DE6913568U

DE6913568U - DIRECTLY HYDRAULICALLY ACTUATED CLOSING NEEDLE IN NEEDLE CLOSING NOZZLES OF INJECTION MOLDING MACHINES FOR PROCESSING THERMOPLASTIC MASSES.

Info

Publication number: DE6913568U
Application number: DE19696913568
Authority: DE
Original assignee: HELD FA ADOLF
Current assignee: HELD FA ADOLF
Priority date: 1969-04-03
Filing date: 1969-04-03
Publication date: 1971-05-13

Description

B » ■B »■

Unmittelbar hydraulisch betätigte Schließnadel in Nadelverscshluedüsen von Spritzgießmaschinen zur Verarbeitung thermoplastischer*Directly hydraulically operated closing needle in needle delivery nozzles of injection molding machines for processing thermoplastic *

MassenCrowds

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nadelverschloßdüse an Pia— stifizierzylindera von Spritzgießtnaschinen. Es sind zahlreiche Verschlußdüsen bekanntgeworden , bei denen das Verscblußelement, sei es ein Dichtkegel _r eine Nadel oder eine Kugel, unter dem Elinfluß eines Kraftspeichers _r z. B. einer Feder, auf den entsprechend geformten Sitz gedrückt wird und somit einen Materialausfluß ans «^*τ* rtftgfypfri*"***"»"""? verhindert« Die Feder kannThe invention relates to a needle shut-off nozzle on plasticizing cylinders of injection molding machines. Numerous shut-off nozzles have become known in which the shut-off element, be it a sealing cone _r, a needle or a ball , under the flow of an energy storage device _r z. B. a spring, is pressed onto the appropriately shaped seat and thus prevents material outflow to the «^ * τ * rt ftgfypfri *" *** "» " ""?« The spring can abei entweder innen angeordnet sein und unmittelbar auf das Verscfalußeleaent eine Kraft ausüben _f oder sie kann aussen angeordnet sein und dann mittelbar über ***** geeignetes Übertragungsglied auf das Verschlußeleaent wirken. _f abei be arranged either inside and exert a force directly on the Verscfalußeleaent or may be arranged outside and then act indirectly via ***** suitable transmission member to the Verschlußeleaent.

Andere bekannt gewordene Verschlußdüsen arbeiten derart _r daß die in. Richtung der rwjg^nTvrrhffA bewegliche VerschlußnadelOther become known seal nozzles operate such that the movable _r in. The direction of the r ^ WJG nTvrrhffA valve needle

aussenOutside

einen Hebel, ein Gestängeoder dergleichen durch angeordneten Elektromagneten oder giw>n *>hA«fai τ« aussen angeordneten hydraulischen oder paeumatisehen Arbeitszylinder auf den entsprechend geferstss Sits gedrückt wird. Sei fa lever, a linkage or the like through arranged electromagnets or giw> n *> hA «fai τ« externally arranged hydraulic or pneumatic working cylinder the corresponding seat is pressed. Be f tigten Schließnadeln wurden bisher folgende _r zu» Teil schwerwiegende Hashteile in Kauf genonsen:saturated locking pins have been genonsen following _r "part serious Hashteile to buy in:

Bei innen angfeordneter Feder können nur geringe KrSfte aufgebracht werden, da r*ey für die Feder zur Verfügung stehende Raun begrenzt ist. Durch Verwendung von Tellerfedern lassen sich die Kräfte zwar in gewissen Grenzen erhöhen _r der Hub wird dann aber entsprechend kleiner, so düß der freie Querschnitt, der so groß wie Möglich sein sollte , stark eingeengt wird. Die -inn«»» angeordnete Feder unterliegt höchster fiaraebe— anspruishung und neigt ^«>>aiK zum Brlahnen und zu Ereüdungsbrü— chen.In the inside angfeordneter spring only small KrSfte can be applied, since r * ey for the spring available Raun is limited. By using disk springs, the forces can indeed increase within certain limits _r the stroke but is then correspondingly smaller, the free cross-section, which should be as large as possible, is greatly restricted Düss. The -inn '''arranged spring is subject to the highest fiaraebe- anspruishung and tends ^ ">> AIK for Brlahnen and chen to Ereüdungsbrü-.

Vor allem aus diesen Gründen ist die ausserhalb des Düsenkörpers liegende MadeIbetätigunsfeder bei den derzeit verbreiteten Nadelverschlußdüsen die Re<r~l. Hier ist die wärnebelastung geringer, die Feder selbst kann räumlich großer ausgeführt werden __ es ist leichter, die notwendigen Verschlußkräfte ααα Hübe bei ausreichender Federlebensdauer zu erreichen.Mainly for these reasons, it is outside the nozzle body Lying MadeIbetätigunsfeder in the currently widespread needle valve nozzles the Re <r ~ l. Here the heat load is lower, the spring itself can be made spatially larger __ it is easier to achieve the necessary locking forces ααα strokes at to achieve sufficient spring life.

Bei dieser Anordnung, wie übrigens auch bei Betätigung der ■£ With this arrangement, as, incidentally, also when the ■ £

Schließnadel durch aussenliegende Elektromagnete, hydraulisehe oder pneumatische Arbeitszylinder, entstehen jedoch neue Schwierigkeiten bei der Übertragung der Kräfte auf die Düsennadel. Es sind gegen die unter hohem Druck stehende Kunststoffschmelze abzudichtende Durchbrüche durch den Düsenkörper notwendig, durch die geeignet ausgebildete, unter der Kraft der Nadelbetätigungsfeder stehende Übertragunsglieder auf die Düsennadel wirken.Closing needle through external electromagnets, hydraulic or pneumatic working cylinders, however, new difficulties arise in the transfer of forces to the Nozzle needle. Breakthroughs through the nozzle body are to be sealed against the plastic melt under high pressure necessary, due to the suitably trained transmission members under the force of the needle actuation spring act on the nozzle needle.

Die Praxis hat gezeigt, daß diese Durchbrüche sich häufig mit von der Düsenöffnung her überquellendem Kunststoff füllen. Dieser Kunststoff verkohlt und verhindert zuletzt die Funktion der Nadelverschlußdüse. Die übertragungsglieder selbst sind in aller Regel konstruktiv hochbelastete Teile , die entsprechend verschleiß- und damit störungsanfällig sind. Konstruktionen mit aussenliegender Nadelbetätigungsfeder sind außerdem räumlich groß und müssen deshalb besonders beheizt werden _r um die Kunststoffschmelze auf richtiger Temperatur zu halten.Practice has shown that these openings are often filled with plastic overflowing from the nozzle opening. This plastic carbonizes and ultimately prevents the valve gate nozzle from functioning. As a rule, the transmission links themselves are structurally highly stressed parts that are correspondingly susceptible to wear and tear and thus susceptible to failure. Constructions with outside needle actuation spring are also physically big and must _r be especially heated to keep the plastic melt at the correct temperature.

Die Notwendigkeit der Beheizung großräumiger Düsenkonstruktionen bringt eine Fülle weiterer Schwierigkeiten mit sich, von denen das derzeitige Schrifttum ein eindrucksvolles Bild gibt.The necessity of heating large-scale nozzle structures brings with it a host of other difficulties, of which the current literature gives an impressive picture.

Ein von Theorie und Praxis bereits seit langem erkannter Nachteil federbelasteter Lladelverschlußdüsen ist die Tatsache, daß die Kraft der iladelbetä ti gungs feder dauernd auf der Schließnadel lastet. Diese Kraft wird von der für den Einspritzvorgang unter Druck gesetzten Kunststoffschmelze überwunden, woraus ein Druckverlust an der Düsenmündung entsteht. A disadvantage of spring-loaded shutter nozzles, which has long been recognized by theory and practice, is the fact that the force of the needle actuation spring is constantly on the valve pin. This power is used by the for the Injection process pressurized plastic melt overcome, which results in a pressure loss at the nozzle mouth.

Aus der bekannten Funktion einer Feder als Kraftspeicher erhellt weiterhin der im Zusammenhang mit der Dichtaufgabe der Schließnadel bedeutsame Nachteil, daß die Federkraft in Schließposition geringer als in der Öffnungsposition ist, während genau umgekehrtes Verhalten zu fordern wäre. Diebereits erwähnten Vorschläge zur Betätiauna der Schließnadel durch aussenliegende Elektromagnet»? il^fwAiÜkrSi 7>%er pneumatischeFrom the known function of a spring as an energy store, the significant disadvantage in connection with the sealing task of the closing needle that the spring force in the closed position is less than in the open position, while exactly the opposite behavior would be required. The already mentioned proposals for actuating the lock needle by means of an external electromagnet »? il ^ fwAiÜkrSi 7>% er pneumatic

Arbeitszylinder beheben zum Teil bei allerdings beträchtlichem Bauaufwand diese Schwierigkeiten.Working cylinders solve these difficulties in part with considerable construction costs.

Der Erfinder hat sich zur Aufgabe gemacht. . eine Verschlußdüse zu schaffen, durch die die beschriebenen Nachteile und Schwierigkeiten beim Bau und beim Betrieb von Nadelverschlußdüsen an Plastifissierzylindern beshoben werden. Die ; Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verschlußelement der | erfindungsgemäßen Düse _r im folgenden Schließnadel genannt, J Teil eines Kolbens oder diesem lose so zugeordnet ist, daß es sich gleichachsig oder parallelachsig, in jedem Fall aber in gleicher Richtung wie der Kolben auf die Düsenöffnung zu oder von dieser weg bewegen kann.The inventor has set himself the task. . to create a shut-off nozzle by means of which the disadvantages and difficulties described in the construction and operation of needle shut-off nozzles on plasticizing cylinders are eliminated. The ; The object is achieved in that the closure element of the | Nozzle _{according to the invention r} in the following called closing needle, J is part of a piston or is loosely assigned to it so that it can move coaxially or parallel axially, but in any case in the same direction as the piston towards or away from the nozzle opening.

Die neue Verschlußdüse soll anhand eines Ausführungsbeispieles Abb. 1 beschrieben werden:The new shut-off nozzle will be described using an exemplary embodiment in Fig. 1:

Im Düsenkörper (1) ist der Arbeitszylinder (9) unmittelbar eingearbeitet und durch die Verschlußschraube (6) verschlossen. Im Arbeitszylinder (9) befindet sich unter geeigneter Abdichtung gegen die Zylinderwand der Arbeitskolben (2), der sich in dem Zylinder (9) axial bewegen kann und an dessen vorderem Ende der Dichtkegel (11) angearbeitet ist. Arbeitskolben (2) und Dichtkegel (11) bilden also in einer Einheit die Schließnadel .The working cylinder (9) is incorporated directly into the nozzle body (1) and is closed by the screw plug (6). The working piston (2), which is located in the working cylinder (9), is suitably sealed against the cylinder wall can move axially in the cylinder (9) and at the front end of the sealing cone (11) is worked. Working piston (2) and sealing cone (11) thus form the closing needle in one unit.

Der P.lastif izierzylinder wird in bekannter Weise beheizt, z. B. durch in einem Aluminiummantel (5) eingegossene Rohrheizkörper (4). Die Abbildung zeigt, ebenfalls beispielhaft, die Zuführung des Druckmediums durch die Bohrung (8) in den Arbeitszylinder (9). An der Trennfuge zwischen Düsenkörper (1) und Plastifizierzylinder (3) sorgt eine Kupferdichtung (7) dafür, daß hier kein Druckmedium austreten kann. Weiter ist der Abbildung zu entnehmen, daß eine Verbindung zwischen dem Hohlraum (13) des Plastifizierzyiinders (3) und dem Ringraum (12) durch sternförmig um den Kolben (2) angeordnete Bohrungen (10), von denen in der Abbildung nur eine sichtbar ist _f besteht.The P.lastif izierylinder is heated in a known manner, for. B. by in an aluminum jacket (5) cast tubular heater (4). The figure shows, also as an example, the feeding of the pressure medium through the bore (8) into the working cylinder (9). At the parting line between the nozzle body (1) and the plasticizing cylinder (3), a copper seal (7) ensures that no pressure medium can escape here. Further, the figure it can be seen that a communication between the cavity (13) of Plastifizierzyiinders (3) and the annulus (12) radially arranged around the piston (2), bores (10), of which in the figure only one is visible _f exists.

691358813. S. 71691358813. p. 71

Dieser Grundaufbau der Verschlußdüse kann je nach Aufgabe verändert werden, z. B. durch Anordnung eines doppelt wirkenden Arbeitskolbens, dessen beide Wirkflächen von einem von aussen gesteuerten Druckmedium beaufschlagt werden, oder durch paralleles Versetzen von Arbeitskolben- und Dichtkegelachse, um andere äussere Düsenformen darzustellen.This basic structure of the shut-off nozzle can be changed depending on the task, e.g. B. by arranging a double-acting Working piston, the two active surfaces of which are acted upon by an externally controlled pressure medium, or by moving the working piston and sealing cone axes in parallel to show other external nozzle shapes.

Die erfindungsgemäße Verschlußdüse wirkt wie folgt:The shut-off nozzle according to the invention works as follows:

Zu Beginn des Spritzvorgangs wird unter der Einwirkung des Spritzkolbendrucks die auf den Kolben (2) wirkende Kraft von der im Ringraum (12) unter Druck gesetzten Schmelze überwunden und der Dichtkegel (11) von seinem Sitz abgehoben, so daß das Material zum Spritzwerkzeug fließen kann. Nach Beendigung der Einspritzung, bzw. der Nachdruckzeit fällt der DruckAt the beginning of the injection process, the force acting on the piston (2) is reduced by the action of the injection piston pressure overcome by the pressurized melt in the annular space (12) and the sealing cone (11) lifted from its seat, so that the material can flow to the injection mold. After the end of the injection or the holding pressure time, the pressure falls

im Ringraum (12) ab und der Kolben (2) wird durch das Druckmedium wieder nach vorn gedrückt, wobei der Dichtkegel (11) auf den Sitz gepreßt wird und die Düsenöffnung verschließt.in the annular space (12) and the piston (2) is pushed forward again by the pressure medium, whereby the sealing cone (11) is pressed onto the seat and closes the nozzle opening.

Wenn der Kolben (2) dauernd mit Druckmedium beaufschlagt ist, wirkt darauf und damit auf die Schließnadel eine gleichbleibende oder durch Verändern des Druckes in beliebiger Weise bestimmbare Kraft auf den Dichtsitz.If the piston (2) is constantly exposed to pressure medium, a constant pressure acts on it and thus on the closing needle or by changing the pressure in any way determinable force on the sealing seat.

Es besteht natürlich auch die Möglichkeit _ψ durch Zwischenschalten eines geeigneten Ventils den Kolben (2) in dem Moment vom liediumdruck zu entlasten, in dem der Massedruck aus dem Plastifizierzylinder (3) steigt? dann hat die im Ringraum (12) unter Druck gesetzte Schmelze nur das im Sylinderraum (9) befindliche Medium drucklos zu verdrängen. Das ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Gefahr besteht, daß bei niedrigen Spritzdrucken die unter Druck stehende Schmelze nicht in der Lage ist, den Dichtkegel (11) von seinem Sitz abzuheben. Die erfindungsgemäße neue Nadelverschlußdüse hat folgende Vorteile:Of course, there is also the possibility _ψ to relieve the piston (2) of the fluid pressure by interposing a suitable valve at the moment when the melt pressure from the plasticizing cylinder (3) rises? then the melt placed under pressure in the annular space (12) only has to displace the medium in the cylinder space (9) without pressure. This is particularly advantageous when there is a risk that, at low injection pressures, the pressurized melt will not be able to lift the sealing cone (11) from its seat. The new valve gate nozzle according to the invention has the following advantages:

Die als Anpresskraft auf den Dichtsitz wirkende Kraft wird durch ein flüssiges oder gasförmiges Druckmedium erzeugt. Sie kann über den Druck des Mediums in weiten Grenzen frei bestimmt werden und ist, z.B. über Ventile, in besonders einfacher Weise steuerbar. Die gebräuchlichen Druckmedien sind völlig unempfindlich gegen die an Spritzgießmasqh^e^ ^b^chen Temperaturen.The force acting as a pressing force on the sealing seat is generated by a liquid or gaseous pressure medium. She can about the pressure of the medium can be freely determined within wide limits and is particularly easy to control, e.g. via valves. The common printing media are completely insensitive to the temperatures encountered in injection molding machines.

115.71115.71

» r··· « t -mn »R ···« t -mn

Die Bauelemente der neuen r«5se sind auf engstem Raum unterzubringen, eine besondere Düsenheizung kann fast immer entfallen, da die Erwärmung des kurzen Düsennörpers allein durch Wärmeleitung möglich ist. Die Düse ist nach aussen vollkommen glatt und frei von Vertiefungen, Durchbrüchen, Hebeln oder Feder, in denen sich Massereste ansammeln oder Verhärten könnten. Da der Hub der Schließnadel nicht durch Federabmessungen begrenzt ist, kann die Nadel so ausgebildet werden, daß auch letzte Reste geschmolzenen Kunststoffs ausgestoßen und in die FormhShlung eingepresst werden können.The components of the new r «5se are to be accommodated in the smallest of spaces, a special nozzle heater can almost always be omitted, because the short nozzle body is heated by itself Heat conduction is possible. The nozzle is completely smooth on the outside and free of depressions, breakthroughs, levers or Feathers in which residual mass could collect or harden. Since the stroke of the closing needle is not limited by spring dimensions, the needle can be designed so that, too last remnants of molten plastic ejected and into the FormhShlung can be pressed.

Die neue Düse kann wesentlich besser als bekannte Konstuktionen Sicherheit^funktionen übernehmen, z. B. öffnen des PIastifizierzyl\nders bei gefährlich ansteigendem Hassedruck, z. B. durch thermischen Zerfall bei empfindlichen Hassen, einaal weil sich die Schließkraft stufenlos einstellen läßt, zum anderen, weil Funktionsstörungen durch Klemmen oder Festbacken der Schließnadel unter äusseren mechanischen Einflüssen oder durch Federbrüche ausgeschlossen sind.The new nozzle can do much better than known constructions Take over security functions, e.g. B. open the plasticizing cylinder with dangerously increasing hate pressure, z. B. by thermal decay in sensitive haters, einaal because the closing force can be continuously adjusted, on the other hand, because malfunctions due to jamming or sticking the closing needle are excluded from external mechanical influences or spring breakage.

691358813.5.7t691358813.5.7t

Claims

Shut-off nozzle on plasticizing cylinders of injection molding machines for processing thermoplastic masses, characterized in that the sealing cone (11) forming the closure element is firmly or loosely connected Part of a piston (2) that moves under the pressure of a liquid or gaseous medium in * »ixv? Q" cylinder (9), which is incorporated into the nozzle body (1) or attached to it.

2. Closure nozzle according to claim 1, characterized in that that the piston (2) is continuously or appropriately interrupted by valves or the like, from gir * «=» ™ liquid or gaseous medium is pressurized.

Closure nozzle according to Claims 1 and 2, characterized in that the piston (2) is in a manner known per se designed to be double-acting and alternating in an expedient manner, subjected to pressure from both sides will.