DE2644670C2

DE2644670C2 - Nadelventil für Kunststoff-Spritzgießwerkzeuge

Info

Publication number: DE2644670C2
Application number: DE2644670A
Authority: DE
Inventors: Eduard Freddy Sonnerup Saeby Flygenring
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-10-10
Filing date: 1976-10-02
Publication date: 1983-01-20
Also published as: ATA749976A; SE7611157L; FR2327071A1; DK138213B; DK138170B; JPS5259668A; CH605094A5; BE847068A; CA1077218A; JPS60213B2; DK456175A; US4088271A; SE441167B; DK138213C; DE2644670A1; DK194777A; IT1068424B; GB1506690A; PT65699B; ES452596A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Nadelventil für einen Einsatz in einem plastifizierten Kunststoff führenden Kanal einer Kunststoff-Spritzgießvorrichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Nadelventile der genannten Art sind nach der AT-PS 2 20 349 bekannt. Der weitere, einschlägige Stand der Technik wird durch folgende Druckschriften repräsentiert: DE-OS 21 37 430 und 18 02 369. DE-AS 11 24 234; »PLASTICS ENGINEERING«. Sept. 1975. Seiten 39-41 und Kunststoffe Bd. 57. I?V. Heft 10. Seiten 761-765.

Bei Gießwerkzeugen zum Spritzgießen von Artikeln aus Kunststoff od. dgl. Material, bspw. Zinndruckgußmaterial, versieht man in der Regel, um die Bildung auffallender Gießzapfen an, fertigen Erzeugnis zu vermeiden, die Einspritzdüsen mit Nadelventilen, die bei Beendigung des F.inspritzvorganges die Düsenöffnung verschließen und die zu Beginn des Spritzvorganges automatisch aus der Düsenöffnung gezogen werden, und zwar durch den von der schmelzflüssigen Spritzmasse ausgeübten Druck und entgegen der Wirkung einer Feder, die die Nadel wieder in ihre Schließstellung drückt, wenn der Druck abfällt.

Bei Spritzgießwerkzeugen für große Gegenstände, insbesondere aber auch bei solchen für die Herstellung einer größeren Anzahl kleinerer Gegenstände, hat das Werkzeug mehrere Einspritzdüsen. Hierbei wird die von der Spritzmaschine unter hohem Druck zugeförderte Spritzmasse auf diese Düsen durch ein Heizkanalsystem im Spritzwerkzeug verteilt. Dieses Heizkanalsystem ist ein verhältnismäßig massiver Bauteil, der auch elektrische Heizkörper enthält, die sicherstellen, daß das Heizkanalsystem auf geeigneter Temperatur gehalten wird.

Bei den bisher genannten Konstruktionen der oben genannten Art sind die im Zusammenhang mit den Einspritzdüsen benutzten Nadelventile schwer zugänglich, so daß ein eventuelles Reinigen, Nachstellen oder Auswechseln eines Nadelventils nur nach völliger

Demontage des Werkzeugs und des Heizkanalsystems möglich war.

Bei der Spritzgießmaschine nach der vorgenannten DE-AS 11 24 234 ist ebenfalls ein Nadelventil vorgesehen, das in das Kanalsystem für die Massezufuhr integriert ist, dies aber derart, daß ein Ausbau nach hinten nicht ohne weiteres möglich ist.

Beim Gegenstand der eingangs genannten Art nach der AT-PS 2 20 349 handelt es sich um eine Druclcregeleinrichtung im Düsenmundetück des Preßzylinders einer Spri*zgußn?aschine für thermoplastische Kunststoffe, bei der seitlich am Preßzylinder eine Halterung mit längsbeweglichem, die öffnung des Düsenmundes abschlieBbarem Steuerschieber angeordnet ist, wobei der Steuerschieber durch eine Feder in Schließrichtung belastet ist, deren Druck mit Hilfe einer an der Halterung vorgesehenen Einstellschraube regulierbar ist

Hierbei ist die ganze Nadelventileinheit an der eigentlichen Düse schräg von außen angesetzt und bildet insoweit kein integrales Bauteil des Spritzwerkzeuges mit unmittelbar innerer Verbindung zum Kanalsystem des Spritzwerkzeuges.

Eine Reinigung der eigentlichen Düsenöffr. mg von der Rückseite aus ist nicht ohne weiteres möglich, zumal dem ein eingebauter Verdrängerkörper entgegensteht, der nur entnommen werden kann, wenn der ganze Düsenkopf von vorn abgeschraubt wird.

Ausgehend von dieser Einrichtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Nadelventil der vorbekann- jo ten Art derart auszubilden, daß es mit Rücksicht auf die Erstarrungsgefahr der Spritzgußmasse schnell und ohne umständliche Manipulation von Einzelteilen aus dem Heizkanal- bzw. Massezufuhrsystem herausnehmbar ist, um den Düsenbereich von der Rückseite her reinigen zu können, und das Ventilgehäuse so auszubilden, da3 ein genaues Justieren der Ventilnadel von außen ohne Demontage der kompakten Einheit des Nadelventils möglich ist.

Diese Aufgabe ist mit einem Nadelventil der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches enthaltenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Dieses derart ausgebildete Nadelventil besteht praktisch aus einem in sich geschlossenen Nadelventileinsatz mit Elementen zur Einjustierung der «orn frei aus ihm her-.usragenden Nadel, die ν in der Rückseite des Einsatzes, ohne diesen ausbauen zu müssen, in bezug auf die Düsenöffnung einjustiert werden kann. Außerdem kann damit der ganze Einsatz mit der Nadel einfach von hinten ohne Abb."jerfordernis von anderen Elementen, aus dem Heizkanal- bzw. Massezufuhrsystem herausgeschraubt und der D'isenbereich von der Rückseite aus gereinigt werden.

Das Nadelventil wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Dar^r»ellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Schnitt und perspektivisch das Nadelventil in einem Kunststoff-Spritzwerkzeug;

F1 g 2 im Schnitt und perspektivisch da* Nadelventil:

Fig J in auseinandergezogener und perspektivischer Ansicht die Einzelteile des Nadelventil und

Fig. 4 vergrößert eine Düsenöffnung mit der Spitze der Ventilnadel in Schließstellung. u;

In Fig. I ist mit 1 das Spritzwerkzeug oder Spritzgießform bezeichnet, und zwar als Teil eines Heizkanalsystems I r.iit einem Einlaßstutzen 2 für die Spritzmasse. 3 ist einer der Verteilerkanäle und 4 ein in das Heizkanalsystem eingesetzter elektrische? Heizkörper.

In mit einer zylindrischen Umfassung ·*> als Teil der Spritzgießform versehenen Stirnwand 6 ist eine zentrale öffnung zum Einspritzen der schmelzflüssigen Spritzmasse vorgesehen, die unter hohem Druck durch den Einlaßstutzen 2, den Verteilerkanal 3 und eine Spritzdüse 8 zugeführt wird. Die Spritzdüse 8 besteht aus gut wärmeleitendem Material (bspw. Kupfer) und ist in die Vorderwand des Spritzwerkzeuges 1 wie dargestellt eingeschraubt

Zur Spritzdüse 8 fluchtend ist in ein Gewinde der Rückwand des Spritzwerkzeuges 1 ein Nadelventileinsatz 10 eingeschraubt Die in das Spritzwerkzeug 1 eingeschraubten Elemente sind mit Dichtungsringen 11 abgedichtet

Bei korrekter Einstellung muß bei geschlossenem Ventil die vordere Fläche der Ventilnadel 27, deren Spitze 27' zylindrisch oder annähernd zylindrisch ist mit der Stirnwand 6 fluchten. Zu Beginn eines Spritzvorganges preßt eier Druck, unter dem die schmelzflüssige Spritzmasse steht, die Ventilnadel 27 ₆<.gen die Wirkung einer Feder ein Stück zurück (etwa 2 m»»i), so daß die Spritzmasse in den Formhohlraum des Werkzeugs eindringen kann. Wenn der Druck wegfällt, füh-t die Feder die Ventilnadel 27 in die Schließstellung gemäß F i g. 4 zurück, die bei Anliegen der vorderen Seite eines radialen Flansches 18 gegen das Ventilgehäuse 12 gegeben ist was noch näher erläutert wird.

In die Abdichtung der Spitze 27' in der Düsenöffnung werden keine großen Anforderungen gestellt, weil in geschlossener Stellung des Nadelventils keine großen Druckunterschiede auftreten und eine Abdichtung an einer Ringfläche geringer axialer Länge (etwa 03 mm) genügt. Während des Betriebes tritt nach und nach ein gewisser Verschleiß der Spitze 27' auf. Um unter diesen Umständen die Dichtheit zu erhalten, kann die Spitze 27' schwach konisch ausgeführt werden, so daß die Spitze durch Abschneiden eines kleinen Teiles und durch entsprechende Nachjustierung der Schließstellung wieder der Düsenöffnung angepaßt werden kann.

D<"r Nadelventileinsatz 10 besteht gemäß F i g. 2. 3 aus einem Ventilgehäuse 12. das vorn einen Gewindestutzen 9 mit zentraler Bohrung 13 aufweist, in der eine vordere Führungsbuchse 14 mit einer vorderer Schulter 15 verschiebbar gelagert ist.

Die Bohrung 13 kann an ihrem vorderen Ende mit einer Erweiterung 16 versehen sein, in der sich die Schulter 15 mit passendem seitlichen Spiel bewegen kann.

Am hinteren Ende der vorderen Führungsbuchse 14 ist eine zweite hinte\e Führungsbuchse 17 angeordnet, die an ihrem vorderen Ende eine radialen Flansch 1? besitzt. Die beiden Führuhgsbuchsen 14,17 werden nach Arorci.iung im Ventilgehäuse 12 durch eine Klemmschraube 19 in einer radialen Bohrung 20 des Flansches 18 miteinander verwunden. Das Ventilgehäu«; 12 ist dafür mit einer radialen Bohrung 21 versehen.

Um die hintere Führungsbuchse 17 ist eine Druckfeder 22 angeordnet die mit ihrem vorderen F.nde an der Rückseite des radialen Flansches 18 anliegt und am anderen Ende durch einen Halter 23 fixiert ist.

Dieser Halter 23 wird von der Rückseite des Ventilgehäuses 12 eingeschraubt und vermittelt der Druckfeder 22 eine gewünschte Vorspannung. Der Halter 23 .¹U rohrförmig und wird an seinem hinteren Ende durch einen nach innen gerichteten Flansch 24 mit

einer sechseckigen Öffnung 25 abgeschlossen, so daß man mit Hilfe eines Steckschlüssels den Halter 23 einschrauben und die Druckfeder 22 spannen kann. Nach Einschrauben des Halters 23 wird dieser mil einer Klemmschraube 26 verriegelt, die ebenfalls mit einem Innensechskant versehen ist.

Die Ventilnadel 27 weist an ihrem hinteren Ende pin Außengewinde 28 auf und einen Innensechskant als Einschraubhilfe, so daß sie von der Rückseite des Ventilgehäuses 12 durch die Öffnung 25 in die Führungsbuchsen 14, 17 eingeführt und in ein entsprechendes Innengewinde in der hinteren Führungsbuchse 17 eingeschraubt werden kann, bis sie die gewünschte Plazierung in axialer Richtung besitzt, wo sie mit einer Gegenschraube 29 fixiert wird, die ebenfalls einen Innensechskant hat.

Um sicherzustellen, daß die Ventilnadel 27 beim Festziehen der Gegenschraube 29 nicht ihre Lage ändert, ist die vordere Stirnfläche der Gegenschraube 29 plangeschliffen und ebenso die hintere Stirnfläche der Ventilnadel 27. Außerdem sind die Führungsbuchsen 14, 17 gegen ein Verdrehen in bezug auf das Ventilgehäuse 12 durch einen Zapfen 30 gesichert, der in eine in den Flansch 18 geschnittene, axial verlaufende Rille 31 eingreift.

Zum Festschrauben des Nadelventils in der Rückwand des Spritzwerkzeuges kann das Ventilgehäuse 12. wie dargestellt, entweder mit auf dem Umfang verteilten Stci_klöchern 32 für einen Spezialschlüssel oder mit einem am hinteren Ende angeordneten Sechskant 33 versehen sein.

Rein konstruktive Abweichungen von der beschriebenen Ausführungsform sind natürlich möglich.

So ließen sich an Stelle der gezeigten Druckfeder 22 auch andere Federn, z. B. Tcllerfedern, verwenden. Auch die anderen Bauteile, die zur Betätigung mit Hilfe von Sechskant-Steckschlüsseln eingerichtet sind, ließen sich für eine Betätigung mit anderen Werkzeugen, bspw. mit Schraubenziehern, ausbilden. Außerdem ware die Erweiterung 16 entbehrlich, so daß bei zurückgezogener Venlilnadel 27 die Rückseite der Schulter 15 direkt gegen die vordere Fläche des Gewindestutzens 9 des Vcntilgehäuscs 12 dichtend anliegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Nadelventil für einen Einsatz in einem plastifizierten Kunststoff führenden Kanal einer Kunststoff-Spritzgieavorrichtuiig, mit einer relativ zu einer Öffnung im Kanal beim Einspritzen des plastifizierten Kunststoffes in den Formhohlraum einer Spritzgießform in Anlage über einen Bund gegen eine Druckfeder durch den Druck der Kunststoffmasse entgegen der Wirkung dieser Druckfeder relativ in Öffnungsstellung des Nadelventils verschiebbaren Ventilnadel,

die zusammen mit der Druckfeder in einem Ventilgehäuse geführt und gehalten ist, das als eine kompakte Einheit ausgebildet und in eine Gewindebohrung in dem den Kanal enthaltenden Bauteil von außen einsetzbar ist, und mit einem koaxial zum Ventilgehäuse angeordneten Federhalter, der mit einem radial nach innen gerichteten Flansch am anderen Εικχ der Druckfeder anliegend in einem Gewinde in Längsrichtung des Ventilgehäuse«; verstellbar ist und in seinem radialen Flansch eine zentrale Öffnung zum Durchführen der Ventilnadel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Anordnung des Nadelventils (10) in einem in einer Spritzgießform angeordneten Heizkanalverteiler (1) zum Verschluß einer in der den Formhohlraum begrenzenden Stirnwand (6) angeordneten Angußöffnung durch die Ventilnadel (27), die mit einer an sich bekannten zylindrischen jo oder annähe ~nd zylindrisch ausgebildeten Spitze (27') versehene Ventilnadel (27) in einer oder mehreren im Ventilgehäuse (ι Z) axial verschiebbaren Führungsbuchsen (14. 17) in axialer Richtung einstellbar gehalten und bei eingeschraubtem Ventilgehäuse (12) von außen zugänglich ist.

2. Nadelventil nach Patentanspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Führungsbuchse (14) an ihrem vorderen Ende eine Schulter (15) aufweist, deren nach hinten gekehrte Fläche präzisionsbearbeitet ist und an einer entsprechenden, die Bohrung (13). in welcher die vordere Führungsbuchse (14) geführt ist. umgebenden Gegenfläche am Ventilgehäuse Ί2) dichtend anliegt.

3. Nadelventil nach Patentanspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (13) im Ventilgehäuse (12) eine Erweiterung (16) aufweist, in der sich die Schulter (15) der vorderen Führungsbuchse (14) mit einem passenden seitlichen Spielraum bewegen kann, wobei der Boden der Erweiterung (16) die ringförmige Fläche bildet, gegen welche die nach hinten gekehrte Fläche der Schulter (15) zur dichtschließenden Anlage gebracht wird.

4. Nadelventil nach einem der Patentansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Führungsbuchse (14) demontierbar an einer zweiten mit ihr koaxial eingebrachten hinteren Führungsbuchse (17) befestigt ist. die einen radialen Flansch (18) aufweist, dessen Rückseite als Auflage für die um die hintere Führungsbuchse (17) herum angebrachte Druckfeder (22) und dessen Vorderseite als Anschlag gegen das Ventilgehäuse (12) für die Bewegung zur Festlagerung der Schließstellung der Ventilnadel (27) ausgebildet ist, und daß die Ventilnadel (27) an ihrem hinteren Ende mit einem Außengewinde (28) versehen und mit diesem von hinten in ein entsprechendes Innengewinde in der hinteren Führungsbuchse (17) eingesetzt, in dieser eingeschraubt und durch Einschrauben einer Gegenschraube (29) in einer gewünschten axialen Stellung verriegelbar ist

5. Nadelventil nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (27) und die Gegenschraube (29) in ihren hinteren Stirnflächen jeweils mit einer sechseckigen Vertiefung versehen sind.

6. Nadelventil nach Patentanspruch 4, ^kennzeichnet durch eine im Umfang des radialen Flansches (18) der hinteren Führungsbuchse (17) angeordnete, axial verlaufende Rille (31) und einen in das Ventilgehäuse (12) eingesetzten, in die Rille (31) eingreifenden Zapfen (30).

7. Nadelventil nach Patentanspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Flansch (18) eine radiale Bohrung (20) mit Innengewinde für eine Klemmschraube (19) zum Festspannen der hinteren Führungsbuchse (17) auf der vorderen Führungsbuchse (14) aufweist und daß das Ventilgehäuse (12) mit einer entsprechenden radialen Bohrung (21) versehen ist, durch welche hindurch die Klemmschraube (19) einführbar ist, wenn sich die beiden Führungsbuchsen (14 und 17) in ihrer Einbauposition im Ventilgehäuse (12) befinden.