AT524055B1

AT524055B1 - DEVICE FOR INJECTING CROSSLINKABLE POLYMERS

Info

Publication number: AT524055B1
Application number: ATA50007/2021A
Authority: AT
Original assignee: Stadler Formenbau Gmbh
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2021-01-12
Publication date: 2022-02-15
Also published as: AT524055A4

Abstract

Vorrichtung zum Einspritzen vernetzbarer Polymere in einen Formraum mit einem eine Austrittsöffnung (2) bildenden Düsenkörper (1), mit einer den Düsenkörper (1) durchsetzenden Düsennadel (3), die zwischen einer die Austrittsöffnung (2) verschließenden Schließstellung und einer durch einen Anschlag für den Öffnungshub begrenzten Offenstellung in Richtung der Düsennadelachse (L) axial verlagerbar ist, und mit einem Stelltrieb (5) für den Anschlag mit einer quer zur Düsennadelachse (L) verlaufenden Stellachse (S). Es wird vorgeschlagen, dass der Anschlag als gebogener und stiftförmiger Formkörper (6) mit einer ersten Stirnfläche, die eine Anschlagfläche (8) für den Öffnungshub der Düsennadel (3) bildet, und einer zweiten Stirnfläche, die eine winkelversetzte Kupplungsfläche (9) für den Stelltrieb (5) bildet, ausgeführt ist, wobei der stiftförmige Formkörper (6) in Richtung seiner Längsachse in einer formschlüssigen Führung gelagert ist.Device for injecting crosslinkable polymers into a mold space, with a nozzle body (1) forming an outlet opening (2), with a nozzle needle (3) penetrating the nozzle body (1), which can be switched between a closed position closing the outlet opening (2) and a position controlled by a stop for the opening stroke limited open position in the direction of the nozzle needle axis (L) is axially displaceable, and with an adjusting drive (5) for the stop with an adjusting axis (S) running transversely to the nozzle needle axis (L). It is proposed that the stop should be designed as a bent and pin-shaped molded body (6) with a first end face, which forms a stop face (8) for the opening stroke of the nozzle needle (3), and a second end face, which forms an angularly offset coupling face (9) for the Actuating drive (5) forms, is designed, wherein the pin-shaped molded body (6) is mounted in a form-fitting guide in the direction of its longitudinal axis.

Description

description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspritzen vernetzbarer Polymere in einen Formraum mit einem eine Austrittsöffnung bildenden Düsenkörper, mit einer den Düsenkörper durchsetzenden Düsennadel, die zwischen einer die Austrittsöffnung verschließenden Schließstellung und einer durch einen Anschlag für den Offnungshub begrenzten Offenstellung in Richtung der Düsennadelachse axial verlagerbar ist, und mit einem Stelltrieb für den Anschlag mit einer quer zur Düsennadelachse verlaufenden Stellachse, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a device for injecting crosslinkable polymers into a mold cavity with a nozzle body forming an outlet opening, with a nozzle needle passing through the nozzle body, which moves between a closed position closing the outlet opening and an open position limited by a stop for the opening stroke in the direction of the nozzle needle axis is axially displaceable, and with an adjusting drive for the stop with an adjusting axis running transversely to the nozzle needle axis, according to the preamble of claim 1.

[0002] Eine derartige Vorrichtung ist etwa aus der AT 518.052 B1 bekannt und betrifft Spritzgussformwerkzeuge mit Düsen, die mit einem Nadelverschluss versehen sind. Die Offenstellung der Düsennadel und damit die Durchflussrate der aus der Austrittsöffnung des Düsenkörpers in einen Formraum strömenden und dort vernetzenden Polymere sind dabei in Anpassung an die jeweiligen Anforderungen einstellbar ausgeführt. Die oben genannte AT 518.052 B1 schlägt hierfür hinsichtlich der Ausführung des Anschlages vor, dass der Anschlag um eine senkrecht zur Längsachse der Düsennadel und senkrecht zur Stellachse des Stelltriebs verlaufende Drehachse schwenkbar gelagert ist und neben einer Anschlagfläche für den Offnungshub eine winkelversetzte Kupplungsfläche für den Stelltrieb aufweist. Insbesondere bilden die Anschlagfläche und die Kupplungsfläche des Anschlags mit ihren jeweiligen Gegenflächen eine Nockensteuerung im Sinne eines vom Drehwinkel des Anschlags unabhängigen, konstanten Ubersetzungsverhältnisses zwischen dem Stellweg des Stelltriebs und der anschlagbedingten Verstellung des Offnungshubs zur Begrenzung der Offenstellung der Düsennadel. Durch die Nockensteuerung wird eine vom Drehwinkel des Anschlags unabhängige, konstante Übersetzung zwischen dem Stellweg des Stelltriebs und dem Stellweg zur Begrenzung des Öffnungshubs sichergestellt, die vorzugsweise 1:1 beträgt. Such a device is known from AT 518.052 B1 and relates to injection molding tools with nozzles that are provided with a needle valve. The open position of the nozzle needle and thus the flow rate of the polymers flowing out of the outlet opening of the nozzle body into a mold space and crosslinking there are designed to be adjustable in adaptation to the respective requirements. With regard to the design of the stop, the above-mentioned AT 518.052 B1 proposes that the stop be pivoted about an axis of rotation running perpendicular to the longitudinal axis of the nozzle needle and perpendicular to the actuating axis of the actuating drive and, in addition to a stop surface for the opening stroke, have an angularly offset coupling surface for the actuating drive . In particular, the stop surface and the coupling surface of the stop with their respective mating surfaces form a cam control in the sense of a constant transmission ratio, independent of the angle of rotation of the stop, between the travel of the actuator and the adjustment of the opening stroke caused by the stop to limit the open position of the nozzle needle. The cam control ensures a constant ratio, which is independent of the angle of rotation of the stop, between the travel of the actuator and the travel for limiting the opening stroke, which is preferably 1:1.

[0003] Die schwenkbare Lagerung des Anschlages um eine Drehachse verfügt in der Praxis aber über den Nachteil, dass keine definierte Lagerung des Anschlages gewährleistet werden kann, und zwar aufgrund der Vibrationen, die im Zuge des Betriebs der gattungsgemäßen Vorrichtung unweigerlich auftreten. Jegliche Vibrationskräfte, die Drehmomente auf den Anschlag ausüben, tragen dazu bei, den schwenkbaren Anschlag aus einer definierten Stellung auszulenken. Durch die steten Auslenkungen ist keine wohldefinierte Lage des Anschlages mehr gegeben, und somit auch keine wohldefinierte Offenstellung der Düsennadel, wodurch der Einspritzvorgang beeinträchtigt wird. The pivotable mounting of the stop about an axis of rotation has in practice but the disadvantage that no defined storage of the stop can be guaranteed, due to the vibrations that inevitably occur during the operation of the generic device. Any vibratory forces exerting torque on the stop will help deflect the pivoting stop from a defined position. Due to the constant deflections, there is no longer a well-defined position of the stop, and thus also no well-defined open position of the nozzle needle, as a result of which the injection process is impaired.

[0004] Es besteht daher das Ziel der Erfindung darin eine Vorrichtung zum Einspritzen vernetzbarer Polymere in einen Formraum mit einem eine Austrittsöffnung bildenden Düsenkörper und einer den Düsenkörper durchsetzenden Düsennadel so zu verbessern, dass die anschlagbedingte Verstellung des OÖffnungshubs zur Begrenzung der Offenstellung der Düsennadel präziser und unempfindlicher gegenüber Vibrationen eingestellt werden kann. The aim of the invention is therefore to improve a device for injecting crosslinkable polymers into a mold cavity with a nozzle body forming an outlet opening and a nozzle needle penetrating the nozzle body in such a way that the adjustment of the O opening stroke to limit the open position of the nozzle needle is more precise and can be adjusted to be less sensitive to vibrations.

[0005] Dieses Ziel wird durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht. Anspruch 1 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einspritzen vernetzbarer Polymere in einen Formraum mit einem eine Austrittsöffnung bildenden Düsenkörper, mit einer den Düsenkörper durchsetzenden Düsennadel, die zwischen einer die Austrittsöffnung verschließenden Schließstellung und einer durch einen Anschlag für den Öffnungshub begrenzten Offenstellung in Richtung der Düsennadelachse axial verlagerbar ist, und mit einem Stelltrieb für den Anschlag mit einer quer zur Düsennadelachse verlaufenden Stellachse, bei der erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, dass der Anschlag als gebogener und stiftförmiger Formkörper mit einer ersten Stirnfläche, die eine Anschlagfläche für den Öffnungshub der Düsennadel bildet, und einer zweiten Stirnfläche, die eine winkelversetzte Kupplungsfläche für den Stelltrieb bildet, ausgeführt ist, wobei der stiftförmige Formkörper in Richtung seiner Längsachse in einer formschlüssigen Führung gelagert ist. This object is achieved by the features of claim 1. Claim 1 relates to a device for injecting crosslinkable polymers into a mold cavity with a nozzle body forming an outlet opening, with a nozzle needle penetrating the nozzle body, which moves axially between a closed position closing the outlet opening and an open position limited by a stop for the opening stroke in the direction of the nozzle needle axis is displaceable, and with an adjusting drive for the stop with an adjusting axis running transversely to the axis of the nozzle needle, in which it is proposed according to the invention that the stop should be designed as a bent and pin-shaped molded body with a first end face, which forms a stop face for the opening stroke of the nozzle needle, and a second End face, which forms an angularly offset coupling surface for the actuator, is designed, the pin-shaped molded body being mounted in the direction of its longitudinal axis in a form-fitting guide.

[0006] Im Unterschied zu herkömmlichen Ausführungen etwa gemäß der oben genannten AT 518.052 B1 wird der Anschlag somit nicht schwenkbar gelagert, sondern formschlüssig geführt. Vibrationskräfte, die den Anschlag bei einer solchen formschlüssigen Führung aus einer definier-[0006] In contrast to conventional designs, for example according to the above-mentioned AT 518.052 B1, the stop is not pivotably mounted, but rather guided in a form-fitting manner. Vibration forces that force the stop from a defined

ten Abstandsstellung zum Nadelschaft auslenken, müssten daher in einer hierfür erforderlichen Stärke in der Längsachse des stiftförmigen Formkörper wirken, was selten vorkommt. Auf ein konstantes UÜbersetzungsverhältnis zwischen dem Stellweg des Stelltriebs und der anschlagbedingten Verstellung des Öffnungshubs zur Begrenzung der Offenstellung der Düsennadel wird im Rahmen der Erfindung weniger Wert gelegt, da das Ubersetzungsverhältnis für eine konkrete Geometrie des Formkörpers im Zuge einer Kalibrierung auch errechnet oder gemessen werden kann. Die Anschlagfläche für den Offnungshub der Düsennadel und die winkelversetzte Kupplungsfläche können insbesondere auch jeweils planar ausgeführt sein. Stattdessen wird durch die erfindungsgemäße Ausführung vielmehr sichergestellt, dass trotz Vibrationen im Betrieb der Vorrichtung eine wohldefinierte Lage des Anschlages für den OÖffnungshub gegeben ist, und somit auch eine wohldefinierte Offenstellung der Düsennadel. th distance position to the needle shaft deflect, would therefore have to act in the strength required for this in the longitudinal axis of the pin-shaped molded body, which rarely occurs. In the context of the invention, less value is placed on a constant transmission ratio between the travel of the actuator and the adjustment of the opening stroke caused by the stop to limit the open position of the nozzle needle, since the transmission ratio for a specific geometry of the shaped body can also be calculated or measured in the course of a calibration. The stop surface for the opening stroke of the nozzle needle and the angularly offset clutch surface can in particular also each be designed to be planar. Instead, the design according to the invention ensures that, despite vibrations during operation of the device, there is a well-defined position of the stop for the opening stroke, and thus also a well-defined open position of the nozzle needle.

[0007] Die formschlüssige Führung wird vorzugsweise mithilfe einer Mehrzahl von Passstiften gebildet, die entlang des Mantels des stiftförmigen Formkörpers mit jeweils quer zur Längsachse des stiftfförmigen Formkörpers orientierten Stiftachsen angeordnet sind. Die Passstifte liegen dabei am stiftförmigen Formkörper an, wodurch ein zusätzlicher Reibschluss gegeben ist. Die Passstifte definieren somit in Richtung der Längsachse des stiftförmigen Formkörpers einen Bewegungskanal für den stiftfförmigen Formkörper. Die Stiftachsen der Passstifte können beispielsweise jeweils senkrecht zur Längsachse des stiftförmigen Formkörpers verlaufen. The form-fitting guide is preferably formed by means of a plurality of dowel pins which are arranged along the jacket of the pin-shaped molded body with pin axes each oriented transversely to the longitudinal axis of the pin-shaped molded body. The dowel pins are in contact with the pin-shaped molded body, as a result of which an additional frictional connection is provided. The dowel pins thus define a movement channel for the pin-shaped molded body in the direction of the longitudinal axis of the pin-shaped molded body. The pin axes of the dowel pins can, for example, each run perpendicular to the longitudinal axis of the pin-shaped molded body.

[0008] Die Erfindung wird in weiterer Folge anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe der beiliegenden Figur näher erläutert. Es zeigt hierbei die The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with the help of the accompanying figure. It shows the

[0009] Fig. 1 eine rückseitige Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einspritzen vernetzbarer Polymere in einen Formraum, und die 1 is a rear view of an apparatus for injecting crosslinkable polymers into a mold cavity according to the present invention, and FIG

[0010] Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittebene A-A der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Fig. 2 shows a section along the cutting plane A-A of the embodiment according to Fig. 1.

[0011] Die in der Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zum Einspritzen vernetzbarer Polymere weist einen Düsenkö6örper 1 mit einer Austrittsöffnung 2 auf, die in einen nicht gezeigten Formraum mündet. Der Düsenkörper 1 weist einen zentralen Kanal auf, in dem eine Düsennadel 3 mit einer in Längsrichtung der Düsennadel 3 verlaufenden Düsennadelachse L angeordnet ist. Das Einspritzen der Polymerschmelze erfolgt über nicht näher dargestellte Verteilerkanäle, die die Polymerschmelze dem zentralen Kanal zuführen, von wo sie über die Austrittsöffnung 2 in den Formraum gelangt. Die Durchflussrate der Polymerschmelze lässt sich über die Offnungsweite der Austrittsöffnung 2 steuern, die über den OÖffnungshub der Düsennadel 3 einstellbar ist. Die Düsennadel 3 ist hierfür innerhalb des zentralen Kanals beweglich gelagert und ragt mit ihrem Nadelschaft 3a aus dem zentralen Kanal des Düsenkörpers 1 und in einen Betätigungstrieb 4, der die Düsennadel 3 beispielsweise über einen nicht näher gezeigten pneumatischen Antrieb in Richtung der Düsennadelachse L bewegt. Die Düsennadel 3 kann mithilfe des Betätigungstriebes 4 zwischen einer die Austrittsöffnung 2 verschließenden Schließstellung und einer durch einen Anschlag für den Offnungshub begrenzten Offenstellung in beide Richtungen entlang der Düsennadelachse L axial verlagert werden. The device for injecting crosslinkable polymers shown in FIGS. 1 and 2 has a nozzle body 1 with an outlet opening 2 which opens into a mold space, not shown. The nozzle body 1 has a central channel in which a nozzle needle 3 is arranged with a nozzle needle axis L running in the longitudinal direction of the nozzle needle 3 . The polymer melt is injected via distribution channels (not shown) which feed the polymer melt to the central channel, from where it enters the mold cavity via the outlet opening 2 . The flow rate of the polymer melt can be controlled via the opening width of the outlet orifice 2, which can be adjusted via the opening stroke of the nozzle needle 3. For this purpose, the nozzle needle 3 is movably mounted within the central channel and its needle shaft 3a projects out of the central channel of the nozzle body 1 and into an actuating drive 4, which moves the nozzle needle 3 in the direction of the nozzle needle axis L, for example via a pneumatic drive (not shown in detail). The nozzle needle 3 can be displaced axially in both directions along the nozzle needle axis L with the aid of the actuating drive 4 between a closed position closing the outlet opening 2 and an open position limited by a stop for the opening stroke.

[0012] Der Anschlag ist als gebogener und stiftförmiger Formkörper 6 ausgeführt, der mit einer ersten Stirnfläche eine Anschlagfläche 8 für den Öffnungshub der Düsennadel 3 bildet. Die gegenüberliegende, zweite Stirnfläche des stiftförmigen Formkörpers 6 bildet eine zur ersten Stirnfläche winkelversetzte Kupplungsfläche 9 zum Stempel 10 eines Stelltriebes 5. Der Stempel 10 wird in herkömmlicher Weise mithilfe des Stelltriebes 5 in Richtung der Stellachse S bewegt, wobei die Stirnfläche des Stempels 10 eine Anlagefläche für die Kupplungsfläche 9 des stiftförmigen Formkörpers 6 bildet, die somit auch die Bewegung des stiftförmigen Formkörpers 6 in Richtung der Längsachse des stiftförmigen Formkörpers 6 begrenzt. In Bezug auf die Fig. 2 wird dabei die Anschlagfläche 8 in Richtung des Nadelschaftes 3a bewegt, falls der Stempel 10 in Bezug auf die Fig. 2 mithilfe des Stelltriebes 5 nach oben bewegt wird. Die Stellachse S des Stelltriebes 5 verläuft dabei quer zur Düsennadelachse L, im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 verläuft sie senkrecht zur Düsennadelachse L. The stop is designed as a bent and pin-shaped molded body 6, which forms a stop surface 8 for the opening stroke of the nozzle needle 3 with a first end face. The opposite, second end face of the pin-shaped molded body 6 forms a coupling surface 9, which is offset at an angle to the first end face, for the ram 10 of an adjusting drive 5. The ram 10 is moved in the conventional manner with the aid of the adjusting drive 5 in the direction of the adjusting axis S, with the end face of the ram 10 forming a contact surface for the coupling surface 9 of the pin-shaped molded body 6, which thus also limits the movement of the pin-shaped molded body 6 in the direction of the longitudinal axis of the pin-shaped molded body 6. With reference to FIG. 2, the stop surface 8 is moved in the direction of the needle shaft 3a if the plunger 10 is moved upwards with reference to FIG. 2 with the aid of the actuating drive 5. The actuating axis S of the actuating drive 5 runs transversely to the nozzle needle axis L, in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 it runs perpendicular to the nozzle needle axis L.

[0013] Die Stellbewegungen des stiftförmigen Formkörpers 6 werden dabei mithilfe einer form-The adjusting movements of the pin-shaped molded body 6 are carried out with the aid of a molded

schlüssigen Führung festgelegt, die im gezeigten Ausführungsbeispiel mithilfe einer Mehrzahl von Passstiften 7 gebildet wird, die entlang des Mantels des stiftförmigen Formkörpers 6 mit jeweils quer zur Längsachse des stiftförmigen Formkörpers 6 orientierten Stiftachsen angeordnet sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen die Stiftachsen der Passstifte 7 jeweils senkrecht zur Längsachse des stiftförmigen Formkörpers 6. Die Passstifte 7 liegen dabei am stiftförmigen Formkörper 6 an, wodurch ein zusätzlicher Reibschluss gegeben ist. Die Passstifte 7 definieren in Richtung der Längsachse des stiftförmigen Formkörpers 6 einen Bewegungskanal für den stiftförmigen Formkörper 6, der ungewollte Auslenkungen des stiftfförmigen Formkörpers 6 aus einer definierten Abstandslage zum Nadelschaft 3a beispielsweise aufgrund von Vibrationen unterbindet. coherent guide is defined, which is formed in the embodiment shown by means of a plurality of dowel pins 7, which are arranged along the jacket of the pin-shaped molded body 6 with each transverse to the longitudinal axis of the pin-shaped molded body 6 oriented pin axes. In the exemplary embodiment shown, the pin axes of the dowel pins 7 each run perpendicular to the longitudinal axis of the pin-shaped molded body 6. The dowel pins 7 rest on the pin-shaped molded body 6, as a result of which an additional frictional connection is provided. The dowel pins 7 define a movement channel for the pin-shaped molded body 6 in the direction of the longitudinal axis of the pin-shaped molded body 6, which prevents unwanted deflections of the pin-shaped molded body 6 from a defined distance from the needle shaft 3a, for example due to vibrations.

[0014] Mithilfe der Erfindung gelingt es somit die anschlagbedingte Verstellung des Öffnungshubs zur Begrenzung der Offenstellung der Düsennadel 3 präziser und unempfindlicher gegenüber Vibrationen einzustellen, da Vibrationskräfte, die den Anschlag bei einer solchen formschlüssigen Führung aus einer definierten Lage zur Begrenzung des Öffnungshubs auslenken, in einer hierfür erforderlichen Stärke in der Längsachse des stiftförmigen Formkörper 6 wirken müssten, was selten vorkommt. With the help of the invention, it is thus possible to set the stop-related adjustment of the opening stroke to limit the open position of the nozzle needle 3 more precisely and less sensitive to vibrations, since vibration forces that deflect the stop from a defined position to limit the opening stroke in such a form-fitting guide a required strength in the longitudinal axis of the pin-shaped molded body 6 would have to act, which rarely happens.

Claims

patent claims

1. Device for injecting crosslinkable polymers into a mold cavity with a nozzle body (1) forming an outlet opening (2), with a nozzle needle (3) penetrating the nozzle body (1), which moves between a closed position closing the outlet opening (2) and a closed position through a stop for the opening stroke limited open position in the direction of the nozzle needle axis (L) is axially displaceable, and with an adjusting drive (5) for the stop with an adjusting axis (S) running transversely to the nozzle needle axis (L), characterized in that the stop is designed as a curved and pin-shaped molded body (6) with a first end face, which forms a stop face (8) for the opening stroke of the nozzle needle (3), and a second end face, which forms an angularly offset coupling face (9) for the actuating drive (5), wherein the pin-shaped molded body (6) is mounted in a form-fitting guide in the direction of its longitudinal axis.

2. Device according to claim 1, characterized in that the form-fitting guide is formed by means of a plurality of dowel pins (7) which are arranged along the jacket of the pin-shaped molded body (6) with pin axes each oriented transversely to the longitudinal axis of the pin-shaped molded body (6). .

1 sheet of drawings