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DE102024111872A1 - NOZZLE ARRANGEMENT FOR AN INJECTION MOLD - Google Patents

NOZZLE ARRANGEMENT FOR AN INJECTION MOLD

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Publication number
DE102024111872A1
DE102024111872A1 DE102024111872.5A DE102024111872A DE102024111872A1 DE 102024111872 A1 DE102024111872 A1 DE 102024111872A1 DE 102024111872 A DE102024111872 A DE 102024111872A DE 102024111872 A1 DE102024111872 A1 DE 102024111872A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
nozzle
valve needle
housing
actuator
nozzle arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024111872.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Julian Schild
Simon Wurzbacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SYNVENTIVE MOLDING SOLUTIONS, INC., PEABODY, US
Original Assignee
Synventive Molding Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Synventive Molding Solutions Inc filed Critical Synventive Molding Solutions Inc
Priority to DE102024111872.5A priority Critical patent/DE102024111872A1/en
Priority to PCT/US2025/026338 priority patent/WO2025227018A2/en
Priority to PCT/US2025/026344 priority patent/WO2025227020A1/en
Priority to PCT/US2025/026340 priority patent/WO2025227019A1/en
Publication of DE102024111872A1 publication Critical patent/DE102024111872A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Düsenanordnung (1) für eine Spritzgussform, zum Zuführen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in einen Hohlraum der Spritzgussform zuzuführen. Die Düsenanordnung (1) umfasst ein Düsengehäuse (2), das einen darin angeordneten Schmelzkanal (5) mit einer Ventilöffnung (3) umfasst. In dem Schmelzkanal (5) ist eine Ventilnadel (4) angeordnet, die in einer axialen Richtung (z) in Bezug auf das Düsengehäuse (2) zwischen einer geschlossenen Stellung und einer offenen Stellung verschiebbar ist. Ein Aktuator (6) umfasst ein mit dem Düsengehäuse (2) wirkverbundenes Aktuatorgehäuse (7) und eine mit der Ventilnadel (4) wirkverbundene Antriebsstange (8) zum Verschieben der Ventilnadel (4) zwischen der geschlossenen Stellung und der offenen Stellung. Ein erster Kraftsensor (9), der das Aktuatorgehäuse (7) und das Düsengehäuse (2) wirkverbindet, ist vorgesehen, um die über das Aktuatorgehäuse (7) auf die Ventilnadel (4) wirkenden Kräfte zu bestimmen. A nozzle assembly (1) for an injection mold is used to supply molten plastic material into a cavity of the injection mold. The nozzle assembly (1) comprises a nozzle housing (2) which includes a melt channel (5) with a valve opening (3). A valve needle (4) is arranged in the melt channel (5) and is displaceable in an axial direction (z) with respect to the nozzle housing (2) between a closed position and an open position. An actuator (6) comprises an actuator housing (7) operatively connected to the nozzle housing (2) and a drive rod (8) operatively connected to the valve needle (4) for displacing the valve needle (4) between the closed position and the open position. A first force sensor (9), which operatively connects the actuator housing (7) and the nozzle housing (2), is provided to determine the forces acting on the valve needle (4) via the actuator housing (7).

Description

GEBIET DER OFFENBARUNGAREA OF REVELATION

Die vorliegende Offenbarung betrifft Düsenanordnungen für Spritzgussformen und Heißkanäle für Spritzgussformen, umfassend eine oder mehrere solcher Düsenanordnungen.The present disclosure relates to nozzle arrangements for injection molds and hot runners for injection molds, comprising one or more such nozzle arrangements.

HINTERGRUND DER OFFENBARUNGBACKGROUND OF THE REVELATION

Im Laufe der Jahre wurden zahlreiche Fortschritte bei Heißkanalsystemen erzielt, die eine oder mehrere Einspritzdüsen und Hohlraumsensoren umfassen und die Produktivität und die Möglichkeiten für Spritzgießer verbessern. Die Art und Weise, wie sich ein Hohlraum in einer Form füllt, hat einen erheblichen Einfluss auf die Qualität des Spritzgussteils. Selbst geringfügige Änderungen des Zeitpunkts, der Temperatur und des Drucks, während das geschmolzene Kunststoffmaterial den Hohlraum füllt, können sich auf die Abmessungen, die Ästhetik und die Funktionsfestigkeit des Teils auswirken. Hohlraumsensoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Überwachung des Spritzgussprozesses und liefern wertvolle Daten zu Zeitpunkt, Temperatur und Druck, während das geschmolzene Kunststoffmaterial den Hohlraum in der Form füllt.Over the years, numerous advancements have been made in hot runner systems, which incorporate one or more injection nozzles and cavity sensors, improving productivity and capabilities for injection molders. The way a cavity in a mold fills has a significant impact on the quality of the injection-molded part. Even minor changes in timing, temperature, and pressure while the molten plastic fills the cavity can affect the part's dimensions, aesthetics, and functional strength. Cavity sensors play a crucial role in monitoring the injection molding process, providing valuable data on timing, temperature, and pressure as the molten plastic fills the cavity in the mold.

Bei größeren Spritzgussteilen wird beispielsweise häufig mehr als eine Einspritzdüse verwendet, um geschmolzenes Kunststoffmaterial in den Hohlraum einzuspritzen, in dem das Spritzgussteil geformt wird. In der Regel werden Düsen mit Ventilsteuerung eingerichtet, um den Hohlraum kaskadenartig (d. h. nacheinander) zu füllen und so eine hohe Teilequalität zu erzielen. Die Implementierung einer automatischen Kaskadensteuerung kann durch den Einsatz von Sensoren erreicht werden, die im Hohlraum positioniert sind.For larger injection-molded parts, more than one injection nozzle is often used to inject molten plastic material into the cavity where the part is formed. Typically, nozzles with valve control are used to fill the cavity in a cascade manner (i.e., sequentially), thus achieving high part quality. Automatic cascade control can be implemented by using sensors positioned within the cavity.

Bekannte Ansätze umfassen in der Regel die Anordnung von Hohlraumsensoren im Hohlraum der Form in der Nähe des jeweiligen Einspritzpunkts (d. h. neben dem Anschnitt der jeweiligen Einspritzdüse). Dieser Ansatz erfordert jedoch zusätzliche Anstrengungen seitens des Formenbauers, um Sensoren im Hohlraum der Form einzurichten.Known approaches typically involve arranging cavity sensors within the mold cavity near the respective injection point (i.e., next to the gate of the respective injection nozzle). However, this approach requires additional effort on the part of the mold maker to install sensors within the mold cavity.

Die 2014 im Namen von Synventive Molding Solutions veröffentlichte US2014210119A1 betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines Spritzgusszyklus, umfassend: einen Verteiler, der das Einspritzfluid zu zwei oder mehr Anschnitten leitet, einen Aktuator, der mit jedem Anschnitt verbunden ist, wobei jeder Anschnitt einen stromabwärts gelegenen Sensor aufweist, der einen ausgewählten Zustand des Einspritzfluidmaterials erfasst, eine Steuerung, wobei die stromabwärts gelegenen Sensoren eine Standard-Verweilzeit ermitteln, wobei die Steuerung Befehle umfasst, die die Standard-Verweilzeit mit einer berechneten Verweilzeit vergleichen, die mit jedem der Anschnitte verbunden ist, und die die Geschwindigkeit oder Position jedes der Aktuatoren anpassenPublished in 2014 on behalf of Synventive Molding Solutions US2014210119A1 relates to a device for carrying out an injection molding cycle, comprising: a distributor that directs the injection fluid to two or more gates, an actuator connected to each gate, each gate having a downstream sensor that detects a selected state of the injection fluid material, a controller wherein the downstream sensors determine a standard residence time, the controller comprising commands that compare the standard residence time with a calculated residence time connected to each of the gates and that adjust the speed or position of each of the actuators

US2021078226A1 , veröffentlicht im Jahr 2021 im Namen von Synventive Molding Solutions, bezieht sich auf ein Spritzgusssystem, umfassend: ein erstes ausgewähltes Ventil, ein oder mehrere stromabwärts gelegene Ventile, die eine Flüssigkeit zu einem Formhohlraum liefern, mindestens einen Flüssigkeitseigenschaftssensor, wobei jedes Ventil mit einem Positionssensor verbunden ist, der das Öffnen eines Angusses zu einem tatsächlichen Zeitpunkt des offenen Angusses an die Steuerung meldet, die Steuerung die Befehlszeit zum Öffnen der Angusskanäle bei einem nachfolgenden Einspritzzyklus automatisch um eine Anpassungszeit anpasst, die einer zeitlichen Verzögerung zwischen einer vorgegebenen Sollzeit für das Öffnen der Angusskanäle und einer tatsächlichen Zeit für das Öffnen der Angusskanäle entspricht, wobei das System ein erstes Teil oder mehrere erste Teile oder Objekte formt, der Benutzer das erste Teil oder die mehreren ersten Teile oder Objekte inspiziert oder misst und die vorgegebene Sollzeit für das Öffnen der Angusskanäle manuell anpasst. US2021078226A1 , published in 2021 on behalf of Synventive Molding Solutions, refers to an injection molding system comprising: a first selected valve, one or more downstream valves supplying a fluid to a mold cavity, at least one fluid property sensor, each valve being connected to a position sensor that reports the opening of a sprue to the controller at an actual time of sprue opening, the controller automatically adjusting the command time to open the sprue channels in a subsequent injection cycle by an adjustment time corresponding to a time delay between a predetermined target time for sprue opening and an actual time for sprue opening, wherein the system forms a first part or multiple first parts or objects, the user inspects or measures the first part or multiple first parts or objects and manually adjusts the predetermined target time for sprue opening.

ALLGEMEINE BESCHREIBUNG DER OFFENBARUNGGENERAL DESCRIPTION OF THE REVELATION

Eine der größten Herausforderungen, die mit den bekannten Einspritzsystemen einhergehen, ist die Notwendigkeit, Sensoren direkt in der Hohlraumform zu platzieren. Erstens erfordert die Einrichtung von Hohlraumsensoren zusätzliche Anstrengungen und Ressourcen während des Einrichtens des Spritzgusssystems. Die Integration der Sensoren in die Kavität erfordert aufwendige Bearbeitungsprozesse, um die korrekte Positionierung und Ausrichtung sicherzustellen. Dies erhöht nicht nur die Komplexität der Herstellung der Form, sondern erstreckt sich auch auf die Einrichtungszeit und wirkt sich somit auf die Produktionseffizienz aus. Zweitens birgt die komplexe Einrichtung von Hohlraumsensoren ein erhebliches Risiko der Beschädigung der Sensoren.One of the biggest challenges associated with conventional injection molding systems is the need to place sensors directly within the cavity. First, installing cavity sensors requires additional effort and resources during the injection molding system setup. Integrating the sensors into the cavity necessitates complex machining processes to ensure correct positioning and alignment. This not only increases the complexity of mold manufacturing but also extends setup time, thus impacting production efficiency. Second, the complex installation of cavity sensors carries a significant risk of sensor damage.

Ein erster Aspekt der Offenbarung betrifft eine Düsenanordnung für eine Spritzgussform, zum Zuführen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in einen Hohlraum der Spritzgussform , um zumindest einige der Einschränkungen herkömmlicher Spritzgussformen zu verbessern.A first aspect of the disclosure relates to a nozzle arrangement for an injection mold, for feeding a molten plastic material into a cavity of the injection mold, in order to improve at least some of the limitations of conventional injection molds.

In einer bevorzugten Variante umfasst die Düsenanordnung ein Düsengehäuse, das einen darin angeordneten Schmelzkanal mit einer Ventilöffnung umfasst. Je nach Ausgestaltung ist die Ventilöffnung als Nadelverschluss an einem stromabwärts gelegenen Ende des Düsengehäuses ausgebildet. Die Ventilöffnung kann aber auch stromabwärts des Düsengehäuses (d.h. innerhalb des Schmelzkanals an einer Zwischenposition) angeordnet sein. Im Schmelzkanal ist eine Ventilnadel angeordnet, die in axialer Richtung in Bezug auf das Düsengehäuse zwischen einer geschlossenen Stellung, in der die Ventilnadel die Ventilöffnung verschließt und dadurch den Durchgang von geschmolzenem Kunststoffmaterial aus dem Schmelzkanal durch die Ventilöffnung blockiert, und einer offenen Stellung, in der die Ventilnadel den Durchgang von geschmolzenem Kunststoffmaterial aus dem Schmelzkanal durch die Ventilöffnung ermöglicht, verschiebbar ist. Gegebenenfalls kann die Nadel in Zwischenstellungen zwischen der vollständig offenen und der vollständig geschlossenen Stellung gebracht werden, um den Fluss des Materials zu regulieren. Ein Aktuator, der ein Aktuatorgehäuse umfasst, ist wirkverbunden mit dem Düsengehäuse angeordnet. Eine Antriebsstange des Aktuators ist mit der Ventilnadel wirkverbunden, um die Ventilnadel zwischen der geschlossenen Stellung und der offenen Stellung zu verschieben.In a preferred embodiment, the nozzle arrangement comprises a nozzle housing containing a melt channel with a valve opening. The nozzle housing comprises a valve opening. Depending on the design, the valve opening is configured as a needle valve at a downstream end of the nozzle housing. However, the valve opening can also be located downstream of the nozzle housing (i.e., within the melt channel at an intermediate position). A valve needle is arranged in the melt channel and is axially displaceable with respect to the nozzle housing between a closed position, in which the valve needle closes the valve opening and thus blocks the passage of molten plastic material from the melt channel through the valve opening, and an open position, in which the valve needle allows the passage of molten plastic material from the melt channel through the valve opening. If necessary, the needle can be moved to intermediate positions between the fully open and fully closed positions to regulate the material flow. An actuator, comprising an actuator housing, is operatively connected to the nozzle housing. A drive rod of the actuator is operatively connected to the valve needle in order to move the valve needle between the closed position and the open position.

Vorzugsweise ist ein erster Kraftsensor mit dem Aktuatorgehäuse und dem Düsengehäuse wirkverbunden, um im Betrieb die über das Aktuatorgehäuse auf die Ventilnadel wirkenden Kräfte zu bestimmen.Preferably, a first force sensor is operatively connected to the actuator housing and the nozzle housing in order to determine the forces acting on the valve needle via the actuator housing during operation.

Im montierten Zustand und/oder im Betrieb ist der erste Kraftsensor mit dem Aktuatorgehäuse und dem Düsengehäuse mechanisch wirkverbunden. Mit anderen Worten: Der erste Kraftsensor ist Teil des Lastpfades der Nadel, wenn der Aktuator die Ventilnadel im Betrieb relativ zum Düsengehäuse zwischen der geschlossenen und der offenen Stellung verschiebt.In the assembled state and/or during operation, the first force sensor is mechanically connected to the actuator housing and the nozzle housing. In other words, the first force sensor is part of the needle's load path when the actuator moves the valve needle relative to the nozzle housing between the closed and open positions during operation.

Gegebenenfalls ist das Signal des ersten Kraftsensors ein Indikator für die im Betrieb auf die Ventilnadel in axialer Richtung wirkenden Kräfte. Insbesondere ist das Signal des ersten Kraftsensors indikativ für einen Druck (oder eine Änderung desselben) auf die Ventilnadel (d.h. eine Vorderseite der Ventilnadel).If applicable, the signal from the first force sensor is an indicator of the forces acting on the valve needle in the axial direction during operation. In particular, the signal from the first force sensor is indicative of a pressure (or a change thereof) on the valve needle (i.e., a front face of the valve needle).

Die auf die Ventilnadel wirkenden Kräfte können wie folgt unterschieden werden: Die Kraft, die auf die Vorderseite der Ventilnadel wirkt, wenn sich während des Betriebs die Spritzgussform und die Ventilnadel in einer geschlossenen Stellung befinden, nachdem die Schmelze in die Kavität eingespritzt wurde, insbesondere in der Nachdruckphase. Kräfte aus Scherspannungen, die aus dem Fluss der Schmelze entlang der Ventilnadel im Schmelzkanal resultieren. Dynamische Kräfte, die sich aus der Massenträgheit beim Öffnen und Schließen der Ventilöffnung aufgrund der vom Aktuator angetriebene Ventilnadel ergeben.The forces acting on the valve needle can be differentiated as follows: The force acting on the front of the valve needle when, during operation, the injection mold and the valve needle are in a closed position after the melt has been injected into the cavity, particularly during the holding pressure phase. Forces from shear stresses resulting from the flow of the melt along the valve needle in the melt channel. Dynamic forces resulting from the inertia during the opening and closing of the valve opening due to the valve needle being driven by the actuator.

Die Düsenanordnung gemäß der Offenbarung bietet eine „Plug and Play“-Lösung für Düsenanordnungen, die z. B. in vorinstallierten Heißkanalanordnungen eingesetzt werden können. Die Düsenanordnungen gemäß der Offenbarung machen es überflüssig, Sensoren angrenzend an oder innerhalb der Hohlräume der Spritzgussform zu platzieren. Dies senkt die Herstellungskosten und minimiert das Risiko einer Beschädigung der (Hohlraum-)Sensoren. Darüber hinaus können Düsenanordnungen gemäß der Offenbarung in bestehenden Spritzgussformen nachgerüstet werden, die zuvor keine Sensoren hatten, ohne dass Sensoren in den vorhandenen Hohlräumen nachgerüstet werden müssen.The nozzle arrangement according to the disclosure offers a "plug and play" solution for nozzle assemblies that can be used, for example, in pre-installed hot runner systems. The nozzle arrangements according to the disclosure eliminate the need to place sensors adjacent to or within the cavities of the injection mold. This reduces manufacturing costs and minimizes the risk of damage to the (cavity) sensors. Furthermore, nozzle arrangements according to the disclosure can be retrofitted into existing injection molds that previously had no sensors, without the need to retrofit sensors in the existing cavities.

Je nach Anwendungsgebiet ist das Aktuatorgehäuse schwimmend angeordnet und mittels eines Linearlagers in Bezug auf das Düsengehäuse in axialer Richtung linear verschiebbar. Der Aktuator kann ein hydraulischer Aktuator oder ein pneumatischer Aktuator oder ein elektrischer Aktuator sein, je nach den Erfordernissen der Anwendung. Im Falle eines hydraulischen oder pneumatischen Aktuators ist die Antriebsstange mechanisch mit einem Kolben des Aktuators gekoppelt. Vorzugsweise ist die Antriebsstange einstückig mit dem Kolben ausgebildet. Zwischen der Antriebsstange und dem Aktuatorgehäuse kann ein Drehstopp angeordnet sein, um eine Drehung der Antriebsstange gegenüber dem Aktuatorgehäuse zu verhindern. Insbesondere, wenn ein Positionssensor, der eingerichtet ist, die axiale Position des Kolbens zu erfassen, am Aktuatorgehäuse angebracht ist.Depending on the application, the actuator housing is mounted in a floating configuration and is axially displaceable relative to the nozzle housing by means of a linear bearing. The actuator can be hydraulic, pneumatic, or electric, depending on the application requirements. In the case of a hydraulic or pneumatic actuator, the drive rod is mechanically coupled to a piston of the actuator. Preferably, the drive rod is formed integrally with the piston. A rotation stop can be arranged between the drive rod and the actuator housing to prevent rotation of the drive rod relative to the actuator housing, particularly if a position sensor, configured to detect the axial position of the piston, is mounted on the actuator housing.

Bei einem elektrischen Aktuator kann die Antriebsstange mehrteilig ausgebildet sein, so dass ein Elektromotor des elektrischen Aktuators versetzt zu einer Mittelachse der Nadel angeordnet werden kann.In an electric actuator, the drive rod can be multi-part, so that an electric motor of the electric actuator can be arranged offset from a central axis of the needle.

In einigen Varianten umfasst das Linearlager mindestens eine Säule, gegen die das Aktuatorgehäuse verschiebbar angeordnet ist. Für ein stabiles Linearlager sind typischerweise mehr als zwei, vorzugsweise vier Säulen vorgesehen. Mittels diese Anordnung wird die Gesamtstabilität des Linearlagers erhöht.In some versions, the linear bearing comprises at least one column against which the actuator housing is slidably arranged. For a stable linear bearing, typically more than two, preferably four, columns are provided. This arrangement increases the overall stability of the linear bearing.

Vorzugsweise umfasst das Aktuatorgehäuse eine Ausnehmung, in der sich die mindestens eine Säule erstreckt. Typischerweise umfasst das Aktuatorgehäuse für jede Säule jeweils eine eigene Ausnehmung. Die Ausnehmung kann als Durchgangsbohrung ausgebildet sein, wobei sich die Säule im montierten Zustand durch die Durchgangsbohrung erstreckt, so dass das Linearlager zwischen der Ausnehmung und der Säule in Bezug zueinander verschiebbar angeordnet ist.Preferably, the actuator housing includes a recess in which the at least one column extends. Typically, the actuator housing includes a separate recess for each column. The recess can be designed as a through-hole, with the column extending through the through-hole in the assembled state. extends so that the linear bearing is arranged to be displaceable between the recess and the column in relation to each other.

In einigen Varianten ist das Aktuatorgehäuse mit einer Einstellvorrichtung zum Einstellen des Aktuatorgehäuses in Bezug auf das Düsengehäuse in axialer Richtung, zum Einstellen der axialen Position der Ventilnadel, wirkverbunden.In some variants, the actuator housing is operatively connected to an adjustment device for adjusting the actuator housing in relation to the nozzle housing in the axial direction, for adjusting the axial position of the valve needle.

Gegebenenfalls ist die mindestens eine Säule fest mit der Einstellvorrichtung verbunden. Wenn vier Säulen vorgesehen sind, können diese in Kombination mit der Einstellvorrichtung einen Montagekäfig für das Aktuatorgehäuse bilden. Das Aktuatorgehäuse ist im montierten Zustand in einem Montagekäfig schwimmend angeordnet. Die Einstellvorrichtung stützt das Aktuatorgehäuse in axialer Richtung ab und ist eingerichtet, die Position des Aktuatorgehäuses in axialer Richtung in Bezug auf den Montagekäfig einzustellen.If necessary, at least one column is rigidly connected to the adjustment device. If four columns are provided, they can form a mounting cage for the actuator housing in combination with the adjustment device. In the assembled state, the actuator housing is suspended within this mounting cage. The adjustment device supports the actuator housing axially and is designed to adjust the axial position of the actuator housing relative to the mounting cage.

Gute Ergebnisse können erzielt werden, wenn der erste Kraftsensor zwischen dem Aktuatorgehäuse und der Einstellvorrichtung angeordnet ist. Insbesondere kann der erste Kraftsensor zwischen dem Aktuatorgehäuse und dem Montagekäfig angeordnet sein.Good results can be achieved if the first force sensor is positioned between the actuator housing and the adjustment device. In particular, the first force sensor can be positioned between the actuator housing and the mounting cage.

Je nach Ausgestaltung umfasst die Einstellvorrichtung eine Stellschraube zur Einstellung der axialen Position des Aktuatorgehäuses in Bezug auf das Düsengehäuse. Die Einstellvorrichtung kann eine Platte mit einer Öffnung umfassen, die ein Innengewinde aufweist, um im montierten Zustand die Stellschraube zu empfangen. Diese Platte kann als obere Platte des Montagekäfigs dienen. Vorzugsweise sind die Säulen an der oberen Platte befestigt.Depending on the design, the adjusting device includes an adjusting screw for setting the axial position of the actuator housing relative to the nozzle housing. The adjusting device may include a plate with an opening that has an internal thread to receive the adjusting screw when assembled. This plate can serve as the upper plate of the mounting cage. Preferably, the columns are attached to the upper plate.

Der Montagekäfig kann eine Montageplatte umfassen, die im montierten Zustand in axialer Richtung gegenüber der Deckplatte angeordnet ist, wobei die Säulen die Deckplatte und die Montageplatte verbinden. Das Aktuatorgehäuse ist zwischen der Deckplatte und der Montageplatte angeordnet, wobei die Säulen sich durch entsprechende Ausnehmungen des Aktuatorgehäuses erstrecken und linear geführt sind.The mounting cage can include a mounting plate which, in the assembled state, is arranged axially opposite the cover plate, with the columns connecting the cover plate and the mounting plate. The actuator housing is arranged between the cover plate and the mounting plate, with the columns extending through corresponding recesses in the actuator housing and being guided linearly.

In einer bevorzugten Variante ist der erste Kraftsensor konzentrisch um eine Befestigungsschraube angeordnet, die das Aktuatorgehäuse fest mit der Einstellvorrichtung verbindet. Gegebenenfalls verbindet die Befestigungsschraube die Stellschraube und das Aktuatorgehäuse.In a preferred embodiment, the first force sensor is arranged concentrically around a mounting screw that firmly connects the actuator housing to the adjusting device. Optionally, the mounting screw also connects the adjusting screw and the actuator housing.

Alternativ oder zusätzlich kann der erste Kraftsensor konzentrisch um einen Befestigungsvorsprung des Aktuatorgehäuses angeordnet sein, der das Aktuatorgehäuse fest mit der Einstellvorrichtung verbindet. Der Befestigungsvorsprung kann ein Innen- und/oder Außengewinde zur Verbindung mit der Einstellvorrichtung umfassen. Das Aktuatorgehäuse kann einstückig mit dem Befestigungsvorsprung ausgebildet sein.Alternatively or additionally, the first force sensor can be arranged concentrically around a mounting projection on the actuator housing, which firmly connects the actuator housing to the adjusting device. The mounting projection can include an internal and/or external thread for connection to the adjusting device. The actuator housing can be formed integrally with the mounting projection.

Die Befestigungsschraube oder der Befestigungsvorsprung kann eine einpunktige Federung für das Aktuatorgehäuse bilden. Dementsprechend werden Kräfte, die in axialer Richtung auf das Aktuatorgehäuse einwirken, z.B. ausgelöst aufgrund Kräfte, die auf eine Vorderseite der Ventilnadel wirken, über die einpunktige Federung auf die Einstellvorrichtung übertragen. Günstig ist es, wenn der Montagekäfig im Betrieb lagefixiert zum Düsengehäuse angeordnet ist.The mounting screw or mounting projection can form a single-point suspension for the actuator housing. Accordingly, forces acting axially on the actuator housing, e.g., caused by forces acting on the front of the valve needle, are transmitted to the adjusting device via this single-point suspension. It is advantageous if the mounting cage is fixed in position relative to the nozzle housing during operation.

Vorzugsweise ist der erste Kraftsensor koaxial zur Ventilnadel angeordnet. Denkbar ist jedoch auch eine achsversetzte Anordnung, wobei typischerweise zwei oder mehr erste Kraftsensoren symmetrisch zu einer Mittelachse der Nadel bzw. der Antriebsstange angeordnet sind.Preferably, the first force sensor is arranged coaxially to the valve needle. However, an offset arrangement is also conceivable, with typically two or more first force sensors arranged symmetrically to a central axis of the needle or the drive rod.

Alternativ oder zusätzlich zu dem ersten Kraftsensor kann ein zweiter Kraftsensor zwischen der Antriebsstange des Aktuators und einem hinteren Ende der Ventilnadel angeordnet sein, um die auf die Ventilnadel wirkenden Kräfte, insbesondere in axialer Richtung, zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Kraftsensor in die Antriebsstange des Aktuators integriert werden.Alternatively or additionally to the first force sensor, a second force sensor can be arranged between the actuator's drive rod and a rear end of the valve needle to determine the forces acting on the valve needle, particularly in the axial direction. Alternatively or additionally, the second force sensor can be integrated into the actuator's drive rod.

Gute Ergebnisse können erzielt werden, wenn der erste Kraftsensor ein piezoelektrischer Sensor ist. Vorzugsweise wird der erste Kraftsensor mittels der Befestigungsschraube im montierten Zustand vorgespannt. Dies ermöglicht es, sowohl Zug- als auch Druckkräfte in axialer Richtung der Ventilnadel zu messen. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Kraftsensor auch einen Dehnungsmessstreifen umfassen. Das Gleiche gilt für den zweiten Kraftsensor, falls vorhanden.Good results can be achieved if the first force sensor is a piezoelectric sensor. Preferably, the first force sensor is pre-tensioned in the mounted state using the mounting screw. This allows both tensile and compressive forces in the axial direction of the valve needle to be measured. Alternatively or additionally, the first force sensor can also include a strain gauge. The same applies to the second force sensor, if present.

Je nach Anwendungsgebiet ist der erste Kraftsensor als Wägezelle ausgeführt, die einen Dehnungsmessstreifen umfasst. In einigen Varianten kann die Stellschraube der Einstellvorrichtung als Wägezelle arbeiten.Depending on the application, the first force sensor is designed as a load cell that includes a strain gauge. In some versions, the adjusting screw of the setting device can function as the load cell.

In einem weiteren Aspekt der Offenbarung umfasst die Ventilnadel eine Vorderseite, an der ein erster Temperatursensor angeordnet ist. In Kombination mit dem ersten und/oder zweiten Kraftsensor können große technische Vorteile erzielt werden, indem sowohl die Temperatur des in die Kavität eingespritzten geschmolzenen Kunststoffs als auch dessen Druck auf der Vorderseite der Nadel bestimmt werden. Ein erster Temperatursensor, der an einer Vorderseite der Ventilnadel angeordnet ist, ist jedoch prinzipiell unabhängig von der Offenbarung, die den ersten (und/oder zweiten) Kraftsensor betrifft. Dieser Aspekt bildet daher ein eigenständiges erfinderisches Konzept.In another aspect of the disclosure, the valve needle includes a front face on which a first temperature sensor is located. In combination with the first and/or second force sensor, significant technical advantages can be achieved by determining both the temperature of the molten plastic injected into the cavity and its pressure on the front face of the needle. A first temperature sensor located on a front face of the valve needle, However, this is fundamentally independent of the disclosure relating to the first (and/or second) force sensor. This aspect therefore constitutes an independent inventive concept.

Bei den mittels den ersten und/oder den zweiten Kraftsensor bestimmten Kräften kann es sich um dynamische und/oder statische Lasten im Betrieb handeln, wie z.B. Kräfte, die sich aus der Massenträgheit bei der Verschiebung der Ventilnadel in axialer Richtung mittels des Aktuators ergeben und/oder Kräfte, die sich aus dem Druck innerhalb der Kavität und/oder innerhalb des Schmelzkanals ergeben, der auf die Ventilnadel wirkt, insbesondere auf eine Vorderseite der Ventilnadel, die z.B. angrenzend an eine Kavitätswand einer Formkavität in einer Spritzgussform angeordnet ist.The forces determined by means of the first and/or the second force sensor can be dynamic and/or static loads during operation, such as forces resulting from the inertia when the valve needle is moved axially by means of the actuator and/or forces resulting from the pressure within the cavity and/or within the melt channel acting on the valve needle, in particular on a front face of the valve needle, which is located, for example, adjacent to a cavity wall of a mold cavity in an injection mold.

Gute Ergebnisse sind möglich, wenn das erste Temperatursensorelement für den direkten thermischen Kontakt mit dem geschmolzenen Kunststoff angeordnet ist, der während des Betriebs in die Hohlräume eingespritzt wird.Good results are possible if the first temperature sensor element is arranged for direct thermal contact with the molten plastic that is injected into the cavities during operation.

Vorzugsweise wird der erste Temperatursensor von der Vorderseite her gekrimpt und mit der Vorderseite der Ventilnadel verschweißt. Je nach gewünschter Anwendung wird das vordere Ende der Ventilnadel dann so bearbeitet (geschliffen), dass es der endgültigen Geometrie der Ventilnadel entspricht.Preferably, the first temperature sensor is crimped from the front and welded to the front of the valve needle. Depending on the desired application, the front end of the valve needle is then machined (ground) to match the final geometry of the valve needle.

Der erste Temperatursensor ist vorzugsweise ein Thermoelement vom Typ N. Das positive Bein des ersten Temperatursensors kann aus NiCroSil und das negative Bein aus einer anderen Nickellegierung, NiSil, hergestellt werden. Die Beine des ersten Temperatursensors können sich durch eine Hülse erstrecken, die den ersten Temperatursensor teilweise einkapselt. Diese Hülse bildet vorzugsweise einen Teil der Vorderseite der Ventilnadel, so dass der erste Temperatursensor direkt mit dem geschmolzenen Kunststoff in Berührung kommt, der während des Betriebs in den Hohlraum eingespritzt wird.The first temperature sensor is preferably a type N thermocouple. The positive leg of the first temperature sensor can be made of NiCroSil and the negative leg of another nickel alloy, NiSil. The legs of the first temperature sensor can extend through a sleeve that partially encapsulates the first temperature sensor. This sleeve preferably forms part of the front of the valve needle, so that the first temperature sensor comes into direct contact with the molten plastic that is injected into the cavity during operation.

Zum Anschluss des ersten Temperatursensors umfasst die Ventilnadel eine sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung, in der ein Kabel wirkverbunden mit dem an der Vorderseite der Ventilnadel angeordneten ersten Temperatursensor angeordnet ist. Die Bohrung ist vorzugsweise eine Durchgangsbohrung in axialer Richtung, in deren vorderes Ende der erste Temperatursensor eingesetzt ist. Das Kabel tritt aus der Ventilnadel an einem hinteren Ende aus, das gegenüber dem vorderen Ende der Ventilnadel angeordnet ist.For connecting the first temperature sensor, the valve needle includes a longitudinally extending bore in which a cable is operatively connected to the first temperature sensor located at the front of the valve needle. The bore is preferably a through-bore in the axial direction, in the front end of which the first temperature sensor is inserted. The cable exits the valve needle at a rear end, which is located opposite the front end of the valve needle.

Die Antriebsstange umfasst vorzugsweise eine sich in axialer Richtung erstreckende Ausnehmung zur teilweisen Aufnahme des Kabels des ersten Temperatursensors, so dass sich das Kabel nicht über seinen minimalen Biegeradius hinaus biegen kann, wenn es seitlich von der Antriebsstange entfernt verlegt wird.The drive rod preferably includes an axially extending recess for partially receiving the cable of the first temperature sensor, so that the cable cannot bend beyond its minimum bending radius when it is routed laterally away from the drive rod.

Zur Abstützung des Kabels des ersten Temperatursensors, insbesondere wenn die Antriebsstange die damit verbundene Ventilnadel im Betrieb zwischen der geschlossenen und der offenen Stellung verschiebt, ist an der Antriebsstange ein Kabelstützelement zur Führung des Kabels in seitlicher Richtung von der Antriebsstange weg angeordnet. Das Stützelement umfasst vorzugsweise eine Führungsfläche mit einer Krümmung, die gleich oder größer ist als ein minimaler Biegeradius des Kabels. Dies verhindert eine Beschädigung des Kabels, da ein Biegen des Kabels über seinen minimalen Biegeradius hinaus verhindert wird.To support the cable of the first temperature sensor, particularly when the drive rod moves the associated valve needle between the closed and open positions during operation, a cable support element is arranged on the drive rod to guide the cable laterally away from the drive rod. The support element preferably includes a guide surface with a curvature equal to or greater than the minimum bending radius of the cable. This prevents damage to the cable, as bending beyond its minimum bending radius is prevented.

Zur einfachen Einrichtung ist die Antriebsstange mittels einer Schnellkupplung mit einem hinteren Ende der Ventilnadel wirkverbunden.For easy setup, the drive rod is operatively connected to a rear end of the valve needle by means of a quick-release coupling.

Alternativ oder zusätzlich zum ersten Temperatursensor ist ein zweiter Temperatursensor an einem vorderen Ende des Düsengehäuses angeordnet. Vorzugsweise umfasst das Düsengehäuse eine Vorderseite, an der der zweite Temperatursensor angeordnet ist.Alternatively or in addition to the first temperature sensor, a second temperature sensor is arranged at a front end of the nozzle housing. Preferably, the nozzle housing comprises a front face on which the second temperature sensor is arranged.

Zum Anschluss des zweiten Temperatursensors umfasst das Düsengehäuse einen sich zumindest teilweise entlang der Oberfläche des Düsengehäuses erstreckenden Kanal, in dem ein mit dem zweiten Temperatursensor wirkverbundenes Kabel angeordnet ist.For connecting the second temperature sensor, the nozzle housing includes a channel extending at least partially along the surface of the nozzle housing, in which a cable operatively connected to the second temperature sensor is arranged.

Je nach Ausgestaltung ist das Düsengehäuse mehrteilig ausgebildet und umfasst einen im Wesentlichen rohrförmigen Körper und eine Spitzenbuchse. Die Spitzenbuchse kann mittels einer Gewindeverbindung an dem Körper befestigt sein. Das zweite Temperatursensorelement kann in der Spitzenbuchse angeordnet sein. Vorzugsweise ist eine Vorderseite der Spitzenbuchse eingerichtet, in eine Hohlräume einer Spritzgussform eingebettet zu werden. Gute Ergebnisse sind möglich, wenn der zweite Temperatursensor in die Vorderseite der Spitzenbuchse eingelassen ist, um die Temperatur des in die Kavität eingespritzten geschmolzenen Kunststoffs direkt zu bestimmen.Depending on the design, the nozzle housing is multi-part and comprises a substantially tubular body and a tip bushing. The tip bushing can be attached to the body by means of a threaded connection. The second temperature sensor element can be arranged in the tip bushing. Preferably, a front face of the tip bushing is designed to be embedded in a cavity of an injection mold. Good results are achieved when the second temperature sensor is embedded in the front face of the tip bushing in order to directly determine the temperature of the molten plastic injected into the cavity.

Die Ventilnadel kann im Wesentlichen rohrförmig sein. Das vordere Ende der Ventilnadel kann je nach Anwendungsfall unterschiedliche Geometrien aufweisen, wie z.B. zylindrisch oder konisch.The valve needle can essentially be tubular. The front end of the valve needle can have different geometries depending on the application, such as cylindrical or conical.

In einigen Varianten sind im Düsengehäuse Zentriermittel angeordnet, um die Ventilnadel während des Betriebs in radialer Richtung zu zentrieren, wenn sie zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung bewegt wird. Die Nadelzentriermittel umfassen vorzugsweise mindestens eine sich in radialer Richtung erstreckende Rippe, die auf der Innenseite eine Führungsfläche aufweist, die im Betrieb die Nadel in radialer Richtung zentriert.In some versions, centering devices are arranged in the nozzle housing to guide the valve needle. The needle centering means preferably comprise at least one radially extending rib with an inner guide surface that centers the needle radially during operation.

Ein weiterer Aspekt der Offenbarung betrifft eine Heißkanalanordnung für eine Spritzgussform. Die Heißkanalanordnung umfasst typischerweise mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehr Düsenanordnungen gemäß der Offenbarung, die an einem gemeinsamen Verteiler angebracht sind und während des Betriebs geschmolzenes Kunststoffmaterial in die jeweiligen Schmelzkanäle verteilen.Another aspect of the disclosure relates to a hot runner arrangement for an injection mold. The hot runner arrangement typically comprises at least one, preferably two or more nozzle arrangements according to the disclosure, which are attached to a common manifold and distribute molten plastic material into the respective melt channels during operation.

Derartige Heißkanalanordnungen können in einer Spritzgussform eingerichtet werden, ohne dass zusätzliche Sensoren in der Form eingerichtet werden müssen. Infolgedessen ist keine zusätzliche Verdrahtung für Hohlraumsensoren erforderlich, was zu einer Kostenreduzierung für den Hersteller der Form und zu einem geringeren Risiko der Beschädigung von (Hohlraum-)Sensoren führt. Eine Heißkanalanordnung gemäß der Offenbarung kann als „Plug-and-Play“ betrachtet werden, da die Heißkanalanordnung in eine vorbereitete Spritzgussform eingesetzt werden kann, ohne dass zusätzliche Sensoren in der Kavität (oder den Hohlräumen) eingerichtet werden müssen, während sie das gleiche Maß an Prozesssteuerung (d. h. kaskadenförmiges Öffnen von Düsen) bietet.Such hot runner systems can be installed in an injection mold without the need for additional sensors within the mold. Consequently, no additional wiring for cavity sensors is required, resulting in cost reductions for the mold manufacturer and a lower risk of damage to (cavity) sensors. A hot runner system according to the disclosure can be considered "plug-and-play" because it can be inserted into a prepared injection mold without the need for additional sensors in the cavity (or cavities), while providing the same level of process control (i.e., cascaded nozzle opening).

Vorzugsweise umfasst die Heißkanalanordnung einen Anschlusskasten, der mit den Sensoren der mindestens einen Düsenanordnung verbunden ist, um Signale von diesen zu empfangen. Typischerweise ist der Anschlusskasten mit den Sensoren von zwei oder mehr Düsenanordnungen verbunden. Der Anschlusskasten bietet vorzugsweise eine Schnittstelle, wie z. B. einen oder mehrere elektrische Verbinder zum Anschluss an eine Steuerung (z. B. eine Kaskadensteuerung, die zur Steuerung der Aktuatoren eingerichtet ist). Die Schnittstelle ist eingerichtet, die Sensorsignale an das Steuergerät zu übermitteln.Preferably, the hot runner system includes a junction box connected to the sensors of at least one nozzle assembly to receive signals from them. Typically, the junction box is connected to the sensors of two or more nozzle assemblies. The junction box preferably provides an interface, such as one or more electrical connectors, for connection to a controller (e.g., a cascade controller configured to control the actuators). The interface is configured to transmit the sensor signals to the controller.

Es wird davon ausgegangen, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung Ausführungsformen darstellen und dazu dienen, einen Überblick oder einen Rahmen für das Verständnis der Art und des Merkmals der Offenbarung zu schaffen. Die beigefügten Zeichnungen umfassen ein weiteres Verständnis und sind Bestandteil dieser Beschreibung. Die Zeichnungen veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien und die Funktionsweise der offengelegten Konzepte zu erläutern.It is understood that both the preceding general description and the following detailed description represent embodiments and serve to provide an overview or framework for understanding the nature and features of the disclosure. The accompanying drawings provide further understanding and form part of this description. The drawings illustrate various embodiments and, together with the description, serve to explain the principles and operation of the disclosed concepts.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die hier beschriebene Offenbarung wird aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nicht als Einschränkung der in den beigefügten Ansprüchen beschriebenen Offenbarung angesehen werden sollten, besser verstanden. Die Zeichnungen zeigen:

  • 1 eine perspektivische Ansicht einer teilweise zerlegten Heißkanalanordnung, die eine erste Variante einer Düsenanordnung gemäß der Offenbarung umfasst;
  • 2 eine Explosionsdarstellung der ersten Variante von 1;
  • 3 eine perspektivische Ansicht einer teilweise zerschnittenen Heißkanalanordnung, die eine zweite Variante einer Düsenanordnung gemäß der Offenbarung umfasst;
  • 4 eine perspektivische Ansicht einer teilweise zerschnittenen Heißkanalanordnung, die eine dritte Variante einer Düsenanordnung gemäß der Offenbarung umfasst;
  • 5 eine perspektivische Ansicht einer teilweise zerschnittenen Antriebsstange einer Düsenanordnung gemäß der Offenbarung;
  • 6 die Antriebsstange aus 5 in einer anderen perspektivischen und geschnittenen Ansicht;
  • 7 eine perspektivische Ansicht eines vorderen Endes einer ersten Variante einer Ventilnadel gemäß der Offenbarung, sowie eine durch die Schnittlinie BB angedeutete Schnittansicht; und
  • 8 eine perspektivische Ansicht eines vorderen Endes einer zweiten Variante einer Ventilnadel gemäß der Offenbarung, sowie eine durch die Schnittlinie CC angedeutete Schnittansicht.
The disclosure described herein will be better understood from the detailed description below and the accompanying drawings, which should not be considered as limiting the disclosure described in the accompanying claims. The drawings show:
  • 1 a perspective view of a partially disassembled hot runner arrangement comprising a first variant of a nozzle arrangement according to the disclosure;
  • 2 an exploded view of the first variant of 1 ;
  • 3 a perspective view of a partially cut-away hot runner arrangement comprising a second variant of a nozzle arrangement according to the disclosure;
  • 4 a perspective view of a partially cut-away hot runner arrangement comprising a third variant of a nozzle arrangement according to the disclosure;
  • 5 a perspective view of a partially cut drive rod of a nozzle assembly according to the disclosure;
  • 6 the drive rod 5 in a different perspective and sectioned view;
  • 7 a perspective view of a front end of a first variant of a valve needle according to the disclosure, as well as a sectional view indicated by the section line BB; and
  • 8 a perspective view of a front end of a second variant of a valve needle according to the disclosure, as well as a sectional view indicated by the section line CC.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE EXECUTION FORMS

Im Folgenden wird im Detail auf bestimmte Ausführungsformen Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, in denen einige, aber nicht alle Merkmale gezeigt werden. In der Tat können die hier offengelegten Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden und sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt sind; vielmehr werden diese Ausführungsformen zur Verfügung gestellt, damit diese Offenbarung die geltenden rechtlichen Anforderungen erfüllt. Wann immer möglich, werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche Komponenten oder Teile zu verweisen.The following section refers in detail to specific embodiments, examples of which are shown in the accompanying drawings, which illustrate some, but not all, of their features. Indeed, the embodiments disclosed herein can be embodied in many different forms and should not be interpreted as being limited to those presented here; rather, these embodiments are made available so that this disclosure meets applicable legal requirements. Wherever possible, the same reference numerals are used to refer to identical components or parts.

1 zeigt eine Heißkanalanordnung 26, die eine erste Variante einer Düsenanordnung 1 gemäß der Offenbarung umfasst. 2 zeigt die erste Variante der Düsenanordnung 1 aus 1 in einer Explosionsdarstellung. 1 shows a hot runner arrangement 26, which includes a first variant of a nozzle arrangement 1 according to the disclosure. 2 shows the first variant of the nozzle arrangement 1. 1 in an exploded view.

Die Düsenanordnung 1 umfasst ein Düsengehäuse 2, das an einem Verteiler 27 befestigt ist. In der gezeigten Variante ist das Düsengehäuse 2 mittels einer Schraubverbindung abdichtend an dem Verteiler 27 befestigt. Das Düsengehäuse 2 umfasst einen Schmelzkanal 5, der im Betrieb geschmolzenes Kunststoffmaterial aus dem Verteiler 27 empfängt. In dem Schmelzkanal 5 ist eine Ventilnadel 4 angeordnet, die zwischen einer geschlossenen Stellung und einer offenen Stellung verschiebbar ist. In der geschlossenen Stellung verschließt die Ventilnadel eine Ventilöffnung 3, so dass kein geschmolzenes Kunststoffmaterial hindurchfließen kann. In der offenen Stellung lässt die Ventilnadel 4 aufgeschmolzenes Kunststoffmaterial durchfließen. Bei der ersten Variante ist die Ventilöffnung 3 an einem vorderen Ende 23 des Düsengehäuses 2 angeordnet.The nozzle assembly 1 comprises a nozzle housing 2, which is attached to a distributor 27. In the illustrated embodiment, the nozzle housing 2 is sealed to the distributor 27 by means of a screw connection. The nozzle housing 2 includes a melting channel 5, which receives molten plastic material from the distributor 27 during operation. A valve needle 4 is arranged in the melting channel 5 and is slidable between a closed and an open position. In the closed position, the valve needle closes a valve opening 3, preventing any molten plastic material from flowing through it. In the open position, the valve needle 4 allows molten plastic material to flow through. In the first embodiment, the valve opening 3 is located at a front end 23 of the nozzle housing 2.

Gegenüber dem Düsengehäuse 2, bezogen auf den Verteiler 27, ist ein Aktuator 6 angeordnet. Der Aktuator 6 umfasst ein Aktuatorgehäuse 7 und eine Antriebsstange 8. Die Antriebsstange 8 ist im montierten Zustand lösbar mit einem hinteren Ende 17 der Ventilnadel 4 verbunden, um die Ventilnadel 4 im Betrieb zwischen der offenen Stellung und der geschlossenen Stellung zu verschieben. Der dargestellte Aktuator 6 ist z.B. ein pneumatischer oder hydraulischer Aktuator, der einen im Aktuatorgehäuse 7 in axialer Richtung z verschiebbaren Kolben 37 umfasst. Zwischen dem Kolben 37 und dem Aktuatorgehäuse 7 ist ein Drehstopp 31 angeordnet, der eine Drehung der Antriebsstange 8 gegenüber dem Aktuatorgehäuse 7 verhindert.Opposite the nozzle housing 2, relative to the distributor 27, an actuator 6 is arranged. The actuator 6 comprises an actuator housing 7 and a drive rod 8. In the assembled state, the drive rod 8 is detachably connected to a rear end 17 of the valve needle 4 in order to move the valve needle 4 between the open and closed positions during operation. The actuator 6 shown is, for example, a pneumatic or hydraulic actuator that includes a piston 37 which is axially displaceable in the z-direction within the actuator housing 7. A rotation stop 31 is arranged between the piston 37 and the actuator housing 7, which prevents rotation of the drive rod 8 relative to the actuator housing 7.

Ein erster Kraftsensor 9 ist an einer Oberseite des Aktuatorgehäuses 7 angeordnet. Dieser erste Kraftsensor 9 ist in einem Lastpfad von der Ventilnadel 4 über die Antriebsstange 8, den Kolben 37 und das Aktuatorgehäuse 7 zum Düsengehäuse 2 angeordnet, um die auf die Ventilnadel 4 wirkenden Kräfte zu bestimmen.A first force sensor 9 is arranged on the upper side of the actuator housing 7. This first force sensor 9 is arranged in a load path from the valve needle 4 via the drive rod 8, the piston 37 and the actuator housing 7 to the nozzle housing 2 in order to determine the forces acting on the valve needle 4.

In den dargestellten Varianten ist das Aktuatorgehäuse 7 in einem Montagekäfig angeordnet, der eine Deckplatte 28, eine Montageplatte 29 und vier Säulen 11 umfasst, die sich in axialer Richtung z zwischen der Deckplatte 28 und der Montageplatte 28 erstrecken. Das Aktuatorgehäuse 7 umfasst vier Ausnehmungen, um jeweils eine Säule zu empfangen, die ein Linearlager 9 des Aktuatorgehäuses 7 im Montagekäfig in axialer Richtung z bilden. Das Aktuatorgehäuse 7 ist an der Deckplatte 28 des Montagekäfigs befestigt. Die Montageplatte 29 des Montagekäfigs ist dem Verteiler 27 zugeordnet und damit in Bezug auf das Düsengehäuse 2 lagefixiert und vervollständigt den Lastpfad.In the illustrated variants, the actuator housing 7 is arranged in a mounting cage comprising a cover plate 28, a mounting plate 29, and four columns 11 extending axially z between the cover plate 28 and the mounting plate 29. The actuator housing 7 has four recesses, each to receive a column, which forms a linear bearing 9 of the actuator housing 7 in the mounting cage in the axial z direction. The actuator housing 7 is attached to the cover plate 28 of the mounting cage. The mounting plate 29 of the mounting cage is associated with the distributor 27 and is thus fixed in position relative to the nozzle housing 2, completing the load path.

Der erste Kraftsensor 9 ist in der ersten Variante in axialer Richtung z zwischen der Oberseite des Aktuatorgehäuses 7 und der Deckplatte 28 des Montagekäfigs angeordnet. Diese erste Variante umfasst eine Einstellvorrichtung 13, die an der Deckplatte 28 angeordnet ist. Die Einstellvorrichtung 13 umfasst eine Stellschraube 14 und eine Befestigungsschraube 15. Die Stellschraube 14 umfasst ein Außengewinde und ist in einer Öffnung der Deckplatte 28 angeordnet, die ein Innengewinde zum Eingriff mit der Stellschraube 14 aufweist, so dass die axiale Position der Stellschraube 14 mittels Drehen der Stellschraube 14 einstellbar ist. Die Befestigungsschraube 15 verbindet die Stellschraube 14 und das Aktuatorgehäuse 7 fest miteinander. Wie in 2 zu erkennen ist, ist der erste Kraftsensor 9 im Wesentlichen ringförmig und konzentrisch um die Befestigungsschraube 15 angeordnet. Bei dieser Anordnung ist der erste Kraftsensor 9 auch koaxial zur Ventilnadel 4 angeordnet.In the first variant, the first force sensor 9 is arranged axially z between the top of the actuator housing 7 and the cover plate 28 of the mounting cage. This first variant includes an adjustment device 13 located on the cover plate 28. The adjustment device 13 comprises an adjusting screw 14 and a fastening screw 15. The adjusting screw 14 has an external thread and is located in an opening in the cover plate 28, which has an internal thread for engaging the adjusting screw 14, so that the axial position of the adjusting screw 14 can be adjusted by turning the adjusting screw 14. The fastening screw 15 firmly connects the adjusting screw 14 and the actuator housing 7. As shown in 2 As can be seen, the first force sensor 9 is essentially ring-shaped and arranged concentrically around the fastening screw 15. In this arrangement, the first force sensor 9 is also coaxial with the valve needle 4.

In der ersten Variante, wie in 1 dargestellt, ist der erste Kraftsensor 9 ein piezoelektrischer Kraftsensor, wobei die Befestigungsschraube 15 den ersten Kraftsensor 9 zwischen dem Aktuatorgehäuse 7 und der Stellschraube 14 einklemmt und dadurch den Sensor vorspannt.In the first variant, as in 1 As shown, the first force sensor 9 is a piezoelectric force sensor, wherein the fastening screw 15 clamps the first force sensor 9 between the actuator housing 7 and the adjusting screw 14, thereby pre-tensioning the sensor.

Zusätzlich zu dem ersten Kraftsensor 9 ist ein erster Temperatursensor 19 vorgesehen. Die Ventilnadel 4 umfasst eine Vorderseite 19, an der der erste Temperatursensor 19 angeordnet ist. Wie in den 7 und 8 am besten zu erkennen ist, ist der erste Temperatursensor 19 in einer Bohrung 20 (Durchgangsbohrung) angeordnet, die sich in axialer Richtung z erstreckt. Der erste Temperatursensor 19 umfasst zwei Beine 35 (ein positives und ein negatives), die sich in axialer Richtung z auf die Vorderseite 18 der Ventilnadel 4 erstrecken. Die Vorderseite 18 der Ventilnadel 4 wird teilweise von einer Hülse 36 des ersten Temperatursensors 19 gebildet, die in die Bohrung 20 eingesetzt ist. Ein Kabel 21 des ersten Temperatursensors 19 erstreckt sich entlang der Bohrung 20 und tritt an einem hinteren Ende 17 der Ventilnadel 4 aus der Bohrung 20 aus. Die erste Variante der Ventilnadel 4, wie sie in 7 dargestellt ist, hat einen konischen Vorderabschnitt. Im Unterschied dazu hat die zweite Variante der Ventilnadel 4, wie in 8 dargestellt, einen zylindrischen Vorderabschnitt.In addition to the first force sensor 9, a first temperature sensor 19 is provided. The valve needle 4 includes a front surface 19 on which the first temperature sensor 19 is located. As shown in the 7 and 8 As can be seen most clearly, the first temperature sensor 19 is arranged in a bore 20 (through bore) that extends in the axial direction z. The first temperature sensor 19 comprises two legs 35 (one positive and one negative) that extend in the axial direction z to the front face 18 of the valve needle 4. The front face 18 of the valve needle 4 is partially formed by a sleeve 36 of the first temperature sensor 19, which is inserted into the bore 20. A cable 21 of the first temperature sensor 19 extends along the bore 20 and exits the bore 20 at a rear end 17 of the valve needle 4. The first variant of the valve needle 4, as shown in 7 The one shown has a conical front section. In contrast, the second variant of the valve needle 4, as shown in 8 depicted, a cylindrical front section.

Das hintere Ende 17 der Nadel ist an der Antriebsstange 8 des Aktuators 6 befestigt. Dies ist in den 5 und 6 dargestellt. Die Antriebsstange umfasst eine lösbare Schnellkupplung 25 zur lösbaren Verbindung mit dem hinteren Ende 17 der Ventilnadel 4. Das Einsetzen des hinteren Endes 17 in die Schnellkupplung 25 ist in 6 mit gestrichelten Linien angedeutet. Die Antriebsstange 8 umfasst eine sich in axialer Richtung z erstreckende Ausnehmung 30 zur teilweisen Aufnahme des Kabels 21. Zusätzlich ist an der Antriebsstange 8 ein Kabelstützelement 32 angeordnet, um das Kabel 21 von der Ausnehmung 30 seitlich von der Antriebsstange 8 entfernt zu führen. Die Führung des Kabels 21 erfolgt über eine Führungsfläche 38 des Kabelstützelements 32, die eine Krümmung aufweist, die größer oder gleich einem minimalen Biegeradius des Kabels 21 ist.The rear end 17 of the needle is attached to the drive rod 8 of the actuator 6. This is shown in the 5 and 6 The drive rod includes a detachable quick-release coupling 25 for detachable connection to the rear end 17 of the valve. needle 4. Inserting the rear end 17 into the quick coupling 25 is in 6 The drive rod 8 includes an axially extending recess 30 for partially receiving the cable 21. Additionally, a cable support element 32 is arranged on the drive rod 8 to guide the cable 21 laterally away from the drive rod 8 and away from the recess 30. The cable 21 is guided by a guide surface 38 of the cable support element 32, which has a curvature greater than or equal to the minimum bending radius of the cable 21.

In 3 ist eine zweite Variante einer Düsenanordnung 1 gemäß der Offenbarung dargestellt. Die zweite Variante unterscheidet sich von der ersten Variante dadurch, dass ein zweiter Temperatursensor 22 an einem vorderen Ende 23 des Düsengehäuses 2 angeordnet ist und ein zweiter Kraftsensor 16 an der Antriebsstange 8 angeordnet ist. Der zweite Temperatursensor 22 ist in eine Vorderseite einer Spitzenbuchse 39 des Düsengehäuses 2 eingelassen. Der zweite Kraftsensor 16 liegt am hinteren Ende 17 der Ventilnadel an.In 3 A second variant of a nozzle arrangement 1 according to the disclosure is shown. The second variant differs from the first variant in that a second temperature sensor 22 is arranged at a front end 23 of the nozzle housing 2 and a second force sensor 16 is arranged on the drive rod 8. The second temperature sensor 22 is embedded in a front face of a tip bushing 39 of the nozzle housing 2. The second force sensor 16 rests against the rear end 17 of the valve needle.

In 4 ist eine dritte Variante einer Düsenanordnung 1 gemäß der Offenbarung dargestellt. Die dritte Variante unterscheidet sich von der ersten und der zweiten Variante dadurch, dass der erste Kraftsensor 9 als Wägezelle 33 ausgebildet ist, die einen Dehnungsmessstreifen 34 umfasst. In der gezeigten Variante wirkt die Wägezelle 33 wie die Stellschraube 14 der ersten und zweiten Variante, mit der die axiale Position des Aktuatorgehäuses 7 relativ zum Verteiler 27 und damit zum Düsengehäuse 2 eingestellt werden kann.In 4 A third variant of a nozzle arrangement 1 according to the disclosure is shown. The third variant differs from the first and second variants in that the first force sensor 9 is designed as a load cell 33, which includes a strain gauge 34. In the variant shown, the load cell 33 acts like the adjusting screw 14 of the first and second variants, with which the axial position of the actuator housing 7 relative to the distributor 27 and thus to the nozzle housing 2 can be adjusted.

Es wird davon ausgegangen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Offenbarung zu sprengen.It is assumed that various changes can be made without exceeding the scope of the revelation.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE MARK LIST

11
DüsenanordnungNozzle arrangement
22
DüsengehäuseNozzle housing
33
VentilöffnungValve opening
44
VentilnadelValve needle
55
SchmelzkanalMelt channel
66
Aktuatoractuator
77
Aktuatorgehäuseactuator housing
88
Antriebsstange (Aktuator)Drive rod (actuator)
99
Erster KraftsensorFirst force sensor
1010
LinearlagerLinear bearings
1111
Säule (Linearlager)Column (linear bearing)
1212
Ausnehmung (Aktuatorgehäuse)Recess (actuator housing)
1313
EinstellvorrichtungAdjustment device
1414
Stellschraube (Einstellvorrichtung)Adjusting screw (adjusting device)
1515
Befestigungsschraube (Einstellvorrichtung)Mounting screw (adjusting device)
1616
Zweiter KraftsensorSecond force sensor
1717
Hinteres Ende (Ventilnadel)Rear end (valve needle)
1818
Vorderseite (Ventilnadel)Front (valve needle)
1919
Erster TemperatursensorFirst temperature sensor
2020
Bohrung (Ventilnadel)Bore (valve needle)
2121
Kabel (erster Temperatursensor)Cable (first temperature sensor)
2222
Zweiter TemperatursensorSecond temperature sensor
2323
Vorderes Ende (Düsengehäuse)Front end (nozzle housing)
2424
Vorderseite (Düsengehäuse)Front (nozzle housing)
2525
Schnellkupplungquick coupling
2626
HeißkanalanordnungHot runner system
2727
VerteilerDistribution
2828
Obere PlatteUpper plate
2929
MontageplatteMounting plate
3030
Ausnehmung (Antriebsstange)Recess (drive rod)
3131
DrehstoppRotation stop
3232
KabelstützelementCable support element
3333
Wägezelleload cell
3434
Dehnungsmessstreifenstrain gauges
3535
Bein (Temperatursensor)Leg (temperature sensor)
3636
Hülse (Temperatursensor)Sleeve (temperature sensor)
3737
Kolben (Aktuator)Piston (actuator)
3838
Führungsfläche (Kabelstützelement)Guide surface (cable support element)
3939
Spitzenbuchse (Düsengehäuse)Tip bushing (nozzle housing)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2014210119A1 [0005]US 2014210119A1 [0005]
  • US 2021078226A1 [0006]US 2021078226A1 [0006]

Claims (16)

Düsenanordnung (1) für eine Spritzgussform, zum Zuführen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in einen Hohlraum der Spritzgussform, wobei die Düsenanordnung (1) folgendes umfasst: a. ein Düsengehäuse (2), das einen darin angeordneten Schmelzkanal (5) mit einer Ventilöffnung (3) umfasst; b. eine Ventilnadel (4), die in dem Schmelzkanal (5) angeordnet ist und in einer axialen Richtung (z) in Bezug auf das Düsengehäuse (2) verschiebbar ist zwischen i. einer geschlossenen Stellung, in der die Ventilnadel (4) die Ventilöffnung (3) verschließt und dadurch den Durchgang von geschmolzenem Kunststoffmaterial aus dem Schmelzkanal (5) durch die Ventilöffnung (3) blockiert, und ii. einer offenen Stellung, in der die Ventilnadel (4) den Durchgang von geschmolzenem Kunststoffmaterial aus dem Schmelzkanal (5) durch die Ventilöffnung (3) ermöglicht; c. einen Aktuator (6), umfassend i. ein Aktuatorgehäuse (7), das mit dem Düsengehäuse (2) wirkverbunden ist, und ii. eine Antriebsstange (8), die mit der Ventilnadel (4) wirkverbunden ist, um die Ventilnadel (4) zwischen der geschlossenen Stellung und der offenen Stellung zu verschieben; d. einen ersten Kraftsensor (9), der das Aktuatorgehäuse (7) und das Düsengehäuse (2) wirkverbindet, um während des Betriebs die über das Aktuatorgehäuse (7) auf die Ventilnadel (4) wirkende Kraft zu bestimmen.Nozzle assembly (1) for an injection mold, for supplying molten plastic material into a cavity of the injection mold, wherein the nozzle assembly (1) comprises: a. a nozzle housing (2) comprising a melt channel (5) arranged therein with a valve opening (3); b. a valve needle (4) arranged in the melt channel (5) and displaceable in an axial direction (z) with respect to the nozzle housing (2) between i. a closed position in which the valve needle (4) closes the valve opening (3) and thereby blocks the passage of molten plastic material from the melt channel (5) through the valve opening (3), and ii. an open position in which the valve needle (4) allows the passage of molten plastic material from the melt channel (5) through the valve opening (3); c. an actuator (6) comprising i. an actuator housing (7) operatively connected to the nozzle housing (2), and ii. a drive rod (8) operatively connected to the valve needle (4) to move the valve needle (4) between the closed position and the open position; d. a first force sensor (9) operatively connecting the actuator housing (7) and the nozzle housing (2) to determine the force acting on the valve needle (4) via the actuator housing (7) during operation. Düsenanordnung (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Aktuatorgehäuse (7) mittels eines Linearlagers (10) schwimmend in axialer Richtung (z) gegenüber dem Düsengehäuse (2) verschiebbar angeordnet ist.Nozzle arrangement (1) according to Claim 1 , wherein the actuator housing (7) is arranged to be displaceable in the axial direction (z) relative to the nozzle housing (2) by means of a linear bearing (10). Düsenanordnung (1) gemäß Anspruch 2, wobei das Linearlager (10) mindestens eine Säule (11) umfasst, gegen die das Aktuatorgehäuse verschiebbar angeordnet ist.Nozzle arrangement (1) according to Claim 2 , wherein the linear bearing (10) comprises at least one column (11) against which the actuator housing is arranged to be displaceable. Düsenanordnung (1) gemäß Anspruch 3, wobei das Aktuatorgehäuse (7) eine Ausnehmung (12) umfasst, in der sich die Säule (11) erstreckt.Nozzle arrangement (1) according to Claim 3 , wherein the actuator housing (7) includes a recess (12) in which the column (11) extends. Düsenanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aktuatorgehäuse (7) mit einer Einstellvorrichtung (13) zum Einstellen des Aktuatorgehäuses (7) in Bezug auf das Düsengehäuse (2) in axialer Richtung (z) zum Einstellen der axialen Position der Ventilnadel (4), insbesondere mittels einer Stellschraube (14) der Einstellvorrichtung (13), wirkverbunden ist.Nozzle arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the actuator housing (7) is operatively connected to an adjusting device (13) for adjusting the actuator housing (7) in relation to the nozzle housing (2) in the axial direction (z) for adjusting the axial position of the valve needle (4), in particular by means of an adjusting screw (14) of the adjusting device (13). Düsenanordnung (1) gemäß Anspruch 5, wobei der erste Kraftsensor (9) zwischen dem Aktuatorgehäuse (7) und der Einstellvorrichtung (13) angeordnet ist.Nozzle arrangement (1) according to Claim 5 , wherein the first force sensor (9) is arranged between the actuator housing (7) and the adjusting device (13). Düsenanordnung (1) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der erste Kraftsensor (9) konzentrisch um eine Befestigungsschraube (15) angeordnet ist, die das Aktuatorgehäuse (7) mit der Einstellvorrichtung (13) fest verbindet.Nozzle arrangement (1) according to Claim 5 or 6 , wherein the first force sensor (9) is arranged concentrically around a fastening screw (15) which firmly connects the actuator housing (7) to the adjusting device (13). Düsenanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kraftsensor (9) koaxial zur Ventilnadel (4) angeordnet ist.Nozzle arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the first force sensor (9) is arranged coaxially to the valve needle (4). Düsenanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alternativ oder zusätzlich zu dem ersten Kraftsensor (9) ein zweiter Kraftsensor (16) zwischen der Antriebsstange (8) des Aktuators (6) und einem hinteren Ende (17) der Ventilnadel (4) angeordnet ist, um die auf die Ventilnadel (4) wirkenden Kräfte zu bestimmen und/oder der zweite Kraftsensor (16) in die Antriebsstange (8) des Aktuators (6) integriert ist.Nozzle arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein alternatively or additionally to the first force sensor (9) a second force sensor (16) is arranged between the drive rod (8) of the actuator (6) and a rear end (17) of the valve needle (4) to determine the forces acting on the valve needle (4) and/or the second force sensor (16) is integrated into the drive rod (8) of the actuator (6). Düsenanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kraftsensor (9) ein piezoelektrischer Sensor ist, der insbesondere im montierten Zustand mittels der Befestigungsschraube (15) vorgespannt ist.Nozzle arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the first force sensor (9) is a piezoelectric sensor which is pre-tensioned in particular in the mounted state by means of the fastening screw (15). Düsenanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ventilnadel (4) eine Vorderseite (18) umfasst, an der ein erster Temperatursensor (19) angeordnet ist.Nozzle arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the valve needle (4) comprises a front face (18) on which a first temperature sensor (19) is arranged. Düsenanordnung (1) gemäß Anspruch 11, wobei die Ventilnadel (4) eine sich in Längsrichtung (z) erstreckende Bohrung (10) umfasst, in der ein Kabel (21) wirkverbunden mit dem ersten Temperatursensor (19) angeordnet ist, der an der Vorderseite (18) der Ventilnadel (4) angeordnet ist.Nozzle arrangement (1) according to Claim 11 , wherein the valve needle (4) comprises a longitudinally extending (z) bore (10) in which a cable (21) is operatively connected to the first temperature sensor (19) which is located on the front (18) of the valve needle (4). Düsenanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zweiter Temperatursensor (22) an einem vorderen Ende (23) des Düsengehäuses (2) angeordnet ist.Nozzle arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein a second temperature sensor (22) is arranged at a front end (23) of the nozzle housing (2). Düsenanordnung (1) gemäß Anspruch 13, wobei das Düsengehäuse (2) eine Vorderseite (24) umfasst, an der der zweite Temperatursensor (22) angeordnet ist.Nozzle arrangement (1) according to Claim 13 , wherein the nozzle housing (2) comprises a front (24) on which the second temperature sensor (22) is arranged. Düsenanordnung (1) gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei das Düsengehäuse (2) einen Kanal (5) umfasst, der sich zumindest teilweise entlang der Oberfläche des Düsengehäuses (2) erstreckt, in dem ein mit dem zweiten Temperatursensor (22) wirkverbundenes Kabel angeordnet ist.Nozzle arrangement (1) according to Claim 13 or 14 , wherein the nozzle housing (2) comprises a channel (5) which extends at least partially along the surface of the nozzle housing (2) in which a cable operatively connected to the second temperature sensor (22) is arranged. Düsenanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebsstange (8) mit einem hinteren Ende (17) der Ventilnadel (4) mittels einer Schnellkupplung (25) wirkverbunden ist.Nozzle arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the drive rod (8) is operatively connected to a rear end (17) of the valve needle (4) by means of a quick coupling (25).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3833220C2 (en) * 1988-09-30 1998-04-30 Agfa Gevaert Ag Needle valve nozzle in an injection mold for processing thermoplastics
US20020121713A1 (en) * 1997-06-13 2002-09-05 Mark Moss Apparatus and method for proportionally controlling fluid delivery to stacked molds
US20030072833A1 (en) * 2001-10-12 2003-04-17 George Olaru Valve pin with thermocouple
DE60020140T2 (en) * 1999-09-21 2006-01-19 Synventive Molding Solutions, Inc., Peabody DISTRIBUTION SYSTEM WITH FLOW CONTROL
US20100047379A1 (en) * 2008-08-22 2010-02-25 Vincenc Selak Injection molding tool with closable hot channel nozzle

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0732021Y2 (en) * 1990-03-28 1995-07-26 三菱マテリアル株式会社 Injection mold
ITTO20010711A1 (en) * 2001-07-20 2003-01-20 Attrezzature Speciali Srl As INJECTOR FOR INJECTION MOLDS OF PLASTIC MATERIALS.
US7182893B2 (en) * 2002-10-11 2007-02-27 Mold-Masters Limited Valve gated nozzle having a valve pin with a sensor
US20080088047A1 (en) * 2006-10-12 2008-04-17 Mold-Masters Limited Apparatus and method for a hot runner injection molding system
US9440389B2 (en) 2011-11-23 2016-09-13 Synventive Molding Solutions, Inc. Controlled valve pin movement based on cavity sensor feedback
CN108040473A (en) * 2015-03-03 2018-05-15 布顿科技有限责任公司 Injection moulding machine
US10875226B2 (en) 2016-07-20 2020-12-29 Synventive Molding Soliutions, Inc. Injection molding apparatus and method for automatic cycle to cycle cavity injection
KR102332085B1 (en) * 2020-09-03 2021-12-01 김동헌 Cylinder device for hot runner system
WO2022178060A1 (en) * 2021-02-17 2022-08-25 Synventive Molding Solutions, Inc. Spring cushioned pin and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3833220C2 (en) * 1988-09-30 1998-04-30 Agfa Gevaert Ag Needle valve nozzle in an injection mold for processing thermoplastics
US20020121713A1 (en) * 1997-06-13 2002-09-05 Mark Moss Apparatus and method for proportionally controlling fluid delivery to stacked molds
DE60020140T2 (en) * 1999-09-21 2006-01-19 Synventive Molding Solutions, Inc., Peabody DISTRIBUTION SYSTEM WITH FLOW CONTROL
US20030072833A1 (en) * 2001-10-12 2003-04-17 George Olaru Valve pin with thermocouple
US20100047379A1 (en) * 2008-08-22 2010-02-25 Vincenc Selak Injection molding tool with closable hot channel nozzle

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