschlossene Ringfläche der Aussparung pressbar ist. Auf diese Weise kann der Stopfen an einer vorbestimmten Position angeordnet und befestigt werden. Die Stirnfläche kann dabei druckdicht an die Ringfläche angepresst werden, um eine weitere Dichtung zwischen der Aussparung und dem Stopfen zu erzeugen, falls dies erwünscht ist. Dazu ist die Stirnfläche des Stopfens bevorzugt an einem entlang seiner Achse geführten Druckstück als geschlossener Abdichtrand ausgebildet, durch den die konturgenaue Abdichtung an der Ringfläche bewirkt wird. Ungenauigkeiten oder Versetzungen von Ring- und Stirnfläche werden dadurch von vornherein vermieden. Die Stirnfläche des Stopfens ist vorteilhaft zumindest teilweise plan, namentlich am Abdichtrand, so dass unmittelbar dichter Formschluss zu der Ringfläche sichergestellt ist.

Der Stopfen umfasst vorteilhaft eine Verdrehsicherung, die diesen gegen radiales Verdrehen fixiert. Bevorzugt wird als Verdrehsicherung ein Passstift verwendet.

Der Stopfen weist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Schraubkörper auf, an oder in dessen Kopf ein Werkzeug ansetzbar ist. Der Schraubkörper dient dabei zur Fixierung des Stopfens in axialer Richtung. Der Schraubkörper kann dabei separat oder einteilig mit dem Stopfen vorgesehen sein.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Stopfen zumindest einen Kanal auf, um zwei winklig zueinander angeordnete Strömungskanalabschnitte des Heiß- oder Kaltkanalverteilers miteinander zu verbinden und/oder einen Strömungskanalabschnitt in einem Winkel umzulenken, so dass eine den Heiß- oder Kaltkanalverteiler durchströmende plastifizierte Masse von dem einen Strömungskanalabschnitt durch den Stopfen beispielsweise in einen anderen Strömungskanalabschnitt strömen kann. Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Stopfen eine Durchgangsöffnung zum Hindurchführen einer Ventilnadel. Bevorzugt ist an dem Stopfen eine Dichtbuchse für die Ventilnadel vorgesehen ist, so dass das den Stopfen durchströmende plastifizierte Material nicht durch die zur Durchführung der Ventilnadel vorgesehene Durchgangsöffnung entweichen kann.

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

Fig. 1 eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zum Verschließen eines Kanalabschnittes und zum Umlenken eines weiteren Kanalabschnittes in einem Heißkanalverteiler;

Fig. 2 eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zum Verschließen eines Kanalabschnittes und zum Umlenken eines weiteren Kanalabschnittes in einem Heißkanalverteiler;

Fig. 3A eine Querschnittansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Stopfens zum Verbinden von Kanalabschnitten in einem Heißkanalverteiler;

Fig. 3B eine im Schnitt dargestellte Draufsicht des Stopfens gemäß Fig. 3A;

Fig. 4A eine Querschnittansicht noch einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Stopfens zum Verbinden von Kanalabschnitten in einem Heißkanalverteiler;

Fig. 4B eine im Schnitt dargestellte Draufsicht des Stopfens gemäß Fig. 4A;

Fig. 5A eine Querschnittansicht noch einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Stopfens zum Verbinden eines Kanalabschnittes mit einem anderen sowie zum Verschließen eines weiteren Kanalabschnittes in einem Heißkanalverteiler; und

Fig. 5B eine im Schnitt dargestellte Draufsicht des Stopfens gemäß Fig. 5A.

Gleiche Bezugsziffern beziehen sich nachfolgend auf gleichartige Bauteile.

Der in Fig. 1 allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Heißkanalverteiler ist Teil einer Spritzgießvorrichtung, die zur Herstellung von Formteilen aus einer fließfähigen Masse, beispielsweise einer Kunststoffschmelze, dient. In dem Heißkanalverteiler 10 ist ein Strömungskanal 12 mit einem Strömungshauptkanal 12a und einem von diesem abzweigenden Strömungsnebenkanal 12b ausgebildet. Der Strömungshauptkanal 12a sowie der Strömungsnebenkanal 12b sind beispielsweise als Bohrungen in dem Heißkanalverteiler 10 ausgebildet. Um die in den Strömungsnebenkanal 12b eintretende und durch den Hauptkanal 12a strömende Schmelze in Abwärtsrichtung umzuleiten, ist in eine den Strömungsnebenkanal 12a kreuzende Aussparung, die als Durchgangsbohrung ausgebildet ist und sich im wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Strömungshauptkanals 12a erstreckt, ein Stopfen 18 eingesetzt. Der Stopfen 18 umfasst vorliegend eine rotationssymmetrische Hülse 20, in der ein sich von der Umfangsfläche der Hülse 20 radial einwärts erstreckender Kanal 22 mit einem Hauptkanalabschnitt 22a zur Fortsetzung des Strömungshauptkanals 12a und einem im Wesentlichen senkrecht zum Hauptkanalabschnitt 22a angeordneten und mit diesem verbundenen Nebenkanalabschnitt 22b, der sich vom Hauptkanalabschnitt 22a abwärts entlang der Längsachse L erstreckt, ausgebildet ist. Die Hülse 20 umfasst eine Umfangsfläche 24, die fluiddicht an den ihr gegenüberliegenden Flächen 26 des Heißkanalverteilers 10 anliegt. Diese fluiddichte Anlage wird erzeugt, indem die Passungen derart gewählt werden, dass sich der Stopfen 18 im kalten Zustand der Verteilerplatte 10 mit geringem Spiel in die Aussparung einsetzten lässt. Ferner wird der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Hülse 20 derart größer als derjenige des Materials des Heißkanalverteilers 10 gewählt, dass sich die Umfangsfläche 24 der Hülse 20 mit zunehmender Temperatur des Heißkanalverteilers 10 dichtend an die entsprechenden Flächen 26 des Heißkanalverteilers 10 legt. Bevorzugt liegt der Ausdehnungskoeffizient der Verteilerplatte 10 bei etwa 12 x 10^"6ZK und der des Stopfens 18 bei etwa 19 x 10^"6ZK. Auf diese Weise wird eine Dichtung erzeugt, die verhindert, dass Material bei eingesetztem Stopfen 18 in den vom Stopfen 18 abgetrennten Abschnitt des Strömungshauptkanals 12a oder außen entlang der Hülse 20 auf- oder abwärts strömt. Alternativ kann zwischen der Umfangsfläche 24 der Hülse 20 und den dieser gegenüberliegenden Flächen 26 des Heißkanalverteilers 10 auch ein herkömmlicher fluiddichter Presssitz erzeugt werden, indem die Hülse 20 während ihrer Montage abgekühlt und der Heißkanalverteiler im Bereich der Flächen 26 erwärmt wird.

Ferner umfasst der Stopfen 18 einen mit einem Außengewinde versehenen Schraubkörper 28, der in ein entsprechendes Innengewinde des Heißkanalverteilers 10 greift. Der Schraubkörper 28 drückt von oben auf einen endseitig an der Hülse 20 ausgebildeten Absatz 30, wodurch eine unterhalb des Absatzes 30 vorgesehene und abwärts weisende Stirnfläche 32 der Hülse 20 gegen eine dieser gegenüberliegende Ringfläche 34 gepresst wird, die in dem Heißkanalverteiler ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die axiale Position der Hülse 20 in der Aussparung des Heißkanalverteilers 10 fixiert. Die Stirnfläche 32 der Hülse 20 und die Ringfläche 34 des Heißkanalverteilers können zudem derart ausgebildet sein und zusammenwirken, dass eine weitere Dichtung zwischen der Hülse 20 und dem Heißkanalverteiler 10 erzeugt wird, falls dies erwünscht ist. Die radiale Positionierung der Hülse 20 in der Aussparung erfolgt über eine Verdrehsicherung, die vorliegend als Passstift 33 ausgebildet ist, um auf diese Weise den Hauptkanalabschnitt 22a und den Strömungshauptkanal 12a in Flucht zu bringen.

Der Nebenkanalabschnitt 22b des in der Hülse 20 ausgebildeten Kanals 22 mündet in einer (nicht gezeigten) Nadelverschlussdüse, die an der Unterseite 14 des Heißkanalverteilers 10 montiert ist.

Jede Nadelverschlussdüse hat einen (ebenfalls nicht dargestellten) bevorzugt außenbeheizten Düsenkörper, in dem konzentrisch zur Längsachse L ein Materialrohr zur Fortsetzung des Nebenkanalabschnitts 22b vorgesehen 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 Ventilnadel 36 vorgesehen, die den Strömungskanal in der Nadelverschlussdüse sowie den Nebenkanalabschnitt 22b der Hülse 20 des Stopfens 18 längs verschiebbar durchsetzt und von einem (nicht gezeigten) mechanischen, elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb in eine Schließ- und Öffnungsstellung gebracht werden kann. In der Schließstellung greift die Verschlussnadel 36 mit einem endseitig ausgebildeten Verschlussteil durch die Düsenaustrittsöffnung hindurch dichtend in die Angussöffnung ein.

Zur Führung und Abdichtung der Verschlussnadel 36 ist in der Hülse 20 des Stopfens 18 eine Führungsbuchse 38 mit einer zentrischen Durchgangsbohrung 40 angeordnet, deren Innendurchmesser in Endbereichen 42, 44 der Führungsbuchse 38 bis auf ein geringes Bewegungsspiel dem Außendurchmesser der Ventilnadel 36 entspricht. Letztere findet damit innerhalb der Führungsbuchse 38 eine zentrische Führung und Abstützung.

Zwischen den End- bzw. Führungsbereichen 42, 44 ist axial ein zylinderförmiger Freiraum 46 ausgebildet, dessen Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser der Ventilnadel 36. Er nimmt während des Betriebs der Spritzgießvorrichtung gezielt eine geringe Menge fließfähigen Materials aus dem Strömungshauptkanal 12a auf, was zur Abdichtung der Ventilnadel 36 gegenüber dem Strömungshauptkanal 12a und der Werkzeugumgebung führt. Gleichzeitig wirkt die fließfähige Masse innerhalb des Freiraums 46 als Gleitmittel, so dass die Reibung zwischen der Ventilnadel 36 und der Führungsbuchse 38 herabgesetzt wird. Die Führungsbuchse 38 hat einen verbreiterten Flansch 48, der zentrisch in einer Aussparung 50 der Hülse 20 des Stopfens 18 sitzt. Über den Flansch 48 weist die Führungsbuchse 38 einen im Außendurchmesser kleineren Hauptteil 50 auf, der endseitig den (oberen) Führungsbereich 42 bildet. Dieser umschließt die Ventilnadel 36 mit seinem zylindrischen Innenumfang 54 bis auf ein geringes Bewegungsspiel. Gleichzeitig begrenzt er den zylindrischen Freiraum 46 nach oben, damit das darin befindliche Material nicht nach außen dringen kann.

Der Hauptteil 50 wird koaxial von einer Schraubbuchse 56 umschlossen. Diese besitzt ein Außengewinde, das in ein korrespondierendes Innengewinde der Hülse 20 eingreift. Dreht man die Schraubbuchse 56 in die Hülse 20 des Stopfens 18 ein, wird die Führungsbuchse 38 in der Hülse 20 festgelegt. Der Boden 58 der Aussparung 60 und die (nicht näher bezeichnete) Unterseite des Flanschs 48 liegen dabei formschlüssig aufeinander, so dass die Führungsbuchse 38 nicht nur in der Hülse 20 fixiert, sondern zugleich auch über eine Fläche senkrecht zur Längsachse L abgedichtet ist.

Unter dem Flansch 48 weist die Führungsbuchse 38 (in Richtung Nadelverschlussdüse) einen Halsabschnitt 62 auf, dessen Außendurchmesser ebenfalls kleiner ist als der Außendurchmesser des Flanschs 48. Das untere Ende des Halsabschnitts 62 bildet den (unteren) Führungsbereich 44, der mit seinem zylindrischen Innenumfang 66 die Ventilnadel 36 bis auf ein geringes Bewegungsspiel umschließt und den zylinderförmigen Freiraum 46 entsprechend nach unten hin begrenzt.

Zur Aufnahme des Halsabschnitts 62 in der Hülse 20 des Stopfens 18 ist zwischen der Aussparung 60 und dem Nebenkanalabschnitt 22b eine Durchgangsbohrung 68 eingebracht, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Halsabschnitts 62 entspricht. Dieser reicht bis an den Nebenkanalabschnitt 22b heran, wobei der Endbereich 44 mit seinem die Ventilnadel 36 umschließenden Innenumfang 66 und seiner nicht näher bezeichneten Kegelfläche, die auf Höhe des Innenumfangs 66 ausgebildet ist, radial und konzentrisch zur Längsachse L in den Nebenkanalabschnitt 22b hinein ragt. Der Führungsbereich 44 für die Ventilnadel 36 liegt damit vollständig im Massestrom, wobei die Kegelfläche eine Kontaktfläche für das Material bildet, die - ebenso wie die Ventilnadel 36 - im Hauptkanalabschnitt 22b allseits von dem zu verarbeitenden Material umspült wird. Die Funktionsweise der Nadeldichtung bzw. der Führungsbuchse 38 basiert im Wesentlichen auf der elastisch verformbaren Wandung des im Hauptkanalabschnitt 22b liegenden Endbereichs 44. Wird die Ventilnadel 36 geöffnet, gleitet diese zunächst innerhalb der Führungsbuchse 38 ungehindert von der Schließstellung in die Öffnungsstellung, wobei die Endbereiche 42 und 44 mit geringem Bewegungsspiel am Außenumfang der Ventilnadel 36 entlang gleiten. Hat diese ihre End- bzw. Öffnungsstellung erreicht, wird der Spritzdruck aufgebaut, d.h. die zu verarbeitende Schmelze wird mit hohem Druck durch den Strömungskanal 12 hindurch in das Formnest gepresst. Dabei umströmt die fließfähige Masse die Ventilnadel 36 und die Kegelfläche des Endbereichs 44 gleichmäßig von allen Seiten, wobei der Endbereich 44 aufgrund seiner relativ geringen Wandstärke radial verpresst wird. Der zylindrische Innenumfang 66 legt sich wie ein Schließ- oder Ventilelement formschlüssig und dichtend gegen den Außenumfang der Ventilnadel 36, so dass während des Spritzvorgangs kein Material mehr von dem Nebenkanalabschnitt 22b in den Freiraum der Führungsbuchse 38 eindringen kann. Im Zeitpunkt der hohen Druckbelastung im Nebenkanalabschnitt 22b kann also kein Material mehr durch die Führungsbuchse 38 hindurch aus dem Werkzeug nach außen dringen. Ferner wird die Ventilnadel 36 konzentrisch zur Längsachse L in ihrer Lage fixiert. Sie kann durch das strömende Material auch nicht mehr aus ihrer Mittellage ausgelenkt werden, was sich günstig auf die Strömungsverhältnisse im Nebenkanalabschnitt 22b auswirkt.

Ist der Spritzzyklus beendet, baut sich der Druck in den Kanälen 12a, 12b, 22a und 22b wieder ab. Der Endbereich 44 nimmt aufgrund seiner Elastizität wieder seine ursprüngliche Form an und der Innenumfang 66 des Endbereichs 44 löst sich vom Außenumfang der Ventilnadel 36. Diese kann ungehindert in die Schließstellung bewegt werden.

Man erkennt, dass die Wandstärke des bevorzugt aus Stahlwerkstoff gefertigten Endbereichs 44 so gewählt ist, dass dieser im Elastizitätsbereich des Material verformbar ist und dass das geringe Bewegungsspiel zwischen der Ventilnadel 36 und dem Innenumfang 66 durch den Materialdruck überwunden wird, so dass während der Hochdruckphase im Werkzeug die Ventilnadel 36 mittig arretiert ist und kein Material nach außen dringen kann. Dennoch wird die Ventilnadel 36 zwischen den einzelnen Druckzyklen innerhalb der voneinander beabstandeten Endbereiche 42 und 44 präzise geführt.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Verschließen von Kanalabschnitten in einem Heißkanalverteiler 80. Der Heißkanal- Verteiler 80 umfasst einen Strömungskanal 12 mit einem Strömungshauptkanal 12a und einem von diesem abzweigenden Strömungsnebenkanal 12b. Um die in den Strömungskanal 12b eintretende und durch den Strömungshauptkanal 12a strömende Schmelze in Abwärtsrichtung umzuleiten, ist in eine den Strömungskanal 12a kreuzende Aussparung, die als Durchgangsbohrung ausgebildet ist und die sich im wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Strömungshauptkanals 12a erstreckt, ein Stopfen 82 eingesetzt, der den Strömungshauptkanal 12a schneidet. Der Stopfen 82 ist im Wesentlichen als zylindrisches Bauteil ausgebildet und umfasst einen Kanal 84 mit einem sich von der Umfangsfläche 86 des Stopfens 82 radial zur Mitte des Stopfens 82 erstreckenden Hauptkanalabschnitt 84a zur Fortsetzung des Strömungshauptkanals 12a und einem im Wesentlichen senkrecht zum Hauptkanalabschnitt 84a angeordneten und mit diesem verbundenen Nebenkanalabschnitt 84b, der sich vom Hauptkanalabschnitt 84a entlang der Längsachse L abwärts erstreckt. Der Stopfen 82 ist derart in die Aussparung des Heißkanalverteiler 80 eingesetzt, dass seine Umfangsfläche 86 im Betriebszustand des Heißkanalverteilers 80 dichtend an der entsprechenden Umfangsfläche der Aussparung anliegt. Dazu ist die Passung zwischen der Umfangsfläche des Stopfens 82 und der Umfangsfläche der Aussparung derart gewählt, dass sich der Stopfen 82 im abgekühlten Zustand der Verteilerplatte 80 mit geringem Spiel in die Aussparung einsetzen lässt. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials des Stopfens 82 ist wesentlich größer als der des Materials der Verteilerplatte 80, so dass sich die Umfangsfläche 86 des Stopfens mit zunehmender Temperatur während des Betriebs der Verteilerplatte 80 unter Erzeugung eines Presssitzes dichtend an die Umfangsfläche der Aussparung anlegt, so dass kein Material zwischen der Umfangsfläche 86 des Stopfens 82 und der Verteilerplatte 80 hindurch dringen kann. Bevorzugt liegt der Ausdehnungskoeffizient der Verteilerplatte 80 bei etwa 12 x 10^/K und der des Stopfens bei etwa 19 x 10^/K. Zur axialen Positionierung des Stopfens 82 beim Einsetzen im kalten Zustand der Verteilerplatte 80 ist an einem freien Ende des Stopfens 82 ein sich radial nach außen erstreckender Absatz 88 vorgesehen, dessen Stirnfläche 89 sich gegen eine entsprechende Ringfläche 90 stützt, die in der Aussparung ausgebildet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Strömungshauptkanal 12a der Verteilerplatte 80 und der Hauptkanalabschnitt 84a des Stopfens 82 axial auf einer Höhe liegen. Die radiale Positionierung des Stopfens 82 in der Aussparung und somit die Ausrichtung des Strömungshauptkanals 12a zum Hauptkanalabschnitt 84a erfolgen wie bei der ersten Ausführungsform mit Hilfe einer Verdrehsicherung, beispielsweise einer Madenschraube, die in Fig. 2 jedoch nicht gezeigt ist. In den Stopfen 82 ist mit Hilfe von entsprechenden Gewinden eine Führungsbuchse 38 zur Aufnahme der Ventilnadel 36 geschraubt. Die Art der Befestigung der Führungsbuchse 38 an dem Stopfen 82 entspricht im Wesentlichen derjenigen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, weshalb auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird.

Fig. 3A ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Stopfens 100 gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 3B zeigt eine geschnittene Draufsicht des Stopfens 100 gemäß Fig. 3A. Der Stopfen 100 dient dazu, einen nicht dargestellten Strömungskanal bzw. zwei nicht dargestellte und miteinander fluchtende Strömungskanäle eines Heißkanalverteilers mit einem weiteren, ebenfalls nicht dargestellten und sich parallel zu diesem bzw. zu diesen erstreckenden Strömungskanal des Heißkanalverteilers fluiddicht zu verbinden. Dazu sind in dem Stopfen 100 entsprechende Kanalabschnitte 102a, 102b und 102c ausgebildet, welche die jeweiligen, miteinander zu verbindenden Strömungskanäle fortsetzen. Ferner ist ein Kanalabschnitt 102d vorgesehen, der die drei Kanalabschnitte 102a, 102b und 102c miteinander verbindet. Das Einsetzen des Stopfens 100 in den Heißkanalverteiler erfolgt in ähnlicher Art und Weise wie bei den in den Fign. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen, weshalb hierauf nicht näher eingegangen wird. Die Nut 104 mit halbkreisförmigem Querschnitt dient zum Einsetzen eines nicht dargestellten Passstiftes als Verdrehsicherung des in den Heißkanalverteiler eingesetzten Stopfens 100.

Fig. 4A ist eine Querschnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform eines Stopfens 110 gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 4B zeigt eine geschnittene Draufsicht des Stopfens 110 gemäß Fig. 4A. Der Stopfen 110 dient dazu, einen nicht dargestellten Strömungskanal bzw. zwei nicht dargestellte und miteinander fluchtende Strömungskanäle eines Heißkanalverteilers mit einem weiteren, ebenfalls nicht dargestellten und sich senkrecht auf gleicher Höhe zu diesem bzw. zu diesen erstreckenden Strömungskanal des Heißkanalverteilers fluiddicht zu verbinden. Dazu sind in dem Stopfen 110 entsprechende Kanalabschnitte 112a, 112b und 112c T-förmig ausgebildet, welche die jeweiligen, miteinander zu verbindenden Strömungskanäle fortsetzen. Das Einsetzen des Stopfens 110 in den Heißkanalverteiler erfolgt in ähnlicher Art und Weise wie bei den in den Fign. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen, weshalb hierauf nicht näher eingegangen wird. Die Nut 104 mit halbkreisförmigem Querschnitt dient zum Einsetzen eines nicht dargestellten Passstiftes als Verdrehsicherung des in den Heißkanalverteiler eingesetzten Stopfens 110. Fig. 5B ist eine Querschnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform eines Stopfens 120 gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 5B zeigt eine geschnittene Draufsicht des Stopfens 120 gemäß Fig. 5A. Der Stopfen 120 dient dazu, einen nicht dargestellten Strömungskanal zu verschließen sowie einen weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Strömungskanal aufwärts umzulenken. Zu diesem Zweck sind in dem Stopfen 120 Kanalabschnitte 122a und 122b vorgesehen, wobei der Kanalabschnitt 122a den umzuleitenden Strömungskanal fortsetzt und der Kanalabschnitt 122b den Kanalabschnitt 122a aufwärts umlenkt. Der zu verschließende Strömungskanal bzw. Strömungskanalabschnitt wird über die Umfangsfläche des Stopfens 120 fluiddicht abgedichtet. Das Einsetzen des Stopfens 120 in den Heißkanalverteiler erfolgt in ähnlicher Art und Weise wie bei den in den Fign. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen, weshalb hierauf nicht näher eingegangen wird. Die Nut 104 mit halbkreisförmigem Querschnitt dient zum Einsetzen eines nicht dargestellten Passstiftes als Verdrehsicherung des in den Heißkanalverteiler eingesetzten Stopfens 120.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Bauteile 28 und 56 grundsätzlich auch mit Kontermuttern oder dergleichen ausgeführt werden können, was in den Figuren jedoch nicht dargestellt ist. Diese Variante verhindert ein unbeabsichtigtes Lösen der Bauteile beispielsweise aufgrund thermisch oder mechanisch bedingter Bewegungen.

Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung begrenzt. Auch wenn sich die obigen Ausführungsformen auf einen Heußkanalverteiler beziehen, ist es ebenso möglich, die Erfindung auf einen Kaltkanalverteiler anzuwenden, was ebenfalls von dem Schutzbereich der Erfindung erfasst sein soll. Zudem sind Modifikationen und Änderungen möglich, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Insbesondere können Einzelmerkmale der beschriebenen Ausführungsformen, soweit sinnvoll, ausgetauscht werden. Bezugszeichenliste

Heißkanalverteiler 60 Aussparung

Strömungskanal 62 Halsabschnitta Strömungshauptkanal 66 Innenumfangb Strömungsnebenkanal 68 Durchgangsbohrung

Unterseite 80 Heißkanalverteiler

Stopfen 82 Stopfen

Hülse 84 Kanal

Kanal 84a Hauptkanalabschnitta Hauptkanalabschnitt 84b Nebenkanalabschnittb Nebenkanalabschnitt 86 Umfangsfläche

Umfangsfläche 88 Absatz

Flächen 89 Stirnfläche

Schraubkörper 90 Ringfläche

Absatz 100 Stopfen

Stirnfläche 102a Kanalabschnitt

Passstift 102b Kanalabschnitt

Ringfläche 102c Kanalabschnitt

Ventilnadel 102d Kanalabschnitt

Führungsbuchse 104 Nut

Durchgangsbohrung 110 Stopfen

Endbereich 112a Kanalabschnitt

Endbereich 112b Kanalabschnitt

Freiraum 112c Kanalabschnitt

Flansch 120 Stopfen

Hauptteil 122a Kanalabschnitt

Innenumfang 122b Kanalabschnitt

Schraubbuchse L Längsachse

Boden

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zum Verschließen und/oder Verbinden und/oder Umlenken von Kanalabschnitten (12a) in einem Heiß- oder Kaltkanalverteiler (10; 80), der wenigstens einen mit plastifizierter Masse beschickbaren Strömungskanal (12) aufweist, welcher durch am Heiß- oder Kaltkanalverteiler (10; 80) befestigte Stopfen (18; 82; 100; 110; 120) fluiddicht verschließbar und/oder umlenkbar und/oder mit einem weiteren Strömungskanal verbindbar ist, wobei jeder Stopfen (18; 82; 100; 110; 120) am Heiß- oder Kaltkanalverteiler (10; 80) in einer sich im Wesentlichen senkrecht zum zu verschließenden Kanalabschnitt (12a) erstreckenden und diesen kreuzenden Aussparung befestigbar ist und zumindest eine Umfangsfläche (24; 86) aufweist, die im Betriebszustand fluiddicht an einer dieser gegenüberliegenden Fläche der Aussparung anliegt, und wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials des Stopfens (18; 82; 100; 110; 120) derart größer als derjenige des die Aussparung bildenden Materials gewählt ist, dass sich die Umfangsfläche (24; 86) des Stopfens (18; 82; 100; 110; 120) bei Betriebstemperatur dichtend an die Fläche der Aussparung legt.

2. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Umfangsfläche (24; 86) des Stopfens (18; 82; 100; 110; 120) und die dieser gegenüberliegende Fläche der Aussparung im zusammengebauten Zustand der Anordnung zumindest teilweise stoffschlüssig verbunden sind.

3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stopfen (18; 82; 100; 110; 120) zumindest eine Stirnfläche (32; 89) aufweist, die zur axialen Positionierung des Stopfens (18; 100; 110; 120) in der Aussparung auf eine ihr gegenüberliegende Ringfläche (34; 90) pressbar ist, welche in der Aussparung ausgebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei die Stirnfläche (32; 89) des Stopfens (18; 82; 100; 110; 120) druckdicht auf die Ringfläche (34; 90) pressbar ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei die Stirnfläche (32; 89) des Stopfens (18; 100; 110; 120) als geschlossener Abdichtrand ausgebildet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die zumindest eine Stirnfläche (32; 89) des Stopfens (18; 82; 100; 110; 120) zumindest teilweise plan ist, namentlich am Abdichtrand.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stopfen (18;82; 100; 110; 120) mit einer Verdrehsicherung radial fixiert ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, wobei die Verdrehsicherung ein Passstift (33) ist.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stopfen (18) einen Schraubkörper (28) aufweist, an oder in dessen Kopf ein Werkzeug ansetzbar ist.

10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Stopfen (18; 82) zumindest ein Kanal (22) zum Umlenken und/oder Verbinden von Kanalabschnitten eines Heiß- oder Kaltkanalverteilers (10; 80) ausgebildet ist.

11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stopfen (18; 82) eine Durchgangsöffnung (40) zum Hindurchführen einer Ventilnadel (36) aufweist.

12. Anordnung nach Anspruch 11 , wobei an dem Stopfen (18; 82) eine Führungsbuchse (38) für die Ventilnadel (36) vorgesehen ist.