DE202008000318U1 - Nadelverschlussdüse mit verbesserter Hebelanlenkung - Google Patents

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Abstract

Nadelverschlussdüse zur Herstellung eines Spritzgussteils, umfassend einen Strömungskanal (2) mit einer darin axial verschieblich aufgenommenen Düsennadel (8), die über einen auf die Düsennadel (8) wirkenden Hebel (12) durch einen Aktuator (28) aus einer ersten geöffneten Stellung in eine zweite Schließstellung bewegbar ist, wobei der Aktuator (28) an einem ersten freien Ende (14) des Hebels (12) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (12) um eine an dessen zweitem Ende (16) angeordnete Drehachse (18) drehbar gelagert ist, und die vom Aktuator (28) über den Hebel (12) ausgeübte Kraft zum Verschieben der Düsennadel (8) über einen zwischen dem ersten Ende (14) und dem zweiten Ende (16) des Hebels (12) angeordneten Nadelangriffspunkt (20) auf die Düsennadel (8) übertragen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Nadelverschlussdüse zur Herstellung eines Spritzgussteils mit einer über einen Hebemechanismus betätigbaren Düsennadel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Um bei der Herstellung von Spritzgussteilen den für das Plastifizieren des Werkstoffes erforderlichen Staudruck der Spritzgießmasse in der Einspritzeinheit zu halten und um zu Verhindern, dass keine Schmelze aus der Düsenöffnung austritt, wenn die Einspritzeinheit vom Spritzgießwerkzeug abgehoben wird, sind Nadelverschlussdüsen von Spritzgießmaschinen mittels einer Düsennadel verschließbar. Bei der Verwendung von Nadelverschlussdüsen ist in vorteilhafter Weise die gesamte Zykluszeit zur Herstellung eines Spritzgussteils reduzierbar, wenn die Dosierzeit zur Zufuhr von zu plastifizierenden Werkstoff sich mit der Prozesszeit überschneidet, in welcher das Spritzgießwerkzeug noch geöffnet ist. Somit kann schon Spritzgießmasse in der Plastifiziereinheit der Einspritzeinheit plastifiziert werden, obwohl das Spritzgießwerkzeug noch nicht geschlossen ist.
  • Um zu Beginn des Plastifiziervorganges der Spritzgießmasse die Nadelverschlussdüse geschlossen zu halten, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Düsennadel über einen Hebel zu betätigen. Der Hebel ist hierzu durch einen Aktuator betätigbar, wobei der Aktuator an einem ersten freien Ende des Hebels angreift und die Düsennadel von einer ersten geöffneten Stellung in eine zweite Schließstellung verfährt. An dem zweiten freien Ende des Hebels ist eine Druckrolle vorgesehen, die auf einen Druckring wirkt, der dem der Düsenöffnung abgewandten Ende der Düsennadel zugeordnet ist. Zum Bewegen der Düsennadel von der ersten geöffneten Stellung in die zweite Schließstellung ist eine Druckkraft über den Druckring auf die Düsennadel übertragbar, wobei der Hebel um eine Drehachse drehbar gelagert ist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Hebels angeordnet ist. Die von dem Aktuator auf das erste freie Ende des Hebels übertragenen Kräfte werden somit über die Drehachse des Hebels umgelenkt und wirken daher an dem zweiten freien Ende des Hebels in die entgegengesetzte Richtung.
  • Durch den Angriff der Kräfte auf beiden Seiten des Drehpunktes benötigt dieser zweiarmige Hebelmechanismus zum Aufbringen einer für das Bewegen der Düsennadel erforderlichen Kraftgröße einen entsprechend großen Einbauraum, der den Platzbedarf zur Unterbringung der Nadelverschlussdüse in der Einspritzeinheit vergrößert.
  • Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Nadelverschlussdüse zur Herstellung eines Spritzgussteils bereit zu stellen, die nur einen geringen Bauraum benötigt und bei der die Düsennadel mit einer ausreichend großen Druckkraft beaufschlagbar ist.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Eine Nadelverschlussdüse zur Herstellung eines Spritzgussteils umfasst gemäß der Erfindung eine Düsenöffnung und einen sich daran anschließenden Strömungskanal, in welchem eine in axialer Richtung verschiebbare Düsennadel aufgenommen ist, deren Nadelspitze der Düsenöffnung zugewandt ist. Zum Bewegen der Düsennadel von einer ersten geöffneten Stellung in eine zweite Schließstellung, in der die Düsenöffnung durch die Düsennadel verschlossen wird, ist ein Hebelmechanismus und ein Aktuator vorgesehen, wobei der Aktuator an einem ersten freien Ende des Hebels angreift und diesen betätigt. An dem zweiten Ende des Hebels ist eine Drehachse vorgesehen, um die der Hebel drehbar gelagert ist. Die von dem Aktuator über das erste Hebelende auf den Hebel ausgeübte Kraft zum Verschieben der Düsennadel wird dabei über einen Nadelangriffspunkt auf die Düsennadel übertragen. Der Nadelangriffspunkt zur Übertragung der Hebelkräfte auf die Düsennadel ist hierbei zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Hebels angeordnet, wobei die Kräfte vorzugsweise im Querschnittsmittelpunkt der Düsennadel einwirken.
  • Durch die Anordnung des Nadelangriffspunkts der Düsennadel zwischen der Drehachse des Hebels und dem Kraftangriffspunkt des Aktuators ergibt sich der Vorteil, dass der erfindungsgemäße einarmige Hebelmechanismus im Vergleich zu einem aus dem Stand der Technik bekannten zweiarmigen Hebelmechanismus, bei dem die Drehachse zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Hebels angeordnet ist, bei gleichem Übersetzungsverhältnis eine kleinere Einbaugeometrie aufweist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Drehachse des Hebels und der Angriffspunkt des Aktuators auf gegenüberliegenden Seiten des Strömungskanals angeordnet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei einem großen Übersetzungsverhältnis der Hebel sich nur abschnittsweise über die Unter- und Oberseite des Strömungskanals hinweg erstreckt, wodurch der zur Verfügung stehende Einbauraum optimal genutzt wird und sich eine kompakte Bauform der Nadelverschlussdüse ergibt.
  • Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass der Hebel den Strömungskanal gabelförmig umschließt. Die einzelnen gabelförmigen Abschnitte des Hebels erstrecken sich dabei ausgehend von der oberhalb des Strömungskanals angeordneten Drehachse auf beiden Seiten des Strömungskanals in Richtung zum unterhalb des Strömungskanals angeordneten Kraftangriffspunkt des Aktuators. Durch die Gabelform des Hebels und der Verteilung der von dem Hebel auf die Düsennadel zu übertragenden Kräfte auf die gabelförmigen Abschnitte des Hebels können die einzelnen gabelförmigen Abschnitte, die seitlich am Strömungskanal entlang geführt sind, eine geringere Querschnittsgröße als ein lediglich auf einer Seite des Strömungskanals angeordneter stabförmiger Hebel aufweisen, wodurch eine noch kompakterer Bauform der Nadelverschlussdüse ermöglicht wird.
  • Im Bereich des Nadelangriffspunkts der von dem Hebel auf die Düsensnadel übertragenden Kräfte kann gemäß der Erfindung wenigstens ein drehbar gelagertes zylinderförmiges Rollenelement am Hebel vorgesehen sein, dessen Drehachse sich in einer zur Längsachse der Düsennadel senkrecht verlaufenden Richtung erstreckt und mit dem Hebel verbunden ist. Der Düsennadel ist dabei auf der der Düsenöffnung zugewandten Seite des Hebels ein Druckring zugeordnet, der mit dem Rollenelement zusammenwirkt. Zum Bewegen der Düsennadel von der ersten geöffneten Stellung in die zweite Schließstellung wird die Druckkraft, die von dem Aktuator auf den Hebel einwirkt, vom Hebel über das Rollenelement auf den Druckring und anschließend auf die Düsennadel übertragen.
  • Gemäß eine weiteren Ausführungsform kann der Düsennadel neben dem Druckring auch ein Zugring zugeordnet sein, der sich auf der der Düsenöffnung abgewandten Seite des Hebels befindet. Zum Bewegen der Düsennadel von der zweiten Schließstellung in die erste geöffnete Stellung überträgt der Zugring die von dem Hebel auf das wenigstens eine Rollenelement übertragenen Druckkraft und zieht somit die Düsennadel mit einer Zugkraft in axialer Richtung von der Düsenöffnung weg.
  • Da das wenigstens eine Rollenelement sich bei einer Verdrehung des Hebels sowohl in Längsrichtung der Düsennadel als auch senkrecht hierzu bewegt, weist der Druck- und der Zugring jeweils eine im Wesentlichen ebene Oberfläche auf auf der das Rollenelement abrollen kann.
  • Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines dem Hebel zugeordneten Rollenelementes und einem der Düsennadel zugeordneten Druck- bzw. Zugringes werden in vorteilhafter Weise nur solche Kräfte auf die Düsennadel übertragen, die in axialer Richtung der Düsennadel wirken, wodurch eine von der axialen Richtung der Düsennadel abweichende Beanspruchung und somit ein Verkanten der Düsennadel in dem Strömungskanal verhindert wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Aktuator mit dem ersten freien Ende des Hebels über ein längenverstellbares Gestänge verbunden. Über eine Änderung der Gestängelänge ist in vorteilhafter Weise die Position der Düsennadel im Strömungskanal einstellbar. Beispielsweise kann die Position der Düsennadel in der zweiten Schließstellung über eine Änderung der Länge des Gestänges korrigiert werden.
  • In diesem Zusammenhang umfasst das längenverstellbare Gestänge gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ein rohrförmiges Verbindungselement, das an wenigstens einem Ende ein Innengewinde aufweist. Ein Anschlusselement zum Verbinden des Gestänges mit dem Aktuator oder dem Hebel weist dabei ein Außengewinde auf, welches in das Innengewinde des rohrförmigen Verbindungselementes einschraubbar ist. Die Längenverstellung des Gestänges erfolgt somit durch ein Verdrehen des rohrförmigen Verbindungselementes, wobei das dem Innengewinde abgewandte Ende des rohförmigen Verbindungselementes entweder frei verdrehbar gelagert ist oder aber ebenfalls ein Gewinde aufweist, dessen Gewindegang in die entgegengesetzte Richtung verläuft.
  • Gemäß der Erfindung kann der Aktuator einen Hydraulk- oder Pneumatikzylinder umfassen, der auf das erste freie Ende des Hebels eine Zug- oder Druckkraft zum Bewegen der Düsennadel und somit zum Öffnen oder Schließen der Düsennadel überträgt.
  • Alternativ hierzu kann der Aktuator auch einen ersten elektromagnetischen Hubmagneten umfassen, mit dem Hebel betätigbar ist. Der Hubmagnet weist dabei vorzugsweise eine Spule und einen Anker auf, der bei einem Einschalten der Spule von einer Ruhelage in eine Hubendlage bewegt wird.
  • Durch die Verwendung eines elektrisch betätigbaren Aktuators ist in vorteilhafter Weise keine Öldruckquelle oder Luftdruckquelle zum Verfahren der Düsennadel von der ersten geöffneten Stellung in die zweite Schließstellung erforderlich, so dass die Nadelverschlussdüse wartungsfrei betrieben werden kann und auch für die Verwendung in Reinräumen geeignet ist. Weiterhin sind Hubmagnete durch den Wegfall von pneumatischen oder hydraulischen Versorgungsleitungen auf einfache Weise in eine Spritzgießmaschine zu integrieren, wobei sich die Hubmagnete aufgrund der geringen Anzahl beweglicher Teile als robust und langlebig erwiesen haben.
  • Um bei einem geringen Einbauraum für den Aktuator die erforderliche Kraftgröße zum Bewegen der Düsennadel und somit zum Öffnen oder Schließen der Düsenöffnung zu erreichen, kann es gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass der Aktuator einen zweiten elektromagnetisch betätigbaren Hubmagneten umfasst. Der erste und der zweite Hubmagnet sind dabei hintereinander angeordnet, wobei die Anker kraftmäßig mit einander gekoppelt sind.
  • Alternativ hierzu, kann der Aktuator erfindungsgemäß neben einem zweiten elektromagnetisch betätigbaren Hubmagneten zudem eine mit dem Hebel verbundene Druckplatte umfassen. Der erste und der zweite Hubmagnet sind nach dieser Ausführungsform der Erfindung nebeneinander angeordnet, wobei die Anker der beiden Hubmagnete auf die Druckplatte und somit auf das erste freie Ende des Hebels einwirken. Im Vergleich zu der Verwendung von nur einem Hubmagneten besteht bei der Verwendung von zwei hintereinander oder nebeneinander angeordneten elektrisch betätigbaren Hubmagneten der Vorteil, dass zur Erzielung der erforderlichen Kraft zum Bewegen der Düsennadel nur ein geringerer Platzbedarf erforderlich ist. Insbesondere bei einem nebeneinander angeordneten ersten und zweiten Hubmagneten ergibt sich bei gleicher Kraftwirkung ein kleinerer Hüllkreis als bei der Verwendung von lediglich nur einem Hubmagneten.
  • Zum Verfahren der Düsennadel von der zweiten Schließstellung in die erste geöffnete Stellung kann die Düsennadel über den im Strömungskanal bei geschlossener Düsenöffnung vorhandenen Staudruck oder durch einen für das Rückstellen vorgesehenen Aktuator bewegt werden. Bei elektromagnetisch betätigbaren Hubmagneten kann es vorgesehen sein, dass zum Rückstellen des Ankers von der Hubendlage in die Ausgangsposition ein Rückstellelement, wie beispielsweise eine Feder, vorgesehen ist. Nach dem Ausschalten der Spule stellt das Rückstellelement den Anker mechanisch in die Ruhelage zurück. Hierbei kann das Rückstellelement gleichzeitig mit dem Rückstellen des Ankers auch die Düsennadel von der zweiten Schließstellung in die erste geöffnete Stellung verfahren.
  • Für ein unmittelbares Öffnen und Schließen der Düsennadel mittels eines elektromagnetisch betätigbaren Aktuators kann es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass der Aktuator einen bistabilen Hubmagneten umfasst, der durch eine elektromagnetische Betätigung sowohl eine Druckkraft als auch eine Zugkraft auf das erste freie Ende des Hebels übertragen kann. Ein solcher aus dem Stand der Technik bekannter bistabiler Hubmagnet umfasst eine erste und eine zweite hintereinander und beabstandet zueinander angeordnete Spule, in welcher ein Anker in axialer Richtung von einer ersten Hubendlage in eine zweite Hubendlage verschiebbar ist. Bei der Erregung der zweiten Spule bewegt sich der Anker von der ersten Hubendlage in Richtung der zweiten Spule in eine zweite Hubendlage, wodurch der Anker und somit der Aktuator mit einer Druckkraft auf das erste Hebelende einwirkt und die Düsennadel von der ersten geöffneten Stellung in die zweite Schließstellung verfahren wird. Die Bewegung des Ankers von der zweiten Hubendlage in die erste Hubendlage erfolgt durch die Erregung der ersten Spule, wobei hiefür die zweite Spule stromlos geschaltet wird. Durch die Verwendung eines bistabilen Hubmagneten ist der Hebel und somit die Düsennadel in Richtung der ersten geöffneten Stellung und in Richtung der zweiten Schließstellung direkt ansteuerbar, wobei der Energiebedarf zur Betätigung der Düsennadel gering ist und die bei der Verwendung von Einfachhubmagneten erforderlichen Rückstellelemente wie Federn zum Rückstellen der Düsennadel nicht mehr erforderlich sind.
  • In diesem Zusammenhang kann es gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen sein, dass zwischen der ersten und der zweiten Spule des bistabilen Hubmagneten ein Dauermagnet angeordnet ist, der den Anker umschließt und diesen nach einem Abschalten der ersten und der zweiten Spule in der jeweiligen Position der ersten oder zweiten Hubendlage hält.
  • Zur Anpassung der Kraftrichtung des Aktuators an die Drehbewegung des Hebels kann der Aktuator gemäß der Erfindung verschwenkbar gegenüber der Nadelverschlussdüse angeordnet sein. Hierzu kann beispielsweise ein Halter vorgesehen sein, der schwenkbar an dem Gehäuse der Nadelverschlussdüse befestigt ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Nadelverschlussdüse mit einer in einem Strömungskanals aufgenommenen Düsennadel und einem Aktuator zur Betätigung der Düsennadel mittels eines einarmigen Hebels, sowie
  • 2 einen Querschnitt durch eine Nadelverschlussdüse mit einem den Strömungskanal gabelförmig umschließenden Hebel.
  • Wie in der 1 gezeigt ist, umfasst eine erfindungsgemäße Nadelverschlussdüse 1 zur Herstellung eines Spritzgussteils ein Düsenkörper oder Düsengehäuse 6, in dem ein Strömungskanal 2 und eine am Ende des Strömungskanals 2 angeordnete Düsenöffnung 10 zur Zufuhr von plastifizierten Werkstoffen zu einem nicht dargestellten Spritzgusswerkzeug vorgesehen ist.
  • Innerhalb des Düsengehäuses 6 ist weiterhin eine sich durch den Strömungskanal 2 hindurch erstreckende Düsennadel 8 aufgenommen, die durch eine nicht dargestellte Gleitführung im Wesentlichen entlang der Längsachse 4 der Nadelverschlussdüse 1 und in Längsrichtung der Düsennadel 8 verschiebbar gelagert ist. Durch einen Hebelmechanismus 12 und einen diesen betätigenden Aktuator 28 ist Düsennadel 8 von der in 1 gezeigten ersten geöffneten Stellung in eine zweite Schließstellung verfahrbar. Der Aktuator 28 umfasst hierfür einen bistabilen Hubmagneten und ist mittels eines Haltelements 46 verschwenkbar an dem Düsengehäuse 6 befestigt.
  • Das der Düsenöffnung 10 zugewandte Ende der Düsennadel 8 ist einem sich konisch verjüngenden Abschnitt des Strömungskanals 2 zugeordnet, der konzentrisch zur Düsennadel 8 angeordnet ist und mit dem die Düsennadel 8 in der zweiten Schließstellung derart zusammenwirkt, dass die Düsenöffnung 10 verschlossen ist und keine Spritzgießmasse austreten kann.
  • Der Hebelmechanismus zur Betätigung der Düsennadel 8 weist einen Hebel 12 auf, der an seinem zweiten Ende 16 um eine Drehachse 18 drehbar gelagert ist. An dem ersten freien Ende 14 des Hebels 12 ist ein Kraftangriffspunkt 30 vorgesehen, an den die von dem Aktuator 28 ausgeübten Kräfte angreifen. Das erste freie Ende 14 mit dem Kraftangriffspunkt 30 des Aktuators 28 und das zweite Ende 16 des Hebels 12 mit der Drehachse 18 sind hierbei auf gegenüberliegenden Seite des Strömungskanals 2 angeordnet. Wie in diesem Zusammenhang in 2 gezeigt ist, umschließt der Hebel 12 den Strömungskanal 2 gabelförmig, so dass sich die Gabelabschnitte 12a, 12b des Hebels 12 sich von der oberhalb des Strömungskanals 2 angeordneten Drehachse 18 bis zum unterhalb des Strömungskanals 2 angeordneten Kraftangriffspunkt 30 des Aktuators 28 hinweg erstrecken.
  • Zwischen dem ersten freien Ende 14 und dem zweiten Ende 16 des Hebels 12 überträgt dieser an einem Nadelangriffspunkt 20 die vom Aktuator 28 auf den Kraftangriffspunkt 30 des Hebels 12 ausgeübten Kräfte auf die Düsennadel 8. Nach der Darstellung in 2 umfasst der Hebel 12 eine am ersten freien Ende 14 angeordnete Achse 31 und eine zwischen dem ersten und zweiten Hebelende 14, 16 angeordnete weitere Achse 21, um welche zwei Rollenelemente 22a, 22b drehbar gelagert sind. Die Rollenelemente 22a, 22b werden dabei von zwei kreisförmigen Scheiben gebildet, die in jeweils einer Ausnehmung der Gabelabschnitte 12a, 12b des Hebels 12 angeordnet sind. Der Kraftangriffspunkt 30 des Aktuators 28 auf den Hebel 12 ist auf der am ersten Ende 14 angeordneten Achse 31 angeordnet, wohingegen der Nadelangriffspunkt 20 des Hebels 12 auf die Düsennadel 8 auf der weiteren Achse 21 zwischen dem ersten und dem zweiten Hebelende 14, 16 vorgesehen ist.
  • Zur Übertragung der Hebelkräfte auf die Düsennadel 8 wirken die am Hebel 12 vorgesehenen Rollenelemente 22a, 22b mit einem auf der Seite der Düsenöffnung 10 angeordneten Druckring 24 und mit einem Zugring 26, der auf der der Düsenöffnung 10 abgewandten Seite der Rollenelemente 22a, 22b angeordnet ist, zusammen. Für das Einleiten der Kräfte in die Düsennadel 8 sind der Druckring 24 und der Zugring 26 über in 2 schematisch dargestellte Verbindungsstege 9a, 9b mit dem der Düsenöffnung 10 abgewandten Ende der Düsennadel 8 verbunden. Beim Verschwenken des Hebels 12 in Richtung der Düsenöffnung 10 durch den Aktuator 28 wird somit auf der Höhe des Nadelangriffspunkts 20 eine Druckkraft von dem Hebel 12 über die Rollenelemente 22a, 22b, den Druckring 24 und die Verbindungsstege 9a, 9b auf die Düsennadel 8 übertragen, so dass diese in Richtung der Düsenöffnung 10 und der zweiten Schließstellung verfahren wird. Auf gleiche Weise wird durch den Aktuator 28 beim Verschwenken des Hebels 12 in die entgegengesetzte Richtung ebenfalls eine Druckkraft von dem Hebel 12 über die Rollenelemente 22a, 22b und die Verbindungsstege 9a, 9b auf den Zugring 26 übertragen, wobei der Zugring 26 auf Höhe des Nadelangriffspunkts 20 eine Zugkraft auf die Düsennadel 8 überträgt, wodurch der Abstand zwischen der Düsennadel 8 und der Düsenöffnung 10 vergrößert wird und sich die Düsennadel 8 in Richtung der in 1 gezeigten ersten geöffneten Stellung bewegt.
  • Zum Verschwenken des Hebels 12 in Richtung der Düsenöffnung 10 oder in die entgegengesetzte Richtung ist der Aktuator 28 über ein Gestänge 40 mit dem Kraftangriffspunkt 30 am ersten Ende 14 des Hebels 12 verbunden.
  • Der als bistabiler Hubmagnet ausgeführte Aktuator 28 umfasst einen Anker 38, der von einer ersten Spule 32, einem Dauermagneten 34 und einer zweiten Spule 36 umschlossen wird und in axialer Richtung über eine nicht weiter dargestellte Gleitführung verschiebbar gelagert ist. Die erste und zweite Spule 32, 36 sowie der Dauermagnet 34 sind in Längsrichtung des Aktuator 28 hintereinander angeordnet, wobei der Dauermagnet 34 zwischen der ersten Spule 32 und der zweiten Spule 36 vorgesehen ist.
  • Durch ein Bestromen der ersten oder der zweiten Spule 32, 36 sind Magnetfelder erzeugbar, die den Anker 38 innerhalb des Aktuatorgehäuses in Richtung der ersten oder zweiten Spule 32, 36 bis zu einer ersten oder zweiten Hubendlage verfahren. Nach einem vollständigen Verfahren des Ankers 38 in Richtung der ersten Spule 32 bis zur ersten Hubendlage wird der Anker 38 durch das Magnetfeld des Dauermagneten 34 auch bei einer stromlos geschalteten ersten Spule 32 in seiner Position gehalten. In gleicher Weise hält die Magnetkraft des Dauermagneten 34 auch den Anker in der zweiten Hubendlage im Bereich der zweiten Spule 36, wenn diese stromlos geschaltet ist. Die erste Hubendlage, in welcher der Anker 38 vollständig bis zur ersten Spule 32 verfahren ist, entspricht dabei der ersten geöffneten Stellung der Düsennadel 8, wie es auch in 1 gezeigt ist. In gleicher Weise entspricht die zweite Hubendlage, in welcher der Anker 38 bis zur zweiten Spule 36 verfahren ist, der zweiten Schließstellung der Düsennadel 8.
  • Das zwischen dem Anker 38 des Aktuators 28 und dem Kraftangriffspunkt 30 am ersten freien Hebelende 14 vorgesehen Gestänge 40 zur Übertragung der Druck- und Zugkräfte weist ein rohrförmiges Verbindungselement 42 und ein mit dem Anker 38 verbundenes Anschlusselement 44 auf, wobei das Anschlusselement 44 mit einem Außengewinde versehen ist, welches in ein Innengewinde des rohrförmigen Verbindungselementes 42 eingreift. Das dem ersten Hebelende 14 zugewandte Ende des rohrförmigen Verbindungselementes 42 kann dabei um die Längsachse frei verdrehbar am ersten Ende 14 des Hebels 12 angeschlossen sein, so dass durch eine Verdrehung des rohrförmigen Verbindungselementes 42 der Abstand zwischen dem Kraftangriffspunkt 30 und dem Anker 38 einstellbar ist. Auf diese Weise ist es möglich die Position der Düsennadel 8 im Strömungskanal 2 an die Position des Ankers 38 innerhalb des Aktuators 28 anzupassen, um so ein dichtes Schließen des Düsenöffnung 10 in der zweiten Schließstellung der Düsennadel 8 herzustellen. Vorzugsweise ist die Länge des Gestänges 40 derart eingestellt, so dass eine Vorspannkraft auf die Düsennadel 8 übertragen wird, wenn der Anker 38 in Richtung der zweiten Spule 36 bis zur Hubendlage verfahren ist und von dem Dauermagneten 34 gehalten wird.
  • Nach einer nicht näher dargestellten Ausführungsform des Gestänges 40 kann es vorgesehen sein, dass das Gestänge 40 über ein weiteres Anschlusselement mit dem Kraftangriffspunkt 30 am ersten Ende 14 des Hebels 12 verbunden ist. Wie auch schon auf der dem Aktuator 28 zugewandten Seite des Gestänges weist das rohrförmige Verbindungselement 42 ein Innengewinde und das weitere Anschlusselement ein Außengewinde auf, deren Gewinderichtungen gegenüber dem Gewinde am anderen Ende des rohrförmigen Verbindungselementes 42 gegenläufig sind.
  • 1
    Nadelverschlussdüse
    2
    Strömungskanal
    4
    Längsachse
    6
    Düsengehäuse
    8
    Düsennadel
    9a, 9b
    Verbindungsstege
    10
    Düsenöffnung
    12, 12a, 12b
    Hebel
    14
    erstes freies Hebelende
    16
    zweites Hebelende
    18
    Drehachse
    20
    Nadelangriffspunkt
    21
    Drehachse
    22a, 22b
    Rollenelement
    24
    Druckring
    26
    Zugring
    28
    Aktuator
    30
    Kraftangriffspunkt
    31
    Achse
    32
    erste Spule
    34
    Dauermagnet
    36
    zweite Spule
    38
    Anker
    40
    Gestänge
    42
    rohrförmiges Verbindungselement
    44
    Anschlusselement
    46
    Halteelement

Claims (14)

  1. Nadelverschlussdüse zur Herstellung eines Spritzgussteils, umfassend einen Strömungskanal (2) mit einer darin axial verschieblich aufgenommenen Düsennadel (8), die über einen auf die Düsennadel (8) wirkenden Hebel (12) durch einen Aktuator (28) aus einer ersten geöffneten Stellung in eine zweite Schließstellung bewegbar ist, wobei der Aktuator (28) an einem ersten freien Ende (14) des Hebels (12) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (12) um eine an dessen zweitem Ende (16) angeordnete Drehachse (18) drehbar gelagert ist, und die vom Aktuator (28) über den Hebel (12) ausgeübte Kraft zum Verschieben der Düsennadel (8) über einen zwischen dem ersten Ende (14) und dem zweiten Ende (16) des Hebels (12) angeordneten Nadelangriffspunkt (20) auf die Düsennadel (8) übertragen wird.
  2. Nadelverschlussdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (18) des Hebels (12) und der Kraftangriffspunkt (30) des Aktuators (28) auf gegenüberliegenden Seiten des Strömungskanals (2) angeordnet sind.
  3. Nadelverschlussdüse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (12) den Strömungskanal (2) gabelförmig umschließt.
  4. Nadelverschlussdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (12) im Bereich des Nadelangriffspunkts (20) der Düsennadel (8) wenigstens ein drehbar gelagertes Rollenelement (22a, 22b) aufweist, das mit einem Druckring (24) zusammenwirkt, der zum Bewegen der Düsennadel (8) von der ersten geöffneten Stellung in die zweite Schließstellung die vom Hebel (12) über das wenigstens eine Rollenelement (22a, 22b) auf den Druckring (24) übertragene Kraft auf die Düsennadel (8) überträgt.
  5. Nadelverschlussdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zugring (26) vorgesehen ist, der mit dem wenigstens einem Rollenelement (22a, 22b) zusammenwirkt und der zum Bewegen der Düsennadel (8) von der zweiten Schließstellung in die erste geöffnete Stellung die vom Hebel (12) über das Rollenelement (22a, 22b) auf den Zugring (26) übertragene Kraft auf die Düsennadel (8) überträgt.
  6. Nadelverschlussdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (28) mit dem Hebel (12) über ein längenverstellbares Gestänge (40) verbunden ist.
  7. Nadelverschlussdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das längenverstellbare Gestänge (40) ein rohrförmiges Verbindungselement (42) umfasst, das an wenigstens einem Ende ein Innengewinde aufweist, in welches ein mit einem Außengewinde versehenes Anschlusselement (44) zum Verbinden des Gestänges (40) mit dem Aktuator (28) und/oder dem Hebel (12) eingreift.
  8. Nadelverschlussdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (28) einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder umfasst.
  9. Nadelverschlussdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (28) einen ersten elektromagnetisch betätigbaren Hubmagneten umfasst.
  10. Nadelverschlussdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (28) einen zweiten elektromagnetisch betätigbaren Hubmagneten umfasst, wobei der erste und der zweite Hubmagnet hintereinander angeordnet und kraftmäßig miteinander gekoppelt sind.
  11. Nadelverschlussdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (28) einen zweiten elektromagnetisch betätigbaren Hubmagneten und eine mit dem Hebel (12) verbundene Druckplatte umfasst, wobei der erste und der zweite Hubmagnet nebeneinander angeordnet sind und die Anker der Hubmagnete auf die Druckplatte einwirken.
  12. Nadelverschlussdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (28) ein bistabiler Hubmagnet ist, der eine erste und eine zweite bestrombare Spule (32, 36) umfasst, die hintereinander angeordnet sind und einen Anker (38) umschließen.
  13. Nadelverschlussdüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Spule (32) und der zweiten Spule (36) ein Dauermagnet (34) angeordnet ist.
  14. Nadelverschlussdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (28) verschwenkbar gegenüber der Nadelverschlussdüse (1) befestigt ist.
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