DE8107987U1

DE8107987U1 - HOT TUBE NOZZLE WITH NEEDLE VALVE

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 · KARLSRUHEHANS TRAPPENBERG PATENT ENGINEER KARLSRUHE

11.03.1981 TR/nl FR 23103/11/1981 TR / nl FR 231

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

Heißkanaldüse mit NadelventilHot runner nozzle with needle valve

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.The innovation "relates to a hot runner nozzle with a servo-actuated needle valve in which the Valve needle is mounted longitudinally displaceable in a hot runner manifold and surrounded by a heated one The nozzle body ends in a mold plate on the nozzle side, and beyond the hot runner manifold, via spacers, a clamping plate is provided.

Bei einer ursprünglichen Ausführung dieser Heißkanaldüse mit Nadelventil war die Ventilnadel an einem KoI-In an original version of this hot runner nozzle with a needle valve, the valve needle was on a pipe

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 denenben attached, which was shifted by the mass pressure of the injection molding compound so that the valve needle opens the nozzle released. When the pressure was released, the valve needle was opened by a spring force on the piston Moved back to its rest position, the valve closed again and pressed the one that was still in the Valve mouth located plastic in the plastic injection molded body. This caused difficulties Execution in that the associated unfavorable channel shape always led to dead corners in which

die Spritzmasse trotz Heizung einfrieren oder auch verv· brennen konnte. Ein weiterer Nachteil war die äußerstfreeze or burn the gunning mix in spite of the heating could burn. Another disadvantage was the extreme

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.difficult adjustment of the valve needle, which was not only dependent on the melt pressure of the injection compound, but also of the spring pressure that loads the piston, of the gravity of the valve needle and, in particular, of the thermal stresses in the entire system.

Eine deutliche Verbesserung, insbesondere in der geometrischen Ausführung durch die Vermeidung "toter Ecken" wurde dadurch erzielt, daß die VentilnadelA significant improvement, especially in the geometric design by avoiding "dead" Corners "was achieved in that the valve needle

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-no longer was operated by a responsive mass pressure piston, but by an independent f \ gen pneumatic servo cylinder. This servo cylinder moved the valve needle into the "open" position at the appropriate point in time, completely independent of the respective melt pressure of the injection compound. In order to avoid de-adjustment of the system due to thermal expansion, the pneumatic servo cylinder was arranged in the warm part of the construction, namely in the spacer directly adjacent to the hot runner manifold. It was assumed here that thermal expansions in the hot runner manifold would always run approximately concurrently with that in the valve needle or in the spacer in which the pneumatic servo cylinder was housed. However, since the spacer between the relatively warm hot runner manifold and the 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. relative to this, the cold clamping plate is clamped, resulted within the distance piece and thus even within the servo cylinder there are such differences in expansion, that, especially at high temperatures - differentiated, a perfect fit of the valve needle could not be guaranteed. Besides is also the use of pneumatics as a servo force is associated with disadvantages, especially when exact pressure conditions are to be observed. The pneumatics was only chosen in the known construction because the heating of the compressed air in the warm pneumatic servo cylinder, or already in the supply lines, are likely to lead to less interference than using an appropriate hydraulic system.

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 derThe innovation has set itself the task of specifying a servo device for such needle valves, which works more precisely than the previous pneumatic servo device. The task is solved by disagreeing Clamping plate and hot runner manifold a thermal insulation layer is provided and in the Mounting plate bores for receiving hydraulic cylinders acting on the valve needles are. Here, the insulation layer according to the invention can already be in the area between the clamping plate and the hot runner manifold can be seen circulating air, with an additional insulating plate can be inserted in order to largely exclude radiation heating of the clamping plate. In any case, hydraulic cylinders are now inside the relatively cold platen arranged, which act on the valve needles guided in the warm hot runner manifold. A direct one Connection between the hydraulic cylinders and the valve needles is not provided, so that, with Safety between the hot runner manifold and the

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.The different thermal expansions occurring in the clamping plate do not lead to a de adjustment of the valve needle to lead. Appropriately, a convex tappet is provided on the hydraulic cylinders, which on a pressure plate provided at the end of the valve needles or on a corresponding needle head rests. Completely free from the side or in the axis of the valve needle or the hydraulic cylinder lying thermal expansions, the valve needle can therefore always be guided properly. In order to Not only are the adjustment difficulties eliminated, but there are also no lateral pressure forces act more on the valve needle, which significantly increases its service life. In addition, it also sinks the leakage losses and parallel to this the difficulties with regard to the longitudinal mobility of the Valve needle through injection molding compound that has penetrated into the guides.

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.A significant positive factor can ultimately be seen in the fact that the assembly of the entire system in that the hydraulic cylinders are installed with very large tolerances compared to the needle heads can be α- poses no difficulties.

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.The hydraulic servo cylinder expediently closes the valve needle and presses the sprue on the molded part. The valve needle can then be opened be brought about by a compression spring that returns the released hydraulic servo cylinder to the rest position shifts. For this purpose, a pressure piece that surrounds the valve needle is expediently provided a compression spring inserted between the neck piece and the hot runner manifold, expediently formed by Disc springs, leads.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel desIn the drawing is an embodiment of the

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; dieInnovation item shown schematically. In a hot runner manifold 1, a valve needle 3 belonging to a hot runner nozzle is guided via a relatively long sealing tube 2. The injection molding compound is supplied through the bores 4 »5 in this hot runner manifold 1. A compression spring 7 is inserted into a bore 6 in the hot runner manifold 1 and is supported on a pressure piece 8 surrounding the valve needle 3 and the sealing tube 2. The needle head 9 of the valve needle 3 is inserted into the pressure piece 8. Hydraulic piston 11 of a hydraulic cylinder ^12; in this needle head 9 rests 10 a of the plunger (the

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»this tappet 10 is at the end crowned in order to Lateral displacements caused by thermal expansions always lie flat on the needle head 9. The hydraulic cylinder 12 is housed in a clamping plate 13; the hydraulic fluid is over Hydraulic feed lines 14 routed »

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. In the drawing, the hydraulic cylinder 12 is in the idle state on the right half and on the left Half shown in the loaded state. Is the piston 11 of the hydraulic cylinder 12 by hydraulic fluid acted upon, the piston 11 moves into the position shown in the left half, the Air in the cylinder 12 can escape through the opening 15. This makes the needle 3 so wide moved until it moves to a conical stop located there at the nozzle mouth and is therefore safe the nozzle closes. If the hydraulic pressure goes to zero, the plate spring 7 moves over the pressure piece 8 the valve needle 3 in the position shown in the right half of the drawing.

Claims

I · I ■ «Il '> HANS TRAPPENBERG · PATENT ENGINEER ■ KARLSRUHE 03/11/1981 TR / nl FR 231 f-t-fertigungstechnik GmbH & Co.! Voltastraße, 6806 Viernheim 5 PROTECTION REQUIREMENTS

1. Hot runner nozzle with a needle valve that can be actuated by servo power, the valve needle being mounted so as to be longitudinally displaceable in a hot runner manifold and, surrounded by a heated nozzle body, ends in a nozzle-side mold plate, and on the other side of the hot runner manifold, via spacers, a mounting plate is provided, characterized in that
that between the clamping plate (13) and the hot runner

plate (1) provided a thermal insulation layer is and that in the clamping plate (13) holes for receiving on the valve needles (3) acting hydraulic cylinders (12) are attached.

2. Hot runner nozzle according to claim 1, characterized in that

that the clamping plate (13) is provided with cooling holes.

(3 10

3. hot runner nozzle according to claim 1,

characterized,

that the hydraulic cylinders (12) are provided with a tappet (10) which is convex on the end face, the rests on a terminal pressure plate of the valve needle 15 (3).

4. hot runner nozzle according to claim 3ι

'* characterized,

^: that the pressure plate is attached to the valve needle (3)

^; hammered needle head (9).

5. hot runner nozzle according to one or more ■ ^ of the preceding claims,

characterized,

that the valve needle (3) is "surrounded at the needle head of a pressure piece (8) which performs interposed between thrust piece (8) and hot runner manifolds (i) einge- \ compression spring (7).

'ι 'ι

6. Hot runner nozzle according to claim. 5 »

characterized,
that the compression spring is formed from disc springs.

Hot runner nozzle according to one or more of the preceding claims,
characterized,

that one which extends the length of the seal in the hot runner manifold (1) and surrounds the valve needle Sealing tube (2) is attached in the hot runner manifold (1).