DE19848777B4

DE19848777B4 - Einspritzgesteuerte Mehrhohlraum-Spritzgießvorrichtung

Info

Publication number: DE19848777B4
Application number: DE19848777.0A
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Gellert; Denis L. Babin
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2014-09-11
Anticipated expiration: 2018-10-23
Also published as: US6350401B1; BR9804365A; CA2219257C; JP3258282B2; EP0911136B1; EP0911136A1; DE69806215D1; ATE219721T1; CA2219257A1; DE69806215T2; DE19848777A1; JPH11198188A; CN1217974A; CN1104318C; US6062841A

Abstract

Eine einspritzgesteuerte Mehrhohlraum-Spritzgießvorrichtung mit einem ersten Schmelzeverteiler (18), der in einer Spritzgießform zwischen einer Einspritzbuchse (98) und einer Vielzahl von beheizten Düsen (10) montiert ist; ersten und dritten Schmelzedurchgängen (92, 94), die sich zum Fördern einer ersten Schmelze von einer ersten Schmelzequelle durch den ersten Schmelzeverteiler (18) erstrecken; und einem zweiten Schmelzedurchgang (112) zum Fördern einer zweiten Schmelze von einer zweiten Schmelzequelle; jede beheizte Düse (10) weist ein hinteres Ende (14) auf, das gegen den Schmelzeverteiler (18) stößt, und ein vorderes Ende (30) an einer Angussöffnung (32), die zu einem Formhohlraum (36) in der Spritzgießform führt, wobei jede beheizte Düse (10) erste, zweite und dritte Schmelzekanäle (56, 64, 66) aufweist, die sich durch die Düse (10) vom hinteren Ende (14) zum vorderen Ende (30) erstrecken; wobei der erste Schmelzedurchgang (92) zum Fördern der ersten Schmelze sich durch den ersten Schmelzekanal (56) in jeder beheizten Düse (10) zur Angussöffnung (32) erstreckt, der zweite Schmelzedurchgang (112) zum Fördern der zweiten Schmelze sich durch den zweiten Schmelzekanal (64) in jeder beheizten Düse (10) zur Angussöffnung (32) erstreckt, und der dritte Schmelzedurchgang (94) zum Fördern der ersten Schmelze sich durch den dritten Schmelzekanal (66) in jeder beheizten Düse (10) zur Angussöffnung (32) erstreckt; dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzbuchse (98) sich zu dem ersten Schmelzeverteiler (18) erstreckt, wobei sich der erste und der dritte Schmelzedurchgang (92, 94) durch die Einspritzbuchse (98) erstrecken; eine Ventilvorrichtung (118) vorgesehen ist, die in dem ersten oder dritten Schmelzedurchgang (92, 94) der Einspritzbuchse (98) montiert ist, wobei der jeweils andere Schmelzedurchgang (92, 94) sich offen durch den ersten Schmelzeverteiler (18) hindurch bis zur Angussöffnung (32) erstreckt; und eine Betätigungsvorrichtung (124) für das Betätigen der Ventilvorrichtung (118) zwischen offenen und geschlossenen Positionen, zur Steuerung des Durchflusses der ersten Schmelze durch einen der ersten oder dritten Schmelzedurchgänge (92, 94) vorgesehen ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgießvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, allgemein auf eine eingußgesteuerte Spritzgießvorrichtung für ein Mehrlagen-Spritzgießen und insbesondere auf eine solche Vorrichtung, die zwei Schmelzedurchgänge hat, die sich von einer gemeinsamen Schmelzequelle erstrecken, wobei einer der Schmelzedurchgänge ein Steuerventil aufweist, um den Schmelzefluß in einem zentralen Schmelzekanal in jeder beheizten Düse zu steuern.
Mehrhohlraum-Spritzgießmaschinen für das Herstellen von fünflagigen Schutzbehältern für Lebensmittel oder Vorformen oder Vorformlingen für Trinkflaschen sind bekannt. Zwei Schichten eines Barrierematerials, wie ein Ethylen-Vinyl-Alkohol-Kopolymer (EVOH) oder Nylon, werden zwischen zwei äußere Schichten und eine zentrale Schicht eines Polyethylenterephthalat-(PET)-Materials gespritzt. Beispielsweise zeigt die US 4,717,324 A eine Vorrichtung, bei der sequentiell zuerst das PET und dann das Barrierematerial und schließlich nochmals das PET durch zwei verschiedene Schmelzekanäle eingespritzt wird. Während dies bei einigen Anwendungen eine befriedigende Lösung darstellt, hat das sequentielle Spritzen den Nachteil einer relativ langen Zykluszeit.
Wie man aus der US 4,990,301 A , der US 5,131,830 A und der US 5,141,695 A sieht, ist auch eine Spritzgießvorrichtung für das gleichzeitige Spritzen von mehrlagigen Produkten bekannt, aber diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie eine getrennte Schmelzequelle und ein getrenntes Ventil für jeden Schmelzekanal erfordert.
Darüber hinaus ist aus der DE 38 52 917 T2 ein Heißläufersystem für eine Spritzgießmaschine, die gleichzeitig mehrere geformte Teile herstellen kann, bekannt. Dabei werden die drei Schmelzekanäle der Düsen von drei voneinander unabhängigen Schmelzedurchgängen des Schmelzeverteilers versorgt. In der DE 35 87 947 T2 ist weiter eine Spritzform einer Spritzgießvorrichtung beschrieben, der über zwei Schmelzekanäle Kunststoffschmelze zugeführt wird. Diese Schmelzekanäle können über ein gemeinsames Ventilelement geöffnet und geschlossen werden. Auch die DE 36 21 475 A1 zeigt wieder eine Spritzgießmaschine zum Herstellen eines mehrlagigen Formkörpers. Dabei wird ein Verteiler oder Ventilträger mit zwei Schmelzequellen verbunden und mit einem Ventilkörper versehen, der die Schmelzedurchgänge in dem Verteiler wahlweise öffnet oder schließt, um so nach dem Einfüllen des Außenmaterials in den Formkörper noch ein Kernmaterial einzuspritzen. Aus der DE 961 36 705 T2 ist wiederum eine Mehrfach-Spritzgießvorrichtung bekannt zum Spritzgießen mehrlagiger Formteile. Dazu sind in dem Verteiler, der mit zwei Schmelzequellen verbunden ist, in jedem von den Schmelzequellen in den Verteiler führenden Schmelzedurchgängen Ventileinrichtungen vorgesehen, die den Schmelzefluss entsprechend einem vorgegebenen Einspritzzyklus steuern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, zumindest teilweise die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, indem eine Mehrhohlraum-Spritzgießvorrichtung für ein Fünflagen-Spritzgießen, die nur zwei Schmelzequellen und nur ein Steuerventil aufweist, bereitgestellt wird. Diese Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen einspritzgesteuerten Mehrholraum-Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Zu diesem Zweck liefert die Erfindung in einem ihrer Aspekte eine eingußgesteuerte Mehrhohlraum-Einspritzvorrichtung für ein Fünflagen-Spritzgießen, die ein oder mehrere Schmelzeverteilerrohre mit einer vorderen Fläche und eine Vielzahl von beheizten Düsen, die in einer Spritzform montiert sind, aufweist. Jede beheizte Düse hat ein hinteres Ende, das gegen das Schmelzeverteilerrohr stößt, und ein vorderes Ende neben einer Angußöffnung, das zu einem Hohlraum in der Spritzform führt. Jede beheizte Düse hat erste, zweite und dritte Schmelzekanäle, die sich durch sie vom hinteren Ende zum vorderen Ende erstrecken. Ein erster Schmelzedurchgang für das Befördern der Schmelze von einer ersten Schmelzequelle verzweigt in das Schmelzeverteilerrohr und erstreckt sich durch den ersten Schmelzekanal in jeder beheizten Düse bis zur Angußöffnung. Ein zweiter Schmelzedurchgang für das Befördern der Schmelze von einer zweiten Schmelzequelle verzweigt in das Schmelzeverteilerrohr und erstreckt sich durch den zweiten Schmelzekanal in jeder beheizten Düse zur Angußöffnung. Ein dritter Schmelzedurchgang für das Befördern der Schmelze von der ersten Schmelzequelle verzweigt in das Schmelzeverteilerrohr und erstreckt sich durch den dritten Schmelzekanal in jeder beheizten Düse zur Angußöffnung. Der erste Schmelzedurchgang weist ein Ventil oberhalb der Verzweigung auf, um den Schmelzefluß zum ersten Schmelzekanal in jeder beheizten Düse gemäß einem vorbestimmten Zyklus zu steuern.
Gemäß einem anderen seiner Aspekte liefert die Erfindung ein Verfahren für ein kontinuierliches Spritzgießen von Fünflagen-Produkten in einer Mehrhohlraum-Spritzgieß-vorrichtung, die ein Schmelzeverteilerrohr und eine Vielzahl von beheizten Düsen, die in einer Spritzform montiert sind, aufweist. Jede beheizte Düse hat ein hinteres Ende, das gegen das Schmelzeverteilerrohr stößt, und ein vorderes Ende neben einer Angußöffnung, das zu einem Hohlraum in der Spritzform führt. Jede beheizte Düse hat einen zentralen Schmelzekanal, der sich durch sie vom hinteren Ende zum vorderen Ende erstreckt, einen inneren Ringschmelzekanal, der sich um den zentralen Schmelzekanal zum vorderen Ende erstreckt, und einen äußeren Ringschmelzekanal, der sich um den inneren Ringschmelzekanal zum vorderen Ende erstreckt. Ein erster Schmelzedurchgang, der sich von einem gemeinsamen Einlaß im Schmelzeverteilerrohr erstreckt und eine betätigte Ventilvorrichtung darin aufweist, verzweigt in das Schmelzeverteilerrohr und erstreckt sich durch den zentralen Schmelzekanal in jeder beheizten Düse zur Angußöffnung. Ein zweiter Schmelzedurchgang verzweigt im Schmelzeverteilerrohr und erstreckt sich durch den inneren Ringschmelzekanal in jeder beheizten Düse zur Angußöffnung. Ein dritter Schmelzedurchgang, der sich auch vom gemeinsamen Einlaß im Schmelzeverteilerrohr erstreckt, verzweigt in das Schmelzeverteilerrohr und erstreckt sich durch den äußeren Ringschmelzekanal in jeder beheizten Düse zur Angußöffnung. Wenn sich die Ventilvorrichtung im ersten Schmelzedurchgang in der geschlossenen Position befindet, umfaßt das Verfahren folgende Schritte: Einspritzen eines ersten geschmolzenen Materials von einer ersten Schmelzequelle durch den gemeinsamen Einlaß zu den ersten und dritten Schmelzedurchgängen, wobei das erste geschmolzene Material in den dritten Schmelzedurchgang durch den äußeren Ringkanal in jeder beheizten Düse und durch die dazu ausgerichtete Angußöffnung in die Hohlräume fließt. Nachdem eine vorbestimmte Menge des ersten geschmolzenen Materials in die Hohlräume eingespritzt wurde, wird gleichzeitig ein zweites geschmolzenes Material von einer zweiten Schmelzequelle in die Hohlraume durch den zweiten Schmelzedurchgang gespritzt, wobei das zweite geschmolzene Material durch den inneren Ringschmelzekanal in jeder beheizten Düse und die dazu ausgerichtete Angußöffnung fließt, und das erste geschmolzene Material, das vom äußeren Ringkanal in jede beheizte Düse fließt, aufspaltet, um zwei äußere Schichten des ersten Materials in jeder der Hohlräume zu bilden. Nachdem der Fluß des zweiten geschmolzenen Materials in die Hohlräume errichtet wurde, wird die Ventilvorrichtung im ersten Schmelzekanal in die offene Position gebracht, um gleichzeitig erstes geschmolzenes Material von der ersten Schmelzequelle in die Hohlräume durch den ersten Schmelzedurchgang einzuspritzen, wobei das erste geschmolzene Material durch den zentralen Schmelzekanal in jeder beheizten Düse und die ausgerichtete Angußöffnung fließt und das zweite geschmolzene Material, das vom inneren Ringkanal in jede beheizte Düse fließt, aufspaltet, um eine zentrale Schicht des ersten Materials zwischen zwei dazwischen liegenden Schichten des zweiten Materials in jedem der Hohlräume auszubilden. Wenn die Hohlräume nahezu voll sind, wird das Einspritzen des zweiten Materials durch den zweiten Schmelzedurchgang unterbrochen, während das Einspritzen des ersten Materials fortgesetzt wird, bis die Hohlräume voll sind. Nach einer Abkühlungszeit wird die Spritzform geöffnet, um die gespritzten Produkte auszustoßen. Schließlich wird die Spritzform nach dem Ausstoßen der gespritzten Produkte geschlossen.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, wenn sie zusammen mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht eines Teiles einer Mehrhohlraum-Spritzgießvorrichtung für ein Fünflagen-Spritzen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2–5 sind Schnittansichten eines Teiles der 1, die die Sequenz des Spritzens eines Funflagen-Vorformlings zeigen; und
6 ist eine Schnittansicht eines Teiles einer Mehrhohlraum-Spritzgießvorrichtung für ein Fünflagen-Spritzen gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird nun zuerst Bezug genommen auf 1, die einen Teil einer Mehrhohlraum-Einlaßsteuerungs-Spritzgießvorrichtung für das Spritzen von fünflagigen Vorformlingen oder anderen Produkten durch eine Kombination eines sequentiellen und gleichzeitigen Mitspritzens, zeigt. Eine Anzahl beheizter Düsen 10 sind in einer Spritzform 12 montiert, wobei ein hinteres Ende 14 gegen die Vorderfläche 16 eines vorderen Stahlschmelzeverteilerrohres 18 stößt. Während die Spritzform in Abhängigkeit von der Anwendung eine größere Anzahl von Platten aufweisen kann, werden in diesem Fall nur eine Düsenhalteplatte 20, eine Verteilerhalteplatte 22 und eine Zylinderplatte 24, die mittels Bolzen 26 zusammengehalten werden, als auch eine Hohlraumhalteplatte 28 aus Gründen einer einfacheren Darstellung gezeigt. Das vordere Spitzenende 20 jeder beheizten Düse 10 ist mit einer Angußöffnung 32 ausgerichtet, das sich durch einen gekühlten Angußeinsatz 34 in einen Hohlraum 36 erstreckt. Dieser Hohlraum 36 für das Herstellen von Trinkflaschenvorformlingen erstreckt sich zwischen einem Hohlraumeinschub 38 und dem Spritzformkern 40 in konventioneller Weise.
Jede Düse wird beheizt, vorzugsweise durch ein integrales elektrisches Heizelement 42, das einen Anschluß 44 aufweist. Jede beheizte Düse 10 ist in eine Öffnung 46 in der Düsenhalteplatte 20 eingesetzt, wobei ein rückwärtiger Schulterteil 48 jeder beheizten Düse 10 in einem kreisförmigen Haltesitz 50, der sich um die Öffnung 46 herum erstreckt, aufgenommen wird. Dies liefert einen isolierenden Luftspalt 52 zwischen der beheizten Düse 10 und der umgebende Spritzform 12, die durch das Hindurchpumpen von Kühlwasser durch die Kühlleitungen 54 gekühlt wird. Jeder beheizte Düse 10 hat einen zentralen Schmelzekanal 56, der sich von ihrem hinteren Ende 14 zu ihrem vorderen Ende 30 erstreckt.
In der gezeigten Konfiguration hat jede beheizte Duse 10 einen Einschubteil 58, der in einem Sitz 60 durch eine mit einem Gewinde versehene Düsendichtung 61, die an ihren Ort eingedreht ist und das vordere Spitzenende 30 der beheizten Düse 10 bildet, gesichert ist. Wie man sieht, ist das Einschubteil 50 aus mehreren Stücken 62 hergestellt, die zusammenpassen, um den zentralen Schmelzekanal zu bilden, einem inneren Ringschmelzekanal 64, der sich um den zentralen Schmelzekanal 56 zum vorderen Ende 30 erstreckt, und einen äußeren Ringschmelzekanal, der sich um den inneren Ringschmelzekanal 64 und den zentralen Schmelzekanal 56 zum vorderen Ende 30 erstreckt. In dieser Konfiguration hat die beheizte Düse 10 eine einzige Schmelzebohrung 68, die sich von ihrem hinteren Ende 14 erstreckt, um mit dem inneren Ringschmelzekanal 64 in Verbindung zu treten. Ein Kreis beabstandeter Löcher 70 ist in das hintere Ende 14 der beheizten Düse 10 um die Schmelzebohrung 68 gebohrt, um eine thermische Trennung für die Schmelze, die durch die Schmelzebohrung 68 fließt, zu liefern. Die gezeigte Konfiguration hat auch vier beabstandete Schmelzebohrungen 72, die sich vom hinteren Ende 14 der beheizten Düse 10 zum äußeren Ringschmelzekanal 66 erstrecken.
Das vordere Schmelzeverteilerrohr 18 wird durch ein elektrisches Heizelement 74 beheizt. Es wird vorzugsweise durch einen zentralen Haltering 76 und Schrauben 78, die sich in jede beheizte Düse 10 erstrecken, gehalten, um einen isolierenden Luftraum 80 aufzuweisen, der sich zwischen ihm und der umgebenden gekühlten Spritzform 12 erstreckt. Ein hinteres Stahlschmelzeverteilerrohr 82 ist in der Spritzform 12 durch eine Anzahl von isolierenden und nachgiebigen Abstandhaltern 84, die sich zwischen ihm und der Zylinderplatte 24 erstrecken, so montiert, daß es sich parallel zum vorderen Schmelzeverteilerrohr 18 erstreckt. Wie man sieht, sind die beiden Verteilerrohre 18, 82 durch thermisch isolierende Schmelzeübertragungsbuchsen 86, die zwischen ihnen angeordnet sind, getrennt. Wie detaillierter weiter unten beschrieben wird, wird das hintere Schmelzeverteilerrohr 82 durch ein integrales elektrisches Heizelement 88 auf eine niedrigere Betriebstemperatur als das vordere Schmelzeverteilerrohr 18 erwärmt, und der Luftraum 90, der durch die thermisch isolierenden Schmelzeübertragungsbuchsen 86 zwischen den beiden Rohren 18, 82 geliefert wird, bietet eine thermische Trennung zwischen diesen.
Ein erster Schmelzedurchgang 92 und ein dritter Schmelzedurchgang 94 erstrecken sich von einem gemeinsamen Einlaß 96 durch eine zylindrische Verteilerrohrerweiterung oder Angußbuchse 98 und verzweigen sich beide in das vordere Schmelzeverteilerrohr 18, und erstrecken sich in dieser Konfiguration durch eine Schmelzeaufteilungsbuchse 100, die in der vorderen Fläche 16 des vorderen Schmelzeverteilerrohres 18 in Ausrichtung mit jeder beheizten Düse 10 angeordnet ist. Die Schmelzeaufteilungsbuchse 100 besteht aus drei Stahlschichten, die integral verlötet sind, wie das in der parallelen kanadischen Anmeldung CA 2219054 A1 beschrieben ist. In dieser Konfiguration erstreckt sich der erste Schmelzedurchgang 92 durch ein L-förmiges Rohr 102 in der Schmelzeaufteilungsbuchse 100 in Ausrichtung mit dem zentralen Schmelzekanal 56 durch jede beheizte Düse 10, und der dritte Schmelzedurchgang 94 verzweigt sich in der Schmelzeaufteilungsbuchse 100 zu vier Löchern 104, die jeweils mit einer der vier Schmelzebohrungen 72 ausgerichtet sind, die sich vom hinteren Ende 14 jeder beheizten Düse 10 zum äußeren Ringschmelzekanal 66 erstreckt. In dieser Konfiguration hat jede thermisch isolierende Schmelzeübertragungsbuchse 86 einen länglichen Stababschnitt 106, der sich nach vorn von einem hinteren Kopfabschnitt 107 durch eine Bohrung 108 im vorderen Schmelzeverteilerrohr 18 und eine außermittige Bohrung 110 in der Schmelzeaufteilungsbuchse 100 erstreckt. Ein zweiter Schmelzedurchgang 112 erstreckt sich von einem zweiten Einlaß 114 und verzweigt in das hintere Schmelzeverteilerrohr 82, um sich durch eine zentrale Bohrung 116 in jeder Schmelzeübertragungsbuchse 86 zur ausgerichtete Schmelzebohrung 68 zu erstrecken, die sich vom hinteren Ende 14 der beheizten Düse 10 zum inneren Ringschmelzekanal 64 erstreckt.
Ein erfindungsgemäßes Steuerventil 118 ist im ersten Schmelzedurchgang 92 in der zylindrischen Erweiterung, also in der Angußbuchse montiert, die zum vorderen Schmelzeverteilerrohr 18 führt. Eine Verbindung 120, die sich vom Steuerventil 118 erstreckt, ist an einem Verbindungsstab 122 befestigt, der sich von einem Kolben 124 in einem Zylinder 126, der in der Zylinderplatte 24 montiert ist, erstreckt. Der Kolben 124 wird durch einen pneumatischen Druck angetrieben, der durch Einlässe 128, 130 aufgebracht wird, um das Steuerventil 118 zwischen offenen und geschlossenen Positionen gemäß einem vorbestimmten Zyklus zu bewegen. Natürlich kann in anderen Ausführungsformen das Steuerventil 118 in irgendeiner der aus dem Stand der Technik bekannten Techniken betrieben werden, es kann beispielsweise hydraulisch statt pneumatisch betätigt werden, oder es können andere Arten von Ventilen verwendet werden.
Im Betrieb wird das Spritzgießsystem so zusammengefügt, wie das in 1 gezeigt ist, und es arbeitet, um Fünflagen-Vorformlinge oder andere Produkte mit zwei Lagen eines Barrierematerials, die wechselnd zwischen drei Schichten eines Polyethylenterephthalat-(PET)-Materials angeordnet sind, wie folgt auszubilden. Das Barrierematerial ist ein Material, wie ein Ethylen-Vinyl-Alkohol-Kopolymer (EVOH) oder Nylon. Als erstes wird elektrische Leistung an das Heizelement 74 im vorderen Schmelzeverteilerrohr 18 und den Heizelementen 42 in den beheizten Düsen 10 gelegt, um sie auf eine Betriebstemperatur für das in die ersten und dritten Schmelzedurchgänge 92, 94 einzuspritzende Material zu erhitzen, wobei es sich vorzugsweise um PET handelt, das eine Betriebstemperatur von ungefähr 565°F erfordert. Elektrische Leistung wird auch an das Heizelement 88 im hinteren Schmelzeverteilerrohr 82 angelegt, um es auf eine Betriebstemperatur des in den zweiten Schmelzekanal 112 einzuspritzenden Materials von ungefähr 400°F zu erhitzen. Wasser wird den Kühlungsleitungen 54 zugeführt, um die Spritzformen 12 und die Angußeinsätze 34 zu kühlen. Heiße, unter Druck stehende Schmelze wird dann in den gemeinsamen Einlaß 96 im vorderen Schmelzeverteilerrohr 18 und den zweiten Einlaß 114 im hinteren Schmelzeverteilerrohr 82 gemäß einem vorbestimmten Einspritzzyklus eingespritzt.
Es wird nun auch Bezug genommen auf die 2–5, um den Arbeitsablauf des Einspritzzyklusses zu beschreiben. Als erstes wird pneumatischer Druck auf den Zylinder 126 angewandt, um das Steuerventil 118 in die geschlossene Position zu drehen. Unter Druck stehende Schmelze, wie ein Polyethylenterephthalat-(PET)-Material wird durch den gemeinsamen Einlaß 96 in die zylindrische Erweiterung oder Angußbuchse 98 des vorderen Schmelzeverteilerrohres 18 durch einen (nicht gezeigten) Einspritzzylinder eingespritzt. Wenn sich das Steuerventil 118 im ersten Schmelzedurchgang 92 in der geschlossenen Position befindet, so fließt die Schmelze durch den dritten Schmelzedurchgang 94, der sich in das vordere Schmelzeverteilerrohr 18 verzweigt und sich durch die äußeren Ringschmelzekanäle 66 in jede beheizte Düse 10 zur ausgerichteten Angußöffnung 32, die zu einem Hohlraum 36 führt, erstreckt. Nachdem eine vorbestimmte Menge PET in den Hohlraum 36 eingespritzt wurde, und während PET weiterhin durch den äußeren Ringschmelzekanal 66 eingespritzt wird, wird eine andere unter Druck stehende Schmelze, die ein Barrierematerial darstellt, wie ein Ethylen-Vinyl-Alkohol-Kopolymer (EVOH) oder Nylon, gemeinsam durch einen anderen (nicht gezeigten) Einspritzzylinder durch den zweiten Einlaß 114 eingespritzt und fließt durch den zweiten Schmelzekanal 112, der sich in das hintere Schmelzeverteilerrohr 82 verzweigt und sich durch den inneren Ringschmelzekanal in jede beheizte Düse 10 zur ausgerichteten Angußöffnung 32, die in den Hohlraum 36 führt, erstreckt.
Wie man in 3 sieht, spaltet der Fluß des Barrierematerials den Fluß des PET in zwei äußere Schichten 132. Nachdem das gleichzeitigen Fließen des PET durch die äußeren ringförmigen Schmelzekanäle 66 und des Barrierematerials durch die inneren Schmelzekanäle 64 errichtet wurde, wird pneumatischer Druck umgekehrt auf den Zylinder 126 aufgebracht, um das Steuerventil 118 in die offene Position zu drehen. Dann fließt das unter Druck befindliche PET auch durch den ersten Schmelzedurchgang 92, der sich in das vordere Verteilungsrohr 18 verzweigt und sich durch den zentralen Schmelzekanal 56 in jede beheizte Duse 10 zur ausgerichteten Angußöffnung 32 und in den Hohlraum 36 erstreckt.
Wie man in 4 sieht, spaltet dieser Fluß des PET durch den ersten Schmelzedurchgang 92 wiederum den Fluß des Barrierematerials in zweit Zwischenschichten 134 des Barrierematerials auf beiden Seiten einer zentralen PET-Schicht 136 auf. Wenn die Hohlräume 36 nahezu gefüllt sind, wird der pneumatische Druck wiederum umgekehrt auf den Zylinder 126 aufgebracht, um das Steuerventil 118 zurück in die geschlossene Position zu drehen. Dies schneidet den Fluß des PET durch den zentralen Schmelzekanal 56 ab, um somit das Aufspalten des Flusses des Barrierematerials zu beenden, und es dem Barrierematerial zu gestatten, einen kontinuierlichen abdichtenden Fluß zu erzeugen. Dann wird der Einspritzdruck des Barrierematerials aufgehobenen, um dessen Fluß durch die inneren Ringschmelzekanäle 76 in die beheizten Düsen 10 zu stoppen, und eine andere kleine Menge PET wird eingespritzt, um das Füllen der Hohlräume 36 zu vervollständigen. Der Einspritzdruck des PET wird dann aufgehoben, und nach einer kurzen Kühldauer wird die Spritzform 12 für ein Ausstoßen geoffnet.
Nach dem Ausstoßen wird die Spritzform 12 geschlossen und der Zyklus wird alle 15 bis 30 Sekunden kontinuierlich mit einer Frequenz wiederholt, die von der Wanddicke und der Zahl und der Größe der Hohlräume 36 und den exakten Materialien, die geschmolzen werden, abhängt. Somit gestattet, wie man sieht, das Bereitstellen des Steuerventils 118, das im ersten Schmelzedurchgang 92 montiert ist, bevor dieser in das vordere Schmelzeverteilerrohr 18 verzweigt, die getrennte Steuerung des Schmelzeflusses durch jeden der drei Schmelzekanäle während des Einspritzzyklusses.
Es wird nun Bezug genommen auf 6, die die Spritzgießvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung für das Formen von Fünflagen-Vorformlingen oder anderen Produkten durch eine Kombination eines sequentiellen und gleichzeitigen gemeinsamen Einspritzens zeigt. Da viele der Elemente die gleichen sind, wie die die oben beschrieben wurden, oder diesen ähneln, werden nicht alle Elemente, die beiden Ausführungsformen gemeinsam sind, nochmals beschrieben, und die, die nochmals beschrieben werden, haben die gleichen Bezugszeichen wie vorher. In diesem Fall hat das hintere Schmelzeverteilerrohr 82 statt dem vorderen Schmelzeverteilerrohr 18 die Verteilrohrerweiterung oder Angußbuchse 98. Somit erstrecken sich die ersten und dritten Schmelzedurchgänge 92, 94, die sich vom gemeinsamen Einlaß 96 in der Verteilrohrerweite-rung oder Angußbuchse 98 erstrecken, durch das hintere Schmelzeverteilerrohr 82 statt durch das vordere Schmelzeverteilerrohr 18. Weiterhin erstreckt sich der zweite Schmelzedurchgang 112 vom zweiten Einlaß 114 durch das vordere Schmelzeverteilerrohr 18 statt durch das hintere Schmelzeverteilerrohr 82.
Wie man sieht, ist eine Schmelzeübertragungs- und Aufteilungsbuchse 138 hinter jeder beheizten Düse 10 in einer zylindrischen Öffnung 140 durch das vordere Schmelzeverteilerrohr 18 angeordnet, wobei ihr hinteres Ende 142 gegen das hintere Schmelzeverteilerrohr 82 stößt. Der erste Schmelzekanal 92 verzweigt in das hintere Schmelzeverteilerrohr 82 und erstreckt sich durch eine außermittige Bohrung 144, die sich durch jede Schmelzeübertragungs- und Aufteilungsbuchse 138 in Ausrichtung mit dem zentralen Schmelzekanal 56 in der benachbarten beheizten Düse 10 erstreckt. Die Schmelzeübertragungs- und Aufteilungsbuchse 138 ist aus zwei integral miteinander verlöteten Stahlschichten hergestellt, und der dritte Schmelzekanal 94 vom hinteren Schmelzeverteilerrohr 82 verzweigt in die Schmelzeübertragungs- und Aufteilungsbuchse 138 von einem einzelnen Einlaß 146 an seinem hinteren Ende 142 zu vier beabstandeten Auslässen 148 an seinem vorderen Ende 150. Ein kleiner Paßstift 152 erstreckt sich von der Schmelzeubertragungs- und Aufteilungsbuchse 138 nach außen in das vordere Schmelzeverteilerrohr 18, um die Schmelzeübertragungs- und Aufteilungsbuchse 138 mit den vier beabstandeten Auslässen 148 in Ausrichtung mit den vier Schmelzebohrungen 72, die sich vom hinteren Ende 14 der beheizten Düse 10 zum äußeren Ringschmelzekanal 66 erstrecken, festzulegen. Der zweite Schmelzedurchgang 112, der in das vordere Schmelzeverteilerrohr 118 verzweigt, erstreckt sich durch die einzelne Schmelzebohrung 68, die sich vom hinteren Ende 14 der beheizten Düse 10 zum inneren Ringschmelzekanal 64 erstreckt. Der Betrieb dieser Ausführungsform der Erfindung ist derselbe wie der oben beschriebene Betrieb und braucht nicht zu wiederholt werden.
Während die Beschreibung der eingußgesteuerten Spritzgießmaschine für ein Fünflagen-Spritzgießen in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen erfolgt ist, ist es offensichtlich, daß verschiedene Modifikationen möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch Fachleute verstanden wird und wie er in den folgenden Ansprüchen festgelegt ist. Beispielsweise können andere Materialien, die geeignete Eigenschaften aufweisen, statt PET, EVOH und Nylon verwendet werden.

Claims

Eine einspritzgesteuerte Mehrhohlraum-Spritzgießvorrichtung mit einem ersten Schmelzeverteiler (18), der in einer Spritzgießform zwischen einer Einspritzbuchse (98) und einer Vielzahl von beheizten Düsen (10) montiert ist; ersten und dritten Schmelzedurchgängen (92, 94), die sich zum Fördern einer ersten Schmelze von einer ersten Schmelzequelle durch den ersten Schmelzeverteiler (18) erstrecken; und einem zweiten Schmelzedurchgang (112) zum Fördern einer zweiten Schmelze von einer zweiten Schmelzequelle; jede beheizte Düse (10) weist ein hinteres Ende (14) auf, das gegen den Schmelzeverteiler (18) stößt, und ein vorderes Ende (30) an einer Angussöffnung (32), die zu einem Formhohlraum (36) in der Spritzgießform führt, wobei jede beheizte Düse (10) erste, zweite und dritte Schmelzekanäle (56, 64, 66) aufweist, die sich durch die Düse (10) vom hinteren Ende (14) zum vorderen Ende (30) erstrecken; wobei der erste Schmelzedurchgang (92) zum Fördern der ersten Schmelze sich durch den ersten Schmelzekanal (56) in jeder beheizten Düse (10) zur Angussöffnung (32) erstreckt, der zweite Schmelzedurchgang (112) zum Fördern der zweiten Schmelze sich durch den zweiten Schmelzekanal (64) in jeder beheizten Düse (10) zur Angussöffnung (32) erstreckt, und der dritte Schmelzedurchgang (94) zum Fördern der ersten Schmelze sich durch den dritten Schmelzekanal (66) in jeder beheizten Düse (10) zur Angussöffnung (32) erstreckt; dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzbuchse (98) sich zu dem ersten Schmelzeverteiler (18) erstreckt, wobei sich der erste und der dritte Schmelzedurchgang (92, 94) durch die Einspritzbuchse (98) erstrecken; eine Ventilvorrichtung (118) vorgesehen ist, die in dem ersten oder dritten Schmelzedurchgang (92, 94) der Einspritzbuchse (98) montiert ist, wobei der jeweils andere Schmelzedurchgang (92, 94) sich offen durch den ersten Schmelzeverteiler (18) hindurch bis zur Angussöffnung (32) erstreckt; und eine Betätigungsvorrichtung (124) für das Betätigen der Ventilvorrichtung (118) zwischen offenen und geschlossenen Positionen, zur Steuerung des Durchflusses der ersten Schmelze durch einen der ersten oder dritten Schmelzedurchgänge (92, 94) vorgesehen ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend einen zweiten Schmelzeverteiler (82), durch den sich der zweite Schmelzedurchgang (112) erstreckt.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ventilvorrichtung (118) in dem ersten Schmelzedurchgang (92) der Einspritzbuchse (98) montiert ist, und die Betätigungsvorrichtung (124) den Schmelzefluss durch den ersten Schmelzekanal (56) in jeder beheizten Düse (10) gemäß einem vorbestimmten Zyklus steuert.
Die Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Schmelzekanal (56) durch jede beheizte Düse (10) ein zentraler Schmelzekanal ist, wobei der zweite Schmelzekanal (64) durch jede beheizte Düse (10) einen inneren Ringschmelzekanal umfasst, der sich um den zentralen Schmelzekanal zum vorderen Ende (30) erstreckt, und der dritte Schmelzekanal (66) durch jede beheizte Düse (10) einen äußeren Ringschmelzekanal umfasst, der sich um den inneren Ringschmelzekanal zum vorderen Ende (30) erstreckt.
Die Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die ersten und die dritten Schmelzedurchgänge (92, 94) von der ersten Schmelzequelle sich in einen vorderen Schmelzeverteiler (18) verzweigen, der in der Spritzgießform montiert ist, und der zweite Schmelzedurchgang (112) von der zweiten Schmelzequelle sich in einen hinteren Schmelzeverteiler (82) verzweigt, der in der Spritzgießform montiert ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die ersten und dritten Schmelzedurchgänge (92, 94) sich von einem gemeinsamen Einlass in die Einspritzbuchse (98) erstrecken.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der vordere Schmelzeverteiler (18) sich im Wesentlichen parallel zum hinteren Schmelzeverteiler (82) in einem vorbestimmten Abstand erstreckt, und der zweite Schmelzedurchgang (112) von der zweiten Schmelzequelle in den hinteren Schmelzeverteiler (82) verzweigt und sich durch Schmelzebohrungen (108) im vorderen Schmelzeverteiler (18) erstreckt.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 7, wobei jede beheizte Düse (10) mindestens eine Schmelzebohrung (68) aufweist, die sich vom hinteren Ende (14) zum inneren Ringschmelzekanal erstreckt und mindestens eine Schmelzebohrung (72), die sich vom hinteren Ende (14) zum äußeren Ringschmelzekanal erstreckt, wobei sich der zweite Schmelzedurchgang (112), der sich in den hinteren Schmelzeverteiler (82) verzweigt und sich durch die Schmelzebohrung (108) im vorderen Schmelzeverteiler (18) erstreckt, sich durch die mindestens eine Schmelzebohrung (68) erstreckt, die sich vom hinteren Ende (14) zum inneren Ringschmelzekanal in jeder beheizten Düse (10) erstreckt.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der dritte Schmelzedurchgang (94), der sich in den vorderen Schmelzeverteiler (18) verzweigt, sich durch die mindestens eine Schmelzebohrung (72) erstreckt, die sich vom hinteren Ende (14) zum äußeren Ringschmelzekanal in jeder beheizten Düse (10) erstreckt.
Die Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Ventilvorrichtung (118) ein Steuerventil umfasst, das im ersten Schmelzedurchgang (92) in der Einspritzbuchse (98) montiert ist, und die Betätigungsvorrichtung (124) das Steuerventil gemäß eines vorbestimmten Zyklus zwischen den offenen und geschlossenen Positionen steuert.
Die Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die ersten und dritten Schmelzedurchgänge (92, 94) von der ersten Schmelzequelle sich in den hinteren Schmelzeverteiler (82) verzweigen, der in der Spritzgießform montiert ist, und der zweite Schmelzedurchgang (112) von der zweiten Schmelzequelle sich in einen vorderen Schmelzeverteiler (18) verzweigt, der in der Spritzgießform montiert ist.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 11, wobei sich die ersten und dritten Schmelzedurchgänge (92, 94) von einem gemeinsamen Einlass in die Einspritzbuchse (98) erstrecken.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der vordere Schmelzeverteiler (18) sich im wesentlichen parallel zum hinteren Schmelzeverteiler (82) in einem vorbestimmten Abstand erstreckt, und die ersten und dritten Schmelzedurchgänge (92, 94) von der ersten Schmelzequelle sich in den hinteren Schmelzeverteiler (82) verzweigen und sich dann durch Schmelzebohrungen (72) im vorderen Schmelzeverteiler (18) erstrecken.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die beheizte Düse (10) mindestens eine Schmelzebohrung (68) aufweist, die sich vom hinteren Ende (14) zum inneren Ringschmelzekanal erstreckt, und mindestens eine Schmelzebohrung (72), die sich vom hinteren Ende (14) zum äußeren Ringschmelzekanal erstreckt, wobei der zweite Schmelzedurchgang (112), der sich in den vorderen Schmelzeverteiler (18) verzweigt, durch die mindestens eine Schmelzebohrung (68) erstreckt, die sich vom hinteren Ende (14) zum inneren Ringschmelzekanal in jeder beheizten Düse (10) erstreckt.
Die Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 14, wobei der dritte Schmelzedurchgang (94), der sich in den hinteren Schmelzeverteiler (82) verzweigt und sich durch die Schmelzebohrung im vorderen Schmelzeverteiler (18) erstreckt, sich durch die mindestens eine Schmelzebohrung (72) erstreckt, die sich vom hinteren Ende (14) zum äußeren Ringschmelzekanal in jeder beheizten Düse (10) erstreckt.
Die Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Ventilvorrichtung (118) ein Steuerventil umfasst, das im ersten Schmelzedurchgang (92) in der Einspritzbuchse (98) montiert ist, und die Betätigungsvorrichtung (124) das Steuerventil gemäß eines vorbestimmten Zyklus zwischen den offenen und geschlossenen Positionen steuert.