AT524258A2

AT524258A2 - Schnecke für Spritzgießmaschine, Einspritzvorrichtung und Spritzgießmaschine

Info

Publication number: AT524258A2
Application number: ATA50810/2021A
Authority: AT
Inventors: YUFU Takuya; Nakagawa Kazuma; KASHIWABARA Yugo
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2020-10-13
Filing date: 2021-10-11
Publication date: 2022-04-15
Also published as: US20220111571A1; CN114347407A; TW202216409A; AT524258A3; DE102021126434A1; AT524258B1; US12172352B2; KR20220048960A; CN114347407B; JP2022063947A

Abstract

An einer Schnecke (18) einer Spritzgießmaschine (1) ist ein abgestufter Schneckengang (28) ausgebildet. Der abgestufte Schneckengang (28) ist ein Schneckengang (21), bei dem ein stufenförmiger Stufenabschnitt an seinem oberen Abschnitt (29) ausgebildet ist. Der obere Abschnitt (29) des Schneckengangs (21) umfasst einen Abschnitt (31) mit großem Durchmesser auf einer stromaufwärtigen Seite und einen Stegabschnitt (32) auf einer stromabwärtigen Seite. Wenn ein Spaltverhältnis m zwischen einem Spalt H1 zwischen dem Stegabschnitt (32) und einer Bohrung (35) des Heizzylinders (17) und einem Spalt H2 zwischen dem Abschnitt (31) mit großem Durchmesser und der Bohrung (35) als H1/H2 definiert ist, wird das Spaltverhältnis m so gewählt, dass es 2,3 ≤ m ≤ 6,4 beträgt.

Description

Spritzgießmaschine.

Eine Einspritzvorrichtung einer Spritzgießmaschine umfasst einen Heizzylinder und eine Schnecke, die in eine Bohrung des Heizzylinders eingefügt ist. An der Schnecke ist ein Schneckengang zum Schmelzen und Messen eines Einspritzmaterials

ausgebildet, wobei der Schneckengang verschiedene Formen hat.

Eine Schnecke, die im japanischen Patent Nr. 4977258 (Patentliteratur 1) beschrieben ist, weist beispielsweise einen abgestuften Schneckengang auf, an dem ein stufenförmiger Stufenabschnitt im oberen Abschnitt des Schneckengangs ausgebildet ist. In dem abgestuften Schneckengang, an dem oberen Abschnitt des Schneckengangs, ist eine stromaufwärtige Seite des Stufenabschnitts, d.h. die Trichterseite, ein Abschnitt mit großem Durchmesser, und eine stromabwärtige Seite, d.h. die

Seite der Einspritzdüse, ein Stegabschnitt.

Die vorliegenden Erfinder haben festgestellt, dass es ein Problem gibt, dass die Plastifizierungskapazität der Schnecke mit dem abgestuften Schneckengang in einer Einspritzvorrichtung mit der in Patentschrift 1 beschriebenen Schnecke erhöht werden sollte. Die mit dem abgestuften Schneckengang versehene Schnecke hat eine geringere Extrusionsmenge des Einspritzmaterials als eine sogenannte herkömmliche Schnecke, die keinen stufenförmigen Stufenabschnitt am oberen Abschnitt des Schneckengangs aufweist und den gleichen Durchmesser hat. Dies liegt daran, dass der Spalt zwischen dem Heizzylinder und der Bohrung im oberen Abschnitt des Schneckengangs nur im Bereich des großen

Durchmessers klein ist, während der Spalt im Stegbereich groß

ist. Dies liegt daran, dass die Dichtungswirkung an dem oberen Abschnitt des Schneckengangs geringer ist als bei der

herkömmlichen Schnecke.

Daher geben beispielhafte Aspekte der vorliegenden Offenbarung eine Schnecke, eine Einspritzvorrichtung und eine Spritzgießmaschine mit hoher Plastifizierungskapazität an.

Ein Aspekt der nicht einschränkenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Schnecke einer Spritzgießmaschine mit der folgenden Konfiguration. Das heißt, an der Schnecke ist ein abgestufter Schneckengang ausgebildet. Der abgestufte Schneckengang ist ein Schneckengang, in dem ein stufenförmiger Stufenabschnitt an einem oberen Abschnitt des Schneckengangs ausgebildet ist, wobei ein Abschnitt mit großem Durchmesser an einer stromaufwärtigen Seite und ein Stegabschnitt an einer stromabwärtigen Seite ausgebildet sind. Wenn ein Spaltverhältnis m zwischen einem Spalt Hı zwischen dem Stegabschnitt und einer Bohrung eines Heizzylinders und einem Spalt H2 zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser und der Bohrung des Heizzylinders als H+: /H; definiert ist, wird 2,3 sm Ss

6,4 gewählt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann, wenn das Spaltverhältnis m so gewählt wird, dass es 2,3 oder mehr und 6,4 oder weniger für die Schnecke mit dem abgestuften Schneckengang beträgt, ein Effekt zur Erhöhung der Extrusionsmenge erzielt werden. Das heißt, die Plastifizierungskapazität wird

verbessert.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform.

Fig. 2 ist eine Frontalschnittansicht, die eine Einspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden

beispielhaften Ausführungsform zeigt.

Fig. 3 ist eine Vorderansicht, die einen Teil einer Schnecke gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zeigt.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die einen abgestuften Schneckengang in der Schnecke gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zeigt.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die den abgestuften Schneckengang in der Schnecke gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zeigt, und ein Graph, der einen Schmierungsdruck zeigt, der an einem oberen Abschnitt des abgestuften Schneckengangs aufgrund eines Einspritzmaterials erzeugt wird, das in einen Spalt zwischen dem abgestuften Schneckengang und einer Bohrung eines Heizzylinders fließt.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das schematisch das Verhalten einer viskosen Flüssigkeit zeigt, die in einem Spalt zwischen einem beweglichen Teil und einem feststehenden Teil fließt.

Fig. 7 ist ein Graph, der die Änderung des Lastkapazitätskoeffizienten in Bezug auf den Schmierungsdruck am oberen Abschnitt des Schneckengangs zeigt, wenn ein Formfaktor ß in dem abgestuften Schneckengang geändert wird.

Fig. 8 ist ein Graph, der die Änderung des Lastkapazitätskoeffizienten in Bezug auf den Schmierungsdruck am oberen Abschnitt des Schneckengangs zeigt, wenn das Spaltverhältnis m im abgestuften Schneckengang geändert wird.

Fig. 9 ist ein Graph, der den Grad der Amplitude der Schnecke bei verschiedenen Schneckenpositionen von jeder der drei Schnecken zeigt, die abgestufte Schneckengänge mit verschiedenen Spaltverhältnissen m und eine herkömmliche Schnecke enthalten, basierend auf der Tatsache, dass,

wenn die Schnecke in dem Heizzylinder gedreht wird, die

Schnecke schwingt und eine Drehwelle davon exzentrisch in Bezug auf eine Mittelachse des Heizzylinders ist.

Fig. 10 ist eine Schnittansicht, die den abgestuften Schneckengang der Schnecke gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zeigt, der in dem Heizzylinder vorgesehen ist.

Fig. 11 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Spaltverhältnis m und dem Lastkapazitätskoeffizient zeigt.

Fig. 12 ist eine Schnittansicht, die eine obere Hälfte des abgestuften Schneckengangs der Schnecke gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt, der in dem Heizzylinder oberhalb der Mittelachse der Schnecke

vorgesehen ist.

Nachfolgend wird eine bestimmte beispielhafte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die folgende beispielhafte Ausführungsform beschränkt. Die folgende Beschreibung und die Zeichnungen wurden vereinfacht, um die Beschreibung zu verdeutlichen. In den Zeichnungen sind dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei auf doppelte Erklärungen, je nach Bedarf verzichtet wird. Außerdem gibt es einen Abschnitt, in dem auf Schraffuren verzichtet wurde, damit die Zeichnung nicht zu kompliziert wird.

ES wird die vorliegende beispielhafte Ausführungsform

beschrieben.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst eine Spritzgießmaschine 1 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform eine auf einem Bett B vorgesehene Formspannvorrichtung 2 und eine Einspritzvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, die später beschrieben wird. Die

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfasst eine Spritzgießmaschine 1 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform eine auf einem Bett B vorgesehene Formspannvorrichtung 2 und eine Einspritzvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden beispielhaften

Ausführungsform, die später beschrieben wird. Die

Formspannvorrichtung 2 umfasst eine feststehende Platte 7, eine bewegliche Platte 8, ein Formspanngehäuse 9, Zugstangen 10, 10,

‚ die das Formspanngehäuse 9 und die feststehende Platte 7 verbinden, und einen Formspannmechanismus 11, der aus einem Kniehebelmechanismus besteht. Auf der feststehenden Platte 7 und der beweglichen Platte 8 sind Formen 13 und 14 vorgesehen. Wenn ein Formspannmechanismus 11 angetrieben wird, werden die Formen

13 und 14 gespannt.

Die Einspritzvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist derart vorgesehen, dass sie sich in Bezug auf die Formspannvorrichtung 2 vorwärts und rückwärts bewegen kann und ein Einspritzmaterial in die von der Formspannvorrichtung 2 gespannten Formen 13 und 14 einspritzt. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfasst die Einspritzvorrichtung 3 einen Heizzylinder 17 und eine Schnecke 18 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform. In der Nähe eines hinteren Endabschnitts des Heizzylinders 17 befindet sich ein Trichter 19, wobei an einer Spitze eine Einspritzdüse 20 vorgesehen ist. Wenn das Einspritzmaterial in den Trichter 19 eingefüllt und die Schnecke 18 gedreht wird, wird das Einspritzmaterial geschmolzen, weitergeleitet und gemessen. Das heißt, in der Einspritzvorrichtung 3 ist eine Seite des Trichters 19 eine stromaufwärtige Seite und eine Seite der Einspritzdüse 20 eine stromabwärtige Seite. Die Schnecke 18 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist durch einen Teil der Form eines Schneckengangs 21 gekennzeichnet und wird im Folgenden beschrieben. Insgesamt ist die Schnecke 18 wie folgt beschaffen. Die Tiefe einer von dem Schneckengang 21 der Schnecke 18

Die Einspritzvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist derart vorgesehen, dass sie sich in Bezug auf die Formspannvorrichtung 2 vorwärts und rückwärts bewegen kann und ein Einspritzmaterial in die von der Formspannvorrichtung 2 gespannten Formen 13 und 14 einspritzt. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfasst die Einspritzvorrichtung 3 einen Heizzylinder 17 und eine Schnecke 18 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform. In der Nähe eines hinteren Endabschnitts des Heizzylinders 17 befindet sich ein Trichter 19, wobei an einer Spitze eine Einspritzdüse 20 vorgesehen ist. Wenn das Einspritzmaterial in den Trichter 19 eingefüllt und die Schnecke 18 gedreht wird, wird das Einspritzmaterial geschmolzen, weitergeleitet und gemessen. Das heißt, in der Einspritzvorrichtung 3 ist eine Seite des Trichters 19 eine stromaufwärtige Seite und eine Seite der Einspritzdüse 20 eine

stromabwärtige Seite.

Die Schnecke 18 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist durch einen Teil der Form eines Schneckengangs 21 gekennzeichnet und wird im Folgenden beschrieben. Insgesamt ist die Schnecke 18 wie folgt beschaffen. Die Tiefe einer von dem Schneckengang 21 der Schnecke 18

Die Schnecke 18 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist durch einen Teil der Form eines Schneckengangs 21 gekennzeichnet und wird im Folgenden beschrieben. Insgesamt ist die Schnecke 18 wie folgt beschaffen.

Die Tiefe einer von dem Schneckengang 21 der Schnecke 18

gebildeten Rille ändert sich in Jedem Teil der Schnecke 18, wobei das Innere des Heizzylinders 17 unterteilt ist. Das heißt, die Rille ist auf der stromaufwärtigen Seite der Schnecke 18 tief ausgebildet, um als Zuführabschnitt 23 zu dienen, in den das Einspritzmaterial stromabwärts geleitet wird, während es erhitzt wird. Dann ändert sich die Tiefe der Rille allmählich flach in dem mittleren Strom, um als Kompressionsabschnitt 24 zu dienen, in dem das Einspritzmaterial komprimiert wird, während es geschmolzen wird. Auf der stromabwärtigen Seite ist die Rille flach ausgebildet und dient als Messabschnitt 25, in dem das

Einspritzmaterial gemessen wird.

Ein Teil der Schnecke 18 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in Fig. 3 vergrößert dargestellt, wobei die Schnecke 18 dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Teil des Schneckengangs 21 ein abgestufter Schneckengang 28 ist. Der abgestufte Schneckengang 28, dessen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 3 in Fig. 4 gezeigt ist, ist durch einen oberen Abschnitt 29 desselben gekennzeichnet. Das heißt, der abgestufte Schneckengang 28 ist als stufenförmiger Stufenabschnitt an dem oberen Abschnitt 29 ausgebildet und umfasst einen Abschnitt mit großem Durchmesser 31 auf der stromaufwärtigen Seite und einen Stegabschnitt 32 auf der stromabwärtigen Seite. Da der Stegabschnitt 32 einen um eine Stufe 33 kleineren Durchmesser hat als der Abschnitt mit großem Durchmesser 31, ist ein Spalt Hı zwischen einer Bohrung 35 des Heizzylinders 17 und dem Stegabschnitt 32 größer als ein Spalt H, zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser 31 und der Bohrung 35 des Heizzylinders 17. Da der abgestufte Schneckengang 28 auf diese Weise ausgebildet ist, tritt das geschmolzene Einspritzmaterial ein, wird ein entsprechender Schmierungsdruck an dem oberen Abschnitt 29 erzeugt und wird verhindert, dass der Heizzylinder 17 und die

Schnecke 18 miteinander in Kontakt kommen.

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In dieser beispielhaften Ausführungsform ist der abgestufte Schneckengang 28 in dem Kompressionsabschnitt 24 und in dem Messabschnitt 25 vorgesehen. Dies liegt daran, dass, wenn sich die Schnecke 18 dreht, die Schnecke 18 schwingen kann und eine Drehwelle davon exzentrisch von einer Achse des Heizzylinders 17 sein kann, wobei ein Grad der Amplitude in dem Kompressionsabschnitt 24 relativ groß ist und in dem Messabschnitt 25 neben dem Kompressionsabschnitt 24 am zweitgrößten ist. Daher ist der abgestufte Schneckengang 28 in diesen Abschnitten vorgesehen. Aber auch wenn der abgestufte Schneckengang 28 lediglich in dem Kompressionsabschnitt 24 mit einem großen Amplitudengrad vorgesehen ist, kann der Effekt der Verhinderung des Kontakts zwischen dem Heizzylinder 17 und der

Schnecke 18 erzielt werden.

Wenn sich die Schnecke 18 dreht, um das Einspritzmaterial vorwärts zu befördern, wird in dem abgestuften Schneckengang 28 im Vergleich zu dem Schneckengang der herkömmlichen Schnecke der Stegabschnitt 32 ausgebildet, fließt das Einspritzmaterial aufgrund des großen Spaltes Hı ohne Widerstand und ist die Plastifizierungskapazität geringer als die der herkömmlichen Schnecke. Die Schnecke 18 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist jedoch durch einen numerischen Bereich des Spaltverhältnisses m gekennzeichnet und weist unabhängig von der Tatsache, dass der abgestufte Schneckengang 28 vorgesehen ist, eine hohe Plastifizierungskapazität auf. Das Spaltverhältnis m ist das Verhältnis zwischen dem Spalt H,ı und dem Spalt H,;, d.h. m = Hı/H2, und wird speziell in dem folgenden Zahlenbereich

gewählt.

2,35 ms 6,4 (Zahlenbereich A)

Wenn also das Spaltverhältnis m gewählt wird, verbessert sich

die Plastifizierungskapazität. Diese Tatsache wurde in einem

später beschriebenen Versuch nachgewiesen. Nach der

theoretischen Studie, die auf einem weiter unten beschriebenen Modell beruht, Liegt der ideale Bereich für das Spaltverhältnis m jedoch bei 1,65 oder mehr und 2,15 oder weniger. Dies liegt daran, dass in diesem Bereich ein hoher Schmierungsdruck erzielt werden kann. Der in der vorliegenden Ausführungsform gewählte Zahlenbereich A des Spaltverhältnisses m ist ein Wertebereich,

der größer ist als der obige Idealbereich.

Hier stellen sich zwei Fragen. Die erste Frage ist, ob die Plastifizierungskapazität höher ist als die der Schnecke im Idealbereich, unabhängig davon, dass der Zahlenbereich A größer ist als der Idealbereich. Je größer das Spaltverhältnis m ist, desto größer ist der Spalt Hı in dem Stegabschnitt 32, desto leichter fließt das Harzmaterial, und desto geringer sollte die Plastifizierungskapazität sein. Dies steht jedoch im Widerspruch zu dieser Erwartung. Die zweite Frage ist, ob der erforderliche Schmierungsdruck auch dann erzeugt wird, wenn das Spaltverhältnis m außerhalb des Idealbereichs liegt. Was die erste Frage betrifft, so wurde, wie oben beschrieben, durch den Versuch festgestellt, dass die Schnecke 18 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine höhere Plastifizierungskapazität hat als die Schnecke mit einem Spaltverhältnis m im Idealbereich. Was die zweite Frage betrifft, so wird durch den Versuch bestätigt, dass der erforderliche Schmierungsdruck erreicht werden kann. Dies wird

im Folgenden beschrieben. Zunächst wird das Verhalten des Einspritzmaterials in dem abgestuften Schneckengang 28 anhand eines Modells theoretisch

untersucht.

Schmierungslastkapazität W>

Zunächst wird der Mechanismus zur Erzeugung des Schmierungsdrucks in dem abgestuften Schneckengang 28 beschrieben, wobei eine abstoßende Kraft, die verhindert, dass der obere Abschnitt 29 des abgestuften Schneckengangs 28 mit der Bohrung des Heizzylinders 17 in Berührung kommt, d.h. die Schmierungslastkapazität W, durch eine mathematische Formel

ausgedrückt wird.

Wenn sich die Schnecke 18 in dem Heizzylinder 17 dreht, wird der abgestufte Schneckengang 28 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in Bezug auf die Bohrung des Heizzylinders 17 angetrieben, wobei diese Geschwindigkeit in eine Komponente parallel zu dem abgestuften Schneckengang 28 und eine Komponente senkrecht zu dem abgestuften Schneckengang 28 unterteilt werden kann. Betrachtet man die Komponente senkrecht zu dem abgestuften Schneckengang 28, wie in Fig. 5 gezeigt, so scheint sich der abgestufte Schneckengang 28 mit einer Geschwindigkeit U' nach links in Bezug auf den Heizzylinder 17 zu bewegen. Unter der Annahme, dass der abgestufte Schneckengang 28 feststeht, kann man davon ausgehen, dass sich der Heizzylinder 17 mit einer Geschwindigkeit U nach rechts bewegt. Die Geschwindigkeit U hat dieselbe Größe wie die Geschwindigkeit U' und eine Richtung, die

jener der Geschwindigkeit U' entgegengesetzt ist.

Das geschmolzene Einspritzmaterial tritt in den Spalt H: ein und wird aus dem Spalt H, ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt entsteht der Schmierungsdruck. Die Verteilung der Geschwindigkeit v des Einspritzmaterials in den Spalten H; und H, ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Der Schmierungsdruck p erreicht einen Maximalwert Ps an der Grenze zwischen dem Abschnitt mit dem großen Durchmesser 31 und dem Stegabschnitt 32, d.h. in der Nähe des Stufenabschnitts, und ist an beiden Stirnflächen des abgestuften Schneckengangs 28 im Wesentlichen null. Dann ändert sich der Schmierungsdruck p in jedem der Abschnitte mit großem

Durchmesser 31 und dem Stegabschnitt 32 linear. Der Grund, warum

sich der Schmierungsdruck p linear ändert, besteht darin, dass die Strömung des geschmolzenen Harzes mit einer hohen Viskosität eine laminare Strömung ist und die laminare Strömung den Druck

im Verhältnis zur Fließstrecke verliert.

Hier wird das allgemeine Verhalten eines viskosen Fluids zwischen zwei Ebenen betrachtet, die sich relativ zueinander bewegen. Fig. 6 zeigt ein Modell mit einem feststehenden Teil 37 und einem beweglichen Teil 38, das mit einer Geschwindigkeit V relativ zu dem feststehenden Teil 37 gleitet. Zwischen dem feststehenden Teil 37 und dem beweglichen Teil 38 ist ein Newtonsches Fluid eingefüllt. Betrachtet man das Gleichgewicht der Kräfte, die auf ein winziges Element 39 des Fluids wirken, so ergibt sich die Gleichung 1 aus dem Gleichgewicht der Kräfte

in Richtung der x-Achse. Dabei ist p der Druck und TtT eine

Scherkraft. dp_ dr dx dy (Gleichung 1)

Die Scherkraft tıT ist durch Gleichung 2 gegeben, wobei u die Viskosität des Fluids und v die Strömungsgeschwindigkeit des

Fluids in x-Richtung ist.

(Gleichung 2)

Gleichung 3 kann aus Gleichung 1 und Gleichung 2 abgeleitet

werden. BD a0 dx 8 y

(Gleichung 3) Die Gleichung 3 kann auch aus der so genannten Navier-StokesGleichung abgeleitet werden, die eine stetige Strömung eines

nicht komprimierbaren Fluids darstellt.

Strömungsgeschwindigkeit v und der Druckverteilung darstellt.

h-y 1 dp =V SL LE _ Y h 5pd A{h- y)

(Gleichung 4)

Unter Berücksichtigung der Einheitsbreite senkrecht zur Papieroberfläche ergibt sich die Strömungsrate Q des durch den Spalt h fließenden Fluids aus Gleichung 5, die man durch

Integration von Gleichung 4 erhält.

h 3 Q | vd 2 12uc

(Gleichung 5)

Die Strömungsrate 0x des geschmolzenen Harzes, das durch den Spalt Hı und den Spalt H; in dem in Fig. 5 gezeigten Modell fließt, wird mit der Gleichung 5 berechnet. Die Strömungsrate 0x ist in dem Spalt Hı und im Spalt Hz; gleich. Wenn die Breite des abgestuften Schneckengangs 28 als Bı und die Breite des Stegabschnitts 32 als B,; definiert ist, ist der Druckgradient dp/dx im Spalt H1 durch Ps/B; und in dem Spalt Hz durch (0Ps)/(Bı-B2) gegeben.

Die Strömungsrate 0x ergibt sich somit aus Gleichung 6.

HP HH H}0-P. HH Os LAD DL 4 Ly i2uB, 2 12x Bı-B 2

(Gleichung 6)

Löst man die Gleichung 6 nach dem Maximalwert Ps des

Schmierungsdrucks auf, so erhält man die Gleichung 7.

124B,(8,- B)_ 1 HH B,- B.)+H,)B, 2

_ 6WUB,(B,- B.)(H,- H.)

U(H,- H,) ' } AH (Bı- Bo)+ 4 Ba

‚=

(Gleichung 7)

Die Schmierungslastkapazität W pro Längeneinheit in dem abgestuften Schneckengang 28 erhält man durch Integrieren des Schmierungsdrucks p in Breitenrichtung des abgestuften Schneckengangs 28. Wie in Fig. 5 gezeigt, ändert sich der Schmierungsdruck p wie ein Dreieck mit einer Basislänge von Bı und einer Höhe von Ps. Die Lastkapazität W ist somit als die Fläche des Dreiecks gegeben. Die auf diese Weise berechnete

Lastkapazität W ist in Gleichung 8 dargestellt.

„AE Kr Ku =3601- B)(m- 1) An: T m {1- B)+B AH, BB

(Gleichung 8)

Kw ist ein Lastkapazitätskoeffizient, m ist das Spaltverhältnis, d.h. das Verhältnis zwischen den Spalten H,ı und H;, und ß ist ein Formfaktor, d.h. ein Verhältnis zwischen der Schneckengangbreite

Bı und der Breite B,; des Stegabschnitts 32.

In dem abgestuften Schneckengang 28 wird zwischen dem oberen Abschnitt 29 und der Bohrung des Heizzylinders 17 aufgrund der durch Gleichung 8 dargestellten Schmierlastkapazität W eine abstoßende Kraft erzeugt, wobei der Kontakt dazwischen

verhindert wird.

Die Schmierungslastkapazität W ist proportional zu dem

Lastkapazitätskoeffizienten Kw, wobei sich der

Lastkapazitätskoeffizient Kw in Abhängigkeit von dem

Spaltverhältnis m, das das Verhältnis zwischen den Spalten Hı1 und H; ist, und dem Formfaktor ß ändert, der das Verhältnis der Schneckengangbreite Bı zur Breite B, des Stegabschnitts 32 ist. Daher zeigt ein Graph in Fig. 7 eine Änderung des Lastkapazitätskoeffizienten Kw, der durch die Gleichung 8

gegeben ist, wenn sich der Formfaktor ß in Bezug auf verschiedene Spaltverhältnisse m ändert. Ferner zeigt ein Graph in Fig. 8 eine Änderung des Lastkapazitätskoeffizienten Kw, wenn sich das Spaltverhältnis m in Bezug auf verschiedene

Formfaktoren ß ändert.

Der Lastkapazitätskoeffizient Kw beträgt 0,2 oder mehr, wenn das

Spaltverhältnis m und der Formfaktor ß wie folgt sind.

1,65 << m < 2,15 0,63 < BB < 0,79

Gleichzeitig ist die Lastkapazität W am größten, wobei ein hoher Schmierungsdruck dafür sorgt, dass der obere Abschnitt 29 des abgestuften Stegs 28 nicht mit der Bohrung 35 des Heizzylinders 17 in Berührung kommt. Dies ist die theoretische Studie für das

Modell.

Wie oben beschrieben, wird bei dem abgestuften Schneckengang 28 der Schnecke 18 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform das Spaltverhältnis m in dem Zahlenbereich A gewählt.

Es wird ein erster Versuch beschrieben.

Ziel des Versuchs:

Klärung eines Zusammenhangs zwischen dem Spaltverhältnis m und der Plastifizierungskapazität in der Schnecke 18 einschließlich

des abgestuften Schneckengangs 28.

Vorbereitung für den Versuch:

Ein Heizzylinder 17 mit einem Innendurchmesser von 91,8 mm und fünf Schnecken X, Y, A, B und C mit demselben Schneckendurchmesser und derselben Schneckengangrillentiefe wurden vorbereitet. Bei der Schnecke X handelte es sich um eine herkömmliche Schnecke mit einem flachen oberen Schneckengangabschnitt, und bei den Schnecken Y und A bis C handelte es sich um die Schnecke 18 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, bei der der abgestufte Schneckengang 28 in dem Kompressionsabschnitt 24 und in dem Messabschnitt 25 ausgebildet war. Für die Schnecken Y, A, B und C wurde das Spaltverhältnis m = Hı /Hz; geändert. Insbesondere wurde das Spaltverhältnis auf 2,00, 2,33, 4,33 bzw. 6,33

eingestellt.

Verfahren in dem Versuch:

Die Schnecken X, Y, A, B und C wurden nacheinander in den Heizzylinder 17 eingesetzt, Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) wurden als Harzmaterial zugeführt und die Extrusionsmenge gemessen. Die Extrusionsmenge ist ein Index für die Bewertung der Plastifizierungskapazität, wenn die Drehzahlen der Schnecken gleich sind. Das heißt, Je größer die Extrusionsmenge ist, desto höher ist die Plastifizierungskapazität. Die Extrusionsmenge

wurde unter den folgenden Bedingungen 1 und 2 gemessen.

"Bedingung 1": Die Schnecke wurde 90 Sekunden lang gedreht, und

das Gewicht des extrudierten Harzmaterials wurde gemessen.

"Bedingung 2": Die Schnecke wurde 10 Sekunden lang gedreht und 10 Sekunden lang angehalten, die Schnecke wurde 10 Sekunden lang gedreht und 10 Sekunden lang angehalten, ... Dieser Vorgang wurde 10 Mal wiederholt und das Gewicht des extrudierten

Harzmaterials gemessen.

Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

[Tabelle 1] Schnecke | Schnecke | Schnecke | Schnecke | Schnecke X Y A B C Spaltverhältnis - 2,00 2,33 4,33 6,33 m (H,/H2) Bedingung 4568 3996 4207 4385 4501 1 PP Bedingung 5386 4925 5036 5148 5388 2 Bedingung 5806 5343 5410 5657 5764 1 PE Bedingung 6838 6310 6455 6487 6769 2 Einheit: g

Untersuchung des Versuchs:

Das Spaltverhältnis m der Schnecke Y liegt innerhalb des idealen Zahlenbereichs, der durch eine theoretische Studie für das Modell ermittelt wurde, wobei jedoch die Extrusionsmenge kleiner ist als die der Schnecke X, die eine herkömmliche Schnecke ist. Im Gegensatz dazu ist das Spaltverhältnis m der Schnecken A, B und C größer als der ideale Zahlenbereich, wobei jedoch die

Extrusionsmenge größer ist als die der Schnecke Y.

Unter Berücksichtigung der Durchflussrate Q1 des

Einspritzmaterials, das durch den Spalt Hı des Stegabschnitts 32

fließt, kann man auf der Grundlage der Gleichung 5 die folgende

Gleichung 9 erhalten.

VE, Hy dp

Qı= 124 dx

(Gleichung 9)

Ursprünglich vergrößert sich mit zunehmendem Spaltverhältnis m zwangsläufig der Spalt Hı, so dass die Strömungsrate Q1 gemäß dem ersten Term der Gleichung 9 ansteigen sollte. Da die Durch£flussrate Qı als Leckage des Einspritzmaterials an dem oberen Abschnitt 29 des Schneckengangs 21 betrachtet wird,

sollte die Extrusionsmenge mit zunehmendem Spaltverhältnis m abnehmen. Die Ergebnisse dieses Versuchs zeigen Jedoch einen

Effekt, der dieser Erwartung entgegengesetzt ist.

Es wird eine Untersuchung unter Bezugnahme auf Fig. 10 durchgeführt. Wenn das Spaltverhältnis m groß ist, d.h. wenn der Spalt Hı größer ist als der Spalt Hz, wird davon ausgegangen, dass das Einspritzmaterial in einem Bereich stagniert, der durch das Bezugszeichen 41 in der Nähe der Stufe 33 angezeigt wird. Diese Stagnation bewirkt, dass das Einspritzmaterial zurückgedrängt wird, wobei die Dicke des Flusses des Einspritzmaterials in dem Stegabschnitt 32 dünn ist. Infolgedessen ist der scheinbare Spalt Hı' kleiner als der tatsächliche Spalt Hı. Daher wird davon ausgegangen, dass die in Gleichung 9 dargestellte Strömungsrate Qı1 kleiner ist. Je größer das Spaltverhältnis m ist, desto größer ist der Stagnationsbereich 41 und desto kleiner ist der scheinbare Spalt H1' im Vergleich zu dem tatsächlichen Spalt H-, so dass die

Strömungsrate O1 kleiner und die Extrusionsmenge größer ist. Zusammenfassung des Versuchs:

Es hat sich gezeigt, dass bei den Schnecken 18, die jeweils den

abgestuften Schneckengang 28 enthalten, die Schnecken A, B und €

mit einem Spaltverhältnis m von 2,33, 4,33 und 6,33 alle eine höhere Plastifizierungskapazität aufweisen als die Schnecke Y mit einem Spaltverhältnis m von 2,00. Unter dem Gesichtspunkt der Plastifizierbarkeit kann gesagt werden, dass der obige Zahlenbereich A als Spaltverhältnis m vorzuziehen ist. Das Spaltverhältnis m ist vorzugsweise 2,3 oder mehr und 4,3 oder

weniger.

Anschließend wurde ein zweiter Versuch durchgeführt um zu bestätigen, dass der erforderliche Schmierungsdruck für die Schnecke 18 mit dem Spaltverhältnis m in einem derartigen

Zahlenbereich A erzeugt wird.

Ziel des Versuchs: Bestätigen, ob der Schmierungsdruck in geeigneter Weise erzeugt wird um zu verhindern, dass der obere Abschnitt 29 des Schneckengangs 21 mit der Bohrung 35 in Berührung kommt, wenn sich die Schnecke 18, deren Spaltverhältnis m im Zahlenbereich A liegt, in dem Heizzylinder 17 dreht und die Menge des Einspritzmaterials gemessen wird. Vorbereitung für den Versuch: Wie in Fig. 2 gezeigt, waren in der Einspritzvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform Sensoren zur Erfassung eines Abstands zur Schnecke an mehreren Orten G7, G8, ‚ Gl2 des Heizzylinders 17 eingebettet. Die Orte G7 bis G9 entsprechen dem Kompressionsabschnitt 24, und die Orte G10 bis G12 entsprechen dem Messabschnitt 25. Als Schnecke wurden die in Versuch 1 verwendeten Schnecken X, A, B und C vorbereitet. Ablauf und Ergebnisse des Versuchs:

Ziel des Versuchs:

Bestätigen, ob der Schmierungsdruck in geeigneter Weise erzeugt wird um zu verhindern, dass der obere Abschnitt 29 des Schneckengangs 21 mit der Bohrung 35 in Berührung kommt, wenn sich die Schnecke 18, deren Spaltverhältnis m im Zahlenbereich A liegt, in dem Heizzylinder 17 dreht und die Menge des

Einspritzmaterials gemessen wird.

Vorbereitung für den Versuch:

Wie in Fig. 2 gezeigt, waren in der Einspritzvorrichtung 3 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform Sensoren zur Erfassung eines Abstands zur Schnecke an mehreren Orten G7, G8, ‚ Gl2 des Heizzylinders 17 eingebettet. Die Orte G7 bis G9 entsprechen dem Kompressionsabschnitt 24, und die Orte G10 bis G12 entsprechen dem Messabschnitt 25. Als Schnecke wurden die in

Versuch 1 verwendeten Schnecken X, A, B und C vorbereitet.

Ablauf und Ergebnisse des Versuchs:

0,17 bis 0,82 Liegt.

Untersuchung:

Es bestätigt sich, dass das Schneckenamplitudenverhältnis der Schnecke C mit einem Spaltverhältnis m von 6,4 ausreichend kleiner ist als das der herkömmlichen Schnecke und der erforderliche Schmierungsdruck erreicht werden kann. Allerdings hat diese Schnecke C einen Formfaktor ß von 0,94 und einen Lastkapazitätskoeffizient Kw von 0,056 aus der theoretischen Gleichung 8 und dürfte theoretisch nicht unbedingt einen ausreichenden Schmierungsdruck liefern. In der Praxis wurde jedoch durch Versuche bestätigt, dass der erforderliche Schmierungsdruck erreicht wird. Der Grund dafür Liegt wahrscheinlich darin, dass der scheinbare Spalt H1' kleiner ist als der Spalt Hı in dem Stegabschnitt 32, wenn das Spaltverhältnis m groß ist, wie in Fig. 10 im ersten Versuch

untersucht. Dies liegt daran, dass zum Beispiel der Graph, der

die Beziehung zwischen dem Spaltverhältnis m und dem Belastbarkeitskoeffizienten Kw zeigt, wenn der in Fig. 8 gezeigte Formfaktor ß 0,9 ist, tatsächlich so ist, wie es durch einen Graphen 50 einer Punktlinie in Fig. 11 schematisch gezeigt

ist.

Zusammenfassung des Versuchs:

Es wird bestätigt, dass in den Schnecken 18, jeweils der abgestufte Schneckengang 28 enthalten ist, die Schnecken A, B und C mit einem Spaltverhältnis m von 2,33, 4,33 und 6,33 allesamt einen erforderlichen Schmierungsdruck erzielen und den Kontakt mit der Bohrung 35 des Heizzylinders 17 in geeigneter Weise verhindern. Es hat sich gezeigt, dass die Auswahl des Spaltverhältnisses m aus dem Zahlenbereich A unter dem Gesichtspunkt der Erzielung eines erforderlichen

Schmierungsdrucks kein Problem darstellt.

Aus dem zweiten Versuch geht hervor, dass ein ausreichender Schmierungsdruck auch dann erreicht wird, wenn der Formfaktor ß 0,94 beträgt. Aus dem Graphen in Fig. 8 ist ersichtlich, dass der theoretische Lastkapazitätskoeffizient Kw 0,056 oder mehr beträgt, wenn der Formfaktor ß 0,5 und der Wert des Spaltverhältnisses m 4,6 oder weniger beträgt, und dass der theoretische Lastkapazitätskoeffizient Kw 0,056 oder mehr beträgt, wenn der Formfaktor ß 0,6 und das Spaltverhältnis m 5,2 oder weniger beträgt. Wenn der Formfaktor ß 0,95 und das Spaltverhältnis m 6,5 oder weniger beträgt, liegt der theoretische Lastkapazitätskoeffizient Kw bei 0,056 oder mehr. Es wird festgestellt, dass bei einem großen Spaltverhältnis m der tatsächliche Lastkapazitätskoeffizient Kw größer wird als der theoretische Wert und der erforderliche Schmierungsdruck erreicht wird. Man kann also sagen, dass der Bereich des Formfaktors ß vorzugsweise 0,5 oder mehr und 0,95 oder weniger

beträgt.

Als nächstes werden bevorzugte Bedingungen für den Durchmesser der Schnecke 18 untersucht. In dem Verdichtungsabschnitt 24 werden ein Einspritzmaterial 51 in festem Zustand und ein Einspritzmaterial 52 in geschmolzenem Zustand in dem Heizzylinder 17 gemischt, wie in Fig. 12 gezeigt. Das Einspritzmaterial 51 in festem Zustand wird auf einem hinteren Abschnitt des Stegs 21, d.h. auf der stromaufwärtigen Seite, aufgeschichtet, wodurch ein Feststoffbett 54 ausgebildet wird. Zwischen dem Feststoffbett 54 und der Bohrung 35 des Heizzylinders 17 bildet sich ein Schmelzefilm 55 aus einem geschmolzenen Einspritzmaterial, und auf der stromaufwärtigen Seite des Feststoffbetts 54 bildet sich ein Schmelzevorrat 57

aus einem geschmolzenen Einspritzmaterial.

Wenn sich die Schnecke 18 dreht, wird an dem oberen Abschnitt 29 des abgestuften Schneckengangs 28, wie oben beschrieben, ein Schmierungsdruck erzeugt, wobei jedoch an dem Schmelzefilm 55 ein Unterdruck entsteht. Dieser Unterdruck bewirkt, dass die Schnecke 18 schwingt, wenn sich die Schnecke 18 dreht, wobei die Größe des Unterdrucks zunimmt, wenn die Dicke Hz des Schmelzefilms 55 kleiner wird. Das heißt, wenn die Dicke Hz des Schmelzefilms 55 klein ist, besteht die Gefahr, dass die Schnecke 18 mit der Bohrung 35 des Heizzylinders 17 in Kontakt

kommt.

Die Dicke Hz des Schmelzefilms 55 ist umso größer, je größer der Durchmesser der Schnecke 18 ist. Das heißt, je größer die Einspritzvorrichtung 3 ist, desto größer ist die Dicke Hz3 des Schmelzefilms 55. Der Grund dafür ist, dass das Einspritzmaterial umso effizienter geschmolzen werden muss, je größer die Maschine ist, und dass der Heizzylinder 17 umso effizienter beheizt wird. Je größer die Maschine ist, desto geringer ist die Drehzahl der Schnecke 18 und desto länger

dauert es, bis das Einspritzmaterial geschmolzen ist. In der

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Industrie ist es üblich, eine Schnecke 18 mit einem Durchmesser von 70 mm oder mehr als große Maschine zu verwenden. Bei einer Schnecke 18 mit einem Durchmesser von 70 mm oder mehr ist die Dicke Hz des Schmelzefilms 55 ausreichend groß, wobei der Einfluss des Unterdrucks durch den Schmelzefilm 55 nicht berücksichtigt werden muss. Daher beträgt der Durchmesser der Schnecke 18 vorzugsweise 70 mm oder mehr. Zum Beispiel beträgt der Durchmesser des Abschnitts 31 mit großem Durchmesser der Schnecke 18 70 mm oder mehr. Der Durchmesser des Abschnitts mit dem großen Durchmesser 31 der Schnecke 18 beträgt beispielsweise 450 mm oder weniger, vorzugsweise 200 mm oder weniger, und noch

bevorzugter 130 mm oder weniger.

Obwohl die Erfindung des vorliegenden Erfinders oben anhand der beispielhaften Ausführungsform beschrieben wurde, ist es unnötig zu Sagen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene beispielhafte Ausführungsform beschränkt ist und dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Vielzahl der oben beschriebenen Beispiele kann in geeigneter

Weise kombiniert werden.

Bezugszeichenliste

1 Spritzgießmaschine

2 Formspannvorrichtung 3 Einspritzvorrichtung 7 feststehende Platte

8 bewegliche Platte 9 Formspanngehäuse

10 Zugstangen

11 Formspannmechanismus 13 Form 14 Form

17 Heizzylinder

18 Schnecke

19 Trichter

20 Einspritzdüse

21 Schneckengang

23 Zuführabschnitt

24 Kompressionsabschnitt

25 Messabschnitt

28 abgestufter Schneckengang 29 oberer Abschnitt

31 Abschnitt mit großem Durchmesser 32 Stegabschnitt

33 Stufe

35 Bohrung

37 feststehendes Teil

38 bewegliches Teil

39 winziges Element

41 Stagnationsbereich

46 Graph der Schnecke A

47 Graph der Schnecke B

48 Graph der Schnecke C

49 Graph der Schnecke X

50 Graph, der den Zusammenhang zwischen dem Spaltverhältnis m

und dem Lastkapazitätskoeffizienten Kw zeigt

Einspritzmaterial in festem Zustand Einspritzmaterial in geschmolzenem Zustand Feststoffbett

Schmelzefilm

Schmelzevorrat

Bett

Schneckengangbreite

Breite des Stegabschnitts

G8 , ..., G1l2 Orte der Heizzylinder 17 Spalt

scheinbarer Spalt

Spalt

Dicke des Schmelzefilms 55 Strömungsrate

Geschwindigkeit

Geschwindigkeit des Fluids

24 / 35

Claims

Patentansprüche:

Schnecke (18), die in eine Bohrung (35) eines Heizzylinders (17) einer Spritzgießmaschine (1) einfügbar ist, wobei die Schnecke (18) einen Schneckengang (21) umfasst:

dadurch gekennzeichnet, dass ein stufenförmiger Stufenabschnitt an einem oberen Abschnitt (29) des Schneckengangs (21) eines Teils der Schnecke (18) ausgebildet ist und der Schneckengang (21), an dem der stufenförmige Stufenabschnitt ausgebildet ist, ein abgestufter Schneckengang (28) ist,

dass der abgestufte Schneckengang (28) einen Abschnitt (31) mit großem Durchmesser auf einer stromaufwärtigen Seite und einen Stegabschnitt (32) auf einer stromabwärtigen Seite aufweist, und

dass ein Spaltverhältnis m = H;,/H;, das ein Verhältnis eines Spaltes Hı zwischen dem Stegabschnitt (32) und der Bohrung (35) zu einem Spalt H; zwischen dem Abschnitt (31) mit großem Durchmesser und der Bohrung (35) ist, 2,3 oder mehr

und 6,4 oder weniger beträgt.

Schnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser des Abschnitts (31) mit dem großen Durchmesser

70 mm oder mehr beträgt.

Schnecke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Schneckengangbreite B1 in einer Richtung senkrecht zu einem Steigungswinkel und eine Breite B2 des Stegabschnitts (32) in dem abgestuften Schneckengang die Breite B2 das 0,5-fache oder mehr und das 0,95-Fache oder

weniger der Breite Bl beträgt.

Schnecke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet, dass, wenn sich die Schnecke (18) in dem

Heizzylinder (17) dreht, das Innere des Heizzylinders (17) geteilt wird in:

einen Zuführabschnitt (23) auf der stromaufwärtigen Seite, aus dem ein Einspritzmaterial zugeführt wird;

einen Kompressionsabschnitt (24), in dem das Einspritzmaterial während des Schmelzens komprimiert wird; und

einen Messabschnitt (25), in dem das Einspritzmaterial in geschmolzenem Zustand gemessen wird,

wobei der abgestufte Schneckengang (28) in dem

Kompressionsabschnitt (24) ausgebildet ist.

Schnecke nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der abgestufte Schneckengang (28) in dem Messabschnitt (25) ausgebildet ist.

Einspritzvorrichtung, umfassend:

einen Heizzylinder (17) mit einer Bohrung (35); und

eine Schnecke (18),

dadurch gekennzeichnet, dass in der Schnecke (18) ein stufenförmiger Stufenabschnitt an einem oberen Abschnitt (29) eines Schneckengangs (21) eines Teils der Schnecke

(18) ausgebildet ist und der Schneckengang (21) eines Teils der Schnecke (18) als abgestufter Schneckengang (28) ausgebildet ist,

dass der abgestufte Schneckengang (28) einen Abschnitt (31) mit großem Durchmesser auf einer stromaufwärtigen Seite und einen Stegabschnitt (32) auf einer stromabwärtigen Seite aufweist, und

dass ein Spaltverhältnis m = H; /H,;, das ein Verhältnis eines Spaltes H1 zwischen dem Stegabschnitt (32) und der Bohrung (35) zu einem Spalt H; zwischen dem Abschnitt (31) mit großem Durchmesser und der Bohrung (35) ist, 2,3 oder mehr

und 6,4 oder weniger beträgt.

11.

— 26 -

Einspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser des Abschnitts (31) mit großem Durchmesser

70 mm oder mehr beträgt.

Einspritzvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass

für eine Schneckengangbreite Bı in einer Richtung senkrecht zu einem Steigungswinkel und einer Breite B, des Stegabschnitts (32) in dem abgestuften Schneckengang (28) die Breite B>, das 0,5-fache oder mehr und das 0, 95-Fache

oder weniger der Breite Bı beträgt.

Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass,

wenn sich die Schnecke (18) in dem Heizzylinder (17) dreht, das Innere des Heizzylinders (17) geteilt wird in:

einen Zuführabschnitt (23) auf der stromaufwärtigen Seite, aus dem ein Einspritzmaterial zugeführt wird;

einen Kompressionsabschnitt (24), in dem das Einspritzmaterial während des Schmelzens komprimiert wird; und

einen Messabschnitt (25), in dem das Einspritzmaterial in geschmolzenem Zustand gemessen wird,

wobei der abgestufte Schneckengang (28) in dem

Kompressionsabschnitt (24) ausgebildet ist.

Einspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

der abgestufte Schneckengang (28) in dem Messabschnitt (25) ausgebildet ist.

Spritzgießmaschine, umfassend:

eine Formspannvorrichtung (2), die zum Spannen einer Form

(13, 14) eingerichtet ist, und

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13.

14.

— 27 -

eine Einspritzvorrichtung (3), umfassend einen Heizzylinder (17) mit einer Bohrung (35) und einer Schnecke (18), wobei die Einspritzvorrichtung (3) dazu eingerichtet ist, ein Einspritzmaterial in die Form (13, 14) einzuspritzen, dadurch gekennzeichnet, dass

ein stufenförmiger Stufenabschnitt an einem oberen Abschnitt (31) eines Schneckengangs (21) eines Teils der Schnecke (18) derart ausgebildet ist, dass er ein abgestufter Schneckengang (28) ist,

dass der abgestufte Schneckengang (28) einen Abschnitt (31) mit großem Durchmesser auf einer stromaufwärtigen Seite und einen Stegabschnitt (32) auf einer stromabwärtigen Seite aufweist, und

dass ein Spaltverhältnis m = H;,/H;, das ein Verhältnis eines Spalts H zwischen dem Stegabschnitt (32) und der Bohrung (35) zu einem Spalt H; zwischen dem Abschnitt (31) mit großem Durchmesser und der Bohrung (35) ist, 2,3 oder mehr

und 6,4 oder weniger beträgt.

Spritzgießmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser des Abschnitts (31) mit dem großen

Durchmesser 7/70 mm oder mehr beträgt.

Spritzgießmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass

für eine Schneckengangbreite Bı in einer Richtung senkrecht zu einem Steigungswinkel und einer Breite B; des Stegabschnitts (32) in dem abgestuften Schneckengang (28) die Breite B, das 0,5-fache oder mehr und das 0,95-fache

oder weniger der Breite Bı beträgt.

Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, dass,

— 28 -—

wenn sich die Schnecke (18) in dem Heizzylinder (17) dreht, das Innere des Heizzylinders (17) geteilt wird in:

einen Zuführabschnitt (23) auf der stromaufwärtigen Seite, aus dem ein Einspritzmaterial zugeführt wird;

einen Kompressionsabschnitt (24), in dem das Einspritzmaterial während des Schmelzens komprimiert wird; und

einen Messabschnitt (25), in dem das Einspritzmaterial in geschmolzenem Zustand gemessen wird,

wobei der abgestufte Schneckengang (28) in dem

Kompressionsabschnitt (24) ausgebildet ist.

Spritzgießmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass

der abgestufte Schneckengang (28) in dem Messabschnitt (25) ausgebildet ist.