DE4310566A1 - Nozzle for injecting plastic compositions such as plastics in an injection-moulding machine - Google Patents
Nozzle for injecting plastic compositions such as plastics in an injection-moulding machineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Düse zum Spritzen von plasti schen Massen wie Kunststoffen in einer Spritzgußmaschine durch eine Düsenöffnung, die innenseitig vom Verschlußkopf einer - gegebenenfalls von einem Kraftspeicher beauf schlagten - axial beweglich in einem Führungselement la gernden Düsennadel abdeckbar ist, wobei das Führungselement in einer Gehäusebohrung od. dgl. Kammer eines teilweise hohlen Düsenkörpers sowie in Abstand zur Düsenöffnung vor gesehen ist. Den Düsenkörper kann eine jene Düsenöffnung aufweisende kappenartige Düsenspitze auswechselbar ver schließen.The invention relates to a nozzle for spraying plasti masses like plastics in an injection molding machine through a nozzle opening on the inside of the breech head one - optionally charged by an energy store struck - axially movable in a guide element la gerenden nozzle needle is covered, the guide element in a housing bore or the like. Chamber of a partially hollow nozzle body and at a distance from the nozzle opening is seen. The nozzle body can be a nozzle opening having cap-like nozzle tip interchangeable ver shut down.
Eine derartige Düse mit hohler Düsennadel ist beispiels weise der DE-OS 19 24 343 an einer Vorrichtung zum Einbrin gen von Treibgas durch den Nadelkanal bei der Verarbeitung eines schaumfähigen Kunststoffes zu entnehmen, der die Ge häusebohrung durchfließt und vor Austritt aus der Düsenöff nung den Verschlußkopf umschließt. Die Düsennadel ist mit einer radial aus dem Düsenkörper ragenden Brücke - die durch eine den Düsenkörper umfangende Schraubenfeder als Kraftspeicher zur Düsenspitze hin gedrückt wird - fest verbunden, und ihre Führung erfolgt in einer von der Innen fläche der Gehäusebohrung abragenden rohrartigen Anformung.Such a nozzle with a hollow nozzle needle is an example as the DE-OS 19 24 343 on a device for Einbrin propellant gas through the needle channel during processing a foamable plastic, the Ge flows through the housing bore and before it emerges from the nozzle opening voltage encloses the closure head. The nozzle needle is with a bridge protruding radially from the nozzle body - the by a coil spring surrounding the nozzle body as Lift mechanism is pressed towards the tip of the nozzle - firmly connected, and their guidance takes place in one from the inside surface of the housing bore protruding tubular formation.
Zudem sind Verschlußdüsen bekannt, deren Düsennadel zwi schen vorderer Düsenöffnung und hinterem Masseeinlauf in der Gehäusebohrung in einer festliegenden Führungsbuchse axial lagert, wobei letztere mit Radialarmen im Düsenkörper festliegt. Dessen Wand wird seitlich von einem die Düsenna del bewegenden, exzentrisch gelagerten Druckhebel durch griffen, der an ein externes Hydrauliksystem als Kraftspei cher angelenkt ist.In addition, closure nozzles are known, the nozzle needle between front nozzle opening and rear mass inlet in the housing bore in a fixed guide bush axially supported, the latter with radial arms in the nozzle body is fixed. Its wall becomes the nozzle by the side del moving, eccentrically mounted pressure lever attacked on an external hydraulic system as a power feed cher is articulated.
In Kenntnis solchen Standes der Technik hat sich der Erfin der das Ziel gesetzt, die eingangs beschriebene Düse zu verbessern, vor allem ihren Aufbau zu vereinfachen, eine gute Vermischung der zu verarbeitenden Masse zu gewährlei sten sowie ihre Verschmutzung weitestgehend zu unterbinden.The inventor has knowledge of such prior art who set the goal to close the nozzle described above improve, especially simplify their structure, a to ensure good mixing of the mass to be processed and to largely prevent their contamination.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterent wicklungen an.The teaching of the independent leads to the solution of this task Claim; the subclaims give favorable further benefits windings.
Erfindungsgemäß wird das Führungselement als in der Gehäu sebohrung schwimmend gelagerter Führungsbolzen ausgebildet, dessen Bolzenumfang über seine gesamte Länge mit wenigstens einer als Leitbahn für die plastische Masse dienenden Außennut versehen ist, welche eine in die Bolzenlängsachse gelegte Ebene zumindest einmal schneidet, also beispiels weise - in Draufsicht auf den Bolzenumfang - wendel- oder schraubenlinienförmig verläuft.According to the invention, the guide element is in the housing bore floating guide pin, the circumference of the bolt over its entire length with at least one serving as a guideway for the plastic mass External groove is provided, which one in the longitudinal axis of the bolt intersected plane at least once, for example wise - in plan view of the bolt circumference - helical or runs helically.
Die vom Einlauf des Gehäusekörpers her in Förderrichtung die Düse durchwandernde Kunststoffmasse drückt gegen die ihren Fließweg querende Seitenwand der Außennut und zwingt so den torpedoartigen Führungsbolzen in eine Rotationsbewe gung; dieser ist drehbar gelagert.The from the inlet of the housing body in the conveying direction the plastic mass flowing through the nozzle presses against the sidewall of the outer groove crossing their flow path and forcing so the torpedo-like guide pin in a rotational movement gung; this is rotatably mounted.
Um auch höher viskose Werkstoffe verarbeiten zu können, hat sich nach einem Merkmal der Erfindung ein Verhältnis der Tiefe der Außennut zum Radius des Führungsbolzens von 1 : 6 bis 1 : 10 - bevorzugt etwa 1 : 7 - als günstig erwiesen. In order to also be able to process higher-viscosity materials, according to a feature of the invention a ratio of Depth of the external groove to the radius of the guide pin of 1: 6 to 1:10 - preferably about 1: 7 - proved to be favorable.
Um die Drehung des Führungsbolzens in seiner Längsachse zu ermöglichen, ist der - mit der Innenfläche des Düsenkör pers einen schmalen Spaltraum begrenzende - Führungsbolzen mit Spiel zwischen Anschlagflächen der Düsenspitze und des Düsenkörpers angeordnet. Die Anschlagfläche der Düsenspitze verjüngt sich zur Düsenöffnung hin bevorzugt konisch und liegt einer entsprechend geformten Stirnfläche des Füh rungsbolzens gegenüber. Auch die der Düsenspitze ferne Stirnfläche des Führungsbolzens ist gegen die Förderrich tung der Düse konisch ausgebildet, und ihr ist die entspre chend geformte Endfläche der Gehäusebohrung zugeordnet; von dieser Endfläche geht ein Düsenkanal als Einlaufweg für die plastische Masse aus, der in den sich gegen die Förderrich tung erweiternden Einlauf mündet.To the rotation of the guide pin in its longitudinal axis enable is the - with the inner surface of the nozzle body pers narrow a narrow gap - guide pin with play between the contact surfaces of the nozzle tip and the Nozzle body arranged. The stop surface of the nozzle tip tapers conically and towards the nozzle opening is a correspondingly shaped end face of the Füh opposite bolt. Also that of the nozzle tip distant The end face of the guide pin is against the conveyor line tion of the nozzle is conical, and it is the equivalent chend shaped end face associated with the housing bore; from a nozzle channel goes into this end face as an inlet path for the plastic mass from which in the against the Förderrich tion-expanding inlet opens.
Erfindungsgemäß wird die Düsennadel in einem axialen Sack loch des Führungsbolzens untergebracht, dessen Tiefstes sich etwa im Bereich der einlaufseitigen Konusfläche befin det und als Stützfläche für eine im Sackloch gelagerte Fe der dient; diese drückt andernends gegen das freie Ende der Düsennadel bzw. eine dort lösbar festliegende Druckscheibe. Letztere stellt gleichzeitig vorteilhafterweise einen An schlag der Düsennadel gegenüber einer in das Sackloch ein fügbaren - vor allem einschraubbaren - Führungsbuchse dar.According to the invention, the nozzle needle is in an axial sack hole of the guide pin, its lowest located approximately in the area of the cone surface on the inlet side det and as a support surface for a Fe stored in the blind hole who serves; elsewhere this presses against the free end of the Nozzle needle or a pressure disk detachably fixed there. The latter also advantageously turns on drive the nozzle needle into the blind hole opposite one available - especially screw-in - guide bush represents.
Dem in an sich bekannter Weise in einen Innenraum der Dü senspitze ragenden konischen Verschlußkopf der Düsennadel steht ein an die Düsenöffnung anschließender Abschnitt der Düsenspitze mit konischer Innenfläche gegenüber, die in ei nem solchen Abstand zum Verschlußkopf verläuft, daß ausrei chend Platz für den strömenden Kunststoff gewährleistet ist. Der Innenraum geht bevorzugt in einen von den Außenflächen des Führungsbolzens und den entsprechenden In nenflächen der Düse begrenzten Spaltraum über. That in a known manner in an interior of the Dü Tapered conical breech head of the nozzle needle is a section of the nozzle adjoining the nozzle opening Nozzle tip with conical inner surface opposite, which in egg Nem such a distance to the breech head that is sufficient enough space for the flowing plastic is. The interior preferably goes into one of the Outer surfaces of the guide pin and the corresponding In inner surfaces of the nozzle.
Die erfindungsgemäße Düse kann besonders vorteilhaft zur Verarbeitung von Kunststoffen mit Füllstoffen wie Glasfa sern od. dgl. eingesetzt werden.The nozzle according to the invention can be particularly advantageous for Processing of plastics with fillers such as glass fa ser. or the like.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:Further advantages, features and details of the invention result from the following description more preferred Exemplary embodiments and with reference to the drawing; these shows in:
Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Düse für eine kunst stoffverarbeitende Spritzgußmaschine od. dgl. Vorrichtung; Fig. 1 is a longitudinal section through a nozzle for a plastic processing machine or the like injection molding apparatus..;
Fig. 2 einen vergrößerten und teilweise geschnittenen Ausschnitt aus Fig. 1; FIG. 2 shows an enlarged and partially sectioned detail from FIG. 1;
Fig. 3 die Stirnansicht eines Führungsbolzens als ein gegenüber Fig. 2 verkleinertes Detail, welches entsprechend deren Linie III teilweise geschnit ten ist; Fig. 3 is an end view of a guide pin as a reduced detail compared to Figure 2, which is partially cut according to the line III.
Fig. 4, 5 Seitenansichten verschiedener Ausführungen des in Fig. 3 angedeuteten Teiles. Fig. 4, 5 side views of different versions of the part indicated in Fig. 3.
In einem zylindrischen Düsenkörper 10 - der beispielswei sen Länge n von 100 mm und eines Durchmessers d von hier etwa 40 mm - einer Düse 12 für eine kunststoffverarbei tende und aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht wiederge gebene Spritzgußmaschine ist eine axiale Gehäusebohrung 14 vorgesehen, deren Innenfläche 14i einen Innendurchmesser e von etwa 24 mm bestimmt. Diese endet zur Stirnfläche 16 des Düsenkörpers 10 hin unter Bildung einer Ringschulter 18 mit einem erweiterten Gewindeabschnitt 15; die Breite b der Ringschulter 18 mißt wenig mehr als 1,0 mm und dient als Endanschlag für eine ausschraubbare kappenartige Dü senspitze 20 mit kalottenförmiger - bei anderen Ausfüh rungen flacher - Oberfläche 22. In deren Zentrum ist eine in die Düsenachse A fallende - und von einem sich konisch verjüngenden Innenraum 23 ausgehende - Düsenöff nung 24 vorgesehen.In a cylindrical nozzle body 10 - the example length N of 100 mm and a diameter d of about 40 mm here - a nozzle 12 for a plastic processing and for reasons of clarity not reproduced injection molding machine, an axial housing bore 14 is provided, the inner surface 14th i determined an inner diameter e of about 24 mm. This ends towards the end face 16 of the nozzle body 10 to form an annular shoulder 18 with an enlarged threaded section 15 ; the width b of the annular shoulder 18 measures a little more than 1.0 mm and serves as an end stop for a screw-out, cap-like nozzle tip 20 with a dome-shaped - in other embodiments, flatter - surface 22 . In the center of the nozzle axis A falling - and starting from a tapered interior 23 - nozzle opening 24 is provided.
Die der Düsenspitze 20 ferne - also innenliegende - End fläche 26 der Gehäusebohrung 14 verjüngt sich kegelschnitt artig bis zu einem axialen Düsenkanal 28, der andernends an einen sich davon erweiternden Einlauftrichter 30 des Düsenkörpers 10 anschließt.The distal end of the nozzle tip 20 - that is to say on the inside - end surface 26 of the housing bore 14 tapers in a conical manner to an axial nozzle channel 28 , which at the other end connects to an inlet funnel 30 of the nozzle body 10 which widens therefrom.
Durch eine Büchse 32 wird in einer Umfangsausnehmung 33 des Düsenkörpers 10 ein Halter 34 für einen Thermofühler 36 festgelegt, auf der Büchse 32 sitzt ein bei 38 angedeutetes Düsenheizband zur thermischen Konditionierung der Düse 12.By a sleeve 32 of the nozzle body 10 is fixed a holder 34 for a thermal sensor 36 in a circumferential recess 33 on the sleeve 32 sits an indicated at 38 nozzle heater band for thermal conditioning of the nozzle 12th
In der durch die Düsenspitze 20 stirnwärts verschließbaren Gehäusebohrung 14 lagert ein - bevorzugt aus rostfreiem Stahl bestehender - Führungsbolzen 40, dessen eine Stirn fläche 41 der trichterartigen Endfläche 26 der Gehäuseboh rung 14 angepaßt ist; die andere Stirnfläche 42 des Füh rungsbolzens 40 bildet eine in einem Neigungswinkel w von etwa 40° geneigte Anschlagschulter, der eine entsprechend geneigte, dem erwähnten Innenraum 23 folgende Innenfläche 21 der Düsenspitze 20 gegenübersteht. Diese Stirnflächen 41, 42 erweitern sich zum Umfang 43 des Führungsbolzens 40, dessen zylindrischer Form die Innenfläche der Gehäuseboh rung 14 angepaßt ist.In the front through the nozzle tip 20 closable housing bore 14 is a - preferably made of stainless steel - guide pin 40 , one end face 41 of the funnel-like end surface 26 of the housing bore 14 is adapted; the other end face 42 of the guide pin 40 forms a stop shoulder inclined at an angle of inclination w of approximately 40 °, which faces a correspondingly inclined inner surface 21 of the nozzle tip 20 which follows the mentioned inner space 23 . These end faces 41 , 42 extend to the periphery 43 of the guide pin 40 , the cylindrical shape of the inner surface of the housing bore 14 is adapted.
In die Stirnfläche 42 des Führungsbolzens 40 mündet ein zentrisches Sackloch 44 des Durchmessers i von beispiels weise 10 mm, welche in ihrem Mündungsbereich eine Führungs buchse 46 für eine Düsen- oder Verschlußnadel 48 aufnimmt. Die Führungsbuchse 46 endet in Abstand zum Sacklochtiefsten 45, das - gemäß Fig. 1 längsschnittlich gesehen - etwa am Übergang der zylindrischen Innenfläche 14i des Führungsbol zens 40 in den Konus der Stirnfläche 41 liegt. In the end face 42 of the guide pin 40 opens a central blind hole 44 of diameter i of example 10 mm, which receives a guide bush 46 for a nozzle or locking needle 48 in its mouth region. The guide bush 46 ends at a distance from the deepest blind hole 45 , which - seen in longitudinal section according to FIG. 1 - is approximately at the transition of the cylindrical inner surface 14 i of the guide bolt 40 in the cone of the end face 41 .
Die Düsennadel 48 geht außerhalb der Führungsbuchse 46 in einen kegelförmigen Verschlußkopf 50 über; andernends ist an die Düsennadel 48 eine Druckscheibe 52 angesetzt, zwi schen der und dem Sacklochtiefsten 45 sich eine Druckfeder 54 erstreckt. Diese belastet als Kraftspeicher die Düsenna del 48 axial und trachtet, deren Verschlußkopf 50 gegen den Materialdruck in die Düsenöffnung 24 der Düsenspitze 20 zu drücken. Jene verstellbare Druckscheibe 52 ist gleichzeitig Begrenzungsanschlag für den Nadelweg.The nozzle needle 48 merges outside the guide bush 46 into a conical closure head 50 ; the other end a thrust washer 52 is attached to the nozzle needle 48, Zvi the rule and the blind hole deepest part 45 a compression spring 54 extends. This loads the nozzle del 48 axially as an energy store and tries to press the closure head 50 against the material pressure into the nozzle opening 24 of the nozzle tip 20 . That adjustable thrust washer 52 is also a limit stop for the needle path.
Insbesondere die Fig. 3 bis 5 lassen deutlich werden, daß der auch als Torpedo bezeichnete Führungsbolzen 40 bzw. 40a (Fig. 5) der Länge h an seinem Umfang 43 mit zur Bolzen längsachse A1 geneigten Außennuten 56 ausgestattet ist, welche beispielsweise in Fig. 4 jeweils eine in die Längsachse A1 gelegte Ebene einmal schneiden; sie erstrecken sich schraubenlinien- oder wendelartig entlang des Umfanges 43 und laufen beidends an den Stirnenden 41,42 des Führungsbolzens 40 aus. Ihre Tiefe t verhält sich zum Radius r des Führungsbolzens 40 in Fig. 3 wie etwa 1 : 7.In particular, Figs. 3 to 5 can be seen that the also called torpedo guide pins 40 and 40 a (Fig. 5) of length h on its periphery 43 with the longitudinal axis of the bolt A1 inclined outer grooves 56 is provided, which for example in Figure each have a longitudinal axis A1 defined in the plane cut once. 4; they extend schraubenlinien- or helically along the circumference 43 and run at both ends to the front ends 41,42 of the guide pin 40 from. Their depth t is about 1: 7 to the radius r of the guide pin 40 in FIG. 3.
Der Führungsbolzen 40 der Fig. 1 bis 4 ist mit vier derar tigen Außennuten 56 i. w. rechteckigen Querschnitts ausge stattet, die in Draufsicht der Fig. 4 einen etwa S-förmigen Verlauf nehmen. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 sind zwei schraubenlinienförmige Außennuten 56 zu erkennen, wel che die erwähnte Ebene durch die Längsachse A1 mehrmals durchdringt.The guide pin 40 of FIG. 1 to 4 is equipped with four Derar term outer grooves 56 of rectangular cross section iw out which take in plan view of FIG. 4 has an approximately S-shaped course. In the embodiment of FIG. 5, two helical outer grooves 56 can be seen, which surface penetrates the mentioned plane through the longitudinal axis A1 several times.
Ausgestaltung und Zahl der Außennuten 56 sind dem zu ver arbeitenden Werkstoff anzupassen. So können beispielsweise Anzahl und Querschnitt der Außennuten 56 mit zunehmender Werkstoffviskosität größer bzw. weiter als bei Kunststoffen sein, deren Viskosität zu geringerem Durchflußwiderstand führt. Insbesondere die Fig. 1 und 2 lassen deutlich werden, daß das Torpedo bzw. der Führungsbolzen 40 in der Gehäusebohrung 14 schwimmend lagert, d. h. in normalem Betriebszustand weder der Bolzenumfang 43 noch die Endflächen 41,42 den ihnen benachbarten Düseninnenflächen 26,21 anliegen; allerdings ist zu berücksichtigen, daß die Schubkraft des zu verarbeitenden Kunststoffes die Anschlagschulter 42 des Führungsbolzens 40 gegen die trichterartige Innenfläche 21 der Düsenspitze 20 preßt.Design and number of outer grooves 56 are to be adapted to the material to be processed. For example, the number and cross-section of the outer grooves 56 can be larger or wider with increasing material viscosity than with plastics whose viscosity leads to lower flow resistance. . In particular, Figures 1 and 2 can be seen that the torpedo and the guide pins floatingly stored in the housing bore 14 40, that is, even the end surfaces 41,42 lie adjacent to them nozzle inner surfaces 26,21 in normal operating state, neither the bolt surface 43; however, it must be taken into account that the thrust of the plastic to be processed presses the stop shoulder 42 of the guide pin 40 against the funnel-like inner surface 21 of the nozzle tip 20 .
Der Kunststoff wird in Förderrichtung x durch Einlauftrich ter 30 und Düsenkanal 28 in den Spaltraum 58 zwischen Dü senkörper 10 und Führungsbolzen 40 gedrückt und durchwan dert die Außennuten 56. Ein Kräfteparallelogramm deutet in Fig. 4 die Wirkung der erwähnten Schubkraft auf den Füh rungsbolzen 40 an; in Förderrichtung x wirkt eine Kraftkom ponente auf die dazu schrägliegenden Seitenwände 57 der Außennuten 56 und zwingt den - schwimmend gelagerten - Führungsbolzen 40 eine Rotationsbewegung um seine Längsachse A1 auf.The plastic is pressed in the conveying direction x by Einlauftrich ter 30 and nozzle channel 28 into the gap 58 between the nozzle body 10 and guide pin 40 and durchwan changed the outer grooves 56th A parallelogram of forces indicates in Fig. 4 the effect of the mentioned thrust force on the guide pin 40 ; in the conveying direction x, a force component acts on the inclined side walls 57 of the outer grooves 56 and forces the - floating - guide pin 40 to rotate about its longitudinal axis A1.
Der Kunststoff gelangt so zum Verschlußkopf 50, der mit zu nehmender Schub- oder Austrittskraft des Werkstoffes gegen die Förderrichtung x und ebenso gegen die Kraft der Druck feder 54 verschoben wird sowie dabei die Düsenöffnung 24 freigibt.The plastic thus comes to the closure head 50 , the spring 54 is shifted with increasing thrust or exit force of the material against the conveying direction x and also against the force of the pressure and thereby releases the nozzle opening 24 .
Dank der beschriebenen Anordnung des Torpedos bzw. Füh rungsbolzens 40 wird sowohl eine bessere Durchmischung des Kunststoffes erreicht als auch eine Selbstreinigung der Düse 12 durch die Drehung des Führungsbolzens 40.Thanks to the described arrangement of the torpedo or guide pin 40 , both better mixing of the plastic is achieved and self-cleaning of the nozzle 12 by the rotation of the guide pin 40 .
Claims (14)
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DE19934310566 DE4310566A1 (en) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Nozzle for injecting plastic compositions such as plastics in an injection-moulding machine |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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1993
- 1993-03-26 DE DE19934310566 patent/DE4310566A1/en not_active Withdrawn
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