DE19601102A1

DE19601102A1 - Injection moulding hot runner system for permanent sealing between manifold and nozzles

Info

Publication number: DE19601102A1
Application number: DE1996101102
Authority: DE
Inventors: Siegfried Boehmer
Original assignee: PSG PLASTIC SERVICE GmbH
Current assignee: PSG PLASTIC SERVICE GmbH
Priority date: 1996-01-13
Filing date: 1996-01-13
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2016-01-14
Also published as: DE19601102C2

Abstract

A hot runner system includes a hot runner manifold (1) with a runner (4) feeding hot runner nozzles (2) in a tool plate (6). The hot runner nozzles (2) are held against the hot runner manifold (1) by their bodies (3) but allowed lateral movement(X,Y axes) relative to the manifold(1) along the sealing plane (11). Each nozzle body (3) is located on a centering ring(9) in the tool plate (6) and is allowed to expand in the axial direction (Z-axis).

Description

Die Erfindung betrifft ein Heißkanalsystem mit einem Heiß kanalverteiler, in dem ein Verteilerkanal mit verschiede nen Anschlüssen für Heißkanaldüsen verläuft, die in einer Formplatte angeordnet sind, wobei die Heißkanaldüsen im aufgeheizten Zustand mit ihrer Dichtfläche unter Vorspan nung an dem Heißkanalverteiler anliegen.The invention relates to a hot runner system with a hot channel distributor, in which a distribution channel with various Connections for hot runner nozzles runs in one Form plate are arranged, the hot runner nozzles in the heated state with its sealing surface under preload Apply to the hot runner manifold.

Bei einem derartigen Heißkanalsystem muß die Kunststoff schmelze vom Verteiler am Übergang zur Heißkanaldüse so abgedichtet werden, daß keine Schmelze austritt. Dabei muß der Einbau und die Abstimmung des Systems so gering wie möglich sein, wobei insbesondere bei Großwerkzeugen es oftmals nicht möglich ist, die geforderte Abstimmgenau igkeit zu erreichen.In such a hot runner system, the plastic melt from the distributor at the transition to the hot runner nozzle like this be sealed so that no melt escapes. It must the installation and tuning of the system as little as be possible, especially in the case of large tools the required coordination is often not possible to achieve.

Bei einer bekannten Ausführungsform wird die Dichtigkeit des Systems durch eine Höhenausdehnung des Maßes der Ver teilerhöhe sowie der Düsenbundhöhe bzw. des Düsenkörper flansches im aufgeheizten Zustand des Heißkanalsystems erreicht. Nach den entsprechenden Einbaurichtlinien für Heißkanalverteiler soll bei den vorhergesagten Werkzeug- und Heißkanaltemperaturen eine Vorspannung von z. B. 0,05mm gegeben sein. Das System ist in der Mitte zentriert und seitlich mittels eines Zylinderstiftes verdrehgesichert. Beim Aufheizen dehnt sich der Verteiler in der einen Rich tung der Abdichtebene (X-Richtung) frei ohne Behinderung aus. In der Achsrichtung der Heißkanaldüse (Z-Richtung) erfolgt die Vorspannung, d. h. die Abdichtung des Systems. Die Düse sitzt seitlich geführt in der Formplatte, so daß keine Verschiebung der Düse in der X-Achse möglich ist. Es kommt insbesondere bei großen Werkzeugen durch die gerin gere Fertigungsgenauigkeit zu Abstimmproblemen und daraus resultierend zu Leckagen. Weiterhin besteht die Gefahr, wenn die vorhergesagten Temperaturen nicht einge halten werden oder stark abweichen, daß eine zu geringe Vorspannung entsteht und das System undicht wird. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ergibt sich dann, wenn bei wesentlich größerer Temperaturdifferenz wie hervorgesagt, die Vorspannung so hoch wird, daß eine irreversible Ver formung des Abstützbereiches eintritt. Dies hat den Ver lust der Vorspannung zur Folge und führt ebenfalls zur Leckage. Weiterhin kann es bei extrem hoher Schließkraft der Spritzgießmaschine und bei Nichtberücksichtigung der Grenzwerte für die Flächenpressung zu Setzerscheinungen des gesamten Werkzeuges kommen und daraus resultierend zu einer unzulässig hohen Vorspannung.In a known embodiment, the tightness of the system by extending the height of the ver divider height and the nozzle collar height or the nozzle body flange in the heated state of the hot runner system reached. According to the corresponding installation guidelines for Hot runner manifold is said to be in the predicted Tool and hot runner temperatures a bias of z. B. 0.05mm be given. The system is centered and centered laterally secured against rotation by means of a cylindrical pin. When heating up, the distributor expands in one direction sealing plane (X direction) freely without obstruction out. In the axial direction of the hot runner nozzle (Z direction) there is the bias, d. H. the sealing of the system. The nozzle is guided laterally in the mold plate, so that no displacement of the nozzle in the X axis is possible. It comes through especially with large tools improved manufacturing accuracy to coordination problems and resulting in leaks. Furthermore, the Danger if the predicted temperatures are not turned on will hold or deviate significantly that too little Preload occurs and the system leaks. On Another major disadvantage arises when much larger temperature difference as predicted, the bias becomes so high that an irreversible ver formation of the support area occurs. This has ver the result of the preload and also leads to Leakage. Furthermore, it can with extremely high closing force the injection molding machine and disregarding the Limit values for the surface pressure for settlement phenomena of the entire tool and resulting from it an impermissibly high preload.

Bei einem anderen bekannten Heißkanalsystem erfolgt die Dichtigkeit des Systems durch Einschrauben der Heißkanal düse mittels eines Außengewindes an dem Verteiler. Die Stirnfläche des Gewindebolzens ist die Abdichtfläche. Die Düse erfährt jedoch durch die Längenausdehnung des Ver teilers in der X-Achse ein starkes Biegemoment. Bei kurzen Düsen kann dies zum Bruch führen. Weiterhin ist bei klei ner Restzapfenhöhe im Anspritzbereich zur Kavität mit Undichtigkeiten oder unschöner Schwimmhautbildung zu rech nen.In another known hot runner system, the Tightness of the system by screwing in the hot runner nozzle by means of an external thread on the distributor. The The end face of the threaded bolt is the sealing surface. The However, nozzle experiences through the linear expansion of the Ver divisive in the X-axis a strong bending moment. With short Nozzles can break this. Furthermore at klei ner residual pin height in the injection area to the cavity with Leaks or unsightly swimming skin formation nen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Heißkanalsystem so auszubilden, daß insbesondere bei Groß werkzeugen eine dauernde Abdichtung bei unterschiedlichen Verarbeitungstemperaturen gewährleistet ist.The invention has for its object such To design the hot runner system in such a way that, especially for large tools provide a permanent seal with different Processing temperatures is guaranteed.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Heißkanaldüse an ihrem Düsenkörper in der Abdicht ebene verschiebbar am Heißkanalverteiler gehaltert ist und daß der Düsenkörper an einem Zentrierring in seiner axialen Richtung ausdehnbar angeordnet ist, wobei der Zentrierring in die Formplatte eingesetzt ist.This object is achieved according to the invention in that the hot runner nozzle on its nozzle body in the seal level is slidably supported on the hot runner manifold and that the nozzle body on a centering ring in its Axial direction is arranged expandable, the Centering ring is inserted into the mold plate.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß zum be weglichen Haltern in der Abdichtebene der Düsenkörper mittels eines Klemmflansches am Heißkanalverteiler ange ordnet ist.An advantageous embodiment provides that be movable holders in the sealing plane of the nozzle body attached to the hot runner manifold by means of a clamping flange is arranged.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß zum Haltern des Düsen körpers am Heißkanalverteiler eine in den Verteiler ein schraubbare Spannmutter vorgesehen ist.It is also advantageous that for holding the nozzle body on the hot runner manifold into the manifold screwable clamping nut is provided.

Es ist vorteilhaft, daß als Verdrehsicherung für die Heiß kanaldüse ein zylindrischer Bolzen in einer langlocharti gen Ausfräsung des Düsenkörperflansches und des Klemmflan sches bzw. der Spannmutter vorgesehen ist.It is advantageous that as an anti-rotation device for the hot channel nozzle a cylindrical bolt in an elongated hole milling of the nozzle body flange and the clamping flange cal or the clamping nut is provided.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Zentrierring glockenartig ausgebildet ist und einen zylindrischen Ab schnitt mit anschließendem kegelförmigen Abschnitt und Paßsitz am Düsenkörper aufweist.It is also proposed that the centering ring is bell-shaped and a cylindrical Ab cut with subsequent conical section and Has a snug fit on the nozzle body.

Die Erfindung bringt insbesondere den Vorteil, daß eine dauernde Abdichtung gewährleistet ist und eine unzulässige Überbeanspruchung durch zu hohe Flächenpressung ausge schlossen wird. Es können somit Kunststoffe mit unter schiedlichen Verarbeitungs- und Werkzeugtemperaturen pro blemlos mit dem System verarbeitet werden. Weiterhin er gibt sich der Vorteil, daß eine leichte Montage und Demon tage möglich ist. Außerdem ist bei falscher Gestaltung des Werkzeuges in Bezug auf die Schließkraft trotzdem die Dichtigkeit des Systems gewährleistet. Es ist dabei vor teilhaft, daß von den Werkzeugbauern geringere Fertigungs genauigkeiten zu fordern sind, was die Einbau- und Ab stimmkosten erheblich vermindert. Es wird auch die Forde rung erfüllt, daß die Heißkanaldüse mit dem Verteiler fest verbunden ist, um einen Verdrahtungsaufwand und die Servi cefreundlichkeit bei der Montage und Demontage zu erhöhen.The invention has the particular advantage that a permanent sealing is guaranteed and an impermissible Overuse caused by excessive surface pressure is closed. It can therefore be used with plastics different processing and tool temperatures per can be easily processed with the system. He continues there is the advantage that easy assembly and demon days is possible. In addition, if the design is incorrect Tool in terms of the closing force System tightness guaranteed. It is there partial that the toolmakers have lower manufacturing Accuracies are required as to what the installation and ab voting costs significantly reduced. It also becomes the Forde tion meets that the hot runner nozzle with the distributor firmly is connected to a wiring effort and the servi to increase friendliness during assembly and disassembly.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei spielen näher erläutert.The invention is set forth in the description below hand of execution shown in the drawings play explained in more detail.

Es zeigen,Show it,

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein derartiges Heißkanalsystem im Bereich der Anordnung einer Heißkanaldüse, Fig. 1 shows a longitudinal section through such a hot runner system in the area of arrangement of a hot runner nozzle,

Fig. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung "A" in Fig. 1 und Fig. 2 is a view in the direction of arrow "A" in Fig. 1 and

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform des Heißka nalsystems. Fig. 3 shows a section corresponding to FIG. 1 according to a further embodiment of the Heißka channel system.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Werkzeug eines Heißkanalsystems wird über eine Angießbuchse 24 mit Werk zeuganschluß an eine Spritzgieß-Maschinendüse angeschlos sen. Die Buchse 24 ist in einen Heißkanalverteiler 1 ein gesetzt, der einen Verteilerkanal 4 aufweist mit einem Anschluß an eine Heißkanaldüse 2, deren Düsenkörper 3 eine zentrale Kunststoffmassebohrung 5 aufweist. Die mit einem Füllrohr 7 versehene Heißkanaldüse 2 ist in eine Formplat te 6 eingesetzt und weist an ihrem unteren Ende einen Anspritzbereich 10 auf. Weiterhin ist der Düsenkörper 3 an seinem oberen Ende mit einem Düsenkörperflansch 8 verse hen, dessen äußere Ringfläche die Dichtfläche 11 gegenüber dem Heißkanalverteiler 1 bildet. In diese Dichtfläche 11 ist eine Dichtung 12 eingesetzt.The tool of a hot runner system shown in FIGS . 1 and 2 is connected via a sprue bushing 24 with a tool connection to an injection molding machine nozzle. The socket 24 is placed in a hot runner manifold 1 , which has a distribution channel 4 with a connection to a hot runner nozzle 2 , the nozzle body 3 of which has a central plastic bore 5 . The hot runner nozzle 2 provided with a filling pipe 7 is inserted into a mold plate 6 and has a gating area 10 at its lower end. Furthermore, the nozzle body 3 at its upper end with a nozzle body flange 8 hen, the outer ring surface of which forms the sealing surface 11 with respect to the hot runner manifold 1 . A seal 12 is inserted into this sealing surface 11 .

Zum Befestigen der Heißkanaldüse 2 am Heißkanalverteiler 1 dient ein Klemmflansch 14, der mit Hilfe von Schrauben 23 gegen den Heißkanalverteiler 1 gespannt wird, wobei damit der Düsenkörperflansch 8 im Bereich des abgestuften Kopfes 13 des Klemmflansches 14 erfaßt wird.To attach the hot runner nozzle 2 to the hot runner distributor 1 , a clamping flange 14 is used , which is clamped against the hot runner distributor 1 with the aid of screws 23 , the nozzle body flange 8 being thereby gripped in the region of the stepped head 13 of the clamping flange 14 .

Unterhalb des Klemmflansches 14 befindet sich ein Zen trierring 9 und zwar bestehend aus einem zylindrischen Abschnitt 17, der mit seinem Außendurchmesser in die Form platte 6 eingreift und mit seinem Innendurchmesser am Außenmantel bzw. Hüllrohr 7 der Heißkanaldüse 2 anliegt. An diesen zylindrischen Abschnitt 17 schließt sich ein kegelförmiger Abschnitt 18 an, der zur Düse 2 gerichtet ist und als Paßsitz 16 am Düsenkörper 3 anliegt.Below the clamping flange 14 is a Zen trier ring 9 , consisting of a cylindrical portion 17 which engages plate 6 with its outer diameter and engages with its inner diameter on the outer jacket or cladding tube 7 of the hot runner nozzle 2 . This cylindrical section 17 is adjoined by a conical section 18 , which is directed towards the nozzle 2 and bears against the nozzle body 3 as a snug fit 16 .

Durch diese Befestigung der Heißkanaldüse 2 an dem Heißka nalverteiler 1 ist der Düsenkörper 3 in der X- und Y-Achse beweglich, wobei beim Einbau des komplett montierten Sy stems im Werkzeug der Düsenkörper 3 noch leicht in der X- und Y-Richtung verschiebbar ist. Über den Zentrierring 9 erfolgt die Zentrierung beim Einsetzen des Zentrierringes mit dem zylindrischen Abschnitt 17 in die Formplatte 6. Nach dem Einlassen des Systems wird der Klemmflansch 14 mittels der Schrauben 23 so stark vorgespannt, daß über den Klemmflansch 14 eine ausreichende Dichtkraft auf den Düsenkörper 3 übertragen wird. Durch das Aufheizen des Systems wird eine weitere Spannkraft (Dichtkraft) er reicht, die genau definiert ist und keine Überbeanspru chung der Dichtfläche 11 zuläßt. Die Längenausdehnung des Verteilers 1 in der X- und Y-Richtung ist bei definierter Vorspannung mittels der Verschraubung 23 noch möglich, wenn der Verteiler 1 anschließend aufgeheizt wird. Durch den Zentrierring 9 ist eine starke Biegebeanspruchung der Heißkanaldüse 2 in der Düsenkörperachse, d. h. in der Z-Achse ausgeschlossen. Das Maß "H" im Werkzeug kann mit einer Fertigungstoleranz versehen werden, die der Ferti gungsgenauigkeit bei derartigen Werkzeugen, insbesondere bei Großwerkzeugen entspricht.This attachment of the hot runner nozzle 2 to the Heißka channel distributor 1 means that the nozzle body 3 is movable in the X and Y axes, and when the fully assembled system is installed in the tool the nozzle body 3 is still slightly displaceable in the X and Y directions . The centering ring 9 is used for centering when the centering ring with the cylindrical section 17 is inserted into the mold plate 6 . After the system has been let in, the clamping flange 14 is so strongly pretensioned by means of the screws 23 that a sufficient sealing force is transmitted to the nozzle body 3 via the clamping flange 14 . By heating the system, a further clamping force (sealing force) is sufficient, which is precisely defined and does not allow excessive stress on the sealing surface 11 . The linear expansion of the distributor 1 in the X and Y directions is still possible with a defined prestress by means of the screw connection 23 when the distributor 1 is subsequently heated. A strong bending stress of the hot runner nozzle 2 in the nozzle body axis, ie in the Z axis, is excluded by the centering ring 9 . The dimension "H" in the tool can be provided with a manufacturing tolerance that corresponds to the manufacturing accuracy for such tools, especially for large tools.

Wenn im Anspritzbereich 10 der Heißkanaldüse 2 eine Form kontur angebracht werden soll, wird eine Verdrehsicherung der Heißkanaldüse 2 vorgesehen, wobei im Kopf 13 des Klemmflansches 14 und dem Düsenkörperflansch 8 eine lang lochartige Ausfräsung 22 angebracht wird, in die ein zy lindrischer Bolzen 15 eingesetzt wird. Damit wird eine Beweglichkeit um den Mittelpunkt des zylindrischen Bolzens 15 mit leichtem axialen Spiel in der X- und Y-Richtung ermöglicht.If a shape contour is to be attached in the injection region 10 of the hot runner nozzle 2 , an anti-rotation device of the hot runner nozzle 2 is provided, a long hole-like cutout 22 being fitted in the head 13 of the clamping flange 14 and the nozzle body flange 8 , into which a cylindrical bolt 15 is inserted . This allows mobility around the center of the cylindrical bolt 15 with slight axial play in the X and Y directions.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform wird die Vorspannung des Düsenkörpers 3 zum Heißkanalverteiler 1 hin mittels einer Spannmutter 19 erzeugt, die in den Heiß kanalverteiler 1 eingeschraubt wird und an einer inneren Stufe im Bereich des Kopfes 20 am Düsenkörperflansch 8 abgestützt ist. Zwischen dem Heißkanalverteiler 1 und der Formplatte 6 befindet sich ein Distanzring 21.In the embodiment shown in Fig. 3, the preload of the nozzle body 3 to the hot runner manifold 1 side is generated by means of a clamping nut 19 which is screwed into the hot runner manifold 1 and is supported on an inner step in the area of the head 20 on Düsenkörperflansch. 8 A spacer ring 21 is located between the hot runner manifold 1 and the mold plate 6 .

Claims

1. Hot runner system with a hot runner manifold, in which a distribution channel with different connections for hot runner nozzles, which are arranged in a mold plate, the hot runner nozzles in the heated state with their sealing surface under prestress on the hot runner manifold, characterized in that the hot runner nozzle ( 2 ) on its nozzle body ( 3 ) in the sealing plane ( 11 ) slidably on the hot runner manifold ( 1 ) and that the nozzle body ( 3 ) on a centering ring ( 9 ) in its axial direction (Z-axis) is arranged to be expandable , wherein the centering ring ( 9 ) in the mold plate ( 6 ) is set.

2. Hot runner system according to claim 1, characterized in that the movable body in the sealing plane ( 11 ) of the nozzle body ( 3 ) by means of a clamping flange ( 14 ) is arranged on the hot runner manifold ( 1 ).

3. hot runner system according to claim 1, characterized gekennzei seframe that (1) a screw-tightening nut (19) is provided for supporting the nozzle body (3) Hot-channel distributor at the one in the manifold (1).

4. Hot runner system according to claim 1 to 3, characterized in that as a rotation lock for the hot runner nozzle ( 2 ), a cylindrical bolt ( 15 ) in a slot-like cutout ( 22 ) of the nozzle body flange ( 8 ) and the clamping flange ( 14 ) or the clamping nut ( 19 ) is provided.

5. Hot runner system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the centering ring ( 9 ) is bell-shaped and a cylindrical portion ( 17 ) with a subsequent conical section ( 18 ) and a snug fit ( 16 ) on the nozzle body ( 3 ) .