DE102004003002A1 - Nozzle for injecting plastic melt into a tool has a needle centering system comprising radial vanes facing inwards - Google Patents

Nozzle for injecting plastic melt into a tool has a needle centering system comprising radial vanes facing inwards Download PDF

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Abstract

The melt flow channel has a shut-off needle(6) with a front closure pin(7) which enters an inlet(5) in an injection molding tool. A needle centering system has radially inward facing vanes(8) in front of the tool inlet. Three vanes(8) are formed in the tool itself around the periphery of the inlet(5). Vanes have a rectangular or trapezium-shaped cross-section. The shut-off needle(6) has a round cross-section and the radially inner ends of the vanes lie on a circle with a diameter greater than that of the shut-off needle. Shut-off needle diameter is greater than the diameter of the front closure pin(7). A transition area between the shut-off needle and the closure pin is conical. Space between adjacent vanes is designed to prevent the front closure pin penetrating into this space. The end face of the vanes facing the melt flow channel is flat.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge zum Zuführen des heißen Kunststoffes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a nozzle for plastic injection molds for feeding of the hot plastic according to the preamble of claim 1.

Konkret geht es bei der Erfindung um sogenannte Heißkanäle, speziell um ein zylindrisches Nadelverschlußsystem für derartige Heißkanäle. Diese Heißkanäle dienen im Kunststoffspritzgießwerkzeug der Zufuhr des viskosen, heißen Kunststoffs und weisen zu diesem Zweck eine hohe Temperatur auf, damit der zuzuführende viskose Kunststoff nicht aushärtet.Concrete In the case of the invention, it is a question of so-called hot runners, especially a cylindrical one Valve gate system for such Hot runners. These hot runners serve in the plastic injection molding tool Feed the viscous, hot Plastic and have a high temperature for this purpose, so that the supplied viscous plastic does not harden.

Bekannte Düsen weisen einen Düsenkörper auf, in welchem ein Zuführkanal für den Kunststoff ausgebildet ist. Dieser Zuführkanal mündet am vorderen Ende in einer Öffnung, durch die hindurch der heiße Kunststoff in die Formenhohlräume des Werkzeugs eindringt. Zum Öffnen und Schließen der Düse dient eine Verschlußnadel, welche längsverschiebbar in dem Zuführkanal angeordnet ist. Diese Verschlußnadel weist am vorderen Ende ein zylindrisches Verschlußelement auf. In der Schließstellung taucht dieses vordere Verschlußelement in die Öffnung des Düsenkörpers bzw. in die im eigentlichen Werkzeug ausgebildete Zuführöffnung ein und verschließt diese dicht.Known Have nozzles a nozzle body, in which a feed channel for the Plastic is formed. This feed channel opens at the front end in an opening, through the hot Plastic in the mold cavities of the tool penetrates. To open and closing the nozzle is used a locking needle, which can be moved longitudinally in the feed channel is arranged. This locking needle has at the front end a cylindrical closure element on. In the closed position emerges this front closure element in the opening of the nozzle body or into the feed opening formed in the actual tool and closes it tight.

Das Problem bei diesem Nadelverschlußsystem besteht darin, daß die Verschlußnadeln exakt zentriert werden müssen, damit es im Laufe der Zeit keinen Materialabrieb gibt und dadurch die Zuführöffnung im verschlossenen Zustand allmählich undicht wird, was zu störenden Graten beim Spritzling führt. Aus diesem Grunde gibt es Zentriereinrichtungen für die Verschlußnadel. Bei einer Ausführungsform einer derartigen Zentriereinrichtung ist der Zuführkanal im Düsenkörper innenseitig konisch ausgebildet und mündet in einer zylindrischen Führung, so daß die zylindrische Spitze der Verschlußnadel exakt in die Anschnittöffnung geführt wird. Allerdings ist diese Zentriereinrichtung nicht optimal.The Problem with this needle valve system is that the closure needles need to be centered exactly so that there is no material abrasion over time and thereby the feed opening in closed state gradually leaking, causing disturbing Burrs at the sprue leads. Out For this reason, there are centering devices for the locking needle. In one embodiment Such a centering device is the feed channel in the nozzle body inside conical and opens in a cylindrical guide, So that the cylindrical tip of the locking needle is performed exactly in the gate opening. However, this centering device is not optimal.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge zum Zuführen des heißen Kunststoffs der eingangs angegebenen Art mit einer verbesserten Zentriereinrichtung zu schaffen.From that Based on the object of the invention, a nozzle for plastic injection molds for feeding of the hot Plastic of the type specified with an improved To create centering device.

Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.The technical solution is characterized by the features in the characterizing part of claim 1.

Dadurch ist eine Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge zum Zuführen des heißen Kunststoffs mit einer optimalen Zentriereinrichtung für die Nadel geschaffen. Die Grundidee der erfindungsgemäßen Zentriereinrichtung besteht in mehreren, radial nach innen gerichteten Flügeln. Diese definieren die Zentrierung sowohl für das vordere, zylindrische Verschlußelement als auch für die Verschlußnadel. Die Flügel sind dabei sternförmig ausgebildet. Die Zwischenbereiche zwischen den Flügeln definieren Durchgangsöffnungen für den zurückfließenden heißen Kunststoff beim Schließen der Nadel.Thereby is a nozzle for plastic injection molds for feeding of the hot Plastic with an optimal centering device for the needle created. The basic idea of the centering device according to the invention exists in several, radially inwardly directed wings. These define the Centering for both the front, cylindrical closure element as well as for the locking needle. The wing are star-shaped educated. The intermediate areas between the wings define through openings for the returning hot plastic while closing the needle.

Die Grundidee der bevorzugten Weiterbildung gemäß Anspruch 2 besteht darin, die Zentrierung nicht mehr wie bisher im eigentlichen Heißkanalelement anzuordnen, sondern die Zentrierung ist Teil des eigentlichen Kunststoffspritzgießwerkzeugs, so daß die Flügel im kalten Bereich des Werkzeugs liegen. Die Zentrierung befindet sich dabei in unmittelbarer Nähe zur Heißkanalöffnung.The The basic idea of the preferred development according to claim 2 is the centering no longer as before in the actual hot runner element to arrange, but the centering is part of the actual plastic injection molding tool, so that the wing lie in the cold area of the tool. The centering is located in the immediate vicinity for hot runner opening.

Vorteilhaft sind gemäß der Weiterbildung in Anspruch 3 drei, gleichmäßig um den Umfang verteilte Flügel vorgesehen. Durch diese drei Flügel ist die Zentrierung für die Verschlußnadel eindeutig definiert. Grundsätzlich ist es selbstverständlich auch denkbar, mehr als drei Flügel für die Zentriereinrichtung vorzusehen.Advantageous are according to the training in claim 3 three, evenly around the Circumference distributed wings intended. Through these three wings is the centering for the locking needle clearly defined. in principle it goes without saying also conceivable, more than three wings for the Provide centering.

Vorzugsweise haben die Flügel gemäß der Weiterbildung in Anspruch 4 eine im wesentlichen rechteckige oder trapezförmige Querschnittsstruktur. Die trapezförmige Querschnittsstruktur ist dabei bevorzugt, wobei die seitlichen Begrenzungskanten des Trapezes auf den Radiallinien der Düsenachse liegen. Die Zwischenbereiche zwischen den Flügel sind dabei in den Kantenbereichen vorzugsweise abgerundet.Preferably have the wings according to the training in claim 4, a substantially rectangular or trapezoidal cross-sectional structure. The trapezoidal Cross-sectional structure is preferred, with the lateral boundary edges of the trapezoid lie on the radial lines of the nozzle axis. The intermediate areas between the wings are preferably rounded in the edge regions.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 schafft eine exakte Zentrierung der Verschlußnadel, indem diese mehr oder weniger ohne Spiel zwischen den Vorderenden der Flügel festgelegt ist.The Training according to claim 5 creates an exact centering of the locking needle by this more or set less without play between the front ends of the wings is.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 6 schlägt vor, daß der Durchmesser der Verschlußnadel größer ist als der Durchmesser des vorderen, zylindrischen Verschlußelements. Somit ist die Nadel insgesamt als Spitze ausgebildet.The Training according to claim 6 beats before that Diameter of the locking needle is larger as the diameter of the front, cylindrical closure element. Thus, the needle is formed overall as a tip.

Eine Weiterbildung hiervon schlägt gemäß Anspruch 7 vor, daß der Übergang zwischen der Verschlußnadel und dem vorderen Verschlußelement kegelförmig ausgebildet ist. Diese kegelförmige Ausbildung hat den Vorteil, daß die Verschlußnadel beim Auftreffen des Vorderendes der Verschlußnadel auf die Flügel in den zentralen Begrenzungsbereich der Flügel geführt wird.A Continuing this suggests according to claim 7 that the transition between the locking needle and the front closure element is cone-shaped is. This cone-shaped Training has the advantage that the shutoff needle upon impact of the front end of the locking needle on the wings in the central boundary area of the wing is guided.

Die Zentrierwirkung wird gemäß der Weiterbildung in Anspruch 8 optimiert. Insbesondere kann auch bei einem starken Achsversatz der Verschlußnadel bezüglich zur Achse des Zuführkanals immer noch eine einwandfreie Zentrierung erfolgen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Verschlußnadel in dem Düsenkörper verkantet.The centering effect is according to the Next education in claim 8 optimized. In particular, even with a strong axial offset of the closure needle with respect to the axis of the feed channel still a perfect centering done without the risk that the closure needle canted in the nozzle body.

Schließlich schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 9 vor, daß die zum Zuführkanal gerichtete Stirnseite der Flügel eben ist. Dies bedeutet, daß die Ebene der Flügel in der Querschnittsebene der Düse liegt.Finally, the training suggests according to claim 9 that the to the feed channel directed face of the wings is just. This means that the level the wing lies in the cross-sectional plane of the nozzle.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge zum Zuführen des heißen Kunststoffs wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:One embodiment a nozzle according to the invention for plastic injection molding for feeding of the hot Plastic will be described below with reference to the drawings. In these shows:

1a eine Längsschnittdarstellung der Düse in geöffnetem Zustand; 1a a longitudinal sectional view of the nozzle in the open state;

1b eine Längsschnittdarstellung der Düse während des Verschließvorganges; 1b a longitudinal sectional view of the nozzle during the closing process;

1c eine Längsschnittdarstellung der Düse in geschlossenem Zustand; 1c a longitudinal sectional view of the nozzle in the closed state;

2 eine Ansicht der Zentriereinrichtung der Düse; 2 a view of the centering of the nozzle;

3 ein vergrößerter Detailausschnitt der Darstellung in 1b. 3 an enlarged detail of the illustration in 1b ,

Von dem Kunststoffspritzgießwerkzeug ist eine Kalotte 1 dargestellt. In dieser Kalotte 1 befindet sich die Düse eines Heißkanalsystems.From the plastic injection mold is a dome 1 shown. In this dome 1 is the nozzle of a hot runner system.

Die Düse weist einen Düsenkörper 2 auf, welcher von einer Heizung 9 umgeben ist. Im Düsenkörper 2 ist ein Zuführkanal 3 ausgebildet. Dieser mündet im vorderen Bereich des Düsenkörpers 2 in einer Öffnung 4. An diese Öffnung 4 schließt sich im eigentlichen Werkzeug, nämlich der Kalotte 1, eine korrespondierende Zuführöffnung 5 an.The nozzle has a nozzle body 2 on which of a heater 9 is surrounded. In the nozzle body 2 is a feed channel 3 educated. This opens in the front area of the nozzle body 2 in an opening 4 , At this opening 4 closes in the actual tool, namely the dome 1 , a corresponding feed opening 5 at.

In dem Zuführkanal 3 des Düsenkörpers 2 ist eine zylindrische Verschlußnadel 6 längsverschiebbar angeordnet. Im vorderen Bereich dieser Verschlußnadel 6 weist diese ein zylindrisches Verschlußelement 7 auf. Der Übergangsbereich zwischen diesem Verschlußelement 7 und der eigentlichen Verschlußnadel 6 ist als Kegel ausgebildet.In the feed channel 3 of the nozzle body 2 is a cylindrical locking needle 6 arranged longitudinally displaceable. In the front area of this locking needle 6 this has a cylindrical closure element 7 on. The transition region between this closure element 7 and the actual locking needle 6 is designed as a cone.

Schließlich ist eine Zentriereinrichtung für die Verschlußnadel 6 vorgesehen. Diese Zentriereinrichtung besteht aus drei radial nach innen gerichteten Flügeln 8. Diese Flügel 8 sind im Bereich der Zuführöffnung 5 der Kalotte 1 des Werkzeugs ausgebildet. Die Querschnittsstruktur dieser Flügel 8 ist im wesentlichen trapezförmig, wobei die beiden seitlichen Schrägbegrenzungen des Trapezes auf den Radiallinien zur Längsmittelachse der Düse liegen. Der Zwischenbereich zwischen den benachbarten Flügeln 8 ist leicht abgerundet.Finally, a centering device for the locking needle 6 intended. This centering device consists of three radially inwardly directed wings 8th , These wings 8th are in the area of the feed opening 5 the dome 1 formed of the tool. The cross-sectional structure of these wings 8th is substantially trapezoidal, wherein the two lateral oblique boundaries of the trapezium lie on the radial lines to the longitudinal central axis of the nozzle. The intermediate area between the adjacent wings 8th is slightly rounded.

Die Funktionsweise ist wie folgt:
1a zeigt den geöffneten Zustand des Systems, d. h. die Verschlußnadel 6 befindet sich in der hinteren Stellung. In dieser Position der Verschlußnadel 6 kann durch den Zuführkanal 3 der heiße Kunststoff eingespritzt werden.The operation is as follows:
1a shows the open state of the system, ie the locking needle 6 is in the rear position. In this position the locking needle 6 can through the feed channel 3 the hot plastic will be injected.

Zum Schließen der Düse wird die Verschlußnadel 6 nach vorne bewegt. Diese Zwischenposition ist in 1b sowie in 3 dargestellt. Dabei trifft der Kegelbereich zwischen dem vorderen zylinderförmigen Verschlußelement 7 und der Verschlußnadel 6 auf die Vorderenden der Flügel 8, so daß die Verschlußnadel 6 zentriert wird. Diese liegt dann an den radialen Innenenden der Flügel 8 zentrierend an. Zwischen dem Düsenkörper 2 und der Verschlußnadel 6 ist ein Zwischenraum, wie in 3 erkennbar ist.To close the nozzle, the locking needle 6 moved forward. This intermediate position is in 1b as in 3 shown. The cone area between the front cylindrical closure element meets 7 and the locking needle 6 on the front ends of the wings 8th , so that the locking needle 6 is centered. This is then at the radial inner ends of the wings 8th centering on. Between the nozzle body 2 and the locking needle 6 is a gap, as in 3 is recognizable.

Beim weiteren Nachvornebewegen der Verschlußnadel 6 taucht das zylindrische Verschlußelement 7 in die Zuführöffnung 5 der Kalotte 1 ein und verschließt diese. Der überschüssige Kunststoff wird dabei nach hinten durch die Zwischenräume zwischen den Flügeln 8 hindurch gedrückt.Upon further Nachvornebewegen the locking needle 6 dives the cylindrical closure element 7 in the feed opening 5 the dome 1 and closes these. The excess plastic is doing backwards through the spaces between the wings 8th pressed through.

11
Kalottedome
22
Düsenkörpernozzle body
33
Zuführkanalfeed
44
Öffnungopening
55
Öffnungopening
66
Verschlußnadelshutoff needle
77
Verschlußelementclosure element
88th
Flügelwing
99
Heizungheater

Claims (9)

Düse für Kunststoffspritzgießwerkzeuge zum Zuführen des heißen Kunststoffs mit einem einen Zuführkanal (3) sowie eine vordere Öffnung (4) aufweisenden Düsenkörper (2), mit einer in dem Zuführkanal (3) längsverschiebbaren Verschlußnadel (6) mit einem in der Schließstellung in eine Zuführöffnung (5) des Werkzeugs eintauchenden, vorderen Verschlußelement (7) sowie mit einer Zentriereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriereinrichtung für die Verschlußnadel (6) vor der Zuführöffnung (5) radial nach innen gerichtete Flügel (8) aufweist.Nozzle for plastic injection molds for supplying the hot plastic with a feed channel ( 3 ) and a front opening ( 4 ) having nozzle body ( 2 ), with one in the feed channel ( 3 ) longitudinally displaceable locking needle ( 6 ) with a in the closed position in a feed opening ( 5 ) of the tool dipping, front closure element ( 7 ) and with a centering device, characterized in that the centering device for the locking needle ( 6 ) in front of the feed opening ( 5 ) radially inwardly ge directed wings ( 8th ) having. Düse nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (8) im eigentlichen Werkzeug ausgebildet sind.Nozzle according to the preceding claim, characterized in that the wings ( 8th ) are formed in the actual tool. Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei, gleichmäßig um den Umfang verteilte Flügel (8) vorgesehen sind.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that three wings (8) distributed uniformly around the circumference ( 8th ) are provided. Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (8) eine im wesentlichen rechteckige oder trapezförmige Querschnittsstruktur aufweisen.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the wings ( 8th ) have a substantially rectangular or trapezoidal cross-sectional structure. Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußnadel (6) einen runden Querschnitt aufweist und daß die radial inneren Enden der Flügel (8) auf einer Kreislinie liegen, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser der Verschlußnadel (6).Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the closure needle ( 6 ) has a round cross-section and that the radially inner ends of the wings ( 8th ) lie on a circle whose diameter is slightly larger than the diameter of the closure needle ( 6 ). Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Verschlußnadel (6) größer ist als der Durchmesser des vorderen Verschlußelements (7).Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the closure needle ( 6 ) is greater than the diameter of the front closure element ( 7 ). Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen der Verschlußnadel (6) und dem vorderen Verschlußelement (7) kegelförmig ausgebildet ist.Nozzle according to Claim 6, characterized in that the transition between the closure needle ( 6 ) and the front closure element ( 7 ) is cone-shaped. Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen benachbarten Flügeln (8) derart ausgebildet ist, daß das vordere Verschlußelement (7) nicht in diesen Zwischenraum eindringen kann.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the space between adjacent wings ( 8th ) is formed such that the front closure element ( 7 ) can not penetrate into this space. Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Zuführkanal (3) gerichtete Stirnseite der Flügel (8) eben ist.Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that that to the feed channel ( 3 ) directed end face of the wings ( 8th ) is just.
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CN108582784A (en) * 2018-05-31 2018-09-28 天津职业技术师范大学 A kind of 3D printing head for material extrusion molding

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