DE4305202A1

DE4305202A1 - Injection moulding machine with plasticator feeding injector chamber - has side bore leading from injector chamber to nozzle to prevent any portion of shot from remaining un-injected and hence affected thermally

Info

Publication number: DE4305202A1
Application number: DE4305202A
Authority: DE
Inventors: Misao Fujikawa
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1993-02-19
Publication date: 1993-08-26
Anticipated expiration: 2013-02-20
Also published as: DE4305202C2; US5380187A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine mit Vorplastifizierungseinrichtung mit einem Plastifizierungsteil, der getrennt vom Spritzgießteil angeordnet ist und sie betrifft im einzelnen die Konstruktion der Spritzgießdüse und der Spritzgießkammer der Spritzgießmaschine, die beide so ausgebildet sind, daß die Möglichkeit des Verbleibens von Material in der Spritzgießkammer ausgeschlossen wird.

Die Spritzgießmaschine mit Vorplastifizierungseinrichtung umfaßt im allgemeinen einen Plastifizierungsteil mit einer Schnecke sowie einen Spritzgießteil mit einem Spritzgieß-Plunger. Aufgelöster Kunststoff, der im Plastifizierungsteil plastifiziert worden ist, wird mit Hilfe einer Leitung in eine Kammer des Spritzgießteils eingeleitet, und wird dann durch den Spritzgieß-Plunger über eine Düse in den Formhohlraum eingespritzt. Üblicherweise ist in der Leitung ein Rückschlagventil angeordnet, um den Kunststoff in der Spritzgießkammer daran zu hindern, dann in den Plastifizierungsteil zurückzufließen, wenn der Spritzgieß-Plunger den Kunststoff spritzt.

Da die vorliegende Spritzgießmaschine mit Vorplastifizierungseinrichtung mit einem unabhängigen Plastifizierungsteil ausgerüstet ist, ist sie beim Plastifizieren kraftvoller als eine Spritzgießmaschine der Reihenbauart und sie arbeitet insbesondere beim Spritzgießen hoher Stückzahl pro Zeiteinheit wirkungsvoll. Das Rückschlagventil bewirkt jedoch, daß gelöster Kunststoff in der Spritzgießkammer zurückbleibt und dieser Kunststoff neigt dazu, sich thermisch zu zersetzen und auf diese Weise Schwierigkeiten zu bringen.

Der Anmelder der vorliegenden Anmeldung hat vor kurzem eine Spritzgießmaschine mit einer Vorplastifizierungseinrichtung vorgeschlagen, die zum Lösen des oben genannte Problems ohne ein Rückschlagventil ausgebildet ist. Wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, besteht die Spritzgießeinheit U′ der Spritzgießmaschine mit Vorplastifizierungseinrichtung aus einem Plastifizierungsteil 1 und einem Spritzgießteil 2, die getrennt voneinander angeordnet sind. Der Plastifizierungsteil 1 hat eine Plastifizierungskammer 15, die aus einem Heizzylinder 11 besteht und in der Kammer befindet sich eine Schnecke 12. Der Heizzylinder 11 ist an seinem hinteren Teil mit einer Antriebsvorrichtung 4 versehen. Die Antriebsvorrichtung 4 hat eine eingebaute Antriebseinheit zum drehenden Antrieb und eine ebenfalls eingebaute Antriebseinheit zum linearen Antrieb, jeweils um die Schnecke 12 zu drehen und in ihrer Axialrichtung zu bewegen.

Der Heizzylinder 11 ist mit einem Trichter versehen (von dem bei 13 nur der Trichtereinlaß dargestellt ist). Kunststoffmaterial, das der Plastifizierungskammer 15 vom Trichter zugeführt wird, wird dann, wenn sich die Schnecke 12 dreht, vorgeschoben und dabei unter Druck gesetzt. Aufgrund der Kompressionswärme, die beim Kneten und Durcharbeiten durch die Schnecke 12 sowie durch eine Heizvorrichtung 16 entsteht, die in geeigneter Weise auf dem Heizzylinder 11 angeordnet ist, wird der Kunststoff gelöst und plastifiziert. Der gelöste Kunststoff 14 wird durch eine Leitung 10 nach vorne gefördert, die an der Vorderseite des Heizzylinders 11 angebracht ist.

Der Spritzgießteil 2 umfaßt einen Spritzgießzylinder 20, an dem vorne eine Spritzgießdüse 3 angeordnet ist. In der Spritzgießkammer 22, die ihrerseits aus dem Spritzgießzylinder 20 besteht, liegt ein Spritzgieß-Plunger 21. Mit dem hinteren Ende des Plungers 21 ist integral eine Antriebsvorrichtung 5 verbunden. Auf einen Steuerbefehl von der Steuereinrichtung 50 hin wird ein elektromagnetisches Ventil 51 geöffnet, um eine hydraulische Kammer 53 der Antriebsvorrichtung 5 mit hydraulischem Öl zu versorgen; der Plunger 21 wird dadurch vorwärts bewegt (in Fig. 9 nach links) und stößt den gelösten Kunststoff aus der Spritzgießkammer 2 in einen nicht dargestellten Form-Hohlraum.

Am Vorderteil der Spritzgießkammer 22 ist eine Leitung 30 angebracht und diese Leitung steht mit der Leitung 10 in Verbindung, die ihrerseits in den Heiz- oder Plastifizierungszylinder 11 eingebaut ist, um es dem gelösten Kunststoffmaterial 14 zu ermöglichen, aus der Plastifizierungskammer 15 in die Spritzgießkammer 22 zu strömen. Da sich die Schnecke 12 beim Plastifizieren und Abwiegen zu drehen beginnt, zieht sie sich zurück und schafft dabei zwischen der Spitze der Schnecke 12 und der Leitung 10 eine Leitungsöffnung. Durch diese Öffnung kann gelöster Kunststoff in die Spritzgießkammer 22 des Spritzgießteiles 2 eingeleitet werden. Andererseits wird die Schnecke 12 beim Spritzgießen ohne eine Drehbewegung nach vorne gefahren, um mit ihrer Spitze die Leitung 10 abzuschließen und dadurch wird der gelöste Kunststoff daran gehindert, in die Plastifizierungskammer zurückzuströmen.

Eine Spritzgießmaschine mit Vorplastifizierungseinrichtung, bei der die Schnecke in Axialrichtung vorgeschoben wird, um eine Rückströmung von der Spritzgießkammer zu verhindern, ist insbesondere in der Lage, das Verbleiben von gelöstem Kunststoffmaterial dort auszuschalten, wo ein Rückschlagventil angeordnet ist. Darüber hinaus bietet sie nicht nur ein genaues Abwiegen und sehr gleichmäßiges Plastifizieren, sondern auch eine sehr gute Möglichkeit beim Wiederholen der Spritzgießbedingungen, der Gießeigenschaften und der Stabilität. Es kann auch festgestellt werden, daß mit einer Spritzgießmaschine dieser Bauart ein computerunterstütztes Spritzgießen realisiert werden kann, bei dem eine Form-Herstellmaschine mit einer Spritzgießmaschine auf der Basis einer computerunterstützten Konstruktion und einer computerunterstützten Herstellung vernetzt ist.

Die Spritzgießmaschine U′ hat ein Spritzgieß-Mundstück 31, das sich bei 31a in die Mitte einer Düsen-Seitenwand 34 der Spritzgießkammer 22 öffnet und die Leitung 30 des Plastifizierungsteiles öffnet sich bei 30a in den Zylinder-Umfang der Düsen-Seitenwand 34, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist.

Zum Aufrechterhalten des Druckes nach dem Spritzgießvorgang ist zwischen der Düsenseitenwand 34 und dem Spritzgießplunger 21 in seiner vordersten Stellung ein Zwischenraum von mehreren Millimetern vorhanden, mit dessen Hilfe im Kunststoff ein besonderer Halte-Druck aufrechterhalten wird, um zu verhindern, daß sich im spritzgegossenen Kunststoff Sinkmarken aufgrund von abgekühltem Kunststoff im Formhohlraum bilden. Nach dem Halten des Druckes beginnt der Wiegevorgang wiederum und gelöster Kunststoff strömt unter Druck aus der Leitungsöffnung a in die Spritzgießkammer 22. Die Kunststoffströmung aus der Leitungsöffnung 30a drückt dann auf den Plungerkopf 21a, da die Vorderseite 24′ des Plungers eben ausgebildet ist. Aus diesem Grunde wird die neue Kunststoffströmung nicht in den geschlossenen Raum A eingeführt, der auf der der Leitungsöffnung 30a gegenüberliegenden Wandseite des Spritzgießzylinders liegt, wobei diese neue Kunststoffströmung den Spritzgießplunger 21 zurückdrückt. Dies liegt daran, daß der Kunststoff aus der Leitungsöffnung 30a in Richtung der Pfeile c fließt, wie dies in Fig. 11 dargestellt ist. Kunststoffmaterial, das demzufolge in die neue Kunststoffströmung nicht einbezogen wird, bleibt in einem geschlossenen Raum A zurück und bildet dort eine Kunststoffablagerung.

Da sich der Plunger 21 zurückzieht, bewegt sich gelöstes Kunststoffmaterial axial innerhalb des Spritzgießzylinders 20, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist. Der gelöste Kunststoff fließt zu dieser Zeit so, daß er das Innere des Zylinders 20 säubert. Selbst dann bleibt jedoch ein Kunststoffrest in dem Raum A, der in der Spritzgießkammer 22 der Leitungsöffnung 30a gegenüberliegt, da die Leitungsöffnung 30a sich vorgespannt in die Düsenseitenwand 34a öffnet.

Darüber hinaus liegt das Spritzgießmundstück 31 in der Mitte und dann, wenn der Spritzgießvorgang erfolgt, strömt kein Kunststoff in Umfangsrichtung in die Spritzgießkammer 22 und es wird keine Strömung dahingehend ausgebildet, daß der Kunststoff von der Düsenseitenwand 34 der Spritzgießkammer entfernt wird. Der Kunststoff in dem geschlossenen Raum A gegenüber der Leitungsöffnung 30a wird aus diesem Grunde gegen die Düsenseitenwand 34 gedrückt und dort zurückgehalten, ohne daß er dann spritzgegossen wurde, wenn der Plunger 21 seinen vorderen Totpunkt erreicht, obwohl der Kunststoff durch Vorschubgeschwindigkeit des Plungers 21 in gewisser Weise beeinflußt wird.

Insbesondere fließt gelöster Kunststoff, der aus der Leitungsöffnung 30a in die Spritzgießkammer 22 einströmt, aufgrund seiner Viskosität in einem Bogen längs der Innenwand des Spritzgießzylinders 20 (Stromlinie d) oder er fließt so, daß er das Vorderteil der Spritzgießkammer diametral durchquert und dann rückwärts längs der Zylinderinnenwand (Stromlinie e, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist). Diese Strömungen d und e in die Spritzgießkammer hinein bilden einen Begegnungsbereich A₁ und einen Verteilungsbereich A₂, in denen Kunststoff zurückbleibt.

Es ist notwendig, bei einer Änderung des Kunststoffmaterials in bezug auf seine Farben (einschl. eines Veränderns der Kunststoffmaterialien selbst) durch eine Reinigung den verbleibenden Kunststoff in der Spritzgießkammer 22 vollständig zu entfernen. Wenn es in der Spritzgießkammer 22 einen Abschnitt A gibt, in dem es schwierig ist, gelösten Kunststoff zu entfernen, muß selbst dann, wenn dieser Abschnitt klein ist, eine solche Reinigung häufiger ausgeführt werden und eine schnelle Änderung der Anordnungen kann auf diese Weise verhindert werden. Wenn ein Material verwendet wird, das thermisch sehr empfindlich ist, dann kann der verbleibende Kunststoff unter einer gegenläufigen Veränderung seiner chemischen Struktur leiden und zwar selbst dann, wenn ein kontinuierliches Spritzgießen durchgeführt wird. Darüber hinaus kann eine permanente Veränderung der physikalischen Eigenschaften auftreten, die die Qualität des Kunststoffs verschlechtert.

Ein solches Problem tritt dann umso mehr hervor, wenn eine Spritzgießmaschine mit einer Vorplastifizierungseinrichtung, die so gebaut ist, daß der Kunststoff durch Vorschieben und Zurückziehen einer Schnecke an einer Strömung gehindert wird, betrieben wird, um einen wirtschaftlicheren und genaueren Spritzgießvorgang durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießmaschine mit Vorplastifizierungseinrichtung anzugeben, die in der Lage ist, das obige Problem durch Verwendung einer verbesserten Spritzgießdüse zu lösen und es dem Kunststoff auf diese Weise zu ermöglichen, von dort aus in eine Form zu strömen, wo er zurückgeblieben ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine mit Vorplastifizierungseinrichtung mit einem Plastifizierungsteil zum Plastifizieren von Kunststoffmaterial durch Drehen einer Schnecke in einem Heizzylinder und mit einem Spritzgießteil zum Spritzgießen des plastifizierten Materials durch eine Düse durch Vorschieben und Zurückziehen eines Spritzgießplungers in den Spritzgießzylinder hinein und aus ihm zurück, wobei das Vorderteil einer Plastifizierungskammer, im Heizzylinder ausgebildet ist, mit einer Leitung mit dem Vorderteil einer Spritzgießkammer verbunden ist, die aus dem Spritzgießzylinder besteht, wobei die Leitung zum Zeitpunkt des Spritzgießens durch die Spitze der vorgeschobenen Strecke verschlossen ist.

Die vorliegende Erfindung wird in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine Öffnung hat, die am Umfang der Düsen-Seitenwand der Spritzgießkammer angeordnet ist,
daß ein Spritzgießmundstück an einem Ende eine Öffnung hat, die in der Mitte der Düsenseitenwand der Spritzgießkammer liegt und die mit ihrem anderen Ende zur Spitze der Düse führt und
daß wenigstens eine Spritzgieß-Nebenleitung an einem Ende eine Öffnung hat, die in einem Bereich liegt, der der Leitungsöffnung gegenüberliegt, wobei die Öffnung (31a) in der Düsenseitenwand der Spritzgießkammer zwischen diesen beiden Öffnungen liegt und die mit ihrem anderen Ende mit dem Spritzgießmundstück (31) in Verbindung steht,
wobei das Material mit Hilfe der Spritzgieß-Nebenleitung aus einem Bereich der Düse zugeführt wird, wo es in der Spritzgießkammer bereits festgehalten worden war.

In zweiter Linie ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine Öffnung hat, die am Umfang der Düsen-Seitenwand der Spritzgießkammer angeordnet ist,
daß ein Spritzgießmundstück zur Spitze der Düse führt und
daß mehrere Spritzgieß-Nebenleitungen sich mit ihrem einen Ende zur Düsenseitenwand der Spritzgießkammer hin öffnen und mit dem anderen Ende zum Spritzgießmundstück,
wobei das Material aus der Spritzgießkammer der Düse mit Hilfe der Spritzgieß-Nebenleitungen zugeführt wird.

Zum Zeitpunkt des Wiegevorganges ist die Schnecke in ihrer zurückgezogenen Stellung und zwischen der Schneckenspitze und der Leitungsöffnung besteht ein gewisser Abstand, durch den es möglich gemacht wird, daß das plastifizierte Material in der Plastifizierungskammer mit Hilfe der Leitung in die Spritzgießkammer überführt wird. Der Spritzgießplunger wird aufgrund des Druckes des plastifizierten Materials dann zurückgeschoben, wenn das Material vor dem Wiegevorgang in der Spritzgießkammer auf einem bestimmten Niveau gesammelt wird.

Zum Zeitpunkt des Spritzgießens wird der Spritzgießplunger nach vorne geschoben und der in der Spritzgießkammer vorhandene, gelöste Kunststoff wird durch die Düse hindurch in den Hohlraum einer Form ausgespritzt. Da das gelöste Kunststoffmaterial über die Öffnung der Leitung in die Spritzgießkammer eingebracht wird, die am Umfang der Düsenseitenwand angeordnet ist, wird in einem Abschnitt A, der gegenüber der Öffnung liegt, Material zurückgehalten. Die vorliegende Erfindung ist demzufolge in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß das Material durch die Öffnung in der Mitte der Düsenseitenwand spritzgegossen wird, während das Material im Abschnitt A durch die Spritzgießnebenleitung in das Spritzgießmundstück eingeführt wird.

Demzufolge, was die Erfindung in zweiter Linie kennzeichnet, wird das Material in der Spritzgießkammer in das Spritzgießmundstück mit Hilfe von mehreren Spritzgieß-Nebenleitungen eingeführt, die in der Düsenseitenwand vorhanden sind.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ist eine Schnittansicht der Spritzgießeinheit bei einer Spritzgießmaschine nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine ebene Schnittansicht der Spritzgießkammer und der Spritzgießdüse;

Fig. 3 ist eine vergrößerte, ebene Schnittansicht der Düse;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Düsenadapters;

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf den Spritzgießplunger;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Düsen-Seitenwand einer besonders veränderten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht einer Düsenseitenwand bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist eine vergrößerte, ebene Schnittansicht der Düse;

Fig. 9 ist eine ebene Schnittansicht der Spritzgießeinheit einer Spritzgießmaschine nach dem Stand der Technik;

Fig. 10 ist eine ebene Schnittansicht der Spritzgießkammer;

Fig. 11 ist eine Seitenansicht der Spritzgießkammer;

Fig. 12 ist eine ebene Schnittansicht, die den Spritzgießplunger nach dem Stand der Technik in seiner zurückgezogenen Stellung zeigt;

Fig. 13 ist eine Seitenansicht der Spritzgießkammer nach dem Stand der Technik.

Wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, ist eine Spritzgießmaschine U mit einer Vorplastifizierungseinrichtung mit einem Plastifizierungsteil 1 und einem Spritzgießteil 2 ausgerüstet. Der Plastifizierungsteil 1 hat einen Heizzylinder 11 und eine Knetschnecke 12, die im Heizzylinder 11 sitzt, der seinerseits die Plastifizierungskammer 15 bildet. An der Spitze des Zylinders 11 ist mit Hilfe eines Halteteils 60 ein Verbindungsblock 61 befestigt, der den Plastifizierungsteil 1 mit dem Spritzgießteil 2 in V-Form unter einem bestimmten Winkel verbindet. Zwischen dem Verbindungsblock 61 und dem Halteteil 60 ist eine Leitung 10 vorgesehen. Das vordere Ende der Leitung 10 führt in eine Leitung 30, die sich zu einer Spritzgießkammer 22 erstreckt, die später beschrieben werden wird. Die Spitze der Plastifizierungskammer 15 ist ferner konisch ausgebildet und die Öffnung 10a der Leitung 10 liegt ferner auf der Kegelspitze dieses Konus. Die Spitze der Schnecke 12 ist ebenfalls konisch ausgebildet.

Wenn sich die Schnecke 12 in ihrer zurückgezogenen Stellung befindet, dann verbindet die Öffnung 10a der Leitung 10 die Plastifizierungskammer 15 mit der Spritzgießkammer 22, die später beschrieben wird. Wenn sich die Schnecke 12 vorwärtsbewegt, dann verschließt die Spitze der Schnecke die Öffnung 10a und trennt die Plastifizierungskammer 15 von der Spritzgießkammer 22.

Mit dem hinteren Ende des Heizzylinders 11 ist über eine Schraubstelleinrichtung 44 eine Antriebsvorrichtung 4 für die Schnecke verbunden und diese Antriebsvorrichtung besteht aus einem Vorschubteil 43 und einem Motor 41, um die Schnecke zu drehen. Der Vorschubteil 43 ist mit einem Zylindergehäuse 45 versehen sowie mit einem Kolben 46, wobei der Kolben 46 im Gehäuse 45 drehbar und in einem gewissen Ausmaß axial verschiebbar gelagert ist; darüber hinaus ist der Kolben an seiner Vorderseite integral mit der Schnecke 12 verbunden und an seiner Rückseite ist er drehfest mit einem elektrischen oder hydraulischen Motor 41 verbunden. Wenn demzufolge die Drehung des Motors 41 über den Kolben 46 auf die Schnecke 12 übertragen wird und wenn in eine Ölkammer 49 über eine Ölleitung 48 ein Drucköl eingeleitet wird, dann verschiebt sich der Kolben 46 zusammen mit der Schnecke 12. In den Zeichnungen ist mit der Bezugsziffer 13 ein Trichterloch bezeichnet, durch das Kunststoffmaterial zugeführt werden kann und mit 47 ist eine Drehkodiereinrichtung bezeichnet, die die Drehung der Schnecke 12 überprüft.

Andererseits ist der Spritzgießteil 2 mit einem Spritzgießzylinder 20 versehen, sowie mit einem Spritzgießplunger 21, der im Zylinder 20 sitzt. Der Zylinder 20 und der Plunger 21 bilden die Spritzgießkammer 22. Darüber hinaus ist der Spritzgießplunger 21 über eine Stange 26 mit einem Tauchkolben 27 verbunden, der seinerseits in einem Zylinder 55 sitzt, und der einerseits eine Ölkammer 53 für das Spritzgießen bildet sowie eine weitere Ölkammer 52 für die Rückzugsbewegung. An der Spitze des Spritzgießzylinders 20 ist ein Düsenadapter 39 befestigt, der seinerseits mit einer Düse 3 versehen ist. Die Düse 3 ist mit dem Einlaß einer Form verbindbar, die ihrerseits auf einer festen Platte 7 befestigt ist. Zusätzlich ist der Spritzgießteil 2 mit einer linearen Skala 56 versehen, deren beweglicher Teil 56a über einen Arm 57 mit der Stange 26 verbunden ist, um auf diese Weise die Stellung des Spritzgießplungers 21 festzustellen. Der Spritzgießzylinder 20 hat ferner ein Fenster 28, um Leck-Kunststoff austreten zu lassen. Ferner hat ein Gehäuse 58 ein Fenster 59, durch das der Arm 57 hindurchreichen kann.

Der Düsenadapter 39 ist im Mittelbereich eines Seitenendes konkav geformt, und bildet eine Düsenseitenwand 34 der Spritzgießkammer 22, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist; der untere Teil der Düsenseitenwand 34 ist ebenso konisch ausgebildet wie die Spitze 24 des Spritzgießplungers 21. Darüber hinaus ist ein Spritzgießmundstück 31 vorgesehen, das den Mittelbereich des Düsenadapters 39 durchdringt. Das Mundstück 31 hat an seinem Ende im Mittelbereich der Düsenseitenwand 34 eine Öffnung 31a und führt mit seinem anderen Ende zum Spritzgießspitzenteil 32 der Düse 3. Im Düsenadapter 39 ist ferner eine Leitung 30 vorhanden, die mit ihrem einen Ende mit der Leitung 10 von der Plastifizierungskammer verbunden ist und die an ihrem anderen Ende eine Öffnung 30a hat, die nahe am Umfang der Spritzgießkammer 22 in der Düsenseitenwand 34 liegt.

Wie dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist der Düsenadapter 39 mit einer Spritzgieß-Nebenleitung 36 versehen, die einen kleineren Durchmesser hat als das Spritzgießmundstück 31. Die Nebenleitung 36 hat an ihrem anderen Ende eine Öffnung 36a, die nahe am Umfang der Spritzgießkammer 22 an einer Stelle liegt, die der Öffnung 30a gegenüberliegt, wobei die Öffnung 31a des Spritzgießmundstücks 31 zwischen diesen beiden Öffnungen liegt; mit ihrem anderen Ende führt die Nebenleitung 36 schräg und gerade in das Spritzgießmundstuck 31 hinein. Die Öffnung 36a der Spritzgießnebenleitung 36 ist aus diesem Grunde um 180° von der Leitungsöffnung 30a vom Umfang der Düsenseitenwand 34 entfernt. Mit der Bezugsziffer 37 ist in Fig. 4 ein Loch bezeichnet, durch das eine Schraube 35 (Fig. 1) hindurchgeht, um den Düsenadapter 39 am Spritzgießzylinder 20 zu befestigen.

Wie dies in Fig. 5 im einzelnen dargestellt ist, hat der Spritzgießplunger 21 einen Kopf 21a und einen Schaft 21b, wobei die Stirnfläche 24 des Kopfes 21 konisch konvex ausgebildet ist mit einer fast ebenen Spitze und einem großen, stumpfen und vertikalen Winkel. Der Kopf 21a hat einen solchen Durchmesser D₀, daß der mit der Zylinderumfangswand 20a (Fig. 2) der Spritzgießkammer 22 in enger Berührung steht, während der Schaft 21b einen Durchmesser D₁ hat, der geringfügig kleiner ist als der Durchmesser D₀ des Kopfes; beispielsweise ist D₀-D₁ gleich 0,11 mm. Auf diese Weise besteht demzufolge zwischen dem Schaft 21b und der Zylinderumfangswand 20a beispielsweise ein Freiraum S von etwa 0,05 mm. Die Länge L des Kopfes 21a ist fast dieselbe wie der Durchmesser D₀ oder der erstere ist geringfügig länger als der letztere, so daß ein genügend großer Berührungsbereich zwischen dem Plunger und der Zylinderumfangswand 20a sichergestellt ist.

Darüber hinaus ist der Durchmesserunterschied zwischen dem Kopf und dem Schaft (D₀-D₁ = X) innerhalb eines Bereiches tolerabel, der zwischen 0,05 und 1,00 mm liegt. Die Stufe 23 zwischen dem Kopf 21a und dem Schaft 21b wirkt als Schaber, um flüssigen Kunststoff (Polymer) zu entfernen, der aus dem Zwischenraum zwischen dem Kopf 21a und der Zylinderumfangswand 20a leckt und in dünner Form auf die Zylinderumfangswand gerät. Da der Umfang 24a der Stirnfläche 24 des Kopfes 21a einen großen, konischen Winkel hat, ist der Winkel V auf weniger als 30° eingestellt, vorzugsweise weniger als 15°, um es auf diese Weise dem Umfang 24a zu ermöglichen, als Schaber zu wirken, um das Polymer zu entfernen.

Bei der Ausführungsform, die auf die oben beschriebene Weise konstruiert ist, ist der Spritzgießplunger 21 im Verlaufe des Haltens des Druckes mehrere Millimeter von der Düsenseitenwand 34 entfernt, wobei sichergestellt wird, daß der Druck auf einem bestimmten Niveau gehalten wird, obwohl der abgekühlte Kunststoff in der Formhöhlung schrumpft. Nach dem Halten des Druckes beginnt der Wiegevorgang und das Polymer, das im Plastifizierungsteil 1 plastifiziert worden ist, passiert die Leitungen 10 und 30 und wird über die Öffnung 30a unter Druck in die Spritzgießkammer 22 eingeleitet, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Da zu diesem Zeitpunkt zwischen der Stirnfläche 24 der Plungerspitze und der Düsenseitenwand 34 ein Zwischenraum von mehreren Millimetern besteht und da die Stirnfläche der Plungerspitze eine konische Form hat, fließt das Polymer, das von der Leitungsöffnung 30a kommt, in einem Bogen längs der Zylinder-Umfangswand 22a und des Konus an der Plungerstirnseite, wie dies durch die Pfeile "f" in Fig. 4 dargestellt ist. Das Polymer, das zu diesem Zeitpunkt von einem vorhergehenden Spritzgießvorgang zurückgeblieben ist, wird aufgrund der neuen Polymerströmung "f" von der Düsenseitenwand 34 abgelöst und sammelt sich rund um die Öffnung 36a der Spritzgießnebenleitung 36 an dem Punkt der von der Leitungsöffnung 30a am weitesten entfernt ist. Ein Teil des verbliebenen Polymers mischt sich zu diesem Zeitpunkt mit dem neuen Polymer und der Plunger 21 zieht sich zurück.

Wenn sich der Plunger 21 um ein bestimmtes Maß zurückzieht, um den Wiegevorgang zu beenden, dann hält die Plastifizierungsschnecke 12 in ihrer Drehbewegung an und der Ölkammer 49 des Schneckenvorschubteiles 43 wird zu diesem Zeitpunkt Öl zugeleitet, um die Schnecke 12 vorzuschieben, die dann mit ihrer Spitze die Öffnung 10a der Leitung 10 verschließt. Ein Rückfluß von der Spritzgießkammer 22 in die Plastifizierungskammer 15 wird auf diese Weise verhindert und nun wird Öl in die Ölkammer 53 eingeleitet, um den Tauchkolben 27 und den Spritzgießkolben 21 zum Spritzgießvorgang vorzuschieben.

Beim Spritzgießvorgang selbst wird das Polymer in der Spritzgießkammer 22 über die Öffnung 31a dann in das Spritzgießmundstück 31 hineingedrückt, wenn der Spritzgießplunger 21 vorgeschoben wird und das Polymer, das der Leitungsöffnung 30a gegenüberliegt, wobei das Spritzgießmundstück 31 zwischen der Öffnung 30 und diesem Polymer liegt, wird über die Spritzgieß-Nebenleitung 36 in das Spritzgießmundstuck 31 hineingedrückt. Die beiden Polymerströme vereinigen sich miteinander und werden durch das Spritzgieß-Spitzenteil 32 in den Formhohlraum eingespritzt. Zu diesem Zeitpunkt wird nach dem vorhergehenden Spritzgießvorgang Polymer zurückgehalten und rund um die Öffnung 36a der Spritzgießnebenleitung 36 angesammelt, da der Konus der Plungerstirnfläche 24 das fließende Polymer abschabt, wie dies oben ausgeführt worden ist, und es wird aus der Spritzgießnebenleitung 36 schnell in das Spritzgießmundstück 31 hineingedrückt. Da die Konusspitze "a" auch eine Rührwirkung hervorruft, wird das Polymer, das nach dem vorangegangenen Spritzgießvorgang in der Spritzgießkammer 22 verblieben ist, und insbesondere dasjenige Polymer, das in einem Abschnitt A verblieben ist, in dem ein langes Verbleiben von Polymer möglich ist, voll in die Düse 3 eingeleitet.

Wenn sich der Spritzgießplunger 21 bewegt, dann leckt Polymer in geringem Umfang zwischen dem Plungerkopf 21 und der Zylinderumfangswand 20a hindurch und gerät an die Umfangswand. Wenn sich der Plunger 21 dann jedoch zurückzieht, dann wirkt die Stufe 23 zwischen dem Schaft 21b und dem Kopf 20a als Schaber, um das Polymer von der Wand zu entfernen. Das abgeschabte Polymer wird fortlaufend ausgestoßen, während es weich ist, da der Abstand S zwischen dem Schaft 21b und der Zylinderumfangswand 20a sehr gering ist. Das Polymer wird mit Hilfe dieses Abstandes S durch das Fenster 28 ausgebracht, ohne daß irgendeine Stauung entstünde. Beim Reinigen der Maschine dann, wenn die Materialien gewechselt werden, entfernt die Schaberstufe 23 darüber hinaus das Polymer von der Zylinderumfangsfläche 20a vollständig und wirft es durch das Fenster 28 dadurch aus, daß der Spritzgießplunger 21 weiter zurückgezogen wird, als dies im Spritzgießzylinder 20 üblicherweise der Fall ist.

Anhand der Fig. 6 folgt nun die Beschreibung einer teilweise veränderten Ausführungsform. Diese Ausführungsform ist mit mehreren Spritzgieß-Nebenleitungen versehen, wie sie beispielsweise mit 36 ₁ und 36 ₂ bezeichnet sind. Diese Nebenleitungen 36 ₁ und 36 ₂ haben Öffnungen 36 _1a und 36 _2a an jeweils einem Ende, die in einem Bereich liegen, der der Öffnung 30a der Leitung 30 gegenüberliegt, wobei die Öffnung 31a des Spritzgießmundstückes 31 dazwischenliegt. Mit ihrem anderen Ende führen die Spritzgießnebenleitungen zum Spritzgießmundstück 31. Diese Ausführungsform wird zweckmäßigerweise dann angewendet, wenn die Spritzgießkammer einen großen Durchmesser hat und wenn der Abschnitt, in dem das Polymer wahrscheinlich zurückgehalten wird, eine große Ausdehnung hat. Es braucht nicht besonders betont zu werden, daß auch mehr wie die beiden, dargestellten Nebenleitungen vorgesehen werden können.

Anhand der Fig. 7 und 8 wird nun eine weitere Ausführungsform beschrieben.

Diese Ausführungsform ist durch ein Spritzgießmundstück 31 ₁ gekennzeichnet, das in der Mitte des Düsenadapters 39 vorgesehen ist und dieses Mundstuck 31 ₁ ist nicht durchgehend, sondern an der Seite der Einspritzkammer bei 31b geschlossen und führt mit seinem anderen Ende zum Spritzgießauslaß 32 der Düse 3. Ferner ist diese Ausführungsform durch einen Düsenadapter 39 gekennzeichnet, auf den sich drei Spritzgießnebenleitungen 37 ₁, 37 ₂ und 37 ₃ erstrecken, die sich von dem geschlossenen Abschnitt 31b aus verzweigen, wobei die Nebenleitungen Öffnungen 37 _1a, 37 _2a und 37 ₃ haben, die am Umfang um 90° von der Mitte C der Spritzgießkammer in eine Richtung versetzt sind, in der sich die Leitungsöffnung 31a in der Düsenseitenwand 34 nicht befindet.

Gemäß dieser Ausführungsform wird das Polymer in der Spritzgießkammer 22 daher über mehrere Spritzgießnebenleitungen 37 ₁, 37 ₂ und 37 ₃ in das Spritzgießmundstück 31 ₁ eingeleitet und dann aus der Düse 3 ausgespritzt, wenn der Spritzgießplunger 21 zum Spritzgießen nach vorne geschoben wird. Da das Polymer über mehrere Spritzgießnebenleitungen, die verstreut am Umfang angeordnet sind, der Düse zugeführt wird und weil das Polymer im Laufe des Wiegevorganges mit der Plunger-Stirnfläche 24 abgeschabt und gerührt wird, wird das Polymer, das nach dem vorangegangenen Einspritzvorgang übriggeblieben ist, vollständig durch die Düse eingespritzt.

Die Stirnfläche des Plungers kann nicht nur konisch sein, sondern auch sphärisch oder konisch ohne Spitze. Es wäre auch akzeptabel, wenn die Stirnfläche in der Mitte höher ist als am Umfang.

Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile.

Wie dies oben beschrieben ist, wird es bei der vorliegenden Erfindung durch die Spritzgieß-Nebenleitung möglich, daß solches Polymer, das nach einem vorangegangenen Spritzgießvorgang übrig geblieben ist, im Laufe des Spritzgießens in die Düse eingeführt wird und daß es durch neues Polymer in der Spritzgießkammer schnell ersetzt wird. Dadurch wird verhindert, daß Kunststoff lange in der Spritzgießkammer verbleibt, wodurch es möglich wird, zu einem genauen und sicheren Spritzgießvorgang auch Kunststoff einzuspritzen, der zu einer thermischen Zersetzung neigt. Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung sicher, daß ein Wechsel der Werkstoffarben schnell und glatt durchgeführt werden kann. Bei einer Spritzgießmaschine mit Vorplastifizierungseinrichtung trägt die Erfindung darüber hinaus dazu bei, daß durch das Vorrücken der Schnecke eine gegenläufige Strömung in die Plastifizierungskammer hinein verhindert wird, so daß eine höhere Zuverlassigkeit zustandekommt.

Insbesondere dann, wenn beim Wiegevorgang ein Plungerkolben verwendet wird, dessen Stirnfläche im Mittelbereich höher ist, stößt das neue Polymer, das von der Leitungsöffnung kommt, zurückgebliebenes Polymer an der Stirnfläche ab und läßt das zurückgebliebene Polymer an der Düsenseitenwand verschwinden, weil die Leitungsöffnung der Stirnfläche des Plungerkolbens benachbart ist und das zurückgebliebene Polymer wird weggespült und wird bei den Öffnungen der Spritzgießnebenleitungen gesammelt. Aus diesem Grunde wird Polymer, das nach einem vorangegangenen Spritzgießvorgang übriggeblieben ist, durch die Spritzgießnebenleitung schnell in die Düse eingeführt und auf diese Weise vollständig aus der Spritzgießkammer entfernt.

Claims

1. Spritzgießmaschine (U) mit einer Vorplastifizierungseinrichtung mit einem Plastifizierungsteil (1) zum Plastifizieren von Kunsttoffmaterial durch Drehen einer Schnecke (12) in einem Heizzylinder (11) und mit einem Spritzgießteil (2) zum Spritzgießen des plastifizierten Materials durch eine Düse (3) durch Vorschieben und Zurückziehen eines Spritzgießplungers (21) in einen Spritzgießzylinder (20) hinein und aus ihm zurück, wobei eine Leitung (10, 30) das Vorderteil einer Plastifizierungskammer (15), die im Heizzylinder (11) ausgebildet ist, mit dem Vorderteil einer Spritzgießkammer (22) verbindet, die im Spritzgießzylinder (20) ausgebildet ist und wobei die Schnecke (12) zum Zeitpunkt des Spritzgießens vorgeschoben wird, um die Leitung (10, 30) mit ihrer Spitze zu verschließen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leitung (10, 30) eine Öffnung (30, 1) hat, die am Umfang der Düsen-Seitenwand (34) der Spritzgießkammer (22) angeordnet ist,
daß ein Spritzgießmundstück (31) an einem Ende eine Öffnung (31a) hat, die in der Mitte der Düsenseitenwand (34) der Spritzgießkammer (22) liegt und die mit ihrem anderen Ende zur Spitze (32) der Düse (3) führt und
daß wenigstens eine Spritzgieß-Nebenleitung (36) an einem Ende eine Öffnung (36a) hat, die in einem Bereich liegt, der die Leitungsöffnung (31a) gegenüberliegt, wobei die Öffnung (31a) in der Düsenseitenwand (34) der Spritzgießkammer (22) zwischen diesen beiden Öffnungen liegt und die mit ihrem anderen Ende mit dem Spritzgießmundstück (31) in Verbindung steht,
wobei das Material mit Hilfe der Spritzgieß-Nebenleitung (36) aus einem Bereich (A) der Düse (3) zugeführt wird, wo es in der Spritzgießkammer (22) bereits festgehalten worden war.

2. Spritzgießmaschine (U) mit einer Vorplastifizierungseinrichtung mit einem Plastifizierungsteil (1) zum Plastifizieren von Kunststoffmaterial durch Drehen einer Schnecke (12) in einem Heizzylinder (11) und mit einem Spritzgießteil (2) zum Spritzgießen des plastifizierten Materials durch eine Düse (3) durch Vorschieben und Zurückziehen eines Spritzgießplungers (21) in einen Spritzgießzylinder (20) hinein und aus ihm hinaus, wobei eine Leitung (10, 30) das Vorderteil einer Plastifizierungskammer (15), die im Heizzylinder (11) ausgebildet ist, mit dem Vorderteil einer Spritzgießkammer (22) verbindet, die im Spritzgießzylinder (20) ausgebildet ist und wobei die Schnecke (12) zum Zeitpunkt des Spritzgießens vorgeschoben wird, um die Leitung (10, 30) mit ihrer Spitze zu verschließen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Leitung (10, 30) eine Öffnung (30a) hat, die am Umfang der Düsen-Seitenwand (34) der Spritzgießkammer (22) angeordnet ist,
daß ein Spritzgießmundstück (31) zur Spitze (32) der Düse (3) führt und
daß mehrere Spritzgieß-Nebenleitungen (37 ₁, 37 ₂ und 37 ₃) sich mit ihrem einen Ende zur Düsenseitenwand (34) der Spritzgießkammer (22) hin öffnen und mit dem anderen Ende zum Spritzgießmundstück (31),
wobei das Material aus der Spritzgießkammer (22) der Düse (3) mit Hilfe der Spritzgieß-Nebenleitungen (37 ₁, 37 ₂, 37 ₃) zugeführt wird.

3. Spritzgießmaschine mit Vorplastifizierungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei die Stirnfläche (24) des Spritzgießplungers (21) in ihrer Mitte höher ist als am Umfang.

4. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Spritzgießplungers (21) sphärisch konvex ist.

5. Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (24) des Spritzgießplungers (21) durch einen vorstehenden Konus gebildet wird.

6. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen-Seitenwand (34) der Spritzgießkammer (22) konkav geformt ist.

7. Spritzgießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzgießplunger (21) aus einem Kopf (21a) und einer Stange (21b) geringeren Durchmessers besteht, wobei die Stufe (23) zwischen beiden Teilen als Schaber ausgebildet ist, mit dessen Hilfe die Wand (20a) des Spritzgießzylinders (20) gereinigt werden kann.