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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf Spritzgießen, und im Besonderen auf eine Spritzgießvorrichtung, in der eine Vielzahl von Ventilnadeln durch eine Ventilnadelplatte betätigt werden.
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Hintergrund der Erfindung
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Spritzgießvorrichtungen, wie beispielsweise heiße Hälften und Heißläufer, verwenden üblicherweise Ventilnadeln, um die Strömung des Formmaterials zu steuern.
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Wenn ein Hohlraum, Ventilnadel, Heizer, Formangussöffnung oder damit zusammenhängende Bauteile verschleißen oder ausfallen, kann das Formteil Fehler aufweisen und die Spritzgießvorrichtung kann zur Wartung oder Reparatur heruntergefahren werden müssen. Solche Ausfallzeiten reduzieren die Produktionszeit, die nahezu immer versucht wird, zu maximieren.
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Kurzer Überblick über die Erfindung
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung verbindet eine bruchempfindliche oder zerstörbare mechanische Verbindung Ventilnadeln mit einer betätigten Ventilnadelplatte einer Spritzgießvorrichtung. Die Ventilnadelplatte kann die Ventilnadeln in Bezug auf zugehörige Formangussöffnungen zwischen offenen und geschlossenen Positionen bewegen. Jede bruchempfindliche oder zerstörbare mechanische Verbindung kann zerbrochen oder zerstört werden, um eine Ventilnadel von der Bewegung mit der Ventilnadelplatte freizugeben.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun vollständiger beschrieben in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
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1 eine Querschnittsansicht einer Spritzgießvorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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2A eine vergrößerte Ansicht der Ventilnadelkupplung aus 1 ist;
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2B die unter einer Bruchbelastung gebrochene Schraube aus 2A zeigt;
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3 eine Querschnittsansicht einer Ventilnadelkupplung mit einem Kartuschenheizer nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine Querschnittsansicht einer Ventilnadelkupplung mit einem Nadelhalter mit einem eingeengten Heißbereich nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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5 eine Querschnittsansicht einer Ventilnadelkupplung, die ein Klebemittel verwendet nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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6 eine Querschnittsansicht einer Ventilnadelkupplung, die eine Ventilnadel mit einem eingeengten Halsbereich hält nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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7 eine Querschnittsansicht einer Ventilnadelkupplung mit einem verschraubten Flansch nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
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8 eine Querschnittsansicht mit einer Ventilnadel mit einem eingeengten Halsbereich direkt verbunden mit einer Ventilnadelplatte nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt eine Spritzgießvorrichtung 100 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Merkmale und Aspekte, die für die anderen Ausführungsformen beschrieben sind, können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden.
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Die Spritzgießvorrichtung umfasst eine Antriebsplatte 102, Antriebe 104, eine Ventilnadelplatte 106, eine Rückenplatte 108, einen Verteiler 110, mindestens eine Düse 112, eine Formplatte 114, eine Hohlraumplatte 116, Kerne 118, Ventilnadeln 120, Ventilnadelbuchsen 122, und Ventilnadelkupplung 124. Die Spritzgießvorrichtung 100 kann jede Anzahl von Verteilern und Düsen in jeder Konfiguration enthalten. In dieser Ausführungsform ist aus Vereinfachungsgründen ein Verteiler gezeigt. Die Spritzgießvorrichtung 100 kann zusätzliche Bauteile enthalten, wie beispielsweise unter anderem Einlassbauteile, Formplatten, Ausrichtungsstifte, Formangusseinsätze und Kühlkanäle.
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Die Antriebsplatte 102 weist Öffnungen auf, um die Antriebe 104 aufzunehmen. Wenn die Antriebe 104 für den Betrieb von einem Arbeitsmittel abhängig sind (d. h. pneumatische oder hydraulische Typen), können Fluidkanäle in der Antriebsplatte 102 vorgesehen sein. Sollten die Antriebe 104 eine elektrische oder magnetische oder anderweitige Bauart sein, so können elektrische Leitungen vorgesehen sein.
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Die Antriebe 104 sind in der Antriebsplatte 102 angeordnet und können eine pneumatische, hydraulische, elektrische, magnetische oder anderweitige Bauart sein. Die Antriebe 104 können die Ventilnadelplatte 106 durch eine lineare Bewegung (z. B. einem pneumatischer Kolben) oder eine Drehbewegung (z. B. ein elektrischer Schraubenantrieb) verschieben. Um dies auszuführen, weist jeder Antrieb 104 einen stationären Teil (z. B. ein Gehäuse oder Zylinder) auf, der mit der Angussplatte 102 verbunden ist, und weist einen bewegbaren Teil 125 (z. B. ein Kolben) auf, der mit der Ventilnadelplatte 106 verbunden ist. Die Anzahl an Antrieben ist eine Gestaltungsauswahl und in anderen Ausführungsformen können mehr oder weniger Antriebe verwendet werden. Jede Art von Antrieb ist geeignet, vorausgesetzt, dass er die Ventilnadelplatte 106 bewegen kann.
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Die Ventilnadelplatte 106 ist mit dem bewegbaren Teil 125 von jedem Antrieb 104 verbunden. In der Ausführungsform aus 1 umfasst die Ventilnadelplatte 106 eine Vielzahl von Gewindeöffnungen, um entsprechende Gewinde der Ventilnadelkupplung 124 aufzunehmen. In einer anderen Ausführungsform kann die Ventilnadelkupplung 124 in einer anderen Weise mit der Ventilnadelplatte gesichert sein. Die Ventilnadelplatte 106 kann sich als Antwort auf die Betätigung der Antriebe 104 auf- und abbewegen. Die Ventilnadelplatte 106 muss keine Platte an sich sein, sondern kann auch jedes steife Bauteil sein, das geeignet ist, mit einem oder mehreren Antrieben und einer Vielzahl von Ventilnadelkupplungen verbunden zu sein. In anderen Ausführungsformen ist die Ventilnadelplatte 106 eine Baueinheit aus gestapelten Platten.
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Die Rückenplatte 108 ist zwischen der Ventilnadelplatte 106 und den Ventilnadelbuchsen 122 angeordnet und dient dazu, die zylindrischen Buchsenbereiche der Ventilnadelbuchsen 122 in entsprechenden Bohrungen in dem Verteiler 110 zu sichern. Die Rückenplatte 108 weist mehrere Bohrungen auf, durch die sich die Ventilnadeln 120 hindurch erstrecken.
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Der Verteiler 110 definiert einen Verteilerkanal 126 oder ein Netzwerk von Kanälen, um Formmaterial (z. B. Kunststoffschmelze) zu fördern, und umfasst einen Verteilerheizer 111. Der Verteilerkanal 126 erhält Formmaterial von einem Einlassbauteil (nicht gezeigt) oder einem stromaufwärtigen Verteiler (nicht gezeigt). Der Verteilerheizer 111 kann von jeder Bauart sein, wie beispielsweise die dargestellten isolierten Widerstandsdrähte. Es sollte auch erwähnt werden, dass der Verteiler 110 wegen der Plattenverbindungen stationär relativ zu den stationären Teilen der Antriebe 104 ist.
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Die Düsen 112 sind mit dem Verteiler 110 verbunden (z. B. durch Bolzen, nicht gezeigt) und jede Düse 112 definiert einen einer Vielzahl von Düsenkanälen 128, die in Verbindung mit dem Verteilerkanal 126 stehen. In dieser Ausführungsform umfasst jede Düse 112 einen Düsenkörper 140, einen Düsenkopf und/oder -flansch 142, ein Düsenheizer 144, der in dem Düsenkörper 140 eingebettet ist, ein Thermoelement 146, ein Anschlussende 148 zum Verbinden des Düsenheizers 144 mit einer Stromquelle (nicht gezeigt), eine Düsenspitze 150 und einen Spitzenhalter 152. Wenn einer oder mehrere der Verteiler 110 und Düsen 112 beheizt sind, definieren sie gemeinsam einen Heißläufer, um thermoplastische oder ähnliche wärmebedürftige Materialien zu verarbeiten. Wenn in dem Verteiler 110 und den Düsen 112 Heizer weggelassen werden, dann kann die Spritzgießvorrichtung 100 verwendet werden, um warmhärtbare oder ähnliche Materialien zu verarbeiten, die eine Heizerfreiheit erfordern. In einer anderen Ausführungsform ist die Vielzahl der Düsenkanäle 128 durch einen gebräuchlichen Düsenkörper (nicht gezeigt) definiert. Es ist verständlich für einen Fachmann in der Technik, dass jede ventilbetätigte Heißläuferdüse für die Verwendung mit den Ausführungsformen hieran angepasst werden kann, ohne sich von dem Umfang der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
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Die Formplatte 114 weist Löcher auf, um die Düsen 112 aufzunehmen und zu unterstützen. Die Löcher sind so ausgelegt, um die Düsen 112 von dem umgebenen Material thermisch zu isolieren. Die Hohlraumplatte 116 und die Kerne 118 definieren Hohlräume 130 und die Hohlraumplatte 116 definiert Formangussöffnungen 154, die zu den Hohlräumen 130 führen. Jede Formangussöffnung 154 ist einem Düsenkanal 128 zugeordnet. Die Kerne 118 sind entfernbar von der Formhohlraumplatte 116, um das Entformen der Formteile von den Hohlräumen 130 zuzulassen. In anderen Ausführungsformen kann ein einzelner Hohlraum durch verschiedene Düsen 112 mit Formmaterial beschickt werden.
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Jede der Ventilnadeln 120 erstreckt sich von einer der Ventilnadelkupplungen 124 durch eine der Düsen 112 und Düsenspitzen 150, um in der zugeordneten Formangussöffnung 154 zu sitzen, um so die Strömung des Formmaterials in den Hohlraum 130 zu steuern.
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Jede Ventilnadelbuchse 122 wird durch die Rückenplatte 108 an dem Verteiler 110 gehalten. Jede Ventilnadelbuchse 122 umfasst einen scheibenförmigen Hauptkörper und einen zylindrischen Buchsenbereich, der mit dem Hauptkörper verbunden ist und sich von dem Hauptkörper in den Verteiler 110 erstreckt. Jede Ventilnadelbuchse 122 weist eine Ventilnadelbohrung auf, die ausgelegt ist, gegen die Ventilnadel 120 abzudichten, während es der Ventilnadel 120 weiter erlaubt ist darin zu gleiten.
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Jede Ventilnadelkupplung 124 verbindet eine entsprechende Ventilnadel 120 mit der Ventilnadelplatte 106. Jede Ventilnadelkupplung 124 überträgt eine Antriebs-Schließkraft auf die entsprechende Ventilnadel 120, wenn die Ventilnadeln 120 geschlossen werden, d. h. in den Formangussöffnungen 154 sitzen. Jede Ventilnadelkupplung 124 überträgt auch eine Öffnungskraft, um die entsprechende Ventilnadel 120 zu bewegen, wenn die Ventilnadel 120 geöffnet werden, d. h. sich von den Formangussöffnungen 154 abheben. Während des normalen Betriebs ist die Öffnungskraft relativ gering. Wenn jedoch eine der Ventilnadeln unbeweglich wird oder festklemmt, dann wird die erforderliche Öffnungskraft größer.
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Wenn eine Ventilnadel 120 unbeweglich wird, wird eine bruchempfindliche mechanische Verbindung in oder nahe der Ventilnadelkopplung 124 durch einen Bediener oder infolge der Ursache der Unbeweglichkeit zerbrochen, um den anderen Ventilnadeln 120 zu ermöglichen, weiterhin normal zu funktionieren. In dieser Ausführungsform umfasst die Spritzgießrichtung 100 eine Vielzahl von bruchempfindlichen oder zerstörbaren mechanischen Verbindungen, eine für jede Ventilnadel 120. Jede bruchempfindliche mechanische Verbindung verbindet eine der Ventilnadeln 120 mit der Ventilnadelplatte 106, um es der Ventilnadelplatte 106 zu ermöglichen, die Ventilplatte 120 zwischen geöffneten und geschlossenen Positionen der zugeordneten Formangussöffnungen 154 zu bewegen. Nachdem die bruchempfindliche mechanische Verbindung durch einen Bediener oder infolge der Ursache der Unbeweglichkeit zerstört ist, verbindet sie die Ventilnadel 120 nicht mehr mit der Ventilnadelplatte 106, um dadurch die Ventilnadelplatte 106 daran zu hindern, die entsprechende Ventilnadel 120 zu bewegen. Verschiedene Ventilnadelkupplungen 124 und ihre bruchempfindlichen mechanischen Verbindungen sind unten detaillierter beschrieben.
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2A zeigt eine Nahaufnahme der Ventilnadelkupplung 124. Die Ventilnadelkupplung 124 umfasst einen Hauptkörper 202, einen Nadelhalter 204, eine Schraube 206 die den Hauptkörper 202 und den Nadelhalter 204 verbindet, und ein Kappenteil 208. Wenn die Ventilnadelplatte 106 sich vorwärts und rückwärts bewegt (auf und ab in Bezug auf die Seite), wie durch M angezeigt, dann bewegt sich die Ventilnadel 120 ebenfalls. Es sollte beachtet werden, dass in der folgenden Beschreibung des Betriebs der Ventilnadelplatte 106 die Verwendung von „auf” und „ab” oder „aufwärts” und „abwärts” in Bezug auf die Position der Ventilnadelplatte und anderen Bauteilen, wie sie in den Figuren gezeigt sind, ist, und der Richtung der Bewegung von einer solchen Ventilnadelplatte oder anderen in einer Spritzgießmaschine installierten Bauteilen entsprechen kann oder nicht.
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Der Hauptkörper 202 weist an einer äußeren Oberfläche ein Gewinde auf, das in eine Gewindebohrung der Ventilnadelplatte 106 eingeschraubt ist. Dies ermöglicht, dass die Ventilnadelkupplung 124 entfernbar von der Ventilnadelplatte 106 ausgebildet ist.
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Der Ventilnadelhalter 204 passt in eine stromabwärts gerichtete Öffnung des Hauptkörpers 202 und stößt innerhalb dieser Öffnung gegen den Hauptkörper 202. Der Ventilnadelhalter 204 weist einen Schlitz auf, der ausgelegt ist, den Kopfbereich der Ventilnadel 120 aufzunehmen. Dies erlaubt es, die Ventilnadel 120 zusammen mit dem Nadelhalter 204 vor- und zurückzubewegen. Wenn sich zum Beispiel die Ventilnadelplatte 106 nach unten bewegt, dann wird die Ventilnadel 120 durch die Anlage des Nadelhalters 204 gegen den Hauptkörper 202 nach unten bewegt.
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Die Schraube 206 hält den Nadelhalter 204 an dem Hauptkörper 202. Die Schraube 206 kann einen Kopf aufweisen, der ausgebildet ist, ein Werkzeug aufzunehmen (z. B. einen Inbusschlüssel, einen Steckschlüssel, oder einen Schraubenzieher) zur Verbindung des Hauptkörpers 202 mit dem Nadelhalter 204, sobald das schützende Kappenteil 208 entfernt ist, um den Zugang zu erlauben. Die Schraube 206 ist aus einem Material hergestellt, das wesentlich weicher ist, als die umgebenden Verbindungsteile. In dieser Ausführungsform ist die Schraube aus Kunststoff hergestellt, wie beispielsweise Nylon, während die anderen Bauteile aus Metall hergestellt sind, wie beispielsweise Stahl. In anderen Ausführungsformen kann die Schraube 206 aus anderen Arten von Kunststoffen, Keramiken, oder anderen Materialien hergestellt sein, die eine geringere Zugfestigkeit aufweisen, als ein Material der umgebenden Bauteile, wie beispielsweise Nadelhalter 204, Hauptkörper 202, Ventilnadel 120 und Ventilnadelplatte 106, die aus einem Material oder Materialien mit einer höheren Zugfestigkeit hergestellt sind, wie beispielsweise einem Metall. Die Schraube 206 ist in einer Gewindebohrung des Nadelhalters 204 eingeschraubt. Der Kopf der Schraube 206 überspannt eine gewindefreie Bohrung des Hauptkörpers 202. Daher wird der Nadelhalter 204, und damit auch die Ventilnadel 120 durch eine Zugkraft an der Schraube 206 aufwärts gezogen, verursacht durch die Aufwärtsbewegung der Ventilnadelplatte 106. Wenn die Ventilnadelplatte 106 abwärts bewegt wird, drückt der Hauptkörper 202 direkt auf den Ventilnadelhalter 204 und die Schraube 206 braucht sich nicht direkt einer signifikanten Belastung zu unterziehen. Die Schraube 206 ist eine bruchempfindliche mechanische Verbindung, die durch die Anpassung der Größe, Geometrie, Gewindeform und/oder das Material ausgelegt werden kann bei einer gewünschten Belastung zu brechen.
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2B zeigt die Schraube 206, die unter einer Bruchkraft Fd zerbrochen ist, erzeugt durch die stationär festgehaltene Ventilnadel 120, d. h. festgehalten durch erstarrtes Formmaterial in der Düse, dessen Heizer beschädigt ist, oder durch einen Bediener abgeschaltet worden ist, während die Ventilnadelplatte 106 aufwärts bewegt wurde. Die Bruchkraft Fd ist größer, als die normale Kraft, die auf die Ventilnadel wirkt, wenn die Ventilnadel 120 während des normalen Betriebs durch die Ventilnadelplatte 106 aufwärts bewegt wird. Die Schraube 206 ist das schwächste Bauteil und reißt daher ab, bevor irgendeines der anderen Bauteile ausfällt. Nachdem die Schraube 206 zerbrochen ist, kann die Ventilnadelplatte 106 fortgesetzt betätigt werden, um die anderen Ventilnadeln in dem System in regulärer Weise zu bewegen, um die entsprechenden Formangussöffnungen zu öffnen und zu schließen. Daher wird die Düse 112 außer Betrieb genommen, wenn die Ventilnadel 120 in einer abwärtigen Position gehalten wird, z. B. aufgrund von in der Düse erstarrter oder gehärteter Schmelze, wenn beispielsweise ein Düsenheizer ausfällt oder abgeschaltet ist, oder durch das Einwirken eines mechanischen Haltemittels, und die Ventilnadelplatte 106 aufwärts bewegt wird, so dass die Schraube 206 unter einer Brechkraft zerreißt, was die Ventilnadel 120 von der Ventilnadelplatte 106 löst und einen fortgesetzten Betrieb der anderen Düsen erlaubt.
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3 zeigt eine Ventilnadelkupplung 300 nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die für die anderen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale und Aspekte können entsprechend mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ausschließlich unterschiedliche Merkmale und Aspekte der vorliegenden Ausführungsform werden im Detail beschrieben.
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Die Ventilnadelkupplung 300 umfasst einen Hauptkörper 302, einen Nadelhalter 304, eine Schraube 306, die den Hauptkörper 302 und den Nadelhalter 304 verbindet, ein Kappenteil 308 und einen Kartuschenheizer 310. Der Kartuschenheizer 310 ist in der Nähe der Schraube 306 oder, wie in diesem Fall, in der Schraube 306 angeordnet. Der Kartuschenheizer 310 kann ein isoliertes Heizdrahtelement sein, ähnlich zu denen die üblicherweise in Düsen und Verteilern verwendet werden. Drähte 312 verbinden den Kartuschenheizer 310 mit einer schaltbaren Stromversorgung. Die Schraube 306 verbindet den Ventilnadelhalter 304 mit dem Hauptkörper 302. Die Schraube 306 ist ein schmelzbares Element, hergestellt aus einem schmelzbaren Material, beispielsweise Kunststoff. In anderen Ausführungsformen können schmelzbare Elemente in anderer Form oder Aufbau verwendet werden (z. B. Bolzen, Stäbe, Stopfen). Wenn der Ventilnadelhalter 304 von dem Hauptkörper abgetrennt werden soll, dann wird Strom an die Drähte 312 angelegt und dadurch der Kartuschenheizer 310 unter Spannung gesetzt und die Schraube 306 geschmolzen. Die Schraube 306 wird dadurch thermisch getrennt in einem oberen Teil, der in dem Hauptkörper 302 verbleibt und einen unteren Teil 304, der an dem Nadelhalter 304 verbleibt. In dieser Weise ist die Schraube 306 eine bruchempfindliche mechanische Verbindung. Der Kartuschenheizer 310 kann ausgebildet sein, während des Betriebs auszufallen, d. h. den Stromkreis zu unterbrechen, ganz wie eine Sicherung, und ist in diesem Fall Teil der bruchempfindlichen mechanischen Verbindung sein. Wenn die Düse 112 außer Betrieb zu nehmen ist, dann braucht ein Bediener nur zeitweilig Strom auf die Drähte 312 geben.
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4 zeigt eine Ventilnadelkupplung 400 nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die für die anderen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale und Aspekte können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Lediglich unterschiedliche Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind im Detail beschrieben.
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Die Ventilnadelkupplung 400 umfasst einen Hauptkörper 402, einen Ventilnadelhalter 404, und eine Schraube 406, die den Hauptkörper 402 mit den Nadelhalter 404 verbindet. Der Nadelhalter 404 weist einen Schwachstellenbereich auf, der in dieser Ausführungsform ein verengter oder dünner Halsbereich 408 ist. Der Nadelhalter 404 oder zumindest der Halsbereich 408 davon kann aus einem Material hergestellt sein, das eine geringere Zugfestigkeit aufweist, als die umgebenden Teile, dies es direkt oder indirekt berührt. In dieser Ausführungsform ist der gesamte Nadelhalter 404 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, wie beispielsweise Nylon, mit einer geringeren Zugfestigkeit als die anderen Bauteile, die aus einem Metall hergestellt sind, wie beispielsweise Stahl, mit einer größeren Zugfestigkeit. In anderen Ausführungsformen können andere Arten von Kunststoffen, Keramiken, Metallen für den gesamten Nadelhalter 404 oder nur für den verengten Halsbereich 408 davon verwendet werden. Das Material und Querschnittsfläche des Halsbereiches 408 können konfiguriert sein bei einer gewünschten Bruchkraft auszufallen. Wenn ein stärkeres Material, wie beispielsweise Stahl verwendet wird, dann sollte für die gleiche Bruchkraft der Halsbereich 408 eine kleinere Querschnittsfläche aufweisen, als wenn ein weiches Material, wie beispielsweise Kunststoff, verwendet wird. Der Nadelhalter 404 ist so eine bruchempfindliche mechanische Verbindung, die, wenn sie einer Bruchkraft ausgesetzt wird, zerbrochen werden kann.
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Die Düse 112 wird außer Betrieb genommen, wenn die Ventilnadel 120 stationär in einer abwärtigen Position gehalten ist, z. B. durch das Erstarren oder Aushärten von Schmelze in der Düse, beispielsweise wenn ein Düsenheizer ausfällt oder heruntergefahren ist, oder durch das Anwenden eines mechanischen Haltemittels, und die Ventilnadelplatte 106 aufwärts bewegt wird und dabei den Nadelhalter 404 am eingeengten Halsbereich 408 unter einer Bruchkraft zerbricht, was die Ventilnadel 120 von der Ventilnadel 106 loslöst und einen fortgesetzten Betrieb der anderen Düsen erlaubt.
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5 zeigt eine Ventilnadelkupplung 500 nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die für die anderen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale und Aspekte können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Lediglich unterschiedliche Merkmale und Aspekte der vorliegenden Ausführungsformen sind im Detail beschrieben.
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Die Ventilnadelkupplung 500 umfasst einen Hauptkörper 502, einen Nadelhalter 504 und eine Klebemittelschicht 506, die den Hauptkörper 502 und den Nadelhalter 504 verbindet. Die Klebemittelschicht 506 ist eine bruchempfindliche mechanische Verbindung, die zerbrochen werden kann, wenn sie einer Bruchkraft ausgesetzt ist. Geeignete Klebemittel für die Verwendung in diesen Ausführungsformen umfassen, sind aber nicht beschränkt, auf Loctite® 641, ein anaerob bestimmtes krafthaltendes Gemisch verfügbar von Henkel AG & Co. KGaA aus Deutschland, VBHTM Klebeband, ein doppelseitiges Acrylschaumband verfügbar von 3M Corporation of St. Paul, MN, Tru-Bond® 18400 UV Serie PSA, ein UV-härtbares, druckempfindliches Klebemittel, das Vibrationen und Temperaturen von 200°C widersteht, verfügbar von ITW Devcon aus dem Vereinigten Königreich, RTV 382, ein Hochtemperatur-Klebe- und Dichtmittel für die Verwendung in vibrationsanfälligen Maschinen verfügbar von Intek Adhesives Ltd. aus dem Vereinigten Königreich, und Permabond ET 510, ein schnell härtendes Zwei-Komponenten-Epoxydharz verfügbar von Permabond Engineering Adhesives aus dem Vereinigten Königreich.
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Die Art des verwendeten Klebemittels, die Menge des verwendeten Klebemittels, die Materialien des Hauptkörpers 502 und des Nadelhalters 504, als auch die Form und Größe der Klebemittelschicht 506 können jeweils eine Rolle in der Bestimmung der Bruchkraft der Klebemittelschicht spielen. Die Klebemittelschicht 506 kann ausgebildet sein, bei einer bestimmten Bruchkraft auszufallen. Die Düse 112 wird außer Betrieb genommen, wenn die Ventilnadel 120 in einer abwärtigen Position gehalten wird, z. B. bedingt durch in der Düse erstarrte, oder gehärtete Schmelze, beispielsweise wenn ein Düsenheizer ausfällt oder ausgeschaltet ist, oder durch die Einwirkung eines mechanischen Haltemittels, und die Ventilnadelplatte aufwärts bewegt wird, was aufgrund der erzeugten Bruchkraft gewaltsam die durch die Klebemittelschicht 506 begründete Verbindung trennt und dadurch die Ventilnadel 120 von der Ventilnadelplatte 106 loslöst und einen fortgesetzten Betrieb der anderen Düsen erlaubt.
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6 zeigt eine Ventilnadelkupplung 600 nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die für die anderen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale und Aspekte können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Lediglich unterschiedliche Merkmale und Aspekte der vorliegenden Ausführungsform sind im Detail beschrieben.
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Die Ventilnadelkupplung 600 umfasst einen Hauptkörper 602, einen Nadelhalter 604 und eine Schraube 606, die den Hauptkörper 602 und den Nadelhalter 604 verbindet. Der Nadelhalter 604 hält die Ventilnadel 608.
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Die Ventilnadel 608 hat einen verdünnten oder halsförmigen Bereich 610, der z. B. angrenzend an ihren Kopf angeordnet sein kann. Der verdünnte Bereich 610 verbindet den Rest der Ventilnadel 608 mit der Ventilnadelplatte 106. Der verdünnte Bereich 610 und die Ventilnadel 608 sind einheitlich und aus dem gleichen Material hergestellt. Alternativ kann der verdünnte Bereich 610 aus einem Material hergestellt sein, dass wesentlich weicher ist als der Rest der Ventilnadel. In anderen Ausführungsformen können verschiedene Arten von Kunststoffen, Keramiken, Metallen für den verdünnten Bereich 610 verwendet werden. Das Material und die Querschnittsfläche des verdünnten Bereichs 610 können so ausgebildet sein, um bei einer gewünschten Bruchkraft auszufallen. Wenn ein stärkeres Material, wie beispielsweise Stahl verwendet wird, dann sollte für die gleiche Bruchkraft der verdünnte Bereich 610 eine kleinere Querschnittsfläche aufweisen, als wenn ein weiches Material, wie beispielsweise Kunststoff, verwendet wird. Wenn ein weiches Material verwendet wird, kann der verdünnte Bereich 610 durch einen schwächeren Bereich mit dem gleichen (oder sogar größeren) Durchmesser wie die Ventilnadel 608 ersetzt werden. Der verdünnte/geschwächte Bereich 610 ist dann eine bruchempfindliche mechanische Verbindung, die zerbrochen werden kann, wenn sie einer Bruchkraft ausgesetzt ist.
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Die Düse 112 wird außer Betrieb genommen, wenn die Ventilnadel 608 stationär gehalten wird, z. B. durch gehärtete Schmelze oder ein mechanisches Haltemittel, und die Ventilnadelplatte 106 aufwärts oder in einer Richtung weg von der fixierten Ventilnadel 608 bewegt wird, so dass der verdünnte/geschwächte Bereich 610 der Ventilnadel 608 unter einer Bruchkraft zerbricht, und dabei die Ventilnadel 608 von der Ventilnadelplatte 106 loslöst und einen fortgesetzten Betrieb der anderen Düsen erlaubt.
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7 zeigt eine Ventilnadelkupplung 700 nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die für die anderen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale und Aspekte können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Lediglich unterschiedliche Merkmale und Aspekte der vorliegenden Ausführungsformen sind im Detail beschrieben.
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Die Ventilnadelkupplung 700 umfasst einen Hauptkörper 702, eine Ventilnadel 704, eine Schraube 706, die den Hauptkörper 702 und den Nadelhalter 704 verbindet, sowie Schrauben 708, die den Hauptkörper 702 an der Ventilnadelplatte 106 fixieren. Die Schraube 708 ist aus einem Material mit einer geringeren Zugfestigkeit hergestellt, als die anderen Bauteile der Ventilnadelkupplung 700, der Ventilnadel 120 und der Ventilnadelplatte 106 und bildet daher eine bruchempfindliche mechanische Verbindung.
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Die Ventilnadelkupplung 700 ist ähnlich zu der aus den 2A bis 2B. Ein Unterschied ist, dass der Hauptkörper 702 nicht mit der Ventilnadelplatte 106 verschraubt ist, sondern anstelle einen Flansch aufweist, der es erlaubt, entfernbar mittels den Schrauben 708 an der Ventilnadelplatte 106 befestigt zu sein. Ein anderer Unterschied ist, dass die Ventilnadelkupplung 700 kein Kappenteil aufweist, das oberhalb des Kopfes der Schraube 706 angeordnet ist. Stattdessen ist der Kopf der Schraube 706 flach mit der oberen Oberfläche des Hauptkörpers 702 ausgebildet. Während des Betriebs kann die Schraube 706 zerreißen oder zerbrechen, wie in den anderen Ausführungsformen.
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8 zeigt eine Ventilnadel 808 und eine Ventilnadelplatte 806 nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die für die anderen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale und Aspekte können entsprechend mit der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Lediglich unterschiedliche Merkmale und Aspekte werden für die vorliegende Ausführungsform im Detail beschrieben.
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Die Ventilnadel 808 erstreckt sich durch eine erste Bohrung 802 in der Ventilnadelplatte 806. Der Kopf 804 der Ventilnadel 808 sitzt in einer zweiten Bohrung 812 der Ventilnadelplatte 806, die größer ist als die erste Bohrung 802, und ruht auf einer Schulter 816, dort, wo die zweite Bohrung 812 in die erste Bohrung 802 übergeht. Ein Befestigungselement 814, wie beispielsweise die dargestellte Innen-Sechskantschraube, ist in die zweite Bohrung 812 eingeschraubt und kann durch eine Sicherungsmutter (nicht gezeigt) oder durch andere Mittel gegen ein Verlieren gehalten werden. Die Schraube 814 berührt die Oberseite des Ventilnadelkopfes 804 und sichert so die Ventilnadel 808 in der Position. Insofern kann die Schraube 814 oder andere Befestigungselemente in Verbindung mit der Schulter 816 als eine Ventilnadelkupplung angesehen werden. Die Ventilnadel 808 kann entfernt werden durch das Entfernen der Schraube 814. In einer anderen, ähnlichen Ausführungsform ist der Kopf 804 der Ventilnadel 808 zwischen zwei miteinander verbolzten Platten eingeschlossen.
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Die Ventilnadel 808 weist einen verdünnten oder anderweitig geschwächten Bereich 810 auf, der beispielsweise angrenzend an seinen Kopf 804 angeordnet sein kann. Der verdünnte Bereich 810 verbindet den Rest der Ventilnadel 808 mit der Ventilnadelplatte 806. Der verdünnte Bereich 810 und die Ventilnadel 808 sind einheitlich und aus dem gleichen Material hergestellt. Alternativ kann der verdünnte Bereich 810 aus einem wesentlich weicheren Material als der Rest der Ventilnadeln hergestellt sein. In anderen Ausführungsformen können unterschiedliche Arten von Kunststoffen, Keramiken, Metallen für den verdünnten Bereich 810 verwendet werden. Das Material und die Querschnittsfläche des verdünnten Bereichs 810 können ausgebildet sein, um bei einer gewünschten Bruchkraft auszufallen, wie oben in Bezug auf die Ausführungsform aus 6 diskutiert. Der verdünnte oder geschwächte Bereich 810 ist so eine bruchempfindliche oder zerstörbare mechanische Verbindung, die zerbrochen werden kann, wenn sie einer Bruchkraft ausgesetzt ist.
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Die Düse 112 wird außer Betrieb genommen, wenn die Ventilnadel 808 stationär gehalten wird, z. B. durch gehärtete Schmelze oder ein mechanisches Haltemittel, und die Ventilnadelplatte 806 aufwärts oder in einer Richtung weg von der fixierten Ventilnadel 808 bewegt wird, so dass der verdünnte/geschwächte Bereich 810 der Ventilnadel 808 unter der Bruchkraft zerbricht und dadurch die Ventilnadel 808 sich von der Ventilnadelplatte 806 loslöst und einen fortgesetzten Betrieb der anderen Düsen erlaubt.
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Obwohl viele Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es für die Fachleute in dieser Technik offensichtlich, dass andere Variationen und Modifikationen gemacht werden können, ohne sich vom Wesen und Umfang dessen zu entfernen, was durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
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Zusammenfassung
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Bruchempfindliche mechanische Verbindung zwischen Spritzgieß-Ventilnadelplatte und Ventilnadeln
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Eine bruchempfindliche mechanische Verbindung verbindet Ventilnadeln mit einer angetriebenen Ventilnadelplatte einer Spritzgießvorrichtung. Die Ventilnadelplatte kann die Ventilnadeln zwischen geöffneten Position und geschlossenen Positionen von zugeordneten Formangussöffnungen bewegen. Jede bruchempfindliche mechanische Verbindung kann unabhängig und einzeln zerstört oder zerbrochen werden, um eine entsprechende Ventilnadel von der Ventilnadelplatte zu lösen.
