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QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung beansprucht das Vorrecht der provisorischen
US-Patentanmeldung Nr. 60/945,881 ,
eingereicht am 22. Juni 2007, die hiermit durch den Bezug in seiner
Gesamtheit hierin aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Spritzgießen. Genauer
bezieht sich die vorliegende Erfindung vor allem auf eine Ventilnadelbetätigung
in einem Heißläufer.
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Zugehörige Technik
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Ventilnadeln
von Spritzgießvorrichtungen und im Besonderen von heißen
Hälften und Heißläufern werden manchmal
im Einklang durch eine Platte betätigt. Die genaue und
zuverlässige Bewegung einer solchen Platte ist für
den erfolgreichen Betrieb der Ventilnadeln entscheidend.
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ÜBERBLICK ÜBER
DIE ERFINDUNG
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Im
Allgemeinen umfasst eine Spritzgießvorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung eine Rückenplatte, ein Abtriebsrad,
das mit der Rückenplatte verbunden ist und in Bezug auf
die Rückenplatte drehbar ist, eine Schraube, die mit dem
Abtriebsrad verbunden ist, um sich mit dem Abtriebsrad zu drehen,
einen Motor mit einem daran befestigten Antriebsrad, einen Riemen,
der das Abtriebsrad und das Antriebsrad verbindet, eine Ventilnadelplatte,
eine Mutter, die mit der Ventilnadelplatte verbunden ist und mit
der Schraube zusammenpasst, mindestens eine Ventilnadel, die mit
der Ventilnadelplatte verbunden ist, einen Verteiler, der in Bezug
auf die Rückenplatte fixiert ist, und mindestens eine Düse,
die mit dem Verteiler verbunden ist, wobei sich die Ventilnadel
durch die Düse erstreckt, um die Strömung von formbarem
Material zu steuern.
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Nach
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Schraube eine Kugelgewindespindel
und die Mutter ist eine Kugelspindelmutter.
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Nach
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Schraube
einen Bereich auf, der mit dem Abtriebsrad verbunden ist, sowie
einen anderen Bereich, der mit der Formplatte in einer drehbaren
Weise verbunden ist.
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Nach
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Ventilnadelplatte
ein Teil einer Anordnung, die eine Oberplatte, eine Bodenplatte, und
mindestens einen Ventilnadelhalter aufweist, der zwischen der Oberplatte
und der Bodenplatte fixiert ist. Die Ventilnadel ist an der Ventilnadelplattenanordnung
mit dem Ventilnadelhalter befestigt.
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Nach
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Anordnung
der Schraube und Mutter umgedreht.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
vollständiger beschrieben, in denen ähnliche Bezugszahlen ähnliche
Strukturen kennzeichnen.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Spritzgießvorrichtung
nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht auf die Spritzgießvorrichtung aus 1,
wobei eine Abdeckplatte entfernt ist.
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3a ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus 2,
die Ventilnadeln in der geschlossenen Position zeigend.
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3b ist
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus 2,
die Ventilnadeln in der geöffneten Position zeigend.
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4 ist
eine perspektivische Draufsicht auf die Ventilnadelplattenanordnung
aus 3, wobei sie teilweise demontiert
ist.
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5 ist
eine perspektivische Unteransicht auf die Ventilnadelplattenanordnung
aus 3, wobei sie teilweise demontiert
ist.
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6a–b
sind perspektivische Ansichten eines Ventilnadelhalters nach einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 ist
eine Schnittansicht des Ventilnadelhalters aus 6.
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8 ist
eine Schnittansicht eines Teils der Spritzgießvorrichtung
aus 3, einen Endschalter zeigend.
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9 ist
eine Schnittansicht der Kugelgewindespindel und Kugelspindelmutter
aus 3.
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10 ist
eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform,
in der die Anordnung einer Kugelgewindespindel und Kugelspindelmutter umgedreht
ist.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform
einer Spritzgießvorrichtung, wobei die Abdeckplatte entfernt
ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Spritzgießvorrichtung 100 nach
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Spritzgießvorrichtung 100 kann
auch als eine heiße Hälfte bezeichnet werden.
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Die
Spritzgießvorrichtung 100 umfasst eine Rückenplatte 102,
eine Zwischenplatte 104, eine Abdeckplatte 106,
eine erste Formplatte 107, eine zweite Formplatte 108,
eine dritte Formplatte 110, eine vierte Formplatte 112,
einen Motor 114, einen Getriebekasten 116, ein
Rollengehäuse 118, Abstützteile 120,
einen Einlass 122, um formbares Material (z. B. Kunststoffschmelze)
aufzunehmen, und Elektrogehäuse 124.
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Die
Rückenplatte 102, die Zwischenplatte 104,
die Abdeckplatte 106 und die Formplatten 108, 110 und 112 sind übereinander
gestapelt, alle aus Stahl hergestellt und bilden die Gesamtstruktur
der Spritzgießvorrichtung 100 aus. Im Betrieb
steht die Abdeckplatte 106 einer Plastifizierungsschraube
einer Spritzgießmaschine gegenüber und die verbleibenden
Platten 102, 104, 107, 108, 110 und 112 können
mit verschiedenen anderen Teilen der Spritzgießmaschine
verbunden sein. Die Rückenplatte 102 kann als
ein Hauptbezugspunkt für diese Beschreibung betrachtet
werden. Wenn eine Bewegung oder Drehung beschrieben wird, bezieht
sich diese, sofern nicht anders angegeben, auf die Rückenplatte 102.
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Der
Motor 114 und der Getriebekasten 116 bilden eine
Antriebsanordnung, die durch Abstützteile 120 über
das Rollengehäuse 118 mit der Rückenplatte 102 verbunden sind.
Der Motor 114 kann, wie dargestellt, ein Elektromotor sein
und kann mit einer Stromquelle (nicht gezeigt) sowie einer Steuerung (nicht
gezeigt) verbunden sein. Der Motor 114 kann auch intern
seine eigene Steuerung aufweisen und/oder intern einen Impulsgeber
oder einen ähnlichen Messumformer aufweisen, um die Drehposition und/oder
die Geschwindigkeit des Motors 114 zu messen. Der Motor
ist zur Erleichterung des Zusammenbaus durch Bolzen mit dem Getriebekasten 116 verbunden.
Der Getriebekasten 116 enthält ein Getriebe, das
die Drehbewegung der Welle des Motors in eine Drehbewegung um eine
Achse X umwandelt. Der Getriebekasten 116 kann, wenn gewünscht,
eine Kupplung einschließen. Das Rollengehäuse 118 wird durch
die Abstützteile 120 an der Rückenplatte 102 gehalten.
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Im
Betrieb ist der Einlass 122 mit einer Einspritzdüse
einer Spritzgießmaschine verbunden, von der formbares Material
an die Spritzgießvorrichtung 100 geliefert wird.
Die Elektrogehäuse 124 bieten Platz für
elektrische Anschlüsse und Schaltkreise für die
Spritzgießvorrichtung 100, einschließlich,
wenn gewünscht, Verbinder und Schaltkreise für
den Motor 114.
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Wie
in 2 gezeigt, einer Draufsicht, bei der die Abdeckplatte 106 und
die Abdeckung des Rollengehäuses 118 entfernt
sind, umfasst die Spritzgießvorrichtung 100 weiter
ein Antriebsrad 202, Laufräder 204, Abtriebsräder 206,
eine Spannrolle 208, und einen Riemen 210. Ebenfalls
gezeigt sind verschiedene Bolzen und andere Befestigungsmittel, die
die Spritzgießvorrichtung 100 zusammenhalten.
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Das
Antriebsrad 202 ist über den Getriebekasten 116 mit
dem Motor 114 verbunden und durch ihn angetrieben. Dies
kann z. B. bewerkstelligt werden, indem das Antriebsrad 202 an
einer sich aus dem Getriebekasten 116 erstreckenden Antriebswelle
fixiert ist. Die Position des Antriebsrads 202 kann, wenn
gewünscht, einstellbar hergestellt werden.
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Die
Laufräder 204 sind mit der Rückenplatte 102 verbunden.
Die Laufräder 204 dienen dazu, den Riemen 210 zu
den Abtriebsrädern 206 zu führen. In dieser
Ausführungsform kann die Position jedes Laufrads 204 einstellbar
hergestellt werden, indem die Welle des Laufrads 204 mit
einer Platte, die mit 212 gekennzeichnet ist, verbunden
wird, die geschlitzte Löcher aufweist und mit der Rückenplatte 102 verbolzt
ist, jedoch ist dies optional. In anderen Ausführungsformen
kann eines oder beide Laufräder 204 weggelassen
werden oder durch eine oder mehrere Spannrollen ersetzt werden,
je nach spezieller Geometrie und Anforderungen.
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Die
Abtriebsräder 206 sind mit der Rückenplatte 102 verbunden.
Die Abtriebsräder 206 sind mit Schrauben verbunden,
was später diskutiert werden wird. In dieser Ausführungsform
werden zwei Abtriebsräder 206 verwendet, jedoch
sind auch mehr oder weniger zulässig.
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Die
Spannrollen 208 sind mit der Rückenplatte 102 verbunden.
Die Spannrollen 208 ermöglichen eine Spannungsanpassung
des Riemens 210 und dienen weiter dazu, den Riemen 210 von
einer Beeinträchtigung des Einlasses 122 abzuhalten.
In dieser Ausführungsform ist die Welle der Spannrolle 208 mit
einer mit 214 gekennzeichneten Platte verbunden, die geschlitzte
Löcher aufweist und mit der Rückenplatte 102 verbolzt
ist. Dies erlaubt es, die Position der Spannrolle 208 zu
justieren und den Riemen 210 mit einer geeigneten Spannung
zu versehen. In einer anderen Ausführungsform kann, um dies
zu erreichen, die Spannrolle 208 federbelastet sein. In
noch einer anderen Ausführungsform wird die Spannrolle 208 weggelassen.
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Der
Riemen 210 ist um das Antriebsrad 202, die Laufräder 204,
die Abtriebsräder 206, und die Spannrolle 208 herumgewickelt.
Der Riemen 210 kann aus jedem geeigneten Material hergestellt
sein, wie beispielsweise KEVLAR von DUPONT. In anderen Ausführungsformen
kann der Riemen 210 durch ein ähnliches Bauteil
ersetzt werden, wie beispielsweise eine Kette. Wenn eine Kette verwendet
wird, würden in ähnlicher Weise die Räder
Zähne umfassen, die dann im Allgemeinen als Kettenräder
bezeichnet werden würden. Wenn in dieser Anmeldung die
Begriffe Räder und Riemen verwendet werden, können
auch eine Kette mit Kettenräder verwendet werden. Weiter
kann auch ein Seil oder eine andere ähnliche Einrichtung
anstatt eines Riemens verwendet werden.
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In
dieser Ausführungsform sind das Antriebsrad 202,
die Abtriebsräder 206, und die Spannrollen 208 gezahnt,
wie es auch die Innenseite des Riemens 210 ist. Die Laufräder 204 sind
nicht gezahnt, da sie die Außenseite des Riemens 210 berühren.
Die Spannrolle 208 kann so eingestellt werden, um sicherzustellen,
dass die Zähne des Riemens 210 und die Zähne
der Abtriebsräder 206 abgeglichen sind und angemessen
ineinandergreifen. In anderen Ausführungsformen können
ein zahnloser Riemen und zahnlose Räder verwendet werden.
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3a zeigt
eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus 2.
Wie zu sehen, umfasst die Spritzgießvorrichtung 100 weiter
einen Verteiler 302, Düsen 304, eine
Ventilnadelplattenanordnung 306, einschließlich
Ventilnadelhalter 316, Kugelgewindespindeln 308,
Kugelspindelmuttern 310, Lager 312 und 314 sowie
Ventilnadeln 318.
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Der
Verteiler 302 ist zwischen den Formplatten 107, 108, 110 angeordnet
und von diesen Platten durch einen isolierenden Luftspalt getrennt.
Der Verteiler 302 weist einen Verteilerschmelzekanal auf,
der mit dem Einlass 122 mittels eines Einlassschmelzekanals
eines Einlassrohrs (nicht gezeigt) verbunden ist, um formbares Material
zu fördern. Der Verteiler 302 kann einen Heizer
umfassen, wie beispielsweise ein Widerstandsheizdraht.
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Die
Düsen 304 sind mit dem Verteiler 302 verbunden
und weisen Düsenschmelzekanäle auf, um formbares
Material von dem Verteiler 302 an einen Formhohlraum oder
-hohlräume (nicht gezeigt) zu liefern. In dieser Ausführungsform
werden sechzehn Düsen 304 verwendet (aber nur
vier sichtbar), jedoch sind auch mehr oder weniger zulässig.
Die Düsen 304 werden in Löchern der Formplatten 110 und 112 gehalten
durch Schultern oder Flansche in der Nähe der Köpfe
der Düsen 304 und entsprechenden Schultern in
der Formplatte 110. Jede Düse 304 kann
gut bekannte Bauteile umfassen, wie beispielsweise einen Düsenkörper,
einen Düsenkopf, eine Düsenspitze, einen Spitzenhalter,
einen Heizer, ein Thermoelement und ein Anschlussende. Düsen 304 werden
zusammen mit dem Verteiler 302 als ein Heißläufer
bezeichnet.
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Die
Ventilnadelanordnung 306 ist in einem Zwischenraum zwischen
der Rückenplatte 102, der Zwischenplatte 104 und
der ersten Formplatte 107 angeordnet, der Zwischenraum
ist groß genug, um eine Bewegung der Ventilnadelplattenanordnung 306 entlang
der Achse X zuzulassen. Die Ventilnadelplattenanordnung 306 umfasst
eine Oberplatte 320, eine Bodenplatte 322 und
Verriegelungsflansche 324. Die Oberplatte 320 und
die Bodenplatte 322 halten die Ventilnadelhalter 316,
die wiederum die Ventilnadeln 318 halten. Da bewegen sich
die Ventilnadeln 318, wenn sich die Ventilnadelplattenanordnung 306 bewegt.
Die Verriegelungsflansche 324 verbinden die Kugelspindelmutter 310 mit
der Oberplatte 320. In anderen Ausführungsformen
kann anstatt der Ventilnadelplattenanordnung 306 eine einzelne
Platte verwendet werden.
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Jede
Kugelgewindespindel 308 ist an einem Ende an einem Abtriebsrad 206 fixiert
und dreht sich mit dem Abtriebsrad 206. Jede Kugelgewindespindel 308 ist
zur Erleichterung der Drehung in der Nähe ihrer Enden mit
Lagern 312, 314 verbunden. Jede Kugelgewindespindel 308 weist
zwischen den Lagern 312, 314 eine außen
liegende schraubenförmige Nut auf, um die Kugeln aufzunehmen
(siehe 9). Für jedes Abtriebsrad 206 sollte
eine Kugelgewindespindel 308 verwendet werden. In anderen
Ausführungsformen können andere Arten von Schrauben
verwendet werden.
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Die
Kugelspindelmuttern 310 sind an den Verriegelungsflanschen 324 fixiert.
Jede Kugelspindelmutter 310 weist eine innen liegende schraubenförmige
Nut zum Aufnehmen der Kugeln auf (siehe 9). Über
die Kugeln passt jede Kugelspindelmutter 310 mit einer
der Kugelgewindespindeln 308 zusammen. In anderen Ausführungsformen
können andere Arten von Muttern verwendet werden, die den verwendeten
Arten von Schrauben entsprechen.
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Die
Kugelgewindespindeln 308 bieten in Verbindung mit den Kugelspindelmuttern 310 den
Vorteil eines erhöhten Wirkungsgrades gegenüber
z. B. Gestängen und Muttern mit einfachem Gewinde. Einige Kombinationen
von Kugelgewindespindeln und Kugelspindelmuttern können
in der Umwandlung einer Drehung in eine Translation einen Wirkungsgrad
von bis zu 95% aufweisen, was die benötigte Größe
des Motors 114 minimiert. In der vorliegenden Ausführungsform
kann jede Ventilnadel 318 beispielsweise gegen eine Kraft,
die so groß ist wie 800 N (180 lbf) schließen
muss. Dies bedeutet, dass jede der zwei Kombinationen aus Kugelgewindespindeln 308 und Kugelspindelmuttern 310 eine
Kraft von 6400 N (1440 lbf) bereitstellen müsste, eine
Kraft, die mit einfachen Schrauben und Muttern brauchbarer Größe nicht
handhabbar ist. Ein anderer Vorteil der Kugelgewindespindeln und
Kugelspindelmuttern ist, dass sie nicht anfällig sind gegenüber
Festsetzen oder Festfressen wie es einfache Schrauben und Muttern sind.
In anderen Ausführungsformen können jedoch andere
Arten von Schrauben und Muttern verwendet werden, einschließlich
einfacher Schrauben und Muttern, vorausgesetzt, dass sie die notwendige
Kraft übertragen können.
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Jeder
Satz von Lagern 312 verbindet eine Kugelgewindespindel 308 mit
der Rückenplatte 102, so dass sich die Kugelgewindespindel 308 in
Bezug auf die Rückenplatte 102 reibungslos drehen
kann. Die Lager 312 der vorliegenden Ausführungsform sind
Kugellageranordnungen, obwohl stattdessen auch andere Arten von
Lagern verwendet werden können.
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In ähnlicher
Weise verbindet jeder Satz von Lagern 314 eine Kugelgewindespindel 308 mit
der ersten Formplatte 107, so dass sich die Kugelgewindespindel 308 in
Bezug auf die Formplatte 107 reibungslos drehen kann. Die
Lager 314 sind in der vorliegenden Ausführungsform
Kugellageranordnungen, obwohl stattdessen andere Arten von Lager
verwendet werden können.
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Jeder
Ventilnadelhalter 316 hält eine Ventilnadel 318 an
der Ventilnadelplattenanordnung 306. In dieser Ausführungsform
hält jeder Ventilnadelhalter 316 die Ventilna del 318 gegenüber
einer Bewegung in Bezug auf die Ventilnadelplattenanordnung 306 entlang
der Achse X. Die Ventilnadelhalter 316 können
von den Ventilnadeln 318 gelöst werden, sind trennbar
von der Ventilnadelplattenanordnung 306 und werden später
detaillierter beschrieben.
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Jede
Ventilnadel 318 erstreckt sich durch die erste Formplatte 107,
den Verteiler 302, eine Ventilnadelbuchse 326 und
eine Düse 304. Die Ventilnadeln 318 werden
durch die bewegbare Ventilnadelplattenanordnung 306 übereinstimmend
bewegt, um die Strömung von formbarem Material von den
Düsen 304 in den Formhohlraum oder die Formhohlräume
zu steuern. In dieser Ausführungsform werden die Ventilnadeln 318 entlang
der Achse X weg von der Rückenplatte 102 bewegt,
wobei die Ventilnadeln 318 die Formangussöffnungen
(nicht gezeigt) schließen, um die Strömung von
formbarem Material zu unterbrechen; und wenn die Ventilnadeln 318 entlang der
Achse X in Richtung auf die Rückenplatte 102 bewegt
werden, dann öffnen die Ventilnadeln 318 die Formangussöffnungen,
um die Strömung von formbarem Material zuzulassen.
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In 3a sind
andere Bauteile dargestellt, aber nicht beschrieben, da sie gut
bekannt sind. Diese umfassen Bolzen, Stifte, Buchsen, Dichtungen, Öffnungen,
usw. Dennoch sind wieder andere Bauteile aus Klarheitsgründen
nicht dargestellt oder weil sie in der gezeigten speziellen Ausführungsform
nicht verwendet werden (aber andere Ausführungsformen betreffen
können). Dieses schließt Formangusseinsätze,
verschiedene Hilfsplatten, Drähte, Leitungen, usw. ein.
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Der
Betrieb der Spritzgießvorrichtung wird nunmehr in Bezug
auf die 2, 3a und 3b diskutiert.
Der Motor 114 wird angesteuert, um sich in einer ersten
Richtung zu drehen und überträgt entsprechend über
den Getriebekasten 116 eine Drehkraft an das Antriebsrad 202.
Das Antriebsrad 202 treibt den Riemen 210 an,
der die Abtriebsräder 206 sich drehen lässt.
Die Kugelgewindespindel 308 dreht sich mit den angetriebenen
Rädern 206 und bewirkt, dass sich die Kugelspindelmutter 310 entlang der
Achse X versetzt. Die Ventilnadelplattenanordnung 306 bewegt
sich mit den Kugelspindelmuttern 310 und bewegt die Ventilnadeln 318 entlang
der Achse X weg von der Rückenplatte 102, um,
wie in 3a gezeigt, die Formangussöffnungen
im Einklang zu schließen. Wenn der Motor 114 angesteuert wird,
um sich in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten
Richtung zu drehen, arbeiten die oben erwähnten Bauteile
in einer entgegengesetzten Weise, woraus sich ergibt, dass die Ventilnadelplattenanordnung 306 die
Ventilnadeln 318 entlang der Achse X in Richtung auf die
Rückenplatte 102 bewegt, um die Formangussöffnungen
im Einklang zu öffnen, wie in 3b gezeigt.
Auf diese Weise kann die Strömung des formbaren Materials
gesteuert werden.
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Der
Zeitpunkt, an dem der Motor 114 zurückfahren muss,
kann durch einen Impulsgeber im Motor bestimmt werden oder durch
Endschalter, die an der Ventilnadelplattenanordnung 306 oder
einem oder mehreren der anderen sich bewegenden Teile und/oder den
feststehenden Teilen in der Nähe solcher bewegenden Teile
(siehe 8) vorgesehen sind. Die Geschwindigkeit des Motors 114 kann
gesteuert werden, um jede benötigte Zykluszeit zu erreichen.
Zusätzlich braucht der Motor 114 nicht eine gleichmäßige
Drehung bereitstellen, sondern kann die Ventilnadeln 318 in
jeder gewünschten Betriebsweise antreiben.
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4 zeigt
eine perspektivische Draufsicht auf eine Ventilnadelplattenanordnung 306,
die teilweise demontiert ist.
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Wie
zu sehen ist, umfasst die Oberplatte 320 eine zentrale Öffnung 402,
um das Einlassrohr aufzunehmen, eine Vielzahl von Riegelbohrungen 404,
um die Positionen der Ventilnadelhalter 316 zu sichern und
eine Vielzahl von Bolzen 406, um die Oberplatte 320 der
Bodenplatte 322 zu verbinden.
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Die
Bodenplatte 322 umfasst eine zentrale Öffnung
(Bezugsnummer 502 aus 5), um das Einlassrohr
aufzunehmen, zwei Öffnungen 408, um die Verriegelungsflansche 324 und
die Kugelspindelmuttern 310 aufzunehmen, sowie eine Vielzahl
von Bolzenlöchern 410 entsprechend der Vielzahl
von Bolzen 406 in der Oberplatte 320. Die Bodenplatte 322 umfasst
weiter Vertiefungen 412, um die Ventilnadelhalter 316 aufzunehmen.
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Die
Ventilnadelhalter 316 sind in den Vertiefungen 412 der
Bodenplatte 322 angeordnet und in diesen Vertiefungen 412 zwischen
zwei Positionen verschiebbar: eine um die Ventilnadel 318 zu
halten und eine andere, um die Ventilnadel 318 zu entriegeln,
wie in Kürze diskutiert wird. In den Vertiefungen 412 sind
ebenfalls Anschläge 414 vorgesehen, um die Ventilnadelhalter 316 in
Verbindung mit den Köpfen der Ventilnadeln 318 zu
halten. Die Anschläge 414 sind entfernbar und
können mit der Bodenplatte 322 verbolzt sein.
Auch sind Stutzen 416 der Ventilnadelhalter 316 gezeigt,
die in Verbindung mit den Riegelbohrungen 404 der Oberplatte 320 stehen.
Die Riegelbohrungen 404 passen zu den Stutzen 416 der Ventilnadelhalter 316,
um die Ventilnadelhalter 316 in Verbindung mit den Köpfen
der Ventilnadeln 318 zu halten. Die Anschläge 414 sind
optio nal, wenn Stutzen 416 und Riegelbohrungen 404 vorgesehen
sind, und gleichermaßen sind die Stutzen 416 und
Riegelbohrungen 404 optional, wenn Anschläge 414 vorgesehen
sind. In einer anderen Ausführungsform wird der Ventilnadelhalter 316 in
Verbindung mit dem Kopf einer Ventilnadel 318 durch einen
Bolzen oder eine Schraube gehalten, die den Ventilnadelhalter 316 direkt
an der Bodenplatte 322 halt.
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Verschiedene
andere Öffnungen und Ausrichtungsoberflächen können
an der Oberplatte 320 und der Bodenplatte 322 vorgesehen
sein. Einige von diesen sind gezeigt, während andere aus
Klarheitsgründen weggelassen sind.
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5 zeigt
eine perspektivische Unteransicht der Ventilnadelplattenanordnung 306,
die teilweise demontiert ist. In dieser Ansicht ist die zentrale Öffnung 502 in
der Bodenplatte 322 zum Aufnehmen des Einlassrohrs gezeigt.
Ebenfalls sind Schlitze 504 gezeigt, die sich von den Vertiefungen 412 durch
die Bodenplatte 322 erstrecken. Für jede Ventilnadel 318 ist
ein Schlitz 504 vorgesehen. Die Schlitze 504 erlauben
den Klemmbereichen 506 der Ventilnadelhalter 316 sich
dorthin durch zu erstrecken und sind groß genug, um eine
Bewegung der Ventilnadelhalter 316 zwischen zwei Halte-/Entriegelungspositionen zuzulassen.
Bezug nehmend auf diese zwei Positionen wird mit H ein Ventilnadelhalter 316 gezeigt,
der die Ventilnadel 318 festhält und mit R ein
Ventilnadelhalter 316 gezeigt, der eine Ventilnadel 318 freigibt.
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Die 6a–b
zeigen in einer perspektivischen Darstellung die Ventilnadelhalter 316 nach
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Ventilnadelhalter 316 weist,
wie oben diskutiert, einen Stutzen 416 und einen Klemmbereich 506 auf, die
sich von einem im Allgemeinen größeren Hauptkörper 602 erstreckt.
Ein "T"-Schlitz 604 ist in dem Klemmbereich 506 vorgesehen,
um den Kopf der Ventilnadel 318 aufzunehmen und zu halten.
Eine Gewindebohrung 606 ist in dem Stutzen 416 vorgesehen,
um das Ansetzen eines Werkzeugs zu ermöglichen, für
den Fall, dass sich die Ventilnadel 318 in erstarrtem,
formbaren Material festfrisst oder verklemmt. Ein solches Werkzeug
kann verwendet werden, um den Ventilnadelhalter 316 gewaltsam
zu verschieben, um so die Ventilnadel 318 zu entriegeln, oder
um gleich den Ventilnadelhalter 316 hart genug aus der
Vertiefung 412 zu ziehen, um so die Ventilnadel 318 einzurasten,
und die Bodenplatte 322 von der Ventilnadel 318 zu
befreien.
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7 ist
eine Schnittansicht des Ventilnadelhalters 316, der auch
einen oberen Bereich einer Ventilnadel 318 zeigt. Wie zu
sehen ist, umfasst die Ventilnadel 318 einen Schaft 702 und
einen Kopf 704. Der Schaft 702 erstreckt sich
in Richtung der Forman gussöffnung. Der Kopf 704 kann
in dem "T"-Schlitz 604 des Klemmbereichs 506 des
Ventilnadelhalters 316 gehalten werden. Die Achse Y zeigt die
Richtung, in der der Ventilnadelhalter 316 verschoben wird,
um die Ventilnadel 318 zu halten und zu entriegeln. Der
Durchmesser oder die Baugröße D1 des Kopfes 704 kann
wesentlich kleiner sein als der Durchmesser oder die Baugröße
D2 des breiten Bereichs des "T"-Schlitzes 604, um zu verhindern, dass
der Ventilnadelhalter 316 die Position der Ventilnadel 318 in
irgendeine Richtung senkrecht zu der Achse X (d. h. seitlich) zu
beeinflussen. Dies kann sicherstellen, dass die seitliche Position
der Ventilnadel 318, wie in der Technik üblich,
durch die Ventilnadelbuchse 326 und/oder die Düse 304 gehalten
wird, und dass die Ventilnadel 318 nicht durch eine leichte Fehlausrichtung
der Ventilnadelplattenanordnung 306 in Bezug auf den normalen
Hub der Ventilnadeln 318 verbogen wird.
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Die
Ventilnadelplattenanordnung 306, einschließlich
der Ventilnadelhalter 316 und zugehörigen Bauteile,
ermöglicht einen einfachen Weg, um individuell die Ventilnadel 318 zu
verknüpfen und zu entkoppeln. Ein Vorteil von diesem Weg
ist es, falls eine Düse 304 außer Betrieb
genommen werden muss (z. B. ausgebrannter Heizer, beschädigte
Ventilnadel, usw.), dass der entsprechende Ventilnadelhalter 316 von
der Ventilnadel 318 entkoppelt und entfernt werden kann,
um die Ventilnadelplattenanordnung 306 von der Ventilnadel 318 zu
trennen. Dies erlaubt einen fortgeführten Betrieb der Spritzgießvorrichtung 100,
ohne eine Düse 304, die nicht länger
betrieben werden kann, sofort reparieren zu müssen.
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Abhängig
von dem Zusammenbau und der Demontage der Spritzgießeinrichtung
ist in Bezug auf 3a das Folgende ein üblicher
Arbeitsablauf. Die Rückenplatte 102, Abtriebsräder 206,
Kugelgewindespindeln 308, Lager 312, Kugelspindelmuttern 310,
Verriegelungsflansche 324, und Oberplatte 320 sind
in einer ersten Unterbaugruppe montiert. Die Kugelspindelmuttern 310 sind
soweit von der Rückenplatte 102 auf den Kugelgewindespindeln 308 angeordnet,
wie zweckmäßig um einen Zugriff auf die Bolzen 402 zu
ermöglichen (siehe 4). Gesondert werden
die Zwischenplatte 104, die Formplatten 107, 108, 110, 112,
die Lager 314, Verteiler 302, Düsen 304,
Ventilnadelbuchsen 326, Ventilnadeln 318, Ventilnadelhalter 316 und
Bodenplatte 322 in einer zweiten Unterbaugruppe montiert.
Dann werden die erste und zweite Unterbaugruppe zusammengebracht
und die Bolzen 406 festgezogen, um die Oberplatte 320 mit
der Bodenplatte 322 zu verbinden, um so die Ventilnadelplattenanordnung 306 zu
vervollständigen. Schlussendlich werden die Kugelgewindespindeln 308 gedreht,
um die Ventilnadelplattenanordnung 306 näher an
die Rückenplatte 102 zu bringen und die Rückenplatte 102 wird
mit der Zwischenplatte 104 und der Formplatte 107 verbolzt.
Das Anbringen der übrigen Bauteile zum Vervollständigen
der Baugruppe kann zu jedem Zeitpunkt gemacht werden.
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8 zeigt
eine Schnittansicht eines Bereichs der Spritzgießvorrichtung 100.
Endanschläge 802, 804 können
auf der Rückenplatte 102 bzw. auf der ersten Formplatte 107 montiert
werden. Wenn eine obere Oberfläche 806 der Oberplatte 320 der Ventilnadelplattenanordnung 306 den
Endschalter 802 auslöst, kann ein Steuerkreis 810 den
Motor 114 stoppen oder dessen Richtung umkehren. Gleichermaßen
kann der Steuerkreis 810 den Motor 114 stoppen
oder dessen Richtung umkehren, wenn eine untere Oberfläche 808 der
Bodenplatte 322 der Ventilnadelplattenanordnung 306 den
Endschalter 804 auslöst. Wie erwähnt,
brauchen keine Endschalter 802, 804 vorgesehen
sein, wenn der Motor 114 mit einem Impulsgeber, oder einen
anderen Messumformer, der den gleichen Zweck erfüllt, verbunden
oder versehen ist. Selbst wenn der Motor 114 mit einem Impulsgeber
oder anderen Messumformer versehen ist, können Endschalter 802, 804 als
eine Ausfallsicherungsmaßnahme vorgesehen sein.
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9 zeigt
eine Schnittansicht einer Kugelgewindespindel 308 und einer
Kugelspindelmutter 310. Die Kugelgewindespindel 308 umfasst
eine Nut 902 und die Kugelspindelmutter 310 umfasst
eine entsprechende Nut 904, die beide zusammen einen Kanal
definieren, um eine Vielzahl von Kugeln 906 (nicht alle
gezeigt) aufzunehmen. Die Kugelspindelmutter 310 umfasst
weiter einen Kugelrückführungsdurchgang 908,
um die Kugeln dem durch die Nuten 904, 906 ausgebildeten
Kanal zuzuführen. Wenn die Kugelgewindespindel 308 gedreht
wird, wird die Kugelspindelmutter 310 entlang der Länge
der Kugelgewindespindel 308 versetzt.
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10 zeigt
ein schematisches Diagramm einer anderen Ausführungsform,
in der die Position der Kugelgewindespindel und Kugelspindelmutter umgedreht
sind. Die für die anderen Ausführungsformen beschriebenen
Merkmale und Aspekte können entsprechend für diese
Ausführungsform verwendet werden.
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Ein
Abtriebsrad 1002 ist mit einer Kugelspindelmutter 1004 verbunden
(z. B. durch Bolzen), die in Bezug auf eine Rückenplatte 1006 mittels
Lager 1008 drehbar ist. Eine Kugelgewindespindel 1010 ist mit
der Kugelspindelmutter 1004 verschraubt und weist ein Ende
auf, das an einer Ventilnadelplattenanordnung 1012 fixiert
ist, die eine Vielzahl von Ventilnadeln 1014 steuert, um
sie im Einklang entlang der Achse X zu bewegen. Das Abtriebsrad 1002 weist eine
zentrale Öffnung 1016, die groß genug
ist, um die Ku gelgewindespindel 1010 aufzunehmen, wenn die
Ventilnadelplattenanordnung 1012 in Richtung der Rückenplatte 1006 bewegt
wird. Der Betrieb ist ähnlich zu dem in Bezug auf die 3a und 3b beschriebenen.
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11 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Spritzgießvorrichtung 1100 nach
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 zeigt
aus Klarheitsgründen keine Platten, wie beispielsweise
die Rückenplatte und die Formplatten. Merkmale der anderen
Ausführungsformen können in dieser Ausführungsform
aufgenommen sein.
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Die
Spritzgießvorrichtung 1100 umfasst einen Verteiler 1102 und
Düsen 1104. Ein Verteilerkanal (nicht gezeigt)
im Verteiler 1102 führt das von einem Einlass 1122 aufgenommene
formbare Material an die Düsenkanäle (nicht gezeigt)
in den Düsen 1104. Die Düsenkanäle
führen dann das formbare Material durch Formangussöffnungen
an Formhohlräume. In der in 11 gezeigten
Ausführungsform gibt es zweiunddreißig Düsen.
Jede Düse 1104 umfasst eine Ventilnadel 1107,
die sich durch den Düsenkanal, durch den Verteiler 1102,
durch eine Ventilnadelbuchse 1109 erstreckt und unter der
Verwendung eines Ventilnadelhalters 1108 mit einer Ventilnadelplatte 1106 verbunden
ist.
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In
der in 11 gezeigten Ausführungsform umfasst
die Spritzgießvorrichtung 1100 vier Ventilnadelplatten 1106 anstatt
einer in den 3a und 3b gezeigten
einzelnen Ventilnadelplattenanordnung 306. Weiter ist jede
Ventilnadelplatte 1106 mit einem Abtriebsrad 1114 verbunden
mittels einer Kugelgewindespindel 1112 und einer Kugelspindelmutter 1110,
wie in Bezug auf die vorherigen Ausführungsformen beschrieben.
Jede Ventilnadelplatte 1106 der vorliegenden Ausführungsform
ist eine einzelne Platte, eher als die Ventilnadelplattenanordnung 306 aus
der in den 3a und 3b gezeigten
Ausführungsform, wobei die Ventilnadelplattenanordnung 306 eine
Oberplatte 320, eine Bodenplatte 322 und Verriegelungsflansche 324 umfassen.
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Im
Betrieb arbeitet die in 11 gezeigte Spritzgießvorrichtung 1100 ganz
wie die Spritzgießvorrichtung 100. Im Besonderen
wird ein Motor 1118 angesteuert, um in einer ersten Richtung
zu drehen und entsprechend die Drehleistung auf ein Antriebsrad 202 (nicht
gezeigt, aber in einem in 11 gezeigten
Getriebekasten 1126 angeordnet) überträgt. Das
Antriebsrad treibt einen Riemen 1116 an, der die Abtriebsräder 1114 dreht.
Die Kugelgewindespindeln 1112 drehen sich mit den Abtriebsrädern 1114 und bewirken,
dass sich die Kugelspindelmuttern 1110 entlang der Achse
X versetzen. Die sich mit den Kugelspindelmuttern 1110 bewegenden
Ventilnadelplatten 1106 bewegen die Ventilnadel 1107 entlang
der Achse X weg von der Rückenplatte (nicht gezeigt), um
die Formangussöffnungen im Einklang zu schließen.
Wenn der Motor 1118 angesteuert wird, um sich in einer
der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung zu drehen,
wirken die oben erwähnten Bauteile in einer entgegengesetzten
Weise, was zur Folge hat, dass die Ventilnadelplatten 1106 die
Ventilnadel 1107 entlang der Achse X in Richtung der Rückenplatte
bewegen, um die Formangussöffnung im Einklang zu öffnen.
Der Motor 1118 kann, wie in Bezug auf die vorherigen Ausführungsform
erläutert, angesteuert werden.
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Obwohl
bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
beschrieben wurden, erkennen die Fachleute in der Technik, dass
Veränderungen und Abwandlungen gemacht werden können, ohne
sich von dessen durch die beigefügten Ansprüche
definierten Wesen und Umfang zu entfernen. Alle hierin diskutierten
Patente und Veröffentlichungen sind durch den Bezug darauf
in ihrer Gesamtheit aufgenommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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