DE102004042615B4 - Backflow barrier for injection molding machines - Google Patents
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Abstract
Rückströmsperre für eine Spritzgießmaschine mit einem Schneckenkopf (10), der ein Endstück (12), ein Mittelstück (14), einen Druckring (16) und ein Montageende (20) aufweist, sowie mit einem Sperring (18), der koaxial zur Längsachse des Mittelstücks (14) angeordnet ist und zwischen einer Offenstellung, in der er mit einer Kopf-Anlagefläche (28) an einer Anschlagfläche (30) des Endstücks (12) anliegt, und einer Sperrstellung, in der er mit einer Sperr-Auflagefläche (26) an einer Anschlagfläche (24) des Druckrings (16) anliegt, relativ zum Schneckenkopf (10) sowohl in Umfangsrichtung drehbar als auch um einen Hub A axial verschiebbar ist, wobei der Sperring (18) und das Mittelstück (14) einen Ringspalt (22) bilden, und wobei in dem Sperring (18) Öffnungen (32) für den Durchfluß von Kunststoffschmelze vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (12) im Bereich zwischen dem Mittelstück (14) und seiner Anschlagfläche (30) einen Bund (40) aufweist, dergestalt, dass ein Gleitstück (42) mit einem Durchmesser DGL gebildet wird, auf dem der Sperring (18) mit seiner Innenseite (34) axial verschieblich und in Umfangsrichtung drehbar aufliegt, wobei das Gleitstück (42) eine Länge L aufweist, die größer als der Hub A des Sperrings (18) ist, wobei sich der Ringspalt (22) von dem Druckring (16) bis zu dem diesem zugewandten Ende des Gleitstücks (42) erstreckt, und wobei der Aussendurchmesser DAS des Sperrings (18) an seinem vorderen Ende (46) größer ist als der Aussendurchmesser DAE des Endstück (12), so dass eine Anströmkante (54) gebildet wird.Non-return valve for an injection molding machine with a screw head (10), which has an end piece (12), a middle piece (14), a pressure ring (16) and an assembly end (20), and with a locking ring (18) which is coaxial to the longitudinal axis of the Middle piece (14) is arranged and between an open position, in which it rests with a head contact surface (28) against a stop surface (30) of the end piece (12), and a locking position, in which it with a locking contact surface (26) abuts a stop face (24) of the pressure ring (16), can be rotated relative to the screw head (10) both in the circumferential direction and can be axially displaced by a stroke A, the locking ring (18) and the center piece (14) having an annular gap (22) form, and wherein in the locking ring (18) openings (32) are provided for the flow of plastic melt, characterized in that the end piece (12) in the area between the middle piece (14) and its stop surface (30) a collar (40) has dergesta lt that a slide (42) with a diameter DGL is formed, on which the locking ring (18) with its inside (34) lies axially displaceable and rotatable in the circumferential direction, the slide (42) having a length L which is greater than is the stroke A of the locking ring (18), the annular gap (22) extending from the pressure ring (16) to the end of the sliding piece (42) facing it, and the outer diameter DAS of the locking ring (18) at its front end (46) is larger than the outer diameter DAE of the end piece (12), so that a leading edge (54) is formed.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rückströmsperre für Spritzgießmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a non-return valve for injection molding machines according to the preamble of patent claim 1.
Derartige Rückströmsperren werden an einem ausstoßseitigen Ende einer plastifizierenden Schnecke in einem Einspritzzylinder angebracht und dienen als ”Ventil”, um zu verhindern, dass während eines Einspritzvorganges plastifiziertes Kunststoffmaterial zurück in den Schneckengang gepreßt wird.Such backflow stops are mounted on an ejection-side end of a plasticizing screw in an injection cylinder and serve as a "valve" to prevent plasticized plastic material from being forced back into the flight during an injection process.
Eine Rückströmsperre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der
Zu Beginn des Einspritzen befindet sich der Sperring in der zuvor genannten Offenstellung. Durch die Vorwärtsbewegung der Schnecke strömt die Kunststoffschmelze in Richtung Sperring und bewegt diesen nach hinten zu der Schnecke. Dadurch wird der Sperring von der Anschlagfläche am Endstück abgehoben. Der Hub A reduziert sich auf ein kleineres Maß A'. Dadurch kann die Kunststoffschmelze vermehrt durch den Ringspalt zwischen dem Innendurchmesser des Sperrings und dem Aussendurchmesser des Mittelstücks strömen. Somit kommt es kurz nach Beginn des Einspritzens zu einem annähernden Druckausgleich über der Rückströmsperre. Durch den Druckaufbau im Schneckenvorraum infolge des Einspritzvorgangs wird die Kunststoffschmelze durch die noch nicht geschlossene Rückströmsperre gepresst und der Hub des Sperrings wird weiter verringert. Dies geschieht durch den Druckverlust entlang des Sperrings in Richtung des Druckrings und den auftretenden Schubspannungen am Sperring infolge der Bewegung des Schneckenkopfes. Die Hubreduzierung hat zur Folge, dass die durchströmbare Querschnittsfläche zwischen Sperring und Druckring immer geringer wird, wodurch der Druck in diesem Bereich zunimmt. Somit kann sich die Druckdifferenz entlang des Sperrings umkehren. Dies hat zur Folge, dass die weitere Bewegung des Sperrings in Richtung des Druckrings verzögert bzw. verhindert wird, was sich nachteilig auf das Schließverhalten der Rückströmsperre auswirkt.At the beginning of injection, the locking ring is in the aforementioned open position. Due to the forward movement of the screw, the plastic melt flows in the direction of the locking ring and moves it backwards to the worm. As a result, the locking ring is lifted from the stop surface on the tail. The stroke A is reduced to a smaller degree A '. As a result, the plastic melt can increasingly flow through the annular gap between the inner diameter of the locking ring and the outer diameter of the middle piece. Thus, shortly after the start of injection, an approximate pressure equalization occurs over the backflow barrier. Due to the pressure build-up in the screw antechamber as a result of the injection process, the plastic melt is pressed through the not yet closed backflow and the stroke of the locking ring is further reduced. This is done by the pressure loss along the locking ring in the direction of the pressure ring and the shear stresses occurring on the locking ring due to the movement of the screw head. The Hubreduzierung has the consequence that the flow-through cross-sectional area between the locking ring and pressure ring is always lower, whereby the pressure in this area increases. Thus, the pressure difference along the blocking ring can be reversed. This has the consequence that the further movement of the locking ring in the direction of the pressure ring is delayed or prevented, which adversely affects the closing behavior of the backflow.
Weiterhin ist aus der
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rückstromsperre der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass sie ein verbessertes Schließverhalten und einen geringen Verschleiß an der Zylinderinnenfläche sowie eine geringe Materialschädigung aufweist.Accordingly, the invention has the object, so to develop a backflow barrier of the type mentioned that it has an improved closing behavior and low wear on the cylinder inner surface and a low material damage.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Rückstromsperre mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und 3; die abhängigen Patentansprüche betreffen vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung. The solution of this object is achieved by a non-return valve with the features of claim 1 and 3; the dependent claims relate to advantageous developments of the invention.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Endstück im Bereich zwischen dem Mittelstück und seiner Anschlagfläche ein Bund (Aussparung) aufweist, dergestalt, dass das Endstück in diesem Bereich ein Gleitstück mit einem Durchmesser DGL aufweist, auf dem der Sperring mit seiner Innenseite axial verschieblich und in Umfangsrichtung drehbar gegenüber dem Endstück und dem Mittelstück aufliegt, wobei das Gleitstück eine Länge L aufweist, die größer als der Hub A des Sperrings ist und der Sperring nicht zwangsweise vom Grundkörper der Rückströmsperre (Schneckenkopf) in Umfangsrichtung mitgeführt wird. Mit dieser Lösung wird verhindert, dass Kunststoffschmelze zwischen dem Sperring und dem Endstück hindurch in den Ringspalt strömen kann. Während des Einspritzvorgangs wird somit der Druck vor dem Sperring konstant gehalten bzw. gesteigert. Durch den im Vergleich zum Stand der Technik deutlich geringeren Druckverlust zwischen Sperring und Druckring wird die Druckdifferenz entlang der Rückströmsperre in Richtung des Druckrings – die verantwortlich für das Schließverhalten einer Rückströmsperre ist, konstant gehalten bzw. erhöht. Mit dem Abheben des Sperrings von dem Endstück eine zusätzliche Fläche zum Anströmen des Sperrings geschaffen, nämlich seine Kopf-Anlagefläche. Die erfindungsgemäße Rückströmsperre weist gegenüber dem Stand der Technik ein deutlich besseres Schließverhalten auf. Durch den nicht zwangsweise von dem Schneckenkopf bei dessen Rotation mitgeführten Sperring liegt kein Verschleiß an der Innenfläche des Zylinders vor.According to the invention it is proposed that the end piece in the region between the center piece and its stop surface has a collar (recess), such that the end piece in this area has a slider with a diameter D GL , on which the locking ring with its inside axially displaceable and in Circumferentially rotatably relative to the end piece and the center rests, wherein the slider has a length L which is greater than the stroke A of the locking ring and the locking ring is not necessarily carried by the body of the non-return valve (screw head) in the circumferential direction. This solution prevents plastic melt from flowing between the locking ring and the end piece into the annular gap. During the injection process, the pressure in front of the locking ring is thus kept constant or increased. Due to the significantly lower pressure loss between locking ring and pressure ring compared to the prior art, the pressure difference along the backflow in the direction of the pressure ring - which is responsible for the closing behavior of a non-return valve, kept constant or increased. With the lifting of the locking ring of the tail created an additional surface for inflating the locking ring, namely its head-bearing surface. The non-return valve according to the invention has a significantly better closing behavior than the prior art. By not necessarily carried by the screw head during its rotation locking ring is no wear on the inner surface of the cylinder before.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert werden, wobei die
Die in den
Der Sperring
Das Endstück
Zur Verbesserung des Schließverhaltens kann ein Teil der Anschlagfläche
Gemäß
Gemäß den
Die
Schließlich sei darauf verwiesen, dass anders als in den Figuren dargestellt, bei einem Schneckenkopf das Montageende zusammen mit dem Druckring und dem Mittelstück auch einstückig ausgebildet sein kann, wobei in diesem Fall das Endstück am Mittelstück befestigt ist, beispielsweise durch Verschrauben.Finally, it should be noted that unlike the figures shown in a screw head, the mounting end together with the pressure ring and the center piece can also be integrally formed, in which case the tail is attached to the center, for example by screwing.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Schneckenkopfscrew head
- 1212
- Endstücktail
- 1414
- Mittelstückcenterpiece
- 1616
- Druckringpressure ring
- 1818
- Sperringlocking ring
- 2020
- Montageendemounting end
- 2222
- Ringspaltannular gap
- 2424
- Anschlagfläche des DruckringsStop surface of the pressure ring
- 2626
- Sperr-AuflageflächeLock-bearing surface
- 2828
- Kopf-AnlageflächeHead contact surface
- 3030
- Anschlagfläche des EndstücksStop surface of the tail
- 3232
- Öffnungen für KunststoffschmelzeOpenings for plastic melt
- 3434
- Innenseite des SperringsInside of the locking ring
- 3838
- Randstück des SperringsEdge piece of the locking ring
- 4040
- Bund im EndstückWaistband in the tail
- 4242
- Gleitstückslide
- 4444
- Aussenseite des EndstücksOutside of the tail
- 4646
- Vorderes Ende des SperringsFront end of the locking ring
- 5050
- Kanalchannel
- 5252
- Absatzparagraph
- DGL D GL
-
Aussendurchmesser des Gleitstücks
42 Outer diameter of theslider 42 - DK D K
-
Durchmesser am Grund des Kanals
50 Diameter at the bottom of thecanal 50 - DAS D AS
-
Aussendurchmesser des Sperrings
18 an seinem vorderen Ende46 Outer diameter of the locking18 at itsfront end 46 - DES D ES
-
Aussendurchmesser des Endstücks
12 Outer diameter of thetail 12 - DSP D SP
-
Aussendurchmesser des Sperrings
18 im mittleren und hinteren BereichOuter diameter of the locking18 in the middle and rear area - DM D M
-
Aussendurchmesser des Mittelstücks
14 Outer diameter of thecenterpiece 14
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