CN100411851C - 具有塑料熔体和添加剂的混合与定量装置的注塑设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种注塑机的注塑设备。该发明的目的在于，提供一种注塑机的注塑设备，包括一在壳体内被轴向和旋转地驱动的构成为活塞/螺杆的注射装置，其中结合一单独的用于添加剂定量的定量和混合装置，可移动的部件没有必要为了防止熔体流出而对外密封。该目的这样来达到，即，在螺杆的止逆闭锁装置与活塞之间设置一间隔元件，其长度至少相当于注射装置的行程并且具有至少一个流动通道，通过该流动通道在任何位置确保与其他的流动通道流体连通，后者首先径向向外并然后平行于活塞的运动和导向区域一直延伸到注嘴与活塞之间的区域内，并且该流动通道通过邻近于活塞的运动和导向区域设置的混合及定量装置延伸。

Description

具有塑料熔体和添加剂的混合与定量装置的注塑设备

本发明涉及一种注塑机的注塑设备，其包括一在壳体内被轴向和旋转地驱动的、构成为活塞/螺杆的注射装置，该注射装置设有一止逆闭锁装置，其中注射装置在塑料粒料的输送过程中用于塑化(Plastifizierung)并且在将塑料熔体通过注嘴压入注塑模具的过程中起活塞的作用；还包括一装置用以混合和定量塑料熔体和添加剂，如染色剂、发泡剂、润滑剂等。

由未可证实的现有技术文献已知例如用于注塑机的注塑设备，其中添加剂在螺旋输送以前就已在塑料粒料之中被混合。

还已知传统的活塞螺杆式注塑机设有单独的定量和混合装置。但该系统具有轴和活塞通道的持久密封方面的大问题，因为其中具有相对运动的接合面必须加以密封以防熔体流出。

因此从上述的现有技术出发，本发明的目的在于，提供一种新的注塑机的注塑设备，其包括一在壳体内被轴向和旋转地驱动的构成为活塞/螺杆的注射装置，其中结合一单独的用于添加剂定量的定量及混合装置，可移动的部件没有必要为了防止熔体流出而对外密封。此外本发明的目的在于，简化构造并在总体上缩小装置的结构尺寸。

该目的由权利要求1特别是其特征部分的特征来达到，据此在螺杆的止逆闭锁与活塞之间设置一间隔元件，其长度至少相当于注塑设备的行程并且具有至少一个流动通道，通过该流动通道在任何位置确保与另一流动通道流体连通，后者首先径向向外并然后平行于活塞的运动和导向区域一直延伸到注嘴与活塞之间的区域内，并且该流动通道通过邻近于活塞的运动和导向区域设置的混合及定量装置延伸。

本发明的装置与现有技术相比具有许多优点。这样，一方面没有可移动的部件必须对外密封以防熔体流出，因此降低结构上的费用。同样通过混合及定量装置的共轴构造方式在缩小结构尺寸的同时产生直线的力(力传递)流。

按有利的方式，混合及定量装置可以至少部分地圆环式周围嵌接活塞，其中在这方面基本上是可能的，即，混合及定量装置就其旋转运动来说与注射装置是运动连接的。

在上述方案中，按有利的方式取消了混合及定量装置的附加驱动装置，从而总体上较简单地构成装置。

在本发明的一特别的实施形式中，混合及定量装置由混合元件和至少一个添加剂供给装置构成，其中各混合元件设置在一可旋转的与活塞旋转连接的管子上并在壳体的内径上。在这种情况下混合及定量装置很接近活塞的运动轨道，但与其分开设置，这对结构尺寸产生有利的影响，其中熔体的流动通道围绕活塞的运动室通过混合及定量装置延伸。

在一这样的混合及定量装置中，混合元件可以例如具有不同的对置的表面构造，特别是切齿，借其达到熔体与在混合及定量装置中添加的添加剂的强烈的通体混合。

在本发明的另一实施形式中，间隔元件由连贯的缩细的轴构成，其中围绕轴的圆环形流动横截面完全供从螺杆向混合及定量装置输送熔体使用。在这种情况下可以按很简单的方式构成活塞和螺杆的必要的运动间隙，而与注射装置的位置无关，不会中断熔体的流动通道。

最后，本发明的一优选的实施形式这样设计，即，在活塞的运动室的前面设一附加的、在注嘴构件与壳体构件之间设置的中间构件，其向X方向形成一熔体的扩张的聚合室，其中活塞在注嘴一侧设有缩细的轴，其用于熔体的注射。

该实施形式还具有这样的优点，即，确保“先进先出原则”，首先进入聚合室的熔体成分，最后也首先通过注嘴注射到注塑模具内。

同样，在本发明的另一实施形式中可设想，间隔元件由一缩细的轴构成，其横截面从螺杆起向活塞方向略呈锥形地缩小，其中在离活塞的运动区域的微小距离内在壳体中设置一缩小圆环形横截面的节流环，并且轴设有至少一个沿轴向方向延伸的通孔，其将由螺杆引出的流动通道与在活塞一侧的轴的环形颈缩连通，后者建立该通孔与圆环形流动横截面之间的流体连通。

该特别的方案具有这样的优点，即，在活塞/螺杆装置(注射装置)的向前移动的区域中在供熔体使用的流动横截面内也没有流动死区形成，从而在这种情况下也确保所谓“先进先出原则”。

最后本发明还涉及一种实施形式，其中在活塞的运动室的前面设置一附加的具有注嘴的壳体构件，其形成一熔体用的扩张的聚合室，其中活塞在注嘴一侧设有缩细的轴，其用于熔体的注射。

最后即使在这种情况也按有利的方式确保“先进先出”的原则，因为首先从连续通过混合及定量装置的流动通道进入活塞前面的区域内的熔体成分，在后来的熔体注射时也首先进入注塑模具，此时按相应的时序跟着后继的熔化的熔体成分。

由以下多个实施例的描述得出本发明的其他的优点。其中：

图1示出注塑设备的第一实施形式在熔体注射以后的纵剖面图；

图2示出按照图1的注塑设备在注满熔体用的在活塞前面设置的聚合室的过程中的纵剖面图；

图3示出按照图1和2的注塑设备具有注满的熔体聚合室的纵剖面图；

图4示出注塑设备的第二实施形式在注射熔体以后的纵剖面图；

图5示出按照图4的注塑设备在注满熔体的聚合室的过程中的纵剖面图；

图6示出按照图4和5的注塑设备具有注满的熔体聚合室的纵剖面图；

图7示出注塑设备的第三实施形式具有前置的壳体构件的纵剖面图；

图8示出按照图7的注塑设备在注满熔体的聚合室的过程中的纵剖面图；以及

图9示出按照图7和8的注塑设备具有注满的熔体聚合室的纵剖面图。

在附图中注塑机的注塑设备总体用标记10表示。

注塑设备10具有一壳体11，其由构件12至16构成。

在构件12和13中设有圆筒形导向通道17，其中可旋转和可轴向移动地设有注射装置S的螺杆18。螺杆18按未示出的方式在其自由端设有一推进装置。在螺杆18的另一端是一止逆闭锁装置19并且在其上紧接着设置一缩细的轴20和一活塞21。活塞21可纵向移动地设置于共同旋转的管子22中，在该管子的外圆周表面上设有混合及定量装置24的变换的圆环形混合元件23。与混合元件23间隔开对置的是其他的混合元件25，其这样固定在壳体11的构件15中，即，在混合元件23与25之间构成一连续的圆环形流动通道26。包括活塞21、管子22和混合元件23的单元与缩细的轴和螺杆18固定地或形锁合地相连接并且通过向心轴承27可旋转地支承在壳体11内。

最后，混合及定量装置24还具有一添加剂供给装置28，其设置在构件15内并且其出口通入混合及定量装置24的流动通道26中。

混合及定量装置24的流动通道26一方面经由径向流动通道区域29与位于活塞前面的容体聚合室31连通，而另一方面经由流动通道区域30与围绕缩细的轴的环形空间式的流动通道32连通。

最后，壳体11的构件16具有一注嘴孔33，借其可以将处于聚合室31前面的熔体注射入未示出的在构件16前面设置的注塑模具。

图1中示出注塑设备10或注射装置S直接在注射过程以后的位置。可以看出，注射装置S被向方向x推进到注嘴孔33之前的最大行程H(比较图1和3)。因此熔体几乎被完全从聚合室31压入未示出的注塑模具。之后螺杆18又已开始旋转运动，渐增的材料被在螺杆18中塑化并且然后经由止逆闭锁装置19向外向环形空间式的流动通道32方向并继续经由流动通道区域30、26和29向熔体聚合室31方向输送。由于混合及定量装置24与活塞/螺杆驱动装置(注射装置S的驱动装置)是旋转连接的，因此在输入添加剂的同时输过熔体的过程中在熔体进入聚合室31以前实现熔体的完全的通体混合。

通过渐增的熔体被送入聚合室31，同时包括活塞21、缩细的轴20和螺杆18的注射装置S产生向y方向的后退运动。该过程在聚合室31注满时才终止并且活塞21在其向y方向运动时撞到肩部34上。此刻，未示出的推进装置再次向x方向推动注射装置S，其中在注射过程中止逆闭锁装置19防止熔体向螺杆18方向逆流。

图4至6中示出注塑设备10的另一实施形式。其变更基本上涉及在活塞20与螺杆18之间设置的间隔元件，其在该情况下同样以缩细的、但从止逆闭锁装置19向活塞21方向略呈锥形会合的轴35的形式构成。该轴35具有中心通孔36，其开始于止逆闭锁装置19的区域而在轴35的活塞一侧的端部终止于环形的颈缩37中，该颈缩37建立通孔36与环形空间式的流动通道38之间的流体连通。

此外，在离活塞21的运动区域的微小距离内在壳体构件13中设置一缩小环形空间式的流动通道32的流动横截面的节流环39。在该节流环39与轴35的表面之间在注射装置S注满聚合室31的运动中(向y方向的终端位置，见图6)产生一最大间隙Smax，而在排空聚合室31(向x方向的终端位置，见图4)产生一最小的空间Smin。

该特别的设置防止在注射装置S的任何位置产生流动死区，因为随着注射装置S向x方向的渐增的运动，环形空间式的流动通道32的流动阻力由于间隙S的连续减小而加大，从而通过通孔36、环形颈缩37的本身较长的流动路程和通过环形空间式的流动通道32向流动通道30的回路(向y方向)始终还具有类似于前述的较短的流动路程的流动阻力。借此达到，首先离开止逆闭锁装置19的熔体事实上也首先通过流动通道30，并且，最后其也首先通过注嘴孔被压入注塑模具中(先进先出原则)。

该上述的注塑设备10的各个位置示于图4至6中。

最后，图7至9中示出本发明的另一实施形式，其中在具有注嘴孔33的构件16与壳体的构件15之间设有一中间构件40，借其向x方向显著延长聚合室31。

此外，活塞21设有一轴式注射元件41，其具有比活塞21较小的直径并且保持环形空间42作为熔体的流动横截面。在从聚合室31中注射熔体以后，如在其他的实施形式中一样，再次使注射装置S运动，从而开始注射装置S的旋转运动。同时将熔体通过上述各个流动通道32、30、26和29一直输入环形空间42并然后输入注嘴孔33与轴41的自由端43之间的聚合室31。同时由于熔体在聚合室31中渐增地聚集，整个注射装置S重新连续向后向y方向运动直到图9中所示的向y方向的终端位置。在这种具有前面构造的中间构件的注塑设备10中同样按有利的方式确保上述的“先进先出原则”。

Claims (7)

1. 注塑机的注塑设备，包括一在壳体内被轴向和旋转地驱动的、构成为活塞/螺杆的注射装置，该注射装置设有一止逆闭锁装置，其中注射装置在塑料粒料的输送过程中用于塑化并且在将塑料熔体通过注嘴压入注塑模具的过程中起活塞的作用；还包括一装置用以混合和定量塑料熔体和添加剂，其中在螺杆(18)的止逆闭锁装置(19)与活塞(21)之间设有一间隔元件(20、35)，其长度至少相当于注射装置(S)的行程(H)并且具有至少一个流动通道(32、38)，通过该流动通道在任何位置确保与另一流动通道(30/26/29)流体连通，所述另一流动通道首先径向向外并然后平行于活塞(21)的运动及导向区域一直延伸到注嘴(33)与活塞(21)之间的区域内，其中流动通道(26)通过邻近于活塞(21)的运动及导向区域设置的混合及定量装置(24)延伸，并且混合及定量装置(24)至少部分地圆环式从周围嵌接活塞(21)，其特征在于，混合及定量装置(24)就其旋转运动来说与注射装置(S)是运动连接的，并且混合及定量装置(24)由混合元件(23、25)和至少一个添加剂供给装置(28)构成，其中混合元件设置在一可旋转的与活塞(21)旋转连接的管子(22)上并在壳体(11)的内径上。

2. 按照权利要求1所述的注塑设备，其特征在于，混合元件(23、25)具有不同的对置的表面构造。

3. 按照权利要求1所述的注塑设备，其特征在于，间隔元件由一连贯的缩细的轴(20)构成，并且围绕轴(20)的圆环形流动横截面(32)完全供从螺杆(18)向混合及定量装置(24)输送熔体使用。

4. 按照权利要求1所述的注塑设备，其特征在于，间隔元件由一缩细的轴(35)构成，其横截面从螺杆(18)起向活塞(21)方向略呈锥形缩小，在离活塞(21)的运动区域的微小距离内在壳体(11)内设置一缩小圆环形横截面(38)的节流环(39)，并且轴(35)设有至少一个沿轴向方向延伸的通孔(36)，这个通孔将由螺杆(18)引出的流动通道与在活塞一侧的轴(35)的环形颈缩(37)连通，后者建立该通孔(36)与圆环形流动横截面(38)的流体连通。

5. 按照权利要求1至4之一项所述的注塑设备，其特征在于，在活塞(21)的运动室的前面设一附加的、在注嘴构件(16)与壳体构件(15)之间设置的中间构件，所述中间构件向x方向形成一用于熔体的扩张的聚合室(31)，并且活塞(21)在注嘴一侧设有缩细的轴(41)，该轴用于推出熔体。

6. 按照权利要求1至4之一项所述的注塑设备，其特征在于，所述添加剂为染色剂、发泡剂或润滑剂。

7. 按照权利要求1至4之一项所述的注塑设备，其特征在于，所述混合元件(23，25)有切齿。

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