DE4100939A1 - Feed nozzle for injection moulding machine - has protrusion into polymer passage to give better flow pattern and less waste when colours are changed - Google Patents

Feed nozzle for injection moulding machine - has protrusion into polymer passage to give better flow pattern and less waste when colours are changed

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Abstract

A nozzle for supplying molten polymer to an injection moulding machine has at its tip (22) a protrusion (25) which projects into the circular cross-section of the polymer channel. The protrusion can have a number of shapes and can extend to various lengths along the polymer channel. A nozzle is held in a housing and is heated by electric heating cuffs fed from an electric cable. Polymer is supplied through a circular duct and then flows through a duct past the protrusion into a paraboloid space. In a typical application the number of flushing shots required for a change of colour was reduced to less than a quarter from the previous value of 25. USE/ADVANTAGE - The method impoves the flow pattern so that colour change-overs incur less waste.

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse, wie sie entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die DE-PS 29 40 818 bekanntgeworden ist.The invention relates to a nozzle as corresponding the preamble of claim 1 by the DE-PS 29 40 818 has become known.

Bei der vorbekannten Düse ist der die Düsenspitze un­ mittelbar und mittelbar umgebende, vom Düsengehäuse oder von der Formplatte selbst gebildete Düsenvorraum konisch, insbeson­ dere nach Art eines Paraboloids ausgebildet. Die Düsenspitze selbst enthält zwei V-förmig bezüglich der Düsenspitze divergierende Düsenkanäle, über welche die Kunststoff-Schmelze vom Zentralkanal in den Düsenvorraum eintritt, um sodann, die in die Düsenöffnung hineinragende Düsenspitze kreisringartig umströmend, in die Formhöhlung einzutreten.In the previously known nozzle, the nozzle tip is un indirectly and indirectly surrounding, from the nozzle housing or from the nozzle plate itself formed conical, in particular designed in the manner of a paraboloid. The nozzle tip itself contains two V-shaped with respect to the nozzle tip diverging nozzle channels through which the plastic melt enters the anteroom from the central channel, and then the nozzle tip protruding into the nozzle opening like a ring flowing around to enter the mold cavity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Strömung der Kunststoff-Schmelze im Bereich der Düsenspitze zu ver­ bessern.The invention has for its object the flow the plastic melt in the area of the nozzle tip improve.

Entsprechend dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Düsenspitze Bestandteil eines Steges ist, der mit einem im wesentlichen langgestreckten Querschnitt in einen freien runden Düsenkanal- Querschnitt von dessen Peripherie her hineinragt.According to the characterizing part of the claim 1 this problem is solved in that the nozzle tip Part of a web is that of an essentially elongated cross-section in a free round nozzle channel Cross section protrudes from its periphery.

Während bei der bekannten Düse (DE-PS 29 40 818) zwei gesonderte Massestränge der Kunststoff-Schmelze innerhalb des Düsenvorraums um die Düsenspitze herum zu einem Massestrang vereinigt werden müssen, der dann aber wiederum ringförmig durch die Düsenöffnung tritt, beschreitet die Erfindung einen gänzlich anderen Weg: entsprechend der Erfindung ist der Düsenkanal selbst so weit möglich vollrundflächig, d. h. er stellt insbesondere nahezu eine Vollkreisfläche dar, die lediglich einseitig von der Peripherie her von der stegartigen Düsenspitze unterbrochen bzw. eingeschnitten ist.While in the known nozzle (DE-PS 29 40 818) two separate mass strands of the plastic melt within the Anteroom around the nozzle tip to form a mass strand must be united, but then again in a ring passes through the nozzle opening, the invention takes one completely different way: according to the invention is the Nozzle channel itself as far as possible over the entire surface, d. H. he represents in particular almost a full circle area, the only one-sided from the periphery from the web-like Nozzle tip is interrupted or cut.

Dies bedeutet, daß bei Anwendung der erfindungsgemäßen Düse der Massestrang mit einem nahezu vollkreisförmigen Quer­ schnitt bereits in den Düsenvorraum eintritt und sich in der Düsenöffnung selbst, in welcher die Düsenspitze nur noch einen Punkt bildet, zu einer kompletten Vollkreisfläche konzentriert.This means that when using the invention Nozzle of the mass strand with an almost fully circular cross already enters the anteroom and is in the Nozzle opening itself, in which the nozzle tip only one Point forms, concentrated to a complete full circle area.

Bei der erfindungsgemäßen Düse werden im Bereich des Düsenvorraums die ansonsten beim Bekannten nicht von der Kunststoff-Schmelze durchströmte Räume, die bislang zu stören­ den Erscheinungen führen, praktisch eliminiert. Diese stören­ den Erscheinungen bestanden beim Bekannten im wesentlichen darin, daß bei Farbwechsel mindestens fünfundzwanzig Schuß, also eine relativ hohe Ausschußrate, erforderlich waren, um den Farbwechsel vollständig herbeizuführen. Die erfindungsge­ mäße Düse ergibt nun einen wesentlich günstigeren Spüleffekt, der die Ausschußrate bei Farbwechsel im Vergleich zum Be­ kannten auf weniger als 1/4 reduziert.In the nozzle according to the invention in the range of Nozzle anteroom which is otherwise not known by the Plastic melt flowed through spaces that previously disrupted the appearances, practically eliminated. These interfere the phenomena essentially existed in the acquaintance  in that when changing color at least twenty five shots, a relatively high reject rate was required to to bring about the color change completely. The fiction moderate nozzle now results in a much cheaper rinsing effect, the reject rate when changing color compared to loading knew reduced to less than 1/4.

Die erfindungsgemäße Düse führt außerdem zu einem sau­ beren Abrißpunkt am Kunststoff-Spritzgußartikel.The nozzle according to the invention also leads to a sow Lower tear point on the plastic injection molded article.

Außerdem ist bei der erfindungsgemäßen Düse gewährlei­ stet, daß die Wärme von der Außenheizung der Düse über den dünn zulaufenden einseitigen Steg bis in dessen Spitze, also in den Anschnittbereich hinein, geleitet wird. Hierdurch wird das "Einfrieren" der Kunststoff-Spritzgießmasse - und somit ein Verstopfen der Düse - zuverlässig verhindert.In addition, the nozzle according to the invention guarantees stet that the heat from the outside heating of the nozzle over the thinly tapered one-sided web up to its tip, so into the gate area. This will the "freezing" of the plastic injection molding compound - and thus clogging of the nozzle - reliably prevented.

Ansonsten kann die Düsenspitze - wie allgemein Üblich - bis in die Ebene der Düsenöffnung hinein oder, ein wenig vorstehend, über die Ebene der Düsenöffnung hinaus zur Form­ höhlung hin geführt sein.Otherwise the nozzle tip - as is generally the case - to the level of the nozzle opening or, a little above, beyond the plane of the nozzle opening to form be led out.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention result from the Subclaims.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel entsprechend der Erfindung näher beschrieben, hierbei zeigt:A preferred embodiment is shown in the drawings game according to the invention described in more detail here shows:

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine isoliert dargestellte Düsenanordnung, Fig. 1 shows a partial longitudinal section through an insulated nozzle arrangement shown,

Fig. 2 den Düsenkörper gemäß Fig. 1 in Alleinstellung, Fig. 2 shows the nozzle body according to FIG. 1 in isolation,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Düsenkörpers entsprechend dem in Fig. 2 mit III bezeichneten Ansichtspfeil,Arrow view corresponding to the designated an end view of the nozzle body in Fig. 2 with III Fig. 3,

Fig. 4 eine Schnittansicht entsprechend der in Fig. 2 mit IV-IV bezeichneten Schnittlinie, Fig. 4 is a sectional view corresponding to the designated in Fig. 2 with IV-IV line of intersection,

Fig. 5 eine Einzeldarstellung eines abweichend ausgebil­ deten Düsenkörpers, Fig. 5 is a detail view of a deviating ausgebil Deten nozzle body,

Fig. 6 eine Stirnansicht entsprechend dem mit VI bezeich­ neten Ansichtspfeil in Fig. 5, Fig. 6 is an end view corresponding to the view VI-designated with arrow in Fig. 5,

Fig. 7 eine Schnittansicht entsprechend dem in Fig. 5 mit VII-VII bezeichneten Schnittlinie und Fig. 7 is a sectional view corresponding to the section line designated VII-VII in Fig. 5 and

Fig. 8 einen Querschnitt entsprechend der in Fig. 5 mit VIII-VIII bezeichneten Schnittlinie. Fig. 8 is a cross section corresponding to the section line designated VIII-VIII in Fig. 5.

In Fig. 1 ist eine Düseneinheit insgesamt mit der Bezugs­ ziffer 10 bezeichnet. Die Düseneinheit 10 weist ein im wesent­ lichen rotationssymmetrisches Gehäuse 11 auf, in welchem ein Düsenkörper 12 koaxial gehalten ist.In Fig. 1, a nozzle unit is generally designated by the reference number 10 . The nozzle unit 10 has a union 11 in wesent union, in which a nozzle body 12 is held coaxially.

Der Düsenkörper 12 ist von einer Heizmanschette 13 umge­ ben, welche über ein Zuleitungskabel 14 mit Kabeldurchführung 15 elektrisch eingespeist wird.The nozzle body 12 is from a heating jacket 13 ben, which is fed electrically via a supply cable 14 with a cable bushing 15 .

Die Grundform des Düsenkörpers 12 ist ebenfalls rotations­ symmetrisch. Koaxial ist in dem Düsenkörper 12 ein Zentral­ kanal 16 enthalten, dessen der Formhöhlung F (lediglich raum­ orientierend angedeutet) zugewandtes vorderes Ende mit 17 und dessen der Formhöhlung F abgewandtes hinteres Ende mit 18 bezeichnet ist.The basic shape of the nozzle body 12 is also rotationally symmetrical. Coaxially in the nozzle body 12, a central channel 16 whose the cavity F (only space orienting indicated) facing front end 17 and is designated the F of the cavity facing away from the rear end with the eighteenth

Die Kunststoff-Schmelze tritt über 18 in den Zentralka­ nal 16 ein, gelangt sodann in den Düsenkanal 19, füllt sodann den Düsenvorraum 20 und tritt vom Düsenvorraum 20 über die Düsenöffnung 21 in die Formhöhlung F über.The plastic melt enters via 18 into the central channel 16 , then enters the nozzle channel 19 , then fills the nozzle antechamber 20 and passes from the nozzle antechamber 20 via the nozzle opening 21 into the mold cavity F.

Der Düsenvorraum 20 bildet beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine etwa paraboloidartige Höhlung.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the nozzle antechamber 20 forms an approximately paraboloid-like cavity.

Die Düsenspitze ist gemäß Fig. 1 insgesamt mit 22 bezeich­ net, während die eigentliche punktförmig zulaufende Düsen­ spitze, die etwa in der Ebene der Düsenöffnung 21 angeordnet ist, die Bezugsziffer 23 trägt.The nozzle tip according to Fig. 1, generally designated with net 22, while the actual point-like tapering nozzle tip, which is disposed approximately in the plane of the nozzle opening 21, bears the reference numeral 23.

Zu Fig. 1 muß noch ergänzt werden, daß der Düsenvorraum 20 nicht unbedingt von einem Gehäuse 11 sondern auch von einer nicht dargestellten Formplatte selbst gebildet sein kann.To Fig. 1 that the nozzle entry space 20 may not necessarily be formed by a housing 11 but also from an unillustrated mold plate itself must be supplemented.

Die Bezugsziffern gemäß Fig. 1 sind in den Fig. 2-8 analog übernommen.The reference numbers according to FIG. 1 have been adopted analogously in FIGS . 2-8.

Aus den Fig. 2-4 ist insgesamt zu ersehen, daß der Durch­ messer L2 des Düsenkanals 19 größer, etwa eineinhalb mal so groß, wie der Durchmesser L1 des Zentralkanals 16 ist.From Figs. 2-4 it can be seen overall that the diameter L 2 of the nozzle channel 19 greater, about one and a half times as large as the diameter L 1 of the central channel 16 is.

Der Düsenkanal 19 ist über einen Absatz 24 mit dem Zen­ tralkanal 16 verbunden. The nozzle channel 19 is connected via a shoulder 24 to the central channel 16 .

Aus den Fig. 3 und 4 wird besonders deutlich, daß im vordersten Bereich des Düsenkörpers 12 ein Steg 25 vorgesehen ist, welcher zur vordersten Düsenspitze 23 hin in Radialrich­ tung konisch zuläuft, und zwar zum vordersten Bereich 23 hin entgegengesetzt in beiden Radialrichtungen.From Figs. 3 and 4 is particularly clear that a web is in the front region of the nozzle body 12 provided 25, which tung to the foremost nozzle tip 23 toward radially Rich is tapered, and opposite although the front region 23 toward in two radial directions.

Der Steg 25 weist einen im wesentlichen langgestreckten Querschnitt auf, der in den freien kreisrunden Düsenkanal-Quer­ schnitt 26 von dessen Peripherie her hineinragt.The web 25 has a substantially elongated cross section, the section in the free circular nozzle channel cross section 26 protrudes from its periphery.

Der Steg- Querschnitt selbst ist mit 27 bezeichnet. Die radiale Steghöhe ist mit H bezeichnet.The web cross section itself is designated by 27 . The radial web height is denoted by H.

Der Längsverlauf des Steg-Querschnittes ist bei den dargestellten Ausführungsformen im wesentlichen radial.The longitudinal course of the web cross-section is in the Embodiments shown essentially radial.

Der Umfangswinkelbereich U, den der Steg-Querschitt 27 einnimmt, beträgt etwa 10° - etwa 30°. Der Steg-Querschnitt reicht etwa bis in die Mitte des freien Düsenkanal-Querschnit­ tes 26.The circumferential angle range U, which the web cross section 27 occupies, is approximately 10 ° - approximately 30 °. The web cross-section extends approximately to the middle of the free nozzle channel cross-section 26 .

Das freie Ende des Steg-Querschnittes 27 ist bei 28 etwa halbkreisförmig abgerundet, um eine wirbelarme Strömung der Kunststoff-Schmelze zu erzielen.The free end of the cross-section 27 of the web is rounded at 28 in a semicircular shape in order to achieve a low-eddy flow of the plastic melt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 reicht der Steg 25 nur von der Düsenspitze 22 bis etwa zu dem der Düsenspitze 22 zugewandten Ende 17 des Zentralkanals 16.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the web 25 extends only from the nozzle tip 22 to approximately the end 17 of the central channel 16 facing the nozzle tip 22 .

Eine verbesserte, weitestgehend laminare, Strömung und gute Festigkeitseigenschaften der gesamten Düsenspitzen-Anord­ nung, letzteres bei sehr hohen Schmelzreaktionsdrücken, ist weiterhin dadurch erzielt, daß der Steg 25 bei der Ausführungs­ form gemäß den Fig. 5-8 von der Düsenspitze 22 bis etwa zu dem der Düsenspitze 22 abgewandten Ende 18 des Zentralkanals 16 fortgesetzt ist. Die Ausbildung ist hierbei derart, daß der Steg 25 an dem der Düsenspitze 22 abgewandten hinteren Ende 18 des Zentralkanals 16, mit einer minimalen radialen Steghöhe H entsprechend Null beginnend, über die Axiallänge des Zentral­ kanals 16 hinweg kontinuierlich seine größte radiale Steghöhe H einnimmt. Diese Unterschiede sind anhand der Fig. 5-8 beson­ ders deutlich zu ersehen.An improved, largely laminar, flow and good strength properties of the entire nozzle tip arrangement, the latter at very high melt reaction pressures, is further achieved in that the web 25 in the embodiment according to FIGS . 5-8 from the nozzle tip 22 to about the end 18 of the central channel 16 facing away from the nozzle tip 22 is continued. The formation is in this case such that the web 25 on which the nozzle tip away continuously occupies 22 facing away from the rear end 18 of the central channel 16, with a minimum radial ridge height H starting from corresponding zero over the axial length of the central channel 16 its greatest radial ridge height H. These differences can be seen particularly clearly on the basis of FIGS . 5-8.

Ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel kann darin be­ stehen, daß entsprechend der gestrichelten Kontur 29 in Fig. 2 der rückwärts an die Düsenspitze 22 angrenzende, den Düsen­ kanal 16 umgebende, Bereich des Düsenkörpers 12 mit einem realtiv dünnwandigem Rohrbereich 30 bis zu dem der Düsenspitze 22 abgewandten Ende 18 des Zentralkanals 16 fortgesetzt ist.A modified embodiment can be that be according to the dashed contour 29 in Fig. 2 the backward adjacent to the nozzle tip 22 , the nozzle channel 16 surrounding area of the nozzle body 12 with a relatively thin-walled tube portion 30 to the end facing away from the nozzle tip 22 18 of the central channel 16 is continued.

Claims (12)

1. Düse, insbesondere beheizte Düse, zur Zuführung einer Kunststoff-Schmelze in die Formhöhlung eines Kunststoff-Spritz­ gießwerkzeuges, mit einem rohrartigen Düsenkörper, welcher von der Kunststoff-Schmelze innerhalb eines einen runden, insbeson­ dere kreisrunden, Querschnitt aufweisenden Zentralkanals durchströmbar ist und welcher in seinem der Formhöhlung zuge­ wandten Bereich eine in eine Düsenöffnung zumindest hinein­ ragende Spitze aufweist, der mindestens ein den Zentralkanal und die Düsenöffnung gegebenenfalls ünter Einbeziehung eines Düsenvorraums miteinander verbindender Düsenkanal zugeordnet ist, dadurch Bekennzeichnet, daß die Düsenspitze (22) Bestand­ teil eines Steges (25) ist, der mit einem im wesentlichen langgestreckten Querschnitt (27) in einen freien runden Düsen­ kanal-Querschnitt (26) von dessen Peripherie her hineinragt.1. Nozzle, in particular a heated nozzle, for feeding a plastic melt into the mold cavity of a plastic injection molding tool, with a tubular nozzle body which can be flowed through by the plastic melt within a round, in particular circular, cross-section having a central channel and which in its area facing the mold cavity has a tip which at least projects into a nozzle opening and which is assigned at least one nozzle channel connecting the central channel and the nozzle opening, possibly including a nozzle antechamber, characterized in that the nozzle tip ( 22 ) is part of a web ( 25 ), which projects with an essentially elongated cross section ( 27 ) into a free round nozzle channel cross section ( 26 ) from the periphery thereof. 2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg-Querschnitt (27) im wesentlichen radial in den freien Düsenkanal-Querschnitt (26) hineinragt.2. Nozzle according to claim 1, characterized in that the web cross-section ( 27 ) projects substantially radially into the free nozzle channel cross-section ( 26 ). 3. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg-Querschnitt (27) sich mit seiner Breite über einen Umfangswinkelbereich (U) von etwa 10°-30° er­ streckt.3. Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the web cross-section ( 27 ) extends with its width over a circumferential angle range (U) of about 10 ° -30 °. 4. Düse nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steg-Querschnitt (27) entlang der radialen Steghöhe (H) etwa bis in die Mitte des Düsenkanal-Querschnit­ tes (26) hineinreicht. 4. Nozzle according to one of claims 1-3, characterized in that the web cross-section ( 27 ) along the radial web height (H) extends approximately up to the center of the nozzle channel cross-section ( 26 ). 5. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (bei 28) des Steg-Quer­ schnittes (27) etwa halbkreisförmig abgerundet ist.5. Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the free end (at 28) of the web cross-section ( 27 ) is rounded approximately semicircular. 6. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (25) nur von der Düsenspitze (27) bis zu dem zur Formhöhlung (F) hin weisende Ende (17) des Zentralkanals (16) reicht.6. Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the web ( 25 ) extends only from the nozzle tip ( 27 ) to the cavity (F) pointing towards the end ( 17 ) of the central channel ( 16 ). 7. Düse nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steg (25) von der Düsenspitze (22) bis etwa zu dem der Düsenspitze (22) abgewandten Ende (18) des Zentral­ kanals (16) fortgesetzt ist.7. Nozzle according to one of claims 1-5, characterized in that the web ( 25 ) from the nozzle tip ( 22 ) to about the end of the nozzle tip ( 22 ) facing away ( 18 ) of the central channel ( 16 ) is continued. 8. Düse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (25) an dem der Düsenspitze (22) abgewandten Ende (18) des Zentralkanals (16), mit einer minimalen radialen Steghöhe (H) beginnend, über die Axiallänge des Zentralkanals (16) hinweg kontinuierlich seine endgültige radiale Steghöhe (H) annimmt.8. Nozzle according to claim 7, characterized in that the web ( 25 ) at the end ( 18 ) of the central channel ( 16 ) facing away from the nozzle tip ( 22 ), starting with a minimal radial web height (H), over the axial length of the central channel ( 16 ) continuously assumes its final radial web height (H). 9. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (L2) des Düsenkanals (19) größer ist als der Durchmesser (L1) des Zentralkanals (16).9. Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter (L 2 ) of the nozzle channel ( 19 ) is larger than the diameter (L 1 ) of the central channel ( 16 ). 10. Düse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (L2) des Düsenkanals (19) etwa das Eineinhalb­ fache des Zentralkanals (16) beträgt.10. Nozzle according to claim 9, characterized in that the diameter (L 2 ) of the nozzle channel ( 19 ) is approximately one and a half times the central channel ( 16 ). 11. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärts an die Düsenspitze (22) angrenzende, den Düsenkanal (19) umgebende Bereich des Düsen­ körpers (12) mit einem relativ dünnwandigen Rohrbereich (30) bis zu dem der Düsenspitze (22) abgewandten Ende des Zentral­ kanals (16) fortgesetzt ist.11. Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the back of the nozzle tip ( 22 ) adjacent, the nozzle channel ( 19 ) surrounding area of the nozzle body ( 12 ) with a relatively thin-walled tube area ( 30 ) up to that of the nozzle tip ( 22 ) opposite end of the central channel ( 16 ) is continued. 12. Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (25) im Bereich der Düsenspitze (22) zunächst von der radialen Außenseite des Steg-Querschnit­ tes (27) her und zusätzlich am vordersten Bereich (23) der Düsenspitze (22) auch von seiner radialen Innenseite her konisch verjüngt ist.12. Nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the web ( 25 ) in the region of the nozzle tip ( 22 ) first from the radial outside of the web cross-section ( 27 ) and additionally at the foremost region ( 23 ) of the nozzle tip ( 22 ) is also conically tapered from its radial inside.
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