DE102019128754B3 - Injection molding nozzle for an injection molding tool and injection molding tool - Google Patents

Injection molding nozzle for an injection molding tool and injection molding tool Download PDF

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Abstract

Spritzgussdüse (11) für ein Spritzgießwerkzeug (10), mit einem Düsenkörper (21), der wenigstens eine Einlassöffnung (22) und eine Auslassöffnung (18) für ein Rohmaterial aufweist, mit zumindest einem Einspritzkanal (23), der die wenigstens eine Einlassöffnung (22) und die Auslassöffnung (18) miteinander verbindet, wobei in dem Einspritzkanal (23) eine Dichtkontur (29) ausgebildet ist und eine Düsennadel (24), die zwischen einer Öffnungsstellung (27) und einer Schließstellung axial verschiebbar in dem Einspritzkanal (23) angeordnet ist, wobei die Düsennadel (24) in der Schließstellung an der Dichtkontur (29) anliegt und den Einspritzkanal (23) verschließt sowie eine Antriebseinrichtung (31), welche zumindest die axiale Stellbewegung (26) der Düsennadel (24) ansteuert, wobei die Düsennadel (24) um deren Längsachse (34) drehbar ausgebildet ist, eine Düsennadel (24) für eine Spritzgussdüse (11) und ein Verfahren zum Einspritzen eines Rohmaterials.

Figure DE102019128754B3_0000
Injection molding nozzle (11) for an injection molding tool (10), with a nozzle body (21) which has at least one inlet opening (22) and an outlet opening (18) for a raw material, with at least one injection channel (23) which contains the at least one inlet opening ( 22) and the outlet opening (18) connects to one another, a sealing contour (29) being formed in the injection channel (23) and a nozzle needle (24) which can be axially displaced in the injection channel (23) between an open position (27) and a closed position is arranged, wherein the nozzle needle (24) rests against the sealing contour (29) in the closed position and closes the injection channel (23) and a drive device (31) which controls at least the axial adjusting movement (26) of the nozzle needle (24), the A nozzle needle (24) is designed to be rotatable about its longitudinal axis (34), a nozzle needle (24) for an injection molding nozzle (11) and a method for injecting a raw material.
Figure DE102019128754B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgussdüse für ein Spritzgießwerkzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to an injection molding nozzle for an injection molding tool with the features of the preamble of claim 1.

Aus der WO 2012/000924 A1 ist ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung von Bauteilen durch ein Spritzgussverfahren bekannt. Dieses Spritzgießwerkzeug umfasst eine zumindest eine Kavität aufweisende Spritzgussform, in welche ein Rohmaterial zum Ausbilden der Bauteile eingespritzt wird. Hierfür weist das Spritzgießwerkzeug eine Spritzgussdüse auf, durch welche das Rohmaterial über einen Einspritzkanal der Spritzgussform zugeführt wird. In dem Einspritzkanal ist zur Steuerung des Einspritzvorgangs eine Düsennadel vorgesehen, die zwischen einer Öffnungs- und einer Schließposition axial verschiebbar angeordnet ist. Die Ansteuerung der Stellbewegung erfolgt durch eine pneumatische Stelleinrichtung, wobei aufgrund der kompressiblen Eigenschaften des Gases nur eine begrenzte Stellkraft aufgebracht werden kann.From the WO 2012/000924 A1 an injection molding tool for producing components by an injection molding process is known. This injection molding tool comprises an injection mold which has at least one cavity and into which a raw material is injected to form the components. For this purpose, the injection molding tool has an injection molding nozzle through which the raw material is fed to the injection mold via an injection channel. In order to control the injection process, a nozzle needle is provided in the injection channel which is arranged axially displaceably between an open position and a closed position. The actuating movement is controlled by a pneumatic actuating device, whereby only a limited actuating force can be applied due to the compressible properties of the gas.

Neben der zuvor genannten pneumatischen Stelleinrichtung sind auch hydraulische und elektrische Stellantriebe bekannt. Aufgrund der vergleichsweise hohen Viskosität kommt beispielsweise bei der Verarbeitung elastomerer Werkstoffe häufig ein hydraulischer Stellantrieb zum Einsatz. Elektrische Antriebe sind in diesem Zusammenhang auch denkbar, die erforderlichen Stellmotoren sind aber vergleichsweise groß.In addition to the aforementioned pneumatic actuator, hydraulic and electrical actuators are also known. Due to the comparatively high viscosity, a hydraulic actuator is often used, for example, when processing elastomeric materials. Electric drives are also conceivable in this context, but the servomotors required are comparatively large.

Insbesondere viskose Rohmaterialien, beispielsweise vulkanisierbare, elastomere Werkstoffe, erfordern insofern hohe Stellkräfte, um die axiale Stellbewegung der Düsennadel anzusteuern.In particular, viscous raw materials, for example vulcanizable, elastomeric materials, require high actuating forces in order to control the axial actuating movement of the nozzle needle.

In der GB 2 496 219 A und US 2016/0136854 A1 sind weitere Spritzgießwerkzeuge gezeigt.In the GB 2,496,219 A and US 2016/0136854 A1 further injection molding tools are shown.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spritzgussdüse, ein Spritzgießwerkzeug sowie eine Düsennadel für eine Spritzgussdüse derart weiterzuentwickeln, dass die Stellbewegung der Düsennadel eine verringerte Stellkraft erfordert. Zudem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einspritzen eines Rohmaterials vorzuschlagen, welches eine Ansteuerung einer Düsennadel mit einer geringen Stellkraft ermöglicht.The invention is based on the object of further developing the injection molding nozzle, an injection molding tool and a nozzle needle for an injection molding nozzle in such a way that the adjusting movement of the nozzle needle requires a reduced adjusting force. In addition, the invention is based on the object of proposing a method for injecting a raw material which enables a nozzle needle to be controlled with a low actuating force.

Zur Lösung der Aufgabe umfasst die erfindungsgemäße Spritzgussdüse die Merkmale des Anspruchs 1, einen Düsenkörper, der wenigstens eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung für ein Rohmaterial aufweist, mit zumindest einem Einspritzkanal, der die wenigstens eine Einlassöffnung und die Auslassöffnung miteinander verbindet, wobei in dem Einspritzkanal eine Dichtkontur ausgebildet ist und eine Düsennadel, die zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung axial verschiebbar in dem Einspritzkanal angeordnet ist, wobei die Düsennadel in der Schließstellung an der Dichtkontur anliegt und den Einspritzkanal verschließt sowie eine Antriebseinrichtung, durch welche zumindest die axiale Stellbewegung der Düsennadel ansteuerbar ist, wobei die Düsennadel der Spritzgussdüse um deren Längsachse drehbar ausgebildet ist.To achieve the object, the injection molding nozzle according to the invention comprises the features of claim 1, a nozzle body which has at least one inlet opening and an outlet opening for a raw material, with at least one injection channel which connects the at least one inlet opening and the outlet opening to one another, with one in the injection channel Sealing contour is formed and a nozzle needle which is axially displaceable between an open position and a closed position in the injection channel, wherein the nozzle needle rests against the sealing contour in the closed position and closes the injection channel and a drive device by which at least the axial adjusting movement of the nozzle needle can be controlled , wherein the nozzle needle of the injection molding nozzle is designed to be rotatable about its longitudinal axis.

Erfindungsgemäß ist der Einspritzkanal der Spritzgussdüse als Kaltkanal ausgebildet. Durch einen solchen Kaltkanal können in der Spritzgussdüse bzw. dem Einspritzkanal geringe Verarbeitungstemperaturen für das Rohmaterial sichergestellt sein, wodurch eine vorzeitige Vulkanisation des Rohmaterials in der Spritzgussdüse bzw. dem Einspritzkanal verhindert werden kann.According to the invention, the injection channel of the injection molding nozzle is designed as a cold channel. By means of such a cold channel, low processing temperatures for the raw material can be ensured in the injection molding nozzle or the injection channel, whereby premature vulcanization of the raw material in the injection molding nozzle or the injection channel can be prevented.

Die Dichtkontur kann der Auslassöffnung zugeordnet sein. Bei dieser Ausgestaltung ist die Dichtkontur integraler Bestandteil des Düsenkörpers. Bei dieser Ausgestaltung ist die Dichtkontur vorzugsweise der Auslassöffnung des Düsenkörpers zugeordnet. Es ist aber auch denkbar, dass die Düsennadel durch die Auslassöffnung hindurch aus dem Düsenkörper hervorsteht. Bei dieser Ausgestaltung ist die Dichtkontur vorzugsweise dem Zuführkanal des Spritzgießwerkzeugs zugeordnet. Dabei kann die Dichtkontur direkt an eine Kavität münden, in welcher ein Werkstück mittels Spritzguss erzeugt wird. Hierbei ist insbesondere vorteilhaft, dass die Herstellung eines nahezu angussfreien Werkstückes möglich ist. Die Herstellung eines angussfreien Werkstücks ist insbesondere dann möglich, wenn die Düsennadel in der Schließstellung bündig mit der Begrenzungswand der Kavität abschließt.The sealing contour can be assigned to the outlet opening. In this embodiment, the sealing contour is an integral part of the nozzle body. In this embodiment, the sealing contour is preferably assigned to the outlet opening of the nozzle body. However, it is also conceivable that the nozzle needle protrudes from the nozzle body through the outlet opening. In this embodiment, the sealing contour is preferably assigned to the feed channel of the injection molding tool. The sealing contour can open directly into a cavity in which a workpiece is produced by means of injection molding. It is particularly advantageous here that it is possible to manufacture a workpiece that is virtually free of sprues. The production of a sprue-free workpiece is possible in particular when the nozzle needle in the closed position is flush with the boundary wall of the cavity.

Die Spritzgussdüse ist insbesondere zur Verarbeitung von vernetzbaren bzw. vulkanisierbaren und spritzgießfähigen polymeren Werkstoffen geeignet. Derartige Werkstoffe sind beispielsweise diverse Kautschuke oder Silikone und werden vor der Vernetzung als Rohmaterial bezeichnet. Diese Rohmaterialien müssen, um eine vorzeitige Vernetzung zu verhindern, bei vergleichsweise niedrigen Verarbeitungstemperaturen verarbeitet werden. Durch die Spritzgussdüse wird das fließfähige Rohmaterial in die wenigstens eine Kavität der Spritzgussform eingespritzt. Dabei kann das Rohmaterial direkt in die Kavität eingespritzt werden oder über einen Unterverteiler in die Kavität gelangen. Dabei erfolgt eine Steuerung des Spritzvorgangs durch eine axiale Stellbewegung der Düsennadel, durch welche ein Öffnen und Schließen der Spritzgussdüse ermöglicht wird.The injection molding nozzle is particularly suitable for processing crosslinkable or vulcanizable and injection moldable polymeric materials. Such materials are, for example, various rubbers or silicones and are referred to as raw materials before they are crosslinked. In order to prevent premature crosslinking, these raw materials must be processed at comparatively low processing temperatures. The flowable raw material is injected through the injection molding nozzle into the at least one cavity of the injection mold. The raw material can be injected directly into the cavity or via a sub-distributor into the cavity. The injection process is controlled by an axial adjusting movement of the nozzle needle, which enables the injection molding nozzle to be opened and closed.

Bei niedrigen Verarbeitungstemperaturen weisen die Rohmaterialien jedoch eine hohe Viskosität auf, was zu einer erschwerten Handhabung in der Spritzgussdüse führen kann. Die Vernetzung bzw. Vulkanisation ist aber abhängig von der Verarbeitungstemperatur und soll erst in der Kavität erfolgen. Um eine vorzeitige Vernetzung zu verhindern, soll daher die Temperatur des Rohmaterials außerhalb der Kavität niedrig sein. At low processing temperatures, however, the raw materials have a high one Viscosity, which can lead to difficult handling in the injection molding nozzle. The crosslinking or vulcanization depends on the processing temperature and should only take place in the cavity. In order to prevent premature crosslinking, the temperature of the raw material outside the cavity should therefore be low.

Insbesondere das Ausführen der axialen Stellbewegung der Düsennadel erfordert aufgrund der hohen Viskosität des Rohmaterials eine große Stellkraft. Diese Stellkraft kann dabei in Abhängigkeit des Rohmaterials und der Ausgestaltung der Kavität bis zu 3.000 N betragen.In particular, executing the axial adjusting movement of the nozzle needle requires a large adjusting force due to the high viscosity of the raw material. This actuating force can be up to 3,000 N depending on the raw material and the design of the cavity.

Es hat sich aber gezeigt, dass die eingesetzten polymeren Rohmaterialien jedoch strukturviskose Eigenschaften aufweisen, so dass ein Absenken der Viskosität durch das Einbringen von Scherkräften in das Rohmaterial ermöglicht ist. Zwar bringt auch eine rein translatorische Bewegung Scherung in das Material. Problematisch ist aber der Beginn der translatorischen Bewegung, wenn sich die Düsennadel in der Schließstellung befindet. In dieser Position wird keinerlei Scherung in das Material eingebracht und die Viskosität ist hoch. Insofern ist es besonders vorteilhaft, wenn zunächst durch eine Rotation der Düsennadel Scherung in das Material eingebracht wird, wobei sich während des Öffnens eine Dreh- bzw. Rotationsbewegung der Düsennadel um deren Längsachse überlagern kann, was zu einem besonders hohen Eintrag von Scherung und damit ein signifikantes Senken der Viskosität des Rohmaterials bewirkt. Dies gilt aber auch während der Schließbewegung der Nadel.It has been shown, however, that the polymeric raw materials used have pseudoplastic properties, so that the viscosity can be reduced by introducing shear forces into the raw material. It is true that a purely translational movement also brings shear into the material. However, the start of the translational movement when the nozzle needle is in the closed position is problematic. In this position, no shear is introduced into the material and the viscosity is high. In this respect, it is particularly advantageous if shear is first introduced into the material by rotating the nozzle needle, with a rotational or rotational movement of the nozzle needle about its longitudinal axis being superimposed during opening, which leads to a particularly high input of shear and thus a causes a significant decrease in the viscosity of the raw material. However, this also applies during the closing movement of the needle.

Durch die Drehbewegung der Düsennadel werden aufgrund der Haftreibung zwischen der Düsennadel und dem an der Oberfläche der Düsennadel angrenzenden Rohmaterial die Scherkräfte erzeugt und in das Rohmaterial eingebracht. Die Scherkräfte bewirken im Rohmaterial eine Strukturänderung der Polymerketten, durch welche die Polymerketten einfacher aneinander entlanggleiten können. Auf diese Weise nimmt die Viskosität des Rohmaterials zumindest lokal im Umfangsbereich der Düsennadel ab, so dass eine geringere Stellkraft erforderlich ist, um die axiale Stellbewegung der Düsennadel auszuführen.Due to the static friction between the nozzle needle and the raw material adjoining the surface of the nozzle needle, the rotational movement of the nozzle needle generates the shear forces and introduces them into the raw material. The shear forces cause a structural change in the polymer chains in the raw material, through which the polymer chains can slide along one another more easily. In this way, the viscosity of the raw material decreases at least locally in the circumferential area of the nozzle needle, so that a lower actuating force is required to carry out the axial actuating movement of the nozzle needle.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Spritzgussdüse kann vorgesehen sein, dass die Drehbewegung um die Längsachse der Düsennadel durch die Antriebseinrichtung ansteuerbar ist. Auf diese Weise kann eine automatisierte Ansteuerung der Drehbewegung der Düsennadel vorgesehen sein. Zudem wird dadurch ermöglicht, sowohl die axiale Stellbewegung als auch die Drehbewegung der Düsennadel durch dieselbe Antriebseinrichtung anzusteuern.In a preferred development of the injection molding nozzle, it can be provided that the rotary movement about the longitudinal axis of the nozzle needle can be controlled by the drive device. In this way, an automated control of the rotary movement of the nozzle needle can be provided. This also makes it possible to control both the axial adjusting movement and the rotary movement of the nozzle needle by the same drive device.

Bei der Spritzgussdüse kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Drehbewegung um die Längsachse der Düsennadel vor und/oder während der axialen Stellbewegung der Düsennadel ansteuerbar ist. Wird die Düsennadel vor dem Ausführen der axialen Stellbewegung in Drehung versetzt, kann die Viskosität des Rohmaterials verringert werden, bevor die axiale Stellbewegung ausgeführt wird. Auf diese Weise kann eine geringe Anfangskraft erreicht sein, um die axiale Stellbewegung der Düsennadel anzusteuern. Wird die Drehbewegung der Düsennadel gleichzeitig zur axialen Stellbewegung ausgeführt, können die Scherkräfte gleichzeitig zu der axialen Stellbewegung in das Rohmaterial eingebracht werden. Dadurch verringert sich die Viskosität des Rohmaterials während der gesamten axialen Stellbewegung. Es ist auch denkbar, dass die Düsennadel zunächst rotiert und anschließend eine simultane Rotation und Axialbewegung erfolgt.In the case of the injection molding nozzle, it can advantageously be provided that the rotary movement about the longitudinal axis of the nozzle needle can be controlled before and / or during the axial adjusting movement of the nozzle needle. If the nozzle needle is set in rotation before the axial setting movement is carried out, the viscosity of the raw material can be reduced before the axial setting movement is carried out. In this way, a low initial force can be achieved in order to control the axial adjusting movement of the nozzle needle. If the rotary movement of the nozzle needle is carried out at the same time as the axial adjusting movement, the shear forces can be introduced into the raw material at the same time as the axial adjusting movement. This reduces the viscosity of the raw material during the entire axial positioning movement. It is also conceivable that the nozzle needle first rotates and then a simultaneous rotation and axial movement take place.

In einer Weiterbildung der Spritzgussdüse kann vorgesehen sein, dass der Düsenkörper ein Lager aufweist, durch welches eine radiale Lagerung der Düsennadel ausgebildet ist. Durch ein solches Lager kann eine radiale und axiale Führung der Düsennadel ausgebildet sein, durch welche die Drehbewegung der Düsennadel um deren Längsachse gleichzeitig zur axialen Stellbewegung ausführbar ist. Zudem kann durch die radiale Lagerung eine zentrische Drehbewegung um die Längsachse sichergestellt sein, so dass beim Überführen der Düsennadel in die Schließstellung eine zentrische Zustellung der Düsennadel zur Dichtkontur ermöglicht ist. Ein derartiges Lager ist beispielsweise ein Gleitlager.In a further development of the injection molding nozzle, it can be provided that the nozzle body has a bearing, through which a radial bearing of the nozzle needle is formed. Such a bearing can provide a radial and axial guide for the nozzle needle, by means of which the rotational movement of the nozzle needle about its longitudinal axis can be carried out simultaneously with the axial adjusting movement. In addition, the radial mounting can ensure a central rotary movement about the longitudinal axis, so that when the nozzle needle is moved into the closed position, a central infeed of the nozzle needle relative to the sealing contour is made possible. Such a bearing is, for example, a plain bearing.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Spritzgussdüse kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche der Düsennadel zumindest bereichsweise eine Strukturierung aufweist. Diese Strukturierung steht unmittelbar mit dem Rohmaterial in Verbindung. Durch die Strukturierung wird eine größere Kontaktfläche zwischen der Düsennadel und dem Rohmaterial erreicht, so dass durch die Drehbewegung der Düsennadel größere Scherkräfte in das Rohmaterial eingebracht werden können. Auf diese Weise kann eine Reduzierung der Viskosität des Rohmaterials auch bei einer geringen Drehgeschwindigkeit der Düsennadel erreicht werden.In an advantageous embodiment of the injection molding nozzle, it can be provided that the surface of the nozzle needle has a structure at least in some areas. This structuring is directly related to the raw material. The structuring achieves a larger contact area between the nozzle needle and the raw material, so that greater shear forces can be introduced into the raw material through the rotational movement of the nozzle needle. In this way, a reduction in the viscosity of the raw material can be achieved even at a low rotational speed of the nozzle needle.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Spritzgussdüse sieht vor, dass die Strukturierung als Profilierung des Außenumfangs und/oder der Außenkontur der Düsennadel ausgebildet ist. Vorzugsweise kann die Strukturierung als schneckenförmige oder schraubenförmige Profilierung am Außenumfang der Düsennadel ausgebildet sein. Durch eine solche Profilierung des Außenumfangs und/oder der Außenkontur der Düsennadel kann eine zusätzliche Erhöhung der in das Rohmaterial einbringbaren Scherkräfte ermöglicht sein. Dadurch kann neben einer verringerten Drehgeschwindigkeit der Düsennadel auch ein geringeres Antriebsmoment ausreichen, um die Stellbewegung der Düsennadel auszuführen.A preferred development of the injection molding nozzle provides that the structuring is designed as a profiling of the outer circumference and / or the outer contour of the nozzle needle. The structuring can preferably be designed as a helical or helical profile on the outer circumference of the nozzle needle. Such a profiling of the outer circumference and / or the outer contour of the nozzle needle can enable an additional increase in the shear forces that can be introduced into the raw material. This allows next to a reduced rotational speed of the nozzle needle, a lower drive torque is sufficient to execute the adjusting movement of the nozzle needle.

Bei Ausgestaltung einer schraubenförmigen Profilierung kann sich darüber hinaus je nach Ausgestaltung des Düsenkörpers bei Rotation der Düsennadel eine Unterstützung der Materialförderung nach Art einer Förderschnecke ergeben. Dadurch sind beispielsweise höhere Förderdrücke erzielbar.With the configuration of a helical profile, depending on the configuration of the nozzle body, when the nozzle needle rotates, the material conveyance can be assisted in the manner of a screw conveyor. In this way, for example, higher delivery pressures can be achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Spritzgussdüse weist die Antriebseinrichtung einen Elektromotor, vorzugsweise einen Schrittmotor, auf, der die Stellbewegung und/oder Drehbewegung der Düsennadel über eine Stelleinrichtung ansteuert. Durch die Verwendung eines Elektromotors kann eine konstruktiv einfache und kostengünstige Antriebseinrichtung ausgebildet sein. Dabei kann der Elektromotor in oder an einem Düsenkörper bzw. dem Gehäuse der Spritzgussdüse angeordnet sein. Durch die Herabsenkung der Viskosität aufgrund der drehbaren Ausgestaltung der Düsennadel kann ein kleiner dimensionierter Elektromotor zum Einsatz gelangen.According to an advantageous embodiment of the injection molding nozzle, the drive device has an electric motor, preferably a stepping motor, which controls the adjusting movement and / or rotary movement of the nozzle needle via an adjusting device. By using an electric motor, a structurally simple and inexpensive drive device can be formed. The electric motor can be arranged in or on a nozzle body or the housing of the injection molding nozzle. The lowering of the viscosity due to the rotatable design of the nozzle needle means that a smaller-sized electric motor can be used.

Weist das Einspritzwerkzeug mehrere Spritzgussdüsen auf, kann zudem jeder Spritzgussdüse ein separater Elektromotor zugeordnet sein. Auf diese Weise kann eine voneinander unabhängige Ansteuerung der Spritzgussdüsen erfolgen, so dass eine präzise Regelung des Einspritzverfahrens ausgebildet sein kann. Der Einsatz eines Schrittmotors ermöglicht zudem ein schnelles Ansprechverhalten zum Ansteuern der Stellbewegung sowie eine präzise Positionierung der Düsennadel in der Spritzgussdüse.
Die Stelleinrichtung kann in einer Weiterbildung der Spritzgussdüse ein Getriebe mit wenigstens zwei Übersetzungsstufen umfassen. Dadurch kann vorgesehen sein, dass durch die Antriebseinrichtung unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten der Düsennadel ansteuerbar sind, so dass der Einsatz verschiedener Rohmaterialien mit unterschiedlichen Viskositäten in der Spritzgussdüse ermöglicht wird.If the injection tool has several injection molding nozzles, each injection molding nozzle can also be assigned a separate electric motor. In this way, the injection molding nozzles can be controlled independently of one another, so that precise regulation of the injection process can be implemented. The use of a stepper motor also enables a quick response behavior to control the positioning movement and precise positioning of the nozzle needle in the injection molding nozzle.
In a further development of the injection molding nozzle, the actuating device can comprise a transmission with at least two transmission stages. It can thereby be provided that different rotational speeds of the nozzle needle can be controlled by the drive device, so that the use of different raw materials with different viscosities in the injection molding nozzle is made possible.

Die Aufgabe wird des Weiteren durch ein Spritzgießwerkzeug zum Herstellen von Bauteilen durch ein Spritzgussverfahren mit einer Spritzgussform, die wenigstens eine Kavität zum Einspritzen eines Rohmaterials aufweist, sowie mit zumindest einer Spritzgussdüse, welche über eine Auslassöffnung mit der wenigstens einen Kavität in Verbindung steht, um das Rohmaterial in die wenigstens eine Kavität der Spritzgussform einzuspritzen, gelöst, wobei die zumindest eine Spritzgussdüse gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist.The object is furthermore provided by an injection molding tool for manufacturing components by an injection molding process with an injection mold that has at least one cavity for injecting a raw material, and with at least one injection molding nozzle that is connected to the at least one cavity via an outlet opening, around which To inject raw material into the at least one cavity of the injection mold, solved, wherein the at least one injection molding nozzle is designed according to one of the embodiments described above.

Indem die axiale Stellbewegung der Düsennadel einer solchen Spritzgussdüse mit einer verringerten Stellkraft ansteuerbar ist, kann ein Antrieb mit einer geringeren Antriebsleistung eingesetzt werden. Mit einem solchen Antrieb kann ein geringerer Energieverbrauch erreicht und gleichzeitig eine kleinere Dimensionierung des Antriebs ermöglicht sein, so dass der Antrieb einen geringeren Bauraum einnimmt. Aufgrund der verringerten Stellkraft kann der Antrieb zudem als Elektromotor, insbesondere als Schrittmotor, ausgebildet sein, um die axiale Stellbewegung der Düsennadel anzusteuern.Since the axial adjusting movement of the nozzle needle of such an injection molding nozzle can be controlled with a reduced adjusting force, a drive with a lower drive power can be used. With such a drive, a lower energy consumption can be achieved and at the same time a smaller dimensioning of the drive can be made possible so that the drive takes up less space. Due to the reduced actuating force, the drive can also be designed as an electric motor, in particular as a stepping motor, in order to control the axial actuating movement of the nozzle needle.

Die Düsennadel kann zumindest bereichsweise eine strukturierte Oberfläche aufweisen. Aufgrund einer solchen strukturierten Oberfläche können durch die Drehbewegung größere Scherkräfte in das Rohmaterial eingebracht werden, so dass eine effiziente Reduzierung der Viskosität des Rohmaterials, zumindest im Umfangsbereich der Düsennadel, erreicht sein kann. Gegenüber einer glatten Oberfläche kann durch eine solche Strukturierung zudem eine Verringerung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Düsennadel vorgesehen sein. Dadurch kann die Düsennadel beispielsweise mit einer geringeren Antriebsleistung angetrieben werden.The nozzle needle can have a structured surface at least in some areas. Due to such a structured surface, greater shear forces can be introduced into the raw material through the rotary movement, so that an efficient reduction in the viscosity of the raw material can be achieved, at least in the peripheral region of the nozzle needle. Compared to a smooth surface, such a structure can also reduce the speed of rotation of the nozzle needle. As a result, the nozzle needle can be driven, for example, with a lower drive power.

Ein Verfahren zum Einspritzen eines Rohmaterials in wenigstens eine Kavität einer Spritzgussform mittels einer Spritzgussdüse gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen weist die Schritte auf:

  • - Zuführen von Rohmaterial zu einem Einspritzkanal der Spritzgussdüse, wobei eine Düsennadel der Spritzgussdüse in einer Öffnungsstellung, Schließstellung oder zumindest einer Zwischenstellung angeordnet ist und
  • - Ansteuern einer axialen Stellbewegung der Düsennadel aus der Öffnungsstellung, Schließstellung oder zumindest einen Zwischenstellung durch eine Antriebseinrichtung, wobei vor und/oder während der Ansteuerung der axialen Stellbewegung eine Drehbewegung der Düsennadel um deren Längsachse angesteuert wird.
A method for injecting a raw material into at least one cavity of an injection mold by means of an injection molding nozzle according to one of the embodiments described above has the steps:
  • - Feeding raw material to an injection channel of the injection molding nozzle, wherein a nozzle needle of the injection molding nozzle is arranged in an open position, closed position or at least one intermediate position and
  • - Controlling an axial adjusting movement of the nozzle needle from the open position, closed position or at least an intermediate position by a drive device, a rotary movement of the nozzle needle about its longitudinal axis being controlled before and / or during the activation of the axial adjusting movement.

Durch das Ausführen der Drehbewegung werden vor und/oder während dem Ausführen der axialen Stellbewegung Scherkräfte in das Rohmaterial eingebracht. Diese resultieren aus der Haftreibung zwischen der Düsennadel und dem an der Oberfläche der Düsennadel angrenzenden Rohmaterial. Aufgrund dieser Scherkräfte wird eine Strukturänderung des strukturviskosen Rohmaterials erzeugt, durch welche zumindest im Umfangsbereich der Düsennadel eine Reduzierung der Viskosität des Rohmaterials erreicht wird. By executing the rotary movement, shear forces are introduced into the raw material before and / or during the execution of the axial adjusting movement. These result from the static friction between the nozzle needle and the raw material adjoining the surface of the nozzle needle. As a result of these shear forces, a structural change in the structurally viscous raw material is generated, through which a reduction in the viscosity of the raw material is achieved at least in the circumferential area of the nozzle needle.

Durch diese Viskositätsänderung kann das Ausführen der axialen Stellbewegung der Düsennadel durch eine verringerte Stellkraft erfolgen.As a result of this change in viscosity, the axial adjusting movement of the nozzle needle can be carried out using a reduced adjusting force.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Figuren zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Schnittansicht eines Spritzwerkzeugs;
  • 2 eine schematische Schnittansicht einer Düsennadel für ein Spritzwerkzeug gemäß 1;
  • 3 eine schematische Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform der Düsennadel.
The invention and further advantageous embodiments and developments thereof are described and explained in more detail below with reference to the examples shown in the figures. The features to be taken from the description and the figures can be used individually or collectively in any combination according to the invention. Show it:
  • 1 a schematic sectional view of an injection mold;
  • 2 a schematic sectional view of a nozzle needle for an injection molding tool according to FIG 1 ;
  • 3 a schematic sectional view of an alternative embodiment of the nozzle needle.

1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spritzgießwerkzeugs 10 in einer schematischen Schnittansicht. Dieses Spritzgießwerkzeug 10 umfasst eine Spritzgussdüse 11 sowie eine Spritzgussform 12, welche zur Herstellung von Bauteilen aus einem Rohmaterial, insbesondere einem vernetzbaren polymeren Material, durch ein Spritzgussverfahren vorgesehen sind. 1 shows an embodiment of an injection molding tool according to the invention 10 in a schematic sectional view. This injection mold 10 includes an injection molding nozzle 11 as well as an injection mold 12th which are intended for the production of components from a raw material, in particular a crosslinkable polymeric material, by an injection molding process.

Die Spritzgussform 12 ist aus einem Oberwerkzeug 13 sowie einem Unterwerkzeug 14 zusammengesetzt, welche eine Kavität 16 begrenzt. In die Kavität 16 wird das Rohmaterial zum Herstellen der Bauteile direkt eingespritzt. Nach dem Einspritzen des Rohmaterials in die Kavität 16 erfolgt eine Vulkanisation des Rohmaterials, wodurch eine dauerhafte Formgebung des Rohmaterials zu dem Bauteil erreicht ist. Dazu sind das Oberwerkzeug 13 und/oder das Unterwerkzeug 14 beheizbar ausgebildet. Durch die Vulkanisation wird das Rohmaterial zu einem Elastomer überführt.The injection mold 12th is from an upper tool 13th as well as a lower tool 14th composed which a cavity 16 limited. In the cavity 16 the raw material for manufacturing the components is injected directly. After injecting the raw material into the cavity 16 vulcanization of the raw material takes place, whereby a permanent shaping of the raw material into the component is achieved. These are the upper tool 13th and / or the lower tool 14th heatable trained. Vulcanization transforms the raw material into an elastomer.

Prinzipiell ist es auch denkbar, dass ein Zuführkanal vorgesehen ist, der mehrere Kavitäten 16 miteinander verbindet. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt das Einspritzen des Rohmaterials durch die Spritzgussdüse 11, welche zum Zuführen des Rohmaterials über eine Auslassöffnung 18 mit dem Zuführkanal der Spritzgussform 12 in Verbindung steht oder mit dem Zuführkanal in Verbindung gebracht werden kann.In principle, it is also conceivable that a feed channel is provided which has several cavities 16 connects with each other. In this embodiment, the raw material is injected through the injection molding nozzle 11 which are used to supply the raw material via an outlet opening 18th with the feed channel of the injection mold 12th is in communication or can be brought into communication with the feed channel.

Die Auslassöffnung 18 ist an einer vorderen Düsenspitze 19 eines Düsenkörpers 21 der Spritzgussdüse 11 vorgesehen. An dem Düsenkörper 21 ist eine Einlassöffnung 22 ausgebildet, über welche das Rohmaterial einem Einspritzkanal 23 der Spritzgussdüse 11 zugeführt werden kann. Ebenso können mehrere Einlassöffnungen 22 in dem Düsenkörper 21 der Spritzgussdüse 11 vorgesehen sein. Der Einspritzkanal 23 verbindet die Einlassöffnung 22 mit der Auslassöffnung 18, so dass das Rohmaterial von der Einlassöffnung 22 durch den Einspritzkanal 23 zur Auslassöffnung 18 fließen kann. Das Rohmaterial kann den Einlassöffnungen 22 mit einem Überdruck zugeführt werden. Für den Transport des Rohmaterials kann eine Förderschnecke vorgesehen sein, welche auch in dem Einspritzkanal 23 angeordnet sein kann.The outlet opening 18th is at a front nozzle tip 19th a nozzle body 21st the injection molding nozzle 11 intended. On the nozzle body 21st is an inlet port 22nd formed, over which the raw material an injection channel 23 the injection molding nozzle 11 can be fed. Several inlet openings can also be used 22nd in the nozzle body 21st the injection molding nozzle 11 be provided. The injection port 23 connects the inlet port 22nd with the outlet port 18th so that the raw material from the inlet port 22nd through the injection port 23 to the outlet opening 18th can flow. The raw material can be the inlet openings 22nd be fed with an overpressure. For the transport of the raw material, a screw conveyor can be provided, which is also in the injection channel 23 can be arranged.

In dem Einspritzkanal 23 ist eine Düsennadel 24 angeordnet. Diese Düsennadel 24 ist entlang des Doppelpfeils in 1 in axialer Richtung verschiebbar ausgebildet. Dadurch ist eine axiale Stellbewegung 26 der Düsennadel 24 ermöglicht, durch welche diese zwischen einer Schließstellung und einer in 1 dargestellten Öffnungsstellung 27 bewegt werden kann. In der Öffnungsstellung 27 ist die Auslassöffnung 18 geöffnet, so dass das Rohmaterial durch die Auslassöffnung 18 in die Spritzgussform 12 eingespritzt werden kann. In der Schließstellung ist die Düsennadel 24 mit einer sich konisch verjüngenden Düsennadelspitze 28 in Anlage zu einer Dichtkontur 29 gebracht. Die Dichtkontur 29 weist eine Geometrie auf, die zu der sich konisch verjüngenden Düsennadelspitze 28 korrespondierend ausgebildet ist. Dadurch kann in der Schließstellung der Düsennadel 24 kein Rohmaterial aus der Auslassöffnung 18 austreten. Zwischen der Öffnungs- und Schließstellung kann die Düsennadel 24 in beliebigen Zwischenstellungen angeordnet werden, so dass eine variable Durchflussregelung des Rohmaterials erfolgen kann.In the injection port 23 is a nozzle needle 24 arranged. This jet needle 24 is along the double arrow in 1 designed to be displaceable in the axial direction. This results in an axial adjusting movement 26th the nozzle needle 24 allows, through which this between a closed position and an in 1 shown open position 27 can be moved. In the open position 27 is the outlet port 18th opened so that the raw material through the outlet port 18th into the injection mold 12th can be injected. The nozzle needle is in the closed position 24 with a conically tapering nozzle needle tip 28 in attachment to a sealing contour 29 brought. The sealing contour 29 has a geometry that corresponds to the conically tapered nozzle needle tip 28 is designed accordingly. This allows the nozzle needle in the closed position 24 no raw material from the outlet port 18th step out. The nozzle needle can move between the open and closed positions 24 be arranged in any intermediate positions so that a variable flow control of the raw material can take place.

Die Düsennadel 24 kann einen Durchmesser von etwa 1 mm bis 3 mm aufweisen. Die Länge der Düsennadel 24 kann zwischen 5 cm bis 20 cm sein. Auch eine längere Düsennadel 24 kann vorgesehen sein.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung ragt die Düsennadel 24 durch die Auslassöffnung hindurch und mündet direkt an die Kavität 16. Die Dichtkontur 29 ist bei dieser Ausgestaltung als Ventilsitz in dem Oberwerkzeug 13, ausgebildet. Die Düsennadel 24 kann dabei in der Schließstellung auch in die Kavität 16 hineinragen. Dies ermöglicht die Herstellung eines angussfreien Werkstückes.The jet needle 24 can have a diameter of about 1 mm to 3 mm. The length of the nozzle needle 24 can be between 5 cm to 20 cm. Also a longer nozzle needle 24 can be provided.
In the present embodiment, the nozzle needle protrudes 24 through the outlet opening and opens directly into the cavity 16 . The sealing contour 29 is in this embodiment as a valve seat in the upper tool 13th , educated. The jet needle 24 can also enter the cavity in the closed position 16 protrude. This enables the production of a sprue-free workpiece.

Die axiale Stellbewegung der Düsennadel 24 wird durch eine Antriebseinrichtung 31 angesteuert. Diese Antriebseinrichtung 31 umfasst einen Antrieb 32 sowie eine Stelleinrichtung 33, über welche eine Stellkraft bzw. ein Stellmoment des Antriebs 32 auf die Düsennadel 24 übertragen werden kann. Der Antrieb 32 ist insbesondere als ein Elektromotor, vorzugsweise als ein Schrittmotor, ausgebildet, der die Düsennadel 24 beispielsweise über eine Welle der Stelleinrichtung 33 ansteuert. Die Stelleinrichtung 33 kann ebenso eine Zahnrad- oder Gewindeanordnung aufweisen, durch welche die Stellkraft bzw. das Stellmoment des Antriebs 32 auf die Düsennadel 24 übertragen wird. Zudem kann die Stelleinrichtung 33 ein nicht näher dargestelltes Getriebe aufweisen, durch welches verschiedene Übersetzungsstufen vorgesehen sein können.The axial positioning movement of the nozzle needle 24 is driven by a drive device 31 controlled. This drive device 31 includes a drive 32 as well as an adjusting device 33 , via which an actuating force or an actuating torque of the drive 32 on the nozzle needle 24 can be transferred. The drive 32 is in particular designed as an electric motor, preferably as a stepping motor, which the nozzle needle 24 for example via a shaft of the actuating device 33 drives. The control device 33 can also have a gear or thread arrangement through which the actuating force or actuating torque of the drive 32 on the nozzle needle 24 is transmitted. In addition, the actuating device 33 have a transmission not shown, by which different translation levels can be provided.

Der Einspritzkanal 23 ist insbesondere als ein Kaltkanal ausgebildet. Dadurch ist das Spritzwerkzeug 10, insbesondere die Spritzgussdüse 11, auf einem relativ niedrigen Temperaturniveau gehalten, bei der einerseits eine erforderliche Mindesttemperatur vorgesehen ist, um eine ausreichend niedrige Viskosität des Rohmaterials sicherzustellen, und andererseits eine Maximaltemperatur nicht überschritten wird, so dass eine vorzeitige Vernetzung bzw. Vulkanisation des Rohmaterials verhindert ist.The injection port 23 is designed in particular as a cold runner. This is the injection mold 10 , especially the injection molding nozzle 11 , kept at a relatively low temperature level, at which on the one hand a required minimum temperature is provided to ensure a sufficiently low viscosity of the raw material, and on the other hand a maximum temperature is not exceeded so that premature crosslinking or vulcanization of the raw material is prevented.

In dem Spritzgießwerkzeug 10 werden insbesondere vernetzbare bzw. vulkanisierbare und spritzgießfähige polymere Werkstoffe als Rohmaterial verarbeitet. Derartige Werkstoffe sind beispielsweise diverse Kautschuke oder Silikone. Diese Rohmaterialien weisen zwar bei den erforderlichen niedrigen Verarbeitungstemperaturen fluidische Eigenschaften auf, so dass eine Verarbeitung im Spritzgussverfahren möglich ist, besitzen bei diesen Verarbeitungstemperaturen jedoch trotzdem eine relativ hohe Viskosität, so dass eine entsprechend hohe Stellkraft erforderlich ist, um die axiale Stellbewegung 26 der Düsennadel 24 anzusteuern. Um diese Stellkraft zu reduzieren, ist vorgesehen, dass die Düsennadel 24 um deren Längsachse 34 drehbar in dem Einspritzkanal 23 angeordnet ist. Dadurch ist eine Drehbewegung 36 bzw. eine Rotation der Düsennadel 24 um die Längsachse, hier um die Längsmittelachse 34 ausführbar. Diese Drehbewegung 36 wird durch die Stelleinrichtung 33 angesteuert. Die Stelleinrichtung 33 steuert sowohl die axiale Stellbewegung 26 als auch die Drehbewegung 36 der Düsennadel 24 an. Die axiale Stellbewegung 26 und die Drehbewegung 36 der Düsennadel 24 können sowohl unabhängig voneinander als auch gleichzeitig angesteuert werden.In the injection mold 10 In particular, crosslinkable or vulcanizable and injection moldable polymeric materials are processed as raw materials. Such materials are, for example, various rubbers or silicones. Although these raw materials have fluidic properties at the required low processing temperatures, so that processing by injection molding is possible, they nevertheless have a relatively high viscosity at these processing temperatures, so that a correspondingly high actuating force is required to achieve the axial actuating movement 26th the nozzle needle 24 head for. In order to reduce this actuating force, it is provided that the nozzle needle 24 around their longitudinal axis 34 rotatable in the injection channel 23 is arranged. This is a turning movement 36 or a rotation of the nozzle needle 24 around the longitudinal axis, here around the longitudinal center axis 34 executable. This turning movement 36 is controlled by the control device 33 controlled. The control device 33 controls both the axial positioning movement 26th as well as the rotary motion 36 the nozzle needle 24 at. The axial positioning movement 26th and the rotary motion 36 the nozzle needle 24 can be controlled both independently and simultaneously.

Durch das Ausführen der Drehbewegung 26 werden in das Rohmaterial aufgrund der Haftreibung zwischen der Düsennadel 24 und dem an der Oberfläche 47 der Düsennadel 24 angrenzenden Rohmaterial Scherkräfte eingebracht. Diese Scherkräfte bewirken in dem strukturviskosen Rohmaterial eine Strukturänderung der Polymerketten, durch welche die Polymerketten einfacher aneinander entlanggleiten können. Durch diese Strukturänderung wird zumindest im Umfangsbereich der Düsennadel 24 eine Reduzierung der Viskosität erreicht, so dass eine verringerte Stellkraft zum Ausführen der axialen Stellbewegung 26 der Düsennadel 24 erreicht ist. Insbesondere wird die Drehbewegung 36 der Düsennadel 24 kurz vor dem Ausführen der axialen Stellbewegung 26 ausgeführt. Dadurch ist die Viskosität des Rohmaterials bereits vor dem Ausführen der axialen Stellbewegung 26 zumindest im Umfangsbereich der Düsennadel 24 abgesenkt, so dass diese mit einer verringerten Stellkraft ansteuerbar ist.By performing the rotary motion 26th become in the raw material due to the static friction between the nozzle needle 24 and that on the surface 47 the nozzle needle 24 adjacent raw material introduced shear forces. These shear forces cause a structural change in the polymer chains in the pseudoplastic raw material, through which the polymer chains can slide along one another more easily. This structural change at least in the circumferential area of the nozzle needle 24 a reduction in viscosity is achieved, so that a reduced actuating force for executing the axial actuating movement 26th the nozzle needle 24 is reached. In particular, the rotary motion 36 the nozzle needle 24 shortly before executing the axial positioning movement 26th executed. As a result, the viscosity of the raw material is already before the axial positioning movement is carried out 26th at least in the circumferential area of the nozzle needle 24 lowered so that it can be controlled with a reduced actuating force.

In dem Düsenkörper 21 der Spritzgussdüse 11 ist ein Lager 37 vorgesehen, welches eine radiale Lagerung der Düsennadel 24 bildet. Das Lager 37 ist als Gleitlager ausgebildet, durch welches sowohl für die axiale Stellbewegung 26 als auch für die Drehbewegung 36 eine Führung vorgesehen ist. Das Lager 37 weist eine Dichtung 38, beispielsweise einen O-Ring, auf, welche den Einspritzkanal 23 von der Antriebseinrichtung 31 abdichtet. Durch die Dichtung 38 wird verhindert, dass das Rohmaterial antriebsseitig austreten kann.In the nozzle body 21st the injection molding nozzle 11 is a warehouse 37 provided, which a radial bearing of the nozzle needle 24 forms. The warehouse 37 is designed as a plain bearing through which both the axial adjusting movement 26th as well as for the rotary movement 36 a tour is provided. The warehouse 37 exhibits a seal 38 , for example an O-ring, on which the injection channel 23 from the drive device 31 seals. Through the seal 38 this prevents the raw material from escaping on the drive side.

Die 2 und 3 zeigen zwei exemplarische Ausführungsformen der Düsennadel 24. Im Gegensatz zu der in 1 dargestellten Düsennadel 24 weisen die Düsennadeln 24 gemäß der 2 und 3 eine Strukturierung 46 an der Oberfläche 47 auf. Diese Strukturierung 46 kann beliebig ausgestaltet sein, so dass die in den 2 und 3 dargestellte Ausführungsformen nur als beispielhafte Ausgestaltungen einer solchen Strukturierung 46 aufzufassen sind.The 2 and 3 show two exemplary embodiments of the nozzle needle 24 . In contrast to the in 1 nozzle needle shown 24 point the nozzle needles 24 according to the 2 and 3 a structuring 46 on the surface 47 on. This structuring 46 can be designed in any way, so that the 2 and 3 illustrated embodiments only as exemplary configurations of such a structure 46 are to be understood.

In 2 ist die Strukturierung 46 durch eine Vielzahl von Auswölbungen 48 ausgebildet, die sich gegenüber der Oberfläche 47 erstrecken. Diese Auswölbungen 48 können sich sowohl entlang des Außenumfangs der Düsennadel 24 erstrecken, als auch punktuell ausgebildet und verteilt über die Oberfläche 47 angeordnet sein. Ebenso können die Auswölbungen 48 als Vertiefungen in der Oberfläche 47 ausgebildet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass sowohl Auswölbungen 48 als auch Vertiefungen an der Oberfläche 47 der Düsennadel 24 vorgesehen sind. Alternativ kann ebenso vorgesehen sein, dass sich die Auswölbungen 48 und/oder Vertiefungen entlang einer Längserstreckung an der Oberfläche 47 der Düsennadel 24 erstrecken.In 2 is the structuring 46 through a multitude of bulges 48 formed facing the surface 47 extend. These bulges 48 can be located both along the outer circumference of the nozzle needle 24 extend, as well as punctually formed and distributed over the surface 47 be arranged. So can the bulges 48 as depressions in the surface 47 be trained. It can also be provided that both bulges 48 as well as indentations on the surface 47 the nozzle needle 24 are provided. Alternatively, it can also be provided that the bulges 48 and / or depressions along a longitudinal extension on the surface 47 the nozzle needle 24 extend.

3 zeigt eine Ausführungsform der Düsennadel 24, bei welcher sich die Auswölbungen 48 schnecken- bzw. schraubenförmig entlang des Außenumfangs der Düsennadel 24 erstrecken. Die Auswölbungen 48 können eine beliebige geometrische Ausgestaltung aufweisen, beispielsweise spitz zulaufend, wie dies in 3 dargestellt ist, oder auch abgerundet sein. 3 shows an embodiment of the nozzle needle 24 , in which the bulges 48 helical or helical along the outer circumference of the nozzle needle 24 extend. The bulges 48 can have any geometric configuration, for example tapering to a point, as shown in FIG 3 is shown, or be rounded.

Durch eine Strukturierung 46, wie diese exemplarisch in den 2 und 3 dargestellt ist, können größere Scherkräfte in das Rohmaterial eingebracht werden. Auf diese Weise kann ein effizientes Absenken der Viskosität des Rohmaterials erreicht werden. Ebenso kann durch eine solche Strukturierung 46 eine entsprechende Reduzierung der Viskosität des Rohmaterials durch eine geringere Umdrehungsgeschwindigkeit der Düsennadel 24 erreicht werden.By structuring 46 , as exemplified in the 2 and 3 is shown, greater shear forces can be introduced into the raw material. In this way, an efficient lowering of the viscosity of the raw material can be achieved. Such a structuring can also 46 a corresponding reduction in the viscosity of the raw material through a lower rotation speed of the nozzle needle 24 can be achieved.

Claims (9)

Spritzgussdüse (11) für ein Spritzgießwerkzeug (10), mit einem Düsenkörper (21), der wenigstens eine Einlassöffnung (22) und eine Auslassöffnung (18) für ein Rohmaterial aufweist, mit zumindest einem Einspritzkanal (23), der die wenigstens eine Einlassöffnung (22) und die Auslassöffnung (18) miteinander verbindet, wobei in dem Einspritzkanal (23) eine Dichtkontur (29) ausgebildet ist und eine Düsennadel (24), die zwischen einer Öffnungsstellung (27) und einer Schließstellung axial verschiebbar in dem Einspritzkanal (23) angeordnet ist, wobei die Düsennadel (24) in der Schließstellung an der Dichtkontur (29) anliegt und den Einspritzkanal (23) verschließt sowie eine Antriebseinrichtung (31), welche zumindest die axiale Stellbewegung (26) der Düsennadel (24) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (24) um deren Längsachse (34) drehbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzkanal (23) als Kaltkanal ausgebildet ist.Injection molding nozzle (11) for an injection molding tool (10), with a nozzle body (21) which has at least one inlet opening (22) and an outlet opening (18) for a raw material, with at least one injection channel (23) which contains the at least one inlet opening ( 22) and the outlet opening (18) connects to one another, a sealing contour (29) being formed in the injection channel (23) and a nozzle needle (24) which can be axially displaced in the injection channel (23) between an open position (27) and a closed position is arranged, wherein the nozzle needle (24) rests against the sealing contour (29) in the closed position and closes the injection channel (23) and a drive device (31) which controls at least the axial adjusting movement (26) of the nozzle needle (24), characterized that the nozzle needle (24) is designed to be rotatable about its longitudinal axis (34), characterized in that the injection channel (23) is designed as a cold channel. Spritzgussdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung um die Längsachse (34) der Düsennadel (24) durch die Antriebseinrichtung (31) ansteuerbar ist.Injection molding nozzle after Claim 1 , characterized in that the rotary movement about the longitudinal axis (34) of the nozzle needle (24) can be controlled by the drive device (31). Spritzgussdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung um die Längsachse (34) der Düsennadel (24) vor und/oder während der axialen Stellbewegung der Düsennadel (24) ansteuerbar ist.Injection molding nozzle after Claim 1 or 2 , characterized in that the rotary movement about the longitudinal axis (34) of the nozzle needle (24) can be controlled before and / or during the axial adjusting movement of the nozzle needle (24). Spritzgussdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (21) ein Lager (37) aufweist, durch welches eine radiale Lagerung der Düsennadel (24) ausgebildet ist.Injection molding nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle body (21) has a bearing (37) through which a radial bearing of the nozzle needle (24) is formed. Spritzgussdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (41) der Düsennadel (24) zumindest bereichsweise eine Strukturierung (39) aufweist.Injection molding nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the surface (41) of the nozzle needle (24) has a structure (39) at least in some areas. Spritzgussdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung (39) als Profilierung des Außenumfangs und/oder der Außenkontur der Düsennadel (24) ausgebildet ist, vorzugsweise als schneckenförmige oder schraubenförmige Profilierung am Außenumfang der Düsennadel (24).Injection molding nozzle after Claim 5 , characterized in that the structuring (39) is designed as a profile of the outer circumference and / or the outer contour of the nozzle needle (24), preferably as a helical or helical profile on the outer circumference of the nozzle needle (24). Spritzgussdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (31) einen Elektromotor (32), vorzugsweise einen Schrittmotor, aufweist, der die Stellbewegung und/oder Drehbewegung der Düsennadel (24) über eine Stelleinrichtung (33) ansteuert.Injection molding nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device (31) has an electric motor (32), preferably a stepping motor, which controls the adjusting movement and / or rotary movement of the nozzle needle (24) via an adjusting device (33). Spritzgussdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (33) ein Getriebe mit wenigstens zwei Übersetzungsstufen umfasst.Injection molding nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating device (33) comprises a gear with at least two transmission stages. Spritzgießwerkzeug (10) zum Herstellen von Bauteilen durch ein Spritzgussverfahren, umfassend eine Spritzgussform (12), die wenigstens eine Kavität (16) zum Einspritzen eines Rohmaterials aufweist sowie zumindest eine Spritzgussdüse (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spritzgussdüse (11) über eine Auslassöffnung (18) mit der wenigstens einen Kavität (16) in Verbindung steht, um das Rohmaterial in die wenigstens eine Kavität (16) der Spritzgussform (12) einzuspritzen.Injection molding tool (10) for producing components by an injection molding process, comprising an injection mold (12) which has at least one cavity (16) for injecting a raw material and at least one injection molding nozzle (11) according to one of the preceding claims, wherein the injection molding nozzle (11) is in communication with the at least one cavity (16) via an outlet opening (18) in order to inject the raw material into the at least one cavity (16) of the injection mold (12).
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