DE19728896A1 - Siebvorrichtung für den Massezulauf einer Kunststoffspritzgießform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Siebvorrichtung für den Mas­ sezulauf einer Kunststoffspritzgießform oder eines ähnlichen Kunststoff spritzgießwerkzeuges entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die vorbeschriebene bekannte Siebvorrichtung gemäß dem DE 81 26 703 U1 weist ein Siebgehäuse in Form eines rotati­ onssymmetrischen Düsengehäuses auf, welches von einer Stufen­ bohrung koaxial durchsetzt ist. Der im Hinblick auf die Mas­ seströmung abströmseitige Bereich des Siebgehäuses enthält die Teilbohrung geringeren Durchmessers, während in die Teil­ bohrung größeren Durchmessers der Stufenbohrung ein Siebein­ satz in Strömungsrichtung der Masse eingeschoben ist.

Zwischen einem etwa flanschartigen zuströmseitigen axia­ len Haltebereich und einem davon axial distanzierten etwa flanschartigen abströmseitigen axialen Haltebereich enthält der bekannte Siebeinsatz einen axialen Hohlraum. Dieser axiale Hohlraum ist von einer den zuströmseitigen Haltebe­ reich durchsetzenden axialen Sackbohrung gebildet, die um­ fangsseitig von einem Hohlraummantel begrenzt ist.

Zwischen den beiden flanschartigen Haltebereichen bildet der Siebeinsatz gemeinsam mit der kreiszylindrischen Innen­ mantelfläche der siebgehäuseseitigen Teilbohrung größeren Durchmessers einen Ringraum. Dieser Ringraum ist über Sieblö­ cher des Hohlraummantels mit dem axialen Hohlraum verbunden.

Die gemäß dem DE 81 26 703 U1 bekannte Siebvorrichtung funktioniert wie folgt:

Im Anschluß an eine Spritzgießmaschine zur Bildung der schmelzflüssigen Kunststoffmasse wird letztere dem formgeben­ den Werkzeug, insbesondere einer Kunststoffspritzgießform oder auch einem Extruder, zugeführt. In diesen Massezulauf zwischen Kunststoffspritzgießmaschine und formgebendem Werk­ zeug ist die gattungsgemäße Siebvorrichtung eingeschaltet.

Die zuströmende Masse durchfließt zunächst den zuström­ seitigen Haltebereich, strömt also in die axiale Sackbohrung hinein und gelangt in den axialen Hohlraum, strömt sodann durch die Sieblöcher in den Ringraum hinein und in letzterem axial nach vorn. Von dort gelangt die Masse über Abströmboh­ rungen radial einwärts in eine zweite axiale Sackbohrung des Siebeinsatzes, die abströmseitig offen ist und den abström­ seitigen Haltebereich durchsetzt.

Durch das abströmseitig offene Ende der zweiten Sackboh­ rung strömt die Masse anschließend in den engeren Teil der vorerwähnten Stufenbohrung von dort aus zum formgebenden Werkzeug, also beispielsweise in eine Spritzgießform oder in einen Extruderkopf.

Gegebenenfalls in der schmelzflüssigen Kunststoffmasse enthaltene Verunreinigungen lagern sich in dem vorerwähnten axialen Hohlraum ab, welcher wegen seiner ungünstigen Zugäng­ lichkeit nur relativ mühsam zu reinigen ist. Außerdem bildet der Siebeinsatz gemäß dem DE 81 26 703 U1 insgesamt ein stoffschlüssig zusammenhängendes, durch spangebende Verfor­ mung hergestelltes aufwendiges Bauteil.

Von einem nicht zu engeren Gattung zählenden Polymer­ schmelze-Filter gemäß der DE 43 38 129 A1 sind in eine rohr­ bodenartige Vorrichtung mittels je einer abströmseitigen Flanschbuchse eingehängte, also nur einendig befestigte, Fil­ terkerzen bekannt, deren mittlerer Axialbereich aus einem ge­ falteten flexiblen Material, wie Metalldrahtgewebe oder aus Metallfaserflies mit einer Filterfeinheit von 5-150 µm be­ steht. Der kreiszylindrische Filtermantel ist zwischen der abströmseitigen Flanschbuchse und einem zuströmseitigen An­ strömkegel angebracht. Auch die bekannte Filterkerze bildet eine einstückig zusammenhängende herstellungsaufwendige Baueinheit. Gemäß der DE 43 38 129 A1 gelangt die Polymerschmelze über den Anströmkegel in einen äußeren Ringraum, durchsetzt sodann das Metalldrahtgewebefilter und strömt von dort axial durch die vorerwähnte Flanschbuchse einer Spinndüse zu. Der äußere Ringraum wird außen von wärmetauscherartigen Hohlwänden begrenzt, deren Innenraum von einer Temperierflüssigkeit durchströmt ist.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen gattungsgemäßen Siebvorrichtung gemäß dem DE 81 26 703 U1, liegt der Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Siebvorrichtung so weiterzuentwickeln, daß diese einen herstellungs- und war­ tungsgünstigen einfachen Aufbau gestattet.

Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung dadurch gelöst, daß der Hohlraummantel von einem Siebrohrabschnitt gebildet ist, welcher zwischen den beiden Haltebereichen lös­ bar gehalten ist, daß der zuströmseitige Haltebereich die ihm zugewandte stirnseitige Öffnung des Hohlraums verschließt und periphere Zuströmöffnungen zum Ringraum bildet, während der abströmseitige Haltebereich die ihm zugewandte stirnseitige öffnung des Ringraumes verschließt und eine zentrale Abström­ öffnung für die ihm zugewandte stirnseitige öffnung des Hohl­ raumes bildet.

Entsprechend der Erfindung besteht der Hohlraummantel aus einem Siebrohrabschnitt. Der Siebrohrabschnitt ist zwi­ schen den beiden Haltebereichen lösbar gehalten. Da der zu­ strömseitige Haltebereich die ihm zugewandte stirnseitige öffnung des Hohlraums verschließt und zugleich periphere Zu­ strömöffnungen zum Ringraum bildet, strömt die plastifizierte schmelzflüssige Kunststoffmasse unmittelbar axial in den Ringraum, von dort durch die Sieblöcher des Siebrohres in den Hohlraum, um von dort aus ungehindert in Axialrichtung durch den abströmseitigen Haltebereich hindurch zum formgebenden Werkzeug hin abfließen zu können.

Die erfindungsgemäße Siebvorrichtung ist zunächst strö­ mungstechnisch günstiger als die bekannte Siebvorrichtung ge­ mäß dem DE 81 26 703 U1. Während nämlich beim Gegenstand des DE 81 26 703 U1 die Kunststoffmasse im Verlauf ihres Strö­ mungsweges durch die Siebvorrichtung viermal mit einem Winkel von jeweils 90° abgelenkt wird, genügt der erfindungsgemäßen Siebvorrichtung eine zweimalige 90°-Ablenkung.

Die erfindungsgemäße Siebvorrichtung ist relativ rasch zu reinigen. Dies liegt daran, daß deren Siebeinsatz leicht in drei Einzelteile zu zerlegen ist, welche jeweils für sich allein einfach zu reinigen sind. Jedenfalls einfacher als ein Siebeinsatz mit einer einstückig zusammenhängenden Bauform, bei welcher gemäß dem DE 81 26 703 U1 als Siebrückstandseite der von einer Sackbohrung gebildete axiale Hohlraum gereinigt werden muß. Bei der erfindungsgemäßen Siebvor­ richtung hingegen lagern sich die Siebrückstände zum einen an der glatten siebgehäuseseitigen Innenmantelfläche des Masse­ kanals und zum anderen an der leicht zu reinigenden Außenman­ telfläche des Siebrohrabschnittes ab. Auch die Innenmantel­ fläche des demontierten Siebrohrabschnittes ist leicht zu reinigen, da der gesamte Siebrohr-Innenquerschnitt von beiden axial beidseitig offenen Enden her leicht zugänglich ist.

Auch ist der Herstellungsaufwand für die erfindungsge­ mäße Siebvorrichtung vergleichsweise gering, denn nur die beiden Haltebereiche müssen individuell spangebend oder durch Gießen aus geeigneten Werkstoffen, insbesondere aus Metall oder aus Keramik, hergestellt werden.

Obwohl auch das Siebrohr aus einem nichtmetallischen Werkstoff, beispielsweise aus Keramik bestehen kann, ist eine Ausführungsform vorzuziehen, gemäß welcher das Siebrohr einen gewissermaßen "vom laufenden Meter" abzulängenden Abschnitt darstellt. Derartige Siebrohre werden üblicher Weise aus Siebblechen zu Siebrohren gewalzt und längsnahtgeschweißt oder längsnahtgelötet. Solche Siebrohre, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, sind mit unterschiedlichen Sieblochformen und unterschiedlichen Siebloch-Konfigurationen inzwischen handelsüblich.

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel entsprechend der Erfindung näher dargestellt, es zeigt,

Fig. 1 eine Seitenansicht einer isoliert dargestellten Siebvorrichtung,

Fig. 2 einen Teilschnitt, insbesondere einen Radial­ schnitt durch die Siebvorrichtung gemäß Fig. 1, welche in eine Heißkanalanordnung eingesetzt ist,

Fig. 3 die Siebvorrichtung gemäß Fig. 2 vergrößert und in Alleinstellung,

Fig. 4 einen Radialschnitt entsprechend der mit IV-IV bezeichneten Schnittlinie in Fig. 3,

Fig. 5 den aus Fig. 3 ersichtlichen Siebeinsatz in Al­ leinstellung,

Fig. 6, den beispielsweise aus Fig. 5 ersichtlichen zu­ strömseitigen Haltebereich in Alleinstellung,

Fig. 7 den zuströmseitigen Haltebereich entsprechend dem mit VII bezeichneten Ansichtspfeil in Fig. 6,

Fig. 8 den beispielsweise aus Fig. 5 ersichtlichen Sieb­ rohrabschnitt in Alleinstellung und

Fig. 9 den beispielsweise aus Fig. 5 ersichtlichen ab­ strömseitigen Haltebereich in Alleinstellung.

Eine jeweils insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeich­ nete Siebvorrichtung weist ein zuströmseitiges Ende 11 und ein abströmseitiges Ende 12 auf.

Ein Siebgehäuse 13 ist am abströmseitigen Ende 12 mit einem Außengewinde 14 versehen, welches in das Innengewinde 15 eines Heißkanalblocks 16 eingeschraubt ist. Der nur teil­ weise dargestellte Heißkanalblock 16 ist mit Anschlußbohrun­ gen 17, 18 sowie mit Verteilerbohrungen 19, 20 versehen. Die Verteilerbohrung 18 führt zu einer Einspritzdüse D, welche eine Nadel besitzen oder nadellos ausgebildet sein kann.

Die Strömungsrichtung der Masse ist jeweils mit x be­ zeichnet. Fig. 2 verdeutlicht, wie die schmelzflüssige Kunst­ stoffmasse entsprechend den mit x bezeichneten Pfeilen in den lediglich angedeuteten werkzeugseitigen Formhohlraum F hin­ eingelangt.

Am zuströmseitigen Ende 11 ist das Siebgehäuse 13 zu seiner Schraubhandhabung mit Schlüsselflächen 21 versehen.

Das im wesentlichen rotationssymmetrische Siebgehäuse 13 weist koaxial zu seiner Längsmittelachse y einen zentralen Massekanal 22 in Form einer Stufenbohrung auf, welche zu­ strömseitig eine kreiszylindrische Bohrung 23 geringeren Durchmessers und zum abströmseitigen Ende hin eine kreiszy­ lindrische Bohrung 24 größeren Durchmessers besitzt. Die Boh­ rungen 23, 24 sind über einen kegelstumpfförmigen Kanalbe­ reich 25 miteinander verbunden, welcher sich in Strömungs­ richtung x erweitert.

In den Bereichen 24 und 25 des Massekanals 22 ist ein insgesamt mit S bezeichneter Siebeinsatz aufgenommen und ge­ halten.

Der Siebeinsatz S ist aus einem zuströmseitigen Haltebe­ reich 26, einem abströmseitigen Bereich 27 und einem Sieb­ rohrabschnitt R zusammengesetzt. Der Siebrohrabschnitt R stellt einen geraden Kreiszylinder dar.

Der Haltebereich 26 besteht aus einer Kreisscheibe 28 mit einer der Masse-Strömungsrichtung x entgegenweisenden Kreisfläche 29 und mit einer in Strömungsrichtung x weisenden Kreisfläche 30. Die Mantelfläche 31 der Kreisscheibe 28 weist drei im Umfangswinkel von 120 voneinander umfangsversetzte, sich radial und axial erstreckende Abstandshalter 32 auf.

Der abströmseitige Haltebereich 27 ist als Flanschbuchse ausgebildet, deren Buchsenbereich 33 mit seiner Außenmantel­ fläche 34 dichtend in die Teilbohrung 24 des Massekanals 22 eingreift, dessen kreiszylindrische Innenmantelfläche mit 35 bezeichnet ist.

Beide Haltebereiche 26, 27 weisen in Axialrichtung of­ fene kreisförmige Einstecknuten 36, 37 auf, deren Öffnungen einander entgegengerichtet sind.

Die Einstecknuten 36, 37 dienen der Einsteckhalterung von Einsteckenden 38, 39 des Siebrohrkörpers R. Die Ein­ steckenden 38, 39 können gegebenenfalls stirnseitig mit nicht gezeigten Verstärkungsringen versehen sein. Dabei stützt sich der zum abströmseitigen Haltebereich 27 gehörende kreisring­ förmige Flanschbereich 40 mit seiner Kreisringfläche 41 an einer ebenfalls kreisringförmigen Widerlagerfläche 42 im Heißkanalblock 16 ab.

Dies führt zu einem druckfesten Zusammenhalt des Siebeinsatzes S, wobei sich die Abstandshalter 32 an der Innenkonusfläche 43 der konischen Übergangsbohrung 25 axial abstützen. Auf diese Weise wird der Siebrohrabschnitt R zwischen den beiden Einstecknuten 36, 37 sicher axial einge­ spannt.

Zwischen der Außenmantelfläche 44 und der kreiszylindri­ schen Innenmantelfläche 35 der Teilbohrung 24 ist ein Ring­ raum E gebildet.

Die Siebvorrichtung 10 funktioniert wie folgt (s. insbe­ sondere Fig. 3):

Die nicht dargestellte schmelzflüssige Kunststoffmasse strömt am zuströmseitigen Ende 11 des Siebgehäuses 13 ent­ sprechend der Strömungsrichtung x in die Teilbohrung 23 des Massekanals 22 ein, tritt in die konische Übergangsbohrung 25 über und wird dabei von dem Anströmkegel 45 in die drei peri­ pheren segmentartigen Zuströmöffnungen 46 geleitet, welche dank der Abstandshalter 32 zwischen der Mantelfläche 31 der Kreisscheibe 28 des Haltebereichs 26 und der kreiszylindri­ schen Innenmantelfläche 35 der Teilbohrung 24 gebildet sind.

Von den peripheren segmentartigen Zuströmöffnungen 46 gelangt die Kunststoffmasse in den Ringraum E, verteilt sich dort axial und strömt dabei durch die Sieblöcher L des Hohl­ raummantels M in den Hohlraum A, wobei Verunreinigungsparti­ kel im Ringraum E abgelagert werden. Die dem Haltebereich 27 zugewandte stirnseitige Öffnung 51 des Ringraumes E ist durch den Buchsenbereich 33 des Haltebereichs 27 verschlossen. Der Hohlraummantel M ist der Mantel des Siebrohres R.

Vom Hohlraum A strömt die gereinigte Kunststoffmasse durch eine als kreiszylindrische Bohrung ausgebildete zen­ trale Abströmöffnung 47 ab.

Der Abströmöffnung 47 hinsichtlich der Strömungsrichtung x vorgelagert ist eine Innenkonusfläche 48 des Haltebereichs 27, in welche übrigens auch die Einstecknut 37 eingelassen ist. An die Innenkonusfläche 48 schließt sich die kreiszylin­ drische Abströmbohrung 47 übergangslos an.

Die zuströmseitige Öffnung des Siebrohres R ist mit 49 und dessen abströmseitige Öffnung ist mit 50 bezeichnet.

Um Toträume innerhalb des Hohlraums A zu vermeiden, trägt die Kreisfläche 30 die Kreisscheibe 28 des zuströmsei­ tigen Haltebereichs 26 einen mit seiner Spitze in Strömungs­ richtung x weisenden und in die Öffnung 49 des Hohlraums A hineinragenden inneren Kegel K.

Claims (18)

1. Siebvorrichtung (10) für den Massezulauf einer Kunst­ stoffspritzgießform (bei 16) oder eines ähnlichen formbilden­ den Kunststoffgießwerkzeuges mit einem Siebgehäuse (13), das von einem axialen Massekanal (22) durchsetzt ist, in welchem ein Siebeinsatz (S) aufgenommen und gehalten ist, der zwi­ schen einem von der Masse durchströmbaren zuströmseitigen axialen Haltebereich (26) und einem von der Masse durchström­ baren abströmseitigen axialen Haltebereich (27) einen axialen Hohlraum (A) bildet, welcher über Sieblöcher (L) seines Hohl­ raummantels (M) mit einem zwischen der Hohlraummantel-Außen­ fläche (44) und der siebgehäuseseitigen Innenfläche (35) des Massekanals (22) gebildeten Ringraum (E) in Verbindung steht, der gemeinsam mit den Sieblöchern (L) und dem axialen Hohl­ raum (A) die beiden Haltebereiche (26, 27) miteinander masse­ leitend verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum­ mantel (M) von einem Siebrohrabschnitt (R) gebildet ist, wel­ cher zwischen den beiden Haltebereichen (26, 27) lösbar ge­ halten ist, daß der zuströmseitige Haltebereich (26) die ihm zugewandte stirnseitige öffnung (49) des Hohlraums (A) ver­ schließt und periphere Zuströmöffnungen (46) zum Ringraum (E) bildet, während der abströmseitige Haltebereich (27) die ihm zugewandte stirnseitige Öffnung (51) des Ringraumes (E) ver­ schließt und eine zentrale Abströmöffnung (47) für die ihm zugewandte stirnseitige Öffnung (50) des Hohlraumes (A) bildet.

2. Siebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß beide Enden (38, 39) des Siebrohrabschnitts (R) in je einer in Axialrichtung offenen Ringnut (36, 37) des je­ weils benachbarten Haltebereichs (26, 27) einsteckgehaltert sind.

3. Siebvorrichtung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zuströmseitige Haltebereich (24) von einem scheibenförmigen Grundkörper (28) gebildet ist, dessen Außenmantelfläche (31) zur Bildung der peripheren Zuströmöffnungen (46) mit Abstandshaltern (32) versehen ist, welche sich an der Innenfläche (43) des siebgehäuseseitigen Massekanals (22) abstützen.

4. Siebvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abstandshalter (32) an den scheibenförmigen Grundkörper (28) angeformt sind.

5. Siebvorrichtung nach Anspruch 3 oder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (28) kreisschei­ benförmig ist.

6. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Außenmantelfläche (31) des scheibenförmigen Grundkörpers (28) mit drei Abstandhaltern (32) versehen ist.

7. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die der zuströmenden Masse zuge­ wandte Kreisfläche (29) des kreisscheibenförmigen Grundkör­ pers (28) einen der zuströmenden Masse mit seiner Spitze ent­ gegengerichteten äußeren Kegel (45) trägt.

8. Siebvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der größte Durchmesser der Mantelfläche des äußeren Kegels (45) gleich dem Durchmesser des kreisscheibenförmigen Grundkörpers (28) ist.

9. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß sich der zuströmseitige Haltebe­ reich (26) in einer der Strömungsrichtung (x) der zuströmen­ den Masse entgegengesetzten Axialrichtung innerhalb des sieb­ gehäuseseitigen Massekanals (22) abstützt.

10. Siebvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der zuströmseitige Haltebereich (26) an einer sich entgegen der Strömungsrichtung (x) der Masse ver­ jüngenden Innenkonusfläche (43) des Massekanals (22) ab­ stützt.

11. Siebvorrichtung nach Anspruch 9 oder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zuströmseitige Hal­ tebereich (26) mit seinen Abstandshaltern (32) innerhalb des siebgehäuseseitigen Massekanals (22) abstützt.

12. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisscheibenförmige Grund­ körper (28) an seiner dem Hohlraum (A) zugewandten Kreisflä­ che (30) einen mit seiner Spitze in den Hohlraum (A) hinein­ ragenden inneren Kegel (K) trägt.

13. Siebvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der größte Durchmesser des inneren Kegels (K) etwa dem Innendurchmesser des Siebrohrabschnittes (R) ent­ spricht.

14. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der abströmseitige Haltebereich (27) von einer Flanschbuchse gebildet ist, deren Buchsenbe­ reich (33) die benachbarte Öffnung (51) des Ringraums (E) verschließt und deren kreisringförmiger Flanschbereich (40) mit seiner Kreisringfläche (41) in Richtung (x) der strömen­ den Masse nach außen weist.

15. Siebvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kreisringfläche (41) des Flanschbereichs (40) an einer äußeren Widerlagerfläche, insbesondere an einer spritzgießformseitigen Widerlagerfläche (42), abstützbar ist.

16. Siebvorrichtung nach Anspruch 14 oder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Buchsenbereich (33) der Flanschbuchse (27) eine sich entgegen der Strömungsrichtung (x) der Masse erweiternde Innenkonusfläche (48) bildet, deren größter Durchmesser dem größten Durchmesser des Ringraums (E) entspricht.

17. Siebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zum zuströmseitigen Haltebe­ reich (26) hin offene Ringnut (37) des abströmseitigen Halte­ bereichs (27), die zur Einsteckhalterung des benachbarten En­ des (39) des Siebrohrabschnittes (R) dient, in die Innenko­ nusfläche (48) eingelassen ist.

18. Siebvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Innenkonusfläche (48) abströmseitig in die als kreiszylindrische Bohrung ausgebildete zentrale Abström­ öffnung (47) übergeht.