Vorrichtung zur Sicherung des Einspritzdruckes bei Spritzgussmaschinen mit Einschneckenpressen
Bei Spritzgussmaschinen mit Einschneckenpressen ist ein Kolben im Inneren des Pressenzylinders am Ende der Schnecke angeordnet. Er trägt Längsbohrungen, durch welche eine Verbindung zwischen der vor dem Kolben befindlichen Einspritzkammer und dem von der Schneckenspindel und dem Einspritzkolben eingeschlossenen ringförmigen Raum hergestellt wird. Die umlaufende Schnecke bewirkt einerseits durch Drehung die Beschickung der Einspritzkammer mit geschmolzenem Material und zwingt anderseits durch eine axiale Bewegung den Kolben, das Material aus der Einspritzkammer durch die Einspritzdüse in die Form zu pressen.
Da die Verbindung zwischen der Einspritzkammer und dem zwischen der Schnecke und dem Einspritzkolben befindlichen Druckraum nicht unterbrochen ist, wird bei axialem Verschieben der Schnecke und des Kolbens das in der Einspritzkammer befindliche Material zum Teil durch die Einspritzdüse gepresst, während der Rest durch die Kanäle des Kolbens wieder in den Druckraum der Schnecke zurückfliesst. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, ist erfindungsgemäss vor dem Förderraum der Schnecke ein ringförmiges Rückschlagventil angeordnet, das den Rücklauf vom Spritzmaterial in den Förderraum verhindert.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung im Achsschnitt. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen andere Ausführungsformen im Achsschnitt und die Fig. 6 einen Achsnormalschnitt zu Fig. 5.
Die Fig. 1 und 2 zeigen im Axialschnitt eine Einspritzvorrichtung mit dem Rückschlagventil. Gemäss Fig. 1 ist im Presszylinder 2 eine Förderschnecke 6 mit einem schraubengangförmigen Förderraum 4 drehbar und verschiebbar angeordnet. Am Ende des Förderraumes setzt sich die Schnecke mit einem im Durchmesser kleineren Zapfen 10 fort, wobei der Übergang zwischen diesen Teilen beispielsweise durch einen Kegel 14 gebildet wird. Am Ende des Zapfens 10 ist ein Zapfen 7 vorgesehen, auf welchem ein Einspritzkolben 8, beispielsweise durch ein Gewinde, festsitzt. Auf dem Zapfen 10 ist ein ringförmiges Rückschlagventil 12 axial verschiebbar angeordnet.
Die Länge dieses ringförmigen Rückschlagventils ist kleiner als die Länge des Zapfens 10, so dass jenes sich auf diesem verschieben und verdrehen kann. Die Endflächen dieses ringförmigen Rückschlagventils sind so ausgebildet, dass sie sich sowohl gegen die Fläche 14 der Schnecke als auch gegen den Einspritzkolben 8 dichtend anlegen können.
In Fig. 1 liegt das ringförmige Rückschlagventll 12 am Einspritzkolben 8 an; das Rückschlagventil 12 enthält mehrere achsparallele Bohrungen 13, deren Entfernung von der Mittelachse so bemessen ist, dass sie mit der Ringnut 17 des Kolbens 8 korrespondieren, während sie auf der Gegenseite durch die Fläche 14 abgedeckt werden, wenn das ringförmige Rückschlagventil 12 sich bis zum Anschlag an dieser Fläche bewegt.
Der Kolben 8 trägt mehrere achsparallele Bohrungen 9, die in die Ringnut 17 münden. Zwischen dem Kolben 8 und dem Boden des Presszylinders 2, der die Einspritzdüse 5 trägt, bleibt ein Raum 3, der die Einspritzkammer bildet, frei.
Dreht sich die Förderschnecke 6 im Sinne des Pfeiles 15, so wird Einspritzmasse aus dem Förderraum 4 in den Ringspalt zwischen der Fläche 14 und dem ringförmigen Rückschlagventil 12, durch die Bohrungen 13, den Ringkanal 17 und die Bohrungen 9 in die Einspritzkammer 3 gedrückt und dieser Raum dadurch gefüllt. Der Druck im Raum 4 ist grösser als in der Einspritzkammer 3.
Mit Beginn der Einspritzperiode bewegt sich die Schnecke 6 unter dem Einfluss einer äusseren axialen Kraft mit dem Kolben 8 in der Richtung des Pfeiles 16 (Fig. 2). Hiedurch steigt der Druck im Raum 3 stark an. Dieser Druck wirkt durch die Kanäle 9 und die Ringnut 17 auf das ringförmige Rückschlagventil 12 und drückt dieses gegen die Fläche 14 der Schnecke. Dadurch wird der Rücklauf durch die Kanäle 13 gesperrt. Der Druck in der Einspritzkammer steigt bis zur vollen Höhe an, und die Einspritzung geht durch die Einspritzdüse 5 störungsfrei vor sich.
Die gegenseitige Lage der Teile 6, 8 und 12 während der Einspritzperiode ist in Fig. 2 dargestellt.
Nach Beendigung der Einspritzung entfällt die Einwirkung der genannten äusseren Axialkraft, der Druck im Raum 3 wird kleiner als der Druck im Raum 4, der nunmehr das ringförmige Rückschlagventil in der Richtung des Pfeiles 16 in die in Fig. 1 gezeigte Lage bringt und damit den Durchgang der Einspritzmasse in den Raum 3 freigibt.
Gemäss Fig. 3 ist der Kolben 8 kleiner als die Bohrung des Zylinders 2. Die Einspritzmasse kann während der Füllperiode durch den dadurch gebildeten Ringspalt durchfliessen. Die Bohrungen 9 (Fig. 1 und 2) entfallen. Das Rückschlagventil 12 hat teilweise eine Bohrung, die grösser ist als der Zapfen 10.
Dadurch entsteht ein Raum 20. Die Bohrungen 13 werden dadurch sehr kurz. Dies bedingt eine Vermeidung von Verstopfungen, eine bessere Reinigungsmöglichkeit und eine Druckverminderung. Die Fig. 4 zeigt eine weitere Vereinfachung durch vollständigen Wegfall des Kolbens 8 und des Gewindezapfens 7.
Die Bewegung des Rückschlagventils 12 wird durch einen Ring 18 mit einem Sprengring 19 begrenzt.
In den Fig. 5 und 6 ist als Rückschlagventil ein Ring 12 angeordnet, dessen Bohrung grösser ist als der Durchmesser des Zapfens 10. Es besteht damit ein Ringspalt 25, der als Durchflussraum dient. Als Anschlag dient ein Formstück 21 mit Aussparungen 24 bzw. Ansätzen 22, gegen die sich das Rückschlagventil 12 anlegen kann. Das Formstück 21 wird durch die Schulter des Zapfens 10 durch den Sprengring 19 auf dem Zapfen 23 gehalten. Durch die Aussparungen 24, zwischen den Anschlägen 22, bleibt eine genügend grosse Querschnittsfläche (Fig. 6), durch welche die Spritzmasse während der Füllperiode hindurchtreten kann.
Die Ausführung nach den Fig. 5 und 6 hat keine Bohrungen. Sie besitzt die bei der Bauform nach Fig. 3 angegebenen Vorzüge in erhöhtem Masse und ist ausserdem sehr einfach in der Herstellung. Die Wirkungsweise der in den Fig. 3, 4, 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen ist grundsätzlich die gleiche, wie sie bei den Fig. 1 und 2 angegeben ist.