(57)【要約】【課題】ツールの温度による負荷に影響されない機能の装置を提供する。【解決手段】射出成形ツールにおける射出ノズル開閉装置は、駆動ユニットを、射出成形ツールの一以上のホットランナーノズルに接続するためのコントロールギアを備える。駆動ユニットは、射出成形ツールの外側に配置され、コントロールギアは、プッシュロッドギアとして構成され、駆動ユニットに接続される第１駆動プッシュロッドと、ノズルニードル装置に接続される少なくとも１つの被動プッシュロッドとを備える。それらのシャフトは互いに交差し、少なくとも一組のスライド表面を有する。その結果、第１プッシュロッドの並進運動、他のプッシュロッドの並進運動を生じさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形ツールにおける射出ノズル開閉装置であって、駆動ユニットを、射出成形ツールの一以上のホットランナーノズルのノズルニードル装置に接続するためのコントロールギアを有し、
駆動ユニット（４２）は、射出成形ツール（１４）の外側に配置され、コントロールギアは、駆動ユニットに接続される第１駆動プッシュロッド（３３、５６、６１、７６）と、ノズルニードル装置（１３）に接続される少なくとも１つの被動プッシュロッド（３４、３５、５８、６４、６６）とを有するプッシュロッドギアとして構成され、
それらのシャフト（４１、４９；５５、５７；６２、６５、６７）は互いに交差し、少なくとも一組のスライド表面（４７、４８）を有し、その結果第１プッシュロッドの並進運動は、他のプッシュロッドの並進運動を生じさせる、装置。
【請求項２】
プッシュロッド（３３、５６、６１、３４、３５、５８、６４、６６、７６）は歯状のラックとして構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
プッシュロッド（３３、５６、６１、３４、３５、５８、６４、７６）は、プッシュロッドを摺動案内させるように設計された案内凹部（４４、４５、４６、４９、５０、５１）を備える案内エレメント装置（３０）内に配置される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
案内エレメント装置（３０）は、射出成形ツール（１４）に連結されるために、モジュラーハウジングユニット（３６）内に構成される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
案内エレメント装置（３０）は、ホットランナー分配器（２１）を中間に介在させて、射出成形ツール（１４）に連結される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
案内エレメント装置（３０）は、ホットランナー分配器（７１）の一部として構成される、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
ノズルニードル装置（１３）は、被動プッシュロッド（３４、３５、５８、６４、６６）に、位置決め装置（５２）によって連結される、請求項１から６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
案内エレメント装置（３０）は、少なくとも１つの案内ピース（３１、３２）を有し、
案内ピース（３１、３２）は、駆動プッシュロッド（３３、５６、６１、７６）を受取り、かつ被動プッシュロッド（３４、３５、５８、６４、６６）を受取るように機能する、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
案内エレメント装置（３０）は、駆動ユニット（４２）を持つ駆動プッシュロッド（３３、５６、６１、７６）と同軸配置で備えられる、請求項１から８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
第１駆動プッシュロッド（３３、５６、６１、７６）、他の被動プッシュロッド（３４、３５、５８、６４、６６）、および／またはノズルニードル装置（１３）の位置を示すための手段が設けられる、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記手段はインディケータ（７３）を備え、
インディケータ（７３）は、その第１端（７４）の領域内で、第１駆動プッシュロッド（３３、５６、６１、７６）、他の被動プッシュロッド（３４、３５、５８、６４、６６）、および／またはノズルニードル装置（１３）と、本質的に堅く連結され、その第２端でスケール（７９）と相互干渉し、
スケール（７９）は、装置の外壁の領域内に備えられるか、または装置内に配置され、その結果、装置の外壁内のくぼみを通って、読取り可能である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記手段は、測定値変換器を有し、その信号は、電気的、あるいは電子的指示器を動作させるように機能する、請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、射出成形ツールにおける射出ノズル開閉装置に関し、その装置は、駆動ユニットを、射出成形ツールの一以上のホットランナーノズルのノズルニードル装置に正転に限定されずに（non-positively）接続するためのコントロールギアを備える。
【背景技術】
【０００２】
しかしながら、既に述べた種類の装置は、いわゆるホットランナー技術において、決して独占的には使用されておらず、処理される成形合成物は、熱したランナー、バルブ、およびノズルを通って、成形キャビティ内に、周期的な方法で射出される。射出ノズルを形成するための、熱したランナー内に案内されるノズルニードルは、コントロールギアによって、ノズルの先端に対して密封して押圧されるか、あるいはそれを開放するためにノズル孔から持ち上げられる。この目的のために、油圧ピストン駆動から形成されたコントロールギアを使用するための方法が公知である。その方法では、複動ピストンがノズルニードルのシャフトに連結され、代わりに作動流体が供給される。この方法で作動するコントロールギアの流体は、温度負荷にさらされる。なぜならば、それらが射出成形ツール内で統合するからであり、負荷は、射出成形ツールの温度に本質的に一致する。これにより、ピストン駆動のために要求される密封材料に特に関係して、特別な要求が生じる。
【０００３】
技術のこの状況に基づいて、この発明の目的は、ツールの温度による負荷に影響されない機能の装置を提供することである。
【０００４】
この目的は、クレームに記載の装置によって達成される。
【０００５】
この発明に従う装置において、駆動ユニットは、射出成形ツールの外側に配置される。コントロールギアは、プッシュロッドギアとして構成され、駆動ユニットに正転に限定されずに(non-positively)接続される第１駆動プッシュロッドと、ノズルニードル装置に正転に限定されずに接続されるための少なくとも１つの被動プッシュロッドとを有する。プッシュロッドの軸は、互いに交差して配置され、少なくとも１組のスライド表面を有し、第１プッシュロッドの並進運動は、他のプッシュロッドの並進運動を生じさせる。
【０００６】
プッシュロッド装置としてコントロールギアを設計することで、コントロールギア、あるいは駆動機構が、射出成形ツール上で通常普及している温度を恐れる必要がないことを保証する。
【０００７】
プッシュロッド装置を、射出成形ツールの外側で、かつその側部に配置された駆動ユニットと組合せることにより、射出成形供給材料を接続するための接続側として定期的に使用される射出成形ツールの上部が、何の制限もなしに、自由に利用可能となる。
【０００８】
上記の「プッシュロッド」という語に関係して、この語はその運動学的な意味においてのみ理解されなければならず、「プッシュロッド」として述べられた目的の特徴に関して、どんな限定もほのめかすべきではないことを述べなければならない。「プッシュロッド」という語は、従ってまた、非常にコンパクトな設計のエレメントとして、特に長い延長部を持つエレメントに言及するものとして理解されなければならない。
【０００９】
歯状のラックとして構成されるプッシュロッドに特に有利であることを立証する。なぜならば、１組のスライド表面と係合するように構成された歯状のラックの相対的な動きの間、新たな歯のペアは、たえず互いに係合し、従って、極端に長い「プッシュロッド」の形成を可能にし、さらに非常に長い延長部を持つ「プッシュロッド」と、非常にコンパクトなプッシュロッドとの組合せを可能にする。
【００１０】
プッシュロッドが、プッシュロッドの摺動案内をするように設計された案内凹部を備える案内エレメント装置内に配置されると、非常に単純なデザインでありながらコントロールギアと射出成形ツールとの非常に単純な組合せが、統合、あるいは追加の取付けにより可能である。
【００１１】
射出成形ツールに接続するために、モジュールハウジングユニット内に構成される案内エレメント装置に特に有利であることが立証される。なぜならば、これにより、コントロールギアを、標準設計の射出成形ツールと、特に簡単に結合できるからである。
【００１２】
これは、例えば、案内エレメント装置が、射出成形ツールに、ホットランナー分配弁の統合装置で接続されることで達成されてもよい。
【００１３】
代わりに、ホットランナー分配弁の一部として、すなわち、おそらくホットランナー分配弁にそれを統合させることで、案内装置を構成することもまた可能である。
【００１４】
ノズルニードル装置が、位置決め装置によって、被動プッシュロッドに接続されると、位置決め装置によって、コントロールギアの操作の間、規定された端に対して動きを止め、ノズルニードル装置を精度よく調整することが可能である。
【００１５】
部品の数という意味において最小限で、かつ案内の正確さという意味において最適化される案内エレメント装置が可能になるのは、案内エレメント装置が、駆動プッシュロッドを受取り、かつ被動プッシュロッドを受取るための両方に役立つ、少なくとも１つの案内ピースを備えるときである。
【００１６】
装置の特に小型の設計が可能になるのは、案内エレメント装置が、駆動プッシュロッドの軸の配列内に、駆動ユニットと共にあると理解されるときである。
【００１７】
この発明のさらに好ましい設計に従って、装置は、第１駆動プッシュロッド、他の被動プッシュロッドおよび／またはノズルニードル装置の位置表示手段を備える。各エレメントの位置は、従って、ノズルニードル装置の開閉位置を、直接あるいは間接的に、決定、あるいは表示されてもよい。その結果、ユーザはまた、駆動プッシュロッドおよび／またはノズルニードル装置が、実際動いているか、従って機能しているか否かを直ちに見極めることができる。
【００１８】
特に好ましい設計に従うと、前記手段はインディケータを有する。インディケータは、その第１端の領域内で、第１駆動プッシュロッド、他の被動プッシュロッドおよび／またはノズルニードル装置に本質的に堅く接続され、その第２端と、スケールで互いに作用する。スケールは、装置の外壁の領域内に備えられるか、あるいは装置内に配置され、装置の外壁内のくぼみを通って読取可能である。
【００１９】
これに代わる設計において、手段は、例えば、測定値変換器、増分測定値変換器を備えてもよい。その信号は、例えば、電気的、または電子的指示器、ＬＣＤディスプレイ、あるいはＬＥＤ装置を駆動するように機能する。例えば、評価ユニット、マイクロプロセッサは、測定値変換器と指示器との間にはめ込んでもよい。
【発明の開示】
【００２０】
装置の好ましい実施例を、図面を参照して、以下により詳細に説明する。
【００２１】
図１は、ノズルニードル装置１３を駆動させる駆動装置１０を示し、この実施例では、２つのノズルニードルグループ１１、１２を備える。駆動装置１０は、射出成形ツール１４上に構成され、成形ツール１５の凹部内に受入れられる成形ツール１６を有する。この場合、５つの成形ネスト１７および１８が、成形ツール１６内に形成される。ネストは、射出成形の材料源（ここでは詳細には示さない）に、関連するホットランナーノズル１９と２０、およびそれに連結されるホットランナー分配器２１によって、連結される。分配器には、射出成形材料フィード２２を通って、射出成形材料が供給される。
【００２２】
図１、２および３に共に明確に示されるように、駆動装置１０は、２つの案内ピース３１、３２を有する案内エレメント装置３０を備える。案内ピースは、駆動プッシュロッド３３および３つの被動プッシュロッド３４、３５と共に、概略プレート形状の駆動モジュール３６内に、配置される。案内ピース３１、３２および受取ピース３９は、駆動モジュールプレート４０内の、２つのカバープレート３７と３８との間で、駆動モジュール３６内に受入れられる。受取ピースは、駆動プッシュロッド３３の軸方向の端部を受入れ、駆動プッシュロッド３３に対して、駆動シャフト４１の方向の移動経路を与える。直動アクチュエータ４２は、射出成形ツール１４の外側で、図３に示される駆動プッシュロッド３３の直線軸方向端部に対向して配置される。そのアクチュエータは、例えば、電気的、空気圧的、あるいは液圧的に動作し得るモータとして、特にステップモータとして設計されてもよい。アクチュエータ４２は、カップリング４３を介して、駆動プッシュロッド３３に正転に限定されずに(non-positively)接続される。その結果、本実施例においては円形断面（図３）を有する駆動プッシュロッド３３は、駆動シャフトに沿って、両方向に移動可能である。
【００２３】
駆動プッシュロッド３３は、図１に示されるように、案内ピース３１の２つの案内孔４４、４５に、その左部分が組込まれる。被動プッシュロッド３４は、ほぼ直方体の形状をした案内開口４６内で、軸方向突出量ａをもつように設計される（図２）。そして、そこでは、駆動プッシュロッド３３の傾斜歯４８が、被動プッシュロッドの傾斜歯４７と係合する。図１に示したように、駆動プッシュロッド３３の直線部分は、案内ピース３２の２つの案内孔４９、５０に並ぶように設けられているので、それらの孔のところで、被動プッシュロッド１５は、２つの案内開口４９、５０の各々内に軸方向突出量ａをもって受入れられる（図２）。被動プッシュロッド３５はまた、傾斜歯４７を備え、傾斜歯４７は、駆動プッシュロッド３３の傾斜歯４８と係合する。
【００２４】
駆動プッシュロッド３３、被動プッシュロッド３４および被動プッシュロッド３５との間の歯の係合、および、本実施例において選択された傾斜歯４７、４８、の傾斜角α＝４５°により、アクチュエータ４２によって駆動プッシュロッド３３が線的に移動すると、被動プッシュロッド３４、３５が、案内開口４６、４９、５０内を、直線移動する。図１に示した実施例において、駆動プッシュロッド３３が左に直線移動すると、被動プッシュロッド３４、３５は、被動シャフト５９に沿って、直線下方向に同じだけ移動する。
【００２５】
図３が被動プッシュロッド３５の一例を示すように、本実施例においてマイクロメータネジとして設計された位置決め装置５２は、被動プッシュロッド３４、３５の各々に配置される。位置決め装置は、ノズルニードル５３を受取るように機能する。被動プッシュロッド３４および３５に対するノズルニードル５３の軸方向位置は、位置決め装置５２によって、再現可能に変更され得る。
【００２６】
さらなる実施例に従って、図４は駆動装置５４を示す。駆動装置５４は、駆動プッシュロッド５６、被動プッシュロッド５８、および位置決め装置５２上で被動プッシュロッド５８に連結されたノズルニードル５３を備える。ここで、図４に示した、駆動シャフト５５と被動シャフト５７との間の交差角βは、約６０°である。
【００２７】
図５に示すように、さらなる実施例を参照して、駆動装置６０上に複数の軸偏向を提供することもまた可能である。この目的のために、駆動装置６０は、駆動プッシュロッド６１を備える。駆動プッシュロッド６１は、アクチュエータ４２によって、駆動シャフト６２に沿って直線的に移動可能である。駆動プッシュロッド６１は、第１被動プッシュロッド６４と相互に干渉する。第１被動プッシュロッド６４の直線移動は、第１被動シャフト６５に沿って生じ、駆動シャフト６２に対して交差角β＝９０°で配置される。第１被動プッシュロッド６４は、第２被動プッシュロッド６６と相互に干渉する。第２被動プッシュロッド６６は、ノズルニードル５３に連結されている。従って、ノズルニードル５３は、位置決め装置５２によって、第２被動シャフト６７に沿って、直線移動可能となる。図５に示されるように、第１被動シャフト６５と第２被動シャフト６７との間の交差角γもまた９０°である。その結果、第２被動シャフト６７は、駆動シャフト６２に平行に配置される。
【００２８】
図６から８は、駆動装置７０が、ホットランナー分配器７１の構成要素、あるいは追加要素として構成される設計を示す。図１と６との比較が示すように、プレート型に設計されたホットランナー分配器７１のハウジング内に駆動装置７０を統合することにより、図１に示した駆動装置１０の実施例において要求される、個別に図解した下のカバープレート３８を省略することが可能である。なぜならば、この機能は、ホットランナー分配器７１の分配器プレート７２によって実行されるからである。
【００２９】
図９から１２に示した実施例は、本質的に、その基本的な構造において、図６から８で示した実施例に対応する。特に図１０に示したように、インディケータ７３は、その第１端７４で、スクリュー７５によって、図解的に示した駆動プッシュロッド７６に固定される。外側に開いた細長いくぼみ７７は、分配器プレート７２内に備えられる（図１１も参照）。インディケータ７３は、細長いくぼみを通って、その第２端７８で外側に突出る。端７８は下に曲がる。スケール７９は、図１２において詳細Ｅとして表されるように、分配器プレート７２の外側に備えられる。
【００３０】
駆動プッシュロッド７６が、駆動装置８０によって矢印Ｆの方向に移動すると、インディケータは同じ量だけ移動する。インディケータ７３の端７８は、スケール７９を通過する。この手段により、情報は、駆動プッシュロッド７６の位置上で単純かつ確実に、従って、追加の駆動プッシュロッド８１、従ってノズルニードル装置１３の位置上でも間接的に、入手される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】射出成形ツールの断面図の一部を示す。
【図２】図１に示した射出成形ツールの平面図を示す。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図を示す。
【図４】互いに９０°より少ない角度βで作動するプッシュロッド軸を有するコントロールギアを示す。
【図５】第１駆動ロッド、第１被動ロッドおよび第２被動ロッドとの間の角度が９０°のコントロールギアを示す。
【図６】ホットランナー分配器に統合されたコントロールギアの案内エレメント装置を配置した装置の実施例を示す。
【図７】図６で表した装置の平面図を示す。
【図８】図６の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った、図６に示した装置の断面図を示す。
【図９】ホットランナー分配器に統合されたコントロールギアの案内エレメント装置を配置した装置のさらなる実施例を示し、駆動プッシュロッドの位置の指示手段を備える。
【図１０】図９の線Ｘ−Ｘに沿った、装置の断面図を示す。
【図１１】図９に示した装置の平面図を示す。
【図１２】図１０のＥ部分の拡大した詳細Ｅを示す。
【符号の説明】
【００３２】
１０  駆動装置、１１，１２  ノズルニードルグループ、１３  ノズルニードル装置、１４  射出成形ツール、１５  成形ツール凹部、１６  成形ツール、１７，１８  成形ネスト、１９，２０  ホットランナーノズル、２１  ホットランナー分配器、２２  射出成形材料フィード、２３  ノズルニードル、２４  ホットランナー、２５，２６  ノズル本体、２７  ノズルチップ、２８  接続側、２９  接続フランジ、３０  案内エレメント装置、３１，３２  案内ピース、３３  駆動プッシュロッド、３４，３５  被動プッシュロッド、３６  駆動モジュール、３７，３８  カバープレート、３９，４０  受取ピース、４１  駆動シャフト、４２  アクチュエータ、４３  カップリング、４６  案内開口、４７，４８  傾斜歯、４９，５０  案内孔、５１  案内開口、５２  位置決め装置、５３  ノズルニードル、５４  駆動装置、５５  駆動シャフト、５６  駆動プッシュロッド、５７  被動シャフト、５８  被動プッシュロッド、５９  被動シャフト、６０  駆動装置、６１  駆動プッシュロッド、６２  駆動シャフト、６４  被動プッシュロッド、６５  被動シャフト、６６  被動プッシュロッド、６７  被動シャフト、６８  位置決め装置、６９  ノズルニードル、７０  駆動装置、７１  ホットランナー分配器、７２  分配器プレート、７３  インディケータ、７４  第１端、７５  スクリュー、７６  駆動プッシュロッド、７７  くぼみ、７８  第２端、７９  スケール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006297936.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年4月24日(2006.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006297936.tif 000019
【図６】
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【図７】
2006297936.tif 000021
【図８】
2006297936.tif 000022
【図９】
2006297936.tif 000023
【図１０】
2006297936.tif 000024
【図１１】
2006297936.tif 000025
【図１２】
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