DE4014244A1 - Inlet connection for injection moulding of liq. silicone rubber - has cooled front end with hydraulically operated needle valve - Google Patents
Inlet connection for injection moulding of liq. silicone rubber - has cooled front end with hydraulically operated needle valveInfo
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- B29K2083/00—Use of polymers having silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only, in the main chain, as moulding material
- B29K2083/005—LSR, i.e. liquid silicone rubbers, or derivatives thereof
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kaltkanalblock als Teil einer Spritzgußmaschine zum angußlosen Spritzgießen von Flüssigsilikon in ein anzuflanschendes beheiztes Werkzeug, mit zumindest einer gekühlten Angußdüse, einer hydraulisch gesteuerten, im vorderen Bereich konisch ausgebildeten Verschlußnadel und einer aus einer Titanlegierung bestehenden Temperierschutzscheibe zur Wärme trennung zwischen Angußdüsen und Werkzeug.The invention relates to a cold runner block as part of a Injection molding machine for the castless injection molding of liquid silicone into a heated tool to be flanged, with at least one cooled sprue nozzle, a hydraulically controlled one, in the front Area conical locking needle and one of a Titanium alloy existing tempering protection pane for heat separation between sprue nozzle and tool.
Es ist bekannt, mit derartigen Kaltkanalblöcken Flüssigsilikon zu verarbeiten, wobei es sich um ein Zwei-Komponentenmaterial handelt, das üblicherweise mit LSR (Liquid Silicon Rubber) und vom Rohstoffproduzenten als pastenartiges Produkt angeliefert wird. LSR besteht aus zwei Komponenten, die in genauem Mischungs verhältnis dosiert werden und mit einer besonders ausgerüsteten Spritzgießmaschine verarbeitet werden. Dabei erfolgt das Ver mischen der beiden Komponenten in einer Zuführeinrichtung durch einen statischen Mischer und auf der Spritzgießmaschine über eine Mischschnecke. Die Mischung wird in ein beheiztes Werkzeug einge spritzt und vulkanisiert dort aus.It is known to liquid silicone with such cold runner blocks process, which is a two-component material trades, usually with LSR (Liquid Silicon Rubber) and delivered by the raw material producer as a pasty product becomes. LSR consists of two components that are mixed in exact proportioned and with a specially equipped Injection molding machine can be processed. The Ver mix the two components in a feed device a static mixer and on the injection molding machine via a Mixing screw. The mixture is placed in a heated tool splashes out and vulcanizes there.
Im Gegensatz zu Thermoplasten und Gummi-Elastomeren weist LSR eine niedrige Viskosität auf.In contrast to thermoplastics and rubber elastomers, LSR a low viscosity.
Üblicherweise umfaßt ein Kaltkanalblock für das Spritzmaterial einen Vorverteiler, einen Verteiler sowie Angüsse. Dieses System führt zu entsprechend großen Abfällen, die einerseits wegen der hohen Rohstoffpreise die Kosten merklich erhöhen, andererseits aber eine erhebliche Umweltbelastung darstellen, da einmal aus vulkanisiertes Elastomer nicht erneut in den Produktionsprozeß zurückgeführt werden kann.Usually includes a cold runner block for the spray material a pre-distributor, a distributor and sprues. This system leads to correspondingly large waste, on the one hand because of the high raw material prices noticeably increase costs, on the other hand but represent a significant environmental burden because of once vulcanized elastomer does not come back into the production process can be traced back.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschrie benen Kaltkanalblock so zu modifizieren, daß sich mit ihm ein Ein-Komponentensilikon verarbeiten läßt, das gegenüber dem Zwei- Komponentenmaterial eine noch höhere Viskosität aufweist. Gleich zeitig soll der Kaltkanalblock angußlos arbeiten.The invention is based, described above benen cold runner block to modify so that one with him One-component silicone can be processed, which compared to the two- Component material has an even higher viscosity. Soon the cold runner block should work without sprues.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:This object is achieved by the following features solved:
- a) die Angußdüse ist in eine Vorkammerbuchse eingeschoben, die in ihrem vorderen freien Ende einen Kegelsitz für das konisch ausgebildete Ende der Verschlußnadel aufweist, die in Schließstellung mit ihre planen Endfläche bündig mit der den Anschnittbereich definierenden freien Stirnfläche eines zapfenförmigen Ansatzes der Vorkammerbuchse abschließt;a) the sprue nozzle is inserted into a prechamber bushing in its front free end a conical seat for that has a conical end of the valve pin, the in the closed position with its flat end surface flush with the the free end face defining the gate area pin-shaped approach of the prechamber bushing closes;
- b) die Angußdüse ist nur in ihrem vorderen Bereich gekühlt;b) the sprue nozzle is cooled only in its front area;
- c) die Temperierschutzscheibe ist zylindrisch ausgebildet, in eine entsprechende Ausnehmung im vorderen Ende der Anguß düse eingedrückt und bildet die einzige vordere Führung für die Verschlußnadel;c) the tempering protection disk is cylindrical, in a corresponding recess in the front end of the sprue pressed in and forms the only front guide for the valve pin;
- d) die Verschlußnadel ist abgesehen von der genannten vorderen Führung nur noch in einer hinteren Führungsbuchse geführt und weist zwischen diesen beiden Führungen zumindest eine axiale Abflachung auf, die mit der Angußdüse den Düsenkanal bildet, der mit einem Fließkanal in Verbindung steht.d) the valve pin is apart from the front mentioned Guide only in a rear guide bush and has at least one between these two guides axial flattening on that with the sprue nozzle the nozzle channel forms, which is connected to a flow channel.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn deren Verschlußnadeln einzeln oder über Auswerferplatten gemeinsam gesteuert und deren Düsenkanäle an Fließkanäle einer Verteilerplatte angeschlossen sind, die zwischen der genannten Führungsbuchse und der Angußdüse liegt und auf letzterer aufliegt.It is useful if their locking needles individually or jointly controlled via ejector plates and their nozzle channels are connected to flow channels of a distributor plate, which lies between the guide bushing mentioned and the sprue nozzle and rests on the latter.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Fließkanäle in der Verteiler platte eine Erodierstruktur aufweisen. Dadurch erfolgt eine Art Abwälzung des Spritzmaterials an der Fließkanalwandung, wodurch sich die erforderlichen Spritzdrücke reduzieren lassen.It is advantageous if the flow channels in the distributor plate have an erosion structure. This creates a kind Rolling of the spray material on the flow channel wall, whereby the required spray pressures can be reduced.
Bei dem erfindungsgemäßen Kaltkanalblock entfallen Vorverteiler und Angüsse, so daß sich die Abfälle und damit auch die Umwelt belastung erheblich reduzieren lassen. Die Fertigungskosten werden, abgesehen von der Materialeinsparung, auch dadurch ge senkt, daß das Abreißen der Angüsse vom Werkstück entfällt. Damit entfällt auch ein Anlaß für Ausschuß. Die erfindungsgemäß einge setzte Verteilerplatte weist nur noch wenige Fließkanäle auf und läßt sich daher preiswerter fertigen. Bei einem Farbwechsel des Spritzmaterials muß auch nur noch diese eine Verteilerplatte ausgedrückt werden. Es handelt sich also um ein direktes Ein spritzverfahren, bei dem in der Verteilerplatte nur ein Bruchteil der Spritzmaterialmenge vorgehalten werden muß, die in dem her kömmlichen mittelbaren Spritzverfahren erforderlich ist.In the cold runner block according to the invention there are no pre-distributors and sprues, so that the waste and thus the environment let the burden be significantly reduced. The manufacturing cost are, apart from the material savings, ge reduces the need to tear the sprues off the workpiece. In order to there is also no reason for a committee. The invented set distributor plate has only a few flow channels and can therefore be manufactured cheaper. When changing the color of the Spray material only needs this one distributor plate be expressed. So it's a direct one spraying process, in which only a fraction in the distributor plate the amount of spray material must be kept in the forth conventional indirect spraying process is required.
Die zylindrische Ausbildung der aus Titan bestehenden Temperier schutzscheibe ermöglicht eine einfache und dementsprechend preis werte Fertigung, aber auch eine einfache Montage, da die genannte Scheibe in die ihr zugeordnete Zentrierung im vorderen Ende der Angußdüse eingedrückt und beim Einschieben der Angußdüse in die Vorkammerbuchse letztlich eingepreßt werden kann. Hierbei erfolgt dann zugleich eine Beaufschlagung eines O-Ringes, der in dem zwischen Vorkammerbuchse, Angußdüse und Temperierschutzscheibe gebildeten Ringraum eingelegt werden kann. The cylindrical design of the tempering made of titanium protective screen allows a simple and accordingly price worth manufacturing, but also easy assembly, since the above Disc in the centering assigned to it in the front end of the Sprue nozzle pushed in and when inserting the sprue nozzle into the Antechamber bushing can ultimately be pressed. This is done then at the same time an application of an O-ring, which in the between pre-chamber bushing, sprue nozzle and tempering protection disc formed annulus can be inserted.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung an hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Further features of the invention are the subject of the dependent claims and are in connection with further advantages of the invention hand explained in more detail by exemplary embodiments.
In der Zeichnung sind zwei als Beispiele dienende Ausführungs formen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigtIn the drawing there are two exemplary embodiments Shapes of the invention shown schematically. It shows
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kaltkanalblock und Fig. 1 shows a longitudinal section through a cold runner block and
Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform in einer Darstellung gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows a modified embodiment in a representation according to FIG. 1.
Der dargestellte Kaltkanalblock umfaßt u. a. eine Vorkammerbuchse 1, eine in diese eingeschobene Angußdüse 2, eine auf letzterer aufliegende Verteilerplatte 3 sowie eine einzeln hydraulisch ge steuerte Verschlußnadel 4. Der Kaltkanalblock ist als Teil einer nicht näher dargestellten Spritzgußmaschine ausgebildet und dient zum angußlosen Spritzgießen von Flüssigsilikon, insbesondere Ein- Komponenten-Silikon in ein nicht näher dargestelltes anzuflanschendes beheiztes Werkzeug. Zur Trennung von diesem Werkzeug ist eine Temperierschutzplatte 5 vorgesehen. Dabei er leichtert das eingezeichnete Fixmaß x der aus der Temperier schutzplatte 5 herausragenden Vorkammerbuchse 1 eine gewisse Normierung. Der Kaltkanal kann nach Festlegung des eingezeich neten Maßes y separat vom Werkzeug gefertigt werden. Im Werkzeug selbst sind keine Abstimmarbeiten erforderlich, so daß Werkzeug und Kaltkanal parallel gefertigt werden können.The cold runner block shown includes, inter alia, a prechamber bush 1 , a sprue nozzle 2 pushed into it, a distributor plate 3 resting on the latter, and an individually hydraulically controlled locking needle 4 . The cold runner block is designed as part of an injection molding machine (not shown in more detail) and is used for the sprueless injection molding of liquid silicone, in particular one-component silicone, into a heated tool (not shown) to be flanged on. A tempering protection plate 5 is provided to separate this tool. He facilitated the drawn fixed dimension x of the protective plate from the tempering five outstanding gate bushing 1 a certain normalization. The cold runner can be manufactured separately from the tool after specifying the dimension y. No adjustment work is required in the tool itself, so that the tool and cold runner can be manufactured in parallel.
Die Angußdüse 2 stützt sich über eine Temperierschutzscheibe 6 an einer inneren Ringschulter 7 der Vorkammerbuchse 1 ab. Dabei ist die Temperierschutzscheibe 6 zylindrisch ausgebildet und in eine entsprechende, als Zentrierung dienende Ausnehmung im vorderen Ende der Angußdüse 2 eingedrückt. Diese Temperaturschutzscheibe 6 dient zur thermischen Trennung des beheizten Werkzeuges von der gekühlten Angußdüse 2 und dient erfindungsgemäß zugleich als einzige vordere Führung für die Verschlußnadel 4. In dem zwischen der Vorkammerbuchse 1, der Angußdüse 2 und der Temperierscheibe 6 gebildeten Ringraum ist ein O-Ring 8 eingelegt. The sprue nozzle 2 is supported by a tempering protection disk 6 on an inner annular shoulder 7 of the prechamber bush 1 . The tempering protection disk 6 is cylindrical and pressed into a corresponding recess serving as centering in the front end of the sprue nozzle 2 . This temperature protection disk 6 is used for the thermal separation of the heated tool from the cooled sprue nozzle 2 and, according to the invention, also serves as the only front guide for the shut-off needle 4 . An O-ring 8 is inserted in the annular space formed between the pre-chamber bushing 1 , the sprue nozzle 2 and the temperature control disk 6 .
Die Vorkammerbuchse 1 ist in ihrem vorderen, durch die innere Ringschulter 7 gebildeten Ende mit einem Kegelsitz für das konisch ausgebildete Ende 4a der Verschlußnadel 4 ausgerüstet, die in Schließstellung mit ihrer planen Endfläche 4b bündig mit der den Anschnittbereich definierenden freien Stirnfläche 1a eines zapfenförmigen Ansatzes 1b der Vorkammerbuchse 1 ab schließt. Neben der genannten vorderen Führung in der Temperier schutzscheibe 6 ist die Verschlußnadel 4 nur noch in einer hinte ren Führungsbuchse 8 geführt, wobei die Abdichtung der in diesem Bereich zylindrisch ausgebildeten Verschlußnadel über Hydraulik- Abstreifringe 10 erfolgt, die lediglich schematisch angedeutet sind.The prechamber bushing 1 is equipped in its front end, formed by the inner annular shoulder 7 , with a conical seat for the conical end 4 a of the locking needle 4 , which in the closed position with its flat end face 4 b is flush with the free end face 1 a defining the gate area cone-shaped approach 1 b of the prechamber bush 1 closes. In addition to the above-mentioned front guide in the tempering protective disk 6 , the locking needle 4 is only guided in a rear guide bushing 8 , the sealing of the locking needle, which is cylindrical in this area, being carried out via hydraulic scraper rings 10 , which are only indicated schematically.
Die Verteilerplatte 3 wird über eine nicht näher dargestellte An gußbuchse mit Spritzmaterial beschickt, das über Fließkanäle 11 den Düsenkanälen 12 der einzelnen Angußdüsen 2 eines Kaltkanal blocks zugeführt wird. Dabei ist es insbesondere für die Verar beitung eines Einkomponenten-Silikons von Vorteil, wenn die Fließkanäle 11 eine Erodierstruktur aufweisen, die den Material fluß begünstigt, dessen Fließverhalten bei Richtungsänderung noch durch Abrunden der Fließkanäle 11 verbessert werden kann. Die Verteilerplatte 3 ist vorzugsweise auswechselbar eingebaut.The distributor plate 3 is fed via a cast bushing, not shown, to spray material which is supplied via flow channels 11 to the nozzle channels 12 of the individual sprue nozzles 2 of a cold runner block. It is particularly advantageous for the processing of a one-component silicone if the flow channels 11 have an erosion structure which favors the flow of the material, the flow behavior of which can be improved by changing the flow channels 11 when the direction is changed. The distributor plate 3 is preferably installed interchangeably.
Die Verschlußnadel 4, die die Anspritzöffnung freigibt bzw. ver schließt, besteht aus einem durchgehärteten Material, das ein Nacharbeiten ohne erneutes Härten ermöglicht. In dem Bereich zwischen der Führungsbuchse 8 und der durch die Temperierschutz scheibe 7 gebildeten vorderen Führung ist der zylindrische Schaft der Verschlußnadel 4 auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten ab geflacht, wobei diese beiden axialen Abflachungen mit der Anguß düse 2 den Düsenkanal 12 bilden, der mit einem Fließkanal 11 der Verteilerplatte 3 in Verbindung steht.The valve pin 4 , which releases the injection opening or closes ver, consists of a through-hardened material that enables reworking without re-hardening. In the area between the guide bushing 8 and the front guide formed by the tempering disk 7 , the cylindrical shaft of the locking needle 4 is flattened on two opposite sides, these two axial flats with the sprue nozzle 2 forming the nozzle channel 12 , with a Flow channel 11 of the distributor plate 3 is connected.
Die Ausgußdüse 2 weist im vorderen Abschnitt ihrer zylindrischen Mantelfläche eine ringförmige, nach außen offene Kühlwassernut 13 auf, die durch die Innenwandung der Vorkammerbuchse 1 abgedeckt ist und über eine Axialnut 13 (siehe Fig. 2) an einen Kühlwas serkreislauf 14 angeschlossen ist. Dieses Kühlsystem baut be sonders einfach und erfordert neben der Vorkammerbuchse 1 und der Angußdüse 2 keine weiteren Buchsenteile. Die Konstruktion ist daher hinsichtlich Fertigung und Materialaufwand besonders preis wert.The spout nozzle 2 has its cylindrical outer surface in the front portion, an annular, outwardly open cooling water groove 13 which is covered by the inner wall of the gate bush 1 and an axial groove 13 (see Fig. 2) is connected to a water circuit Kühlwas fourteenth This cooling system is particularly easy to build and requires no further bushing parts in addition to the prechamber bushing 1 and the sprue nozzle 2 . The construction is therefore particularly inexpensive in terms of production and material costs.
Fig. 1 läßt erkennen, daß die Verschlußnadel 4 in ihrer darge stellten Verschließstellung mit der Unterseite ihres oberen Kol bens 15 einen lichten Abstand s definiert gegenüber einem durch eine Platte 16 gebildeten Anschlag. Dieses Spiel s ermöglicht das vorstehend erwähnte Nacharbeiten des Verschlußkegels 4a der Ver schlußnadel 4 und/oder des Kegelsitzes in der Vorkammerbuchse 1. Fig. 1 shows that the locking needle 4 in its Darge closed position with the underside of its upper Kol bens 15 defines a clear distance s compared to a stop formed by a plate 16 . This game s allows the above-mentioned reworking of the plug 4 a of the United needle 4 and / or the cone seat in the prechamber socket. 1
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 im wesentlichen nur durch die schematisch angedeutete Steuerung der Verschlußnadeln 4, die gemäß Fig. 2 über eine die Verschlußnadeln haltende Auswerferhalteplatte 17 sowie eine die Verschlußnadeln 4 aufnehmende Auswerferplatte 18 erfolgt. Diese beiden Auswerferplatten 17, 18 können an einer nicht dargestellten Führungssäule mit einer Kugelführung geführt sein, wodurch sich eine Entlastung der die Verteilerplatte 3 beschickenden Angußbuchse erreichen läßt. Die Beaufschlagung des Auswerferpaketes 17, 18 erfolgt vorzugsweise durch einen nicht näher dargestellten Kurzhubzylinder, der eine gleichzeitige Be tätigung aller Verschlußnadeln 4 eines Kaltkanalblocks ermöglicht, wobei sich durch geeigneten Hubweg jede Verschluß nadel 4 vollständig aus dem Anspritzkonus ziehen läßt.The embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 essentially only by the schematically indicated control of the locking needles 4 , which according to FIG. 2 takes place via an ejector holding plate 17 holding the locking needles and an ejector plate 18 receiving the locking needles 4 . These two ejector plates 17 , 18 can be guided on a guide pillar (not shown) with a ball guide, thereby relieving the pressure on the sprue bushing feeding the distributor plate 3 . The application of the ejector package 17 , 18 is preferably carried out by a short-stroke cylinder, not shown, which allows simultaneous actuation of all locking needles 4 of a cold runner block, with each locking needle 4 being able to be pulled completely out of the injection cone by a suitable stroke.
Die Verteilerplatte 3 ist so angeordnet bzw. ausgebildet, daß auf ihr keine sich aus dem Einspritzdruck ergebende Flächenpressung lastet. The distributor plate 3 is arranged or designed in such a way that there is no surface pressure resulting from the injection pressure.
Der zapfenförmige Ansatz 1b der Vorkammerbuchse 1 geht nach oben in einen Abschnitt 1c größeren Durchmessers über, so daß der Kegelwinkel der Verschlußnadel 4 vergrößert werden kann. Dadurch läßt sich das Verhältnis zwischen der Fläche des Anspritzkonus und der Fläche des Anspritzspaltes in der Angußdüse 2 gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 verbessern. Die leichte Ein wölbung der Stirnfläche 1a des zapfenförmigen Ansatzes 1b stellt lediglich eine Anpassung an den Außenradius des zu spritzenden Formteils dar.The peg-shaped approach 1 b of the prechamber bush 1 goes up into a section 1 c of larger diameter, so that the cone angle of the valve pin 4 can be increased. As a result, the ratio between the area of the injection cone and the area of the injection gap in the sprue nozzle 2 can be improved compared to the embodiment according to FIG. 1. The slight curvature of the end face 1 a of the peg-shaped extension 1 b merely represents an adaptation to the outer radius of the molded part to be sprayed.
Claims (7)
- a) die Angußdüse (2) ist in eine Vorkammerbuchse (1) eingeschoben, die in ihrem vorderen freien Ende einen Kegelsitz für das konisch ausgebildete Ende (4a) der Verschlußnadel (4) aufweist, die in Schließstellung mit ihrer planen Endfläche (4b) bündig mit der den An schnittbereich definierenden freien Stirnfläche (1a) eines zapfenförmigen Ansatzes (1b) der Vorkammerbuchse (1) abschließt;
- b) die Angußdüse (2) ist nur in ihrem vorderen Bereich gekühlt;
- c) die Temperierschutzscheibe (6) ist zylindrisch ausge bildet, in eine entsprechende Ausnehmung im vorderen Ende der Angußdüse (2) eingedrückt und bildet die ein zige vordere Führung für die Verschlußnadel (4);
- d) die Verschlußnadel (4) ist abgesehen von der genannten vorderen Führung nur noch in einer hinteren Führungs buchse (9) geführt und weist zwischen diesen beiden Führungen zumindest eine axiale Abflachung auf, die mit der Angußdüse (2) den Düsenkanal (12) bildet, der mit einem Fließkanal (11) in Verbindung steht.
- a) the sprue nozzle ( 2 ) is inserted into a prechamber bushing ( 1 ) which, in its front free end, has a conical seat for the conical end ( 4 a) of the shut-off needle ( 4 ), which in the closed position has its flat end surface ( 4 b ) flush with the free end face ( 1 a) defining the cut area of a peg-shaped extension ( 1 b) of the prechamber bush ( 1 );
- b) the sprue nozzle ( 2 ) is cooled only in its front area;
- c) the tempering protection disk ( 6 ) is cylindrical, pressed into a corresponding recess in the front end of the sprue nozzle ( 2 ) and forms the only front guide for the valve pin ( 4 );
- d) the shut-off needle ( 4 ), apart from the aforementioned front guide, is only guided in a rear guide bush ( 9 ) and has at least one axial flattening between these two guides, which forms the nozzle channel ( 12 ) with the sprue nozzle ( 2 ) , which is connected to a flow channel ( 11 ).
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