WO2001038065A1 - Multi-component injection molding nozzle of an injection molding machine - Google Patents

Multi-component injection molding nozzle of an injection molding machine Download PDF

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WO2001038065A1
WO2001038065A1 PCT/DE2000/004053 DE0004053W WO0138065A1 WO 2001038065 A1 WO2001038065 A1 WO 2001038065A1 DE 0004053 W DE0004053 W DE 0004053W WO 0138065 A1 WO0138065 A1 WO 0138065A1
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WO
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melt
adapter plate
plate according
nozzle
injection molding
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Application number
PCT/DE2000/004053
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Inventor
Karl-Heinz Haberkorn
Volker Reichert
Dieter Lehmann
Bernd Hupfer
Original Assignee
Reichert Gmbh Kunststofftechnik & Maschinenbau
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/16Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C45/1603Multi-way nozzles specially adapted therefor
    • B29C45/1604Multi-way nozzles specially adapted therefor using a valve urged by the injection pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/16Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C45/1603Multi-way nozzles specially adapted therefor

Definitions

  • the invention relates to an adapter plate for an injection molding tool of an injection molding machine for the production of injection moldings consisting of several plastic components.
  • Injection molding machines of this type have a fixed, nozzle-side and a movable tool carrier plate, on which the mold halves of the injection molding tool are detachably and exchangeably fastened.
  • the plastic components provided by two or more injection units are usually passed over an injection head before being injected into the cavity of the injection mold.
  • a major disadvantage of this device is that it is an expensive single-purpose machine.
  • this injection molding tool is intended to enable rapid tool replacement. It has a nozzle body, preferably with a plurality of nozzle channels which are connected to injection units, and a nozzle head. The nozzle body is held in a separate mounting plate, which is between the fixed mold carrier plate and the right mold half of the injection molding arranged and preferably detachably connected to both parts. According to a special embodiment of this injection molding tool, it is possible to open or close the annularly shaped nozzle channels in the nozzle head by displacing tubular inserts and a nozzle pin by the respective melt pressure which is caused by the injection units during the injection process.
  • the nozzle pin is opened by the melt pressure against a spring force.
  • the opening and closing of the annular gap-shaped nozzle channels in the nozzle head by means of the tubular inserts and the nozzle pin can be controlled by measuring the melt pressure by means of pressure sensors in circular melt channels in the nozzle body when predetermined pressure values are reached. Likewise, control after measurement of the cavity pressure by means of pressure sensors is possible.
  • the melt flows are brought together in a heated multi-channel nozzle shortly before the mold cavity. For this purpose, the nozzle head protrudes into the right half of the mold and nozzle channels open directly into the mold cavity.
  • a disadvantage of this injection molding tool is that it has to be specially adapted to accommodate the nozzle head and cannot be replaced by a simple one that is commonly used. Furthermore, the manufacture of the nozzle body and the nozzle head is complex and therefore expensive.
  • the valve element can be rotated in such a way that both material flows can get mixed into the tool.
  • the disadvantage here is that when the melt flows are switched over, the melt flow is briefly interrupted by rotating the piston in the cylinder. The control edges are not covered or covered. Another disadvantage is that an additional drive for actuating the valve is necessary. There is also no hot-cold separation between the device and the tool.
  • a control piston is known which is mounted in a longitudinally displaceable manner within the control chamber and can be controlled depending on the respective pressure of the plastic component.
  • the control unit is arranged in the nozzle head of an injection molding machine.
  • the control piston has several control edges, which open or close the melt channels in the event of a longitudinal displacement with an additional turning valve operated by turning.
  • This solution has manufacturing disadvantages because it is very complex due to the complicated geometry of the control piston and the bore. Furthermore, an additional closure valve is required, which is actuated by a separate drive. Unintentional mixing of the melts cannot be ruled out because the shut-off valve is arranged so that both melts can mix in the right anteroom when the piston is in the intermediate position. Since the volume between the nozzle outlet and the blocking element is greater than zero, melt mixtures are possible. There is no defined starting position and no position fixing of the piston. The use of the control unit remains limited to the machine nozzle head. Their installation in an intermediate plate is not designed. Presentation of the invention
  • the invention has for its object to provide an adapter plate with a device that can be manufactured with less effort and with which it is possible to operate existing multi-component injection molding machines with conventional injection molds.
  • the device is relatively inexpensive and therefore inexpensive to manufacture.
  • the adapter plate makes it possible to use a wide variety of injection molding tools with customarily designed and dimensioned sprue bushings, for example, otherwise used on single-component injection molding machines, on existing two- or multi-component injection molding machines.
  • a simple injection molding tool can be used for two-component sandwich injection molding on an existing two-component injection molding machine without complex conversions. Since these simple tools usually do not have a heater, the automatic movement of the device in the adapter plate enables a clean separation of the hot and cold phases.
  • the separation is made possible by the spring pushing the sprue bush off the tool after the one injection unit has been moved.
  • the spatial separation of the sprue bush from the tool prevents heat from flowing into the tool to be cooled and reduces heat consumption.
  • the spring-operated retraction of the devices Intermediate spraying outside the injection mold from the injection mold.
  • the retraction enables a clean separation between the molded part with the sprue and the device.
  • the valve piston consists of individual step pistons forming the melt chambers, which are simple to manufacture, easy to replace and can be adapted to the respective requirements of the melt pressure-dependent control.
  • Another advantageous embodiment of the invention consists in that the stepped pistons are pressed against the device nozzle by a prestressed spring. As a result, the device automatically remains in the zero position or returns to it. It is also an embodiment of the invention that the stepped pistons are pressed against the device nozzle by spring travel-independent hydraulic drives.
  • these hydraulic drives can be controlled independently of the melt pressure prevailing in the melt chambers.
  • Another embodiment of the invention provides that the hydraulic drives can be controlled by the control of the injection molding machine.
  • control pistons are designed to be acted upon and controlled in a combined manner by the spring and the hydraulic drives.
  • the stepped pistons form a "pressure balance" with the springs and / or the hydraulic drives with regard to the melt pressure.
  • the step pistons Depending on the forces acting on the end faces of the step pistons, there is a static balance of forces, which the step pistons each have a defined one Holds position. If the balance of forces is changed, for example by the pressure building up in the melt chamber, the stepped piston moves to the right until the static balance of forces is restored.
  • the left-hand end faces of the stepped pistons lift off from stops and are additionally acted upon by the melt pressure, so that the movement of the stepped pistons is advantageously self-reinforcing.
  • the prestressed step pistons seal the melt chambers against the bore of the device nozzle in their zero position and thus prevent the melt from escaping in an uncontrolled manner.
  • the device remains closed until the melt pressure set for the control is reached.
  • the fact that the mechanical stops limiting the closing movement of the stepped piston also have a sealing function means that there is no advantage that there is no wear-related leakage.
  • the device can be monitored in a simple manner. The movements of the stepped pistons are recorded via displacement sensors. Signals derived from this record the state of the device and can be fed to a connected controller.
  • a further embodiment of the invention provides the possibility of connecting the melt chambers individually or together with the bore of the device nozzle, both a melt or one of several alone or two or more can be injected simultaneously or in succession. This creates a wide range of variations in the use of the injection molding machine and the injection molding tool.
  • An advantageous embodiment of the invention can also be seen in the fact that the stepped piston closest to the device nozzle has a hole lying in the injection axis and connecting the melt chamber with the bore of the device nozzle.
  • One embodiment of the invention further consists in the step pistons being dependent on the respective chambers prevailing melt pressure are controllable.
  • An advantageous embodiment of the invention can also be seen in the fact that the device nozzle corresponds in terms of its shape, arrangement and dimensions of the spray nozzle to the injection unit of the injection molding machine. It is therefore possible, for example, to use existing two-component injection molding machines and simple injection molding tools without expensive conversions for two-component sandwich injection molding.
  • the melt-carrying parts, the step pistons and the melt cylinder are designed to be interchangeable independently of the adapter plate remaining in the injection molding machine, an easy adaptation to changed parameters of the method and the injection molded parts is possible.
  • an embodiment of the invention is to be seen in the fact that the device nozzle is releasably connected to the melt cylinder. Therefore, the melt-carrying parts of the device are easily accessible, preferably after unscrewing the device nozzle, and can be replaced in a simple manner. Accessibility from the left is made possible after removing the tool half on the nozzle side.
  • an embodiment of the invention consists in that heating devices are arranged in the region of the melt cylinder and the melt channels.
  • Fig. 2 Detail of the device according to Fig.l, in a schematic sectional view.
  • the adapter plate 1 shown in FIG. 1 consists of a 100 to 120 mm thick steel plate which is screwed onto the tool holder plate 2 on the spray nozzle side together with the tool half 3 on the spray nozzle side.
  • the adapter plate 1 contains the device in which the two melt flows
  • melt flow 15 passes through the melt channel 17 into the melt chamber 7, which through the step coils 8; 12 of the valve piston 25 is limited.
  • melt pressure builds up, which acts on the annular surface 9 of the stepped piston 8 and thereby moves it to the right.
  • the melt chamber 14 is thus sealed against the melt flow 4, as can be seen from FIG. 2. If the melt stream 4 is injected, a pressure also builds up in the melt chamber 14. If this is higher than the melt pressure of the melt flow 15, for example twice as high with a corresponding end face area ratio on the stepped piston 12, which acts on the right end face 13 of the stepped piston 12, the stepped piston 12 moves to the right and the melt flow 4 also flows into the tool cavity 11. With the pressure control of the stepped piston 8; 12 of the valve piston 25 in the melt cylinder 24, the melt flows 4; 15 inject one after the other or simultaneously.
  • the device also acts as a spring-operated shut-off nozzle in that the step piston 8; 12 trained valve piston 25 opens only against the biasing force of the spring 19.
  • a "melt pressure compensator" Depending on the on the respective end faces of the stepped piston 8; 12 attacking forces there is a static balance of forces, which the stepped piston 8; 12 holds in a respective position. 1 and 2 each show the rest position.
  • the pressure in the melt chamber 14 is applied to the left annular end face of the stepped piston 12.
  • the force of the springs 19 or the force of the hydraulic drives (not shown) or both act together via the stepped piston 8.
  • the stepped piston 12 moves to the right, the pressure of the melt flow 4 is additionally applied to its left end face. Accordingly, due to the larger area, with the melt pressure remaining the same, the force directed to the right increases. The movement to the right is therefore advantageously “self-reinforcing”. The same applies to the stepped piston 8.
  • the path into the tool cavity 11 is opened to the melt flow 15.
  • the path for the melt flow 4 opens. This can be done both individually and together. Do the step pistons 8; 12 to the left, the melt streams 4; 15 locked. By the movements of the stepped piston 8; 12 are detected via displacement sensors (not shown), signals are detected which determine the respective state of the device and, for example, visualize it via a control (also not shown). If the device nozzle 20 is first used for the melt flow 4 and then shut off for the melt flow 15 and the tool opened for ejecting the molding, a compression spring assembly 23 presses the device nozzle 20 of the device from the tool sprue bushing 21.
  • the hot and cold phases are separated at the same time because, for example, tools for sandwich injection molding generally do not have a hot runner.
  • This pressing of the device also enables intermediate spraying outside.
  • the melt emerging from the device nozzle 20 can flow out through the gap 22.
  • the non-positive connection between the device nozzle 20 and the tool sprue bushing 21 is restored by starting the device nozzle 20 for the melt flow 15. Since the device nozzle 20 with the bore 27 corresponds in terms of its shape, arrangement and dimensions of the spray nozzle to the injection unit of the injection molding machine, which in turn corresponds to the tool sprue bushings 21 of the tools used, the device can be used in conjunction with the usual tools.
  • melt channels 6; 17 and the melt cylinder 24 are heated by means of two heating devices 28.
  • the connection for the heating current of the heating device 28 and for temperature sensors (not shown) is expediently made via a multipole plug.
  • the two hot runner control loops can either be controlled via a separate control device or via the machine control.
  • the device according to the invention is used in an injection mold of an injection molding machine for the production of injection molded parts consisting of several plastic components.
  • Existing multi-component injection molding machines can be operated with the invention with conventional injection molds.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The inventive adapter plate (1) for an injection molding machine used for producing injection molded parts, which are comprised of several plastic constituents, comprises a device for controlling and combining, according to the pressure of the melt, the plastic constituents that are provided by plasticizing units. The device consists of a valve piston (25) which is displaceably arranged in the melt cylinder (24) that is aligned with the injection axis (26). In addition, a unit (23) is provided for automatically removing the device from the stationary die half (3). The invention is used in the production of injection molded parts that are comprised of several plastic constituents.

Description

MEHRKOMPONENTEN-SPRITDUSE EINER SPRITZGIESSMASCHINE MULTI-COMPONENT SPRAY NOZZLE IN AN INJECTION MOLDING MACHINE
Die Erfindung betrifft eine Adapterplatte für ein Spritzgieß- Werkzeug einer Spritzgießmaschine zur Herstellung von aus mehreren Kunststoffkomponenten bestehenden Spritzlingen. Derartige Spritzgießmaschinen besitzen eine feststehende, spritz- düsenseitige und eine verfahrbare Werkzeugträgerplatte, auf denen die Werkzeughälften des Spritzgießwerkzeuges lös- und austauschbar befestigt werden.The invention relates to an adapter plate for an injection molding tool of an injection molding machine for the production of injection moldings consisting of several plastic components. Injection molding machines of this type have a fixed, nozzle-side and a movable tool carrier plate, on which the mold halves of the injection molding tool are detachably and exchangeably fastened.
Die von zwei oder mehr Spritzeinheiten bereitgestellten Kunststoffkomponenten werden üblicherweise vor dem Einspritzen in die Kavität des Spritzgießwerkzeuges über einen Spritzkopf geführt. Ein wesentlicher Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß es sich dabei um eine teure Einzweckmaschine handelt.The plastic components provided by two or more injection units are usually passed over an injection head before being injected into the cavity of the injection mold. A major disadvantage of this device is that it is an expensive single-purpose machine.
Stand der TechnikState of the art
In DE 40 21 856 ist eine Spritzgießwerkzeug dargestellt, welches diesen Nachteil vermeiden soll. Insbesondere soll durch dieses Spritzgießwerkzeug ein rascher Werkzeugtausch ermöglicht werden. Es weist einen Düsenkörper, mit vorzugsweise mehreren Düsenka- nälen, die mit Spritzeinheiten verbunden sind, und einen Düsenkopf auf. Der Düsenkörper ist in einer separaten Montageplatte gehalten, die zwischen der feststehenden Formträgerplatte und der rechten Formwerkzeughälfte der Spritzgießma- schine angeordnet und vorzugsweise mit beiden Teilen lösbar verbunden ist. Nach einem speziellen Ausführungsbeispiel dieses Spritzgießwerkzeuges ist ein Öffnen bzw. Schließen der ringspaltförmiger Düsenkanäle im Düsenkopf durch Verschiebung rohrförmiger Einsätze und eines Düsenstiftes durch den jeweils wirkenden Schmelzedruck, der beim Einspritzvorgang von den Spritzeinheiten hervorgerufen wird, möglich.In DE 40 21 856 an injection mold is shown, which should avoid this disadvantage. In particular, this injection molding tool is intended to enable rapid tool replacement. It has a nozzle body, preferably with a plurality of nozzle channels which are connected to injection units, and a nozzle head. The nozzle body is held in a separate mounting plate, which is between the fixed mold carrier plate and the right mold half of the injection molding arranged and preferably detachably connected to both parts. According to a special embodiment of this injection molding tool, it is possible to open or close the annularly shaped nozzle channels in the nozzle head by displacing tubular inserts and a nozzle pin by the respective melt pressure which is caused by the injection units during the injection process.
Dabei wird der Düsenstift durch den Schmelzedruck entgegen einer Federkraft geöffnet. Das Öffnen und Schließen der ring- spaltförmigen Düsenkanäle im Düsenkopf mittels der rohrförmi- gen Einsätze sowie des Düsenstiftes kann durch Messung des Schmelzedrucks mittels Drucksensoren in kreisförmigen Schmelzekanälen im Düsenkörper bei Erreichen vorgegebener Druckwerte gesteuert werden. Gleichfalls ist eine Steuerung nach Messung des Werkzeuginnendruckes mittels Drucksensoren möglich. Um dünnwandige, angußlose Mehrschichtformteile herstellen zu können werden die Schmelzeströme kurz vor dem Werkzeughohlraum in einer beheizten Mehrkanaldüse zusammengeführt. Dazu ragt der Düsenkopf in die rechte Formwerkzeughälfte und Düsenkanäle münden unmittelbar in den Formhohlraum.The nozzle pin is opened by the melt pressure against a spring force. The opening and closing of the annular gap-shaped nozzle channels in the nozzle head by means of the tubular inserts and the nozzle pin can be controlled by measuring the melt pressure by means of pressure sensors in circular melt channels in the nozzle body when predetermined pressure values are reached. Likewise, control after measurement of the cavity pressure by means of pressure sensors is possible. In order to be able to produce thin-walled, sprueless multi-layer molded parts, the melt flows are brought together in a heated multi-channel nozzle shortly before the mold cavity. For this purpose, the nozzle head protrudes into the right half of the mold and nozzle channels open directly into the mold cavity.
Nachteilig an diesem Spritzgießwerkzeug ist, daß es zur Aufnahme des Düsenkopfes speziell angepaßt sein muß und nicht gegen ein üblicherweise verwendetes, einfaches ausgetauscht werden kann. Ferner ist die Herstellung des Düsenkörpers und des Düsenkopfes aufwendig und damit teuer.A disadvantage of this injection molding tool is that it has to be specially adapted to accommodate the nozzle head and cannot be replaced by a simple one that is commonly used. Furthermore, the manufacture of the nozzle body and the nozzle head is complex and therefore expensive.
Es sind Lösungen bekannt, bei denen die Spritzgießzylinder über verschiedenartig konstruierte Λdapterstücke mit dem Werkzeug verbunden sind. So ist gemäß DE 35 87 947 T2 in dieses Adapterstück ein Ven- tilelement integriert, welches den Weg für das Material aus einer der beiden angeschlossenen Spritzeinheiten selektiv freigibt. Dieses Ventilelement ist fremdbetätigt. Dafür wird ein zusätzlicher Antrieb benötigt. Durch Drehen eines Kolbens in einem Zylinder werden die Schmelzekanäle freigegeben oder gesperrt. Dabei ist nachteilig, daß beim Umschalten der Schmelzestrom kurzzeitig unterbrochen wird. Ein Unter- oder Überdeckung der Steuerkanten findet nicht statt. Ein simultanes Einspritzen, wobei beide Plastifizier- und Einspritz- einheiten mit der Werkzeugkavität verbunden sind, ist nicht vorgesehen. Es erfolgt keine Heiß-Kalt-Trennung zwischen der Vorrichtung und dem Werkzeug.Solutions are known in which the injection molding cylinders are connected to the tool via variously constructed adapter pieces. According to DE 35 87 947 T2, a valve element is integrated into this adapter piece, which selectively clears the way for the material from one of the two connected injection units. This valve element is operated externally. An additional drive is required for this. The melt channels are released or blocked by rotating a piston in a cylinder. It is disadvantageous that the melt flow is briefly interrupted when switching. The control edges are not covered or covered. Simultaneous injection, with both plasticizing and injection units are not connected to the tool cavity. There is no hot-cold separation between the device and the tool.
Die Nachteile der vorstehend genannten Lösung weist auch das Zwischenplattenelement nach US 4,710,118 auf, welches vorsieht, derartige Adapterkonstruktionen auf Werkzeuge mit mehreren Formnestern auszudehnen.The disadvantages of the above-mentioned solution also have the intermediate plate element according to US 4,710,118, which provides for such adapter constructions to be extended to tools with a plurality of mold nests.
Gemäß EP 0 357 301 AI kann die Drehung des Ventilelementes derartig erfolgen, daß auch beide Materialströme gemischt in das Werkzeug gelangen können. Nachteilig ist dabei, daß beim Umschalten der Schmelzeströme durch Drehen des Kolbens im Zylinder der Schmelzestrom kurzzeitig unterbrochen wird. Eine Unter- oder Überdeckung der Steuerkanten findet nicht statt. Ferner ist von Nachteil, daß ein zusätzlicher Antrieb zum Betätigen des Ventils notwendig ist. Auch erfolgt keine Heiß- Kalt-Trennung zwischen der Vorrichtung und dem Werkzeug. Aus DE 195 21 718 Cl ist ein Steuerkolben bekannt, der innerhalb der Steuerkammer längsverschieblich gelagert und abhängig vom jeweiligen Druck der Kunststoffkomponente steuerbar ist. Die Steuereinheit ist im Düsenkopf einer Spritzgießmaschine angeordnet. Der Steuerkolben besitzt mehrere Steuerkanten, die bei Längsverschiebung Schmelzekanäle öffnen oder verschließen mit einem zusätzlichen, durch Drehen betätigten Verschlußventil . Diese Lösung hat fertigungstechnische Nachteile, weil sie infolge der komplizierten Geometrie des Steuerkolbens und der Bohrung sehr aufwendig ist. Ferner ist ein zusätzliches Verschlußventil erforderlich, welches durch einen separaten Antrieb betätigt wird. Ungewollte Vermischungen der Schmelzen sind nicht auszuschließen, weil das Verschlußventil so angeordnet ist, daß sich im rechten Vorraum bei Zwischenstellung des Kolbens beide Schmelzen vermischen können. Da das Volumen zwischen dem Düsenaustritt und dem Sperrelement größer Null ist sind Schmelzevermischungen möglich. Es ist keine definierte Ausgangsstellung und keine Positionsfixierung des Kolbens gegeben. Die Verwendung der Steuereinheit bleibt auf den Maschinendüsenkopf beschränkt. Ihr Einbau in eine Zwischenplatte ist nicht konzipiert. Darstellung der ErfindungAccording to EP 0 357 301 AI, the valve element can be rotated in such a way that both material flows can get mixed into the tool. The disadvantage here is that when the melt flows are switched over, the melt flow is briefly interrupted by rotating the piston in the cylinder. The control edges are not covered or covered. Another disadvantage is that an additional drive for actuating the valve is necessary. There is also no hot-cold separation between the device and the tool. From DE 195 21 718 Cl a control piston is known which is mounted in a longitudinally displaceable manner within the control chamber and can be controlled depending on the respective pressure of the plastic component. The control unit is arranged in the nozzle head of an injection molding machine. The control piston has several control edges, which open or close the melt channels in the event of a longitudinal displacement with an additional turning valve operated by turning. This solution has manufacturing disadvantages because it is very complex due to the complicated geometry of the control piston and the bore. Furthermore, an additional closure valve is required, which is actuated by a separate drive. Unintentional mixing of the melts cannot be ruled out because the shut-off valve is arranged so that both melts can mix in the right anteroom when the piston is in the intermediate position. Since the volume between the nozzle outlet and the blocking element is greater than zero, melt mixtures are possible. There is no defined starting position and no position fixing of the piston. The use of the control unit remains limited to the machine nozzle head. Their installation in an intermediate plate is not designed. Presentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Adapterplatte mit einer Vorrichtung zu schaffen, die mit geringerem Aufwand hergestellt werden kann und mit der es möglich ist, vorhandene Mehrkomponentenspritzgießmaschinen mit üblichen Spritzgießwerkzeugen zu betreiben.The invention has for its object to provide an adapter plate with a device that can be manufactured with less effort and with which it is possible to operate existing multi-component injection molding machines with conventional injection molds.
Ferner soll zur Verbesserung der Verarbeitungsbedingungen und -ergebnisse sowie Senkung des Energieverbrauches eine bessere Trennung der Heiß-/Kaltphasen der Kunststoffkomponenten und räumliche Trennung der heißen von den kalten Teilen erzielt werden .Furthermore, in order to improve the processing conditions and results and to reduce the energy consumption, a better separation of the hot / cold phases of the plastic components and spatial separation of the hot from the cold parts are to be achieved.
Die Aufgabe wird gelöst durch die in Patentanspruch 1 angege- bene Adapterplatte.The object is achieved by the adapter plate specified in claim 1.
Zwei oder mehr Schmelzeströme werden zusammengeführt und in ein Werkzeug als ringförmige Schichtenströmung mit einem Kern weitergeleitet . Die Vorrichtung ist mit relativ geringem Aufwand, und deshalb kostengünstig herstellbar. Die Adapterplatte ermöglicht es auf vorhandenen Zwei- oder Mehrkomponenten-Spritzgießmaschienen unterschiedlichste Spritzgießwerkzeuge mit üblich gestalteten und bemessenen Angußbuchsen, beispielsweise ansonsten auf Einkomponenten-Spritzgießmaschienen verwendeten, einzusetzen. Ohne aufwendige Umbauten kann beispielsweise ein einfaches Spritzgießwerkzeug für den Zweikomponenten-Sandwich-Spritzgießen auf einer vorhandenen Zweikomponenten-Spritzgießmaschine verwendet werden. Da diese einfachen Werkzeuge in der Regel nicht über eine Heizung verfügen, ermöglicht das automatische Abfahren der Vorrichtung in der Adapterplatte eine saubere Trennung der Heiß- von der Kaltphase. Die Trennung wird ermöglicht, indem nach Abfahren der einen Spritzeinheit die Feder die Angußbuchse vom Werkzeug abdrückt. Durch räumliche Trennung der Angußbuchse vom Werkzeug wird ein Wärmeabfluß in das zu kühlende Werkzeug verhindert und der Wärmeverbrauch gesenkt . Außerdem ermöglicht das federbetätigte Abfahren der Vorrich- tung vom Spritzgießwerkzeug ein Zwischenabspritzen außerhalb der Spritzgießform.Two or more melt streams are brought together and passed into a tool as an annular layer flow with a core. The device is relatively inexpensive and therefore inexpensive to manufacture. The adapter plate makes it possible to use a wide variety of injection molding tools with customarily designed and dimensioned sprue bushings, for example, otherwise used on single-component injection molding machines, on existing two- or multi-component injection molding machines. For example, a simple injection molding tool can be used for two-component sandwich injection molding on an existing two-component injection molding machine without complex conversions. Since these simple tools usually do not have a heater, the automatic movement of the device in the adapter plate enables a clean separation of the hot and cold phases. The separation is made possible by the spring pushing the sprue bush off the tool after the one injection unit has been moved. The spatial separation of the sprue bush from the tool prevents heat from flowing into the tool to be cooled and reduces heat consumption. In addition, the spring-operated retraction of the devices Intermediate spraying outside the injection mold from the injection mold.
Bei einfachen Werkzeugen ohne Heißkanal ermöglicht das Abfahren eine saubere Trennung zwischen dem Spritzling mit dem Anguß und der Vorrichtung.With simple tools without a hot runner, the retraction enables a clean separation between the molded part with the sprue and the device.
Bei Heißkanalwerkzeugen bewirkt das Abfahren, das eventuell noch herrschender Schmelzedruck im Heißkanal sich abbauen kann, sofern das erforderlich sein sollte. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Ventilkolben aus die Schmelzekammern bildenden einzelnen Stufenkolben, die einfach in der Herstellung, leicht austauschbar und den jeweiligen Anforderungen der Schmelzedruck- abhängigen Steuerung anpaßbar sind. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Stufenkolben gegen die Vorrichtungsdüse durch eine vorgespannte Feder gedrückt werden. Dadurch bleibt die Vorrichtung automatisch in der Null-Stellung bzw. kehrt in diese zurück. Auch darin besteht eine Ausgestaltung der Erfindung, daß die Stufenkolben gegen die Vorrichtungsdüse durch federwegunabhän- gige Hydraulikantriebe gedrückt werden.With hot runner molds, the retraction causes any melt pressure that may still be present in the hot runner to decrease, should this be necessary. According to an advantageous embodiment of the invention, the valve piston consists of individual step pistons forming the melt chambers, which are simple to manufacture, easy to replace and can be adapted to the respective requirements of the melt pressure-dependent control. Another advantageous embodiment of the invention consists in that the stepped pistons are pressed against the device nozzle by a prestressed spring. As a result, the device automatically remains in the zero position or returns to it. It is also an embodiment of the invention that the stepped pistons are pressed against the device nozzle by spring travel-independent hydraulic drives.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind diese Hydraulikantriebe unabhängig von dem in den Schmelzekammern herrschenden Schmelzedruck steuerbar. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Hydraulikantriebe durch die Steuerung der Spritzgießmaschine steuerbar sind.According to a further embodiment of the invention, these hydraulic drives can be controlled independently of the melt pressure prevailing in the melt chambers. Another embodiment of the invention provides that the hydraulic drives can be controlled by the control of the injection molding machine.
Gleichfalls besteht eine Ausgestaltung der Erfindung darin, daß die Steuerkolben durch die Feder und die Hydraulikantriebe kombiniert beaufschlag- und steuerbar ausgebildet sind.Likewise, an embodiment of the invention is that the control pistons are designed to be acted upon and controlled in a combined manner by the spring and the hydraulic drives.
Mit vorstehend aufgeführten Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich weitere Steuerungs- und Zusammenführungsvarianten der Schmelzeströme realisieren. Die Stufenkolben bilden mit den Federn und/oder den Hydrauli- kantrieben eine "Druckwaage" bezüglich des Schmelzedrucks. In Abhängigkeit von den an den Stirnflächen der Stufenkolben angreifenden Kräften besteht ein statisches Kräftegleichgewicht, welches die Stufenkolben jeweils in einer definierten Position hält. Wird das Kräftegleichgewicht verändert, beispielsweise durch den sich in der Schmelzekammer aufbauenden Druck, bewegt sich der Stufenkolben nach rechts, bis das statische Kräftegleichgewicht wieder hergestellt ist. Dabei heben linksseitige Stirnflächen der Stufenkolben von Anschlägen ab und werden zusätzlich durch den Schmelzedruck beaufschlagt, sodaß die Bewegung der Stufenkolben vorteilhafterweise selbstverstärkend ist. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung dichten die vorgespannten Stufenkolben in ihrer Null-Stellung die Schmelzekammern gegen die Bohrung der Vorrichtungsdüse ab und verhindern damit den unkontrollierten Austritt der Schmelze. Die Vorrichtung bleibt solange geschlossen, bis der für die Steuerung eingestellte Druck der Schmelze erreicht ist. Da- durch, daß die die Schließbewegung der Stufenkolben begrenzenden mechanischen Anschläge gleichzeitig eine Dichtfunktion haben, ergibt sich als Vorteil, daß keine verschleißbedingte Leckage eintritt. Infolge der axialen Bewegungen der Stufenkolben des Ventilkol- bens in dem Schmelzezylinder kann die Vorrichtung in einfacher Weise überwacht werden. Die Bewegungen der Stufenkolben werden über Wegsensoren erfaßt. Daraus abgeleitete Signale erfassen den Zustand der Vorrichtung und können einer angeschlossenen Steuerung zugeführt werden. Weil eine weitere Ausgestaltung der Erfindung die Möglichkeit vorsieht die Schmelzekammern einzeln oder gemeinsam mit der Bohrung der Vorrichtungsdüse zu verbinden, kann sowohl eine Schmelze bzw. eine von mehreren allein als auch zwei oder mehr gleichzeitig bzw. nacheinander eingespritzt werden. Dadurch entsteht eine große Variantionsbreite hinsichtlich des Einsatzes der Spritzgießmaschine und des Spritzgießwerkzeuges . Auch darin ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zu sehen, daß der der Vorrichtungsdüse nächs liegende Stufenkolben eine in der Einspritzachse liegende, die Schmelzekammer mit der Bohrung der Vorrichtungsdüse verbindende Bohrung besitzt .With the above-mentioned configurations of the invention, further control and merging variants of the melt streams can be realized. The stepped pistons form a "pressure balance" with the springs and / or the hydraulic drives with regard to the melt pressure. Depending on the forces acting on the end faces of the step pistons, there is a static balance of forces, which the step pistons each have a defined one Holds position. If the balance of forces is changed, for example by the pressure building up in the melt chamber, the stepped piston moves to the right until the static balance of forces is restored. The left-hand end faces of the stepped pistons lift off from stops and are additionally acted upon by the melt pressure, so that the movement of the stepped pistons is advantageously self-reinforcing. According to another embodiment of the invention, the prestressed step pistons seal the melt chambers against the bore of the device nozzle in their zero position and thus prevent the melt from escaping in an uncontrolled manner. The device remains closed until the melt pressure set for the control is reached. The fact that the mechanical stops limiting the closing movement of the stepped piston also have a sealing function means that there is no advantage that there is no wear-related leakage. As a result of the axial movements of the stepped piston of the valve piston in the melt cylinder, the device can be monitored in a simple manner. The movements of the stepped pistons are recorded via displacement sensors. Signals derived from this record the state of the device and can be fed to a connected controller. Because a further embodiment of the invention provides the possibility of connecting the melt chambers individually or together with the bore of the device nozzle, both a melt or one of several alone or two or more can be injected simultaneously or in succession. This creates a wide range of variations in the use of the injection molding machine and the injection molding tool. An advantageous embodiment of the invention can also be seen in the fact that the stepped piston closest to the device nozzle has a hole lying in the injection axis and connecting the melt chamber with the bore of the device nozzle.
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht ferner darin, daß die Stufenkolben in Abhängigkeit von dem jeweils in den Schmelze- kammern herrschenden Schmelzedruck steuerbar ausgebildet sind. Auch darin ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zu sehen, daß die Vorrichtungsdüse hinsichtlich ihrer Gestalt, Anordnung und Maßen der Spritzdüse der Spritzeinheit der Spritzgießmaschine entspricht. Deshalb ist es beispielsweise möglich vorhandene Zweikomponenten-Spritzgießmaschinen und einfache Spritzgießwerkzeuge ohne aufwendige Umbauten für das Zweikomponenten-Sandwich-Spritzgießen einzusetzen . Weil gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die schmelzeführenden Teile, die Stufenkolben und der Schmelzezylinder, unabhängig von der in der Spritzgießmaschine verbleibenden Adapterplatte austauschbar ausgebildet sind, ist ein leichtes Anpassen an abgeänderte Parameter des Verfahrens und der Spritzlinge möglich. Ferner ist eine Ausgestaltung der Erfindung darin zu sehen, daß die Vorrichtungsdüse mit dem Schmelzezylinder lösbar verbunden ist. Daher sind die schmelzeführenden Teile der Vorrichtung, vorzugsweise nach Herausschrauben der Vorrichtungsdüse, leicht zugänglich und können in einfacher Weise ausge- tauscht werden. Die Zugänglichkeit von links wird ermöglicht nach Abbau der düsenseitigen Werkzeughälfte.One embodiment of the invention further consists in the step pistons being dependent on the respective chambers prevailing melt pressure are controllable. An advantageous embodiment of the invention can also be seen in the fact that the device nozzle corresponds in terms of its shape, arrangement and dimensions of the spray nozzle to the injection unit of the injection molding machine. It is therefore possible, for example, to use existing two-component injection molding machines and simple injection molding tools without expensive conversions for two-component sandwich injection molding. Because, according to a further embodiment of the invention, the melt-carrying parts, the step pistons and the melt cylinder are designed to be interchangeable independently of the adapter plate remaining in the injection molding machine, an easy adaptation to changed parameters of the method and the injection molded parts is possible. Furthermore, an embodiment of the invention is to be seen in the fact that the device nozzle is releasably connected to the melt cylinder. Therefore, the melt-carrying parts of the device are easily accessible, preferably after unscrewing the device nozzle, and can be replaced in a simple manner. Accessibility from the left is made possible after removing the tool half on the nozzle side.
Andererseits ist es auch möglich, die Vorrichtung weitgehend von rechts auszuwechseln, ohne Ausbau der Adapterplatte aus der Spritzgießmaschine. Weiterhin besteht eine Ausgestaltung der Erfindung darin, daß Heizeinrichtungen im Bereich des Schmelzezylinders und der Schmelzekanäle angeordnet sind.On the other hand, it is also possible to largely replace the device from the right, without removing the adapter plate from the injection molding machine. Furthermore, an embodiment of the invention consists in that heating devices are arranged in the region of the melt cylinder and the melt channels.
Mit Hilfe der Heizeinrichtungen des Schmelzezylinders wird die Temperatur in den Schmelzekanälen und den Schmelzekammern auf eine eingegebene Solltemperatur gebracht, bei der eine einwandfreie axiale Bewegung der Stufenkolben gewährleistet ist, ohne daß ein Schmelzefluß über die Passung der Stufenkolben und des Schmelzezylinders erfolgt. Schließlich ist noch darin eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zu sehen, daß eine Einrichtung zum automatischen, federbetätigten Abfahren der Adapterplatte mit der Vorrichtung von der feststehenden Werkzeughälfte vorhanden ist, die die Vorrichtungsdüse außer Eingriff mit der Werkzeugangußbuchse bringt .With the help of the heating devices of the melt cylinder, the temperature in the melt channels and the melt chambers is brought to an entered target temperature, at which a perfect axial movement of the stepped piston is guaranteed, without a melt flow taking place over the fit of the stepped piston and the melt cylinder. Finally, an advantageous embodiment of the invention can be seen in the fact that there is a device for automatic, spring-actuated movement of the adapter plate with the device from the fixed tool half, which disengages the device nozzle from the tool sprue bushing brings.
Dadurch erfolgt die räumliche Trennung der heißen und der kalten Teile der Vorrichtung und es wird ein Wärmeabfluß in das zu kühlende Werkzeug vermieden.This results in the spatial separation of the hot and cold parts of the device and heat flow into the tool to be cooled is avoided.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Fig. 1: Einzelheit einer Spritzgießmaschine mit Spritzgießwerkzeug und Adapterplatte mit Vorrichtung, im Schnitt,1: detail of an injection molding machine with injection mold and adapter plate with device, in section,
Fig. 2: Einzelheit der Vorrichtung nach Fig.l, in schemati- scher Schnittdarstellung.Fig. 2: Detail of the device according to Fig.l, in a schematic sectional view.
Bester Weg zur Ausführung der ErfindungBest way to carry out the invention
Die aus Fig. 1 ersichtliche Adapterplatte 1 besteht aus einer 100 bis 120 mm dicken Stahlplatte, die auf der spritzdüsensei- tigen Werkzeugträgerplatte 2 zusammen mit der spritzdüsensei- tigen Werkzeughälfte 3 aufgeschraubt ist. Die Adapterplatte 1 enthält die Vorrichtung, in welcher die zwei SchmelzeströmeThe adapter plate 1 shown in FIG. 1 consists of a 100 to 120 mm thick steel plate which is screwed onto the tool holder plate 2 on the spray nozzle side together with the tool half 3 on the spray nozzle side. The adapter plate 1 contains the device in which the two melt flows
4; 15 zusammengeführt werden. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, eine Vorrichtung zum Zusammenführen von mehr als zwei Schmelzeströmen nach dem gleichen Prinzip vorzusehen. Der Schmelzestrom 15 gelangt über den Schmelzekanal 17 in die Schmelzekammer 7, die durch die Stufenkoiben 8; 12 des Ventilkolbens 25 begrenzt wird.4; 15 are merged. In principle, it is of course also possible to provide a device for merging more than two melt streams according to the same principle. The melt flow 15 passes through the melt channel 17 into the melt chamber 7, which through the step coils 8; 12 of the valve piston 25 is limited.
Beim Einspritzen des Schmelzestromes 15 in die Werkzeugkavität 11 baut sich ein Schmelzedruck auf, der auf die Ringfläche 9 des Stufenkolbens 8 wirkt und diesen dadurch nach rechts be- wegt .When the melt flow 15 is injected into the tool cavity 11, a melt pressure builds up, which acts on the annular surface 9 of the stepped piston 8 and thereby moves it to the right.
Damit wird die aus Fig. 2 ersichtliche koaxiale Bohrung 10 im Stufenkolben 12 frei und der Schmelzestrom 15 fließt in die Werkzeugkavität 11. Die Bohrung 10 hat am Ein- und Austritt des Schmelzestroms 15 abgerundete Einlaufkanten und ist am Austritt kegelig erweitert. Dadurch können Strömungsstörungen weitgehend vermieden werden. Gleichzeitig wirkt der Einspritzdruck auf die strömungstech- nisch optimierte Stirnfläche 13 des Stufenkolbens 12 und drückt diesen nach links.This clears the coaxial bore 10 shown in FIG. 2 in the stepped piston 12 and the melt stream 15 flows into the tool cavity 11. The bore 10 has rounded inlet edges at the inlet and outlet of the melt stream 15 and is tapered at the outlet. Flow disturbances can thereby be largely avoided. At the same time, the injection pressure acts on the flow nisch optimized end face 13 of the stepped piston 12 and pushes it to the left.
Damit wird die Schmelzekammer 14 gegen den Schmelzestrom 4 abgedichtet, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Wird mit dem Schmelzestrom 4 eingespritzt, baut sich in der Schmelzekammer 14 ebenfalls ein Druck auf. Ist dieser höher als der Schmelzedruck des Schmelzestromes 15, bei einem entsprechenden Stirn-Flächenverhältnis am Stufenkolben 12 beispielsweise doppelt so hoch, welcher auf die rechte Stirn- fläche 13 des Stufenkolbens 12 wirkt, bewegt sich der Stufenkolben 12 nach rechts und der Schmelzestrom 4 strömt ebenfalls in die Werkzeugkavität 11. Mit der Drucksteuerung der Stufenkolben 8; 12 des Ventilkolbens 25 in dem Schmelzezylinder 24 lassen sich die Schmelzeströme 4; 15 jeweils nacheinander oder gleichzeitig einspritzen.The melt chamber 14 is thus sealed against the melt flow 4, as can be seen from FIG. 2. If the melt stream 4 is injected, a pressure also builds up in the melt chamber 14. If this is higher than the melt pressure of the melt flow 15, for example twice as high with a corresponding end face area ratio on the stepped piston 12, which acts on the right end face 13 of the stepped piston 12, the stepped piston 12 moves to the right and the melt flow 4 also flows into the tool cavity 11. With the pressure control of the stepped piston 8; 12 of the valve piston 25 in the melt cylinder 24, the melt flows 4; 15 inject one after the other or simultaneously.
Beim Zusammenfluß der Schmelzeströme 4; 15, unmittelbar vor der Bohrung 27 in der Vorrichtungsdüse 20, müssen Störungen der laminaren Schmelzeprofile weitgehend vermieden werden, damit keine Durchmischung der Schmelzestöme 4; 15 erfolgen kann. Das wird erreicht durch abgerundete Kanten und sich erweiternde Bohrungen.When the melt flows 4; 15, immediately before the bore 27 in the device nozzle 20, disturbances in the laminar melt profiles must be largely avoided so that no mixing of the melt streams 4; 15 can be done. This is achieved through rounded edges and widening holes.
Die Vorrichtung wirkt gleichzeitig als federbetätigte Verschlußdüse, indem der als Stufenkolben 8; 12 ausgebildete Ventilkolben 25 nur gegen die Vorspannkraft der Feder 19 öffnet. Die Stufenkolben 8; 12 bilden zusammen mit den Federn 19 und/oder mit den in der Zeichnung nicht dargestellten Hydraulikantrieben eine "Schmelzedruckwaage". In Abhängigkeit von den an den jeweiligen Stirnflächen der Stufenkolben 8; 12 angreifenden Kräften besteht ein statisches Kräftegleichgewicht, welches die Stufenkolben 8; 12 in einer jeweiligen Position hält. In Fig. 1 und Fig. 2 ist jeweils die Ruhestellung dargestellt. Die linke ringförmige Stirnfläche des Stufenkolbens 12 wird mit dem Druck in der Schmelzekammer 14 beaufschlagt. Rechtsseitig wirkt über den Stufenkolben 8 die Kraft der Fe- dern 19 oder die Kraft der nicht dargestellten Hydraulikantriebe oder beide gemeinsam. Bei einer entsprechend abgestuften Dimensionierung der Stirnflächen der Stufenkolben 8; 12 kann auf die Ringfläche der Druck der Schmelzekammer 7 wirken. Wird das Kräftegleichgewicht verändert, beispielsweise durch den sich aufbauenden Druck in der Schmelzekammer 14, bewegt sich der Stαfenkolben 12 solange nach rechts, bis sich das statische Gleichgewicht wieder eingestellt hat.The device also acts as a spring-operated shut-off nozzle in that the step piston 8; 12 trained valve piston 25 opens only against the biasing force of the spring 19. The step piston 8; 12 together with the springs 19 and / or with the hydraulic drives, not shown in the drawing, form a "melt pressure compensator". Depending on the on the respective end faces of the stepped piston 8; 12 attacking forces there is a static balance of forces, which the stepped piston 8; 12 holds in a respective position. 1 and 2 each show the rest position. The pressure in the melt chamber 14 is applied to the left annular end face of the stepped piston 12. On the right-hand side, the force of the springs 19 or the force of the hydraulic drives (not shown) or both act together via the stepped piston 8. With a correspondingly graduated dimensioning of the end faces of the stepped piston 8; 12 can act on the annular surface of the pressure of the melt chamber 7. If the equilibrium of forces is changed, for example by the pressure building up in the melt chamber 14, the plug piston 12 moves to the right until the static equilibrium has been restored.
Bewegt sich der Stufenkolben 12 nach rechts, so wird zusätzlich seine linke Stirnfläche mit dem Druck des Schmelzestroms 4 beaufschlagt. Dementsprechend wird infolge der größeren Fläche, bei gleichbleibendem Schmelzedruck, die nach rechts gerichtete Kraft größer. Vorteilhafterweise ist deshalb die Bewegung nach rechts "selbstverstärkend". Gleiches trifft für den Stufenkolben 8 zu.If the stepped piston 12 moves to the right, the pressure of the melt flow 4 is additionally applied to its left end face. Accordingly, due to the larger area, with the melt pressure remaining the same, the force directed to the right increases. The movement to the right is therefore advantageously “self-reinforcing”. The same applies to the stepped piston 8.
Nach Einleitung seiner Bewegung nach rechts wird die zusätzliche linke Stirnfläche mit dem Druck des Schmelzestromes 15 in der Schmelzekammer 7 beaufschlagt, die diese Bewegung "verstärkt". Die Schließbewegungen der Stufenkolben 8; 12 nach links werden durch mechanische Anschläge, an der Vorrichtungsdüse 20 und an der rechtsseitigen Stirnfläche des Stufenkolbens 12, begrenzt, die gleichzeitig Dichtfunktionen haben. Weil die von rechts wirkenden Krätte der Federn 19 und der nicht dargestellten Hydraulikantriebe die Bohrung 10 im Stufenkolben 12 und die Bohrung 27 der Vorrichtungsdüse 20 unter Vorspannung halten, können verschleißbedingte Leckagen der Schmelzeströme 4; 15 vermieden werden. Ein weiteren Vorteil läßt sich aus der axialen Bewegung der Stufenkolben 8; 12 bezüglich der einfachen Überwachungsmöglichkeit der Vorrichtung herleiten. Bewegt sich der Stufenkolben 8 nach rechts, wird dem Schmelzestrom 15 der Weg in die Werkzeugkavität 11 geöffnet. Bei der Bewegung des Stufenkolbens 12 nach rechts öffnet sich der Weg für den Schmelzestrom 4. Das kann sowohl einzeln als auch gemeinsam erfolgen. Bewegen sich die Stufenkolben 8; 12 nach links, werden dementsprechend die Schmelzeströme 4; 15 gesperrt. Indem die Bewegungen der Stufenkolben 8; 12 über nicht dargestellte Wegsensoren erfaßt werden, werden Signale detektiert, die den jeweiligen Zustand der Vorrichtung feststellen und beispielsweise über eine gleichfalls nicht dargestellte Steuerung visualisieren . Wird die Vorrichtungsdüse 20 zuerst für den Schmelzestrom 4 und danach für den Schmelzestrom 15 abgefahren und das Werkzeug zum Auswerfen des Spritzlings geöffnet, drückt ein Druckfederpaket 23 die Vorrichtungsdüse 20 der Vorrichtung von der Werkzeugangußbuchse 21 ab. Damit erfolgt in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle gleichzeitig eine Trennung der Heiß- von der Kaltphase, weil beispielsweise Werkzeuge für das Sandwich-Spritzgießen in aller Regel keinen Heißkanal besitzen. Dieses Abdrücken der Vorrichtung ermöglicht auch ein Zwischenabspritzen ins Freie. Die aus der Vorrichtungsdüse 20 aus- tretende Schmelze kann über den Spalt 22 abfließen. Nach dem Schließen des Werkzeuges wird durch das Anfahren der Vorrichtungsdüse 20 für den Schmelzestrom 15 die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Vorrichtungsdüse 20 und der Werkzeugangußbuchse 21 wieder hergestellt. Da die Vorrichtungsdüse 20 mit der Bohrung 27 hinsichtlich ihrer Gestalt, Anordnung und Maße der Spritzdüse der Spritzeinheit der Spritzgießmaschine entspricht, welche ihrerseits mit den Werkzeugangußbuchsen 21 der verwendeten Werkzeuge korrespondiert, kann die Vorrichtung in Verbindung mit den üblichen Werkzeugen verwendet werden. Vorteilhafterweise können beispielsweise vorhandene Zweikomponenten-Spritzgießrαa- schinen und einfache Spritzgießwerkzeuge kombiniert und ohne aufwendige Umbauten für das Zweikomponenten-Sandwich-Spritzgießen verwendet werden. Die Schmelzekanäle 6; 17 und der Schmelzezylinder 24 werden mittels zweier Heizeinrichtungen 28 beheizt. Zweckmäßigerweise erfolgt der Anschluß für den Heizstrom der Heizeinrichtung 28 sowie für nicht dargestellte Temperaturfühler über einen mehrpoligen Stecker. Die beiden Heißkanal-Regelkreise können wahl- weise entweder über ein separates Regelgerät oder über die Maschinensteuerung geregelt werden.After initiating its movement to the right, the additional left end face is acted upon by the pressure of the melt flow 15 in the melt chamber 7, which "reinforces" this movement. The closing movements of the stepped piston 8; 12 to the left are limited by mechanical stops on the device nozzle 20 and on the right-hand end face of the stepped piston 12, which at the same time have sealing functions. Because the force of the springs 19 and the hydraulic drives (not shown) acting from the right keep the bore 10 in the stepped piston 12 and the bore 27 of the device nozzle 20 under prestress, wear-related leakages of the melt streams 4; 15 can be avoided. Another advantage can be derived from the axial movement of the stepped piston 8; 12 derive from the simple monitoring possibility of the device. If the stepped piston 8 moves to the right, the path into the tool cavity 11 is opened to the melt flow 15. When the stepped piston 12 moves to the right, the path for the melt flow 4 opens. This can be done both individually and together. Do the step pistons 8; 12 to the left, the melt streams 4; 15 locked. By the movements of the stepped piston 8; 12 are detected via displacement sensors (not shown), signals are detected which determine the respective state of the device and, for example, visualize it via a control (also not shown). If the device nozzle 20 is first used for the melt flow 4 and then shut off for the melt flow 15 and the tool opened for ejecting the molding, a compression spring assembly 23 presses the device nozzle 20 of the device from the tool sprue bushing 21. In the vast majority of cases, this means that the hot and cold phases are separated at the same time because, for example, tools for sandwich injection molding generally do not have a hot runner. This pressing of the device also enables intermediate spraying outside. The melt emerging from the device nozzle 20 can flow out through the gap 22. After the tool has been closed, the non-positive connection between the device nozzle 20 and the tool sprue bushing 21 is restored by starting the device nozzle 20 for the melt flow 15. Since the device nozzle 20 with the bore 27 corresponds in terms of its shape, arrangement and dimensions of the spray nozzle to the injection unit of the injection molding machine, which in turn corresponds to the tool sprue bushings 21 of the tools used, the device can be used in conjunction with the usual tools. For example, existing two-component injection molding machines and simple injection molding tools can advantageously be combined and used for the two-component sandwich injection molding without complex conversions. The melt channels 6; 17 and the melt cylinder 24 are heated by means of two heating devices 28. The connection for the heating current of the heating device 28 and for temperature sensors (not shown) is expediently made via a multipole plug. The two hot runner control loops can either be controlled via a separate control device or via the machine control.
Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial applicability
Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet Verwendung bei einem Spritzgießwerkzeug einer Spritzgießmaschine zur Herstellung von aus mehreren Kunststoffkomponenten bestehenden Spritzlingen. Vorhandene Mehrkomponentenspritzgießmaschinen können mit der Erfindung mit üblichen Spritzgießwerkzeugen betrieben werden . The device according to the invention is used in an injection mold of an injection molding machine for the production of injection molded parts consisting of several plastic components. Existing multi-component injection molding machines can can be operated with the invention with conventional injection molds.
Adapterplatte für ein Spritzgießwerkzeug einer SpritzgießmaschineAdapter plate for an injection mold of an injection molding machine
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Adapterplatte spritzdüsenseitige Werkzeugträgerplatte spritzdüsenseitige WerkzeughälfteAdapter plate spray nozzle-side tool carrier plate spray nozzle-side tool half
Schmelzestrommelt stream
Angußbuchsesprue bushing
Schmelzekanal (für Schmelzestrom 4)Melt channel (for melt flow 4)
Schmelzekammer (für Schmelzestrom 4)Melt chamber (for melt flow 4)
Stufenkolbenstepped piston
Ringfläche (des Stufenkolbens 8) Bohrung (im Stufenkolben 12) Werkzeugkavität StufenkolbenRing surface (of the stepped piston 8) bore (in the stepped piston 12) tool cavity of the stepped piston
Stirnfläche (des Stufenkolbens 12) Sclimelzekammer (für Schmelzestrom 15) Schmelzestrom Angußbuchse Schmelzekanal (für Schmelzestrom 15)End face (of the stepped piston 12) Climelzekammer (for melt flow 15) melt flow sprue bushing melt channel (for melt flow 15)
Federfeather
Vorrichtungsdüse Werkzeugangußbuchse Spalt DruckfederpaketDevice nozzle Tool sprue bushing gap Pressure springs
Schmelzezylindermelt cylinder
Ventilkolbenplunger
EinspritzachseInjection axis
Bohrungdrilling
Heizeinrichtung heater

Claims

Adapterplatte für ein Spritzgießwerkzeug einer SpritzgießmaschineAnsprüche Adapter plate for an injection mold of an injection molding machine
1. Adapterplatte für eine Spritzgießmaschine zur Herstellung von aus mehreren Kunststoffkomponenten bestehenden Spritzlingen, mit einer feststehenden und einer verfahrbaren Werkzeugträgerplatte und einem aus zwei Werkzeughälften bestehenden Formwerkzeug, die zwischen der feststehenden Werkzeugträgerplatte und der einen Werkzeughälfte angeordnet und mit diesen lösbar verbundenen ist, und in welcher eine Vorrichtung zum schmelzedruckabhängigen Steuern und Zusammenführen der von Piastiziereinheiten bereitgestell- ten Kunststoffkomponenten angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß1.Adapter plate for an injection molding machine for the production of injection moldings consisting of several plastic components, with a fixed and a movable tool carrier plate and a mold consisting of two tool halves, which is arranged between the fixed tool carrier plate and the one tool half and is detachably connected to the latter, and in which a device for melt pressure-dependent control and merging of the plastic components provided by plasticizing units is arranged, characterized in that ß
- die Vorrichtung aus einem in der Einspritzachse (26) liegenden Schmelzezylinder (24), in welchen Schmelzekanäle (6; 17) münden, sowie - einem in dem Schmelzezylinder (24) verschiebbar angeordneten Ventilkolben (25) besteht und- The device consists of a melt cylinder (24) lying in the injection axis (26), into which melt channels (6; 17) open, and - A valve piston (25) slidably arranged in the melt cylinder (24) and
- eine Einrichtung zum automatischen Abfahren der Vorrichtung von der feststehenden Werkzeughälfte (3) vorhanden ist.- A device for automatically moving the device from the fixed tool half (3) is available.
2. Adapterplatte nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß der Ventilkolben (25) aus Schmelzekammern (7; 14) bilden- den, einzelnen Stufenkolben (8; 12) besteht.2. Adapter plate according to claim 1, characterized in that ß the valve piston (25) from the melt chambers (7; 14) form , the individual step piston (8; 12).
3. Adapterplatte nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß eine die Stufenkolben (8; 12) gegen eine Vorrichtungsdüse (20) vorspannende Feder (19) vorgesehen ist.3. Adapter plate according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß a step piston (8; 12) against a device nozzle (20) biasing spring (19) is provided.
4. Adapterplatte nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Stufenkolben (8; 12) gegen die Vorrichtungsdüse (20) vorspannenden Hydraulikantriebe vorgesehen sind.4. adapter plate according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the step piston (8; 12) against the device nozzle (20) biasing hydraulic drives are provided.
5. Adapterplatte nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Hydraulikantriebe für die Stufenkolben (8; 12) unabhängig von dem in den Schmelzekammern (7; 14) aufbauenden Schmelzedruck steuerbar ausgebildet sind.5. adapter plate according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß the hydraulic drives for the stepped piston (8; 12) are designed to be controllable independently of the melt pressure building up in the melt chambers (7; 14).
6. Adapterplatte nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Hydraulikantriebe durch die Steuerung der Spritzgieß maschine steuerbar ausgebildet sind.6. Adapter plate according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the hydraulic drives are designed to be controllable by the control of the injection molding machine.
7. Adapterplatte nach den Ansprüchen 3 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Steuerkolben (8; 12) durch die Feder (19) und die Hydraulikantriebe kombiniert beaufschlagbar ausgebildet sind.7. adapter plate according to claims 3 and 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß the control piston (8; 12) by the spring (19) and the hydraulic drives are designed to be acted upon in combination.
8. Adapterplatte nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die vorgespannten Stufenkolben (8; 12) die Schmelzekammern (7; 14) gegen eine Bohrung (27) der Vorrichtungsdüse (20) abdichtend ausgebildet sind.8. Adapter plate according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the prestressed step pistons (8; 12) the melt chambers (7; 14) are designed to seal against a bore (27) of the device nozzle (20).
Adapterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t d a ß die Schmelzekammern (7;14) einzeln oder gemeinsam mit der Bohrung (27) der Vorrichtungsdüse (20) verbindbar ausgebildet sind.Adapter plate according to one of claims 1 to 8, characterized in that the melt chambers (7; 14) individually or together with the Bore (27) of the device nozzle (20) are designed to be connectable.
10. Adapterplatte nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß der der Vorrichtungsdüse (20) nächstliegende Stufenkolben (12) eine in der Einspritzachse (26) liegende, die Schmelzekammer (7) mit der Bohrung (27) der Vorrichtungsdüse (20) verbindende Bohrung (10) besitzt.10. An adapter plate according to claim 9, characterized in that the step piston (12) closest to the device nozzle (20) has a bore (27) in the injection axis (26) that connects the melt chamber (7) with the bore (27) of the device nozzle (20). 10) has.
11. Adapterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Stufenkolben (8; 12) vom Schmelzedruck in den Schmelzekammern (7; 14) abhängig steuerbar ausgebildet sind.11. Adapter plate according to one of claims 1 to 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the step pistons (8; 12) are designed to be controllable depending on the melt pressure in the melt chambers (7; 14).
12. Adapterplatte nach einem der Ansprüche 3 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Vorrichtungsdüse (20) mit ihrer Bohrung (27) in Gestalt, Anordnung und Maßen der Spritzdüse der Spritzein- heit der Spritzgießmaschine entspricht.12. Adapter plate according to one of claims 3 to 11, d a d u r c h g e k e n n e e c h e d, that the device nozzle (20) with its bore (27) corresponds in shape, arrangement and dimensions of the spray nozzle to the injection unit of the injection molding machine.
13. Adapterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Stufenkolben (8; 12) und der Schmelzezylinder (24), un- abhängig von der Adapterplatte (1), austauschbar ausgebildet sind.13. Adapter plate according to one of claims 1 to 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß the stepped piston (8; 12) and the melt cylinder (24), regardless of the adapter plate (1), are designed to be interchangeable.
14. Adapterplatte nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Vorrichtungsdüse (20) mit dem Schmelzezylinder (24) lösbar verbunden ist.14. Adapter plate according to claim 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the device nozzle (20) with the melt cylinder (24) is releasably connected.
15. Adapterplatte nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Vorrichtungsdüse (20) schraubbar ausgebildet ist.15. Adapter plate according to claim 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that a ß the device nozzle (20) is designed to be screwed.
16. Adapterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß eine Heizeinrichtung (28) im Bereich des Schmelzezylinders (24) und der Schmelzekanäle (6; 17) angeordnet ist.16. Adapter plate according to one of claims 1 to 15, characterized in that ß a heating device (28) is arranged in the area of the melt cylinder (24) and the melt channels (6; 17).
17. Adapterplatte nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a ß die Einrichtung zum automatischen Abfahren der Vorrichtung von der feststehenden Werkzeughälfte (3) aus einem die Vorrichtungsdüse (20) außer Eingriff mit der Werkzeugangußbuchse (21) bringenden Druckfederpaket (23) besteht. 17. Adapter plate according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß the device for automatically moving the device from the fixed tool half (3) consists of a device nozzle (20) out of engagement with the tool sprue bushing (21) bringing pressure spring package (23).
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