DE202007017136U1

DE202007017136U1 - Valve needle for a needle valve nozzle

Info

Publication number: DE202007017136U1
Application number: DE202007017136U
Authority: DE
Original assignee: GUENTHER HERBERT GmbH; Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Current assignee: GUENTHER HERBERT GmbH; Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2017-12-07

Abstract

Verschlussnadel (50; 70; 80) für eine Nadelverschlussdüse (10), die innerhalb eines Spritzgießwerkzeugs dazu verwendet wird, eine fließfähige Masse unter Druck einem trennbaren Formeinsatz zuzuführen, wobei die Verschlussnadel (50; 70; 80) einen Dichtungsbereich (56; 76; 86) aufweist, der beim bestimmungsgemäßen Betrieb mit einem Dichtsitz (60) derart zusammenwirkt, dass eine Einspritzöffnung (58) des Formeinsatzes wahlweise geöffnet oder geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsbereich (56; 76; 86) eine Krümmung aufweist.Valve pin (50, 70, 80) for a needle valve nozzle (10), used within an injection molding tool becomes a flowable mass under pressure to supply separable mold insert, wherein the valve pin (50; 70; 80) has a sealing region (56; 76; Proper operation with a sealing seat (60) interacts such that an injection opening (58) the mold insert is either opened or closed, characterized in that the sealing region (56; 76; 86) has a curvature having.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschlussnadel für eine Spritzgießdüse, die innerhalb eines Spritzgießwerkzeugs dazu verwendet wird, eine fließfähige Masse unter Druck einem trennbaren Formeinsatz zuzuführen, wobei die Verschlussnadel einen Dichtungsbereich aufweist, der beim bestimmungsgemäßen Betrieb mit einem Dichtsitz derart zusammenwirkt, dass eine Einspritzöffnung des Formeinsatzes wahlweise geöffnet oder geschlossen wird. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Spritzgießdüse mit einer solchen Verschlussnadel und auf ein Spritzgießwerkzeug mit einem Dichtsitz, der mit einer solchen Verschlussnadel zusammenwirkt.The The invention relates to a valve needle for an injection molding nozzle, used within an injection molding tool becomes a flowable mass under pressure to supply separable mold insert, wherein the valve pin has a sealing area, which in the intended Operation cooperates with a sealing seat such that an injection port the mold insert is either opened or closed. Furthermore, the present invention relates to an injection molding nozzle with such a valve pin and on an injection mold with a sealing seat, which cooperates with such a valve needle.

Spritzgießwerkzeuge der zuvor genannten Art sind in unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt.injection molds of the aforementioned type are in a variety of configurations known.

Beispielsweise offenbart US-A-4 013 393 ein Spritzgießwerkzeug mit einer Spritzgießdüse, die ein Materialrohr mit einem Strömungskanal umfasst, durch den die fließfähige Masse einem trennbaren Formeinsatz zugeführt wird. Durch den Strömungskanal ist eine Verschlussnadel mit in der Wesentlichen konstantem Außendurchmesser geführt, die mit einer Einspritzöffnung des Formeinsatzes zusammenwirkt und diese unter Durchführung einer Hin- und Herbewegung wahlweise öffnet oder verschließt.For example disclosed US-A-4 013 393 an injection molding tool with an injection molding nozzle, which comprises a material pipe with a flow channel through which the flowable material is fed to a separable mold insert. Through the flow channel, a closure needle is guided with a substantially constant outer diameter, which cooperates with an injection opening of the mold insert and this opens or closes under performing a reciprocating motion.

Hierzu weist die Verschlussnadel an ihrem zum Formeinsatz weisenden Ende einen Dichtungsbereich auf, der zum Verschließen der Einspritzöffnung in einen in dem Formeinsatz ausgebildeten Dichtsitz gepresst wird. Der Dichtungsbereich der Verschlussnadel ist zylindrisch ausgebildet, während sich der Dichtsitz des Formeinsatzes konisch verjüngt. Beim Verschließen der Einspritzöffnung wird der zylindrische Dichtungsbereich der Ventilnadel soweit in den Dichtsitz des Formeinsatzes eingeführt, bis eine Position erreicht ist, bei welcher der Außendurchmesser des Dichtungsbereiches dem Innendurchmesser des Dichtsitzes entspricht. An dieser Position kommen die untere Kante des Dichtungsbereiches und der Dichtsitz in Eingriff, so dass die Einspritzöffnung durch den entstehenden Linienkontakt zwischen Dichtungsbereich und Dichtsitz verschlossen wird. Alternativ ist es natürlich auch möglich, den Dichtungsbereich der Verschlussnadel konisch und den Dichtsitz zylindrisch, beide konisch oder beide zylindrisch auszubilden, wobei bei der zuletzt genannten Variante eine Abdichtung über die gesamten Zylinderflächen erfolgt.For this has the valve pin at its end facing the mold insert a sealing area, which closes the injection opening is pressed into a molded in the mold insert sealing seat. The sealing region of the valve needle is cylindrical, while the sealing seat of the mold insert tapers conically. When closing the injection port is the cylindrical sealing area of the valve needle far into the sealing seat of the mold insert until reaching a position is, in which the outer diameter of the sealing area corresponds to the inner diameter of the sealing seat. At this position come the lower edge of the sealing area and the sealing seat engaged so that the injection port through the resulting Line contact between sealing area and sealing seat closed becomes. Alternatively, it is also possible the sealing area of the needle conical and the sealing seat cylindrical, both conical or both cylindrical form, wherein in the latter variant, a seal over the entire cylindrical surfaces takes place.

Ein Problem bei beiden dieser Varianten besteht darin, dass der Eingriff zwischen dem Dichtungsbereich und dem Dichtsitz, der unter hohem Druck erfolgt, einen Verschleiß hervorruft, der letztendlich ein ordnungsgemäßes Verschließen der Einspritzöffnung beeinträchtigt. Diesbezüglich wäre es entsprechend vorteilhaft, ein schonendes Schließen der Kavität weiter zu optimieren. Ein weiterer Nachteil der zuvor beschriebenen Varianten kommt ebenfalls beim Schließen der Einspritzöffnung zum Tragen. Wenn die Ventilnadel zum Schließen der Kavität in Richtung des Dichtsitzes des Formeinsatzes bewegt wird, so muss ein gewisser Teil der Schmelze, der durch die Verschlussnadel verdrängt wird, in Richtung des Strömungskanals des Materialrohrs um den Dichtungsbereich der Verschlussnadel strömen. Ein zylindrischer Dichtungsbereich beschränkt diesen Rückfluss jedoch stark, weshalb in der Schmelze ein Gegendruck aufgebaut wird. Durch diesen Gegendruck kann es ungewollt dazu kommen, dass Schmelze in Richtung der Einspritzöffnung beim Schließen derselben nachgedrückt wird. Dies kann zu Spannungen in dem Spritzgegossenen Bauteil führen, was es zu vermeiden gilt. Bei einem konischen Dichtungsbereich ist hingegen mit einem erhöhten Verschleiß zu rechnen, was ebenfalls nicht wünschenswert ist. Entsprechend wäre es vorteilhaft, den Schmelzenrückfluss zum Zeitpunkt des Schließens der Einspritzöffnung durch die Verschlussnadel zu optimieren.One Problem with both of these variants is that the intervention between the sealing area and the sealing seat under high pressure takes place, causing wear, which ultimately a proper closing of the Injection opening impaired. In this regard, it would be advantageous, a gentle closing the To further optimize the cavity. Another disadvantage of previously described variants also comes when closing the injection port to bear. When the valve needle for Close the cavity in the direction of the sealing seat of the mold insert is moved, so must a certain part of the melt, which is displaced by the valve pin, in the direction the flow channel of the material pipe around the sealing area flow the valve pin. A cylindrical sealing area however, limits this reflux greatly, which is why in the melt, a back pressure is built up. By this back pressure It may unintentionally happen that melt in the direction of the injection opening is pressed when closing the same. This can lead to stress in the injection-molded component, what to avoid. For a conical sealing area is on the other hand to expect increased wear which is also undesirable. Would be appropriate It is advantageous to melt backflow at the time of Close the injection port through the valve needle optimize.

Zur Behebung des zuletzt beschriebenen Problems schlägt DE-A-197 17 381 ein Spritzgießwerkzeug mit einer Spritzgießdüse vor, in der ein Strömungskanal ausgebildet ist, durch den sich eine Verschlussnadel erstreckt. Die Ventilnadel umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen Hauptbereich und einen zylindrischen Dichtungsbereich, der an dem zu einem Formeinsatz weisenden Ende der Verschlussnadel angeordnet ist. Ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Stand der Technik wirkt der Dichtungsbereich der Verschlussnadel mit einem zylindrischen oder leicht konisch ausgebildeten Dichtsitz des Formeinsatzes zusammen, um eine in dem Formeinsatz ausgebildete Einspritzöffnung durch Hin- und Herbewegen der Verschlussnadel wahlweise zu öffnen oder zu verschließen.To fix the last described problem suggests DE-A-197 17 381 an injection mold with an injection molding in front, in which a flow channel is formed, through which a valve needle extends. The valve needle comprises a substantially cylindrical main portion and a cylindrical sealing portion disposed at the end of the valve needle facing a mold insert. Similar to the prior art described above, the sealing area of the valve pin cooperates with a cylindrical or slightly conical sealing seat of the mold insert to selectively open or close an injection opening formed in the mold insert by reciprocating the valve needle.

Anders als bei der von US-A-4 013 393 vorgeschlagenen Lösung umfasst die Verschlussnadel zwischen ihrem Hauptbereich und dem Dichtungsbereich einen Übergangsbereich, dessen Querschnittsfläche wesentlich kleiner als diejenige des Dichtungsbereichs ist. Durch diesen Übergangsbereich wird der oben beschriebene Rückfluss der Schmelze beim Schließen der Verschlussnadel positiv beeinflusst, so dass sich der Aufbau eines Gegendrucks beträchtlich vermindert. Dabei kann der Übergangsbereich wahlweise als Hinterschnitt oder in Form von sich in Axialrichtung der Verschlussnadel erstreckenden Nuten vorgesehen sein. Auch wenn durch diese Ausgestaltung ein verbesserter Rückfluss realisiert wird, kann dieser noch weiter optimiert werden. Ferner entspricht der durch den Eingriff des Dichtungsbereiches und des Dichtsitzes verursachte Verschleiß demjenigen des Spritzgießwerkzeugs gemäß US-A-4 013 393 , so dass der diesbezüglich genannte Nachteil ebenfalls vorhanden ist.Unlike that of US-A-4 013 393 proposed solution, the closure needle between its main region and the sealing region comprises a transition region whose cross-sectional area is substantially smaller than that of the sealing region. Through this transition region, the above-described reflux of the melt during the closing of the valve needle is positively influenced, so that the build-up of a back pressure is considerably reduced. In this case, the transition region may be provided either as an undercut or in the form of extending in the axial direction of the valve needle grooves. Even if an improved reflux is realized by this embodiment, this can be further optimized. Furthermore, this corresponds to the engagement of the seal Area and the sealing seat caused wear of that of the injection molding according to US-A-4 013 393 , so that the disadvantage mentioned in this regard is also present.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beseitigen.outgoing From this prior art it is an object of the present invention Invention, the disadvantages described above at least partially to eliminate.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Verschlussnadel nach Anspruch 1, eine Spritzgießdüse nach Anspruch 17 und ein Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 18. Individuelle Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.to This object is achieved by the present invention a closure needle according to claim 1, an injection molding according to claim 17 and an injection mold according to claim 18. Individual embodiments of the invention are the subject of Dependent claims.

Die Verschlussnadel der vorliegenden Erfindung umfasst einen Dichtungsbereich, der beim bestimmungsgemäßen Betrieb mit einem in einem trennbaren Formeinsatz ausgebildeten Dichtsitz derart zusammenwirkt, dass eine Einspritzöffnung des Formeinsatzes wahlweise geöffnet oder geschlossen wird. Erfindungsgemäß ist der Dichtungsbereich im Gegensatz zum Stand der Technik nicht zylindrisch oder konisch ausgebildet, sondern derart, dass der Dichtungsbereich eine Krümmung aufweist, d. h. zumindest teilweise abgerundet ist. Die Krümmung ist dabei bevorzugt derart gewählt, dass ein teilkugelartiger Abschnitt gebildet wird, wobei natürlich auch ein ellipsenartiger Abschnitt gebildet werden kann. Bei dem kugelartigen Abschnitt handelt es sich bevorzugt um ein Kugelsegment, also um einen Kugelabschnitt, der erzeugt wird, indem eine Kugel durch einen oder durch zwei parallele Schnitte geteilt wird. Auf diese Weise wird zwischen dem Dichtungsbereich der Verschlussnadel und dem Dichtsitz des Formeinsatzes eine Dichtung nach Art eines Kugelventils erzeugt, die in Bezug auf einen schonenden Eingriff zwischen Dichtungsbereich und Dichtsitz den eingangs beschriebenen Dichtungsausgestaltungen überlegen ist. Entsprechend ist auch der Verschleiß des Dichtungsbereiches und des Dichtsitzes geringer, wodurch die Lebensdauer der Bauteile verlängert wird. Ferner wird durch die Krümmung auch ein Strömungswiderstand verringert, der dem zuvor beschriebenen Zurückfließen der Schmelze beim Schließen der Verschlussnadel entgegenwirkt. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich beim Kugelabschnitt um eine Kugelkappe handelt, also um einen Kugelabschnitt, der erzeugt wird, indem eine Kugel durch einen einzelnen Schnitt unterteilt wird, wie beispielsweise eine Halbkugel.The Valve pin of the present invention comprises a sealing area, during normal operation with a cooperates in a separable mold insert formed sealing seat, that an injection port of the mold insert optional opened or closed. According to the invention the sealing area in contrast to the prior art is not cylindrical or conical, but such that the sealing area a Has curvature, d. H. at least partially rounded is. The curvature is preferably selected such that that a part-spherical portion is formed, of course Also, an ellipsoidal section can be formed. In which spherical portion is preferably a spherical segment, ie around a sphere section generated by passing a ball through one or two parallel cuts. To this Way is between the sealing area of the valve pin and the sealing seat of the mold insert a seal in the manner of a ball valve generated in relation to a gentle engagement between sealing area and sealing seat superior to the sealing embodiments described above is. Accordingly, the wear of the sealing area and the sealing seat lower, reducing the life of the components is extended. Further, by the curvature also reduced a flow resistance, the previously described back flow of the melt when closing counteracts the valve pin. This is especially true if the ball section is a ball cap, so around a sphere section generated by passing a ball through is divided into a single cut, such as a Hemisphere.

Die Verschlussnadel umfasst bevorzugt einen Schaftbereich und einen Übergangsbereich, wobei der Übergangsbereich den Schaftbereich mit dem Dichtungsbereich verbindet. Gemäß einer Variante ist der Übergangsbereich in Bezug auf den Dichtungsbereich zumindest teilweise als Hinterschnitt ausgebildet ist, so dass sich die in Bezug auf die DE-A-197 17 381 beschriebenen Vorteile in Bezug auf das Zurückströmen der Schmelze beim Schließen der Verschlussnadel ergeben. Zusätzlich oder alternativ kann im Schaftbereich und/oder im Übergangsbereich wenigstens eine Nut ausgebildet sein, die sich bevorzugt in Längsrichtung der Verschlussnadel erstreckt, wodurch sich in Bezug auf den Schmelzenrückfluss beim Schließen der Verschlussnadel ähnliche oder zusätzliche Vorteile ergeben.The closure needle preferably comprises a shaft region and a transition region, wherein the transition region connects the shaft region with the sealing region. According to a variant of the transition region is at least partially formed with respect to the sealing region as an undercut, so that in relation to the DE-A-197 17 381 described advantages in terms of the backflow of the melt when closing the valve pin. Additionally or alternatively, at least one groove may be formed in the shaft region and / or in the transition region, which preferably extends in the longitudinal direction of the closure needle, resulting in similar or additional advantages with respect to the melt reflux when closing the closure needle.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Verschlussnadel einteilig ausgebildet ist, also aus einem einzelnen Werkstück hergestellt.According to one Embodiment of the present invention is the valve pin is formed in one piece, ie from a single workpiece produced.

Alternativ kann die Verschlussnadel aber auch mehrteilig ausgebildet sein. Bei dieser Ausgestaltung ist bevorzugt zumindest der Dichtungsbereich als separates Bauteil ausgebildet ist und vorteilhaft kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem Übergangsbereich verbunden, was beispielsweise mittels Schweißen, Kleben, Verschrauben o. dgl. erfolgen kann. Eine mehrteilige Ausbildung der Verschlussnadel ist beispielsweise dahingehend von Vorteil, dass die Verschlussnadel verschiedene Materialien aufweisen kann. So kann zum Beispiel der Dichtungsbereich aus Keramik gefertigt sein, was in Hinblick auf die Verschleißfestigkeit, also Korrosion, Adhäsion, Abrasion oder dergleichen vorteilhaft ist. Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine Spritzgießdüse mit einer Verschlussnadel der zuvor beschriebenen Art.alternative However, the valve needle may also be designed in several parts. In this embodiment, at least the sealing area is preferred is formed as a separate component and advantageous force, shape and / or cohesively with the transition region connected, for example, by welding, gluing, Screwing o. The like. Can take place. A multi-part education For example, the valve pin is advantageous in that that the closure needle may have different materials. For example, the sealing area can be made of ceramic what in terms of wear resistance, so Corrosion, adhesion, abrasion or the like advantageous is. Furthermore, the present invention provides an injection molding nozzle with a closure needle of the type described above.

Schließlich schafft die vorliegende Erfindung ein Spritzgießwerkzeug mit der erfindungsgemäßen Spritzgießdüse und/oder der erfindungsgemäßen Verschlussnadel sowie einem Formeinsatz, der einen Dichtsitz aufweist, der mit dem Dichtungsbereich der Verschlussnadel zusammenwirkt. Der Dichtsitz kann zylindrisch oder konisch ausgebildet sein. Bevorzugt ist er jedoch mit einer Krümmung versehen, die geringfügig größer als diejenige des Dichtungsbereiches der Verschlussnadel ist, wodurch ein besonders schonendes Zusammenspiel zwischen Dichtungsbereich und Dichtsitz erzielt wird.After all The present invention provides an injection molding tool with the injection molding nozzle according to the invention and / or the valve needle according to the invention and a mold insert having a sealing seat with the Sealing area of the valve needle cooperates. The sealing seat can be cylindrical or conical. However, it is preferred provided with a curvature that is slightly larger than that of the sealing area of the valve pin, whereby a particularly gentle interaction between the sealing area and sealing seat is achieved.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:Further Features, details and advantages of the invention will become apparent the wording of the claims and the following Description of embodiments with reference to the drawings. Show it:

1 eine Schnittansicht einer Nadelverschlussdüse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a sectional view of a needle valve according to an embodiment of the present invention;

2 eine vergrößerte Ansicht des in 1 mit dem Bezugszeichen II bezeichneten Ausschnittes; 2 an enlarged view of the in 1 with the reference numeral II designated section;

3 eine vergrößerte Ansicht des in 2 mit dem Bezugszeichen III bezeichneten Ausschnittes; 3 an enlarged view of the in 2 with the reference numeral III designated section;

4 eine der 3 entsprechende Ansicht einer Verschlussnadel gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und 4 one of the 3 corresponding view of a valve needle according to a second embodiment of the present invention and

5 eine den 3 und 4 entsprechende Ansicht einer Verschlussnadel gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 a the 3 and 4 corresponding view of a valve needle according to a third embodiment of the present invention.

Gleiche Bezugsziffern bezeichnen nachfolgend gleiche oder gleichartige Bauteile.Same Reference numerals below designate the same or similar components.

Die in 1 allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Nadelverschlussdüse ist zum Einsetzen in eine Spritzgießvorrichtung bestimmt, die zur Herstellung von Formteilen aus einer fließfähigen Masse – beispielsweise einer Kunststoffschmelze – dient. Die Spritzgießvorrichtung hat gewöhnlich eine Aufspannplatte sowie parallel dazu eine Verteilerplatte, in der ein System von Strömungskanälen ausgebildet ist. Diese münden in mehrere Nadelverschlussdüsen 10, die beispielsweise als Heißkanaldüsen ausgebildet und jeweils mit einem Gehäuse 12 an der Unterseite der Verteilerplatte montiert sind.In the 1 generally with the reference number 10 designated needle valve nozzle is intended for insertion into an injection molding, which serves for the production of moldings from a flowable material - for example, a plastic melt. The injection molding apparatus usually has a platen and, in parallel thereto, a distributor plate in which a system of flow channels is formed. These lead to several needle valve nozzles 10 , For example, designed as hot runner nozzles and each with a housing 12 are mounted on the underside of the distributor plate.

Die Nadelverschlussdüse umfasst ein Materialrohr 14, das an seinem oberen Ende mit einem flanschartigen Anschlusskopf 16 versehen ist. Dieser sitzt lösbar in dem Gehäuse 12. Eine radial ausgebildete Stufe 18 zentriert das Gehäuse 12 und damit die Nadelverschlussdüse 10 in der Spritzgießvorrichtung.The needle valve nozzle comprises a material tube 14 , which at its upper end with a flange-like connection head 16 is provided. This sits detachably in the housing 12 , A radially formed step 18 centers the housing 12 and thus the needle valve nozzle 10 in the injection molding apparatus.

Innerhalb des sich in Axialrichtung A erstreckenden Materialrohrs 14 ist mittig ein Strömungskanal 20 für eine Materialschmelze eingebracht. Der bevorzugt als Bohrung ausgebildete Strömungskanal 20 besitzt im Anschlusskopf 16 eine Materialzufuhröffnung 22 und mündet in seinem unteren Ende in einem Düsenmundstück 24, das als Düsenspitze ausgebildet ist. Das Düsenmundstück 24 hat eine Material-Austrittsöffnung 26, damit die fließfähige Materialschmelze in ein nicht dargestelltes Formnest gelangen kann. Das bevorzugt aus hoch wärmeleitendem Material gefertigte Düsenmundstück 24 ist endseitig in das Materialrohr 14 eingesetzt.Within the extending in the axial direction A material tube 14 is a flow channel in the middle 20 introduced for a molten material. The preferably designed as a bore flow channel 20 owns in the connection head 16 a material supply opening 22 and opens in its lower end in a nozzle mouthpiece 24 , which is designed as a nozzle tip. The nozzle mouthpiece 24 has a material outlet 26 , So that the flowable material melt can get into an unillustrated mold cavity. The preferably made of highly thermally conductive material nozzle tip 24 is end in the material pipe 14 used.

Zur Abdichtung der Nadelverschlussdüse 10 gegenüber der Verteilerplatte ist im Anschlusskopf 16 des Materialrohrs 14 konzentrisch zur Material-Zuführöffnung 22 ein Dichtring 28 vorgesehen. Denkbar ist auch die Ausbildung eines zusätzlichen ringförmigen Zentrieransatzes, was die Montage der Nadelverschlussdüse 10 an der Spritzgießvorrichtung erleichtern kann.For sealing the needle valve nozzle 10 opposite the distributor plate is in the connection head 16 of the material pipe 14 concentric with the material feed opening 22 a sealing ring 28 intended. Also conceivable is the formation of an additional annular centering approach, which is the installation of the needle valve nozzle 10 can facilitate on the injection molding.

Auf den Außenumfang 30 des Materialrohrs 14 ist eine Heizung 32 aufgesetzt, die sich über nahezu die gesamte axiale Länge des Materialrohrs 14 erstreckt.On the outer circumference 30 of the material pipe 14 is a heater 32 placed over almost the entire axial length of the material tube 14 extends.

Für die Erfassung der von der Heizung 32 erzeugten Temperatur ist ein Temperaturfühler 34 vorgesehen, der bis in die Nähe des Düsenmundstückes 24 geführt ist.For the detection of the heating 32 generated temperature is a temperature sensor 34 provided, which is close to the nozzle mouthpiece 24 is guided.

Um das Materialrohr 14 und die Heizung 32 gegenüber den Werkzeugplatten thermisch abzuschirmen, wird das Gehäuse 12 in Richtung des Düsenmundstückes 24 von einer Schaftanordnung 36 fortgesetzt. Diese hat einen Schaft-Hauptteil 38, der bevorzugt aus gehärtetem Werkzeugstahl gefertigt ist, und einen Trennteil 40 aus schlecht wärmeleitendem Material, wie beispielsweise Titan oder dergleichen. Letzterer bildet eine Aufnahme 42 mit einer im wesentlichen zylindrischen Innenkontur, welche das freie Ende des Materialrohrs 14 im Schiebesitz dichtend umfasst, während der Schaft-Hauptteil 46 das Materialrohr 14 mit radialem Abstand umschließt, so dass bis auf eine schmale Anschlagsstelle im Bereich der Aufnahme 42 ein thermisch isolierender Luftspalt zwischen der Heizung 32 und der Schaftanordnung 36 verbleibt.To the material pipe 14 and the heater 32 to thermally shield against the tool plates, the housing 12 in the direction of the nozzle mouthpiece 24 from a shaft arrangement 36 continued. This has a shaft body 38 , which is preferably made of hardened tool steel, and a separator 40 made of poor thermal conductivity material, such as titanium or the like. The latter forms a recording 42 with a substantially cylindrical inner contour, which the free end of the material tube 14 in the sliding seat sealing, while the shaft main body 46 the material pipe 14 encloses with a radial distance, so that except for a narrow stop in the area of the recording 42 a thermally insulating air gap between the heater 32 and the shaft assembly 36 remains.

Der insgesamt zylindrisch ausgebildete Schaft-Hauptteil 38 ist an seinem oberen Ende mithilfe von Schrauben 44 mit dem unteren Teil des Gehäuses 12 verbunden. Das untere Ende des Schaft-Hauptteils 38 ist stufenförmig ausgebildet und mit dem oberen Ende des Trennteils 40 verlötet.The generally cylindrical shank main body 38 is at its upper end with the help of screws 44 with the lower part of the housing 12 connected. The lower end of the shaft main body 38 is stepped and with the upper end of the separator 40 soldered.

Zwischen dem Trennteil 40 der Schaftanordnung 36 und dem Düsenmundstück 24 ist eine Tellerfeder 46 vorgesehen, die das Düsenmundstück 24 gegen einen Ring 48 drückt, der aus schlecht wärmeleitendem Material hergestellt ist, wie beispielsweise Titan oder dergleichen. Der Ring 48 dient dazu, eine zu schnelle Abkühlung des Düsenmundstückes 24 zu verhindern.Between the separator 40 the shaft arrangement 36 and the nozzle mouthpiece 24 is a plate spring 46 provided that the nozzle mouthpiece 24 against a ring 48 presses, which is made of poor thermal conductivity material, such as titanium or the like. The ring 48 serves to a too rapid cooling of the nozzle mouthpiece 24 to prevent.

Durch den Strömungskanal 20 des Materialrohrs 14 ist eine Verschlussnadel 50 geführt, die in dem Düsenmundstück 24 mündet und zum Öffnen und Verschließen der Angussöffnung dient.Through the flow channel 20 of the material pipe 14 is a valve pin 50 guided in the nozzle mouthpiece 24 opens and serves to open and close the gate.

2 ist eine vergrößerte Ansicht, die den in 1 mit dem Bezugssymbol II bezeichneten Ausschnitt zeigt. 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die den in 2 mit dem Bezugssymbol III bezeichneten Ausschnitt zeigt. 2 is an enlarged view showing the in 1 with the reference symbol II designated section shows. 3 is an enlarged view showing the in 2 with the reference symbol III designated section shows.

Wie es insbesondere in 2 gut zu erkennen ist, umfasst die Verschlussnadel 50 einen Schaftbereich 52, einen Übergangsbereich 54, der vorliegend in vier Übergangsabschnitte 54a, 54b, 54c und 54d unterteilt ist, und einen Dichtungsbereich 56, die in dieser Reihenfolge ineinander übergehen. Die Verschlussnadel 54 wirkt mit der Einspritzöffnung derart zusammen, dass sie die Einspritzöffnung 22 wahlweise öffnet oder schließt, indem sie sich auf- oder abwärts bewegt. Zum ordnungsgemäßen Schließen der Einspritzöffnung 58 wirkt der Dichtungsbereich 56 an dem zur Einspritzöffnung 58 weisenden Ende der Verschlussnadel 50 mit einem konischen Dichtsitz 60 der Einspritzöffnung 58 zusammen.As it is in particular in 2 can be seen well, includes the valve pin 50 a shaft area 52 , a transition area 54 , the present in four transitional sections 54a . 54b . 54c and 54d is divided, and a sealing area 56 that merge into each other in that order. The Ver closing needle 54 interacts with the injection port to form the injection port 22 optionally opens or closes by moving up or down. For proper closing of the injection opening 58 the sealing area acts 56 at the to the injection port 58 pointing end of the valve pin 50 with a conical sealing seat 60 the injection port 58 together.

Der Dichtungsbereich 56 der Verschlussnadel 50 weist hierzu eine Krümmung auf, wodurch der Dichtungsbereich 56 die Form eines Kugelabschnitts erhält, also einen solchen Kugelabschnitt, der erzielt wird, wenn eine Kugel zweifach parallel durchtrennt wird. Bei der Abwärtsbewegung der Verschlussnadel 50 legt sich der Außenumfang des Dichtungsbereichs 56 unter Druck und im wesentlichen unter Bildung eines Linienkontaktes an den Innenumfang des Dichtsitzes 60 an, so dass zwischen dem Dichtungsbereich 56 und dem Dichtsitz 60 eine Dichtung nach Art eines Kugelventils erzeugt wird, der ein weiteres Ausströmen der Schmelze durch die Einspritzöffnung 58 verhindert. Dank der zuvor beschriebenen Dichtung nach Art eines Kugelventils ist der Eingriff zwischen dem Dichtungsbereich 56 und dem Dichtsitz 60 ausgesprochen schonend, so dass kaum ein Verschleiß an den Bauteilen auftritt. Die Dichtwirkung ist außerordentlich hoch; die Lebensdauer der Bauteile entsprechend lang.The sealing area 56 the shutter needle 50 has a curvature, whereby the sealing area 56 receives the shape of a spherical section, that is, such a ball section, which is achieved when a ball is cut twice in parallel. During the downward movement of the valve pin 50 sets the outer circumference of the sealing area 56 under pressure and substantially to form a line contact with the inner periphery of the sealing seat 60 on, so that between the sealing area 56 and the seal seat 60 a seal is produced in the manner of a ball valve, the further outflow of the melt through the injection opening 58 avoided. Thanks to the previously described ball valve type seal, the engagement between the sealing area 56 and the seal seat 60 extremely gentle, so that hardly any wear on the components occurs. The sealing effect is extraordinarily high; the life of the components correspondingly long.

Wie eingangs im Rahmen der Erläuterungen zum Stand der Technik beschrieben wurde, soll beim Schließen der Verschlussnadel 50 ein Großteil des durch diese verdrängten Materials in Richtung des Strömungskanals 20 zurückströmen. Um dieses Zurückströmen zu erleichtern, ist der Übergangsabschnitt 54d des Übergangsbereiches 54 gegenüber dem Dichtungsbereich 56 als Hinterschnitt ausgebildet. Zudem wird ein problemloses Zurückströmen durch die Krümmung des Dichtungsbereiches 56 begünstigt, da die Krümmung dem Dichtungsbereich 56 einen geringeren Strömungswiderstand verleiht.As has been described in the context of the explanations on the prior art, should when closing the valve pin 50 much of the displaced by this material in the direction of the flow channel 20 flow back. To facilitate this backflow, the transition section is 54d of the transition area 54 opposite the sealing area 56 designed as an undercut. In addition, a smooth flow back through the curvature of the sealing area 56 favors because the curvature of the sealing area 56 gives a lower flow resistance.

4 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen der 3 und zeigt eine Verschlussnadel 70 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Verschlussnadel 70 umfasst einen Schaftbereich 72, einen Übergangsbereich 74, der vorliegend in drei Übergangsabschnitte 74a und 74b unterteilt ist, und einen Dichtungsbereich 76. Im Gegensatz zu der in den 1 bis 3 dargestellten Verschlussnadel 50 gehen der Übergangsabschnitt 74b und der Dichtungsbereich 76 der Verschlussnadel 70 derart ineinander über, dass zwischen diesen kein Hinterschnitt erzeugt wird. Der Dichtungsbereich 76 ist auch hier mit einer Krümmung versehen, wodurch der Dichtungsbereich 76 die Form eines Kugelabschnittes erhält. Durch diese Krümmung wird eine Dichtung nach Art eines Kugelventils erzeugt, wodurch die zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden. 4 is a view similar to the one of 3 and shows a valve pin 70 according to a second embodiment of the present invention. The shutter needle 70 includes a shaft area 72 , a transition area 74 , the present in three transitional sections 74a and 74b is divided, and a sealing area 76 , Unlike in the 1 to 3 illustrated shutter needle 50 go the transition section 74b and the sealing area 76 the shutter needle 70 into one another such that no undercut is created between them. The sealing area 76 is also provided here with a curvature, whereby the sealing area 76 gets the shape of a sphere section. By this curvature, a seal is produced in the manner of a ball valve, whereby the advantages described above are achieved.

Ferner ist im Bereich der Übergangsabschnitte 74a und 74b eine Nut 78 ausgebildet, die beim Schließen der Verschlussnadel 70 ein Zurückströmen des durch die Verschlussnadel 70 verdrängten Materials in Richtung des Strömungskanals 20 erleichtert.Furthermore, in the area of the transition sections 74a and 74b a groove 78 formed when closing the valve pin 70 a backflow of the through the valve needle 70 displaced material in the direction of the flow channel 20 facilitated.

5 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Verschlussnadel 80 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Verschlussnadel 80 umfasst einen Schaftbereich 82, einen Übergangsbereich 74, der in zwei Übergangsabschnitte 74a und 74b unterteilt ist, und einen Dichtungsbereich 86. Der Dichtungsbereich 86 weist eine Krümmung auf, wodurch der Dichtungsbereich 86 die Form eines Kugelabschnitts erhält, der erzielt wird, wenn eine Kugel einmal jenseits ihrer Mittellinie geschnitten wird. Auch diese Form des Dichtungsbereiches 86 erzielt die zuvor beschriebenen Vorteile. Der Übergangsabschnitt 84b ist gegenüber dem Dichtungsbereich 86 als Hinterschnitt aus gebildet, wodurch wiederum ein Zurückströmen des Materials, das beim Schließen der Verschlussnadel 80 verdrängt wird, in Richtung des Strömungskanals 20 erleichtert wird. 5 shows an enlarged view of a valve pin 80 according to a third embodiment of the present invention. This shutter needle 80 includes a shaft area 82 , a transition area 74 in two transitional sections 74a and 74b is divided, and a sealing area 86 , The sealing area 86 has a curvature, whereby the sealing area 86 takes the form of a sphere section obtained when a ball is cut once beyond its centerline. Also this form of the sealing area 86 achieves the advantages described above. The transition section 84b is opposite the sealing area 86 formed as an undercut, which in turn causes a backflow of the material when closing the shutter needle 80 is displaced, in the direction of the flow channel 20 is relieved.

Es sollte klar sein, dass die zuvor beschriebenen Ausführungsformen in keiner Weise einschränkend sind, sondern dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.It it should be clear that the embodiments described above are in no way limiting, but that modifications and changes can be made without the To leave the scope of the present invention, by the appended claims are defined.

Insbesondere muss der Dichtsitz 60 nicht konusförmig ausgebildet sein. Alternativ kann er auch zylindrisch sein. Ferner kann er auch mit einer Krümmung versehen werden.In particular, the sealing seat needs 60 not be cone-shaped. Alternatively, it can also be cylindrical. Furthermore, it can also be provided with a curvature.

Zudem sind sämtliche der zuvor beschriebenen Verschlussnadeln einteilig dargestellt, also als seien sie aus einem einzelnen Bauteil hergestellt. Die Verschlussnadeln können jedoch auch mehrteilig ausgebildet werden. Insbesondere bei dem Dichtungsbereich kann es sich um ein separates Bauteil handeln, das nachträglich mit entsprechenden Mitteln an dem Übergangsbereich befestigt wird. Die Befestigung kann mittels Kraft-, Form und/oder Stoffschluss erzielt werden, beispielsweise mittels Kleben, Schweißen, Verschrauben oder dergleichen. Die separate Ausbildung des Dichtungsbereiches bietet den Vorteil, dass für diesen ein anderes Material als für die restliche Verschlussnadel verwendet werden kann. So kann der Dichtungsbereich aufgrund der an diesem auftretenden hohen Belastung beispielsweise Keramik oder dergleichen gefertigt sein.moreover are all of the previously described closure needles shown in one piece, as if they were from a single component produced. However, the closure needles can also be designed in several parts become. In particular, the sealing area may be a act separate component, which subsequently with appropriate Means is attached to the transition region. The attachment can be achieved by means of force, shape and / or adhesion, for example, by gluing, welding, screwing or similar. The separate design of the sealing area offers the advantage that for this a different material than for the remaining valve pin can be used. So can the Sealing area due to the occurring at this high load, for example Ceramics or the like can be made.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All from the claims, the description and the drawing resulting features and benefits, including constructional details, spatial arrangements and method steps, can both for yourself and in various combinations be essential to the invention.

AA: Axialrichtungaxially
1010: Nadelverschlussdüsegate nozzle
1212: Gehäusecasing
1414: Materialrohrmaterial tube
1616: Anschlusskopfconnection head
1818: Stufestep
2020: Strömungskanalflow channel
2222: Material-ZuführöffnungMaterial supply port
2424: DüsenmundstückNozzle mouthpiece
2626: Material-AustrittsöffnungMaterial outlet opening
2828: Dichtringseal
3030: Außenumfangouter periphery
3232: Heizungheater
3434: Temperaturfühlertemperature sensor
3636: Schaftanordnungshaft assembly
3838: Schaft-HauptteilShaft main part
4040: Trennteilseparating part
4242: Aufnahmeadmission
4444: Schraubenscrew
4646: TellerfederBelleville spring
4848: Ringring
5050: VerschlussnadelValve pin
5252: Schaftbereichshaft area
5454: ÜbergangsbereichTransition area
54a54a: ÜbergangsabschnittTransition section
54b54b: ÜbergangsabschnittTransition section
54c54c: ÜbergangsabschnittTransition section
54d54d: ÜbergangsabschnittTransition section
5656: Dichtungsbereichsealing area
5858: EinspritzöffnungInjection port
6060: Dichtsitzsealing seat
7070: VerschlussnadelValve pin
7272: Schaftbereichshaft area
7474: ÜbergangsbereichTransition area
74a74a: ÜbergangsabschnittTransition section
74b74b: ÜbergangsabschnittTransition section
7676: Dichtungsbereichsealing area
7878: Nutgroove
8080: VerschlussnadelValve pin
8282: Schaftbereichshaft area
8484: ÜbergangsbereichTransition area
84a84a: ÜbergangsabschnittTransition section
84b84b: ÜbergangsabschnittTransition section
8686: Dichtungsbereichsealing area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- US 4013393 A [0003, 0007, 0007]
DE 19717381 A [0006, 0011]

Claims

Shut-off needle ( 50 ; 70 ; 80 ) for a needle valve nozzle ( 10 ) which is used within an injection mold to supply a flowable mass under pressure to a separable mold insert, wherein the valve needle ( 50 ; 70 ; 80 ) a sealing area ( 56 ; 76 ; 86 ), which in normal operation with a sealing seat ( 60 ) cooperates such that an injection opening ( 58 ) of the mold insert is selectively opened or closed, characterized in that the sealing area ( 56 ; 76 ; 86 ) has a curvature.

Shut-off needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to claim 1, characterized in that the sealing area ( 56 ; 76 ; 86 ) has a curvature such that a part-spherical-like portion is formed.

Shut-off needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing area ( 56 ; 76 ; 86 ) forms a spherical segment.

Shut-off needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a shaft region ( 52 ; 72 ; 82 ) and a transitional area ( 54 ; 74 ; 84 ), the transition region ( 54 ; 74 ; 84 ) the shaft area ( 52 ; 72 ; 82 ) with the sealing area ( 56 ; 76 ; 86 ) connects.

Shut-off needle ( 50 ; 80 ) according to claim 6, characterized in that the transition region ( 54 ; 84 ) opposite the sealing area ( 56 ; 86 ) at least partially forms an undercut.

Shut-off needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it is integrally formed.

Shut-off needle ( 70 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the shaft region and / or in the transition region ( 74 ) at least one groove ( 78 ) is trained.

Shut-off needle ( 70 ) according to claim 7, characterized in that the groove ( 78 ) in the longitudinal direction of the valve needle ( 70 ) is trained.

Shut-off needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed in several parts.

Shut-off needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to claim 9, characterized in that at least the sealing area ( 56 ; 76 ; 86 ) is formed as a separate component.

Shut-off needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to claim 9 or 10, characterized in that the sealing area ( 56 ; 76 ; 86 ) positively, positively and / or cohesively with the transition region ( 54 ; 74 ; 84 ) connected is.

Shut-off needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to claim 11, characterized in that the sealing area ( 56 ; 76 ; 86 ) by welding, gluing, screwing o. The like. With the transition region ( 54 ; 74 ; 84 ) connected is.

Shut-off needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to one of claims 11 to 14, characterized in that it comprises different materials.

Shut-off needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to one of claims 10 to 13, characterized in that the sealing area ( 56 ; 76 ; 86 ) is made of ceramic.

Needle valve nozzle ( 10 ) with a valve needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to any one of the preceding claims.

Injection mold with a closing needle ( 50 ; 70 ; 80 ) according to one of claims 1 to 14 or a needle valve nozzle ( 10 ) according to claim 15, wherein the injection molding tool has a mold insert, on which a sealing seat is formed, which with the sealing area ( 56 ; 76 ; 86 ) of the valve needle ( 50 ; 70 ; 80 ) cooperates.

Injection mold according to claim 16, characterized characterized in that the sealing seat is cylindrical and / or conical is and / or has a curvature.