DE69806881T2 - Injection molding device with melt transfer bushings between the channel distributors - Google Patents
Injection molding device with melt transfer bushings between the channel distributorsInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Mehrlagen-Spritzgießvorrichtung und insbesondere auf eine solche Vorrichtung, die Schmelzeübertragungsbuchsen aufweist, die sich von einem hinteren Schmelzeverteiler über einen isolierenden Luftraum in Bohrungen erstrecken, die sich durch einen vorderen Schmelzeverteiler erstrecken.This invention relates generally to multi-layer injection molding apparatus, and more particularly to such apparatus having melt transfer bushings extending from a rear melt manifold across an insulating air space into bores extending through a front melt manifold.
Spritzgießvorrichtungen für das Herstellen mehrlagiger Schutzbehälter für Lebensmittel oder Vorformen oder Vorformlingen für Trinkflaschen sind wohl bekannt. Oft sind die inneren und äußeren Schichten aus einem Polyethylenterephthalat-(PET)- Material mit einer oder mehreren Barriereschichten aus einem Material wie Ethylen- Vinyl-Alkohol-Kopolymor (EVOH) oder Nylon hergestellt. In einer Mehrfachform- Vorrichtung werden zwei verschiedene Schmelzen durch einen einzigen Schmelzeverteiler, der unterschiedliche Kanäle aufweist, verteilt. Vorzugsweise werden jedoch für Materialien, wie diese, die verschiedene Einspritztemperaturen von ungefähr 565ºF beziehungsweise 400ºF aufweisen, die beiden Schmelzen durch zwei unterschiedliche Schmelzeverteiler verteilt. In einigen Fällen werden die Schmelzen sequentiell eingespritzt, während in anderen Fällen sowohl eine gleichzeitige als auch eine sequentielle Einspritzung verwendet wird. Die beiden Materialien werden durch beheizte Düsen eingespritzt, von denen jede einen zentralen Schmelzekanal und einen oder mehrere Ringschmelzekanäle aufweist, die sich um den zentralen Schmelzekanal zu einem Anguß erstrecken, das zum Hohlraum führt.Injection molding apparatus for making multi-layered protective containers for food or preforms or preforms for drinking bottles are well known. Often the inner and outer layers are made of a polyethylene terephthalate (PET) material with one or more barrier layers of a material such as ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH) or nylon. In a multi-molding apparatus, two different melts are dispensed through a single melt distributor having different channels. Preferably, however, for materials such as these that have different injection temperatures of approximately 565ºF and 400ºF respectively, the two melts are dispensed through two different melt distributors. In some cases the melts are injected sequentially, while in other cases both simultaneous and sequential injection are used. The two materials are injected through heated nozzles, each of which has a central melt channel and one or more annular melt channels extending around the central melt channel to a sprue leading to the cavity.
Wie man aus US-A- 5,223,275 von Gellert, ausgegeben am 29. Juni 1993 sieht, ist es auch bekannt, die vorderen und hinteren Schmelzeverteiler durch einen isolierenden Luftraum zu trennen, wobei die Schmelze vom hinteren Schmelzeverteiler durch eine flache Abstandscheibe, die zwischen den beiden Verteilern angeordnet ist, fließt. Während dies für einige Anwendungen geeignet ist, hat diese Lösung den Nachteil, daß keine ausreichende thermische Trennung zwischen dem vorderen Schmelzeverteiler und der Schmelze vom hinteren Schmelzeverteiler, die dort hindurch fließt, existiert.As seen in US-A-5,223,275 to Gellert, issued June 29, 1993, it is also known to separate the front and rear melt manifolds by an insulating air space, with the melt from the rear melt manifold flowing through a flat spacer disc disposed between the two manifolds. While this is suitable for some applications, this solution has the disadvantage that there is no sufficient thermal separation between the front melt manifold and the melt from the rear melt manifold flowing therethrough.
Das Dokument EP-A-0467274 beschreibt eine Vielfachform-Heißkanalform. Die Form umfasst eine Vielzahl von Düsenkörpern um eine Vielzahl unterschiedlicher Harzmaterialien einzuspritzen, um ein Vielfachschichtprodukt zu bilden. Die Heißkanalform umfasst eine Vielzahl von Heißkanalblöcken, die jeder einen Eingußkanal zur Durchleitung jedes Harzmaterials in die jeweilige Düse. Die Heißkanalblöcke sind übereinander gestapelt, wobei eine thermische Isolationsschicht dazwischen angeordnet ist. Jeder der Heißkanalblöcke umfasst Steuereinrichtungen um den Heißkanalblack auf seiner eigenen Formtemperatur zu halten. Verbindungsblöcke zur Durchleitung des Harzmaterials vom unteren Block zum oberen Block sind zwischen jeden benachbarten Heißkanalblöcken bereitgestellt. Zwischen jeden benachbarten Heißkanalblöcke, sind nur Halteelement zum Zusammenhalten und Verbinden der Blöcke bereitgestellt, mit Ausnahme der thermischen Isolationsschicht dazwischen.Document EP-A-0467274 describes a multi-mold hot runner mold. The mold comprises a plurality of nozzle bodies for injecting a plurality of different resin materials to form a multi-layer product. The hot runner mold comprises a plurality of hot runner blocks, each having a runner for passing each resin material into the respective nozzle. The hot runner blocks are stacked one on top of the other with a thermal insulation layer disposed therebetween. Each of the hot runner blocks comprises control means for maintaining the hot runner block at its own mold temperature. Connecting blocks for passing the resin material from the lower block to the upper block are provided between each adjacent hot runner block. Between each adjacent hot runner block, only holding members for holding and connecting the blocks together are provided, except for the thermal insulation layer therebetween.
Dokument EP-A-0790116 beschreibt einen Spritzgießaufbau mit zwei inneren Heißkanlblöcken, die die Bestandteile zu den Blockbereichen befördern. Diese Blockbereiche stehen in Verbindung mit einer Spritzgießform, welche durch Spritzgießformstopper geöffnet und geschlossen wird. Die Blockbereiche stehen über innere Heißkanalbereiche miteinander in Verbindung.Document EP-A-0790116 describes an injection molding assembly with two internal hot runner blocks that convey the components to the block areas. These block areas are connected to an injection mold that is opened and closed by injection mold stoppers. The block areas are connected to each other via internal hot runner areas.
Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, mindestens teilweise die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, indem sie eine Mehrlagen- Spritzgießvorrichtung liefert, die Schmelzeübertragungsbuchsen aufweist, die sich vorwärts vom hinteren Verteiler in Bohrungen erstreckt, die sich durch den vorderen Schmelzeverteiler erstrecken.Thus, it is an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages of the prior art by providing a multi-layer injection molding apparatus having melt transfer bushings extending forwardly from the rear manifold into bores extending through the front melt manifold.
Zu diesem Zweck liefert die Erfindung gemäß Anspruch 1 eine Mehrfachform- Heißkanalspritzgießvorrichtung für ein mehrlagiges Spritzgießen, die einen vorderen Schmelzeverteiler und einen hinteren Schmelzeverteiler umfaßt, die in einer Form angeordnet sind, so daß sie sich im wesentlichen parallel zueinander mit einem zwischen ihnen liegenden isolierenden Luftraum erstrecken. Es gibt eine Anzahl beheizter Düsen, von denen jede ein hinteres Ende, ein vorderes Ende und einen zentralen Schmelzekanal hat, der sich durch sie vom hinteren Ende zum vorderen Ende erstreckt. Jede beheizte Düse hat einen inneren RingSchmelzekanal, der sich zum vorderen Ende um den zentralen Schmelzekanal herum erstreckt, mit einer Schmelzebohrung, die sich vom hinteren Ende der beheizten Düse zum inneren Ringschmelzekanal erstreckt. Sie hat auch einen äußeren Ringschmelzekanal, der sich zum vorderen Ende um den zentralen Schmelzekanal und den inneren Ringschmelzekanal erstreckt, mit einer oder mehreren Schmelzebohrungen, die sich vom hinteren Ende der beheizten Düse zum äußeren Ringschmelzekanal erstrecken. Die beheizten Düsen sind in der Form so montiert, daß das hintere Ende jeder beheizten Düse gegen den vorderen Schmelzeverteiler stößt. Ein erster Schmelzekanal von einer ersten Schmelzequelle verzweigt in den vorderen Schmelzeverteiler und teilt sich wiederum, um sich durch den zentralen Schmelzekanal und die eine oder mehreren Schmelzebohrungen zu erstrecken, die sich vom hinteren Ende der beheizten Düse zum äußeren Ringschmelzekanal erstrecken, und dem äußeren Ringschmelzekanal in jeder beheizten Düse zu einem Anguß neben dem vorderen Ende der beheizten Düse, das zu einem Hohlraum in der Form führt. Ein zweiter Schmelzekanal von einer zweiten Schmelzequelle verzweigt in den hinteren Schmelzeverteiler und erstreckt sich durch die erste Schmelzebohrung und den inneren Ringschmelzekanal in jeder beheizten Düse zum Anguß. Es gibt eine Anzahl von Schmelzeübertragungsbuchsen, von denen jede ein hinteres Ende, ein vorderes Ende und eine zentrale Schmelzebohrung, die sich durch die Buchse vom hinteren Ende zum vorderen Ende erstreckt, umfaßt. Jede Schmelzeübertragungsbuchse ist in einer Position montiert, so daß sie sich vom hinteren Schmelzeverteiler nach vorn über den isolierenden Luftraum zwischen dem hinteren Schmelzeverteiler und dem vorderen Schmelzeverteiler und in eine Bohrung, die sich durch das vordere Schmelzeverteiler erstreckt, zur ersten Schmelzebohrung, die sich vom hinteren Ende einer der beheizten Düsen zum inneren Ringschmelzekanal erstreckt, erstreckt. Jede Schmelzeübertragungsbuchse erstreckt sich durch die Bohrung durch den vorderen Schmelzeverteiler und befindet sich im abdichtendem Kontakt mit dem hinteren Ende einer der beheizten Düsen. Somit bildet die zentrale Bohrung durch jede Schmelzeübertragungsbuchse einen Teil des zweiten Schmelzekanals.To this end, the invention according to claim 1 provides a multi-mold hot runner injection molding apparatus for multi-layer injection molding comprising a front melt manifold and a rear melt manifold arranged in a mold so as to extend substantially parallel to each other with an insulating air space therebetween. There are a number of heated nozzles, each having a rear end, a front end and a central melt channel extending through it from the rear end to the front end. Each heated nozzle has an inner annular melt channel extending to the front end around the central melt channel, with a melt bore extending from the rear end of the heated nozzle to the inner annular melt channel. It also has an outer annular melt channel extending to the front end around the central melt channel and the inner annular melt channel, with one or more melt bores extending from the rear end of the heated nozzle to the outer annular melt channel. The heated nozzles are mounted in the mold such that the rear end of each heated nozzle abuts the front melt manifold. A first melt channel from a first melt source branches into the front melt manifold and in turn branches to extend through the central melt channel and the one or more melt bores extending from the rear end of the heated nozzle to the outer annular melt channel and the outer annular melt channel in each heated nozzle to a sprue adjacent the front end of the heated nozzle leading to a cavity in the mold. A second melt channel from a second melt source branches into the rear melt manifold and extends through the first melt bore and the inner annular melt channel in each heated nozzle to the sprue. There are a number of melt transfer bushings, each of which includes a rear end, a front end, and a central melt bore extending through the bushing from the rear end to the front end. Each melt transfer bushing is mounted in a position such that it extends forwardly from the rear melt manifold, across the insulating air space between the rear melt manifold and the front melt manifold, and into a bore extending through the front melt manifold to the first melt bore extending from the rear end of one of the heated nozzles to the inner annular melt channel. Each melt transfer bushing extends through the bore through the front melt manifold and is in sealing contact with the rear end of one of the heated nozzles. Thus, the central bore through each melt transfer bushing forms part of the second melt channel.
Gemäß Anspruch 8 liefert die Erfindung weiterhin eine Mehrfachform- Heißkanalspritzgießvorrichtung für ein mehrlagiges Spritzgießen, die einen vorderen Schmelzeverteiler und einen hinteren Schmelzeverteiler aufweist, die in einer Form montiert sind, so daß sie sich im wesentlich parallel zueinander mit einem zwischen ihnen liegenden isolierenden Luftraum erstrecken. Es gibt eine Anzahl beheizter Düsen, von denen jede ein hinteres Ende, ein vorderes Ende und einen zentralen Schmelzekanal, der sich durch die Buchse vom hinteren Ende zum vorderen Ende erstreckt, aufweist. Jede beheizte Düse hat einen Ringschmelzekanal, der sich um den zentralen Schmelzekanal zum vorderen Ende erstreckt, mit einer oder mehreren Schmelzebohrungen, die sich vom hinteren Ende der beheizten Düse zum Ringschmelzekanal erstrecken. Die beheizten Düsen sind so in der Form montiert, daß das hintere Ende jeder beheizten Düse gegen den vorderen Schmelzeverteiler stößt. Ein erster Schmelzekanal von einer ersten Schmelzequelle verzweigt in den vorderen Schmelzeverteiler und erstreckt sich durch die eine oder mehreren Schmelzebohrungen und den Ringschmelzekanal in jeder beheizten Düse zu einem Anguß neben dem vorderen Ende der beheizten Düse, das zu einem Hohlraum in der Form führt. Ein zweiter Schmelzedurchgang von einer zweiten Schmelzequelle verzweigt in den hinteren Schmelzeverteiler und erstreckt sich durch den zentralen Schmelzekanal in jeder beheizten Düse zum Anguß. Es gibt eine Anzahl von Schmelzeübertragungsbuchsen, von denen jede einen Kopfteil an einem hinteren Ende, einen länglichen Stammbereich, der sich vom Kopfteil nach vorn zu einem vorderen Ende erstreckt, und eine zentrale Bohrung, die sich da hindurch vom hinteren Ende zum vorderen Ende erstreckt, umfaßt. Jede Schmelzeübertragungsbuchse ist in Ausrichtung zum zentralen Schmelzekanal einer der beheizten Düsen montiert. Der Kopfbereich erstreckt sich zwischen dem hinteren Schmelzeverteiler und dem vorderen Schmelzeverteiler, so daß er ein Abstandsstück darstellt, um zwischen ihnen den isolierenden Luftraum auszubilden. Der längliche Stammbereich erstreckt sich vom Kopfbereich nach vorn in eine Bohrung, die sich durch den vorderen Schmelzeverteiler in Ausrichtung mit dem zentralen Schmelzekanal durch die ausgerichtete beheizte Düse erstreckt. Somit nimmt die zentrale Bohrung durch jede Schmelzeübertragungsbuchse einen länglichen Stift auf, der sich nach vorn von ihr in den zentralen Schmelzekanal in der ausgerichteten beheizten Düse erstreckt, wobei sich der zweite Schmelzedurchgang von der zweiten Schmelzequelle entlang des länglichen Stiftes erstreckt.According to claim 8, the invention further provides a multi-mold hot runner injection molding apparatus for multi-layer injection molding comprising a front melt manifold and a rear melt manifold mounted in a mold so as to extend substantially parallel to each other with an insulating air space therebetween. There are a number of heated nozzles, each having a rear end, a front end and a central melt channel extending through the sleeve from the rear end to the front end. Each heated nozzle has an annular melt channel extending around the central melt channel to the front end, with one or more Melt bores extending from the rear end of the heated nozzle to the annular melt channel. The heated nozzles are mounted in the mold such that the rear end of each heated nozzle abuts the front melt manifold. A first melt channel from a first melt source branches into the front melt manifold and extends through the one or more melt bores and the annular melt channel in each heated nozzle to a gate adjacent the front end of the heated nozzle leading to a cavity in the mold. A second melt passage from a second melt source branches into the rear melt manifold and extends through the central melt channel in each heated nozzle to the gate. There are a number of melt transfer bushings, each of which includes a head portion at a rear end, an elongated stem portion extending forwardly from the head portion to a front end, and a central bore extending therethrough from the rear end to the front end. Each melt transfer bushing is mounted in alignment with the central melt channel of one of the heated nozzles. The head portion extends between the rear melt manifold and the front melt manifold to provide a spacer to form the insulating air space therebetween. The elongated stem portion extends forwardly from the head portion into a bore extending through the front melt manifold in alignment with the central melt channel through the aligned heated nozzle. Thus, the central bore through each melt transfer bushing receives an elongated pin extending forwardly therefrom into the central melt channel in the aligned heated nozzle, with the second melt passage extending from the second melt source along the elongated pin.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich.Further objects and advantages of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Teiles einer Mehrlagenspritzgießvorrichtung, die Schmelzeübertragungsbuchsen aufweist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 1 is a partially sectioned view of a portion of a multi-layer injection molding apparatus having melt transfer bushings according to an embodiment of the invention;
Fig. 2 ist eine dreidimensionale Ansicht einer der in Fig. 1 gezeigten Schmelzeübertragungsbuchsen;Fig. 2 is a three-dimensional view of one of the melt transfer bushings shown in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die eine Übertragungsbuchse gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt;Fig. 3 is a sectional view showing a transmission sleeve according to another embodiment of the invention;
Fig. 4 ist eine Teilschnittansicht eines Teiles einer Mehrlagen-Spritzgießvorrichtung, die Schmelzeübertragungsbuchsen aufweist, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;Fig. 4 is a partial sectional view of a portion of a multi-layer injection molding apparatus having melt transfer bushings according to another embodiment of the invention;
Fig. 5 ist eine dreidimensionale Ansicht der in Fig. 3 gezeigten Schmelzeübertragungsbuchse;Fig. 5 is a three-dimensional view of the melt transfer sleeve shown in Fig. 3;
Fig. 6 ist eine Teilschnittansicht eines Teiles einer angußgesteuerten Mehrlagen- Spritzgießvorrichtung, die Schmelzeübertragungsbuchsen aufweist, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;Fig. 6 is a partial sectional view of a portion of a gate controlled multi-layer injection molding apparatus having melt transfer bushings according to another embodiment of the invention;
Fig. 7 ist eine dreidimensionale Ansicht der in Fig. 6 gezeigten Schmelzeübertragungsbuchse;Fig. 7 is a three-dimensional view of the melt transfer sleeve shown in Fig. 6;
Fig. 8 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den in Fig. 5 sichtbaren Ventilstift in einer teilweise offenen Position zeigt;Fig. 8 is an enlarged sectional view showing the valve pin visible in Fig. 5 in a partially open position;
Fig. 9 ist eine ähnliche Ansicht, die den Ventilstift in einer vollständig offenen Position zeigt; undFig. 9 is a similar view showing the valve pin in a fully open position; and
Fig. 10 ist eine Teilschnittansicht eines Teiles einer Mehrlagen-Spritzgießvorrichtung, die Schmelzeübertragungsbuchsen aufweist, gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung.Fig. 10 is a partial sectional view of a portion of a multi-layer injection molding apparatus having melt transfer bushings according to yet another embodiment of the invention.
Es wird nun zuerst Bezug genommen auf Fig. 1, die einen Teil einer angußgesteuerten Mehrhohlraum-Spritzgießvorrichtung für das Spritzgießen von Dreilagen-Vorformlingen oder anderen Produkten durch ein gleichzeitiges Spritzgießen zeigt. Eine Anzahl beheizter Düsen 10 sind in einer Form 12 montiert, wobei ein hinteres Ende 14 gegen die vordere Fläche 16 eines vorderen Stahlschmelzeverteileres 18 stößt. Während die Spritzform in Abhängigkeit von der Anwendung eine große Anzahl von Platten aufweisen kann, sind in diesem Fall nur eine Halteplatte 20 der beheizten Düse, eine Verteilerhalteplatte 22 und eine Rückplatte 24, die mittels Bolzen 26 zusammengefügt sind, als auch eine Hohlraumhalteplatte 28 aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung gezeigt. Das vordere Ende 30 jeder beheizten Düse 10 ist auf einen Anguß 32 ausgerichtet, der sich durch einen gekühlten Angußeinschub 34 zum Hohlraum 36 erstreckt. Dieser Hohlraum 36 für die Herstellung von Trinkflaschenvorformlingen erstreckt sich in konventioneller Art zwischen einem Hohlraumeinschub 38 und einem Spritzformkern 40.Reference is now first made to Fig. 1 which shows a portion of a gate-controlled multi-cavity injection molding apparatus for injection molding three-layer preforms or other products by simultaneous injection molding. A number of heated nozzles 10 are mounted in a mold 12 with a rear end 14 abutting the front face 16 of a front molten steel distributor 18. While the mold may have a large number of plates depending on the application, in this case only a heated nozzle retaining plate 20, a manifold retaining plate 22 and a back plate 24, which are joined together by means of bolts 26, as well as a cavity retaining plate 28 are shown for the sake of clarity. The front end 30 of each heated nozzle 10 is aligned with a sprue 32 which extends through a cooled sprue insert 34 to the cavity 36. This cavity 36 for the production of drinking bottle preforms extends in a conventional manner between a cavity insert 38 and an injection mold core 40.
Jede beheizte Düse 10 wird durch ein integrales elektrisches Heizelement 42, das einen Anschluß 44 aufweist, beheizt. Jede beheizte Düse 10 ist in einer Öffnung 46 in der Düsenhalteplatte 20 plaziert, wobei ein hinterer Schulterteil 48 jeder beheizten Düse 10 in einem kreisförmigen Haltesitz 50, der sich um die Öffnung 46 erstreckt, aufgenommen ist. Dies liefert einen isolierenden Luftraum 52 zwischen der beheizten Düse 10 und der umgebenden Form 12, die durch Hindurchpumpen von Kühlwasser durch Kühlleitungen 54 gekühlt wird. Jede beheizte Düse 10 hat einen zentralen Schmelzekanal 56, der sich von ihrem hinteren Ende 14 zu ihrem vorderen Ende 30 erstreckt. Jede beheizte Düse 10 hat ein Einschubteil 58, das aus mehreren Stücken 60 hergestellt ist, die zusammenpassen, um einen inneren Ringschmelzekanal 62 zu bilden, der sich um den zentralen Schmelzekanal 56 zum vorderen Ende 30 erstreckt, und einen äußeren Ringschmelzekanal 64, der sich um den inneren Ringschmelzekanal 62 und den zentralen Schmelzekanal 56 zum vorderen Ende 30 erstreckt. In dieser Konfiguration hat die beheizte Düse 10 eine einzige Schmelzebohrungen 66, die sich von ihrem hinteren Ende 14 erstreckt, um eine Verbindung mit dem inneren Ringschmelzekanal 67 herzustellen, und vier beabstandete Schmelzebohrungen 68, die sich vom hinteren Ende 14 der beheizten Düse 10 zum äußeren RingSchmelzekanal 64 erstrecken.Each heated nozzle 10 is heated by an integral electrical heating element 42 having a terminal 44. Each heated nozzle 10 is placed in an opening 46 in the nozzle support plate 20, with a rear shoulder portion 48 of each heated nozzle 10 being received in a circular support seat 50 extending around the opening 46. This provides an insulating air space 52 between the heated nozzle 10 and the surrounding mold 12, which is cooled by pumping cooling water through cooling lines 54. Each heated nozzle 10 has a central melt channel 56 extending from its rear end 14 to its front end 30. Each heated nozzle 10 has an insert 58 made from a plurality of pieces 60 that fit together to form an inner annular melt channel 62 that extends around the central melt channel 56 to the front end 30, and an outer annular melt channel 64 that extends around the inner annular melt channel 62 and the central melt channel 56 to the front end 30. In this configuration, the heated nozzle 10 has a single melt bore 66 extending from its rear end 14 to connect to the inner annular melt channel 67 and four spaced apart melt bores 68 extending from the rear end 14 of the heated nozzle 10 to the outer annular melt channel 64.
Der vordere Schmelzeverteiler 18 wird durch ein integrales elektrisches Heizelement 70 erhitzt. Es wird durch einen zentralen Haltering 72 und Schrauben 74, die sich in jede beheizte Düse 10 erstrecken, gehalten, um einen isolierenden Luftraum 76 zu bilden, der sich zwischen ihm und der umgebenden gekühlten Spritzform 12 erstreckt. Ein hinterer Stahlschmelzeverteiler 78 ist in der Spritzform 12 montiert, so daß es sich parallel zum vorderen Schmelzeverteiler 18 mit einer Anzahl von isolierenden und nachgiebigen Abstandstücken 80, die sich zwischen ihm und der Rückplatte 24 erstrecken, erstreckt. Wie man sieht, werden die vorderen und hinteren Verteilere 18, 78 durch Abstandsstücke 82 getrennt, um einen isolierenden Luftraum 84 zwischen ihnen zu bilden. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, wird der hinterer Schmelzeverteiler 78 durch ein integrales elektrisches Heizelement 86 auf eine niedrigere Betriebstemperatur als der vordere Schmelzeverteiler 18 erhitzt, und der isolierende Luftspalt 84 zwischen ihnen liefert eine ausreichende thermische Trennung, so daß diese Temperaturdifferenz aufrecht erhalten werden kann.The front melt manifold 18 is heated by an integral electric heating element 70. It is held by a central retaining ring 72 and screws 74 extending into each heated nozzle 10 to form an insulating air space 76 extending between it and the surrounding cooled mold 12. A rear steel melt manifold 78 is mounted in the mold 12 so that it extends parallel to the front melt manifold 18 with a number of insulating and compliant spacers 80 extending between it and the back plate 24. As can be seen, the front and rear manifolds 18, 78 are separated by spacers 82 to form an insulating air space 84 between them. As will be described in more detail below, the rear Melt distributor 78 is heated to a lower operating temperature than the front melt distributor 18 by an integral electrical heating element 86, and the insulating air gap 84 between them provides sufficient thermal separation so that this temperature difference can be maintained.
Ein erster Schmelzedurchgang 88 erstreckt sich von einem zentralen Einlaß 90 durch eine zylindrische Rohrerweiterung 92 und verzweigt in den vorderen Schmelzeverteiler 18, um sich durch eine Schmelzeaufteilungsbuchse 94, die in der vorderen Fläche 16 des vorderen Schmelzeverteilers 18 in Ausrichtung, mit jeder beheizten Düse 10 angeordnet ist, zu erstrecken. Die Schmelzeaufteilungsbuchse 94 ist aus drei Stahlschichten, die integral miteinander verlötet sind, hergestellt, wie in EP-A-0911133 mit dem Titel "Injection Molding Apparatus Having Melt Dividing Bushings", die gleichzeitig mit dieser Anmeldung eingereicht wurde, beschrieben ist. In dieser Konfiguration teilt sich der erste Schmelzedurchgang 88 in die Schmelzeaufteilungsbuchse 94 auf, um sich zum zentralen Schmelzekanal 56 und den vier beabstandeten Schmelzebohrungen 68, die sich zum äußeren Ring- Schmelzekanal 64 in der ausgerichteten beheizten Düse 10 erstrecken, zu erstrecken.A first melt passage 88 extends from a central inlet 90 through a cylindrical tube extension 92 and branches into the front melt manifold 18 to extend through a melt dividing bushing 94 disposed in the front face 16 of the front melt manifold 18 in alignment with each heated nozzle 10. The melt dividing bushing 94 is made of three steel layers integrally brazed together as described in EP-A-0911133 entitled "Injection Molding Apparatus Having Melt Dividing Bushings" filed concurrently with this application. In this configuration, the first melt passage 88 splits into the melt splitting sleeve 94 to extend to the central melt channel 56 and the four spaced melt bores 68 that extend to the outer annular melt channel 64 in the aligned heated nozzle 10.
Eine längliche Schmelzeübertragungsbuchse 96 erstreckt sich gemäß der Erfindung vom hinteren Schmelzeverteiler 78 durch den isolierenden Luftraum 84 und in eine Bohrung 98, die sich durch den vorderen Schmelzeverteiler 18 und jede Schmelzeaufteilungsbuchse 94 erstreckt. Während die Übertragungsbuchsen 96 aus einem Stück gemacht werden können, hat in dieser Ausführungsform, wie man das am besten in Fig. 2 sieht, jede Schmelzeübertragungsbuchse 96 einen länglichen zylindrischen Körperbereich 100, mit einer Verbindungsbuchse 102, die sich von ihm nach vorn erstreckt. Der längliche Körperbereich 100 hat ein hinteres Gewindeende 104, ein vorderes Ende 106, eine zentrale Schmelzebohrung 108, die sich vom hinteren Ende 104 zum vorderen Ende 106 erstreckt, und ein integrales elektrisches Heizelement 110, das sich um die zentrale Schmelzebohrung 108 erstreckt. Das hintere Gewindeende des länglichen Körperbereiches 100 paßt in einen Gewindesitz 112 im hinteren Schmelzeverteiler 78. Die Verbindungsbuchse 102 hat auch ein hinteres Gewindeende 114, ein vorderes Ende 116 und eine zentrale Schmelzebohrung 118, die sich da hindurch erstreckt, die zur zentralen Schmelzebohrung 108 durch den länglichen Körperbereich 100 der Schmelzeübertragungsbuchse 96 paßt. Das hintere Gewindeende 114 der Verbindungsbuchse 102 paßt in einen Gewindesitz 120 am vorderen Ende 106 des länglichen Körperbereiches 100, und das vordere Ende 116 der Verbindungsbuchse 102 paßt in einen passenden Sitz 121 im hinteren Ende 14 der beheizten Düse 10. Dies gestattet, daß die Länge der Schmelzeübertragungsbuchse 96 so eingestellt werden kann, daß sie zum Luftraum 84 zwischen dem vorderen Schmelzeverteiler 18 und dem hinteren Schmelzeverteiler 78 paßt. Der Durchmesser des länglichen Körperbereichs 100 der Schmelzeübertragungsbuchse 96 ist ausreichend kleiner als der Durchmesser der Bohrung 98 durch den vorderen Schmelzeverteiler 18, um einen isolierenden Luftraum 124 zu liefern, der sich um die Schmelzeübertragungsbuchse 96 erstreckt.An elongated melt transfer bushing 96 extends, in accordance with the invention, from the rear melt manifold 78, through the insulating plenum 84 and into a bore 98 that extends through the front melt manifold 18 and each melt distribution bushing 94. While the transfer bushings 96 may be made of one piece, in this embodiment, as best seen in Fig. 2, each melt transfer bushing 96 has an elongated cylindrical body portion 100 with a connecting bushing 102 extending forwardly therefrom. The elongated body portion 100 has a rear threaded end 104, a front end 106, a central melt bore 108 extending from the rear end 104 to the front end 106, and an integral electrical heating element 110 extending about the central melt bore 108. The rear threaded end of the elongated body portion 100 fits into a threaded seat 112 in the rear melt manifold 78. The connector sleeve 102 also has a rear threaded end 114, a front end 116, and a central melt bore 118 extending therethrough which mates with the central melt bore 108 through the elongated body portion 100 of the melt transfer sleeve 96. The rear threaded end 114 of the connector sleeve 102 fits into a threaded seat 120 on the front end 106 of the elongated body portion 100, and the front end 116 of the connector sleeve 102 fits into a mating seat 121 in the rear end 14 of the heated nozzle 10. This allows the length of the melt transfer bushing 96 to be adjusted to match the air space 84 between the front melt manifold 18 and the rear melt manifold 78. The diameter of the elongated body portion 100 of the melt transfer bushing 96 is sufficiently smaller than the diameter of the bore 98 through the front melt manifold 18 to provide an insulating air space 124 extending around the melt transfer bushing 96.
Ein zweiter Schmelzedurchgang 126 erstreckt sich von einem zweiten Einlaß 128 und verzweigt in den hinteren Schmelzeverteiler 78, um sich durch die ausgerichtete Schmelzebohrungen 108, 118 durch jede Schmelzeübertragungsbuchse 96 zur ausgerichteten Schmelzebohrung 66 zu erstrecken, die sich vom hinteren Ende 14 der beheizten Düse 10 zum inneren Ringschmelzekanal 62 erstreckt. Während aus Gründen der leichteren Darstellung nur eine einzige beheizte Düse 10 in dieser Darstellung gezeigt ist, sollte verständlich sein, daß in einer typischen Konfiguration viele beheizte Düsen 10 (beispielsweise 32, 48 oder 64) vorhanden sind, die in der Form 12 angeordnet sind, um Schmelze durch die beiden Schmelzedurchgänge 88, 126 zu empfangen, die komplexere Konfigurationen als die dargestellten Konfigurationen aufweisen.A second melt passage 126 extends from a second inlet 128 and branches into the rear melt manifold 78 to extend through the aligned melt bores 108, 118 through each melt transfer sleeve 96 to the aligned melt bore 66 extending from the rear end 14 of the heated nozzle 10 to the inner annular melt channel 62. While for ease of illustration only a single heated nozzle 10 is shown in this illustration, it should be understood that in a typical configuration there are many heated nozzles 10 (e.g. 32, 48 or 64) arranged in the mold 12 to receive melt through the two melt passages 88, 126 having more complex configurations than the configurations shown.
Im Betrieb wird das Spritzgießsystem zusammengebaut, so wie das in Fig. 1 gezeigt ist, und arbeitet, um Dreischicht-Vortormlinge oder andere Produkte mit einer Barriereschicht eines Materials wie EVOH oder Nylon zwischen zwei Schichten eines PET-Materials zu bilden, wie dies nachfolgend beschrieben wird. Elektrische Leistung wird an das Heizelement 70 im vorderen Schmelzeverteiler 18 und die Heizelemente 42 in den beheizten Düsen 10 angelegt, um diese auf eine Temperatur von ungefähr 565ºF zu erhitzen. Elektrische Leistung wird auch an das Heizelement 86 im hinteren Schmelzeverteiler 78 und die Heizelemente 110 in den Schmelzeübertragungsbuchsen 96 gelegt, um sie auf eine Betriebstemperatur von ungefähr 400ºF zu erhitzen. Wasser wird in die Kühlleitungen 54 gegeben, um die Formen 12 und die Angußeinschübe 34 zu kühlen. Heiße, unter Druck stehende Schmelze wird dann in den zentralen Einlaß 90 im vorderen Schmelzeverteiler 18 und den zweiten Einlaß 128 im hinteren Schmelzeverteiler 78 gemäß einem vorbestimmten Einspritzzyklus eingespritzt. Zuerst spritzt ein (nicht gezeigter) Einspritzzylinder unter Druck stehende Schmelze, wie ein Polyethylenterephthalat-(PET)-Material durch den ersten Schmelzedurchgang 88, der sich in jede Schmelzeaufteilungsbuchse 94 aufspaltet, um sich sowohl durch den zentralen Schmelzekanal 56 als auch den äußeren Ringschmelzekanal 64 jeder beheizten Düse 10 zu den Angüßen 32 zu erstrecken. Nachdem eine kleine Menge PET in die Hohlräume 36 eingespritzt wurde, wird gleichzeitig eine andere, unter Druck stehende Schmelze, die ein geeignetes Barrierematerial darstellt, wie beispielsweise ein Ethylen-Vinyl-Alkohol-Kopolymer (EVOH) oder Nylon durch einen anderen (nicht gezeigten) Einspritzzylinder durch den zweiten Schmelzedurchgang 126, der sich über den isolierenden Luftraum 84 durch die Schmelzeübertragungsbuchsen 96 und durch den inneren Ringschmelzekanal 62 jeder beheizten Düse 10 zu den Angüßen 32 erstreckt, eingespritzt. Wenn die Hohlräume 36 nahezu gefüllt sind, wird der Einspritzdruck des Barrierematerials aufgehoben, was sein Fließen stoppt, aber der Fluß des PET wird fortgesetzt, bis die Hohlräume 36 vollständig gefüllt sind. Der Einspritzdruck des PET wird dann aufgehoben und nach einer Kühldauer wird die Form für ein Ausstoßen geöffnet. Nach dem Ausstoßen wird die Spritzform geschlossen, und der Zyklus wird kontinuierlich wiederholt mit einer Frequenz, die von der Wanddicke und der Zahl und der Größe der Hohlräume 36 und dem exakten Typ des zu spritzenden Materials abhängt. Somit liefern die Schmelzeübertragungsbuchsen 96, wie man sieht, zusätzlich zur Beförderung des Barrierematerials über den isolierenden Luftraum 84 zwischen den beiden Verteileren 18, 78, eine thermische Trennung für das Barrierematerial und eine zusätzliche gesteuerte Wärme, wenn das Barrierematerial Nylon ist, wenn es durch das vordere Schmelzeverteiler 18 mit einer höheren Temperatur fließt.In operation, the injection molding system is assembled as shown in Figure 1 and operates to form three-layer preforms or other products having a barrier layer of a material such as EVOH or nylon between two layers of a PET material as described below. Electrical power is applied to the heating element 70 in the front melt manifold 18 and the heating elements 42 in the heated nozzles 10 to heat them to a temperature of about 565°F. Electrical power is also applied to the heating element 86 in the rear melt manifold 78 and the heating elements 110 in the melt transfer sleeves 96 to heat them to an operating temperature of about 400°F. Water is supplied to the cooling lines 54 to cool the molds 12 and the sprue inserts 34. Hot, pressurized melt is then injected into the central inlet 90 in the front melt manifold 18 and the second inlet 128 in the rear melt manifold 78 according to a predetermined injection cycle. First, an injection cylinder (not shown) injects pressurized melt, such as a polyethylene terephthalate (PET) material, through the first melt passage 88, which splits into each melt splitting sleeve 94 to flow through both the central melt channel 56 and the outer annular melt channel 64 of each heated nozzle 10 to the sprues 32. After a small amount of PET has been injected into the cavities 36, another pressurized melt, which is a suitable barrier material such as an ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH) or nylon, is simultaneously injected through another injection cylinder (not shown) through the second melt passage 126 which extends across the insulating air space 84, through the melt transfer bushings 96, and through the inner annular melt channel 62 of each heated nozzle 10 to the sprues 32. When the cavities 36 are nearly filled, the injection pressure of the barrier material is released, stopping its flow, but the flow of PET continues until the cavities 36 are completely filled. The injection pressure of the PET is then released and after a cooling period, the mold is opened for ejection. After ejection, the mold is closed and the cycle is repeated continuously at a frequency that depends on the wall thickness and the number and size of the cavities 36 and the exact type of material being injected. Thus, as can be seen, in addition to conveying the barrier material across the insulating air space 84 between the two manifolds 18, 78, the melt transfer bushings 96 provide thermal isolation for the barrier material and additional controlled heat if the barrier material is nylon as it flows through the forward melt manifold 18 at a higher temperature.
Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 3, die eine Spritzgießvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt. Da viele der Elemente der verschiedenen Ausführungsformen gleich den oben beschriebenen Elementen sind, werden nicht alle gemeinsamen Elemente nochmals beschrieben, und die, die nochmals beschrieben werden, haben die gleichen Bezugszahlen wie vorher. In diesem Fall ist das hintere Ende 104 des länglichen Körperbereichs 100 jeder Schmelzeübertragungsbuchse 96 nicht mit einem Gewinde versehen. Statt dessen wird die Schmelzeübertragungsbuchse 96 am hinteren Schmelzeverteiler 78 durch Schrauben 130 befestigt, die sich in den hinteren Schmelzeverteiler 78 durch Löcher 132 in einem Flanschteil 134 des länglichen Körperbereichs 100 erstrecken. Ansonsten ist die Struktur und die Verwendung der Schmelzeübertragungsbuchsen 96 die gleiche, wie sie oben beschrieben wurden, und braucht nicht wiederholt zu werden.Reference is now made to Fig. 3, which shows an injection molding apparatus according to another embodiment of the invention. Since many of the elements of the various embodiments are similar to those described above, not all of the common elements will be described again, and those that are described again will have the same reference numerals as before. In this case, the rear end 104 of the elongated body portion 100 of each melt transfer bushing 96 is not threaded. Instead, the melt transfer bushing 96 is secured to the rear melt manifold 78 by bolts 130 that extend into the rear melt manifold 78 through holes 132 in a flange portion 134 of the elongated body portion 100. Otherwise, the structure and use of the melt transfer bushings 96 is the same as described above and need not be repeated.
Es wird nun Bezug genommen auf die Fig. 4 und 5, die eine Spritzgießvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen. In diesem Fall hat jede Schmelzeübertragungsbuchse 96 eine zentrale Schmelzebohrung 136, die sich durch einen hinteren Kopfbereich 138 erstreckt, und einen länglichen Stammbereich 140, der sich vorwärts vom hinteren Kopfbereich 138 erstreckt. Der Kopfbereich 138 jeder Schmelzeübertragungsbuchse 96 bildet ein Abstandsstück, um einen isolierenden Luftspalt 84 zwischen den vorderen und hinteren Schmelzeverteileren 18, 78 zu liefern. Der längliche Stammbereich 140 erstreckt sich vorwärts durch die Bohrung 98 durch den vorderen Schmelzeverteiler 18 in Kontakt mit dem hinteren Ende 14 der ausgerichteten beheizten Düse 10. Während die Schmelzeübertragungsbuchse 96 aus einem Stück hergestellt sein kann, hat in der dargestellten Ausführungsform der längliche Stammbereichl 140 ein hinteres Gewindeende 142, das in einen Gewindesitz 144 im Kopfbereich 138 geschraubt wird. Dies gestattet es, daß der längliche Stammbereich 140 aus einem abriebbeständigen Werkzeugstahl und der hintere Kopfbereich 138 aus einer weniger thermisch leitenden Titanlegierung hergestellt werden kann. Wie man sieht, hat der hintere Kopfbereich 138 eine Anzahl von konzentrischen Rillen 146 sowohl auf den vorderen als auch den hinteren Flächen 148, 150, um die Wärmeleitung vom vorderen Schmelzeverteiler 18 zum hinteren Schmelzeverteiler 78 tieferer Temperatur zu vermindern. Der längliche Stammbereich 140 hat einen Teil 152 mit kleineren Außendurchmesser, der sich zwischen zwei Teilen 154 mit größerem Außendurchmesser an seinen Enden erstreckt, wobei diese den isolierenden Luftraum 124 um die Schmelzeübertragungsbuchse 96 bilden, wenn sie sich durch die Bohrung 98 im vorderen Schmelzeverteiler 18 erstrecken. Wie oben erwähnt wurde, liefert der isolierende Luftraum 124 eine thermische Trennung für das Barrierematerial, wenn es durch den vorderen Schmelzeverteiler 18, das sich auf einer höheren Temperatur befindet, fließt.Reference is now made to Figures 4 and 5, which show an injection molding apparatus according to a further embodiment of the invention. In this case, each Melt transfer bushing 96 includes a central melt bore 136 extending through a rear head portion 138 and an elongated stem portion 140 extending forward from the rear head portion 138. The head portion 138 of each melt transfer bushing 96 forms a spacer to provide an insulating air gap 84 between the front and rear melt manifolds 18, 78. The elongated stem portion 140 extends forward through the bore 98 through the front melt manifold 18 into contact with the rear end 14 of the aligned heated nozzle 10. While the melt transfer bushing 96 may be made in one piece, in the illustrated embodiment the elongated stem portion 140 has a rear threaded end 142 that threads into a threaded seat 144 in the head portion 138. This allows the elongated stem portion 140 to be made of an abrasion resistant tool steel and the rear head portion 138 to be made of a less thermally conductive titanium alloy. As can be seen, the rear head portion 138 has a number of concentric grooves 146 on both the front and rear surfaces 148, 150 to reduce heat conduction from the front melt manifold 18 to the lower temperature rear melt manifold 78. The elongated stem portion 140 has a smaller outside diameter portion 152 which extends between two larger outside diameter portions 154 at its ends which form the insulating air space 124 around the melt transfer sleeve 96 as they extend through the bore 98 in the front melt manifold 18. As mentioned above, the insulating air space 124 provides thermal isolation for the barrier material as it flows through the front melt manifold 18 which is at a higher temperature.
Es wird nun Bezug genommen auf die Fig. 6 bis 9, die eine Spritzgießvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung für das Spritzgießen von Dreilagen-Vorformlingen oder anderen Produkten durch ein gleichzeitiges oder gemeinsames Spritzgießen zeigt. In diesem Fall hat die Vorrichtung Ventilangüße 32, die durch längliche Ventilstifte 156 geliefert werden, die sich durch die zentrale Bohrung 136 durch jede Schmelzeübertragungsbuchse 96 zum ausgerichteten zentralen Schmelzekanal 56 in jeder beheizten Düse 10 erstrecken. Jeder Ventilstift 156 hat ein vorderes Ende 158 und ein hinteres Ende oder einen Kopf 159. Wie man am besten in den Fig. 8 und 9 sieht, hat jeder Ventilstift 156 eine zentrale Bohrung 160, die sich nach rückwärts von seinem vorderen Ende 158 zu vier seitlichen Schmelzebohrungen 161 erstreckt, die sich diagonal zur äußeren Oberfläche 162 des Ventilstiftes 156 erstrecken. In dieser Ausführungsform hat jeder Ventilstift 156 einen Teil 163 mit geringerem Durchmesser, der in einen Teil 164 des zentralen Schmelzekanals 56 durch die beheizte Düse 10 mit geringerem Durchmesser paßt. Der Teil 163 mit verringertem Durchmesser des Ventilstiftes 156 ist länger als der Teil 164 mit verminderten Durchmesser des zentralen Schmelzekanals 56, so daß somit ein Raum 165 um den Teil 163 des Ventilstiftes 156 mit verringertem Durchmesser gebildet wird. Wie unten beschrieben ist, werden die länglichen Ventilstifte 156 durch einen hydraulischen Betätigungsmechanismus 166 gemäß einem vorbestimmten Zyklus zwischen drei verschiedenen Positionen hin und her bewegt. In dieser Ausführungsform hat jede Schmelzeübertragungsbuchse 96 auch einen zylindrischen Halsbereich 167, der sich nach rückwärts in eine Öffnung 168 durch das hintere Schmelzeverteiler 78 erstreckt, und die zentrale Bohrung 136 erstreckt sich auch durch diesen hinteren Halsbereich 167.Reference is now made to Figures 6 through 9 which show an injection molding apparatus according to another embodiment of the invention for injection molding three-layer preforms or other products by simultaneous or co-injection molding. In this case, the apparatus has valve gates 32 provided by elongated valve pins 156 which extend through the central bore 136 through each melt transfer sleeve 96 to the aligned central melt channel 56 in each heated nozzle 10. Each valve pin 156 has a front end 158 and a rear end or head 159. As best seen in Figures 8 and 9, each valve pin 156 has a central bore 160 which extends rearwardly from its front end 158 to four lateral melt bores 161 which extend diagonally to the outer surface 162 of the valve pin 156. In this embodiment, each valve pin 156 has a smaller diameter portion 163 which fits into a portion 164 of the central melt channel 56 through the reduced diameter heated nozzle 10. The reduced diameter portion 163 of the valve pin 156 is longer than the reduced diameter portion 164 of the central melt channel 56, thus defining a space 165 around the reduced diameter portion 163 of the valve pin 156. As described below, the elongated valve pins 156 are reciprocated between three different positions by a hydraulic actuating mechanism 166 according to a predetermined cycle. In this embodiment, each melt transfer sleeve 96 also has a cylindrical neck portion 167 that extends rearwardly into an opening 168 through the rear melt manifold 78, and the central bore 136 also extends through this rear neck portion 167.
Wie man sieht, bildet in dieser Ausführungsform der Einschubbereich 58 jeder beheizten Düse 10 nur einen einzelnen Ringschmelzekanal 169, der sich um den zentralen Schmelzekanal 56 erstreckt, mit vier beabstandeten Schmelzebohrungen 170, die sich nach rückwärts vom ringförmigen Schmelzekanal 169 zum hinteren Ende 14 der beheizten Düse 10 erstrecken. Der erste Schmelzekanal 88 für das PET teilt sich in der Schmelzeaufteilungsbuchse 94 auf, so daß er sich zu den vier Schmelzebohrungen 170 erstreckt, die zum RingSchmelzekanal 169 in der ausgerichteten beheizten Düse 10 führen. Der zweite Schmelzekanal 126 für das Barrierematerial verzweigt sich in den hinteren Schmelzeverteiler 78 und erstreckt sich durch einen L-förmigen Durchgang 172, der in den Kopfbereich 138 jeder Schmelzeübertragungsbuchse 96 gebohrt wurde, zu einer Längsrille 174, die so ausgebildet wurde, daß sie sich eine vorbestimmte Distanz nach hinten in den Ventilstift 156 vom Platz 165 um den Teil 163 mit verminderten Durchmesser des Ventilstiftes 156 erstreckt. In anderen Ausführungsformen kann sich die Rille 174 schraubenförmig um den Ventilstift 156 erstrecken, oder der Ventilstift 156 kann klein genug sein, so daß er es gestattet, daß das Barrierematerial um ihn herum fließt. Im Hinblick auf das relativ niedrige Volumen und die niedrige Viskosität des Barrierematerials ist es vorteilhaft, wenn es durch die Rille 174 fließt. Der Ventilstift 156 paßt in die zentrale Bohrung 136 in der Schmelzeübertragungsbuchse 96, so eng, daß er ein Leck verhindert, wenn der längliche Ventilstift 156 sich hin und her bewegt. Jede Schmelzeübertragungsbuchse 96 wird in passenden Ausrichtung durch einen schmalen Paßstift 176 gehalten, der sich zwischen ihr und dem vorderen Schmelzeverteiler 18 erstreckt. Der Einschubbereich 58 jeder beheizten Düse 10 hat auch einen ringförmigen isolierenden Luftraum 178, der sich zwischen dem zentralen Schmelzekanal 56 und dem umgebenden RingSchmelzekanal 168 erstreckt, um zwischen ihnen eine thermische Trennung zu liefern. Eine weitere thermische Trennung wird um den zentralen Schmelzekanal 56 herum durch einen Kreis beabstandeter Löcher 180 geliefert, die in das hintere Ende 14 jeder beheizten Düse 10 gebohrt sind. Dies liefert in Kombination mit dem isolierenden Luftraum 124 um den Stammbereich 140 jeder Schmelzeübertragungsbuchse 96 eine kontinuierliche thermische Trennung für das Barrierematerial, wenn es durch den vorderen Schmelzeverteiler 18 höherer Temperatur und die beheizten Düsen 10 fließt. Die vordere Fläche 148 des Kopfbereiches 138 jeder Schmelzeübertragungsbuchse 96 hat einen äußeren Rand 182, der einen isolierenden Luftspalt 184 zwischen dem Kopfteil 138 und dem vorderen Schmelzeverteiler 18 bildet, um eine thermische Trennung zwischen den vorderen und hinteren Schmelzeverteilern 18, 78 zu liefern.As can be seen, in this embodiment, the insertion portion 58 of each heated nozzle 10 forms only a single annular melt channel 169 extending around the central melt channel 56, with four spaced melt bores 170 extending rearwardly from the annular melt channel 169 to the rear end 14 of the heated nozzle 10. The first melt channel 88 for the PET splits in the melt splitting sleeve 94 so that it extends to the four melt bores 170 leading to the annular melt channel 169 in the aligned heated nozzle 10. The second melt channel 126 for the barrier material branches into the rear melt manifold 78 and extends through an L-shaped passage 172 drilled in the head portion 138 of each melt transfer bushing 96 to a longitudinal groove 174 formed to extend a predetermined distance rearward into the valve pin 156 from the location 165 around the reduced diameter portion 163 of the valve pin 156. In other embodiments, the groove 174 may extend helically around the valve pin 156, or the valve pin 156 may be small enough to allow the barrier material to flow around it. In view of the relatively low volume and low viscosity of the barrier material, it is advantageous for it to flow through the groove 174. The valve pin 156 fits into the central bore 136 in the melt transfer bushing 96, so tightly that it prevents leakage as the elongated valve pin 156 moves back and forth. Each melt transfer bushing 96 is held in proper alignment by a narrow dowel pin 176 extending between it and the front melt manifold 18. The insertion area 58 of each heated nozzle 10 also has an annular insulating air space 178 extending between the central melt channel 56 and the surrounding annular melt channel 168 to provide a thermal separation therebetween. Further thermal separation is supplied around the central melt channel 56 through a circle of spaced holes 180 drilled in the rear end 14 of each heated nozzle 10. This, in combination with the insulating air space 124 around the stem portion 140 of each melt transfer bushing 96, provides a continuous thermal separation for the barrier material as it flows through the higher temperature front melt manifold 18 and the heated nozzles 10. The front surface 148 of the head portion 138 of each melt transfer bushing 96 has an outer edge 182 which forms an insulating air gap 184 between the head portion 138 and the front melt manifold 18 to provide a thermal separation between the front and rear melt manifolds 18, 78.
Das hintere Ende oder der Kopf 159 des Ventilstiftes 156 ist mit einem vorderen Kolben 186 verbunden, der in einem Zylinder 188 in der Rück- oder Zylinderplatte 24 angeordnet ist. Der Betätigungsmechanismus 166 umfaßt auch einen hinteren Kolben 190, und die beiden Kolben 186, 190 werden durch einen gesteuerten Hydraulikdruck angetrieben, der durch Leitungen 192 angelegt wird, um den Ventilstift 156 zwischen drei unterschiedlichen Positionen hin und her zu bewegen. Während aus Gründen einer einfacheren Darstellung hydraulische Betätigungsmechanismen 166 gezeigt sind, können natürlich andere Typen von Betätigungsmechanismen, wie elektromechanische Mechanismen für andere Anwendungen verwendet werden.The rear end or head 159 of the valve pin 156 is connected to a front piston 186 which is disposed in a cylinder 188 in the rear or cylinder plate 24. The actuating mechanism 166 also includes a rear piston 190, and the two pistons 186, 190 are driven by controlled hydraulic pressure applied through lines 192 to move the valve pin 156 back and forth between three different positions. While hydraulic actuating mechanisms 166 are shown for ease of illustration, of course other types of actuating mechanisms, such as electromechanical mechanisms, may be used for other applications.
Im Betrieb wird jeder Ventilstift 156 anfänglich nur so weit in eine erste teilweise offene Position zurückgezogen, die es dem PET gestattet, durch den Ringschmelzekanal 169 zu fließen. In dieser Ausführungsform gibt es eine doppelte Blockierung des Barrierematerialflusses in dieser Mittelposition. Wie man in Fig. 8 sieht, sind die seitlichen Schmelzebohrungen 161 im Ventilstift 156 zu weit vorne, um eine Verbindung mit dem Raum 165 um den Teil 163 mit verminderten Durchmesser des Ventilstiftes 156 herzustellen. Weiterhin erstreckt sich, wie man in Fig. 6 sieht, die Längsrille oder die schraubenförmige Rille 174 im Ventilstift 156 nicht weit genug nach hinten, um eine Verbindung mit dem L-förmigen Durchgang 172 in der Schmelzeübertragungsbuchse 96 in dieser Position herzustellen. In anderen Ausführungsformen kann es genügen, den einen oder den anderen der Wege des Blockierens des Flusses des Barrierematerials zu verwenden.In operation, each valve pin 156 is initially retracted to a first partially open position only far enough to allow PET to flow through the annular melt channel 169. In this embodiment, there is a double blockage of barrier material flow in this intermediate position. As seen in Figure 8, the lateral melt bores 161 in the valve pin 156 are too far forward to communicate with the space 165 around the reduced diameter portion 163 of the valve pin 156. Furthermore, as seen in Figure 6, the longitudinal or helical groove 174 in the valve pin 156 does not extend far enough rearward to communicate with the L-shaped passage 172 in the melt transfer sleeve 96 in this position. In other embodiments, it may be sufficient to use one or the other of the ways of blocking the flow of the barrier material.
Dann wird jeder Ventilstift 156 weiter in eine zweite oder offene Position zurückgezogen, wie das in Fig. 9 gezeigt ist. In dieser Position stehen die seitlichen Schmelzebohrungen 161 im Ventilstift 156 mit dem Raum 165 um den Teil 163 mit verminderten Durchmesser jedes Ventilstiftes 156 in Verbindung, und die Längsrille 174 im Ventilstift 156 stellt keine Verbindung mit dem L-förmigen Durchgang 172 in der Schmelzeübertragungsbuchse 96 her, was es dem Barrierematerial gestattet, durch den Schmelzekanal 126 in die Hohlräume 36 zu fließen. Wie oben erwähnt wurde, passen der zentrale Ort der Bohrung 160 am vorderen Ende 158 des Ventilstiftes 156 und die relativ kleine Größe der Rille 174 und der zentralen Bohrung 160 mit dem relativ kleinen Volumen und der geringen Viskosität des Barrierematerials zusammen, um zu gewährleisten, daß der Fluß des Barrierematerials zuverlässig ist, um eine gleichförmige und sehr dünne Schicht des Barrierematerials, das ziemlich teuer ist, auszubilden. Wie man in Fig. 9 sieht, spaltet das Barrierematerial, das gleichzeitig mit dem PET fließt, den PET-Fluß in zwei Teile auf und liefert eine zentrale Schicht 194 des Barrierematerials zwischen zwei äußeren Schichten 196 des PET.Then each valve pin 156 is further retracted to a second or open position as shown in Fig. 9. In this position, the lateral melt holes 161 in the valve pin 156 communicate with the space 165 around the reduced diameter portion 163 of each valve pin 156, and the longitudinal groove 174 in the valve pin 156 does not communicate with the L-shaped passage 172 in the melt transfer sleeve 96, allowing the barrier material to flow through the melt channel 126 into the cavities 36. As mentioned above, the central location of the bore 160 at the front end 158 of the valve pin 156 and the relatively small size of the groove 174 and the central bore 160 combine with the relatively small volume and low viscosity of the barrier material to ensure that the flow of the barrier material is reliable to form a uniform and very thin layer of the barrier material, which is quite expensive. As can be seen in Fig. 9, the barrier material flowing concurrently with the PET splits the PET flow into two parts, providing a central layer 194 of the barrier material between two outer layers 196 of the PET.
Wenn die Hohlräume 36 nahezu gefüllt sind, wird das vordere Ende jedes Ventilteiles 156 in die erste Position zurückgestellt, was eine Beendigung des Flusses des Barrierematerials durch die zentrale Bohrung 160 bewirkt. Der Fluß des PET durch den Ringschmelzekanal 169 setzt sich fort, bis die Hohlräume 36 vollständig gefüllt sind. Jeder Ventilstift 156 wird dann in die dritte oder vordere geschlossene Position verstellt, in welcher sein vorderes Ende 158 im Anguß 32 eben mit dem Hohlraum 36 gehalten wird. Nach einer kurzen Abkühlzeit wird die Spritzform zum Ausstoßen geöffnet. Nach dem Ausstoßen wird die Spritzform geschlossen, und der Zyklus wird kontinuierlich alle 15 bis 30 Sekunden wiederholt, mit einer Frequenz, die von der Wanddicke und der Zahl und der Größe der Hohlräume 36 und den exakten zu spritzenden Materialien abhängt.When the cavities 36 are nearly filled, the front end of each valve member 156 is returned to the first position, causing the flow of barrier material through the central bore 160 to cease. The flow of PET through the annular melt channel 169 continues until the cavities 36 are completely filled. Each valve pin 156 is then moved to the third or front closed position, in which its front end 158 is held flush with the cavity 36 in the sprue 32. After a short cooling period, the mold is opened for ejection. After ejection, the mold is closed and the cycle is repeated continuously every 15 to 30 seconds, with a frequency depending on the wall thickness and the number and size of the cavities 36 and the exact materials being molded.
Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 10, die eine Spritzgießvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt. In diesem Fall hat jede Schmelzeübertragungsbuchse 96 wiederum die zentrale Bohrung 136, die sich durch einen länglichen Stammbereich 140 und einen hinteren Kopfbereich 138 zieht, die ein Abstandsstück zwischen den beiden Schmelzeverteilern 18, 78 bildet. Ein länglicher Stift 198 ist an seinem Platz befestigt, wobei sein Kopf 200 in der hinteren Fläche 202 des Kopfteiles 138 jeder Schmelzeübertragungsbuchse 96 befestigt ist, und sein teilweise abgeschrägtes vorderes Ende 204 neben und in Ausrichtung mit einem der Anguße 32. Obwohl man dies in Fig. 10 aufgrund des Maßstabes der Zeichnung nicht sehen kann, hat der längliche Stift eine zentrale Bohrung 160, die sich zu seinem vorderen Ende 204 erstreckt, und seitliche Bohrungen 161, wie man sie in Fig. 9 sehen kann. Während jedes Zyklusses wird zuerst PET durch den ersten Schmelzekanal 88 eingespritzt und fließt durch den Ringschmelzekanal 168 in jeder beheizten Düse 10 zu den Angüßen 32, die zu den Hohlräumen 36 führen. Eine kurze Zeit, nachdem mit dem Einspritzen des PET begonnen wurde, wird eine vorbestimmte Menge des niedrig viskosen Barrierematerials gleichzeitig durch den zweiten Schmelzedurchgang 126 eingespritzt, was eine zentrale Schicht 194 des Barrierematerials zwischen den äußeren PET-Schichten 196 ausbildet. Wenn die Hohlräume 36 nahezu gefüllt sind, wird der Einspritzdruck des Barrierematerials aufgehoben, was dessen Fließen stoppt, und das Einspritzen des PET wird fortgesetzt, um die Hohlräume 36 vollständig zu füllen. Der Einspritzdruck des PET wird dann aufgehoben, und nach einer kurzen Abkühlzeit wird die Form für einen Ausstoß geöffnet. Nach dem Ausstoßen wird die Form 12 geschlossen, und der Zyklus wird kontinuierlich alle 15 bis 30 Sekunden wiederholt, mit einer Frequenz, die von der Wanddicke und der Zahl und der Größe der Hohlräume 36 und den exakten zu spritzenden Materialien abhängt.Reference is now made to Fig. 10 which shows an injection molding apparatus according to another embodiment of the invention. In this case, each melt transfer bushing 96 again has the central bore 136 extending through an elongated trunk portion 140 and a rear head portion 138 which forms a spacer between the two melt manifolds 18, 78. An elongated pin 198 is secured in place with its head 200 secured in the rear surface 202 of the head portion 138 of each melt transfer bushing 96 and its partially beveled front end 204 adjacent and in alignment with one of the sprues 32. Although not seen in Fig. 10 due to the scale of the drawing, the elongated pin has a central bore 160 extending to its front end 204 and side bores 161 as seen in Fig. 9. During each cycle, PET is first injected through the first melt channel 88 and flows through the ring melt channel 168 in each heated nozzle 10 to the sprues 32 leading to the cavities 36. A short time after injection of the PET has begun, a predetermined amount of the low viscosity barrier material is simultaneously injected through the second melt pass 126, forming a central layer 194 of the barrier material between the outer PET layers 196. When the cavities 36 are nearly filled, the injection pressure of the barrier material is released, stopping its flow, and injection of the PET is continued to completely fill the cavities 36. The injection pressure of the PET is then released, and after a short cooling period, the mold is opened for ejection. After ejection, the mold 12 is closed and the cycle is repeated continuously every 15 to 30 seconds, with a frequency depending on the wall thickness and the number and size of the cavities 36 and the exact materials being injected.
Während die Beschreibung der Spritzgießvorrichtung, die Schmelzeübertragungsbuchsen aufweist, die sich über den Luftraum 84 zwischen den vorderen und hinteren Schmelzeverteileren 18, 78 erstrecken, bezüglich verschiedener Ausführungsformen erfolgt ist, ist es offensichtlich, daß andere unterschiedliche Modifikationen möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie von Fachleuten verstanden wird, und wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist. Beispielsweise wurde die Beschreibung der Erfindung anhand einer Spritzgießvorrichtung für ein Dreilagen-Spritzgießen angegeben, aber sie kann auch mit einer Spritzgießvorrichtung für ein Fünflagen-Spritzgießen verwendet werden.While the description of the injection molding apparatus having melt transfer bushings extending across the air space 84 between the front and rear melt manifolds 18, 78 has been made with respect to various embodiments, it will be apparent that other various modifications are possible without departing from the scope of the invention as understood by those skilled in the art and as defined in the following claims. For example, the description of the invention has been given with respect to an injection molding apparatus for three-layer injection molding, but it may also be used with an injection molding apparatus for five-layer injection molding.
Claims (23)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA002219260A CA2219260C (en) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | Injection molding apparatus having inter-manifold melt transfer bushings |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69806881D1 DE69806881D1 (en) | 2002-09-05 |
| DE69806881T2 true DE69806881T2 (en) | 2002-11-14 |
Family
ID=4161688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1998606881 Expired - Lifetime DE69806881T2 (en) | 1997-10-23 | 1998-10-22 | Injection molding device with melt transfer bushings between the channel distributors |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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-
1998
- 1998-10-21 BR BR9804470A patent/BR9804470A/en not_active IP Right Cessation
- 1998-10-22 DE DE1998606881 patent/DE69806881T2/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-22 AT AT98120039T patent/ATE221445T1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9804470A (en) | 1999-11-23 |
| DE69806881D1 (en) | 2002-09-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MOLD-MASTERS (2007) LIMITED, GEORGETOWN, ONTAR, CA |