DE2426703B2 - Einspritzeinheit einer Kunststoff -Spritzgießmaschine - Google Patents
Einspritzeinheit einer Kunststoff -SpritzgießmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einspriizeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches I.
Bei einer bekannten Einspritzeinheit der gattur.gsgemäßen
Art (»Plastverarbeiter« 1962, Heft 10, Seite 534, Abbildung 22D) ist es zwar in einer zweiten
Einspritzphase über den im Durchmesser kleineren Kolbenabschnitt möglich, ein exakt definiertes Einspritzvolumen
einzuspritzen, sobald dieser Kolbenabschnitt in seinen entsprechenden Bohrungsabschnitt
eintritt, doch ist bei dieser Ausgestaltung ein Einspritzen nur eines einigermaßen definierten Einspritzvolumens
in der Phase, in der bei nichtrotierender Schnecke mit dem giößeren, dem Schneckenaußendurchmesser entsprechenden
Kolbenabschnitt gearbeitet wird, unmöglich, weil ein überwiegender, kaum sinnvoll vorauszuberechnender
Teil des plastifizierten Materials durch die Schneckengänge zurückfließt. Es lassen sich somit nur
insgesamt geringe Einspritzvolumen, und dies auch nicht exakt, einspritzen. Das plastifiziert? Material ist im
vorderen Bereich flüssig und bietet bei dem relativ großen Fördergangquerschnitt wenig Widerstand und
wird nach hinten, bis zum Einfülltrichter hin, körnig. Das körnig liegende Schüttgut liegt mit einem Hohlraumanteil
von etwa 40 bis 60 Volumenprozent vor, in das das rückströmende Material ohne großen Widersland
eindringen kann. Bei großen Schneckenwegen kann dus sich so bildende Gemenge aus Körnern und flüssigem
Material sogar in Richtung auf die Einfüllöffnung zurückgeschoben werden.
Andererseits ist es bei Einspritzeinheiten von Kunststoff-Spritzgießmaschinen, die nur einen wirksamen,
dem Schneckenaußendurchmesser entsprechenden Kolbenabschnitt aufweisen, bekannt, eine Rückflußsperre
in Form eines Rückfluß-Sperringes vorzusehen (»Plastverarbeiter«, 1962, Heft 10, Seite 533, Abbildung
21). Bei dieser Ausgestaltung läßt sich zwar ein entsprechend der jeweiligen Auslegung fest vorgegebenes
Einspritzvolumen ausbringen, dies jedoch immer
η nur mit dem der Auslegung entsprechenden vorgegebenen
Einspritzdruck, so daß es nicht möglich ist, in der Endphase des Einspritzens sowie in der Nachdruckphase
einen besonders hohen spezifischen Spritzdruck zu erzeugen, wie er zur exakten Formausfüllung sehr
zweckdienlich wäre.
Gegen die Verwendung einer derartigen bekannten Rückflußsperre bei einer Einspritzeinheit der gattungsgemäßen
Art hat ein Vorurteil bestanden, 4a bei Verwendung einer derartigen Rückfiußsperre bei
Eintritt des kleineren Koibenabschnittes in den entsprechenden kleineren Bohrungsabschnitt und bei
dann vorhandenem dichten Anliegen des Rücknuß-Sperringes das Materia?, das sich in dem Raum vor dem
Rückfluß-Sperring befindet, nicht mehr entweichen
jo kann, so daß eine weitere Axialverschiebung der Schnecke praktisch nicht mehr möglich wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzeinheit der gattungsgemäßen Art zu schaffen,
mit der ein großes Einspritzvolumen exakt in den Formhohlraum einer Spritzgießform eingespritzt werden
kann und mit der in der Endphase des Einspritzens sowie in der Nachdruckphase ein höherer spezifischer
Spritzdruck erzeugt werden kann, als er beim Ausbringen des großen Einspritzvolumens durch den
Schneckenaußendurchmesser erzeugbf ist.
Eine erste und eine zweite erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergeben sich aus den kennzeichnenden
Teilen der Patentansprüche I und 3.
Bei der Lösung nach Patentanspruch 1 ist eine Druckentlastungseinrichtung direkt an dem Rückfluß-Sperring
vorgesehen. Durch eine derartige Druckentlastungseinrichtung ist es möglich, mit zwei wirksamen,
unterschiedlichen Kolbenabschnitten zu arbeiten und dabei trotzdem an der Schneckenspitze im Bereich des
größeren Kolbenabschnittes den Rückfluß-Sperring vorzusehen, so daß jetzt auch vor Eintritt des kleineren
Kolbenabschnittes in die abgesetzte Bohrung bereits ein exakt definiertes, und zwar großes Einspritzvolumen in
die Spritzgießform eingespritzt werden kann, während dann andererseits bei Eintritt des kleineren Kolbenabschnittes
in die abgesetzte Bohrung ein außerordentlich hoher spezifischer Spritzdruck erzeugt werden kann,
wobei die Schnecke als solche ohne weiteres vorgeschoben werden kann, weil das vor dem Rückfluß-Sperring
bo befindliche Material durch die Druckentlastungseinrichtung
nach hinten entweichen kann.
Dieser sehr hohe spezifische Spritzdruck in der Endphase des Einspritzens und in der Nachdruckphase
führt zu einer hervorragenden Ausfüllung der Spritz-
gießform unter Überwindung der vorhandenen Kaltflußprobleme. Der in dieser zweiten Einspritzphase
auftretende Volumenverlust ist erstens sehr klein, da hier nur ein kur/cr Schneckenweg erforderlich ist, und
er wirkt sich auch praktisch nicht aus, da zuvor ja nunmehr bereits eine exakte Einspritzvolumenausbringung
möglich gewesen ist.
Mit einer derartigen Einspritzeinheit können im Spritzgießverfahren Kunststoffteile z. B. mit dünnen
Stegen oder auch extrem dickwandige Teile hergestellt werden, die bislang aufgrund des Fehlens hoher
spezifischer Spritzdrücke in der Endphase des Einspritzens nicht hergestellt werden konnten; zumindest nicht
in Verbindung mit einem derartig großen Einspritzvolumen.
Bislang mußte man die Schnecken nach dem benötigten Enddruck auswählen, wobei bei hohem
Enddruck das Einspritzvolumeri entsprechend begrenzt
war.
Eine zweckmäßige, da baulich besonders einfache Ausgestaltung der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten
Lösung ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 2 angegeben.
Eine weitere Möglichkeit der Druckentlastung für die Einspritzphase, bei der der im Durchmesser kleinere
Kolbenabschnitt in den entsprechenden Bohrungsabschnitt eintritt, ergibt sich aus dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 3. Die Druckeniastung geschieht hier durch die Schaffung eines Druckraumes
zwischen gesonderten hydraulischen Antriebskolben für die gegeneinander verschiebbaren Kolbenabschnitte. In
weiterer Ausgestaltung ist dabei dem druckentlastbaren Druckraum ein einstellbares Ausströmventil zugeordnet.
Bei dieser Ausgestaltung lassen sich die gewünschten Spritzdrücke in der Enöphase des Einspritzens sehr jo
exakt einstellen.
Zwei Ausführungsbeispiele von Einspritzeinheiten gemäß der Erfindung werden nachstehend unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt J5
F i g. 1 eine erste Einspritzeinheit im Längsschnitt,
Fig.2 eine zweite Einspritzeinheit in vereinfachtem
Längsschnitt.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgußmaschine
ist e'mr Plastifizier- und Einspritzschnecke 1
vorgesehen, die in einstückiger Ausbildung einen dem Schneckenaußendurchmesser entsprechenden größeren
Kolbenabschnitt la mit der Kolbenfläche Fsowie einen im Durchmesser kleineren, an der Schneckenspitze
angeordneten Kolbenabschnitt Xbmit der Kolbenfläche
/"aufweiil. Der Sciineckenzylinder 2 hat düsenseitig
einen dem kleineren Kolbenabschnitt \b entsprechenden Bohrungsabschnitt 2b. während der Bohrungsabschnitl
2a des Schneckenzylinders 2 den größeren Kolbenabschnitt la aufniirmt. Der Bohrungsabschnitt
2b mündei in die Spritzdüse 3 ein.
An der ScSneckenspitze is. im Bereich des größeren
Kolbenabschnittes la ein Rückfluß-Sperring 5 vorgesehen, dem eine Druckentlastungseinrichtung zugeordnet vi
ist. Diese besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel darin, daß der Rückfluß-Sperring 5 auf seiner Rückseite
mit axial verlaufenden Rillen 6 zur Druckentlastung versehen iss, die bezüglich ihres Querschnittes auf
Selbstdichtung für die Einspritzphase bis zum Eintritt des kleineren Kolbenabschnittes 16 in den Bohrungsabschnitt
2b ausgelegt sind.
Ausgehend von einem Antriebsdruck Pl des
Antriebsaggregates wird in der Einspritzphase ausgehend von der ii: Fig. I dargestellten Stellung zunächst
in exakter Form der überwiegende Teil des Einspritzvolumens Vl von dem Kolbenabschnitt la in die
Spritzgieß-Form 4 mit relativ niedrigem Druck eingespritzt. In einer zweiten Einspritzphase und zum
Nachdrücken wird dann nur noch wenig Material entsprechend dem Einspritzvolumen VI bei hohem
spezifischen Preßdruck von dem Kolbenabschnitt \b nachgespritzt. Der spezifische Spritzdruck P2 beträgt
dabei
P2 _ F
Pl - -
Befindet sich der kleinere Kolbenabschnitt \b unmittelbar vor seinem Eintritt in die abgesetzte
Bohrung 2b. sollen also die hohen spezifischen Spritzdrücke angewendet werden, wird der Ringraum,
der sich in dieser Arbeitsphase vor dem größeren Kolbenabschnitt \b gebildet hat und der von einem Teil
des Bohrungsabschnittes 2a des Schntckenzylinders 2, dem Schulterabschnitt zwischen den Bohrungsabschnitten
2a und 2b und der Ringfläche aus größerem Kolbenabschnitt la und der Mantelfläche des kleineren
Kolbenabschnittes Xb gebildet wird, dadurch druckentlastet,
daß das in diesem Raum befindliche Material unter Aufhebung der zuvor vorhandenen Selbstdichtung
durch die Rillen 6 nach hinten ausweichen kann.
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der abgesetzte Schnecken-Kolben 7 zweiteilig
ausgebildet. Dem dem Schneckenaußendurchmesser entsprechenden größeren Kolbenabschnitt la' ist
wieder der Rückfluß-Sperring 5' zugeordnet. In dem Kolbenabschnitt la' ist der im Durchmesser kleinere
Kolbenabschnitt Xb' relativ zu diesem verschieblich gelagert, wobei zwischen den hydraulischen Antriebskolben8und
11 der beiden Kolbenabschnitt? la'und Xb'
ein Druckraum 9 ausgebildet ist, der hinsichtlich seines Druckes entlastbar ist, so daß hierdurch die erforderliche
Druckentlastung bei Eintritt des kleineren Kolbenabschnittes Xb'\n den Bohrungsabschnitt 2b möglich ist.
Dem Druckraum 9 ist dabei ein einstellbares Ausströmventil 10 zugeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist
an dem Rückfluß-Sperring 5' eine Druckentlastungseinrichtung nicht erforderlich. Über die Einstellung des
Ausströmventils 10 kann der Druck P2 exakt eingestellt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Einspritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgießmaschine mit einer Plastifizier- und Einspritzschnecke,
die einen dem Schneckenaußendurehmesser entsprechenden größeren Kolbenabschnitt und einen
im Durchmesser kleineren an der Schneckenspitze angeordneten Kolbenabschnitt aufweist, und mit
einem Schneckenzylinder, der düsenseitig einen dem kleineren Kolbenabschnitt entsprechenden Bohrungsabschnitt
aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Schneckenspitze im Bereich des größeren Kolbenabschnittes (Xa) ein an sich
bekannter Rückfluß-Sperring (5) vorgesehen ist, an dem eine Druckentlastungseinrichtung angeordnet
ist.
2. Einspritzeinheit nach Patentanspruch !,dadurch
gekennzeichnet, daß der Rückfluß-Sperring (5) auf seiner Rückseite mit axial verlaufenden Rillen (6) zur
Druckentlastiii.g versehen ist, die bezüglich ihres
Querschnittes auf Selbstdichtung für die Einspritzphase bis zum Eintritt des kleineren Kolbenabschnittes
(1 b) in den Bohrungsabschnitt (2b) ausgelegt sind.
3. Einspritzeinheit entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Schneckenspitze im Bereich des größeren Kolbenabschnittes (Xa') ein an sich
bekannter Rückfluß-Sperring (5) vorgesehen ist und daß zur Druckentlastung der kleinere Kolbenabschnitt
(Xb') in dem größeren Kolbenabschnitt (Xa') verschiebbar gehgert ist und daß zwischen hydraulischen
Antriebskolben (8 und 11) der beiden Kolbenabschmtte (Xa'. Ib') ein Druckraum (9)
ausgebildet ist, der hinsichtlich seines Druckes entlastbar ist.
4. Einspritzeinheit nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckraum (9) ein
einstellbares Ausströmventil (10) zugeordnet ist.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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