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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Spritzgießvorrichtung
und im Besonderen auf eine Schmelzeübertragungseinheit, die den
Schmelzetransport in einer Stapel- oder Tandemspritzgießeinheit
verbessert, indem sie das Herauslecken und die Fädenbildung der Schmelze reduziert.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Das
Stapel- und Tandemformen haben gegenüber den Einzelformen den Vorteil,
dass der Ausstoß einer
Spritzgießmaschine
zumindest verdoppelt wird, ohne ihre Größe signifikant zu erhöhen. Der Aufbau
einer Stapelform benötigt
im Allgemeinen eine stationäre
erste Platte, eine bewegbare Mittelplatte und eine bewegbare zweite
Platte. Die Formhohlräume
sind in üblicher
Weise auf den gegenüberliegenden
Flächen
der bewegbaren Mittelplatte angeordnet. Die bewegbare Mittelplatte
und die zweite bewegbare Platte bewegen sich hin und her, um die Formhohlräume während eines
Produktionszyklus zu öffnen
und zu schließen.
In einer Stapelspritzgießvorrichtung
erstreckt sich das Heißläufer- oder
Verteilersystem durch die mittlere Platte, um die Formhohlräume, die
auf jeder Seite der mittleren Platte angeordnet sind, über eine
gleiche Weglänge
zu erreichen.
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Das Übertragen
der Schmelze von der stationären
ersten Platte an den Verteiler der bewegbaren mittleren Platte kann
erfolgen mittels der Verwendung von „Eingussriegel", die thermisch betätigt sind, oder „Übertragungsdüsen", die ventilbetätigt sind.
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Typischerweise
verwenden Mehrfachhohlraum-Stapelformen einen einzelnen und bewegbaren
Eingussriegel oder Übertragungsdüse, um einen direkten
Schmelzekanal zwischen der Düse
der Spritzgießmaschine
und seinem Heißläu ferversorger oder
Verteiler bereitzustellen, der in dem mittleren Abschnitt der Stapelform
montiert ist. Der Verteiler liefert die Schmelze von dem Eingussriegel
oder der Übertragungsdüse in die
Einspritzdüsen,
die jedem einzelnen Formhohlraum zugeordnet sind.
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Als
eine Folge der Hin- und Herbewegung der bewegbaren Platten wird
der Eingussriegel oder die Übertragungsdüse kontinuierlich
angekoppelt an und entfernt von der Schmelzequelle. Es ist daher notwendig,
die Strömung
des unter Druck stehenden Schmelzestroms zu steuern, wenn der Eingussriegel oder
die Übertragungsdüse von der
Schmelzequelle entkoppelt ist, so dass im Wesentlichen kein Herauslecken
und keine Fädenbildung
auftritt. Im Fall des Tandemformens, bei dem verschiedene Teile
in der Form in separaten Zyklen gefüllt werden, gibt es ein größeres Potential
für ein
Herauslecken, da die Anzahl der Zyklen erhöht ist.
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Ventilbetätigte Stapelspritzgießvorrichtungen,
wie sie in den US-Patenten Nr. 4,212,626, 4,244,909 und 5,460,510
offenbart sind, kontrollieren die Strömung der Schmelze zwischen
den Platten durch die Verwendung von Ventilnadelelementen, die in
den Schmelzekanälen
der Übertragungsdüsen angeordnet
sind. In der ventilbetätigten
Stapelspritzgießvorrichtung
des US-Patents Nr. 5,460,510 weisen die stromaufwärtigen und
stromabwärtigen
Düsen jeweils
Ventilnadeln auf, die sich zwischen zurückgezogenen offenen Positionen
und geschlossenen Positionen, in denen die Ventilnadeln in den entsprechenden
Angussöffnungen
sitzen, hin und her bewegen. In den Ventilnadeln sind diagonale
Lüftungsbohrungen
ausgebildet, um für
die Schmelze einen Weg bereitzustellen, um zurück in den Schmelzekanal der
Düse zu
strömen,
wenn die Ventilnadeln in der geschlossenen Position sind. Weitere
Stapelspritzgießvorrichtungen
sind in den Artikeln „kostengünstige Herstellung
mit Stapelspritzgießmaschinen" von E. Nachtheim
und in dem Artikel „Ventilbetätigte Düsen als
Alternative" von
J. Li und H. Hagelstein offenbart, die eine Schmelzeübertragungseinheit
mit zwei bewegbaren Nadeln, die entlang einer der Teilungslinien
der Stapelform angeordnet sind, darlegen.
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Tandemformen
sind bekannt und stellen mindestens zwei Formen bereit, die nacheinander
bedient werden, um unterschiedliche Teile zu formen, die unter schiedliche
Kühlungszykluszeiten
erfordern können.
In diesem Zusammenhang wird auf das US-Patent 4,400,341, das US-Patent
5,049,343 und das US-Patent 5,620,723 Bezug genommen, die Spritzgießmaschinen
zeigen, in denen geformte Teile in zwei unterschiedliche Formplatten
eingespritzt werden, die nacheinander bedient werden können, um
Spritzgießparameter,
wie beispielsweise die Abkühlzeit,
einzustellen.
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Es
ist daher eine Absicht der vorliegenden Erfindung, eine Schmelzeübertragungseinheit
bereitzustellen, um das Auftreten des Herausleckens und der Fädenbildung
in einer Stapel- oder Tandemspritzgießvorrichtung wesentlich zu
reduzieren.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Entsprechend
ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schmelzeübertragungseinheit bereitzustellen,
um wesentlich das Auftreten des Herausleckens und der Fädenbildung
in einer Stapelspritzgießvorrichtung
wesentlich zu reduzieren, die für
beide typischen Anwendungen und Tandemformanwendungen genutzt wird.
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Zu
diesem Zweck stellt einer der Aspekte dieser Erfindung eine erste
und zweite Schmelzeübertragungsdüse in einer
stationären
Platte und einer bewegbaren Platte bereit. Jede Schmelzeübertragungseinheit
umfasst einen Schmelzekanal, eine Schmelzeangussöffnung und eine Ventilnadel.
Zumindest eine Ventilnadel weist einen Schmelzenutabschnitt und
einen Führungsabschnitt
auf. Die Schmelzenut bildet in einer Ausführungsform eine ringförmige Öffnung in
der Ventilnadel. Die Nadeln werden zusammen in der gleichen Richtung
betätigt, um
miteinander in Kontakt zu bleiben und um die Nut die Schmelzeangussöffnungen überspannend
anzuordnen, um so eine Schmelzeströmung zwischen den Schmelzekanälen zu erlauben.
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In
anderen Ausführungsformen
kann die Ventilnadel eine Vielzahl von Nuten aufweisen und die Nuten
selbst können
jede Tiefe haben. Die Schmelzetransfereinheit kann in größeren Stapelformen
auch zwischen zwei bewegbaren Platten angeordnet sein.
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Weitere
Ziele und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich durch die
folgende Beschreibung zusammengenommen mit den beigefügten Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun vollständiger beschreiben mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen in denen:
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1 eine
schematische seitliche Schnittansicht einer Stapelspritzgießvorrichtung
ist mit einer Schmelzeübertragungseinheit
nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Stapelspritzgießvorrichtung
aus 1 in einer Schmelzeabgabeposition mit der Schmelzeübertragungseinheit
in einer geöffneten
Position ist;
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3 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Stapelspritzgießvorrichtung
aus 1 in einer Schmelzeabgabeposition mit der Schmelzeübertragungseinheit
in einer geschlossenen Position ist;
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4 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Stapelspritzgießvorrichtung
aus 1 in einer Schmelzeunterbrechungsposition mit
der Schmelzeübertragungseinheit
in der geschlossenen Position ist;
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5 eine
seitliche Schnittansicht von Teilen einer Stapelspritzgießvorrichtung
ist;
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6 eine
Querschnittsansicht entlang 6-6 aus 5 ist;
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7 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils der Stapelspritzgießvorrichtung
aus 1 mit einer Schmelzeübertragungseinheit nach einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, in der die Stapelspritzgießvorrichtung
in einer Schmelzeabgabeposition und die Schmelzeübertragungseinheit in einer
geöffneten
Position ist;
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8 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Stapelspritzgießvorrichtung
aus 7 in der Schmelzeabgabeposition mit der Schmelzeübertragungseinheit
in einer geschlossenen Position ist;
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9 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Stapelspritzgießvorrichtung
aus 7 in der Schmelzeunterbrechungsposition mit der Schmelzeübertragungseinheit
in der geschlossenen Position ist;
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10 eine
perspektivische Ansicht einer Ventilnadel der Schmelzeübertragungseinheit
aus den 7 bis 9 ist;
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11 eine
Ansicht eines Schnitts durch die Ventilnadel aus 10 ist;
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12 eine
Querschnittsansicht entlang 12-12 aus 11 ist;
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13 eine
Querschnittsansicht einer Ventilnadel einer Schmelzeübertragungseinheit
nach einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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14 eine
Querschnittsansicht einer Ventilnadel einer Schmelzeübertragungseinheit
nach einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist; und
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15 eine
schematische seitliche Schnittansicht einer anderen Stapelspritzgießvorrichtung ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nunmehr
Bezug nehmend auf die 1 bis 4 wird eine
Stapelspritzgießvorrichtung
gezeigt, die im Allgemeinen mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet
ist. Wie gezeigt unterstützt
ein Boden 20 eine stationäre erste Platte 14,
eine bewegbare mittlere Platte 16 und eine bewegbare zweite
Platte 18. Die bewegbare mittlere Platte 16 und
die bewegbare zweite Platte 18 sind mit der stationären ersten
Platte 14 gekoppelt und, wie durch die Pfeile 22 und 24 angedeutet,
durch einen Positionierungsmechanismus (nicht gezeigt) relativ dazu
bewegbar. Die bewegbare mittlere Platte 16 und die bewegbare
zweite Platte 18 teilen die Stapel spritzgießvorrichtung 10 an
den Teilungslinien 26 und entsprechend 28. Für einen
zuständiger
Fachmann ist es verständlich,
dass die gleichen Bauteile in unterschiedlicher Weise in einer Tandemform
genutzt werden können,
um einen unterschiedlichen Zweck, wie beispielsweise unterschiedliche
Kühlzeiten
zwischen den Formhohlräumen,
zu erreichen.
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Ein
Verteiler 50 ist in der bewegbaren mittleren Platte 16 angeordnet,
um Schmelze zu einer Reihe von Düsen 44 zu
liefern. Wie in 2 gezeigt, sind in der Nähe eines
unteren Endes jeder Düse
Düsendichtungen 52 vorgesehen,
um die Düsen 44 in der
Spritzgießvorrichtung 10 anzuordnen.
In der stationären
ersten Platte 14 und der bewegbaren mittleren Platte 16 sind
Heizer 54 vorgesehen, um den Schmelzestrom auf einer gewünschten
Temperatur zu halten, während
er sich durch die Spritzgießvorrichtung 10 bewegt.
Jede Düse 44 umfasst
einen Düsenheizer 60,
der darin eingebettet oder in jeder anderen bekannten Art und Weise
daran angekoppelt ist.
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Eine
erste Reihe von Formhohlräumen 30 ist zwischen
der bewegbaren mittleren Platte 16 und einer ersten Reihe
von Formkernen 31, die von der stationären ersten Platte 14 vorstehen,
angeordnet. In ähnlicher
Weise ist eine zweite Reihe von Formhohlräumen 32 zwischen der
bewegbaren mittleren Platte 16 und einer zweiten Reihe
von Formkernen 33, die von der bewegbaren zweiten Platte 18 vorstehen,
angeordnet. Die Düsen 44 liefern
durch die Formangussöffnungen 45 Schmelze
zu den Formhohlräumen 30 und 32.
Die Formhohlräume
werden durch erste Kühlkanäle 58,
die nahe den Formhohlräumen 30, 32 angeordnet
sind, gekühlt.
Zweite Kühlkanäle 56 erstrecken
sich in die Formkerne 31 und 33, um eine zusätzliche
Kühlung
für die
geformten Teile (nicht gezeigt) bereitzustellen. Wenn die Teile
ausreichend abgekühlt
sind, werden die geformten Teile durch Luft aus den Formhohlräumen 30, 32 ausgeworfen,
wie durch die Pfeile 64 in 2 angedeutet.
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Eine
Eingussbuchse 34 erstreckt sich zwischen einer Maschinendüse 12 und
einem Schmelzekanal 35. Eine erste Schmelzeübertragungsdüse 36 mit
einem ersten Schmelzeübertragungskanal 37 ist
an einem Auslass des Schmelzekanals 35 gekoppelt. Eine
zweite Schmelzeübertragungsdüse 38 mit einem
zweiten Schmelzeübertragungskanal 39 ist
an die erste Schmelzeübertragungsdüse 36 gekoppelt, um
davon Schmelze aufzunehmen, und die Schmelze zu einem Verteiler 50 zu
liefern. Die ersten und zweiten Schmelzeübertragungsdüsen 36, 38 sind
mit Heizern 62 (in 2 gezeigt)
versehen, die daran angeordnet sind. Alternativ können die
Heizer in einer äußeren Oberfläche der
ersten und zweiten Schmelzeübertragungsdüse 36, 38 eingebettet
sein.
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Eine
Schmelzeübertragungseinheit 40 ist zwischen
der ersten Schmelzeübertragungsdüse 36 und
der zweiten Schmelzeübertragungsdüse 38 vorgesehen,
um die Strömung
der Schmelze dazwischen zu steuern. Die Schmelzeübertragungseinheit 40 umfasst
eine erste Ventilnadel 70, die sich durch den ersten Schmelzeübertragungskanal 37 der
ersten Schmelzeübertragungsdüse 36 erstreckt
und eine zweite Ventilnadel 72, die sich durch den zweiten
Schmelzeübertragungskanal 39 der
zweiten Schmelzeübertragungsdüse 38 erstreckt.
Die Größe der Ventilnadeln 70, 72 ist
abgestimmt, um mit den Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46 und entsprechend 47 der
Schmelzeübertragungsdüsen 36, 38 zusammenzupassen.
Die erste Ventilnadel 70 umfasst ein erstes Ende 90 und
ein zweites Ende 92. Das erste Ende 90 der Ventilnadel 70 ist
an einem Kolben 74 gekoppelt, der in einem Zylinder 78 bewegbar
ist. Der Kolben 74 wird durch Luft angetrieben. Durchlässe (nicht
gezeigt) sind auf jeder Seite des Kolbens 74 vorgesehen,
die es erlauben, dass die Luft in den Zylinder 78 eintritt
und austritt.
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Die
zweite Ventilnadel 72 umfasst ein erstes Ende 94 und
ein zweites Ende 96. Das zweite Ende 96 der zweiten
Ventilnadel 52 stößt gegen
das zweite Ende 92 der ersten Ventilnadel 70. Ähnlich zu
der ersten Ventilnadel 70 ist das erste Ende 94 der
zweiten Ventilnadel 72 an einem Kolben 76 gekoppelt,
der in einem Zylinder 80 bewegbar ist. Der Kolben 76 bewegt
sich als Antwort auf die Bewegung der ersten Ventilnadel 70.
In dem Zylinder 80 ist an dem Kolben 76 anliegend
eine Feder 98 vorgesehen, um die zweite Ventilnadel 72 in
Richtung der ersten Ventilnadel 70 vorzuspannen. Die ersten
und zweiten Ventilnadeln 70, 72 können alternativ
elektrisch oder durch jede andere bekannte Art und Weise betätigt werden.
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Nach
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Nut oder Einkerbung 82 in
einer äußeren Oberfläche 84 der
ersten Ventilnadel 70 in der Nähe des zweiten Endes 92 eingeformt.
Die Nut 82 erstreckt sich entlang eines Teils der Ventilnadel 72 und
weist im Allgemeinen eines glattes Profil 83 auf, das in 5 gezeigt
ist. Die Nut 82 bildet einen Teil des Schmelzekanals, wenn
die Schmelzeübertragungseinheit
in der geöffneten
Position aus 2 ist. Das Profil 83 ist
so ausgebildet, um die Schmelzeströmung über die Nut 82 zu
optimieren. Es ist für
den zuständigen
Fachmann selbstverständlich, dass
das Profil 83 der Nut 82 entlang seiner Länge variieren
kann. Die Nut 82 ist auf einer Seite der Ventilnadel 70 so
geformt, dass die durch die Schmelzeübertragungseinheit 40 strömende Schmelze
im Allgemeinen mit der gleichen Größe der Oberflächenfläche in Kontakt
steht, wie sie in einer ventilbetätigten Schmelzeübertragungseinheit
in Berührung steht,
wenn beide Ventilnadeln zurückgezogen
sind. Als Folge ist die Schmelze keiner großen Zunahme der Scherung ausgesetzt,
weshalb auch nur ein geringer Druckverlust auftritt, wenn die Schmelze
durch die Schmelzeübertragungseinheit 40 hindurchtritt.
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Wie
in 6 gezeigt, ist die Querschnittsfläche der
Ventilnadel 70 an der Position der Nut 82 im Allgemeinen
halbmondförmig
geformt. Die halbmondförmige
Form der Ventilnadel 70 erlaubt, dass das geschmolzene
Material im Allgemeinen eine rohrförmige Strömung aufweist, wenn es über die
Nut 82 aus der ersten Schmelzeübertragungsdüse 36 zur zweiten
Schmelzeübertragungsdüse 38 strömt, falls die
Schmelzeübertragungseinheit 40 in
der geöffneten
Position ist. Zusätzlich
optimiert die halbmondförmige
Form der Nut 82 die Festigkeit der Ventilnadel 70 in
dem Bereich der Nut 82.
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Wie
in den 2 bis 4 gezeigt, ist zumindest ein
Teil der äußeren Oberflächen 84, 85 der Ventilnadeln 70, 72 der
Schmelzeübertragungseinheit 40 kontinuierlich
in Eingriff mit den Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46 und 47.
Als Folge ist der Verschleiß der
Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46, 47 reduziert.
Der kontinuierliche Eingriff der Ventilnadel 70, 72 mit
den Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46, 47 bewirkt
zusätzlich die
Ausrichtung der Ventilnadeln 70, 72 in den ersten und
zweiten Schmelzeübertragungsdüsen 36, 38. Dies
ist im Besonderen in Fällen
nützlich,
in denen der Einspritzdruck hoch ist und die Übertragungsdüsenbauteile
sehr lang sind.
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Es
ist selbstverständlich,
dass die ersten und zweiten Ventilnadeln 70, 72 umgekehrt
werden können,
so dass die Nut 82 in der Ventilnadel 72 vorgesehen
ist, die sich durch das zweite Übertragungsbauteil 38 erstreckt.
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Der
Betrieb der Stapelspritzgießvorrichtung 10 nach
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die 2 bis 4 allgemein
beschreiben. 2 zeigt die Stapelspritzgießvorrichtung
in einer Schmelzelieferposition und die Schmelzeübertragungseinheit 40 in
der geöffneten
Position. In dieser Position wird der Schmelzestrom von unter Druck
stehenden formbaren Material von der Maschinendüse 12 durch die Eingussbuchse 34,
den Schmelzekanal 35 und die ersten und zweiten Schmelzeübertragungsdüse 36 und 38 an
einen Verteilerkanal 51 des Verteilers 50 geliefert.
Der Verteiler 50 verteilt den Schmelzestrom zu einer Reihe
von Düsen 44.
Der Schmelzestrom strömt
durch die Düsen 44 über die
Formangussöffnungen 45 in
die Formhohlräume 30, 32,
in denen die Schmelze gekühlt
wird, um geformte Teile (nicht gezeigt) herzustellen.
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Sobald
die geformten Teile produziert worden sind, wird die Strömung der
Schmelze von der Maschinendüse 12 unterbrochen.
Der Kolben 74 wird dann betätigt, um die ersten und zweiten
Ventilnadeln 70, 72 der Schmelzeübertragungseinheit 40 von
der geöffneten
Position aus 2 in Richtung auf die geschlossenen
Positionen aus 3 zu bewegen. Wenn die erste
Ventilnadel 70 sich zurückzieht,
wird die in der Nut 82 befindliche Schmelze von den Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46, 47 weg
in den ersten Schmelzeübertragungskanal 37 transportiert.
Die äußere Oberfläche 84 der
Ventilnadel 70 bewegt sich hinter die Schmelzeübertragungs-Angussöffnung 46, 47,
um im Wesentlichen die gesamte Schmelze aus den Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46, 47 zu
beseitigen, bevor die Formhohlräume 30, 32 geöffnet werden.
Die Ventilnadeln 70, 72 sitzen dann in den Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46, 47,
um die Strömung der
Schmelze zwischen den ersten und zweiten Übergängen 37, 39 der
ersten und zweiten Schmelzeübertragungsdüsen 36 oder
bzw. 38 zu blockieren, wie in 3 dargestellt.
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Die
bewegbare mittlere Platte 16 und die bewegbare zweite Platte 18 trennen
sich dann von der stationären
ersten Platte 14 an den Teilungslinien 26 oder
bzw. 28 und bewegen sich in eine Schmelzeunterbrechungsposition,
die in 4 dargestellt ist. Wenn sich die Platten 14, 16 und 18 trennen,
tritt zwischen den ersten und zweiten Schmelzeübertragungsdüsen 36 und 38 im
Wesentlichen keine Fädenbildung
auf. In dieser Position werden die geformten Teile aus den Formhohlräumen 30, 32 aufgeworten.
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Bezug
nehmend auf die 7, 8 und 9 wird
eine Stapelspritzgießvorrichtung 10a nach
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt, in der ähnliche Teile durch ähnliche
Bezugsziffern gekennzeichnet sind. Die Stapelspritzgießvorrichtung 10a ist
der Stapelspritzgießvorrichtung 10 aus 1 ähnlich,
jedoch ist die Schmelzeübertragungseinheit 40 durch
eine Schmelzeübertragungseinheit 40a ersetzt.
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Die
Schmelzeübertragungseinheit 40a ist zwischen
der ersten Schmelzeübertragungsdüse 36a und
der zweiten Schmelzeübertragungsdüse 38a vorgesehen,
um dazwischen die Strömung
der Schmelze zu steuern. Die Schmelzeübertragungseinheit 40a umfasst
eine erste Ventilnadel 70a, die sich durch den ersten Schmelzeübertragungskanal 37a der
ersten Schmelzeübertragungsdüse 36a erstreckt
und eine zweite Ventilnadel 72a, die sich durch den zweiten Übertragungskanal 39a der
zweiten Schmelzeübertragungsdüse 38a erstreckt.
Die Ventilnadeln 70a, 72a sind axial in den Schmelzeübertragungskanälen 37a und 39a bewegbar
in einer ähnlichen
Art und Weise, wie die Ventilnadeln 70 und 72 der 2 bis 4.
Die ersten und zweiten Ventilnadeln 70a, 72a umfassen
freie Enden 92a und entsprechend 96a, um mit entsprechenden
Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46a und 47a der Schmelzeübertragungsdüsen 36a und 38a zusammen
zu passen. Die freien Enden 92a und 96a stoßen aneinander
an, wenn die Spritzgießvorrichtung 10a in
einer Schmelzelieferposition ist, wie in den 7 und 8 dargestellt.
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Bezug
nehmend auf die 10 bis 12 wird
eine erste Ventilnadel 70a gezeigt. Ein Paar von gegenüberliegenden
Nuten oder Einkerbungen 81a und 82a ist in einer äußeren Oberfläche 84a der
ersten Ventilnadel 70a eingeformt. Die Nuten 81a und 82a erstrecken
sich entlang eines Teils der Ventilnadel 70a auf gegenüberliegenden
Seiten der Ventilnadel. Die Nuten 81a und 82a treffen
sich miteinander, um eine Öffnung 95 bereitzustellen,
die sich durch die erste Ventilnadel 70a erstreckt. Wenn
die Schmelzeübertragungseinheit 40a in
der geöffne ten Position
ist, ist die Öffnung 95 der
Schmelzeübertragungseinheit 40a mit
der Teilungslinie 26a der Spritzgießvorrichtung 10a ausgerichtet,
um zu erlauben, dass die Schmelze von dem ersten Schmelzeübertragungskanal 37a zu
dem zweiten Schmelzeübertragungskanal 39a strömt. Jede
der Nuten 81a, 82a weist ein im Allgemeinen glattes
Profil auf, das so ausgebildet ist, um die Schmelzeströmung durch
die Öffnung 95 zu
optimieren.
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Es
ist für
den zuständigen
Fachmann offensichtlich, dass die Nuten 81a und 82a in
ihrer Länge und
ihrem Übergang
variieren können
und der Übergang
von der äußeren Oberfläche 84a zu
der Öffnung 95 in
Abhängigkeit
von der Anwendung mehr oder wenig abgestuft sein kann. Weiter kann
die Öffnung 95 so
ausgebildet sein, um eine gewünschte Rate
des Volumenstroms zwischen der ersten Schmelzeübertragungsdüse 36a und
der zweiten Schmelzeübertragungsdüse 38a anzupassen.
Die gegenüberliegenden
Nuten 81a, 82a können, falls gewünscht, voneinander
unterschiedliche Profile aufweisen.
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Der
Betrieb der Stapelspritzgießvorrichtung 10a wird
nun allgemein mit Bezug auf die 7 bis 9 beschrieben. 7 zeigt
die Stapelspritzgießvorrichtung 10a in
der Schmelzelieferposition und die Schmelzeübertragungseinheit 40a in
der geöffneten Position.
In dieser Position wird ein Schmelzestrom von unter Druck stehendem
formbarem Material von der ersten Schmelzeübertragungsdüse 36a durch
die zweite Schmelzeübertragungsdüse 38a geliefert,
um eine Reihe von Formhohlräumen
zu füllen.
Sobald ein Einspritzzyklus beendet ist, bewegt sich die Schmelzeübertragungseinheit
in die geschlossene Position aus 8. Wenn
die Ventilnadel 70a sich zurückzieht, bewegt sich die äußere Oberfläche 84a der
Ventilnadel 70a in der Nähe des freien Endes 92a der
Ventilnadel hinter die Schmelzeübertragungs-Angussöffnung 46, 47,
um im Wesentlichen die gesamte Schmelze dort zu beseitigen. Die
Ventilnadeln 70a, 72a sitzen dann in den Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46a, 47a,
um die Strömung
der Schmelze zwischen dem ersten Schmelzeübertragungskanal 37a und
dem zweiten Schmelzeübertragungskanal 39a zu
blockieren. Die Stapelspritzgießvorrichtung 10a trennt
sich dann an der Trennungslinie 26a, wie in 9 gezeigt,
auf, um zu erlauben, dass die geformten Teile ausgeworten werden.
Die Schmelzeübertragungseinheit 40a stellt
sicher, dass im Wesentlichen keine Fädenbildung zwischen den ersten
und zweiten Schmelzeübertragungsdüsen 36a, 38a auftritt.
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Während des
Bertriebs ist die äußere Oberfläche 84a der
Ventilnadel 70a, die zwischen den sich gegenüberliegenden
Nuten 81a, 82a angeordnet ist, kontinuierlich
mit den Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46a, 47a in
Eingriff. Dies richtet die Ventilnadeln 70a, 72a in
den ersten und zweiten Schmelzeübertragungsdüsen 36a, 38a aus
und reduziert den Verschleiß der
Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46a, 47a.
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In
einer anderen Ausführungsform
treffen sich die gegenüberliegenden
Nuten 81a, 82a der ersten Ventilnadel 70a nicht,
wie in 13 gezeigt. Daher ist keine Öffnung 95 in
der Ventilnadel 70a vorgesehen. Wenn die Schmelzeübertragungseinheit
in der geöffneten
Position ist, strömt
die Schmelze an den gegenüberliegenden
Nuten 81a und 82a vorüber, um sich zwischen der ersten
Schmelzeübertragungsdüse 36a und
der zweiten Schmelzeübertragungsdüse 38a zu
bewegen.
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In
noch einer anderen Ausführungsform,
die in der 14 gezeigt ist, sind vier Nuten 81a, 82a, 81a' und 82a' in der äußeren Oberfläche 84a vorgesehen. Ähnlich zu
den vorher beschriebenen Ausführungsformen
strömt
die Schmelze an den Nuten 81a, 82a, 81a' und 82a' vorüber, um
sich zwischen der ersten Schmelzeübertragungsdüse 36a und
der zweite Schmelzeübertragungsdüse 38a zu
bewegen, wenn die Schmelzeübertragungseinheit
in der geöffneten
Position ist. Obwohl in der Ausführungsform aus 14 vier
Nuten gezeigt sind, ist es selbstverständlich, dass jede geeignete
Anzahl von Nuten in der äußeren Oberfläche der
Ventilnadel 70a vorgesehen sein kann.
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Weiter
kann die Ventilnadel 70a jede geeignete Querschnittsform
aufweisen, die es erlaubt, dass die Schmelze zwischen den ersten
und zweiten Schmelzeübertragungsdüsen 36a, 38a hindurchströmt, während weiterhin
zumindest ein Teil der äußeren Oberfläche 84a der
Ventilnadel 70a den Kontakt mit den Schmelzeübertragungs-Angussöffnungen 46a, 47a aufrecht
erhält,
um eine richtige Ausrichtung der Ventilnadel 70a in der
Schmelzeübertragungsdüse 36a zu
erlauben.
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Bezug
nehmend auf 15 wird eine Stapelspritzgießvorrichtung 10b gezeigt.
Die Stapelspritzgießvorrichtung 10b umfasst
eine Eingussbuchse 34b, die sich durch die stationäre erste
Platte 14b erstreckt, um Schmelze zu den ersten und zweiten
Schmelzeübertragungsdüsen 36b und 38b zu
liefern, die als Reihendüsen
ausgebildet sind. Die ersten und zweiten Schmelzeübertragungsdüse 36b, 38b sind
in Reihe zwischen der Maschinendüse 12b und
dem Verteiler 50b angeordnet, um einen Schmelzestrom von
unter Druck stehenden formbaren Material zu liefern.
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Die
Schmelzeübertragungseinheit 40b umfasst
eine erste Ventilnadel 70b und eine zweite Ventilnadel 72b.
Die erste Ventilnadel 70b wird durch einen Kolben 74b betätigt, der
in einem Zylinder 78b bewegbar ist. Die zweite Ventilnadel 72b bewegt
sich in Antwort auf die Bewegung der ersten Ventilnadel 70b.
Eine Feder 98b ist in dem Zylinder 80b angrenzend
an den Kolben 76b vorgesehen, um die zweite Ventilnadel 72b in
Richtung auf die erste Ventilnadel 70b vorzuspannen. Wie
gezeigt sind die Zylinder 78b, 80b auf einem Teil
des Weges entlang der ersten und zweiten Schmelzeübertragungsdüse 36b, 38b angeordnet.
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Die
erste Ventilnadel 70b der Schmelzeübertragungseinheit 40b kann,
wie in den 2 bis 5 gezeigt,
eine einzelne Nut 82 aufweisen oder, wie in den 7 bis 12 gezeigt,
ein Paar von gegenüberliegenden
Nuten 81a und 82b und eine Öffnung 95 aufweisen,
um der Schmelze zu erlauben zwischen der ersten Schmelzeübertragungsdüse 36b und
der zweiten Schmelzeübertragungsdüse 38b zu strömen. Alternativ
kann die erste Ventilnadel 70b eine der in 13 und 14 gezeigten
Nutenanordnungen umfassen.
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Jede
Art von ventilbetätigten
Reihendüsen kann
in der Stapelspritzgießvorrichtung 10b verwendet
werden, wie zum Beispiel die Düsen,
die beispielsweise offenbart sind in den US-Patenten Nr. 4,212,626,
4,380,426 und 6,086,356.
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Die
Schmelzeübertragungseinheit 40, 40a und 40b der
vorliegenden Erfindung kann in jeder ventilbetätigten Schmelzeübertragungsanordnung verwendet
werden, in der Schmelze direkt von einem ersten Strömungsdurchgang
auf einen zweiten Strömungsdurchgang übertragen
wird. Zum Beispiel kann die Schmelzeübertragungseinheit in das Schmelzeübertragungssystem
von mehrstufigen Stapelformen, wie in der PCT-Veröffentlichung
Nr. WO 00/67958 offenbart eingebaut werden.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Schmelzeübertragung in einer vierebigen
Stapelform erfolgen mithilfe einer Kombination einer zentralen Schmelzeübertragungseinheit,
wie in 15 gezeigt, um geschmolzenes
Material zu ersten und zweiten Formflächen zuzuführen und einer seitlichen Schmelzeübertragungseinheit,
wie in 1 gezeigt, um das geschmolzenes Material zu dritten
und vierten Formflächen
zuzuführen.
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In
jeder der oben beschriebenen Ausführungsform ist es selbstverständlich,
dass die ersten und zweiten Ventilnadeln umgedreht werden können, so
dass die zweite Ventilnadel eine der offenbarten Nutenanordnungen
aufweist und die erste Ventilnadel eine kontinuierliche äußere Oberfläche aufweist.
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Vielen
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die detaillierte
Darstellung ersichtlich und daher wird es durch die beigefügten Ansprüche beabsichtigt,
all diese Merkmale und Vorteile der Erfindung abzudecken, weiter,
da zahlreiche Modifikationen und Änderungen dem zuständigen Fachmann leicht
auffallen, ist es nicht gewünscht,
die Erfindung auf die dargestellte und beschriebene genaue Konstruktion
und Betriebsweise zu beschränken,
sondern entsprechend fallen alle geeigneten Modifikationen und äquivalente
Ausführungsformen
auf die zurückgegriffen
werden kann unter die Erfindung.