WO2007085285A1

WO2007085285A1 - Betätigungsvorrichtung für verschlussnadeln in spritzgiessvorrichtungen mit nadelverschlussdüsen

Info

Publication number: WO2007085285A1
Application number: PCT/EP2006/011212
Authority: WO
Inventors: Herbert Günther
Original assignee: Günther Heisskanaltechnik Gmbh
Priority date: 2006-01-02
Filing date: 2006-11-23
Publication date: 2007-08-02
Also published as: CA2636060A1; EP1973722B1; BRPI0621175A2; DE202006000036U1; ATE473086T1; JP2009523074A; DE502006007393D1; US7866975B2; CN101516600A; KR20080091792A; EP1973722A1; TW200732127A; US20090311357A1

Abstract

Eine Betätigungsvorrichtung (10) für Verschlußnadeln in Spritzgießwerkzeugen mit Nadelverschlussdüsen hat ein Hubelement (20), an dem wenigstens zwei Verschlußnadeln (16) festlegbar sind und das zwischen zwei in einer ersten Richtung (R1 ) längsverschieblich gelagerten Steuerschienen (30) in einer zu der ersten Richtung (R1 ) quer verlaufenden zweiten Richtung (R2) bewegbar ist. Zwischen dem Hubelement (20) und den Steuerschienen (30) sind in zu der ersten Richtung (R1 ) und der zweiten Richtung (R2) schräg verlaufenden Nuten (40) wenigstens zwei Gleitelemente (50) angeordnet, die eine Bewegung der Steuerschienen (30) entlang der ersten Richtung (R1 ) in eine Hubbewegung des Hubelements (20) in der zweiten Richtung (R2) umsetzen. Um einen flexiblen und einfach zu handhabenden Aufbau zu erlangen, der kostengünstig nachträgliche Erweiterungen und/oder Änderungen zuläßt, sieht die Erfindung vor, daß an den Steuerschienen wenigstens ein weiteres Hubelement (120) angeordnet ist, wobei zwischen dem weiteren Hubelement (120) und den weiteren Steuerschienen (130) in zu der ersten Richtung (R1 ) und der zweiten Richtung (R2) schräg verlaufenden Nuten (140) wenigstens zwei Gleitelemente (150) angeordnet sind.

Description

Betätigungsvorrichtung für Verschlußnadeln in Spritzgießvorrichtungen mit Nadelverschlußdüsen

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für Verschlußnadeln in Spritzgießwerkzeugen mit Nadelverschlußdüsen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 21.

Nadelverschlußdüsen werden in Spritzgießwerkzeugen eingesetzt, um eine fließfähige Masse bei einer vorgebbaren Temperatur unter hohem Druck einem trennbaren Formeinsatz zuzuführen. Sie haben meist pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Verschlußnadeln, die Angußöffnungen im Formeinsatz periodisch öffnen und verschließen. Jede Verschlußnadel ist hierzu im werkzeugseitigen Bereich der Spritzgießvorrichtung axialverschieblich gelagert und im düsenseitigen Bereich bevorzugt mittig durch einen Strömungskanal für die zu verarbeitende Masse hindurchgeführt. Der Strömungskanal endet in einem Düsenendstück, das eine Düsenaustrittsöffnung bildet. In Schließstellung greift das untere Ende der Verschlußnadel in einen Dichtsitz ein, der im Düsenendstück oder im Formeinsatz ausgebildet ist.

Um mehrere Nadelverschlußdüsen in einem Werkzeug synchron öffnen und schließen zu können, ist es beispielsweise aus EP-A1-0 790 116 bekannt, die Verschlußnadeln an einer gemeinsamen Trägerplatte festzulegen, welche eine Hubbewegung in Längsrichtung der Verschlußnadeln ausführt. Die Trägerplatte ist hierzu stirnseitig zwischen zwei ortsfesten Anschlägen und seitlich zwischen zwei Führungsleisten angeordnet, die innerhalb einer Aufspannplatte längsverschieblich gelagert sind und an ihren der Trägerplatte zugewandten Seitenflächen schräg angeordnete Gleitsteine oder Gleit- nocken aufweisen. Letztere greifen seitlich in die Trägerplatte ein, die mit schräg verlaufenden Nuten versehen ist. Werden die Führungsleisten mittels eines Antriebs in Längsrichtung hin- und her geschoben, bewegt sich die Trägerplatte senkrecht dazu auf und ab. Dadurch führen alle an der Trägerplatte befestigten Verschlußnadeln die gleiche Hubbewegung aus.

Eine solche Betätigungsvorrichtung hat den Nachteil, daß die Abmessungen der Trägerplatte und die Zahl der an dieser befestigten Verschlußnadeln fest vorgegeben ist. Erweiterungen sind daher nur durch Auswechseln von Trägerplatte und Führungsleisten möglich, was mit nicht unerheblichem Aufwand und entsprechenden Kosten verbunden ist.

Bei einem aus DE-A1-196 11 880 bekannten Spritzgießwerkzeug mit mehreren Nadel- verschlußdüsen ist jede Verschlußnadel an einem separaten Nadelträgerelement befestigt. Letztere sind an zwei gegenüberliegenden Flachseiten mit schräg liegenden Führungsnocken versehen, die in schräg verlaufende Nuten eines gabelförmigen Schieberahmens eingreifen. Unterhalb der Flachseiten ist an jedem Nadelträgerelement ein zylindrischer Abschnitt ausgebildet, der in der Art eines Hubkolbens in einer Führungsbuchse axialverschieblich gelagert ist. Bewegt man den Schieberahmen hin und her, werden die einzelnen Nadelträgerelemente senkrecht dazu auf und ab bewegt.

Auch hier läßt sich nur eine begrenzte Zahl an Nadelträgerelementen hintereinander anordnen. Jedes weitere Element verlangt einen verlängerten Schieberahmen, der gesondert anzufertigen ist. Problematisch ist ferner, daß jede Verschlußnadel über ein elastisches Zwischenelement an ihrem Nadelträgerelement zu befestigen ist, was den Montageaufwand und die Herstell kosten weiter erhöht.

DE-A1-199 07 116 offenbart einen zwischen zwei Werkzeugplatten ausgebildeten Betätigungsmechanismus für Druckguß-Ventilelemente. Die einzelnen Ventilstifte einer Düsengruppe sind an einer gemeinsamen Ventilstiftplatte festgelegt, die randseitig mit Führungsbuchsen versehen ist und auf parallel zu den Ventilstiften verlaufenden Führungsbolzen auf- und abgleiten kann. Auf der Ventilstiftplatte sind zwei Betätigungsstäbe befestigt, die seitlich mehrere Gleitblöcke tragen. Letztere greifen in schräg verlaufende Nuten zweier Nockenelemente ein, die längsverschieblich zwischen der oberen Werkzeug platte und je einer Halteplatte gelagert sind. Da sowohl die Abstände der Führungsbolzen als auch die Lage der Betätigungsstäbe fest vorgegeben ist, können auch hier keine nachträglichen Veränderungen mehr vorgenommen werden. Weitere Verschlußnadeln lassen sich nur durch Austauschen der gesamten Ventilstiftplatte anbringen, was mit hohem konstruktivem Aufwand verbunden ist. Darüber hinaus wird durch die aufgesetzten Betätigungsstäbe und die zusätzlich notwendigen Halteplatten die Bauhöhe der Betätigungsvorrichtung relativ groß, so daß der Einsatz der Betätigungsvorrichtung, insbesondere in kleineren Werkzeugen begrenzt ist.

Ziel der Erfindung ist es, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine kompakte Betätigungsvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge mit Nadelverschlußdüsen zu schaffen, die alle Ventilnadeln stets synchron bewegt und mit gleicher Schließkraft beaufschlagt. Angestrebt wird insbesondere ein flexibler und einfach zu handhabender Aufbau, der kostengünstig nachträgliche Erweiterungen und/oder Änderungen zuläßt.

Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 20 und 22 bis 26.

Bei einer Betätigungsvorrichtung für Verschlußnadeln in Spritzgießwerkzeugen mit Nadelverschlußdüsen, mit einem Hubelement, an dem wenigstens zwei Verschlußnadeln festlegbar sind und das zwischen zwei in einer ersten Richtung längsver- schieblich gelagerten Steuerschienen in einer zu der ersten Richtung quer verlaufenden zweiten Richtung bewegbar ist, wobei zwischen dem Hubelement und den Steuerschienen in zu der ersten Richtung und der zweiten Richtung schräg verlaufenden Nuten wenigstens zwei Gleitelemente angeordnet sind, die eine Bewegung der Steuerschienen entlang der ersten Richtung in eine Hubbewegung des Hubelements in der zweiten Richtung umsetzen, sieht die Erfindung vor, daß an den Steuerschienen wenigstens zwei weitere Steuerschienen ankoppelbar sind, zwischen denen wenigstens ein weiteres Hubelement angeordnet ist, an dem wenigstens zwei weitere Verschlußnadeln festlegbar sind, wobei zwischen dem weiteren Hubelement und den weiteren Steuerschienen in zu der ersten Richtung und der zweiten Richtung schräg verlaufenden Nuten wenigstens zwei Gleitelemente angeordnet sind, die eine Bewegung der weiteren Steuerschienen entlang der ersten Richtung in eine Hubbewegung des weiteren Hubelements in der zweiten Richtung umsetzen. Dadurch ist es jederzeit möglich, die Betätigungsvorrichtung durch weitere Steuerschienen und weitere Hubelemente zu erweitern, ohne daß die bereits vorhandenen Bauelemente ausgetauscht oder verändert werden müssen. Das zusätzliche Hubelement wird mit den weiteren Steuerschienen einfach ergänzt, wobei letztere an die bereits vorhandenen Steuerschienen rasch und bequem ankoppelbar sind. Die gesamte Betätigungsvorrichtung ist mithin ohne großen Aufwand flexibel erweiterbar oder anpaßbar, wobei durch die Weiterverwendbarkeit der bisherigen Komponenten keine hohen Kosten entstehen.

Durch die Festlegung der Ventilnadeln an den gemeinsamen Hubelementen und die Kopplung der Steuerschienen ist sichergestellt, daß alle Ventilnadeln stets synchron bewegt und mit gleicher Schließkraft beaufschlagt werden.

Die Steuerschienen sind lösbar miteinander verbunden, so daß die Erweiterungen jederzeit wieder rückbaubar sind. Wichtig ist, daß zwischen den Steuerschienen entlang der ersten Richtung eine zugfeste Verbindung besteht, damit die Hubelemente stets zuverlässig betätigt werden.

Ein besonders flexibel und einfach zu handhabender Aufbau ergibt sich, wenn die Verbindungen zwischen den Steuerschienen Steckverbindungen sind. Diese sind ohne jegliches Werkzeug jederzeit herstellbar und wieder lösbar, so daß sich Umbauarbeiten rasch und kostengünstig durchführen lassen.

Jede Steuerschiene ist mit wenigstens einem hakenförmigen Ende versehen, wobei die hakenförmigen Enden bevorzugt gegengleich und/oder formgleich ausgebildet sind.

Die Erfindung sieht weiter vor, daß die Steuerschienen über ein Schubelement mit einem Antrieb verbunden bzw. verbindbar sind, wobei zwischen den Steuerschienen und dem Schubelement entlang der ersten Richtung eine zugfeste Verbindung besteht. Die dem Antrieb zugewandten Enden der Steuerschienen sind kraft- und/oder formschlüssig mit dem Schubelement in Eingriff bringbar. Die Steuerschienen und das Schubelement bilden zweckmäßig einen U-förmigen Rahmen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung sieht vor, die dem Antrieb abgewandten Enden der Steuerschienen kraft- und/oder formschlüssig mit den hakenförmigen Enden der weiteren Steuerschienen in Eingriff bringbar sind. Jedes Hubelement ist erfindungsgemäß in der zweiten Richtung zwangsgeführt, wobei die Hubplatten bevorzugt zwischen zwei Anschlägen angeordnet sind. Alternativ können die Hubelemente zwischen zwei gemeinsamen Anschlägen angeordnet sein, wobei die Hubelemente lösbar miteinander verbunden sein können.

Um die Betätigungsvorrichtung und die Ventilnadeln individuell an das Werkzeug anpassen zu können, sind die Ventilnadeln entlang der zweiten Richtung relativ zu dem Hubelement justierbar ausgebildet. Um darüber hinaus eine stets synchrone Stellbewegung bei gleichzeitigem Bewegungsausgleich gewährleisten zu können, sind die Ventilnadeln gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung axialfest und radial schwimmend an den Hubelementen festlegbar.

Die Hubelemente haben oder bilden in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zwischen den Ventilnadeln wenigstens eine Ausnehmung zur Durchführung eines Strömungskanals, eines Verteilerarms o.dgl.

Um eine präzise Führung der Steuerschienen zu erreichen, sind diese zwischen Führungselementen gleitgeführt Diese sind beispielsweise als Führungsschienen ausgebildet, die an oder in einer Aufspannplatte befestigt sind. Dabei weisen die Steuerschienen an ihren den Führungsschienen zugewandten Seitenflächen Gleitleisten auf, die in Nuten der Führungsschienen gleitgeführt sind.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Betätigungsvorrichtung in einem Spritzgießwerkzeug ausgebildet ist, insbesondere in oder an einer Aufspannplatte. Letztere ist hierzu mit einer Vertiefung zur Aufnahme der Betätigungsvorrichtung versehen, was die Montage vereinfacht.

Weitere wichtige Vorteile ergeben sich, wenn die Betätigungsvorrichtung bündig mit der Aufspannplatte abschließt. Die Bauhöhe des Spritzgießwerkzeugs wird dadurch nicht verändert.

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

Fig. 1 eine Schrägansicht einer Betätigungsvorrichtung für Spritzgießwerkzeuge, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung und

Fig. 3 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung.

Die in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnete Betätigungsvorrichtung ist für das Betätigen mehrerer Verschlußnadeln 16 in einer (nicht weiter dargestellten) Spritzgießvorrichtung vorgesehen. Letztere dient zur Herstellung von Formteilen aus einer fließfähigen Masse, beispielsweise einer Kunststoffschmelze. Hierzu sind unter einer (nicht gezeigten) Verteilerplatte mehrere (ebenfalls nicht dargestellte) Nadelverschlußdüsen angeordnet. Diese führen die zu verarbeitende Kunststoffschmelze einem trennbaren (gleichfalls nicht gezeigten) Formeinsatz zu, dessen Angußöffnungen von den Verschlußnadeln 16 periodisch geöffnet und geschlossen werden.

Über der Verteilerplatte sitzt eine Aufspannplatte 12, die zur Aufnahme der Betätigungsvorrichtung 10 mit einer rechteckigen Vertiefung oder Ausnehmung 13 versehen ist. Über Anschlüsse 11 lassen sich Schlauch- oder Rohrleitungen für ein Strömungsmedium anschließen, das in (nicht näher bezeichneten) Bohrungen die Aufspannplatte 12 durchströmt. Dadurch wird sowohl diese als auch die Betätigungsvorrichtung 10 stets optimal temperiert, insbesondere gekühlt, was sich günstig auf das Betriebsverhalten auswirkt.

Um die Verschlußnadeln 16 der Nadelverschlußdüsen simultan betätigen zu können, ist ein Hubelement 20 vorgesehen, an dem in der Ausführungsform von Fig. 1 zwei Verschlußnadeln 16 befestigt sind. Das Hubelement 20 ist bevorzugt als rechteckige Platte ausgebildet, die parallel zur Aufspannplatte 12 liegt und längsseits zwischen zwei verschieblich gelagerten Steuerschienen 30 angeordnet ist. Stirnseitig sitzt die Platte 20 zwischen zwei ortsfesten Anschlägen 60, 62, die mittels Schrauben 63 in der Vertiefung 13 der Aufspannplatte 12 fixiert sind. Paßstifte 66 sorgen für eine präzise Ausrichtung der im Querschnitt bevorzugt rechteckigen Anschläge 60, 62, wobei die Stifte 66 fest in der Aufspannplatte 12 fixiert sind und von (nicht näher bezeichneten) Bohrungen in den Anschlägen 60, 62 paßgenau aufgenommen werden.

Die Hubplatte 20 trägt seitlich je zwei Gleitelemente 50, die in den Steuerschienen 30 parallel gleitgeführt sind (siehe Fig. 3). Letztere sind dabei an ihren der Hubplatte 20 zugewandten Seitenflächen mit je zwei schräg zur Aufspannplatte 12 verlaufenden Nuten 40 versehen, welche die Gleitelemente 50 bis auf ein geringes Bewegungsspiel aufnehmen.

Die Steuerschienen 30 sind innerhalb der Vertiefung 13 zwischen zwei ortsfesten Führungsschienen 90 in einer ersten Richtung R1 parallel zur Aufspannplatte 12 längsverschieblich angeordnet und über ein gemeinsames Schubelement 82 und ein Adapterstück 86 mit einem Antrieb 80 verbunden. Dieser ist bevorzugt außen an der Aufspannplatte 12 befestigt, wobei das Adapterstück 86 durch eine Öffnung 17 oder Ausnehmung in der Aufspannplatte 12 hindurchgeführt ist. Der Antrieb 80 kann ein elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Stellantrieb oder -motor sein, der bevorzugt von einer (gleichfalls nicht gezeigten) Steuerelektronik betätigt wird.

Jede Steuerschiene 30 ist antriebsseitig mit hakenförmigen Enden 33 versehen, die seitlich mit dem Schubelement 82 in Eingriff bringbar sind. Letzteres hat hierzu zwei stufenförmige Enden 83, die von den senkrecht zur ersten Richtung R1 nach innen gerichteten Haken 33 der Steuerschienen 30 formschlüssig aufgenommen werden. Dadurch entsteht eine in der ersten Richtung R1 stets zugfeste Verbindung, die senkrecht dazu lösbar ist. Die Bauteile 30, 82 lassen sich mithin jederzeit rasch austauschen, wenn beispielsweise eine längere und/oder breitere Hubplatte 20 Verwendung findet. Bei der Montage werden die Elemente 30, 82 einfach werkzeuglos ineinander gesteckt, wobei sie im Einbauzustand fest miteinander gekoppelt sind. Die Handhabung der gesamten Betätigungsvorrichtung ist äußerst einfach; die Montagekosten sind gering.

Die Verbindung zwischen dem Schubelement 82 und dem Adapterstück 86 bildet ein im Querschnitt T-förmiger Kulissenstein 88, der mittels eines Spannstifts 87 mit dem Adapterstück 86 verbunden ist und der - ebenfalls ohne Werkzeug - formschlüssig in das Schubelement 82 eingesteckt wird. Letzteres ist hierzu mit einer Aussparung 89 versehen.

Wie Fig. 2 zeigt, lassen sich an den Steuerschienen 30 zwei weitere Steuerschienen 130 ankoppeln. Zwischen diesen liegt parallel zur Aufspannplatte 12 ein weiteres Hubelement 120, das als rechteckige Platte mit gleicher Breite an die erste Hubplatte 20 anschließt und an dem weitere Verschlußnadeln 116 befestigt sind. Beide Platten 20, 120 sitzen in Längsrichtung gemeinsam zwischen zwei ortsfesten Anschlägen 60, 62, die mittels Schrauben 63 in der Vertiefung 13 der Aufspannplatte 12 fixiert sind. Paßstifte 66 sorgen auch hier für eine präzise Ausrichtung der Anschläge 60, 62. Zur Ankopplung der weiteren Steuerschienen 130 an die Steuerschienen 30 sind die dem Schubelement 82 abgewandten Enden 34 der Steuerschienen 30 und die dem Antrieb 80 zugewandten Enden 133 der weiteren Steuerschienen 130 ebenfalls hakenförmig ausgebildet, wobei die Hakenenden 34 der Steuerschienen 30 und die Hakenenden 133 der weiteren Steuerschienen 130 formgleich ausgebildet sind und jeweils senkrecht zur ersten Richtung R1 in die entgegengesetzte Richtung zeigen. Dabei greifen die Haken 34, 133 formschlüssig ineinander, so daß in der ersten Richtung R1 eine stets zugfeste Verbindung entsteht, die senkrecht dazu lösbar ist. Dadurch ist es möglich, die Steuerschienen 30, 130 über die Enden 34, 133 durch bloßes Einhaken bzw. Einstecken rasch und einfach miteinander zu verbinden. Die Betätigungsvorrichtung 10 läßt sich mithin ohne großen Aufwand jederzeit um eine weitere Hubplatte 120 erweitern, indem an die bereits vorhandenen Steuerschienen 30 weitere Steuerschienen 130 angehängt bzw. angekoppelt werden. Letztere sind über die Steuerschienen 30 und das Schubelement 82 mit dem Antrieb 80 verbunden, so daß keine zusätzliche Antriebseinheit notwendig ist. Auch dies wirkt sich äußerst günstig auf die Werkzeugkosten aus.

Die weitere Hubplatte 120 trägt - wie die Hubplatte 20 - seitlich je zwei Gleitelemente 150, die in den Steuerschienen 130 parallel gleitgeführt sind (siehe Fig. 3). Letztere sind dabei an ihren der Hubplatte 120 zugewandten Seitenflächen mit je zwei schräg zur Aufspannplatte 12 verlaufenden Nuten 140 versehen, welche die Gleitelemente 150 bis auf ein geringes Bewegungsspiel aufnehmen.

Die weiteren Steuerschienen 130 sind ebenfalls längsverschieblich zwischen zwei ortsfesten Führungsschienen 90 gleitgeführt. Letztere liegen seitlich in der Vertiefung 13 der Adapterplatte 12. Sie sind mittels Schrauben 91 in der Vertiefung 13 befestigt und an ihren den Steuerschienen 30, 130 zugewandten Seitenflächen mit je einer durchgehenden, parallel zur Adapterplatte 12 verlaufenden Führungsnut 94 versehen. Jede Führungsnut 94 nimmt mit geringem Bewegungsspiel eine Gleitleiste 35 auf, die jeweils an einer den Führungsschienen 90 zugewandten Seitenfläche der Steuerschienen 30, 130 ausgebildet ist. Paßstifte 96 sorgen für eine präzise Ausrichtung der Führungsschienen 90 innerhalb der Vertiefung 13. Sie sind fest in der Aufspannplatte 12 eingesteckt und werden von (nicht näher bezeichneten Bohrungen) in den Führungsschienen 90 paßgenau aufgenommen.

Man erkennt, daß die Steuerschienen 30, 130 und das Schubelement 82 einen U- förmigen Steckrahmen bilden, der die Hubplatten 20, 120 und (in Fig. 1 ) die Anschläge 60, 62 mit geringem Bewegungsspiel seitlich umfaßt und der außen zwischen den Führungsschienen 90 gleitgeführt ist. Bewegt der Antrieb 80 den Rahmen 30, 130, 82 in der ersten Richtung R1 periodisch hin- und her, werden die zwischen den Anschlägen 60, 62 zwangsgeführten Hubplatten 20, 120 von den in den Schrägnuten 40, 140 der Steuerschienen 30, 130 geführten Gleitelemente 50, 150 in einer zweiten Richtung R2 senkrecht zur Richtung R1 auf und ab bewegt. Die mit ihren (nicht näher bezeichneten) Stirnflächen flach aneinander liegenden Hubplatten 20, 120 führen folglich zusammen mit den daran festgelegten Verschlußnadeln 16, 116 eine Hubbewegung aus, wobei alle Verschlußnadeln 16, 116 stets zeitgleich und mit gleicher Schließkraft betätigt werden.

Damit die Hubplatten 20, 120 eine definierte und stets reproduzierbare Hubbewegung ausführen, ist die Bewegung des Schubelements 82 in der ersten Richtung R1 durch Anschläge begrenzt. Einen ersten Anschlag bildet eine Stirnwandung 15 der Vertiefung 13, während der dem Antrieb 80 zugewandte Anschlag 60 einen zweiten Anschlag bildet. Der Abstand zwischen der Stirnwandung 15 und dem Anschlag 60 gibt den Stellweg für das Schubelement 82 und damit für die Steuerschienen 30, 130 vor, die mithin zwischen wenigstens zwei definierten Positionen hin- und her bewegbar sind. Die Hubplatten 20, 120 führen - abhängig von der Schräglage der Nuten 40, 140 und den Gleitelementen 50, 150 - eine entsprechend definierte Hubbewegung aus, wobei man über den Antrieb 80 auch gezielt Zwischenpositionen anfahren kann, wenn beispielsweise die Verschlußnadeln 16, 116 in verschiedene Schließ- und Öffnungspositionen zu bringen sind.

Die lösbaren Steckverbindungen zwischen den Bauteilen 30, 82 und 82, 88 sowie 30, 130 haben den Vorteil, daß die Betätigungsvorrichtung 10 rasch und bequem von oben in der Ausnehmung 13 der Anschlagplatte 12 montiert werden kann. Lediglich die Anschläge 60, 62 sind bereits in der Vertiefung 13 eingesetzt. Die gesamte Betätigungsvorrichtung 10 besteht mithin aus nur wenigen Teilen mit einfacher Geometrie. Sie ist äußerst einfach zu montieren und jederzeit erweiterbar. Umgekehrt lassen sich die Hubelemente 20, 120, die Steuerschienen 30, 130, das Schubelement 82 und die Führungsschienen 90 jederzeit rasch und bequem aus der Aufspannplatte 12 entnehmen, um beispielsweise defekte Bauteile auszuwechseln, um die Verschlußnadeln 16, 116 wechseln zu können oder um sonstige Wartungsarbeiten durchzuführen.

Die Gleitelemente 50, 150 der Hubplatten 20, 120 sind bevorzugt längliche Paßfedern, die im gleichen Winkel zur Aufspannplatte 12 verlaufen wie die Nuten 40, 140 der Steuerschienen 30, 130. Sie sind ferner in die Seitenflächen der Hubplatte 20 eingelassen und jeweils mittels einer oder zwei Schrauben 52 darin gesichert. Die Hubplatten 20, 120 sind hierzu mit entsprechenden (nicht näher bezeichneten) Ausnehmungen versehen, welche die Paßfedern 50 formschlüssig aufnehmen.

Die Verschlußnadeln 16, 1 16 sind von oben in die Hubplatten 20, 120 eingesetzt, die hierzu mit (nicht näher bezeichneten) Bohrungen versehen sind. Im Bereich der Hubplatten 20, 120 weist jede Nadel 16, 116 endseitig ein Gewinde auf, das in eine (nicht sichtbare) im wesentlichen rechteckige Halteplatte eingeschraubt ist. Eine Justiermutter 18 fixiert die Nadel 16, 116 gegenüber der Halteplatte, die flach auf der Hubplatte 20, 120 aufliegt. Dadurch sind die Nadeln 16, 116 entlang der zweiten Richtung R2 relativ zur Hubplatte 20, 120 individuell in der Länge verstellbar.

Jede Halteplatte liegt in einer (ebenfalls nicht gezeigten) Aussparung, deren Höhe nahezu exakt der Höhe der Halteplatte entspricht und deren Außenabmessungen größer sind als die der Halteplatte, so daß sich diese innerhalb der Aussparung radial bewegen kann. Eine mittels Schrauben 26 an der Hubplatte 20 befestigte Abdeckplatte 25 sichert die Halteplatte in der Aussparung. Die Halteplatte ist mithin in Axialrichtung der Verschlußnadeln 16, 116 mit geringstmöglichem Bewegungsspiel zwischen der Hubplatte 20, 120 und der Abdeckplatte 25 festgelegt, so daß sämtliche Nadeln 16, 116 stets präzise in Schließstellung gebracht und wieder geöffnet werden können. In Radialrichtung hingegen sind die Halteplatten schwimmend gelagert, so daß Auslenkungen der Nadeln 16, 116 innerhalb der Heißkanaldüsen während der Hubbewegungen ausgeglichen werden. Durch die Gestalt der Halteplatte sind die Nadeln 16, 116 zudem drehfest gegenüber der Hubplatte 20 angeordnet.

Die Nadeln 16, 116 ragen mit ihren Justiermuttern 18 durch die Abdeckplatten 25 hindurch. Damit jedoch die Nadelenden nicht zu weit über die Hubplatten 20, 120 hinausstehen, liegen die Halteplatten und die Abdeckplatten 25 in Vertiefungen 24, die von oben in die Hubplatten 20, 120 eingebracht sind. Die Bauhöhe der Betätigungsvorrichtung 10 bleibt dadurch gering.

Mittig zwischen den Vertiefungen 24 ist in der Hubplatte 20 eine zentrische Ausnehmung 70 eingebracht (siehe Fig. 1), die sich mit gleichem Innendurchmesser in der Aufspannplatte 12 fortsetzt. Die Ausnehmung 70 dient der Durchführung eines Strömungskanals, eines Verteilerarms o.dgl., insbesondere einer (nicht dargestellten) Maschinendüse oder einer Angußbuchse, welche die unterhalb der Aufspannplatte 12 liegende Verteilerplatte mit der zu verarbeitenden Kunststoffmasse versorgt. Der (nicht näher bezeichnete) Innendurchmesser der Ausnehmung 70 ist so bemessen, daß sich die Hubplatte 20 ungehindert bewegen kann.

In der Ausführungsform von Fig.2 wird die Ausnehmung 70 von beiden Hubplatten 20, 120 gemeinsam gebildet, die an ihren aneinander grenzenden Seiten jeweils mit einer Teilausnehmung versehen sind, so daß die Maschinendüse oder die Angußbuchse mittig zwischen den Hubplatten 20, 120 durchgeführt werden kann.

Den Abschluß der Betätigungsvorrichtung 10 bildet eine (nicht dargestellte) Abdeckplatte, die flach auf den Führungsschienen 90 aufliegt und an diesen mittels (ebenfalls nicht gezeigten) Schrauben gesichert werden. Die Abdeckplatte 19 sicher sämtliche Steckverbindungen und schließt bevorzugt bündig mit der Oberseite der Aufspannplatte 12 ab, so daß die Betätigungsvorrichtung 10 nicht über die Aufspannplatte 12 hinausragt. Die Vorrichtung 10 ist vielmehr nahezu vollständig in der Aufspannplatte 12 integriert, was sich äußerst günstig auf die Bauhöhe des Werkzeugs auswirkt. Lediglich der Antrieb 80 sitzt außen an der Aufspannplatte 12, was jedoch keine Auswirkung auf deren Bauhöhe hat.

In der Ausführungsform von Fig. 1 sind an dem Hubelement 20 zwei Verschlußnadeln 16 einer Düsengruppe befestigt. Man kann die Zahl der Verschlußnadeln 16 jedoch ohne weiteres erhöhen, z.B. indem die Hubplatte 20 entsprechend länger oder breiter ausgebildet wird. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 sind an jeder Hubplatte 20, 120 insgesamt 32 Verschlußnadeln 16, 116 angebracht, wobei jeweils zwei Nadeln 16, 116 mit geringem Abstand in einer Vertiefung 24 liegen. Für eine optimale Ausnutzung der gegebenen Werkzeugfläche können mithin mehrere Formeinsätze und damit mehrere Nadelverschlußdüsen sehr eng nebeneinander liegen.

Denkbar ist auch die Anordnung von zwei Betätigungsvorrichtungen 10 seitlich nebeneinander. Die Aufspannplatte 12 wird hierzu mit zwei nebeneinander liegenden Vertiefungen 13 oder mit einer gemeinsamen Vertiefung versehen, so daß die Steuerschienen 30, 130 und die Führungsschienen 90 der einzelnen Betätigungsvorrichtungen 10 parallel nebeneinander liegen.

Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So können die Steuerschienen 30 und das Schubelement 82 sowie die Steuerschienen 30, 130 untereinander auch kraftschlüssig miteinander verbunden sein, beispielsweise durch (nicht gezeigte) Rastelemente. Ferner kann man die Hubelemente 20, 120 lösbar miteinander verbinden. Die Halteplatten der Verschlußnadeln 16, 116 können als Scheiben ausgebildet sein, die an zwei gegenüberliegenden Seiten abgeflacht sind.

Die dem Antrieb 80 abgewandten (nicht näher bezeichneten) Enden der weiteren Steuerschienen 130 können ebenfalls hakenförmig ausgebildet sein, um weitere Steuerschienen ankoppeln zu können. Auch diese Hakenenden sind formgleich zu den Hakenenden 33, 34, 133 ausgebildet und so gestaltet, daß in der ersten Richtung R1 eine stets zugfeste Verbindung entsteht, die senkrecht dazu lösbar ist.

Man kann mithin die gesamte Betätigungsvorrichtung 10 als Baukastensystem gestalten, das mit wenigen Grundelementen 30, 130, 20, 120, 82, 90 individuell und flexibel zusammengesetzt werden kann. Sämtliche Bauteile lassen sich durch einfaches Einhaken bzw. Einstecken rasch miteinander verbinden und bei Bedarf wieder lösen. Die Steuerschienen sind dabei bevorzugt beidseitig mit hakenförmigen Enden versehen, was die Fertigung weiter vereinfacht. Die Betätigungsvorrichtung 10 läßt sich mithin ohne großen Aufwand jederzeit erweitern oder an einen veränderten Bedarf anpassen.

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.

Bezugszeichen liste

R1 ersten Richtung 60 Anschlag

R2 zweite Richtung 62 Anschlag

63 Schraube

10 Betätigungsvorrichtung 66 Paßstift

11 Anschlüsse 70 Ausnehmung

12 Aufspannplatte 80 Antrieb

13 Vertiefung / Ausnehmung 81 Schraube

14 Boden 82 Schubelement

15 Stirnwandung 83 stufenförmiges Ende

16 Verschlußnadel 86 Adapterstück

17 Öffnung 87 Spannstift

18 Justiermutter 88 Kulissenstein

20 Hubelement / Hubplatte 89 Aussparung

22 Seitenfläche 90 Führungsschiene

23 Ausnehmungen 91 Schraube

24 Vertiefung 94 Führungsnut

25 Abdeckplatte 96 Paßstift

26 Schraube 116 Verschlußnadel

30 Steuerschiene 120 Hubelement / Hubplatte

33 hakenförmiges Ende 130 Steuerschiene

34 hakenförmiges Ende 133 hakenförmiges Ende

35 Gleitleiste 140 Nut

40 Nut 150 Gleitelement / Paßfeder

46 Schrauben

47 Schrauben

50 Gleitelement / Paßfeder

52 Schraube

Claims

Schutzansprüche

1. Betätigungsvorrichtung (10) für Verschlußnadeln in Spritzgießwerkzeugen mit Nadelverschlußdüsen, mit einem Hubelement (20), an dem wenigstens zwei Verschlußnadeln (16) festlegbar sind und das zwischen zwei in einer ersten Richtung (R1 ) längsverschieblich gelagerten Steuerschienen (30) in einer zu der ersten Richtung (R1 ) quer verlaufenden zweiten Richtung (R2) bewegbar ist, wobei zwischen dem Hubelement (20) und den Steuerschienen (30) in zu der ersten Richtung (R1) und der zweiten Richtung (R2) schräg verlaufenden Nuten (40) wenigstens zwei Gleitelemente (50) angeordnet sind, die eine Bewegung der Steuerschienen (30) entlang der ersten Richtung (R1 ) in eine Hubbewegung des Hubelements (20) in der zweiten Richtung (R2) umsetzen, dadu rch geken nzeichnet, daß an den Steuerschienen (30) wenigstens zwei weitere Steuerschienen (130) ankoppelbar sind, zwischen denen wenigstens ein weiteres Hubelement (120) angeordnet ist, an dem wenigstens zwei weitere Verschlußnadeln (116) festlegbar sind, wobei zwischen dem weiteren Hubelement (120) und den weiteren Steuerschienen (130) in zu der ersten Richtung (R1 ) und der zweiten Richtung (R2) schräg verlaufenden Nuten (140) wenigstens zwei Gleitelemente (150) angeordnet sind, die eine Bewegung der weiteren Steuerschienen (130) entlang der ersten Richtung (R1 ) in eine Hubbewegung des weiteren Hubelements (120) in der zweiten Richtung (R2) umsetzen.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadu rch geken nzeich net, daß die Steuerschienen (30, 130) lösbar miteinander verbunden sind.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadu rch geken nzeichnet, daß zwischen den Steuerschienen (30, 130) entlang der ersten Richtung (R1) eine zugfeste Verbindung besteht.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadu rch geken nzeich net, daß die Verbindung zwischen den Steuerschienen (30, 130) eine Steckverbindung ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadu rch geken nzeich net, daß jede Steuerschiene (30) mit wenigstens einem hakenförmigen Ende (33, 34, 133) versehen ist.

6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadu rch geken nzeich net, daß die hakenförmigen Enden (33, 34, 133) der Steuerschienen (30, 130) gegengleich ausgebildet sind.

7. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadu rch geken nzeichnet, daß die hakenförmigen Enden (33, 34, 133) der Steuerschienen (30, 130) formgleich ausgebildet sind.

8. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadu rch geken nzeich net, daß die Steuerschienen (30) über ein Schubelement (82) mit einem Antrieb (80) verbunden bzw. verbindbar sind.

θ. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadu rch geken nzeich net, daß zwischen den Steuerschienen (30) und dem Schubelement (82) entlang der ersten Richtung (R1 ) eine zugfeste Verbindung besteht.

10. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch geken nzeichnet, daß die dem Antrieb (80) zugewandten Enden (33) der Steuerschienen (30) kraft- und/oder formschlüssig mit dem Schubelement (82) in Eingriff bringbar sind.

11. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadu rch geken nzeich net, daß die Steuerschienen (30, 130) und das Schubelement (82) einen U-förmigen Rahmen bilden.

12. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadu rch geken nzeich net, daß die dem Antrieb (80) abgewandten Enden (34) der Steuerschienen (30) kraft- und/oder formschlüssig mit den hakenförmigen Enden (133) der weiteren Steuerschienen (130) in Eingriff bringbar sind.

13. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch geken nzeich net, daß jedes Hubelement (20, 120) in der zweiten Richtung (R2) zwischen zwei Anschlägen (60, 62) zwangsgeführt ist.

14. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadu rch gekennzeich net, daß die Hubelemente (20, 120) in der zweiten Richtung (R2) zwischen zwei Anschlägen (60, 62) zwangsgeführt sind.

15. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadu rch gekennzeich net, daß die Hubelemente (20, 120) lösbar miteinander verbunden sind.

16. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadu rch gekennzeich net, daß die Ventilnadeln (16, 1 16) entlang der zweiten Richtung (R2) relativ zu den Hubelementen (20, 120) justierbar sind.

17. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadu rch gekennzeich net, daß die Ventilnadeln (16, 116) axialfest und radial schwimmend an den Hubelementen (20, 120) festlegbar sind.

18. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadu rch geken nzeich net, daß jedes Hubelement (20, 120) wenigstens eine Ausnehmung (70) zur Durchführung eines Strömungskanals, eines Verteilerarms o.dgl. des Spritzgießwerkzeugs aufweist.

19. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadu rch gekennzeich net, daß die Steuerschienen (30, 130) zwischen Führungselementen (90) gleitgeführt sind.

20. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch geken nzeich net, daß die Führungselemente (90) Führungsschienen sind, die an oder in einer Aufspannplatte (12) befestigt sind, wobei die Steuerschienen (30, 130) an ihren den Führungsschienen (90) zugewandten Seitenflächen Gleitleisten (35) aufweisen, die in Nuten (94) der Führungsschienen (90) gleitgeführt sind.

21. Spritzgießwerkzeug mit wenigstens einer Betätigungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 20.

22. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 21 , dadurch geken nzeich net, daß die Betätigungsvorrichtung (10) in oder an einer Aufspannplatte (12) ausgebildet ist.

23. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannplatte (12) mit einer Vertiefung (13) zur Aufnahme der Betätigungsvorrichtung (10) versehen ist.

24. Spritzgießwerkzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadu rch geken nzeich net, daß die Betätigungsvorrichtung (10) bündig mit der Aufspannplatte (12) abschließt.

25. Spritzgießwerkzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadu rch geken nzeich net, daß wenigstens zwei Steuerschienen (30, 130) und wenigstens zwei Hubelemente (20, 120) in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind.

26. Spritzgießwerkzeug nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadu rch geken nzeich net, daß wenigstens zwei Hubelemente parallel nebeneinander angeordnet sind.

27. Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 25 oder 26, dadu rch geken nzeich net, daß die Steuerschienen (30, 130) einen gemeinsamen Antrieb (80) aufweisen.