DE2541738C3

DE2541738C3 - Einspritzeinrichtung einer Spritzgießmaschine zum Verarbeiten plastischer Massen mit einer Rückströmsperre

Info

Publication number: DE2541738C3
Application number: DE19752541738
Authority: DE
Inventors: Walter Ing.(Grad.) 7000 Stuttgart Bovensmann
Original assignee: Battenfeld Maschinenfabriken GmbH
Current assignee: Battenfeld GmbH
Priority date: 1975-09-19
Filing date: 1975-09-19
Publication date: 1983-12-01
Also published as: DE2541738A1; DE2541738B2

Description

einzelnen Teilströme tritt dagegen nicht ein.

Aus der DE-OS 21 55 130 ist eine Einspritzeinrichtung einer Spritzgießmaschine zum Verarbeiten plastischer Massen bekannt, die eine in einem zylindrischen Gehäuse drehbare und axial verschiebbare Plastifizier- und Förderschnecke aufweist, an deren in Förderrichtung gelegenen Ende eine Rückströmsperre angeordnet ist Diese Rückströmsperre weist eine koaxial zur Plastifizier- und Förderschnecke verschiebbare Ventilhülse und eben zwischen Ventilhülse und der Stirnseite der Plastifizier- und Förderschnecke drehfest mit dieser verbundenen Ventilring auf, wobei die einander zugewandten Ventilflächen an der Ventilhülse und an dem Ventilring kegelstumpfförmig ausgebildet sind. Diesen Ventilflächen kommt bei dieser bekannten Einspritzeinrichtung ausschließlich die Funktion zu, bei Aneinanderiiegen von Ventilhülse und Ventilring eine sichere Sperre gegen ein Rückströmen des Materials zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzeinrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß mit konstruktiv äußerst einfachen Mitteln eine erhebliche Verbesserung des Mischeffektes erreicht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs enthaltenen Merkmale gelöst.

Die von der Plastifizier- und Förderschnecke kommende plastifizierte Masse wird beim Durchtritt durch die Längsnuten in Teilströme aufgelöst, die jeweils gegeneinander gerichtet sind und gleichzeitig durch die kegelstumpfförmige Ausbildung der Ventilflächen radial umgelenkt werden, so daß die einzelnen Teilströme stetig zopfartig miteinander verflochten werden, wodurch ein besonders intensiver Mischeffekt in dem durch die Ventilflächen begrenzten Spalt erzeugt wird. Es tritt also nicht nur aufgrund des Durchpressen der plastifizierten Masse durch die Längsnuten in letzteren eine Vergrößerung der Homogenität und Gleichförmigkeit der plastifizierten Masse ein, wie es bekannt ist, sondern es tritt hinter den Längsnuten im Spalt zwischen den Ventilflächen noch ein intensiver Mischprozeß durch stetiges zopfartiges Ineinanderschieben der einzelnen Teilströme ein. Versuche haben gezeigt, daß auch mit Pigmenten eingefärbte Kunststoffe, bei denen die Einarbeitung der Pigmente in den Kunststoff nur sehr unvollkommen war, und die auch nach der Verarbeitung in herkömmlichen Spritzgießmaschinen keine homogene Einfärbung aufwiesen, durch Einsatz des erfindungsgemäßen Mischringes völlig homogen eingefärbt wurden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Einspritzeinrichtung einer Spritzgießmaschine mit einem am vorderen Ende der Plastifizier- und Förderschnecke angebrachten Mischring,

F i g. 2 einen Mischring in Seitenansicht und

Fig.3 einen Mischring in Draufsicht gemäß dem Sichtpfeil III in F ig. 2.

Die in F i g. 1 dargestellte Einspritzeinrichtung einer Spritzgießmaschine besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1, in dem koaxial eine mittels eines entsprechenden Antriebes drehbare und zum Ausstoßen der plastifizierten Massen axial verschiebbare Plastifizier- und Förderschnecke 2 angeordnet ist, die an ihrem Außenumfang mit Schneckenwindungen 3 versehen Lst, zwischen denen ein oder mehrere Schneckengänge 4 gebildet sind. Das Gehäuse 1 ist in /üblicher Weise im Bereich der Plastifizier- oder Aufschmelzzone mit einer nicht dargestellten Heizung versehen.

In eine koaxiale Gewindebohrung 5 in der Stirnseite der Plastifizier- und Förderschnecke 2 ist ein Gewindezapfen 6 eines Schneckenkopfes 7 eingeschraubt, der aus einem zur Ausstoßzone 8 hin sich verjüngenden, kegelförmigen Körper besteht, in dessen Außenbereich Durchlaßkanäle 9 angebracht sind. Der Schneckenkopf 7 ist mit dem Gewindezapfen 6 über einen zylindrischen Abschnitt 10 verbunden, koaxial zu dem eine Ventilhülse 11 unter Freilassung eines Ringkanals 12 angeordnet ist Die Ventilhülse 11 ist an der Innenwand des Gehäuses 1 geführt Der Ringkanal 12 überlappt sich zumindest teilweise mit den DurchJaßkanälen 9 im Schneckenkopf 7.

An der Stirnseite 13 der Plastifizier- und Förderschnecke 2 liegt ein als Mischring 14 ausgebildeter Ventilring an, der mit einer konzentrischen Bohrung 15 auf dem Gewindezapfen 6 angeordnet ist und zwischen einem Ringbund 16 am zugewandten Ende des zylindrischen Abschnitts 10 und der Stirnseite 13 der Flastifizier- und Förderschnecke 2 eingespannt ist Der Gewindezapfen 6 wird selbstverständlich in der Regel in dem Bereich, wo er den Mischring 14 aufnimmt, nicht mit einem Gewinde versehen sein. Der Mischring 14 weist eine der Ventilhülse 11 zugewandte kegelstumpfförmige Ventilfläche 17 auf, der am zugewandten Ende der Ventilhülse 11 eine gleichartig ausgestaltete Ventilfläche 18 entspricht.

In Förderrichtung 19 gesehen vor seiner Ventilfläche 17 ist der Mischring 14 in Form einer Zylinderscheibe mit zylindrischem Außenumfang 19' ausgebildet, die gegenüber der Innenwand des Gehäuses 1 nur ein sehr kleines Laufspiel aufweist, das etwa in der gleichen Größenordnung liegen wird wie das Laufspiel der Schnekkenwindungen 3 gegenüber der Innenwand des Gehäuses 1. Im Außenumfang 19' sind einzelne Längsnuten 20 bzw. 21 angebracht, die abwechselnd in Drehrichtung 22 bzw. entgegen der Drehrichtung 22 angestellt sind.

Wie anschaulich aus F i g. 1 hervorgeht, wird die plastifizierte Masse durch die einzelnen Längsnuten 20 bzw. 21 in einer Vielzahl von Teilströmen, die jeweils gegeneinander gerichtet sind, hindurchgepreßt, wobei diese Teilströme gleichzeitig gegen die Ventilfläche 18 der Ventilhülse 11 prallen. Anschließend wird die hierdurch stark vermischte Masse durch den Spalt 23 zwischen den Ventilflächen 17,18, den Ringkanal 12 und die Durchlaßkanäle 9 in die Ausstoßzone 8 gepreßt Zum Ausstoßen dieser Massen aus der Ausstoßzone wird die Schnecke 2 samt Schneckenkopf 7 in Förderrichtung 19 bewegt, wodurch sich die Ventilhülse 11 relativ zur Schnecke 2 nach hinten verlagert, d. h, die Ventilflächen 17,18 kommen zur Anlage gegeneinander und verhindern ein Rückströmen der plastifizierten Masse. Der Mischring 14 wirkt hierbei also gleichzeitig als Ventilring. Insoweit, als er in F i g. 1 schraffiert dargestellt ist, handelt es sich um einen konventionellen Ventilring.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Einspritzeinrichtung einer Spritzgießmaschine zum Verarbeiten plastischer Massen, mit einer in einem zylindrischen Gehäuse drehbaren und axial verschiebbaren Plastifizier- und Förderschnecke, an deren in Förderrichtung gelegenen Ende eine Rückströmsperre angeordnet ist, die aus einer koaxialen zur Plastifizier- und Förderschnecke verschiebbaren Ventilhülse und einem zwischen Ventilhülse und der Stirnseite der Plastifizier- und Förderschnecke drehfest mit dieser verbundenen Ventilring besteht, der eine der Ventilfläche der Ventilhülse zugewandte, entsprechende Ventilfläche und in Förderrichtung vor seiner Ventilfläche einen mit engem Laufspiel in der Bohrung des zylindrischen Gehäuses verschiebbaren, zylindrischen Außenumfang aufweist, auf dem in Umfangsrichtung hintereinanderliegende sowie in Längsrichtung der Plastifizier- und Förderschnecke bis in die Ventilfläche des Ventilringes verlaufende, nach außen offene Längsnuten für eine Ausbildung des Ventilringes als Mischring ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugeordneten Ventilflächen (18; 17) an der Ventilhülse (11) und dem Mischring (14) in an sich bekannter Weise kegelstumpfförmig ausgebildet sind und daß die Längsnuten (20,21) in Umfangsrichtung des zylindrischen Außenumfangs (19') des Mischringes (14) gesehen in einem spitzen Winkel zur Längsachse der Plastifizier- und Förderschnecke (2) abwechselnd in Drehrichtung (22) und entgegen der Drehrichtung der Plastifizier- und Förderschnecke (2) verlaufend angeordnet sind.

Aus der DE-AS 21 62 709 ist eine Einrichtung einer Spritzgießmaschine zum Vearbeiten plastischer Massen bekannt, bei der in einem zylindrischen Gehäuse eine Plastifizier- und Förderschnecke angeordnet ist. An ihrem förderseitigen Ende ist eine Rückströmsperre angeordnet, die eine koaxiale, zur Plastifizier- und Förderschnecke verschiebbare Ventilhülse aufweist. Außerdem weist die Rückströmsperre einen drehfest mit der Plastifizier- und Förderschnecke verbundenen Ventilring auf. Die Ventilhülse und der Ventilring sind mit einander angepaßten, kegelstumpfförmigen Ventilflächen versehen. Im Anschluß an den Ventilring ist — drehfest mit diesem verbunden — eine Büchse vorgesehen, die mit im Abstand voneinander angeordneten Zähnen versehen ist. Am Innenumfang der Ventilhülse sind ebenfalls über deren Umfang verteilt Zähne angebracht. Durch diese Maßnahmen wird die Rückströmsperre zu einer Mischkammer weitergebildet. Aufgrund der hohen Relativgeschwindigkeit zwischen den miteinander kämmenden, durch die Zähne gebildeten Mischelementen ergibt sich eine hohe tangentiale Relativgeschwindigkeit zwischen der plastifizierten Masse und den Mischelementen, da die feststehenden Zähne die Masse tangential abbremsen, während die umlaufenden Zähne sie dagegen tangential beschleunigen. Hierdurch soll eine äußerst wirksame Stromteilung erfolgen, zu der noch eine Stromumlagerung hinzukommen soll, die die Mischungswirkung nachhaltig unterstützen soll.

Aus der DE-OS 19 59 348, insbesondere F i g. 5 bis 7, ist eine Vorrichtung zum Extrudieren von thermoplastischem Kunststoff bekannt, bei der in einer Bohrung eines zylindrischen Gehäuses eine drehbare Schnecke angeordnet ist Im Bereich ihres förderseitigen Endes ist :n einem mit ihr drehfest verbundenen Ring eine Reihe von Bohrungen vorgesehen, die jeweils in Vierer-Paaren angeordnet sind, wobei von jedem Vierer-Paar zwei Eintrittsöffnungen in einer zur Schnecke koaxialen Zylinderebene angeordnet sind, während die beiden anderen auf einer hierzu ebenfalls koaxialen und radial außenliegenden Zylinderebene größeren Durchmessers angeordnet sind. Die Bohrungen selber verlaufen nicht axial zur Schnecke, sondern wechselweise schräg zueinander. Dabei verläuft vor jedem Vierer-Paar eine Bohrung von der äußeren Zylinderebene zur inneren Zylinderebene, eine Bohrung von der inneren Zylinderebene zur äußeren Zylinderebene und je eine Bohrung in jeder Zylinderebene schräg in oder entgegen der Drehrichtung der Schnecke. Jeweils die schräg in der äußeren Zylinderebene verlaufende Bohrung ist nach außen zum Umfang des Ringes hin offen. Hierdurch wird eine radiale Umschichtung des Materials zur besseren und gleichmäßigeren Temperaturverteilung bewirkt

Aus der DE-AS 1135161 ist eine derartige Einspritzeinrichtung einer Spritzgießmaschine bekannt,

bei der die Ventilhülse und der als Mischring ausgebildete Ventilring einander zugeordnete, sich radial erstreckende Ventilflächen aufweisen, die sich bis zum Außenumfang erstrecken, d.h. die Längsnuten durchbrechen die an dem Mischring ausgebildete Ventilfläche. Der Wirkungsmechanismus dieser Einrichtung ist derart, daß die von der Plastifizier- und Förderschnecke kommende plastifizierte Masse in achsparallelen Teilströmen durch die Längsnuten gepreßt wird, wodurch in den Längsnuten eine Vergrößerung der Homogenität und Gleichförmigkeit der plastifizierten Masse eintritt Die austretenden Teilströme werden axial gegen die sich radial erstrekkende Ventilfläche der Ventilhülse gedrückt und gelangen von dort in Durchströmkanäle der Ventilhülse.

Zum einen setzt sich bei dieser Ausbildung der Rückströmsperre mit radial angeordneten Ventilflächen zwischen den Ventilflächen der Ventilhülse und des Mischrings Material an, so daß diese Ausbildung als Rückströmsperre ungeeignet ist. Des weiteren ist der Mischeffekt verbesserungsbedürftig.

Aus der US-PS 34 86 194 ist ein einer Plastifizier- und Förderschnecke einer Spritzgießmaschine nachgeschalteter Torpedokopf bekannt, der eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Reihen von Stegen aufweist, die jeweils in einer Querschnittsebene angeordneten Stege sind alle in Drehrichtung des Torpedokopfes gegen dessen Längsachse angestellt, während die in einer nachgeordneten Querschnittsebene angeordneten Stege sämtlich entgegen der Drehrichtung des Torpedokopfes zu dessen Längsachse angestellt sind. In einer Querschnittsebene sind alle Stege jeweils immer unter dem gleichen Winkel gegenüber der Längsachse des Torpedokopfes angestellt. Außerdem sind die Stege so angeordnet, daß sie jeweils zwischen den Stegen einer vorgeordneten und einer nachgeordneten Reihe liegen. Hierdurch wird erreicht, daß ein ankommender Materialstrom in zwei Teilströme aufgelöst und abwechselnd auseinandergezogen und wieder zusammengeführt wird. Durch dieses ständige Umlenken der Teilströme und das ständige Auseinanderziehen und wieder Zusammenführen in den einzelnen Durchbrüchen wird eine Verbesserung des Homogenisiereffektes erreicht; ein echtes Durchmischen der