AT528066A1

AT528066A1 - Verschlussdüse für eine Formgebungsmaschine

Info

Publication number: AT528066A1
Application number: ATA50214/2024A
Authority: AT
Inventors: Klammer Dipl -Ing Günther; Fischer Bsc Raphael; Hartlauer Dipl -Ing Richard; Schmid Michael; Scheuchenstuhl Dipl -Ing Johannes; Blutmager Dipl -Ing Dr Andreas
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2024-03-13
Filing date: 2024-03-13
Publication date: 2025-09-15
Also published as: AT528066B1; DE102025108668A1; US20250289171A1

Abstract

Verschlussdüse für eine Formgebungsmaschine (2), umfassend - ein wenigstens einen Fluidkanal (3) aufweisendes Ventilgehäuse (4), wobei der wenigstens eine Fluidkanal (3) dazu ausgebildet ist, ein – vorzugsweise flüssiges und/oder plastisches – Fluid zu führen, und - ein rotatorisch um eine Rotationsachse (5) gegenüber dem Ventilgehäuse (4) gelagertes Ventilelement (6), welches Ventilelement (6) wenigstens eine Durchführöffnung (7) zum Durchführen des Fluids aufweist und dazu ausgebildet ist, durch Ausführen einer Rotationsbewegung einen Strömungsquerschnitt zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal (3) und der wenigstens einen Durchführöffnung (7) zu variieren und somit einen Durchfluss des Fluids zu beeinflussen, wobei die wenigstens eine Durchführöffnung (7) in einer Ebene orthogonal zu ihrer Längserstreckung durch das Ventilelement (6) einen Querschnitt aufweist, welcher entlang der Rotationsachse (5) des Ventilelements (6) eine größere Abmessung (8) als senkrecht dazu aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlussdüse für eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, sowie eine Formgebungsmaschine und/oder eine Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine mit einer

solchen Verschlussdüse.

Unter Formgebungsmaschinen können Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden. Auch Formgebungsmaschinen, bei welchen plastifizierte Masse einem

offenen Formwerkzeug zugeführt wird, sind durchaus denkbar.

Im Folgenden soll der Stand der Technik anhand einer Spritzgießmaschine umrissen werden. Analoges gilt allgemein

für Formgebungsmaschinen.

Gattungsgemäße Verschlussdüsen für Spritzgießmaschinen

umfassen:

- ein wenigstens einen Fluidkanal aufweisendes Ventilgehäuse, wobei der wenigstens eine Fluidkanal dazu ausgebildet ist, ein - vorzugsweise flüssiges und/oder plastisches - Fluid zu führen und

- ein rotatorisch um eine Rotationsachse gegenüber dem Ventilgehäuse gelagertes Ventilelement, welches Ventilelement wenigstens eine Durchführöffnung zum Durchführen des Fluids aufweist und dazu ausgebildet ist, durch Ausführen einer Rotationsbewegung einen Strömungsquerschnitt zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal und der wenigstens einen Durchführöffnung zu variieren und somit einen Durchfluss des Fluids zu

beeinflussen.

Eine entsprechende Ausführungsform des Standes der Technik

geht beispielsweise aus der CA 2 687 054 Al hervor.

Entsprechende Verschlussdüsen werden beispielsweise bei Spritzgießmaschinen dazu verwendet, eine Plastifizierund/oder Einspritzeinheit zu verschließen, um ein unbeabsichtigtes Austreten von plastifiziertem Kunststoff zu

verhindern.

Wenn eine Einspritzbewegung oder ein Einspritzvorgang des plastifizierten Kunststoffes vorgenommen werden soll, wird die Verschlussdüse geöffnet und somit der Weg aus der Plastifizier- und/oder Einspritzeinheit in einen Formhohlraum

eines Formwerkzeugs freigegeben.

Da es Je nach Formhohlraum und Größe des Formhohlraumes notwendig ist, eine gewisse Masse an plastifiziertem Kunststoff in einer bestimmten Zeit durch die Verschlussdüse zu fördern, ist die Größe des Fluidkanals entscheidend für die Auslegung der Verschlussdüse, wonach sich nach der Größe des Strömungsquerschnittes des Fluidkanals die Auswahl und

Konzipierung der Verschlussdüse richtet.

Dieser Fluidkanal wird - wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist - mit einem Kreisquerschnitt ausgebildet, welcher sich geradlinig durch die gesamte Verschlussdüse (durch das Ventilelement in einer geöffneten Stellung der Verschlussdüse)

hindurcherstreckt.

Es ist somit zu erkennen, dass der limitierende Bauteil das Ventilelement selbst ist. Dieses Ventilelement wird rotationssymmetrisch ausgebildet und kann als Bolzen angesehen

werden.

Die Durchführöffnung zum Führen des plastifizierten Kunststoffes ist somit der Anhaltspunkt für die Größe dieses Ventilelementes, da die Durchführöffnung das Ventilelement

schwächt und das Ventilelement mit einer Größe dermaßen

ausgebildet werden muss, dass immer noch ein einwandfreier

Betrieb der Verschlussdüse garantiert werden kann.

Nachteilig daran ist jedoch, dass durch die geforderte Größe des Ventilelements nicht nur der Bauraum nicht verkleinert werden kann, sondern dass auch durch die Größe der Verschlussdüse und somit der einzelnen Komponenten eine

gewisse Leckage gegeben ist.

So hat das Ventilelement gegenüber dem Ventilgehäuse ein gewisses Spiel, um eine problemlose Rotationsbewegung des Ventilelementes umsetzen zu können. Je größer das

Ventilelement ausgebildet ist, umso größer ist das Spiel.

Dieser Spalt führt jedoch zur Notwendigkeit einer Abdichtung, sodass eine Leckage von Fluid, welches durch die Verschlussdüse fließt, verhindert werden kann oder in einem geringen Maß gehalten werden kann, wobei wiederum die Dichtsysteme eine Schwachstelle der Verschlussdüse darstellen, da diese durch den laufenden Betrieb einem Verschleiß unterliegen, sowie bei zu groß werdenden Verschlussdüsen und

damit wachsenden Spaltmaßen an ihre Grenzen geraten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gegenüber dem Stand der Technik zumindest teilweise verbesserte Verschlussdüse bereitzustellen, mit welcher die zuvor beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise verbessert werden können und/oder welche einen geringeren Bauraum einnimmt und/oder welche ein besseres Dichtverhalten und/oder schnellere Schließ- und Öffnungszeiten

ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verschlussdüse

für eine Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs

1, sowie einer Formgebungsmaschine und/oder einer

Einspritzeinheit mit einer solchen Verschlussdüse mit den

Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass eine Verschlussdüse

für eine Formgebungsmaschine folgendes umfasst:

- ein rotatorisch um eine Rotationsachse gegenüber dem Ventilgehäuse gelagertes Ventilelement, welches Ventilelement wenigstens eine Durchführöffnung zum Durchführen des Fluids aufweist und dazu ausgebildet ist, durch Ausführen einer Rotationsbewegung einen Strömungsquerschnitt zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal und der wenigstens einen Durchführöffnung zu variieren und somit einen Durchfluss des Fluids zu beeinflussen,

wobei die wenigstens eine Durchführöffnung in einer Ebene

orthogonal zu ihrer Längserstreckung durch das Ventilelement

einen Querschnitt aufweist, welcher entlang der Rotationsachse des Ventilelements eine größere Abmessung als senkrecht dazu

aufweist.

Durch das Vorsehen der Durchführöffnung mit einem sozusagen flachen Querschnitt n einer Ebene orthogonal zu ihrer Längserstreckung wird die Möglichkeit geschaffen, wesentlich größere Flächen der Querschnittsfläche (also Strömungsquerschnitte) bereitzustellen bei dennoch kleinen Abmessungen des Ventilelements selbst, da durch diese flache Ausgestaltung der Durchführöffnung das Ventilelement in seinem Querschnitt - und somit seiner Stabilität - wesentlich weniger

beeinträchtigt wird.

Somit kann das Ventilelement selbst kleiner ausgebildet werden bei dennoch ausreichender Formstabilität und ausreichender

Festigkeit für den reibungslosen Betrieb der Verschlussdüse.

Durch diese Möglichkeit der Verringerung der Größe des Ventilelementes kann auch das Ventilgehäuse und die gesamte Verschlussdüse kleiner ausgebildet werden, womit einerseits der benötigte Bauraum sinkt und andererseits auch die Spaltmaße zwischen dem bewegten Bauteilen kleiner ausgebildet werden können, sodass leichter und sicherer eine Abdichtung zwischen den Bauteilen ermöglicht wird, die auch bei wirkendem

Verschleiß höhere Standzeiten standhalten können.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es bei einer Rotationsbewegung des Ventilelementes um die Rotationsachse bereits zu einem früheren Abschließen in einer Schließstellung des Fluidkanals kommt, da die Durchführöffnung in Rotationsrichtung einen entsprechenden flachen Querschnitt darstellt, welcher sich bereits früher (bei einem geringeren

Rotationsweg) verschließt.

Somit kann durch eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante über einen geringeren Rotationsweg des Ventilelementes die Verschlussdüse aus einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung (und umgekehrt) bewegt werden. Dies verkürzt die Schließ- als auch die Öffnungszeiten signifikant und ermöglicht auch die Verschlussdüse mit kleineren Aktuatoren zu

betätigen.

Darunter, dass durch Beeinflussung der Querschnittsfläche des Fluidkanals ein Durchfluss des Fluids beeinflussbar ist, kann gemäß der Erfindung verstanden werden, dass der Fluidkanal

auch im Wesentlichen komplett verschlossen werden kann, sodass

im Wesentlichen kein Durchfluss des Fluids möglich ist. Dies

kann auch als Schließstellung der Verschlussdüse verstanden

werden.

In gewissen Ausführungsformen kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass Zwischenöffnungsgrade realisierbar sind, beispielsweise um den Volumenstrom durch die Verschlussdüse zu

steuern oder zu regeln.

Die Verschlussdüse ist bevorzugt dazu eingerichtet, ein plastisches oder flüssiges Fluid zu führen. Optional kann das Fluid eine Gaskomponente aufweisen, beispielsweise beim

Schaumspritzgießen.

Unter Formgebungsmaschinen können Spritzgießmaschinen, Extruder, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden. Auch Formgebungsmaschinen, bei welchen die plastifizierte Masse einem offenen Formwerkzeug zugeführt

wird, sind durchaus denkbar.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Verschlussdüse kann auch in bereits bestehenden Systemen des Standes der Technik (wie beispielsweise in der Einleitung beschrieben)

ihren Einsatz finden und beispielsweise nachgerüstet werden.

Vorteilhafte Ausführungen sind anhand der abhängigen Ansprüche

definiert.

ES kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Durchführöffnung im Querschnitt in der Ebene orthogonal zur Längserstreckung der wenigstens einen Durchführöffnung als

Langloch ausgebildet ist.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Abmessung der

wenigstens einen Durchführöffnung im Querschnitt in der Ebene

orthogonal zur Längserstreckung der wenigstens einen

Durchführöffnung entlang der Rotationsachse zu einer Höhenabmessung senkrecht dazu mindestens in einem Verhältnis von 1,5 : 1,0 - besonders bevorzugt in einem Verhältnis von

2,0 : 1,0 —- steht.

ES kann vorgesehen sein, dass die Abmessung der wenigstens einen Durchführöffnung entlang der Rotationsachse im Querschnitt in der Ebene orthogonal zur Längserstreckung der wenigstens einen Durchführöffnung mit ihrer Größe in einem Bericht von plus/minus 20%, vorzugsweise plus/minus 10%, besonders bevorzugt plus/minus 5%, eines Durchmessers des Ventilelements im Bereich der wenigstens einen Durchführöffnung liegt. Vorzugweise kann vorgesehen sein, dass die Abmessung der wenigstens einen Durchführöffnung entlang der Rotationsachse im Querschnitt in der Ebene orthogonal zur Längserstreckung der wenigstens einen Durchführöffnung gleich dem Durchmessers des Ventilelements im Bereich der wenigstens

einen Durchführöffnung ist.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement als

Bolzen ausgebildet ist.

Es kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement genau eine

Durchführöffnung aufweist.

ES kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Fluidkanal des Ventilgehäuses in einer Flussrichtung des Fluids durch eine Ausnehmung durchsetzt wird, welche Ausnehmung das

Ventilelement aufnimmt.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass diese Ausnehmung, welche

das Ventilelement aufnimmt, als Bohrung ausgebildet ist.

ES kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Fluidkanal

das Ventilgehäuse in Flussrichtung des Fluids

—- an einer Eintrittsstelle des wenigstens einen Fluidkanals in die wenigstens eine Durchühröffnung des Ventilelements und/oder

—- an einer Austrittsstelle der wenigstens einen Durchführöffnung des Ventilelements in den wenigstens einen Fluidkanal

dieselbe Querschnittsform, wie die wenigstens eine

Durchführöffnung aufweist, sodass sich entlang der

Flussrichtung des Fluids für das Fluid keine Stufen, Kanten,

Ecken oder Querschnittssprünge in einer Öffnungsstellung der

Verschlussdüse ergeben.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Fluidkanal vor der Eintrittsstelle in die wenigstens eine Durchführöffnung und/oder nach der Austrittsstelle aus der wenigstens einen Durchführöffnung, vorzugsweise kontinuierlich, in einen Kreisquerschnitt entlang seiner

Längserstreckung übergeht.

Dadurch, dass der Fluidkanal vor und nach dem Ventilelement wiederum in einen Kreisquerschnitt übergeht, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass trotz dem Vorliegen eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dennoch die Vorteile einer kreisförmigen Anschlussstelle der Verschlussdüse an einem Formwerkzeug und/oder einer Plastifizier- und/oder Einspritzeinheit einer

Formgebungsmaschine genutzt werden.

ES kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Fluidkanal und/oder die wenigstens eine Durchführöffnung entlang seiner/ihrer Längserstreckung eine, vorzugsweise und dieselbe, Größe einer Querschnittsfläche aufweisen, sodass es sich entlang der Flussrichtung des Fluids durch die Verschlussdüse

in einer Öffnungsstellung des Ventilelementes keine

Variationen des Drucks und/oder der Strömungsgeschwindigkeit

des Fluids aufgrund von Querschnittsveränderungen ergeben.

Anders ausgedrückt, kann es vorgesehen sein, dass der Fluidkanal und die Durchführöffnung in einer Öffnungsstellung

der Verschlussdüse an ihren Übergängen fluchten.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement entlang der Rotationsachse schwimmend im Ventilgehäuse

gelagert ist.

ES kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement im Ventilgehäuse in einer das Ventilgehäuse durchsetzenden

Ausnehmung, vorzugsweise Bohrung, angeordnet ist.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement gegenüber dem Ventilgehäuse mittels wenigstens einem Federelement, insbesondere vorzugsweise wenigstens einer

Tellerfeder, vorgespannt ist.

Es kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement an beiden Enden der das Ventilgehäuse durchsetzenden Ausnehmung mittels wenigstens eines Federelements, vorzugsweise einer

Tellerfeder, vorgespannt ist.

ES kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement gegenüber dem Ventilgehäuse mittels wenigstens einem Dichtelement,

vorzugsweise wenigstens einem Dichtring, abgedichtet ist.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement rotatorisch bewegungsschlüssig mit einem Betätigungselement verbunden ist, welches Betätigungselement dazu ausgebildet ist, das Ventilelement über eine Rotationsbewegung zwischen

einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung zu rotieren.

ES kann vorgesehen sein, dass das Betätigungselement als Gabelelement ausgebildet ist, welches beidseitig mit dem das Ventilgehäuse durchsetzenden Ventilelement rotatorisch

bewegungsschlüssig verbunden ist.

ES kann vorgesehen sein, dass das Ventilelement gegenüber dem Ventilgehäuse und/oder gegenüber einem Lagerelement des

Ventilgehäuses entlang der Rotationsachse mit einem Spiel von 0,01 mm bis 5 mm - vorzugsweise 0,03 mm bis 2,5 mm, besonders

bevorzugt 0,05 mm bis 1 mm - gelagert ist.

Weiters wird Schutz begehrt für eine Formgebungsmaschine und/oder eine Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine

mit einer erfindungsgemäßen Verschlussdüse.

Vorzugweise kann vorgesehen sein, dass die Einspritzeinheit eine rotatorisch um ihre Längsachse und translatorisch entlang ihrer Längsachse bewegbar in einem Massezylinder angeordnete

Einspritzschnecke aufweist.

Diese Einspritzschnecke kann dazu ausgebildet sein, durch eine Rotationsbewegung um die Längsachse ein zu plastifizierendes Material zu plastifizieren und durch eine Längsbewegung entlang der Längsachse das plastifizierte Material (oder das plastifizierte Fluids) aus dem Massezylinder, vorzugsweise über eine an den Massezylinder anschließende erfindungsgemäße

Verschlussdüse, auszuschieben.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen

Ausführungsbeispiels einer Verschlussdüse,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 in einer Ebene orthogonal zur Längserstreckung zur Durchführöffnung,

Fig. 3 den in Fig. 2 gekennzeichneten Schnitt in einer Öffnungsstellung des Ventilelements,

Fig. 4 den in Fig. 2 gekennzeichneten Schnitt in einer Schließstellung der Verschlussdüse, und

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Formgebungsmaschine.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines

erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Verschlussdüse 1.

Zur besseren Veranschaulichung ist dabei in der perspektivischen Ansicht der Fig. 1 ein Viertel der Verschlussdüse 1 ausgeschnitten, sodass ein freier Blick auf

die inneren Bauteile der Verschlussdüse 1 gewährt wird.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 durch die Verschlussdüse, wobei die Schnittebene orthogonal zur Längserstreckung der Durchführöffnung 7 des Ventilelementes 6 (in einer Öffnungsstellung 18 des Ventilelementes 6) gelegt wurde und des Weiteren die Rotationsachse 5 des Ventilelements 6

aufweist.

Die Figuren 3 und 4 stellen Schnittdarstellungen desselben Ausführungsbeispiels der Verschlussdüse 1 dar, wobei die Schnittebene A-A der Figuren 3 und 4 in Fig. 2 gekennzeichnet

wird. Die Figuren 3 und 4 unterscheiden sich dadurch, dass die Fig.

3 eine Öffnungsstellung 18 der Verschlussdüse 1 darstellt und die Fig. 4 eine Schließstellung 17 der Verschlussdüse 1.

Durch die Figuren 1 bis 4 ist zu erkennen, dass die

Verschlussdüse 1 ein Ventilgehäuse 4 umfasst.

Das Ventilgehäuse 4 dieses Ausführungsbeispiels wird durch einen zentralen Teil des Ventilgehäuses 4 gebildet sowie den

angeschraubten Lagerelementen 21.

Durch das Ventilgehäuse 4 führt ein zentraler Fluidkanal 3, welcher dazu ausgebildet ist, ein - vorzugsweise flüssiges

und/oder plastisches - Fluid zu führen.

Weiters umfasst das Ventilgehäuse 4 eine das Ventilgehäuse 4 durchsetzende Ausnehmung 11, welche ebenfalls den Fluidkanal 3

durchsetzt.

Diese Ausnehmung 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Bohrung durch das Ventilgehäuse 4 sowie den

Lagerelementen 21 umgesetzt.

In der Ausnehmung 11 ist das Ventilelement 6 rotatorisch um die Rotationsachse 5 im Ventilgehäuse 4 angeordnet und

gelagert.

Das Ventilelement 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel als

Bolzen umgesetzt.

Das Ventilelement 6 weist eine Durchführöffnung 7 auf, welche in der Öffnungsstellung 18 der Verschlussdüse 1 eine Verlängerung des Fluidkanals 3 bildet, sodass das Fluid ungehindert durch den Fluidkanal 3 und die Durchführöffnung 7

durch die Verschlussdüse 1 hindurchtreten kann.

Wenn nun eine Drehbewegung des Ventilelementes 6 um die

Rotationsachse 5 ausgeführt wird, kann die Verschlussdüse 1 in

eine Schließstellung 17 übergeführt werden, wie sie

beispielsweise durch die Fig. 4 dargestellt ist.

In dieser Schließstellung 17 wird der Fluidkanal 3 durch das Ventilelement 6 unterbrochen, wodurch ein Durchtritt eines

Fluids durch die Verschlussdüse 1 verhindert werden kann.

Es ist zu erkennen, dass durch die Rotationsbewegung des Ventilelementes 6 ein Strömungsquerschnitt für ein Fluid zwischen Fluidkanal 3 und Durchführöffnung 7 verändert werden

kann.

Das Ventilelement 6 ist im Ventilgehäuse 4 schwimmend

gelagert.

Diese schwimmende Lagerung des Ventilelementes 6 im

Ventilgehäuse 4 ist gut durch die Fig. 2 erkennbar.

Das Ventilelement 6 wird über die Tellerfedern 14 gegenüber

dem Ventilgehäuse 4 vorgespannt.

Diese Tellerfedern 14 sind zwischen dem Ventilgehäuse 4 und den mit dem Ventilelement 6 rotationsschlüssig verbundenen

Betätigungselementen 16 angeordnet.

Die Betätigungselemente 16 sind in diesem Ausführungsbeispiel der Verschlussdüse 1 als Teil des Gabelelementes 19 umgesetzt und mit dem Ventilelement 6 über die Stifte 20

rotationsschlüssig verbunden.

Durch Betätigung des Gabelelementes 19 an einem unteren

Anlenkpunkt kann eine Rotationsbewegung des Ventilelementes 6

um die Rotationsachse 5 umgesetzt werden.

Eine solche Betätigung des Gabelelementes 19 kann

beispielsweise über einen Linearantrieb erfolgen.

Durch die Betätigung und somit die Rotation des Ventilelementes 6 um die Rotationsachse 5 kann das Ventilelement 6 zwischen einer Öffnungsstellung 18 und einer

Schließstellung 17 rotiert werden.

Das Ventilelement 6 ist gegenüber dem Ventilgehäuse 4 mittels

der Dichtelemente 15 abgedichtet.

Durch die schwimmende Lagerung wird dem Ventilelement 6 entlang der Rotationsachse 5 eine gewisse freie Beweglichkeit gestattet, sodass sich das Ventilelement 6 mit der

Durchführöffnung 7 gegenüber dem Fluidkanal 3 ausrichten kann.

Durch diese axiale Beweglichkeit des Ventilelementes 6 gegenüber dem Ventilgehäuse 4 kann durch die Strömung des Fluids durch das Ventilelement 6 das Ventilelement dermaßen ausgerichtet werden, dass an einer Eintrittsstelle 12 des Fluidkanals 3 in die Durchführöffnung 7 sowie an der Austrittsstelle 13 der Durchführöffnung 7 in den Fluidkanal 3 der Fluidkanal 3 mit der Durchführöffnung 7 £luchtet.

Durch dieses Fluchten werden somit Kanten, Stufen oder andere störende Einflüsse auf die Strömung des Fluids durch die Verschlussdüse 1 verhindert und eine optimale Strömung umgesetzt, ohne dass sich turbulente Strömungen bilden, welche zu einer übermäßigen Erwärmung des Ventilgehäuses 4 oder

Ablagerungen im Fluidkanal 3 führen. Zur Reduktion der Baugröße ist es in diesem

Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Durchführöffnung 7 in

einer Ebene orthogonal zu ihrer Längserstreckung (wie in Fig.

2 dargestellt) entlang der Rotationsachse 5 eine größere

Abmessung 8 als senkrecht dazu aufweist.

Anders ausgedrückt weist die Durchführöffnung 7 eine flache

Querschnittsform auf.

In diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist dabei die Durchführöffnung 7 mit einer Abmessung 8 (siehe Fig. 2) parallel zur Rotationsachse 5 größer einer Höhenabmessung 9

orthogonal dazu ausgebildet.

Es kann erkannt werden, dass durch diese Ausgestaltung der Durchführöffnung 7 ein möglichst großer Strömungsquerschnitt bereitgestellt wird, welcher dennoch die Stabilität und den Querschnitt des Ventilelementes 6 (bei dennoch verhältnismäßig kleinem Durchmesser 10 des Ventilelements 6) wenig

beeinflusst.

In diesem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 ist dabei die Abmessung 8 zur Höhenabmessung 9 in einem Verhältnis von

2 : 1 umgesetzt.

Die Abmessung 8 der Durchführöffnung 7 ist im Wesentlichen

gleich groß dem Durchmesser 10 des Ventilelements 6 umgesetzt.

Um jedoch die Verschlussdüse 1 an einem Formwerkzeug der Formgebungsmaschine 2 und/oder an einer Einspritzeinheit der Formgebungsmaschine 2 problemlos anbinden zu können, geht der Fluidkanal 3 vor der Eintrittsstelle 12 und nach der

Austrittsstelle 12 in einen Kreisquerschnitt über.

Dieser Übergang sowie der Kreisquerschnitt der Verschlussdüse 1l ist Jedoch dermaßen ausgebildet, dass die Querschnittsfläche des Fluidkanals 3 und der Durchführöffnung 7 entlang ihrer

Längserstreckung durch die Verschlussdüse 1 in der Größe

konstant ist, sodass es bei einer Strömung des Fluids durch die Verschlussdüse 1 zu keiner Querschnittsverjüngung oder -erweiterung kommt, womit auch keine Druckvariationen oder Strömungsgeschwindigkeitsveränderungen während des Durchtritts

des Fluids durch die Verschlussdüse 1 auftreten.

Im speziellen Ausführungsbeispiel der Verschlussdüse 1 ist die Durchführöffnung 7 als Langloch im als Bolzen ausgebildeten

Ventilelements 6 umgesetzt.

Die in Fig. 5 beispielhaft dargestellte Formgebungsmaschine 2 ist eine Spritzgießmaschine und weist eine Einspritzeinheit 22 und eine Schließeinheit 23 auf, welche gemeinsam auf einem Maschinenrahmen 24 angeordnet sind. Der Maschinenrahmen 24

könnte alternativ auch mehrteilig ausgebildet sein.

Die Schließeinheit 23 weist eine feststehende Formaufspannplatte 25, eine bewegbare Formaufspannplatte 26

und eine Stirnplatte 27 auf.

Die bewegbare Formaufspannplatte 26 ist über einen symbolisch dargestellten Kniehebelmechanismus 28 relativ zum

Maschinenrahmen 24 bewegbar.

An der festen Formaufspannplatte 25 und der beweglichen Formaufspannplatte 26 können Formhälften eines Formwerkzeugs

29 aufgespannt oder montiert werden (gestrichelt dargestellt).

Die feste Formaufspannplatte 25, die bewegliche Formaufspannplatte 26 und die Stirnplatte 27 sind zueinander

durch die Holme 30 gelagert und geführt.

Das in Fig. 5 geschlossen dargestellte Formwerkzeug 29 weist

wenigstens eine Kavität auf. Zur Kavität führt ein

Einspritzkanal, über welchen eine plastifizierte Masse des

Plastifizieraggregates 31 (beispielsweise über eine aus den vorhergehenden Figuren bekannte Verschlussdüse 1) zugeführt

werden kann.

Die Einspritzeinheit 22 dieses Ausführungsbeispiels weist einen Massezylinder 32 und eine im Massezylinder 32 angeordnete Einspritzschnecke auf. Diese Einspritzschnecke ist um ihre Längsachse drehbar sowie entlang der Längsachse axial

in Förderrichtung bewegbar.

Diese Bewegungen werden über eine schematisch dargestellte Antriebseinheit 33 angetrieben. Bevorzugt umfasst diese Antriebseinheit 33 einen Drehantrieb für die Drehbewegung und

einen linearen Antrieb für die axiale Einspritzbewegung.

Fig. 5 zeigt eine Formgebungsmaschine 2 mit einer Einspritzeinheit 22, wobei die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Einspritzeinheit 22 eine Einspritzschnecke aufweist, welche auch zur Plastifizierung eines zu plastifizierenden

Materials genutzt wird.

Das Plastifizieraggregat 31 (und somit die Einspritzeinheit 22) steht mit einer Steuer- oder Regeleinheit 34 in signaltechnischer Verbindung. Von der Steuer- oder Regeleinheit 34 werden Steuerbefehle beispielweise an das Plastifizieraggregat 31 und/oder die Antriebseinheit 33

ausgegeben. Die Steuer- oder Regeleinheit 34 kann mit einer Bedieneinheit

und/oder einer Anzeigevorrichtung 35 verbunden sein oder

integraler Bestandteil einer solchen Bedieneinheit sein.

Bezugszeichenliste:

1 Verschlussdüse

2 Formgebungsmaschine 3 Fluidkanal

4 Ventilgehäuse

5 Rotationsachse

6 Ventilelement

7 Durchführöffnung

8 Abmessung

9 Höhenabmessung

10 Durchmesser des Ventilelements 11 Ausnehmung

12 Eintrittsstelle

13 Austrittsstelle

14 Tellerfeder

15 Dichtelement

16 Betätigungselement

17 Schließstellung

18 Öffnungsstellung

19 Gabelelement

20 Stift

21 Lagerelement

22 Einspritzeinheit

23 Schließeinheit

24 Maschinenrahmen

25 feste Formaufspannplatte 26 bewegliche Formaufspannplatte 27 Stirnplatte

28 Kniehebelmechanismus

29 Formwerkzeug

30 Holm

31 Plastifizieraggregat

32 Massezylinder

33 Antriebseinheit

34 Steuer- oder Regeleinheit

35 Bedieneinheit und/oder Anzeigevorrichtung

Innsbruck, am 13. März 2024

Patentansprüche:

1. Verschlussdüse für eine Formgebungsmaschine (2), umfassend

- ein wenigstens einen Fluidkanal (3) aufweisendes Ventilgehäuse (4), wobei der wenigstens eine Fluidkanal (3) dazu ausgebildet ist, ein - vorzugsweise flüssiges und/oder plastisches - Fluid zu führen, und

- ein rotatorisch um eine Rotationsachse (5) gegenüber dem Ventilgehäuse (4) gelagertes Ventilelement (6), welches Ventilelement (6) wenigstens eine Durchführöffnung (7) zum Durchführen des Fluids aufweist und dazu ausgebildet ist, durch Ausführen einer Rotationsbewegung einen Strömungsquerschnitt zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal (3) und der wenigstens einen Durchführöffnung (7) zu variieren und somit einen Durchfluss des Fluids zu beeinflussen,

dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine

Durchführöffnung (7) in einer Ebene orthogonal zu ihrer

Längserstreckung durch das Ventilelement (6) einen

Querschnitt aufweist, welcher entlang der Rotationsachse

(5) des Ventilelements (6) eine größere Abmessung (8) als

senkrecht dazu aufweist.

2. Verschlussdüse nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Durchführöffnung (7) im Querschnitt in der Ebene orthogonal zur Längserstreckung der wenigstens einen Durchführöffnung

(7) als Langloch ausgebildet ist.

3. Verschlussdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abmessung (8) der wenigstens einen Durchführöffnung (7) im Querschnitt in der Ebene orthogonal zur Längserstreckung der wenigstens einen Durchführöffnung

(7) entlang der Rotationsachse (5) zu einer Höhenabmessung

(9) senkrecht dazu mindestens in einem Verhältnis von

1,5 : 1, vorzugsweise in einem Verhältnis 2 : 1, steht.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abmessung (8) der wenigstens einen Durchführöffnung (7) entlang der Rotationsachse (5) im Querschnitt in der Ebene orthogonal zur Längserstreckung der wenigstens einen Durchführöffnung (7) mit ihrer Größe in einem Bericht von plus/minus 20%, vorzugsweise plus/minus 10%, besonders bevorzugt plus/minus 5%, eines Durchmessers (10) des Ventilelementes (6) im Bereich der

wenigstens einen Durchführöffnung (7) Liegt.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) als Bolzen ausgebildet ist und/oder genau eine Durchführöffnung (7)

aufweist.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Fluidkanal (3) des Ventilgehäuses (4) in einer Flussrichtung des Fluids durch eine Ausnehmung (11) durchsetzt wird, welche Ausnehmung

(11) das Ventilelement (6) aufnimmt.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei der wenigstens eine Fluidkanal (3) des

Ventilgehäuses (4) in Flussrichtung des Fluids

- an einer Eintrittsstelle (12) des wenigstens einen Fluidkanals (3) in die wenigstens eine Durchführöffnung (7) des Ventilelements (6), und/oder

- an einer Austrittstelle (13) der wenigstens einen Durchführöffnung (7) des Ventilelements (6) in den wenigstens einen Fluidkanal (3)

dieselbe Querschnittsform wie die wenigstens eine

Durchführöffnung (7) aufweist.

11.

12.

13.

3 095674 28/eh

Verschlussdüse nach Anspruch 7, wobei der wenigstens eine Fluidkanal (3) vor der Eintrittsstelle (12) in die wenigstens eine Durchführöffnung (7) und/oder nach der Austrittsstelle (13) aus der wenigstens einen Durchführöffnung (7), vorzugsweise kontinuierlich, in einen

Kreisquerschnitt entlang seiner Längserstreckung übergeht.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Fluidkanal (3) und/oder die wenigstens eine Durchführöffnung (7) entlang seiner/ihrer Längserstreckung eine, vorzugsweise und

dieselbe, Größe einer Querschnittsfläche aufweisen.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) entlang der Rotationsachse (5) schwimmend im Ventilgehäuse (4) gelagert

ist.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) im Ventilgehäuse (4) in einer das Ventilgehäuse (6) durchsetzenden Ausnehmung

(11), vorzugsweise Bohrung, angeordnet ist.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) gegenüber dem Ventilgehäuse (4) mittels wenigstens einem Federelement, vorzugsweise wenigstens einer Tellerfeder (14), vorgespannt

ist.

Verschlussdüse nach Anspruch 11 und 12, wobei das Ventilelement (6) an beiden Enden der das Ventilgehäuse (4) durchsetzenden Ausnehmung (11) mittels wenigstens eines Federelements, vorzugsweise wenigstens einer Tellerfeder

(14), vorgespannt ist.

14. Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) gegenüber dem Ventilgehäuse (4) mittels wenigstens einem Dichtelement (15), vorzugsweise wenigstens einem Dichtring, abgedichtet

ist.

15. Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) rotatorisch bewegungsschlüssig mit einem Betätigungselement (16) verbunden ist, welches Betätigungselement (16) dazu ausgebildet ist, das Ventilelement (6) über eine Rotationsbewegung zwischen einer Schließstellung (17) und

einer Öffnungsstellung (18) zu rotieren.

16. Verschlussdüse nach Anspruch 11 und 15, wobei das Betätigungselement (16) als Gabelelement (19) ausgebildet ist, welches beidseitig mit dem das Ventilgehäuse (4) durchsetzenden Ventilelement (6) rotatorisch

bewegungsschlüssig verbunden ist.

17. Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) gegenüber dem Ventilgehäuse (4) und/oder gegenüber einem Lagerelement (21) des Ventilgehäuses (4) entlang der Rotationsachse (5) mit einem Spiel von 0,01 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,03 mm bis 2,5 mm, besonders bevorzugt 0,05 mm bis 1 mm, gelagert

ist.

18. Formgebungsmaschine und/oder Einspritzeinheit für eine Formgebungsmaschine (2), mit einer Verschlussdüse (1) nach

wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.

Innsbruck, am 13. März 2024

Claims

Geänderte Patentansprüche:

1. Verschlussdüse für eine Formgebungsmaschine (2), umfassend - ein wenigstens einen Fluidkanal (3) aufweisendes Ventilgehäuse (4), wobei der wenigstens eine Fluidkanal (3) dazu ausgebildet ist, ein - vorzugsweise flüssiges und/oder plastisches - Fluid zu führen, und - ein rotatorisch um eine Rotationsachse (5) gegenüber dem Ventilgehäuse (4) gelagertes Ventilelement (6), welches Ventilelement (6) wenigstens eine Durchführöffnung (7) zum Durchführen des Fluids aufweist und dazu ausgebildet ist, durch Ausführen einer Rotationsbewegung einen Strömungsquerschnitt zwischen dem wenigstens einen Fluidkanal (3) und der wenigstens einen Durchführöffnung (7) zu variieren und somit einen Durchfluss des Fluids zu beeinflussen, wobei die wenigstens eine Durchführöffnung (7) in einer Ebene orthogonal zu ihrer Längserstreckung durch das Ventilelement (6) einen Querschnitt aufweist, welcher entlang der Rotationsachse (5) des Ventilelements (6) eine größere Abmessung (8) als senkrecht dazu aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Fluidkanal (3) und die wenigstens eine Durchführöffnung (7) entlang ihrer Längserstreckung dieselbe Größe einer Querschnittsfläche

aufweisen.

2. Verschlussdüse nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Durchführöffnung (7) im Querschnitt in der Ebene orthogonal zur Längserstreckung der wenigstens einen Durchführöffnung

(7) als Langloch ausgebildet ist.

3. Verschlussdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abmessung (8) der wenigstens einen

Durchführöffnung (7) im Querschnitt in der Ebene orthogonal

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zur Längserstreckung der wenigstens einen Durchführöffnung (7) entlang der Rotationsachse (5) zu einer Höhenabmessung (9) senkrecht dazu mindestens in einem Verhältnis von

1,5 : 1, vorzugsweise in einem Verhältnis 2 : 1, steht.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abmessung (8) der wenigstens einen Durchführöffnung (7) entlang der Rotationsachse (5) im Querschnitt in der Ebene orthogonal zur Längserstreckung der wenigstens einen Durchführöffnung (7) mit ihrer Größe in einem Bericht von plus/minus 20%, vorzugsweise plus/minus 10%, besonders bevorzugt plus/minus 5%, eines Durchmessers (10) des Ventilelementes (6) im Bereich der wenigstens einen

Durchführöffnung (7) Liegt.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) als Bolzen ausgebildet ist und/oder genau eine Durchführöffnung (7)

aufweist.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Fluidkanal (3) des Ventilgehäuses (4) in einer Flussrichtung des Fluids durch eine Ausnehmung (11) durchsetzt wird, welche Ausnehmung (11)

das Ventilelement (6) aufnimmt.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden

Ansprüche, wobei der wenigstens eine Fluidkanal (3) des

Ventilgehäuses (4) in Flussrichtung des Fluids

- an einer Eintrittsstelle (12) des wenigstens einen Fluidkanals (3) in die wenigstens eine Durchführöffnung

(7) des Ventilelements (6), und/oder

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11.

12.

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- an einer Austrittstelle (13) der wenigstens einen Durchführöffnung (7) des Ventilelements (6) in den wenigstens einen Fluidkanal (3)

dieselbe Querschnittsform wie die wenigstens eine

Durchführöffnung (7) aufweist.

Verschlussdüse nach Anspruch 7, wobei der wenigstens eine Fluidkanal (3) vor der Eintrittsstelle (12) in die wenigstens eine Durchführöffnung (7) und/oder nach der Austrittsstelle (13) aus der wenigstens einen Durchführöffnung (7), vorzugsweise kontinuierlich, in einen

Kreisquerschnitt entlang seiner Längserstreckung übergeht.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) entlang der Rotationsachse (5) schwimmend im Ventilgehäuse (4) gelagert

ist.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) im Ventilgehäuse (4) in einer das Ventilgehäuse (6) durchsetzenden Ausnehmung

(11), vorzugsweise Bohrung, angeordnet ist.

Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) gegenüber dem Ventilgehäuse (4) mittels wenigstens einem Federelement, vorzugsweise wenigstens einer Tellerfeder (14), vorgespannt

ist.

Verschlussdüse nach Anspruch 10 und 11, wobei das Ventilelement (6) an beiden Enden der das Ventilgehäuse (4) durchsetzenden Ausnehmung (11) mittels wenigstens eines Federelements, vorzugsweise wenigstens einer Tellerfeder

(14), vorgespannt ist.

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13. Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) gegenüber dem Ventilgehäuse (4) mittels wenigstens einem Dichtelement (15), vorzugsweise wenigstens einem Dichtring, abgedichtet

ist.

14. Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) rotatorisch bewegungsschlüssig mit einem Betätigungselement (16) verbunden ist, welches Betätigungselement (16) dazu ausgebildet ist, das Ventilelement (6) über eine Rotationsbewegung zwischen einer Schließstellung (17) und

einer Öffnungsstellung (18) zu rotieren.

15. Verschlussdüse nach Anspruch 10 und 14, wobei das Betätigungselement (16) als Gabelelement (19) ausgebildet ist, welches beidseitig mit dem das Ventilgehäuse (4) durchsetzenden Ventilelement (6) rotatorisch

bewegungsschlüssig verbunden ist.

16. Verschlussdüse nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventilelement (6) gegenüber dem Ventilgehäuse (4) und/oder gegenüber einem Lagerelement (21) des Ventilgehäuses (4) entlang der Rotationsachse (5) mit einem Spiel von 0,01 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,03 mm bis

2,5 mm, besonders bevorzugt 0,05 mm bis 1 mm, gelagert ist. 17. Formgebungsmaschine und/oder Einspritzeinheit für eine

Formgebungsmaschine (2), mit einer Verschlussdüse (1) nach

wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.

Innsbruck, am 19. Dezember 2024

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