DE2208014A1 - Valve jet for injection moulding thermoplastics - having central spring - Google Patents
Valve jet for injection moulding thermoplastics - having central springInfo
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Abstract
Description
Bezeichnung : Yerschlußdüse für Spritzgußverarbeitung von Thermoplasten Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschlußdüse für die Spritzgußverarbeitung von Thermoplasten mit einem Ventilverschluß, der sich unter der Einwirkung des Einspritzdruckes nach Art eines hydraulischen Uberdruckventils automatisch öffnet bzw. schließt, mit einer im I)üsenkanal des DUsenkörpers axial verschiebbaren Ventilkörpereinheit, die einen Ventilkörper, einen Ventilkörperschaft und einen vom Kunststoff beaufschlagbaren Schaftkopf mit Durchlässen aufweist, wobei die Ventilkörpereinheit während der Einspritzperiode entgegen der Wirkung der vom Kunststoff umströmten Feder in Strömungsrichtung des Kunststoffes in Offenstellung steuerbar ist.Designation: Shut-off nozzle for injection molding processing of thermoplastics The invention relates to a shut-off nozzle for injection molding processing of thermoplastics with a valve closure, which is under the action of the injection pressure automatically opens or closes like a hydraulic pressure relief valve, with a valve body unit that is axially displaceable in the nozzle channel of the nozzle body, which have a valve body, a valve body shaft and one which can be acted upon by the plastic Has stem head with passages, the valve body unit during the injection period against the effect of the spring around which the plastic flows in the direction of flow of the Plastic is controllable in the open position.
Ein Ventilverschluß dieser Art, mit dem der Einlaß in einen Mischraum gesteuert wird, ist an sich bekannt (deutsche Patentschrift 1 147 380 -vgl. auch Fig. 2 und 3 der schweizerischen Patentschrift 433 708 sowie die französische Patentschrift 1 016 816).A valve closure of this type, with which the inlet into a mixing room is controlled, is known per se (German patent specification 1 147 380 - cf. also Fig. 2 and 3 of Swiss patent specification 433 708 and the French patent specification 1 016 816).
Es ist auch bereits eine Verschlußdüse der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen worden, bei welcher in einer von rUckwärtiger Seite eingebrachten Bohrung des Dllsenkörpers eine zylindrische VentilhUlse sitzt. Die Stirnwand der VentilhUlse weist eine Öffnung auf, die den Ventilsitz für den tellerartigen Ventilkörper bildet. Ventilhülse und Ventilkörpereinheit können nur von hinten in den Körper eingeführt werden.It is also already a shut-off nozzle of the type mentioned at the beginning has been proposed in which in one of the previous page A cylindrical valve sleeve sits in the bore of the nozzle body. the The end wall of the valve sleeve has an opening that forms the valve seat for the plate-like Valve body forms. The valve sleeve and valve body unit can only be inserted from the rear introduced into the body.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verschluß düse der eingangs erwähnten Gattung eo auszubilden, daß sie bei geringerer Beanspruchung der Feder und damit bei höherer Lebensdauer vielseitiger einsetzbar ist.Proceeding from this, the invention is based on the object of a closure To train nozzle of the aforementioned type eo that they are less stressed the spring and thus more versatile with a longer service life.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine den Düsenmund bildende Verschlußkanaleinheit mit einem zylindrischen Verschlußkanal mit dem Düsenkörper lösbar verbunden und die rückseitig am Schaftkopf abgestützte und vom Düsenkörper umschlossene Feder an dieser Verschlußkanaleinheit widergelagert ist und daß der zylindrisch ausgebildete Ventilkörper dichtend in den Verschlußkanal und bei Offenstellung in die Misohkammer eingetaucht ist.This object is achieved according to the invention in that a nozzle mouth forming closure channel unit with a cylindrical closure channel with the nozzle body releasably connected and supported on the back of the shaft head and from the nozzle body enclosed spring is supported on this locking channel unit and that the cylindrically designed valve body sealingly in the closure channel and in the open position is immersed in the misoh chamber.
Bei einer solchen Verschluß düse ist es nicht erforderlich, daß der Ventilkörper in Verschlußstellung auf einen Ventilsitz aufgepreßt wird, weshalb die Vorspannung der Feder wesentlich geringer sein kann. Die erforderliche Höhe des Grenzschließdruckes, bei dem der Ventilverschluß gerade öffnet, kann durch eine entsprechende Länge des Kompressionsweges der Feder erreicht werden. Der Verschlußdüse kommen folgende weitere Vorteile zu : Das Misenmundstück kann mit wenigen Handgriffen ausgewechselt und somit die Verschlußdüse an unterschiedlichen Gießformen, z.B. für Vorkammeranguß und Heißkammeranguß angepaßt werden. Darüber hinaus ist die Düse leicht zugänglich.With such a closure nozzle, it is not necessary that the Valve body is pressed onto a valve seat in the closed position, which is why the preload of the spring can be significantly lower. The required height the limit closing pressure, at which the valve closure just opens, can be through a corresponding length of the compression path of the spring can be achieved. The shut-off nozzle there are the following additional advantages: The Misen mouthpiece can be opened in a few simple steps replaced and thus the shut-off nozzle on different casting molds, e.g. can be adapted for pre-chamber and hot-chamber gates. In addition, the nozzle easily accessible.
Fremdkörper können vom bedienenden Personal ohne weiteres entfernt werden. Für die Verarbeitung von relativ dünnfüssigen Thermoplasten ist außerdem von Bedeutung, daß beim Schließen des Ventilverschlusses in der vor dem Ventilkörper liegenden Mischkammer durch das Eintauchen des Ventilkörpers in den Verschlußkanal eine Dekompression stattfindet. Durch die Dekompression wird ein Austreten des in der Mischkammer und im Düsenkanal befindlichen Materials aus dem Düsenmund verhindert. Die Verschlußdüse erlaubt, abgesehen vom Ventilkörper und dem Verschlußkanal, hohe Fertigungstoleranzen.Foreign bodies can easily be removed by the operating personnel will. It is also used for processing relatively thin-bodied thermoplastics important that when closing of the valve closure in the mixing chamber located in front of the valve body by immersing the valve body decompression takes place in the closure channel. The decompression will leakage of the material located in the mixing chamber and in the nozzle channel prevents the nozzle mouth. The shut-off nozzle allows, apart from the valve body and the locking channel, high manufacturing tolerances.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an ennigen Ausführungsbeispielen erläutert.The invention is illustrated below with reference to the drawing of ennigen exemplary embodiments explained.
Es zeigen Fig. 1 die Verschlußdüse im Längsschnitt in Verschlußstellung, Fig. 2 die Verschlußdüse gemäß Fig. 1 in Offenstellung, Fig. 3 die Verschlußdüse gemäß Fig. 1 und 2 jr Rückansicht@ Fig. 4 die Verschlußdüse gemäß g. 1 - s in Vorde@ansicht, Fig. 5 eine Variante der Vers@@l@@düse, die sich in Verschlußstellung befindet, im Längsschnitt, Fig. 6 eine weitere Variante der Düse in einer Darstellung gemäß Fig. 5, Fig. 7 die Verschlußdüse gemäß Fig. 5 in Rückan#i#ht, Fig. 8 die Düse gemäß Fig. 6 in Vorderansicht.1 shows the shut-off nozzle in longitudinal section in the shut-off position. FIG. 2 shows the shut-off nozzle according to FIG. 1 in the open position, FIG. 3 shows the shut-off nozzle 1 and 2 jr rear view @ Fig. 4 the shut-off nozzle according to g. 1 - s in Vorde @ view, Fig. 5 shows a variant of the Vers @@ l @@ nozzle, which is in the closed position, in longitudinal section, FIG. 6 shows a further variant of the nozzle in a representation according to 5, 7 the shut-off nozzle according to FIG. 5 in rear view, FIG. 8 the nozzle according to FIG Fig. 6 in front view.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel zeigen : Fig. 9 die Verschlußdüse im Längsschnitt in Verschlußstellung, Fig.10 die um 900 gedrehte Verschlußdüse gemäß Blg. 9 in Offenstellung, Fig.11 die Verschlußdüse gemäß Fig. 9-10 in Rückansicht, Fig. 12 die längsgeschnittene Anordnung gemäß Fig. 13 in liner um 900 gedrehten Lage und Fig.13 einen Ausschnitt aus Fig. 10 in größerem Maßstab.In a further exemplary embodiment: FIG. 9 shows the shut-off nozzle in the longitudinal section in the closed position, FIG. 10 the shut-off nozzle rotated by 900 according to Blg. 9 in the open position, FIG. 11 the shut-off nozzle according to FIGS. 9-10 in a rear view, FIG. 12 shows the longitudinally sectioned arrangement according to FIG. 13 rotated by 900 in liner Location and 13 shows a detail from FIG. 10 on a larger scale.
Allen Ausführungsbeispielen ist folgender Grundaufbau gemeinsam : Im ixisenkanal 11 des Düsenkörpers 1 ist die Ventilkörpereinheit 3, 3', 3", 3"' (Fig. 1-3)bzw. 3, 3', 3"' (Fig. 5,7) bzw. 19, 3', 3"' (Fig. 6) bzw. 30, 3', 3ttl (Fig.9-13) axial verschiebbar gelagert. Die Ventilkörpereinheit umfaßt einen Ventilkörper 3 bzw. 19 bzw. 30, einen Ventilkörperschaft 3' und einen Schaftkopf 3"', der während der Einspritzperiode vom Kunststoff beaufschlagt und mit Durchlässen 8 bzw. 15 versehen ist. Die Ventilkörpereinheit ist während der Einspritzperiode vom Spritzdruck entgegen der Wirkung der vom Kunststoff umströmten Feder 9 in Strömungsrichtung des Kunststoffes in Offenstellung steuerbar.The following basic structure is common to all exemplary embodiments: In the ixisenkanal 11 of the nozzle body 1 is the valve body unit 3, 3 ', 3 ", 3"' (Fig. 1-3) or. 3, 3 ', 3 "' (Fig. 5,7) or 19, 3 ', 3"' (Fig. 6) or 30, 3 ', 3ttl (Fig. 9-13) axially displaceable. The valve body unit comprises a valve body 3 or 19 or 30, a valve body stem 3 'and a stem head 3' '', which during the injection period acted upon by the plastic and provided with passages 8 and 15, respectively is. The valve body unit is opposed to the injection pressure during the injection period the effect of the spring 9 around which the plastic flows in the direction of flow of the plastic controllable in open position.
Eine den Düsenmund 2' bzw. 18' bildende Verschlußkanaleinheit (2 in Fig. 1,2 und 4 bzw. 17 und 18 in den Fig. 5,6,8-13) mit einem zylindrischen Verschlußkanal 14 bzw. 14' ist mit dem Düsenkörper 1 lösbar verbunden. Die rückseitig am Schaftkopf 3"' abgestützte und vom Düsenkörper eingeschlossene Feder 9 bzw. 90 ist an der Verschlußkanaleinheit widergelagert. Der zylindrisch ausgebildete Ventilkörper 3 bzw. 19 bzw. 30 ist bei Verschlußstellung dichtend in den Verschlußkanal 14 bzw.A closure channel unit (2 in 1, 2 and 4 or 17 and 18 in FIGS. 5, 6, 8-13) with a cylindrical closure channel 14 or 14 'is releasably connected to the nozzle body 1. The back of the shaft head 3 '' 'supported and enclosed by the nozzle body spring 9 or 90 is on the closure channel unit counterbalanced. The cylindrical valve body 3 or 19 or 30 is at Sealing the closed position in the closing channel 14 or
i4' und bei Offenstellwig in die Mischkammer 4 eingetaucht.i4 'and immersed in the mixing chamber 4 at Offenstellwig.
Die Axialbewegung der Ventilkörpereinheit ist einerseits durch Anschlag an der Verschlußkanaleinheit 2 bzw. 17, 18 und andererseits durch Anschlag an einer Schulter 6 des Düsenkörpers 1 begrenzt. Der Schaftkopf (3"') weist einen in einen kegelförmigen Abschnitt auslaufenden zylindrischen Abschnitt auf, der mit den axialen Durchlässen 8 (Fig. 1-3) bzw. 15 (Fig. 5-7, 9-11) versehen ist.The axial movement of the valve body unit is on the one hand by means of a stop on the closure channel unit 2 or 17, 18 and on the other hand by stop on one Shoulder 6 of the nozzle body 1 is limited. The shaft head (3 "') has one in one conical section tapering cylindrical section, which with the axial Passages 8 (Fig. 1-3) and 15 (Fig. 5-7, 9-11) is provided.
Der mit einem Außengewinde 1' versehene Düsenkörper weist einen Sechskant 12, die Verschlußkanaleinheit 15 einen Sechskant 13 für den Angriff des Werkzeuges auf.The nozzle body provided with an external thread 1 'has a hexagon 12, the locking channel unit 15 a Hex 13 for the attack of the tool.
Zweckmäßigerweise ist jeder Verschlußdüse ein Satz von unterschiedlich gestalteten Verschlußkanaleinheiten zugeordnet, die wahlweise in den Düsenkörper eingeschraubt werden können.Conveniently, each shut-off nozzle is a set of different designed closure channel units assigned, which can optionally be in the nozzle body can be screwed in.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1-4 weist der Ventilschaft 3', 3" einen der Länge der Axialbewegung der Ventilkörpereinheit 3, 3', 3ff, 3"' 311t entsprechenden vorderseitigen Abschnitt 3' und einen zylindrischen Abschnitt 3" größeren Durchmessers mit axialen Durchlässen 8 auf. Die Schraubenfeder 9 mit rechteckigem Querschnitt liegt im Ringkanal, der zwischen der inneren, den Düsenkanal 11 begrenzenden Mantelfläche des I>Usenkörpers 1 und der Nantelfläche des Schaftabschnittes 3" gebildet ist. Die Schlußkanaleinheit ist ein einziges Formstück (Verschlußkanalformstück). Der zylindrische Verschlußkanal 14 im Vers chlußkanalformstiick 2 geht einerseits über einen trichterförmig erweiterten Abschnitt in den Düsenkanal 11 und andererseits über einen trichterförmig erweiterten Abschnitt in die Mischkammer 4 über. An einen konischen Abschnitt 4' der Mischkammer 4 schließt sich der Austrittskanal 10 an. Die mit dem Düsenkörper 1 im Gewindeeingriff stehende Verschlußkanaleinheit 2 mit Düsenmund 2' überragt den Düsenkörper 1. Die am Ubergang des Schaftabschnittes geringeren Durchmessers 3' in den Schaftabschnitt 3" größeren Durchmessers gebildete Ringschulter 5 liegt bei offenem Ventil (Fig. 2) an der Stirnfläche des Verschlußkanalformstückes 2 an. In dieser Position befindet sich der Ventilkörper etwa in der Nitte der Mischkammer 4. Der Schaft weist im Abschnitt 3' einen kleineren und im Abschnitt 3" einen größeren Durchmesser auf als der Ventilkörper 3.In the embodiment of Figs. 1-4, the valve stem 3 ', 3 " one corresponding to the length of the axial movement of the valve body unit 3, 3 ', 3ff, 3 "' 311t front section 3 'and a cylindrical section 3 "of larger diameter with axial passages 8. The coil spring 9 with a rectangular cross section lies in the ring channel between the inner jacket surface that delimits the nozzle channel 11 of the I> Usenkörpers 1 and the jacket surface of the shaft section 3 ″ is formed. The closing channel unit is a single shaped piece (closing channel shaped piece). Of the The cylindrical locking channel 14 in the locking channel molded piece 2 merges on the one hand a funnel-shaped widened section in the nozzle channel 11 and on the other hand into the mixing chamber 4 via a funnel-shaped widened section. At one The outlet channel 10 adjoins the conical section 4 'of the mixing chamber 4. The locking channel unit 2 which is in thread engagement with the nozzle body 1 with The nozzle mouth 2 'projects beyond the nozzle body 1. The smaller ones at the transition of the shaft section Diameter 3 'in the shaft section 3 "of larger diameter formed annular shoulder 5 is at the open valve (Fig. 2) on the end face of the closure channel molding 2 on. In this position, the valve body is roughly in the middle of the mixing chamber 4. The shaft has a smaller one in section 3 'and a larger one in section 3 " Diameter than the valve body 3.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 5-8 erstreckt sich der Ventilschaft " etwa über die halbe Länge der Ventilkörpereinheit 3, 3', 3"' bzw. 19, 3', 3"' (Fig. 6) und geht in konischer Erweiterung in den zylindrischen Abschnitt des Schaftkopfes 3"' über. Die Verschlußkanaleinheit 17, 18 ist durch eine den zylindrischen Verschlußkanal 14' aufweisende Lochscheibe 17 und ein Düsenmundformstück 18 mit DU-senmund 18' gebildet. Bei offenem Ventil liegt der Ventilkörper 19 mit kegelförmiger Anschlagfläche an der Basis 22 der Mischkammer 4 im Paßsitz an. In der Untervariante gemäß Fig.In the embodiment according to FIGS. 5-8, the valve stem extends "about half the length of the valve body unit 3, 3 ', 3"' or 19, 3 ', 3 "' (Fig. 6) and goes in a conical widening into the cylindrical section of the shaft head 3 "'across. The locking channel unit 17, 18 is through a cylindrical locking channel 14 'having perforated disc 17 and a nozzle mouthpiece 18 with DU mouth 18' educated. When the valve is open, the valve body 19 has a conical stop surface at the base 22 of the mixing chamber 4 in a snug fit. In the sub-variant according to Fig.
6 ist der im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1-5 etwas verlängerte Ventilkörper 19 unterhalb des bei Verschlußstellung in den Verschlußkanal 14' eintauchenden Abschnittes mit Durchlaßnuten 20 versehen, durch welche der Thermoplast aus dem konischen Nischkammerabschnitt in den Ausflußkanal 10 gelangt. In der Variante gemäß Fig. 5 geht der zylindrische Verschlußkanal 14 der Lochscheibe 17 Uber trichterförmige Erweiterungen sowohl in den Düsenkanal 11 als auch in die Mischkammer 4 über. In der Variante gemäß Fig. 6 fehlt die trichterförmige Erweiterung des Verschlußkanals am Ubergang zum Düsenkanal 11. Anordnung und Grundrißform der Durchlässe 8 bzw. 15 im Schaftkopf 3"' bzw. im Schaftabschnitt 3? ergibt b Ir#s#cjor#dere auch aus den Fig. 3 und 7. Die Ausbildung der Verschlußkanaleinheit aus einer den Verschlußkanal 14 bildenden Lochscheibe und einem Düsenmundformstück 18 mit Düsenmund 2' bedeutet eine fertigungstechnische Erleichterung. Die Lochscheibe gemäß den Fig. 5, 9 und 10 ist zweiseitig symmetrisch bei einer senkrecht zur Düsenachse stehenden Symmetrieebene.6 is the comparison with the exemplary embodiments according to FIGS. 1-5 somewhat elongated valve body 19 below the closed position in the closure channel 14 'immersed portion provided with passage grooves 20 through which the thermoplastic passes from the conical niche chamber section into the outflow channel 10. In the variant According to FIG. 5, the cylindrical closure channel 14 of the perforated disk 17 is funnel-shaped Extensions both into the nozzle channel 11 and into the mixing chamber 4. In the variant according to FIG. 6 lacks the funnel-shaped extension of the closure channel at the transition to the nozzle channel 11. 15 in the shaft head 3 "'or in the shaft section 3? Results in b Ir # s # cjor # dere also 3 and 7. The formation of the locking channel unit from a locking channel 14 forming perforated disk and a nozzle mouthpiece 18 with nozzle mouth 2 'means a production engineering relief. The perforated disk according to FIGS. 5, 9 and 10 is symmetrical on both sides with a plane of symmetry perpendicular to the nozzle axis.
Nach dem Flächenverhältnis der vom thermoplastischen Material beaufschlagten vorderseitigen und rückseitigen Flächen der Ventilkörpereinheit bemißt sich die vom Einspritzdruck beim Öffnungsvorgang auf die Ventilkörpereinheit ausgeübte axial gerichtete Kraft. Wird das Verhältnis entsprechend groß gehalten, so ist auch die axiale Kraft entsprechend groß, wie in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1-4 und 5-8.According to the area ratio of the applied by the thermoplastic material The front and rear surfaces of the valve body unit are dimensioned axially exerted on the valve body unit by the injection pressure during the opening process directed Force. If the ratio is kept correspondingly large, so is the axial force correspondingly large, as in the embodiments of Figures 1-4 and 5-8.
In diesen Beispielen finden daher stärkere Schraubenfedern mit rechteckigem Drahtquerschnitt Verwendung.In these examples you will find stronger coil springs with rectangular Wire cross section usage.
Der Quotient aus den bei geschlossener Düse rückseitig und den vorderseitig beaufschlagbaren Flachen der Ventil körpereinheit ist im Ausführungsbeispiel der Figuren 9-13 relativ klein, weil der Querschnitt des Ventilkörpers verhältnismäßig klein ist. Aus diesem Grunde windet eine schwachere Schraubenfeder 90 mit rundem Drahtquerschnitt Verwendung. Darüber hinaus unterscheidet sich dieses Ausf@@@@@@gsbeispiel von den bereits beschriebenen Variante# durch die spezifische Gestaltung des Ventilkörpers 30, der zylindrisch ausgebildet ist, jedoch an der Unterseite zwei diametral gelegene Abschrägungen aufweist. In Offenstellung, bei welcher der Ventilkörper 30 an der Basis #2 bb Mischkammer 4 a@liegt, gelangt das thermoplastisc@e Material über d@e Abschr@gungen aus der Mischkammer in den Au@@@@@@@@@@@ @@The quotient of the rear side with the nozzle closed and the front side acted upon surfaces of the valve body unit is in the embodiment of the Figures 9-13 relatively small because the cross section of the valve body is relatively is small. For this reason, a weaker coil spring 90 winds with a round one Wire cross section usage. In addition, this example differs of the variant already described # by the specific design of the valve body 30, which is cylindrical, but two diametrically located on the underside Has bevels. In the open position, in which the valve body 30 at the Base # 2 bb mixing chamber 4 a @ is located, the thermoplastic material passes over d @ e Abrasions from the mixing chamber to the Au @@@@@@@@@@@ @@
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