EP1587659A1 - Vorrichtung zum verteilen von kunststoffschmelze in einer spritzgiessform mit mehreren etagen - Google Patents

Vorrichtung zum verteilen von kunststoffschmelze in einer spritzgiessform mit mehreren etagen

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Publication number
EP1587659A1
EP1587659A1 EP04702291A EP04702291A EP1587659A1 EP 1587659 A1 EP1587659 A1 EP 1587659A1 EP 04702291 A EP04702291 A EP 04702291A EP 04702291 A EP04702291 A EP 04702291A EP 1587659 A1 EP1587659 A1 EP 1587659A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve rod
distribution device
channel
segments
plastic melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04702291A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Armbruster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foboha GmbH
Original Assignee
Foboha GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foboha GmbH filed Critical Foboha GmbH
Publication of EP1587659A1 publication Critical patent/EP1587659A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/32—Moulds having several axially spaced mould cavities, i.e. for making several separated articles
    • B29C45/322—Runner systems for distributing the moulding material to the stacked mould cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/27—Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/28—Closure devices therefor
    • B29C45/2806—Closure devices therefor consisting of needle valve systems

Definitions

  • the invention is in the field of devices for distributing plastic melt in an injection mold with several levels according to the preamble of the independent claims.
  • No. 5,846,472 shows a device for distributing plastic melt in a tier shape with three levels.
  • melt is introduced into a middle block, which is arranged between a first and a second level with cavities.
  • This center block has a transversely arranged channel which is connected to externally arranged distribution channels.
  • Plastic melt is distributed through these distribution channels in cavities which are arranged on the three levels.
  • the distribution channels cross two of the three closing levels of the mold. In the area of these closing levels, the distribution channels are detachably connected via a valve system, so that the mold can be opened along the closing levels.
  • the distribution channels are sealed by means of valves.
  • the pressure in the main channel or in the channels connected via valves is reduced when the mold is opened in order to avoid any leakage.
  • This device is only suitable for molds with three closing levels. In principle, more than three closing levels are not possible, and the flow paths are asymmetrical.
  • US Pat. No. 5,910,327 shows a device for distributing plastic melt in a tier shape with more than four closing levels.
  • the device has two displaceable center blocks, in each of which a chamber for distributing plastic melt is arranged.
  • the two chambers are supplied individually with plastic melt by means of telescopically extendable feed channels.
  • the device is designed in such a way that no additional valves are necessary.
  • the problem is that, when the mold is moved together, the telescopically extendable Main channels contained plastic melt, can not escape.
  • pressure in the channel system is problematic, particularly due to the telescopic design of the main channel.
  • the functional structure of this device depends on the number of levels of the mold.
  • a hot runner system with a segmented main channel is provided, which is used for direct or indirect distribution of the plastic melt to one or more levels of the tier shape.
  • the main channel preferably consists of several segments which can be separated from one another and which can be operatively connected to one another via valves when the tier shape is closed.
  • the valves are preferably centered. ral controlled. If necessary, the valves are designed so that they are sealed regardless of the operating pressure.
  • the distribution device preferably has a structure with symmetrical flow paths.
  • One embodiment of the device has a segmented main channel with a multi-part valve rod arranged inside.
  • the valve rod is arranged to be displaceable in the longitudinal direction, that is to say in the direction of the main channel, and serves to control the melt flow, or rather to control valves which are arranged in the region of connection points of the individual segments of the main channel.
  • the individual segments of the valve rod are surrounded by sleeves (guide bushes).
  • all valves are arranged essentially in the same direction.
  • the sleeves in the area of the valves serve, on the one hand, to support the valve rod and, on the other hand, in active combination with assigned flow areas (thin points) of the valve rod, to control the flow of the plastic melt.
  • the melt flow through the valves is controlled by moving the valve rod lengthways.
  • the distances between the flow ranges, e.g. Thin points of the valve rod essentially correspond to the distances between the valves or the separation points of the segments of the main channel.
  • each segment of the main channel has a sleeve at both ends which tightly surrounds the valve rod in this area.
  • the valve rod has one or more thin points, which can be displaced into the region of the separation points by a longitudinal displacement of the valve rod, so that a flow opening is opened.
  • the main channel has a curved or kinked configuration if necessary to avoid obstacles.
  • the valve rod has corresponding deflections or kinks.
  • the main channel has a connection for an injection device, by means of which plastic melt is introduced into the mold or the main channel.
  • an actuator which actively or passively controls and / or reports the position of the valve rod.
  • the position of the valve rod or the valves is preferably regulated by internal or external manipulated variables. Alternatively or in addition, the position of the valve rod is determined by the operating pressure of the injection process.
  • actuating cylinders, mechanical Beat or spring elements are provided, which are used at least to control the end positions.
  • a preferred embodiment has, at least on one segment, an actuator which is arranged laterally essentially at a right angle to the valve rod and which serves to control the end positions or to lock the valve rod in its closed position.
  • a hydraulic actuating cylinder is used as the actuator, for example, which is operatively connected to a bolt which, in the closed position, engages in a groove in the valve rod provided for this purpose and is suitable for locking the valve rod in its closed position.
  • the bolt and the groove serve as a securing element and are preferably designed so that the valves can be opened when the mold is closed by means of the closing pressure.
  • the actuating cylinder can be arranged outside the mold if necessary.
  • the actuating cylinders are preferably arranged at one end of the valve rod.
  • a valve rod that can be displaced in the longitudinal direction
  • a valve rod that can be activated by rotation about the longitudinal axis.
  • the principle of the invention enables a direct or indirect distribution of the plastic melt, preferably via symmetrical flow paths in storey shapes with any number of storeys.
  • the flow paths are formed by segmented channels that can be operatively connected via valves. Secondary channels can have the same functional structure as the main channel.
  • Valve rods are activated by appropriately arranged actuators or actuating cylinders.
  • the at least one main channel, or secondary channel is usually actively or passively heated.
  • the heating serves to keep the plastic melt of the main duct at operating temperature.
  • the heating is designed in such a way that the melt enclosed in the individual segments of the main duct does not solidify when the tier shape is opened.
  • Appropriate thermal conductivity measures are planned.
  • the main duct is, if necessary, at least partially insulated from the tier shape. If necessary, the individual segments of the main channel have compensating means which prevent melt from escaping when the segments of the main channel are separated.
  • the compensating means serve to control the pressure in the segments of the main channel, in particular when and after opening / closing the valves.
  • the compensating means are preferably means which bring about pressure and / or volume compensation.
  • Equalization valves, expansion vessels or other pressure-equalizing or pressure-controlling means are suitable.
  • Valve rods with a variable length are particularly suitable, for example in that they are designed in several parts. Spring elements can be arranged between the individual parts of the valve rod. If necessary, the valves or channel segments are designed in such a way that they are designed to be sealed even when there is high pressure in the open state. This is caused, for example, by valves of appropriate length or by the temperature control (viscosity) in the area of the valves.
  • the invention relates to a distribution device for distributing plastic melt in a tier shape.
  • the distribution device has a segmented main channel with at least two channel segments which, when the injection mold is closed, can be operatively connected via a separating point in between.
  • a preferably segmented valve rod serves to regulate the flow of plastic melt through a valve arranged in the region of the separation point.
  • the valve rod can be designed in one piece. It has a length that allows the mold to be opened.
  • a preferred embodiment of the distribution device has an outer channel segment with a connection for a plasticizing unit, an inner channel segment, which serves to distribute plastic melt via distribution channels in cavities, and at least one middle channel segment arranged between the inner and the outer, which is used to guide the plastic melt serves from the outer to the inner channel segment.
  • the segments of the valve rod are operatively connected to one another when the injection mold is closed.
  • the distribution device is preferably designed in such a way that the valves seal at least one channel segment in a sealing manner regardless of the pressure in the adjacent channel segment. If necessary, the distribution device has at least one means for equalizing the pressure in the main channel.
  • Figure 1 shows a device for distributing plastic melt in a plan view
  • Figure 2 shows a main channel in a perspective view
  • Figure 3 shows the main channel of Figure 2 in the open position
  • Figure 4 shows the main channel of Figure 3 in the open position
  • Figure 5 shows a further embodiment of a main channel in a sectional view
  • FIG. 6 shows a third embodiment of a main duct with three actuators arranged on the side
  • Figure 7 shows the main channel of Figure 6 in the closed position in a plan view and in a sectional view from the side;
  • Figure 8 shows the main channel of Figure 6 in the open position in a plan view and in a sectional view from the side.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a device for distributing plastic melt, henceforth distribution device 1, in a tier shape 2 with four closing levels 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 (separation levels).
  • Plastic melt is passed through a centrally arranged, segmented main channel 4 with three segments 4.1, 4.2, 4.3 into a central block 5 and from there through distribution channels 18 (not all visible) into individual cavities 6.
  • the main channel 4 here consists of three channel segments 4.1, 4.2, 4.3 which are operatively connected to one another via valves 7.
  • the main channel 4, or the channel segments 4, 1, 4.2, 4.3, have a cavity 24 on the inside, which is used to pass material melt from one valve to the next, or to channels leading away.
  • the cavity is divided into segments by the valves 7.
  • a likewise segmented valve rod 8 is arranged centrally in the region of the cavities 24 and has 7 separation points 10 in the region of the valves, along which it can be separated when the tier shape 2 is opened.
  • the valve rod 8 In the region of the valves 7, the valve rod 8 is in guide bushings 9 mounted, the cross section of which it fills in the closed position.
  • the guide bushes 9 also have separating points and extend on both sides of the separating points 10.
  • the valve rod 8 is arranged so as to be displaceable in the longitudinal direction of the main channel 4 when the tier shape 2 is closed and has in the area of the valve 7 or the separation points 8 assigned thin points 1 1. By moving the valve rod 8 in its longitudinal direction, the thin points 11 are placed in the valves 7 in such a way that a flow of synthetic melt through the valves 7 is possible
  • the main channel 4 has an outer channel segment 4.3, which has a connection 12 for connecting a plasticizing unit (not shown in more detail).
  • a plasticizing unit (not shown in more detail).
  • In the central block 5 there is an inner channel segment 4.1, which is used to distribute the plastic melt via distribution channels or secondary channels 18 into individual channels Cavities.
  • the invention is not restricted to solutions with one or only one middle channel segment (4.2).
  • the invention relates to a distribution device (1) for distributing plastic melt in a tier shape (2).
  • the distribution device (1) has a segmented main channel (4), the segments (4.1, 4.2, 4.3) of which can be operatively connected to one another in a sealing manner in the region of separation points (7).
  • the individual channel segments (4.1, 4.2, 4.3) have valves (10) which serve to seal the channel segments, in particular when the mold is opened.
  • FIG. 2 shows a distribution device 1 detached from a tier shape in a perspective sectional view.
  • the main channel 4 consists of three channel segments 4.1, 4.2, 4.3.
  • a valve rod 8 is arranged in the interior of the main duct 4, which also comprises three rod segments 8.1, 8.2, 8.3.
  • Rod segments 8.1, 8.2, 8.3 can be separated in the area of separation points 10.
  • the segments 4.1, 4.2, 4.3 of the main channel 4 have 10 valves 7 in the area of the separation points, which seal the segments 4.1, 4.2, 4.3 of the main channel 4 when the tier shape is opened.
  • the valve rod 8 is surrounded in a sealing manner by guide bushings 9 on each side of the separation points 10.
  • the rod segments 8.1, 8.2, 8.3 have thin points 11 which serve to regulate the flow of the plastic melt.
  • the thin points 11 in the area of the guide book brought 9 and cause that a flow opening 37 is formed so that plastic melt can pass.
  • the main channel 4 has at one end a connection 12 for a plasticizing device (not shown in more detail), which is used for injecting plastic melt.
  • the valve rod 8 has in this area a thickening 13 with a conical sealing surface 14 which cooperates sealingly with a counter surface 15 in the closed position. This is a main valve 17 which prevents plastic melt from escaping from the connection 12.
  • the main channel 4 has an adjusting device in the form of a steep cylinder 16.
  • the actuating cylinder 16 is operatively connected to the valve rod 8 and is used for positioning the valve rod 8, or for directly / indirectly opening and / or closing the valves 7.
  • the duct segments 4.1, 4.2, 4.3 of the main duct 4, or rather the rod segments 8.1, 8.2, 8.3 of the valve rod 8, are sealingly connected to one another by being pressed together.
  • An injection device (not shown in detail) is then sealingly connected to the connection 12.
  • the valve rod 8 is moved in the longitudinal direction X of the main channel 4.
  • the thin points 11 are moved into the region of the guide bushes 9 by this movement, as a result of which the valves 7 are opened.
  • the plastic melt thus reaches the rear end segment 4.1 of the main channel 4 and from there is passed on to secondary channels 18 in cavities (cf. FIG. 1).
  • valves 7 are closed as a result of the pressure reduction and / or by the actuating cylinder 16 by moving the valve rod in the opposite direction.
  • securing elements can be provided if necessary.
  • connection 12 or the valve rod 8 can be designed such that the valve rod is opened by connecting the injection unit (plasticizing unit) or by actuating an adjusting means arranged in the mouth area.
  • a suitable embodiment has inside the part of the injection device corresponding to the connection 12 in the interior of the part of the injection device corresponding to the connection 12 has a driven pin (not shown in more detail) which is used to drive the valve rod 8. The drive effect can also be achieved by pressing the mouth of the connection 12.
  • Detail view C shows the separation, respectively. the valves 7, 10 in an enlarged view.
  • the channel segments 4.1, 4.2, 4.3 and the rod segments 8.1, 8.2, 8.3 are shown in operative connection.
  • the valve rod 8 fills the guide bush 9 in a sealing manner, so that the valve point 7 is closed and the plastic melt present in the interior channel segment 4.1, 4.2, 4.3 cannot escape.
  • Figure 3 shows the main channel 4 of Figure 2 in the open position.
  • the valve rod 8 is displaced in the longitudinal direction X of the channel to such an extent that the thin points 11 (cf. detail D) in the region of the separating points 10 or the valves 7 are arranged and so the valves are open.
  • the flow of the plastic melt is illustrated schematically by means of arrows FI, F2, F3.
  • the main duct 4 is surrounded by heating or insulation means 19, which are used for temperature and temperature control in the interior of the duct segments 4.1, 4.2, 4.3.
  • the valve rod 8 is fully or partially heated if necessary.
  • the valve rod 8 is preferably made of a good heat-conducting material.
  • Figure 4 shows the main duct 4 of Figure 2 in the open position, i.e. with open tier shape.
  • the segments of the main channel are separated along the separation points 10, so that the channel segments 4.1, 4.2, 4.3, respectively.
  • the rod segments 8.1, 8.2, 8.3 are not in operative connection with one another.
  • the rod segments 8.1, 8.2, 8.3 of the valve rod 8 fill the guide bushes 8 in a sealing manner, so that the valves 7 are tightly sealed (see detailed illustration E).
  • heating elements 20 are arranged inside the channel segments 4.1, 4.2, 4.3, which are in thermal connection with the rod segments 8.1, 8.2, 8.3.
  • the heating elements 20 are used for direct and indirect heating of the plastic located in the corresponding channel segment 4.1, 4.2, 4.3.
  • the heating elements 20 have a shape similar to that of a bed. They are arranged essentially radially and in streams. direction oriented ribs 21 held.
  • support ribs 22 serve for guiding and thermally coupling the rod segments 8.1, 8.2, 8.3 with the active means.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a channel segment 25 of a main channel 4 in a sectional view.
  • the channel segment 25 is designed such that it is suitable for pressure compensation when the main channel is opened.
  • the channel segment 25 is configured here in two parts.
  • the first and the second rod segment 25.1, 25.2 are connected to one another via a spring element.
  • the valves 7 are first closed by bringing the valve rod into the closed position. If the plastic melt in the interior of the channel segment 25 is still under high pressure, this pressure is reduced by the two rod segments 26.1, 26.2 drifting apart in the direction of the arrow G1.
  • the two rod segments 26.1, 26.2 are in abutment, so that they transmit forces in the longitudinal direction of the rod.
  • the longer rod segment 26.2 is heated directly by means of a heating element 20.
  • the heating element 20 is supported by means of ribs 21. In the area of the valves 7, respectively.
  • the thin point 11 is provided with additional support ribs 22 which serve to guide the valve rod 8.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a distribution device 1 for distributing plastic melt by means of a main channel 4 in a perspective view.
  • the main channel 4 has an inner, a middle and an outer channel segment 4.1, 4.2, 4.3, which can be operatively connected to one another via a first and a second separation point 10.1, 10.2.
  • Each of the channel segments 4.1, 4.2, 4.3 is by a heating, respectively.
  • Isolation element 19 surrounds and has a securing element 23 arranged essentially perpendicular to the longitudinal direction X of the channel, which serves to control and secure the position of the valve rod arranged in the interior of the main channel 4 (cf. FIGS. 7 and 8).
  • the main channel 4 has a connection opening 12 which serves to connect a plasticizing unit (not shown in more detail).
  • the inner channel segment has two secondary channels 18 (only shown in sections) which are used to distribute the melt.
  • the inner channel segment has at its rear end an actuating cylinder 16 which serves to control and adjust the axial position of the valve rod (see FIGS. 7 and 8).
  • Figure 7 a shows the main channel 4 of Figure 6 in a plan view.
  • the section along the section plane DD is shown in Figure 7 b).
  • the main channel 4, or the channel segments 4.1, 4.2, 4.3, have a cavity 24 inside, which extends essentially over the entire length of the main channel 4 and is used to pass material melt from one valve 7 to the next, or to channels leading away.
  • the cavity 24 is divided into segments by the divisible valves 7.
  • the distribution device 1 is shown in the closed position of the injection mold 2 (see FIG. 1), i.e. the individual channel segments 4.1, 4.2, 4.3 of the main channel 4 are operatively connected to one another.
  • the three channel segments 4.1, 4.2, 4.3 are operatively connected to one another via the valves 7 or the separation points 10.
  • the segmented valve rod 8 is shown in the open position, its thin points 11 are located in the region of the guide bushes 9, so that the flow openings 37 form a connection between the segments 24.1, 24.2, 24.3 of the cavity 24. Plastic melt can thus be pressed from one channel segment 4.1, 4.2, 4.3 into the next.
  • each of the channel segments 4.1, 4.2, 4.3 has a securing element arranged essentially perpendicular to the longitudinal direction X of the channel 23 on.
  • the securing element 23 has a hydraulic cylinder 33 with a housing 28, in which a hydraulically operated working piston 29 (alternative suitable drive means are possible), which is operatively connected to a bolt 30.
  • the segments 8.1, 8.2, 8.3 of the valve rod 8 each have a thickening 31 with a groove 32.
  • the groove 32 is arranged such that the bolt 30 can engage in the groove 32 when the valves 7 are closed (cf. FIG. 8b) and thus secures the valve rod 8 against displacement in the longitudinal direction X.
  • the bolt 30 In the open position shown, ie when the flow openings 37 are free, the bolt 30 is arranged above the thickening 31 and the valve rod 8 can be moved in the direction of the longitudinal axis X. If necessary, the valve rod 8 is additionally supported in the area of the latch 30 in order to absorb lateral forces of the latch 30.
  • valve rod 8 With the hydraulic actuating cylinder 16, which can also be arranged at a certain distance from the main channel 4, the valve rod 8 is brought into the closed position, so that the valves 7 and the connection 12 are securely closed when the mold is open.
  • the individual segments 8.1, 8.2, 8.3 of the valve rod are secured in this position by means of the securing elements 23.
  • Figure 8 a) shows the main channel 4 in a top view in the open position, i.e. in the position in which the multi-storey injection mold 2 (cf. FIG. 1) has moved apart along its parting planes 3.3, 3.4.
  • Figure 8 b) shows a sectional view of the main channel 4 along the sectional plane EE.
  • the segments 8.1, 8.2, 8.3 of the valve rod 8 are arranged such that the valves 7 are closed and plastic melt (not shown in more detail) remains in the cavity 24 in the interior of the main channel 4 of the distribution device 1.
  • the valves 7 and separation points 10 are constructed in such a way that small amounts of escaping plastic melt have no negative influence on the mode of operation.
  • the individual segments 8.1, 8.2, 8.3 of the valve rod 8 are secured by the bolts 30 of the securing elements 23, which engage in this position in the circumferential grooves 32 of the valve rod 8. In that a closing pressure is applied to the hydraulic cylinders 33, the bolts 30 are locked in the grooves 32.
  • both the bolt 30 and the groove 32 have a face, so that the active and counter surfaces of the bolt 30 and the groove 32 are arranged at an angle ⁇ to the longitudinal direction X. Depending on the size of the angle ⁇ , the self-locking or the force that is required to move the valve rod 8 in the longitudinal direction can be set.
  • passive fuse elements can also be used instead of active fuse elements as used in the embodiment shown.
  • an automatic snap device with an elastically (resiliently) mounted and essentially perpendicular to the longitudinal direction X bolt which is arranged so that it engages in a groove when the valves 7 are closed and thus prevents displacement of the valve rod in the longitudinal direction X.
  • the valve rod is unlocked by moving the valve rod in the longitudinal direction with a certain force F (see detail M) so that the bolt is pressed out of the groove.
  • F see detail M
  • a securing element 23 is not absolutely necessary, in particular in the case of the inner channel segment 8.1 of the main channel 8, since the actuating cylinder 16 can also be used as a securing means. If required, alternatively or in addition, the valve rod 8 or its segments 8.1, 8.2, 8.3 can be designed such that locking by rotation about the longitudinal axis X is possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verteilvorrichtung (1) zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Etagenform (2). Die Verteilvorrichtung (1) weist einen segmentierten Hauptkanal (4) auf, dessen Segmente (4.1, 4.2, 4.3) im Bereich von Trennstellen (7) miteinander dichtend wirkverbindbar sind. Die einzelnen Kanalsegmente (4.1, 4.2, 4.3) weisen Ventile (10) auf, die zum Dichten der Kanalsegmente insbesondere beim Öffnen der Form dienen.

Description

Vorrichtung zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Spritzgiessform mit mehreren Etagen
Die Erfindung liegt im Bereich von Vorrichtungen zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Spritzgiessform mit mehreren Etagen gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Verschiedene Vorrichtungen zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Spritzgiessform mit mehreren Etagen, so genannten Etagenformen sind bekannt. US-5,846,472 beispielsweise zeigt eine Vorrichtung zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Etagenform mit drei Ebenen. Durch einen zentrisch verschiebbar angeordneten, durchgehenden Hauptkanal, wird Schmelze in einen Mittelblock eingebracht, der zwischen einer ersten und einer zweiten Ebene mit Kavitäten angeordnet ist. Dieser Mittelblock weist einen quer angeordneten Kanal auf, der mit aussen angeordneten Verteilkanälen verbunden ist. Über diese Verteilkanäle wird Kunst- stoffschmelze in Kavitäten verteilt, die in den drei Ebenen angeordneten sind. Die Verteilkanäle queren zwei der drei Schliessebenen der Form. Im Bereich dieser Schliessebenen sind die Verteilkanäle über ein Ventilsystem lösbar verbunden, so dass die Form entlang der Schliessebenen geöffnet werden kann. Um ein Austreten von Schmelze zu verhindern, werden die Verteilkanäle mittels Ventilen gedichtet. Ausserdem wird der Druck im Hauptkanal, respektive in den über Ventile verbundenen Kanälen beim Öffnen der Form reduziert, um allfällige Leckage zu vermeiden. Diese Vorrichtung eignet sich nur für Formen mit drei Schliessebenen. Mehr als drei Schliessebenen sind prinzipbedingt nicht möglich, zudem sind die Fliesswege asymmetrisch.
US-5,910,327 zeigt eine Vorrichtung zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Etagenform mit mehr als vier Schliessebenen. Die Vorrichtung weist zwei verschiebbare Mittelblöcke auf, in denen je eine Kammer zum Verteilen von Kunststoffschmelze angeordnet ist. Die beiden Kammern werden einzeln mittels teleskopartig ausfahrbaren Zuführkanälen mit Kunststoffschmelze versorgt. Die Vorrichtung ist so ausgestaltet, dass keine zusätzlichen Ventile notwendig sind. Problematisch ist, dass, beim Zusammenfahren der Form, die in den teleskopartig ausfahrbaren Hauptkanälen enthaltene Kunststoffschmelze, nicht entweichen kann. Beim Öffnen der Form ist Druck im Kanalsystem, insbesondere aufgrund der teleskopartigen Ausgestaltung des Hauptkanals problematisch. Der funktionale Aufbau dieser Vorrichtung ist abhängig von der Anzahl Etagen der Form.
Aus W 000/67985 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Etagenform mit mehreren Ebenen bekannt. Über einen Hauptkanal mit einer einzigen, durch Ventile gedichteten Trennstelle, wird Kunststoffschmelze in einen Mittelblock eingebracht und von dort durch Verteilkanäle in die einzelnen Kavitäten verteilt. Beim Öffnen der Form ist der Druck in den Verteilkanälen tiefer als der Betriebsdruck. Die Ventile der Trennstellen sind hyd- raulisch zwangsgesteuert. Je ein Ventil einer durch zwei Ventile gebildeten Trennstelle werden durch, mit Bezug auf die andere Ventilstelle, gegenläufige Ventilantriebe geöffnet und geschlossen. Zudem bewegen sich die Kanalteile des Hauptkanals relativ zu den Formhälften. Aufgrund des funktionalen Konzeptes eignet sich dieses System nicht für Etagenformen mit mehr als vier Ebenen.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme zum Verteilen von Kunststoffschmelze eignen sich nur begrenzt für Etagenformen mit mehr als zwei Etagen.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Etagenform mit mehreren Ebenen zu zeigen, die einen Aufbau aufweist, der weitgehend unabhängig von der Anzahl Etagen ist.
Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung, so wie sie durch den kennzeichnenden Teil der unabhängigen Patentansprüche definiert wird, gelöst.
Zur Verteilung von Kunststoffschmelze in einer Etagenform mit beispielsweise vier Ebenen wird ein Heisskanalsystem mit einem segmentierten Hauptkanal vorgesehen, der zur direkten oder indirekten Verteilung der Kunststoffschmelze auf eine oder mehrere Ebenen der Etagenform dient. Der Hauptkanal besteht vorzugsweise aus mehreren voneinander trennbaren Segmenten, die bei geschlossener Etagenform über Ventile miteinander wirkverbindbar sind. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen werden die Ventile bevorzugt zent- ral angesteuert. Die Ventile sind bei Bedarf so ausgebildet, dass sie unabhängig vom Betriebsdruck dicht sind.
Die Verteilvorrichtung weist bevorzugt einen Aufbau mit symmetrischen Fliesswegen auf. Eine Ausführungsform der Vorrichtung weist einen segmentierten Hauptkanal mit einem im Innern angeordneten, mehrteiligen Ventilstab auf. Der Ventilstab ist in Längsrichtung, das heisst, in Richtung des Hauptkanals, verschiebbar angeordnet und dient zur Kontrolle des Schmelzflusses, respektive zum Steuern von Ventilen, die im Bereich von Verbindungsstellen der einzelnen Segmente des Hauptkanals angeordnet sind. Im Bereich der Ventile sind die einzelnen Segmente des Ventilstabes durch Hülsen (Führungsbuchsen) umgeben. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen werden alle Ventile im Wesentlichen in derselben Richtung angeordnet. Die Hülsen im Bereich der Ventile dienen einerseits zur Lagerung des Ventilstabs und andererseits, in Wirkkombination mit zugeordneten Durchflussbereichen (Dünnstellen) des Ventilstabes, zur Kontrolle des Flusses der Kunststoffschmelze. Der Schmelz- fluss durch die Ventile wird durch das Längsverschieben des Ventilstabes kontrolliert. Die Abstände zwischen den Durchflussbereichen, z.B. Dünnstellen, des Ventilstabes entsprechen im Wesentlichen den Abständen der Ventile, respektive den Trennstellen der Segmente des Hauptkanals. In der Regel weist jedes Segment des Hauptkanals an beiden Enden eine Hülse auf, die den Ventilstab in diesem Bereich dicht umgibt. Im Bereich dieser Hülsen weist der Ventilstab eine oder mehrere Dünnstellen auf, die durch eine Längsverschiebung des Ventilstabs in den Bereich der Trennstellen verschoben werden kann, so dass eine Durchflussöffnung freigegeben wird. Der Hauptkanal weist bei Bedarf eine gekrümmte oder geknickte Ausgestaltung auf, um Hindernisse zu vermeiden. Der Ventilstab weist entsprechende Umlenkungen oder Knickstellen auf.
An einem äusseren Ende weist der Hauptkanal einen Anschluss für eine Einspritzvorrichtung auf, mittels dem Kunststoffschmelze in die Form, respektive den Hauptkanal eingebracht wird. Je nach Ausführungsform ist mindestens ein Aktuator vorhanden, der die Stellung des Ventilstabes aktiv oder passiv kontrolliert und/oder rückmeldet. Die Stellung des Ventilstabes, respektive der Ventile wird bevorzugt durch interne oder externe Stellgrössen geregelt. Alternativ oder in Ergänzung wird die Stellung des Ventilstabes durch den Betriebsdruck des Einspritzvor- gangs bestimmt. In Wirkverbindung mit dem Ventilstab können Stellzylinder, mechanische An- schlage oder Federelemente vorgesehen sein, die zumindest zur Kontrolle der Endpositionen dienen. Eine bevorzugte Ausführungsform weist zumindest an einem Segment einen seitlich im wesentlichen in einem rechten Winkel zum Ventilstab angeordneten Aktuator auf, der zur Kontrolle der Endpositionen, respektive zur Verriegelung des Ventilstabes in seiner Schliessstellung dient. Als Aktuator wird zum Beispiel ein hydraulischer Stellzylinder verwendet, der mit einem Riegel wirkverbunden ist, der in der Schliessstellung in eine dafür vorgesehene Nut des Ventilstabes eingreift und zur Arretierung des Ventilstabes in seiner Schliesstellung geeignet ist. Der Riegel und die Nut dienen als Sicherungselement und sind vorzugsweise so ausgebildet, dass ein Öffnen der Ventile bei geschlossener Form mittels dem Schliessdruck möglich ist. Der Stell- zylinder kann bei Bedarf ausserhalb der Form angeordnet sein.
Die Stellzylinder sind bevorzugt an einem Ende des Ventilstabes angeordnet. Anstelle eines in Längsrichtung verschiebbaren Ventilstabes besteht die Möglichkeit, einen Ventilstab zu verwenden, der durch eine Drehung um die Längsachse aktivierbar ist. Das Prinzip der Erfindung ermöglicht eine direkte oder indirekte Verteilung der Kunststoffschmelze vorzugsweise über symmetrische Fliesswege in Etagenformen mit einer beliebigen Anzahl von Etagen. Die Fliesswege werden dabei durch segmentierte Kanäle gebildet, die über Ventile wirkverbindbar sind. Nebenkanäle können denselben funktionalen Aufbau aufweisen, wie der Hauptkanal. Ventilstäbe werden durch entsprechend angeordneten Aktuatoren, respektive Stellzylinder aktiviert.
Der mindestens eine Hauptkanal, respektive Nebenkanal ist in der Regel aktiv oder passiv be- heizt. Die Beheizung dient dazu, die Kunststoffschmelze des Hauptkanals auf Betriebstemperatur zu halten. Die Heizung ist so ausgestaltet, dass die in den einzelnen Segmenten des Hauptkanals eingeschlossene Schmelze beim Öffnen der Etagenform nicht erstarrt. Entsprechende Wärmeleitmassnahmen werden vorgesehen. Der Hauptkanal ist, falls erforderlich, gegenüber der Etagenform zumindest bereichsweise isoliert. Die einzelnen Segmente des Hauptkanals weisen bei Bedarf Ausgleichsmittel auf, die verhindern, dass beim Trennen der Segmente des Hauptkanals Schmelze austritt. Die Ausgleichsmittel dienen zur Kontrolle des Druckes in den Segmenten des Hauptkanals, insbesondere beim und nach dem Öffnen/Schliessen der Ventile. Bei den Ausgleichsmitteln handelt es sich bevorzugt um Mittel, die eine Druck- und/oder Volumenkompensation bewirken. Geeignet sind Ausgleichsventile, Ausgleichsgefässe oder andere druckausgleichende, respektive druckkontrollierende Mittel. Bei spezifischen Anwendungen sind Ventilstäbe mit einer variablen Länge besonders geeignet, z.B. in dem diese mehrteilig ausgestaltet sind. Zwischen den einzelnen Teilen des Ventilstabes können Federelemente angeordnet sein. Die Ventile, respektive Kanalsegmente, sind bei Bedarf so ausgestaltet, dass sie selbst bei hohem Druck im geöffneten Zustand dichtend ausgestaltet sind. Dies wird z.B. durch Ventile entsprechender Länge oder durch die Temperaturführung (Viskosität) im Bereich der Ventile bewirkt.
Die Erfindung betrifft eine Verteilvorrichtung zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Etagenform. Die Verteilvorrichtung weist einen segmentierten Hauptkanal mit mindestens zwei Kanalsegmenten auf, die bei geschlossener Spritzgiessform über eine dazwischen liegende Trennstelle dichtend wirkverbindbar sind. Ein vorzugsweise segmentierter Ventilstab dient zur Regulierung des Durchflusses von Kunststoffschmelze durch ein im Bereich der Trennstelle angeordnetes Ventil. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Ventilstab einteilig ausgestaltet sein. Er weist dabei eine Länge auf, die ein Öffnen der Form zulässt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Verteilvorrichtung weist ein äusseres Kanalsegment mit einem Anschluss für eine Plastifiziereinheit, ein inneres Kanalsegment, das zum Verteilen von Kunststoffschmelze über Verteilkanäle in Kavitäten dient, und mindestens ein zwischen dem inneren und dem äusseren angeordnetes mittleres Kanalsegment auf, das zum Leiten der Kunststoffschmelze vom äusseren zum inneren Kanalsegment dient. Die Segmente des Ventilstabes stehen bei geschlossener Spritzgiessform miteinander in Wirkverbindung. Die Verteilvor- richtung ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Ventile mindestens ein Kanalsegment unabhängig vom Druck im angrenzenden Kanalsegment dichtend verschliesst. Die Verteilvorrichtung weist bei Bedarf mindestens ein Mittel zum Ausgleichen des Druckes im Hauptkanal auf.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch und stark vereinfacht:
Figur 1 eine Vorrichtung zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Draufsicht;
Figur 2 einen Hauptkanal in einer perspektivischen Darstellung; Figur 3 den Hauptkanal aus Figur 2 in Offenstellung;
Figur 4 den Hauptkanal aus Figur 3 in geöffneter Stellung;
Figur 5 eine weitere Ausführungsform eines Hauptkanals in einer Schnittdarstellung;
Figur 6 eine dritte Ausführungsform eines Hauptkanals mit drei seitlich angeordneten Ak- tuatoren;
Figur 7 den Hauptkanal aus Figur 6 in Schliesstellung in einer Draufsicht und in einer Schnittdarstellung von der Seite;
Figur 8 den Hauptkanal aus Figur 6 in geöffneter Stellung in einer Draufsicht und in einer Schnittdarstellung von der Seite.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verteilen von Kunststoffschmelze, fortan Verteilvorrichtung 1 , in einer Etagenform 2 mit vier Schliessebenen 3.1 , 3.2, 3.3, 3.4 (Trennebenen). Durch einen zentrisch angeordneten, segmentierten Hauptkanal 4 mit drei Segmenten 4.1 , 4.2, 4.3 wird Kunststoffschmelze in einen Mittelblock 5 geleitet und von diesem durch Verteilkanäle 18 (nicht alle sichtbar) in einzelne Kavitäten 6 geleitet.
Der Hauptkanal 4 besteht hier aus drei Kanalsegmenten 4.1 , 4.2, 4.3 die über Ventile 7 miteinander wirkverbunden sind. Der Hauptkanal 4, respektive die Kanalsegmente 4,1 , 4.2, 4.3 weisen im Innern einen Hohlraum 24 auf, der zur Durchleitung von Materialschmelze von einem Ventil zum nächsten, respektive zu und wegführenden Kanälen dient Der Hohlraum wird durch die Ventile 7 in Segmente unterteilt. Im Innern des Hauptkanals 4 ist im Bereich der Hohlräume 24 ein ebenfalls segmentierter Ventilstab 8 zentrisch angeordnet, der im Bereich der Ventile 7 Trennstellen 10 aufweist, entlang derer er beim Öffnen der Etagenform 2 trennbar ist Im Bereich der Ventile 7 ist der Ventilstab 8 in Führungsbuchsen 9 gelagert, deren Querschnitt er in Schliessstellung dichtend ausfüllt Die Führungsbuchsen 9 weisen ebenfalls Trennstellen auf und erstrecken sich auf beiden Seiten der Trennstellen 10. Der Ventilstab 8 ist bei geschlossener Etagenform 2 in Längsrichtung des Hauptkanals 4 verschiebbar angeordnet und weist im Bereich der Ventil- 7, respektive der Trennstellen 8 zugeordnete Dünnstellen 1 1 auf. Durch ein Verschieben des Ventilstabes 8 in seiner Längsrichtung werden die Dünnstellen 1 1 so in den Ventilen 7 platziert, dass ein Durchfluss von Kunstschmelze durch die Ventile 7 möglich ist
Der Hauptkanal 4 weist ein äusseres Kanalsegment 4.3 auf, das einen Anschluss 12 zum An- schliessen einer Plastifiziereinheit (nicht näher dargestellt) aufweist Im Mittelblock 5 ist ein inneres Kanalsegment 4.1 angeordnet, das zum Verteilen der Kunststoffschmelze über Verteil-, respektive Nebenkanäle 18 in einzelne Kavitäten dient. Zwischen dem inneren und dem äusseren Kanalsegment 4.1 , 4.3 ist hier ein mittleres Kanalsegment 4.2 angeordnet, das zum Leiten der Kunststoffschmelze von äusseren zum inneren Kanalsegment 4.1, 4.3 dient. Bei Bedarf können weitere Verteil kanäle, vom äusseren und/oder einem mittleren Kanalsegment ausgehend, Kavitäten mit Kunststoffschmelze versorgen. Die Erfindung ist nicht auf Lösungen mit einem oder nur einem mittleren Kanalsegment (4.2) beschränkt.
Die Erfindung betrifft eine Verteilvorrichtung (1 ) zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Etagenform (2). Die Verteilvorrichtung (1 ) weist einen segmentierten Hauptkanal (4) auf, dessen Segmente (4.1 , 4.2, 4.3) im Bereich von Trennstellen (7) miteinander dichtend wirkverbindbar sind. Die einzelnen Kanalsegmente (4.1 , 4.2, 4.3) weisen Ventile (10) auf, die zum Dichten der Kanalsegmente insbesondere beim Öffnen der Form dienen.
Figur 2 zeigt eine Verteilvorrichtung 1 losgelöst von einer Etagenform in einer perspektivischen Schnittdarstellung. Der Hauptkanal 4 besteht aus drei Kanalsegmenten 4.1 , 4.2, 4.3. Im Innern des Hauptkanals 4 ist ein Ventilstab 8 angeordnet, der ebenfalls drei Stabsegmente 8.1 , 8.2, 8.3 umfasst Die einzelnen Kanal- 4.1, 4.2, 4.3, resp. Stabsegmente 8.1, 8.2, 8.3 sind im Bereich von Trennstellen 10 trennbar. Die Segmente 4.1 , 4.2, 4.3 des Hauptkanals 4 weisen im Bereich der Trennstellen 10 Ventile 7 auf, welche die Segmente 4.1 , 4.2, 4.3 des Hauptkanals 4 beim Öffnen der Etagenform dichten. Auf jeder Seite der Trennstellen 10 ist der Ventilstab 8 von Führungsbuchsen 9 dichtend umgeben. Die Stabsegmente 8.1 , 8.2, 8.3 weisen Dünnstellen 11 auf, die zur Regulierung des Durchflusses der Kunststoffschmelze dienen. Durch eine Längsverschiebung des Ventilstabes 8 werden die Dünnstellen 1 1 in den Bereich der Führungsbuch- sen 9 gebracht und bewirken, dass eine Durchflussöffnung 37 entsteht, so dass Kunststoffschmelze passieren kann.
Der Hauptkanal 4 weist an einem Ende einen Anschluss 12 für eine Pl astif izi ervorri ch tu n g (nicht näher dargestellt) auf, der zum Einspritzen von Kunststoffschmelze dient. Der Ventilstab 8 weist in diesem Bereich eine Verdickung 13 mit einer konischen Dichtfläche 14 auf, die mit einer Gegenfläche 15 in Schliessstellung dichtend zusammenwirkt. Es handelt sich dabei um ein Hauptventil 17, welches das Austreten von Kunststoffschmelze aus dem Anschluss 12 verhindert.
Am gegenüberliegenden Ende weist der Hauptkanal 4 eine Stellvorrichtung in Form eines Steil- Zylinders 16 auf. Der Stellzylinder 16 ist mit dem Ventilstab 8 wirkverbunden und dient zur Positionierung des Ventilstabes 8, respektive zum direkten/indirekten Öffnen und/Schliessen der Ventile 7.
Um Kunststoffschmelze mittels dem Hauptkanal 4 zu verteilen, werden die Kanalsegmente 4.1 , 4.2, 4.3 des Hauptkanals 4, respektive die Stabsegmente 8.1 , 8.2, 8.3 des Ventilstabes 8, mit- einander durch Zusammenpressen dichtend wirkverbunden. Anschliessend wird eine Einspritzvorrichtung (nicht näher dargestellt) mit dem Anschluss 12 dichtend verbunden. Infolge des Druckes der Kunststoffschmelze und/oder infolge einer weiteren Kraft, wird der Ventilstab 8 in Längsrichtung X des Hauptkanals 4 bewegt Durch diese Bewegung werden die Dünnstellen 1 1 in den Bereich der Führungsbuchsen 9 bewegt, wodurch die Ventile 7 geöffnet werden. Die Kunststoffschmelze gelangt so in das hintere Endsegment 4.1 des Hauptkanals 4 und wird von da über Nebenkanäle 18 in Kavitäten weitergeleitet (vgl. Figur 1 ). Nach dem Einspritzvorgang wird der Druck in der Kunststoffschmelze reduziert. Die Ventile 7 werden infolge der Druckreduktion und/oder durch den Stellzylinder 16 geschlossen, indem der Ventilstab in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird. Damit das Hauptventil 17 und die Ventile 7 sicher ver- schlössen sind können, bei Bedarf, Sicherungselemente vorgesehen sein.
Der Anschluss 12, respektive der Ventilstab 8 können so ausgebildet sein, dass der Ventilstab durch Anschliessen der Einspritzeinheit (Plastifiziereinheit) oder durch Betätigen eines im Mündungsbereich angeordneten Stellmittels geöffnet wird. Eine geeignete Ausführungsform weist im Innern des mit dem Anschluss 12 korrespondierenden Teils der Einspritzvorrichtung im Innern des mit dem Anschluss 12 korrespondierenden Teils der Einspritzvorrichtung einen angetriebenen Stift auf (nicht näher dargestellt), der zum Antreiben des Ventilstabs 8 dient. Die Antriebswirkung kann auch durch das Einpressen der Mündung des Anschlusses 12 erzielt werden.
Detailansicht C zeigt die Trenn-, resp. die Ventile 7, 10 in einer vergrösserten Darstellung. Die Kanalsegmente 4.1 , 4.2, 4.3 und die Stabsegmente 8.1 , 8.2, 8.3 sind in Wirkverbindung dargestellt. Der Ventilstab 8 füllt die Führungsbuchse 9 dichtend aus, so dass die Ventilstelle 7 verschlossen ist und die im Innern Kanalsegmentes 4.1 , 4.2, 4.3 vorhandene Kunststoffschmelze nicht austreten kann.
Figur 3 zeigt den Hauptkanal 4 aus Figur 2 in Offenstellung. Der Ventilstab 8 ist in Kanallängsrichtung X soweit verschoben, dass die Dünnstellen 1 1 (vgl. Detail D) im Bereich der Trennstellen 10, resp. der Ventile 7 angeordnet sind und so die Ventile geöffnet sind. Der Fluss der Kunststoffschmelze ist mittels Pfeilen FI , F2, F3 schematisch verdeutlicht.
Der Hauptkanal 4 ist mittels Heiz- respektive Isolationsmitteln 19 umgeben, welche zur Tempe-, raturkontrolle im Innern der Kanalsegmente 4.1 , 4.2, 4.3 dienen. Der Ventilstab 8, ist bei Bedarf ganz oder Bereichsweise beheizt. Der Ventilstab 8 ist vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Material gefertigt.
Figur 4 zeigt den Hauptkanal 4 aus Figur 2 in geöffneter Position, d.h. bei geöffneter Etagenform. Die Segmente des Hauptkanals sind entlang der Trennstellen 10 getrennt, so dass die Kanalsegmente 4.1 , 4.2, 4.3, resp. die Stabsegmente 8.1 , 8.2, 8.3 nicht miteinander in Wirkverbindung stehen. Die Stabsegmente 8.1 , 8.2, 8.3 des Ventilstabes 8 füllen die Führungsbuchsen 8 dichtend aus, so dass die Ventile 7 dicht verschlossen sind (vgl. Detaildarstellung E).
Im Innern der Kanalsegmente 4.1 , 4.2, 4.3 sind bei der gezeigten Ausführungsform Heizelemente 20 angeordnet, welche mit den Stabsegmenten 8.1 , 8.2, 8.3 in thermischer Verbindung stehen. Die Heizelemente 20 dienen zur direkten und indirekten Beheizung des sich im entsprechenden Kanalsegment 4.1 , 4.2, 4.3 befindlichen Kunststoffs. Die Heizelemente 20 weisen eine torbedoähnliche Form auf. Sie werden mittels im Wesentlichen radial angeordnete und in Strö- mungsrichtung ausgerichtete Rippen 21 gehalten. In den Endbereichen der Kanalsegmente 4.1 , 4.2, 4.3 dienen Stützrippen 22 zur Führung und thermischen Kopplung der Stabsegmente 8.1 , 8.2, 8.3 mit den wirkverbundenen Mitteln.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Kanalsegmentes 25 eines Hauptkanals 4 in einer Schnittdarstellung. Das Kanalsegment 25 ist so ausgestaltet, dass es zur Druckkompensation beim Öffnen des Hauptkanals geeignet ist. Zu diesem Zweck ist das Kanalsegment 25 hier zweiteilig ausgestaltet. Das erste und das zweite Stabsegment 25.1 , 25.2 sind über ein Federelement miteinander verbunden. Beim Öffnen des Hauptkanals 4 werden zuerst die Ventile 7 verschlossen, indem der Ventilstab in Schliessstellung gebracht wird. Falls die Kunststoffschmel- ze im Innern des Kanalsegmentes 25 nach wie vor unter hohem Druck steht, wird dieser Druck abgebaut, indem die beiden Stabsegmente 26.1 , 26.2 in Richtung des Pfeils Gl auseinander driften. Im Bereich der Ventile 7 bewirkt dies, dass die Stabsegmente 26.1 , 26.2 gegenüber den Führungsbuchsen eine Relativbewegung ausführen, soweit, dass der Druck im Innern des Kanalsegments im Wesentlichen dem Umgebungsdruck entspricht. Bei geschlossener Form, respektive um die Ventile 7 zu öffnen befinden sich die beiden Stabsegmente 26.1 , 26.2 in Anschlag, so dass sie Kräfte in Stablängsrichtung übertragen.
Das längere Stabsegment 26.2 wird direkt mittels eines Heizelements 20 beheizt. Das Heizelement 20 ist mittels Rippen 21 abgestützt. Im Bereich der Ventile 7, resp. der Dünnstelle 1 1 sind, bei dieser Ausführungsform, weitere Stützrippen 22 vorhanden, die zum Führen des Ven- tilstabes 8 dienen.
Alternativ oder in Ergänzung können weitere Mittel verwendet werden, die zum Druckausgleich geeignet sind. Ein Druckentlastungskanal (nicht näher dargestellt), der abhängig von der Stellung der Etagenform, respektive der Elemente des Hauptkanals 4, eine druckausgleichende Verbindung zur Umgebung bewirkt verwendet werden. Der Druckentlastungskanal wird vor- zugsweise durch zugeordnete Ventile positionsabhängig geöffnet oder geschlossen. Diese Ventile können in Form von Überdruckventilen ausgestaltet sein, derart, dass sie nur bei Überschreitung eines bestimmten Drucks ansprechen, insbesondere wenn der Hauptkanal geöffnet wird. Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Verteilvorrichtung 1 zum Verteilen von Kunststoffschmelze mittels eines Hauptkanals 4 in einer perspekivischen Darstellung. Der Hauptkanal 4 weist ein inneres, ein mittleres und ein äusseres Kanalsegment 4.1, 4.2, 4.3 auf, die über eine erste und eine zweite Trennstelle 10.1 , 10.2 miteinander wirkverbindbar sind. Jedes der Kanalsegmente 4.1 , 4.2, 4.3 ist durch ein Heiz-, resp. Isolationselement 19 umgeben und weist ein im Wesentlichen senkrecht zur Kanallängsrichtung X angeordnetes Sicherungselement 23 auf, das zur Kontrolle und Sicherung der Position des im Innern des Hauptkanals 4 angeordneten Ventilstabes (vgl. Figuren 7 und 8) dient. Der Hauptkanal 4 weist eine Anschlussöffnung 12 auf, die zum Anschliessen einer Plastifiziereinheit (nicht näher dargestellt) dient. Das innere Kanalsegment weist zwei Nebenkanäle 18 (nur ausschnittweise dargestellt) auf, die zum Verteilen von Schmelze dienen. Das innere Kanalsegment weist an seinem hinteren Ende einen Stellzylinder 16 auf, der zur Kontrolle und Justage der axialen Position des Ventilstabes (vgl. Figuren 7 und 8) dient.
Figur 7 a) zeigt den Hauptkanal 4 aus Figur 6 in einer Draufsicht. Der Schnitt entlang der Schnittebene DD ist in Figur 7 b) dargestellt. Der Hauptkanal 4, respektie die Kanalsegmente 4.1 , 4.2, 4.3 weisen im Innern einen Hohlraum 24 auf, der sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Hauptkanals 4 erstreckt und zur Durchleitung von Materialschmelze von einem Ventil 7 zum nächsten, respektive zu wegführenden Kanälen dient. Der Hohlraum 24 wird durch die teilbaren Ventile 7 in Segmente unterteilt.
Der Verteilvorrichtung 1 ist in Schliessstellung der Spritzgiessform 2 (vgl. Figur 1) gezeigt, d.h. die einzelnen Kanalsegmente 4.1 , 4.2, 4.3 des Hauptkanals 4 sind miteinander wirkverbunden. Die drei Kanalsegmente 4.1 , 4.2, 4.3 sind über die Ventile 7, respektive die Trennstellen 10 miteinander wirkverbunden. Der segmentierte Ventilstab 8 ist in Offenstellung dargestellt, wobei seine Dünnstellen 1 1 sich im Bereich der Führungsbuchsen 9 befinden, so dass die Durch- flussöffnungen 37 eine Verbindung zwischen den Segmenten 24.1 , 24.2, 24.3 des Hohlraumes 24 bilden. Kunstoffschmelze kann so von einem Kanalsegment 4.1 , 4.2, 4.3 ins nächste ge- presst werden.
Bei der gezeigten Ausführungsform des Hautkanals 4 weist jedes der Kanalsegmente 4.1, 4.2, 4.3 ein im Wesentlichen senkrecht zur Kanallängsrichtung X angeordnetes Sicherungselement 23 auf. Als Antrieb weist das Sicherungselement 23 einen Hydraulikzylinder 33 mit einem Gehäuse 28 auf, in dem ein hydraulisch betätigter Arbeitskolben 29 (alternative geeignte Antriebsmittel sind möglich) angeordnet ist, der mit einem Riegel 30 wirkverbunden ist. Im Bereich der Sicherungselemente 23 weisen die Segmente 8.1 , 8.2, 8.3 des Ventilstabes 8 je eine Verdickung 31 mit einer Nut 32 auf. Die Nut 32 ist so angeordnet, dass der Riegel 30 bei geschlossenen Ventilen 7, in die Nut 32 eingreifen kann (vgl. Figur 8b) und damit den Ventilstab 8 gegen Verschieben in Längsrichtung X sichert. In der gezeigten Offenstellung, d.h. wenn die Durchflussöffnungen 37 frei sind, ist der Riegel 30 oberhalb der Verdickung 31 angeordnet und der Ventilstab 8 kann in Richtung der Längsachse X bewegt werden. Falls erforderlich ist der Ventilstab 8 im Bereich des Riegels 30 zusätzlich abgestützt um seitliche Kräfte des Riegels 30 aufzunehmen.
Mit dem hydraulischen Stellzylinder 16, der auch in einer gewissen Entfernung zum Hauptkanal 4 angeordnet sein kann, wird der Ventilstab 8 in Schliesstellung gebracht, so dass die Ventile 7, sowie der Anschluss 12 bei geöffneter Form sicher verschlossen sind. Mittels den Sicherungs- elementen 23 werden die einzelnen Segmente 8.1 , 8.2, 8.3 des Ventilstabes in dieser Position gesichert.
Figur 8 a) zeigt den Hauptkanal 4 in einer Draufsicht in geöffneter Stellung, d.h. in der Stellung in der die Etagenspritzgiessform 2 (vgl. Figur 1 ) entlang ihrer Trennebenen 3.3, 3.4 auseinander gefahren ist. Figur 8 b) zeigt eine Schnittdarstellung des Hauptkanals 4 entlang der Schnittebene EE.
Die Segmente 8.1 , 8.2, 8.3 des Ventilstabes 8 sind so angeordnet, dass die Ventile 7 verschlossen sind und Kunststoffschmelze (nicht näher dargestellt) im Hohlraum 24 im Innern des Hauptkanals 4 der Verteilvorrichtung 1 verbleibt. Je nach Ausführungsform sind die Ventile 7 und Trennstellen 10 so konstruiert, dass geringe Mengen von austretender Kunststoffschmelze keinen negativen Einfluss auf die Funktionsweise aufweisen. Die einzelnen Segmente 8.1 , 8.2, 8.3 des Ventilstabes 8 sind durch die Riegel 30 der Sicherungselemente 23, die in dieser Position in die umlaufenden Nuten 32 des Ventilstabes 8 eingreifen, gesichert. In dem die Hydraulikzylinder 33 mit einem Schliessdruck beaufschlagt werden, werden die Riegel 30 in den Nuten 32 arretiert. Dadurch wird verhindert, dass sich die Segmente 8.1 , 8.2, 8.3 des Ven- tilstabes 8 ungewollt verschieben und dadurch die Ventile 7 geöffnet werden. Die Riegel 30 ungewollt verschieben und dadurch die Ventile 7 geöffnet werden. Die Riegel 30 und die Nuten 32 sind vorzugsweise so ausgestaltet, dass eine Entriegelung durch eine auf den Ventilstab 8 wirkende Längskraft, die eine gewisse Höhe aufweist, möglich ist. Vorgängig wird der Schliessdruck in den Hydraulikzylindern 33 reduziert. Bei der gezeigten Ausführungsform wei- sen sowohl der Riegel 30 als auch die Nut 32 eine Anfassung auf, so dass die Wirk- und die Gegenfläche von Riegel 30 und Nut 32 in einem Winkel α zur Längsrichtung X angeordnet sind. Abhängig von der Grosse des Winkels α kann die Selbsthemmung, respektive die Kraft eingestellt werden die erforderlich ist, um den Ventilstab 8 in Längsrichtung zu bewegen. Je nach Anwendungsgebiet können anstelle von, wie in der gezeigten Ausführungsform verwen- deten aktiven Sicherungselementen auch passive Sicherungsungselemente verwendet werden. Zum Beispiel eine selbsttätige Schnappvorrichtung mit einem elastisch (federnd) gelagerten und im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung X verschiebbaren Riegel, der so angeordent ist, dass er bei geschlossenen Ventilen 7 in eine Nut eingreift und so ein Verschieben des Ventilstabes in Längsrichtung X verhindert. Eine Entriegelung erfolgt, indem der Ventilstabe mit einer gewissen Kraft F (vgl. Detail M) in Längsrichtung bewegt wird, so dass der Riegel aus der Nut gedrückt wird. In entriegelter Stellung befindet sich der Riegel auf einer im Wesentlichen parallel zur Längsachse X angeordneten Fläche wo er sich neutral verhält.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist insbesondere beim inneren Kanalsegment 8.1 des Hauptkanals 8 ein Sicherungselement 23 nicht zwingend erforderlich, da der Stellzylinder 16 ebenfalls als Sicherungsmittel verwendet werden kann. Bei Bedarf kann, alternativ oder in Ergänzung, der Ventilstab 8, respektive dessen Segmente 8.1 , 8.2, 8.3, so ausgebildet sein, dass eine Verriegelung durch eine Drehung um die Längsachse X möglich ist.

Claims

Patentansprüche
1 Verteilvorrichtung (1) zum Verteilen von Kunststoffschmelze in einer Etagenform (2) gekennzeichnet durch einen segmentierten Hauptkanal (4) mit mindestens zwei Kanalsegmenten (4.1 , 4.2, 4.3) die über eine dazwischen liegende Trennstelle (10) dichtend wirkverbindbar sind und einem Ventilstab (8), der zur Regulierung des Durchflusses von
Kunststoffschmelze durch ein im Bereich der Trennstelle (10) angeordnetes Ventil (7) dient.
2 Verteilvorrichtung (1) gemäss Patentanspruch 1 , gekennzeichnet durch, ein äusseres Kanalsegment (4.3) mit einem Anschluss (12) für eine Plastifiziereinheit, einem inneren Kanalsegment (4.1), das zum Verteilen der Kunststoffschmelze in Kavitäten (6) dient und mindestens einem zwischen dem inneren Kanalsegment (4.1 ) und dem äusseren Kanalsegment (4.3) angeordneten mittleren Kanalsegment (4.2), das zum Leiten der Kunststoffschmelze vom äusseren zum inneren Kanalsegment (4.1 , 4.3) dient.
3 Verteilvorrichtung (1 ) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Ventilstab (8) segmentiert ist und dass die Länge der Segmente
(8.1 , 8.2, 8.3) im Wesentlichen der Länge der Kanalsegmente (4.1 , 4.2, 4.3) entspricht.
4 Verteilvorrichtung (1) gemäss Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente des Ventilstabes (8) bei geschlossener Spritzgiessform (2) miteinander in Wirkverbindung stehen.
5 Verteilvorrichtung (1 ) gemäss Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstab im Bereich einer Trennstelle (7) in Führungsbuchsen (9) gelagert ist und eine Dünnstelle (1 1 ) aufweist, die zur Regulierung des Durchflusses von Kunststoffschmelze durch die Führungsbuchsen (9) dient, indem die Dünnstelle (1 1) durch eine Verschiebung des Ventilstabes (8) in seiner Längsrichtung (X) in den Bereich der Führungsbuchsen (9) bringbar ist. 6 Verteilvorrichtung (1 ) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (7) ein Kanalsegment (4.1 , 4.2, 4.3) unabhängig vom Druck im Kanalsegment dichtend verschliesst
7 Verteilvorrichtung (1 ) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch ge- 5 kennzeichnet, dass die Verteilvorrichtung (1 ) mindestens ein Mittel (25) zum Ausgleichen des Druckes im Hauptkanal (4) aufweist.
8 Verteilvorrichtung (1 ) gemäss Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Segment (8.2) des Ventilstabes (8) eine veränderbare Länge (Gl ) aufweist.
9 Verteilvorrichtung (1 ) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch I O gekennzeichnet, dass der Ventilstab (8) beheizbar ist.
10 Verteilvorrichtung (1 ) gemäss einem der vorangehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch, ein Sicherungselement (23) das zum Sichern der Position des Ventilstab (8) dient.
1 1 Verteilvorrichtung (1 ) gemäss Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das 15 Sicherungselement einen Riegel (30) aufweist, der in eine Nut (32) eingreift.
12 Verteilvorrichtung gemäss einem der Patentansprüche 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (23) durch eine in Längsrichtung X wirkende Kraft entriegelbar ist.
13 Verteilvorrichtung gemäss einem der Patentansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeich-
20 net, dass das Sicherungselement (23) einen Antrieb (33) aufweist, der zur Verstellung des Riegels (30) dient.
14 Spritzgiessform (2) gekennzeichnet durch eine Verteilvorrichtung (1 ) gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 9.
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