DE3245571C2

DE3245571C2 - Nadelverschluß-Düse für Spritzgießformen

Info

Publication number: DE3245571C2
Application number: DE3245571A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Maenner Otto 7836 Bahlingen; Schmidts Kurt 7640 Kehl
Current assignee: MAENNER, OTTO, 7836 BAHLINGEN, DE
Priority date: 1982-12-09
Filing date: 1982-12-09
Publication date: 1985-04-11
Also published as: JPS59150736A; CH662085A5; DE3245571A1; FR2537497B1; FR2537497A1; IT1208194B; JPH0348851B2; IT8324058A0

Abstract

Eine Nadelverschluß-Düse für Spritzgießformen mit einer hin- und herbewegbaren Verschlußnadel hat am Verschlußende der Nadel einen zylindrischen Dichtbereich verkleinerten Durchmesser, wobei der Übergang von dem größeren zu dem kleineren Durchmesser konisch oder gerundet ausgebildet sein kann. Im vorderen Nadelbereich ist ein Vorzentrier-Körper für die Verschlußnadel vorgesehen, der sich an seiner Innenseite konisch in Schließrichtung verjüngt und dabei eine solche Konusneigung hat, daß bei einer Auslenkung der Nadel nicht deren Dichtbereich, sondern der nächst größere Absatz mit der Wandung des Vorzentrier-Körpers in Berührung kommt. Der Dichtungsbereich wird also in jedem Falle geschont. Als Antrieb können beispielsweise koaxial zu der Nadel angeordnete Kolben vorgesehen sein, so daß Querkräfte durch Kipphebel vermieden werden. Ferner sind im Vorzentrier-Körper nach innen offene Kanäle vorgesehen, so daß auch in diesem Bereich der Gießwerkstoff durch kältere Bereiche geleitet werden muß.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nadelverschluß-Düse für Spritzgießformen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine vergleichbare Nadelverschluß-Düse ist aus der US-PS 28 65 050 bekannt Dabei ist der Vorzentrierkörper zylindrisch, so daß beim Eintritt der Nadel in diesen Vorzentrierkörper zunächst der konische Übergang auf den Eintrittsrand des Vorzentrierkörpers auftreffen kann. Gleichzeitig erfolgt dadurch die Vorzentrierung schon mit großem Abstand zu dem zylindrischen Dichtbereich, so daß eine entsprechend große Verdrängungsarbeit für das Gießmaterial im Vorzentrierkörper beim Schiießvorgang auftritt. Ferner ist bei dieser vorbekannten Nadelverschluß-Düse vorgesehen, daß die Kanäle für den Durchtritt des Gießwerkstoffes durch eine Schwächung der Verschlußnadel gebildet sind.

Es besteht deshalb die Aufgabe, die Vorteile eines sehr dichten und schnellen Verschlussei mit Hilfe des zylindrischen Ansatzes am Nadelende im Zusammenwirken mit einer entsprechend ausgebildeten Angußöffnung in der Formenwand zu erhalten, dabei die Arbeit für die Verdrängung des Gießmateriales im Vorzentrierkörper beim Schiießvorgang zu verringern und gleichzeitig eine Beschädigung im Bereich des Nadelendes und/oder der Angußöffnung zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe entspricht dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.

Durch die konische Innenausbildung des Vorzentrierkörpers wird erreicht, daß bei einer eventuellen Auslenkung der Verschlußnadel der Absatz mit dem größeren Durchmesser an der Innenseit; des \ c "Zentrierkörpers zur Anlage kommt, so daß die empfindliche vordere zylindrische Dichtfläche der Nadel berührungsfrei bleibt. Dadurch und durch die Ausbildung der Kanäle als Ausnehmungen an der Innenwand des Vorzentrierkörpers ergibt sich ein guter Übergang des Werkstoffes unmittelbar in die Gießöffnung, wodurch auch die Verdrängungsarbeit beim Schließvorgang vermindert wird. Gleichzeitig werden dadurch die vor. dem Werkstoff druck ausgehenden Kräfte in günstiger Weise gleichmäßig auf die ungeschwächte Verschlußnadel verteilt, so daß Auslenkungen durch den Werkstoff weitestgehend vermieden werden, was wiederum dazu beiträgt. Beschädigungen im Bereich des Nadelendes und/oder der Angußöffnung zu vermeiden.

Damit in jedem Fall die zylindrische Dichtfläche der Nadel selbst bei eventuellen Auslenkungen berührungsfrei bleibt, ist es zweckmäßig, wenn der Unterschied zwischen dem Konuswinkel des Vorzentrier-Körpers und dem Winkel der Verbindungslinie vom vorderen Rand zu dem größeren Absatz der Verschlußnadel größer als der größtmögliche Auslenkwinkel der Verschlußnadel bis zum Anschlag des größeren Absatzes gegen die Innenwand des Vorzentrier-Körpers ist.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Berührbereich an dem größeren Absatz am Übergang von dem größeren Durchmesser zu dem Dichtbereich der Verschlußnadel gerundet ist. Dadurch werden im Falle einer eventuellen Auslenkung und Berührung an dem Vorzentrierkörper die Reibungskräfte zwischen diesem und der Verschluß-

nadel selbst niedrig gehalten.

Die Angußöffnung kann im unteren, formnahen Bereich zylindrisch sein und die Toleranz des Vorzentrier-Körpers kann enger als die des Dichtbereiches in der Angußöffnung sein, so daß der Dichtbereich in Gebrauchsstellung berührungslos innerhalb der Angußöffnung angeordnet ist. Dadurch wird noch besser verhindert daß der zylindrische Dichtbereich auf den Rand der AngußöFnung stoßen und diesen beschädigen kann, sowie selbst unerwünschte Belastungen und Verformungen erfährt Gleichzeitig wird die Abdichtung verbessert Es hat sich gezeigt daß eine ausreichende Dichtwirkung auch gegenüber relativ hohen Kunststoffdrücken erzielt werden kann, wenn die Außenseite des Dichtbereiches von der zylindrischen Wand des formnahen Bereiches der Angußöffnung in Schließstellung der Verschlußnadel einen Abstand von etwa ein hundertstel Millimeter hat Ein derartig geringer Abstand zwischen dem Ende der Verschlußnadei und der diese aufnehmenden Wand des formnahen Bereiches der Angußöff-HURg ergibt außerdem beim Entformen einen gratfreien Abriß. Dabei ist auch von Bedeutung, daß rt^s stimseitige Ende der Verschlußnadel in an sich bekannter Weise bündig mit der Formoberfläche abschließt

Für die Lebensdauer der Nadelverschluß-Düse ist es ferner vorteilhaft wenn der Vorzentrier-Körper aus einem verschleißfesten Werkstoff besteht und wenn eine die Verschlußnadel umgebende Wärmeleitdüse aus gut wärmeleitendem Werkstoff vorgesehen ist, die auch den Vorzentrier-Körper umschließt Dadurch kann der Gießwerkstoff im Bereich des Vorzentrier-Körpers mit genügend Wärme versorgt werden, um nennenswert Viskositätsschwankungen zu verhindern und es kann für eine gleichmäßige Temperatur im gesamten Düsenbereich gesorgt werden. Eine eventuelle kurze Unterbrechung bzw. Abstandsvergrößerung der Wärmezufuhr im Bereich des Vorzentrier-Körpers fällt dabei im Hinblick auf die Fließgeschwindigkeit des Gießwerkstoffes nicht ins Gewicht.

Ein AL..führungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrif*bsn. ^^c 2S!^ct*

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Bereich der Nadelverschluß-Düse mit deren Kolbenantrieb und deren Anordnung in einer Spritzgießform,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch den vorderen Bereich der Verschlußnadel mit einem Vorzentrier-Körper und der Angußöffnung in den Formhohlraum,

F i g. 3 eine DraufsHit auf eine Wärmeleitdüse mit eingesetztem Vorzentrier-Körper ohne Verschlußnadel/

Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Nadelverschluß-Düse, im folgenden auch kurz Düse 1 genannt, kann insbesondere mehrfach vorgesehen sein, um Spritzgießformen, nämlich vor allem Mehrfachformen zu füllen. Ein wesentliches Teil dieser Düse 1 ist dabei eine im Zufuhrweg 2 für flüssigen Kunststoff 3 als Gießwerkstoff angeordnete, aus einer Offenstellung in eine Schließstellung und zurück verschiebbare Verschlußna- <iel 4, die in F i g. 1 und 2 in Offenstellung dargestellt ist.

An ihrem Verschlußende 5 hat.diese Verschlußnadei 4 einen zylindrischen Dichtbereich 6 mit kleinerem Durchmesser gegenüber dem übrigen Teil der Verschlußnadei 4. Der Übergang 7 von" dem größeren zu dem kleineren Durchmesser ist dabei im Ausführungsbeispiel sich konisch verjüngend ausgebildet.

Im vorderen Nadelbereich ist ein Vorzentrier-Körper 8 für die Verschlußnadel 4 vorgesehen, der wenigstens einen, im Ausführungsbeispiel drei Kanäle 9 (vgl vor allem F i g. 3) für den Durchtritt des Kunststoffes 3 aach während des Zentriervorganges aufweist Dieser Vorzentrier-Körper 8 läuft in Nadelschließrichtung konisch zu, wobei der Konuswinkel gegenüber der Nadelerstreckung bzw. Nadelachse kleinen d. h. spitzet oder allenfalls gleich ist dem Winkel zwischen einer Verbindungslinie von einem äußeren Punkt von dem vorderen

ίο Rand 10 des zylindrischen Dichtbereiches 6 zu einem auf einem parallelen Durchmesser liegenden äußeren Punkt des nächst größeren Absatzes 11 der Verschlußnadei 4. Dadurch ergibt sich, daß selbst bei einer Auslenkung der Verschlußnadel 4, die in F i g. 2 mit gestrichelten Linien angedeutet ist der größere Absatz 11 an die Innenwand 12 des Vorzentrier-Körpers 8 zu liegen kommt bevor der empfindliche vordere Rand 10 des Dichtbereiches 6 diese Innenwand 12 berühren kann. Der Vorzentrier-Körper 8 wirkt also in vorteilhafter Weise nht dem relativ unempfindlichen Absatz 11 der Verschlußnadel 4 zusammen, wähi'-.rid der Dichtbereich 6, der eine hohe Genauigkeit haben seil, in jedem Falle geschont bleibt Der Unterschied der beiden vorerwähnten Winkel ist dabei zweckmäßigerweife etwas größer als der größte mögliche Auslenkwinkel der Verschlu-nadel 4, damit mit Sicherheit eine Berührung des Dichtbereiches 6 mit der Innenwand 12 des Vorzentrier-Körpers 8 vermieden wird.
Die vor allem in F i g. 3 erkennbaren drei Kanäle 9 sind an der Innenwand des Zentrier-Körpers 8 gleichmäßig am Umfang verteilt. Dadurch werden die von dem Kunststoff 3 auf die Verschlußnadel 4 ausgeübten Kräfte gleichmäßig verteilt, so daß Auslenkungen weitgehend vermieden werden.

In Fig. 2 erkennt man auch deutlich die Angußöffnung 13 für die Verschlußnadel 4, wobei auch der Sitz der Verschlußnadel 4 in dieser Angußöffnung 13 in dieser Figur mitangedeutet ist. Im ersten Eintrittsbereich 13a ist die Angußöffnung 13 konisch und erst iii. unteren formnahen Bereich 13b ist sie ebenfalls zylindrisch und nimmt den vorderen Randbereich des Dichtbereiches 6 der Verschlußnadel 4 auf. Dadurch ergibt sich nochmals ein Einlauftrichter in die eigentliche Dichtstelle bei 13b, so daß ein Aufsetzen der Stirnseite der Ve^rschlußnadel 4 auf den Rand der Angußöffnung '3 in jedem Falle vermieden wird. Dabei kann im unteren Bereich bei 136 ein geringes Spiel von etwa ein hundertstel Millimeter vorgesehen sein, was zu einer weiteren Schonung des Dichtbereiches 6 und der Angußöffnung 13 führt, ohne daß dadurch die Dichtwirkung leidet. Dabei hat dieser geringe Abstand zwischen dem Dichtbereich 6 und der Wand der Angußöffnung bei 13b den Vorteil, daß beim Entformen ein gratfreier Abriß entsteht. Man erkennt in Fig. 2 auch, daß das stirnseitige Ende des Dichtbereiches 6 der Verschlußnadel 4 bündig mit der Formoberfläche 14 abschließt

In F i g. 3 erkennt man. daß die Kanäle 9 zum Inneren des Vorzentrierkörpers 8 offen sind, wo sie in Gebrauchsstellur.g bei nach unten verschobener Verschlußnadel 4 von dieser abgeschlossen werden.

Der Vorzentrierkörper 8 nimmt nur einen verhältnismäßig kurzen Bereich des Weges· des Kunststoffes 3 ein, so daß er selbst bei einer Fertigung aus verschleißfestem Werkstoff keine Störung des Wärmezutrittes zu dem Kunststoff bewirken kann. Somit kann die in dem gesamten Nadelbereich vorgesehene Wärmeleitdüse 15, die aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff bestehen kann, weil sie praktisch keinem Verschleiß unter-

worfen wird, für eine gleichmäßige Temperaiiur in diesem relativ kritischen Bereich der Kunststoff-Zufuhr sorgen, so daß Viskositätsschwankungen vermieden werden. Man erkennt in Fig.2 einerseits die Heizung 16 für die Wärmeleitdüse 15 und ferner, wie diese Wärmeleitdüse 15 auch den Bereich des Vorzentrierkörpers 8 umschließt. Die Heizung 16 kann z. B. elektrisch sein und aus elektrischen Heizbändern bestehen.

In Fig. 1 ist auch der im ganzen mit 17 bezeichnete Antrieb für die Abwärtsbewegung der Verschlußnadel 4 dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Nadelverschluß-Düse für Spritzgießformen, insbesondere Mehrfachformen, bei der in dem Zuführweg für den flüssigen Gießwerkstoff im Bereich des Übertrittes in die Form eine axial in Schließstellung und Öffnungsstellung verschiebbare Verschlußnadel angeordnet ist, die an ihrem Verschlußende einen zylindrischen Dichtbereich mit kleinerem Durchmesser gegenüber ihrem übrigen Teil aufweist, der in Schließstellung eine in einen Formhohlraum der Spritzgießform mündende, zumindest in einem ersten Eintrittsbereich konische Angußöffnung verschließt, bei der der Obergang von dem größeren zu dem kleineren Durchmesser konisch und/oder gerundet ist, bei der im vorderen Nadelbereich ein Vorzentrier-Körper für die Verschlußnadel vorgesehen ist und bei der Kanäle für den Durchtritt des Gießwerksioifes auch während des Zentriervorganges in Form vun Ausnehmungen zwischen der inneren Oberfläche des Vorzentrierkörpers und der Oberfläche der Verschlußnadel ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorzentrier-Körper (8) eine in Nadelschließrichtung konisch zulaufende Innenwand (12) aufweist deren Konuswinke! gegenüber der Nadelerstreckung kleiner, d. h. spitzer, oder gleich ist dem Winkel zwischen einer Verbindungslinie von dem vorderen Rand (10) des zylindrischen Dichtbereiches (6) zu dem nächst größeren Ab itz (11) der Verschlußnadel (4) durch auf parallelen Durchmessern liegende Verbindungspunkte, und daß die Ausnehmungen für die Kanäle (9) an der Innenwand (12) des Vorzentrier-Körpers (8) ausgebildet sind.

2. Nadelverschluß-Düse nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen dem Konuswinkel des Vorzentrier-Körpers (8) und dem Winkel der Verbindungslinie vom vorderen Rand (10) zu dem größeren Abstatz (11) der Verschlußnadel (4) größer als der größtmögliche Auslenkwinkel der Verschlußnadel (4) bis zum An schlag des größeren Absatzes (11) gegen die Innenwand (12) des Vorzentrier-Körpers (8) ist.

3. Nadelverschluß-Düse nach Patentanspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Berührbereich an dem größeren Absatz {!!) am Übergang (7) von dem größeren Durchmesser zu dem Dichtbereich (6) der Verschlußnadel (4) gerundet ist.

4. Nadelverschluß-Düse nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Angußöffnung (13) im unteren, formnahen Bereich (i3b) zylindrisch ist und daß die Toleranz des Vorzentrier-Körpers (8) enger als die des Dichtbereiches (6) in der Angußöffnung (13) ist, so daß der Dichtbereich (6) in Gebrauchsstellung berührungslos innerhalb der Angußöffnung (13, \3b) angeordnet ist.

5. Nadelverschluß-Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Dichtbereiches (6) von der zylindrischen

iWand des formnahen Bereiches (i3bj der Angüßöffnung (13) in Schließstellung der Verschlußnadel (4) einen Abstand von etwa ein hundertstel Millimeter hat.

6. Nadelverschluß-Düse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorzentrier-Körper (8) aus einem verschleißfesten

Werkstoff besteht und daß eine die Verschlußnadel (4) umgebende Wärmeleitdüse (15) aus gut wärmeleitendem Werkstoff vorgesehen ist, die auch den Vorzentrier-Körper (8) umschließt.