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DE20112525U1 - Injection unit of an injection molding machine - Google Patents

Injection unit of an injection molding machine

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Publication number
DE20112525U1
DE20112525U1 DE20112525U DE20112525U DE20112525U1 DE 20112525 U1 DE20112525 U1 DE 20112525U1 DE 20112525 U DE20112525 U DE 20112525U DE 20112525 U DE20112525 U DE 20112525U DE 20112525 U1 DE20112525 U1 DE 20112525U1
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DE
Germany
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piston
injection
mixing
melt
injection unit
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE20112525U
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German (de)
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Sumitomo SHI Demag Plastics Machinery GmbH
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of DE20112525U1 publication Critical patent/DE20112525U1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/18Feeding the material into the injection moulding apparatus, i.e. feeding the non-plastified material into the injection unit
    • B29C45/1816Feeding auxiliary material, e.g. colouring material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/58Details
    • B29C45/581Devices for influencing the material flow, e.g. "torpedo constructions" or mixing devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

.*.'·. . I I .* . : &Ggr; : Telefon (02 02)2 59 06-0.*.'·. . II .* . : &Ggr; : Telephone (02 02)2 59 06-0

Dipi.-ing. Harald Ostriga* email: ™il@osw-pat-de Dipi.-ing. Harald Ostriga* email: ™ il@osw -p at - de

Dipl.-ing. Bernd Sonnet*Dipl.-Ing. Bernd Sonnet*

Dipl.-ing. Jochen-Peter Wirths "ausanschrift: &Lgr; Dipl.-ing. Jochen-Peter Wirths " address: &Lgr;

r ° Stresemannstr. 6-8 r ° Stresemannstr. 6-8

* Zugelassen beim Europäischen Patentamt 42275 Wuppertal-Barmen* Authorized by the European Patent Office 42275 Wuppertal-Barmen

Oslriga. Sonnei & Wirths ■ Postfach 20 16 53 ■ D-422 16 WuppertalOslriga. Sonnei & Wirths ■ PO Box 20 16 53 ■ D-422 16 Wuppertal

W/heW/he

Anmelder: Prof.-Dr. Ing. Erich SchürmannApplicant: Prof.-Dr. Ing. Erich Schürmann

&iacgr;&ogr; Wittenberg 1&iacgr;&ogr; Wittenberg 1

48324 Sendenhorst48324 Sendenhorst

BezeichnungDesignation

der Erfindung: Spritzaggregat einer Spritzgießmaschineof the invention: Injection unit of an injection molding machine

Die Erfindung betrifft ein Spritzaggregat einer Spritzgießmaschine mit einer axial wie auch rotierend in einem Gehäuse angetriebenen, als Kolben/Schnecke ausgebildeten Spritzvorrichtung, die mit einer Rückstromsperre versehen ist, wobei die Spritzvorrichtung während des Transportes des Kunststoffgranulats der Plastifizierung dient und während des Einpressens der Kunststoffschmelze durch eine Düse in eine Spritzgießform als Kolben fungiert, und einer Vorrichtung zum Mischen und Dosieren der Kunststoffschmelze sowie von Zusatzstoffen, wie Farbmittel, Schäummittel, Gleitmittel od.dgl.The invention relates to an injection unit of an injection molding machine with an injection device which is driven axially and rotatingly in a housing and is designed as a piston/screw and is provided with a non-return valve, wherein the injection device serves for plasticizing during the transport of the plastic granulate and functions as a piston during the pressing of the plastic melt through a nozzle into an injection mold, and a device for mixing and dosing the plastic melt and additives such as colorants, foaming agents, lubricants or the like.

Aus dem druckschriftlich nicht belegbaren Stand der Technik sind z.B.The state of the art, which cannot be documented in printed documents, includes, for example:

Spritzaggregate für Spritzgießmaschinen bekannt, bei denen die Zusatzstoffe bereits vor der Schnecke unter das Kunststoffgranulat gemischt werden.Injection units for injection molding machines are known in which the additives are mixed into the plastic granulate before the screw.

Auch ist es bekannt, konventionelle Kolbenschneckenspritzgießaggregate mit separaten Dosier- und Mischvorrichtungen zu versehen. Diese Systeme haben jedoch erhebliche Probleme mit der dauerhaften Abdichtung der Wellen-It is also known to equip conventional piston screw injection molding units with separate dosing and mixing devices. However, these systems have considerable problems with the permanent sealing of the shaft

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USl-IdNr.USl-ID No.

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und Kolbendurchführung, da hier Fügeflächen mit Relativbewegungen gegen Schmelzaustritte gedichtet werden müssen.and piston feedthrough, since joining surfaces with relative movements must be sealed against melt leakage.

Ausgehend von dem zuletzt genannten Stand der Technik besteht daher die Aufgabe der Erfindung darin, ein neues Spritzaggregat einer Spritzgießmaschine mit einer axial wie auch rotierend in einem Gehäuse angetriebenen als Kolben/Schnecke ausgebildeten Spritzvorrichtung zu schaffen, in die eine separate Dosier- und Mischvorrichtung für eine Zusatzstoffdosierung integriert wird, ohne dass bewegliche Teile nach außenBased on the last-mentioned prior art, the object of the invention is therefore to create a new injection unit of an injection molding machine with an injection device designed as a piston/screw, which is driven axially and rotatingly in a housing, into which a separate metering and mixing device for additive metering is integrated, without moving parts protruding to the outside.

&iacgr;&ogr; gegen Schmelzaustritte gedichtet werden müssen. Des weiteren besteht die Aufgabe der Erfindung darin, den Aufbau zu vereinfachen und die Baugröße der Vorrichtung insgesamt zu verringern.&iacgr;&ogr; must be sealed against melt leakage. Furthermore, the object of the invention is to simplify the structure and reduce the overall size of the device.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, insbesondere des Kennzeichenteils, wonach zwischen der Rückstromsperre der Schnecke und dem Kolben ein Distanzelement angeordnet ist, dessen Länge wenigstens dem Hub des Spritzaggregats entspricht und das wenigstens einen Strömungskanal aufweist, durch den in jeder Stellung eine strömungstechnische Verbindung mit einem zunächst radial nach außen und dem parallel zum Bewegungs- und Führungsbereich des Kolbens bis in einen Bereich zwischen Düse und Kolben sich erstreckenden, weiteren Strömungskanal sichergestellt ist, und dass der Strömungskanal durch die benachbart zum Bewegungs- und Führungsbereich des Kolbens angeordnete Misch- und Dosiervorrichtung verläuft.The solution to this problem arises from the features of claim 1, in particular the characterizing part, according to which a spacer element is arranged between the non-return valve of the screw and the piston, the length of which corresponds at least to the stroke of the injection unit and which has at least one flow channel, through which a fluidic connection is ensured in every position with a further flow channel which initially extends radially outwards and parallel to the movement and guide area of the piston into an area between the nozzle and the piston, and that the flow channel runs through the mixing and dosing device arranged adjacent to the movement and guide area of the piston.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zahlreiche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. So müssen einerseits keine beweglichen Teile nach außen gegen Schmelzaustritte abgedichtet werden, wodurch sich der konstruktive Aufwand verringert. Auch ergibt sich durch die koaxiale Bauweise der Misch- und Dosiervorrichtung ein geradliniger Kraftfluss bei gleichzeitig verringerter Baugröße.The device according to the invention has numerous advantages over the prior art. On the one hand, no moving parts need to be sealed against melt leakage, which reduces the design effort. The coaxial design of the mixing and dosing device also results in a straight-line flow of force while at the same time reducing the size.

Prof.-Dr. Ing. Erich Schürmann .* .'\Prof. Dr. Ing. Erich Schürmann .* .'\

&ngr; "3 V&ngr; "3 V

Auf vorteilhafte Weise kann die Misch- und Dosiervorrichtung den KolbenAdvantageously, the mixing and dosing device can move the piston

zumindest teilweise kreisringförmig umgreifen, wobei es in diesem Zusammenhang grundsätzlich möglich ist, dass die Misch- und Dosiervorrichtung bezüglich ihrer Rotationsbewegung mit der Spritzvorrichtung bewegungsverbunden ist.at least partially surround in a circular ring shape, whereby in this context it is basically possible for the mixing and dosing device to be connected to the spraying device with regard to its rotational movement.

Bei letztgenannter Lösung entfällt auf vorteilhafte Weise ein zusätzlicher Antrieb für die Misch- und Dosiervorrichtung, so dass die Vorrichtung insgesamt einfacher aufgebaut ist.The latter solution advantageously eliminates the need for an additional drive for the mixing and dosing device, so that the device as a whole has a simpler design.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Misch- und Dosiervorrichtung aus Mischelementen, die an einem drehbaren, mit dem Kolben rotationsverbundenen Rohr und am Innendurchmesser des Gehäuses angeordnet sind, sowie mindestens einer Zusatzstoffeinspeisung gebildet. Hierbei ist die Misch- und Dosiervorrichtung sehr nahe an der Bewegungsbahn des Kolbens, jedoch getrennt von dieser angeordnet, was sich positiv auf die Baugröße auswirkt, wobei um den Bewegungsraum des Kolbens herum der Strömungskanal für die Schmelze durch die Misch- und Dosiervorrichtung hindurch verläuft.In a particular embodiment of the invention, the mixing and dosing device is formed from mixing elements that are arranged on a rotatable pipe that is connected to the piston for rotation and on the inner diameter of the housing, as well as at least one additive feed. The mixing and dosing device is arranged very close to the movement path of the piston, but separate from it, which has a positive effect on the size, with the flow channel for the melt running through the mixing and dosing device around the movement space of the piston.

Bei einer derartigen Misch- und Dosiervorrichtung können dieWith such a mixing and dosing device, the

Mischelemente beispielsweise unterschiedliche, gegenüberliegende Oberflächengestaltungen, insbesondere Verzahnungen aufweisen, durch die eine intensive Durchmischung der Schmelze mit den in der Misch- und Dosiervorrichtung zugegebenen Zusatzstoffen erreicht wird.Mixing elements, for example, have different, opposing surface designs, in particular toothing, through which an intensive mixing of the melt with the additives added in the mixing and dosing device is achieved.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Distanzelement aus einer durchgehend verjüngten Welle gebildet, wobei der die Welle umgebende kreisringförmige Strömungsquerschnitt vollständig zum Transport der Schmelze von der Schnecke hin zur Misch- und Dosiervorrichtung zur Verfügung steht. Hierbei kann auf sehr einfache Weise der notwendige Bewegungsspielraum von Kolben und Schnecke geschaffen werden, ohne dassIn a further embodiment of the invention, the spacer element is formed from a continuously tapered shaft, whereby the circular flow cross-section surrounding the shaft is completely available for transporting the melt from the screw to the mixing and dosing device. In this way, the necessary freedom of movement of the piston and screw can be created in a very simple manner without

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- unabhängig von der Stellung der Spritzvorrichtung - eine Unterbrechung des Strömungskanals für die Schmelze erfolgt.- regardless of the position of the spray device - the flow channel for the melt is interrupted.

Letztlich ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung so ausgestaltet, dass dem Bewegungsraum des Kolbens ein zusätzliches, zwischen Düsenbauteil und Gehäusebauteil angeordnetes Zwischenbauteil vorgeordnet wird, welches in x-Richtung einen erweiterten Sammelraum für die Schmelze darstellt, wobei der Kolben düsenseitig mit einer verjüngten Welle versehen ist, die dem Ausstoß der Schmelze dient.Finally, a preferred embodiment of the invention is designed such that an additional intermediate component is arranged between the nozzle component and the housing component in front of the movement space of the piston, which represents an extended collection space for the melt in the x-direction, wherein the piston is provided on the nozzle side with a tapered shaft which serves to expel the melt.

Auch diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass das „First in - first out-Prinzip" gewährleistet ist, da die Schmelzenbestandteile, die zuerst in den Sammelraum eintreten, letztlich auch als erstes durch die Düse in die Spritzgießform eingespritzt werden.This embodiment also has the advantage that the "first in - first out principle" is guaranteed, since the melt components that first enter the collection chamber are ultimately also the first to be injected through the nozzle into the injection mold.

Ebenso wäre es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung denkbar, dass das Distanzelement aus einer verjüngten Welle gebildet wird, deren Querschnitt sich ausgehend von der Schnecke zum Kolben hin leicht konisch verringert, wobei in geringem Abstand vom Bewegungsbereich des Kolbens im Gehäuse ein den kreisringförmigen Querschnitt verringernder Blendenring angeordnet ist und wobei die Welle mit wenigstens einer in Axialrichtung verlaufenden Durchgangsbohrung versehen ist, die einen aus der Schnecke herausführenden Strömungskanal mit einer kolbenseitigen, ringförmigen Einschnürung der Welle verbindet, die eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung und dem kreisringförmigen Strömungsquerschnitt herstellt.It would also be conceivable in a further embodiment of the invention that the spacer element is formed from a tapered shaft, the cross section of which decreases slightly conically from the screw to the piston, wherein a diaphragm ring reducing the annular cross section is arranged in the housing at a short distance from the movement area of the piston, and wherein the shaft is provided with at least one through-bore running in the axial direction, which connects a flow channel leading out of the screw with an annular constriction of the shaft on the piston side, which creates a fluidic connection between the through-bore and the annular flow cross section.

Diese spezielle Lösung hat den Vorteil, dass auch bei vorgerückter Stellung der Kolben-/Schneckenanordnung (Spritzvorrichtung) in dem der Schmelze zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitt keine Strömungstoträume entstehen, so dass das sogenannte „First in - first out-Prinzip" auch hier gewährleistet ist.This special solution has the advantage that even when the piston/screw arrangement (spraying device) is in the advanced position, no dead spaces are created in the flow cross-section available to the melt, so that the so-called "first in - first out principle" is also guaranteed here.

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Letztlich betrifft die Erfindung auch eine Ausführungsform, bei der demFinally, the invention also relates to an embodiment in which the

Bewegungsraum des Kolbens ein zusätzliches, eine Düse aufweisendes Gehäusebauteil vorgeordnet wird, welches einen erweiterten Sammelraum für die Schmelze darstellt, wobei der Kolben düsenseitig mit einer verjüngten Welle versehen ist, die dem Ausstoß der Schmelze dient.An additional housing component having a nozzle is arranged in front of the movement space of the piston, which represents an extended collection space for the melt, wherein the piston is provided on the nozzle side with a tapered shaft which serves to eject the melt.

Auch hier ist letztendlich auf vorteilhafte Weise der Grundsatz des „First in - first out" gewährleistet, da die Schmelzenbestandteile, die zuerst aus dem durch die Misch- und Dosiervorrichtung laufenden Strömungskanal in den Bereich vor den Kolben eintreten, beim späteren Ausstoß der Schmelze als erstes in die Spritzgießform eintreten, wobei in der jeweiligen zeitlichen Abfolge die nachfolgend aufgeschmolzenen Schmelzenbestandteile folgen.Here, too, the principle of "first in - first out" is ultimately advantageously ensured, since the melt components that first enter the area in front of the piston from the flow channel running through the mixing and dosing device are the first to enter the injection mold when the melt is later ejected, with the subsequently melted melt components following in the respective chronological sequence.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigen:Further advantages of the invention will become apparent from the following description of several embodiments. They show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Spritzaggregats nach dem Ausstoß der Schmelze,Fig. 1 is a longitudinal section through a first embodiment of an injection unit after the ejection of the melt,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Spritzaggregat gemäß Fig. 1 während des Auffüllens des vor dem Kolben angeordneten Sammelraumes für die Schmelze,Fig. 2 is a longitudinal section through the injection unit according to Fig. 1 during the filling of the collecting space for the melt arranged in front of the piston,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Spritzaggregat gemäß den Fig. 1 und 2 mit gefülltem Sammelraum für die Schmelze,Fig. 3 is a longitudinal section through the injection unit according to Figs. 1 and 2 with filled collecting space for the melt,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Spritzaggregats nach dem Ausstoß der Schmelze,Fig. 4 is a longitudinal section through a second embodiment of an injection unit after the ejection of the melt,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch das Spritzaggregat gemäß Fig. 4 während der Auffüllung des Sammelraums für die Schmelze,Fig. 5 is a longitudinal section through the injection unit according to Fig. 4 during the filling of the collecting space for the melt,

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Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Spritzaggregat gemäß den Fig. 4 und 5 mit gefülltem Sammelraum für die Schmelze,Fig. 6 is a longitudinal section through the injection unit according to Figs. 4 and 5 with filled collecting space for the melt,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Spritzaggregats mit vorgeordnetem Gehäusebauteil,Fig. 7 is a longitudinal section through a third embodiment of an injection unit with an upstream housing component,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch das Spritzaggregat gemäß Fig. 7 während der Auffüllung des Sammelraums für die Schmelze undFig. 8 is a longitudinal section through the injection unit according to Fig. 7 during the filling of the collecting space for the melt and

&iacgr;&ogr; Fig. 9 einen Längsschnitt durch das Spritzaggregat gemäß den Fig. 7 und&iacgr;&ogr; Fig. 9 is a longitudinal section through the injection unit according to Fig. 7 and

8 mit gefülltem Sammelraum für die Schmelze.8 with filled collecting space for the melt.

In den Zeichnungen wird ein Sphtzaggregat einer Spritzgießmaschine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.In the drawings, an injection unit of an injection molding machine is designated overall by the reference numeral 10.

Das Spritzaggregat 10 weist ein Gehäuse 11 auf, welches aus den Bauteilen 12 bis 16 gebildet wird.The injection unit 10 has a housing 11, which is formed from the components 12 to 16.

In den Bauteilen 12 und 13 ist ein kreiszylindrischer Führungskanal 17 angeordnet, in dem eine Schnecke 18 einer Spritzvorrichtung S drehbar und axial verschiebbar angeordnet ist. Die Schnecke 18 ist auf nicht dargestellte Weise an ihrem freien Ende mit einer Schubeinrichtung versehen. Am anderen Ende der Schnecke 18 ist eine Rückstromsperre 19 und daran anschließend eine verjüngte Welle 20 sowie ein Kolben 21 angeordnet. Der Kolben 21 ist längsverschieblich in einem sich mitdrehenden Rohr 22 angeordnet, an dessen Außenumfangsfläche wechselnde kreisringartige Mischelemente 23 einer Mische und Dosiervorrichtung 24 angeordnet sind. Den Mischelementen 23 beabstandet gegenüberliegend sind weitere Mischelemente 25 am Bauteil 15 des Gehäuses 11 so befestigt, dass sich zwischen den Mischelementen 23 und 25 ein umlaufender kreisringförmiger Strömungskanal 26 ausbildet. Die Einheit aus Kolben 21, Rohr 22 sowie Mischelementen 23 ist mit der verjüngten Welle sowieA circular cylindrical guide channel 17 is arranged in the components 12 and 13, in which a screw 18 of a spray device S is arranged so as to be rotatable and axially displaceable. The screw 18 is provided with a thrust device at its free end in a manner not shown. At the other end of the screw 18 there is a non-return valve 19 and, connected to this, a tapered shaft 20 and a piston 21. The piston 21 is arranged so as to be longitudinally displaceable in a rotating tube 22, on the outer circumferential surface of which alternating circular ring-like mixing elements 23 of a mixing and dosing device 24 are arranged. Other mixing elements 25 are attached to the component 15 of the housing 11 at a distance from the mixing elements 23 in such a way that a circumferential circular ring-shaped flow channel 26 is formed between the mixing elements 23 and 25. The unit consisting of piston 21, tube 22 and mixing elements 23 is connected to the tapered shaft and

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...... .. i tt mät ...... .. i tt mät

der Schnecke 18 fest bzw. formschlüssig verbunden und über Ringlager 27 innerhalb des Gehäuses 11 drehbar gelagert.the screw 18 is firmly or positively connected and rotatably mounted via ring bearings 27 within the housing 11.

Letztlich weist die Misch- und Dosiervorrichtung 24 noch Vorrichtungen zur Zusatzstoffeinspeisung 28 auf, die innerhalb des Bauteils 15 angeordnet sind und deren Auslauf in den Strömungskanal 26 der Misch- und Dosiervorrichtung 24 münden.Finally, the mixing and dosing device 24 also has devices for feeding additives 28, which are arranged within the component 15 and whose outlet opens into the flow channel 26 of the mixing and dosing device 24.

Der Strömungskanal 26 der Misch- und Dosiervorrichtung 24 ist überThe flow channel 26 of the mixing and dosing device 24 is

&iacgr;&ogr; radiale Strömungskanalbereiche 29 und 30 einerseits mit einem vor dem Kolben liegenden Sammelraum 31 für die Schmelze und andererseits über dem Strömungskanalbereich 30 mit einem die verjüngte Welle 20 umgebenden, ringraumartigen Strömungskanal 32 verbunden.The radial flow channel regions 29 and 30 are connected on the one hand to a collecting space 31 for the melt located in front of the piston and on the other hand above the flow channel region 30 to an annular space-like flow channel 32 surrounding the tapered shaft 20.

Letztlich weist das Bauteil 16 des Gehäuses 11 eine Düsenbohrung 33 auf, durch die die im Sammelraum 31 befindliche Schmelze in eine nicht dargestellte, dem Bauteil 16 vorgeordnete Spritzgießform eingespritzt werden kann.Finally, the component 16 of the housing 11 has a nozzle bore 33 through which the melt located in the collecting chamber 31 can be injected into an injection mold (not shown) arranged upstream of the component 16.

In der Fig. 1 ist die Stellung des Spritzaggregats 10 bzw. der Spritzvorrichtung S unmittelbar nach dem Einspritzvorgang dargestellt. Man erkennt, dass die Spritzvorrichtung S um einen maximalen Hub H in Richtung &khgr; bis vor die Düsenbohrung 33 vorgeschoben worden ist (s. Vergleich der Fig. 1 und 3). Dadurch wurde die Schmelze nahezu vollständig aus dem Sammelraum 31 in die nicht dargestellte Spritzgießform gedrückt. Nach dem die Schnecke 18 die Rotationsbewegungen wieder begonnen hat, wird zunehmend Material in der Schnecke 18 plastifiziert und dann über die Rückstromsperre 19 hinaus in den ringraumartigen Strömungskanal 32 und weiter über die Strömungskanalbereiche 30, 26 und 29 in den Sammelraum 31 für die Schmelze transportiert. Da die Misch- und Dosiervorrichtung 24 mit dem Kolben-/ Schneckenantrieb (Antrieb der Spritzvorrichtung S) rotationsverbunden ist, erfolgt während der Durchförderung der Schmelze bei gleichzeitiger ZuführungFig. 1 shows the position of the injection unit 10 or the injection device S immediately after the injection process. It can be seen that the injection device S has been advanced by a maximum stroke H in the direction x up to the nozzle bore 33 (see comparison of Figs. 1 and 3). As a result, the melt was almost completely pressed out of the collection chamber 31 into the injection mold (not shown). After the screw 18 has started rotating again, material is increasingly plasticized in the screw 18 and then transported via the non-return valve 19 into the annular space-like flow channel 32 and further via the flow channel areas 30, 26 and 29 into the collection chamber 31 for the melt. Since the mixing and dosing device 24 is rotationally connected to the piston/screw drive (drive of the injection device S), during the conveyance of the melt and simultaneous feeding

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von Zusatzstoffen eine vollständige Durchmischung der Schmelze vor dem Eintritt der letzten in den Sammelraum 31.of additives ensures complete mixing of the melt before the last one enters the collecting chamber 31.

Dadurch, dass zunehmend Schmelze in den Sammelraum 31 transportiert wird, ergibt sich gleichzeitig eine rückwärtige Bewegung der Spritzvorrichtung S bestehend aus dem Kolben 21 der verjüngten Welle 20 sowie der Schnecke 18 in y-Richtung. Dieser Vorgang ist erst dann abgeschlossen, wenn der Sammelraum 31 gefüllt ist und der Kolben 21 bei seiner Bewegung in y-Richtung an eine Schulter 34 stößt. Dies ist der Zeitpunkt, zu dem wiederum die nicht dargestellte Schubvorrichtung die Spritzvorrichtung S in x-Richtung bewegt, wobei während des Einspritzvorgangs die Rückstromsperre 19 ein Zurückströmen der Schmelze in die Schnecke 18 verhindert.As more and more melt is transported into the collecting chamber 31, the injection device S, consisting of the piston 21 of the tapered shaft 20 and the screw 18, simultaneously moves backwards in the y-direction. This process is only completed when the collecting chamber 31 is filled and the piston 21 hits a shoulder 34 during its movement in the y-direction. This is the point in time at which the pusher (not shown) moves the injection device S in the x-direction, with the non-return valve 19 preventing the melt from flowing back into the screw 18 during the injection process.

In den Fig. 4 bis 6 ist eine weitere Ausführungsform des Spritzaggregats 10 dargestellt. Die Veränderungen beziehen sich im Wesentlichen nur auf das zwischen dem Kolben 20 und der Schnecke 18 angeordnete Distanzelement, welches in diesem Fall ebenfalls in Form einer verjüngten, jedoch von der Rückstromsperre 19 hin zum Kolben 21 leicht konisch zusammenlaufenden Welle 35 gebildet wird. Diese Welle 35 weist eine mittige Durchgangsbohrung 36 auf, die im Bereich der Rückstromsperre 19 beginnt und am kolbenseitigen Ende der Welle 35 in einer ringförmigen Einschnürung 37 der Welle 35 endet, die eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung 36 und einem ringraumartigen Strömungskanal 38 herstellt.A further embodiment of the injection unit 10 is shown in Fig. 4 to 6. The changes essentially relate only to the spacer element arranged between the piston 20 and the screw 18, which in this case is also formed in the form of a tapered shaft 35, but which tapers slightly conically from the non-return valve 19 to the piston 21. This shaft 35 has a central through-bore 36 which begins in the area of the non-return valve 19 and ends at the piston-side end of the shaft 35 in an annular constriction 37 of the shaft 35, which creates a fluidic connection between the through-bore 36 and an annular flow channel 38.

Darüber hinaus ist in geringem Abstand vom Bewegungsbereich des Kolbens 21 im Gehäusebauteil 13 ein den Strömungsquerschnitt des ringraumartigen Strömungskanals 32 verringernder Blendenring 39 angeordnet. Zwischen diesem Blendenring 39 und einer Oberfläche der Welle 35 ergibt sich bei Bewegung der Spritzvorrichtung S bei gefülltem Sammelraum 31 (Endstellung in y-Richtung, s. Fig. 6) ein maximaler Spalt smax und nach der Entleerung des Sammelraums 31 (Endstellung in x-Richtung, s. Fig. A) ein minimaler Spalt smin.In addition, a diaphragm ring 39 which reduces the flow cross-section of the annular space-like flow channel 32 is arranged in the housing component 13 at a short distance from the movement range of the piston 21. Between this diaphragm ring 39 and a surface of the shaft 35, a maximum gap s max is created when the spray device S is moved when the collecting chamber 31 is filled (end position in the y direction, see Fig. 6) and a minimum gap s min after the emptying of the collecting chamber 31 (end position in the x direction, see Fig. A) .

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Diese spezielle Anordnung verhindert in jeder Stellung der Spritzvorrichtung S Strömungstoträume dadurch, dass mit zunehmender Bewegung der Spritzvorrichtung S in x-Richtung der Strömungswiderstand des ringraumartigen Strömungskanals 32 aufgrund der kontinuierlichen Verringerung des Spaltes s sich vergrößert, so dass der an sich längere Strömungsweg durch die Durchgangsbohrung 36, die ringförmige Einschnürung 37 sowie der Rückweg (in y-Richtung) durch den ringraumartigen Strömungskanal 32 hin zum Strömungskanal 30 immer noch einen ähnlichen Strömungswiderstand aufweist wie der vorgenannte kürzere Strömungsweg. Hierdurch wird erreicht, dass tatsächlich die Schmelze, die zuerst die Rückstromsperre 19 verlässt, auch als erstes den Strömungskanal 30 passiert und letztlich den Sammelraum 31 erreicht, so dass sie auch als erstes durch die Düsenbohrung in die Spritzgießform eingepresst wird (First in -first out-Prinzip).This special arrangement prevents flow dead spaces in every position of the injection device S because with increasing movement of the injection device S in the x direction, the flow resistance of the annular flow channel 32 increases due to the continuous reduction of the gap s, so that the longer flow path through the through hole 36, the annular constriction 37 and the return path (in the y direction) through the annular flow channel 32 to the flow channel 30 still has a similar flow resistance to the aforementioned shorter flow path. This ensures that the melt that first leaves the non-return valve 19 is actually the first to pass through the flow channel 30 and ultimately reaches the collection chamber 31, so that it is also the first to be pressed through the nozzle bore into the injection mold (first in - first out principle).

Die einzelnen Stellungen dieses vorherbeschriebenen Spritzaggregats 10 sind in den Fig. 4 bis 6 dargestellt.The individual positions of this previously described injection unit 10 are shown in Figs. 4 to 6.

Letztlich ist in den Fig. 7 bis 9 eine weitere Ausführungsform eines Spritzaggregats 10 dargestellt, bei der zwischen dem eine Düsenbohrung 33 aufweisenden Bauteil 16 und dem Bauteil 15 des Gehäuses ein ZwischenbauteilFinally, Figs. 7 to 9 show a further embodiment of an injection unit 10 in which an intermediate component is arranged between the component 16 having a nozzle bore 33 and the component 15 of the housing.

40 angeordnet ist, mit dem eine wesentliche Verlängerung des Sammelraumes 31 in x-Richtung erfolgt.40 is arranged, with which a significant extension of the collecting space 31 in the x-direction is achieved.

Darüber hinaus ist der Kolben 21 mit einem wellenartigen AusstoßelementIn addition, the piston 21 is provided with a wave-like ejection element

41 versehen, welches einen geringeren Durchmesser als der Kolben 21 aufweist und so ein Ringraum 42 als Strömungsquerschnitt für die Schmelze verbleibt. Nach dem Ausstoßen der Schmelze aus dem Sammelraum 31 (s. Fig. 7) wird ebenso wie bei den anderen Ausführungsformen die Spritzvorrichtung S wieder in Bewegung gesetzt, so dass eine rotierende Bewegung der Spritzvorrichtung S beginnt. Zugleich wird Schmelze durch die diversen vorgenannten Strömungskanäle 32, 30, 26 und 29 bis in den Ringraum 42 und dann in den41, which has a smaller diameter than the piston 21 and thus an annular space 42 remains as a flow cross-section for the melt. After the melt has been expelled from the collecting space 31 (see Fig. 7), the spraying device S is set in motion again, as in the other embodiments, so that a rotating movement of the spraying device S begins. At the same time, melt is fed through the various aforementioned flow channels 32, 30, 26 and 29 into the annular space 42 and then into the

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Sammelraum 31 zwischen Düsenbohrung 33 und einem freien Ende 43 der Welle 41 transportiert. Zugleich wird aufgrund der zunehmenden Ansammlung von Schmelze im Sammelraum 31 wiederum die gesamte Spritzvorrichtung S kontinuierlich nach hinten in y-Richtung bewegt bis dass die in Fig. 9 dargestellte Endstellung in y-Richtung erreicht wird. Auch bei diesem Spritzaggregat 10 mit vorgebautem Zwischenbauteil ist das vorgenannte „First in - first out"-Prinzip auf vorteilhafte Weise gewährleistet.Collecting space 31 between nozzle bore 33 and a free end 43 of shaft 41. At the same time, due to the increasing accumulation of melt in the collecting space 31, the entire injection device S is continuously moved backwards in the y-direction until the end position in the y-direction shown in Fig. 9 is reached. The aforementioned "first in - first out" principle is also advantageously ensured in this injection unit 10 with a pre-installed intermediate component.

Claims (8)

1. Spritzaggregat einer Spritzgießmaschine mit einer axial wie auch rotierend in einem Gehäuse angetriebenen, als Kolben/ Schnecke ausgebildeten Spritzvorrichtung, die mit einer Rückstromsperre versehen ist, wobei die Spritzvorrichtung während des Transportes des Kunststoffgranulats der Plastifizierung dient und während des Einpressens der Kunststoffschmelze durch eine Düse in eine Spritzgießform als Kolben fungiert, und einer Vorrichtung zum Mischen und Dosieren der Kunststoffschmelze sowie von Zusatzstoffen, wie Farbmittel, Schäummittel, Gleitmittel od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Rückstromsperre (19) der Schnecke (18) und dem Kolben (21) ein Distanzelement (20, 35) angeordnet ist, dessen Länge wenigstens dem Hub (H) der Spritzvorrichtung (S) entspricht und der wenigstens einen Strömungskanal (32, 38) aufweist, durch den in jeder Stellung eine strömungstechnische Verbindung mit einem radial zunächst nach außen und dann parallel zum Bewegungs- und Führungsbereich des Kolbens (21) bis in einen Bereich zwischen Düse (33) und Kolben (21) sich erstreckenden, weiteren Strömungskanal (30/26/29) sichergestellt ist, und dass der Strömungskanal (26) durch die benachbart zum Bewegungs- und Führungsbereich des Kolbens (21) angeordnete Misch- und Dosiereinrichtung (24) verläuft. 1. Injection unit of an injection molding machine with an injection device, which is driven axially and rotatingly in a housing and is designed as a piston/screw, which is provided with a non-return valve, the injection device being used for plasticizing during the transport of the plastic granulate and acting as a piston during the pressing of the plastic melt through a nozzle into an injection mold, and a device for mixing and dosing the plastic melt and additives, such as colorants, foaming agents, lubricants or the like, characterized in that a spacer element ( 20 , 35 ) is arranged between the non-return valve ( 19 ) of the screw ( 18 ) and the piston ( 21 ), the length of which corresponds at least to the stroke (H) of the injection device (S) and which has at least one flow channel ( 32 , 38 ) through which a fluidic connection is established in each position with a radially initially outward and then parallel to the movement and guide area of the piston ( 21 ) up to a Area between nozzle ( 33 ) and piston ( 21 ) extending, further flow channel ( 30/26/29 ) is ensured, and that the flow channel ( 26 ) runs through the mixing and dosing device ( 24 ) arranged adjacent to the movement and guide area of the piston ( 21 ). 2. Spritzaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und Dosiereinrichtung (24) den Kolben (21) zumindest teilweise kreisringförmig umgreift. 2. Injection unit according to claim 1, characterized in that the mixing and metering device ( 24 ) at least partially surrounds the piston ( 21 ) in a circular ring shape. 3. Spritzaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und Dosiereinrichtung (24) bezüglich ihrer Rotationsbewegungen mit der Spritzvorrichtung (S) bewegungsverbunden ist. 3. Injection unit according to claim 1 or 2, characterized in that the mixing and dosing device ( 24 ) is connected to the injection device (S) with regard to its rotational movements. 4. Spritzaggregat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und Dosiereinrichtung (24) aus Mischelementen (23, 25), die an einem drehbaren, mit dem Kolben (21) rotationsverbundenen Rohr (22) und am Innendurchmesser des Gehäuses (11) angeordnet sind sowie mindestens einer Zusatzstoffeinspeisung (18) gebildet wird. 4. Injection unit according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the mixing and metering device ( 24 ) is formed from mixing elements ( 23 , 25 ) which are arranged on a rotatable tube ( 22) which is rotationally connected to the piston (21 ) and on the inner diameter of the housing ( 11 ), as well as at least one additive feed ( 18 ). 5. Spritzaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischelemente (23, 25) unterschiedliche, gegenüberliegende Oberflächen-Gestaltungen, insbesondere Verzahnungen, aufweisen. 5. Injection unit according to one of the preceding claims, characterized in that the mixing elements ( 23 , 25 ) have different, opposite surface designs, in particular toothings. 6. Spritzaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement aus einer durchgehend verjüngten Welle (20) gebildet wird und dass der die Welle (20) umgebende kreisringförmige Strömungsquerschnitt (32) vollständig dem Transport der Schmelze von der Schnecke (18) hin zur Misch- und Dosiereinrichtung (24) zur Verfügung steht. 6. Injection unit according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer element is formed from a continuously tapered shaft ( 20 ) and that the annular flow cross-section ( 32 ) surrounding the shaft ( 20 ) is completely available for transporting the melt from the screw ( 18 ) to the mixing and dosing device ( 24 ). 7. Spritzaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement aus einer verjüngten Welle (35) gebildet wird, deren Querschnitt sich ausgehend von der Schnecke (18) zum Kolben (21) hin leicht konisch verringert, dass im geringen Abstand vom Bewegungsbereich des Kolbens (21) im Gehäuse (11) ein den kreisringförmigen Querschnitt (38) verringernder Blendenring (39) angeordnet ist und dass die Welle (35) mit wenigstens einer in Axialrichtung verlaufenden Durchgangsbohrung (36) versehen ist, die einen aus der Schnecke (18) herausführenden Strömungskanal mit einer kolbenseitigen, ringförmigen Einschnürung (37) der Welle (35) verbindet, die eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Durchgangsbohrung (36) und dem kreisringförmigen Strömungsquerschnitt (38) herstellt. 7. Injection unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spacer element is formed from a tapered shaft ( 35 ), the cross section of which decreases slightly conically from the screw ( 18 ) to the piston ( 21 ), that a diaphragm ring ( 39 ) reducing the annular cross section ( 38 ) is arranged in the housing ( 11 ) at a short distance from the movement range of the piston ( 21 ), and that the shaft ( 35 ) is provided with at least one through-bore ( 36 ) running in the axial direction, which connects a flow channel leading out of the screw ( 18 ) to a piston-side, annular constriction ( 37 ) of the shaft ( 35 ), which creates a fluidic connection between the through-bore ( 36 ) and the annular flow cross section ( 38 ). 8. Spritzaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bewegungsraum des Kolbens (21) ein zusätzliches, zwischen Düsenbauteil (16) und Gehäusebauteil (15) angeordnetes Zwischenbauteil vorgeordnet wird, welches einen in x-Richtung erweiterten Sammelraum (31) für die Schmelze darstellt und dass der Kalben (21) düsenseitig mit einer verjüngten Welle (41) versehen ist, die dem Ausstoß der Schmelze dient. 8. Injection unit according to one of the preceding claims, characterized in that an additional intermediate component is arranged between the nozzle component ( 16 ) and the housing component ( 15 ) in front of the movement space of the piston ( 21 ), which represents a collecting space ( 31 ) for the melt that is expanded in the x-direction and that the piston ( 21 ) is provided on the nozzle side with a tapered shaft ( 41 ) that serves to expel the melt.
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