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Spritzeinheit für eine Spritzgußmaschine
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Die Erfindung betrifft eine Spritzeinheit einer Spritzgußmaschine,
umfassend einen Schneckenzylinder, eine in diesem drehbar und axial verschiebbar
angeordnete Schnecke, die an ihrer Spitze mit einem eine Rückflußsperre aufweisenden
Spritzkolben zum Austreiben der Spritzgußmasse durch eine absperrbare Spritzdüse
verbunden ist, und eine Antriebsvorrichtung zum Drehen und axialen Verschieben der
Schnecke.
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Derartige Spritzeinheiten sind seit langer Zeit bekannt. Sie arbeiten
in der Weise, daß das von der Schnecke im Schneckenzylinder in Richtung auf die
Spritzdüse geförderte unstoffmaterial plastifiziert und bei abgesperrter Spritzdüse
zwischen dieser und dem Spritzkolben angesammelt wird, wobei die Schnecke zusammen
mit dem Spritzkolben durch das sich anhäufende Material von der Spritzdüse weggedrückt
wird. Ist die für einen Spritzgießvorgang erforderliche Menge zwischen der Spritzdüse
und dem Spritzkolben vorhanden, wird die Schnecke zusammen mit dem Spritzkolben
in Rich-.
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tung auf die nun geöffnete Spritzdüse vorgeschoben und drückt die
Spritzgußmasse in die Form, wobei die Rückflußsperre einen Rückfluß der Spritzgußmasse
in die Schneckengänge verhindert.
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Spritzeinheiten dieser Bauart haben den Nachteil, daß die Fertigung
großer Spritzgußteile oder das Füllen von Mehrfachformen in einem einzigen Spritzgußvorgang
nur mit großem baulichem Aufwand möglich ist, da eine entsprechend große Menge an
einspritzbarem Material zwischen der Einspritzdüse und dem Spritzkolben bereitgestellt
werden muß.
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Dies kann entweder dadurch erreicht werden, daß der Durchmesser des
Schneckenzylinders entsprechend erhöht wird. In diesem Falle muß auch ein großes
Drehmoment aufgewandt werden, um die entsprechend dicke Schnecke drehen zu können.
Die andere Möglichkeit besteht darin, den Schneckenzylinder und den Verschiebeweg
der Schnecke entsprechend zu verlängern. Dies bedeutet jedoch eine große Baulänge
der Spritzeinheit. Ein weiterer Nachteil der bekannten Spritzeinheiten der oben
genannten Art besteht darin, daß das Volumen der für einen Spritzvorgang zur Verfügung
stehenden Spritzgußmasse nur in geringem Umfang variiert werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorstehend
genannten Nachteile eine Spritzeinheit der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß bei geringem baulichem Aufwand das Volumen der für einen Spritzgußvorgang benötigten
Spritzgußmasse auf einfache Weise variiert und insbesondere auch ein großes Volumen
bereitgestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spritzkolben
lösbar mit der Schneckenspitze verbunden und in einem Spritzzylinder geführt ist,
der an seinem einen Ende lösbar mit dem Schneckenzylinder verbunden ist und an seinem
anderen Ende die Spritzdüse trägt.
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Durch einfaches Austauschen des Spritzkolbens und des Spritzzylinders
kann ohne Veränderung des Durchmessers des Schneckenzylinders und/oder des Verschiebeweges
der Schnecke das für einen Spritzgußvorgang erforderliche Materialvolumen in weitem
Umfange verändert werden. Damit ist es möglich, auch große Spritzgußteile herzustellen
oder Mehrfachformen in einem einzigen Arbeitsgang zu füllen.
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Vorzugsweise weist der Spritzkolben ein mit der Schnecke verbindbares
Mittelteil und einen dieses koaxial umgebenden Außenring auf, wobei das Mittelteil
mindestens einen im wesentlichen achsparallel verlaufenden Kanal aufweist, dessen
schneckennahes Eintrittsende mit dem Schneckenzylinder und dessen schneckenfernes
Austrittsende mit dem zwischen Spritzkolben und Spritzdüse liegenden Teil des Spritzzylinders
in Verbindung steht, und wobei das Eintrittsende durch eine axiale Verschiebung
des Außenringes absperrbar ist. Das Mittelteil des Spritzkolbens kann beispielsweise
in die Schneckenspitze einschraubbar sein. Bei einem Austauschen
des
Spritzzylinders genügt es beispielsweise, nur den Außenring auszutauschen, während
das Mittelteil des Spritzkolbens unter Umständen beibehalten werden kann. Der Außenring
bildet die Rückflußsperre des Spritzkolbens, indem er beim Füllen des zwischen dem
Spritzkolben und der Einspritzdüse liegenden Raumes mit der Spritzgußmasse von der
Schneckenspitze weggedrückt wird und dabei das Eintrittsende des in dem Mittelteil
des Spritzkolbens verlaufenden Kanales freigibt. Wird die Schnecke zusammen mit
dem Spritzkolben dann während des Einspritzvorganges vorgeschoben, wird der Außenring
in Richtung auf die Schneckenspitze gedrückt und verschließt dabei das Eintrittsende
des Kanales. Zur besseren Abdichtung ist es zweckmäßig, wenn der Außenring auf seiner
der Schnecke zugewandten Seite eine Dichtfläche aufweist, der eine komplementäre
Dichtfläche an der Schneckenspitze zugeordent ist.
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Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit der beigefügten
Zeichnung die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles. Die einzige Figur zeigt
einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Spritzeinheit.
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Die allgemein mit 10 bezeichnete Spritzeinheit umfaßt einen Schneckenzylinder
12, in dem eine Schnecke 14 drehbar und axial verschiebbar angeordnet ist. Die Schnecke
14 ist an ihrem rückwärtigen
Ende (in der Figur das rechte Ende
der Schnecke) über eine nur schematisch angedeutete eilverzallnung 16 drehfest mit
einem Zahnrad 18 verbunden, das mit einem Zahnrad 20 in Eingriff steht, das seinerseits
von einem Antriebsmotor 22 her angetrieben wird.
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Das rückwärtige Ende der Schnecke 14 ist ferner mit einem Kolben 24
verbunden, der in einem Zylinder 26 verschiebbar geführt ist. Durch Beaufschlagung
des Kolbens 24 mit einem Druckmittel kann die Schnecke 14 in Richtung des Pfeiles
A in dem Schneckenzylinder 12 axial verschoben werden.
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Der Antrieb zum Drehen und axialen Verschieben der Schnecke 14 ist
vorstehend nur schematisch beschrieben, da er an sich bekannt ist und nicht näher
erläutert zu werden braucht.
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Das in der Figur linke vordere Ende des Schneckenzylinders 12 besitzt
einen Ringflansch 28, an den koaxial zum Schneckenzylinder 12 ein durchmessergrößerer
Spritzzylinder 30 mittels eines entsprechenden Gegenflansches 32 und Schraubbolzen
34 angeflanscht ist. Der Spritzzylinder 30 trägt an seinem dem Schneckenzylinder
12 fernen Ende einen Düsenkopf 36 mit einer Spritzdüse 38, wobei ein aus dem Innenraum
des spritzzyli.nders 30 durch die Spritzdüse 38 verlaufender Kanal 40 durch einen
nur schematisch angedeuteten Drehschieber 42 absperrbar ist. Es kann selbstverständlich
auch
jede andere Art von Verschluß verwendet werden.
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In dem Spritzzylinder 30 ist ein Spritzkolben 44 geführt, der ein
koaxial zur Zylinderachse angeordnetes Mittelteil 46 und einen auf diesem axial
verschiebbar geführten Außenring 48 umfaßt. Das Mittelteil 46 ist in eine axiale
Sackbohrung 50 in der Schnecke 14 eingeschraubt. Es weist einen von seinem der Schneckenspitze
fernen Ende in Richtung auf die Schneckenspitze verlaufenden axialen Kanal 52 auf,
der über annähernd radiale Abschnitte 54 eine Verbindung zwischen dem Innenraum
des Schneckenzylinders 12 und dem Innenraum des Spritzzylinders 30 herstellt. Diese
Verbindung kann durch den Außenring 48 unterbrochen werden, der auf dem Mittelteil
46 zwischen der durch ausgezogene Linien wiedergegebenen Stellung und der durch
gestrichelte Linien wiedergegebenen Stellung axial verschiebbar geführt ist. In
seiner durch ausgezogene Linien wiedergegebenen Stellung wird der Außenring 48 durch
einen radialen Bund 56 an dem Mittelteil 46 und einen entsprechenden radialen Bund
58 an dem Außenring 48 gehalten.
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In dieser Stellung gibt der Außenring 48 die Verbindung zwischen dem
Schneckenzylinder 12 und dem Spritzzylinder 30 frei, so daß Xunststoffmaterial,
welches dem Schneckenzylinder 12 über eine schematisch angedeutete Zuführvorrichtung
60 zugeführt
und von der Schnecke 14 beim Vorschieben in Richtung
auf den Spritzzylinder 30 plastifiziert wurde, durch die Kanäle 54 und 52 in den
Spritzzylinder 30 gelangen kann. In dieser Stellung wird der Außenring 48 durch
das von der Schnecke 14 geförderte Material gehalten, wobei die Schnecke 14 zusammen
mit dem Spritzkolben 44 beim Füllen des Raumes zwischen dem Düsenkopf 36 und dem
Spritzkolben 44 allmählich entgegen der Richtung des Pfeiles A zurückgedrängt werden.
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In der gestrichelt dargestellten Stellung überdeckt der Außenring
48 die Eintrittsöffnungen der Kanäle 54, so daß die Verbindung zwischen dem Schneckenzylinder
12 und dem Spritzzylinder 30 unterbrochen ist. Dabei liegt der Außenring 48 mit
einer konischen Dichtfläche 62 an einer komplementären Konus-Fläche 64 der Schneckenspitze
an, so daß eine gute Abdichtung erzielt wird. Diese Stellung nimmt der Außenring
48 beim Vorschieben der Schnecke in Richtung des Pfeiles A selbsttätig ein, so daß
nach öffnen des Drehschiebers 42 das in dem Spritzzylinder 30 befindliche Material
in die Spritzgußform eingefüllt werden kann.
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Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, kann ohne eine Änderung des
Durchmessers des Schneckenzylinders oder des Schiebeweges der Schnecke ein großes
Volumen der für einen Spritzvorgang erforderlichen Spritzgußmasse allein dadurch
erreicht werden, daß
man einen Spritzzylinder mit einem entsprechend
großen Durchmesser an den Schneckenzylinder anflanscht. Die Anpassung des Spritzkolbens
44 erfolgt durch Auswechseln des Außenringes 48. Herkömmliche Spritzeinheiten können
zu einer Spritzeinheit der erfindungsgemäßen Art auf einfache Weise umgerüstet werden,
indem sie mit einem entsprechenden Flansch zum Anflanschen eines Spritzzylinders
versehen werden und indem geeignete Maßnahmen zur Verbindung zwischen Spritzkolben
und Schnecke getroffen werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich insbesondere zur Verarbeitung
von glasfaserverstärktem Polyester und von Eslastomeren.
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Es ist noch zu erwähnen, daß anstelle der Schraubbolzen 34 auch andere
Mittel zur Verbindung von Schneckenzylinder 12 und Spritzzylinder 30 vorgesehen
sein können. So könnte beispielsweise eine hydraulische Klemmvorrichtung vorgesehen
sein, die ein rasches Auswechseln des Spritzzylinders 30 ermöglicht.