AT8678U1

AT8678U1 - PLASTICIZING AND INJECTION DEVICE

Info

Publication number: AT8678U1
Application number: AT0039905U
Authority: AT
Original assignee: Billion Sa
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-11-15

Abstract

Beschrieben wird eine Plastifizier- und Einspritzvorrichtung für eine Kunststoffspritzgießmaschine mit einer in einem Plastifizierzylinder (9) drehangetriebenen Plastifizierschnecke (8), und mit einem in einer Bohrung in der Plastifizierschnecke (8) angeordneten und gegenüber dieser axial bewegbaren Einspritzkolben (3), der an seinem vorderen Ende eine Rückströmsperre (2) aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass vor dem Plastifizierzylinder (9) ein Spritzzylinder (7) vorgesehen ist, in dem der Einspritzkolben (3) mit der Rückströmsperre (2) vor und zurück bewegt werden kann. Auf diese Weise können die Funktionen Plastifizieren und Einspritzen unabhängig voneinander ausgeführt werden. Durch Aufteilung der Funktionen auf separate Bauteile (Plastifizierzylinder, Spritzzylinder), können diese Bauteile für die jeweilige Funktion optimal ausgelegt werden. Insbesondere kann die Plastifizierschnecke (8) einen großen Durchmesser aufweisen, um eine hohe Plastifizierleistung zu erzielen und der Spritzzylinder (7) hingegen einen vergleichsweise kleinen Durchmesser, um einen hohen Einspritzdruck zu erzielen und das Einspritzvolumen genau dosieren zu können.Described is a plasticizing and injection device for a plastic injection molding machine with a plasticizing in a plasticizing (9) driven plasticizing screw (8), and arranged in a bore in the plasticizing screw (8) and axially movable with respect to this injection piston (3), at its front end has a Rückströmsperre (2). The invention is characterized in that an injection cylinder (7) is provided in front of the plasticizing cylinder (9), in which the injection piston (3) with the non-return valve (2) can be moved back and forth. In this way, the plasticizing and injecting functions can be performed independently. By dividing the functions into separate components (plasticizing cylinder, injection cylinder), these components can be optimally designed for the respective function. In particular, the plasticizing screw (8) may have a large diameter in order to achieve a high plasticizing performance and the injection cylinder (7), however, a comparatively small diameter in order to achieve a high injection pressure and to be able to meter the injection volume accurately.

Description

2 AT 008 678 U12 AT 008 678 U1

Die Erfindung betrifft eine Plastifizier- und Einspritzvorrichtung für eine Kunststoffspritzgießmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a plasticizing and injection device for a plastic injection molding machine according to the preamble of claim 1.

Es sind Spritzgießmaschinen bekannt, bei denen die Funktionen Plastifizieren und Einspritzen 5 von einer sogenannten Schubschnecke gemeinsam ausgeführt werden. Die Schnecke ist dreh-angetrieben für das Aufschmelzen und Fördern des Kunststoffes. Zum Einspritzen der Kunststoffschmelze in eine Form ist die Schnecke desweiteren axial verschiebbar und verfügt an ihrem vorderen Ende über eine Rückströmsperre. Eine derartige Plastifizier- und Einspritzvorrichtung zeichnet sich durch ihre Einfachheit und ihre Vielseitigkeit im Hinblick auf unterschiedli-io che Anwendungen aus. Nachteilig an einer derartigen Plastifizier- und Einspritzvorrichtung ist zunächst, dass durch die Rückwärtsbewegung der Schnecke während des Plastifizierens die Homogenität der Schmelze negativ beeinflußt wird, da das Kunststoffgranulat innerhalb eines Zyklus nicht stets die gleiche Schneckenlänge zum Plastifizieren und Homogenisieren zur Verfügung hat. Ausserdem kann die Schnecke während des Einspritzens und in der Nach-15 druckphase nicht weiterbetrieben werden, was sich negativ auf die Zykluszeit auswirkt. Weiterhin nachteilig ist, dass die Dimensionierung der Schnecke stets ein Kompromiß zwischen der Plastifizierleistung einerseits und dem Einspritzdruck andererseits sein muss.There are known injection molding machines in which the plasticizing and injection 5 functions are carried out jointly by a so-called screw conveyor. The screw is rotationally driven for melting and conveying the plastic. For injecting the plastic melt into a mold, the screw is further axially displaceable and has at its front end via a Rückströmsperre. Such a plasticizing and injection device is characterized by its simplicity and versatility with respect to different applications. The disadvantage of such a plasticizing and injection device is first that the homogeneity of the melt is adversely affected by the backward movement of the screw during the plasticizing, since the plastic granules within a cycle does not always have the same screw length for plasticizing and homogenizing available. In addition, the screw can not continue to operate during the injection and in the post-pressure phase, which has a negative effect on the cycle time. Another disadvantage is that the dimensioning of the screw must always be a compromise between the plasticizing on the one hand and the injection pressure on the other hand.

Zur Behebung der vorgenannten Nachteile ist bei sogenannten Spritzgießcompoundern vorge-20 schlagen worden, zum Plastifizieren einen kontinuierlich betriebenen Doppelschneckenextruder und diesem nachgeschaltet einen oder mehrere Einspritz-Kolben-Zylindereinheiten vorzusehen (DE 19828770 A1, WO 86/06321 A1).In order to overcome the aforementioned disadvantages, so-called injection molding compounders have been used to pellet a continuously operated twin-screw extruder for plasticizing and to provide one or more injection-piston-cylinder units (DE 19828770 A1, WO 86/06321 A1).

Weiterhin ist aus der deutschen Auslegeschrift DE 1105153 eine Spritzgießmaschine bekannt, 25 die ebenfalls eine Aufteilung der Funktionen Plastifizieren einerseits und Einspritzen andererseits vorsieht. Aus diesem Dokument ist eine Plastifizier- und Einspritzvorrichtung bekannt, die eine in einem Plastifizierzylinder drehangetriebene Plastifizierschnecke, eine Schmelzekammer vor der Plastifizierschnecke zur Aufnahme und Zwischenspeicherung von Kunststoffschmelze, sowie einen der Schmelzekammer nachgeordneten Einspritzzylinder aufweist. Der Einspritzzy-30 linder kann durch Verfahren der gesamten Schließeinheit gegen diesen und dann als Einheit gegen einen ortsfesten Einspritzkolben bewegt werden, um Kunststoffschmelze in das geschlossene Spritzgießwerkzeug zu überführen. Auf der gegenüberliegenden Seite des Einspritzkolbens wird die Schmelzekammer von einer Ausnehmung in dem Einspritzkolben einerseits und einem Verlängerungsstück am Plastifizierzylinder andererseits gebildet. Mittels Kol-35 ben-Zylinder-Einheiten kann der Plastifizierzylinder relativ zum ortsfesten Einspritzkolben hin-und herbewegt werden, um einerseits die Schmelzekammer füllen zu können und um andererseits Kunststoffschmelze aus der Schmelzekammer in den Einspritzzylinder zu verdrängen. In dem ortsfesten Einspritzkolben verläuft ein Kanal, der die Schmelzekammer mit dem Einspritzzylinder verbindet und der mittels eines Kugelrückschlagventils während des Einspritzens ge-40 gen ein Rückströmen von Schmelze gesperrt wird. Nachteilig ist zum einen, dass der Durchmesser des Einspritzkolbens vergleichsweise groß ist, was sich ungünstig auf die genaue Dosierung des Einspritzvolumens auswirkt. Vergleichsweise schwierig gestaltet sich auch die Beheizung von Schmelzekammer und Einspritzzylinder, da zumindest die von dem ortsfesten Einspritzkolben gebildeten Begrenzungen dieser Kammern zeitweise freiliegen und zeitweise in 45 ein Gehäuse eintauchen. Im übrigen erscheint auch der Aufbau insgesamt komplex und aufwändig, denn zum Betätigen des Einspritzzylinders muss die gesamte Schließeinheit bewegt werden.Furthermore, from the German patent application DE 1105153 an injection molding machine is known, 25 which also provides a division of plasticizing functions on the one hand and injection on the other hand. From this document, a plasticizing and injection device is known, which has a plasticizing in a plasticizing rotationally driven plasticizing screw, a melt chamber in front of the plasticizing screw for receiving and buffering plastic melt, and a downstream of the melt chamber injection cylinder. The injection cylinder can be moved by moving the entire closing unit against it and then as a unit against a stationary injection piston to transfer plastic melt into the closed injection mold. On the opposite side of the injection piston, the melt chamber is formed by a recess in the injection piston on the one hand and an extension piece on the plasticizing cylinder on the other. The plasticizing cylinder can be moved back and forth relative to the stationary injection piston by means of piston-cylinder units in order, on the one hand, to be able to fill the melt chamber and, on the other hand, to displace plastic melt from the melt chamber into the injection cylinder. In the stationary injection piston, a channel connects, which connects the melt chamber with the injection cylinder and which is locked by means of a ball check valve during injection ge-40 gene a backflow of melt. The disadvantage is, on the one hand, that the diameter of the injection piston is comparatively large, which has an unfavorable effect on the exact metering of the injection volume. The heating of the melt chamber and the injection cylinder is comparatively difficult, since at least the boundaries of these chambers formed by the stationary injection piston are at times exposed and temporarily submerged in a housing. Incidentally, the structure as a whole also appears complex and complex, because to actuate the injection cylinder, the entire closing unit must be moved.

Aus der gattungsbildenden DE 4401026 C2 ist eine weitere Plastifizier- und Einspritzvorrichtung so bekannt, die eine Aufteilung der Funktionen Plastifizieren einerseits und Einspritzen andererseits vorsieht. Diese Vorrichtung weist einen Plastifizierzylinder mit einer rotierenden Plastifizierschnecke und einem in der Plastifizierschnecke axial verschiebbar angeordneten Einspritzkolben auf. Als Einspritzkolben dient eine Kolbenstange mit einer Rückströmsperre. Im Inneren der Plastifizierschnecke ist ein Sammelraum für Kunststoffschmelze vorgesehen, der von der 55 Rückströmsperre in zwei separate Sammelräume unterteilt wird, deren Volumen von der Positi- 3 AT 008 678 U1 on der Rückströmsperre abhängig ist. Beide Sammelräume stehen über Schmelzekanäle in der Plastifizierschnecke mit dem Plastifizierraum in Verbindung. Über diese Kanäle gelangt Kunststoffschmelze während des Plastifiziervorgangs je nach Stellung des Einspritzkolbens in den vorderen und/oder hinteren Sammelraum. Nach Füllung der beiden Sammelräume wird der 5 Spritzkolben nach hinten verfahren und Kunststoffschmelze aus dem hinteren Sammelraum durch die geöffnete Rückströmsperre hindurch in den vorderen Sammelraum verdrängt. Zum Einspritzen in ein Spritzgießwerkzeug wird der Einspritzkolben nach vorne bewegt, wobei die Rotation der Plastifizierschnecke nicht unterbrochen wird. Nachteilig hieran ist, dass für die Beheizung des im Innern der Plastifizierschnecke liegenden Sammelraum ein hoher Energie-io aufwand erforderlich ist, da die Wärme die gesamte Dicke der Plastifizierschnecke durchdringen muss. Während des Einspritzvorgangs kommt es ausserdem zu einem unkontrollierbaren Rückfluß von Kunststoffschmelze durch die Schmelzekanäle in die Schneckengänge zurück. Ein exaktes und reproduzierbares Einspritzvolumen ist daher schwierig zu realisieren. Im übrigen kann es auch zu Problemen beim Schließen der Rückströmsperre kommen, da wegen des 15 Rückflusses von Kunststoffschmelze in die Schneckengänge vor der Rückströmsperre möglichweise kein genügender Druck im Sammelraum vor der Rückströmsperre aufgebaut werden kann, um ein vollständiges Schließen der Rückströmsperre zu ermöglichen.From the generic DE 4401026 C2, a further plasticizing and injection device is known, which provides a division of plasticizing functions on the one hand and injection on the other hand. This device has a plasticizing cylinder with a rotating plasticizing screw and an injection piston axially displaceably arranged in the plasticizing screw. The injection piston is a piston rod with a Rückströmsperre. In the interior of the plasticizing screw, a collecting space for plastic melt is provided, which is subdivided by the non-return valve into two separate collecting chambers, the volume of which depends on the position of the non-return valve. Both plenums are connected via melt channels in the plasticizing screw with the plasticizing. Depending on the position of the injection piston, plastic melt passes through these channels into the front and / or rear collecting space during the plasticizing process. After filling the two plenums 5 injection piston is moved backwards and displaced plastic melt from the rear plenum through the open Rückströmsperre through into the front plenum. For injection into an injection mold, the injection piston is moved forward, wherein the rotation of the plasticizing screw is not interrupted. The disadvantage of this is that a high energy-io effort is required for the heating of lying in the interior of the plasticizing collecting space, since the heat must penetrate the entire thickness of the plasticizing screw. During the injection process, there is also an uncontrollable reflux of plastic melt through the melt channels in the screw threads back. An exact and reproducible injection volume is therefore difficult to realize. Incidentally, there may also be problems in closing the backflow, since due to the reflux of plastic melt in the screw threads before the backflow preventer possibly no sufficient pressure in the plenum before the backflow can be established to allow complete closing of the backflow.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Plastifizier- und Einspritzvor-20 richtung anzugeben, die eine Aufteilung der Funktionen Plastifizieren einerseits und Einspritzen andererseits vorsieht, die aber die zuvor genannten Nachteile vermeidet.Proceeding from this, the present invention seeks to provide a plasticizing and Einspritzvor-20 direction, which provides a division of the plasticizing functions on the one hand and injection on the other hand, but avoids the disadvantages mentioned above.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Plastifizier- und Einspritzvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen finden sich 25 in den Unteransprüchen.The solution of this object is achieved by a plasticizing and injection device with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments can be found in the subclaims.

Dadurch, dass vor der Plastifizierschnecke ein Spritzzylinder vorgesehen ist, in dem die Rückströmsperre vor und zurück bewegt werden kann, sind die Schmelzesammelräume im Unterschied zum zuvor genannten Stand der Technik der Plastifizierschnecke vorgelagert. Damit sind 30 keine Schmelzekanäle von der Aussenseite der Plastifizierschnecke durch diese hindurch zu den Sammelräumen erforderlich und die im Zusammenhang mit dem zuvor genannten Stand der Technik auftretenden Probleme werden vermieden.Characterized in that an injection cylinder is provided in front of the plasticizing screw, in which the Rückströmsperre can be moved back and forth, the melt collecting chambers in contrast to the aforementioned prior art, the plasticizing screw upstream. Thus, no melt channels are required from the outside of the plasticizing screw therethrough to the collecting spaces, and the problems associated with the aforementioned prior art are avoided.

Von besonderem Vorteil ist, dass der Durchmesser der Plastifizierschnecke auf die gewünschte 35 Plastifizierleistung ausgelegt werden, also vergleichsweise groß, und dass andererseits der Durchmesser des Spritzzylinders unabhängig davon vergleichsweise klein gewählt werden kann, um einen hohen Einspritzdruck und eine hohe Präzision hinsichtlich des Einspritzvolumens erzielen zu können. Ausserdem können der Bereich der Plastifizierung und der Bereich des Einspritzens unabhängig voneinander beheizt werden. 40It is of particular advantage that the diameter of the plasticizing screw are designed for the desired plasticizing performance, ie comparatively large, and that on the other hand the diameter of the injection cylinder can be chosen to be comparatively small independently, in order to achieve a high injection pressure and a high precision with regard to the injection volume can. In addition, the area of plasticization and the area of injection can be heated independently of each other. 40

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert werden; es zeigen: 45 50The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and with reference to the figures; show it: 45 50

Fig. 1 Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung im Zustand vor dem Einspritzen (Einspritzkolben in hinterer Stellung);1 shows a longitudinal section through a first embodiment of the invention in the state before injection (injection piston in the rear position).

Fig. 2 Ausschnitt aus Figur 1 in vergrößerter Darstellung;Fig. 2 detail of Figure 1 in an enlarged view;

Fig. 3 Längsschnitt wie in Figur 1, jedoch im Zustand nach dem Einspritzen (Einspritzkolben in vorderer Stellung)3 longitudinal section as in Figure 1, but in the state after injection (injection piston in the front position)

Fig. 4 Ausschnitt aus Figur 2 in vergrößerter Darstellung;Fig. 4 section of Figure 2 in an enlarged view;

Fig. 5 Längsschnitt durch Ausführungsform gemäß Figur 1 mit modifizierter Plastifizierschnecke und modifiziertem Einspritzkolben (Einspritzkolben in hinterer Stellung);5 shows a longitudinal section through the embodiment according to FIG. 1 with modified plasticizing screw and modified injection piston (injection piston in the rear position);

Fig. 6 wie Figur 5, jedoch im Zustand nach Beendigung des Einspritzens (Einspritzkolben in vorderer Stellung);Figure 6 as Figure 5, but in the state after completion of the injection (injection piston in the front position).

Fig. 7 Ausführungsform gemäß Figuren 5 und 6 mit demgegenüber modifiziertem Einspritzkolben; 55 4 AT 008 678 U1Fig. 7 embodiment according to Figures 5 and 6 with the modified injection piston; 55 4 AT 008 678 U1

Fig. 8 Querschnitt entlang der Linie A-B in Figur 7.8 shows a cross section along the line A-B in FIG. 7.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Plastifizier- und Einspritzvorrichtung soll anhand der Figuren 1 bis 4 beschrieben werden. Eine Plastifizierschnecke 8 ist über einen an ihrem 5 hinteren Ende angreifenden Antrieb 10 drehangetrieben, aber axial ortsfest, in einem Plastifi-zierzylinder 9 angeordnet. Zur Vermeidung von Totzonen kann das vordere Ende der Plastifizierschnecke 8 wie dargestellt konisch ausgebildet sein. Innerhalb einer durch die Plastifizierschnecke 8 hindurchgehenden Bohrung befindet sich ein Einspritzkolben 3. Dieser kann wie dargestellt in einem Stück ausgebildet sein. Bedarfsweise können aber auch mehrere einzelne io Stücke zu einem gemeinsamen Einspritzkolben miteinander verbunden werden. Der Einspritzkolben 3 ragt ein geeignetes Stück über das hintere Ende der Plastifizierschnecke 8 hinaus und ist dort mit einem Linearantrieb 1 verbunden. Im vorliegenden Beispiel besteht der Linearantrieb 1 aus zwei Hydraulikzylindern 4 und 5, die links und rechts des Plastifizierzylinders 9 angeordnet sind und mit denen Kolbenstangen 16 und 17 betätigt werden können. Über eine Traverse 15 18 sind die beiden Kolbenstangen und das hintere Ende des Einspritzkolbens 3 antriebstech nisch miteinander verbunden. Ausserdem ist das hintere Ende des Einspritzkolbens 3 derart in der Traverse befestigt, dass bei Rotation der Plastifizierschnecke 8 der Einspritzkolben 3 nicht mitgedreht wird. Gegebenenfalls kann auch nur ein Hydraulikzylinder koaxial hinter dem Einspritzkolben (3) vorgesehen werden, dessen Kolbenstange direkt mit dem hinteren Ende des 20 Einspritzkolbens (3) verbunden ist. In Verlängerung des Plastifizierzylinders 9 sind vor diesem ein Spritzzylinder 7 sowie eine Düse 6 vorgesehen, die mittels geeigneter Befestigungsmittel fest miteinander verbunden sind. Der Durchmesser D1 des Plastifizierzylinders 9 ist deutlich größer und der Durchmesser D3 der Düse 6 ist kleiner als der Durchmesser D2 des Spritzzylinders 7. Der Wechsel von D1 auf D2 und von D2 auf D3 erfolgt stetig durch geeignete Über-25 gangsbereiche. Der Plastifizierzylinder 9 und der Spritzzylinder 7 können wie dargestellt als separate Teile ausgeführt sein; ebenso ist aber auch möglich, dass der Plastifizierzylinder und der Spritzzylinder in einem einstückigen Zylinder ausgebildet sind. Am vorderen Ende weist der Einspritzkolben 3 eine Rückströmsperre 2 auf, im vorliegenden Fall ein Ringrückströmsperre, umfassend eine Spitze 2a, einen Sperring 2b, eine Druckring 2c sowie einen in den Einspritz-30 kolben 3 einschraubbaren Schaft 2d. Anstelle der gezeigten Ringrückströmsperre kann aber auch jede andere Art von Rückströmsperre vorgesehen werden, beispielsweise eine Kugel-rückströmsperre, eine Kulissenrückströmsperre, Kombinationen von Ring- und Kugelrückström-sperren oder sonstige Ausgestaltungen. Zwischen dem vorderen Ende der Plastifizierschnecke 8 und der Rückströmsperre 2 wird eine Schmelzekammer 13 gebildet, in die Kunststoffschmel-35 ze gefördert und zwischengespeichert kann. Vor der Rückströmsperre 2 wird in dem Spritzzylinder 7 eine Einspritzkammer 14 gebildet.An embodiment of the plasticizing and injection device according to the invention will be described with reference to Figures 1 to 4. A plasticizing screw 8 is rotationally driven via an engaging at its rear end drive 10, but axially stationary, arranged in a plasticizing cylinder 9. To avoid dead zones, the front end of the plasticizing screw 8 may be conical as shown. Within a hole passing through the plasticizing screw 8 is an injection piston 3. This can be formed as shown in one piece. If necessary, however, it is also possible to connect a plurality of individual pieces to a common injection piston. The injection piston 3 protrudes a suitable piece beyond the rear end of the plasticizing screw 8 and is connected there to a linear drive 1. In the present example, the linear drive 1 consists of two hydraulic cylinders 4 and 5, which are arranged on the left and right of the plasticizing cylinder 9 and with which piston rods 16 and 17 can be actuated. About a cross member 15 18, the two piston rods and the rear end of the injection piston 3 are connected to driveline niche. In addition, the rear end of the injection piston 3 is secured in the crossmember that upon rotation of the plasticizing screw 8 of the injection piston 3 is not rotated. Optionally, only a hydraulic cylinder can be provided coaxially behind the injection piston (3), the piston rod is connected directly to the rear end of the injection piston 20 (3). In extension of the plasticizing cylinder 9, an injection cylinder 7 and a nozzle 6 are provided in front of this, which are firmly connected to each other by means of suitable fastening means. The diameter D1 of the plasticizing cylinder 9 is significantly larger and the diameter D3 of the nozzle 6 is smaller than the diameter D2 of the injection cylinder 7. The change from D1 to D2 and from D2 to D3 takes place continuously through suitable over-25 gangsbereiche. The plasticizing cylinder 9 and the injection cylinder 7 may be designed as separate parts as shown; but it is also possible that the plasticizing cylinder and the injection cylinder are formed in a one-piece cylinder. At the front end, the injection piston 3 has a Rückströmsperre 2, in the present case, a Ringrückströmsperre comprising a tip 2a, a locking ring 2b, a pressure ring 2c and a piston 3 screwed into the injection 30 shaft 2d. Instead of the Ringrückströmsperre shown but any other type of Rückströmsperre be provided, for example, a ball-backflow, a Kulissenrückströmsperre, combinations of ring and Kugelrückström-locks or other configurations. Between the front end of the plasticizing screw 8 and the Rückströmsperre 2, a melt chamber 13 is formed, promoted in the plastic melt 35 ze and cached. Before the backflow preventer 2, an injection chamber 14 is formed in the injection cylinder 7.

Der Spritzgießzyklus läuft wie folgt ab: 40 Zu Beginn des Einspritzvorgangs befindet sich der Einspritzkolben 3 in seiner hinteren Position und die Einspritzkammer 14 ist mit Kunststoffschmelze gefüllt (Figuren 1 und 2). Mittels des Linearantriebs 1 wird der Einspritzkolben 3 nach vorne bewegt. Aufgrund der dadurch eingeleiteten Druckerhöhung in der Einspritzkammer 14 schließt die Rückströmsperre 2, indem der Sperring 2b und der Druckring 2c in bekannter Weise aufeinanderstoßen und den Schmelze-45 weg versperren, und die in der Einspritzkammer 14 befindliche Kunststoffschmelze wird mittels der geschlossenen Rückströmsperre 2 in eine hier nicht dargestellte Form eingespritzt. Während dieser Phase des Einspritzens und der sich anschließenden Nachdruckphase kann die Plastifizierschnecke 8 weiter gedreht werden, um neue Kunststoffschmelze in die durch das Einspritzen geleerte Schmelzekammer 13 hinter der Rückströmsperre 2 zu fördern. 50The injection molding cycle is as follows: At the beginning of the injection process, the injection piston 3 is in its rear position and the injection chamber 14 is filled with plastic melt (FIGS. 1 and 2). By means of the linear drive 1, the injection piston 3 is moved forward. Due to the thus initiated pressure increase in the injection chamber 14 closes the Rückströmsperre 2 by the locking ring 2b and the pressure ring 2c collide in a known manner and obstruct the melt-away 45, and located in the injection chamber 14 plastic melt is by means of the closed Rückströmsperre 2 in a injection molding not shown here. During this phase of the injection and the subsequent holding pressure phase, the plasticizing screw 8 can be further rotated in order to convey new plastic melt into the melt chamber 13 emptied by the injection behind the backflow barrier 2. 50

Wenn der Einspritzvorgang und die sich anschließende Nachdruckphase beendet sind (Figuren 3 und 4), kann der Einspritzkolben 3 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt werden. Durch die Rotation der Plastifizierschnecke 8 wird zunehmend Kunststoffschmelze in die Schmelzekammer 13 gefördert. Der damit verbundene Druckanstieg in der Schmelzekammer 55 13 führt dazu, dass die Rückströmsperre 2 öffnet, indem der Sperring 2b in bekannter Weise 5 AT 008 678 U1 aufgrund des Druckanstiegs von dem Druckring 2c abgehoben wird. Der Schmelzeweg ist nunmehr frei und die von der Plastifizierschnecke 8 gelieferte Kunststoffschmelze kann von der Schmelzekammer 13 durch die geöffnete Rückströmsperre 2 in die Einspritzkammer 14 strömen. Die sich in der Einspritzkammer 14 ansammelnde Kunststoffschmelze führt dort zu einem 5 Druckanstieg, der bewirkt, dass der Einspritzkolben 3 nach hinten verschoben wird. Die Rückwärtsbewegung des Einspritzkolbens 3 kann gegebenenfalls mittels des Linearantriebs 1 beeinflußt werden (unterstützend oder bremsend). Wenn die Einspritzkammer 14 mit dem gewünschten Volumen an Kunststoffschmelze gefüllt ist, wird die Drehbewegung der Plastifizierschnecke 8 gestoppt und der Einspritzkolben 3 nicht mehr nach hinten verschoben. Gege- io benenfalls kann der Einspritzkolben 3 mittels des Linearantriebs 1 zusätzlich um ein kleines Stück nach hinten verfahren werden, um für eine gewisse Zeit eine Druckentlastung in der Kunststoffschmelze in der Einspritzkammer 14 zu bewirken. Zu gegebener Zeit wird der Einspritzkolben 3 mittels des Linearantriebs 1 nach vorne bewegt und der Zyklus beginnt von neuem. 15When the injection process and the subsequent holding pressure phase have ended (FIGS. 3 and 4), the injection piston 3 can be moved back into its starting position. The rotation of the plasticizing screw 8 increasingly plastic melt is conveyed into the melt chamber 13. The associated increase in pressure in the melt chamber 55 13 causes the return valve 2 opens by the locking ring 2b is lifted in a known manner 5 AT 008 678 U1 due to the pressure increase of the pressure ring 2c. The melt path is now free and the plastic melt supplied by the plasticizing screw 8 can flow from the melt chamber 13 through the opened non-return valve 2 into the injection chamber 14. The accumulating in the injection chamber 14 plastic melt leads there to a pressure increase, which causes the injection piston 3 is moved backwards. The backward movement of the injection piston 3 can optionally be influenced by means of the linear drive 1 (supporting or braking). When the injection chamber 14 is filled with the desired volume of plastic melt, the rotational movement of the plasticizing screw 8 is stopped and the injection piston 3 is no longer moved backwards. If appropriate, the injection piston 3 can additionally be moved backwards by a small distance by means of the linear drive 1 in order to effect a pressure relief in the plastic melt in the injection chamber 14 for a certain time. At the appropriate time, the injection piston 3 is moved forward by means of the linear drive 1 and the cycle starts again. 15

Um während des Einspritzvorgangs in der Schmelzekammer 13 eventuell auftretende Dekompressionserscheinungen zu minimieren oder gegebenenfalls ganz zu vermeiden, können verschiedene Maßnahmen vorgesehen werden. 20 Zum einen kann die Drehzahl der Plastifizierschnecke 8 auf ein geeignetes Maß erhöht werden, um die Plastifizierleistung zu steigern. Somit kann in relativ kurzer Zeit eine genügend große Menge an Kunststoffschmelze nachgeliefert werden, um die Schmelzekammer 13 mit Kunststoffschmelze gefüllt zu halten. 25 Eine weitere Möglichkeit, beim Einspritzvorgang auftretende Dekompressionserscheinungen in der Schmelzekammer 13 vermeiden, ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Auf einer Länge L verfügt die hohlzylindrische Plastifizierschnecke 8 über einen Innendurchmesser Dj, der größer ist als der Aussendurchmesser Da des Einspitzkolbens 3, so daß in diesem Bereich ein Ringspalt 30 gebildet wird, der beim Dosiervorgang ebenfalls mit Kunststoffschmelze gefüllt wird. 30 Um diese Kunststoffschmelze beim Einspritzvorgang aus dem Ringspalt 30 verdrängen und mit nach vorne bewegen zu können, verfügt der Einspritzkolben 3 an geeigneter Stelle um einen als Kolben fungierenden, auf den Innendurchmesser Di der hohlzylindrischen Plastifizierschnecke verbreiterten Abschnitt 29. Die Länge und die Breite des Ringspalts 30 sind dem jeweiligen Anwendungsfall entsprechend einzustellen. 35In order to minimize or possibly completely avoid decompression phenomena occurring during the injection process in the melt chamber 13, various measures can be provided. On the one hand, the speed of the plasticizing screw 8 can be increased to a suitable level in order to increase the plasticizing performance. Thus, a sufficiently large amount of plastic melt can be replenished in a relatively short time to keep the melt chamber 13 filled with plastic melt. A further possibility of avoiding decompression phenomena occurring in the melting chamber 13 during the injection process is shown in FIGS. 5 and 6. On a length L, the hollow cylindrical plasticizing screw 8 has an inner diameter Dj, which is greater than the outer diameter Da of Einspitzkolbens 3, so that in this area an annular gap 30 is formed, which is also filled with plastic melt during dosing. In order to be able to displace this plastic melt from the annular gap 30 during the injection process and to be able to move it forward, the injection piston 3 has a portion 29 extending at a suitable point around the inner diameter Di of the hollow cylindrical plasticizing screw. The length and the width of the annular gap 30 are set according to the particular application. 35

In einer weiteren Alternative (siehe Figuren 7 und 8) kann der Einspritzkolben 3 vor dem als Kolben fungierenden Abschnitt 29 auch einen Aussendurchmesser entsprechend dem Innendurchmesser der hohlzylindrischen Plastifizierschnecke aufweisen, d.h. Da = Dj, wenn in der Aussenseite des Einspritzkolbens Nuten 28 zur Aufnahme von Kunststoffschmelze vorgesehen 40 sind. Die Anzahl der über den Umfang verteilten Nuten 28, deren Form und Querschnitt sowie deren axiale Länge sind vom Fachmann je nach Anwendungsfall in geeigneter Weise auswählbar.In a further alternative (see FIGS. 7 and 8), the injection piston 3 may also have an outside diameter corresponding to the inside diameter of the hollow cylindrical plasticizing screw before the section 29 acting as a piston, i. Da = Dj, if provided in the outside of the injection piston grooves 28 for receiving plastic melt 40. The number of grooves 28 distributed over the circumference, their shape and cross section and their axial length are suitably selectable by the skilled person depending on the application.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind in den Figuren 5 bis 8 der Plastifizierzylin- 45 der und der Spritzzylinder in einem einstückigen Zylinder 9’ ausgebildet. Ferner kann in den Ausführungsformen gemäß den Figuren 5 bis 8 die Drehzahl der Plastifizierschnecke in der Einspritzphase gegebenenfalls erhöht werden, um auch bei diesen Ausführungsformen in der Einspritzphase die Plastifizierleistung zu steigern. so Die erfindungsgemäße Plastifizier- und Einspritzeinrichtung bietet folgende Vorteile in Kombination: a) eine hohe Plastifizierleistung, indem eine Plastifizierschnecke mit einem geeignet großen Durchmesser vorgesehen wird, 55 b) eine präzise Dosierung des Einspritzvolumens und einen hohen Einspritzdruck, indem einIn contrast to the first exemplary embodiment, the plasticizing cylinders and the injection cylinders are formed in a one-piece cylinder 9 'in FIGS. 5 to 8. Furthermore, in the embodiments according to FIGS. 5 to 8, the rotational speed of the plasticizing screw in the injection phase may optionally be increased in order to increase the plasticizing capacity in these injection-phase embodiments as well. Thus, the plasticizing and injecting device according to the invention offers the following advantages in combination: a) a high plasticizing capacity, by providing a plasticizing screw with a suitably large diameter, 55 b) a precise metering of the injection volume and a high injection pressure by a

Claims

6 AT 008 678 U1 injection cylinder is provided with a comparatively small diameter. Claims 1. A plasticizing and injecting device for a plastic injection molding machine with a plasticizing screw (8) rotationally driven in a plasticizing cylinder (9) and with an injection piston (3) arranged in the plasticizing screw (8) and axially movable relative to said plasticizing screw (3) has its back end a backflow preventer (2), io characterized in that in front of the plasticizing cylinder (9) an injection cylinder (7) is provided, in which the Rückströmsperre (2) can be moved back and forth.

2. Apparatus according to claim 1, 15, characterized in that the plasticizing cylinder (9) and the injection cylinder (7) are designed as separate and interconnectable parts.

3. Apparatus according to claim 1, 20 characterized in that the plasticizing cylinder (9) and the injection cylinder (7) in a one-piece cylinder (9 ') are formed.

4. Device according to one of claims 1 to 4, 25 characterized in that the diameter D1 of the plasticizing cylinder (9) is greater than the diameter D2 of the injection cylinder (7), and that a conical transition from D1 to D2 is provided.

5. Device according to one of claims 1 to 4, 30, characterized in that between the front end of the plasticizing screw (8) and the rear end of the Rückströmsperre (2) has a melt chamber (13) and in front of the front end of the Rückströmsperre (2) Injection chamber (14) are formed, the volume of the respective position of the backflow preventer (2) is dependent, and that only the melt chamber 35 (13) fluidically permanently with the worm threads (15) and the front En de the plasticizing screw (8) in conjunction stands.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that 40 that the injection piston (3) is integrally formed.

7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the injection piston (3) in the axial direction and / or in the radial direction is formed several pieces 45, and that no relative movement between the individual pieces of a syringe piston (3) is provided ,

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the outer diameter Da of the injection piston (3) substantially over the TOTAL te bore in the plasticizing screw (9) corresponds to the inner diameter Di of the plasticizing screw (9), such that a displacement of the injection piston (3) relative to the plasticizing screw (9) is possible.

9. Device according to one of claims 1 to 8, 7 AT 008 678 U1 characterized in that sliding and sealing bushes (11) in the plasticizing screw (9) are provided.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that as Rückströmsperre (2) is provided a Ringrückströmsperre, a Kugelrückströmsperre, a Kulissenrückströmsperre or any combination of these Rückströmsperren.

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the bore of the plasticizing screw (8) at its front end over a length L has a widened portion with a diameter Dj which is greater than the outer diameter Da of the injection piston, so that an annular gap (30) is formed.

12. The device according to claim 11, characterized in that the injection piston (3) has an annular gap (30) can be painted over piston (29).

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the injection piston (3) has one or more grooves (28) extending in the retracted state of the injection piston (3) over a length L in the plasticizing screw (8) ,

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the grooves (28) have a U-shaped, a rectangular or a triangular cross-section and extend substantially parallel to the longitudinal axis of the injection piston (3).

15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that one or more hydraulic cylinders (4, 5) are provided for actuating the injection piston (3).

16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the speed of the plasticizing screw (8) for compensating decompression phenomena during the injection process can be increased by a significant value. Including 8 sheets of drawings