WO2008040415A1

WO2008040415A1 - Spritzgiessvorrichtung mit nadelverschlussdüsen in rücken-an-rücken-anordnung

Info

Publication number: WO2008040415A1
Application number: PCT/EP2007/007316
Authority: WO
Inventors: Herbert Günther
Original assignee: Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Current assignee: Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2007-08-18
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2009-04-04
Also published as: TW200831269A; KR20090074755A; CN101522390A; MX2009002149A; JP2010505644A; BRPI0715032A2; EP2081748A1; DE202006015283U1; US20090280209A1; US7854605B2; CA2664598A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgießvorrichtung (10) mit wenigstens einer mehrere Strömungskanäle (18) aufweisenden Hauptverteilerplatte (16), wenigstens zwei mehrere Strömungskanäle (24) aufweisenden Nebenverteilerplatten (22), die oberhalb und unterhalb der Hauptverteilerplatte (16) angeordnet sind, wobei die Strömungskanäle (24) der jeweiligen Nebenverteilerplatten (22) mit denen der Hauptverteilerplatte (16) strömungstechnisch verbunden sind, Nadelverschlußdüsen (26), die einander gegenüberliegend in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung angeordnet und mit den Strömungskanälen (24) der Nebenverteilerplatten (22) strömungstechnisch verbunden sind, wobei die Nadelverschlußdüsen (26) jeweils eine Verschlußnadel (28) zum Öffnen und Schließen einer Düsenaustrittsöffnung aufweisen, und die Verschlußnadeln (28) antreibenden, pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Kolbeneinheiten (30;71), wobei die Kolbeneinheiten (30;71) in zumindest einer separaten Aufnahmeplatte (32;70) aufgenommen sind, die zwischen den Nebenverteilerplatten (22) angeordnet ist, und Mittel zum Kühlen und/oder zum thermischen Isolieren der zumindest einen Aufnahmeplatte (32;70) vorgesehen sind.

Description

Spritzgießvorrichtung mit Nadelverschlußdüsen in Rücken-an-Rücken-Anordnung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießvorrichtung mit Nadelverschlußdüsen in Rücken-an-Rücken-Anordnung.

Beim Spritzgießen von Formteilen werden Spritzgießvorrichtung mit Nadelverschlußdüsen in Rücken-an-Rücken-Anordnung eingesetzt, um eine fließfähige Masse bei einer vorgebbaren Temperatur unter hohem Druck einer Vielzahl von trennbaren Formeinsätzen zuzuführen. Dazu wird einer meist zentral angeordneten Hauptverteilerplatte über einen zentralen Fluideinlaß die zu verarbeitende Masse zugeführt. Von dort aus gelangt die Masse ggf. unter Verwendung einer oder mehrerer Nebenverteilerplatten in die Nadelverschlußdüsen, über die das Material in die Formeinsätze eingespritzt wird. Innerhalb der Verteilerplatten ist ein System von Strömungskanälen ausgebildet, die in den Nadelverschlußdüsen münden. Letztere umfassen pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch angetriebene Verschlußnadeln, die Angußöffnungen im Formeinsatz periodisch öffnen und verschließen. Dies ermöglicht die Realisierung genauester Material- Dosierungen und sauberer Anschnittpunkte, insbesondere bei rascher Schußfolge. Man kann die fließfähige Masse bei Bedarf aber auch segmentiert einspritzen, z.B. beim Kaskadenanguß. Eine solche Spritzgießvorrichtung mit Rücken-an-Rücken-Anordnung ist beispielsweise in EP-A1-1 184 152 offenbart. Sie umfaßt eine mehrere Strömungskanäle aufweisende Hauptverteilerplatte, der über einen zentralen Fluideinlaß das zu verarbeitende Fluid zugeführt wird. Über die Strömungskanäle der Hauptverteilerplatte wird das Fluid dann an eine Vielzahl von Nadelverschlußdüsen weitergeleitet, die in beidseitig der Hauptverteilerplatte angeordneten Düsenaufnahmeplatten aufgenommen sind. Die Nadelverschlußdüsen der einen Düsenaufnahmeplatte und die der anderen Düsenauf- nahmeplatte sind einander gegenüberliegend in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung positioniert. Jeweils mehrere Nadelverschlußdüsen sind zu Nadelverschlußdüsenfeldem zusammengefaßt, wobei jedes Nadelverschlußdüsenfeld synchron von einer Betätigungseinrichtung angetrieben wird. Jede Betätigungseinrichtung umfaßt zumindest einen in einer der Düsenplatten angeordneten Stellantrieb und ein Verbindungselement, wobei das Verbindungselement durch den Stellantrieb angetrieben wird und mit allen Verschlußnadeln der Nadelverschlußdüsen des entsprechenden Feldes verbunden ist, um auf diese Weise die Bewegung des Stellantriebs synchron auf sämtliche Verschlußnadeln eines Feldes zu übertragen.

Ein wesentlicher Nachteil der in EP-A1-1 184 152 dargestellten Spritzgießvorrichtung besteht darin, daß die Stellantriebe der Betätigungseinrichtungen in den sich während des Betriebes der Spritzgießvorrichtung stark erwärmenden Düsenplatten angeordnet sind, was zu Betriebsstörungen führen kann. Insbesondere bei der Verwendung von hydraulischen oder pneumatischen Stellantrieben können derart hohe Temperaturen zu Dichtungsproblemen und Kolbenführungsproblemen führen. Ein zuverlässiger Betrieb der Spritzgießvorrichtung ist nicht gewährleistet. Ferner ist es nicht möglich, die Bewegungen der einzelnen Verschlußnadeln individuell anzusteuern, was in manchen Anwendungsbereichen notwendig oder wünschenswert wäre.

EP-A1 -0 893 226 beschreibt eine Spritzgießvorrichtung, die ebenfalls eine zentral angeordnete und mehrere Strömungskanäle aufweisende Verteilerplatte aufweist. Die Strömungskanäle sind strömungstechnisch mit Nadelverschlußdüsen verbunden, die einander gegenüberliegend in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung positioniert sind. Jede Nadelverschlußdüse hat eine Verschlußnadel zum öffnen und Schließen einer Düsenaustrittsöffnung, wobei alle Verschlußnadeln durch pneumatisch betriebene Kolbeneinheiten unabhängig voneinander angetrieben werden. Die Kolbeneinheiten sind in der Verteilerplatte angeordnet. Dies verleiht der Spritzgießvorrichtung zwar einen recht kompakten Aufbau, jedoch können auch hier aufgrund der während des Betriebs der Spritzgießvorrichtung stark erwärmten Verteilerplatte Dichtungsprobleme und Kolbenführungsprobleme in Bezug auf die Kolbeneinheiten auftreten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Spritzgießvorrichtung mit Nadelverschlußdüsen in Rücken- an-Rücken-Anordnung zu schaffen, insbesondere eine Spritzgießvorrichtung mit kompakten und kostengünstigen Aufbau, bei der Dichtungsprobleme und Kolbenführungsprobleme in Bezug auf Kolbeneinheiten weitestgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 21.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Spritzgießvorrichtung mit wenigstens einer mehrere Strömungskanäle aufweisenden Hauptverteilerplatte und mit wenigstens zwei mehrere Strömungskanäle aufweisenden Nebenverteilerplatten, wobei die Strömungskanäle der Nebenverteilerplatten mit denen der Hauptverteilerplatte strömungstechnisch verbunden sind. Ferner sind wenigstens zwei Nadelverschlußdüsen vorgesehen, die einander gegenüberliegend in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung angeordnet und mit den Strömungskanälen der Nebenverteilerplatten strömungstechnisch verbunden sind, wobei jede Nadelverschlußdüse eine Verschlußnadel aufweist und wobei wenigstens eine die Verschlußnadeln antreibende Antriebseinheit vorgesehen ist. Letztere ist in zumindest einer separaten Aufnahmeplatte aufgenommen.

Eine solche Anordnung ermöglicht die Ausbildung einer äußerst kompakten und platzsparenden Spritzgießvorrichtung, bei der sämtliche Nadelverschlußdüsen in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung angeordnet sind. Die separate Ausbildung der Aufnahmeplatte für die Antriebseinheiten verhindert dabei, daß letztere von der Hauptverteilerplatte und/oder von den Nebenverteilerplatten aufgeheizt werden. Sämtliche Antriebseinheiten sind mithin thermisch von den Verteilerplatten getrennt, was einen dauerhaft zuverlässigen Betrieb sowohl der Antriebseinheiten als auch der gesamten Spritzgießvorrichtung gewährleistet.

Die Aufnahmeplatte weist bevorzugt Mittel zum Kühlen auf, so daß ein Erwärmen der Aufnahmeplatte und damit der in dieser angeordneten Antriebseinheiten während des Betriebs der Spritzgießvorrichtung zuverlässig und dauerhaft verhindert wird. Temperaturbedingte Dichtungs- oder Kolbenführungsprobleme bei pneumatischen oder hydraulischen Antrieben sind damit ausgeschlossen, aber auch elektrische Antriebe können problemlos eingesetzt werden. Sämtliche Antriebe können stets zuverlässig arbeiten.

Konstruktiv ist es günstig, wenn die Mittel zum Kühlen in Form von in der Aufnahmeplatte ausgebildeten Kühlkanälen vorgesehen sind. Durch diese kann während des Betriebs der Spritzgießvorrichtung z.B. ein Kühlmedium geleitet werden. Die Kanäle lassen sich einfach und kostengünstig ausführen, beispielsweise durch Bohrungen, die seitlich in die Aufnahmeplatte eingebracht werden. Selbstverständlich können auch andere Kühlmittel oder thermische Isolationsmittel eingesetzt werden, die geeignet sind, die Temperatur der Aufnahmeplatte und/oder der darin angeordneten Antriebseinheiten auf einem gewünschten, unkritischen Temperaturniveau zu halten.

Um den Temperatureinfluß der Verteilerplatten noch weiter zu reduzieren, ist die Aufnahmeplatte gegenüber den Nebenverteilerplatten und/oder der Hauptverteilerplatte thermisch isoliert, vorzugsweise dadurch, daß zwischen der Aufnahmeplatte und den Nebenverteilerplatten bzw. der Hauptverteilerplatte ein Luftspalt ausgebildet ist.

Eine besonders kompakte und platzsparende Ausbildung der Spritzgießvorrichtung erreicht man, wenn die Aufnahmeplatte für die Antriebseinheiten zwischen den Nebenverteilerplatten angeordnet ist und/oder wenn die Aufnahmeplatte in der Ebene der Hauptverteilerplatte liegt.

Zweckmäßig sind wenigstens zwei Antriebseinheiten vorgesehen, die als Antriebspaar innerhalb der Aufnahmeplatte in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung angeordnet sind. Damit kann jeder Nadelverschlußdüse ein eigener Antrieb zugeordnet werden, die äußerst platzsparend in der Aufnahmeplatte untergebracht sind. Die Verschlußnadeln lassen sich synchron oder einzeln antreiben, was eine Vielzahl an Einsatzmöglichkeiten für die Spritzgießvorrichtung eröffnet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spritzgießvorrichtung wird die Aufnahmeplatte von zwei Teilplatten gebildet, sie ist mithin geteilt ausgebildet, was die Herstellung vereinfacht. Ferner lassen sich sowohl die Antriebseinheiten als auch die Nadelverschlußdüsen ohne großen Aufwand rasch und bequem montieren bzw. demontieren.

Bevorzugt nimmt jede Teilplatte je eine Antriebseinheit eines Antriebspaars auf, wobei vorgesehen ist, daß die Teilplatten die Antriebseinheiten jeweils von der Seite der zueinander weisenden Flächen der Teilplatten aufnehmen. Hierzu sind die Teilplatten an ihren einander zugewandten Flächen mit Bohrungen zur Aufnahme der Antriebseinheiten versehen. Auch dies vereinfacht den gesamten Aufbau und erleichtert die Montage. Die zueinander weisenden Flächen der Teilplatten sind mittels zumindest einer Dichtung gegeneinander abgedichtet.

Eine weitere wichtige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Aufnahmeplatte an ihren einander abgewandten Flächen mit Sackbohrungen zur Aufnahme der Antriebseinheiten versehen ist. Die Aufnahmeplatte ist dabei bevorzugt - aber nicht zwingend - einteilig ausgebildet. Die Antriebseinheiten lassen sich auch hierdurch rasch und bequem montieren bzw. demontieren, was die Handhabung der Spritzgießvorrichtung insgesamt vereinfacht.

Als Antriebseinheiten können pneumatische, hydraulische oder elektrische Antriebe verwendet werden, wodurch sich eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten bietet. Die Antriebseinheiten sind beispielsweise derart ausgebildet, daß die von ihnen angetriebenen Verschlußnadeln synchron bewegt werden. Man kann bei Bedarf aber auch jede Verschlußnadel individuell ansteuern.

Im Einklang mit der Erfindung weisen die pneumatischen oder hydraulischen Antriebseinheiten Kolben auf, die in den Bohrungen der Aufnahmeplatte bzw. der Teilplatten aufgenommen sind. Jeder Kolben ist dabei mit Hilfe eines Halte- oder Sicherungselementes in seiner Bohrung gesichert, was nicht nur einfach und kostengünstig realisierbar ist, sondern zudem auch eine einfache Handhabung gewährleistet. Das Halteoder Sicherungselementes ist bevorzugt ein Sprengring. Dieser bildet zweckmäßig einen Anschlag für den in der Bohrung aufgenommenen Kolben.

In einer anderen Alternative ist das Halte- oder Sicherungselementes ein die Bohrung zumindest teilweise verschließender Deckel. Auch dieser sichert die Antriebseinheit in der Aufnahmeplatte bzw. in den Teilplatten, die beispielsweise zu Wartungszwecken jederzeit rasch austauschbar ist.

Die Position jeder Verschlußnadel in Axialrichtung ist mit Hilfe von Distanzstücken, insbesondere in Form von Unterlegscheiben, einstellbar. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die Verschlußnadel zum einen in Bewegungsrichtung des Kolbens fixiert ist und zum anderen die richtige Position innerhalb der Spritzgießvorrichtung einnimmt. Durch derartige Unterlegscheiben lassen sich verschiedene Wärmeausdehnungen bis zu etwa 0,5 mm kompensieren.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilquerschnittansicht einer erfindungsgemäßen Spritzgießvorrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittansicht einer Aufnahmeplatte der in Fig. 1 dargestellten Spritzgießvorrichtung,

Fig.3 eine Ansicht entlang der Linie IM-III in Fig. 2 und

Fig. 4 eine Teilquerschnittansicht einer Aufnahmeplatte einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spritzgießvorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Teilquerschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spritzgießvorrichtung 10. Diese umfaßt einen Fluideinlaßstutzen 12 mit einer zentralen Bohrung 14, über die einer Hauptverteilerplatte 16 das zu verarbeitende Material, beispielsweise eine Kunststoffschmelze, während des Betriebs der Spritzgießvorrichtung 10 zugeführt wird. In der Hauptverteilerplatte 16 sind Strömungskanäle 18 ausgebildet, die das Fluid über Anschlußelemente 20 an unterhalb und oberhalb der Hauptverteilerplatte 16 angeordnete Nebenverteilerplatten 22 weiterleiten.

In den Nebenverteilerplatten 22 strömt das Fluid durch in diesen ausgebildete Strömungskanäle 24 zu Nadelverschlußdüsen 26 und wird von diesen durch (nicht näher bezeichnete) Düsenaustrittsöffnungen in (nicht dargestellte) Formenhohlräume eingespritzt. Letztere sind in trennbaren (ebenfalls nicht gezeigten) Formnestplatten ausgebildet, die oberhalb und unterhalb der Nebenverteilerplatten 22 liegen und mithin etagenförmig angeordnet sind.

Wie Fig. 1 weiter zeigt, erstrecken sich die an den Nebenverteilerplatten 22 montierten Nadelverschlußdüsen 26 auswärts, wobei jeweils zwei Nadelverschlußdüsen paarweise in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung miteinander fluchtend positioniert sind und sich in entgegengesetzte Richtungen erstrecken.

Zum wahlweisen öffnen und Schließen der Düsenaustrittsöffnung besitzt jede Nadelverschlußdüse 26 eine Verschlußnadel 28, die über eine zugeordnete pneumatisch betriebene Kolbeneinheit 30 angetrieben wird. Die Kolbeneinheiten 30 sind in einer separaten Aufnahmeplatte 32 angeordnet, die vorliegend zwischen den Nebenverteilerplatten 22 und beabstandet von der Hauptverteilerplatte 16 positioniert ist, wobei die Aufnahmeplatte 32 in der Ebene der Hauptverteilerplatte 16 liegt. Die gesamte Anordnung besitzt dadurch eine äußerst geringe Bauhöhe, so daß die gesamte Spritzgießvorrichtung einen nur geringen Platzbedarf aufweist.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Aufnahmeplatte 32 mit den in dieser angeordneten Kolbeneinheiten 30.

Die Aufnahmeplatte 32 ist zweigeteilt ausgebildet, wobei die beiden Teilplatten 34 und 36 an ihren einander zugewandten Flächen 35, 37 mit Hilfe einer Dichtung 38 im Bereich der Kolbeneinheiten 30 gegeneinander abgedichtet sind. In jede der Teilplatten 34, 36 ist zur Aufnahme eines Kolbens 40 der Kolbeneinheit 30 eine Bohrung 42 eingebracht, wobei jede Bohrung 42 einen Abschnitt 42a mit größerem Durchmesser und koaxial dazu einen Abschnitt 42b mit kleinerem Durchmesser aufweist, zwischen denen ein ringförmiger Absatz 44 ausgebildet ist. Entsprechend den Bohrungsabschnitten 42a und 42b weist auch der Kolben 40 einen Abschnitt 40a mit größerem Durchmesser und einen Abschnitt 42b mit kleinerem Durchmesser auf, wobei der Abschnitt 40a mit größerem Durchmesser des Kolbens 40 in der geschlossenen Stellung der Verschlußnadel 28, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, stirnseitig an dem ringförmigen Absatz 44 anliegt, der damit als Anschlag dient. Jeder Kolben ist mit Hilfe eines Sicherungselements 58 in seiner Bohrung 42 gesichert (siehe Fig. 3). Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen Sprengring bzw. einen Seegerring, der zugleich einen Anschlag für den Kolben 40 bildet.

Zur Einstellung eines optimalen Gleit-Reib-Verhältnisses zwischen dem Kolben 40 und der Bohrung 42 sind die Flächen der Aufnahmebohrung entweder rolliert oder gehont. Dichtungen 46 dichten den Kolben 38 gegen die Flächen der Bohrung 40 ab.

Endseitig umfaßt jeder Kolben 40 eine weitere Aussparung 48, in welcher der Kopf 50 der entsprechend zugeordneten Verschlußnadel 28 aufgenommen ist. Zur Fixierung der Verschlußnadel 28 in dem Kolben 40 ist in letzterem eine ringförmige Haltebuchse 52 geschraubt, die den Kopf 50 der Verschlußnadel 28 gegen die durch die Aussparung 48 gebildete Stirnfläche drückt. Zur Einstellung der axialen Position der Verschlußnadel 28 können zwischen der Haltbuchse 52 und dem Kopf 50 der Verschlußnadel 28 bzw. zwischen dem Kopf 50 und der Stirnfläche der Aussparung 48 nach Bedarf ring- oder scheibenförmige Distanzelemente (nicht gezeigt) eingesetzt werden, die beispielsweise eine Dicke von jeweils 0,1 mm aufweisen. Mit diesen Distanzelementen lassen sich unterschiedliche Wärmeausdehnungen von bis zu etwa 0,5 mm kompensieren.

Um die Kolben 40 aus den in den Fig. 1 und 2 dargestellten geschlossenen Verschlußnadelstellungen in die entsprechenden geöffneten Stellungen bewegen zu können, ist an den in Richtung des ringförmigen Absatzes 44 der Bohrung 42 weisenden Stirnseiten der Abschnitte mit größerem Durchmesser 40a der Kolben 40 jeweils eine ringförmige Aussparung 54 ausgebildet, in die jeweils einer der in der Aufnahmeplatte 32 ausgebildeten Druckluftkanäle 56 mündet. Werden die Kolben 40 über die Druckluftkanäle 56 mit Druckluft beaufschlagt, so werden sie entsprechend aufeinander zu bewegt, bis sie ihre jeweilige Endstellungen erreichen, die durch die als Anschläge dienenden Seegerringe 58 definiert sind. Um die Kolben 40 anschließend wieder in die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Nadelverschlußstellungen bewegen zu können, mündet in den zwischen den Seegeringen 58 liegenden Bohrungsabschnitt ein weiterer Druckluftkanal 60, der in der Teilplatte 34 der Aufnahmeplatte 32 ausgebildet ist. Gemäß der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgießvorrichtung 10 werden die Kolben 40 der die einander gegenüberliegenden Verschlußnadeln 28 antreibenden Kolbeneinheiten 30 also synchron bewegt.

Zur Kühlung der Kolbeneinheiten 30 sind in die Teilplatten 34 und 36 der Aufnahmeplatte 32 Kühlkanäle 64 eingebracht, durch die während des Betriebs der Spritzgießvorrichtung 10 ein Kühlmedium strömt. Durch die Kühlung der Kolbeneinheiten 30 werden thermisch bedingte Dichtungsprobleme und Kolbenführungsprobleme ausgeschlossen.

Aufgrund der Tatsache, daß die Aufnahmeplatte 32 in die beiden Teilplatten 34 unterteilt ist, können die Verschlußnadeln 28 in einfacher Art und Weise ersetzt werden. Dazu werden die Teilplatten 34 zunächst beispielsweise mit Hilfe von Druckluft voneinander getrennt, dann jeder Kolben 40 über ein Auszuggewinde 62 zusammen mit der Verschlußnadel 28 aus der entsprechenden Bohrung 42 gezogen, die Haltebuchse 52 entfernt und schließlich die Verschlußnadel 28 entnommen. Anschließend kann eine neue Verschlußnadel 28 an dem Kolben 40 befestigt werden, wobei die axiale Position der Verschlußnadel 28, wie zuvor beschrieben, durch die Positionierung von entsprechenden Distanzstücken einstellbar ist.

Fig. 4 zeigt eine Teilquerschnittansicht einer Aufnahmeplatte 70 einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgießvorrichtung. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Aufnahmeplatte 70 bevorzugt einteilig ausgebildet. Zur Aufnahme des Kolbens 40 der Kolbeneinheit 71 , der in weiten Teilen den gleichen Aufbau wie der Kolben der zuvor beschriebenen Ausführungsform aufweist, ist die Aufnahmeplatte 70 in ihren einander gegenüber liegenden Außenflächen 75 mit je einer Bohrung 72 versehen, die einen Abschnitt 72a mit größerem Durchmesser, einen Abschnitt 72b mit mittlerem Durchmesser und einen Abschnitt 72c mit kleinerem Durchmesser umfaßt. In den Abschnitt 72a mit größerem Durchmesser ist der Abschnitt 40c mit kleinerem Durchmesser des Kolbens 40 eingesetzt.

Um ein Herausfallen des Kolbens 40 aus der Bohrung 72 zu verhindern, ist auch hier jeder Kolben 40 mit Hilfe eines Halte- bzw. Sicherungselements 74 in seiner Bohrung 72 gesichert. Bei dem Halteelement 74 handelt es sich vorzugsweise um einen die Bohrung 72 zumindest teilweise verschließenden ringförmigen Deckel, der in die Bohrung 72 geschraubt wird. Die Außenkontur des Deckels 74 entspricht dabei dem Abschnitt 72b mit mittlerem Durchmesser und dem Abschnitt 72a mit größerem Durchmesser der Bohrung 72, wobei sich die zum Innern der Bohrung 72 weisende Stirnfläche des Halteelementes 74 gegen den zwischen dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser 72c und dem Abschnitt mit mittlerem Durchmesser 72b der Bohrung 72 gebildeten ringförmigen Absatz 76 stützt. In der den Innenumfang des Halteelementes 74 definierenden Zylinderfläche 80 ist der Abschnitt 40b mit kleinerem Durchmesser des Kolbens 40 gehalten. Die Fläche des Abschnitts 72c mit kleinerem Durchmesser der Bohrung 72 und die Zylinderfläche 80 des Halteelementes 74 sind rolliert oder gehont, um ein optimales Gleit-Reib-Verhältnis zu schaffen. Der Kolben 40 ist mit Hilfe von Dichtungen 46 gegenüber dem Abschnitt 72c mit kleinerem Durchmesser der Bohrung 72 und der Zylinderfläche 80 des Halteelementes 74 abgedichtet. Ferner ist das Halteelement 74 mit Hilfe einer Dichtung 82 gegenüber dem Abschnitt 72b mit mittlerem Durchmesser der Bohrung 72 abgedichtet.

Damit sich der Kolben aus seiner in Fig. 4 gezeigten Stellung, in der sich die Verschlußnadeln 28 in ihren Schließpositionen befinden, aufwärts bewegen kann, ist die zum Kolben 40 weisende Stirnfläche des Halteelementes 74 mit einer ringförmigen Nut 84 versehen, in die ein in der Aufnahmeplatte 70 ausgebildeter Druckluftkanal 86 mündet. Wird der Kolben 40 über den Druckluftkanal 86 und die ringförmige Nut 84 mit Druckluft beaufschlagt, so wird er aufwärts gedrückt, bis er an der Endfläche 88 der Bohrung 72 anschlägt. Um den Kolben 40 aus dieser Position wieder abwärts in die in Fig. 4 dargestellte Stellung zurück zu bewegen, mündet in der Endfläche 88 ein weiterer Druckluftkanal 90. Wird der Kolben 40 über den Druckluftkanal 90 mit Druckluft beaufschlagt, so wird er entsprechend abwärts gedrückt. Zum Auswechseln der Verschlußnadel 28 wird zunächst der Deckel 74 aus der Bohrung 72 geschraubt, woraufhin der Kolben 40 aus der Bohrung 72 gezogen werden kann. Anschließend kann die Haltebuchse 52 aus dem Kolben 40 entfernt und die Verschlußnadel 28 entnommen werden.

Zur Kühlung der Kolbeneinheit 30 umfaßt auch die Aufnahmeplatte 70 entsprechende Kühlkanäle, die in Fig. 4 jedoch nicht gezeigt sind.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform der Aufnahmeplatte 70 wird beispielsweise dann bevorzugt, wenn jede Verschlußnadel 28 unabhängig von den anderen Verschlußnadeln 28 angesteuert werden soll.

Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So können die Antriebseinheiten - je nach Einsatzzweck der Spritzgießvorrichtung - auch als hydraulische oder elektrische Antriebe ausgebildet sein. Die Aufnahmeplatte 70 in der Ausführungsform der Fig. 4 kann auch in zwei Teilplatten aufgeteilt sein, wobei in jeder Teilplatte entsprechende Bohrungen 72 eingebracht sind, welche die Antriebseinheiten 30 paarweise gegenüberliegend in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung aufnehmen.

Man erkennt jedoch, daß die vorliegende Erfindung eine Spritzgießvorrichtung 10 mit wenigstens einer mehrere Strömungskanäle 18 aufweisenden Hauptverteilerplatte 16 schafft, die bevorzugt zentral angeordnet ist und der während des Betriebs der Vorrichtung 10 das zu verarbeitende Material über zumindest einen Fluideinlaß 12 zugeführt wird. Ferner umfaßt die Spritzgießvorrichtung 10 wenigstens zwei Nebenverteilerplatten 22, die jeweils mehrere Strömungskanäle 24 aufweisen und die oberhalb und unterhalb der Hauptverteilerplatte 16 angeordnet sind, wobei die Strömungskanäle 24 der jeweiligen Nebenverteilerplatten 22 mit denen der Hauptverteilerplatte 16 strömungstechnisch verbunden sind.

Zudem sind Nadelverschlußdüsen 26 vorgesehen, die einander gegenüberliegend in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung angeordnet und mit den Strömungskanälen 24 der Nebenverteilerplatten 22 strömungstechnisch verbunden sind. Die Nadelverschlußdüsen 26 weisen jeweils eine Verschlußnadel 28 zum öffnen und Schließen einer Düsenaustrittsöffnung auf, durch die das zu verarbeitende Material in die Formenhohlräume eingespritzt wird. Zum Antreiben der Verschlußnadeln 28 sind pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betriebenen Antriebseinheiten 30 vorgesehen. Diese bilden beispielsweise Kolbeneinheiten. Sie sind erfindungsgemäß in zumindest einer separaten Aufnahmeplatte 30, 70 aufgenommen, die zwischen den Nebenverteilerplatten 22 angeordnet ist. Ferner sind erfindungsgemäß Mittel 64 zum Kühlen und/oder zum thermischen Isolieren der zumindest einen Aufnahmeplatte 30, 70 vorgesehen. Auf diese Weise wird ein Erwärmen der Aufnahmeplatte 30, 70 und somit der in dieser angeordneten Kolbeneinheiten 30 während des Betriebs der Spritzgießvorrichtung 10 sicher verhindert und entsprechend temperaturbedingte Dichtungs- oder Kolbenführungsprobleme in Bezug auf die Kolbeneinheiten 30 ausgeschlossen.

Bevorzugt sind hierzu in die zumindest eine Aufnahmeplatte 30, 70 Kühlkanäle 64 eingebracht, durch die während des Betriebs der Spritzgießvorrichtung 10 ein Kühlmedium geleitet werden kann. Natürlich können auch andere Kühlmittel oder thermische Isolationsmittel eingesetzt werden, die dazu geeignet sind, die Temperatur der zumindest einen Aufnahmeplatte und der in oder an dieser angeordneten Kolbeneinheiten auf einem gewünschten, unkritischen Temperaturniveau zu halten. Zur thermischen Isolierung der Aufnahmeplatte 30, 70 kann zwischen der dieser und den Nebenverteilerplatten 22 beispielsweise ein Luftspalt zur Wärmeabfuhr ausgebildet sein.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

Spritzgießvorrichtung 48 Aussparung

Fluideinlaßstutzen 50 Kopf

Bohrung 52 Haltebuchse

Hauptverteilerplatte 54 ringförmige Aussparung

Strömungskanal 56 Druckluftkanal

Anschlußelement 58 Sprengring

Nebenverteilerplatte 60 Druckluftkanal

Strömungskanal 62 Auszuggewinde

Nadelverschlußdüse 64 Kühlkanal

Verschlußnadel 70 Aufnahmeplatte

Antriebseinheit 71 Kolbeneinheit

Aufnahmeplatte 72 Bohrung

Teilplatte 72a Bohrungsabschnitt mit größerem Durchmesser

Fläche

72b Bohrungsabschnitt mit mittlerem

Teilplatte Durchmesser

Fläche

72c Bohrungsabschnitt mit kleinerem

Dichtung Durchmesser

Kolben 74 Halteelement a Kolbenabschnitt mit größerem 75 Fläche Durchmesser

76 Absatz b Kolbenabschnitt mit kleinerem

77 Fläche Durchmesser

80 Zylinderfläche Bohrung

82 Dichtung a Bohrungsabschnitt mit größerem Durchmesser 84 Nut b Bohrungsabschnitt mit kleinerem 86 Druckluftkanal Durchmesser

88 Endfläche ringförmiger Absatz

90 Druckluftkanal Dichtung

Claims

Patentansprüche

1. Spritzgießvorrichtung (10)

■ mit wenigstens einer mehrere Strömungskanäle (18) aufweisenden Hauptverteilerplatte (16),

■ mit wenigstens zwei mehrere Strömungskanäle (24) aufweisenden Nebenverteilerplatten (22), wobei die Strömungskanäle (24) der Nebenverteilerplatten (22) mit denen der Hauptverteilerplatte (16) strömungstechnisch verbunden sind,

^■ mit wenigstens zwei Nadelverschlußdüsen (26), die einander gegenüberliegend in einer Rücken-an-Rücken-Anordnung angeordnet und mit den Strömungskanälen (24) der Nebenverteilerplatten (22) strömungstechnisch verbunden sind, wobei jede Nadelverschlußdüse (26) eine Verschlußnadel (28) aufweist, und

^■ mit wenigstens einer die Verschlußnadeln (28) antreibenden Antriebseinheit (30; 71),

^■ wobei die Antriebseinheit (30; 71 ) in zumindest einer separaten Aufnahmeplatte (32; 70) aufgenommen ist.

2. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (32; 70) Mittel (64) zum Kühlen aufweist.

3. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (64) zum Kühlen in Form von in der Aufnahmeplatte (32; 70) ausgebildeten Kühlkanälen vorgesehen sind.

4. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (32; 70) gegenüber den Nebenverteilerplatten (22) und/oder der Hauptverteilerplatte (16) thermisch isoliert ist.

5. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Aufnahmeplatte (32;70) und den Nebenverteilerplatten (22) bzw. der Hauptverteilerplatte (16) ein Luftspalt ausgebildet ist.

6. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (32; 70) zwischen den Nebenverteilerplatten (22) angeordnet ist.

7. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (32; 70) in der Ebene der Hauptverteilerplatte (16) angeordnet ist.

8. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Antriebseinheiten (30; 71 ) vorgesehen sind, die als Antriebspaar innerhalb der Aufnahmeplatte (32; 70) in einer Rücken-an-Rücken- Anordnung angeordnet sind.

9. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (32; 70) von zwei Teilplatten (34; 36) gebildet ist.

10. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilplatte (34; 36) je eine Antriebseinheit (30; 71) eines Antriebspaars aufnimmt.

11. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilplatten (34; 36) die Antriebseinheiten (30) jeweils von der Seite der zueinander weisenden Flächen (35; 37) der Teilplatten (34; 36) aufnehmen.

12. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Teilplatten (34, 36) an ihren einander zugewandten Flächen (35; 37) mit Bohrungen (42) zur Aufnahme der Antriebseinheiten (30) versehen sind.

13. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander weisenden Flächen (35, 37) der Teilplatten (34, 36) mittels zumindest einer Dichtung (38) gegeneinander abgedichtet sind.

14. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (32; 70) an ihren einander abgewandten Flächen (75; 77) mit Sackbohrungen (72) zur Aufnahme der Antriebseinheiten (71 ) versehen ist.

15. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheiten (30; 71) pneumatische, hydraulische oder elektrische Antriebseinheiten sind.

16. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheiten (30; 71 ) derart ausgebildet sind, daß die von ihnen angetriebenen Verschlußnadeln (28) synchron bewegt werden.

17. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatischen oder hydraulischen Antriebseinheiten (30; 71 ) Kolben aufweisen, die in den Bohrungen (42; 72) der Aufnahmeplatte (32; 70) bzw. der Teilplatten (34; 36) aufgenommen sind.

18. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (40) mit Hilfe eines Halte- oder Sicherungselementes (58; 74) in seiner Bohrung (42; 72) gesichert ist.

19. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteoder Sicherungselementes (58; 74) ein Sprengring ist.

20. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Halte- oder Sicherungselementes (58; 74) einen Anschlag für den in der Bohrung (42; 72) aufgenommenen Kolben (40) bildet.

21. Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteoder Sicherungselementes (58; 74) ein die Bohrung (72) zumindest teilweise verschließender Deckel ist.

22. Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Position jeder Verschlußnadel (28) in Axialrichtung mit Hilfe von Distanzstücken, insbesondere in Form von Unterlegscheiben, einstellbar ist.