Kunststoff-Spritzgiessmaschine
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Kunststoff-Spritzgiessmaschine mit Schnecken-Plastifiziervorrichtung und Kolben-Einspritzvorrichtung.
Bei bekannten Maschinen dieser Art ist zwischen Plastifiziervorrichtung und Einspritzvorrichtung ein separates Ventil vorgesehen, das während des Einspritzvorganges die Plastifiziervorrichtung gegen die Einspritzvorrichtung so abschliesst, dass kein Spritzgut in die Plastifiziervorrichtung zurückgepresst wird. Vielfach handelt es sich dabei um ein einfaches Rückschlagventil mit kugel- oder kegelförmigem Ventilkörper, oder das Ventil ist als steuerbarer Schieber ausgebildet.
Diese bekannten Ventilausführungen haben den Nachteil, dass sie Anlass zu Zersetzungserscheinungen im durchfliessenden Spritzgut sein können, besonders bei thermisch empfindlichen Kunststoffen; anderseits werden bei den hohen Drücken im Spritzgut von 2500 kgicm2 und mehr, die Auflagedrücke des Ventilkörpers auf dem Sitz derart hoch, dass sie mit den üblicherweise für diese Organe verwendeten Stählen nicht mehr beherrscht werden können.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile; zu diesem Zweck ist die Kunststoff-Spritzgiessmaschine nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf der Plastifizierschnecke selbst als Ventilkörper ausgebildet ist, der unter der Wirkung von Steuermitteln während des Einspritzvorganges gegen eine Sitzfläche im Verbindungskanal der beiden Vorrichtungen anliegt und so die Einspritzvorrichtung gegen die Plastifiziervorrichtung hin abschliesst.
In der beiliegenden Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt; es zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Schnecken-Plastifiziervorrichtung und die Kolben-Einspritzvorrichtung der Kunststoff-Spritzgiessmaschine, und
Fig. 2 und 3 in grösserem Masstab und im Axialschnitt die Ventilpartie zwischen den beiden Vorrichtungen in Offen- bzw. in Schliesslage.
In der Zeichnung ist mit 1 die Schnecken-Plastifiziervorrichtung und mit 2 die Kolben-Einspritzvorrich tung der Spritzgiessmaschine bezeichnet. In einem mit Einfülltrichter 3 versehenen Plastifizierzylinder 4 der Vorrichtung 1 ist eine Plastifizierschnecke 5 mit kegelförmigem Kopf 5a angeordnet; die Schnecke 5 ist über eine hintere Verlängerung 6 und ein Getriebe 7 mittels eines Motors 8 drehbar und mittels einer Kolbenvorrichtung 9 in Pfeilrichtung a begrenzt axial verschiebbar. Der kegelförmige Kopf 5a der Schnecke 5 dient als Ventilkörper und ist zum Zusammenwirken mit einem konischen Sitz 10 bestimmt, der an der trichterförmigen Einlaufseite eines den Plastifizierzylinder 4 mit einem Einspritzkanal 11 im Spritzkopf 12 der Kolben-Einspritzvorrichtung 2 verbindenden Zuführkanals 13 liegt.
Der über eine hydraulische Kolbenvorrichtung 14 (die auch die Dosierung der Einspritzmenge vornimmt) betätigbare Einspritzkolben 15 ist in einem die axiale Verlängerung des zur Achse der Schnecke 5 senkrecht stehenden Einspritzkanals 11 bildenden Zylinder 16 des Spritzkopfes 12 geführt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Maschine ist folgende: Während des Plastifizierens des durch den Trichter 3 in den (beheizten) Plastifizierzylinder 4 eingeführten Spritzgutes wird die Schnecke 5 mittels des Motors 8 über das Getriebe 7 rotierend angetrieben.
Der dadurch erzeugte Förderdruck im Zylinder 4 bewirkt ein axiales Zurückgehen der Schnecke 5 entgegen Pfeilrichtung a in Fig. 1 bis in ihre hintere Endlage, in welcher der Schneckenkopf 5a wie besonders in Fig. 2 gezeigt, vom Sitz 10 abgehoben ist und somit dem plastifizierten Spritzgut den Durchgang aus dem Zylinder 4 über den Zuführkanal 13 und den einen Ast des Einspritzkanals 11 in den durch gleichzeitiges Zurückweichen des Kolbens 15 sich vergrössernden Hohlraumes des Zylinders 16. Wenn sich die gewünschte, durch entsprechende Einstellung des Rücklaufhubes der Kolbenvorrichtung 14 festgelegte Spritzgutmenge im Zylinder 16 befindet, kann der Einspritzvorgang ausgelöst werden.
Dabei muss aber nicht nur die weitere Förderung von Spritzgut durch die Plastifizierschnecke 5 aufhören, sondern es muss auch die Verbindung zwischen Einspritzkanal 11 und Plastifizierzylinder 4 unterbrochen werden, um ein Zurückfliessen von Spritzgut in den Plastifizierzylinder 4 zu verunmöglichen. Zu diesem Zweck wird unmittelbar vor Beginn des Arbeitshubes des Spritzkolbens 15 die Schnecke 5 mittels der hydraulischen Kolbenvorrichtung 9 in Pfeilrichtung a bewegt, bis der Schneckenkopf 5a, wie in Fig. 3 gezeigt, dicht gegen den Sitz 10 gepresst wird.
Nach beendetem Einspritzvorgang wird die Kolbenvorrichtung 9 wieder entlastet, so dass der beim anschliessenden Plastifiziervorgang durch die rotierende Schnecke erzeugte Förderdruck die Schnecke 5 selbstätig entgegen Pfeilrichtung a zurückbewegt und durch Abheben des Kopfes 5a vom Sitz 10 den Zuführkanal 13 wieder öffent.
Der Aufbau der beschriebenen Maschine ist einfach und macht separat zu betätigende Ventile im Zuführkanal überflüssig.
Plastic injection molding machine
The present invention relates to a plastic injection molding machine with a screw plasticizing device and a piston injection device.
In known machines of this type, a separate valve is provided between the plasticizing device and the injection device, which closes the plasticizing device against the injection device during the injection process so that no injection material is pressed back into the plasticizing device. In many cases, this is a simple check valve with a spherical or conical valve body, or the valve is designed as a controllable slide.
These known valve designs have the disadvantage that they can give rise to decomposition phenomena in the spray material flowing through, especially in the case of thermally sensitive plastics; on the other hand, at the high pressures in the spray material of 2500 kgicm2 and more, the contact pressures of the valve body on the seat are so high that they can no longer be controlled with the steels usually used for these organs.
The present invention aims to avoid these disadvantages; For this purpose, the plastic injection molding machine according to the invention is characterized in that the head of the plasticizing screw itself is designed as a valve body which, under the action of control means, rests against a seat in the connecting channel of the two devices during the injection process and so the injection device against the plasticizing device concludes.
In the accompanying drawing, an embodiment of the subject invention is shown schematically; it shows:
1 shows an axial section through the screw plasticizing device and the piston injection device of the plastic injection molding machine, and
2 and 3, on a larger scale and in axial section, the valve section between the two devices in the open and closed positions.
In the drawing, 1 denotes the screw plasticizing device and 2 denotes the piston injection device of the injection molding machine. A plasticizing screw 5 with a conical head 5a is arranged in a plasticizing cylinder 4 of the device 1, which is provided with a hopper 3; the worm 5 is rotatable via a rear extension 6 and a gear 7 by means of a motor 8 and axially displaceable to a limited extent by means of a piston device 9 in the direction of arrow a. The conical head 5a of the screw 5 serves as a valve body and is intended to interact with a conical seat 10, which is located on the funnel-shaped inlet side of a feed channel 13 connecting the plasticizing cylinder 4 to an injection channel 11 in the injection head 12 of the piston injection device 2.
The injection piston 15, which can be actuated via a hydraulic piston device 14 (which also doses the injection quantity), is guided in a cylinder 16 of the injection head 12 which forms the axial extension of the injection channel 11 which is perpendicular to the axis of the screw 5.
The operation of the described machine is as follows: During the plasticizing of the injection material introduced through the funnel 3 into the (heated) plasticizing cylinder 4, the screw 5 is driven to rotate by means of the motor 8 via the gear 7.
The resulting delivery pressure in the cylinder 4 causes the screw 5 to retract axially against the direction of arrow a in Fig. 1 to its rear end position, in which the screw head 5a, as particularly shown in Fig. 2, is lifted from the seat 10 and thus the plasticized injection material the passage from the cylinder 4 via the feed channel 13 and one branch of the injection channel 11 into the cavity of the cylinder 16, which is enlarged by the simultaneous retraction of the piston 15. When the desired amount of spray material, determined by setting the return stroke of the piston device 14 in the cylinder 16 the injection process can be triggered.
In this case, however, not only must the further conveyance of injection material through the plasticizing screw 5 stop, but the connection between the injection channel 11 and the plasticizing cylinder 4 must also be interrupted in order to prevent injection material from flowing back into the plasticizing cylinder 4. For this purpose, immediately before the start of the working stroke of the injection piston 15, the screw 5 is moved in the direction of arrow a by means of the hydraulic piston device 9 until the screw head 5a, as shown in FIG. 3, is pressed tightly against the seat 10.
After the injection process has ended, the piston device 9 is relieved again, so that the feed pressure generated by the rotating screw during the subsequent plasticizing process automatically moves the screw 5 back against the direction of arrow a and opens the feed channel 13 again by lifting the head 5a from the seat 10.
The construction of the machine described is simple and makes separately operated valves in the feed channel superfluous.