DE2518219A1

DE2518219A1 - Rueckstroemsperre an schneckenspritzgiessmaschinen

Info

Publication number: DE2518219A1
Application number: DE19752518219
Authority: DE
Inventors: Hans Attig
Original assignee: Demag Kunststofftechnik Zweigniederlassung der Demag AG
Current assignee: Demag Kunststofftechnik Zweigniederlassung der Demag AG
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1976-11-04
Also published as: GB1505013A; NL7604007A; FR2308494B3; FR2308494A1

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl.-Phys. CLAUS PÖHLAU
Dipl.-Ing. FRANZ LOHRENTZ

813 STARNBERG 15253/54 2O/H

FERDINAND-MARIA-STR. 6

DEMAG Kunststofftechnik, Zweigniederlassung der DEMAG Aktiengesellschaft, 85 Nürnberg, Rennweg 37

Rückströmsperre an Schneckensprltzgießmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Rückströmsperre am Schneckenkopf von Schneckenspritzgießmaschinen, bei denen die Pia— stifizierung und Förderung des Kunststoffes durch die Drehbewegung der Schnecke und das Einspritzen des Kunststoffes durcli die Axialbewegung der Schnecke erfolgt, mit einem auf dem Schneekenkopf zwischen zwei Anschlägen frei verschiebbaren Druckring, der mit seinem Außenumfang dicht an der Zylinderinnenwand anliegt und an seinem Innenumfang einen Durchlaßspalt für plastifizierten Kunststoff frei läßt und dessen vorderer Anschlag durch ein Formteil mit Durchlässen für den Kunststoff gebildet wird.

Rückströmsperren der vorstehend erläuterten Art sind vielfach bekannt (vgl. z.B. DT-PS 1 I67 007, DT-AS 1 124 672). Ihre Funktion beruht auf dem Prinzip, daß der an der Innenwand des Spritzzylinders abdichtend geführte Druckring während der Plastifizierphase durch den von der Schnecke vor

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die Diisenraündung geförderten plastifizierten Kunststoff gegen den vorderen Anschlag gedrückt wird, so daß der Kunststoff durch den Durchlaßspalt und die Durchlässe vor den Schneckenkopf gelangt, während der Druckring in der Einspritzphase durch die Reaktion des aus der Düsenniündung ausgepreßten Kunststoffes abdichtend gegen den hinteren Anschlag gedrückt wird und eine Rückströmung von Kunststoff in die Schneckengänge verhindert. Das den vorderen Anschlag für den Druckring bildende Formteil ist bei den bekannten Schneckenspritzgießmaschinen sternförmig gestaltet, so daß die Durchlässe für den Kunststoff durch die zwischen den Sternarmen frei bleibenden Räume gebildet werden. Während der Plastifizierphase führt die Schnecke und mit ihr der vordere Anschlag gegenüber dem Druckring eine Relativbewegung aus, auf Grund deren sowohl an dem Anschlag als auch am Druckring ein relativ hoher Verschleiß auftritt. Zur Herabsetzung dieses Verschleißes hat man bisher die gegenseitigen Kontaktflächen von Anschlag und Druckring gepanzert, z.B. hartverchromt. Trotzdem müssen diese Teile auf Grund des Verschleißes in relativ kurzen Zeitabständen immer wieder ausgewechselt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Rückströmsperre der eingangs erläuterten Art so zu verbessern, daß sie praktisch verschleißfrei arbeitet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kontaktfläche des den vorderen Anschlag bildenden Formteiles mit dem Druckring eine in Umfangsrichtung nicht unterbrochene Ringfläche ist.

Der Druckring liegt somit mit seiner vorderen Stirnfläche nicht an einzelnen Sternarmen an, sondern auf einer ununter-

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brochenen Ringfläche. Dadurch wird die Flächenpressung um ein Vielfaches herabgesetzt und Schabeeffekte, wie sie an den Kanten der Sternarme auftreten konnten, werden vermieden. Da auch bei den bekannten Rückströmsperren der zwischen den Sternarmen zur Verfugung stehende freie Raum nur teilweise als Strömungsquerschnitt für den plastifizierten Kunststoff wirksam werden konnte, tritt auch keine ins Gewicht fallende Einbuße an Strömungsquerschnitt auf. Darüberhinaus ist es möglich und zweckmäßig, die Durchlässe so zu formen, daß sie sich zur Schneckenspitze hin im Querschnitt erweitern.

Es gibt zwar bereits Vorschläge für Rückströmsperren, die darauf hinauslaufen, für den Druckring am vorderen Anschlag eine durchgehende Ringfläche zu schaffen (DT-AS i 124 672). Hierbei enthält aber der vordere Anschlag keinerlei Durchlässe; diese sind vielmehr in der Wandung des Druckringes selbst vorgesehen, der zu diesem Zweck topfförmig gestaltet ist und sowohl an der Innenwand des Spritzzylinders als auch auf einem zylindrischen Abschnitt des Schneckenkopfes geführt ist. Abgesehen davon, daß durch diese Führung auf dem Schneckenkopf eine zusätzliche Verschleißstelle geschaffen wird, ergibt die bekannte Rückströmsperre einen strömungstechnisch sehr ungünstigen Durchlaß für den Kunststoff und enthält im Druckring und im Bereich des vorderen Anschlages Toträume, in denen Stauungen und fferkstoffverbrennungen auftreten. Bei der hier vorgeschlagenen Lösung hingegen ist es möglich, den plastifizierten Kunststoff ohne wesentliche Umlenkungen vor die Düsenmündung zu fördern, wobei zusätzlich durch eine strömungstechnisch günstige Querschnittsgestaltung der die Ringfläche tragenden,

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zwischen den Durchlässen vorhandenen radialen Stege die Druckverluste herabgesetzt werden können.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausfiihrungsbeispieles anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. i einen schematischen Längsschnitt durch den Schneckenkopf einer Schneckenspritzgießmaschine mit einem Teil der Wandung und des Spritzzylinders, und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.

Eine Schnecke 1 ist in einem Spritzzylinder 2 einer nicht dargestellten Spritzgießmaschine drehbar und axial verschiebbar. Schnecke 1 und Spritzzylinder 2 sind von herkömmlicher Gestaltung und brauchen hier nicht erläutert zu werden. Der im Ganzen mit 3 bezeichnete Schneckenkopf wird durch ein Formteil gebildet, das bei k mit der Schnecke 1 verschraubt ist. Das Formteil besitzt düsenseitig einen spitzkegeligen Abschnitt 5» an den sich ein kurzer zylindrischer Abschnitt 6 mit einem geringfügig unter dem Innendurchmesser des Spritzzylinders 2 liegenden Durchmesser anschließt. Der zylindrische Abschnitt 6 ist unter Bildung einer radial verlaufenden Ringfläche 7 auf etwa den halben Durchmesser abgesetzt und verläuft von dort

bis zur Schnecke i. An der Stirn-

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Seite der Schnecke 1 ist eine konische Dichtfläche 9 für einen Druckring iO ausgebildet, der zwischen der Ringfläche 7 und der Dichtfläche 9 axial frei verschiebbar ist. Der Druckring 10 ist mit einem Gleitsitz an der Innenwand des Spritzzylinders 2 geführt. Seine der Dichtfläche 9 zugewendete Stirnseite ist zur Dichtfläche 9 komplementär geformt, damit bei einem Anliegen der beiden Flächen aneinander eine gute Dichtwirkung gegenüber dem in der Einspritzphase anstehenden Kunststoff erzielt wird.

Von der Ringfläche 7 aus verlaufen Durchlässe 11 durch den konischen Abschnitt 5 des den Schneckenkopf 3 bildenden Formteiles in Richtung auf die Düsenöffnung und münden in der konischen Mantelfläche. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, hat der Eintrittsquerschnitt der Durchlässe 11 auf der Seite der Ringfläche 7 die Form von Kreisringsegmenten, zwischen denen radiale Stege 12 verbleiben, welche den die Ringfläche 7 tragenden äußeren Teil mit dem innerhalb der Durchlässe 11 liegenden Teil des Schneckenkopfes 3 verbinden. Wie weiterhin aus Fig. i hervorgeht, vergrößert sich der Querschnitt der Durchlässe il in Richtung zur düsenseitigen Mündung. Die Stege 12 sind an ihrem der Ringfläche 7 zugewendeten Eintrittsteil sowie auf ihrer übrigen, die Durchlässe 11 begrenzenden Fläche strömungstechnisch günstig gerundet und profiliert. In Fig. 1 ist angedeutet, daß die Stege 12 sich nicht über die ganze Länge der Durchlässe 11 zu erstrecken brauchen, sondern von den Mündungen der Durchlässe 11 her gesehen zurückgenommen sein können. Die der Ringfläche 7 zugewendeten eintrittsseitigen Öffnungen der Durchlässe 11 sind so bemessen, daß keinerlei Toträume entstehen, in denen sich Kunststoff ansammeln könnte (vgl. Fig. l).

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In der Plastifizierphase wird durch den von der Schnecke in Richtung zur Düsenöffnung geförderten plastifizierten Kunststoff der Druckring 10 in die in Fig. 1 dargestellte Lage gedrückt, so daß der Kunststoff durch den zwischen Druckring 10 und abgesetztem Teil des Schneckenkopfes 3 befindlichen Spalt sowie durch die Durchlässe 11 in den Sammelraum vor dem Schneckenkopf strömen kann. Die Schnecke rotiert in dieser Phase, während der Druckring 10 auf Grund seiner relativ engen Passung im Zylinder 2 weitgehend in Ruhe bleibt. Es stellt sich daher eine Relativbewegung zwischen der vorderen Stirnfläche des Druckringes 10 und der Ringfläche 7 ein. Es besteht jedoch in den beiden Flächen eine relativ geringe Flächenpressung, so daß praktisch kein Verschleiß auftritt. Zusätzlich kann daran gedacht werden, die beiden Kontaktflächen einer Härtungsbehandlung zu unterziehen, z.B. zu nitrieren.

Es versteht sich, daß anstelle der im Ausführungsbeispiel gezeigten drei Durchlässe 11 eine beliebige Anzahl gewählt werden kann. Jedoch ist anzustreben, die Zahl der Stege 12, an denen Druckverluste auftreten, möglichst gering zu halten. Die Druckverluste können auch dadurch klein gehalten werden, daß die in Strömungsrichtung gemessene Länge der Stege 12 kurz gehalten wird.

Zusätzlich zu den eingangs erwähnten Vorteilen kommt hinzu, daß bei der erfindungsgemäßen Rückströmsperre eine weitgehend homogene Masse in den Sammelraum vor der Schnecke gelangt. Bei den bekannten Rückströmsperren, bei denen die Sternarme Aufprallstellen bilden, entstehen hinter diesen Sternarmen Verwirbelungen, die zu Inhomogenitäten führen können. Außerdem ist mittels der hier vorgeschlagenen Rück—

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Stromsperre eine schnellere Schließbewegung des Druckringes 10 bei der Vorwärtsbewegung der Schnecke erzielbar.

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Claims

Patent-(Schutz-)Ansprüche

1.) Ruckströmsperre am Schneckenkopf von Schneckenspritzgießinaschinen, bei denen die Plastifizierung und Förderung des Kunststoffes durch die Drehbewegung der Schecke und das Einspritzen des Kunststoffes durch die Axialbewegung der Schnecke erfolgt, mit einem auf dem Schneekenkopf zwischen zwei Anschlägen frei verschiebbaren Druckring, der mit seinem Außenumfang dicht an der ZyIinderinnenwand anliegt und an seinem Innenumfang einen Durchlaßspalt für plastifizierten Kunststoff frei läßt und dessen vorderer Anschlag durch ein Formteil mit Durchlässen für den Kunststoff gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche des den vorderen Anschlag bildenden Formteiles (3) mit dem Druckring > (lO) eine in Umfangsrichtung nicht unterbrochene Ringfläche (7) ist.

2. Rückströmsperre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ringfläche (7) tragenden, zwischen den Durchlässen (11) vorhandenen radialen Stege (12) strömungsgünstig profiliert sind.

3. Rückströmsperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (3) eine konische Schneckenspitze (5). aufweist, in deren Konusfläche die Durchlässe (H) münden.

^li, Rückströmsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (11) sich zur Schneckenspitze hin im Querschnitt erweitern.

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5. Rüclcströrasperre nach einem der Ansprüche 1 bis >i, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitigen Kontaktflächen des Formteiles (3) und des Druckringes (10) gepanzert sind.

6. Rückströmsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Ringfläehe (7) tragenden, zwischen den Durchlässen (ll) vorhandenen radialen Stege (12) sich nur über einen Teil der Länge der Durchlässe (il) erstrecken.

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