DE3840099C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießeinrich­ tung und insbesondere eine Spritzgießeinrichtung, bei der ein beheizter Düsenkörper mit einer Spitze vorgesehen und eine Einzeldüsen-Anschnittsventilsteuerung vorgesehen ist.

Beheizte Düsenkörper sind in der Spritzgießtechnik bekannt, wobei diese normalerweise in einer Bohrung in der Formhohl­ raumplatte fixiert sind. Eine Anschnittsventilsteuerung wird normalerweise durch eine hin- und herbewegliche Ventilnadel realisiert, die sich durch eine Zentralbohrung in dem Düsen­ körper erstreckt. Ein Beispiel einer solchen Spritzgießein­ richtung ist in der CA 12 52 971 der Anmelderin "Vorrichtung zum nadelventilgesteuerten Spritz­ gießen mit elastischem Haltering" gezeigt, die am 25.04.1989 veröffentlicht wurde. Die CA 12 61 569 der Anmelderin "Mehrfachdüsen-Anschnittsven­ tilsteuersystem zum Spritzgießen", veröffentlicht am 26.09.1989, zeigt ein Mehrfach-Formsystem, bei dem eine Anzahl von Dü­ senkörpern an einem gemeinsamen Verteiler befestigt sind und wobei der Verteiler und die Düsen gemeinsam betätigt werden.

In ähnlicher Weise ist ein System, bei dem eine Anzahl von Spritzgießköpfen gleichzeitig durch Betätigen eines gemein­ samen Verteilers anschnittsventilgesteuert wird, in der US-PS 46 69 971 der Anmelderin, "Spritzgießkopf mit Anschnittsventilsteuerung", ausgegeben 2.6.1987, gezeigt.

Keines der herkömmlichen Systeme zeigt jedoch eine Anschnittsventilsteuerung für einen einzelnen Anschnitt zu einem Formhohlraum, die eine sichere Funktion mit Kompakt­ heit und hinreichender konstruktiver Einfachheit verbindet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießeinrichtung der eingangs genannten Art, die in Verbindung mit einem einzigen Formhohlraum angewandt wird, zu verbessern, derart, daß eine Anschnittsventilsteuerung durch ein einfaches System ausgeführt wird.

Erfindungsgemäß besteht dieses System im wesentlichen darin, die Düse bzw. den Düsenkörper zwischen einer zurückgezogenen Offenstellung und einer vorgeschobenen Schließstellung zu betätigen bzw. zu bewegen.

Erfindungsgemäß wird die Anschnittsventilsteuerung für einen einzelnen Anschnitt zu einem Formhohlraum durch Betätigung des Düsenkörpers unter Verwendung der unter Druck stehenden Schmelze zur Öffnung des Ventiles bewegt.

Die erfindungsgemäße Spritzgießeinrichtung sieht einen Heißkanal und einem einzigen Formhohlraum vor, und weist einen beheizten Düsenkörper auf, mit einem Heißkanal, der sich erstreckt, um unter Druck stehende Schmelze von einer Gießmaschine zu einem Formanschnitt bzw. einer Einspritzöffnung zum Formhohlraum in einer temperaturgesteuerten Formhohlraumplatte zu führen, die zu einem Formhohlraum führt, wobei der Düsenkörper gegen eine Drehbewegung festgelegt ist und sich in einer Bohrung in der Formhohlraumplatte erstreckt, die eine Innenoberfläche aufweist, wobei der Düsenkörper eine Außenfläche besitzt, unter Bildung eines Luftspaltes zwischen der Außenfläche des Düsenkörpers und der Innenfläche der Bohrung, wobei die Düse einen Nasenabschnitt mit einer konischen Oberfläche aufweist, die zu einer Spitze führt, die ihrerseits auf den Anschnitt bzw. die zu dem Formhohlraum führende Spritzgießöffnung ausgerichtet ist, wobei die Spritzgießeinrichtung eine Betätigungsvorrichtung enthält, um die Düse in Längsrichtung zwischen einer zurückgezogenen Offenstellung und einer vorgeschobenen Schließstellung anzutreiben, wobei in letzterer die Spitze des Nasenabschnittes des Düsenkörpers in dem Anschnitt bzw. der Einspritzöffnung abdichtend aufsitzt, wobei die Betätigungsvorrichtung einen inneren Kragen aufweist, der gegen Drehung gesichert an dem Düsenkörper befestigt ist, einen äußeren Kragen aufweist, der sich rund um den inneren Kragen in Gewindeeingriff mit dem inneren Kragen erstreckt, wobei der äußere Kragen gegen Längsbewegung festgelegt ist und mit einer Antriebs- bzw. Energieversorgungseinrichtung versehen ist, die mit dem äußeren Kragen verbunden ist, um den äußeren Kragen über einen bestimmten Winkel zu drehen, wodurch der innere Kragen in Längsrichtung um eine Strecke angetrieben wird, die ausreicht, um den Düsenkörper aus der zurückgezogenen Offenstellung in die vorgeschobene Schließstellung zu bewegen.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung, die einen Teil der Spritz­ gießeinrichtung mit einer Vorrichtung zur Betäti­ gung des Düsenkörpers zeigt, nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine Draufsicht eines Teiles der Einrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung des Düsenkörpers und der Betätigungsvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt sind,

Fig. 4 einen Teilschnitt der Spitze des Nasenabschnittes des Düsenkörpers in der vorbeschriebenen, vorderen Schließstellung, und

Fig. 5 einen Teilschnitt, der die Spitze des Nasenabschnit­ tes des Düsenkörpers in der zurückgezogenen Offen­ stellung zeigt.

Es wird zuerst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, die ei­ nen Teil einer Einfachform-Spritzgießeinrichtung zeigen, in der ein Düsenkörper 10 (nachfolgend als Düse bezeichnet) sich in eine Bohrung 12 in einer Formhohlraumplatte 14 (nachfolgend als Formplatte bezeichnet) erstreckt. Die Düse 10 hat einen Nasenabschnitt 16 mit einer konischen Oberflä­ che 18, die zu einer zulaufendenSpitze 20 am vorderen Ende führt. Die zulaufende Spitze 20 ist auf eine Anschnittsöff­ nung 22 (nachfolgend als Anschnitt bezeichnet) ausgerichtet, die sich durch die Formplatte 14 zu dem Formhohlraum 24 er­ streckt. Die Düse 10 besitzt ein elektrisches Heizelement 26, das in einen Spiralkanal 28 hartverlötet eingesetzt ist und erstreckt sich in den Nasenabschnitt 16, wo es an dem Schnellarbeitsstahleinsatz 30, aus dem die zulaufende Spitze 20 gebildet ist, geerdet ist, wie dies im einzelnen in der kanadischen Patentanmeldung 5 49 518 der Anmelderin, "Spritz­ gießdüse mit einem geerdeten Heizelement, das in eine zulau­ fende Spitze eingelötet ist", eingereicht 16.10.1987, erläu­ tert ist. Das Heizelement 26 in dem Kanal 28 und die Außen­ fläche 32 sind mit einem schützenden Nickellegierungsüberzug versehen, wie dies in der CA 12 67 514 der Anmelderin, "Beschichtete Spritzgießdüse und Verfah­ ren", veröffentlicht am 10.04.1990, gezeigt ist.

Die Düse 10 besitzt einen Abdicht- und Positionierflansch 34, der sich in Umfangsrichtung zwischen dem zylindrischen Abschnitt 36 und dem Nasenabschnitt 16 erstreckt.

Der Flansch erstreckt sich nach vorn und außen, um den isolie­ renden Luftraum bzw. Luftspalt 38 zwischen der Düse 10 und der umgebenden Formplatte 14 zu überbrücken und liegt gegen die Innenwandung 40 der Bohrung 12 an, um die Spitze 20 exakt in Ausrichtung mit ihrer Anschnittsöffnung 22 auszu­ richten und zu positionieren. Das elektrische Heizelement 26 erstreckt sich zu einem nach außen vorspringenden Kaltan­ schluß 42. Eine Leitung (nicht gezeigt) von einer äußeren Energiequelle ist mit dem Kaltanschluß 42 verbunden, um die Düse auf eine bestimmte Temperatur aufzuheizen bzw. zu erwärmen. Ein Thermoelement 44 erstreckt sich in eine Bohrung 46, die unterhalb des Abdicht- und Positionierflansches 34 gebohrt ist und ist mit einer Temperatursteuereinrichtung verbunden, die die Energie steuert, die an das Heizelement 26 gelegt wird.

Wie ersichtlich ist, hat die Düse 10 einen Schmelzekanal 48, der sich mittig von einem Einlaß 50 am hinteren Ende 52 zu einem diagonalen Abschnitt erstreckt, der an der konischen Oberfläche 18 des Nasenabschnittes 16 mündet. Die Düse 10 besitzt einen Kragenabschnitt 54 von größerem Durchmesser an ihrem hinteren Ende 52. Eine zylindrische Düsenverlängerung 56 ist durch Schrauben 58 am hinteren Ende 52 der Düse 10 befestigt und die Düsenverlängerung 56 umfaßt einen Mittel­ zylinder 60, der die Kolbendüse 62 der Gießmaschine auf­ nimmt. Der Zylinder 60 ist ausgerichtet bzw. koaxial ange­ ordnet in bezug auf den Einlaß 50 des Schmelzekanales 48, um die unter Druck stehende Schmelze von der Gießmaschine her aufzunehmen. Die Düsenverlängerung 56 wird durch ein elek­ trisches Heizband 64 beheizt, um die Temperatur der Schmel­ ze, die durch den Mittelzylinder 60 strömt, beizubehalten. Die Schmelze strömt durch den Schmelzekanal 48 in der Düse 10 in einen Raum 66, der den Nasenabschnitt 16 umgibt und durch den Anschnitt 22 in den Formhohlraum 24. Die Strömung der Schmelze durch den Anschnitt 22 wird entsprechend eines vorbestimmten Zyklus gesteuert, und zwar durch Betätigen und Bewegen der Düse 10 in Längsrichtung, um eine Anschnitts­ ventilsteuerung durch die Spitze 20 des Nasenabschnittes 16 zu erreichen, der in der vorderen Schließstellung die Ein­ gußöffnung bzw. den Anschnitt 22 abdichtet.

Die Vorrichtung zur Betätigung der Düse 10 ist deutlich in der Explosionsdarstellung gemäß Fig. 3 gezeigt. Ein innerer Kragen 68, der zwei Halb­ segmente 70 aufweist, ist fest rund um den Kragenabschnitt 54 der Düse 10 und gegenüber dieser unverdrehbar angeordnet. Der innere Kragen 68 besitzt eine nach innen vorspringende Rippe 72, die in einem Kanal 74 in dem Kragenabschnitt 54 der Düse 10 aufgenommen ist, um eine relative Längsbewegung zwischen diesen Teilen zu verhindern. Außerdem hat der inne­ re Kragen 68 einen nach innen vorspringenden Bolzen 76, der in einer Bohrung (nicht gezeigt) in der Düse 10 aufgenommen ist, um eine relative Drehbewegung zwischen Düse 10 und in­ nerem Kragen 68 zu vermeiden. Der innere Kragen 68 besitzt eine Außenfläche 78 mit einer Anzahl von Gewindegängen bzw. schraubenlinienförmigen Längsvorsprüngen 80 eines mehrgängi­ gen Gewindes, die von dem inneren Kragen vorspringen. Nach der Montage ist der innere Kragen 68 durch den äußeren Kra­ gen 82 festgehalten, der sich um diesen herum erstreckt. Der äußere Kragen 82 hat eine Innenfläche 84 mit einer Anzahl von Eingriffsnuten 86, die die Gewindevorsprünge 80, die von dem inneren Kragen 68 vorspringen, aufnehmen. Das innere En­ de 88 eines radial vorspringenden Armes 90 ist durch Schrau­ ben 92 an dem äußeren Kragen 82 befestigt und das äußere En­ de 94 ist durch eine Stange 96 mit einem pneumatisch ange­ triebenen Kolben 98 in einem Zylinder 100 verbunden. Im mon­ tierten Zustand kann, wie in Fig. 1 gezeigt ist, der äußere Kragen 82 frei durch den Kolben 98 gedreht werden, er ist jedoch gegen eine Längsbewegung dadurch festgelegt, daß er zwischen der Formplatte 14 und der Rückplatte 102 aufgenom­ men ist. Die Hülse 104 der Düse 10 erstreckt sich jedoch zu dem Kaltanschluß 42 durch eine Öffnung in der Rückplatte 102, wodurch die Düse 10 an einer Rotation gehindert ist. Somit veranlaßt dann, wenn der äußere Kragen 82 über einen bestimmten Winkel durch den Kolben 98 gedreht wird, der Ge­ windeeingriff zwischen dem inneren und äußeren Kragen 68, 82 den inneren Kragen 68 und die mit diesem drehfest verbundene Düse 10 sich in Längsrichtung um einen bestimmten Weg zu be­ wegen, um die Anschnittsventilsteuerung zu bewirken.

Wie bekannt ist, ist es erforderlich, eine thermische Tren­ nung zwischend der Düse 10, die durch das Heizelement 26 be­ heizt wird und die umgebende Formplatte 14 vorzusehen, die dadurch gekühlt wird, daß Kühlwasser durch Kühlkanäle 106 gepumpt wird. Somit ist ein isolierender Luftraum bzw. Luft­ spalt 38 zwischen diesen Teilen vorgesehen, der durch den Abdicht- und Positionierflansch 34 überbrückt wird, wie dies oben erläutert wurde. In vergleichbarer Weise ist ein iso­ lierender Luftraum bzw. Luftspalt 108 zwischen dem Heizband 64, das sich rund um die Düsenverlängerung 56 erstreckt und der umgebenden, kalten Rückplatte 102 vorgesehen.

Bei seiner Verwendung ist die Einrichtung so montiert, wie dies gezeigt ist, und elektrische Energie wird an das kalte Anschlußterminal 42 des Heizelementes 26 und dasjenige des Heizerbandes 64 gelegt, um die Düse 10 und die Düsenverlän­ gerung 56 zu beheizen und auf eine bestimmte Betriebstempe­ ratur zu erwärmen, wobei sich die Düse 10 in ihrer zurückge­ zogenen Offenstellung befindet, die in Fig. 5 gezeigt ist. Unter Druck stehende Schmelze wird in den Schmelzekanal 48 von der Kolbendüse 62 der Gießmaschine her eingespritzt. Die Schmelze strömt in den Raum 66 rund um den Nasenabschnitt 16 und durch den offenen Anschnitt 22, um den Formhohlraum 24 auszufüllen. Der Abdichtungs- und Positionierflansch 34 er­ streckt sich nach außen und nach vorne und besteht aus Fe­ derstahl, wodurch die unter Druck stehende Schmelze diesen nach außen gegen die Innenoberfläche der Wandung 40 der Boh­ rung 12 preßt, um eine Leckage der unter Druck stehenden Schmelze in den isolierenden Luftraum bzw. Luftspalt 38 rund um die Düse 10 zu verhindern. Ein Teil der Schmelze in dem Raum 66 erstarrt an der gekühlten Formplatte 14, was eben­ falls dazu beiträgt, eine Leckage hinter dem Flansch 34 zu verhindern.

Nachdem der Formhohlraum gefüllt ist, wird der Spritzgieß­ druck noch eine Zeitlang aufrechterhalten, um die Formmasse im Formhohlraum zu verdichten und anschließend wird Pneuma­ tikdruck an den Kolben 98 angelegt, um den äußeren Kragen 82 zu drehen und die Düse 10 nach vorne in die Schließstellung zu bewegen, die in Fig. 4 gezeigt ist, in der die Spitze 20 in dem Anschnitt 22 abdichtend sitzt. Nach einer kurzen Ab­ kühlphase wird der Spritzgießdruck entlastet und die Form wird entlang der Trennlinie 110 zum Auswerfen des Spritz­ gießteiles in herkömmlicher Weise geöffnet. Wenn die Form nach dem Auswerfen wieder geschlossen ist, wird der Pneuma­ tikdruck am Kolben 98 umgekehrt, um die Düse 10 in die zu­ rückgezogene Offenstellung zu ziehen. Der Spritzgießdruck mit der Schmelze wird anschließend durch die Gießmaschine wieder angelegt und dieser Zyklus wird kontinuierlich ein Mehrfaches pro Minute wiederholt, wobei der Schmelzedruck und der Pneumatikdruck am Kolben 98 so gesteuert werden, daß das System entsprechend dieses vorgegebenen Zyklus arbeitet. Während die Düse 10 in ihre Offenstellung durch Anlegen ei­ nes pneumatischen Drucks an den Kolben 98 zurückgezogen wird, trägt die Kraft des Schmelze-Spritzgießdruckes gegen die ko­ nische Fläche 18 der Düse 10 zum Öffnen des Anschnittes 22 bei.

Obwohl die voranstehende Beschreibung der Einrichtung in be­ zug auf ein spezielles Ausführungsbeispiel derselben gegeben wurde, sind Abweichungen und Modifika­ tionen für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Z.B. kön­ nen die Gewindegänge 80 am äußeren Kragen 82 und die Nuten 86 am inneren Kragen 68, anstelle wie hier gezeigt umge­ kehrt, vorgesehen sein. Unterschiedliche Vorrichtungen, so z.B. ein hydraulischer Zylinder, können verwendet werden, um die Energie bzw. Kraft aufzubringen, um den äußeren Kragen 82 zu verdrehen.

Claims (6)

1. Spritzgießeinrichtung mit einem Heißkanal und einem einzigen Formhohlraum, mit einer beheizten Düse, wobei der Heißkanal vorgesehen ist, um unter Druck stehende Schmelze von einer Gießmaschine zu einem Anschnitt des Formhohlraumes in einer temperaturgesteuerten Formplatte, der zu einem Formhohlraum führt, zu fördern, wobei die Düse gegen eine Drehbewegung festgelegt ist und sich in eine Bohrung in der Formplatte erstreckt, wobei diese Bohrung eine Innenoberfläche aufweist, die Düse eine Außenoberfläche besitzt und einen Luftspalt zwischen der Außenfläche der Düse und der Innenfläche der Bohrung verbleibt, die Düse einen Nasenabschnitt mit konischer Oberfläche aufweist, die zu einer Spitze zuläuft, die axial auf die Anschnittsöffnung ausgerichtet ist, gekennzeichnet durch eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, um die Düse (10) in Längsrichtung zwischen einer zurückgezogenen Offenstellung und einer vorgeschobenen Schließstellung in Längsrichtung zu bewegen und anzutreiben, wodurch die Spitze (20) des Nasenabschnittes der Düse (10) in der Anschnittsöffnung (22) sitzt, wobei die Betätigungsvorrichtung umfaßt:

• (a) einen inneren Kragen (68), der drehfest an der Düse (10) befestigt ist,
• (b) einen äußeren Kragen (82), der sich rund um den inneren Kragen (68) in Bewegungsgewindeeingriff mit dem inneren Kragen (68) erstreckt, wobei der äußere Kragen (82) gegenüber einer Längsbewegung festgelegt ist, und
• (c) eine Antriebseinrichtung (90, 96, 98, 100) die mit dem äußeren Kragen (82) verbunden ist, um den äußeren Kragen (82) über einen bestimmten Winkel zu verdrehen, wodurch der innere Kragen (68) in Längsrichtung um einen Betrag angetrieben wird, der ausreicht, um die Düse (10) aus der zurückgezogenen Offenstellung in die vorgeschobene Schließstellung anzutreiben bzw. zu bewegen.

2. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebseinrichtung (90, 96, 98, 100) einen pneumatisch betätigten Kolben (98) enthält, der mit einem Arm (90) verbunden ist, der sich von dem äußeren Kragen (82) aus erstreckt.

3. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der innere Kragen (68) eine Anzahl von Segmenten (70) aufweist, die verriegelnd und um die Außenfläche der Düse (10) angeordnet sind, um eine Relativbewegung zwischen der Düse (10) und dem inneren Kragen (68) zu verhindern.

4. Spritzgießeinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (10) einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Abdicht- und Positionierflansch (34) aufweist, der sich von der Außenfläche der Düse (10) benachbart zum Nasenabschnitt (16) nach außen erstreckt, um den Luftspalt (68) zwischen der Außenfläche der Düse (10) und der Innenfläche (40) der Bohrung (12) zu überbrücken.

5. Spritzgießeinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kragen (68) eine Außenfläche (78) aufweist und der äußere Kragen (82) eine Innenfläche (84), die die Außenfläche (78) des inneren Kragens (68) umgibt, aufweist, wobei der innere Kragen (68) eine Mehrzahl von mehrgängigen Gewindegängen (80) aufweist, die jeweils in einer entsprechenden Anzahl von Eingriffsnuten (86) in der Innenfläche (48) des äußeren Kragens (82) in den Bewegungseingriff aufgenommen sind.

6. Spritzgießeinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kragen eine Außenfläche und der äußere Kragen eine Innenfläche, die die Außenfläche des inneren Kragens umgibt, aufweist und der äußere Kragen eine Mehrzahl von mehrgängigen Gewindegängen aufweist, die nach innen von der Innenfläche des äußeren Kragens vorspringen und in einer entsprechenden Anzahl von Eingriffsnuten in der Außenfläche des inneren Kragens aufgenommen sind.