DE1201039B

DE1201039B - Mit einem axial verschiebbaren Ringkoerper versehene Rueckstausperre am Schneckenkopf von Schneckenspritzgiessmaschinen fuer thermo-plastische Kunststoffe

Info

Publication number: DE1201039B
Application number: DER37023A
Authority: DE
Inventors: Malvern Jury
Original assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Current assignee: Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date: 1964-01-21
Filing date: 1964-01-21
Publication date: 1965-09-16
Also published as: GB1023900A

Description

Mit einem axial verschiebbaren Ringkörper versehene Rückstausperre am Schneckenkopf von Schneckenspritzgießmaschinen für thermoplastische Kunststoffe Die Erfindung betrifft eine mit einem axial verschiebbaren Ringkörper versehene Rückstausperre am Schneckenkopf von Schneckenspritzgießmaschinen für thermoplastische Kunststoffe, bei denen die Förderung und Plastifizierung des Werkstoffes durch die Drehbewegung und das Einspritzen des Kunststoffes durch die Axialbewegung der Schnecke erfolgt.
Für solche Schneckenspritzgießmaschinen, bei denen die Aufbereitung der Masse in einer der Austrittsdüse vorgelagerten Kammer durch Schneckenplastifizierung erfolgt, sind bereits Rückstausperren bekannt, die aus einem mit dem Schneckenkopf zusammenwirkenden Ringkörper bestehen. Der Ringkörper liegt dabei vom Beginn des Spritzhubes ab gegen die konisch zulaufende Schneckenstirn an und läßt während des Spritzvorganges einen Rückfluß des in der erwähnten Kammer der Maschine aufbereiteten thermoplastischen Kunststoffes in die Schneckengänge nicht zustande kommen.
Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß nach Stillsetzen der Schneckendrehbewegung und bei beginnendem Hub der Schnecke die den auszuspritzenden Werkstoff enthaltende Kammer erst abgeschlossen ist, wenn der bis dahin vorhandene Zwischenraum zwischen der konischen Schneckenstirn und dem Ringkörper beseitigt ist. Hierdurch wird das Einsetzen des Spitzvorganges unerwünschterweise verzögert. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß der wirksame Querschnitt des genannten Zwischenraumes während des Auffüllens der der Düsenöffnung vorgelagerten Kammer immer konstant ist, gleichgültig, mit welcher Tourenzahl die Schnecke betrieben wird und Werkstoff welchen Viskositätsgrades auch immer Verwendung findet.
Diese Nachteile der bekannten Anordnung werden bei einer mit einem axial verschiebbaren Ringkörper versehenen Rückstausperre am Schneckenkopf von Schneckenspritzgießmaschinen für thermoplastische Kunststoffe dadurch vermieden, daß der Ringkörper von seiner rückwärtigen Schließlage in Förderrichtung des Werkstoffes gegen die Rückstellkraft eines Kraftspeichers axial verschiebbar gelagert ist. Eine derartige erfindungsgemäße Ausbildung der Rückstausperre läßt jeweils selbsttätig bei Unterschreitung der Rückstellkraft des Speichers infolge Nachlassens der Werkstofförderung der Schnecke, also bei Stillsetzung ihrer Drehbewegung, einen sofortigen Abschluß der Kammer vor der Eintrittsmündung der Schneckenspritzmaschine und damit eine augenblicklich einsetzende Sperrung zustande kommen. Weiterhin vermittelt die erfindungsgemäße Ausgestaltung den Vor- teil, daß sich der wirksame Strömungsquerschnitt zwischen der konischen Schneckenstirn und dem Ringkörper, der sich während der Kammerfüllung an die Rückseite des Schneckenkopfes anlegt und der somit ständig unter dem Einfluß des Kraftspeichers steht, immer auf den herrschenden Förderdruck einstellt, d. h. sowohl der geförderten Menge als auch ihrer Viskosität entspricht.
Als Kraftspeicher können gemäß der Erfindung sowohl Wendelfedern als auch Tellerfedern angewandt werden. Letztere haben gegenüber den Wendelfedern den Vorteil, daß ihre Rückstellkraft beim Verschieben des Schneckenkopfes nicht zunimmt.
Eine wesentliche Verbesserung ist im Rahmen der Erfindung bei einem lose, koaxial zur Schneckenachse geführten Ringkörper dadurch gegeben, daß der Ringkörper über einen pilzartig ausgebildeten und mit einem Bolzen axial im Vorderteil der Schnecke geführten Schneckenkopf mit dem Kraftspeicher kraftschlüssig in Verbindung steht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper unter Bildung des Schneckenkopfes über Stege mit einem Bolzen ein starres Bauteil bildet, das axial verschiebbar im Vorderteil der Schnecke gelagert und kraftschlüssig mit dem Kraftspeicher verbunden ist.
Hierdurch wird die gleitende Reibung, die sich bei der bereits genannten Ausführungsform der Erfindung zwischen der Rückseite des Schneckenkopfes und dem Ringkörper einstellt, wirksam vermieden.
Erfindungsgemäß ist ferner der Kraftspeicher so gestaltet, daß die Vorspannkraft mittels auf dem Bolzen aufschraubbarer Muttern einstellbar und mittels einer Skala auf dem Gewindeteil des Bolzens ablesbar ist. Mit dieser Einrichtung kann in sehr einfacher Weise die Wirkung des Kraftspeichers dem zu verarbeitenden Material angepaßt werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert. In ihr sind in den Fig. 1 und 2 Längsschnitte durch die bekannte Rückstausperre in verschiedenen Betriebszuständen gezeigt. Die F i g. 3 und 4 geben als Ausführungsbeispiel diejenige Ausgestaltung nach der Erfindung wieder, bei der die Rückseite des Schneckenkopfes noch gegen den Ringkörper bewegt werden kann, während die F ig. 5 und 6 wiederum im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel zeigen, bei dem dies nicht mehr der Fall ist.
In der F i g. 1 ist diejenige Betriebsstellung der Plastizierungsbestandteile einer in Rede stehenden Spritzgußmaschine mit bekannter Rückstausperre gezeigt, bei der der Spritzhub gerade beendet ist. Die konische Stirn 1 der sich in dem Massezylinder 2 bewegenden Schnecke 3 liegt auf der ebenso ausgebildeten Rückseite des Ringkörpers 4 auf, und der in unveränderlichem Abstand zur Schneckenstirn 1 befindliche und mit den Durchbrechungen 5 zum Rohrkanal 6 versehene Schneckenkopf 7 hat im Düsenkopf 8 seine Endstellung in Richtung auf den Düsenkörper 9 erreicht. In dieser Betriebsstellung ist die rückseitige, kegelstumpfförmige Fläche des Schneckenkopfes 7 gegenüber der in gleicher Weise geneigt verlaufenden vorderseitigen Fläche des Ringkörpers 4 in axialer Richtung entfernt, so daß hier der konische Ringraum 10 gebildet ist.
Die F i g. 2 läßt erkennen, wie die Bestandteile der Maschine nach erfolgtem Spritzhub (Fig. 1) im Innern des Massezylinders 2 in die der Düsenöffnung 11 abgewandte Ausgangsstellung zurückkehren. Die Schnecke 3 wird dabei laufend in Richtung des Pfeiles 12 gedreht. Hierdurch wird thermoplastische Masse aus den Gängen der Schnecke 3 über den zwischen der konischen Schneckenstirn 1 und dem Ringkörper 4 vorhandenen konischen Ringraum 13 und den Rohrkanal 6 sowie über die Durchbrechungen 5 im Schneckenkopf 7 in den Masseraum 14 gefördert. Da die Austrittsöffnung der Düse 11 während dieses Betriebsvorganges geschIossen ist, hat diese Förderung eine Bewegung der inneren BestandteiIe des Massezylinders 2 in Richtung des Pfeiles 15 zur Folge. Die rückwärtige konische Fläche des Schnekkenkopfes 7 liegt dabei auf die in gleicher Weise geneigte vorderseitige Fläche des Ringkörpers 4 auf, so daß der konische Ringraum 10 (Fig. 1) hier beseitigt ist. Der mit der Schnecke 3 fest verbundene Schnekkenkopf 7 nimmt also mit seiner konisch verlaufenden rückwärtigen Fläche den Ringkörper 4 ebenfalls in Richtung des Pfeiles 15 mit, und zwar so lange, bis die Drehbewegung in der Richtung des Pfeiles 12 aufhört und ein neuer Spritzhub entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles 15 einsetzt.
In diesem Augenblick beginnt die Schließung des konischen Ringraumes 13 bei gleichzeitiger öffnung des ebenso ausgebildeten, aber zu ihm spiegelsymmetrisch liegenden Ringraumes 10 (Fig. t). Die Kammehr 14 ist dadurch zu den Kanälen (z.B. 16) der Schnecke 3 hin erst dann geschlossen, wenn der Ringraum 13 durch Auftreffen der konischen Schnecken stirn auf die der Düsenöffnung 11 abgewandten Seite des Ringkörpers 4 verschwindet. Diese Verzögerung des Abschlusses der Kammer 14 hat einen durch Zurückfließen in die Schneckenkanäle (z. B. 16) bedingten Verlust an Masse mit entsprechender Druckeinbuße in der Kammerl4 zur Folge. Der unveränderliche Abstand des Spritzkopfes 7 von der Schneckenstirn 1 hat weiterhin während der Füllung der Kammer 14 aus den Schneckenkanälen (z. B. 16) heraus den Nachteil, daß der konische Ringraum 13 stets gleich groß bleibt, und zwar unabhängig von der Drehzahl der Schnecke und der Konsistenz der verarbeiteten thermoplastischen Masse.
Die Fig. 3 und 4 geben die den Fig. 1 und 2 entsprechenden Betriebsverhältnisse für eine Rückstausperre wieder, die der Erfindung gemäß ausgestattet ist. Der einzige Unterschied zu der bekannten Anordnung nach den F i g. 1 und 2 besteht darin, daß die Entfernung des Schneckenkopfes 7' zur konischen Schneckenstirn 1 nicht mehr unveränderlich, sondern axial verschiebbar ist, und zwar unter dem Einfluß des als Wendelfeder 17 ausgebildeten Kraftspeichers, der sich einerseits gegen die Schneckenstirnl und andererseits gegen ein Widerlager 18 abstützt, das auf dem freien Ende des den verschiebbaren Schneckenkopf 7' tragenden Bolzens 19 angebracht ist. Mit Hilfe der gekonterten Verschraubung 20 ist die Vorspannung der Wendelfeder 17 nach Maßgabe des Viskositätsgrades der zur Verarbeitung kommenden Masse einstellbar, und zwar an Hand der am Ende des Schraubenbolzens 21 angeordneten Skala 22. Es sind dementsprechend bei den Fig. 3 und 4 die gleichen Bezugszeichen wie bei den F 1 g. 1 und 2 benutzt, soweit nicht die erwähnten Abweichungen bestehen.
Die Wirkungsweise der Anordnung nach den F i g. 3 und 4 ist, wie schon erwähnt, durch die axiale Verschiebbarkeit des den Schneckenkopf 7' tragenden Bolzens 19 gegen den Schneckenkörper3 gekennzeichnet, wobei sich diese Verschiebbarkeit gegen den Einfluß des Kraftspeichers 17 vollzieht. Es ergibt sich dadurch die Folge, daß die rückwärtige schräge Fläche des Schneckenkopfes 7' in allen Betriebsphasen der Anordnung gegen die benachbarte entsprechend geneigte Fläche des Ringkörpers 4 kraftschlüssig anliegt, also der Ringraum 10 (F i g. 1) nebst den durch ihn verursachten NachteiIen niemals zustande kommen kann. Die fortwährende Einwirkung des Schneckenkopfes 7' auf das Ringstück 4 bewirkt weiterhin, daß der Einfluß des Kraftspeichers 17 die jeweilige Größe des konischen Ringraumes 13' einregelt, und zwar nach Maßgabe einerseits der von der Schnecke 3 geförderten Werkstoffmenge und andererseits ihrer Konsistenz. Dadurch ergeben sich für die Anordnung die weiteren bereits erörterten Vorteile.
Da der Schneckenkopf 7' bei der Anordnung nach den Fig. 3 und 4, wie es bereits hervorgehoben wurde, in allen Betriebsphasen gegen den Ringkörper 4 anliegt, ist mit dieser Ausgestaltung noch der Nachteil verbunden, daß zwischen dem sich nicht drehenden Ringkörper 4 und dem infolge der Nut-Feder-Verkeilung 23 zwischen dem Bolzen 19 und der Schneckenstirn 1 an den Drehungen der Schnecke 3 teilnehmenden Schneckenkopf 7' ein Iaufender Reibungsverschleiß stattfinden kann. Bei der Anordnung nach den F i g. 5 und 6 ist er durch die Verbindung des Schneckenkopfes 7" mit dem Ringkörper 4' (4 in den F i g. 3 und 4) zu einer Baueinheit vermieden. Hier ist, wie die Darstellung erkennen läßt, noch zusätzlich eine günstige rheologische Form gegeben worden.

Claims

Patentansprüche: 1. Mit einem axial verschiebbaren Ringkörper versehene Rückstausperre am Schneckenkopf von Schneckenspritzgießmaschinen für thermoplastische Kunststoffe, bei denen die Förderung und Plastifizierung des Werkstoffes durch die Drehbewegung und das Einspritzen des Kunststoffes durch die Axialbewegung der Schnecke erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (4, 4') von seiner rückwärtigen Schließlage in Förderrichtung des Werkstoffes gegen die Rückstellkraft eines Kraftspeichers (17) axial verschiebbar gelagert ist.
2. Rückstausperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wendelfedern als Kraftspeicher dienen.
3. Rückstausperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Tellerfedern als Kraftspeicher dienen.
4. Rückstausperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem lose, koaxial zur Schneckenachse geführten Ringkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (4) über einen pilzartig ausgebildeten und mit einem Bolzen (19) axial im Vorderteil (1) der Schnecke (3) geführten Schnekkenkopf (7') mit dem Kraftspeicher kraftschlüssig in Verbindung steht (F i g. 3 und 4).
5. Rückstausperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (4') unter Bildung des Schneckenkopfes (7") über Stege mit einem Bolzen (19') ein starres Bauteil bildet, das axial verschiebbar im Vorderteil (1) der Schnecke (3) gelagert und kraftschlüssig mit dem Kraftspeicher verbunden ist (Fig. 5 und 6).
6. Rückstausperre nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft des Kraftspeichers (17) mittels auf dem Bolzen (19, 19') aufschraubbarer Muttern (20) einstellbar und mittels einer Skala (22) auf dem Gewindeteil (21) des Bolzens (19, 19') ablesbar ist.