(19)
(11)EP 4 052 884 A1

(12)EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43)Veröffentlichungstag:
07.09.2022  Patentblatt  2022/36

(21)Anmeldenummer: 22159880.8

(22)Anmeldetag:  03.03.2022
(51)Internationale Patentklassifikation (IPC): 
B29C 45/52(2006.01)
B29C 45/60(2006.01)
B29C 45/17(2006.01)
(52)Gemeinsame Patentklassifikation (CPC) :
B29C 45/52; B29C 45/1753; B29C 45/60; B29C 2945/76581; B29C 2945/76665
(84)Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME
Benannte Validierungsstaaten:
KH MA MD TN

(30)Priorität: 04.03.2021 DE 102021105197

(71)Anmelder: Erwin Quarder Systemtechnik GmbH
32339 Espelkamp (DE)

(72)Erfinder:
  • Warkentin, Benjamin
    32339 Espelkamp (DE)
  • Krahn, Daniel
    32339 Espelkamp (DE)
  • Reimer, Manuel
    32339 Espelkamp (DE)
  • Fransen, Eduard
    32339 Espelkamp (DE)

(74)Vertreter: Aulich, Martin 
Meissner Bolte Patentanwälte Rechtsanwälte Partnerschaft mbB Rolandsmauer 9
49074 Osnabrück
49074 Osnabrück (DE)

  


(54)RÜCKSTROMSPERRE


(57) Die Erfindung betrifft eine Rückstromsperre für eine Plastifizierschnecke einer Spritzgießmaschine, mit einem Grundkörper (15) mit in einem Endbereich (16) angeordneten Flügeln (18), einem mit dem Grundkörper (15) insbesondere drehfest verbundenen Druckring (23) und einer axial relativ zu dem Grundkörper (15) verschiebbaren, vorzugsweise eine zylindrische Innenseite aufweisenden Sperrhülse (22), die einen zwischen den Flügeln (18) und dem Druckring (23) angeordneten Zwischenabschnitt (20) des Grundkörpers (15) mit radialem Abstand umschließt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt (20) des Grundkörpers (15) und/oder die Flügel (18) desselben ein oder mehrere längliche, insbesondere steg- oder rippenartige Wirkelemente (25, 30) aufweisen, die im Betrieb der Spritzgießmaschine dem Entstehen von störenden Kunststoffablagerungen entgegenwirken können oder die bereits entstandene Kunststoffablagerungen entfernen können.




Beschreibung


[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rückstromsperre für eine Plastifizierschnecke einer Spritzgießmaschine, mit einem Grundkörper mit in einem Endbereich angeordneten Flügeln, einem mit dem Grundkörper insbesondere drehfest verbundenen Druckring und einer axial relativ zu dem Grundkörper verschiebbaren, vorzugsweise eine zylindrische Innenseite aufweisenden Sperrhülse, die einen zwischen den Flügeln und dem Druckring angeordneten Zwischenabschnitt des Grundkörpers mit radialem Abstand umschließt. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Spritzgießmaschine mit einer solchen Rückstromsperre sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Spritzgießmaschine.

[0002] Rückstromsperren haben als insbesondere lösbarer Bestandteil einer Plastifizierschnecke einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität eines Spritzgussteils. Als problematisch und qualitätsvermindernd stellen sich in diesem Zusammenhang unter anderem ungewollte Kunststoffablagerungen dar, die sich im Laufe des Betriebs der Spritzgießmaschine unterhalb der Sperrhülse einstellen können, und zwar zwischen der Sperrhülse und dem Zwischenabschnitt des Grundkörpers. Diese Ablagerungen können sich beispielsweise sporadisch lösen und ungewollt auf der Oberfläche des Spritzgussteils sichtbar werden.

[0003] Weitere unerwünschte Ablagerungen können sich im Bereich der endständigen Düse des Plastifizierzylinders ergeben, in die der Endbereich des Grundkörpers bzw. dessen Spitze mitsamt den Flügeln während des Einspritzvorgangs eintaucht. Auch diese Ablagerungen können sich im Laufe des Betriebs lösen und auf dem Spritzgussteil sichtbar werden oder zu Verstopfungen in dem von der Düse zu der Kavität des Spritzgusswerkzeugs führenden Fluidkanal führen, durch den die flüssige Kunststoffmasse von dem Plastifizierzylinder in das Spritzgusswerkzeug gelangt.

[0004] Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs genannte Rückstromsperre weiterzuentwickeln, insbesondere derart, dass die vorgenannten Ablagerungen in der Düse des Plastifizierzylinders und/oder im Bereich zwischen Sperrhülse und Zwischenabschnitt des Grundkörpers der Rückstromsperre verhindert, reduziert oder entfernt werden können.

[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Rückstromsperre der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Spritzgießmaschine mit einer solchen Rückstromsperre mit den Merkmalen des Anspruchs 11 sowie ein Verfahren zum Betreiben der Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 15.

[0006] Eine erfindungsgemäße Rückstromsperre ist entsprechend dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt des Grundkörpers und/oder die Flügel desselben ein oder mehrere längliche, insbesondere steg- oder rippenartige Wirkelemente aufweisen, die im Betrieb der Spritzgießmaschine dem Entstehen von störenden Kunststoffablagerungen entgegenwirken können oder die bereits entstandene Kunststoffablagerungen entfernen können.

[0007] Erfindungsgemäß sind ein oder mehrere der länglichen Wirkelemente demnach dem Zwischenabschnitt des Grundkörpers und/oder einem oder mehreren Flügel desselben zugeordnet.

[0008] Was die erste erfindungsgemäße Variante betrifft, nämlich die Zuordnung zu dem Zwischenabschnitt, bildet vorzugsweise das oder jedes der länglichen Wirkelemente eine Erhebung der/an der Außenseite des Zwischenabschnitts des Grundkörpers. Dies insbesondere derart, dass das Entstehen von ringförmig geschlossenen, umlaufenden Ablagerungen von Kunststoff zwischen dem Zwischenabschnitt und der Sperrhülse verhindert wird. Das oder die länglichen Wirkelemente wirken dabei in Umfangsrichtung als Unterbrecher, die die Ausbildung eines geschlossenen Ablagerungsrings verhindern oder reduzieren können. Zweckmäßigerweise reichen sie hierfür möglichst nahe an die Innenseite der Sperrhülse heran.

[0009] Der Zwischenabschnitt des Grundkörpers kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, in Umfangsrichtung des Zwischenabschnitts voneinander beabstandete längliche Wirkelemente aufweisen.

[0010] Was die Grundform des Zwischenabschnitts des Grundkörpers betrifft, so kann der Zwischenabschnitt ein zylinderförmiger Körper oder ein konusförmiger Körper mit entsprechend zylindrischer oder konischer Mantelfläche sein, an dem das oder jedes der länglichen Wirkelemente angeordnet ist, insbesondere befestigt oder angeformt, sodass das oder jedes der länglichen Wirkelemente unter Bildung der jeweiligen Erhebung der Außenseite des Zwischenabschnitts des Grundkörpers gegenüber dieser Mantelfläche hervorsteht.

[0011] Vorzugsweise kann das oder jedes der insbesondere in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, länglichen Wirkelemente des Weiteren mindestens abschnittsweise, vorzugsweise über die gesamte Länge desselben, schräg bzw. winklig zu den (gedachten) Mantellinien der Mantelfläche des zylinderförmigen oder konusförmigen Körpers des Zwischenabschnitts des Grundkörpers verlaufen.

[0012] Anders ausgedrückt erstreckt sich das oder jedes der länglichen Wirkelemente vorzugsweise winklig zur senkrecht zur Längs- bzw. Drehachse des Grundkörpers verlaufenden Querebene, in der der Zwischenabschnitt rotiert. Dabei kann der jeweilige Winkel zu dieser Querebene konstant sein, sich aber auch entlang des Zwischenabschnitts ändern.

[0013] Der Verlauf des oder der länglichen Wirkelemente bzw. die jeweilige Schrägstellung desselben oder derselben ist dabei bevorzugt derart gewählt, dass das jeweilige längliche Wirkelement als Förderorgan wirkt, mit dem im Betrieb der Spritzgießmaschine während der Plastifizierungs- und Dosierungsphase, in der die Plastifizierschnecke mitsamt dem Grundkörper der Rückstromsperre um die Längsachse rotiert wird, Kunststoffmasse durch das oder die entsprechend mitrotierenden länglichen Wirkelemente in Richtung der Flügel weitergefördert wird. Mit anderen Worten wirkt jedes der länglichen Wirkelemente dabei entsprechend wie eine Förderschaufel eines Förderrads.

[0014] Vorzugsweise kann das oder jedes der länglichen Wirkelemente in Umfangsrichtung jeweils zu seinen beiden Seiten jeweils einen Durchflusskanal für den Kunststoff begrenzen, dessen Bodenseite durch ein Segment der Mantelfläche des zylindrischen oder konischen Körpers gebildet wird.

[0015] Wenn mehrere längliche Wirkelemente vorgesehen sind, können jeweils zwei in Umfangsrichtung benachbarte, voneinander beabstandete längliche Wirkelemente jeweils einen Durchflusskanal begrenzen, wobei die Bodenseite des Durchflusskanals durch das zwischen den beiden länglichen Wirkelementen angeordnete Segment der Mantelfläche des zylindrischen oder konischen Körpers des Zwischenabschnitts des Grundkörpers gebildet wird.

[0016] Entlang des jeweiligen Durchflusskanals strömt der (plastifizierte/flüssige) Kunststoff während des Betriebs der Spritzgießmaschine in Richtung des Endbereichs des Grundkörpers der Rückstromsperre (bzw. der Plastifizierschnecke, dessen endständiger Bestandteil sie im Betrieb ist) in Richtung der Düse des Plastifizierungszylinders. Dies insbesondere während der Plastifizierungsphase und der Dosierphase.

[0017] Besonders bevorzugt ist durch entsprechende Abstimmung der relevanten Maße der radiale Abstand zwischen der Innenseite der Sperrhülse und der Mantelfläche des zylinderförmigen oder konischen Körpers des Zwischenabschnitts des Grundkörpers so gewählt, dass einerseits ein guter Durchfluss der Kunststoffmasse durch den sich entsprechend ergebenden Durchflusskanal zwischen Innenseite und Mantelfläche möglich ist und andererseits eine möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird.

[0018] Zu diesem Zweck weist der radiale Abstand zwischen der Innenseite der Sperrhülse und der Mantelfläche des zylinderförmigen oder konischen Körpers des Zwischenabschnitts des Grundkörpers vorzugsweise einen Wert auf, der in einem Intervall zwischen 1 mm und 6 mm liegt, besonders bevorzugt zwischen 2 mm und 5 mm.

[0019] Weiter ist es zweckmäßig, dass das oder jedes der Wirkelemente möglichst nah an der Innenseite der Sperrhülse endet. Bevorzugt ist entsprechend der radiale Abstand zwischen der Innenseite der Sperrhülse und dem jeweils gegenüber liegenden, länglichen Wirkelement, insbesondere einer der Innenseite der Sperrhülse zugewandten Außenseite oder Außenkante des länglichen Wirkelements, kleiner als 0,2 mm, vorzugweise kleiner als 0,1 mm

[0020] Was die oben beschriebene zweite Variante der Erfindung betrifft, nämlich die Zuordnung eines oder mehrerer länglicher Wirkelemente zu einem oder mehreren Flügeln des Grundkörpers, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein oder mehrere oder jeder Flügel des Grundkörpers (ggf. jeweils) ein solches längliches, insbesondere an dem jeweiligen Flügel (18) angeformtes oder an diesem befestigtes Wirkelement aufweist.

[0021] Dies insbesondere derart, dass mit den länglichen Wirkelementen sich im Betrieb der Spritzgießmaschine ggf. im Bereich der endständigen Düse des Plastifizierzylinders ergebende Kunststoffablagerungen abgetragen bzw. abgefräst werden, wenn die Flügel in einer geeigneten Stellung in der Düse rotieren.

[0022] Bevorzugt kann das längliche Wirkelement des oder jedes Flügels zu diesem Zweck eine freie, nach radial außen gewandte, insbesondere als Fräskante ausgebildete, bevorzugt linienförmige Längskante oder Außenkante aufweisen oder durch eine solche gebildet sein.

[0023] Dabei können die nach radial außen gewandten freien (Außen-)Seiten oder freien (Außen-)Kanten der länglichen Wirkelemente der Flügel in Richtung eines freien Endes der Rückstromsperre bzw. des Grundkörpers konisch aufeinander zu laufen.

[0024] Im Rahmen des Zusammenwirkens einer solchen Rückstromsperre, bei der ein oder mehrere Flügel mit ein oder mehreren länglichen Wirkelementen ausgerüstet sind, mit der Spritzgießmaschine im Übrigen, insbesondere mit deren Plastifizierzylinder, taucht der die Flügel aufweisende Endbereich des Grundkörpers der Rückstromsperre im Betrieb der Maschine in bekannter Weise in eine insbesondere einem Ende des Plastifizierzylinders zugeordnete Düse der Spritzgießmaschine, die mit einer mit Kunststoffmasse befüllbaren Kavität der Spritzgießmaschine fluidleitend verbunden ist. Bevorzugt ist der Grundkörper dabei mit den Flügeln und dem oder den länglichen Wirkelementen derart an die Kontur der insbesondere konisch zulaufenden Innenseite der Düse angepasst, dass die freie Außenseite oder die freie, insbesondere als Fräßkante ausgebildete, insbesondere längliche und linienförmige Außenkante des oder jedes der länglichen Wirkelemente, der Innenseite der Düse zugewandt ist und insbesondere zum Entfernen von störenden Kunststoffablagerungen in einer Eintauchendstellung parallel zu einem oder dem jeweils unmittelbar gegenüberliegenden Abschnitt dieser Innenseite verläuft.

[0025] Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Spritzgießmaschine der vorgenannten Art zeichnet sich entsprechend dadurch aus, dass während des Einspritzvorgangs die die Rückstromsperre umfassende Plastifizierschnecke zum Entfernen von störenden, auf der Innenseite der Düse angeordneten Kunststoffablagerungen derart gesteuert wird, dass der Endbereich des Grundkörpers der Rückstromsperre zusammen mit den Flügeln in eine Eintauchendstellung bewegt wird, in der die freie, der Innenseite der Düse zugewandte Außenseite oder Außenkante des oder jedes der länglichen Wirkelemente parallel zu einem oder dem jeweils unmittelbar gegenüberliegenden Abschnitt dieser Innenseite verläuft und in der der radiale Abstand der Außenseite oder Außenkante des oder jedes der länglichen Wirkelemente so gewählt ist, dass störende Kunststoffablagerungen auf der Innenseite der Düse durch die Wirkelement entfernt werden oder entfernt werden können.

[0026] Vorzugsweise ist in dieser Eintauchendstellung der radiale Abstand der Außenseite oder Außenkante des länglichen Wirkelements von dem jeweils unmittelbar gegenüberliegendem Abschnitt der Innenseite der Düse kleiner als 1 mm, vorzugweise kleiner als 0,5 mm, sodass sich das oder jedes der Wirkelemente während einer Rotationsbewegung der Flügel möglichst nah an der Innenseite der Düse entlangbewegt und dabei im Rahmen eines Abfräsevorgangs auch dünne Ablagerungen erfassen/entfernen kann.

[0027] Was die Düse betrifft, so kann die Innenseite derselben vorzugsweise ohne Absätze oder Abrundungen durchgehend konisch verlaufen, insbesondere ausgehend von einer äußeren Öffnungsebene der Düse bis zu einem inneren Endabschnitt.

[0028] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, die nur beispielhaft und nicht schutzeinschränkend zu verstehen sind, sowie aus der beigefügten Zeichnung.

[0029] Darin zeigt:
Fig. 1
eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Rückstromsperre zusammen mit einem eine Düse aufweisenden Flansch eines Plastifizierzylinders einer im Übrigen nicht dargestellten Spritzgießmaschine.


[0030] In der Fig. 1 ist schematisch eine Rückstromsperre 10 gezeigt, wie sie unter Bildung der Schneckenspitze als ggf. lösbarer Bestandteil einer (ansonsten nicht gezeigten) Plastifizierschnecke in einem Plastifizierzylinder 11 einer Spritzgießmaschine verwendet werden kann. Die Rückstromsperre 10 ist dabei mit dem übrigen Teil der Plastifizierschnecke in der Regel drehfest, aber lösbar verbunden, beispielsweise verschraubt. Auch eine unlösbare Verbindung ist aber natürlich denkbar.

[0031] Von dem Plastifizierzylinder 11 ist in Fig. 1 nur ein endständiger Flansch 12 gezeigt, in dem eine Düse 13 des Plastifizierzylinders 11 angeordnet ist, die wiederum in bekannter Weise über einen Fluidkanal 14 mit der Kavität eines Spritzgusswerkzeugs der Spritzgießmaschine fluidleitend verbunden ist.

[0032] Eine Spritzgießmaschine ist in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus dem Stand der Technik gut bekannt, sodass weitere Bestandteile derselben aus Vereinfachungsgründen nicht gezeigt sind.

[0033] Die Rückstromsperre 10 weist einen (vorliegend massiven) Grundkörper 15 auf, in der Regel aus Stahl, der in einem Endbereich 16 über ein vorderes freies Ende 17 (endständige Spitze der Schnecke bzw. der Rückstromsperre 10) verfügt.

[0034] In dem Endbereich 16 des Grundkörpers 15, nämlich benachbart zu dem freien Ende 17, sind über den Umfang verteilt mehrere Flügel 18 angeordnet, zwischen denen jeweils in Umfangsrichtung Durchströmungskanäle 19 für die (nicht gezeigte) plastifizierte bzw. flüssige Kunststoffmasse gebildet sind.

[0035] Der Grundkörper 15 der Rückstromsperre 10 weist des Weiteren einen Zwischenabschnitt 20 auf mit einem zylindrischen Körper 21, der unmittelbar an die Flügel 18 angrenzt und mit diesen einstückig verbunden ist. Zumindest theoretisch ist auch denkbar, dass der Körper 21 leicht konisch verläuft.

[0036] Koaxial zu diesem Zwischenabschnitt 20 mit radialem Abstand zu dem zylindrischen Körper 21 ist ein Sperrring bzw. eine Sperrhülse 22 angeordnet.

[0037] In bekannter Weise ist die Sperrhülse 22 in Axialrichtung bewegbar. Bei einer axialen Bewegung der Sperrhülse 22 in Richtung des Endbereichs 16 des Grundkörpers 15 bzw. in Richtung der Flügel 18 schlägt die Sperrhülse 22 in bekannter Weise an dem Endbereich 16 an, vorliegend an Bodenseiten der Flügel 18. Bei einer entgegengesetzten axialen Bewegung schlägt sie an einem - ebenfalls an sich bekannten - Druckring 23 an, der drehfest mit dem Grundkörper 15 verbunden ist, nämlich vorliegend auf einem an den Zwischenabschnitt 20 angrenzenden, einstückig mit diesem verbundenen, zylindrischen Zapfen 24 sitzt.

[0038] In ebenfalls an sich bekannter Weise verschiebt die verflüssigte Kunststoffmasse während der Plastifizierungs- bzw. Dosierungsphase der Spritzgießmaschine die Sperrhülse 22 in Richtung des Endbereichs 16 bzw. des freien Endes 17 des Grundkörpers 15, wodurch sich zwischen Sperrhülse 22 und Druckring 23 ein Spalt ergibt, durch den der flüssige Kunststoff hindurchfließen kann. Während der späteren Einspritzphase drückt dann die im Schneckenvorraum des Plastifizierzylinders 11 befindliche Kunststoffschmelze die Sperrhülse 22 wieder an den Druckring 23, wodurch dieser Spalt geschlossen wird.

[0039] Im Laufe des Betriebs der Spritzgießmaschine entstehen bei im Stand der Technik bekannten Rückstromsperren zwischen dem Zwischenabschnitt 20 des Grundkörpers 15 und der Sperrhülse 22 ungewollte, insbesondere ringförmige Kunststoffablagerungen, die sich negativ auf die Qualität der von der Spritzgießmaschine hergestellten Spritzgussteile auswirken können. Beispielsweise können sich diese Ablagerungen von Zeit zu Zeit lösen und ungewollt auf der Oberfläche des jeweiligen Spritzgussteils sichtbar werden.

[0040] Um dies zu verhindern, verfügt der Zwischenabschnitt 20 über einen zylindrischen Körper 21 mit entsprechend zylindrischer Mantelfläche 21a mit an diesem angeordneten, im vorliegenden Fall stegartigen, länglichen Wirkelementen 25.

[0041] Die länglichen Wirkelemente 25 können dabei unmittelbar angeformt sein, also einstückig mit dem zylindrischen Körper 21 verbunden sein, aber natürlich auch an dem zylindrischen Körper 21 befestigt sein, beispielsweise mit diesem verschweißt sein.

[0042] Wie erkennbar ist, sind in Umfangsrichtung des zylindrischen Körpers 21 bzw. des Zwischenabschnitts 20 mehrere dieser länglichen Wirkelemente 25 jeweils mit Abstand zueinander (bezogen auf die Umfangsrichtung) vorhanden.

[0043] Zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten länglichen Wirkelementen 25 ergeben sich entsprechend Durchflusskanäle oder Durchströmungskanäle 26 für den flüssigen Kunststoff, die jeweils bodenseitig durch ein zwischen den länglichen Wirkelementen 25 angeordnetes Segment 27 der Mantelfläche 21a begrenzt sind.

[0044] Die länglichen Wirkelemente 25 wirken dabei in Umfangsrichtung als Unterbrecher, die die Ausbildung eines geschlossenen Ablagerungsrings verhindern. Zweckmäßigerweise reichen sie hierfür möglichst nahe an die Innenseite 28 der Sperrhülse 22 heran. Im vorliegenden Beispiel ist der Abstand zwischen den der Innenseite 28 der Sperrhülse jeweils zugewandten Außenseiten 29 der jeweiligen länglichen Wirkelemente 25 kleiner als 0,2 mm.

[0045] Die länglichen Wirkelemente 25 verlaufen - wie jeweils gut zu erkennen ist - schräg bzw. winklig zur Axialen bzw. zur Längsachse der Rückstromsperre 10. Anders ausgedrückt verlaufen die länglichen Wirkelemente 25 - im vorliegenden Fall über deren gesamte Längserstreckung -, schräg bzw. winklig zu (den gedachten) Mantellinien der Mantelfläche 21a.

[0046] Der Verlauf der länglichen Wirkelemente 25 bzw. die jeweilige Schrägstellung derselben ist dabei derart gewählt, dass das jeweilige längliche Wirkelement 25 als Förderorgan wirkt, mit dem im Betrieb der Spritzgießmaschine während der Plastifizierungs- und Dosierungsphase, in der die Plastifizierschnecke mitsamt dem Grundkörper 15 der Rückstromsperre um die Längsachse rotiert wird, Kunststoffmasse durch die mitrotierenden länglichen Wirkelemente 25 in Richtung des freien Endes 17 der Rückstromsperre 10 weitergefördert wird. Hierdurch wird die Durchflussgeschwindigkeit der flüssigen Kunststoffmasse im Bereich des Zwischenabschnitts 20 gegenüber Rückstromsperren ohne solche länglichen Wirkelemente 25 erhöht.

[0047] Durch entsprechende Abstimmung der relevanten Maße ist der radiale Abstand zwischen der Innenseite 28 der Sperrhülse 22 und der Mantelfläche 21a des zylinderförmigen Körpers 21 des Zwischenabschnitts 20 des Grundkörpers 15 so gewählt, dass einerseits ein guter Durchfluss der flüssigen Kunststoffmasse durch den jeweiligen Durchströmungskanal 26 zwischen Innenseite 28 und Mantelfläche 21a möglich ist und andererseits eine möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit erzielt wird.

[0048] Zu diesem Zweck weist der radiale Abstand zwischen der Innenseite 28 der Sperrhülse 22 und der Mantelfläche 21a des zylinderförmigen Körpers 21 des Zwischenabschnitts 20 des Grundkörpers 15 im vorliegenden Fall einen Wert auf, der in einem Intervall zwischen 2 mm und 4 mm liegt.

[0049] Auch an der im vorliegenden Fall konisch zulaufenden Innenseite 33 der Düse 13 können sich Kunststoffablagerungen bilden. Um diese im Betrieb der Schnecke bzw. bei rotierendem Grundkörper 15 der Rückstromsperre 10 entfernen zu können, sind (auch) die Flügel 18 mit länglichen Wirkelementen 30 ausgerüstet. Im vorliegenden Fall ist dabei an jedem Flügel 18 jeweils ein Wirkelement 30 angeordnet, nämlich jeweils an einer der Innenseite 33 der Düse 13 zugewandten Außenfläche 31 jedes Flügels 18 (entweder dort angeformt oder dort befestigt).

[0050] Jedes längliche Wirkelement 30 weist im folgenden Fall eine längliche Außenkante 32 auf, die als Fräskante dient. In der in Fig. 1 gezeigten Eintauchendstellung des Grundkörpers 15 verlaufen diese länglichen Außenkanten 32 jeweils parallel mit geringem Abstand zu einem unmittelbar gegenüberliegenden Abschnitt der Innenseite 33. Diese Parallelstellung der Außenkanten 32 zur Innenseite 33 wird während der gesamten Rotation in der gezeigten Eintauchendstellung beibehalten, sodass die Außenkanten mit möglichst geringem, gleich bleibendem Abstand zur Innenseite 33 rotieren. Auf diese Weise werden die länglichen Wirkelemente 30 während der Rotationsbewegung der Flügel 18 möglichst nah an der Innenseite 33 der Düse 13 entlangbewegt und können dann im Rahmen eines Abfräsvorgangs auch dünne Ablagerungen erfassen und entfernen.

[0051] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in dieser Eintauchendstellung der radiale Abstand der Außenkanten 32 zu dem jeweils unmittelbar gegenüberliegendem Abschnitt der Innenseite 33 der Düse 13 kleiner als 1 mm.

Bezugszeichenliste:



[0052] 
10
Rückstromsperre
11
Plastifizierzylinder
12
Flansch
13
Düse
14
Fluidkanal
15
Grundkörper
16
Endbereich
17
freies Ende
18
Flügel
19
Durchströmungskanäle Flügel
20
Zwischenabschnitt
21
zylindrischer Körper
21a
Mantelfläche
22
Sperrhülse
23
Druckring
24
Zapfen
25
Wirkelemente Zwischenabschnitt
26
Durchströmungskanäle Zwischenabschnitt
27
Segment
28
Innenseite Sperrhülse
29
Außenseiten Wirkelemente
30
Wirkelemente Flügel
31
Außenfläche Flügel
32
Außenkante
33
Innenseite Düse



Ansprüche

1. Rückstromsperre für eine Plastifizierschnecke einer Spritzgießmaschine, mit einem Grundkörper (15) mit in einem Endbereich (16) angeordneten Flügeln (18), einem mit dem Grundkörper (15) insbesondere drehfest verbundenen Druckring (23) und einer axial relativ zu dem Grundkörper (15) verschiebbaren, vorzugsweise eine zylindrische Innenseite aufweisenden Sperrhülse (22), die einen zwischen den Flügeln (18) und dem Druckring (23) angeordneten Zwischenabschnitt (20) des Grundkörpers (15) mit radialem Abstand umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt (20) des Grundkörpers (15) und/oder die Flügel (18) desselben ein oder mehrere längliche, insbesondere steg- oder rippenartige Wirkelemente (25, 30) aufweisen, die im Betrieb der Spritzgießmaschine dem Entstehen von störenden Kunststoffablagerungen entgegenwirken können oder die bereits entstandene Kunststoffablagerungen entfernen können.
 
2. Rückstromsperre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes der länglichen Wirkelemente (25, 30) eine Erhebung der Außenseite des Zwischenabschnitts (20) des Grundkörpers (15) bildet, insbesondere derart, dass das Entstehen von ringförmig geschlossenen, umlaufenden Ablagerungen von Kunststoff zwischen dem Zwischenabschnitt (20) und der Sperrhülse (22) verhindert wird und/oder dass der Zwischenabschnitt (20) des Grundkörpers (15) mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, in Umfangsrichtung des Zwischenabschnitts (20) voneinander beabstandete längliche Wirkelemente (25) aufweist.
 
3. Rückstromsperre gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt (20) des Grundkörpers (15) ein zylinderförmiger Körper oder ein konusförmiger Körper mit entsprechend zylindrischer oder konischer Mantelfläche ist, an dem das oder jedes der länglichen Wirkelemente (25) angeordnet ist, insbesondere befestigt oder angeformt, sodass das oder jedes der länglichen Wirkelemente (25) unter Bildung der jeweiligen Erhebung der Außenseite des Zwischenabschnitts (20) des Grundkörpers (15) gegenüber dieser Mantelfläche hervorsteht, und wobei insbesondere das oder jedes der länglichen Wirkelemente (25) mindestens abschnittsweise, vorzugsweise über die gesamte Länge desselben, schräg zu den (gedachten) Mantellinien der Mantelfläche des zylinderförmigen oder konusförmigen Körpers des Zwischenabschnitts (20) des Grundkörpers (15) verläuft.
 
4. Rückstromsperre gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei in Umfangsrichtung des Zwischenabschnitts (20) benachbarte, voneinander beabstandete längliche Wirkelemente (25) einen Durchflusskanal (26) für Kunststoff begrenzen.
 
5. Rückstromsperre gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenseite des Durchflusskanals (26) durch ein zwischen den beiden länglichen Wirkelementen (25) angeordnetes Segment der Mantelfläche des zylindrischen oder konusförmigen Körpers des Zwischenabschnitts (20) des Grundkörpers (15) gebildet wird.
 
6. Rückstromsperre gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand zwischen der Innenseite der Sperrhülse (22) und dem jeweils gegenüber liegenden, länglichen Wirkelement (25), insbesondere einer der Innenseite der Sperrhülse (22) zugewandten Außenseite oder Außenkante des länglichen Wirkelements (25), kleiner ist als 2 mm, vorzugweise kleiner als 1 mm.
 
7. Rückstromsperre gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand zwischen der Innenseite der Sperrhülse (22) und der Mantelfläche des zylinderförmigen oder konischen Körpers des Zwischenabschnitts (20) des Grundkörpers (15) einen Wert aufweist, der in einem Intervall zwischen 1 mm und 6 mm liegt, besonders bevorzugt zwischen 2 mm und 5 mm.
 
8. Rückstromsperre gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere oder jeder Flügel (18) des Grundkörpers (15) (ggf. jeweils) ein längliches, insbesondere an dem jeweiligen Flügel (18) angeformtes oder an diesem befestigtes Wirkelement (30) aufweist.
 
9. Rückstromsperre gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das längliche Wirkelement (30) des oder jedes Flügels (18) eine freie, nach radial außen gewandte, längliche, bevorzugt linienförmige, insbesondere eine Fräßkante bildende Außenkante aufweist oder durch eine solche gebildet ist.
 
10. Rückstromsperre gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach radial außen gewandte freie Außenseiten oder freie Außenkanten der länglichen Wirkelemente (30) der Flügel (18), insbesondere die nach radial außen gewandten, länglichen, insbesondere linienförmigen Außenkanten, in Richtung eines freien Endes der Rückstromsperre bzw. des Grundkörpers (15) konisch aufeinander zu laufen.
 
11. Spritzgießmaschine mit einer Rückstromsperre gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-10.
 
12. Spritzgießmaschine gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießmaschine eine insbesondere in einem Flansch (12) angeordnete, mit einer mit Kunststoffmasse befüllbaren Kavität der Spritzgießmaschine fluidleitend verbundene Düse (13) aufweist, in die während des Einspritzvorgangs der Endbereich (16) des Grundkörpers (15) der Rückstromsperre zusammen mit den Flügeln (18) eintaucht, wobei der Grundkörper (15) mit den Flügeln (18) und dem oder den länglichen Wirkelementen (30) derart an die Kontur der insbesondere konisch zulaufenden Innenseite der Düse (13) angepasst ist, dass die freie Außenseite oder die freie, insbesondere als Fräßkante ausgebildete, insbesondere längliche und linienförmige Außenkante des oder jedes der länglichen Wirkelemente (30), der Innenseite der Düse (13) zugewandt ist und insbesondere zum Entfernen von störenden Kunststoffablagerungen in einer Eintauchendstellung parallel zu einem oder dem jeweils unmittelbar gegenüberliegenden Abschnitt dieser Innenseite verläuft.
 
13. Spritzgießmaschine gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dieser Eintauchendstellung der radiale Abstand der Außenseite oder Außenkante des oder jedes der länglichen Wirkelemente (30) von dem jeweils unmittelbar gegenüberliegendem Abschnitt der Innenseite der Düse (13) kleiner ist als 0,2 mm, vorzugweise kleiner als 0,1 mm.
 
14. Spritzgießmaschine gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite der Düse (13) ohne Absätze oder Abrundungen durchgehend konisch verläuft, insbesondere ausgehend von einer äußeren Öffnungsebene der Düse (13) bis zu einem inneren Endabschnitt.
 
15. Verfahren zum Betreiben einer Spritzgießmaschine der Ansprüche 13 bis 16, wobei während des Einspritzvorgangs die die Rückstromsperre umfassende Plastifizierschnecke zum Entfernen von störenden, auf der Innenseite der Düse (13) angeordneten Kunststoffablagerungen derart gesteuert wird, dass der Endbereich (16) des Grundkörpers (15) der Rückstromsperre zusammen mit den Flügeln (18) in eine Eintauchendstellung bewegt wird, in der die freie, der Innenseite der Düse (13) zugewandte Außenseite oder Außenkante des oder jedes der länglichen Wirkelemente (30) parallel zu einem oder dem jeweils unmittelbar gegenüberliegenden Abschnitt dieser Innenseite verläuft und in der der radiale Abstand der Außenseite oder Außenkante des oder jedes der länglichen Wirkelemente (30) so gewählt ist, dass störende Kunststoffablagerungen auf der Innenseite der Düse (13) durch die Wirkelement (30) entfernt werden oder entfernt werden können, insbesondere derart gewählt, dass der Abstand von dem jeweils unmittelbar gegenüberliegendem Abschnitt der Innenseite der Düse (13) kleiner ist als 0,2 mm, vorzugweise kleiner als 0,1 mm.
 




Zeichnung







Recherchenbericht









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