DE3520454A1

DE3520454A1 - INJECTION DEVICE FOR INJECTION MOLDING HIGH VISCOSITY MATERIALS

Info

Publication number: DE3520454A1
Application number: DE19853520454
Authority: DE
Inventors: Ferdinand 6081 Stockstadt Geyer
Original assignee: DETEC KUNSTSTOFFTECHNIK GmbH
Current assignee: DETEC KUNSTSTOFFTECHNIK GmbH
Priority date: 1985-06-07
Filing date: 1985-06-07
Publication date: 1986-12-11
Also published as: EP0225898A1; WO1986007304A1

Abstract

The disclosed device comprises in a stop valve (33) a valve slide (17) which connects, in one position of the valve, an injection and dosing cylinder (9) with an nozzle (7'). The slide (17) has at its front end a plunger piston (23) which, at the beginning of its return stroke, produces in the space (24) situated before the nozzle (9') a depression so that the material separates from the mouth of the nozzle (7'), thereby preventing the formation of a material thread or a subsequent dripping. The device is intended for example to the filling of cartridges.

Description

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine Injektionseinrichtung zum Spritzgießen hochviskoser Materialien mit einem einen antreibbaren Kolben enthaltenden Injektions-und Dosierzylinder, der über ein Ventil wahlweise mit einer Materialzufuhrleitung und mit einem zu einer Injektordüse führenden Injektorkanal verbindbar ist. The invention relates to an injection device for injection molding highly viscous materials with an injection and a drivable piston Dosing cylinder, which is optionally connected to a material feed line and via a valve can be connected to an injector channel leading to an injector nozzle.

Derartige Injektionseinrichtungen dienen dazu, das für einen Spritzgießvorgang in eine Form bestimmte Material, beispielsweise Kautschuk oder Silikonkautschuk in einer genau vorgegebenen Menge zu dosieren und einzuspritzen. Die Dosiermenge wird dabei durch den Kolbenhub im Injektions- und Dosierzylinder bestimmt. Das Ventil, das üblicherweise als Drehventil ausgebildet ist, verbindet zunächst den Injektions- und Dosierzylinder mit der Materialzufuhrleitung zur Aufnahme der vorgesehenen Materialmenge. Anschließend verbindet das Ventil den Injektions- und Dosierzylinder mit dem zur Injektordüse führenden Injektorkanal. Bei dem folgenden Injektionshub wird das Material durch die Injektordüse hindurch ausgespritzt. Dann verschließt das Ventil den lnjektorkanal. Wenn die Injektionseinrichtung anschließend von der Gießform wegbewegt wird, entsteht an der lnjektionsöffnung der Form ein mehr oder minder langer Faden des hochviskosen Materials, der auch an dem Formteil verbleibt und anschließend entfernt werden muß. Such injection devices are used for an injection molding process material, for example rubber or silicone rubber to dose and inject in a precisely specified amount. The dosage amount is determined by the piston stroke in the injection and dosing cylinder. The valve, which is usually designed as a rotary valve, initially connects the injection and dosing cylinder with the material feed line for receiving the intended amount of material. Then the valve connects the injection and dosing cylinder with the for Injector nozzle leading to the injector channel. During the next injection stroke, the material injected through the injector nozzle. Then the valve closes the injector channel. When the injection device is subsequently moved away from the casting mold, it arises a more or less long thread of the highly viscous at the injection opening of the mold Material that remains on the molded part and then has to be removed.

Als nachteilig wird dabei nicht nur der hierfür erforderliche Arbeitsaufwand empfunden, sondern auch die Tatsache, daß durch diesen sich bildenden Materialfaden eine unkontrollierbare Materialmenge aus dem Injektorkanal abgezogen wird, wodurch die Dosiergenauigkeit beeinträchtigt wird. It is not only the amount of work required for this that is disadvantageous felt, but also the fact that through this forming thread of material an uncontrollable amount of material is withdrawn from the injector channel, whereby the dosing accuracy is impaired.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Injektionseinrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die eine genaue Dosierung der einzuspritzenden Materialmenge ermöglicht und im Bereich der Injektordüse die Bildung eines Materialfadens so weit verhindert, daß an dem herzustellenden Formteil kein oder allenfalls nur noch ein sehr kleiner Anguß erkennbar ist. The object of the invention is therefore to provide an injection device of To create the type mentioned at the beginning, the precise dosage of the injected Allows the amount of material and the formation of a thread of material in the area of the injector nozzle so far prevented that on the molded part to be produced no or at most only a very small sprue can still be seen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventil ein Schieberventil mit einem Ventilschieber ist, der in einer Gehäusebohrung verschiebbar ist, in die in axialem Abstand die Materialzufuhrleitung und der Injektions- und Dosierzylinder münden, daß der Ventilschieber eine sich axial erstreckende Verbindungsaufnehmung aufweist, die den Injektions- und Dosierzylinder in einer ersten Ventilstellung mit der Materialzufuhrleitung und in einer zweiten Ventilstellung mit einer vor der Gehäusebohrung liegenden Kammer des Injektorkanals verbindet, daß das in die Kammer des Injektorkanals ragende Ende des Ventilschiebers ein gegenüber der Gehäusebohrung abgedichteter Tauchkolben ist, und daß der kleinste Querschnitt des Injektorkanals in der Injektordüse liegt. This object is achieved according to the invention in that the valve is a slide valve with a valve slide which is displaceable in a housing bore is, in which the material supply line and the injection and at an axial distance Dosing cylinders open so that the valve slide has an axially extending connection recess having the injection and metering cylinder in a first valve position with the material supply line and in a second valve position with one before the housing bore lying chamber of the injector channel connects that the into the Chamber of the injector channel protruding end of the valve slide opposite the housing bore sealed plunger, and that the smallest cross-section of the injector channel lies in the injector nozzle.

Der am Ende des Ventilschiebers ausgebildete Tauchkolben bewirkt nach der Ausführung eines Injektionsvorgangs zu Beginn seines Rückhubes, daß das im Injektorkanal und in der Injektordüse enthaltene Material zurückgezogen wird. Dadurch reißt das hochviskose Material im Bereich des kleinsten Querschnitts, nämlich in der Injektordüse ab, wodurch an dem Formteil höchstens ein sehr kleiner Anguß verbleibt. Zu Beginn des nächsten Ventilhubes, mit dem die Verbindung zwischen dem Injektions- und Dosierzylinder und dem Injektorkanal hergestellt wird, wird das im Injektorkanal enthaltene Material in gleichem Maße vorgeschoben, bevor der Injektionsvorgang beginnt. Dadurch ist sichergestellt, daß der durch den vorangegangenen Rückzugvorgang entstandene Hohlraum im Bereich der Injektordüse zunächst wieder mit Material gefüllt wird, bevor der Injektionsvorgang beginnt. Dadurch wird erreicht, daß die bei jedem Injektionsvorgang injizierte Materialmenge genau der eingestellten Dosiermenge entspricht. The plunger formed at the end of the valve slide causes after the execution of an injection process at the beginning of its return stroke that the material contained in the injector channel and in the injector nozzle is withdrawn. As a result, the highly viscous material tears in the area of the smallest cross section, namely in the injector nozzle, whereby at most a very small sprue on the molded part remains. At the beginning of the next valve stroke, with which the connection between the Injection and dosing cylinder and the injector channel is made, this is Material contained in the injector channel is advanced to the same extent before the injection process begins. This ensures that the previous retraction process The resulting cavity in the area of the injector nozzle is initially filled with material again before the injection process begins. Thereby it is achieved that the with each Injection process, the amount of material injected corresponds exactly to the set dosing amount.

Vorzugsweise ist der Tauchkolben vor dem Ausgang der Gehäusebohrung durch eine zur Gehäusebohrung hin gerichtete Lippendichtung abgedichtet. Diese Lippendichtung dichtet umso stärker, je größer der von dem Tauchkolben in der Kammer des Injektorkanals erzeugte Unterdruck ist. Dadurch wird sichergestellt, daß dieser Unterdruck einen Materialzufluß nur von der lnjektordüse her bewirkt. The plunger is preferably in front of the outlet of the housing bore sealed by a lip seal directed towards the housing bore. This lip seal the greater the sealing of the plunger in the chamber of the injector channel, the stronger the seal generated negative pressure is. This ensures that this negative pressure a Material inflow only from the Injector nozzle causes her.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Injektions- und Dosierzylinder einen frei beweglichen Schwimmkolben enthält, der von einer Kolbenstange eines Antriebszylinders antreibbar ist, und daß der Injektions- und Dosierzylinder mit dem darin enthaltenen Schwimmkolben auswechselbar mit dem Gehäuse der Injektionseinrichtung und mit dem Antriebszylinder verbunden ist. Damit wird erreicht, daß bei einer Umstellung der Injektionseinrichtung auf andere Dosiermengen entweder nur der Antriebszylinder oder zugleich auch der Injektions- und Dosierzylinder in einfacher Weise ausgewechselt werden können, ohne daß sonstige Änderungen an der Injektionseinrichtung erforderlich sind. According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the injection and dosing cylinder contains a freely movable floating piston, which can be driven by a piston rod of a drive cylinder, and that the injection and dosing cylinder with the floating piston contained therein interchangeable with the Housing of the injection device and is connected to the drive cylinder. In order to it is achieved that when the injection device is switched to other dosing quantities either just the drive cylinder or the injection and dosing cylinder at the same time can be exchanged in a simple manner without any other changes the injection device are required.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche. Further advantageous embodiments of the inventive concept are Subject of further subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt: Fig. 1 eine Injektionseinrichtung im Längsschnitt in einer ersten Ventilstellung, bei der der Injektions- und Dosierzylinder mit der Materialzufuhrleitung verbunden ist, und Fig. 2 in einem Teilschnitt entsprechend der Fig. 1 eine zweite Ventilstellung, in der der Injektions- und Dosierzylinder mit dem Injektorkanal verbunden ist. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment explained, which is shown in the drawing. It shows: Fig. 1 an injection device in a longitudinal section in a first valve position in which the injection and metering cylinder is connected to the material supply line, and FIG. 2 in a partial section accordingly 1 shows a second valve position in which the injection and metering cylinder is connected to the injector channel.

Die in der Zeichnung dargestellte Injektionseinrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein zylindrischer Ventileinsatz 3 angeordnet ist, der eine zylindrische Gehäusebohrung 4 aufweist. An die Gehäusebohrung 4 schließt sich ein Injektorkanal 5 an, der zumindest teilweise von einem wasserdurchflossenen Kühlmantel 6 umgeben sein kann und zu einer Injektordüse 7 führt. The injection device 1 shown in the drawing has a Housing 2, in which a cylindrical valve insert 3 is arranged, the one having cylindrical housing bore 4. The housing bore 4 includes a Injector channel 5, which is at least partially covered by a cooling jacket through which water flows 6 can be surrounded and leads to an injector nozzle 7.

Für einen Spritzvorgang wird die Injektordüse 7 an eine in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien nur angedeutete Spritzgießform 8 angeschlossen, in der ein Formteil aus hochviskosem Material geformt werden soll, beispielsweise aus synthetischem oder Naturkautschuk oder Silikonkautschuk.For an injection process, the injector nozzle 7 is connected to one in FIG. 1 With dash-dotted lines only indicated injection mold 8 connected, in which a molded part is to be formed from highly viscous material, for example from synthetic or natural rubber or silicone rubber.

In das Gehäuse 2 mündet von oben ein Injektions-und Dosierzylinder 9, in dem ein frei beweglicher Schwimmkolben 10 angeordnet ist. Auf den Schwimmkolben 10 drückt eine Kolbenstange 11, die mit einem Kolben 12 eines pneumatischen Antriebszylinders 13 verbunden ist. Eine nach oben ragende Verlängerung 14 der Kolbenstange 11 kommt am oberen Hubende mit einer verstellbaren Gewindespindel 15 in Berührung, die einen verstellbaren Hubanschlag bildet. An injection and metering cylinder opens into the housing 2 from above 9, in which a freely movable floating piston 10 is arranged. On the flask 10 pushes a piston rod 11, which is connected to a piston 12 of a pneumatic drive cylinder 13 is connected. An upwardly extending extension 14 of the piston rod 11 comes at the upper end of the stroke with an adjustable threaded spindle 15 in contact, the one adjustable stroke stop forms.

In der Gehäusebohrung 4 ist längsbeweglich und durch mehrere Dichtringe 16 abgedichtet ein Ventilschieber 17 angeordnet, der an seinem dem Injektorkanal 5 abgekehrten Ende mit einem Kolben 18 eines pneumatischen Steuerzylinders 19 verbunden ist, der von einem Teil des Gehäuses 2 gebildet wird. In the housing bore 4 is longitudinally movable and by several sealing rings 16 sealed a valve slide 17 arranged on its the injector channel 5 at the opposite end is connected to a piston 18 of a pneumatic control cylinder 19 which is formed by a part of the housing 2.

Der Ventilschieber 17 weist eine Verbindungsausnehmung 20, beispielsweise eine sich axial erstreckende Einschnürung auf, die in der in Fig. 1 gezeigten ersten Ventilstellung eine in die Gehäusebohrung 4 mündende Materialzufuhrleitung 22 mit dem Injektions- und Dosierzylinder 9 verbindet. In dieser Stellung wird der Injektons- und Dosierzylinder 9 mit dem Material gefüllt, das unter Druck durch die Materialzufuhrleitung herangefördert wird. Der Kolben 12 des Antriebszylinders 13 wird dabei nach oben bewegt, bis die Verlängerung 14 an der Gewindespindel 15 zur Anlage kommt. Dadurch wird die zu dosierende Materialmenge eingestellt und begrenzt. The valve slide 17 has a connecting recess 20, for example an axially extending constriction, the first shown in FIG Valve position with a material feed line 22 opening into the housing bore 4 the injection and dosing cylinder 9 connects. In this position the injection and metering cylinder 9 filled with the material, which is under pressure through the material supply line is promoted. The piston 12 of the drive cylinder 13 is moved upwards moved until the extension 14 comes to rest on the threaded spindle 15. Through this the amount of material to be dosed is set and limited.

Der Ventilschieber 17 weist an seinem vorderen, dem Injektorkanal 5 zugekehrten Ende einen Tauchkolben 23 auf, der bei einer Vorwärtsbewegung des Ventilschiebers 17 in eine den Anfang des Injektorkanals 5 bildende Kammer 24 hineinbewegt wird, deren Durchmesser größer als der der Gehäusebohrung 4 ist. Im Bereich des Übergangs zwischen der Gehäusebohrung 4 und der Kammer 24 ist eine Lippendichtung 25 mit zur Gehäusebohrung 4 hin gerichteten Dichtlippen am Tauchkolben 23 anliegend angeordnet. Sobald die hintere Kante des Tauchkolbens 23 die Lippendichtung 25 passiert hat, wird der Kolben 12 mit Druckluft beaufschlagt; er schiebt über den Schwimmkolben 10 das im Injektions- und Dosierzylinder 9 enthaltene Material in den Injektorkanal und durch die Injektordüse 7 in die Form 8. In dieser in Fig. 2 dargestellten Ventilstellung ist die Mündung der Materialzufuhrleitung 22 in die Gehäusebohrung 4 durch den Ventilschieber 17 verschlossen. The valve slide 17 has at its front, the injector channel 5 facing end on a plunger 23 which, when the The valve slide 17 is moved into a chamber 24 forming the beginning of the injector channel 5 whose diameter is greater than that of the housing bore 4. In the area of the The transition between the housing bore 4 and the chamber 24 is a lip seal 25 with sealing lips directed towards the housing bore 4 resting on the plunger 23 arranged. As soon as the rear edge of the plunger 23 passes the lip seal 25 has, the piston 12 is acted upon with compressed air; he pushes over the flask 10 the material contained in the injection and metering cylinder 9 into the injector channel and through the injector nozzle 7 into the mold 8. In this valve position shown in FIG is the opening of the material feed line 22 into the housing bore 4 through the valve slide 17 locked.

Nach Beendigung des Injektions- und Dosiervorgangs wird der Ventilschieber 17 wieder nach hinten bewegt. Sobald die hintere Kante des Tauchkolbens 23 die Lippendichtung 25 passiert hat, ist die Kammer 24 gegenüber der Gehäusebohrung 4 abgeschlossen. Die weitere Rückhubbewegung des Tauchkolbens 23 erzeugt in der Kammer 24 und im Injektorkanal 5 einen Unterdruck, der dazu führt, daß das Material an der Stelle des kleinsten Querschnitts, nämlich in der Spitze 7a der Injektordüse 7 abreißt. Da die Form 8 beheizt ist und der Vulkanisations- oder Abbindevorgang des Materials sofort beginnt, verbleibt an dem in der Form 8 gebildeten Formteil kein oder nur sehr geringfügiger Anguß, der keine Nacharbeit erforderlich macht. Das Materialvolumen, das bei der Rückhubbewegung des Tauchkolbens 23 zurückgezogen wurde, ist durch das Verdrängungsvolumen des Tauchkolbens 23 in der Kammer 24 bestimmt und wird zu Beginn des nächsten Ventilhubes wieder vorgeschoben, so daß es den Injektorkanal und die Injektordüse 7 wieder vollständig füllt, bevor der Dosiervorgang beginnt. After the injection and dosing process has been completed, the valve slide opens 17 moved backwards again. Once the rear edge of the plunger 23 is the lip seal 25 has passed, the chamber 24 is closed off from the housing bore 4. The further return stroke movement of the plunger 23 is generated in the chamber 24 and in the Injector channel 5 a negative pressure, which leads to the material in the place the smallest cross-section, namely in the tip 7a of the injector nozzle 7 tears off. Because the mold 8 is heated and the vulcanization or setting process of the material begins immediately, no or only remains on the molded part formed in the mold 8 very minor sprue that does not require any rework. The volume of material, which was withdrawn during the return stroke of the plunger 23 is indicated by the Displacement volume of the plunger 23 in the chamber 24 is determined and is at the beginning of the next valve stroke advanced again, so that there is the injector channel and the Fills the injector nozzle 7 completely again before the dosing process begins.

Wie man aus der Zeichnung erkennt, befindet sich der Injektions- und Dosierzylinder 9 in axialer Richtung zwischen der Kammer 24 und der Mündung der Materialzufuhrleitung 22, wobei die axialen Abstände so gewählt werden, daß die Verbindungsausnehmung 20 des Ventilschiebers 17 den Injektions- und Dosierzylinder 9 entweder mit der Kammer 24 oder mit der Materialzufuhrleitung 22 verbindet. As you can see from the drawing, the injection and metering cylinder 9 in the axial direction between the chamber 24 and the mouth of the material supply line 22, the axial distances being chosen so that the connection recess 20 of the valve slide 17 the injection and metering cylinder 9 connects either to the chamber 24 or to the material supply line 22.

Um die Injektionseinrichtung 1 für jeden Injektionsvorgang an die Form 8 heran-und anschließend wieder von dieser wegbewegen zu können, kann das Gehäuse 2 der Injektionseinrichtung 1 an einer Vorschubeinheit 26 aufgenommen sein, die in Fig. j nur angedeutet ist und die beispielsweise durch eine druckmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheit gebildet wird. To the injection device 1 for each injection process to the The housing can move the form 8 up and then away from it again 2 of the injection device 1 can be received on a feed unit 26, which in Fig. J is only indicated and, for example, actuated by a pressure medium Piston-cylinder unit is formed.

Claims

Claims 1. Injection device for injection molding of high viscosity Materials with an injection and dosing cylinder containing a drivable piston, via a valve optionally with a material supply line and with one to one Injector channel leading to the injector nozzle is connectable, characterized in that the valve is a slide valve with a valve slide (17) which is in a housing bore (4) is displaceable, in which the material feed line (22) and at an axial distance the injection and dosing cylinder (9) open that the valve slide (17) a axially extending connecting recess (20), which the injection and metering cylinder (9) in a first valve position with the material feed line (22) and in a second valve position with one located in front of the housing bore (4) Chamber (24) of the injector channel (5) connects that into the chamber (24) of the injector channel (5) the protruding end of the valve slide (17) is sealed off from the housing bore (4) Is plunger (23) and that the smallest cross section of the injector channel (5) in the injector nozzle (7).

2. Injection device according to claim 1, characterized in that that the plunger (23) in front of the outlet of the housing bore (4) through a to the housing bore (4) facing lip seal (25) is sealed

3. Injection device according to claim 1, characterized in that the one containing the valve slide (17) Housing bore (4) and a control cylinder (19) that drives the valve slide (17) are housed in a common housing (2).

4. Injection device according to claim 1, characterized in that that the injection and metering cylinder (9) has a freely movable floating piston (10) which can be driven by a piston rod (11) of a drive cylinder (13) is and that the injection and metering cylinder (9) with the floating piston contained therein (10) interchangeable with the housing (2) of the injection device (1) and with the Drive cylinder (13) is connected.

5. Injection device according to claim l, characterized in that that the drive cylinder (13) has an adjustable stroke stop (14, 15).

6. Injection device according to claim 1, characterized in that that the housing (2) of the injection device (1) on a feed unit (26) is recorded.