WO2002074517A1 - Verschliessbarer düsenkörper sowie verfahren zum verschluss desselben - Google Patents

Verschliessbarer düsenkörper sowie verfahren zum verschluss desselben Download PDF

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WO2002074517A1
WO2002074517A1 PCT/EP2002/002945 EP0202945W WO02074517A1 WO 2002074517 A1 WO2002074517 A1 WO 2002074517A1 EP 0202945 W EP0202945 W EP 0202945W WO 02074517 A1 WO02074517 A1 WO 02074517A1
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pressure
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closure element
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Karl Hehl
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    • 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
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/57—Exerting after-pressure on the moulding material
    • 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
    • B29C45/20—Injection nozzles

Definitions

  • the invention relates to a closable nozzle body according to the preamble of claim 1 and a method for closing the same according to the preamble of claim 18.
  • a generic nozzle body for an injection molding machine for processing plastics and other plasticizable materials such as powdery or ceramic materials which has a cyclically usable closure element.
  • the plasticized material is alternately injected into two mold cavities, the closure element exposing the sprue to one mold cavity when it closes the other.
  • a pressure cylinder unit is assigned to each of the sprue channels, so that as soon as the closure element closes the one sprue channel, the pressure cylinder unit can influence the pressure at the associated mold cavity, while new material is already being injected into the other mold cavity.
  • the time advantage gained is based on the fact that two mold cavities are alternately are used, so that this device can not be transferred to a compact nozzle unit, which may only serve one mold cavity.
  • closure nozzles are e.g. known from EP 0 322 497 A2. Closure takes place only after the end of the holding pressure phase, which is necessary to maintain a high-quality molding without sink marks or cavities. Especially with thick-walled molded parts, however, a long holding time is required, which contributes directly to increasing the cycle time.
  • the present invention is based on the tasks of creating a nozzle body and of making available a method which, with a compact structure, allows a separation between the metering process and the holding pressure process.
  • a holding pressure space is provided in the nozzle body, which can be influenced by a pressure element actuated in the nozzle body by a further actuating element.
  • dosing can take place at the same time before the closure element, regardless of the application of the holding pressure.
  • this long holding pressure time can already be used again for dosing, so that the cycle time is significantly reduced.
  • the separation in the nozzle body is essential for the invention, so that from the outside controlled in the nozzle, the pressure can be influenced, preferably controlled, even if this option is not used.
  • a separation of reprint and material pressure is possible.
  • the separation of the dosing space and the hold pressure space in the nozzle body also means that the material to be dosed can be dosed over a longer period of time and thus possibly more slowly. This means that a smaller torque acts on the screw, so that the material is subjected to less shear forces. This ensures gentler handling of sensitive materials.
  • the holding pressure is no longer dependent on the nozzle contact force. At the same time, the tightness of the nozzle system is increased.
  • the actuating member engages a pressure element which is floatingly supported in the nozzle channel.
  • Fig. 1 is a side view of one arranged on a machine base
  • FIG. 2 shows an enlarged section through the nozzle body according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a representation according to FIG. 2 towards the end of the mold filling phase
  • 4 shows a representation according to FIG. 2 at the beginning of the holding pressure phase
  • FIG. 5 shows an illustration according to FIG. 2 at the end of the holding pressure phase
  • FIG. 8 shows a representation according to FIG. 2 in a further embodiment
  • FIG. 10 shows a section along line 10-10 in FIG. 9.
  • the injection molding unit S shows an injection molding unit S arranged on a machine base 36 of an injection molding machine for processing plastics and other plasticizable materials such as powdery or ceramic materials.
  • the injection molding unit has a plasticizing cylinder 30, at the front end of which a nozzle body 10 is arranged. Rings 20, 21, which are actuated by actuators 40, 41, are arranged on the nozzle body as actuation elements for parts arranged in the interior of the nozzle body. Instead of the rings, other elements can also be provided, provided that only a reliable introduction of force into the parts arranged within the nozzle body 10 is possible.
  • the injection molding unit S plasticizes the material and injects it via the nozzle body 10 into a mold cavity of an injection mold 25. At least a part of the mostly multi-part injection mold 25 is fastened to the stationary mold carrier 35 which, according to FIG. 1, is penetrated by the nozzle body 10 in a passage opening.
  • the nozzle body 10, 10 ' has a nozzle opening 11 for injecting the plasticized material into the injection mold 25.
  • a nozzle channel 12, 12' opens into the nozzle opening 11 and is connected at the other end to a plasticizing cylinder 30 in which a conveyor 31, here a screw conveyor, conveys the plasticized material in the direction of the nozzle opening 11.
  • a closure element 13, 13 ' is provided for closing the nozzle channel 12, 12' as required, which is actuated by an actuating member 40. In the closed position, the closure element 13, 13 ′ separates a space that is at least temporarily open to the injection mold 25. This space can be influenced by a further actuator 41, 41 ', which is assigned to the nozzle body 10, 10'.
  • the closure element 13, 13 'thus separates, in the closed position in the nozzle body 10, 10', a space designed as a holding space 14 from a metering space 15 which is connected to the conveying element 31 of the plasticizing cylinder 30.
  • the internal pressure and / or the volume of the holding space 14 can be influenced independently of the metering taking place on the other side of the closure element and can be controlled or regulated in the exemplary embodiment by means of a pressure element 16, 16 '.
  • the pressure element is preferably arranged coaxially with an injection axis s-s in the nozzle body 10, 10 'which passes through the nozzle opening 11.
  • the pressure element 16 is arranged in the nozzle channel 12 and can be moved there to a limited extent.
  • FIGS. 2 and 7 show that the ring 21 actuated by the actuating member 41 is in operative connection with an actuating element 51 with the pressure element 16 arranged in the nozzle channel 12. The maximum movement is limited by an elongated hole.
  • the pressure element 16 has a piston 17, which acts on the pressure chamber 14 and is guided in the closure element 13 in this exemplary embodiment.
  • the pressure element 16 is mounted in a floating manner in the nozzle channel 12, so that it can be operated reliably even when material is already being conveyed and metered behind the closure element 13.
  • the pressure element 16 has flow channels 16a for the passage of plasticized material, which in the exemplary embodiment are delimited by the wall of the nozzle channel 12.
  • the flow channels can also be arranged such that they come to rest completely in the pressure element and that there is no contact with the wall of the nozzle channel 12.
  • the closure element 13 is arranged downstream of the pressure element 16 in the flow direction of the plasticized material, but its piston 17 is parallel to the pressure element 16.
  • the closure element 13 is likewise arranged in the nozzle channel and has passage channels 13a for the passage of plasticized material up to the pressure chamber 14.
  • These passage channels 13a which are present in the open position according to FIG. 6, are closed by an axial movement of the closing element 13 on the wall of the nozzle channel 12, preferably on the end face on the nozzle head 18.
  • this embodiment has the advantage that a relatively large sealing surface is created with a short closure path
  • the device works as follows: 2 shows a state at the beginning of the filling phase.
  • the funding 31 is still in the withdrawn state in Figure 2 on the right.
  • the pressure element 16 is still moved forward after the end of the last cycle, while the closure element is moved to the right into its open position. If the conveying means 31 now moves to the left in FIG. 2, material is first conveyed into the injection mold 25 via the throughflow channels 16a and also the through channels 13a.
  • FIG. 3 Towards the end of the filling phase, a representation according to FIG. 3 is obtained.
  • the pressure element 16 has been pulled back or pushed to the right, so that a holding space 14 is formed in front of the piston 17 of the pressure element 16.
  • the closure element 13 is still in the open position.
  • the movement of the pressure element 16 and the piston 17 firmly connected thereto does not lead to a change in volume when the closure element 13 is open, but only to a volume shift. Due to the floating bearing in the nozzle channel, the forces in front of and behind the pressure element are canceled out.
  • the pressure conditions around the pressure element remain unchanged, so that the pressure element has no influence on the process control.
  • closure element 13 is also shaped such that the same forces act in front of and behind the closure element in the open position.
  • the movement of pressure element 16 with piston 17 and also the movement of the closure element are therefore above all without influence on the molded part.
  • the pressure element 16 although it is located in the nozzle channel 12, can move freely as a floating element.
  • the pressure can still be applied out of the pressure chamber 14 by actuating the pressure element by means of ring 21 and actuating element 51.
  • the movement of the pressure element does not lead to a change in volume, but only to a volume shift, so that metering can nevertheless be carried out evenly behind the closure element.
  • simultaneous dosing and repressing is possible, so that the normally e.g. in the case of PET preforms, the long holding pressure time which is decisive for the cycle can already be used for dosing the next cycle.
  • the resulting separation between dosing and holding pressure is made possible by the externally controlled elements in the nozzle body 10.
  • the pressure element 16 ' is also arranged in the nozzle body 10', but in a loading area separate from the nozzle channel 12. rich.
  • the pressure element 16 ' is no longer guided in the closure element but in the nozzle body 10'.
  • Only a rotary lock is provided as the closure element 13 ', which is arranged in the rear part of the nozzle body and cyclically closes and releases the nozzle channel 12'.
  • Other closure options are also conceivable here, provided that the nozzle channel is separated into two areas only in the nozzle body 10 '.
  • nozzle channel 12 ' Starting from the nozzle channel 12 ', it branches in the central region into passage openings 19, which in turn then open out into the holding space 14, although in the closed position the passage openings 19 and the nozzle channel 12' remaining downstream of the closing element 13 'at the same pressure as that Nachdruckraum 14 are exposed.
  • a holding pressure space 14 is formed in front of the piston 17 of the pressure element 16 ', which can be influenced by the pressure element 16' independently of the metering taking place behind the closure element.
  • the closure element 13 ' closes the nozzle channel 12' and is arranged in the flow direction of the plasticizable material in front of the pressure element 16 '.
  • a space in the nozzle body 10, 10 ' is cyclically separated in both cases and this space is influenced by means of a further actuating member 41, 41'.
  • the holding chamber 14 and the dosing chamber 15 form, so that the holding chamber 14 can be controlled or regulated during the holding phase, while at the same time the dosing of the next cycle can begin behind the closure element.

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Abstract

Im Düsenkanal (12) eines Düsenkörpers (10) ist ein von einem Betätigungsorgan zu betätigendes Verschlusselement (13) zum bedarfsweisen Verschluss des Düsenkanals (12) angeordnet. Das Verschlusselement (13) trennt in Verschlussstellung einen mit der Spritzgiessform zumindest zeitweise in offener Verbindung stehenden Raum ab, der durch ein weiteres, dem Düsenkörper zugeordnetes Betätigungsorgan beeinflussbar ist. Dadurch, dass das Druckelement (16) im Düsenkörper (10) angeordnet und unabhängig von Düsenkörper und Plastifizierzylinder (30) betätigbar ist, wird ein Düsenkörper geschaffen und ein Verfahren zur Verfügung gestellt, das bei kompaktem Aufbau eine Trennung zwischen Dosiervorgang und Nachdruckvorgang erlaubt.

Description

Verschließbarer Düsenkörper sowie Verfahren zum Verschluss desselben
BESCHREIBUNG
Bezug zu verwandten Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmel- düng 101 13 352.9, hinterlegt am 20.03.2002, deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen verschließbaren Düsenkörper nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Verschluss desselben nach dem Oberbegriff des Anspruchs 18.
Stand der Technik
Aus der GB 976,369 PS ist ein gattungsbildender Düsenkörper für eine Spritzgießmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen und anderer plastifizierbarer Materialien wie pulvrige oder keramische Massen bekannt, der über ein zyklisch einsetzbares Verschlußelement verfügt. Das plastifizierte Material wird wechselweise in zwei Formhohlräume eingespritzt, wobei das Verschlusselement den Angußkanal zum einen Formhohlraum freigibt, wenn es den anderen verschließt. Den Angußkanälen ist je eine Druckzylindereinheit zugeordnet, so dass, sobald das Verschlusselement den einen Angußkanal verschließt, die Druckzylindereinheit am zugeordneten Formhohlraum Einfluss auf den Nachdruck nehmen kann, während in den anderen Formhohlraum bereits aufs Neue Material eingespritzt wird. Der damit gewonnene Zeitvorteil beruht allerdings darauf, dass zwei Formhohlräume wechselweise be- dient werden, so dass diese Vorrichtung sich nicht auf eine kompakte Düseneinheit übertragen läßt, die eventuell nur einen Formhohlraum bedient.
Ferner ist bekannt, an einer Kunststoff-Spritzgießmaschine je nach Material eine Verschlussdüse einzusetzen, die zyklisch die Düsenöffnung schließt und öffnet. Derartige Verschlussdüsen sind z.B. aus der EP 0 322 497 A2 bekannt. Ein Ver- schliessen erfolgt erst nach Ende der Nachdruckphase, die zum Erhalt eines qualitativ hochwertigen Spritzlings ohne Einfallstellen oder Lunker erforderlich ist. Gerade bei dickwandigen Spritzlingen ist jedoch eine lange Nachdruckzeit erforderlich, die insofern unmittelbar zur Erhöhung der Zykluszeit beiträgt.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Auf- gäbe zugrunde, einen Düsenkörper zu schaffen und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das bei kompaktem Aufbau eine Trennung zwischen Dosiervorgang und Nachdruckvorgang erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch einen Düsenkörper mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 18 gelöst.
Hierzu wird im Düsenkörper außer dem Verschlusselement noch ein Nachdruckraum vorgesehen, der durch ein im Düsenkörper von einem weiteren Betätigungsorgan betätigten Druckelement beeinflussbar ist. Dadurch ist es einerseits möglich, mit dem Betätigungsorgan Einfluss auf diesen Raum und den mit ihm in Verbindung stehenden Formhohlraum zu nehmen, um z.B. den Nachdruck aufzubauen. Andererseits kann aber gleichzeitig vor dem Verschlusselement unabhängig vom Aufbringen des Nachdrucks bereits wieder dosiert werden. Dadurch kann gerade bei PET-Vorformlingen, die meist eine grosse Wandstärke aufweisen und somit eine lange Nachdruckzeit benötigen, diese lange Nachdruckzeit bereits wieder zum Dosieren genutzt werden, so dass die Zykluszeit deutlich reduziert wird. Für die Erfindung ist jedoch nur die Trennung im Düsenkörper wesentlich, so dass von außen angesteuert in der Düse der Nachdruck beeinflussbar, vorzugsweise geregelt beeinflussbar ist, selbst wenn von dieser Option kein Gebrauch gemacht wird. Es wird also eine Trennung von Nachdruck und Materialdruck möglich. Die Trennung von Dosierraum und Nachdruckraum im Düsenkörper führt aber auch dazu, dass das zu dosierende Material über einen längeren Zeitraum und damit gegebenenfalls langsamer dosiert werden kann. Damit wirkt ein kleineres Drehmoment auf die Schnecke ein, so dass das Material weniger Scherkräften unterworfen ist. Dies gewährleistet einen schonenderen Umgang auch mit empfindlichen Materialien.
Durch die Betätigung des Druckelements unabhängig von Düsenkörper und Plastifizierzylinder ist die Nachdruckkraft nicht mehr von der Düsenanlagekraft abhängig. Gleichzeitig wird die Dichtheit bei Düsenanlage erhöht.
Bei einer Ausgestaltung nach den Ansprüchen 4 bis 8 greift das Betätigungsorgan an einem Druckelement an, das im Düsenkanal schwimmend gelagert ist. Dadurch ergibt sich ein kompakter Aufbau, da das Druckelement einerseits zur Beeinflussung des Nachdruckraums regelbar ist, gleichzeitig aber bereits vom neu dosierten Material umströmt werden kann, ohne dass der dabei entstehende Druck die Bewegung des Druckelements behindert.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Kurzbeschreibung der Figuren
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Eine Seitenansicht einer auf einem Maschinenfuß angeordneten
Spritzgießeinheit mit einem erfindungsgemäßen Düsenkörper, Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch den Düsenkörper gemäß Fig. 1 zu
Beginn der Formfüllphase,
Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 2 gegen Ende der Formfüllphase, Fig. 4 eine Darstellung gemäß Fig. 2 zu Beginn der Nachdruckphase,
Fig. 5 eine Darstellung gemäß Fig. 2 zu Ende der Nachdruckphase,
Fig. 6,7 Schnitte durch Fig. 1 entlang der Linien 6-6 bzw. 7-7,
Fig. 8,9 eine Darstellung gemäß Fig. 2 in einerweiteren Ausführungsform, Fig. 10 einen Schnitt nach Linie 10-10 in Fig. 9.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird jetzt beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Allerdings handelt es sich bei den Ausführungsbeispielen nur um Beispiele, die nicht das erfinderische Konzept auf eine bestimmte Anordnung beschränken sollen.
Figur 1 zeigt eine auf einem Maschinenfuß 36 angeordnete Spritzgießeinheit S ei- ner Spritzgießmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen und anderer plastifizier- barer Materialien wie pulvrigen oder keramischen Massen. Die Spritzgießeinheit besitzt einen Plastifizierzylinder 30, an dessen vorderem Ende ein Düsenkörper 10 angeordnet ist. Am Düsenkörper sind als Betätigungselemente für im Innern des Düsenkörpers angeordnete Teile Ringe 20,21 angeordnet, die von Betätigungsor- ganen 40,41 betätigt werden. Anstelle der Ringe können auch andere Elemente vorgesehen werden, sofern lediglich eine zuverlässige Krafteinleitung in die innerhalb des Düsenkörpers 10 angeordneten Teile möglich ist. Die Spritzgießeinheit S plastifiziert das Material und spritzt es über den Düsenkörper 10 in einen Formhohlraum einer Spritzgießform 25 ein. Zumindest ein Teil der meist mehrteiligen Spritz- gießform 25 ist am stationären Formträger 35 befestigt, der gemäß Figur 1 von dem Düsenkörper 10 in einer Durchtrittsöffnung durchgriffen ist.
Gemäß den Figuren 2 bis 5 bzw. 8 und 9 besitzt der Düsenkörper 10,10' eine Düsenöffnung 11 zum Einspritzen des plastifizierten Materials in die Spritzgießform 25. In der Düsenöffnung 11 mündet ein Düsenkanal 12,12', der andernends an einem Plastifizierzylinder 30 angeschlossen ist, in dem ein Fördermittel 31, hier eine Förderschnecke, das plastifizierte Material in Richtung auf die Düsenöffnung 11 fördert. Ferner ist ein Verschlusselement 13,13' zum bedarfsweisen Verschluss des Düsenkanals 12,12' vorgesehen, das von einem Betätigungsorgan 40 betätigt wird. Das Verschlusselement 13,13' trennt in Verschlussstellung einen mit der Spritzgießform 25 zumindest zeitweise in offener Verbindung stehenden Raum ab. Dieser Raum ist durch ein weiteres Betätigungsorgan 41,41' beeinflussbar, das dem Düsenkörper 10,10' zugeordnet ist.
Das Verschlusselement 13,13' trennt damit in Verschlussstellung im Düsenkörper 10,10' einen als Nachdruckraum 14 ausgebildeten Raum von einem mit dem För- derelement 31 des Plastifizierzylinders 30 in Verbindung stehenden Dosierraum 15 ab. Dadurch kann der Innendruck und/oder das Volumen des Nachdruckraums 14 unabhängig vom auf der anderen Seite des Verschlusselements stattfindenden Dosieren beeinflusst und im Ausführungsbeispiel mittels eines Druckelements 16,16' gesteuert oder geregelt werden. Das Druckelement ist vorzugsweise koaxial zu ei- ner durch die Düsenöffnung 11 gehenden Spritzachse s-s im Düsenkörper 10,10' angeordnet.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 2 bis 7 ist das Druckelement 16 im Düsenkanal 12 angeordnet und dort begrenzt beweglich. Figur 2 und 7 zeigen, dass der vom Betätigungsorgan 41 betätigte Ring 21 mit einem Betätigungselement 51 mit dem im Düsenkanal 12 angeordneten Druckelement 16 in Wirkverbindung steht. Die maximale Bewegungsmöglichkeit wird durch ein Langloch begrenzt. An seinem vorderen Ende besitzt das Druckelement 16 einen auf den Nachdruckraum 14 einwirkenden Kolben 17, der in diesem Ausführungsbeispiel im Verschlusselement 13 geführt ist. Das Druckelement 16 ist im Düsenkanal 12 schwimmend gelagert, so dass es selbst dann zuverlässig betätigt werden kann, wenn hinter dem Verschlusselement 13 bereits wieder Material gefördert und dosiert wird. Dadurch ergibt sich ein kompakter Aufbau, da das Druckelement einerseits zur Beeinflussung des Nachdruckraums regelbar ist, gleichzeitig aber bereits vom neu dosierten Mate- rial umströmt werden kann, ohne dass der dabei entstehende Druck die Bewegung des Druckelements behindert. Die Bewegung des Druckelements 16 und des damit fest verbundenen Kolbens 17 führt bei geöffnetem Verschlusselement 13 nicht zu einer Volumenänderung, sondern nur zu einer Volumenverschiebung, da die Form von Druckelement 16 und Kolben 17 so ausgebildet ist, dass bei in offener Verbindung stehenden Nachdruck- räum 14 und Dosierraum 15 der Druck um das Druckelement herum sich aufhebt. Die offene Verbindung wird durch die Durchtrittskanäle 13a und die Durchströmungskanäle 16 gewährleistet. Aufgrund der schwimmenden Lagerung im Düsenkanal heben sich somit die Kräfte vor und hinter dem Druckelement auf. Die Druckverhältnisse um das Druckelement herum bleiben unverändert, so dass das Druck- element auf die Prozessregelung keinen oder zumindest keinen wesentlichen Einfluss hat. Gleiches gilt grundsätzlich auch bei Betätigung des Verschlusselements 13.
Gemäß Figur 7 besitzt das Druckelement 16 Durchströmungskanäle 16a für den Durchtritt von plastifiziertem Material, die im Ausführungsbeispiel von der Wandung des Düsenkanals 12 begrenzt sind. Die Durchströmungskanäle können aber auch so angeordnet werden, dass sie vollumfänglich im Druckelement zu liegen kommen und keine Berührung mit der Wandung des Düsenkanals 12 eintritt. Wie die Figuren 2 bis 5 zeigen, ist das Verschlusselement 13 in Strömungsrichtung des plastifizier- ten Materials nach dem Druckelement 16 angeordnet, allerdings liegt sein Kolben 17 parallel zum Druckelement 16. Das Verschlusselement 13 ist ebenfalls im Düsenkanal angeordnet und weist Durchtrittskanäle 13a zum Durchtritt von plastifiziertem Material bis in den Nachdruckraum 14 auf. Diese in Offenstellung gemäß Figur 6 vorhandenen Durchtrittskanäle 13a werden durch eine axiale Bewegung des Ver- Schlusselements 13 an der Wandung des Düsenkanals 12, vorzugsweise stirnseitig am Düsenkopf 18, verschlossen. Andere Verschlussmöglichkeiten sind möglich, jedoch hat diese Ausführungsform den Vorteil, dass mit einem geringen Verschlussweg eine verhältnismäßig große Dichtfläche geschaffen wird
In diesem ersten Ausführungsbeispiel arbeitet die Vorrichtung folgendermaßen: ln Figur 2 ist ein Zustand zu Beginn der Füllphase dargestellt. Das Fördermittel 31 befindet sich noch im zurückgezogenen Zustand in Figur 2 rechts. In dem Raum vor dem Fördermittel 31 befindet sich plastifiziertes und dosiertes Material. Das Druckelement 16 ist nach Ende des letzten Zyklus noch nach vorne gefahren, während das Verschlusselement nach rechts in seine Offenstellung überführt ist. Bewegt sich nun das Fördermittel 31 in Figur 2 nach links, so wird zunächst Material über die Durchströmungskanäle 16a als auch die Durchtrittskanäle 13a in die Spritzgießform 25 gefördert.
Gegen Ende der Füllphase ergibt sich eine Darstellung gemäß Figur 3. Dabei wurde einerseits das Druckelement 16 nach rechts zurückgezogen oder -geschoben, so dass sich vordem Kolben 17 des Druckelements 16 ein Nachdruckraum 14 ausbildet. Das Verschlusselement 13 befindet sich immer noch in der offenen Stellung. Die Bewegung des Druckelements 16 und des damit fest verbundenen Kolbens 17 führt bei geöffnetem Verschlusselement 13 nicht zu einer Volumenänderung, sondern nur zu einer Volumenverschiebung. Aufgrund der schwimmenden Lagerung im Düsenkanal heben sich somit die Kräfte vor und hinter dem Druckelement auf. Die Druckverhältnisse um das Druckelement herum bleiben unverändert, so dass das Druckelement auf die Prozessregelung keinen Einfluss hat.
Aber auch das Verschlusselement 13 ist so geformt, dass vor und hinter dem Verschlusselement in Offenstellung die gleichen Kräfte angreifen. Die Bewegung von Druckelement 16 mit Kolben 17 und auch die Bewegung des Verschlusselements sind damit vor allem ohne Einfluss auf das Spritzteil.
Dieser Druckausgleich ändert sich erst dann, wenn das Verschlusselement gemäß Fig. 4 durch das Betätigungselement 50 in Verbindung mit dem Ring 20 und dem zugehörigen Betätigungsorgan 40 nach links in die Verschlussstellung überführt wird. Der in Figur 3 dort noch vorhandene Kanal wird damit zwischen Verschluss- element 13 und Düsenkopf 18 verschlossen. Von Vorteil ist dabei die verhältnismäßig lange Dichtfläche, im Verhältnis zu einem bloßen Verschluss des Durchtrittskanals 13a. Jetzt liegt auf der einen Seite des Verschlusselements in Richtung Spritzgießform der Nachdruck und auf der anderen Seite der Dosierdruck an. Aber auch die Druckverhältnisse am Druckelement 16 haben sich geändert, da der Kolben 17 des Druckelements 16 jetzt mit dem Nachdruck beaufschlagt ist. Damit ist eine Trennung erfolgt zwischen dem Nachdruckraum 14 und dem hinter dem Verschlusselement vorhandenen Dosierraum 15. Wird jetzt neues Material dosiert, stellt sich ein gleichmäßiger Druck vor dem Druckelement im Bereich des Düsenkanals 12 und zwischen Verschlusselement und Druckelement 16 ein, da der Kolben 17 jedoch einem anderen Druck unterworfen ist, heben sich die Kräfte um das Druckelement 16 herum nicht mehr auf. Da der Nachdruck und damit die Betätigung des Druckelements 16 mit Kolben 17 über das Betätigungselement 50 und den Ring 20 von außen aufgrund der Istwerte eines Innendrucksensors vorzugsweise in der Spritzgießform erfolgt, ist dies jedoch ohne Konsequenz für das Spritzgießteil, da dies von den Druckverhältnissen um das Druckelement nicht beeinflusst wird.
Dadurch kann sich das Druckelement 16, obwohl es sich im Düsenkanal 12 befindet, als schwimmend gelagertes Element frei bewegen kann. Während also im Dosierraum 15 bereits Material für den nächsten Zyklus dosiert wird, kann durch Betä- tigung des Druckelements mittels Ring 21 und Betätigungselement 51 noch der Nachdruck aus dem Nachdruckraum 14 heraus aufgebracht werden. Die Bewegung des Druckelements führt nicht zu einer Volumenänderung, sondern nur zu einer Volumenverschiebung, so dass dennoch gleichmäßig hinter dem Verschlusselement dosiert werden kann. Damit ist also ein gleichzeitiges Dosieren und Nachdrü- cken möglich, so dass die normalerweise z.B. bei PET-Vorformlingen den Zyklus maßgeblich bestimmende lange Nachdruckzeit bereits zum Dosieren des nächsten Zyklus benutzt werden kann. Die damit gegebene Trennung zwischen Dosieren und Nachdruck wird durch die von außen angesteuerten Elemente im Düsenkörper 10 möglich.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 8 bis 10 ist das Druckelement 16' zwar auch im Düsenkörper 10' angeordnet, jedoch in einem vom Düsenkanal 12 getrennten Be- reich. Damit ist das Druckelement 16' auch nicht mehr im Verschlusselement sondern im Düsenkörper 10' geführt. Als Verschlusselement 13' wird lediglich eine Drehverriegelung vorgesehen, die im hinteren Teil des Düsenkörpers angeordnet ist und zyklisch den Düsenkanal 12' verschließt und wieder freigibt. Auch hier sind an- dere Verschlussmöglichkeiten denkbar, sofern nur im Düsenkörper 10' eine Trennung des Düsenkanals in zwei Bereiche erfolgt. Ausgehend vom Düsenkanal 12' verzweigt sich dieser im mittleren Bereich in Durchtrittsöffnungen 19, die dann ihrerseits wiederum im Nachdruckraum 14 münden, wenngleich in Verschlussstellung bereits die Durchtrittsöffnungen 19 als auch der in Strömungsrichtung nach dem Verschlusselement 13' verbleibende Düsenkanal 12' dem gleichen Druck wie der Nachdruckraum 14 ausgesetzt sind. Auch hier bildet sich nach Ende der Füllphase vor dem Kolben 17 des Druckelements 16' ein Nachdruckraum 14 aus, der unabhängig vom hinter dem Verschlusselement stattfindenden Dosieren vom Druckelement 16' beeinflussbar ist. Das Verschlusselement 13' verschließt den Düsenkanal 12' und ist in Strömungsrichtung des plastifizierbaren Materials vor dem Druckelement 16' angeordnet.
Verfahrensgemäß erfolgt in beiden Fällen ein zyklisches Abtrennen eines Raums im Düsenkörper 10,10' sowie eine Beeinflussung dieses Raums mittels eines weiteren Betätigungsorgans 41 ,41'. Dabei bilden sich Nachdruckraum 14 und Dosierraum 15 aus, so dass während der Nachdruckphase der Nachdruckraum 14 gesteuert oder geregelt beeinflussbar ist, während gleichzeitig bereits hinter dem Verschlusselement das Dosieren des nächsten Zyklus beginnen kann.
Es versteht sich von selbst, dass diese Beschreibung verschiedensten Modifikationen, Änderungen und Anpassungen unterworfen werden kann, die sich im Bereich von Äquivalenten zu den anhängenden Ansprüchen bewegen. Liste der Bezugszeichen
10,10' Düsenkörper 11 Düsenöffnung
12,12' Düsenkanal
13,13' Verschlusselement
13a Durchtrittskanal
14 Nachdruckraum 15 Dosierraum
16,16' Druckelement
16a Durchströmungskanal
17 Kolben
18 Düsenkopf 19 Durchtrittsöffnung
20 Ring
21 ,21' Ring
25 Spritzgießform
30 Plastifizierzylinder 31 Förderelement
35 stationärer Formträger
36 Maschinenfuß
40 Betätigungsorgan
41 ,41' weiteres Betätigungsorgan 50 Betätigungselement
51 ,51' Betätigungselement s-s Spritzachse
S Spritzgießeinheit

Claims

Patentansprüche
1. Düsenkörper (10,10') für eine Spritzgießmaschine zur Verarbeitung von Kunst- Stoffen und anderen plastifizierbaren Massen mit
- einer Düsenöffnung (11) zum Einspritzen des plastifizierten Materials in eine Spritzgießform (25),
- wenigstens einem in der Düsenöffnung (11 ) mündenden Düsenkanal (12,12') zur Verbindung mit einem Plastifizierzylinder (30), - wenigstens einem von einem Betätigungsorgan (40) zu betätigenden, im Düsenkörper angeordneten Verschlusselement (13,13') zum bedarfsweisen Verschluss des Düsenkanals (12,12'), wobei das Verschlusselement (13,13') in Verschlussstellung einen mit der Spritzgießform (25) zumindest zeitweise in offener Verbindung stehenden Nachdruckraum (14) abtrennt, - wenigstens einem weiteren, dem Düsenkörper (10,10') zugeordneten Betätigungsorgan (41 ,41 ') zur Beeinflussung des Nachdruckraums mittels eines Druckelements (16,16'), dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (16,16') im Düsenkörper (10,10') angeordnet und unabhängig von Düsenkörper und Plastifizierzylinder (30) betätigbar ist.
2. Düsenkörper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (13,13') in Verschlussstellung den Nachdruckraum (14) von einem mit einem Förderelement (31 ) eines Plastifizierzylinders (30) in Verbindung stehen- den Dosierraum (15) trennt.
3. Düsenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Betätigungsorgan (41 ,41 ') den Innendruck und/oder das Volumen des Nachdruckraumes (14) mittels des Druckelements (16,16') regelt, das vorzugsweise einstückig mit einem Kolben (17) ist.
. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (16,16') koaxial zu einer durch die Düsenöffnung (11 ) gehenden Spritzachse (s-s) im Düsenkanal (12) des Düsenkörpers (10,10') begrenzt beweglich angeordnet ist.
5. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffnetem Verschlusselement (13) der infolge des unter Druck stehenden plastifizierten Materials auf die Außenflächen von Druckelement (16) mit Kolben (17) aus Richtung der Düsenöffnung (11), also von vorn wirkende Druck gleich dem auf die Außenflächen des Druckelements von hinten infolge des Drucks des plastifizierten Materials wirkenden Druck ist, so dass sich die Kräfte um das Druckelement (16) herum aufheben.
6. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass der auf den Nachdruckraum (14) einwirkende Kolben (17) im
Verschlusselement (13) geführt ist.
7. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (16) im Düsenkanal (12) ohne Volumenverän- derung bewegbar ist.
8. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (16) Durchströmungskanäle (16a) für den Durchtritt von plastifiziertem Material aufweist, die von der Wandung des Dü- senkanals (12) begrenzt sind.
9. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (13) in Strömungsrichtung des plastifi- zierbaren Materials nach dem Druckelement (16), jedoch parallel zu dessen Kolben (17) angeordnet ist.
10. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (13) im Düsenkanal (12) angeordnet ist und in Offenstellung Durchtrittskanäle (13a) für plastifiziertes Material aufweist.
11. Düsenkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittskanäle (13a) durch eine axiale Bewegung des Verschlusselements (13) an der Wandung des Düsenkanals (12), vorzugsweise stirnseitig am Düsenkopf (18) verschließbar sind.
12. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffnetem Verschlusselement (13) der infolge des unter Druck stehenden plastifizierten Materials auf die Außenflächen des Verschlusselements (13) aus Richtung der Düsenöffnung (11 ), also von vorn wirkende Druck gleich dem auf die Außenflächen des Druckelements von hinten in Folge des plastifizierten Materials wirkenden Druck ist, so dass sich die Kräfte um das
Druckelement (16) herum selbst bei Bewegung desselben aufheben, aufheben.
13. Düsenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (16') im Düsenkörper (10') in einem vom Düsenkanal (12') ge- trennten Bereich angeordnet ist.
14. Düsenkörper nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (16') einen auf den Nachdruckraum (14) einwirkenden Kolben (17) aufweist, der im Düsenkörper (10') geführt ist.
15. Düsenkörper nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass Durchtrittsöffnungen (19) für plastifiziertes Material vorgesehen sind, die vom Druckelement (16') beabstandet im Düsenkörper (10') um das Druckelement (16') herum geführt sind.
16. Düsenkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (13') den Düsenkanal (12') verschließt.
17. Düsenkörper nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (13') in Strömungsrichtung des plastifizierten Materials vor dem Druckelement (16') angeordnet ist.
18. Verfahren zum Verschluss eines Düsenkörpers (10,10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Düsenkörper (10,10') mittels eines Verschlusselements (13,13') zyklisch ein Raum abgetrennt wird und das in Verschlussstellung des Verschlusselement der Nachdruckraum (14) mittels eines weiteren Be- tätigungsorgans (41 ,41') mit einem Druckelement (16,16') beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (16,16') im Düsenkörper (10,10') unabhängig von Düsenkörper und Plastifizierzylinder (30) betätigt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss des Düsenkanals (12,12') mittels des Verschlusselements (13,13') vor der Nachdruckphase erfolgt und dass das weitere Betätigungsorgan den Nachdruck in der Spritzgießform (25) durch Beeinflussung des Nachdruckraums (14) regelt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass während der Beeinflussung des Raums in Verschlussstellung des Verschlusselements (13,13') gleichzeitig plastifiziertes Material im Dosierraum (15) dosiert werden kann.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (16) und/oder das Verschlusselement (13) bei geöffnetem
Verschlusselement im Düsenkanal (12) ohne Volumenveränderung des das Druckelement umgebenden plastifizierten Materials bewegbar ist.
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