DE19927199C1 - Vorrichtung zum Spritzgießen von Formlingen - Google Patents

Abstract

Um eine Vorrichtung zum Spritzgießen von Formlingen aus plastifizierbarem Werkstoff, insbesondere Kunststoff, vornehmlich PVC, bestehend aus einer Plastifiziereinheit mit Plastifizierzylinder und Plastifizier- und Einspritzschnecke und einem den Plastifizierzylinder verschließenden Teil (2) mit einem Kanal (5) für den plastifizierten Werkstoff, wobei dieses Teil (2) einen sich vom Plastifizierzylinderinnendurchmesser auf den Kanaldurchmesser verjüngenden kegeligen Übergang (3) aufweist, zu schaffen, bei der das Anhaften von Material am Innenmantel der kegeligen Höhlung weitestgehend unterbunden wird, wird vorgeschlagen, dass in den kegelförmigen Übergang (3) ein kegeliger Schmelzverdrängerkörper (6) unverdrehbar eingesetzt ist, der eine sich zur Plastifizier- und Einspritzschnecke hin kegelförmig erweiternde mittige Bohrung (7) aufweist und auf dem Kegelmantel verteilte, radial nach außen offene Längsnuten (8) aufweist, die sich an der der Plastifizier- und Einspritzseite zugewandten Seite trichterförmig (9) erweitern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spritzgießen von Formlingen aus plastifizierbarem Werkstoff, insbesondere Kunststoff, vornehmlich PVC, bestehend aus einer Plastifiziereinheit mit Plastifizierzylinder und Plastifizier- und Einspritzschnecke und einem den Plastifizierzylinder verschließenden Teil mit einem Kanal für den plastifizierten Werkstoff, wobei dieses Teil einen sich vom Plastifizierzylinderinnendurchmesser auf den Kanaldurchmesser verjüngenden kegeligen Übergang aufweist.

Bei derartigen Vorrichtungen besteht das Problem, dass in der kegeligen Höhlung am Kegelmantel innenliegend die Strömung der plastifizierten Masse sehr gering ist, so dass die Masse an dem Innenmantel des Kegels anhaften bleibt. Dieses anhaftende Material brennt dort fest und zersetzt sich. Beim Spritzvorgang lösen sich ab und zu Partikel der immer dicker werdenden anhaftenden Materialschicht. Diese werden mit dem Materialstrom mitgerissen und führen zu fehlerhaften Teilen, insbesondere dann, wenn es sich um glasklare Teile handelt. Zu solchen Materialzersetzungen neigt insbesondere PVC, aber auch andere Kunststoffarten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei der das Anhaften von Material am Innenmantel der kegeligen Höhlung weitestgehend oder vollständig unterbunden ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vor, dass in den kegelförmigen Übergang ein kegeliger Schmelzverdrängerkörper unverdrehbar eingesetzt ist, der eine sich zur Plastifizier- und Einspritzschnecke hin kegelförmig erweiternde mittige Bohrung aufweist und auf dem Kegelmantel verteilte, radial nach außen offene Längsnuten aufweist, die sich an der der Plastifizier- und Einspritzseite zugewandten Seite trichterförmig erweitern.

Bevorzugt ist dazu vorgesehen, dass die Ränder der in Umfangsrichtung benachbarten trichterförmigen Ausnehmungen ineinander übergehen.

Zudem ist bevorzugt, dass die Ränder der um die mittige trichterförmige Ausnehmung verteilt angeordneten weiteren trichterförmigen Ausnehmungen in den Rand der mittigen Ausnehmung übergehen.

Auch kann bevorzugt sein, dass der Schmelzeverdrängungskörper an seinem der Spitze abgewandten Ende einen ringförmigen Stützkragen aufweist, dessen der Spitze zugewandte Ringfläche an einer ringförmigen Anschlagfläche des den Plastifizierzylinder verschließenden Teils anliegt.

Durch den kegeligen Schmelzverdrängungskörper mit den nach außen offenen in Längsrichtung verlaufenden eingearbeiteten Materialnuten, die an den trichterförmigen Einlauföffnungen beginnen, und mit der mittigen Lochung, die ebenfalls eine trichterförmige Einlochöffnung aufweist, wird erreicht, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Spritzmasse weitestgehend erhalten bleibt, so dass am Innenmantel der kegeligen Höhlung kein Material anhaftet und verbrennt.

Zudem wird durch die trichterförmigen Einlauföffnungen und das Ineinander-Übergehen dieser trichterförmigen Ausnehmungen der Anteil von planen Flächenelementen am der Schneckenspitze zugewandten Ende des Schmelzverdrängungskörpers minimiert.

Vorzugsweise ist der Schmelzverdrängungskörper in der entsprechenden Aufnahme der Düse radial unverdrehbar festgesetzt.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass das dem Schmelzeverdrängungskörper zugewandte Ende der Plastifiziereinheit, insbesondere die Spitze der Förderschnecke, im Wesentlichen als plane Fläche ausgebildet ist, die sich quer zur Förderrichtung der Plastifiziereinheit erstreckt und an die Unterseite des Schmelzeverdrängungskörpers anlegbar ist.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass das Ende der Plastifiziereinheit als zweiflügeliges Förderelement mit mittigem Materialausgabekanal und kreisabschnittförmiger Ausfräsung ausgebildet ist.

Auch ist vorgesehen, dass das Ende der Plastifiziereinheit im Durchmesser der Ausnehmung am Ende des Verdrängungskörpers eng angepaßt ist, vorzugsweise nur Bruchteile eines Millimeters kleiner ist.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die plane Endfläche der Plastifiziereinheit in eine gegen die Förderrichtung leicht ansteigende, wendelartige Fläche übergeht.

Die der entsprechenden Fläche des auswechselbaren Schmelzverdrängungskörpers angepaßte Endfläche der Plastifiziereinheit, insbesondere der Schneckenspitze, ist nicht spitz, wie bei bisher üblichen Schneckenspitzen, sondern als im wesentlichen plane Fläche ausgebildet. Desweiteren ist der Durchmesser der Schneckenspitze der Plastifiziereinheit, im Durchmesser nicht wie sonst üblich deutlich kleiner als die Zylinderbohrung, in der das Ende der Schneckenspitze umläuft, sondern der Durchmesser ist nur um wenige Bruchteile eines Millimeters kleiner als die entsprechende umgebende zylindrische Wandung, so dass am Ende der Zylinderbohrung ebenfalls ein Anbacken von Material verhindert ist. Das Ende der Schneckenspitze hat ebenfalls im Gegensatz zu den bisher üblichen Schneckenspitzen einen mittigen Materialkanal sowie eine kreisabschnittförmige Ausfräsung, durch den die plastifizierte Masse austritt, woraus resultiert, dass die Masse auch in diesem Bereich eine hohe Strömungsgeschwindigkeit hat und in diesem ebenfalls kritischen Bereich nicht anhaftet. Schließlich hat die Schneckenspitze an ihrem planen Ende entgegen Drehrichtung ansteigende wendelförmige Flächenelemente, die an die plane Fläche anschließen. Hierdurch wird das Entstehen eines Strömungsschattens vermieden, so dass auch dort kein Material anbacken kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Düse im Mittellängsschnitt gesehen;

Fig. 2 einen in die Düse einsetzbaren Schmelzverdrängungskörper im Schnitt gesehen;

Fig. 3 desgleichen in Blickrichtung des Pfeiles III in Fig. 2 gesehen;

Fig. 4 eine Schneckenspitze in Seitenansicht;

Fig. 5 desgleichen im Blickrichtung des Pfeiles V in Fig. 4 gesehen.

In den Zeichnungen sind die hier im wesentlichen interessierenden Teile einer Vorrichtung zum

Spritzgießen von Formlingen aus plastifizierbarem Werkstoff, insbesondere Kunststoff, gezeigt. Es handelt sich dabei um die Plastifiziereinheit in Form einer Förderschnecke 1 mit Schneckenspitze, die in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, sowie das den Plastifizierzylinder verschließende Teil 2, das in Fig. 1 gezeigt ist, mittels dessen die plastifizierte Masse von der Förderschnecke 1 in die Kavität des entsprechenden Formwerkzeuges eingespritzt wird. Das Teil 2 hat einen kegeligen Übergang 3, der beispielsweise einen Kegelwinkel von 20° aufweist. An seinem der Förderschnecke 1 zugewandten Ende weist das Teil 2 einen zylindrischen Absatz 4 auf. Der kegelige Übergang 3 geht in einen Kanal 5 über. In den Fig. 2 und 3 ist ein Schmelzeverdrängungskörper 6 gezeigt, der in den kegeligen Übergang 3 des Teiles 2 eingesetzt wird. Der Schmelzeverdrängungskörper 6 weist eine mittige Bohrung 7 an seiner Spitze und radial auf den Kegelmantel verteilt nach radial außen offene Längsnuten 8 auf, wobei im Ausführungsbeispiel 8 solcher Längsnuten 8 vorgesehen sind. An der Unterseite des kegeligen Schmelzeverdrängungskörpers 6 sind trichterförmige (9) Ausnehmungen ausgebildet, an die sich die Längsnuten 8 und die mittige Lochung 7 anschließen. Insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, gehen die Ränder der in Umfangsrichtung benachbarten trichterförmigen (9) Ausnehmungen ineinander über und ebenso gehen die Ränder der um die mittige trichterförmige (9) Ausnehmung verteilt angeordneten weiteren trichterförmigen (9) Ausnehmungen in den Rand der mittigen Ausnehmung über. Es wird somit der Anteil von planen Flächenelementen auf die Bereiche 10 eingeschränkt, so dass nur noch minimale Planflächenanteile vorhanden sind, die quer zur Strömungsrichtung der durchströmenden Masse gerichtet verlaufen. Zwischen den trichterförmigen (9) Ausnehmungen verbleiben lediglich scharfkantige Kanten. Der Schmelzeverdrängungskörper 6 weist zusätzlich an seinem der Spitze abgewandten Ende einen ringförmigen Stützkragen 11 auf, dessen der Spitze zugewandte Ringfläche 12 an einer ringförmigen Anschlagfläche 13 des Teiles 2 im Bereich des zylindrischen Teiles 4 anliegt. Um eine drehfeste Anordnung des Verdrängungskörpers 6 relativ zum Teil 2 zu erreichen, weist der Stützkragen 11 beispielsweise eine nach radial außen offene Nut 14 auf, in die ein entsprechend am Teil 4 ausgebildeter Steg eingreift, so dass der Verdängungskörper 6 axial beweglich ist, radial aber unverdrehbar gehalten ist.

Das dem Schmelzeverdrängungskörper 6 zugewandte Ende der Plastifiziereinheit, insbesondere der Spitze der Förderschnecke 1, ist im Wesentlichen als plane Fläche 15 ausgebildet, die sich quer zur Förderrichtung der Förderschnecke 1 erstreckt und die an die Unterseite des Schmelzeverdrängungskörpers 6 anlegbar ist. Dabei ist die Spitze der Förderschnecke 1 als zweiflügeliges Förderelement mit mittigem Materialausgabekanal 16 ausgebildet, der nach radial außen ausgefräst ist. Das Ende der Spitze der Förderschnecke 1 ist im Durchmesser der Ausnehmung 17 am Ende des Verdängungskörpers 6 angepaßt, so dass es nur Bruchteile eines Millimeters im Durchmesser kleiner ist, als die entsprechende Ausnehmung 17. Zudem schließt sich an die plane Endfläche 15 in radialer Richtung eine gegen die Förderrichtung leicht ansteigende, wendelartige Fläche 18 an, wodurch bei Drehung der Schneckenspitze kein Strömungsschatten entsteht und auch dort ein Anbacken von Material verhindert wird.

Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung erreicht, dass im Bereich des kegeligen Übergangs 3 ebenso wie im Übergangsbereich von der Spitze der Förderschnecke zum Verdängungskörper 6 und ebenso am Verdängungskörper 6 selbst ein Anbacken von Material aufgrund von verminderten Strömungsgeschwindigkeiten vermieden wird. Aufgrund dieser Ausbildung sind entsprechende Teile, insbesondere aus klarsichtigem Kunststoff, mit höherer Präzision und mit geringerer Fehlerquote zu fertigen, da Verunreinigungen der Teile durch an den Bestandteil des Teiles 2 des Verdängungskörpers 6 oder der Spitze der Förderschnecke 1 anhaftende Materialanteile, die sich zersetzen, vermieden sind. Der Einsatz eines entsprechenden Schmelzeverdrängungskörpers 6 ist nicht nur in entsprechenden Teilen 2 möglich und vorteilhaft, sondern ein solcher Schmelzeverdrängungskörper 6 kann auch in konische Düsenübergänge oder dergleichen eingesetzt werden, wodurch die oben beschriebenen Probleme ebenfalls beseitigt werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Spritzgießen von Formlingen aus plastifizierbarem Werkstoff, insbesondere Kunststoff, vornehmlich PVC, bestehend aus einer Plastifiziereinheit mit Plastifizierzylinder und Plastifizier- und Einspritzschnecke und einem den Plastifizierzylinder verschließenden Teil (2) mit einem Kanal (5) für den plastifizierten Werkstoff, wobei dieses Teil (2) einen sich vom Plastifizierzylinderinnendurchmesser auf den Kanaldurchmesser verjüngenden kegeligen Übergang (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in den kegelförmigen Übergang (3) ein kegeliger Schmelzverdrängerkörper (6) unverdrehbar eingesetzt ist, der eine sich zur Plastifizier- und Einspritzschnecke hin kegelförmig erweiternde mittige Bohrung (7) aufweist und auf dem Kegelmantel verteilte, radial nach außen offene Längsnuten (8) aufweist, die sich an der der Plastifizier- und Einspritzseite zugewandten Seite trichterförmig (9) erweitern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der in Umfangsrichtung benachbarten trichterförmigen (9) Ausnehmungen ineinander übergehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der um die mittige trichterförmige Ausnehmung (9) verteilt angeordneten weiteren trichterförmigen Ausnehmungen (9) in den Rand der mittigen Ausnehmung übergehen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzeverdrängungskörper (6) an seinem der Spitze abgewandten Ende einen ringförmigen Stützkragen (11) aufweist, dessen der Spitze zugewandte Ringfläche (12) an einer ringförmigen Anschlagfläche (13) des den Plastifizierzylinder verschließenden Teils (2) anliegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Schmelzeverdrängungskörper (6) zugewandte Ende der Plastifiziereinheit, insbesondere die Spitze der Förderschnecke (1), im Wesentlichen als plane Fläche (15) ausgebildet ist, die sich quer zur Förderrichtung der Plastifiziereinheit erstreckt und an die Unterseite des Schmelzeverdrängungskörpers (6) anlegbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Plastifiziereinheit als zweiflügeliges Förderelement mit mittigem Materialausgabekanal (16) und kreisabschnittförmiger Ausfräsung ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Plastifiziereinheit im Durchmesser der Ausnehmung (17) am Ende des Verdrängungskörpers (6) eng angepaßt ist, vorzugsweise nur Bruchteile eines Millimeters kleiner ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die plane Endfläche (15) der Plastifiziereinheit in eine gegen die Förderrichtung leicht ansteigende, wendelartige Fläche (18) übergeht.