(57)【要約】  中空の流し込み成形品（２４）を製造するための流し込み成形装置であって、キャビティ（１４）と、流動性の流し込み材料（１６）をキャビティ（１４）内に充填するための充填装置（１８）と、押し退け装置（２２，３０）とを有しており、該押し退け装置（２２，３０）は、キャビティ（１４）内に充填された流し込み材料（１６）の一部を圧力下にある流体によって押し退けるように構成されたノズル装置（２２）を有している形式のものにおいて、圧力下にある流体を吐出する前記ノズル装置（２２）が、キャビティ（１４）内に侵入移動可能、かつキャビティ（１４）から抜き出し移動可能である。
2011520651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の流し込み成形品（２４）を製造するための流し込み成形装置であって、キャビティ（１４）と、流動性の流し込み材料（１６）をキャビティ（１４）内に充填するための充填装置（１８）と、押し退け装置（２２，３０）とを有しており、該押し退け装置（２２，３０）は、キャビティ（１４）内に充填された流し込み材料（１６）の一部を圧力下にある流体によって押し退けるように構成されたノズル装置（２２）を有している形式のものにおいて、
圧力下にある流体を吐出する前記ノズル装置（２２）が、キャビティ（１４）内に侵入移動可能、かつキャビティ（１４）から抜き出し移動可能であることを特徴とする、流し込み成形装置。
【請求項２】
サブキャビティを有しており、該サブキャビティが、前記キャビティ（１４）と流体接続されているか又は流体接続可能であって、前記キャビティ（１４）から押し退けられる流し込み材料（１６）を収容するように構成されている、請求項１記載の流し込み成形装置。
【請求項３】
前記ノズル装置（２２）が移動可能な閉鎖部材を有しており、該閉鎖部材が、ノズル装置（２２）の流体吐出開口（２６）を閉鎖する閉鎖位置と、流体を貫流させるために流体吐出開口（２６）を開放する開放位置との間で可動である、請求項１又は２記載の流し込み成形装置。
【請求項４】
閉鎖部材を有する前記ノズル装置（２２）が、閉鎖位置においてノズル装置長手方向軸線（２０）に沿って、ノズル装置（２２）の運動時にキャビティ（１４）内に先行して侵入する長手方向侵入端部（２８）に向かって少なくとも部分的に先細りしていて、有利には連続的に先細りしており、特に有利にはノズル装置（２２）の長手方向侵入端部（２８）の一部を形成している、請求項３記載の流し込み成形装置。
【請求項５】
投射物（３０）を有しており、該投射物（３０）が、ノズル装置（２２）から吐出される圧力下にある流体によって、前記キャビティ（１４）内に充填された流し込み材料（１６）内に、有利にはこの流し込み材料（１６）を貫いて侵入運動するために、ノズル装置（２２）によって駆動可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の流し込み成形装置。
【請求項６】
前記投射物（３０）が、その作動位置において、ノズル装置（２２）の流体吐出開口（２６）の前に位置しており、投射物（３０）とノズル装置（２２）とから成る前もって構成された構造群がキャビティ（１４）内に侵入運動可能である、請求項５記載の流し込み成形装置。
【請求項７】
流し込み成形装置が、流し込み材料として熱可塑性プラスチックを用いる射出成形装置である、請求項１から６までのいずれか１項記載の流し込み成形装置。
【請求項８】
中空の流し込み成形品（２４）を製造するための流し込み成形法であって、
流動性の流し込み材料（１６）をキャビティ（１４）内に充填し、
圧力下にある流体を、流し込み材料（１６）で少なくとも部分的に充填されたキャビティ（１４）内に導入し、
それによって流し込み材料（１６）をキャビティ（１４）内に間接的に又は直接的に押しやる、
方法段階を有している形式の方法において、
さらに別の方法段階として、
圧力下にある流体を吐出するために構成されたノズル装置（２２）をキャビティ（１４）内に押し込む、
方法段階を有していることを特徴とする、流し込み成形法。
【請求項９】
ノズル装置（２２）の押し込みを、流し込み材料（１６）をキャビティ（１４）内に充填した後で行う、請求項８記載の流し込み成形方法。
【請求項１０】
さらに別の方法段階として、
投射物（３０）を、開放した型枠（１２）におけるノズル装置（２２）の投射物受容部（２８）内に挿入し、
型枠（１２）を閉鎖する、
方法段階を有している、請求項８又は９記載の流し込み成形法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空の流し込み成形品を製造するための流し込み成形装置であって、キャビティと、流動性の流し込み材料をキャビティ内に充填するための充填装置と、押し退け装置とを有しており、該押し退け装置は、キャビティ内に充填された流し込み材料の一部を圧力下にある流体によって押し退けるように構成されていて、そのために前記押し退け装置がノズル装置を有している形式のものに関する。
【０００２】
本発明はまた、中空の流し込み成形品を製造するための流し込み成形法であって、流動性の流し込み材料をキャビティ内に充填する方法段階と、圧力下にある流体を、流し込み材料内に少なくとも部分的に充填するキャビティを導入する方法段階と、それによって流し込み材料をキャビティ内に間接的に又は直接的に押しやる方法段階とを有している形式の方法に関する。
【０００３】
このような流し込み成形法は、特に冒頭に述べた形式の流し込み成形装置において実施するために適している。
【０００４】
冒頭に述べた形式の流し込み成形装置、並びに冒頭に述べた形式の流し込み成形法は、射出成形装置及び射出成形法として、ヨーロッパ特許公開第０７５７９３６号明細書により公知である。
【０００５】
従来技術により公知の射出成形装置及び射出成形法によれば、投射物（プロジェクタイル；Projektil）が、キャビティの一方の第１の長手方向端部において、型枠の投射物受容部内に挿入され、圧力下にある流体によって、まだ部分的に流動状であるプラスチックで満たされたキャビティを貫通して、該キャビティの他方の第２の長手方向端部に設けられたサブキャビティ内に押しやられ、それによって、キャビティ内に中空の管状の構成部分が形成されるようになっている。このために、圧力下にある流体を供給するための供給管路が投射物受容部に通じており、この投射物受容部において、圧力下にある流体の流れを開放することによって、圧力下にある流体が投射物に作用して投射物を駆動するようになっている。
【０００６】
さらに、従来技術の流し込み成形装置及び流し込み成形法によれば、圧力下にある流体、例えば液体としての水又は気体としての空気が、プラスチックによって少なくとも部分的に充填されたキャビティ内に挿入され、直接的に、つまり幾何学的に規定された投射物を媒介することになしに、流し込み成形材料をキャビティから押し退けるようになっている。
【０００７】
このような形式の冒頭に述べた流し込み成形装置及び流し込み成形法においては、この装置及び方法によって製造された中空の流し込み成形品は、キャビティ内への流体吐出方向でノズル装置の流体吐出開口に直接続く領域において、形状及び／又は寸法に関する規定が不十分な、及び／又は繰り返し製造可能性（同品質性）が不十分な内側形状を有していることが分かった。
【０００８】
冒頭に述べた形式の流し込み成形装置及び流し込み成形法によれば、大抵の場合、中空の流し込み成形品として管が製造される。このような管はその長手方向端部において、キャビティ内に充填された流し込み材料の、まだ溶融状態にある中子を押し退けるために、圧力下にある流体がキャビティ内へ導入されるようになっており、この管の長手方向端部において、管を、１つの構造群又は装置全体に組み立てた状態で、別の成分と適合させる必要がある。従って、このような中空の流し込み成形品の長手方向端部を、十分に規定され、かつ同品質で繰り返し製造可能な内側形状を有するように構成することが非常に重要となる。
【０００９】
そこで本発明の課題は、冒頭に述べた流し込み成形装置並びに流し込み成形法を改良して、中空の流し込み成形品の、少なくともその長手方向端部の領域の内側形状を、従来技術のものと比較して、より高い形状精度及び／又は寸法精度で繰り返し製造することができるようにすることである。
【００１０】
この課題を解決した本発明の装置の手段によれば、冒頭に述べた形式の流し込み成形装置において、圧力下にある流体を吐出する前記ノズル装置が、キャビティ内に侵入移動可能、かつキャビティから抜き出し移動可能であることを特徴としている。
【００１１】
また前記課題を解決した本発明の方法の手段によれば、冒頭に述べた形式の流し込み成形法において、さらに、圧力下にある流体を吐出するために構成されたノズル装置をキャビティ内に押し込む、方法段階を有していることを特徴としている。
【００１２】
以上のように提案された解決策によって、流し込み成形品の内側形状の部分が、キャビティ内に突入するノズル装置の区分によって成形される。これによって、ノズル装置によって形成された、高い寸法精度及び表面品質を有する、流し込み成形品の内側形状の区分が、繰り返し製造されかつ管理される。
【００１３】
本発明の基本的な考え方によれば、流動性の流し込み材料で少なくとも部分的に満たされたキャビティ内に、圧力下にある流体を導入するように構成されたノズル装置は、例えば一般的なプランジャのようにキャビティ内に侵入移動可能、かつキャビティから退出移動可能である。このことはつまり、ノズル装置が少なくとも部分的に、形付けを行う機能を有している、ということである。
【００１４】
基本的に、ノズル装置がキャビティ内に侵入移動する時点で、キャビティ内に流し込み材料が既に充填されているか又は充填されていないかに拘わらず、ノズル装置はキャビティ内に侵入移動可能、かつキャビティから退出移動可能である。
【００１５】
流し込み成形品の長手方向端部の内側形状を規定するために、ノズル装置は、キャビティの一方の長手方向端部からキャビティ内に導入可能であるか、若しくはキャビティの長手方向端部からキャビティ内に導入可能である。
【００１６】
基本的に、本発明の第１実施例によれば、ノズル装置はプランジャのように、つまり可動な中子のように用いられるので、流し込み材料をキャビティ内に充填する前に既にキャビティ内に移動させることができる。これによって、キャビティ内に突入する、ノズル装置の区分の体積分だけ減少された量の流し込み材料をキャビティ内に充填するだけでよい、という利点が得られる。
【００１７】
しかしながらノズル装置はそのまま、キャビティ内に充填された流し込み材料を押し退けるために用いられるので、本発明の有利な実施態様によれば、まず流し込み材料をキャビティ内に満たし、次いでノズル装置をキャビティ内に侵入移動させることが考えられる。次いでノズル装置は、キャビティ内に侵入移動する際に、キャビティ内の流し込み材料を押し退ける。これによって、ノズル装置は、キャビティ内に突入したその終端位置において、ノズル装置の全突入深さ寸法に亘って流し込み材料によって確実に取り囲まれる。
【００１８】
この場合、キャビティは流し込み材料によって完全に満たされていないので、ノズル装置によって及び／又は圧力下にある流体によって押し退けられた流し込み材料を収容するための残留容積がキャビティ内に提供される。
【００１９】
付加的に又は選択的に、流し込み装置はサブキャビティを有しており、該サブキャビティが、前記キャビティと流体接続されているか又は流体接続可能であって、前記キャビティから押し退けられる流し込み材料を収容するように構成されている。
【００２０】
このようなサブキャビティは、常時開放している貫流通路を介してキャビティと流体接続しているか、或いは弁手段を介して所定の又は予め規定可能な時点においてキャビティと流体接続されるようになっている。
【００２１】
基本的に、ノズル装置はまず、圧力下にある流体を吐出することなく、引き戻された位置からキャビティ内に突入する位置へ移動せしめられ、次いで、ノズル装置がキャビティ内におけるその終端位置に達してから始めて、キャビティ内の流し込み材料をさらに押し退けるために、圧力下にある流体を吐出開始するようになっている。
【００２２】
ノズル装置を引き戻された位置からキャビティ内に浸入させる運動の前に、圧力下にある流体の吐出が予め開始されていれば、少なくとも部分的に流動状の流し込み材料によって満たされたキャビティ内へのノズル装置の押し込みは小さい力で行うことができ、従って、ノズル装置の運動開始時点まで、少なくともキャビティの流体吐出開口の近傍の領域内にある流し込み材料は、既に吐出されている、圧力下にある流体によって押し退けられているので、このような押し退け作業をもはやノズル装置によって行う必要はない。
【００２３】
さらに、ノズル装置が、少なくとも部分的に流し込み材料で満たされたキャビティ内に侵入する運動中で、しかもノズル装置の一方の終端位置に達する前に、圧力下にある流体の吐出が開始される場合には、前記のような２つの運転形式を組み合わせた運転形式も考えられる。
【００２４】
ノズル装置のできるだけ精確な運転制御のために、特に流体をノズル装置から吐出すべき時点をできるだけ精確に選択するために、ノズル装置は、可動な閉鎖部材を有しており、該閉鎖部材は、ノズル装置の流体吐出開口を閉鎖する閉鎖位置と、流体を貫流させるために流体吐出開口を開放する開放位置との間で可動である。
【００２５】
このような形式の閉鎖部材は、ノズル装置が、少なくとも部分的に流し込み材料で満たされたキャビティ内に押し込まれる際に、この押し込みによって流し込み材料がノズル装置の流体供給通路内に達することがないように、かつ流し込み材料が不都合に早期に凝固してこの流体供給通路を詰まらせることがないように、配慮する。
【００２６】
少なくとも部分的に流し込み材料で満たされたキャビティ内にノズル装置が侵入移動し、それによって強力な押し退け作業を実行する運転形式によって、ノズル装置をキャビティ内に侵入移動させるために必要な高い駆動力が得られる。
【００２７】
このような、ノズル装置をキャビティ内に侵入移動させるために必要な駆動力は、閉鎖部材を有する前記ノズル装置が、閉鎖位置においてノズル装置長手方向軸線に沿って、ノズル装置の運動時にキャビティ内に先行して侵入する長手方向侵入端部に向かって少なくとも部分的に先細りしていることによって、有利な形式で減少させることができる。ノズル装置が長手方向侵入端部に向かって連続的に、つまりほぼ無段階に先細りしていることによって、必要な駆動力をさらに減少させることができる。この場合、長手方向侵入端部は、任意の形状、例えば円錐形、半球状又は楕円体であってよい。
【００２８】
本発明の有利な実施態様によれば、ノズル装置の閉鎖部材は、ノズル装置の長手方向侵入端部の少なくとも一部を形成している。このような形式の閉鎖部材は、圧力下にある流体をキャビティ内に導入するために、その閉鎖位置から、ノズル装置内に侵入する、その開放位置に、ニードル弁のように引き戻されるようになっている。これによって前もって、流体吐出開口の直ぐ前に中空室が形成され、この中空室内に、圧力下にある流体が、押し退け作業を実施する必要なしに、侵入する。
【００２９】
特に有利には、以上述べた流し込み成形装置は、いわゆる投射物挿入技術（Projektil-injektionstechnik）に使用される。この投射物挿入技術においては、冒頭に述べたようにノズル装置は、投射物を、これがノズル装置から吐出される圧力下にある流体によって、少なくとも部分的に流動性の流し込み材料によって満たされたキャビティ内に侵入させる（有利にはこのキャビティを貫通する）ように駆動するために用いられる。このような形式の投射物によって、投射物の規定された形状に基づいて、流し込み成形品の内側輪郭形状の、より多様な形状、並びにより高い形状品質及び寸法品質を有する中空の流し込み成形品を大量生産することができる。しかも、押し退け装置として投射物を利用する従来技術の流し込み成形装置においても、生ぜしめられた中空の流し込み成形品の、流体吐出開口近傍の長手方向端部領域における内側形状が、流し込み成形品の定義及び繰り返し製造可能性に関連して改善されることが分かった。このような改善は、本発明によって得られる。従って、本発明による流し込み成形装置に関する上記すべての説明、有利な実施態様並びに運転形式は、特に次のような投射物を有する流し込み成形装置のためにも当てはまる。つまり、ノズル装置を用いて、ノズル装置によって吐出される、圧力下にある流体によって、キャビティ内に充填された流し込み材料内に（有利にはこの流し込み材料を貫通する）侵入運動するように駆動されるような投射物を有する流し込み成形装置のためにもあてはまる。
【００３０】
従って、本発明による方法の実施態様によれば、さらに、開放された型枠において、投射物をノズル装置の投射物受容部内に挿入し、型枠を閉鎖する、別の方法段階を有している。
【００３１】
投射物は、少なくともその投射物移動方向で先行する長手方向端部が、できるだけ小さい流れ抵抗を有しているので、有利な形式で、投射物は、ノズル装置によって駆動されるのに適した作動位置においてノズル装置の流体吐出開口の前に位置していて、投射物とノズル装置とから成る前もって構成された構造群が投射物の良好な流れ特性を利用してキャビティ内に侵入移動可能であるか、若しくはキャビティ内に侵入移動せしめられる。
【００３２】
有利な形式でノズル装置は、投射物と一緒に、ノズル装置長手方向に沿ってキャビティ内にスライド侵入可能、及びキャビティからスライド退出可能である。
【００３３】
投射物とノズル装置とから成る前もって構成された構造群のための、流れ抵抗が小さいという利点は、このような構造群ができるだけ長い経路に亘って、キャビティ内に充填された流し込み材料内に侵入移動する場合に最も効果的であるが、このような形式の前もって構成された構造群が、流し込み材料をキャビティ内に充填する前に既に、そのキャビティ内に突入した終端位置内に侵入移動せしめられ、ここであたかもプランジャのように、構造群の外側輪郭形状の一部が、流し込み技術によって製造された中空の流し込み成形品の、前記構造群を包囲する区分の内側輪郭形状を規定することを除外するものではない。
【００３４】
キャビティに対して相対的に可動なノズル装置をシールするために、流し込み技術によってプランジャその他の可動な心材をシールするための公知のシール手段を使用することができる。
【００３５】
基本的に、以上のような提案された流し込み装置及び流し込み法は、任意の流し込み材料を使用することができる。しかしながら特に有利には、流し込み成形装置として、熱可塑性プラスチックの流し込み材料を用いた射出成形装置を使用することが想定されている。
【００３６】
以下に本発明を図面に示した実施例を用いて具体的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】射出成形装置として構成された本発明による流し込み成形装置の一部の概略的な横断面図である。
【００３８】
図面には、射出成形装置１０として構成された本発明による流し込み成形装置の１実施例が示されている。
【００３９】
図面には、キャビティ１４を有する型枠１２の部分が示されており、このキャビティ１４内に、流し込み材料としての熱可塑性プラスチック１６が充填装置１８によって充填される。
【００４０】
ノズル装置長手方向軸線２０に沿って延在するノズル装置２２は、図示の実施例ではキャビティ１４の長手方向端部領域において長さａに亘ってキャビティ１４内に突入していて、長さｂに亘って、キャビティ１４内に充填された流し込み材料１６と接触するようになっている。少なくともこの長さｂに亘って、ノズル装置２２の外側輪郭２２ａが、型枠１２内に形成される、例えば中空の流し込み成形品としての管２４の内側形状を形成する。
【００４１】
流体押出開口２６に向かって少なくとも部分的に先細りしているノズル装置２２は、その流体押出開口を有し、かつキャビティ１４内に突入する長手方向端部２８に投射物（プロジョクタイル；Projektil）３０を有している。投射物３０の外側輪郭形状３０ａは、ノズル装置２２の外側輪郭形状２２ａに同一面状に移行しており、それによって、形成しようとする管２４の内側輪郭形状２４ａにおける投射物３０とノズル装置２２との間の分離面３２の形成ができるだけ避けられるようになっている。
【００４２】
投射物３０が、図示の解除位置において流体供給通路３４を介して圧力下にある流体によって負荷されると、投射物３０は、矢印Ｐ方向でノズル装置２２から離れる方向に移動するために、まだキャビティ１４内に残存する流し込み材料１６を貫いて駆動される。投射物３０が矢印Ｐに沿って移動せしめられると、投射物３０が投射される際に投射物３０の運動方向で見て投射物３０の投射面の前で、投射物３０の運動平面に対して直交する投射面に位置する溶融性の流し込み材料１６が、キャビティ１４内に自動的に（キャビティ１４が部分的にのみ流し込み材料１６によって満たされている場合）及び／又はキャビティ１４の（図示のキャビティ長手方向端部とは反対側に位置する）長手方向端部に設けられた図示されていないサブキャビティ内に押し退けられる。この際に、図示の実施例ではノズル装置長手方向軸線２０と合致する、管２４の管長手方向軸線３６を基準にして半径方向で、破線で示された境界面２４ｂ内に位置する、充填された流し込み材料１６の一部が押し退けられる。境界面２４ｂの半径方向外側に位置する、流し込み材料１６の一部は、投射物３０が通過した後で、キャビティ内において、境界面２４ｂの半径方向内側に位置する、投射物３０によって生ぜしめられた中空室を有する管２４として残存する。
【００４３】
完成された管２４を型枠１２から離型するために、ノズル装置２２は任意の形式でキャビティ１４から抜き出される。一方では、ノズル装置２２は、ノズル装置長手方向軸線２０に沿って、矢印Ｐとは逆方向でキャビティ１４から引き抜くことが考えられる。同様に、ノズル装置２２を管２４と一緒に、図面の図平面（型枠１２の離型面と合致する）に対して直交する方向で、型枠１２から引き上げ、次いでノズル装置２０に沿って完成された管２４から引き抜くようにしてもよい。
【００４４】
ノズル装置２２は任意の形式でキャビティ１４内に侵入させることができる。つまり、ノズル装置２２は、ノズル装置長手方向軸線２０に沿って矢印Ｐ方向で運動させることによっても、また型枠１２の、図平面と合致する離型平面に対して直交する運動によっても、或いはこれらの運動の混合運動によっても、キャビティ１４内に侵入させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  射出成形装置、  １２  型枠、  １４  キャビティ、  １６  流動性の流し込み材料としての熱可塑性プラスチック、  １８  充填装置、  ２０  ノズル装置長手方向軸線、  ２２  ノズル装置、  ２２ａ  ノズル装置２２の外側輪郭、  ２４  管（流し込み成形品）、  ２４ａ  管２４の内側輪郭形状、  ２４ｂ  境界面、  ２６  流体吐出開口、  ２８  長手方向端部、  ３０  投射物（プロジェクタイル）、  ３２  分離面、  ２２，３０  押し退け装置、  ３４  流体供給通路、  ３６  管長手方向軸線
【図１】
2011520651.tif 000003
【国際調査報告】
2011520651.tif 000004
2011520651.tif 000005
2011520651.tif 000006
2011520651.tif 000007
2011520651.tif 000008
2011520651.tif 000009