AT525100A1

AT525100A1 - Einspritzaggregat für eine Formgebungsmaschine

Info

Publication number: AT525100A1
Application number: ATA50400/2021A
Authority: AT
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-12-15
Also published as: DE102022112143A1; US20220371245A1; AT525100B1

Abstract

Einspritzaggregat (1) für eine Formgebungsmaschine (100), insbesondere für eine Spritzgießmaschine, mit einem Massezylinder (2) und einer im Massezylinder (2) angeordneten Plastifizierschnecke (3), wobei die Plastifizierschnecke (3) zum Plastifizieren von Kunststoff-Ausgangsmaterial (K) um eine Längsachse (L) drehbar ist und zum Einspritzen von aufgeschmolzenem Kunststoff-Ausgangsmaterial (K) entlang der Längsachse (L) linear bewegbar ist, wobei der Massezylinder (2) eine Einzugs- und Plastifizierzone (E) für das Kunststoff-Ausgangsmaterial (K) mit einer kreiszylinderförmigen Innenwandung (WE) mit einem entlang der Längsachse (L) gleichbleibenden Durchmesser (DE), eine entlang der Längsachse (L) in Einspritzrichtung (I) vor der Einzugs- und Plastifizierzone (E) liegende Dosierzone (M) mit einer kreiszylinderförmigen Innenwandung (WM) mit einem entlang der Längsachse (L) gleichbleibenden Durchmesser (DM) und einen in Einspritzrichtung (I) vor der Dosierzone (M) liegenden Düsenkopf (4) mit einer düsenförmigen Innenwandung (W4) aufweist, wobei der Durchmesser (DM) der kreiszylinderförmigen Innenwandung (WM) der Dosierzone (M) kleiner ist als der Durchmesser (DE) der kreiszylinderförmigen Innenwandung (WE) der Einzugs- und Plastifizierzone (E).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft (gemäß einem ersten Aspekt) ein Einspritzaggregat für eine Formgebungsmaschine, insbesondere für eine Spritzgießmaschine, mit einem Massezylinder und einer im Massezylinder angeordneten Plastifizierschnecke, wobei die Plastifizierschnecke zum Plastifizieren von Kunststoff-Ausgangsmaterial um eine Längsachse drehbar ist und zum Einspritzen von aufgeschmolzenem KunststoffAusgangsmaterial entlang der Längsachse linear bewegbar ist, wobei der Massezylinder eine Einzugs- und Plastifizierzone für das Kunststoff-Ausgangsmaterial mit einer kreiszylinderförmigen Innenwandung mit einem entlang der Längsachse gleichbleibenden Durchmesser, eine entlang der Längsachse in Einspritzrichtung vor der Einzugs- und Plastifizierzone liegende Dosierzone mit einer kreiszylinderförmigen Innenwandung mit einem entlang der Längsachse gleichbleibenden Durchmesser und einen in Einspritzrichtung vor der Dosierzone liegenden Düsenkopf mit einer düsenförmigen Innenwandung aufweist. Zudem betrifft die Erfindung eine

Formgebungsmaschine mit einem solchen Einspritzaggregat.

Derartige Einspritzaggregate werden eingesetzt, um einerseits ein KunststoffAusgangsmaterial aufzuschmelzen und andererseits dieses KunststoffAusgangsmaterial dann auch in eine Kavität eines Formgebungswerkzeugs einzuspritzen. Als Kunststoff-Ausgangsmaterialien kommen meist speziell gefertigte Granulate zum Einsatz. Es wird aber aus Umweltschutzgründen immer wichtiger, auch Plastik-Recyclat über solche Einspritzaggregate aufzuschmelzen und einzuspritzen. Solches Plastik-Recyclat ist meist recht groß bzw. größer als fein zerkleinerte Granulate, weshalb die eingesetzten Plastifizierschnecken und Massezylinder eine gewisse Mindestgröße aufweisen müssen, um dieses Plastik-Recyclat effizient aufschmelzen zu können. Geeignete Plastifizierschnecken in einem eher kleinen Durchmesserbereich haben einen Nenndurchmesser von beispielsweise 18 mm. Mit derartig „großen“ Plastifizierschnecken ist es aber schwierig, sehr kleine Einspritzmengen bzw. Schussmengen von zum Beispiel maximal 0,5 Gramm Schussgewicht einzuspritzen, was für den sogenannten „Mikrospritzguss“ erforderlich ist. Im großen Durchmesserbereich ergeben sich technologische Vorteile, wenn die Spritzkräfte reduziert werden können. Dies kann durch eine reduzierte Kolbenfläche

erreicht werden.

Die Aufgabe (des ersten Aspekts) der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein zum Stand der Technik verbessertes Einspritzaggregat zu schaffen. Insbesondere soll es möglich sein, relativ große Massezylinder samt Plastifizierschnecken zu verwenden

und gleichzeitig einen relativ kleines Schussgewicht zur Verfügung zu stellen.

Dies wird durch ein Einspritzaggregat mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Demnach ist (gemäß einem ersten Aspekt) erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Durchmesser der kreiszylinderförmigen Innenwandung der Dosierzone kleiner ist als der Durchmesser der kreiszylinderförmigen Innenwandung der Einzugs- und

Plastifizierzone.

Dadurch, dass der Massezylinder in der Dosierzone kleiner ist und weniger Raum bietet, ist auch der Schneckenvorraum kleiner und kann mit einer relativ geringen Menge an aufgeschmolzenem Kunststoff-Ausgangsmaterial gefüllt werden, welcher dann über einen Hub (z. B. 0,5-mal bis einmal den Nenndurchmesser) eingespritzt

werden kann.

Anders ausgedrückt weist die Innenwandung des Massezylinders eine Stufe auf, welche die Einzugs- und Plastifizierzone von der Dosierzone trennt. Dadurch steht für das Einziehen und Aufschmelzen von relativ großem Plastik-Recyclat viel Platz zur Verfügung, während sich im räumlich kleineren Schneckenvorraum eine kleine

Schussmenge ansammelt und präzise eingespritzt werden kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft (gemäß einem zweiten Aspekt) ein Einspritzaggregat für eine Formgebungsmaschine, insbesondere für eine Spritzgießmaschine, mit einem Massezylinder und einer im Massezylinder angeordneten Plastifizierschnecke, wobei die Plastifizierschnecke zum Plastifizieren von Kunststoff-Ausgangsmaterial um eine Längsachse in eine Förderrichtung drehbar ist und zum Einspritzen von aufgeschmolzenem Kunststoff-Ausgangsmaterial entlang der Längsachse in Einspritzrichtung linear bewegbar ist. Zudem betrifft die Erfindung eine

Formgebungsmaschine mit einem solchen Einspritzaggregat.

Formteilen hervor. Zum Plastifizieren von Kunststoffmaterial wird eine Plastifizier- und Einspritzschnecke, die an ihrem Ende eine Rückstromsperre aufweist, in eine erste Drehrichtung gedreht. Um die Rückstromsperre aktiv zu schließen, wird die Plastifizierund Einspritzschnecke in einer zur ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung gedreht. Nach Abschluss der Rückdrehung erfolgt das Einspritzen durch

axiales Verschieben.

Die Aufgabe (des zweiten Aspekts) der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein zum

Stand der Technik alternatives bzw. verbessertes Einspritzaggregat zu schaffen.

Dies wird durch ein Einspritzaggregat mit den Merkmalen von Anspruch 25 gelöst. Demnach ist (gemäß einem zweiten Aspekt) erfindungsgemäß vorgesehen, dass beim Einspritzen simultan mit dem linearen Bewegen der Plastifizierschnecke in Einspritzrichtung die Plastifizierschnecke in eine zur Förderrichtung entgegengesetzte

Rückförderrichtung drehbar ist.

Dadurch wird es ermöglicht, dass das Einspritzaggregat mit einem relativ großen Massezylinder samt Plastifizierschnecke verwendet werden kann, gleichzeitig aber ein relativ kleines Schussgewicht zur Verfügung gestellt werden kann. Somit ist dieses

Einspritzaggregat für den sogenannten „Mikrospritzguss“ geeignet.

Anders ausgedrückt wird es ermöglicht, dass der Schneckenvorraum durch den Massezylinder verengt ist. Beim Einspritzen kann jenes Volumen, welches sich bereits vor einer Einzugs- und Plastifizierzone befindet, durch das simultane Zurückdrehen wieder nach hinten gefördert werden. Damit können eine Stauung bzw. ein zu hoher

Druck vermieden werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft (gemäß einem dritten Aspekt) einen Zylinderfrontkörper zum Nachrüsten an einem Zylinderhauptkörper eines Massezylinders, wobei der Massezylinder eine kreiszylinderförmige Innenwandung mit

einem entlang der Längsachse gleichbleibenden Durchmesser aufweist.

Die Aufgabe (dieses dritten Aspekts) der Erfindung besteht darin, auf relativ einfache Art und Weise ein Einspritzaggregat für den sogenannten Mikrospritzguss umzurüsten

oder nachzurüsten.

Dies wird durch einen Zylinderfrontkörper mit den Merkmalen von Anspruch 32 gelöst. Demnach ist (gemäß einem dritten Aspekt) erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Zylinderfrontkörper einen in Richtung Zylinderhauptkörper vorragenden Einsetzvorsprung zum Einsetzen des Zylinderfrontkörpers in den Zylinderhauptkörper aufweist, wobei der Einsetzvorsprung eine zumindest bereichsweise mit dem Durchmesser der kreiszylinderförmigen Innenwandung des Massezylinders korrespondierende, vorzugsweise kreiszylinderförmige, Außenfläche mit einem Außenflächendurchmesser aufweist, wobei der Zylinderfrontkörper weiters eine kreiszylinderförmige Innenwandung mit einem entlang der Längsachse gleichbleibenden Durchmesser und eine in Einspritzrichtung vor dem Einsetzvorsprung und der kreiszylinderförmigen Innenwandung liegenden Düsenkopf mit einer düsenförmigen Innenwandung aufweist, wobei der Durchmesser der kreiszylinderförmigen Innenwandung des Zylinderfrontkörpers kleiner ist als der

Außenflächendurchmesser des Einsetzvorsprungs.

Somit ist es möglich, ohne den kompletten Massezylinder und dessen Antriebsteile und Steuerungen austauschen zu müssen, den Massezylinder so nachzurüsten oder

umzurüsten, dass dieser für den Einsatz beim „Mikrospritzguss“ geeignet ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung(en) sind in den

abhängigen Ansprüchen angeführt.

Zu sämtlichen abhängigen Ansprüchen — und auch zu den sonstigen Ausführungsbeispielen — ist anzuführen, dass diese für alle Aspekte der Erfindung gelten, sofern dies logisch sinnvoll ist. Das heißt, auch wenn im Beschreibungstext oder in den Ansprüchen ein Merkmal nicht explizit mit einem der Erfindungsaspekte in Zusammenhang steht, so gilt dieses Merkmal dennoch — sofern eben logisch und

technisch sinnvoll — für jeden einzelnen Erfindungsaspekt.

Die Plastifizierschnecke wird nicht nur zum Plastifizieren — wie bei einem reinen Plastifizieraggregat — verwendet, sondern wird durch das axiale Verschieben auch zum Einspritzen verwendet. Deswegen kann die Plastifizierschnecke auch als Plastifizier-

und Einspritzschnecke bezeichnet werden.

Zu den Zonen einer Plastifizierschnecke ist folgendes anzuführen: Es gibt grundsätzlich drei wichtige Vorgänge, die durch eine Plastifizier- und Einspritzschnecke durchgeführt

werden müssen.

Zunächst muss das Kunststoff-Ausgangsmaterial eingezogen werden. Dazu weist die

Schnecke einen Bereich mit einem relativ tiefen Schneckengang auf.

Dann erfolgt das Komprimieren des eingezogenen Kunststoff-Ausgangsmaterials, wodurch dieses verdichtet, entgast, erwärmt und aufgeschmolzen wird. Dies erfolgt meist in einem Schneckenbereich mit einem relativ schmalen bzw. schmaler werdenden Schneckengang. Diese Zone wird meist Kompressionszone oder Plastifizierzone

genannt.

Anschließend folgen das Dosieren und Ausstoßen des aufgeschmolzenen KunststoffAusgangsmaterials. Sobald sich durch das Drehen der Schnecke in Förderrichtung eine ausreichende Menge des Kunststoff-Ausgangsmaterials vor der Schnecke angesammelt hat, erfolgt durch axiales Verschieben dieser Schnecke ein Ausstoßen bzw. Einspritzen dieses angesammelten Kunststoff-Ausgangsmaterials. Somit fungiert die Schnecke als Einspritzkolben. Diese Zone wird oft als Meteringzone oder Ausstoßzone bezeichnet. In dieser Zone ist die Schnecke meist kolbenförmig ausgebildet. Um ein Rückströmen des im Schneckenvorraum angesammelten Materials beim Einspritzen zu verhindern, ist im Bereich der Schneckenspitze eine

Rückstromsperre vorgesehen.

Im vorliegenden Fall werden der Einfachheit halber die Einzugszone und die Kompressionszone zusammen als „Einzugs- und Plastifizierzone“ bezeichnet. Dann folgt in Einspritzrichtung die „Dosierzone“, welche im Wesentlichen der Meteringzone

bzw. AusstoßRzone entspricht.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der der kreiszylinderförmigen Innenwandung der Dosierzone maximal 90 %, vorzugsweise maximal 70 %, besonders bevorzugt maximal 50 %, des Durchmessers der

kreiszylinderförmigen Innenwandung der Einzugs- und Plastifizierzone beträgt.

Es ist grundsätzlich möglich, dass der Massezylinder einstückig ausgebildet ist. Es ist auch möglich, dass der Massezylinder aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten besteht, welche miteinander verbunden sind. Für eine einfache Herstellung ist es von

Vorteil, wenn der Massezylinder aus zwei bis vier großen Einzelteilen besteht.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Massezylinder einen Zylinderhauptkörper aufweist, in welchem die Einzugs- und Plastifizierzone ausgebildet

ist.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der Massezylinder einen vom Zylinderhauptkörper separaten, in Einspritzrichtung vor dem Zylinderhauptkörper angeordneten und mit dem Zylinderhauptkörper lösbar verbundenen, vorzugsweise

verschraubten, Zylinderfrontkörper aufweist, in welche die Dosierzone ausgebildet ist.

Besonders um eine einfache Herstellung der Innenwandungen mit unterschiedlichen Durchmessern zu ermöglichen, macht es Sinn, wenn der Zylinderhauptkörper und der

Zylinderfrontkörper als separate Teile hergestellt werden und ausgebildet sind.

Der Zylinderfrontkörper kann einstückig ausgebildet sein. Jedoch kann es auch hier für eine einfache Herstellung sinnvoll sein, wenn dieser Zylinderfrontkörper zwei separat

hergestellte Hauptbestandteile aufweist.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Zylinderfrontkörper ein Flanschelement, in welchem ein Großteil der Dosierzone ausgebildet ist, und den in Einspritzrichtung vor dem Flanschelement liegenden und mit dem Flanschelement verbundenen, vorzugsweise

verschraubten, Düsenkopf aufweist.

Hinsichtlich der Plastifizierschnecke ist bevorzugt vorgesehen, dass diese wenigstens

einen Schneckensteg und wenigstens einen Schneckengang aufweist. Bevorzugt ist

vorgesehen, dass dieser wenigstens eine Schneckensteg und dieser wenigstens eine Schneckengang in Bereich der Einzugs- und Plastifizierzone des Massezylinders

angeordnet sind.

Es ist grundsätzlich möglich, dass die Plastifizierschnecke einstückig ausgebildet ist. Es ist auch möglich, dass die Plastifizierschnecke aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten besteht, welche miteinander verbunden sind. Für eine einfache Herstellung ist es von Vorteil, wenn die Plastifizierschnecke aus zwei großen

Einzelteilen besteht.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Plastifizierschnecke einen Schneckenhauptkörper aufweist, wobei der Schneckenhauptkörper zum Großteil in der Einzugs- und Plastifizierzone angeordnet

ist.

Bevorzugt weist dieser Schneckenhauptkörper den wenigstens einen Schneckensteg

und den wenigstens einen Schneckengang auf.

Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der maximale Außendurchmesser des Schneckenhauptkörpers mit dem Durchmesser der Innenwandung der Einzugs- und Plastifizierzone korrespondiert. Für eine einwandfreie Funktionsweise ist vorgesehen, dass zwischen dem Schneckenhauptkörper und der Innenwandung des Massezylinders ein geringfügiges Spiel, beispielsweise von ca. 0,05 % bis zu 5 % des

Nenndurchmessers, gegeben ist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Plastifizierschnecke einen in Einspritzrichtung vor dem Schneckenhauptkörper liegenden, vorzugsweise separat vom Schneckenhauptkörper ausgebildeten, Schneckenfrontkörper aufweist, wobei der Schneckenfrontkörper zumindest teilweise in

der Dosierzone angeordnet ist.

Um ein sicheres und präzises Einspritzen zu ermöglichen, ist bevorzugt vorgesehen,

dass die Plastifizierschnecke, vorzugsweise deren Schneckenfrontkörper, eine

Schneckenspitze in Form eines im Wesentlichen zylinderförmigen Kolbens aufweist,

wobei der zylinderförmige Kolben bereichsweise in der Dosierzone angeordnet ist.

Im Wesentlichen zylinderförmig bedeutet, dass dieser Kolben nicht geometrisch exakt einen Zylinder bzw. einen Kreiszylinder beschreiben muss. Es ist nur wichtig, dass dieser Kolben möglichst gut an die Form der Innenwandung des Massezylinders in der Dosierzone angepasst ist, sodass die gewünschte Menge an aufgeschmolzenem

Kunststoff-Ausgangsmaterial exakt eingespritzt werden kann.

Dass der zylinderförmige Kolbe „bereichsweise“ in der Dosierzone des Massezylinders angeordnet ist, bedeutet, dass beim Dosieren (bei dem die gesamte Plastifizierschnecke relativ zum Massezylinder weiter hinten angeordnet ist) ein kleinerer Teil, vorzugsweise zwischen 30 % und 80 %, des zylinderförmigen Kolbens in der Dosierzone angeordnet ist, während beim Einspritzen (bzw. am Ende des Einspritzvorgangs) ein größerer Teil, vorzugsweise zwischen 50 % und 100 %, des

zylinderförmigen Kolbens in der Dosierzone angeordnet ist.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass der zylinderförmige Kolben eine mit der

Innenwandung der Dosierzone korrespondierende Mantelfläche aufweist.

Um eine sichere Führung des im Wesentlichen zylinderförmigen Kolbens im Massezylinders zu gewährleisten, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Mantelfläche einen ballig (bzw. bauchig) ausgebildeten Teilbereich aufweist, wobei der größte Durchmesser des zylinderförmigen Kolbens mit dem Durchmesser der Innenwandung der Dosierzone übereinstimmt. Ballig bedeutet, dass die Mantelfläche des im Wesentlichen zylinderförmigen Kolbens in diesem Bereich im Querschnitt eine konvexe Kurve beschreibt, wobei die Querschnittsfläche dieses Querschnitts die Längsachse

beinhaltet.

Es ist an sich möglich, dass die Stirnfläche des zylinderförmigen Kolbens kegelförmig

bzw. spitz zulaufend ausgebildet ist.

Bevorzugt ist allerdings vorgesehen, dass der im Wesentlichen zylinderförmige Kolben

eine dem Düsenkopf zugewandte, kreisförmige Stirnfläche aufweist.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die kreisförmige Stirnfläche eben

ausgebildet ist.

Ganz besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die ebene, kreisförmige Stirnfläche rechtwinkelig zur Längsachse ausgerichtet ist. Somit entspricht die Stirnfläche

geometrisch einer Grundfläche eines geraden Kreiszylinders.

Um ein exaktes und sicheres Drehen und axiales Verschieben der Plastifizierschnecke zu gewährleisten, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Plastifizierschnecke, vorzugsweise der Schneckenfrontkörper, eine in Einspritzrichtung hinter dem zylinderförmigen Kolben angeordnete Gleitlagerung aufweist, wobei diese Gleitlagerung in der Einzugs- und Plastifizierzone (also im breiteren Bereich des Massezylinders) angeordnet ist. Zudem liegt die Gleitlagerung in Einspritzrichtung vor dem wenigstens

einen Schneckensteg der Plastifizierschnecke.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Gleitlagerung mit einem Spiel, vorzugsweise mit einem Spiel von etwa 0,05 % bis 5 % des Nenndurchmessers, an der

kreiszylinderförmigen Innenwandung der Einzugs- und Plastifizierzone anliegt.

Um das aufgeschmolzene Kunststoff-Ausgangsmaterial aus der breiteren Einzugs- und Plastifizierzone in die schmälere Dosierzone zu fördern, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Plastifizierschnecke, vorzugsweise deren Schneckenfrontkörper, eine zwischen Gleitlagerung und im Wesentlichen zylinderförmigem Kolben angeordnete und der

Dosierzone zugewandte Vorschubstirnseite aufweist.

Um das Aufdosieren schnell und sicher durchführen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Gleitlagerung mehrere, vorzugsweise bereichsweise wendelförmig ausgebildete, Schmelzekanäle für den Durchlass von aufgeschmolzenem Kunststoff-Ausgangsmaterial von der Einzugs- und Plastifizierzone in die Dosierzone aufweist. Somit steht nicht nur das geringe Spiel zwischen Gleitlagerung und

Innenwandung des Massezylinders für das Fördern zur Verfügung.

Anstatt der Schmelzekanäle (in Form von im Querschnitt U-förmigen Vertiefungen) können auch Bohrungen für den Durchlass von aufgeschmolzenem Kunststoff-

Ausgangsmaterial vorgesehen sein.

Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Massezylinder zwischen der kreiszylinderförmigen Innenwandung der Einzugs- und Plastifizierzone und der kreiszylinderförmigen Innenwandung der Dosierzone einen — vorzugsweise am Zylinderfrontkörper ausgebildeten — Übergangsbereich aufweist, wobei der Übergangsbereich eine Innenwandung in Form einer Mantelfläche eines um

die Längsachse ausgebildeten Drehkegelstumpfs aufweist.

Entgegen dieser bevorzugten Ausführungsform ist es (theoretisch) auch möglich, dass der Übergangsbereich als ebene Fläche ausgebildet ist, wobei die ebene Fläche

rechtwinkelig zur Längsachse ausgerichtet ist.

Somit bildet dieser Übergangsbereich eine Art ringförmige Stufe im Massezylinder, durch welche sich der Massezylinder von der Einzugs- und Plastifizierzone hin zur

Dosierzone verengt.

Die Mantelfläche des um die Längsachse ausgebildeten Drehkegelstumpfs des Übergangsbereichs kann in einem die Längsachse einschließenden Querschnitt kurvenförmig bzw. gewölbt ausgebildet sein. Somit wäre die Oberfläche des

Übergangsbereichs zumindest bereichsweise konkav kugelförmig oder konkav eiförmig.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Mantelfläche des um die Längsachse ausgebildeten Drehkegelstumpfs des Übergangsbereichs in einem die Längsachse einschließenden

Querschnitt (zum Großteil) eine gerade Linie bildet.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vorschubstirnseite — zumindest bereichsweise — als mit dem Übergangsbereich korrespondierende Mantelfläche eines

geraden Drehkegelstumpfs ausgebildet ist.

Alternativ (oder zusätzlich) ist es möglich, dass die Vorschubstirnseite mit (auf die

Mantelfläche aufgebrachten) Stegen ausgeführt ist. Der Verlauf dieser Stege kann

gerade, spiralförmig oder in einem Kurvenzug sein. Somit ähneln diese Stege den

Schneckenstegen einer Plastifizierschnecke.

In der vordersten Stellung kann zwischen dem Vorschubstirnseite und der Innenwandung des Übergangsbereichs ein geringer Spalt zwischen 0,01 mm und 3 mm

verbleiben. Bei GroRmaschinen kann dieser Wert auch größer sein.

Weiters kann bevorzugt vorgesehen sein, dass im Übergangsbereich ein Drucksensor vorgesehen ist. Dieser Drucksensor kann mit einer Steuer- oder Regeleinheit

verbunden sein, sodass der aktuelle Spritzdruck ermittelt werden kann.

Wie bereits in ähnlicher Weise erwähnt, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Plastifizierschnecke, vorzugsweise deren Schneckenfrontkörper, eine, vorzugsweise im

zylinderförmigen Kolben ausgebildete, Rückstromsperre aufweist.

Die Rückstromsperre kann beispielsweise als Kugelrückstromsperre oder als eine Ringrückstromsperre ausgebildet sein. Im Falle einer Ringrückstromsperre umfasst diese eine Dichtfläche, einen Sperrring und einen Bolzen, welcher den Sperrring

während des Aufdosierens in Position hält.

Bevorzugt ist weiters vorgesehen, dass der Düsenkopf eine düsenförmige Innenwandung in Form einer Mantelfläche eines um die Längsachse angeordneten

geraden Drehkegelstumpfs aufweist.

Es ist möglich, dass die eigentliche Austrittsöffnung direkt das einspritzseitige Ende des

Drehkegelstumpfs der düsenförmigen Innenwandung bildet.

Alternativ und bevorzugt ist allerdings vorgesehen, dass der Düsenkopf einen an die düsenförmige Innenwandung in Einspritzrichtung anschließenden Öffnungsbereich mit einer kreiszylinderförmigen Innenwandung aufweist. Erst das einspritzseitige offene Ende dieser kreiszylinderförmigen Innenwandung bildet dann die eigentlichen

Austrittsöffnung für das Kunststoff-Ausgangsmaterial aus dem Einspritzaggregat.

An sich sind die Ausmaße und Größen des Einspritzaggregats beliebig. Um für den Einsatz bei der Plastik-Recyclat-Verwendung und für den Einsatz beim Mikrospritzguss

geeignet zu sein, sind allerdings die folgenden Ausmaße und Größen vorteilhaft.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der in der Einzugs- und Plastifizierzone angeordnete Teil der Plastifizierschnecke einen maximalen Durchmesser von 500 mm, vorzugsweise einen Durchmesser zwischen

5 mm und 450 mm, aufweist.

Korrespondierend ist bevorzugt vorgesehen, dass der entlang der Längsachse gleichbleibende Durchmesser der kreiszylinderförmigen Innenwandung des Massezylinders im Bereich der Einzugs- und Plastifizierzone bei maximal 500 mm,

vorzugsweise zwischen 5 mm und 450 mm, liegt.

Bei für den Mikrospritzguss geeigneten Einspritzaggregaten ist bevorzugt vorgesehen, dass der in der Einzugs- und Plastifizierzone angeordnete Teil der Plastifizierschnecke einen maximalen Durchmesser von 15 mm, vorzugsweise einen Durchmesser zwischen

6 mm und 12 mm, aufweist.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der in der Dosierzone angeordnete Teil der Plastifizierschnecke einen maximalen Durchmesser von 400 mm, vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 5 mm und

350 mm, aufweist.

Korrespondierend ist bevorzugt vorgesehen, dass der entlang der Längsachse gleichbleibende Durchmesser der kreiszylinderförmigen Innenwandung des Massezylinders im Bereich der Dosierzone bei maximal 400 mm, vorzugsweise

zwischen 5 mm und 350 mm, liegt.

Bei für den Mikrospritzguss geeigneten Einspritzaggregaten ist bevorzugt vorgesehen, dass der in der Dosierzone angeordnete Teil der Plastifizierschnecke einen maximalen Durchmesser von 12 mm, vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 5 mm und

10 mm, aufweist.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass beim Einspritzen eine relative Hubbewegung von Plastifizierschnecke zu Massezylinder erfolgt, wobei die relative Hubbewegung in einem Bereich zwischen 0,2-mal dem Nenndurchmesser der Plastifizierschnecke (3) und 5-mal dem Nenndurchmesser der Plastifizierschnecke, vorzugsweise zwischen 0,5-

mal und 1,2-mal dem Nenndurchmesser der Plastifizierschnecke, liegt.

Angenommen die Hubbewegung liegt bei 10 mm und der Durchmesser der kreiszylinderförmigen Innenwandung in der Dosierzone liegt bei 8 mm, so ergibt sich ein Einspritz- bzw. Schussvolumen von 502,65 mm? bzw. etwa 0,5 cm® (r? x tx h; entspricht 4* x ı x 10). Ein derartiger halber Kubikzentimeter entspricht einem

Schussgewicht von etwa 0,4 bis 0,5 Gramm (je nach Austragungsfaktor).

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Einspritzaggregat zumindest eine Antriebsvorrichtung, vorzugsweise einen Elektromotor, zum Bewegen der

Plastifizierschnecke aufweist.

Besonders bevorzugt weist das Einspritzaggregat einen Drehantrieb für die Drehbewegung der Plastifizierschnecke und einen separaten Linearantrieb für die

axiale Einspritzbewegung der als Einspritzkolben fungierenden Plastifizierschnecke auf.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Drehbewegung der Plastifizierschnecke unabhängig von der linearen Einspritzbewegung erfolgt. Es gibt also keine

Zwangssteuerung.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Einspritzaggregat eine Steuer- oder Regeleinheit auf. Diese Steuer- oder Regeleinheit kann in eine übergeordnete Maschinensteuerung einer gesamten Formgebungsmaschine integriert

sein oder kann mit dieser in signaltechnischer Verbindung stehen. Mit der Steuer- oder Regeleinheit können sämtliche Bewegungen des

Einspritzaggregats gesteuert und geregelt werden und auch diverse Einstellungen

vorgenommen werden.

Bevorzugt ist eine Steuer- oder Regeleinheit zum Steuern oder Regeln einer Rotationsbewegung (vorzugsweise über den erwähnten Drehantrieb) und einer Längsbewegung (vorzugsweise über den erwähnten Linearantrieb) der Plastifizierschnecke vorgesehen, wobei die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, zum Einspritzen des aufgeschmolzenen Kunststoff-Ausgangsmaterials in eine Kavität eines Formgebungswerkzeugs die Plastifizierschnecke gleichzeitig zum linearen

Bewegen in Einspritzrichtung und zur Rotation in die Rückförderrichtung anzusteuern.

Anders ausgedrückt wird somit bei der linearen Einspritzbewegung die Plastifizierschnecke mit einem Drehsinn zum Fördern des Materials von der Kavität weg

angesteuert.

Es könnte an sich genügen, wenn sich die Einspritzbewegung und die Rotation in die

Rückförderrichtung nur zeitweise überlappen.

Bevorzugt ist allerdings vorgesehen, dass die Bewegung in Rückförderrichtung

gleichzeitig mit oder vor der linearen Bewegung in Einspritzrichtung beginnt.

Anders ausgedrückt ist die Steuer- oder Regeleinheit dazu ausgebildet, die Plastifizierschnecke derart anzusteuern, dass die Bewegung in Rückförderrichtung

gleichzeitig mit der linearen Bewegung in Einspritzrichtung beginnt.

Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Bewegung in Rückförderrichtung gleichzeitig

mit der linearen Bewegung in Einspritzrichtung endet.

gleichzeitig mit der linearen Bewegung in Einspritzrichtung endet.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Volumenverringerung durch die lineare Bewegung in Einspritzrichtung im Wesentlichen (das heißt, zu etwa 90 %) dem durch die Bewegung in Rückförderrichtung rückgeförderten Volumen entspricht. Mit der Drehzahl bei der Rückförderung wird also das System in Balance gehalten werden.

Dies ist eine Funktion der Viskosität und der Drehzahl.

Gemäß einem möglichen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass am Massezylinder mindestens eine Puffervorrichtung zum Puffern von Kunststoff-Ausgangsmaterial während des Einspritzens angebracht ist. Diese Puffervorrichtung steht mit dem

Innenraum des Massezylinders in fluidtechnischer Verbindung.

Es kann vorgesehen sein, dass diese Puffervorrichtung einen mit dem Massezylinder verbunden Träger, einen im Träger bewegbar gelagerten Kolben und einen einerseits am Träger und andererseits am Kolben angebrachten Kraftspeicher (z. B. in Form einer Feder, eines hydraulischen Druckspeichers oder eines pneumatischen Druckspeichers)

aufweist.

Für diesen Kolben der Puffervorrichtung ist bevorzugt vorgesehen, dass das in

ausgefahrenem Zustand bündig mit der Massezylinderwandung abschließt.

Die Bewegung der Puffervorrichtung kann hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch

gesteuert werden.

Schutz wird auch begehrt für eine Formgebungsmaschine mit einem

erfindungsgemäßen Einspritzaggregat.

Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass die Formgebungsmaschine eine Schließeinheit aufweist, wobei ein Formgebungswerkzeug in der Schließeinheit montiert ist und in geschlossenem Zustand im Formgebungswerkzeug wenigstens eine Kavität ausgebildet ist. In diese Kavität kann dann über das Einspritzaggregat der Kunststoff

eingespritzt werden und darin zum endgültigen Formteil aushärten.

Zum bereits kurz angeführten dritten Erfindungsaspekt des Zylinderfrontkörpers sei

folgendes festgehalten:

Die maschinenbauliche Umsetzung kann durch einen Flansch ausgeführt werden. Konkret kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Zylinderfrontkörper Verbindungsmittel, vorzugsweise in Form von Schrauben, und ein Flanschelement

aufweist, wobei der Zylinderfrontkörper über das Flanschelement und die

Verbindungsmittel mit dem Zylinderhauptkörper lösbar verbindbar, vorzugsweise

verschraubbar, ist.

Der Einsetzvorsprung kann als mit diesem Flanschelement (vorzugsweise einstückig) verbundene, in den Massezylinder hineinragende Hülse ausgeführt sein. Diese Hülse

(Einsetzvorsprung) reduziert den Durchmesser im Schneckenvorraum.

Diese Durchmesserreduktion im Schneckenvorraum führt zu einem längeren Hub bei gleichem Einspritzvolumen, wodurch die Präzision und die Wiederholgenauigkeit erhöht

wird.

Darüber hinaus werden bei gleichem Einspritzdruck die mechanischen Reaktionskräfte im Einspritzaggregat reduziert. So lassen sich Einspritzaggregate einerseits für kleinere Schussgewichte und/oder höherer Präzision auch nachträglich adaptieren. Andererseits können auf bestehenden Formgebungsmaschinen höher Spritzdrücke bei gleicher Mechanik auch im Retrofit realisiert werden. Darüber hinaus können Einspritzaggregate

aufgrund der geringen Kräfte kleiner konstruiert und gefertigt werden.

Schutz wird im Zusammenhang mit diesem dritten Erfindungsaspekt nicht nur für den Zylinderfrontkörper begehrt, sondern auch für ein Nachrüstset umfassend einen erfindungsgemäßen Zylinderfrontkörper und einen Schneckenfrontkörper zum Nachrüsten an einem im Massezylinder angeordneten oder anordenbaren

Schneckenhauptkörper.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schneckenfrontkörper eine Schneckenspitze in Form eines im Wesentlichen zylinderförmigen Kolbens, eine in Einspritzrichtung hinter dem zylinderförmigen Kolben angeordnete Gleitlagerung und einen in Einspritzrichtung hinter der Gleitlagerung angeordneten Verbindungsbereich zum lösbaren Verbinden

des Schneckenfrontkörpers mit dem Schneckenhauptkörper aufweist.

Zum Nachrüstset ist bevorzugt vorgesehen, dass der zylinderförmige Kolben eine mit

der kreiszylinderförmigen Innenwandung korrespondierende Mantelfläche aufweist.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Gleitlagerung eine mit der kreiszylinderförmigen Innenwandung des Massezylinders korrespondierende

Anliegefläche aufweist.

Um ein Nachrüsten oder Umrüsten auf ein besagtes Nachrüstset zu ermöglichen oder zu erleichtern, ist bevorzugt vorgesehen, dass ein mit dem Nachrüstset nachgerüstetes oder nachrüstbares Einspritzaggregat eine Steuer- oder Regeleinheit aufweist, wobei das Einspritzaggregat über die Steuer- oder Regeleinheit in einem NachrüstBetriebsmodus derart betreibbar und konfiguriert ist, dass die Steuerung oder Regelung in Abhängigkeit der sich durch das Nachrüstset ergebenden Maße der Einzugs- und

Plastifizierzone sowie der Dosierzone erfolgt.

In anderen Worten werden durch das Umrüsten oder Nachrüsten auch die der

Steuerung oder Regelung zugrundeliegenden Parameter entsprechend adaptiert.

Diese Parameter können bereits im Einspritzaggregat hinterlegt sein oder sie können mit dem Nachrüsten oder Umrüsten händisch eingegeben werden oder (automatisch) direkt aus dem Nachrüstsetz ausgelesen werden. Es kann auch mit dem Nachrüstset ein entsprechendes Programm mitgeliefert werden, welches auf die Steuer- oder

Regeleinheit aufgespielt wird.

Weiterhin kann das Einspritzaggregat natürlich in einem Normal-Betriebsmodus betrieben werden. Somit kann das Einspritzaggregat —- je nachdem ob das Einspritzaggregat mit dem Nachrüstset ausgestattet ist oder mit an sich bekannten Zylinderfrontkörpern und Schneckenfrontkörpern ausgestattet ist — vom Normal-

Betriebsmodus in den Nachrüst-Betriebsmodus wechseln oder umgeschaltet werden. Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten

Ausführungsbeispiele Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Formgebungsmaschine mit einem Einspritzaggregat und

einer Schließeinheit,

Fig. 2 schematisch das Einspritzaggregat in zwei Extremstellungen und einen schematischen Schnitt A-A,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen vorderen Bereich des Einspritzaggregats,

Fig. 4 den Schneckenfrontkörper in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 5&6 in Querschnitten einen Vergleich des Volumens vor der Vorschubstirseite in den Extremstellungen,

Fig. 7 einen Querschnitt durch den vorderen Bereich des Einspritzaggregats mit

einer Ringrückstromsperre,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines alternativen Zylinderfrontkörpers und Fig. 9 einen Querschnitt wie in Fig. 7 mit geänderten Details.

In Fig. 1 ist schematisch eine Formgebungsmaschine 100 dargestellt. Diese Formgebungsmaschine 100 weist ein Einspritzaggregat 1 und eine Schließeinheit 14

auf, welche auch einem Maschinenrahmen 15 angeordnet sind.

Die Schließeinheit 14 weist eine feststehende Formaufspannplatte 16, eine bewegbare

Formaufspannplatte 17 und eine Stirnplatte 18 auf.

Im Gegensatz zur dargestellten horizontalen Drei-Platten-Maschine könnte die Schließeinheit 14 auch als Zwei-Platten-Maschine oder als Vertikalmaschine

ausgebildet sein.

Die bewegbare Formaufspannplatte 17 ist über eine Antriebsvorrichtung 19 relativ zum Maschinenrahmen 15 bewegbar. Eine solche Antriebsvorrichtung 19 kann

beispielsweise einen Kniehebelmechanismus aufweisen.

An den Formaufspannplatten 16 und 17 sind die Formhälften eines Formgebungswerkzeugs 13 aufgespannt bzw. montiert. Im in Fig. 1 geschlossen dargestellten Formgebungswerkzeug 13 ist wenigstens eine Kavität C ausgebildet. Zur

Kavität C führt ein Einspritzkanal 20.

Das Einspritzaggregat 1 weist einen Massezylinder 2 und eine im Massezylinder 2

angeordnete Plastifizierschnecke 3 auf. Diese Plastifizierschnecke 3 ist um die

Längsachse L in die Förderrichtung F und in die Rückförderrichtung R drehbar sowie

entlang der Längsachse L axial in Einspritzrichtung I bewegbar.

Diese Bewegungen werden über eine schematische dargestellte Antriebsvorrichtung 21 initiiert. Bevorzugt umfasst diese Antriebsvorrichtung 21 einen Drehantrieb für die

Drehbewegung und einen Linearantrieb für die axiale Einspritzbewegung.

Das Einspritzaggregat 1 (bzw. dessen Antriebsvorrichtung 21) steht mit einer Steueroder Regeleinheit 12 in signaltechnischer Verbindung. Von der Steuer- oder

Regeleinheit 12 werden Steuerbefehle an das Einspritzaggregat 1 ausgegeben.

Die Steuer- oder Regeleinheit 12 kann mit einer Bedieneinheit verbunden sein oder

integraler Bestandteil einer solchen Bedieneinheit sein.

Wenn das Einspritzaggregat mit einem Nachrüstset ausgestattet ist, so ist das Einspritzaggregat 1 über die Steuer- oder Regeleinheit 12 in einem Nachrüstset-

Betriebsmodus betreibbar.

Der Funktionsablauf des Einspritzaggregats 1 (und der gesamten

Formgebungsmaschine 100) ist wie folgt:

Kunststoff-Ausgangsmaterial K — vorzugsweise in Form von Plastik-Recyclat — wird in den Einfülltrichter 22 eingefüllt und gelangt in das Innere des Massezylinders 2. In der Einzugs- und Plastifizierzone E des Massezylinders 2 wird das KunststoffAusgangsmaterial aufgeschmolzen und komprimiert und durch eine Drehbewegung der

Plastifizierschnecke 3 in Einspritzrichtung | weitergefördert. Nach und nach sammelt sich das aufgeschmolzene Kunststoff-Ausgangsmaterial K in der Dosierzone M des Massezylinders 2 an, wobei diese Dosierzone M auch den

Schneckenvorraum umfasst.

Sobald sich genügend aufgeschmolzenes Kunststoff-Ausgangsmaterial K angesammelt

hat, wird dieses durch eine axiale Bewegung der Plastifizierschnecke 3 in

Einspritzrichtung I über den Düsenkopf 4, einen Öffnungsbereich O im Düsenkopf 4 und

den Einspritzkanal 20 in die Kavität C eingespritzt.

In der Kavität C härtet der Kunststoff zum Formgebungsteil aus. Nach dem Öffnen des Formgebungswerkzeugs 13 kann das so entstandene Formgebungsteil ausgeworfen

bzw. entnommen werden.

In Fig. 1 ist bereits ersichtlich, dass der Durchmesser Dm der kreiszylinderförmigen Innenwandung Wwm der Dosierzone M kleiner ist als der Durchmesser De der

kreiszylinderförmigen Innenwandung We der Einzugs- und Plastifizierzone E.

Zwischen der Dosierzone M und der Einzugs- und Plastifizierzone E befindet sich der Übergangsbereich U und grenzt diese Zonen voneinander ab. Eine ringförmige Stufe

der Innenwandung des Massezylinders 2 bildet diesen Übergangsbereich U.

In Fig. 2 ist schematisch ein Querschnitt durch den Massezylinder 2 dargestellt. Die im unteren Bild dargestellte Stellung entspricht dem Ende des Plastifizier- und Fördervorganges, wogegen die im oberen Bild dargestellte Stellung dem Ende der

Einspritzbewegung entspricht.

In beiden Bildern ist jeweils der Massezylinder 2 dargestellt, welcher den Zylinderhauptkörper 2.1 und den Zylinderfrontkörper 2.2 — umfassend den Düsenkopf 4

— aufweist.

Der Massezylinder 2 wird unterteilt in die Einzugs- und Plastifizierzone E sowie in die

Dosierzone M. Dazwischen befindet sich der Übergangsbereich U.

Die Plastifizierschnecke 3 weist einen hinteren Bereich mit einem Schneckensteg 6 und

einem Schneckengang 7 auf. Im vorderen Bereich weist die Plastifizierschnecke 3 einen im Wesentlichen

zylinderförmigen Kolben 8 auf. In diesem Kolben 8 ist eine Rückstromsperre 11 in Form

einer Kugelrückstromsperre ausgebildet.

Im unteren Bild befindet sich die Kugel 24 der Kugelrückstromsperre im linken Bereich, sodass der Kanal 23 geöffnet ist. Durch das Drehen der Plastifizierschnecke 3 in Förderrichtung F wird das in der Einzugs- und Plastifizierzone E aufgeschmolzene Kunststoff-Ausgangsmaterial K in Einspritzrichtung | gefördert und gelangt über den Kanal 23 durch die Rückstromsperre 11 hindurch in den Schneckenvorraum 25 der Dosierzone M. Durch die in den Schneckenvorraum 25 eintretende Kunststoffschmelze

bewegt sich die Plastifizierschnecke axial entgegen der Einspritzrichtung I nach hinten.

Sobald sich ausreichend Kunststoffschmelze im Schneckenvorraum 25 angesammelt hat, kann der Einspritzvorgang beginnen. Dazu wird die Plastifizierschnecke 3, wie im oberen Bild von Fig. 2 dargestellt, in Einspritzrichtung | bewegt. Mit Beginn dieser Bewegung bewegt sich die Kugel 24 der Kugelrückstromsperre 24 nach rechts in die geschlossene Stellung, in welcher der Kanal 23 verschlossen ist. Dadurch kann keine Kunststoffschmelze mehr aus dem Schneckenvorraum 25 rückströmen. Gleichzeitig mit dem Bewegen der Plastifizierschnecke 3 in Einspritzrichtung | wird diese Plastifizierschnecke 3 auch in die Rückförderrichtung R gedreht. Die als Kolben 8 ausgebildete Schneckenspitze drückt die im Schneckenvorraum 25 befindliche

Kunststoffschmelze über den Düsenkopf 4 in die (hier nicht dargestellte) Kavität C.

Im Schnitt A-A von Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Massezylinder 2 und die Plastifizierschnecke 3 im Bereich der Rückstromsperre 11 und dessen Kanal 23

dargestellt.

Sowohl in diesem Querschnitt als auch in der in Fig. 2 oben dargestellten Variante ist eine Puffervorrichtung 30 dargestellt. Diese Puffervorrichtung 30 kann optional vorgesehen sein. Das heißt, das Einspritzaggregat 1 funktioniert auch ohne diese

Puffervorrichtung 30.

Diese Puffervorrichtung 30 weist einen mit dem Massezylinder 2 verbundenen Träger 31, einen im Träger 31 bewegbar gelagerten Kolben 32 und einen einerseits am Träger 31 und andererseits am Kolben 32 angebrachten Kraftspeicher 33 (z. B. in Form einer Feder, eines hydraulischen Druckspeichers oder eines pneumatischen Druckspeichers)

auf.

Das Einspritzaggregat 1 kann mit einem (oder mehreren) Schmelzespeicher (schematisch dargestellte Puffervorrichtung 30) versehen werden, welcher während des Einspritzens das komprimierte Material im Zwischenraum aufnimmt. Dabei wird die Verdrängungsarbeit von einem Kraftspeicher 33 aufgenommen, welcher beim Aufdosieren entlädt und die Schmelze wieder in den Schneckenraum zurückgibt. Die Kolbenfläche des Kolbens 32 schließt bündig mit dem Massezylinder 2 ab (siehe Schnitt A-A), so wird dieser völlig abgereinigt. Darüber hinaus kann der Kolben 32

hydraulisch oder pneumatisch gesteuert oder geregelt werden.

Im Schnitt A-A ist die Puffervorrichtung 30 in einem anderen Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem die Größe und die Ausrichtung/Lage der Puffervorrichtung 30 unterschiedlich zum oberen Querschnitt von Fig. 2 ist. Auch die Abmessungen des

Massezylinders 2 unterscheiden sich von jenen im oberen Querschnitt von Fig. 2.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch den vorderen Bereich eines Massezylinders 2 samt

Plastifizierschnecke 3 dargestellt.

Der Massezylinder 2 weist den Zylinderhauptkörper 2.1 auf, in welchem die Einzugsund Plastifizierzone E ausgebildet ist. Zudem weist der Massezylinder 2 den vom Zylinderhauptkörper 2.1 separaten, in Einspritzrichtung | vor dem Zylinderhauptkörper 2.1 angeordneten und mit dem Zylinderhauptkörper 2.1 lösbar verbundenen, vorzugsweise über das Verbindungsmittel 26 verschraubten, Zylinderfrontkörper 2.2

aufweist, in welchem die Dosierzone M ausgebildet ist.

Der Zylinderfrontkörper 2.2 wiederum weist ein Flanschelement 5, in welchem ein Großteil der Dosierzone M ausgebildet ist, und den in Einspritzrichtung | vor dem Flanschelement 5 liegenden und mit dem Flanschelement 5 verbundenen,

vorzugsweise verschraubten, Düsenkopf 4 auf.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Zylinderfrontkörper 2.2 einen in Richtung Zylinderhauptkörper 2.1 vorragenden Einsetzvorsprung 34 zum Einsetzen des Zylinderfrontkörpers 2.2 in den Zylinderhauptkörper 2.1 aufweist. Der Einsetzvorsprung 34 weist eine zumindest bereichsweise mit dem Durchmesser De der

kreiszylinderförmigen Innenwandung We des Massezylinders 2 korrespondierende,

vorzugsweise kreiszylinderförmige, Außenfläche N mit einem

Außenflächendurchmesser DNn auf.

Der Zylinderfrontkörper 2.2. kann auch zum Nachrüsten an einem Zylinderhauptkörper 2.1 eines Massezylinders 2 ausgebildet sein. Das heißt, dieser Zylinderfrontkörper 2.2 kann bei einem bereits eingesetzten Massezylinder 2 (über den hülsenförmigen Einsetzvorsprung 34 und das Flanschelement 5 samt Verbindungsmittel 26) nachgerüstet werden, wodurch das Einspritzaggregat 1 zum Beispiel für den

Mikrospritzguss geeignet und umgerüstet ist.

Die Plastifizierschnecke 3 weist einen Schneckenhauptkörper 3.1 (mit wenigstens einem Schneckensteg 6 und wenigstens einem Schneckengang 7; hier nicht dargestellt) auf, wobei der Schneckenhauptkörper 3.1 zum Großteil in der Einzugs- und

Plastifizierzone E angeordnet ist.

Der maximale Außendurchmesser At: des Schneckenhauptkörpers 3.1 korrespondiert mit dem entlang der Längsachse L gleichbleibenden Durchmesser De der

Innenwandung We der Einzugs- und Plastifizierzone E.

Die Plastifizierschnecke 3 weist einen in Einspritzrichtung | vor dem Schneckenhauptkörper 3.1 liegenden, in diesem Fall als separates Bauteil ausgebildeten, Schneckenfrontkörper 3.2 auf, wobei der Schneckenfrontkörper 3.2

zumindest teilweise in der Dosierzone M angeordnet ist.

Der Schneckenfrontkörper 3.2 kann zusammen mit dem Zylinderfrontkörper 2.2. ein Nachrüstset zum Nachrüsten an einem Massezylinder 2 und einer Plastifizierschnecke 3 bilden.

Die Plastifizierschnecke 3, im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel deren Schneckenfrontkörper 3.2, weist eine Schneckenspitze in Form eines im Wesentlichen zylinderförmigen Kolbens 8 auf, wobei der zylinderförmige Kolben 8 bereichsweise in

der Dosierzone M angeordnet ist.

24 / 56

Der zylinderförmige Kolben 8 weist eine mit der Innenwandung Wwm der Dosierzone M

korrespondierende Mantelfläche Ms auf.

Der zylinderförmige Kolben 8 weist eine dem Düsenkopf 4 zugewandte, kreisförmige Stirnfläche Ss auf. Im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Stirnfläche Ss an einem vom restlichen Schneckenfrontkörper 3.2 separaten, mit diesem verschraubten Stirnbauteil 3.3 ausgebildet. Diese separate Ausbildung dient dazu, dass beim Zusammenbauen die Kugel 24 der Rückstromsperre 11 entsprechend im Inneren des Kolbens 8 verbaut werden kann. Die ebene, kreisförmige Stirnfläche Ss ist

rechtwinkelig zur Längsachse L ausgerichtet.

Im Gegensatz zur in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Stirnfläche S8 kegelig ausgebildet. Im Idealfall korrespondiert die Stirnfläche Ss mit der düsenförmigen

Innenwandung W« bzw. schmiegt sich an diese an.

Die Plastifizierschnecke 3 (im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel deren Schneckenfrontkörper 3.2) weist eine in Einspritzrichtung I hinter dem zylinderförmigen Kolben 8 angeordnete Gleitlagerung 9 auf, wobei diese Gleitlagerung 9 in der Einzugsund Plastifizierzone E angeordnet ist. Die Gleitlagerung 9 liegt mit einem geringfügigen Spiel über die Anliegefläche G an der Innenwandung We an. In Fig. 3 sind auch die in

der Gleitlagerung 9 ausgebildeten Schmelzekanäle ansatzweise erkennbar.

Die Plastifizierschnecke 3 (im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel deren Schneckenfrontkörper 3.2) weist eine zwischen Gleitlagerung 9 und zylinderförmigem

Kolben 8 angeordnete und der Dosierzone M zugewandte Vorschubstirnseite V auf.

Der Massezylinder 2 weist zwischen der kreiszylinderförmigen Innenwandung We der Einzugs- und Plastifizierzone E und der kreiszylinderförmigen Innenwandung Wwm der Dosierzone M einen — vorzugsweise am Zylinderfrontkörper 2.2 ausgebildeten — Übergangsbereich U auf. Der Übergangsbereich U wiederum weist eine Innenwandung Wu in Form einer Mantelfläche eines um die Längsachse L ausgebildeten

Drehkegelstumpfs auf.

In Fig. 3 ist gut erkennbar, dass die Vorschubstirnseite V als mit dem Übergangsbereich

U korrespondierende Mantelfläche eines Drehkegelstumpfs ausgebildet ist.

Im Kolben 8 der Plastifizierschnecke 3 ist die Rückstromsperre 11 ausgebildet. Diese umfasst neben der Kugel 24 den Kanal 23, welcher sich in einen einzugsseitigen Abschnitt 23a und einen einspritzseitigen Abschnitt 23b unterteilt. Der einzugsseitige Kanal 23a wiederum weist einen entlang der Längsachse L ausgebildeten Zentralkanal Z sowie zumindest einen davon abzweigenden Querkanal Q auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind konkret drei vom Zentralkanal Z abzweigende Querkanäle Q vorgesehen, welche regelmäßig (also jeweils um 120° versetzt) um den Zentralkanal Z

angeordnet sind.

Die düsenförmige Innenwandung Wa des Düsenkopfs 4 ist in Form einer Mantelfläche

eines um die Längsachse L angeordneten Drehkegelstumpfs ausgebildet.

Zudem weist der Düsenkopf 4 einen an die düsenförmige Innenwandung Wa« in Einspritzrichtung | anschließenden Öffnungsbereich O mit einer kreiszylinderförmigen

Innenwandung Wo auf.

Der in der Dosierzone M angeordnete Teil der Plastifizierschnecke 3 weist einen maximalen Außendurchmesser Am auf, welcher mit dem entlang der Längsachse L gleichbleibenden Durchmesser Dwm der kreiszylinderförmigen Innenwandung Wwm

korrespondiert.

Der Fig. 3 lässt sich somit anschaulich entnehmen, dass der Durchmesser Dm der kreiszylinderförmigen Innenwandung Wwm der Dosierzone M kleiner ist als der Durchmesser De der kreiszylinderförmigen Innenwandung We der Einzugs- und

Plastifizierzone E.

Wenn die in Fig. 3 dargestellten Abmessungen als maßstabsgetreu angesehen werden, so beträgt der Durchmesser DM der kreiszylinderförmigen Innenwandung Wm der Dosierzone M weniger als 50 % des Durchmessers De der kreiszylinderförmigen

Innenwandung We der Einzugs- und Plastifizierzone E.

Wenn das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel maßstabsgetreu herangezogen wird, so hat die Plastifizierschnecke 3 einen Nenndurchmesser (entspricht dem maximalen Außendurchmesser Ag) von 18 mm. Demgegenüber hat die Plastifizierschnecke 3 im Bereich des Kolbens 8 eine Durchmesser Am von 8 mm. Bei einer Hubbewegung H, die wie dargestellt bei 10 mm liegt, ergibt sich über die Fläche der Kolbenstirnseite von etwa 0,5 cm? ein maximales Schussgewicht von etwa 0,4 bis 0,5 Gramm.

In Fig. 4 ist nur der Schneckenfrontkörper 3.2 der Plastifizierschnecke 3 alleine in einer dreidimensionalen Abbildung dargestellt. Im rechten Bereich weist dieser Schneckenfrontkörper 3.2 einen Verbindungsbereich 27, vorzugsweise in Form eines

Gewindes, auf.

Im zentralen Bereich der Fig. 4 ist die Gleitlagerung 9 mitsamt den wendelförmig angeordneten Schmelzekanälen 10 dargestellt. Diese Schmelzekanäle dienen dazu, das geschmolzene Kunststoff-Ausgangsmaterial K in die Dosierzone M zu fördern. Dieser Bereich entspricht dem maximalen Außendurchmesser A: der Plastifizierschnecke 3. Zwischen den Schmelzekanälen 10 befindet sich die

Anliegefläche G.

Zudem ist in Fig. 4 im linken Bereich der im Wesentlichen zylinderförmige Kolben 8 des Plastifizierzylinders 3 ersichtlich. Im mittleren Teil weist dieser Kolben 8 einen balligen Bereich auf. Zudem sind im Bereich dieses Kolbens 8 die Ausgänge der Querkanäle Q und der einspritzseitigen Abschnitte 23b des Kanals 23 ersichtlich. Dieser Kolben 8 endet einspritzseitig mit dem Stirnbauteil 3.3. Der Kolben 8 weist einen maximalen

Außendurchmesser Az: im Bereich der Dosierzone M auf.

In Fig. 5 ist im Querschnitt ein Bereich des Massezylinders 2 samt Plastifizierschnecke 3 dargestellt, wobei die generellen Komponenten jenen der Fig. 3 entsprechen. In Fig. 5 befindet sich die Plastifizierschnecke 3 in der Stellung am Ende des Plastifiziervorgangs vor dem Start des Einspritzvorgangs, wie es auch in Fig. 2 dargestellt ist. Zwischen der Gleitlagerung 9 und dessen Vorschubstirnseite V und der Innenwandung Wm des Massezylinders 2 befindet sich eine bestimmte Menge an geschmolzenem Kunststoff-

Ausgangsmaterial K. Basierend auf den bereits weiter oben angegebenen

Abmessungen hat dieses Kunststoff-Ausgangsmaterial K ein Volumen von etwa 2,5 cm*®

(Kunststoffmenge K4).

Wenn von der Plastifizierschnecke 3 eine Hubbewegung H — von der Distanz x1 zur Distanz x2z (entspricht etwa 10 mm) — in Einspritzrichtung I durchgeführt wird (um die im Schneckenvorraum 25 befindliche Kunststoffschmelze von etwa 0,5 cm*® einzuspritzen), so verringert sich dieses Volumen aufgrund des geringeren Durchmessers Dm in der Dosierzone M (z. B. auf knapp 0,5 cm* an Kunststoffmenge Kz), wie es in Fig. 6

vergleichsweise dargestellt ist.

Da dieses überschüssige Volumen (Unterschied zwischen den Kunststoffmengen K1 und K2 von etwa 2 cm®) aufgrund der beim Einspritzen geschlossenen Rückstromsperre 11 nur nach hinten ausweichen kann, muss dieses überschüssige Volumen durch die

Schmelzekanäle 10 entgegen der Einspritzrichtung | zurückgefördert werden.

Um dieses Zurückfördern zu unterstützen und zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass beim Einspritzen simultan mit dem linearen Bewegen der Plastifizierschnecke 3 in Einspritzrichtung | die Plastifizierschnecke 3 in eine zur Förderrichtung F entgegengesetzte Rückförderrichtung R gedreht wird. Dadurch wird das überschüssige Volumen sozusagen zurückgesaugt in den Bereich des

Schneckenstegs 6 der Plastifizierschnecke 3.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch einen Massezylinder 2 samt Plastifizierschnecke 3, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die Rückstromsperre 11 nicht als Kugelrückstromsperre ausgebildet ist, sondern als Ringrückstromsperre mit einem Sperrring 28 samt Sperrflügeln 29 ausgebildet ist. Zudem ist in Fig. 7 der Kolben 8 mit

einer konusförmigen Spitze ausgebildet. In Fig. 8 ist in ein Schneckenfrontkörper 3.2 perspektivisch dargestellt. Im Gegensatz zu

Fig. 4 weist der Kolben 8 eine kegelförmige Schneckenspitze auf. Die Rückstromsperre

11 weist einen Bolzen 29a und den Sperrring 28 auf.

Eine Nachrüstung der Rückstromsperre 11 oder des gesamten Zylinderfrontkörpers 3.2 mit reduziertem Durchmesser kann an jede herkömmliche Plastifizier- oder

Spritzgussschnecke angebracht werden.

An der Vorschubstirnseite V sind Stege 35 angebracht. Diese unterstützen die Pumpwirkung beim Rückwärtsdrehen und sorgen durch gerichtete

Strömungsverhältnisse für einen selbstreinigenden Effekt.

Im Querschnitt gemäß Fig. 9 sind weitere Details erkennbar:

Im Übergangsbereich U ist ein Drucksensor 36 vorgesehen ist. Dieser Drucksensor 36 kann mit einer Steuer- oder Regeleinheit 12 verbunden sein, sodass der aktuelle Druck im Übergangsbereich ermittelt werden kann, wodurch wiederum auf den aktuellen

Spritzdruck rückgeschlossen werden kann.

Im Bereich des Kolbens 8 sind Schneckenstege 37 ausgebildet. Diese Schneckenstege

37 unterstützen die Förderung des Kunststoff-Ausgangsmaterials K.

Zudem ist in Fig. 9 ersichtlich, dass der Spalt im Übergangsbereich U sehr klein ist,

wenn sich die Plastifizierschnecke 3 in vorderster Position befindet.

In Fig. 9 ist zudem erkennbar, dass der Zylinderfrontkörper 2.2 — im Speziellen dessen Flanschelement 5 — in Einspritzrichtung I nach dem Einsetzvorsprung 34 eine Abstufung 38 aufweist. Diese dient dem Zentrieren des Zylinderfrontkörpers 2.2 am Massezylinder 2 beim Nachrüsten. Der Einsetzvorsprung 34 und die Abstufung 38

bilden zusammen einen Einsetzbereich 39.

Abschließend sei noch erwähnt, dass bei GroRmaschinen mit geringeren Spritzkräften gearbeitet werden kann, wenn ein stufenförmiger Zylinder verwendet wird. Dadurch

kann auch die Großmaschine wesentlich einfacher und günstiger gebaut werden.

Bezugszeichenliste: 1 Einspritzaggregat

2 Massezylinder

2.1 Zylinderhauptkörper

2.2 Zylinderfrontkörper

3 Plastifizierschnecke

3.1 Schneckenhauptkörper

3.2 Schneckenfrontkörper

3.3 Stirnbauteil

4 Düsenkopf

5 Flanschelement

6 Schneckensteg

7 Schneckengang

8 zylinderförmiger Kolben

9 Gleitlagerung

10 Schmelzekanäle

11 Rückstromsperre

12 Steuer- oder Regeleinheit

13 Formgebungswerkzeug

14 Schließeinheit

15 Maschinenrahmen

16 feststehende Formaufspannplatte 17 bewegbare Formaufspannplatte 18 Stirnplatte

19 Antriebsvorrichtung

20 Einspritzkanal

21 Antriebsvorrichtung

22 Einfülltrichter

23 Kanal

23a einzugsseitiger Abschnitt des Kanals 23 23b einspritzseitiger Abschnitt des Kanals 23 24 Kugel

25 Schneckenvorraum

26 Verbindungsmittel

27 Verbindungsbereich

28 Sperrring

29 Sperrflügel

29a Bolzen

30 Puffervorrichtung

31 Träger

32 Kolben

33 Kraftspeicher

34 Einsetzvorsprung

35 Stege an Vorschubstirnseite V

36 Drucksensor

37 Schneckenstege im Bereich des zylinderförmigen Kolbens 8

38 Abstufung

39 Einsetzbereich

100 Formgebungsmaschine

K Kunststoff-Ausgangsmaterial

Ka (größere) Kunststoffmenge

K2 (kleinere) Kunststoffmenge

L Längsachse

E Einzugs- und Plastifizierzone

We Innenwandung der Einzugs- und Plastifizierzone E

DE Durchmesser der Einzugs- und Plastifizierzone E

| Einspritzrichtung

M Dosierzone

Wm Innenwandung der Dosierzone M

Dm Durchmesser der Dosierzone M

Was düsenförmige Innenwandung des Düsenkopfs 4

Ae maximaler Außendurchmesser der Plastifizierschnecke in der Einzugs- und Plastifizierzone E

Am maximaler Außendurchmesser der Plastifizierschnecke in der Dosierzone M

Ms _Mantelfläche des Kolbens 8

Ss Stirnfläche des Kolbens 8

V Vorschubstirnseite

U Übergangsbereich

Wu Innenwandung des Übergangsbereichs U

0 Öffnungsbereich

Wo Innenwandung des Öffnungsbereichs O

C Kavität zZ Zentralkanal Q Querkanal

N Außenfläche

Dn _ Außenflächendurchmesser

G Anliegefläche

X1 Distanz (vor Hubbewegung H)

X2 Distanz (nach Hubbewegung H)

Innsbruck, am 20. Mai 2021

31

89441 224j|

Claims

Patentansprüche

Einspritzaggregat (1) für eine Formgebungsmaschine (100), insbesondere für eine SpritzgieRmaschine, mit einem Massezylinder (2) und einer im Massezylinder (2) angeordneten Plastifizierschnecke (3), wobei die Plastifizierschnecke (3) zum Plastifizieren von Kunststoff-Ausgangsmaterial (K) um eine Längsachse (L) drehbar ist und zum Einspritzen von aufgeschmolzenem KunststoffAusgangsmaterial (K) entlang der Längsachse (L) linear bewegbar ist, wobei der Massezylinder (2)

— eine Einzugs- und Plastifizierzone (E) für das Kunststoff-Ausgangsmaterial (K) mit einer kreiszylinderförmigen Innenwandung (We) mit einem entlang der Längsachse (L) gleichbleibenden Durchmesser (De),

— eine entlang der Längsachse (L) in Einspritzrichtung (I) vor der Einzugs- und Plastifizierzone (E) liegende Dosierzone (M) mit einer kreiszylinderförmigen Innenwandung (Wwm) mit einem entlang der Längsachse (L) gleichbleibenden Durchmesser (Dm) und

— einen in Einspritzrichtung (I) vor der Dosierzone (M) liegenden Düsenkopf (4) mit einer düsenförmigen Innenwandung (Wa)

aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (Dm) der kreiszylinderförmigen Innenwandung (Wwm) der Dosierzone (M) kleiner ist als der Durchmesser (De) der kreiszylinderförmigen Innenwandung (We) der Einzugs- und

Plastifizierzone (E).

Einspritzaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (Dm) der kreiszylinderförmigen Innenwandung (Wwm) der Dosierzone maximal (M) 90 %, vorzugsweise maximal 70 %, besonders bevorzugt maximal 50 %, des Durchmessers (De) der kreiszylinderförmigen Innenwandung (We) der

Einzugs- und Plastifizierzone (E) beträgt. Einspritzaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der

Massezylinder (2) einen Zylinderhauptkörper (2.1) aufweist, in welchem die

Einzugs- und Plastifizierzone (E) ausgebildet ist.

Einspritzaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Massezylinder (2) einen vom Zylinderhauptkörper (2.1) separaten, in Einspritzrichtung (I) vor dem Zylinderhauptkörper (2.1) angeordneten und mit dem Zylinderhauptkörper (2.1) lösbar verbundenen, vorzugsweise verschraubten,

Zylinderfrontkörper (2.2) aufweist, in welchem die Dosierzone (M) ausgebildet ist.

Einspritzaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderfrontkörper (2.2) ein Flanschelement (5), in welchem ein Großteil der Dosierzone (M) ausgebildet ist, und den in Einspritzrichtung (I) vor dem Flanschelement (5) liegenden und mit dem Flanschelement (5) verbundenen,

vorzugsweise verschraubten, Düsenkopf (4) aufweist.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastifizierschnecke (3) einen Schneckenhauptkörper (3.1) mit wenigstens einem Schneckensteg (6) und wenigstens einem Schneckengang (7) aufweist, wobei der Schneckenhauptkörper (3.1) zum Großteil in der Einzugs- und

Plastifizierzone (E) angeordnet ist.

Einspritzaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Außendurchmesser (Age) des Schneckenhauptkörpers (3.1) mit dem Durchmesser

(De) der Innenwandung (We) der Einzugs- und Plastifizierzone (E) korrespondiert.

Einspritzaggregat nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastifizierschnecke (3) einen in Einspritzrichtung (I) vor dem Schneckenhauptkörper (3.1) liegenden, vorzugsweise separat ausgebildeten, Schneckenfrontkörper (3.2) aufweist, wobei der Schneckenfrontkörper (3.2)

zumindest teilweise in der Dosierzone (M) angeordnet ist.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastifizierschnecke (3), vorzugsweise deren Schneckenfrontkörper (3.2), eine Schneckenspitze in Form eines im Wesentlichen zylinderförmigen Kolbens (8) aufweist, wobei der zylinderförmige Kolben (8) bereichsweise in der

Dosierzone (M) angeordnet ist.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

3 89441 224

Einspritzaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Kolben (8) eine mit der Innenwandung (Wwm) der Dosierzone (M)

korrespondierende Mantelfläche (Ms) aufweist.

Einspritzaggregat nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Kolben (8) eine dem Düsenkopf (4) zugewandte, vorzugsweise

kegelförmige, Stirnfläche (Ss) aufweist.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastifizierschnecke (3), vorzugsweise der Schneckenfrontkörper (3.2), eine in Einspritzrichtung (I) hinter dem zylinderförmigen Kolben (8) angeordnete Gleitlagerung (9) aufweist, wobei diese Gleitlagerung (9) in der Einzugs- und

Plastifizierzone (E) angeordnet ist.

Einspritzaggregat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerung (9) mit einem Spiel, vorzugsweise mit einem Spiel von 0,05 % bis 5 % des Nenndurchmessers der Plastifizierschnecke (3), an der kreiszylinderförmigen Innenwandung (We) der Einzugs- und Plastifizierzone (E)

anliegt.

Einspritzaggregat nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastifizierschnecke (3), vorzugsweise deren Schneckenfrontkörper (3.2), eine zwischen Gleitlagerung (9) und zylinderförmigem Kolben (8) angeordnete und der

Dosierzone (M) zugewandte Vorschubstirnseite (V) aufweist.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerung (9) mehrere, vorzugsweise bereichsweise wendelförmig ausgebildete, Schmelzekanäle (10) für den Durchlass von aufgeschmolzenem Kunststoff-Ausgangsmaterial (K) von der Einzugs- und Plastifizierzone (E) in die

Dosierzone (M) aufweist.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,

dass der Massezylinder (2) zwischen der kreiszylinderförmigen Innenwandung

18.

19.

20.

21.

22.

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(We) der Einzugs- und Plastifizierzone (E) und der kreiszylinderförmigen Innenwandung (Wm) der Dosierzone (M) einen — vorzugsweise am Zylinderfrontkörper (2.2) ausgebildeten — Übergangsbereich (U) aufweist, wobei der Übergangsbereich (U) eine Innenwandung (Wu) in Form einer Mantelfläche

eines um die Längsachse (L) ausgebildeten Drehkegelstumpfs aufweist.

Einspritzaggregat nach Anspruch 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubstirnseite (V) — zumindest bereichsweise — als mit dem Übergangsbereich (U) korrespondierende Mantelfläche eines Drehkegelstumpfs

ausgebildet ist.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastifizierschnecke (3), vorzugsweise deren Schneckenfrontkörper (3.2), eine, vorzugsweise im zylinderförmigen Kolben (8) ausgebildete, Rückstromsperre

(11) aufweist.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die düsenförmige Innenwandung (Wa) des Düsenkopfs (4) in Form einer Mantelfläche eines um die Längsachse (L) angeordneten Drehkegelstumpfs

ausgebildet ist.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkopf (4) einen an die düsenförmige Innenwandung (Wa) in Einspritzrichtung (1) anschließenden Öffnungsbereich (O0) mit einer

kreiszylinderförmigen Innenwandung (Wo) aufweist.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Einzugs- und Plastifizierzone (E) angeordnete Teil der Plastifizierschnecke (3) einen maximalen Außendurchmesser (Age) von 500 mm,

vorzugsweise einen Außendurchmesser zwischen 5 mm und 450 mm, aufweist.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet,

dass der in der Dosierzone (M) angeordnete Teil der Plastifizierschnecke (3) einen

24.

25.

26.

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maximalen Außendurchmesser (Am) von 400 mm, vorzugsweise einen

Außendurchmesser zwischen 5 mm und 350 mm, aufweist.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einspritzen eine relative Hubbewegung (H) von Plastifizierschnecke (3) zu Massezylinder (2) erfolgt, wobei die relative Hubbewegung (H) in einem Bereich zwischen 0,2-mal dem Nenndurchmesser der Plastifizierschnecke (3) und 5-mal dem Nenndurchmesser der Plastifizierschnecke (3), vorzugsweise zwischen

0,5-mal und 1,2-mal dem Nenndurchmesser der Plastifizierschnecke (3), liegt.

Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Massezylinder (2) mindestens eine Puffervorrichtung (30) zum Puffern

von Kunststoff-Ausgangsmaterial (K) während des Einspritzens angebracht ist.

Einspritzaggregat (1) für eine Formgebungsmaschine (100), insbesondere für eine SpritzgieRmaschine, mit einem Massezylinder (2) und einer im Massezylinder (2) angeordneten Plastifizierschnecke (3), wobei die Plastifizierschnecke (3) zum Plastifizieren von Kunststoff-Ausgangsmaterial (K) um eine Längsachse (L) in eine Förderrichtung (F) drehbar ist und zum Einspritzen von aufgeschmolzenem Kunststoff-Ausgangsmaterial (K) entlang der Längsachse (L) in Einspritzrichtung (1) linear bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einspritzen simultan mit dem linearen Bewegen der Plastifizierschnecke (3) in Einspritzrichtung (I) die Plastifizierschnecke (3) in eine zur Förderrichtung (F) entgegengesetzte Rückförderrichtung (R) drehbar ist.

Einspritzaggregat nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steueroder Regeleinheit (12) zum Steuern oder Regeln einer Rotationsbewegung und einer Längsbewegung der Plastifizierschnecke (3) vorgesehen ist, wobei die Steuer- oder Regeleinheit (12) dazu ausgebildet ist, zum Einspritzen des aufgeschmolzenen Kunststoff-Ausgangsmaterials (K) in eine Kavität (C) eines Formgebungswerkzeugs (13) die Plastifizierschnecke (3) gleichzeitig zum linearen Bewegen in Einspritzrichtung (I) und zur Rotation in die Rückförderrichtung (R)

anzusteuern.

28.

29.

30.

31.

32.

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Einspritzaggregat nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung in Rückförderrichtung (R) gleichzeitig mit oder vor der linearen

Bewegung in Einspritzrichtung (I) beginnt.

Einspritzaggregat nach wenigstens einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung in Rückförderrichtung (R) gleichzeitig mit der

linearen Bewegung in Einspritzrichtung (I) endet.

Einspritzaggregat nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenverringerung durch die lineare Bewegung in Einspritzrichtung (I) im Wesentlichen dem durch die Bewegung in Rückförderrichtung (R) rückgeförderten

Volumen entspricht.

Formgebungsmaschine (100) mit einem Einspritzaggregat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 29.

Formgebungsmaschine nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgebungsmaschine (100) eine Schließeinheit (14) aufweist, wobei ein Formgebungswerkzeug (13) in der Schließeinheit (14) montiert ist und in geschlossenem Zustand im Formgebungswerkzeug (13) wenigstens eine Kavität (C) ausgebildet ist.

Zylinderfrontkörper (2.2) zum Nachrüsten an einem Zylinderhauptkörper (2.1)

eines Massezylinders (2), wobei der Massezylinder (2) eine kreiszylinderförmige

Innenwandung (We) mit einem entlang der Längsachse (L) gleichbleibenden

Durchmesser (De) aufweist, wobei der Zylinderfrontkörper (2.2)

— einen in Richtung Zylinderhauptkörper (2.1) vorragenden Einsetzvorsprung

(34) zum Einsetzen des Zylinderfrontkörpers (2.2) in den Zylinderhauptkörper (2.1) aufweist, wobei der Einsetzvorsprung (34) eine zumindest bereichsweise mit dem Durchmesser (De) der kreiszylinderförmigen Innenwandung (We) des Massezylinders (2) korrespondierende,

vorzugsweise kreiszylinderförmige, Außenfläche (N) mit einem

Außenflächendurchmesser (Dn) aufweist, wobei der Zylinderfrontkörper (2.2) weiters aufweist — eine kreiszylinderförmige Innenwandung (Ww) mit einem entlang der Längsachse (L) gleichbleibenden Durchmesser (Dm) und — eine in Einspritzrichtung (Il) vor dem Einsetzvorsprung (34) und der kreiszylinderförmigen Innenwandung (Wwm) liegenden Düsenkopf (4) mit einer düsenförmigen Innenwandung (Wa), wobei der Durchmesser (Dm) der kreiszylinderförmigen Innenwandung (Wwm) des Zylinderfrontkörpers (2.2) kleiner ist als der Außenflächendurchmesser (Dn) des

Einsetzvorsprungs (34).

33. Zylinderfrontkörper (2.2) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderfrontkörper (2.2) Verbindungsmittel (26), vorzugsweise in Form von Schrauben, und ein Flanschelement (5) aufweist, wobei der Zylinderfrontkörper (2.2) über das Flanschelement (5) und die Verbindungsmittel (26) mit dem

Zylinderhauptkörper (2.1) lösbar verbindbar, vorzugsweise verschraubbar, ist.

34. Nachrüstset umfassend

— einen Zylinderfrontkörper (2.2) nach Anspruch 32 oder 33 und

— einen Schneckenfrontkörper (3.2) zum Nachrüsten an einem im Massezylinder (2) angeordneten oder anordenbaren Schneckenhauptkörper (3.1), wobei der Schneckenfrontkörper (3.2) eine Schneckenspitze in Form eines im Wesentlichen zylinderförmigen Kolbens (8), eine in Einspritzrichtung (1) hinter dem zylinderförmigen Kolben (8) angeordnete Gleitlagerung (9) und einen in Einspritzrichtung (I) hinter der Gleitlagerung (9) angeordneten Verbindungsbereich (27) zum lösbaren Verbinden des

Schneckenfrontkörpers (3.2) mit dem Schneckenhauptkörper (3.1) aufweist. 35. Nachrüstset nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige

Kolben (8) eine mit der kreiszylinderförmigen Innenwandung (Ww)

korrespondierende Mantelfläche (Ms) aufweist.

36. Nachrüstset nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitlagerung (9) eine mit der kreiszylinderförmigen Innenwandung (We) des

Massezylinders (2) korrespondierende Anliegefläche (G) aufweist.

Innsbruck, am 20. Mai 2021