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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Plastifiziereinheit für eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Plastifiziereinheit.
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Unter Formgebungsmaschinen können Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden. Auch Formgebungsmaschinen, bei welchen die plastifizierte Formmasse einem offenen Formwerkzeug zugeführt wird, sind durchaus denkbar.
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Im Folgenden soll der Stand der Technik anhand einer Spritzgießmaschine umrissen werden. Analoges gilt allgemein für Formgebungsmaschinen.
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Gattungsgemäße Plastifiziereinheiten für Spritzgießmaschinen umfassen:
- - eine Plastifiziervorrichtung zum Plastifizieren einer Formmasse,
- - eine Schmelzeleitung zum Verbringen der plastifizierten Formmasse aus der Plastifiziervorrichtung,
- - ein in der Schmelzeleitung angeordnetes Ventilelement für die plastifizierte Formmasse, welches Ventilelement einen Ventilkörper und einen Ventilsitz aufweist,
wobei das Ventilelement dazu ausgebildet ist, einen Durchfluss von plastifizierter Formmasse zu verhindern, wenn der Ventilkörper am Ventilsitz anliegt.
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Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Plastifiziereinheiten, wie aus der
DE 69825498 T2 , bekannt, wobei zunächst über eine Plastifiziervorrichtung eine Formmasse plastifiziert wird und anschließend über eine Schmelzeleitung einer Einspritzeinheit zugebracht wird. Über diese Einspritzeinheit kann im Folgenden die plastifizierte Formmasse einem Formwerkzeug einer Spritzgießmaschine zugeführt werden.
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In der Schmelzeleitung zwischen Plastifiziervorrichtung und Einspritzeinheit ist es bekannt, ein Rückschlagventil anzuordnen, um den Rückfluss der plastifizierten Formmasse aus der Einspritzeinheit in die Plastifiziervorrichtung zu verhindern.
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Nachteilig hat sich jedoch dabei herausgestellt, dass besonders bei der Verwendung von Recyclingmaterialien und bei einer Entgasung der plastifizierten Formmasse im Einspritzzylinder oft entsprechende Rückschlagventile sich aufgrund wechselnder Druckbedingungen unkontrolliert öffnen.
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Auch bei einer Entgasung in der Plastifiziervorrichtung, bei welcher Unterdrücke entstehen, schließt sich automatisch das Rückschlagventil und der Schmelzefluss in die Einspritzeinheit wird ungewollt unterbrochen.
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Dies hat negative Auswirkungen auf den Gesamtprozess, da es zu unkontrollierbaren Schließungen der Schmelzeleitung kommen kann.
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Somit ist es aus dem Stand der Technik bekannt, anstelle der Rückschlagventile steuer- oder regelbare Ventilelemente in der Schmelzeleitung vorzusehen, wie es beispielsweise aus der
DE 10 2012 101280 A1 bekannt ist.
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Durch das gezielte Steuern oder Regeln eines Öffnens oder Schließens des Ventilelements in der Schmelzeleitung können gewisse Prozessbedingungen, Drücke und Volumenströme beeinflusst werden.
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Nachteilig an solchen Systemen hat sich jedoch herausgestellt, dass entsprechende Ventilelemente eine gewisse Leckage aufweisen, welche besonders bei hohen Drücken auftritt. Diese Leckage wird zwar oft zur Schmierung der Ventilelemente in Kauf genommen, stellt jedoch einen ungewollten Materialverlust dar, wobei es bei Aushärtungen der plastifizierten Formmasse im Ventilelement zur Beschädigung des Ventilelements kommen kann.
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Weitere aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsformen gehen beispielsweise aus der
JP S6158714 A , der
JP H10663 A , der
JP 2005-186336 A oder der
EP 1 647 388 A2 hervor.
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Vor allem bei zunehmendem Verschleiß des Ventilelementes im Laufe des Prozesses erhöht sich diese Leckage durch Verreibung oder anderen Abnützungen des Ventilelements.
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Vor allem bei Anwendungen von Recyclingmaterialien, im Speziellen Recycling-Kunststoffen bei Recycling- oder Compound-Anwendungen, liegen oft Verschmutzungen in der plastifizierten Formmasse vor, welche bei schaltbaren Ventilelementen vor allem mit erhöhtem Verschleiß zu Schaltungenauigkeiten oder Blockaden des Ventilelements führen können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Plastifiziereinheit bereitzustellen, bei welcher die zuvor beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise verbessert werden und/oder eine bessere Steuer- oder Regelbarkeit des Prozesses ermöglicht wird und/oder Leckagen im Wesentlichen verhindert werden können und/oder Wartungs- oder Reparaturaufwände verringert werden können und/oder eine zuverlässigere Prozessgenauigkeit umgesetzt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Plastifiziereinheit für eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einer Formgebungsmaschine mit einer solchen Plastifiziereinheit gelöst.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass eine Plastifiziereinheit für eine Formgebungsmaschine
- - eine Plastifiziervorrichtung zum Plastifizieren einer Formmasse aufweist,
- - eine Schmelzeleitung zum Verbringen der plastifizierten Formmasse aus der Plastifiziervorrichtung aufweist,
- - ein in der Schmelzeleitung angeordnetes Ventilelement für die plastifizierte Formmasse aufweist, welches Ventilelement einen Ventilkörper und einen Ventilsitz aufweist,
wobei das Ventilelement dazu ausgebildet ist, einen Durchfluss von plastifizierter Formmasse zu verhindern, wenn der Ventilkörper am Ventilsitz anliegt, wobei der Ventilkörper über ein Spannelement gegen den Ventilsitz vorgespannt ist.
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Somit ist es vorgesehen, dass eine festgelegte Vorspannung des Ventilkörpers gegenüber dem Ventilsitz überwunden werden muss, um den Ventilkörper vom Ventilsitz abzuheben und somit das Ventilelement zu öffnen, um den Durchfluss von plastifizierter Formmasse durch das Ventilelement zu ermöglichen.
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Durch Vorsehen eines entsprechenden Ventilelementes kann nun auf einfache Art und Weise ein Durchfluss von plastifizierter Formmasse unter definierten Bedingungen gesteuert werden, ohne aktiv das Ventilelement steuern oder regeln zu müssen, wodurch eine einfache Ausgestaltung des Ventilelementes ohne hohe aufwendige Schaltelemente ermöglicht wird.
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Durch die Vereinfachung der Schaltelemente können auch Verschleißteile reduziert werden, wodurch auch eine Leckage reduziert oder gegebenenfalls sogar ganz ausgeschlossen werden kann.
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Weiters kann über die Vorspannung mittels des Spannelementes ein definierter Prozessparameter gesteuert werden, sodass nur bei Vorliegen definierten Bedingungen zuverlässig eine Öffnung des Ventilelementes zugelassen wird.
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Beispielsweise kann das Ventilelement ganz einfach durch den Druck angesteuert werden, mit welchem die Formmasse und/oder Schmelzefluss beaufschlagt ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement dazu ausgebildet ist, einen Durchfluss von plastifizierter Formmasse zu verhindern, wenn der Ventilkörper am Ventilsitz anliegt und ein Durchfluss von plastifizierter Formmasse freizugeben, wenn der Ventilkörper vom Ventilsitz abgehoben oder beabstandet ist.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch ihren Einsatz in bereits bekannten Ausführungsvarianten des Standes der Technik, wie beispielsweise in der Beschreibungseinleitung beschrieben, ihren Einsatz finden und nachträglich installiert werden.
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Unter Formgebungsmaschinen können Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden. Auch Formgebungsmaschinen, bei welche die plastifizierte Formmasse einem offenen Formwerkzeug zugeführt wird, sind durchaus denkbar.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind anhand der abhängigen Ansprüche definiert.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Spannelement außerhalb eines Schmelzeflusses an plastifizierter Formmasse durch das Ventilelement angeordnet ist.
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So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass das Spannelement durch bauliche Bedingungen dermaßen angeordnet ist, dass es vom Schmelzefluss der plastifizierten Formmasse gesondert ist.
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Durch eine solche Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass das Spannelement nicht im direkten Kontakt mit der plastifizierten Formmasse steht und vorzugsweise von Verunreinigungen durch die plastifizierte Formmasse geschützt werden kann.
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Somit kann das Risiko minimiert (wenn nicht sogar ganz eliminiert) werden, dass das Spannelement durch Verunreinigungen - beispielsweise Ablagerungen von plastifizierter Formmasse oder erstarrter Formmasse - in seiner Funktion beeinträchtigt oder verändert wird.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Ventilkörper gegenüber dem Ventilsitz eine Kontaktfläche aufweist, welche Kontaktfläche in einer Schließstellung des Ventilelements am Ventilsitz des Ventilelements anliegt.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement als Rückstromsperre ausgebildet ist.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement als passives Ventilelement umgesetzt ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Kontaktfläche konisch ausgebildet ist und vorzugsweise der Ventilsitz eine entsprechende konische Gegenform aufweist, sodass die Kontaktfläche zumindest bereichsweise in einer Schließstellung des Ventilelements plan am Ventilsitz anliegt.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement in einer Schließstellung des Ventilelements einen Durchfluss von plastifizierter Formmasse durch das Ventilelement verhindert und/oder in einer Offenstellung ein Durchfluss von plastifizierter Formmasse durch das Ventilelement ermöglicht wird.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Spannelement wenigstens ein (bevorzugt mechanisches) Federelement aufweist, wobei durch das wenigstens eine Federelement der Ventilkörper gegenüber dem Ventilsitz vorgespannt ist.
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Durch Veränderung der Vorspannung, vorzugsweise durch gezielte Auslegung des Federelements und/oder des Spannelements, kann das Ventilelement eine Druckregulierung der plastifizierten Formmasse vornehmen, indem eine Öffnung des Ventilelements erst bei definiertem Druck der plastifizierten Formmasse ermöglicht wird.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Spannelement wenigstens ein elektromagnetisches, hydraulisches und/oder pneumatisches Element aufweist, wobei durch das wenigstens eine elektromagnetische, hydraulische und/oder pneumatische Element der Ventilkörper gegenüber dem Ventilsitz vorgespannt ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass durch gezielte Auslegung des Spannelements und/oder Federelements der Öffnungsweg des Ventilkörpers gegenüber dem Ventilsitz - je nach Druck der plastifizierten Formmasse - definiert wird, wodurch sich ein Volumenstrom über den Druck der plastifizierten Formmasse steuern lässt.
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Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass das Federelement als Spiralfeder ausgebildet ist.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Spannelement ein pneumatisches, elektromagnetisches und/oder hydraulisches System aufweist, wobei der Ventilkörper gegenüber dem Ventilsitz vorspannbar ist.
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Es ist vorgesehen, dass der Ventilkörper wenigstens eine Durchführöffnung aufweist, welche wenigstens eine Durchführöffnung dazu ausgebildet ist, in einer Offenstellung des Ventilelements einen Strömungspfad durch das Ventilelement für die plastifizierte Formmasse freizugeben.
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Eine Offenstellung kann vorzugsweise eine Stellung des Ventilelements sein, bei welcher der Ventilköper vom Ventilsitz abgehoben, beabstandet und/oder distanziert ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Durchführöffnung an der Kontaktfläche des Ventilkörpers angeordnet ist und vorzugsweise in einer Schließstellung des Ventilkörpers der Ventilsitz die wenigstens eine Durchführöffnung zumindest teilweise abdeckt und/oder absperrt.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Ventilkörper in einem Ventilgehäuse des Ventilelements linear - vorzugsweise in Flussrichtung der plastifizierten Formmasse - verschiebbar gelagert ist und zwischen einer Sperrstellung und einer Offenstellung bewegbar ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Ventilkörper in einer Sperrstellung am Ventilsitz anliegt und/oder in einer Offenstellung an einer Anschlagfläche kontaktiert.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Ventilgehäuse ein- oder mehrteilig ausgebildet ist, wobei bei einer mehrteiligen Ausführungsvariante das Ventilgehäuse durch lösbare Befestigungsmittel (beispielsweise eine Verschraubung) in sich geschlossen ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement wenigstens eine, vorzugsweise zumindest ein das Ventilelement umgebendes Heizband aufweisende, Temperiervorrichtung aufweist.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Plastifiziervorrichtung wenigstens eine in einem Plastifizierzylinder angeordnete Plastifizierschnecke aufweist, welche dazu ausgebildet ist, ein zu plastifizierendes Material, vorzugsweise Kunststoff, zu einer plastifizierten Formmasse zu plastifizieren.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Plastifizierschnecke durch Scherenergie, Scherwärme und gegebenenfalls von extern eingebrachter Wärmeenergie (beispielsweise durch Heizbänder) das zu plastifizierende Material plastifiziert.
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Optional kann die Plastifizierschnecke der Plastifiziervorrichtung im Plastifizierzylinder axial verschiebbar sein.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Plastifiziervorrichtung wenigstens einen Plastifizierextruder aufweist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Plastifiziereinheit wenigstens einen Schmelzespeicher aufweist, welcher vorzugsweise zwischen der Plastifiziervorrichtung und dem Ventilelement in der Schmelzeleitung angeordnet oder mit dieser verbunden ist.
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Durch Vorsehen eines Schmelzespeichers kann die Möglichkeit geschaffen werden, dass durch die Plastifiziervorrichtung, vorzugsweise eine kontinuierlich arbeitende Plastifiziervorrichtung, plastifizierte Formmasse zunächst einem Schmelzespeicher zugeführt wird, wobei im Schmelzespeicher die plastifizierte Formmasse gesammelt wird und erst bei Erreichen einer definierten Menge und/oder eines definierten Volumens an plastifizierter Formmasse aus dem Schmelzespeicher ausgeschoben wird und über das Ventilelement und die Schmelzeleitung weitergeführt wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Schmelzeleitung, vorzugsweise an einer der Plastifiziervorrichtung zugewandten Seite des Ventilelements, einen Schmelzespeicher aufweist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Plastifiziereinheit wenigstens einen Schmelzefilter aufweist, welcher vorzugsweise zwischen der Plastifiziervorrichtung und dem Ventilelement in der Schmelzeleitung angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die plastifizierte Formmasse zu filtrieren.
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Im Sinne des vorliegenden Dokuments kann unter einer Filtration und/oder einem Filtern der plastifizierten Formmasse verstanden werden, dass in der plastifizierten Formmasse vorliegende Fremdstoffe, vorzugsweise mechanisch, zumindest teilweise aus der plastifizierten Formmasse, gelöst, entfernt, abgeführt und/oder abgeschieden werden. Dies kann also auch ein Abscheideverfahren beinhalten.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Schmelzeleitung die Plastifiziereinheit mit einer Einspritzeinheit, vorzugsweise einem Massezylinder der Einspritzeinheit, verbindet und das Ventilelement in der Schmelzeleitung zwischen der Plastifiziereinheit und der Einspritzeinheit angeordnet ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Einspritzeinheit einen in einem Massezylinder angeordneten Einspritzkolben aufweist, welcher vorzugsweise durch eine rotatorisch und linear antreibbare Einspritzschnecke ausgebildet ist.
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Eine Steuer- oder Regelvorrichtung kann vorgesehen sein, welche zum Ansteuern zumindest eines der folgenden ausgebildet ist: einen Schneckenantrieb einer Plastifizierschnecke, einen axialen Antrieb einer Plastifizierschnecke, einen Aktuator für einen Schmelzespeicher, ein Heizband einer Temperiervorrichtung für das Ventilelement, ein (linearen und/oder rotatorischen) Antrieb für einen Einspritzkolben.
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Die Steuer- oder Regelvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, den Aktuator für den Schmelzespeicher und/oder einen Antrieb für die Plastifizierschnecke so anzusteuern, dass auf die plastifizierte Formmasse ein Druck ausgeübt wird, der ausreicht, die Vorspannung des Ventilelements zu überwinden, sobald das Öffnen des Ventilelements gewünscht ist.
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Optional kann strömungstechnisch vor und/oder nach dem Ventilelement ein oder mehrere Drucksensoren vorhanden sein, welche mit der Steuer- oder Regelvorrichtung signaltechnisch in Verbindung stehen und deren Messwerte für die Ansteuerung durch die Steuer- oder Regelvorrichtung herangezogen werden können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigt:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer Formgebungsmaschine, und
- 2 ein Ausführungsbeispiel eines Ventilelements.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Formgebungsmaschine 2 mit einer Plastifiziereinheit 1, welches gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante umgesetzt ist.
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In 1 ist schematisch eine Formgebungsmaschine 2 dargestellt. Diese Formgebungsmaschine 2 weist eine Plastifiziereinheit 1 und eine Schließeinheit 22 auf, welche auf einem Maschinenrahmen 23 angeordnet sind.
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Die Schließeinheit 22 weist eine feststehende Formaufspannplatte 24, eine bewegbare Formaufspannplatte 25 und eine Stirnplatte 26 auf.
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Im Gegensatz zur dargestellten horizontalen Drei-Platten-Maschine könnte die Schließeinheit 22 auch als Zwei-Platten-Maschine oder als Vertikalmaschine ausgebildet sein.
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Die bewegbare Formaufspannplatte 25 ist über eine Schließmechanismus 27 relativ zum Maschinenrahmen 23 bewegbar.
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Es kann vorgesehen sein, dass ein solcher Schließmechanismus 27 einen Kniehebelmechanismus aufweist. Auch andere aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsvarianten, beispielsweise mit einem hydraulischen Schließmechanismus, vorzugsweise mit einer Holmverriegelung und/oder hydraulischen Druckkissen, sind durchaus denkbar.
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An der festen Formaufspannplatte 24 und der beweglichen Formaufspannplatte 25 können Formhälften eines Formgebungswerkzeugs 28 aufgespannt oder montiert werden (gestrichelt dargestellt).
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Das in 1 geschlossen dargestellte Formgebungswerkzeug 28 weist wenigstens eine Kavität auf. Zur Kavität führt ein Einspritzkanal, über welchen eine plastifizierte Formmasse der Plastifiziereinheit 1 zugeführt werden kann.
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Die Plastifiziereinheit 1 verfügt über eine diskontinuierlich arbeitende Plastifiziervorrichtung 3, welche als Plastifizieraggregat ausgebildet ist und über eine in einem Plastifizierzylinder 16 angeordnete und rotatorisch sowie linear antreibbare Plastifizierschnecke verfügt.
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Die Plastifizierschnecke ist dazu ausgebildet, durch Scherung, Scherwärme und gegebenenfalls von extern eingebrachter Wärmeenergie ein zu plastifizierendes Material, vorzugsweise Kunststoff, besonders bevorzugt Recyclingwerkstoff, zu plastifizieren.
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Diese diskontinuierlich arbeitende Plastifiziervorrichtung 3 leitet die plastifizierte Formmasse über eine Schmelzeleitung 4 an einen Schmelzespeicher 17.
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Im Schmelzespeicher 17 wird die plastifizierte Formmasse gesammelt, bis ein gewünschtes Volumen, eine gewünschte Masse, ein gewünschtes Schussgewicht und/oder ein definierter Zykluszeitpunkt erreicht wird, wobei anschließend der Schmelzespeicher 17 die plastifizierte Formmasse ausschiebt und über die weitere Schmelzeleitung 17 der diskontinuierlich arbeitenden Einspritzeinheit 19 zuführt.
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In der Schmelzeleitung ist dabei ein Schmelzefilter 18 zur Filtration der plastifizierten Formmasse vorgesehen.
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Nach Durchlaufen des Schmelzefilters 18 gelangt die plastifizierte Formmasse an ein Ventilelement 5, welches dazu ausgebildet ist, einen Durchfluss der plastifizierten Formmasse erst ab einem definierten Druck der plastifizierten Formmasse zu gestatten. Bezüglich näherer Details dieses Ventilelements 5 sei auf die 2 verwiesen.
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Nachdem die plastifizierte Formmasse das Ventilelement 5 passiert hat, wird die plastifizierte Formmasse über die Entgasungsvorrichtung 21 in den Massezylinder 20 der Einspritzeinheit 19 geleitet.
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Die Entgasungsvorrichtung 21 ist dazu ausgebildet, in der plastifizierten Formmasse gelöste Gase zu lösen und abzuführen, wie hier durch den symbolisch dargestellten Pfeil verdeutlicht wurde.
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Die Einspritzeinheit 19 dieses Ausführungsbeispiels weist einen Massezylinder 20 und eine im Massezylinder 20 angeordnete Einspritzschnecke auf.
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Diese Einspritzschnecke ist um ihre Längsachse drehbar sowie entlang der Längsachse axial in Einspritzrichtung bewegbar.
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Diese Bewegungen werden über eine schematisch dargestellte Antriebeinheit 29 initiiert. Bevorzugt umfasst diese Antriebeinheit 29 einen Drehantrieb für die Drehbewegung und einen Linearantrieb für die axiale Einspritzbewegung.
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Die Einspritzeinheit 19 und die Plastifiziervorrichtung 3 stehen mit einer Steuer- oder Regeleinheit 30 in signaltechnischer Verbindung. Von der Steuer- oder Regeleinheit 30 werden Steuerbefehle an die Einspritzeinheit 19 und die Plastifiziervorrichtung 3 ausgegeben.
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Die Steuer- oder Regeleinheit 30 kann mit einer Bedieneinheit verbunden sein oder integraler Bestandteil einer solchen Bedieneinheit sein.
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Strömungstechnisch vor und nach dem Ventilelement 5 ist jeweils ein Drucksensoren 33 vorgesehen, welche mit der Steuer- oder Regelvorrichtung 30 signaltechnisch in Verbindung stehen und deren Messwerte für die Ansteuerung durch die Steuer- oder Regelvorrichtung 30 herangezogen werden können.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ventilelements 5 in einer Schließstellung 10.
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Das in 2 im Detail dargestellte Ventilelement 5 verfügt über einen Ventilkörper 6, welcher linear bewegbar im Ventilgehäuse 13 angeordnet ist.
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Das Ventilgehäuse 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel dreiteilig ausgebildet, wobei die drei Teile entlang der Durchflussrichtung der plastifizierten Formmasse über Befestigungselemente 32 - genauer gesagt: Schraubenverbindungen - miteinander verspannt sind.
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Der Ventilkörper 6 ist entlang der Durchflussrichtung der plastifizierten Formmasse im Ventilgehäuse 13 linear bewegbar angeordnet und über das Spannelement 8 gegenüber dem Ventilsitz 7 verspannt.
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Das Spannelement 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch das Federelement 11 in Form einer Spiralfeder ausgebildet, wobei das Federelement 11 den Ventilkörper 6 an den Ventilsitz 7 vorspannt.
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In dieser Schließstellung 10 des Ventilelementes 5 kontaktiert dabei der Ventilkörper 6 den Ventilsitz 7 mit der Kontaktfläche 9 des Ventilkörpers 6.
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Diese Kontaktfläche 9 des Ventilkörpers 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel konisch ausgebildet, wobei der Ventilsitz 7 eine entsprechende konische Gegenform aufweist, sodass in der Schließstellung 10 der Ventilkörper 6 zumindest bereichsweise plan am Ventilsitz 7 anliegt.
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An der Kontaktfläche 9 sind Durchführöffnungen 12 angeordnet, welche den Ventilkörper 6 in Flussrichtung der plastifizierten Formmasse durchsetzen.
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Diese Durchführöffnungen 12 sind dazu ausgebildet, eine plastifizierte Formmasse durch den Ventilkörper 6 hindurchzuleiten.
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So kann in einer Offenstellung des Ventilkörpers 6 plastifizierte Formmasse durch den Ventilkörper 6 und die Durchführöffnungen 12 durch das Ventilelement 5 hindurchgeführt werden.
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In dieser Offenstellung wird der Ventilkörper 6 durch einen über die Kontaktfläche 9 am Ventilkörper 6 herrschenden Druck der plastifizierten Formmasse vom Ventilsitz 7 abgehoben, wodurch die plastifizierte Formmasse durch die Durchführöffnungen 12 hindurchdringen kann.
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Die Offenstellung des Ventilkörpers 6 ist durch die Anschlagfläche 31 des Ventilgehäuses 13 limitiert, wobei eine maximale Öffnung des Ventilelementes 5 durch die Anschlagfläche 31 angegeben wird, an welche Anschlagfläche 31 der Ventilkörper 6 in einer Offenstellung kontaktieren kann.
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Wie in der 2 ersichtlich ist, kontaktiert der Ventilkörper 6 in der Schließstellung 10 mit der Kontaktfläche 9 den Ventilsitz 7, sodass die Durchführöffnungen 12 durch den Ventilsitz 7 abgedeckt oder abgedichtet werden und ein Durchfluss der plastifizierten Formmasse durch das Ventilelement 5 oder den Ventilkörper 6 verhindert wird.
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Das Federelement 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem Ventilgehäuse 13 und dem Ventilkörper 6 angeordnet, um den Ventilkörper 6 gegenüber dem Ventilsitz 7 vorzuspannen.
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Durch diese Anordnung des Spannelementes 8 zwischen Ventilgehäuse 13 und Ventilkörper 6 wird das Spannelement außerhalb eines Schmelzeflusses an plastifizierter Formmasse durch das Ventilelement 5 platziert, wodurch das Spannelement 8 oder das Federelement 11 nicht in Kontakt mit der plastifizierten Formmasse tritt.
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Dies ergibt den wesentlichen Vorteil, dass am Spannelement 8 oder dem Federelement 11 sich einerseits keine Ablagerungen an plastifizierter Formmasse oder erstarrter Formmasse bilden können, welche zur Beeinträchtigung der Funktion des Spannelementes 8 oder des Federelementes 11 führen können.
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Andererseits wird durch eine entsprechende Anordnung auch ein optimaler Flusspfad für die plastifizierte Formmasse durch das Ventilelement 5 gebildet, wodurch sich nahezu keine Toträume bilden, in welchen sich plastifizierte Formmasse ansammeln, stauen und/oder erstarren kann.
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Diese fluidtechnische Verbesserung zur Durchströmung des Ventilelementes 5 wird durch die schräge Anordnung der Durchführöffnungen 12 und der Ausgestaltung der Absperrung zwischen Kontaktfläche 9 und Ventilsitz 7 weiters begünstigt.
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Um eine Erstarrung der plastifizierten Formmasse im Ventilelement 5 zusätzlich verhindern zu können, ist eine Temperiervorrichtung 15 vorgesehen.
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Diese Temperiervorrichtung 15 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch die das Ventilgehäuse 13 umschließenden Heizbänder 14 umgesetzt.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Heizbänder 14 eine Temperatur der plastifizierten Formmasse im Ventilelement 5 halten oder gegebenenfalls sogar steigern, um die rheologischen Eigenschaften der plastifizierten Formmasse im Ventilelement 5 oder einem nachfolgenden Bauelement zu erhöhen.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Plastifiziereinheit
- 2
- Formgebungsmaschine
- 3
- Plastifiziervorrichtung
- 4
- Schmelzeleitung
- 5
- Ventilelement
- 6
- Ventilkörper
- 7
- Ventilsitz
- 8
- Spannelement
- 9
- Kontaktfläche des Ventilkörpers
- 10
- Schließstellung
- 11
- Federelement
- 12
- Durchführöffnung
- 13
- Ventilgehäuse
- 14
- Heizband
- 15
- Temperiervorrichtung
- 16
- Plastifizierzylinder
- 17
- Schmelzespeicher
- 18
- Schmelzefilter
- 19
- Einspritzeinheit
- 20
- Massezylinder
- 21
- Entgasungsvorrichtung
- 22
- Schließeinheit
- 23
- Maschinenrahmen
- 24
- feste Formaufspannplatte
- 25
- bewegliche Formaufspannplatte
- 26
- Stirnplatte
- 27
- Schließmechanismus
- 28
- Formwerkzeug
- 29
- Antriebseinheit
- 30
- Steuer- oder Regelvorrichtung
- 31
- Anschlagfläche
- 32
- Befestigungselement
- 33
- Drucksensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 69825498 T2 [0005]
- DE 102012101280 A1 [0010]
- JP 6158714 A [0013]
- JP H10663 A [0013]
- JP 2005186336 A [0013]
- EP 1647388 A2 [0013]
