DE10241262B4

DE10241262B4 - Schneckenkopf mit Rückstromsperre

Info

Publication number: DE10241262B4
Application number: DE2002141262
Authority: DE
Inventors: Heinz Hermann Klein
Original assignee: Dr Boy GmbH
Current assignee: Dr Boy GmbH
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2022-09-07
Also published as: DE10241262A1

Abstract

Schneckenkopf mit Rückstromsperre für eine Schnecke einer Spritzgießmaschine, mit
– einem Schaft (1), der mit der Schnecke drehfest verbindbar ist,
– einem am schneckenseitigen Schaftende axial fixierbaren Druckring (2),
– einer Schaftspitze (3), die eine Mehrzahl von Flügeln (4) zur Bildung von Austrittsöffnungen (5) aufweist, und
– einem Sperring (6), der den Schaft (1) unter Bildung eines vom Druckring (2) zu den Austrittsöffnungen (5) führenden Durchflußkanals (7) umgibt und in Axialrichtung zwischen zwei Positionen verschiebbar ist, wobei er in seiner ersten Position am Druckring (2) anliegt und den Durchflußkanal (7) schneckenseitig verschließt, während er in seiner zweiten Position an der Schaftspitze (3) anliegt und den Durchflußkanal (7) schneckenseitig öffnet, wobei
der Sperring (6) aus mindestens zwei Segmenten (8,9) besteht, die axial aneinander anschließen und relativ zueinander verdrehbar sind, und daß die Flächen (10,11), an denen die Segmente (8,9) des Sperrings (6) einander berühren, als...

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneckenkopf mit Rückstromsperre für eine Schnecke einer Spritzgießmaschine.
In aller Regel wird der Schaft mit der Schnecke verschraubt, wobei die Schnecke den Druckring gegen eine Schulter des Schaftes verspannt und auf diese Weise axial fixiert. Während des Einspritzhubes, wenn also die Schnecke als Kolben wirkt, legt sich der Sperring am Druckring an, wodurch die Schneckenseitige Einspritzöffnung des Durchflußkanals geschlossen wird. Während des Plastifizierhubes hingegen schiebt das plastifizierte Material den Sperring nach vorne und läßt ihn an der Schaftspitze zur Anlage kommen. Das plastifizierte Material kann dann schneckenseitig in den Durchflußkanal eintreten, diesen durchströmen und durch die Austrittsöffnungen der Schaftspitze hindurch zur Einspritzdüse gelangen.

Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Kunststoff-Spritzgießmaschinen, siehe auch die EP 0 105 041 A2 , die einen Schneckenkopf der eingangs genannten Art zeigt. Allerdings ist die Erfindung überall dort einsetzbar, wo mit verschleißaktiven plastifizierten Materialien gearbeitet wird. Der Verschleiß des Schneckenkopfes stellte nämlich ein wesentliches Problem dar.

Auf dem Kunststoffsektor wird zunehmend mit Zusatzstoffen gearbeitet, die einerseits die Materialeigenschaften der Kunststoffspritzteile verbessern, andererseits den Verschleiß des Schneckenkopfes erhöhen. Der Verschleiß tritt vor allen Dingen zwischen der Schaftspitze und dem Sperring auf, da es hier während des Plastifizierhubes zu einer Relativbewegung kommt. Die Schnecke samt Schaft und Schaftspitze läuft um, während der Sperring, der vom plastifizierten Material gegen die Schaftspitze gedrückt wird, stillsteht oder der Schaftspitze nacheilt. Liegt der Sperring am Druckring an, findet keine Schneckendrehung statt.

Der Verschleiß zwischen der Schaftspitze und dem Sperring bringt wesentliche Nachteile mit sich. Es können Metallspäne entstehen, die die plastifizierte Masse kontaminieren und zur Erzeugung unbrauchbarer Spritzgießteile führen. Auch kann die Rückstromsperre in ihrer Funktion gestört werden. Schließlich kann es zu einem vollständigen Produktionsausfall der Maschine kommen, wenn nämlich der Schneckenkopf zwischen den Wartungsintervallen ausgetauscht werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und den Verschleiß des Schneckenkopfes zu minimieren.

Diese Aufgabe wird durch einen Schneckenkopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine Relativdrehung zwischen dem Sperring und der Schaftspitze wird erfindungsgemäß zumindest reduziert. Dasjenige Segment des Sperrings, das während des Plastifizierhubes an der Schaftspitze anliegt, kann von letzterer mitgenommen werden, so daß die Relativdrehung zwischen den Segmenten des Sperrings auftritt. Dort handelt es sich nicht um einen zeitweilig geöffneten Durchtritt für die plastifizierte Masse. Diejenigen Flächen, an denen sich die Segmente des Sperrings berühren, bilden vielmehr ständig geschlossene Spalte, in die das plastifizierte Material nicht eindringen kann.

Hinzu kommt noch ein weiterer Effekt. Der Sperring berührt die Schaftspitze an den Endflächen von deren Flügeln, so daß also die spezifische Flächenpressung relativ hoch ist. Die Segmente des Sperringes hingegen sind als Gleitflächen ausgebildet und liegen über der gesamten Ringfläche aneinander an, so daß also die spezifische Flächenpressung entsprechend vermindert ist. Diese Reibungsverhältnisse tragen ebenfalls dazu bei, die Reibungsverluste zu mindern.

Das Zusammenwirken beider Effekte (kein Eindringen verschleißfördernden Materials zwischen die Reibflächen und Vermindern der spezifischen Flächenpressung der Reibflächen) führt zu einer drastischen Verminderung des Verschleißes der Rücktromsperre und damit zu einer beträchtlichen Erhöhung der Standzeit des Schneckenkopfes. Stillstandszeiten der Spritzgießmaschine allein zum Zwecke des Austauschs des Schneckenkopfes werden zuverlässig vermieden. Auch vermindert sich der Aufwand für die Bereitstellung neuer Schneckenköpfe. Schließlich besteht nicht mehr die Gefahr, daß der Abrieb des Schneckenkopfes zur Produktion von Ausschuß führt. Dabei sind die erforderlichen Maßnahmen extrem einfach. Sie bestehen lediglich darin, den Sperring des Schneckenkopfes zu teilen und die Flächen, an denen die Segmente des Sperrings einander berühren, als Gleitflächen auszubilden.

Hierzu ist es besonders vorteilhaft, daß die Flächen, an denen die Segmente des Sperrings einander berühren, achssenkrecht ausgerichtet sind. Vorzugsweise sind der Schaft, der Druckring und die Segmente des Sperrings als Feingußteile mit mechanisch bearbeiteten Berührungsflächen ausgebildet. Dies erleichtert die Herstellung gegenüber einer mechanischen Herausarbeitung der zum Teil komplizierten Formteile aus Vollmaterial.

Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Berührungsflächen zwischen der Schaftspitze und dem zugehörigen Segment des Sperrings komplementär konusförmig auszubilden.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Sperring aus zwei Segmenten besteht, von denen das der Schaftspitze zugeordnete Segment eine axiale Erstreckung aufweist, die gleich der, vorzugsweise kleiner als die dies anderen Segments ist. Dies ist herstellungstechnisch einfach und erleichtert vor allem die Mitnahme des der Schaftspitze zugeordneten Segments durch die umlaufende Schaftspitze.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 einen Axialschnitt durch einen Schneckenkopf nach der Erfindung;
2 eine Stirnansicht des Schneckenkopfes nach 1.
Der Schneckenkopf nach 1 weist einen Schaft 1 auf, der stirnseitig in eine Schnecke einer Kunststoff-Spritzgießmaschine einschraubbar ist. Auf dem Schaft 1 sitzt ein Druckring 2, der in Gleitpassung aufgesteckt ist und an einer Schulter des Schafts 1 anliegt. Nach dem Einschrauben des Schaftes in die Schnecke wird er von letzterer axial fixiert. Der Schaft 1 endet stirnseitig in einer Schaftspitze 3, die eine Mehrzahl von Flügeln 4 aufweist. Letztere definie ren Austrittsöffnungen 5 für das plastifizierte Material, siehe 2.
Der Schaft 1 ist ferner von einem Sperring 6 umgeben, der einen Durchflußkanal 7 für das plastifizierte Material definiert. Der Sperring 6 besteht aus zwei Segmenten 8 und 9, die über achssenkrechte Berührungsflächen 10 und 11 aneinander anliegen.
1 zeigt den Sperring 6 in derjenigen Position, die er einnimmt, während das Material von der Schnecke plastifiziert und zur Düse gefördert wird. Dabei drückt das Material den Sperring 6 nach vorne, so daß er mit seiner konusförmigen Berührungsfläche 12 an einer komplementären Berührungsfläche 13 der Schaftspitze 3 anliegt. Der Durchlaßkanal 7 ist in dieser Position schneckenseitig geöffnet.
Sobald die Schnecke mit dem Einspritzhub beginnt, wandert der Sperring 6 in Richtung auf den Druckring 2, wobei das Segment 9 des Sperrings 6 am Druckring 2 zur Anlage kommt und den Durchflußkanal 7 schneckenseitig verschließt; die Rückstromsperre ist in Funktion getreten. Die Berührung zwischen den beiden Segmenten 8 und 9 des Sperrings bleibt ständig erhalten.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Sperring 6 aus den beiden Segmenten 8 und 9 besteht. In der in 1 dargestellten Position dreht sich die Schnecke und nimmt dabei den Schaft 1 samt Schaftspitze 3 mit. Die Drehung der Schaftspitze 3 wird von den Flügeln 4 auf das Segment 8 des Sperrings 6 übertragen, so daß keine oder höchstens eine geringfügige Reativbewegung zwischen den Flügeln 4 und dem Segment 8 auftritt. Hingegen vermag sich das Segment 8 relativ zum Segment 9 des Sperrings 6 ungehindert zu drehen. Der dabei auftretende verschleiß ist geringer als bei einer Drehung der Flügel 4 relativ zum Segment 8. Zum einen kann nämlich kein verschleißaktives Material zwischen die Berührungsflächen 10 und 11 treten, und zum anderen ist die spezifische Flächenpressung zwischen diesen Berührungsflächen wesentlich geringer als zwischen der Berührungsfläche 12 des Segmentes 8 des Sperrings 6 und den Berührungsflächen 13 der Flügel 4.
Im Ergebnis arbeitet der Schneckenkopf mit vermindertem Verschleiß, was der Qualität der Spritzgießteile und der Wirtschaftlichkeit der Spritzgießmaschine zugute kommt.
Im Rahmend er Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So kann des Segment 8 eine wesentlich geringere axiale Erstreckung als das Segment 9 aufweisen, was der leichtgängigen Drehbarkeit des Segmentes 8 zugute kommt. Ferner ergeben sich die erfindungsgemäß erzielten Vorteile auch dann, wenn die Flügel 4 der Schaftspitze 3 an ihren radial äußeren Enden ringförmig miteinander verbunden sind, so daß also die Berührungsfläche 12 des Segmentes 8 an einer Ringfläche zur Anlage kommt. Auch kann die Befestigung des Schaftes 1 an der Schnecke anders gelöst sein. Insbesondere kann der Druckring 2 einen Bestandteil der Schnecke bilden. Ferner kann der Sperring 6 aus mehr als zwei Segmenten bestehen.

Claims

Schneckenkopf mit Rückstromsperre für eine Schnecke einer Spritzgießmaschine, mit – einem Schaft (1), der mit der Schnecke drehfest verbindbar ist, – einem am schneckenseitigen Schaftende axial fixierbaren Druckring (2), – einer Schaftspitze (3), die eine Mehrzahl von Flügeln (4) zur Bildung von Austrittsöffnungen (5) aufweist, und – einem Sperring (6), der den Schaft (1) unter Bildung eines vom Druckring (2) zu den Austrittsöffnungen (5) führenden Durchflußkanals (7) umgibt und in Axialrichtung zwischen zwei Positionen verschiebbar ist, wobei er in seiner ersten Position am Druckring (2) anliegt und den Durchflußkanal (7) schneckenseitig verschließt, während er in seiner zweiten Position an der Schaftspitze (3) anliegt und den Durchflußkanal (7) schneckenseitig öffnet, wobei der Sperring (6) aus mindestens zwei Segmenten (8,9) besteht, die axial aneinander anschließen und relativ zueinander verdrehbar sind, und daß die Flächen (10,11), an denen die Segmente (8,9) des Sperrings (6) einander berühren, als Gleitflächen ausgebildet sind.
Schneckenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring (6) aus zwei Segmenten (8,9) besteht, von denen das der Schaftspitze (3) zugeordnete Segment (8) eine axiale Erstreckung aufweist, die gleich der, vorzugsweise keiner als die des anderen Segments (9) ist.
Schneckenkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (10,11), an denen die Segmente (8,9) des Sperrings (6) einander berühren, achssenkrecht ausgerichtet sind.
Schneckenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das der Schaft (1) der Druckring (2) und die Segmente des Sperrings (6) als Feingußteile mit mechanisch bearbeiteten Berührungsflächen ausgebildet sind.
Schneckenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen (12,13) zwischen der Schaftspitze (3) und dem zugehörigen Segment (8) des Sperrings (6) komplementär konusförmig ausgebildet sind.