DE3525736C1

DE3525736C1 - Hot runner nozzle for injection moulding

Info

Publication number: DE3525736C1
Application number: DE19853525736
Authority: DE
Inventors: Knauer Joachim Friedrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1985-07-19
Publication date: 1987-01-22

Abstract

Hot runner nozzle for injection moulding in which a core 14 provided with a heating element 18 delimits an annular channel 29, 31 for plastic to be fed through the nozzle, terminates at the front in a tip in a nozzle opening 8 and is provided with a temperature sensor 26 the measuring part 27 of which is arranged in a tip piece 17 delimiting an annular channel. In a nozzle of this kind, it is desirable if the temperature sensor uses the temperature of the plastic for controlling the heating element. This is achieved in that the measuring part 27 is arranged outside the core 14 in the annular channel 31. The temperature of the plastic and thus its degree of fluidity can be controlled with improved accuracy, which is important in the injection moulding of many types of plastic. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißkanal-Düse zum Spritzgießen, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hot runner nozzle for injection molding, accordingly the preamble of claim 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-GM 76 04 533) ist der Meßteil des Tempera turfühlers innerhalb des Kernes angeordnet und kann deshalb nur die jeweilige Temperatur der Spitze des Kernes wiedergeben. Änderungen der Temperatur des Kunststoffes selbst können nur insoweit festgestellt werden, als sie sich in die Spitze des Kerns bis zum Meßteil auswirken. Da mit dem Temperatur fühler die Wärmeabgabe des Heizelementes gesteuert wird, kann diese Steuerung Änderungen der Kunststofftemperatur nur schwerfällig und ungenau folgen.With a known Device of this type (DE-GM 76 04 533) is the measuring part of the tempera Door sensor arranged within the core and can therefore only the respective temperature of the tip of the core play. Changes in the temperature of the plastic itself can only be determined insofar as they are in the Work the tip of the core up to the measuring part. Because with the temperature sensor the heat output of the heating element can be controlled this control changes the plastic temperature only clumsy and imprecise follow.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Heißkanal-Düse der eingangs genannte Art zu schaffen, bei der der Temperatur fühler die Temperatur des Kunststoffes zur Steuerung des Heiz elementes heranzieht. Die erfindungsgemäße Heißkanal-Düse ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßteil außerhalb des Kernes im Ringkanal angeordnet ist.The object of the invention is therefore to provide a hot runner nozzle to create the type mentioned at the temperature sensor the temperature of the plastic to control the heating element. The hot runner nozzle according to the invention is solving this problem, characterized in that the measuring part is arranged outside the core in the ring channel.

Es wird die Temperatur des Kunststoffes möglichst dicht vor der Düsenöffnung gemessen und damit die Zufuhr von Wärme von dem Heizelement in den Kunststoff gesteuert. Es läßt sich jetzt die Temperatur des Kunststoffes und damit dessen Flüs sigkeitsgrad mit verbesserter Genauigkeit regeln, was beim Spritzgießen mancher Kunststoffarten wichtig ist. Die erfin dungsgemäße Anordnung des Meßteiles ist besonders bei solchen Düsen angebracht, die eine ständig offene Düsenöffnung aufweisen, bei denen also der Kunststoff dann, wenn nicht ge spritzt wird, flüssig in und hinter der Düsenöffnung steht. Erstaunlicherweise ist der Meßteil des Temperaturfühlers den Beanspruchungen gewachsen, die auf ihn von dem strömenden Kunststoff ausgeübt werden. Die Meßwerterfassung erfolgt in der fließenden Kunststoffmasse und zwar in einer beruhigten Zone des Kunststoffflusses. Der Meßfühler liegt zwischen Kern und Mantel im Produktfluß.The temperature of the plastic will be as close as possible the nozzle opening and thus the supply of heat from controlled the heating element in the plastic. It can be now the temperature of the plastic and thus its flow regulate the degree of fluidity with improved accuracy, Injection molding of some types of plastic is important. The invent proper arrangement of the measuring part is particularly in such Nozzles attached that have a constantly open nozzle opening have, in which case the plastic, if not ge is sprayed, is liquid in and behind the nozzle opening. Surprisingly, the measuring part of the temperature sensor is the Strains grown on him from the pouring Plastic are exercised. The measured value is recorded in the flowing plastic mass and in a calm Plastic flow zone. The sensor is between the core and coat in the product flow.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn der Meßteil sich am freien Ende eines die Temperaturfühler-Drähte auf nehmenden Röhrchens befindet, das am Kern von außen anliegt. Das Röhrchen führt dem Meßteil die jeweilige Temperatur des Kernes zu, so daß die Steuerung auch die Kern-Temperatur berücksichtigen kann. Mit nur einem Temperaturfühler wird die Steuerung von zwei Temperaturgrößen abhängig gemacht. It is particularly expedient and advantageous if the measuring part at the free end of the temperature sensor wires taking tube located on the core from the outside. The tube guides the measuring part the respective temperature of the Core too, so that the controller also the core temperature can take into account. With just one temperature sensor, the Control made dependent on two temperature variables.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es dabei, wenn der Kern in einem von Heizelementen freien Mantel steckt und das Röhrchen des Temperaturfühlers am Mantel anliegt. Aufgrund dieser Gestaltung geht auch die Temperatur des Mantels in den Meßwert ein, wobei der Mantel aufgrund seiner Berührung mit den Kern von diesem erhitzt wird.It is particularly expedient and advantageous if the The core is in a jacket free of heating elements and that Tube of the temperature sensor lies against the jacket. Because of this design also affects the temperature of the jacket Measured value, the jacket due to its contact with the core is heated by this.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn das Röhrchen in eine Nut an der Oberfläche des Kernes eingelegt ist. Hierbei ist die Berührung zwischen Kern und Röhrchen und damit die Übertragung der Wärme vom Kern auf den Meßteil ver bessert.It is also particularly expedient and advantageous if that Tubes placed in a groove on the surface of the core is. Here is the contact between the core and the tube so that the transfer of heat from the core to the measuring part ver improves.

Der Temperaturfühler ist in der Regel ein Thermoelement. Der Mantel ist in der Regel von dem sonstigen Heißkanalwerkzeug gesondert und wärmeisoliert gelagert. Da die Isolierung dieser Düsenpatrone gegenüber dem sonstigen Heißkanalwerkzeug in Verbindung mit der genauen Temperaturführung mittels eines Temperaturfühlers wichtig ist, sind folgende Merkmale einzeln oder in Kombination von besonderem Interesse:The temperature sensor is usually a thermocouple. The Sheath is usually from the other hot runner tool stored separately and insulated. Because the isolation of this Nozzle cartridge opposite the other hot runner mold in Connection with the precise temperature control by means of a Temperature sensor is important, the following features are individual or in combination of special interest:

Der Mantel der Düsenpatrone ist von einem auf Abstand gehal tenen Hüllrohr umgeben, die Berührungsfläche zwischen Kern und Mantel ist in etwa gleich der Berührungsfläche zwischen Kanal und Mantel, entlang dem beheizten Bereich des Kernes entlang dem Umfang wechselt Berührungsfläche zwischen Kern und Mantel mit Berührungsfläche zwischen Kanal und Mantel ab, das Hüllrohr ist in axialer Richtung auf Flansche am Mantel auf geschoben, liegt an einer Stufe in axialer Richtung an und ist durch Reibungssitz festgelegt.The jacket of the nozzle cartridge is at a distance from one surrounded cladding tube, the contact surface between the core and Sheath is approximately equal to the interface between the channel and jacket, along the heated area of the core the circumference changes the contact surface between the core and the jacket with the contact surface between the channel and the jacket Cladding tube is in the axial direction on flanges on the jacket pushed, lies on a step in the axial direction and is fixed by friction fit.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Heißkanal-Düse gemäß Erfindung dargestellt und zeigtIn the drawing is a preferred embodiment of the hot runner nozzle according to Invention shown and shows

Fig. 1 einen ersten Längsschnitt durch die Heißkanal-Düse zum Spritz gießen, Fig. 1 pour a first longitudinal section through the hot runner nozzle for injection,

Fig. 2 einen um 90° gegenüber Fig. 1 versetzten zweiten Längsschnitt der Heißkanal-Düse gemäß Fig. 1 und Fig. 2 shows a 90 ° offset with respect to FIG. 1, the second longitudinal section of the hot runner nozzle according to Fig. 1 and

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1. Fig. 3 is a section according to line III-III in FIG. 1.

Die Heißkanal-Düse gemäß Zeichnung umfaßt eine Wandung 1, die einen nicht näher gezeigten Formhohlraum begrenzt und von einem Werkzeugteil 2 gebildet ist. Mit Abstand von diesem Werkzeugteil 2 ist als weiteres Werkzeugteil eine Gegenplatte 3 vorgesehen, die gegenüber dem Werkzeugteil 2 in nicht gezeigter, jedoch an sich bekannter Weise verspannt ist. Zwischen dem Werkzeugteil 2 bzw. der Wandung 1 und der Gegen platte 3 ist eine Düsenpatrone 4 eingefügt, die hinten eine plane Stirnfläche 5 aufweist und ohne Ineinandergriff plan an einem planen Bereich der Gegenplatte 3 anliegt. Die Düsen patrone 5 besitzt hinten eine große, einzige Eintrittsöffnung 11, die in ein Loch 12 der Gegenplatte 3 übergeht, an das sich eine im Querschnitt angepaßte Zufuhrleitung 13 für Kunststoff anschließt.The hot runner nozzle according to the drawing comprises a wall 1 which delimits a mold cavity (not shown in more detail) and is formed by a tool part 2 . At a distance from this tool part 2 , a counter plate 3 is provided as a further tool part, which is braced relative to the tool part 2 in a manner not shown but known per se. Between the tool part 2 or the wall 1 and the counter plate 3 , a nozzle cartridge 4 is inserted, which has a flat end face 5 at the back and rests flat against one another on a flat area of the counter plate 3 . The nozzle cartridge 5 has at the rear a large, single inlet opening 11 which merges into a hole 12 in the counterplate 3 , to which a cross-section supply line 13 for plastic is connected.

Die Düsenpatrone 5 bildet nach vorne eine zur Mittelachse rechtwinkelige, ringförmige Stirnfläche 6, aus der mittig ein kreisförmiger Ansatz 7 stufenförmig vorspringt, in welchem mittig die Düsenöffnung 8 angeordnet ist. Der Ansatz 7 ist ganz genau passend in ein Loch 9 der Wandung 1 eingeschoben und das Werkzeugteil 2 umfaßt die Düsenpatrone 4 am vorderen Endbereich mit einem umlaufenden Sims 10. Im übrigen ist die Düsenpatrone 4 ohne Berührung mit Werkzeugteilen. Die an der Düsenpatrone 4 anliegenden und andere, der Düsenpatrone benach barte, nicht gezeigte Werkzeugteile, weisen in der Regel Ein richtungen zum Kühlen auf.Towards the front, the nozzle cartridge 5 forms an annular end face 6 which is perpendicular to the central axis and from which a circular projection 7 projects in the middle, in which the nozzle opening 8 is arranged in the center. The approach 7 is inserted exactly into a hole 9 in the wall 1 and the tool part 2 comprises the nozzle cartridge 4 at the front end area with a circumferential ledge 10 . Otherwise, the nozzle cartridge 4 is not in contact with tool parts. The adjacent to the nozzle cartridge 4 and other, the nozzle cartridge neigh disclosed, not shown tool parts, usually have a device for cooling.

Die Düsenpatrone 4 besitzt einen Kern 14 , der in einen Mantel 15 geschoben ist, auf dem ein zylindrisches Hüllrohr 16 sitzt. Sowohl die vordere Stirnfläche 6 und der Ansatz 7 als auch die hintere Stirnfläche 5 sind vom Mantel 15 gebildet. Der Kern 14 weist ein sich nach vorne konisch verjüngendes spitzes Endstück 17 auf, dessen Spitze in der Düsenöffnung 8 liegt. An das spitze Endstück 17 schließt sich nach hinten ein langgestrecktes Kernstück an, in dem ein langgestrecktes Heizelement 18 unter gebracht ist. Das langgestreckte Kernstück setzt sich hinter dem Heizelement 18 rohrartig fort und weist am hinteren Ende einen radial nach außen wegragenden Flansch 19 auf. In den Rohrbe reich ist von hinten ein pilzartiges Endstück 20 gesteckt, dessen Kopf dem Querschnitt des Kernes 14 angepaßt ist. Der Stiel des Endstückes 20 ist mit einem Schlitz 21 versehen, der auf einen Stift 22 geschoben ist, der den Kern 14 durchquert und beiderends aus diesem heraus in den Mantel 15 ragt, um den Kern 14 und dessen Endstück gegen Drehungen zu sichern.The nozzle cartridge 4 has a core 14 which is pushed into a jacket 15 on which a cylindrical cladding tube 16 is seated. Both the front end face 6 and the shoulder 7 and the rear end face 5 are formed by the jacket 15 . The core 14 has a pointed end piece 17 which tapers conically towards the front, the tip of which lies in the nozzle opening 8 . At the tip end piece 17 , an elongated core piece connects to the rear, in which an elongated heating element 18 is placed. The elongated core piece continues behind the heating element 18 like a tube and has a radially outwardly projecting flange 19 at the rear end. In the Rohrbe rich a mushroom-like end piece 20 is inserted from behind, the head of which is adapted to the cross section of the core 14 . The stem of the end piece 20 is provided with a slot 21 which is pushed onto a pin 22 which passes through the core 14 and both ends of which protrudes into the jacket 15 in order to secure the core 14 and its end piece against rotation.

Diese Gestaltung erlaubt es, das Heizelement 18 von hinten in den Kern 14 zu schieben und diesen dann mit dem Endstück 20 abzuschließen. Etwas vor dem Endstück 20 ragt vom Kern 14 radial ein Stutzen 23 weg, der ein Schutzrohr bildet. Durch den Stutzen 23 treten zwei Anschlußdrähte 24 für das Heiz element 18 in den Kern 14 und ein Röhrchen 25 eines Temperatur fühlers 26, der den Stutzen 23 innerhalb des Mantels 15 , jedoch außerhalb des Kernes 14 verläßt. Das Temperaturfühler- Röhrchen 25 verläuft in Anlage am Kern 14 und am Mantel 15 nach vorne, und zwar bis in den Bereich des spitzen Endstückes 17, möglichst nahe bis zu dessen Spitze. Das Temperaturfühler- Röhrchen 25 liegt in einer Nut des Kernes 14, an diesen dicht an geschmiegt. In nicht näher gezeigter, jedoch an sich bekannter Weise verlaufen in dem Röhrchen 25 zwei isolierte Drähte aus verschiedenen Metallen, die am vorderen Ende durch eine Schweißperle, d. h. einen Meßteil 27 miteinander verbunden sind, um so ein Thermoelement zu bilden.This design makes it possible to push the heating element 18 into the core 14 from behind and then to close it off with the end piece 20 . Somewhat in front of the end piece 20 , a nozzle 23 protrudes radially from the core 14 and forms a protective tube. Through the nozzle 23 , two connecting wires 24 for the heating element 18 in the core 14 and a tube 25 of a temperature sensor 26 , which leaves the nozzle 23 inside the jacket 15 , but outside the core 14 . The temperature sensor tube 25 runs forward in contact with the core 14 and the jacket 15 , to the region of the pointed end piece 17 , as close as possible to the tip thereof. The temperature sensor tube 25 lies in a groove of the core 14 , close to this nestled. In a manner not shown, but known per se, two insulated wires made of different metals run in the tube 25 and are connected to one another at the front end by a welding bead, ie a measuring part 27 , so as to form a thermocouple.

Der Mantel 15 bildet eine im wesentlichen zylindrische Höhlung, die sich im Bereich des spitzen Endstückes 17 zur Düsen öffnung 8 hin konisch verjüngt. Ab dem Endstück 17 nach hinten hin liegt der Kern 14 an zwei einander gegenüberlie genden Seiten an dem Mantel 15 entlang einer kreisbogenförmi gen Berührungsfläche 28 an, wobei sich der Kreisbogen auf jeder Seite über mehr als 90° erstreckt. Zwischen diesen Kreisbögen 28 ist der Kern 14 hinter dem Endstück 17 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten abgeflacht, so daß zwischen Kern 14 und Mantel 15 zwei Kanäle 29 verlaufen, die mit dem Mantel 15 eine kreisbogenförmige Berührungsfläche 30 bilden, wobei sich der Kreisbogen auf jeder Seite über weniger als 90° erstreckt. Jeder Kanal 29 verläuft vom spitzen Endstück 17 mit gleichbleibendem Querschnitt nach hinten bis zum Kopf des End stückes 20. Die beiden Kanäle 29 gehen nach vorne in einen konischen Ringkanal 31 im Bereich des Endstückes 17 über, der in der Düsenöffnung 8 mündet.The jacket 15 forms a substantially cylindrical cavity which tapers conically in the region of the pointed end piece 17 towards the nozzle opening 8 . From the end piece 17 towards the rear, the core 14 rests on two mutually opposite sides of the jacket 15 along a circular arc-shaped contact surface 28 , the circular arc extending over more than 90 ° on each side. Between these arcs 28 , the core 14 is flattened behind the end piece 17 on two opposite sides, so that two channels 29 run between the core 14 and the jacket 15 , which form an arcuate contact surface 30 with the jacket 15 , the arc on each side extends over less than 90 °. Each channel 29 extends from the pointed end piece 17 with a constant cross section to the rear of the end piece 20th The two channels 29 merge into a conical annular channel 31 in the region of the end piece 17 , which opens into the nozzle opening 8 .

Der Mantel 15 bildet ein langgestrecktes Mantelstück 32, das vorne die Düsenöffnung 8 aufweist und hinten mit einer An schlagfläche 39 gegen den Flansch 19 des Kernes 14 stößt. Das Mantelstück 32 ist am hinteren Endbereich mit einem Außenge winde einer Verschraubung 33 versehen, auf das das Innenge winde einer Endkappe 34 geschraubt ist, welche den Kern 14 bzw. dessen Endstück 20 hintergreift und die Eintrittsöffnung 11 bildet. Das Endstück 20 bildet von einer Mittellinie weg zwei Schrägen 35, von denen jede zu einem der Kanäle 29 führt bzw. die Endverbreiterung des Kanales bildet. Die von der Mittellinie wegführenden Schrägen 35 teilen den durch die Eintrittsöffnung 11 kommenden Kunststoff und führen diesen in die Kanäle 29 gleichbleibenden Durchmessers. Im Anschluß an die Endkappe 34 bildet das Mantelstück 32 eine Anschlagstufe 36 für das Hüllrohr 16, das auf zwei Flanschen 37 an seinem vorderen und hinteren Ende aufliegt. Das Hüllrohr 16 besitzt rundum einen Abstand 38 vom Mantel 15.The jacket 15 forms an elongated jacket piece 32 , which has the nozzle opening 8 at the front and abuts at the rear with a striking surface 39 against the flange 19 of the core 14 . The jacket piece 32 is provided at the rear end region with an outer thread of a screw connection 33 , onto which the inner thread is screwed an end cap 34 which engages behind the core 14 or its end piece 20 and forms the inlet opening 11 . The end piece 20 forms two bevels 35 away from a center line, each of which leads to one of the channels 29 or forms the end widening of the channel. The bevels 35 leading away from the center line divide the plastic coming through the inlet opening 11 and guide it into the channels 29 of constant diameter. Following the end cap 34 , the jacket piece 32 forms a stop step 36 for the cladding tube 16 , which rests on two flanges 37 at its front and rear ends. The cladding tube 16 is spaced 38 from the jacket 15 all around.

Claims

1. Hot runner nozzle for injection molding, in which a core provided with a heating element limits an annular channel for plasticizer to be guided through the nozzle, runs out into a pointed end piece at a nozzle opening and is provided with a temperature sensor, the measuring part in the area of the pointed end piece delimiting part of the ring channel, characterized in that the measuring part ( 27 ) is arranged outside the core ( 14 ) in the ring channel ( 31 ).

2. Hot runner nozzle according to claim 1, characterized in that the measuring part ( 27 ) is located at the free end of a tube receiving the temperature sensor wires ( 25 ) which bears against the core ( 14 ) from the outside.

3. Hot runner nozzles according to claim 2, characterized in that the core ( 14 ) is in a jacket ( 15 ) free of heating elements and the tube ( 25 ) of the temperature sensor ( 26 ) abuts the jacket ( 15 ).

4. Hot runner nozzle according to claim 2 or 3, characterized in that the tube ( 25 ) is inserted into a groove on the surface of the core ( 14 ).