DE19819808A1

DE19819808A1 - Rückstromsperre

Info

Publication number: DE19819808A1
Application number: DE1998119808
Authority: DE
Inventors: Harald Ing Bleier; Martin Ganz
Original assignee: Battenfeld GmbH
Current assignee: Battenfeld GmbH
Priority date: 1998-05-04
Filing date: 1998-05-04
Publication date: 1999-05-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rückstromsperre zum Einsatz in einer Spritzgießmaschine,
die am Ende einer Plastifizier- und Einspritzschnecke oder eines Einspritzkolbens angeordnet ist,
wobei die Schnecke oder der Kolben eine Bohrung oder Öffnung zum Durchführen von Kunststoff-Schmelze aufweist.

Rückstromsperren für das Spritzgießen von Kunststoff-Formteilen sind hinlänglich bekannt. Weit verbreitet sind Ausbildungen von Rückstromsperren, bei denen ein auf der Schnecke axial verschiebliches Dichtelement angeordnet ist, das Schmelze zwar in Richtung Schmelzespeicherraum durchläßt, hingegen ein Rückströmen von Schmelze in den Plastifizierbereich der Schnecke verhindert. Ebenfalls bekannt sind Kugel-Rückschlagventile zum genannten Zweck.

Solche Rückschlagsventile haben meist einen Aufbau aus mindestens drei Teilen. Im Zusammenhang mit der Fertigung sehr kleiner Kunststoff-Form teile wirft dies Probleme auf.

In jüngerer Zeit ist der Bedarf aufgetreten, Spritzgießformteile mit besonders kleinen Ausmaßen herzustellen. Hier sind mikro-mechanische Bauteile (z. B. Mikrozahnräder für Kleinstpumpen), medizintechnische Kleinteile und optoelektronische Elemente (z. B. Teile für Lichtleiter) als Beispielbauteile zu nennen, bei denen die Herstellung mit klassischen Spritzgießmaschinen unter Verwendung von bekannten Rückstromsperren Probleme bereitet.

Eines dieser Probleme ist dadurch gegeben, daß die Abmessungen der Einzelteile der Rückstromsperre für die Verarbeitung kleiner Schmelzemengen sehr klein werden, was deren Herstellung kompliziert macht. D. h. weil beim Mikro-Spritzgießen sehr kleine Schnecken durchmesser notwendig sind, ist die fertigungstechnische Umsetzung klassischer Rückstromsperren sehr schwierig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, beim Einsatz sehr kleiner Schneckendurchmesser eine Rückstromsperre mit einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung zu schaffen. Dabei sollen nur möglichst wenige Einzelteile erforderlich sein, die darüber hinaus auch leicht herzustellen sein sollen. Die Betriebssicherheit der Rückstromsperre soll trotzdem voll gewahrt bleiben.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Bohrung oder Öffnung in einem ersten Bereich einen ersten Durchmesser aufweist und in einem zweiten Bereich einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer als der erste Durchmesser ist und
wobei der Übergang von dem ersten Bereich zum zweiten Bereich als Dichtungsfläche ausgeführt ist,
wobei die Rückstromsperre aus einer Kugel oder einem anderen stromlinienförmigen Körper besteht, die in den zweiten Bereich eingesetzt ist und
wobei zwischen der Bohrungsachse und der Längsachse der Schnecke bzw. des Kolbens ein Winkel eingeschlossen ist.

Der Winkel kann zwischen 10° und 90° liegt, insbesondere zwischen 30° und 90°, vorzugsweise zwischen 40° und 80°. Der Winkel wird dabei so gewählt, daß die Kugel durch die Wand des Schneckenzylinders bzw. des Zylinders am Entweichen aus der Bohrung gehindert wird.

Fortbildungsgemäß ist vorgesehen, daß die Kugel aus Stahl oder aus Keramik besteht.

Vorteilhafterweise wird die Rückstromsperre in einer Spritzgieß vorrichtung eingesetzt, die zum Herstellen von Mikro-Spritzgießteilen dient.

Die Kugel kann einen Durchmesser von 1 mm bis 30 mm haben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch die Rückstromsperre am Ende einer Plastifizier- und Einspritzschnecke, in

Fig. 2 ist schematisch ein Einspritzkolben zu sehen, der mit der Rückstromsperre ausgerüstet ist.

In Fig. 1 ist eine Plastifizier- und Einspritzschnecke 2 zu sehen, die an ihrem Ende eine Rückstromsperre 1 trägt. Die Rückstromsperre besteht im wesentlichen aus einer Bohrung 4, die sich quer durch die Schnecke 2 erstreckt, und einer Kugel 8.

Die Bohrung 4 besteht aus zwei Abschnitten mit einer gemeinsamen Achse 9: Der erste Bohrungsabschnitt 5 hat einen ersten Durchmesser d. Der zweite Abschnitt 6 hat einen zweiten, größeren Durchmesser D. Beide Bohrungsabschnitte 5 und 6 gehen an der Stelle 7 über, an der ein Dichtungssitz angeordnet ist. Die Kugel 8 sitzt am Übergang 7 auf und dichtet an dieser Stelle den Schmelzefluß durch die Bohrung 4 ab.

Zwischen der Bohrungsachse 9 und der Längsachse 10 der Schnecke 2 ist ein Winkel Alpha eingeschlossen. Dieser ist so gewählt, daß die Kugel 8, wenn sie in den Bohrungsabschnitt 6 eingesetzt ist, im montierten Zustand durch die - nicht dargestellte - Wand des Schneckenzylinders am Austreten aus der Bohrung 4 gehindert wird.

Eine analoge Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt: Hier kommt jedoch keine Schnecke 2 sondern ein Einspritzkolben 3 zum Einsatz. Bei diesem wird die Schmelze durch einen nicht näher bezeichneten Kanal (s. Pfeil) geleitet; sie trifft dann in den ersten Bereich 5 der Bohrung 4 ein.

Wie bei der Betrachtung der beiden Figuren sofort ersichtlich wird, kann Schmelze, die die Schnecke 2 plastifiziert hat bzw. die durch den Kolben 3 geleitet worden ist durch den ersten Bereich 5 der Bohrung 4 durchtreten, an der Kugel 8 vorbeiströmen und über den zweiten Bereich 6 der Bohrung 4 schließlich in Richtung Spritzgießwerkzeug weiter strömen.

In die entgegengesetzte Richtung kann Schmelze jedoch nicht strömen: In diesem Falle legt sich die Kugel 8 als Rückschlagventil an den Übergang 7 an und verschließt die Bohrung 4.

Die dargestellte Rückstromsperre ist fertigungstechnisch sehr leicht herzustellen: Es wird lediglich die Bohrung - mit zwei verschiedenen Durchmessern d und D - quer in die Schneckenspitze bzw. in den Einspritzkolben eingebracht und eine entsprechend dimensionierte Kugel eingelegt. Daher eignet sich die vorgeschlagene Rückstromsperre gerade für sehr kleine Schnecken und Einspritzkolben, wie sie beim Mikro-Spritz gießen eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

1

Rückstromsperre

2

Plastifizier- und Einspritzschnecke

3

Einspritzkolben

4

Bohrung oder Öffnung

5

erster Bereich

6

zweiter Bereich

7

Übergang

8

Kugel

9

Bohrungsachse

10

Längsachse
d erster Durchmesser
D zweiter Durchmesser
Alpha Winkel

Claims

1. Rückstromsperre (1) zum Einsatz in einer Spritzgießmaschine,
die am Ende einer Plastifizier- und Einspritzschnecke (2) oder eines Einspritzkolbens (3) angeordnet ist,
wobei die Schnecke (2) oder der Kolben (3) eine Bohrung oder Öffnung (4) zum Durchführen von Kunststoff-Schmelze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bohrung oder Öffnung (4) in einem ersten Bereich (5) einen ersten Durchmesser (d) aufweist und in einem zweiten Bereich (6) einen zweiten Durchmesser (D) aufweist, der größer als der erste Durchmesser (d) ist und
wobei der Übergang (7) von dem ersten Bereich (5) zum zweiten Bereich (6) als Dichtungsfläche ausgeführt ist,
wobei die Rückstromsperre (1) aus einer Kugel (8) oder einem anderen stromlinienförmigen Körper besteht, die in den zweiten Bereich (6) eingesetzt ist und
wobei zwischen der Bohrungsachse (9) und der Längsachse (10) der Schnecke (2) bzw. des Kolbens (3) ein Winkel (Alpha) eingeschlossen ist.

2. Rückstromsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (Alpha) zwischen 10° und 90° liegt.

3. Rückstromsperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (Alpha) zwischen 30° und 90°, vorzugsweise zwischen 40° und 80°, liegt.

4. Rückstromsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (8) aus Stahl oder aus Keramik besteht.

5. Rückstromsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstromsperre (1) in einer Spritzgießvorrichtung eingesetzt wird, die zum Herstellen von Mikro-Spritz gießteilen dient.

6. Rückstromsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (8) einen Durchmesser von 1 mm bis 30 mm hat.