DE102011002586A1

DE102011002586A1 - Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE102011002586A1
Application number: DE102011002586A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schweininger; Christian Wagner
Original assignee: MHT Mold and Hotrunner Technology AG
Current assignee: MHT Mold and Hotrunner Technology AG
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2012-07-12
Also published as: CA2823775A1; JP2014506210A; WO2012095327A1; EP2663443A1; US20130287883A1; CN103402728A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine mit einem Heißkanal zur Zuführung einer plastifizierten Schmelze in ein Formwerkzeug, einer Verschlussnadel zum wahlweisen Verschließen oder Öffnen des Heißkanals, einem mit der Verschlussnadel verbundenen Kolben, der in einem Gehäuse mit einer Öffnung angeordnet ist und das Gehäuse in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, und einer Abdeckplatte mit einem ersten und einem zweiten Fluidauslass, wobei das Gehäuse einen ersten Fluideinlass, der mit der ersten Kammer in Verbindung steht, und einen zweiten Fluideinlass, der mit der zweiten Kammer in Verbindung steht, aufweist, die derart angeordnet sind, dass Fluid über den ersten Fluidauslass der Abdeckplatte in den ersten Fluideinlass des Gehäuses und Fluid über den zweiten Fluidauslass der Abdeckplatte in den zweiten Fluideinlass des Gehäuses überführt werden kann, so dass der Kolben beidseitig mit Fluid beaufschlagt werden kann, wobei die zweite Kammer an der der Abdeckplatte zugewandten Seite des Kolbens angeordnet ist. Um eine Spritzgießmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei der auch bei größeren Temperaturänderungen des Heißkanalblocks eine optimale Fluidübergabe zwischen Abdeckplatte einerseits und Gehäuse andererseits gewährleistet ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß sich die zweite Fluideinlassöffnung des Gehäuses und die zweite Fluidauslassöffnung der Abdeckplatte in ihren Querschnittsflächen unterscheiden und/oder von der Achse der Verschlussnadel unterschiedlich weit entfernt sind, wobei ein Adapterelement mit einer Fluideinlassöffnung und einer Fluidauslassöffnung vorgesehen ist, welches derart ausgestaltet ist, dass das von der Abdeckplatte über die zweite Fluidauslassöffnung bereitgestellte Fluid über die Fluideinlassöffnung in das Adapterelement und über die Fluidauslassöffnung von dem Adapterelement in die zweite Fluideinlassöffnung des Gehäuses geführt werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine mit einem Heißkanal zur Zuführung einer plastifizierten Schmelze in ein Formwerkzeug. Hierbei ist eine Verschlussnadel zum wahlweisen Verschließen oder Öffnen des Heißkanals vorgesehen, wobei die Verschlussnadel mit einem Kolben verbunden ist, der in einem Gehäuse mit einer Öffnung angeordnet ist und beidseits mit einem Fluid beaufschlagt werden kann. Mit Hilfe des Fluids kann somit der Kolben und daher auch die mit dem Kolben verbundene Verschlussnadel innerhalb des Gehäuses bewegt werden, um den Heißkanal gegenüber dem Formwerkzeug zu verschließen oder zu öffnen.
Der Kolben unterteilt das Gehäuse in eine erste und eine zweite Kammer. Weiterhin ist eine Abdeckplatte vorgesehen, mit einem ersten und einem zweiten Fluidauslass, wobei das Gehäuse einen ersten Fluideinlass, der mit der ersten Kammer in Verbindung steht, und einen zweiten Fluideinlass, der mit der zweiten Kammer in Verbindung steht, aufweist, wobei Abdeckplatte und Gehäuse derart angeordnet sind, dass Fluid über den ersten Fluidauslass der Abdeckplatte in den ersten Fluideinlass des Gehäuses und Fluid über den zweiten Fluidauslass der Abdeckplatte in den zweiten Fluideinlass des Gehäuses überführt werden kann, so dass der Kolben beidseitig mit Fluid beaufschlagt werden kann, wobei die Abdeckplatte mit dem Gehäuse und dem Kolben die erste Kammer bildet.
Die Abdeckplatte verschließt die Öffnung des Gehäuses. Eine solche Spritzgießmaschine ist beispielsweise in der US 4,173,448 beschrieben.
Bei der gezeigten Ausführungsform weist die Abdeckplatte Ausnehmungen auf, in die das Gehäuse hineinragt, so dass das Gehäuse zum Teil innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist.
Da durch den Heißkanal die im Allgemeinen erhitzte plastifizierte Schmelze zugeführt wird und ein Heißkanalblock, in dem der Heißkanal angeordnet ist, aufgrund einer Vielzahl von darin angeordneten mit jeweils einem Kolben verbundenen Verschlussnadeln eine erhebliche Ausdehnung besitzt, verändert sich bei der Inbetriebnahme der Spritzgießmaschine die exakte Position der Verschlussnadel relativ zu der Abdeckplatte aufgrund der mit der Temperaturerhöhung verbundenen thermischen Ausdehnung von Gehäuse und Heißkanalblock.
Dies führt zum einen dazu, dass das Gehäuse bei einer Erwärmung des Heißkanalblocks und des damit verbundenen Gehäuses sich in Richtung Abdeckplatte ausdehnt. Zudem kommt es jedoch auch zu einer Verschiebung des Gehäuses senkrecht zur Nadelachse, so dass bei der Dimensionierung der Fluidauslassöffnung der Abdeckplatte und der Fluideinlassöffnung des Gehäuses darauf zu achten ist, dass diese möglichst sowohl im kalten Zustand als auch bei Betriebstemperatur miteinander fluchten, um eine Übergabe des Fluids von der Abdeckplatte in das Gehäuse bei allen Temperaturen zu gewährleisten.
Bei der eingangs genannten US 4,173,448 sind in der Gehäusewand mehrere Kanäle eingebracht, die den zweiten Fluideinlass des Gehäuses mit der zweiten Kammer verbinden. Der Fluideinlass des Gehäuses wird durch eine ringförmige Nut gebildet, in deren Nutgrund die Kanäle enden. Um sicherzustellen, dass der Fluidauslass der Abdeckplatte und der Fluideinlass des Gehäuses über einen weiten Temperaturbereich zumindest teilweise miteinander fluchten, so dass eine Fluidübergabe gewährleistet ist, muss daher die Gehäusewand relativ dick ausgeführt werden, um entsprechend große Kanalbohrungen einbringen zu können. Dennoch kann es, wenn Gehäuse und Abdeckplatte nicht perfekt zueinander ausgerichtet sind, bei einer Temperaturänderung passieren, dass keine zufriedenstellende Fluidübergabe zwischen Abdeckplatte und Gehäuse mehr möglich ist, was zu einer verminderten oder gar fehlenden Steuermöglichkeit des Verschlussventils führen kann.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spritzgießmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei der auch bei größeren Temperaturänderungen des Heißkanalblocks eine optimale Fluidübergabe zwischen Abdeckplatte einerseits und Gehäuse andererseits gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass sich die zweite Fluideinlassöffnung des Gehäuses und die zweite Fluidauslassöffnung der Abdeckplatte in ihren Querschnittsflächen unterscheiden und/oder von der Achse der Verschlussnadel unterschiedlich weit entfernt sind, wobei ein Adapterelement mit einer Fluideinlassöffnung und einer Fluidauslassöffnung vorgesehen ist, welches derart ausgestaltet ist, dass das von der Abdeckplatte über die zweite Fluidauslassöffnung bereitgestellte Fluid über die Fluideinlassöffnung in das Adapterelement und über die Fluidauslassöffnung von dem Adapterelement in die zweite Fluideinlassöffnung des Gehäuses geführt werden kann.
Durch das erfindungsgemäße Adapterelement kann die Fluidübergabe auch bei größeren Temperaturänderungen gewährleistet werden. So kann beispielsweise die Fluideinlassöffnung des Adapterelements einen deutlich größeren Querschnitt haben als die zweite Fluidauslassöfnung der Abdeckplatte. Wenn dann das Adapterelement mit dem Gehäuse verbunden wird, hat dies zur Folge, dass bei einer Erwärmung des Heißkanalblocks sich das Adapterelement zusammen mit dem Gehäuse relativ zur Abdeckplatte bewegt. Aufgrund des großen Querschnitts des Fluideinlasses des Adapaterelements führt eine Relativverschiebung jedoch nicht dazu, dass kein Fluid mehr übergeben werden kann.
Für die Verbindung des Adapterelements mit dem Gehäuse kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Adapterelement in einer Richtung senkrecht zur Achse der Verschlussnadel formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist. So kann beispielsweise das Adapterelement ein sich im Wesentlichen senkrecht zur Nadelachse erstreckendes Basisteil und einen sich im Wesentlichen parallel zur Nadelachse erstreckenden hohlzylinderförmigen Fortsatz aufweisen. Dieser Fortsatz kann entweder das Gehäuse zumindest teilweise umgeben oder zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Dabei sind hohlzylinderförmiger Fortsatz und Gehäuse derart ausgebildet, dass durch das Aufsetzen des Fortsatzes bzw. das Einsetzen des Fortsatzes eine Relativbewegung senkrecht zur Nadelachse zwischen Gehäuse einerseits und Adapterelement andererseits nicht möglich ist. Mit anderen Worten wird durch den hohlzylinderförmigen Fortsatz die formschlüssige Verbindung bereitgestellt.
Um einen möglichst platzsparenden Aufbau zu gewährleisten, ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der Kolben zumindest teilweise innerhalb des hohlzylinderförmigen Fortsatzes angeordnet ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zudem vorgesehen, dass die zweite Fluideinlassöffnung des Gehäuses von der Innenwand des Gehäuses und der Außenwand des Fortsatzes gebildet wird. Mit anderen Worten weist in diesem Fall das Gehäuse keinen innerhalb des Gehäuses liegenden Kanal auf, der die zweite Auslassöffnung des Adapterelements mit der zweiten Kammer verbindet. Statt dessen wird der Fluidkanal zwischen dem hohlzylinderförmigen Fortsatz und dem Gehäuse ausgebildet.
Dazu kann der Fortsatz an seiner Außenseite mindestens eine und vorzugsweise eine Vielzahl von im Wesentlichen parallel zur Nadelachse verlaufende Nuten aufweisen.
Innerhalb dieser Nuten wird das Fluid in die zweite Kammer geleitet bzw. kann aus der zweiten Kammer entweichen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform liegt die zweite Fluidauslassöffnung der Abdeckplatte näher an der Nadelachse als die Fluideinlassöffnung des Gehäuses.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn die Fluideinlassöffnung des Adapterelements und die Fluidauslassöffnung des Adapterelements sich in ihren Querschnittsflächen unterscheiden und/oder von der Achse der Verschlussnadel unterschiedlich weit entfernt sind.
Um die Herstellung des Gehäuses weiter zu vereinfachen, kann es zudem von Vorteil sein, wenn das Gehäuse ein im Wesentlichen hohlzylinderförmiges Mantelteil und ein Bodenteil aufweist, wobei das Bodenteil eine Nadeldurchführung aufweist.
Dabei weist das Bodenteil mit Vorteil einen im Wesentlichen zylindrischen Vorsprung auf, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Mantelteils entspricht.
Weiterhin können Abdeckplatte, Heißkanalblock und Gehäuse derart angeordnet sein, dass bei einer ersten Temperatur des Heißkanalblocks zwischen dem Gehäuse und der Abdeckplatte ein Abstand verbleibt, und bei einer zweiten Temperatur des Heißkanalblocks, die höher als die erste Temperatur ist, das Gehäuse aufgrund der thermischen Ausdehnung von Heißkanalblock und/oder Gehäuse derart mit der Abdeckplatte in Kontakt tritt, dass die Abdeckplatte die Öffnung des Gehäuses verschließt, wobei vorzugsweise zwischen Gehäuse und Abdeckplatte eine flexible Dichtung vorgesehen ist, die derart ausgestaltet ist, dass die Abdeckplatte die Öffnung des Gehäuses in einer Position verschließt, in der Abdeckplatte und Gehäuse voneinander beabstandet sind.
Es versteht sich, dass hierfür das Adapterelement als Teil des Gehäuses anzusehen ist. Daher kann die flexible Dichtung auch zwischen Adapterelement als Teil des Gehäuses und Abdeckplatte vorgesehen sein.
Mit anderen Worten sorgt die flexible Dichtung dafür, dass die Gehäuseöffnung durch die Abdeckplatte verschlossen werden kann, obgleich sich bei weiterer Erwärmung des Heißkanalblocks und des Gehäuses der Abstand zwischen Gehäuse und Abdeckplatte noch verringert.
Die flexible Dichtung lässt auch eine Relativbewegung zwischen Abdeckplatte einerseits und Gehäuse andererseits senkrecht zur Nadelachse zu, da im begrenzten Maße eine Gleitbewegung der flexiblen Dichtung auf der Abdeckplattenfläche bzw. auf der Gehäusestirnseite möglich ist.
Beispielsweise kann das Gehäuse und/oder die Abdeckplatte eine entsprechende Nut aufweisen, in die die flexible Dichtung, z. B. ein O-Ring, eingelegt werden kann. Dabei sind flexible Dichtung und Nut am besten derart ausgebildet, dass bei Erreichen der Betriebstemperatur das Gehäuse direkt mit der Abdeckplatte in Kontakt tritt, so dass in dieser Situation die flexible Dichtung keine Dichtfunktion mehr wahrnehmen muss.
Weiterhin können zwei flexible Dichtungen zwischen Gehäuse und Abdeckplatte vorgesehen sein, wobei die beiden flexiblen Dichtungen derart angeordnet sind, dass über die erste Fluidzuführung der Abdeckplatte Fluid nur in die erste Gehäusekammer und über die zweite Fluidzuführung der Abdeckplatte Fluid nur in die zweite Gehäusekammer zugeführt werden kann.
Mit anderen Worten sind die beiden flexiblen Dichtungen derart angeordnet, dass die erste und die zweite Fluidzuführung der Abdeckplatte durch eine der flexiblen Dichtungen voneinander getrennt sind.
Beispielsweise können die flexiblen Dichtungen durch zwei konzentrisch zueinander angeordnete O-Ringe gebildet werden. Die erste Fluidzuführung der Abdeckplatte ist dann beispielsweise derart angeordnet, dass die Fluidzuführung innerhalb des inneren O-Rings erfolgt, während die zweite Fluidzuführung so angeordnet ist, dass die Fluidzuführung zwischen dem inneren O-Ring und dem äußeren O-Ring erfolgt.
Weiterhin kann das Adapterelement eine Kolbenanschlagsfläche aufweisen, die derart angeordnet ist, dass der Kolben in einer seiner Maximalpositionen an der Kolbenanschlagsfläche anliegt. Durch das Beaufschlagen der beiden Seiten des Kolbens mit dem Fluid wird der Kolben innerhalb des Gehäuses hin und her bewegt, wodurch die Verschlussnadel von der geöffneten Position in die geschlossene Position bewegt werden kann. Durch die Kolbenanschlagsfläche ist sichergestellt, dass auch in der Kolbenposition, in der der Kolben dem Adapterelement am nächsten angeordnet ist, genügend Raum zwischen Kolben einerseits und Adapterelement bzw. Abdeckplatte andererseits verbleibt, so dass die effektive Fläche, die mit dem Fluid beaufschlagt werden kann, ein Mindestmaß nicht unterschreitet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen sowie der zugehörigen Figuren. Es zeigen:
1 eine Schnittansicht eines Gehäuses des Standes der Technik,
2 eine Schnittansicht, in der eine Ausführungsform des Standes der Technik und die erste Ausführungsform der Erfindung gegenübergestellt werden,
3 eine Ansicht der ersten Ausführungsform,
4 eine Explosionsdarstellung der ersten Ausführungsform der Erfindung,
5 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
6a bis 6c drei Ansichten des glockenförmigen Elements der zweiten Ausführungsform der Erfindung,
7 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
8 eine weitere Schnittansicht der dritten Ausführungsform der Erfindung,
9 eine Ansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
10a bis 10c drei Ansichten des Adapterelements der vierten Ausführungsform der Erfindung gemäß 9,
11 eine Ansicht einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
12 eine Ansicht der sechsten Ausführungsform der Erfindung.
In 1 ist ein Teil einer Spritzgießmaschine des Standes der Technik gezeigt. Zu erkennen ist der Heißkanalblock 1, dessen Ausgang mit Hilfe der Verschlussnadel 2 geöffnet bzw. verschlossen werden kann. Die Verschlussnadel 2 ist mit dem Kolben 3 verbunden, welcher innerhalb eines Gehäuses 4 geführt wird und dieses in eine erste Gehäusekammer 5 und eine zweite Gehäusekammer 6 unterteilt. Der Kolben 3 kann von oben über die erste Gehäusekammer oder über den Fluideinlass 7 und die untere Gehäusekammer 6 mit einem Fluid beaufschlagt werden, um den Kolben 3 innerhalb des Gehäuses 4 nach oben und unten zu bewegen und dadurch ein Verschließen oder Öffnen der Verschlussnadel zu bewirken.
In 2 ist auf der rechten Seite die in 1 gezeigte Ausführungsform des Standes der Technik gezeigt. Auf der linken Seite ist eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Oberhalb des Gehäuses 4 ist die Abdeckplatte 8 angeordnet. In die Abdeckplatte 8 ist eine Ausnehmung eingebracht, in die das Gehäuse 4 hineinragt. Die Abdeckplatte 4 ist mit einem Abdeckelement 9 verbunden. Über dieses Abdeckelement 9 kann wahlweise die erste Gehäusekammer 5 oder die zweite Gehäusekammer 6 mit einem Fluid beaufschlagt werden, um den Kolben 3 innerhalb des Gehäuses 4 zu bewegen. Das Adapterelement kann auch einstückig mit der Abdeckplatte ausgebildet sein.
In der in 2 rechts gezeigten Position befindet sich der Kolben 3 in seiner unteren Position, d. h. das Ventil hat den Heißkanal verschlossen. Um den Kolben 3 nach oben zu bewegen und damit die Verschlussnadel 2 in die geöffnete Position zu bewegen, muss über das Abdeckelement 9 Fluid über den Fluideinlass 7 in das Gehäuse 4 eingebracht werden. Der Fluideinlass 7 des Gehäuses 4 ist über einen Kanal innerhalb der Wand (in der Figur nicht zu sehen) mit der unteren Gehäusekammer 6 verbunden. Wird daher Fluid über diesen Fluidkanal zugeführt, so erhöht sich der Druck in der unteren Kammer 6, und der Kolben 3 bewegt sich in 1 nach oben, wodurch sich der obere Gehäuseraum 5 verkleinert, bis der Kolben 3 an dem Abdeckelement 9 anliegt.
In dem gezeigten Werkzeug herrschen im Betriebszustand extreme Temperaturunterschiede. Während der Heißkanalblock 34, über die die plastifizierte erhitzte Schmelze zugeführt wird, bei hoher Temperatur (größer als 250°C) arbeitet, ist die Abdeckplatte 8 in der Regel gekühlt und arbeitet daher bei deutlich niedrigerer Temperatur (ungefähr 20°C).
Durch die hohen Temperaturunterschiede ist die thermische Ausdehnung der einzelnen Elemente zu berücksichtigen. Das Gehäuse 4 ist daher derart dimensioniert, dass es im kalten Zustand, d. h., wenn der Heißkanalblock 34 und das Gehäuse 4 noch nicht auf Betriebstemperatur sind, nicht mit dem Abdeckelement 9 in Kontakt tritt. In dieser Situation kann das Abdeckelement 9 somit das Gehäuse 4 nicht verschließen, und die Verschlussnadel 2 kann nicht über die Fluidzufuhr gesteuert werden. Vor Beginn der Spritzvorgangs muss daher der Heißkanalblock 34 erwärmt werden. Dadurch dehnt sich das Material aus und der Spalt zwischen Gehäuse 4 einerseits und Abdeckelement 9 andererseits verkleinert sich bis das Gehäuse 4 auf dem Abdeckelement 9 aufsetzt und gegen dieses gepresst wird. Dadurch wird die Öffnung des Gehäuses 4 durch das Abdeckelement 9 verschlossen. In diesem Zustand kann über geeignete Fluidsteuerung über das Abdeckelement 9 der Kolben 3 und damit die Verschlussnadel 2 gesteuert werden.
Um bereits bei Temperaturen, die unterhalb der Endbetriebstemperatur liegen, eine Steuerung der Verschlussnadel 2 zu erlauben, ist das Gehäuse 4 derart ausgelegt, dass es bereits bei einer Temperatur, die deutlich unter der Betriebstemperatur liegt, mit dem Abdeckelement 9 in Kontakt tritt. Bei weiterer Erwärmung des Heißkanalblocks 34 auf die Betriebstemperatur wird daher das Gehäuse 4 mit großer Kraft gegen das Abdeckelement 9 gepresst. Es müssen daher erhebliche Kräfte abgefangen werden.
Da meist eine ganze Reihe von Verschlussnadeln innerhalb des Heißkanalblocks 34 nebeneinander angeordnet sind, spielt auch die Ausdehnung des Heißkanalblocks 34 in Querrichtung, d. h. quer zur Verschlussnadelachse, eine Rolle, so dass es unter Umständen zu Verbiegungen oder Verkantungen des Gehäuses kommen kann, wenn das Gehäuse 4 bereits mit dem Abdeckelement 9 in Kontakt getreten ist und aufgrund einer weiteren Erwärmung des Heißkanalblocks 34 es zu einer Relativbewegung zwischen Gehäuse 4 und Abdeckelement 9 kommt.
In der in 2 links gezeigten Ansicht ist eine erste Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Auch hier wird ein Kolben 3', der mit einer Verschlussnadel 2 verbunden ist, innerhalb eines Gehäuses 4' geführt, der den Hohlraum innerhalb des Gehäuses 4' in zwei Teilräume 5 und 6 unterteilt. Zur Abdichtung der beiden Teilräume weist der Kolben eine umlaufende Nut 35 auf, in die eine Dichtung eingelegt werden kann.
Sowohl die obere Kammer 5 als auch die untere Kammer 6 kann wahlweise mit einem Fluid beaufschlagt werden, d. h. unter Druck gesetzt werden, um eine Bewegung des Kolbens 3' innerhalb des Gehäuses 4' nach oben bzw. unten zu bewirken, um damit die Verschlussnadel 2 von ihrer offenen Position in die geschlossene Position und zurück zu bewegen.
Das Gehäuse 4' weist hier ein Adapterelement 10 auf, welches die Öffnung des Gehäuses 4' teilweise verschließt. Dieses Adapterelement 10 weist eine innere im Wesentlichen kreisförmige Nut 15 und eine äußere im Wesentlichen kreisförmige Nut 14 auf. In diese Nuten ist eine flexible Dichtung, im vorliegenden Fall ein O-Ring, eingelegt (nicht gezeigt). Diese Dichtung steht über der dem Kolben 3' abgewandten Seite des Adapterelements 10 vor, so dass sie eine Abdichtung zwischen Adapterelement 10 einerseits und Abdeckelement 9' andererseits bereitstellt, selbst wenn sich Adapterelement 10 und Abdeckelement 9' noch nicht berühren. Durch diese Maßnahme wird daher bei Temperaturen, die deutlich unterhalb der Betriebstemperatur liegen, bereits eine Abdichtung zwischen Gehäuse und Abdeckelement bereitgestellt, so dass eine effektive Steuerung der Verschlussnadel 2 möglich ist. Spätestens dann, wenn die Betriebstemperatur des Heißkanalblocks 34 erreicht ist, hat sich das Gehäuse 4' so ausgedehnt, dass es mit dem Abdeckelement 9' in Kontakt tritt. In dieser Situation, die in 1 gezeigt ist, tragen die flexiblen Dichtungen, die in die Nuten 14 und 15 eingelegt sind, nicht mehr zur Dichtfunktion bei.
Über das Abdeckelement 9' kann einerseits zentral über den ersten Fluidauslass 16 Fluid in den ersten Fluideinlass 17 des Adapterelements 10 als auch über den zweiten Fluidauslass 19 in den zweiten Fluideinlass 12 des Adapterelementes zugeführt werden. Man erkennt, dass der zweite Fluidauslass 19 des Abdeckelements 9' näher an der Nadelachse angeordnet ist als der zweite Fluideinlass 12 des Gehäuses 4'. Zudem ist der zweite Fluidauslass 19 des Abdeckelements 9' mit einem größeren Querschnitt ausgestaltet als der zweite Fluideinlass 12 des Gehäuses 4'. Daher weist das Adapterelement 10 einen radial weiter innen liegenden zweiten Fluideinlass 12 mit größerer Querschnittsfläche und einen radial weiter außen liegenden zweiten Fluidauslass 13 mit kleinerer Querschnittsfläche auf.
Das Adapterelement 10 ist formschlüssig mit dem Gehäuse 4' verbunden, so dass sich das Adapterelement 10 zusammen mit dem Gehäuse 4' relativ zu dem Abdeckelement 9' bewegen kann. Bei einer Bewegung senkrecht zur Nadelachse führt aufgrund des Adapterelements 10 eine Bewegung nicht sofort zu einer Unterbrechung der Fluidzufuhr, wie dies nach nur geringfügiger Querverschiebung bei der Ausführungsform des Standes der Technik, die in 2 rechts gezeigt ist, der Fall ist.
Statt dessen wird eine Querverschiebung ermöglicht und dennoch eine Fluidübergabe gewährleistet.
In 3 ist eine Detailvergrößerung der ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Deutlich zu erkennen ist hier, dass der hohlzylindrische Fortsatz 11 eine Anschlagsfläche 18 bereitstellt. Zudem ist in der hier gezeigten Schnittansicht zu erkennen, dass der zweite Fluidauslass des Adapterelements 10 mit einem innerhalb des Gehäuses 4' verlaufenden Kanal verbunden ist, durch den das Fluid in die zweite Kammer 6 geleitet werden kann.
4 zeigt eine Explosionsansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ansicht ist besonders zu erkennen, dass das Gehäuse 4' aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Element und einem Bodenelement 22 besteht, das eine Durchführung für die Verschlussnadel 2 aufweist. Des Weiteren ist zu erkennen, dass der zweite Fluideinlass 12 des Adapterelementes 12 aus einer ringförmigen Nut besteht, in deren Nutgrund eine Reihe von Kanälen enden, welche den zweiten Fluideinlass des Adapterelementes 12 mit dem zweiten Fluidauslass des Adapterelementes, welcher ebenfalls als ringförmige Nut ausgebildet ist, verbinden.
In 5 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist hier das Adapterelement zusätzlich ein Kappen- oder Glockenelement 23 auf. Dieses kann – muss jedoch nicht – mit dem Adapterelement 10 verbunden sein. Das Kappenelement 24 ist in den 6a bis 6c noch einmal in drei unterschiedlichen Ansichten gezeigt. Es weist einen Kappenboden 25 sowie eine umgebende Mantelfläche 27 auf. Im Kappenboden ist eine Öffnung 26 vorgesehen, durch die das Fluid in die erste Kammer geleitet werden kann. Die Mantelfläche 27 weist eine Reihe von axial verlaufenden Nuten 28 auf, durch die sich ein Kanal zwischen Kappenelement 23 und Gehäuse 4' ergibt. Dieser Kanal ist in 5 mit der Bezugszahl 24 versehen.
An der dem Bodenteil 25 abgewandten Seite weisen die Nuten 28 entsprechende Ausnehmungen 29 zur Innenseite des Kappenelements auf, die im zusammengesetzten Zustand, wie in 5 zu erkennen ist, entsprechende Durchbrüche 29 zur zweiten Kammer 6 bereitstellen.
In den 7 und 8 sind zwei Schnittansichten einer dritten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform konnte auf das Abdeckelement verzichtet werden. Stattdessen tritt das Adapterelement 10'''' direkt mit der Abdeckplatte 8 in Eingriff. Das Fluid kann somit direkt von der Abdeckplatte 8 über die zweite Fluideinlassöffnung 12 des Adapterelementes 10'''', über die zweite Fluidauslassöffnung 13 des Adapterelementes 10'''' sowie den Fluidkanal 36 in die untere Gehäusekammer geleitet werden.
In 9 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das Adapterelement 10' weist hier ein einstückig angeformtes hohlzylindrisches Element 31 auf, das an seiner Außenseite, wie in den Darstellungen der 10a bis 10b zu erkennen ist, eine Vielzahl von Nuten 32 aufweist, so dass sich zwischen Abdeckelement einerseits und Gehäuse andererseits ein Kanal ergibt, durch den Fluid in die zweite Kammer 6 transportiert werden kann. Auch bei dieser Ausführungsform ist es daher nicht notwendig, einen innerhalb der Gehäusewand verlaufenden Kanal vorzusehen. Da das hohlzylindrische Element von dem Adapterelement gehalten wird, ist es nicht notwendig, dass es sich am Gehäuse abstützt, so dass die Ausnehmungen an der dem Adapterelement abgewandten Seite entfallen können, wenn an der Stirnseite des hohlzylindrischen Elements 31 ein Spalt zum Gehäuse verbleibt.
In 11 ist eine fünfte Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Hier ist die Gehäusewand zweiteilig aufgebaut, d. h. innerhalb des Gehäuses ist ein zylindrisches Element 33, das entsprechende axial verlaufende Nuten auf der Außenseite aufweist, angeordnet. Auch durch diese Ausführungsform kann eine Kanalführung innerhalb der Gehäusewand verhindert werden.
Schließlich ist in 12 eine sechste Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der das Adapterelement 10''' die Gehäusewand von außen umgreift und so zu einer formschlüssigen Verbindung führt.
Bezugszeichenliste

1: Heißkanal
2: Verschlussnadel
3, 3': Kolben
4, 4', 4'': Gehäuse
5: Gehäusekammer
6: Gehäusekammer
7: Fluideinlass
8: Abdeckplatte
9, 9', 9'', 9''': Abdeckelement
10, 10', 10''', 10'''': Adapterelement
11: hohlzylindrischer Fortsatz
12: zweiter Fluideinlass des Adapterelementes
13: zweiter Fluidauslass des Adapterelementes
14: Nut
15: Nut
16: erster Fluidauslass des Abdeckelementes
17: erster Fluideinlass des Gehäuses
18: Anschlagsfläche
19: zweiter Fluidauslass des Abdeckelementes
20, 21: O-Ring
22: Bodenelement
23: Kappen-, Glockenelement
24: Kanal
25: Kappenboden
26: Öffnung
27: Mantelfläche
28: Nut
29: Ausnehmung
30, 30': Vorsprung
31: hohlzylindrisches Element
32: Nut
33: zylindrisches Element
34: Heißkanalblock
35: Nut
36: Fluidkanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4173448 [0003, 0007]

Claims

Spritzgießmaschine mit einem Heißkanal zur Zuführung einer plastifizierten Schmelze in ein Formwerkzeug, einer Verschlussnadel zum wahlweisen Verschließen oder Öffnen des Heißkanals, einem mit der Verschlussnadel verbundenen Kolben, der in einem Gehäuse mit einer Öffnung angeordnet ist und das Gehäuse in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, und einer Abdeckplatte mit einem ersten und einem zweiten Fluidauslass, wobei das Gehäuse einen ersten Fluideinlass, der mit der ersten Kammer in Verbindung steht, und einen zweiten Fluideinlass, der mit der zweiten Kammer in Verbindung steht, aufweist, die derart angeordnet sind, dass Fluid über den ersten Fluidauslass der Abdeckplatte in den ersten Fluideinlass des Gehäuses und Fluid über den zweiten Fluidauslass der Abdeckplatte in den zweiten Fluideinlass des Gehäuses überführt werden kann, so dass der Kolben beidseitig mit Fluid beaufschlagt werden kann, wobei die zweite Kammer an der der Abdeckplatte zugewandten Seite des Kolbens angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweite Fluideinlassöffnung des Gehäuses und die zweite Fluidauslassöffnung der Abdeckplatte in ihren Querschnittsflächen unterscheiden und/oder von der Achse der Verschlussnadel unterschiedlich weit entfernt sind, wobei ein Adapterelement mit einer Fluideinlassöffnung und einer Fluidauslassöffnung vorgesehen ist, welches derart ausgestaltet ist, dass das von der Abdeckplatte über die zweite Fluidauslassöffnung bereitgestellte Fluid über die Fluideinlassöffnung in das Adapterelement und über die Fluidauslassöffnung von dem Adapterelement in die zweite Fluideinlassöffnung des Gehäuses geführt werden kann.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement in einer Richtung senkrecht zur Achse der Verschlussnadel formschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement ein sich im wesentlichen senkrecht zur Nadelachse erstreckendes Basisteil und einen sich im wesentlichen parallel zur Nadelachse erstreckenden hohlzylinderförmigen Fortsatz aufweist, wobei der Fortsatz zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben zumindest teilweise innerhalb des Fortsatzes angeordnet ist.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fluideinlassöffnung des Gehäuses von der Innenwand des Gehäuses und der Außenwand des Fortsatzes gebildet wird.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz an seiner Außenseite mindestens eine, im wesentlichen parallel zur Nadelachse verlaufende Nut aufweist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fluidauslassöffnung der Abdeckplatte näher an der Nadelachse liegt als die Fluideinlassöffnung des Gehäuses.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluideinlassöffnung des Adapterelements und die Fluidauslaßöffnung des Adapterelements sich in ihren Querschnittsflächen unterscheiden und/oder von der Achse der Verschlußnadel unterschiedlich weit entfernt sind.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein im wesentlichen hohlzylinderförmiges Mantelteil und ein Bodenteil aufweist, wobei das Bodenteil eine Nadeldurchführung aufweist.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenteil einen im wesentlichen zylindrischen Vorsprung aufweist, dessen Außendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser des Mantelteils entspricht.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Abdeckplatte, Heißkanalblock und Gehäuse derart angeordnet sind, dass bei einer ersten Temperatur des Heißkanalblocks zwischen dem Gehäuse und der Abdeckplatte ein Abstand verbleibt und bei einer zweiten Temperatur des Heißkanalblocks, die höher als die erste Temperatur ist, das Gehäuse aufgrund der thermischen Ausdehnung von Heißkanalblock und/oder Gehäuse derart mit der Abdeckplatte in Kontakt tritt, dass die Abdeckplatte die Öffnung des Gehäuses verschließt, wobei vorzugsweise zwischen Gehäuse und Abdeckplatte eine flexible Dichtung vorgesehen ist, die derart ausgestaltet ist, dass die Abdeckplatte die Öffnung des Gehäuses in einer Position verschließt, in der Abdeckplatte und Gehäuse voneinander beabstandet sind.