CH670065A5

CH670065A5 -

Info

Publication number: CH670065A5
Application number: CH1939/86A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Krebser; Jakob Kamm
Original assignee: Netstal Ag Maschf Giesserei
Priority date: 1986-05-13
Filing date: 1986-05-13
Publication date: 1989-05-12
Also published as: JPS62271720A; IT1204566B; IT8720429A0; CN87103685A; JPH0457176B2; DE3711775A1; FR2598651A1

Description

BESCHREIBUNG

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Plastifizier- und Spritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgiessmaschine, mit an der im Plastifizierzylinder drehbaren und axial verschiebbaren Schnecke vorgesehener Rückströmsperre, die einen im Plastifizierzylinder relativ zur Schnecke begrenzt axial verschiebbar geführten Sperring aufweist, der eine zwischen axialen Spitzenflügeln und einem Druckbund der Schneckenspitze liegende verjüngte Schneckenpartie mit radialem Spiel umschliesst. Bekanntlich wirkt die einspritzsei-tige Stirnfläche des Sperrings beim Dosiervorgang mit den ihm zugekehrten Stirnflächen der Spitzenflügel und seine andere Stirnfläche beim Einspritzvorgang mit der ihm zugekehrten Stirnfläche des Druckbundes zusammen. Beim Dosieren, d.h. rücklaufender rotierender Schnecke kommen dabei die Stirnflächen der Spitzenflügel zum Anliegen an die einspritzseitige Stirnfläche des Sperrings, während die andere Stirnfläche des Sperrings von der zugeordneten Druckbundstirnfläche abgehoben ist. Dabei kann plastifiziertes Material zwischen den letztgenannten Flächen hindurch über den Ringspalt innerhalb des Sperrings und durch die zwischen den Spitzenflügeln liegenden Ausnehmungen in den vor der Schneckenspitze liegenden Zylinderraum gelangen. Beim Einspritzen, d.h. bei vorlaufender, nichtdrehender Schnecke dagegen wird der Sperring von den Spitzenflügeln weg und mit seiner hinteren Stirnfläche gegen die Stirnfläche des Druckbundes gepresst, so dass ein Rückfluss von plasti-fiziertem Material verhindert ist.

Bei bekannten Rückströmsperren dieser Art sind die Stirnflächen des Sperrings und die mit ihnen zusammenwirkenden Stirnflächen der Spitzenflügel und des Druckbundes einander entsprechende Konusflächen, die in der jeweiligen Wirkungslage praktisch spaltfrei aneinanderliegen. Dies führt dazu, dass beim Übergang zum Dosiervorgang das sich vorgängig zwischen den Stirnflächen der Spitzenflügel der Schnecke und der benachbarten Stirnfläche des Sperrings angesammelte plastifizierte Material zwar nicht vollständig ausgepresst wird, der verbleibende dünne Materialfilm zwischen den Flächen beim Rotieren der Schnecke (und praktisch stillstehendem Sperring) jedoch schnell zerstört wird. Der dadurch entstehende Trockenlauf kann zu starkem Ver-schleiss der zusammenwirkenden Flächen und zu örtlicher Überhitzung führen. Anderseits kann dieses spaltfreie Anliegen der Stirnflächen der Spitzenflügel an der einen Stirnfläche des Sperrings dazu führen, dass beim Übergang in den Einspritzvorgang (Vorschieben der drehfest gehaltenen Schnecke) das Eindringen von plastifiziertem Material zwischen die spaltfrei aneinanderliegenden Stirnflächen von Spitzenflügeln und Sperring und somit ein Trennen der Spitzenflügel vom Sperring nur relativ langsam erfolgt, was eine entsprechende Verzögerung des Anpressens des Sperrings an die Stirnfläche des Druckbundes und damit der einwandfreien Sperrung des Materialrückflusses zur Folge hat.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer Plastifizier- und Spritzeinheit mit Rückströmsperre der genannten Art, bei welcher die genannten Nachteile vermieden sind, indem dafür gesorgt ist, dass einerseits Trockenlauf zwischen Spitzenflügeln und Sperring beim Dosiervorgang vermieden und anderseits beim Umstellen auf den Einspritzvorgang ein sofortiges Lösen des Sperrings von den Spitzenflügeln und entsprechend schnelles Wirksamwerden der Rückströmsperrung erreicht wird.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass eine in Drehrichtung der Schnecke vorangehende Partie der Stirnflächen der Spitzenflügel beim Zusammenwirken dieser Stirnflächen mit der Stirnfläche des Sperrings mit der letzteren eine in Drehrichtung offene Einlaufphase bildet. Diese Einlaufphase kann im Querschnitt rechtswinklig zum Axialschnitt durch die Schnecke durch eine gerade oder gekrümmte Linie gebildet sein und kann auf der in Drehrichtung der Schnecke vorangehenden Flügelseite zusätzlich auch in Längsrichtung des Flügels nach der Schneckenspitze hin erweitert sein. Durch die Einlaufphase wird während des Dosiervorgangs (rotierende Schnecke) plastifiziertes Material zwischen die Sperring-Stirnfläche und die gegen diese anliegende Partie der Stirnflächen der Spitzenflügel eingezogen, sodass dort ein sich stets erneuernder Materialfilm aufrechterhalten wird, der ein Trockenlaufen verhindert. Anderseits erleichtert diese Einlaufphase zu Beginn des Einspritzvorgangs (Vorschieben der nichtrotierenden Schnecke) das Eindringen von plastifiziertem Kunststoffmaterial in den zwischen Flügel und Sperring vorhandenen Spalt, sodass der Sperring sofort von den Flügeln weg gegen den Druckbund gepresst wird, was ein entsprechend schnelles Unterbinden des Materialrückflusses zur Folge hat.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Plastifizierzylinder mit Schneckenspitze, die Rückströmsperre in Offenlage (Dosiervorgang) zeigend,

Fig. 2 im Axialschnitt analog Fig. 1 die Rückströmsperre in Schliesslage (Einspritzvorgang) zeigend,

Fig. 3 in grösserem Massstab ein Detail aus Fig. 1, ein erstes Beispiel der Erfindung zeigend, und

Fig. 4, 5, 6 im Querschnitt nach Linie IV—IV in Fig. 3 je eine Ausführungsvariante der Einlaufphase nach der Erfindung.

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

670 065

In der Zeichnung ist 1 der Plastifizierzylinder der Plastifi-zier- und Spritzeinheit einer Kunststoff-Spritzgiessmaschine und 2 ist die im Plastifizierzylinder 1 axial in beiden Richtungen verschiebbare und rotierend antreibbare Schnecke, deren verjüngte Spitze 2a in üblicher Weise mit einander diametral gegenüberliegenden Flügeln 3 versehen ist. Zwischen einem Druckbund 4 der Schnecke 2 und den Spitzenflügeln 3 liegt im Plastifizierzylinder 1 mit radialem Abstand vom Kern der Schneckenspitze ein axial verschiebbarer Sperring 5. Die beiden Stirnflächen 5a, 5b des Sperrings 5 sind nach innen hin konisch vertieft, während die diesen Stirnflächen zugekehrten Stirnflächen 3a bzw. 4a der Spitzenflügel 3 bzw. des Druckbundes 4 entsprechend konvex konisch sind.

Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen der vorbeschriebenen Art erstrecken sich die Stirnflächen 3a, d.h. die zu der Sperringstirnfläche 5a koaxiale Konusfläche der Spitzenflügel nur über einen relativ kleinen in Drehrichtung der Schnecke 2 nachlaufenden Teil ihrer Umfangslänge, während der grössere, in Drehrichtung der Schnecke 2 vorangehende Flächenteil 3b der Spitzenflügelstirnseite eine sich in Drehrichtung öffnende Einlaufphase 6 bildet. Wie die Figuren 3, 5 und 6 zeigen, kann diese Einlaufphase 6 auf der in Drehrichtung der Schnecke 2 vorangehenden Seite der Spitzenflügel 3 zusätzlich eine Erweiterung 6a aufweisen, die z.B. wie in Fig. 3 mit gestrichelten Linien angedeutet Taschenform besitzen kann. Die die Einlaufphase 6 bildende Stirn-flächenpartie 3b der Spitzenflügel 3 kann im Querschnitt geradlinig (Fig. 4 und 5) oder mit relativ grossem Radius gerundet (Fig. 6) sein.

Während des Dosiervorganges (Fig. 1) wird die Schnecke 2 in Pfeilrichtung a rotierend angetrieben, sodass sie plastifiziertes Kunststoffmaterial am Druckbund 4 vorbei und innerhalb des Sperrings 5 zwischen den Spitzenflügeln 3 hindurch in den vor der Schneckenspitze 2a liegenden Zylinderraum fördert; dies hat ein Zurückschieben der Schnecke 2 zur Folge, während der mit seiner Stirnfläche 5a gegen die Stirnflächen 3a der Spitzenflügel 3 anliegende Sperring 5 entsprechend nach hinten verschoben wird. Ein Mitrotieren des Sperrings 5 erfolgt praktisch nicht, da einerseits die gegen ihn drückenden, rotierenden Flügelstirnflächen 3a gegenüber der am Zylinder 1 anliegenden Umfangsfläche des Sperrings 5 sehr klein sind und da anderseits dank der Einlaufphase 6 laufend Kunststoffmaterial in den Trennspalt zwischen den Flächen 3a, 5a eingezogen wird, wobei der sich dabei bildende Kunststoffmaterialfilm zwischen diesen Flächen eine direkte Flächenberührung verhindert. Wird nun auf Einspritzen umgeschaltet, wobei die nichtdrehende Schnecke 2 vorgeschoben wird (Fig. 2) bewirkt die Einlaufphase 6 (zusammen mit der eventuell vorhandenen Erweiterung 6a) ein sofortiges Eindringen von vor der Schneckenspitze 3a unter Druck gesetztem Kunststoffmaterial zwischen die immer noch durch einen Film getrennten Flächen 3a, 5a, was ein sofortiges Wegdrücken des Sperrings 5 von den Spitzenflügeln 3 und damit ein Anpressen der hinteren Stirnfläche 5b an die benachbarte Stirnfläche 4b des Druckrings 4 zur Folge hat. Entsprechend schnell schliesst somit die Rückströmsperre und verhindert jedes Zurückfliessen von Kunststoffmaterial.

Aus dem Vorangehenden ist ersichtlich, dass dank der sich in Drehrichtung der Schnecke 2 öffnenden Einlaufphase 6 nicht nur ein Trockenlauf und damit erhebliche Reibung zwischen den Spitzenflügeln 3 und dem Sperring 4 während des Dosiervorgangs vermieden wird, sondern dass auch beim Umschalten auf Einspritzen ein sofortiges Wirksamwerden der Rückströmsperre erreicht wird. Der Einlaufphasenwinkel kann zwischen 5° und 30° liegen und z.B. vorteilhaft etwa 15° betragen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

S

1 Blatt Zeichnungen

Claims

670 065 PATENTANSPRÜCHE

1. Plastifizier- und Spritzeinheit einer Kunststoff-Spritz-giessmaschine, mit an der im Plastifizierzylinder drehbaren und axial verschiebbaren Schnecke vorgesehener Rückströmsperre, die einen im Plastifizierzylinder relativ zur Schnecke begrenzt axial verschiebbar geführten Sperring aufweist, der eine zwischen axialen Spitzenflügeln udn einem Druckbund der Schneckenspitze liegende verjüngte Schnek-kenpartie mit radialem Spiel umschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Drehrichtung der Schnecke (1) vorangehende Partie der Stirnflächen (3a) der .Spitzenflügel beim Zusammenwirken dieser Stirnflächen mit der Stirnfläche (5a) des Sperrings (5) mit der letzteren eine in Drehrichtung offene Einlaufphase (6) bildet.

2. Plastifizier- und Spritzeinheit nach Anspruch 1, wobei die Stirnflächen (5a, 5b) des Sperrings (5) konkave Konusflächen sind, während die ihnen zugekehrten Stirnflächen (3a, 4b) der Spitzenflügel (3) und des Druckbundes (4) entsprechend konvexe Konusflächen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufphase (6) an den Spitzenflügeln (3) sich über wenigstens die halbe Breite der Flügelstirnfläche (3a) erstreckt und mit der benachbarten Stirnfläche (5a) des Sperrings einen Winkel zwischen 5° und 30°, und zweckmässig von 15° bildet.

3. Plastifizier- und Spritzeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufphase durch eine Flügelkantenrundung gebildet ist.

4. Plastifizier- und Spritzeinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufphase (6) auf der in Schneckendrehrichtung vorangehenden Flügelseite in Flügellängsrichtung eine Erweiterung (6a) aufweist.

5. Plastifizier- und Spritzeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufphasenerweiterung (6a) eine Tasche bildet.