DE2716817A1

DE2716817A1 - Spritzgussvorrichtung fuer synthetische kunststoffe

Info

Publication number: DE2716817A1
Application number: DE19772716817
Authority: DE
Inventors: Tutomu Fujikawa; Hiroshi Kataoka; Naoto Suzuki; Akio Yasuike
Original assignee: Asahi Dow Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1977-02-21
Filing date: 1977-04-15
Publication date: 1978-08-24
Also published as: JPS53102960A; DE2716817C2; US4106887A

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN . KRAMER ZWIRNER · HIRSCH · BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN £/ IOD | /

-40-

Patentconsult Radedtestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883004 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgußvorrichtung für synthetische Kunststoffe; insbesondere betrifft die Erfindung eine Spritzgußvorrichtung für die Herstellung von hohlen Gegenständen oder von geschäumten Gegenständen mit glatter Haut aus solchen Kunststoffen.

Derartige Gegenstände werden dadurch hergestellt, daß ein flüssiger synthetischer Kunststoff in einen Formhohlraum gespritzt und anschließend ein fluides Medium in den Formhohlraum eingebracht wird, um einen hohlen Abschnitt in dem eingespritzten Kunststoff zu bilden. Das verwendete fluide Medium kann beispielsweise aus einem Gas, einer flüssigkeit oder einem polymeren Material mit niedrigem Molekulargewicht bestehen; sofern dies erforderlich ist, kann auch ein polymeres Material mit hohem Molekulargewicht als fluides Medium eingesetzt werden. Sofern ein Gas benutzt wird, besteht dieses vorzugsweise aus gasförmigem Stickstoff. Sofern eine Flüssigkeit benutzt wird, besteht diese vorzugsweise aus Wasser, das erhitzt und unter Druck gesetzt worden ist. Zur

Mürben: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. . P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.lng.

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Herstellung der hohlen Gegenstände wird das fluide Medium innerhalb des Formhohlraumes gehalten, bis der synthetische Kunststoff in dem Formhohlraum erstarrt. Anschliessend wird das fluide Medium aus dem Formhohlraum abgelassen, so daß ein hohler Abschnitt in dem Körper aus dem Kunststoff zurückbleibt. Bei der Herstellung von geschäumten Gegenständen mit glatten Hautschichten bzw. mit glatter Außenhaut, wird das fluide Medium aus dem Formhohlraum abgelassen, wenn . der eingespritzte Kunststoff mit Treibmittel noch nicht

ist. vollständig in dem Formhohlraum erstarrt/ Als Folge davon wird sich der eingespritzte Kunststoff nach innen in den hohlen Abschnitt ausdehnen, der von dem fluiden Medium gebildet worden ist. Diese Verfahren sind im einzelnen in der Deutschen Offenlegungsschrift 2 4-61 580 beschrieben.

In jedem Falle ist es erforderlich, den Einlaß zu dem Formhohlraum zu regeln, so daß das fluide Medium tatsächlich in den Formhohlraum hineingebracht wird, oder daß der verschäumbare Kunststoff sich nicht vor dem Spritzvorgang in den Spritzzylinder hinein ausdehnt. Geeignete Einrichtungen, die derzeit als beste Möglichkeit zur Regelung des Einlasses für den Formhohlraum angesehen werden, sind beispielsweise in den US-Patentschriften 3 W 175 (Robert Albert Melcher), 3 ?A7 177 (Helmut Eckardt) und 3 972 664 (Werner Filimann) beschrieben. Zu diesen Einrichtungen gehört jeweils ein Spritzkopf mit einem zentralen Durchlaß, der mit zwei Hilfsdurchlässen in Verbindung steht, welche mit entsprechenden, getrennten Extrudern verbun-

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den sind. Der zentrale Durchlaß wird mittels einem beweglichen Zylinder und mittels einer Nadel gesteuert, welche innerhalb des Zylinders verschieblich angeordnet ist. Diese Steuerungsmittel werden von entsprechenden Betätigungseinrichtungen betätigt. Diese Einrichtungen weisen jedoch die Nachteile auf, daß hierfür recht aufwendige Ausführungen erforderlich sind, welche größeren Raum für die Installation erfordern.

Darüberhinaus erfordern mehrere Formen einen Hauptkanal, welcher den Steg jedes Formhohlraumes mit dem Angußkegel verbin-

oder Angußverteiler
det. Ein Hauptkanal/ist auch dann erforderlich, wenn eine Form mit einem einzigen Formhohlraum eine Anzahl von angeformten Stegen aufweist. Der synthetische Kunststoff, der durch den Angußkegel in den Formhohlraum oder die Formhohlräume eingespritzt werden soll, neigt dazu, sich mit dem fluiden Medium in dem Hauptkanal zu vermischen. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, wird das fluide Medium vorzugsweise direkt in den Formhohlraum oder die Formhohlräume eingebracht.

Die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spritzgußvorrichtung für synthetische Kunststoffe bereitzustellen, mittels der jedes beliebige fluide Medium wirksam in eine Form eingebracht werden kann.

Weiterhin soll mit der vorliegenden Erfindung eine Spritzgußvorrichtung bereitgestellt werden, welche ein Ventil aufweist, das von einer einfachen Betätigungseinrichtung betätigt werden

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kann, um wirksam einen Einlaß zu öffnen und zu verschließen, der zu dem Formhohlraum führt, wobei das Ventil einen Durchlaß für fluide Medien aufweist, um jedes beliebige fluide Medium in den Formhohlraum einzuführen.

Weiterhin soll mit der vorliegenden Erfindung eine Spritzgußvorrichtung bereitgestellt werden, mittels der das fluide Medium direkt in den Formhohlraum oder in die Formhohlräume der Form eingebracht werden kann.

Weitere Aufgaben, Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen. Zur Erläuterung der Erfindung dienen auch 8 Blatt Abbildungen mit den Figuren 1 bis 10; im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung in Längsrichtung durch eine erfindungsgemäße Spritzgußvorrichtung, zu der ein Spritzzylinder mit Ventil und eine Form gehört;

Fig. 2 in Form einer schematischen Darstellung die Merkmale und Maßnahmen zum Druckaufbau am Ventil in dem Spritzzylinder gemäß iig. 1; .

Fig. 3 eine Schnittdarstellung in Längsrichtung durch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spritzgußvorrichtung;

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Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines Teiles des Spritzzylinders, welcher gegenüber Fig. 1 mit einem anderen Ventil ausgestattet ist;

Fig. 5 eine Darstellung analog zu Fig. 4 mit einem v/eiteren, unterschiedlichen Ventil;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung in Längsrichtung durch einen gegenüber Fig. 2 unterschiedlichen Spritzzylinder, welcher andere Maßnahmen aufweist, um das fluide Medium unter Druck zu setzen und abzulassen;

Fig. 7 einen Ausschnitt aus einer Schnittdarstellung einer Form mit einem Ventil, das im Hauptkanal angeordnet und betätigt wird, um den Steg zu öffnen und zu schließen;

Fig. 8 eine Darstellung analog zu Fig. 6 mit einem anderen Ventil in dem Heuptkanal;

Fig. 9 eine Darstellung analog zu den Figuren 6 und 7 mit einem weiteren unterschiedlichen Ventil in dem Hauptkanal; und

Fig. 10 eine Darstellung analog zu den Figuren 6 und 8 von einem Ventil mit Einrichtungen zur Versorgung mit unterschiedlichen fluiden Medien.

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Wie mit Fig. 1 dargestellt, gehört zu der erfindungsgemäßen Spritzgußvorrichtung ein Spritzzylinder 1, in dem eine Schnecke 2 angeordnet ist, um den dem Spritzzylinder mit irgendwelchen (nicht dargestellten) bekannten Einrichtungen zugeführten synthetischen Kunststoff unter Druck zu setzen. Der Spritzzylinder 1 weist an seinem vorderen Lnde ein mit Gewinde versehenes Reduzierstück 3 auf, auf das eine Spritzdüse 4 aufgeschraubt ist.

Zu der Spritzdüse 4 gehört ein zylindrischer Körper 5 mit einer durchgehenden zentralen Bohrung 6 und eine Düse 7» die in den vorderen, mit Gewinde versehenen Teil der zentralen Bohrung 6 eingeschraubt ist. Das gegenüberliegende Ende der Düse 7 weist im wesentlichen konische Form auf, mit einer Abgabeöffnung 8 in der Spitze des Konus. Die innere Endfläche der Düse 7 liegt en einer Halterung 9 an, die ebenfalls mit einer Schulter 10, die an der zentralen Bohrung 6 ausgebildet ist, anliegt, so daß die Halterung 9 eine feste Stellung innerhalb der zentralen Bohrung 6 einnimmt. Die Halterung 9 kann mittels einem Stift 11 gegen Verschiebung gesichert werden. Zu der Halterung 9 gehört ein zylindrischer Abschnitt 12, der sich in axialer Richtung bis zur Mitte der Bohrung 13 in der Düse 7 erstreckt und im Abstand zur Innenwand 14 der Halterung 9 angeordnet ist. Die Innenwand 14 fluchtet mit der Bohrung 13 in der Düse 7_tum einen zylindrischen Durchlaß zu bilden, welcher von dem zylindrischen Abschnitt 12 eingenommen wird, um einen im wesentlichen ringförmigen Durchlaßpfad 15

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zu bilden. Dieser Durchlaßpfad 15 steht mit dem Inneren des Spritzzylinders 1 in Verbindung, so daß der geschmolzene Kunststoff aus dem Spritzzylinder 1 durch den ringförmigen Durchlaßpfad 15 zu der Abgabeöffnung 8 der Düse 7 geführt werden kann.

Die Halterung 9 weist eine axiale Bohrung 16 im zylindrischen Abschnitt 12 und eine transversale öffnung 17 auf, welche mit der axialen Bohrung 16 verbunden ist und mit der seitlichen öffnung 18 am Körper 5 fluchtet. Die Halterung 9 trägt ein Nadelventil 20, dessen axialer Abschnitt 21 verschieblich innerhalb der axialen Bohrung 16 in abdichtender Form angeordnet ist; weiterhin weist das Nadelventil 20 einen transversalen Abschnitt 22 auf, der vom rückwärtigen Ende des axialen Abschnittes 21 rechtwinklig absteht und durch die öffnung 17 sowie die öffnung 18 aus dem Körper 5 herausragt. In der tatsächlichen Ausführungsform weist der transversale Abschnitt 22 eine transversale Verlängerung in der Gegenrichtung auf, welche in Iig. 1 aus Gründen der einfacheren Darstellung weggelassen wurde. Die transversale öffnung 17» sowie die seitliche öffnung 18 haben ausreichende Abmessungen, so daß sich der transversale Abschnitt 22 nach oben und unten bewegen kann, so daß sich der axiale Abschnitt 21 in der axialen Bohrung 16 am zylindrischen Abschnitt 12 der Halterung 9 in axialer Richtung verschieben läßt.

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Das vordere Ende des Nadelventils 20 ist als vergrößerter

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Kopf 23 ausgebildet, welcher eine konische Spitze 24- aufweist. Die Spitze 24 kann mit einem Ventilsitz 25 in Eingriff gebracht werden, der am inneren Ende der Abgabeöffnung 8 der Düse 7 ausgebildet ist, so daß das Ventil verschlossen wird, wie nachfolgend beschrieben wird.

Das Nadelventil 20 weist weiterhin einen Durchlaß 26 für ein fluides Medium auf, welcher durch den Kopf 23, den axialen Abschnitt 21 und den transversalen Abschnitt 22 hindurchführt. Die eine Endöffnung des Durchlasses 26 für das fluide Medium liegt im Endpunkt der konischen Spitze 24 am Kopf 23, so daß der Durchlaß 26 für das fluide Medium mit der Abgabeöffnung 8 der Düse 7 auch dann in Verbindung steht, wenn der Kopf 23 am Ventilsitz 25 anliegt, um die Abgabeöffnung 8 zu verschließen. Das gegenüberliegende Ende des Durchlasses 26 für das fluide Medium stellt die öffnung am auslaßseitigen Ende des transversalen Abschnittes 22 des Nadelventils 20 dar. An diesem gegenüberliegenden Ende ist der Durchlaß 26 für das fluide Medium mit irgendeiner Quelle für unter Druck stehendem fluidem Medium verbunden, wie das mit Fig. 2 dargestellt ist. Darüberhinaus weist der Durchlaß 26 für das fluide Medium vorzugsweise ein Rückschlagventil 27 auf, um ein Eindringen . des zu verarbeitenden Kunststoffes zu verhindern.

Das auslaßseitige Ende des transversalen Abschnittes 22 und die transversale Verlängerung des Nadelventils 20 liegen an einer Unterlage 30 an, die am zylindrischen Körper 5 ver-

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schieblich angeordnet ist. Zwischen der Unterlage 30 und der Stirnfläche des Spritzzylinders 1 ist eine Druckfeder 31 angeordnet, so daß auf das Nadelventil 20 in axialer Richtung eine Kraft ausgeübt wird, welche zum Verschließen der Abgabeöffnung 8 der Düse 7 führt.

Die Spritzdüse 4- kann in bekannter Weise mit einer Form 32 in Verbindung stehen. Zu der Form 32 gehören feststehende und bewegliche Formteile 33 und 3^, welche einen Formhohlraum 35 begrenzen. Ein Ansatz 36 mit einem Angußkegel 37 ist an der zentralen Öffnung 38 angeordnet, welche zu dem feststehenden Formteil 33 gehört. Der Angußkegel 37 fluchtet mit der Abgabeöffnung 8 der Düse 7· Somit wird von der Abgabeöffnung 8 und dem Angußkegel 37 ein Einlaß gebildet, welcher die Spritzdüse 4- mit dem Formhohlraum 35 der Form 32 verbin-r det.

Beim Betrieb wird der synthetische Kunststoff von der Schnecke 2 im Spritzzylinder 1 plastifiziert und unter Druck gesetzt und von dem Zylinder 1 der Spritzdüse 4- zugeführt. Der Kunststoff wird innerhalb der Spritzdüse 4- unter Druck gesetzt, da das Nadelventil 20 von der Druckfeder 31 in der mit Fig. 1 dargestellten Stellung gehalten wird. Sobald dieser Druck die Federkraft der Druckfeder 31 übersteigt, dann wird das Nadelventil 20 nach rückwärts auf die Druckfeder 31 zu verschoben, so daß die Abgabeöffnung 8 der Düse 7 geöffnet wird. Dadurch wird der Kunststoff durch den Einlaß, d.h. durch die Abgabe-

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öffnung 8 und den Angußkegel 37 in den Formhohlraum 35 gespritzt. Sobald der Formhohlraum 35 niit der vorgesehenen Menge Kunststoff gefüllt ist, wird die Schnecke 2 angehalten, so daß das Nadelventil 20 wiederum aufgrund der Wirkung der Druckfeder 31 am Ventilsitz 25 anliegt,- so daß die Abgabeöffnung 8 der Düse 7 verschlossen wird. Im Anschluß daran wird jedes beliebige unter Druck stehende, fluide Medium durch den Durchlaß 26 im Nadelventil 20 und durch den Einlaß in den Formhohlraum 35 eingebracht, so daß ein hohler Abschnitt 40 innerhalb des Körpers aus Kunststoff 41 ausgebildet wird, welcher in den Formhohlraum 35 eingespritzt worden ist. Sobald die Spritzdüse 4- vom Ansatz 36 an. der Form 32 getrennt wird, wozu in bekannter Weise der Spritzzylinder nach rückwärts verschoben wird, dann tritt das unter Druck stehende fluide Medium aus dem Formhohlraum 35 durch den Angußkegel 37 aus.

Wie mit Fig. 2 dargestellt, kann eine Quelle für unter Druck stehendem Gas mit dem Durchlaß für das fluide Medium des mit Fig. 1 dargestellten Nadelventils verbunden sein. Zu dieser Quelle gehört eine Kolben-Zylinder-Anordnung 50, bestehend aus einem Zylinder 51 und einem darin verschieblich angeordneten Kolben 52 mit einer Kolbenstange 52a, die dazu dient, die Stellung des Kolbens anzuzeigen. Der Zylinder 51 ist auf einer Seite des Kolbens 52 an eine geeignete Quelle für ein unter Druck stehendes hydraulisches fluides Medium über ein geeignetes Umschaltventil 5^ angeschlossen. Auf der anderen

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Seite des Kolbens 52 ist der Zylinder 51 über eine Leitung 56 mit einem Ventil 57 an ein Gefäß 55 angeschlossen, welches ein beliebiges fluides Medium enthält, wie etwa gasförmigen Stickstoff. Die Leitung 56 ist über ein Ventil 58 mit einer Leitung 59 verbunden, die an den Durchlaß 26 für das fluide Medium in dem mit Fig. 1 dargestellten Nadelventil angeschlossen wird. Die Leitung 56 steht in Verbindung mit einer Druckanzeige 60.

Wie für den Fachmann ersichtlich ist, wird das gasförmige fluide Medium aus dem Gefäß 55 über die Leitung 56 und das geöffnete Ventil 57 dem Zylinder 52 zugeführt; anschließend wird dieses gasförmige Medium innerhalb des Zylinders 51 unter der Wirkung des hydraulischen fluiden Mediums, das aus der Quelle 53 dem Zylinder 51 auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 52 zugeführt wird, innerhalb des Zylinders 51 unter Druck gesetzt. Sobald die Druckanzeige 60 den vorgesehenen Druck anzeigt, wird das Ventil 58 geöffnet, um das unter Druck gesetzte fluide Medium dem Durchlaß 26 (vergl. Fig. 1) über die Leitung 59 zuzuführen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Ventil 57 geschlossen worden. Sofern es angestrebt wird, ein anderes fluides Medium unter Druck zu setzen, wird das Ventil 58 geschlossen und das Ventil 57 geöffnet. Das Umschaltventil 5^ wird dann umgeschaltet, um das hydraulische fluide Medium aus dem Zylinder 51 abzulassen. Als Folge davon wird der Kolben 52 durch den Druck des fluiden Mediums aus dem Gefäß 55 zurück bewegt. Im Anschluß daran wird das

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Ventil 57 geschlossen, und das Umschaltventil 5^· erneut umgeschaltet, um das hydraulische fluide Medium unter Druck dem Zylinder 51 zuzuführen. Das oben angegebene Verfahren wird wiederholt.

Mit Iig. 3 ist eine andere, im wesentlichen mit der Ausführungsform nach Fig. 1 übereinstimmende Ausführungsform dargestellt; die Abweichung besteht darin, daß das Nadelventil mittels einem hydraulisch beaufschlagten Zylinder 70 betätigt wird. Aus diesem Grunde werden zur Bezeichnung der gleichen Teile die gleichen Bezugsziffern verwendet, welche den Zusatz "A" erhalten haben.

Wie mit Fig. 3 dargestellt, ist das rückwärtige Ende des Nadelventils 2OA halbkugelförmig ausgebildet und liegt abdichtend an einem entsprechend ausgebildeten halbkugelförmig gestalteten Endabschnitt eines Hebels 71 an, welcher drehbar um einen Drehbolzen 72 angeordnet ist. Der Hebel 71 weist einen Durchlaß 73 auf, der an der Kugelverbindung an den Durchlaß 26A für das fluide Medium des Nadelventils 2OA anschließt. Der Durchlaß 73 kann an seinem Ende 73A mit jeder, geeigneten Quelle für unter Druck stehendem fluidem Medium verbunden werden.

Das andere Ende des Hebels 71 ist mittels einem Zapfen 75 drehbar mit dem äußeren Ende einer Kolbenstange 7^ an dem hydraulisch beaufschlagten Zylinder 70 verbunden. Das be-

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deutet, eine Verschiebung der Kolbenstange 74 aus dem Zylinder 70 heraus oder in diesen hinein führt zu einer entsprechenden Verschiebung des Nadelventils 2OA, um die Abgabeöffnung 8A der Düse 7A zu öffnen oder zu verschließen.

Mit Fig. 4 ist noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgußvorrichtung dargestellt, wobei das Nadelventil und seine Betätigungseinrichtung im Inneren der Spritzdüse angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform ist eine Spritzdüse 80 mit einem Spritzzylinder 81 verbunden. Zu der Spritzdüse 80 gehört ein zylindrischer Körper 82 mit einer durchgehenden Bohrung 83 und einer Düse 84, welche in die Gegenbohrung 85 zur Bohrung 83 eingepaßt ist. In der Bohrung 83 ist eine weitere Gegenbohrung 86 ausgebildet, welche größere Abmessungen als die Bohrung 83, jedoch kleinere Abmessungen als die Gegenbohrung 85 aufweist. Innerhalb der Gegenbohrung ist eine Halterung 87 angebracht und zwischen der Düse 84 und einer Schulter 88 an der Bohrung 83 festgelegt. Die Halterung 87 weist einen Durchlaßpfad 89 auf, welcher die Bohrung 83 mit dem hohlen Abschnitt 90 der Düse 84 verbindet; weiterhin weist die Halterung 87 einen transversalen Durchlaßpfad 91 auf, welcher mit einer transversalen Öffnung 92 an dem Körper 82 fluchtet. Die Halterung 87 weist darüberhinaus eine durchgehende zentrale öffnung 93 auf, innerhalb der ein Nadelventil 94 verschieblich angeordnet ist.

Das Nadelventil 94 weist einen bis zur Ventilmitte reichenden

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Durchlaß 95 für fluide Medien auf und weiterhin eine seitliche öffnung 96» welche mit dem Durchlaß 95 in Verbindung steht. Die seitliche öffnung 96 ist in der Weise angeordnet, daß sie stets mit dem transversalen Durchgangspfad 91 fluchtet. Zu dem Nadelventil 94 gehört weiterhin ein Kopf 97, welcher an dem Ventilsitz 98 anliegen kann. Dieser Ventilsitz wird von der Innenwand der Abgabeöffnung 99 der Düse 84 gebildet, wie das oben bereits beschrieben wurde. Der Durchlaß 95 für fluide Medien tritt an der Spitze des Kopfes 97 aus, so daß er mit der Abgabeöffnung 99 auch dann in Verbindung steht, wenn der Kopf 97 an dem Ventilsitz 98 anliegt, um die Abgabeöffnung 99 zu verschließen. Innerhalb des Durchlasses 95 für fluide Medien ist ein Rückschlagventil 100 vorgesehen, um das Eindringen von zu verarbeitendem Kunststoff zu verhindern.

Das rückwärtige Ende des Nadelventils 94 ist als Kolbenabschnitt 101 ausgebildet, welcher verschieblich innerhalb des Sackloches 102 an der Betätigungseinrichtung 103 angeordnet ist. Zu der Betätigungseinrichtung 103 gehört ein rohrförmiger Körper 104, der mittels dem Träger 105 fest an dem Grundkörper 82 in der Weise angebracht ist, daß sein Außenumfang einen Abstand zum Innenumfang des Grundkörpers 82 aufweist, so daß ein im wesentlichen ringförmiger Durchlaß 106 gebildet wird. Das Sackloch 102 des rohrförmigen Körpers 104 weist eine Gegenbohrung 107 auf, welche das rückwärtige, verminderte Ende 108 der Halterung 87 aufnimmt, so daß der rohrförmige

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Körper 104 sowohl von dem Träger 105 wie von der Halterung 87 festgehalten wird.

Zwischen dem Kolbenabschnitt 101 des Nadelventils 94 und dem Innenende des Sackloches 102 ist eine Druckfeder 110 angeordnet, um das Nadelventil 94 auf die Abgabeöffnung 99 der Düse 84 zu drücken. Das Sackloch 102 wird durch transversale öffnungen 111 und 112 entlüftet, welche entsprechend an dem Träger 105 und dem Grundkörper 82 ausgebildet sind, um miteinander zu fluchten.

Von dem Druck, welcher von dem zu verarbeitenden Kunststoff innerhalb des Hohlraums 90 der Düse 84 aufgebaut wird, wird das Nadelventil 94 gegen die Wirkung der Druckfeder 110 nach rückwärts verschoben.

Mit Fig. 5 ist eine Ventilanordnung dargestellt, welche im wesentlichen der Anordnung nach Fig. 4 entspricht, jedoch ein anderes Ventil aufweist, das innerhalb des Durchlasses für fluide Medien angeordnet ist, um diesen Durchlaß zu öffnen und zu verschließen. Bei dieser Ausführungsform ist ein Grundkörper 13O auf einem (nicht dargestellten) Spritzzylinder befestigt und weist an seinem vorderen Ende ein Gewinde auf, in das eine Spritzdüse I31 eingeschraubt ist; zur Spritzdüse 131 gehört ein Hohlraum 132 und eine Abgabeöffnung 133» welche den Hohlraum 132 mit der Außenseite verbindet. Die Innenwand der Abgabeöffnung 133 dient als Ventil-

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sitz, wie das nachfolgend "beschrieben wird.

Eine Halterung 134 ist hinter der Spritzdüse 131 angeordnet und weist einen Flansch 135 auf, welcher sandwich-artig zwischen der Rückfront der Spritzdüse I31 und einer Schulter 136 am Grundkörper I30 angeordnet ist. Der Außenumfang der Halterung 135 ist im Abstand zur Innenwand des Grundkörpers und zu den Düsenteilen 13O und 13I angeordnet, so daß im wesentlichen ringförmige Durchlässe 137 und 138 gebildet werden, welche miteinander über einen in der Halterung 135 ausgebildeten Durchlaß 139 in Verbindung stehen.

Zu der Halterung 135 gehört ein Durchlaß 140 für fluide Medien, welcher mit einer beliebigen geeigneten Quelle für ein unter Druck gesetztes fluides Medium (nicht dargestellt) verbunden werden kann; weiterhin gehört zu der Halterung 135 ein verlängertes Zwischenstück 141 und ein weiterer verlängerter Abschnitt 142 zur Aufnahme des Ventils, welcher mit dem Zwischenstück 141 verbunden ist, um dazwischen die Schulter 143 auszubilden.

Der im wesentlichen konisch geformte Kopf eines Nadelventils 144 ist in der Abgabeöffnung 133 untergebracht, um diese durch Zusammenwirken mit deren als Ventilsitz dienenden Innenwand zu verschließen. Das rückwärtige Ende des Nadelventils 144 ist verschieblich in dem Abschnitt 142 der Halterung 134 untergebracht. Die rückwärtige Endfläche des Nadelventils

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liegt an einem weiteren Ventilkorper 145 an, welcher verschieblich innerhalb des Durchlasses 142 untergebracht ist. Der Ventilkorper 145 weist eine angeschrägte Spitze 146 auf, die an diesem einstückig ausgebildet ist und in den Hohlraum des Nadelventils 144 hineinragt, um die öffnung 147 an dessen vorderem Ende zu verschließen. Somit verbleibt ein Zwischenraum 147A zwischen der Außenwand der Spitze 146 und der Innenwand des Nadelventils 144, welcher mit der öffnung 147 in Verbindung steht, sobald die Spitze 146 des Ventilkörpers 145 nach rückwärts verschoben ist, wie das nachfolgend beschrieben wird.

Der Ventilkorper 145 weist ein vermindertes rückwärtiges Ende 148 auf, das verschieblich in dem Zwischendurchlaßabschnitt 141 untergebracht ist, wobei ein durchgehender zentraler Durchlaß 149 in dem verminderten Endabschnitt 148 und in dem Ventilkorper 145 ausgebildet ist. Der zentrale Durch-Ia9 149 ist mit dem Zwischenraum 147A zwischen dem Nadelventil 144 und der Spitze 146 des Ventilkörpers 145 über den geneigten Durchgangspfad 150 in dem Ventilkorper 145 verbunden.

Von einer Druckfeder 151 wird der Ventilkorper 145 federnd gegen das Nadelventil 144 gedrückt und daran zum Anliegen gebracht; die Druckfeder 151 ist zwischen dem Ventilkörper und der Schulter 143 rund um den verminderten Endabschnitt des Ventilkörpers 145 angebracht. Die nach rückwärts gerichtete Verschiebung des verminderten Endabschnittes 148 wird

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von einer Schulter 152 zwischen dem Durchlaß 140 und dem Zwischendurchlaßabschnitt 141 begrenzt. Der Raum, in welchem die Feder 151 untergebracht ist, steht über eine transversale öffnung 153 in der Halterung 134 und in dem Grundkörper 130 mit der Außenseite des Grundkörpers 13O in Verbindung.

Wird bei dieser Anordnung von dem zu verarbeitenden Kunststoff der Druck rund um das Nadelventil innerhalb des Hohlraums 132 der Spritzdüse 131 aufgebaut und ausreichend gesteigert, um die Wirkung der Druckfeder 151 zu überwinden, so wird das Nadelventil 144 nach rückwärts gegen die Wirkung der Feder 151 gemeinsam mit dem Ventilkörper 145 verschoben, um die Abgabeöffnung 133 zu öffnen. Sobald der Druck in dem Hohlraum 132 unter einen vorgegebenen Wert abgesunken ist, wird das Nadelventil 144 gemeinsam mit dem Ventilkörper unter der Wirkung der Feder 151 wieder zurück in die Verschlußstellung verschoben. Wird andererseits dem Durchlaß ein fluides Medium aus der unter Druck gehaltenen Quelle für fluide Medien zugeführt, so wird lediglich der Ventilkörper 145 nach rückwärts gegen die Wirkung der Feder 151 verschoben, was auf der Druckdifferenz zwischen der Spitze 146 und den geneigten Durchlässen 150 und der rückwärtigen Endfläche des Ventilkörpers 145 beruht, so daß der Zwischenraum 147A mit der öffnung 147 verbunden bleibt, um dadurch das unter Druck gesetzte fluide Medium abzulassen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Nadelventil 144 von dem Druck des fluiden Mediums, das durch den Zwischenraum 147A hindurchströmt, gegen den Ventil-

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sitz 133 gedrückt. Sobald der Druck in dem Durchlaß 140 für fluide Medien aufgehört hat, liegt der Ventilkörper 145 unter der Wirkung der Druckfeder 151 wiederum an dem Nadelventil 144 an.

Mit Fig. 6 ist eine Spritzgußvorrichtung dargestellt, mittels der das fluide Medium abgezogen werden kann, das zur Ausbildung des hohlen Abschnittes in einem Körper aus Kunststoff innerhalb des Formhohlraumes benutzt wird, und wobei ein beweglicher Kern verschieblich innerhalb des SpritζZylinders angeordnet ist.

Wie mit Fig. 6 dargestellt, gehört zu dem Spritzzylinder 200 eine angetriebene Schnecke 201, um den zu verarbeitenden synthetischen Kunststoff unter Druck zu setzen; weiterhin ist in dem Spritzzylinder 200 ein beweglicher Kern 202 verschieblich angeordnet. Der Kern 202 kann durch den erhöhten Druck des Kunststoffes innerhalb des Spritzzylinders 200 nach vorne verschoben werden. Der Kern 202 weist einen durchgehenden zentralen Durchlaß 203 auf, welcher dazu dient, den unter Druck gesetzten Kunststoff einer Spritzdüse 204 zuzuführen.

Zur Spritzdüse 204 gehört eine Befestigung 205, welche einen Grundkörper 206 mit dem Spritzzylinder 200 verbindet. Der Grundkörper 206 ist einstückig mit der Düse 207 ausgebildet. Die Innenwände des Grundlörpers 206 und der Düse 207 bilden einen im wesentlichen zylindrischen Durchgengspfad 208, wel-

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eher mit dem zentralen Durchgangspfad 209 in der Befestigung 205 in Verbindung steht. Das vordere verminderte Ende 210 des beweglichen Kerns 202 ist verschieblich in den zentralen Durchgangspfad 209 der Befestigung 205 eingepaßt, so daß der von der Schnecke 201 im Spritzzylinder 200 unter Druck gesetzte Kunststoff lediglich durch das Innere der Spritzdüse 204 geführt wird.

Innerhalb des zylindrischen Durchgangspfades 208 der Spritzdüse 204 ist eine Halterung 211 angeordnet, die im wesentlichen mit der in Fig. 1 dargestellten Halterung übereinstimmt. Deshalb wird ein Nadelventil 212 im wesentlichen übereinstimmend innerhalb der Halterung 211 verschieblich gehalten; die Abweichung besteht darin, daß das Nadelventil 212 einen Durchlaß 212A für ein fluides Medium aufweist, der stets über eine seitliche öffnung 214 in dem Nadelventil 212 mit einem transversalen Durchlaß 213 am Grundkörper 206 in Verbindung steht. Am rückwärtigen Ende des Nadelventils ist ein transversaler Abschnitt 215 ausgebildet, welcher aus der Seitenwand des Grundkörpers 206 herausragt. Dieser transversale Abschnitt 215 wird von einer Druckfeder 216 über eine Unterlage 217 in der gleichen Weise nach vorne gedrückt, wie das mit Bezugnahme auf Jig. 1 erläutert worden ist.

In der Befestigung 205 ist ein Durchlaß 220 ausgebildet, welcher über ein Ventil 221 mit dem transversalen Durchlaß 213 in Verbindung steht. Zu diesem Ventil 221 gehört eine Ventil-

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kammer 222, ein Ventilkörper 223 und eine Druckfeder 224-, welche den Ventilkörper 223 gegen seine Verschlußstellung drückt. Es ist jedoch auch möglich, jede geeignete andere Ventilanordnung zu benutzen, welche dann öffnet, wenn der Druck einen vorgegebenen Wert übersteigt.

Der Durchlaß 220 in der Befestigung 205 ist am gegenüberliegenden Ende geöffnet und bildet eine Verbindung zu einer vorderen Kammer 225» welche von der Vorderwand des Kernes 202, der Innenwand des Spritzzylinders 200 und der Rückseite der Befestigung 205 begrenzt wird. Die vordere Kammer 225 steht weiterhin über eine Leitung 231 im Spritzzylinder mit einer Quelle 230 für eine Flüssigkeit in Verbindung. Zu der Quelle 230 für eine Ilüssigkeit gehört ein Tank 232 für die Flüssigkeit, eine Pumpe 233, um die Flüssigkeit aus dem Tank 232 herauszubewegen und weiterhin eine Heizeinrichtung 234·» um die aus dem Tank 232 herausbewegte Flüssigkeit zu erwärmen. Zwischen dem Spritzzylinder 200 und der Heizeinrichtung 234 ist ein Rückschlagventil 234-A vorgesehen, um die umgekehrte Strömung der Flüssigkeit aus dem Spritzzylinder 200 heraus zu verhindern. Somit kann der vorderen Kammer 225 eine erwärmte Flüssigkeit, wie etwa Wasser, Faraffin oder dergleichen zugeführt werden. Die Flüssigkeit wird von der nach vorne gerichteten Verschiebung des Kernes 202 unter Druck gesetzt und über den Durchlaß 220, das Ventil 221 und den transversalen Durchlaß 213 der Spritzdüse 204 zugeführt. Da das Ventil 221 vorgesehen ist, wird die Flüssigkeit der Spritz-

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düse 204 lediglich" dann zugeführt, nachdem der Druck der Flüssigkeit einen vorgegebenen Wert erreicht hat.

Zu der Spritzdüse gehört auch ein Zurückziehmechanismus 240, der aus einem verschieblichen Aufsatz 241 besteht; der verschiebliche Aufsatz 241 stimmt mit seiner Form im wesentlichen mit dem vorderen Ende der Düse 207 überein; weiterhin gehört zu dem Zurückziehmechanismus 240 eine Druckfeder 242, die zwischen dem verschieblichen Aufsatz 241 und einem Flansch 243 an der Düse 207 angeordnet ist, um den Aufsatz nach vorne zu drücken. Der verschiebliche Aufsatz 241 wird von einem Führungsstab 244 geführt.

Zwischen dem vorderen Ende der Düse 207 und der Innenwand des verschieblichen Aufsatzes 241 ist ein Zwischenraum 245 ausgebildet. Dieser Zwischenraum 245 ist über eine Leitung 247 mit einer Absaugpumpe 246 verbunden; diese Absaugpumpe 246 steht wiederum über eine Leitung 248 mit dem Tank 232 für die Flüssigkeit in Verbindung. Wenn sowohl die Düse 207 wie der verschiebliche Aufsatz 241 an einem Angußkegel 249 am Ansatz 250 an der Form 251 anliegen, so ist der Zwischenraum 245 von dem Angußkegel 249 abgeschlossen. Sobald die Düse 207 von dem Angußkegel 249 getrennt wird, verbleibt der verschiebliche Aufsatz 241 unter der Wirkung der Feder 242 in seiner Stellung, so daß der Zwischenraum 245 mit dem Angußkegel 249 in Verbindung steht.

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Beim Betrieb wird der geschmolzene Kunststoff in dem Spritzzylinder 200 von der angetriebenen Schnecke 201 durch den zentralen Durchlaß 203 in dem Kern 202 in die Spritzdüse gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt wird auch der Kern 202 nach vorne verschoben, jedoch nicht ausreichend weit genug verschoben, um durch einen Druckanstieg der Flüssigkeit, welche über die Quelle 230 für die Flüssigkeit der vorderen Zylinderkammer 225 zugeführt worden ist, das Ventil 221 zu betätigen. Aus diesem Grunde wird der zu verarbeitende Kunststoff zuerst in den Formhohlraum 252 eingespritzt, wozu das Nadelventil 212 unter demjenigen Druck, der innerhalb der Spritzdüse 204- so lange gesteigert worden ist, bis er die Federkraft der Druckfeder 216 übersteigt, nach rückwärts verschoben wird. Sobald die Schnecke 201 an dem rückwärtigen Ende des Kernes 202 anliegt, ist das Einspritzen des Kunststoffes im wesentlichen beendet, so daß das Nadelventil 212 aufgrund der Wirkung der Feder 216 wieder zurück in seine Verschlußstellung verschoben wird. Eine weitere Bewegung der Schnecke 201 führt dazu, daß der Kern 202 die Flüssigkeit in der vorderen Zylinderkammer 225 ausreichend unter Druck setzt, um das Ventil 221 zu überwinden. Dadurch wird die unter Druck gesetzte Flüssigkeit über den transversalen Durchlaß 213 > den Durchlaß 212A für fluide Medien, die Abgabeöffnung 253 und den Angußkegel 249 in den Formhohlraum 252 eingeführt.

Um die eingeführte Flüssigkeit wieder aus dem Formhohlraum 252 abzuziehen, wird der Spritzzylinder 200 und damit auch die Düse 20? in geeigneter Weise nach rückwärts bewegt, so

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daß eine Verbindung des Zwischenraumes 245 mit dem Angußkegel 249 hergestellt wird, weil der verschiebliche Aufsatz 241 unter der Wirkung der leder 242 weiterhin an dem Ansatz 250 anliegend bleibt. Als Folge davon kann die Pumpe 246 die ilüssigkeit aus" dem Formhohlraum 252 über den Zwischenraum 245 und die Leitung 247 abziehen und in den Tank 232 für die Flüssigkeit zurückbefördern.

Sofern der bewegliche Kern in einem Spritzzylinder verwendet wird, welcher anstelle der in Fig. 6 dargestellten Schnecke 201 einen Druckkolben aufweist, kann die Zylinderkammer zwischen dem Kolben und der Rückseite des Kerns als Teil einer Quelle für unter Druck stehendem fluidem Medium benutzt werden. Die hintere Zylinderkammer wird dann über die Pumpe mit dem Tank 232 für die Flüssigkeit verbunden und weiterhin über das Ventil 221 mit dem Durchlaß für fluide Medien am Nadelventil 212. Darüberhinaus muß ein geeigneter Extruder mit der vorderen Zylinderkammer vor dem beweglichen Kern verbunden werden. Aus diesem Grunde kann eine solche Anordnung aufwendiger und teurer sein, als die mit Mg. 6 dargestellte Anordnung.

Mit Fig. 7 ist eine lorm 3OO mit einem erfindungsgemäßen Ventilmechanismus dargestellt. Zu der Form 3OO gehört -ein stationäres Formteil 301 und ein bewegliches Formteil 302, welche gemeinsam einen lormhohlraum 3O3 in bekannter Weise begrenzen. Das stationäre iormteil 3OI weist einen Anguß-

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kegel 304 auf, der mit einem Ende an der (nicht dargestellten) Düse eines üblichen Spritzzylinders anliegt; weiterhin sind wenigstens zwei Spritzstege 305 (von denen lediglich einer dargestellt ist) vorgesehen, die zum Formhohlraum 303 hin geöffnet sind; schließlich ist ein Hauptkanal 3O6 vorgesehen, welcher die Spritzstege 305 mit dem Angu3kegel 304-verbindet. Der Hauptkanal 306 wird vorzugsv/eise mittels geeigneter Heizeinrichtungen auf höhere Temperaturen gebracht, wie das den Fachleuten unter der Bezeichnung "geheizter Hauptkanal" gut bekannt ist.

Zu dem Hauptkanal 306 gehört jeweils ein Nadelventil 307, von denen jedes koaxial zum Spritzsteg 305 ausgerichtet und verschieblich in einer öffnung 308 angeordnet ist, welche durchgehend in dem stationären Formteil 3OI ausgebildet sind. Das Nadelventil 307 weist eine Spitze 309 auf, die an einem Ventilsitz 3IO anliegen kann, welche an der von dem Formhohlraum 303 entfernt liegenden Seite des Spritzsteges 305 ausgebildet ist. Das Nadelventil 307 weist weiterhin einen Durchlaß 311 für fluide Medien auf, v/elcher mit einem Ende am äußersten Endpunkt der Spitze 309 austritt, und welcher mit dem anderen Ende mit einer seitlichen öffnung 312 in dem Nadelventil 307 in Verbindung steht. Diese seitliche öffnung

312 ist in der Weise angeordnet und ausgebildet, daß sie stets mit einem Durchlaßpfad 313 in Verbindung steht, welcher in dem stationären iormteil 301 ausgebildet ist. Der Durchlaßpfad

313 führt zu einer beliebigen Quelle für ein unter Druck ge-

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haltenes fluides Medium.

Das rückwärtige Ende des Nadelventils 307 ist als Kolben 31^ ausgebildet, welcher verschieblich in einem Zylinder 315 untergebracht ist, der seinerseits fest an dem stationären Formteil 301 angebracht ist. Der Zylinder 315 steht mit einer geeigneten Quelle für ein (nicht dargestelltes) hydraulisches fluides Medium in Verbindung, so daß der Kolben 314 nach Bedarf in dem Zylinder 315 hin- und herverschoben werden kann.

Während der zu verarbeitende Kunststoff in den Formhohlraum 303 eingespritzt wird, ist das Nadelventil 307 nach rückwärts verschoben, wozu das hydraulische fluide Medium an der Vorderseite des Kolbens 31^ in den Zylinder 315 eingebracht wird. Nachdem das Einspritzen des Kunststoffes abgeschlossen ist, wird das Nadelventil 307 nach vorne verschoben, bis die Spitze 309 des Nadelventils 307 an dem Ventilsitz 310 anliegt; hierzu wird das hydraulische fluide Medium an der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 314 in den Zylinder 315 eingeführt. Auf diese Weise wird jeder Spritzsteg 305 von dem jeweiligen Nadelventil 307 verschlossen. Jedoch kann das in den Formhohlraum einzubringende fluide Medium durch den Durchlaß 311 für fluide Medien und den Durchgangspfad 313 zugeführt werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß der zu verarbeitende Kunststoff sich mit dem fluiden Medium in dem Hauptkanal 3O6 vermischt.

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Mit.Fig. 8 ist ein anderer Ventilmechanismus dargestellt, bei welchem eine Druckfeder als Betätigungseinrichtung verwendet wird. Die Form stimmt im wesentlichen mit der in Fig. 6 dargestellten Form überein, so daß die gleichen Teile mit gleichen Bezugsziffern, jedoch ergänzt durch den Zusatz "A" bezeichnet werden.

Wie mit Fig. 8 dargestellt, weist der Hauptkanal 306A der Form 300A einen vergrößerten Abschnitt 320 auf, um einen Ventilkörper 321 aufzunehmen. Zu dem Ventilkörper 321 gehört ein erweiterter Abschnitt 322, der verschieblich in dem erweiterten Abschnitt 320 des Hauptkanals angeordnet ist; weiterhin gehört zu dem Ventilkörper 321 ein rückwärtiger ronrförmiger Abschnitt 323» welcher verschieblich in dem Hauptkanal 306A untergebracht ist; schließlich gehört zu dem Ventilkörper 321 ein vorderer nadeiförmiger Abschnitt 324, welcher dem Spritzsteg 3O5A zugewandt ist und mit diesem fluchtet. In dem nadeiförmigen Abschnitt 324A und in einem Teil des erweiterten Abschnittes 322 des Ventilkörpers 321 ist ein Durchlaß 325 für fluide Medien ausgebildet. Der Durchlaß 325 für fluide Medien tritt mit einem Ende in der Spitze des nadeiförmigen Abschnittes 324 aus. Diese öffnung ist auf den lormhohlraum 3O3A zu gerichtet, wenn der nadeiförmige Abschnitt an dem Ventilsitz 310A anliegt, um den Spritzsteg 3O5A zu verschließen. Das andere Ende des Durchlasses 325 für fluide Medien steht mit einer seitlichen öffnung 326 im erweiterten Abschnitt 322 des Ventilkörpers 321 in Verbindung. Die seit-

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liehe öffnung 326 ist in der Weise angeordnet und ausgebildet, daß sie stets mit dem Durchgangspfad 313A in Verbindung steht, unabhängig von der Stellung des Nadelventils 321.

Innerhalb des vergrößerten Abschnittes 320 des Hauptkanals zwischen der rückwärtigen Front des erweiterten Abschnittes 322 und der Schulter 329 ani Hauptkanal 3O6A ist eine Druckfeder 328 angeordnet. Dadurch wird der erweiterte Abschnitt 322 nach vorne gedrückt, so daß die Spitze des nadeiförmigen Abschnittes 324- an dem Ventilsitz 3IOA anliegt.

In dem erweiterten Abschnitt 322 ist weiterhin ein durchgehender Durchlaß 330 ausgebildet, welcher die Bohrung 331 des rohrförmigen Abschnittes 323 mit einem Raum 332 verbindet, welcher zwischen der Vorderfront des erweiterten Abschnittes 322 und dem Spritzsteg 305 ausgebildet ist.

Sobald der zu verarbeitende Kunststoff über den Angußkegel 304A, den Hauptkanal 3O6A, die Bohrung 331 und den Durchlaß 330 den Raum 332 erreicht hat, bewirkt der von dem Kunststoff ausgehende Druck eine Verschiebung des Nadelventils 321 nach rückwärts, so daß der Spritzsteg 3O5A geöffnet wird. Sobald der von dem Kunststoff ausgehende Druck in dem Raum 332 absinkt, wird das Nadelventil 321 unter der Wirkung der ieder 328 nach vorne verschoben, so daß das fluide Medium unter Druck durch den Durchlaß 325 und den Durchgangspfad 313A dem Formhohlraum 3O3A zugeführt werden kann.

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Mit Fig. 9 ist ein Formhohlraum 400 dargestellt, der von einem stationären Formteil 401 und einem beweglichen Formteil 402 begrenzt wird. Das stationäre Formteil 401 weist eine Bohrung 403 auf, mit einer öffnung 404, welche eine Verbindung zu dem Formhohlraum 400 darstellt. Innerhalb der Bohrung 403 ist ein hülsenähnlicher Hauptkanalblock 405 angeordnet, dessen Außenumfang einen Abstand zur Innenwand der Fohrung 403 aufweist und von einem Heizmantel 406 umgeben ist. Das vordere Ende 407 des Hauptkanalblockes 405 ist vermindert ausgebildet und paßt abdichtend in die öffnung 404 am stationären Formteil 401, wobei eine axiale öffnung 408 als Abgabeöffnung dient und mit dem- Formhohlraum 400 in Verbindung steht.

Innerhalb des Hauptkanalblockes 405 ist verschieblich ein Nadelventil 409 angeordnet; an diesem Nadelventil 409 befindet sich ein Flansch 410, der von einer Druckfeder 411 nach vorne gedruckt wird, so daß die konische Spitze 412 des Nadelventils 409 an einem Ventilsitz 413 anliegt. Dieser Ventilsitz 413 wird von demjenigen Ende der öffnung 408 gebildet, das dem Formhohlraum 400 gegenüberliegt.

Am vorderen Endabschnitt 413 des Nadelventils 409 sind eine Anzahl von seitlichen Durchlässen 414 und ein zentraler Durchlaß 415 ausgebildet. Das Nadelventil 409 weist weiterhin eine Bohrung 416 auf, welche mit den seitlichen Durchlässen 414 in Verbindung steht. Das rückwärtige Ende des zen-

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tralen Durchlasses 415 ist zu einem Abschnitt 417 erweitert, welcher das vordere Ende eines Rohres 418 aufweist, das als Durchlaß für fluide Medien benutzt wird, wie das oben beschrieben worden ist. In dem Rohr 418 ist ein Rückschlagventil 419 vorgesehen.

Eine Hülse 420, deren Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Rohres 418, paßt mit ihrem vorderen Ende in eine Aussparung 421, die nahe am erweiterten Abschnitt 417 ausgebildet ist. Diese Hülse 420 bildet zusammen mit dem Rohr 418 einen ringförmigen Rückführ-Durchlaß 422. Der Außenumfang der Hülse 420 weist einen Abstand zur Innenwand des Hauptkanalblockes 409 auf, so daß ein ringförmiger Durchlaß 423 für den zu verarbeitenden Kunststoff gebildet wird. Das Rohr 418 kann mittels geeigneter (nicht dargestellter) Mittel nach rückwärts von dem erweiterten Durchlaßabschnitt 417 weg verschoben werden, um aus dem lormhohlraum 400 das fluide Medium abzulassen, das über das Rohr 418 in den i ormhohlraum eingebracht worden ist.

Mit Fig. 10 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche sich von den oben beschriebenen Ausführungsformen unterscheidet. Bei dieser Ausführungsform wird ein Spritzzylinder verwendet, dessen Spritzdüse 500 ein Rohr aufweist, das koaxial und im Abstand zur Innenwand des SpritζZylinders angeordnet ist, so daß ein im wesentlichen ringförmiger Durchlaß 502 gebildet wird. Aus diesem Grunde

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bildet die Abgabeöffnung 503 eine doppelte, koaxiale Durchlaßstruktur.

Zu einer Form 504 gehört ein stationäres Formteil 505 und ein bewegliches Formteil 506, welche zusammen einen Formhohlraum 507 begrenzen. Das stationäre Formteil 505 weist einen Angußkegel 5O8 auf, der an der Spritzdüse 500 anliegt; weiterhin sind wenigstens zwei Spritzstege 509 (von denen lediglich einer dargestellt ist) vorgesehen, welche auf den Formhohlraum 507 zu führen; schließlich ist ein Hauptkanal bzw. Angußverteiler 510 (für englisch "runner") vorgesehen, welcher jeden Spritzsteg 509 mit dem Angußkegel 508 verbindet.

Innerhalb des Hauptkanals 510 ist verschieblich ein Nadelventil 511 angeordnet, das von einer Betätigungseinrichtung 512 nach vorne gedrückt wird, so daß die Spitze des Nadelventils 511 an einem Ventilsitz 513 anliegt. Dieser Ventilsitz 513 ist an der von dem Formhohlraum 507 abliegenden Seite des Spritzsteges 509 ausgebildet.

Zu der Betätigungseinrichtung 512 gehört eine Kammer 514-, welche in dem stationären Formteil 505 ausgebildet ist; ferner gehört dazu ein Kolben 515» welcher das rückwärtige Ende des Nadelventils 511 bildet; schließlich gehört zu der Betätigungseinrichtung 512 eine Druckfeder 516, die innerhalb der Kammer 514 untergebracht ist, und das Nadelventil in eine solche Richtung drückt, daß der Spritzsteg 509 von der Spitze des

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Nadelventils 511 verschlossen wird. Diese Betätigungseinrichtung 512 arbeitet in der gleichen Weise, wie das bereits oben beschrieben worden ist.

In dem Nadelventil 511 ist ein bis zum Mittelpunkt des Nadelventils durchgehender Durchlaß 518 für fluide Medien ausgebildet. Mit einem Ende tritt dieser Durchlaß 518 in der Spitze des Nadelventils aus. Diese öffnung führt auf den Innenraum des Formhohlraums 507 zu, wenn der Spritzsteg 509 durch die Spitze des Nadelventils 511 verschlossen ist, wie das oben bereits beschrieben worden ist. Der Durchlaß 518 für fluide Medien steht weiterhin mit seinem anderen Ende mit einer seitlichen öffnung 520 in dem Nadelventil 511 in Verbindung. Die seitliche öffnung 520 fluchtet mit einer übereinstimmenden öffnung 521 in einem Haltestück 522, das an dem Nadelventil 511 fest angebracht ist. Diese öffnungen 520 und 521 sind in der Weise ausgebildet und angeordnet, daß sie stets eine Verbindung zu einem Durchgangspfad 523 herstellen, der in dem feststehenden Formteil 505 ausgebildet ist.

Ein Rohr 524 ist koaxial in dem Angußkegel 508 angeordnet, um einen doppelten, hülsenahnlichen Durchlaß zu bilden. Dieses Rohr 524 ist in geeigneter Weise mit dem Durchgangspfad 523 verbunden.

Der zu verarbeitende Kunststoff wird über den ringförmigen Durchlaß 502 der Spritzdüse, den äußeren Durchlaß des Anguß -

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nachträglich ^ geändert

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kegeis 508, den Hauptkanal 510 und jeden Spritzsteg 509 in gleicher Weise, wie das oben bereits beschrieben worden ist, in den Formhohlraum 507 eingespritzt. Das fluide Medium wird dem Formhohlraum 507 durch das Rohr 501 der Spritzdüse 500, das Rohr 524, den Durchgangspfad 523» die öffnungen 521 und 520 sowie durch den Durchlaß 518 zugeführt.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung dieser Erfindung.

Beispiel 1:

Es wurde die mit Fig. Jt dargestellte Spritzgußvorrichtung verwendet, um scheibenähnliche Gegenstände mit einem Durchmesser von 180 mm und einer Dicke von 15 nim nach dem Spritz gußverfahren herzustellen. Als Kunststoff wurde Polystyrol verwendet. Bevor das Polystyrol in den Formhohlraum eingespritzt wurde, wurde es erhitzt und plastifiziert; die verwendete Menge betrug 260 g. Anschließend wurde gasförmiger Stickstoff unter einem Druck von 80 kg/cm in den Formhohlraum eingebracht. Nach der Abkühlung wurde ein Gegenstand erhalten, in dem ein Hohlraum ausgebildet war.

Beispiel 2:

Es wurde die mit iig.-,,/+=' dargestellte Spritzgußvorrichtung verwendet und damit ein verschäumbarer synthetischer Kunst-

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stoff, nämlich Polystyrol mit J Gew.-% n-Pentan als Treibmittel und mit 1 Gew.-% Talk als Kernbildungsmittel verarbeitet; dieser Kunststoff wurde unter einem ausreichenden Rückdruck erhitzt und plastifiziert, daß ein Aufschäumen des schäumbaren Kunststoffes verhindert wurde. 260 g dieses Kunststoffes wurden in den Formhohlraum eingespritzt, nachdem dieser mit gasförmigem Stickstoff unter einem Druck von 10 kg/cm gefüllt worden war. Anschließend wurde aus einer anderen Quelle gasförmiger Stickstoff unter einem Druck von

80 kg/cm durch das Nadelventil in den Formhohlraum eingebracht, um einen Hohlraum in dem Körper aus eingespritztem Kunststoff auszubilden. Anschließend wurde der zuerst eingebrachte Stickstoff mit einem Druck von 10 kg/cm aus dem Formhohlraum abgelassen und daraufhin wurde der als zweites

eingebrachte Stickstoff mit einem Druck von 80 kg/cm aus dem Formhohlraum abgelassen. Als Folge davon hatte sich der schäumbare Kunststoff in den in dem Kunststoffkörper ausgebildeten Hohlraum ausgedehnt und das geschäumte Produkt wies eine glatte Oberfläche ohne Wirbeleindrücke auf.

Beispiel 3-

Es wurde die mit Fig. 2/dargestellte Spritzgußvorrichtung verwendet und der mit Beispiel 2 angegebene Kunststoff analog zu den Bedingungen nach Beispiel 2 verarbeitet. Es wurde ein geschäumter Gegenstand mit guter Oberflächenqualität ohne Wirbeleindrücke erhalten.

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Beispiel 4:

Es wurde die mit Fig. 6 dargestellte Spritzgußvorrichtung verwendet und damit ein verschäumbarer synthetischer Kunststoff, nämlich Polystyrol mit 3 Gew.-% n-Pentan und 1 Gew.-% Talk zu den mit Beispiel 1 beschriebenen scheibenähnlichen Gegenständen unter Spritzgußbedingungen verarbeitet. Bei diesen Gegenständen unterschied sich der geschäumte Kern von den nach Beispiel 1 erhaltenen Gegenständen. Als unter Druck gesetztes fluides Medium wurde Wasser verwendet.

Mit Bezugnahme auf Fig. 6, wurden 260 g dieses Kunststoffes unter hoher Temperatur mittels der Schnecke 201 hinter dem Kern 202 plastifiziert und dort angesammelt. Der vorderen Kammer 225 wurde mittels der Pumpe 235 Wasser aus dem Tank 232 zugeführt. Während des Transportes wurde das Wasser mittels der Heizeinrichtung 234 erwärmt. Die Vorwärtsbewegung der Schnecke 201 drückte den Kunststoff durch den zentralen Durchlaß im Kern 202, sowie durch die Spritzdüse 204 und den Angußkegel 249 in den Formhohlraum 252. Der Formhohlraum war vorher mit Luft unter einem Druck von 10 kg/cm in bekannter Weise unter Druck gesetzt worden.

Nachdem das vordere Ende der Schnecke 201 das rückwärtige Ende des Kerns.202 erreicht hatte, war die Einspritzung des Kunststoffes beendet. Eine weitere Bewegung der Schnecke führte zu einer Verschiebung des Kerns 202 nach vorne, was

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dort zu einem Druckanstieg führte, so daß das in der vorderen Kammer 225 enthaltene Wasser unter einen ausreichenden Druck gesetzt wurde, um das Ventil 221 zu überwinden. Als Folge davon wurde das unter Druck gesetzte Wasser durch den Durchlaß 220, das Ventil 221, den transversalen Durchlaß 213, den Durchlaß 212A für fluide Medien an dem Nadelventil 212, die Abgabeöffnung 253 und den Angußkegel 249 dem Formhohlraum 252 zugeführt. Dadurch wurde ein Vorprodukt erhalten, bei dem die Oberflächenschicht aus einem nicht geschäumten, schäumbaren synthetischen Kunststoff bestand, dessen Hohlraum mit dem unter Druck gesetzten Wasser angefüllt war, das in dem Formhohlraum vorhanden war. Nach einem ausreichenden Zeitintervall wurde der Spritzzylinder 200 und damit auch die Düse 207 nach rückwärts verschoben, so daß der Zwischenraum 245 über die öffnung in der Spitze des verscnieblichen Aufsatzes 241 in Verbindung mit dem Angußkegel 249 kam. Als Folge davon, konnte das Wasser mittels der Pumpe 246 über den Zwischenraum 245 abgezogen werden. Dies führte zu einem geschäumten Gegenstand mit glatter Oberfläche ohne Wirbeleindrücke, dessen geschäumter Kern von einer nicht geschäumten Oberflächenschicht eingehüllt war. Der geschäumte Gegenstand wies ein Verschäumungsverhältnis von 1,5 auf.

Mit der obigen Beschreibung sind bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert worden.

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Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAME* ZWIRNER · HIRSCH . BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2716817

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 88 J603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

ASAHI-DOW LIMITED, 77/8718

1-2, Yurakucho 1-chome, Chiyoda-ku
Tokyo, Japan

Spritzgußvorrichtung für synthetische Kunststoffe

Patentansprüche:

/ 1.J Spritzgußvorrichtung für synthetische Kunststoffe,

mit einer Spritzeinrichtung, uia den zu verarbeitenden Kunststoff unter Druck in eine iorrn einzubringen;

mit einer form mit wenigstens einem Formhohlraum zur Aufnahme des Kunststoffes aus der Spritzeinrichtung;

München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W A'eser Oipl.-Phys. Dr. rer. nat. . P. Hirsch Dipl.-ing. · H.P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-ng. . P. Bergen Dipl.-lng. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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mit einem Einlaß, welcher die Spritzeinrichtung mit dem Formhohlraum der Form verbindet, welcher einen angeformten Ventilsitz aufweist, der gegen die Strömungsrichtung des Kunststoffstromes in diesem Einlaß gerichtet ist;

mit einem Ventil, das an dem Ventilsitz anliegt und den Kunststoffstrom unterbindet, welches einen Durchlaß für fluide Medien aufweist, wobei das eine Ende des Durchlasses nur dann mit dem Formhohlraum in Verbindung steht, wenn das Ventil am Ventilsitz anliegt, um den Einlaß zu verschließen, und das andere Ende des Durchlasses mit einer anderen Quelle für unter Druck stehendes fluides ,Medium verbindbar ist; und

mit einer Betätigungseinrichtung zur Betätigung des Ventils, um den Ventilsitz zu öffnen oder zu verschließen.
2. Spritzgußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zu der Spritzeinrichtung ein Spritzzylinder mit einer Düse gehört, welche eine Abgabeöffnung aufweist;

mit dem Formhohlraum der Form ein Angußkegel in Verbindung steht und dieser Angußkegel mit der Abgabeöffnung der Düse verbindbar ist;

;'-u dem Einlaß diese Abgabeöffnung und dieser Angußkegel ge-

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hören;

das Ventil aus einem Nadelventil besteht, das verschieblich innerhalb des Spritzzylinders angeordnet ist und mittels der Betätigungseinrichtung in axialer Richtung auf den Ventilsitz zu und von diesem weg verschiebbar ist;

der Ventilsitz am inneren Ende der Abgabeöffnung ausgebildet ist;

das eine Ende des Durchlasses für fluide Medien an diesem Ventil in der Spitze des Nadelventils austritt, welche der Innenwand der Abgabeöffnung gegenüberliegt, wenn das Nadelventil en dem Ventilsitz anliegt, und das andere Ende des Durchlasses für fluide Medien am rückwärtigen Ende des Nadelventils mit der anderen Quelle für unter Druck stehendem fluidem Medium verbunden ist.
3. Spritzgußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

zu der Form ein Angußkegel gehört, welcher direkt mit der Abgabeöffnung der Spritzeinrichtung verbindbar ist;

wenigstens ein Spritzsteg sich zum Inneren des Formhohiraums hin öffnet, und ein Hauptkanal vorgesehen ist, welcher den

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Angußkegel mit jedem Spritzsteg verbindet;

das Ventil aus einem Nadelventil besteht, das verschieblich innerhalb des Hauptkanals angeordnet ist und mittels der Betätigungseinrichtung in Eingriff mit dem Ventilsitz gebracht wird;

zu dem Ventilsitz derjenige Abschnitt des Spritzsteges gehört, welcher auf den Hauptkanal zuführt;

ein Ende des Durchlasses für fluide Medien am Ventil in derjenigen Spitze des Nadelventils austritt, welche auf den Innenrau¹¹¹ des iormhohlraumes zuführt , wenn das Nadelventil an dem Ventilsitz anliegt, und das andere Ende des Durchlasses für fluide Medien mit einem in der Form ausgebildeten Verbindungsdurchlaß in Verbindung steht, wobei dieser Verbindungsdurchlaß wiederum an eine andere Quelle für unter Druck stehendem fluidem Medium angeschlossen ist.
4. Spritzgußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß

im Durchlaß für fluide Medien am Ventil ein weiteres Ven til angeordnet ist, um zu regeln, daß der Durchlaß für fluide Medien geöffnet oder geschlossen ist.
5. Spritzgußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-,

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dadurch gekennzeichnet, daß

zu der Betätigungseinrichtung eine Feder gehört, welche das Ventil federnd gegen den Ventilsitz drückt; und

das Ventil gegen die Wirkung der Feder von dem Ventilsitz weg verschiebbar ist, sobald der von dem Kunststoff aufgebaute Druck rund um das Ventil die Federkraft der Feder übersteigt.
6. Spritzgußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

zu der Betätigungseinrichtung eine Feder gehört, welche das Nadelventil federnd gegen den Ventilsitz drückt;

ein weiteres Ventil zwischen dem Nadelventil und der leder vorgesehen ist, um zu regeln, daß der Durchlaß für fluide Medien geöffnet oder geschlossen ist, wobei das weitere Ventil aufgrund der Federwirkung der Feder den Durchlaß für fluide Medien verschließen kann, sobald der Druck des fluiden Mediums innerhalb des Durchlasses für fluide Medien kleiner ist, als die Federkraft der Feder, und wobei der Durchlaß für fluide Medien gegen die Wirkung der Feder geöffnet wird, sobald der Druck des fluiden Mediums innerhalb des Durchlasses für fluide Medien größer ist, als die Federkraft der Feder; und

das Nadelventil von dem Ventilsitz gemeinsam mit dem weite-

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ren Ventil gegen die Wirkung der Feder verschiebbar ist, sobald der von dem Kunststoff um das Nadelventil herum aufgebaute Druck in dem Spritzzylinder die Federkraft der Feder übersteigt.
7. Spritzgußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß zu der Betätigungseinrichtung ein Antrieb gehört, um das Ventil zum Anliegen an dem Ventilsitz zu bringen.
8. Spritzgußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet,

daß die weitere Quelle für unter Druck stehendem fluidem Medium aus einer Kolben-Zylinder-Anordnung besteht, um das unter Druck stehende fluide Medium dem Durchlaß für fluide Medien an dem Ventil zuzuführen.
9. Spritzgußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß

zu der Spritzeinrichtung ein Spritzzylinder und ein beweglicher Kern gehört, der verschieblich innerhalb des Spritzzylinders angebracht ist und einen zentralen Durchlaß aufweist;

der Kern den Innenraum des Spritzzylinders in eine vordere Kammer und eine rückwärtige Kammer unterteilt; und

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-zu der weiteren Quelle für unter Druck stehendes fluides Medium entweder die vordere Kammer oder die rückwärtige Kammer gehört.
10. Spritzgußvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

der Hauptkanal mittels geeigneter Heizeinrichtungen erhitzt wird.
11. Spritzgußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

zu der Spritzdüse ein inneres Düsenteil gehört, das fest am Spritzzylinder angebracht ist, und ein äußeres Düsenteil gehört, das verschieblich an dem inneren Düsenteil angebracht ist und federnd in einer Richtung von dem inneren Düsenteil weg gedrückt wird; und

zu dem äußeren Düsenteil ein Durchlaß gehört, um das unter Druck stehende fluide Medium aus dem Einlaß abzulassen, sobald der Spritzzylinder nach rückwärts von der Form weg bewegt wird.
12. Spritzgußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß

zusätzlich ein Rückführ-Durchlaß in dem Ventil ausgebildet ist, durch welchen das in den Formhohlraum eingebrachte, unter Druck stehende fluide Medium abgelassen wird.

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13·.Spritzgußvorrichtung für synthetische Kunststoffe,

mit einem Spritzzylinder mit einer Spritzdüse, welche innere und äußere Durchlässe aufweist, die koaxial zueinander angeordnet sind;

mit einer Form, die in Eingriff mit der Spritzdüse am Spritzzylinder gebracht werden kann und einen Angußkegel aufweist, sowie ein Rohr, das koaxial innerhalb des Angußkegels angeordnet und mit dem inneren Durchlaß verbindbar ist, sofern der äußere Durchlaß der Spritzdüse mit dem Angußkegel verbunden ist;

wenigstens ein Spritzsteg zu dem Formhohlraum der Form geöffnet ist, und ein Hauptkanal den Spritzsteg mit dem Angußkegel verbindet; und

ein Ventil innerhalb des Hauptkanals angeordnet ist, um den Spritzsteg zu öffnen oder zu verschließen;

in dem Ventil ein Durchlaß für fluide Medien ausgebildet ist, wobei ein Ende dieses Durchlasses an derjenigen Spitze des Ventils austritt, welche auf den Innenraum des Formhohlraums zufünrt, sofern das Ventil den Spritzsteg verschließt; und

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ν.

der Durchlaß für fluide Medien über einen in der Form ausgebildeten Durchlaßpfad mit dem Rohr in Verbindung steht.

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