DE8107987U1

DE8107987U1 - Heisskanalduese mit nadelventil

Info

Publication number: DE8107987U1
Application number: DE19818107987
Authority: DE
Original assignee: F-T-Fertigungstechnik & Co Kg 6806 Viernheim De GmbH
Current assignee: F-T-Fertigungstechnik & Co Kg 6806 Viernheim De GmbH
Priority date: 1981-03-19
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1981-08-13

Description

HANS TRAPPENBERG · PATENTINGENIEUR · KARLSRUHE

11.03.1981 TR/nl FR 231

f~t-fertigungstechnik GmbH & Co, VoItastraße, 6806 Viernheim

Heißkanaldüse mit Nadelventil

Die Neuerung "betrifft eine Heißkanaldüse mit einem durch Servokraft betätigbaren Nadelventil, bei dem die Ventilnadel längs verschiebbar in einem Heißkanalverteiler gelagert ist und umgeben von einem beheizten Düsenkörper in einer düsenseitigen Formplatte endet, und jenseits des Heißkanalverteilers, über Distanzstücke, eine Aufspannplatte vorgesehen ist.

Bei einer ursprünglichen Ausführung dieser Heißkanaldüse mit Nadelventil war die Ventilnadel an einem KoI-

ben befestigt, der durch den Massedruck der Spritzmasse so verschoben wurde, daß die Ventilnadel die Düsenöffnung freigab. Bei Nachlassen des Drucks wurde die Ventilnadel durch eine auf dem Kolben lastende Federkraft wieder in ihre Ruhelage verschoben, schloß das Ventil also wieder und drückte den noch in der Ventilmündung befindlichen Kunststoff in den Kunststoff-Spritzkörper. Schwierigkeiten bereitete diese Ausführung dadurch, daß die hiermit verbundene ungünstige Kanalform stets zu toten Ecken führte, in denen

die Spritzmasse trotz Heizung einfrieren oder auch verv· brennen konnte. Ein weiterer Nachteil war die äußerst

schwierige Justierung der Ventilnadel, die nicht nur vom Massedruck der Spritzmasse abhängig war, sondern auch von dem, den Kolben belastenden Federdruck, von der Grängigkeit der Ventilnadel und insbesondere von den WärmeSpannungen im gesamten System.

Eine deutliche Verbesserung, insbesondere in der geometrischen Ausführung durch die Vermeidung "toter Ecken" wurde dadurch erzielt, daß die Ventilnadel

nicht mehr durch einen auf den Massedruck reagierenden Kolben betätigt wurde, sondern durch einen unabhängi- f\ gen Pneumatik-Servozylinder. Dieser Servozylinder verschob im geeigneten Zeitpunkt die Ventilnadel in die "Offen"-Stellung, vollkommen unabhängig vom jeweiligen Massedruck der Spritzmasse. Um DeJustierungen des Systems durch Wärmedehnungen zu vermeiden, wurde hierbei der Pneumatik-ServoZylinder im warmen Teil der Konstruktion, und zwar im unmittelbar an den Heißkanalverteiler anliegenden Distanzstück angeordnet. Man ging hierbei davon aus, daß Wärmedehungen im Heißkanalverteiler stets etwa gleichlaufend mit denjenigen in der Ventilnadel beziehungsweise im Distanzstück, in dem der Pneumatik-Servozylinder untergebracht war, verlaufen würden. Da das Distanzstück jedoch zwischen dem verhältnismäßig warmen Heißkanalverteiler und der re-

lativ hierzu kalten Aufspannplatte eingespannt ist, ergaben sich innerhalb des DistanzStückes und damit auch innerhalb des ServoZylinders doch solche Dehnungsdifferenzen, daß, insbesondere bei hohen Temperatür— unterschieden, ein einwandfreier Sitz der Ventilnadel nicht gewährleistet werden konnte. Außerdem ist auch der Einsatz von Pneumatik als Servokraft insbesondere dann mit Nachteilen verbunden, wenn exakte Druckver— hältnisse einzuhalten sind. Die Pneumatik wurde bei der bekannten Konstruktion nur deshalb gewählt, weil die Erwärmung der Druckluft in dem warmen Pneumatik-Servozylinder, beziehungsweise bereits in den Zuleitungen, voraussichtlich zu weniger Störungen führen würde, als die Verwendung einer entsprechenden Hydraulik.

Die Neuerung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Servoeinrichtung für derartige Nadelventile anzugeben, die präziser arbeitet als die bisherige Pneumatik-Servoeinrichtung. Gelöst wird die Aufgabe, indem zwisehen Aufspannplatte und Heißkanalverteiler eine thermische Isolationsschicht vorgesehen ist und in der Aufspannplatte Bohrungen zur Aufnahme von auf die Ventilnadeln einwirkenden Hydraulikzylinder angebracht sind. Hierbei kann die Isolationsschicht nach der Erfindung durchaus schon in der zwischen der Aufspannplatte und dem Heißkanalverteiler zirkulierenden Luft gesehen werden, wobei noch zusätzlich eine Isolierplatte eingeschoben werden kann, um eine Aufheizung der Aufspannplatte durch Strahlung weitgehend auszuschließen. Auf jeden Fall werden nunmehr Hydraulikzylinder innerhalb der verhältnismäßig kalten Aufspannplatte angeordnet, die auf die im warmen Heißkanalverteiler geführten Ventilnadeln einwirken. Eine direkte Verbindung zwischen den Hydraulikzylindern und den Ventilnadeln ist also nicht vorgesehen, so daß die, mit Sicherheit zwischen dem Heißkanalverteiler und der

Aufspannplatte auftretenden unterschiedlichen Wärmedehnungen nicht zu einer De justierung der Ventilnadel führen. Zweckmäßigerweise wird hierbei ein balliger Stößel an den Hydraulikzylindern vorgesehen, der auf einer endständig an den Ventilnadeln vorgesehenen Druckplatte oder auf einem entsprechenden Nadelkopf aufliegt. Vollkommen frei von seitlichen oder in der Achse der Ventilnadel beziehungsweise des Hydraulikzylinders liegenden Wärmedehnungen, kann somit die Ventilnadel stets einwandfrei geführt werden. Damit sind nicht nur die De Justierungsschwierigkeiten behoben, sondern es wird auch, da keine seitlichen Druckkräfte mehr auf die Ventilnadel einwirken, deren Standzeit deutlich erhöht. Außerdem sinken damit auch die Leckage-Verluste und parallel hierzu die Schwierigkeiten hinsichtlich der längsbeweglichkeit der Ventilnadel durch in die Führungen eingedrungene Spritzmasse.

Ein bedeutender positiver Faktor ist letztlich auch darin zu erblicken, daß die Montage des gesamten Systems dadurch, daß die Hydraulikzylinder gegenüber den Nadelköpfen mit sehr großen Toleranzen eingebaut α- werden können, keine Schwierigkeiten bereitet.

Zweckmäßigerweise schließt der Hydraulik-Servozylinder die Ventilnadel und drückt hierbei den Anguß auf das Spritzteil. Das Öffnen der Ventilnadel kann dann durch eine Druckfeder herbeigeführt werden, die den freigegebenen Hydraulik-Servozylinder in die Ruhelage verschiebt. Hierzu wird zweckmäßigerweise ein die Ventilnadel umgebendes Druckstück vorgesehen, das eine zwischen Dnickstück und Heißkanalverteiler eingefügte Druckfeder, zweckmäßigerweise gebildet durch Tellerfedern, führt.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des

Neuerungsgegenständes schematisch dargestellt. In einem Heißkanalverteiler 1 ist über ein verhältnismäßig langes Dichtungsrohr 2 eine zu einer Heißkanaldüse gehörende Ventilnadel 3 geführt. Me Zuführung der Spritzmasse erfolgt über die Bohrungen 4» 5 in diesem Heißkanalverteiler 1. In eine Bohrung 6 des Heißkanalverteilers 1 ist eine Druckfeder 7 eingesetzt, die sich an einem, die Ventilnadel 3 und das Dichtungsrohr 2 umgebenden Druckstück 8 abstützt. In das Druckstück 8 ist der Nadelkopf 9 der Ventilnadel 3 eingefügt. Auf diesem Nadelkopf 9 ruht ein Stößel 10 des (^; Hydraulikkolbens 11 eines Hydraulikzylinders 12; die

ser Stößel 10 ist endständig ballig ausgeführt um bei, durch Wärmedehnungen bedingten seitlichen Verschiebungen, stets noch satt auf dem Nadelkopf 9 aufzuliegen. Der Hydraulikzylinder 12 ist in einer Aufspannplatte 13 untergebracht; die Hydraulikflüssigkeit wird über Hydraulik-Zuleitungen 14 geführt»

In der Zeichnung ist auf der rechten Hälfte der Hydraulikzylinder 12 im Ruhezustand, auf der linken Hälfte im beaufschlagten Zustand gezeigt. Wird der Kolben 11 des Hydraulikzylinders 12 durch Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt, so wandert der Kolben 11 in die in der linken Hälfte gezeigte Stellung, wobei die im Zylinder 12 befindliche Luft durch die Öffnung 15 entweichen kann. Hierdurch wird die Nadel 3 so weit verschoben, bis sie an der Düsenmündung auf einen dort befindlichen konischen Anschlag fährt und damit sicher die Düse verschließt. Geht der Hydraulikdruck nach Null, verschiebt die Tellerfeder 7 über das Druckstück 8 die Ventilnadel 3 in die in der rechten Zeichnungshälfte gezeichnete Stellung.

Claims

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1. Heißkanaldüse mit einem durch Servokraft betätigbaren Nadelventil, wobei die Ventilnadel längsverschiebbar in einem Heißkanalverteiler gelagert ist und umgeben von einem beheizten Düsenkörper in einer düsenseitigen Formplatte endet, und jenseits des Heißkanalverteilers, über Distanzstücke, eine Aufspannplatte vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Aufspannplatte (13) und Heißkanalver-

teller (1) eine thermische Isolationsschicht vorgesehen ist und daß in der Aufspannplatte (13) Bohrungen zur Aufnahme von auf die Ventilnadeln (3) einwirkenden Hydraulikzylindern (12) angebracht sind.

2. Heißkanaldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Aufspannplatte (13) mit Kühlbohrungen versehen ist.

(3 10

3. Heißkanaldüse nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Hydraulikzylinder (12) mit einem an der Stirnseite balligen Stößel (10) versehen sind, der auf einer endständigen Druckplatte der Ventilnadel 15 (3) aufliegt.

4. Heißkanaldüse nach Anspruch 3ι

'* dadurch gekennzeichnet,

^: daß die Druckplatte ein an die Ventilnadel (3) an-

^; gehämmerter Nadelkopf (9) ist.

5. Heißkanaldüse nach einem oder mehreren ■^ der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Ventilnadel (3) "beim Nadelkopf von einem Druckstück (8) umgeben ist, das eine zwischen Druckstück (8) und Heißkanalverteiler (i) einge- \ fügte Druckfeder (7) führt.

'ι

6. Heißkanaldüse nach Anspruch. 5»

dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckfeder aus Tellerfedern gebildet ist.

Heißkanaldüse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß ein die Dichtungslänge im Heißkanalverteiler (1) verlängerndes, die Ventilnadel umgebendes Dichtungsrohr (2) im Heißkanalverteiler (1) angebracht ist.