DE19836871A1 - Rückströmsperre - Google Patents
RückströmsperreInfo
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
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- B29C45/50—Axially movable screw
- B29C45/52—Non-return devices
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Rückströmsperre für eine mit einer
Plastifizierschnecke ausgestattete Spritzgießmaschine gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Rückströmsperren gehören in den verschiedensten Aus
führungsformen zum Stand der Technik. Ihnen gemeinsam ist ein
Sperrglied, das relativ zur Plastifizierschnecke selbsttätig in
axialer Richtung der Schnecke aus einer Offen- in eine Schließ
stellung bewegt wird, sobald zur Einleitung des Einspritzvorgan
ges die Schnecke vorwärts bewegt und während des Einspritzvor
gangs in dem vor der Schneckenspitze befindlichen Dosierraum ein
Druck aufgebaut wird. Dadurch wird ein Zurückströmen von Kunst
stoffmasse in den Bereich der Schneckenstege verhindern und eine
erwünschte Volumendosierung der Spritzmasse erzielt.
Aus der DE-PS 32 47 272 ist eine Rückströmsperre bekannt, die
über einen vergleichsweise einfach konstruierten Sperring
verfügt, der im wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Teil
besteht, dessen Stirnflächen abgeschrägt sind und als Anschlag
flächen dienen. Zwischen der ausstoßseitigen Anschlagfläche des
Sperrings und dem Schneckenkopf sind über den Umfang Kugeln
verteilt, ähnlich wie bei einem Kugellager, um bessere Reibungs
verhältnisse zu schaffen, so daß die rotierende Schnecke den
Sperring nicht in Rotation versetzen kann. Die Kugeln haben
außerdem die Funktion, den Sperring in der Offenstellung auf
Abstand zu dem Schneckenkopf zu halten, damit die Kunststoffmas
se durch den Ringspalt zwischen dem Sperring und dem Schnecken
kopf und anschließend durch die Kugeln hindurch in den Dosier
raum gelangen kann. Beim Durchströmen der Kugeln erfährt die
Kunststoffschmelze einen Kneteffekt, mit dem eine Homogeni
sierung der Kunststoffschmelze erreicht wird.
Diese Rückströmsperre hat jedoch den Nachteil, daß sie bei
Verwendung gefüllter Massen (Glasfasern, Silkate, Quarze) einem
erhöhten Verschleiß ausgesetzt ist. Dieser ist eine folge der
Reibung zwischen den Füllstoffen und den Kugeln beim Durchströ
men der gefüllten Kunststoffschmelze durch die Kugeln hindurch.
Die Füllstoffe beschädigen die Kugeln derart, daß an der Kugel
oberfläche Rillen entstehen und im weiteren die beschädigten
Kugeln auch die Lauffläche schädigen. Außerdem geht der Abrieb
der Kugeln in die Spritzmasse, wodurch die Qualität des ge
spritzten Teils vermindert wird.
Aus der gattungsbildenden JP 09011291 A ist eine Rückströmsperre
mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 bekannt,
die für die Verarbeitung gefüllter Kunststoffschmelzen besser
geeignet ist, als diejenige aus der zuvor genannten DE-PS 32 47 272,
da im Endstück des Schneckenkopfes Materialdurchgangsöff
nungen vorgesehen sind, die mit einem Ringspalt zwischen dem
Sperring und dem Schaft des Schneckenkopfs korrespondieren, und
die Kugeln außerhalb des Ringspalts zwischen dem Sperring und
dem Endstück des Schneckenkopfs angeordnet sind. Der größte Teil
der Kunststoffschmelze fließt daher an dem Kugellager vorbei. Es
verbleibt jedoch immer noch ein Anteil, der zwischen die Kugeln
gedrückt wird. Insbesondere beim Zurückfahren der Plastifizier
schnecke aus der Schließstellung in die Offenstellung, kann die
im Ringspalt und den Materialdurchgangsöffnungen des Endstücks
des Schneckenkopfs noch vorhandene Kunststoffschmelze in den
Spalt zwischen dem Sperring und dem Endstück des Schneckenkopfs
eindringen und damit zwischen die Kugeln gelangen. Ein Einkap
seln des Kugellagers ist wegen der axialen Relativbewegung
zwischen Schneckenkopf und Sperring prinzipiell nicht möglich.
Durch die Reibung zwischen den Füllstoffen der Kunststoffschmel
ze und den Kugeln werden letztere in der bereits genannten Weise
beschädigt, was eine verringerte Lebensdauer der Rückströmsperre
zur folge hat. Außerdem besteht auch bei dieser Rückströmsperre
die Gefahr, daß der Abrieb der Kugeln in die Spritzmasse ge
langt, wodurch die Qualität des gespritzten Teils vermindert
wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rückströmsperre
vorzuschlagen, die für gefüllte Kunststoffschmelzen besonders
geeignet ist und eine hohe Lebensdauer bei der Verarbeitung
derartiger Kunststoffmassen besitzt.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Rückströmsperre mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterentwicklungen finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 11.
Die Erfindung verzichtet bewußt auf den Kneteffekt, möchte aber
gute Reibungsverhältnisse beibehalten, so daß die Verwendung
eines Wälzlagers, vorzugsweise als Kugellager, unumgänglich ist,
wobei dieses aber hermetisch abgekapselt werden muß, damit die
bekannten Nachteile beim Eindringen der gefüllten Kunststoff
schmelze in das Lager vermieden werden. Dies wird erreicht,
indem für die Kunststoffschmelze ein anderer Weg von der Plasti
fizierschnecke zum Dosierraum und für das Lager eine grundlegend
andere Position vorgesehen werden. Hierzu wird gemäß Anspruch 1
erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein oder mehrere Wälzlager
zwischen dem ausstoßseitigen Ende des Schafts und dem Endstück
des Schneckenkopfs vorgesehen sind, daß der Sperring eine oder
mehrere Materialdurchgangsöffnungen aufweist, und daß die
Austrittsöffnungen der Materialdurchgangsöffnungen derart über
den Umfang des Sperrings verteilt sind, daß sie sich außerhalb
der Querschnittsfläche des Endstücks befinden. Die Kunststoff
schmelze kann somit durch den Sperring selbst und anschließend
durch einen Ringspalt zwischen dem Endstück des Schneckenkopfs
und der Zylinderwand des Spritzzylinders hindurch in den Dosier
raum strömen. Dadurch, daß die Lager zwischen dem ausstoßseiti
gen Ende des Schafts und dem Endstück des Schneckenkopfs einge
baut sind, kann prinzipiell keine Kunststoffschmelze durch das
Lager strömen. Damit ist eine erhöhte Standzeit der Rückström
sperre auch bei gefüllten Kunststoffmassen sichergestellt.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Rückströmsperre mit einem
Kugellager ausgestattet, bei dem der Kugelkäfig als Massivkäfig
ausgebildet ist (Anspruch 2). Um den Verlust des Kneteffekts
wenigstens teilweise auszugleichen, wird gemäß Patentanspruch 3
vorgeschlagen, bei den Lagern jeweils einen oder beide Lagerrin
ge mit einem Hellenschliff zu versehen. Damit wird ein Effekt
wie bei einer Schlagbohrmaschine erzielt und durch die Drehbewe
gung der Schnecke beziehungsweise des Schneckenkopfs erfährt der
Sperring eine Vibration in axialer Richtung. Die Ausgestaltung
der Rückströmsperre gemäß den Ansprüchen 4 und 5 hat den Vor
teil, daß der Sperring vergleichsweise einfach hergestellt
werden kann, um den neuen Strömungsweg für die Kunststoffschmel
ze vorzugeben. Hierzu wird die zylindrische Oberfläche des
Sperrings an seinem ausstoßseitigen Bereich abgetragen, so daß
Bereiche entstehen, in denen ein Spalt zwischen dem Sperring und
der Zylinderwand des Spritzzylinders bleibt. Versieht man nun
den Sperring mit Materialdurchgangsöffnungen, die in den abge
tragenen Bereichen enden, kann die Kunststoffschmelze in diesem
Bereich durch den Sperring hindurch und anschließend an dem
Endstück des Schneckenkopfs vorbei in den Dosierraum gelangen.
Die Ausgestaltungen gemäß den Unteransprüchen 8 bis 10 bieten
den Vorteil, daß die einzelnen Teile der Rückströmsperre leicht
austauschbar sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
und unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Drucklagerrückströmsperre mit einem
auf den Schaft aufgezogenen und gekapselten Doppellageör
in eingebautem Zustand in einem Längsschnitt,
Fig. 2 ein Lagerring mit einem Wellenschliff.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Drucklagerrückströmsperre in
eingebautem Zustand. In einem Spritzzylinder 1 einer Spritzgieß
maschine zur Bearbeitung von Kunststoffen ist eine Schnecke 2
zum Plastifizieren und Fördern des Kunststoffes angeordnet. Auf
deren vorderem (linken) Ende ist ein Schneckenkopf 3 befestigt,
der aus einem vorderen Endstück 13, im wesentlichen konusartiger
Form, und einem glatten zylindrischen Schaft 4 besteht. Der
Schaft 4 ist mit einem Gewindeendstück 19 ausgestattet, so daß
er in die Schnecke 2 eingeschraubt werden kann. Ferner ist ein
Druckring 21 am hinteren (rechten) Ende des Schaftes vorgesehen
und auf der Schnecke 2 befestigt, der eine Anschlagfläche 8
aufweist. Der Schaft 4 wird von einem an der Zylinderwand 6
anliegenden Sperring 5 umfaßt, wobei ein Ringspalt 22 gebildet
wird. Die schneckenseitige Stirnfläche 23 des Sperrings 5 ist
parallel zu der Anschlagfläche 8 ausgebildet, so daß sie in der
Schließstellung bündig an der Anschlagfläche 8 anliegt und ein
Rückströmen der Kunststoffmasse in den Bereich der Plastifizier
schnecke verhindert wird. In der Offenstellung hingegen liegt
zwischen der schneckenseitigen Stirnfläche 23 des Sperrings und
der schneckenseitigen Anschlagfläche 8 des Druckrings 21 ein
Spalt vor, durch den die Kunststoffmasse in den Ringspalt 22
zwischen dem Sperring 5 und dem Schaft 4 eindringen kann (siehe
Pfeile). Zwischen dem ausstoßseitigen Ende des Schafts 4 und dem
Endstück 13 des Schneckenkopfs 3 ist ein Doppellager 9, 9'
vollständig im Schneckenkopf 3 integriert und hermetisch gekap
selt, so daß in keinster Weise Kunststoffmasse das Lager und
dessen Kugeln durchströmen kann. Dadurch wird die Lebensdauer
des Lagers gerade bei gefüllten Kunststoffmassen erheblich
verlängert. Die dargestellte Ausführungsform verfügt über zwei
als Kugellager ausgebildete Wälzlager 9 und 9', jeweils mit
Lagerringen 17, 18 und Kugeln 15. Das Endstück 13 des Schnecken
kopfs 3 ist zweistückig ausgeführt und besteht aus einem ersten
schneckenseitigen Teilstück 25 und einem zweiten ausstoßseitigen
Teilstück 26. Das schneckenseitige Teilstück 25 weist ein
Ringteil 27 auf, das zwischen die Lager 9 und 9' eingreift. Die
beiden Lager 9 und 9' sowie das Teilstück 25 sind auf dem Schaft
4 aufgeschraubt. Zur Kapselung der Lager 9 und 9' dient
schneckenseitig ein Hochdruckdichtring 29 und ausstoßseitig ein
zwischen den Teilstücken 25 und 26 angeordneter Dichtring 28.
Der Sperring 5 weist eine abgeschrägte Stirnfläche 24 auf, die
in der Offenstellung des Sperrings dicht an der gegenüberliegen
den und entsprechend ausgebildeten Anschlagfläche 7 am Teilstück
25 anliegt.
In dieser Offenstellung kann die Kunststoffmasse durch den
Ringspalt 22 und die Materialdurchgangsöffnungen 11 über die
Materialaustrittsöffnungen 12 in den Dosierraum gelangen. Wenn
sich die Schnecke nach vorne in die Schließstellung bewegt,
gelangen die Anschlagflächen 8 des Druckrings 21 und die
schneckenseitige Stirnfläche 23 des Sperrings in Kontakt und
dichten den schneckenseitigen Raum des Zylinders gegen den
Dosierraum ab. Bei dieser Bewegung lösen sich die Flächen 7 und
24 voneinander und das Endstück 13, bestehend aus den Teil
stücken 25 und 26, wird nach vorne geschoben. In der Offenstel
lung (wie dargestellt) ruht das Endstück 13 bei rotierender
Schnecke 2, da die Fläche 7 des Teilstücks 25 und die Fläche 24
des Sperrings 5 zusammengepreßt werden. Erst in der Schließstel
lung, wenn das Teilstück 25 und der Sperring 5 voneinander
gelöst werden, kann das Endstück 13 an der Rotation der Schnecke
teilnehmen. Die in Fig. 1 dargestellte Drucklagerrückströmsperre
erlaubt außerdem einen einfachen Austausch der einzelnen Teile,
ohne daß die gesamte Schnecke ausgebaut werden müßte. Nach
Entfernen des konischen Endstücks 13 kann der Sperring 5 entnom
men werden. Danach kann - bei Bedarf - der Schaft 4 vom
ausstoßseitigen Ende der Schnecke 2 gelöst werden.
Fig. 2 zeigt einen Lagerring mit einem Wellenschliff, wodurch
sich ein Effekt wie bei einer Schlagbohrmaschine einstellt und
durch die Drehbewegung der Schnecke bzw. des Schneckenkopfs
erfährt der Sperring eine Vibration in axialer Richtung. Hier
durch wird ein gewisser Kneteffekt der Kunststoffmasse im
Dosierraum erzielt.
1
Spritzzylinder
2
Plastifizierschnecke
3
Schneckenkopf
4
zylindrischer Schaft
5
Sperring
6
Zylinderwand
7
erste ausstoßseitige Anschlagfläche (Offenstellung)
8
zweite schneckenseitige Anschlagfläche (Schließstellung)
9
,
9
' Wälzlager
10
- nicht besetzt -
11
Materialdurchgangsöffnungen (Bohrungen)
12
Materialaustrittsöffnungen
13
Endstück des Schneckenkopfs
14
ebene Bereiche des Sperrings (Flächen)
15
Kugeln
16
- nicht besetzt -
17
,
18
Lagerringe
19
Gewindeschaft
21
Druckring
22
Ringspalt
23
schneckenseitige Stirnfläche des Sperrings
24
ausstoßseitige Stirnfläche des Sperrings
25
schneckenseitiges Teilstück des Endstücks
13
26
ausstoßseitiges Teilstück des Endstücks
13
27
Ringteil des Teilstücks
25
28
Dichtring
29
Hochdruckdichtring
Claims (10)
1. Rückströmsperre am ausstoßseitigen Ende einer in einem
Spritzzylinder (1) geführten Plastifizierschnecke (2) einer
Kunststoff verarbeitenden Spritzgießmaschine mit einem
Schneckenkopf (3), der ein Endstück (13) und einen zylindrischen
Schaft (4) aufweist, einem den Schaft (4) umfassenden Sperring
(5), dessen axiale Länge kleiner als die Schaftlänge ist, der
mit dem Schaft (4) einen Ringspalt (22) ausbildet, der an der
Zylinderwand (6) des Spritzzylinders (1) anliegt und in diesem
zwischen einer ersten Endstellung (Offenstellung), in der der
Sperring (5) an einer ersten Anschlagfläche (7) am ausstoßseiti
gen Ende des Schaftes (4) anliegt und einer zweiten Endstellung
(Schließstellung), in der der Sperring (5) an einer zweiten
Anschlagfläche (8) am entgegengesetzten Ende des Schaftes (4)
anliegt, bewegbar ist, und wobei Wälzlager (9, 9'), vorzugsweise
Kugellager (15, 17, 18), vorgesehen sind, damit in der Offenstel
lung eine Rollreibung zwischen dem Sperring (5) und der Plasti
fizierschnecke (2) bei deren Rotation vorliegt, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein - oder mehrere Wälzlager (9, 9') zwischen dem
ausstoßseitigen Ende des Schafts (4) und dem Endstück (13) des
Schneckenkopfs (3) vorgesehen sind, daß der Sperring (5) eine
oder mehrere Materialdurchgangsöffnungen (11) aufweist, und daß
die Austrittsöffnungen (12) der Materialdurchgangsöffnungen (11)
derart über den Umfang des Sperrings (5) verteilt sind, daß sie
sich außerhalb der Querschnittsfläche des Endstücks (13) befin
den.
2. Rückströmsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wälzlager einen Wälzlagerkäfig aufweist, der als Massiv
käfig ausgebildet ist.
3. Rückströmsperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei den Lagern (9, 9') jeweils ein oder beide
Lagerringe (17, 18) einen Wellenschliff aufweisen.
4. Rückströmsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß der Sperring (5) einen oder mehrere
Bereiche (14) aufweist, an denen seine der Zylinderwand (6) des
Spritzzylinders (1) zugewandte Oberfläche abgetragen ist,
insbesondere zu ebenen Flächen, und daß die Austrittsöffnungen
(12) in diesen Bereichen (14) liegen.
5. Rückströmsperre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß sich zwischen den abgetragenen Bereichen (14) Reste
der zylindrischen Oberfläche des Sperrings (5) befinden.
6. Rückströmsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (12) an der
ausstoßseitigen Stirnfläche des Sperrings (5) vorgesehen sind.
7. Rückströmsperre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Materialdurchgangsöffnungen (11) als Bohrungen in
der Wand des Sperrings (5) ausgebildet sind.
8. Rückströmsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß der Schaft (4) und die Plastifizier
schnecke (2) einstückig ausgebildet sind und daß das Endstück
(13) lösbar am Schaft (4) befestigt ist.
9. Rückströmsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (4) lösbar am ausstoß
seitigen Ende der Plastifizierschnecke (2) befestigt ist.
10. Rückströmsperre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß das Endstück (13) lösbar am Schaft (4) befestigt ist.
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1998
- 1998-08-14 DE DE19836871A patent/DE19836871B4/de not_active Expired - Fee Related
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DE19836871B4 (de) | 2004-07-01 |
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