DE1908530B2 - Einspritzeinheit einer kunststoff- spritzgiessmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Bekanntlich muß die Plastifizier- und Einspritzschnekke zum Plastifizieren und Einspritzen sowohl dreh- als auch axial verschiebbar sein, wobei beide F; nktionen unabhängig voneinander und ohne in störendem Eingriff miteinander zu treten, geregelt werden müssen. Eine aus der GB-PS 10 46 397 bekannte Vorgehensweise zur Erzielung dieser Funktion besteht darin, eine Kolben-Zylindereinheit mit einem Kolben zu versehen, der im Zylinder bzw. Spritzzylinder um seine Achse gedreht und relativ zum Spritzzylinder axial bewegt werden kann. Der Spritzzylinder steht fest und mit dem Kolben bzw. Einspritzkoiben ist die Piasiifizier- und Einspritzschnecke verbunden. Eine kerbverzahnte Antriebswelle, die durch einen Motor angetrieben und gegen eine Axialbewegung relativ zum Spritzzylinder festgelegt ist, sowie sich koaxial zur Kolben-Zylindereinheit erstreckt, steht in Gleiteingnff mit den Einspritzkolben. Diese Konstruktion hat den Nachteil daß wegen der Schwierigkeit, eine Abdichtung geger eine Kerbverzahnung vorzusehen, das den Kolbet beaufschlagende Medium längs der Kerbverzahnung ir einen Raum vor der Stirnfläche der kerbverzahntei Antriebswelle hineingelangt und dort eine nacr rückwärts gerichtete Reaktionskraft ausübt, die der Einbau eines Drucklagers zur Aufnahme der Reaktions kräfte erforderlich macht.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzeinheit der eingangs erwähnter Gattung zu schaffen, bei der auf ein besondere: Drucklager und auf die damit verbundenen Verschleiß schwierigkeiteti verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die irr kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthalte nen Merkmale gelöst.

Bei der Erfindung wird somit ein hydraulische! Druckausgleich vorgenommen, der grundsätzlich die Anordnung eines Drucklagers überflüssig macht, unc durch einen Bund in einer Kammer geschaffen wird, die eine größere axiale Ausdehnung als der Bund aufweisi und von der Rückseile her mit Druck beaufschlagt wird De; Druckausgleich findet statt, weil die mit axialen-Druck beaufschlagte Ringfläche des Bundes etwa ebenso groß wie die im Kolben liegende Stirnfläche dei kerbverzahnten Antriebswelle ist Mit der Erfindung isl somit eine einfache und wirkungsvolle Einrichtung zurr Ausgleich des auf die Antriebswelle wirkenden Axial druckes geschaffen, die gegenüber bislang verwendeter Drucklagern weiter den Vorteil hat, daß sie praktisch keinem Verschleiß unterworfen ist Drucklager müsser dagegen infolge der bei Spritzgießmaschinen auftreten den hohen Druckkräfte erfahrungsgemäß von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß sich einer der Vielzahl von Durchlässen für den Druckausgleich durch die Antriebswelle erstreckt.

Schließlich ist eine andere Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager zur radialen Lagerung der Antriebswelle an der vom Einspritzkolben abgewandten Seite des Bundes angeordnet ist.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Einspritzeinheit,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Antriebssystem für die Einspritzeinheit nach Fig. 1,

F i e. 3 eine geschnittene Ansicht einer modifizierten Ausführungsform für die in F i g. 2 gezeigte Antriebseinrichtung für die Einspritzeinheit,

F i g. 4 eine geschnittene Ansicht von einer weiteren Ausführungsform für die Antriebseinrichtung der Einspritzeinheit nach F i g. 2 und

F i g. 5 eine modifizierte Ausführungsform der in Fig.4 gezeigten Antriebseinrichtung für die Einspritzeinheit.

Nach Fig. I ist die Einspritzeinheit auf einem Maschinenrahmen 10 angeordnet, von dem nur ein Teil dargestellt ist, und der eine Platte 12 mit einer vertikalen Rückfiäche i4 trägt, gegen die eine Form iö geklemmt ist. Eine Grundplatte 18 ist auf einem anderen Teil des Rahmens 10 gelagert und mit der Platte 12 durch einen Hydraulikzylinder 30 verbunden, dessen Stempel oder Kolben 32 mit der Grundplatte 18 verbunden ist. Die

Grundplatte 18 besteht grundsätzlich aus einem Bett 20, an dem eine Zwischenplatte 22 und eine Kopfplatte 24 befestigt sind Eine DrehzapfenanorJnung 28 geht durch beide Platten 22 und 24 und in die Grundplatte 18, und nach Entfernung von Schrauber, 26 kann die Kopfplatte 24 um die Drehzapfenanordnung 28 in einer Ebene parallel zur Platte 22 verschwenkt werden.

Auf der Grundplatte 18 ist ein Gehäuse ä4 mit einer offenes zentralen Bohrung 36 gelagert, in welche der hintere Teil 40 des Plastifizierzylinders 38 mit Schiebesitz festgelagert ist Der vordere Teil 42 des Plastifizierzylinders 38 ragt aus dem Gehäuse 34 nach außen und wird durch eine Stirnwand 44 abgeschlossen, an der ein Düsenadaptor 46 und eine Düse 48 befestigt sind. Der Plastifizierzylinder 38 bildet eine längliche, zylindrische Kammer mit einer kreisförmigen, durchgehenden Bohrung mit einer Auskleidung 52, wobei die Bohrung 50 von einer dreh- und axial verschiebbaren Plastifizier- und Einspritzschnecke 54 eingenommen wird. Eine Vielzahl von HeizeEementen 56 umgibt den vorderen Teil 42 des Plastifizierzylinders. Das Gehäuse 34 besitzt eine mit einer öffnung 60 im hinteren Teil 40 des Plastifizierzylinders 38 fluchtende Durchlaßöffnung 58. Zu plastifizierendes Material wird von einem Trichter 62, der oberhalb der Durchlaßöffnung 58 angeordnet und um einen Zapfen 64 auf dem Gehäuse 34 verschwenkbar ist, durch die öffnungen 58 und 60 in den Plastifizierzylinder 38 eingeführt, von wo es nach Drehung der Einspritzschnecke 54 nach links in F i g. 1 bewegt und durch die durch die Heizelemente 56 zugeführte Wärme allmählich plastifiziert wird. Am Ende der Plastifizierschnecke 54 in Nähe der Düse 48 ist eine Schneckensp. itze 66 mit einer Rückstausperre 68 befestigt.

Wie an? besten aus F i g. 2 ersichtlich, besitzt die Plastifizierschnecke 54 einen spindelförmigen Endbereich 70 mit einer in den Gehäusehohlraum 74 hineinreichenden Kerbverzahnung 72, die durch die vom Deckel 78 verschlossene Gehäuseöffnung 76 zugänglich ist Am hinteren Gehäuseflansch 80 sind durch Bolzen 82 ein Halter 84 und ein Spritzzylinder 86 befestigt, wobei an letzterem eine Endkappe 88, Adaptorplatte 90 und Motoreinrichtung mit Tachometerantrieb 94 befestigt sind, die sämtlich nachfolgend näher beschrieben werden.

F i g. 2 zeigt im Längsschnitt die Antriebseinrichtung für die Einspritzeinheit, den abgestuften Spritzzylinder 86 mit einem Endflansch 96, der am hinteren Gehäuseflansch 80 befestigt ist. Vorgesehen ist ein Gehäuseabschnitt 98 mit hinterer Stirnfläche 100, innerer Umfangsfläche 102 mit genutetem Teil 104, Zylinderhohlraum HO und fluchtenden, über den Umfang verteilten Radialöffnungen 106, 108, die nahe dem genuteten Teil 104 angeordnet sind. Zwischen dem hinteren Gehäuseflansch 80 und dem Zylinderflansch 96 geschaltet und an letzterem befestigt ist der im wesentlichen ringförmige Halter 84 mit der Stirnfläche 116, Innenumfangsfläche 118 mit genutetem Teil 120 und Radialöffnungen 122, die vom Teil 120 nach außen reicht. Am Spritzzylinder 86 befestigt und gegen die Stirnfläche 100 angeglichen befindet sich die im wesentlichen ringförmige Endkappe 88 mit hinterer Stirnfllche 126 mit genutetem Teil 127, vorderer Stirnfläche 128 mit abgestuftem Teil !30 innerer Umfangsfläche 132 mit abgestuften Teilen 134,135,136, einem nach außen vom abgestuften Teil 134 sich erstreckenden radialen Durchlaß 138, L-förmigen, über den Umfang verteilten Durchlässen 140, 142, die sich zunächst senkrecht zu dem abgestuften Teil 130 an der vorderen Stirnfläche und dann radial nach außen parallel zur hinteren Stirnfläche 126 erstrecken, sowie ein Durchlaß 144, der parallel zu den Stirnflächen 126, 130 verläuft An der Endkappe 88 befestigt und gegen die rückseitige Stirnfläche 126 der Endkappe 88 anliegend ist die im wesentlichen ringförmige Adaptorplatte 90 vorgesehen, die sich aus der vorderen Stirnfläche 146 mit abgestuftem Teil 148 und einem genuteten, eine Kammer 150 bildenden Teil mit einer Fläche 151, einer hinteren Stirnfläche 154 und mit abgestuftem Teil 156, mit einer äußeren Umfangsfläche 158, einer abgestuften Innenumfangsfläche 160, einer Radiaiöffnung 152, die von der Innenumfangsfläche 160 nach außen weist und einem L-förmigen, über den Umfang im Abstand verlaufenden Durchlaß 161 zusammensetzt Der Durchlaß S61 verläuft zunächst koaxial zum Durchlaß 144 und ist dann nach innen zur Innenumfangsfläche 160 gerichtet Fest an der Aclaptorplatte 90 befestigt und gegen die hintere Stirnfläche 154 der Adaptorplatte 90 anliegend ist ein im wesentlichen ringförmiger Motor 92 mit Innenkerbverzahnuing 166 vorgesehen, die in eine zentrale Bohrung 162 des Motors 92 hineinreicht und eine Innenumfangsfläche 164 aufweist. Der abgestufte Teil der hinteren Adaptorstirnfläche 156 erstreckt sich um ein kleines Stück in die zentrale Bohrung 162, wobei ein Ende der Innenumfangsfläche 164 auf der Außenumfangsfläche 158 des abgestuften Teiles 156 angeordnet ist. Befestigl im anderen Ende der Bohrung der Innenumfangsfläche 164 ist der äußere Laufring 172 eines Lagers !70, das Lagerrollen 174 und einen inneren Laufring 176 aufweist.

Anliegend gegen den abgestuften Teil 148 der vorderen Stirnfläche der Adaptorplatte 90 und auf derr abgestuften Teil 135 der Innenumfangsfläche dei Endkappe 88 befindet sich der äußere Laufring 20C eines Lagers 198, das weiterhin Lagerrollen 202 unc einen inneren Laufring 204 aufweist.

Durch die Lager 170 und 198 gelagert und axial in eine Bohrung 272 hineinreichend in eine abgestufte zylindri sehe Antriebswelle 210, die auch die Abtriebswclle de: Motors 92 darstellt. Die Antriebswelle 210, derer Lagerabschnitte 212 und 214 durch die innerer Laufringe 176 bzw. 204 umgeben sind, wird geger Axialbewegung durch eine Verriegelungsscheibe 21( gehalten, die gegen den Laufring 204 durch eint Schloßmutter 218 gepreßt wird, die auf einen Gewindebereich 220 der Antriebswelle 210 aufge schraubt ist. Eine Wellendichtung 222, die in einer Nut ir der Innenumfangsfläche der Endkappe 132 befestigt ist dichtet gegen den Wellenlagerungsbereich 224 ab während eine in einer Nut in der abgestufter Innenumfangsfläche 160 in der Adaptorplatte 9( befestigte Wellendichtung 230 gegen die Außenum fangsfläche 234 eines Bundes 232 abdichtet, der eint ringförmige vordere Fläche 236 und eine hintere Fläch« 238 aufweist, wobei letztere eine Wirkfläche 239 bildet Eine Wellendichtung 240 und eine Abstreifdichtung 244 die beide in Nuten in der abgestuften Innenumfangsflä ehe 160 der Adaptorplatte 90 befestigt sind, dichter gegen einen Wellenlagerbereich 242 ab. Abgestimm auf die Innenkerbverzahnung 166 des Motors 92 ist ein< erste Weüenkerbverzahnung 226. Von dem Antriebs wellenlagerteil ragt ein erhebliches Stück in di< Kolbenbohrung 272 hinein und fluchtet hier mit eine: zweiten Kerbverzahnung 228 an der Antriebswelle 21( mit Keilnuten 227.

Der abgestufte, doppelt wirkende Einspritzkolben 254, der axial sowohl bezüglich der Antriebswelle 210 wie der Plastifizierschnecke 54 ausgerichtet ist und sich axial vom Zylinderhohlraum I to ein kleines Stück in den Gehäusehohlraum 74 erstreckt, besteht im wesentlichen aus einem Kopfteil 256 mit Kopffläche 258 und Bodenfläche 263 sowie einem Mantelteil mit Nut 262. In die Stirnfläche 264 des Einspritzkolbens 254 ist eine konzentrische Bohrung 266 eingebracht, deren innerer Bereich 268 mit einem linksgängigen Trapezgewinde versehen ist und die außen einen Nutbereich 270 hat. Eine innen mit Keilnuten versehene Hülse 282 mit einem teilweise mit Gewinde versehenen Außenbereich 284 ist in den Bereich 268 der Umfangssfläche 261 eingeführt und paßt zu dieser. Die Plastifizierschnecke 54 ist axial zu dem Einspritzkolben 254 ausgerichtet, und eine Kerbverzahnung 72 der Plastifizierschnecke 54 erstreckt sich in die Hülse 282 und liegt gegen ein Distanzstück 286 an. Eine Anschlagplatte 288 ist in dem Nutbereich 270 der Bohrung 266 eingeführt und hierin befestigt und hält die Kerbverzahnung 72 der Plastifizierschnecke 54 gegen eine Bewegung relativ zur Hülse 282 und des Einspritzkolbens 254. Ein Ringnocken 290, der im Außendurchmesser größer als der Einspritzkolben 254 ist, ist in der Kolbenbohrung eingesetzt, liegt gegen den Kolbenmantelbereich 260 an und ist an diesem befestigt.

Axial in die Kolbenkopffläche 258 verläuft mit einer Vielzahl von Außenumfangsnuten 259 und durch den Kolbenkopfteil 256 ein erhebliches Stück in den Kolbenmantelbereich 260 hinein die konzentrische Bohrung 272 mit einer Stirnfläche 273 und einem Außennutbereich 274. Fest am Kolbenkopfteil 256 befestigt und im Nutbereich 247 angeordnet ist eine im wesentlichen ringförmig ausgebildete Antriebskerbverzahnung 276 mit flacher vorderer Stirnfläche 277, L-förmiger Leitung 278 und innenkeiinuten 280, wobei die Leitung 278 das freie Ausfließen von öl zwischen dem Zylinderhohlraum 110 und der Bohrung 272 ermöglicht. Eine Kerbverzahnung 280 paßt verschiebbar mit der zweiten Kerbverzahnung 228 an der Stirnfläche 229 der Antriebswelle 210 zusammen. Der Durchmesser der Außenumfangsfläche 261 des Kolbenmantelteiles 260 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Innenumfangsfläche 118 des Halters, während der Durchmesser der Außenumfangsfläche 257 des Kolbenkopfteiles 256 nur geringfügig kleiner als der Durchmesser der lnnenumfangsfläche 102 des Spritzzylinders 86 ist. Gegen eine Bewegung im mit den Nuten versehenen Teil 104 des Spritzzylinders 86 durch die hintere Stirnfläche 116 des Halters gesichert sind drei stationäre Halteringe 294, 295, 2%, von denen jeder eine Innenumfangsnut 297 aufweist. Jede Nut 297 hat einen Kolbenring 298, der gegen die Außenumfangsfläche 261 anliegt und gegen diese abdichtet. Der Haltering 296 besteht vorzugsweise aus Bronze. Eine im Nutbereich der Halterinnenumfangsfläche angeordnete Dichtung 124 dichtet gegen die Außenumfangsfläche 261 des Kolbenmantels ab und trägt dazu bei, einen Umfangskanal 303 zu bilden, von dem die Radialöffnung 122 radial nach außen sich erstreckt.

Die Außenumfangsnuten 259 im Kolbenkopfteil 256 enthalten jeweils einen Kolbenring 299, der gegen die Innenumfangsfläche 102 des Spritzzylinders 86 abdichtet. Zwischengeschaltet zwischen dem Nutbereich der Kopffläche 258 und einem abgestuften Teil 130 der Vorderfläche der Endkappe 88 und am Kolbenkopfteil 256 befestigt ist ein beweglicher Haltering 300 mit flacher Stirnfläche 305 und abgestufter Rückseite 301. Der bewegliche Haltering 300, vorzugsweise aus Bronze, besitzt einen Durchmesser, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Innenumfangsfläche 102 des Spritzzylinders 86 ist. Die Kopffläche 258, die flache Stirnfläche 277 der Antriebskerbverzahnung und die flache Stirnfläche 305 liegen sämtlich in ein- und dergleichen Ebene.

Wie F i g. 1 zeigt, ist befestigt an, jedoch unter

,ο Abstand von der Vorderseite 35 des Gehäuses 34 mit einer öffnung 37 eine Lagerplatte 39 mit im wesentlichen rechteckiger öffnung 41. Befestigt an, jedoch unter Abstand von der Lagerplatte 41 oberhalb der öffnung 37 ist eine Führungsstange 43 vorgesehen,

,₅ die in Längsrichtung einstellbare Begrenzungsschalter 45 bekannter Konstruktion trägt, welche als Hubeinstellvorrichtung benutzt werden. Die hinter der Gehäuseöffnung 37 angeordnete Schieberstange 47 lagert einen hin- und herbeweglichen Nockenstößel 49 mit Nockenteil 51, um den Begrenzungsschalter 45 umzulegen, sowie einen geschlitzten hinteren Teil (nicht dargestellt), der in den Gehäusehohlraum 74 reicht, wobei ein äußerer Teil des Ringnockens 290, der in der Nut 262 gelagert ist, in der Lage ist, sich durch den geschlitzten hinteren Teil zu drehen.

Im Betrieb dreht der Motor 92, bei dem es sich vorzugsweise um einen hydraulischen Motor mit niedriger Drehzahl und hohen Drehmomenten handelt, mittels der Kerbverzahnung 166 auf den ersten Bereich 226 der Antriebswelle, die Antriebswelle 210. Die zweite Kerbverzahnung 223, die verschiebbar durch die ringförmige Antriebskerbverzahnung 276 in die Bohrung 272 paßt, dreht den Einspritzkolben 254 und hierdurch die Kerbverzahnung 72, die mit der Anschlagplatte 288 in der Hülse 282 zusammenpaßt und axial von dieser gehalten wird, wobei die Hülse 282 in der konzentrischen Bohrung 266 des Kolbenmantcis gehalten ist und hierdurch die Plastifizierschnecke 54 dreht. Es zeigt sich somit, daß die Drehung der Plastifizierschnecke 54 durch den Motor 92 genau in direkter Ausfluchtung erfolgt, wobei der Motor 92, die Antriebswelle 210, der Einspritzkolben 254 und die Plastifizierschnecke 54 sämtlich axial zueinander ausge richtet sind. Die Antriebswelle 210 dreht nicht nur der Einspritzkolben 254, sondern dient auch als Abtriebs welle für den Motor 92. Das Drehen des Einspritzkol bens 254 zusätzlich zur sich drehenden Plastifizier schnecke 54 versetzt auch den Ringnocken 290 ir Drehung und während der Drehung wird die äußert Umfangsfläche 261 auf der !nnenumfangsfläche de: stationären Halteringes 296 gelagert, und der Kolben kopfteil 256 wird auf der Innenumfangsfläche 102 de: Spritzzylinclers 86 durch die Außenumfangsfläche de beweglichen Sprengringes, der im genuteten Teil 25.

der Kolbenkopfoberseite befestigt ist, gelagert.

Während die Plastifizierschnecke 54 sich dreht, wir< das in den Plastifizierzylinder 38 eintretende Materia nach links in F i g. 1 transportiert und vor de Schneckenspitze 66 abgeschieden. Während das plastifi zierte Material vor der Schneckenspitze 66 abgelager wird, entwickelt es einen Gegendruck, der du Plastifizierschnecke 54 dazu zwingt, sich axial (nacl rechts in den F i g. 1 und 2) bezüglich des Plastifizierzy linders 38 zu verschwenken, wodurch axial de Einspritzkolben 254 zurückgezogen wind, wobei di Antriebskerbverzahnung 276 längs der zweiten Kerb verzahnung 228 der Antriebswelle 210 gleitet, wahrem die Außenumfangsfläche des Sprengringes auf de

(ο

Innenumfangsfläche 102 des Spritzzylinders 86 gleitet. Zusätzlich liegen, wie vorher erwähnt, die Kolbenringe 298 in den stationären Halterringen 294, 295, 296 dichtend gegen die äußere Umfangsfläche 261 des Kolbenmanlels an und Kolbenringe 299 in den Umfangsnulen 259 liegen dichtend gegen die Innenumfangsfläche 102 des Spritzzylinders 86 an. Erreicht das plazifizierte Material vor der Schneckenspitze 66 ein bestimmtes SchuBvoIumen, so kommt der NockenstöBel 49, der axial längs der Schubstange 47 durch den Ringnocken 290 bewegt wurde, in Berührung mit dem Begrenzungsschalter 45 und dessen Nockenteil 51, wodurch der Schalter 45 umgelegt wird. Der Schalter 45 wurde vorher axial auf der Führungsstange 43 eingestellt, wodurch die Länge der axialen Rückführung ,₅ der Plastifizierschnecke 54 begrenzt wird, was zu einem korrekten Schußvolumen führt. Das Umlegen des Begrenzungisschalters 45 liefert ein Signal für eine nicht dargestellte Schalteinrichtung bekannter Konstruktion, die die Drehung des Motors 92 abstellt

Nach Empfang eines weiteren Signals, das aus der Form 16 stammt, und nach Bestätigung, daß die Form 16 fertig für den Spritzvorgang ist, wird ein Medium aus einer Einrichtung, beispielsweise einer nicht dargestellten Druckmittelquelle die mit der Endkappe 88 verbunden ist, in und durch die L-förmigen Durchlässe 140,142 in der Endkappe 88 gegen die flache Stirnfläche 205 des beweglichen Sprengringes, die Kolbenkopfflä ehe 258 und die flache Stirnfläche 277 der Kerbverzahnung 280 geleitet, wodurch axial der ringförmige doppelt wirkende Einspritzkolben 254 verschoben wird und somit die Plastifizierschnecke 54 nach links in den F i g. 1 und 2 bewegt wird, wodurch das plastifizierte Material vor der Schneckenspitze 66 durch die Düse 48 in die Form 16 eingespritzt wird. Der Einspritzkolben 254 wird axial so lange verschoben, bis die Bodenfläche 263 des Kolbenkopfteiles mechanisch gegen den stationären Haltering 296 anliegt. Nach diesem mechanischen Anliegen werden der Einspritzkolben 254 und der Ringnocken 290 axial in die in F i g. 2 gestrichelt im Gehäusehohlraum 74 dargestellte Lage bewegt. Selbst nach diesem Anliegen wird der Druckmitteldruck über einen bestiimmten Zeitraum auf den Rächen 305, 258 und 277 aufrechterhalten.

Nach Empfang eines weiteren Signals, beispielsweise von einem nicht dargestellten Zeitgeber wird der Druck auf die Flüchen 305, 258 und 277 aufgehoben und der Motor 92 exneut betätigt, um die Plastifizierschnecke 54 in Drehunig zu versetzen, wodurch das plastifizierende Formmaterial erneut in den Plastifizierzylinder 38 eintritt und die Schnecke 54 mit ihrem axialen Rücklauf beginnt. Der Beginn des axialen Rücklaufes der Schnecke 54 bedingt auch einen axialen Rücklauf des Einspritzkolbens 254, wodurch das Druckmitte! in den Hohlraum 265 im Kolbenkopf hinein, nach außen durch die L-förmigen Duichlässe 140, 142 der Endkappe 88 und durch ein verstellbares, nicht dargestelltes Entlastungsventil zurück zum nicht dargestellten Speicher strömt. Der Abstand zwischen dem stationären Haltering 2% und der Bodenfläche 263 des Kolbenkopf- (*> teiles ist, wenn sich der Einspritzkolben 254 in seiner hintersten Lage befindet, d. h. die Stirnfläche 305 des Halteringes 296 gegen den abgestuften Teil 130 der vorderen Endkappenstirnfläche anliegt, gleich der maximalen Hublänge des Einspritzkolbens 254, was hs auch gleich der maximalen axialen Hublänge des Nockenstößels 49 ist, wobei der Begrenzungsschalter 45 unbegrenzt variabel über diese Hublänge einstellbar ist.

Abhängig von dem geforderten Schußvolumen wird der Begrenzungsschalter 45 auf eine bestimmte Hublänge auf der Führungsstange 43, wie vorher beschrieben, eingestellt Ein Umlegen des Begrenzungsschalters 45 unterbricht die Drehung des Motors 92, und die Spritzgießmaschine ist nun bereit für einen neuen Spritzzyklus. Die Plastifizierschnecke 54 wird somit einmal pro Zyklus hin- und herbewegt

Wünscht man eine axiale Rückführung ohne Drehung der Plastifizierschnecke 54, so wird Druckmittel von einer (nicht gezeigten) Druckmittelquelle, die mit dem Spritzzylinder 86 verbunden ist, in und durch die Radialöffnungen 106, 108 in die Umfangsnut 297 im Kolbenmantel geleitet, wodurch der Einspritzkolben 254 (nach rechts in den F i g. 1 und 2) zurückgezogen wird. Ein teilweises oder volles Zurückziehen der Plastifizierschnecke 54 erhält man durch nicht dargestellte, außenliegende Ventile. Nach anschließendem axialen Verschieben der Schnecke 54 wird das Druckmittel in der Umfangsnut 267 nach außen durch die Radialöffnungen 106, 108 und durch ein (nicht dargestelltes) Entladungsventii zurück zum (nicht dargestellten) Speicher gedrückt

Wie vorher erwähnt liegen die Kolbenringe 298 gegen die Außenumfangsfläche 261 des Kolbenmantels an und dichten gegen diese ab und die Kolbenringe 299 liegen an und dichten ab gegen die Innenumt'angsfläche 102 des Spritzzylinders 86. Sollte jedoch Medium längs der Kolbenringe 299) und/oder der Kolbenringe 298 und der lnnenumfangsfläche 118 des Sprengringes vorbeilecken, so tritt es in den Umfangskanal 303, von wo es durch die Radialöffnung 122 in einen hiermit verbundenen (nicht dargestellten) Speicher fließt.

Wird ein Medium unter Druck durch die L-förmigen Durchlässe 140,142 in der Endkappe gegen die Flächen 305, 258 und 277 gedrückt so baut sich ein Druck über diesem Bereich auf, und aufgrund des Leckens längs der Keilnuten 227 und 228 sowie durch die freie Strömung durch die L-förmige Leitung 278 baut sich Druck in der Bohrung 272 auf, was zu einer Axialkraft gegen die gesamte Wirkfläche 231 der axialen Stirnfläche der Kerbverzahnung 228 führt Es soll darauf hingewiesen werden, daß die gesamte Wirkfläche 231 nicht die Stirnfläche 229 der Kerbverzahnung 228 ist, vielmehr im wesentlichen gleich der geraden Querschnittsfläche Q des Wellenlagerbereiches 224 unter der Wellendichtung 222, da die Axialkraft gegen die Kerbverzahnung 228 bis zur Wellendichtung 222 wirkt

Wirkt ein Medium unter Druck auf die gesamte Wirkfläche 231, so wird eine Axialkraft auf die Antriebswelle 210 aufgebracht die gleich der Wirkfläche 231 (oder dem Bereich Q) multipliziert mit dem Druckmitteldruck ist und, sind weitere Einrichtungen nicht vorgesehen, so muß diese Axialkraft (nach rechts in Fig.2 gesehen) durch das Lager 198 aufgenommen werden.

Um diese Axialkraft auszugleichen, besitzt der Flansch 232 an der Antriebswelle 210, der außerhalb des Zylinderhohlraumes ! 10 angeordnet ist die ringförmige hintere Fläche 238 mit einer Wirkfläche 239, die vom Spritzzylinder 86 abweist und gegen Dichtungen 230 und 240 abgedichtet ist die mit der gesamten Wirkfläche 231 der Kerbverzahnung 228 verbunden und dieser im wesentlichen gleich ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die gesamte Wirkfläche der ringförmigen hinteren Fläche 238 gleich der Wirkfläche 239 ist, die ebenfalls im wesentlichen gleich der Fläche 151 der vorderen Kammer 150 der Endkappe 88 ist.

709 536/74

Die Wirkflächen 231 und 239 sind im wesentlichen einander gleich und, indem diese verbunden werden, wird im wesentlichen der gleiche Öldruck auf beiden Flächen erhalten, wodurch im allgemeinen die Axialkraft an der Antriebs-Kerbverzahnung 228 ausgegli- chen ist. Die die Wirkflächen 231 und 239 verbindende Leitung beginnt bei der Stirnfläche 273, erstreckt sich längs der Keilnuten 227 und/oder der Kerbverzahnung 280 und der Leitung 278 in den Hohlraum 265 und geht von hier als Durchlaß 144 weiter und endet als eine zur hinteren Fläche 238 führende Leitung 161.

Die Radialöffnung 152 dient als Abflußöffnung und ist mit einem nicht dargestellten Speicher verbunden, damit jedes längs der Dichtung 240 als Leck vorbeitretende Medium gesammelt wird, wobei die "5 Abstreifdichtung 244 ein weiteres Vorbeitreten entlang des Wellenlagerbereiches 242 verhindert Der Durchlaß 138 dient auch als Ablauföffnung und ist mit einem nicht dargestellten Speicher versehen, um jedes Druckmittel zu sammeln, das längs der Wellendichiungen 222 und 230 vorbeitritt.

Aufgrund der Druckmittelverbindung im wesentlichen gleicher Wirklichen 231 und 239 ist die Axialkraft auf die Antriebswelle 210 im wesentlichen immer ausgeglichen, unabhängig davon, ob die Kolbenbohrung 272 mit Medium während des Vorschiebens des Einspritzkolbens 254 gefüllt oder das Medium hieraus während des Zuriickführens des Einspritzkolbens 254 entleert wurde.

Die Konstruktion nach F i g. 3 - ein Teilschnitt einer modifizierten Ausführungsform der Antriebseinrichtung für die Spritzeinheit nach F i g. 2 — ist bis auf den Umstand, daß der Endkappen-Durchlaß 144 und die Adaptorplatten-Leitung 161 weggelassen und ein L-förmiger Antriebswellen-Durchlaß 246 hinzugefügt wurde, identisch mit der in Fig.2 dargestellten Konstruktion. Der Einbau des Durchlasses 246 in die Antriebswelle 210 ermöglicht die direkte Verbindung der Wirkflächen 231 und 239; im Betrieb arbeitet jedoch die Ausführungsform nach Fig.3 im wesentlichen ähnlich wie die in F i g. 2 gezeigte.

F i g. 4 ist ein Teilschnitt durch eine andere modifizierte Ausführungsform der Einspritzeinheit n-ch Fig.2. Geringfügige Änderungen gegenüber der Konstruktion nach F i g. 2 umfassen das Weglassen des Endkappen-Durchlasses !44 sowie des Adaptorplatten-Durchlasses 161 unter Hinzufügung eines L-förmigen Endkappen- Durchlasses 145. Weitergehende Änderungen umfassen die Verwendung einer modifizierten Antriebswelle 210a, die identisch der Antriebswelle 210 bis auf die Umkehrung des mit Gewinde versehenen Gewindeberdches 220 und des Bundes 232, d. h. des mit Gewinde versehenen Teiles 22a ist, wobei die Verriegelungsscheibe 216 und die Schloßmutter 218 nunmehr rechts vom Lager 198 angeordnet sind und der Flansch 232a sich auf der linken Seite des Lagers 198 befindet, wobei der Ringflansch 236a eine Fläche 237 aufweist und die hintere Räche 238a des Bundes 232 nun zur vorderen Axialflanschfläche wird, wobei dies eine Umkehrung der in Fig.2 gezeigten Position ist. Es soll darauf hingewiesen werden, daß die gesamte Wirkfläche 235 der ringförmigen Räche 236a nicht gleich der Räche 237 ist, vielmehr im wesentlichen gleich der Räche 151 der Kammer 150 in der Endkappe 88 ist Die gesamte Wirkfläche 235, die gleich der Wirkfläche 239 in F i g. 2 ist, ist mit der gesamten Wirkfläche 231 der Antriebs-Kerbverzahnung 228 verbunden und dieser im wesentlichen gleich. Die Dichtung 230a wird nun in einer Nut in dem abgestuften Teil 134 in der Innenumfangsfläche der Endkappe 88 befestigt Zusätzlich weist der Einsprilzkolben 254a, der sehr ähnlich dem Einspritzkolben 254 ist einen tiefen Nutbereich 274a auf, so daß eine Nutlagerung der Antriebskeilnut 276 möglich wird, wobei die modifizierte Kolben-Kopffläche 258a einen hieran befestigten modifizierten Haltering 300a aufweist Die Betriebsweise der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform ist im wesentlichen ähnlich der der Konstruktion nach F i g. 2 und, aufgrund der Druckmittelverbindung im wesentlichen gleicher Wirkflächen 231 und 235 wird die Axialkraft auf die Antriebswelle 210 immer ausgeglichen.

Die Konstruktion nach F i g. 5, die einen Teilschnitt durch eine modifizierte Ausführungsform der Einspritzeinheit nach F i g. 4 zeigt — bis auf die Fortlassung der Endkappendurchlässe 145 und die Hinzufügung eines L-förmigen Antriebswellendurchlasses 246a — ist identisch mit der Konstruktion nach F i g. 4. Ähnlich wie in Fig.3 erlaubt der Einbau der Antriebswellendurchlässe 246a in die Antriebswelle 210a die direkte Verbindung der Wirkflächen 231 und 235. Die Arbeitsweise der Ausführungsform nach F i g. 5 ist im wesentlichen ähnlich der in F i g. 2 gezeigten Konstruktion.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine mit einer drehbaren und axial verschiebbaren Plastifizier- und Einspritzschnecke, mit einen: mit der Plastifizier- und Einspritzschnecke fest verbundenen, in einem Spritz-Zylinder drehbar und axial verschiebbar angeordneten Einspritzkolben, der auf der von der Plastifizier- und Einspritzschnecke abgewandten Seite eine zentrale Bohrung mit Kerbverzahnung aufweist, in die das mit einer entsprechenden Kerbverzahnung versehene Ende einer Antriebswelle axial relativ verschiebbar und drehfest eingreift, und mit einer Druckausgleichsvorrichtung an der Antriebswelle zum Ausgleich einer auf das mit Kerbverzahnung versehene Ende der Antriebswelle einwirkenden resultierenden Druckkraft, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle (210) ein Bund (232) vorgesehen ist, der in einer Kammer (150) im Deckel (88, 90) des Spritz-Zylinders (86) angeordnet und über seinem Umfang abgedichtet ist, daß die axiale Ausdehnung der Kammer (150) größer als die Dicke des Bundes (232) ist, daß die Kammer (150) an der vom Einspritzkolben (254) abgewandten Seite des Bundes (232) mit der Bohrung (272) im Einspritzkolben (254) über wenigstens einen einer Vielzahl von Durchlässen (144, 145, 246 oder 246a) für den Druckausgleich in Verbindung steht, daß die Antriebswelle (210) zu beiden Seiten der Kammer (150) gegen den Decke! (88, 90) abgedichtet ist und daß die vom Einspritzkolben (254) abgewandte Fläche (238) des Bundes (232) eine Fläche aufweist, die etwa gleich der Querschnittsfläche der Antriebs welle (210) an ihrem mit der Kerbverzahnung versehenen Ende ist.

2. Einspritzeinheit nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich einer der Vielzahl von Durchlässen (246) für den Druckausgleich durch die Antriebswelle (210) erstreckt.

J. Einspritzeinheit nach Patentanspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager (198) zur radialen Lagerung der Antriebswelle (210) an der von; Einspritzkolben (254) abgewandten Seite des Bundes (232) angeordnet ist.