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Title:
INJECTION MOULDING MACHINE FOR PRODUCING FIBRE-REINFORCED PLASTIC MOULDINGS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/068913
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention describes an injection moulding machine (1) for producing fibre-reinforced plastic mouldings, having a closing unit (2) and an injection unit (3), wherein the injection unit (3) has a cylinder (4) and a screw (5) that can be rotated and displaced in the longitudinal direction in the cylinder (4), said screw having a backflow stop (11). In the cylinder (4), filling openings (8, 9) are provided for feeding in a plastic material to be melted and fibre material. To reduce fibre breakage and ensure good mixing, according to the invention a mixing part (12) is provided downstream and/or upstream of the backflow stop (11), said mixing part being connected to the screw (5) in a rotationally fixed manner for conjoint rotation therewith and having a cylindrical main body (13) with drop-shaped mixing elements (14) arranged thereon.

Inventors:
SCHADHAUSER MAXIMILIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/068074
Publication Date:
April 19, 2018
Filing Date:
July 18, 2017
Export Citation:
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Assignee:
KRAUSS MAFFEI TECH GMBH (DE)
International Classes:
B29C45/18; B29C45/00; B29C45/52; B29C48/395
Domestic Patent References:
WO2014048666A12014-04-03
WO2000044548A12000-08-03
Foreign References:
KR100758479B12007-09-12
JPS50161552A1975-12-27
JPS4931976U1974-03-19
DE3147723A11982-09-02
JP2013086455A2013-05-13
DE3805849A11989-09-07
JPS5724021U1982-02-08
DE4236662C21996-10-31
DE102009056653A12011-06-09
Other References:
ANNONYMOUS: "Machine translation of KR100758479 B1", 11 October 2017 (2017-10-11), pages 1 - 7, XP055414759, Retrieved from the Internet [retrieved on 20171011]
Attorney, Agent or Firm:
WILHELM, Ludwig (DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Spritzgießmaschine (1 ) zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoff- Formteilen, mit einer Schließeinheit (2) und einer Spritzeinheit (3), wobei die Spritzeinheit (3) einen Zylinder (4) und eine in dem Zylinder (4) drehbare und in Längsrichtung des Zylinders (4) verschiebbare Schnecke (5) aufweist, wobei in dem Zylinder (4) eine erste Öffnung (8) als Einfüllöffnung für die Zufuhr eines aufzuschmelzenden Kunststoff materials vorgesehen ist, wobei förderabseitig von der ersten Öffnung (8) in dem Zylinder (4) eine zweite Öffnung (9) als

Einfüllöffnung für die Zufuhr eines Fasermaterials vorgesehen ist, und wobei die Schnecke (5) eine Rückströmsperre (1 1 ) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass

förderabseitig von der Rückströmsperre (1 1 ) und/oder förderaufseitig von der Rückströmsperre (1 1 ) ein mit der Schnecke (5) drehfest verbundenes und mit dieser mitrotierendes Mischteil (12) vorgesehen ist, dass das Mischteil (12) einen zylindrischen Grundkörper (13) aufweist, dessen Außendurchmesser (DM) kleiner ist als der Innendurchmesser (Dz) des Zylinders (4), wobei ein Ringspalt (18) zwischen dem Grundkörper (13) und der Zylinderinnenwand (17) gebildet wird, dass auf der der Zylinderinnenwand (17) zugewandten Oberfläche des

Grundkörpers (13) mehrere Tropfen (14) als tropfenförmige Mischelemente (14) über den Umfang des Grundkörpers (13) verteilt angeordnet sind, und dass die Höhe (H) der Tropfen (14) über dem Grundkörper (13) kleiner gewählt ist als die Breite (B) des Ringspalt (18) zwischen dem Grundkörper (13) und der

Zylinderinnenwand (17).

2. Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Tropfen (14) derart ausgerichtet auf dem Grundkörper (13) angeordnet sind, dass das jeweils abgerundete Ende (15) eines Tropfens (14) in Drehrichtung des Mischteils (12) gesehen vorne liegt.

3. Spritzgießmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

bei Draufsicht auf einen Tropfen (14) eine Tropfen-Längsachse (LT) vorliegt, welche von dem spitzen Ende (16) des Tropfens (14) zu dem im Wesentlichen gegenüberliegenden, abgerundeten Ende (15) des Tropfens (14) verläuft, und dass die Anordnung der Tropfen (14) auf dem Grundkörper (13) derart ist, dass die jeweilige Tropfen-Längsachse (LT) eines Tropfens (14) mit der Längsachse (A) der Schnecke (5) einen Winkel α von 45° bis 90° bildet.

4. Spritzgießmaschine nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

die jeweilige Tropfen-Längsachse (LT) eines Tropfens (14) mit der Längsachse der Schnecke (A) einen Winkel α von 60° bis 85°, vorzugsweise von 70° bis 73° bildet.

5. Spritzgießmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

in Längsrichtung des Mischteils (12) gesehen mehrere Tropfen (14) hintereinander auf dem Grundkörper (13) angeordnet sind und diese Tropfen (14) eine Reihe (R) von Tropfen (14a, 14b, 14c) bilden, und dass über den Umfang des Grundkörpers (13) gesehen mehrere solcher Reihen (R) von Tropfen (14) nebeneinander angeordnet sind.

6. Spritzgießmaschine nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Tropfen (14) in benachbarten Reihen (R) in Längsrichtung des Mischteils (12) gesehen versetzt zueinander angeordnet sind.

7. Spritzgießmaschine nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Längsachse (LR) der Reihen von Tropfen (14) mit der Längsachse (A) der Schnecke (5) einen Winkel bildet.

8. Spritzgießmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

mehrere Tropfen (14) eine unterschiedliche Orientierung untereinander aufweisen bzw. mit unterschiedlicher Lage ihrer Tropfen-Längsachse (LT) zueinander auf dem Grundkörper (13) angeordnet sind.

9. Spritzgießmaschine nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Orientierung der Tropfen (14) alternierend jeweils in einem Winkel größer bzw. kleiner als 90° gegenüber der Schneckenlängsachse (A) gewählt ist derart, dass die jeweilige Längsachse (LT) der Tropfen (14) alternierend einmal in einem Winkel größer und einmal in einem Winkel kleiner als 90° zu

Schneckenlängsachse (A) liegt .

10. Spritzgießmaschine nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

auf dem Grundkörper (13) Tropfen (14A, 14B) mit entgegengesetzter Ausrichtung angeordnet sind, wobei es einerseits Tropfen (14A) gibt, deren abgerundetes Ende (15) in Drehrichtung des Mischteils (12) gesehen vorne liegt, und wobei es andererseits Tropfen (14B) gibt, deren spitzes Ende (1 6) in Drehrichtung des Mischteils (12) gesehen vorne liegt.

1 1 . Spritzgießmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Schneckenwelle im Bereich der Rückströmsperre (1 1 ) eine glatte Oberfläche aufweist oder dass der Schaft (21 ) der Rückströmsperre (1 1 ) eine glatte

Oberfläche aufweist.

12. Spritzgießmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Rückströmsperre (1 1 ) als Ringrückströmsperre ausgebildet ist und einen im Wesentlichen hülsenförmigen Sperrring (23) aufweist, und dass der Sperrring (23) auf seiner Innenseite eine glatte Oberfläche aufweist.

13. Spritzgießmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Höhe (H) der Tropfen (14) so gewählt ist, dass die Oberseite der Tropfen (14) von der Zylinderinnenwand (17) geringfügig beabstandet ist, wobei vorzugsweise der Abstand zwischen der Oberseite der Tropfen (14) und der Zylinderinnenwand (17) im Bereich von 0,02 bis 2 mm liegt, insbesondere im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm.

14. Spritzgießmaschine nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Höhe (H) der Tropfen (14) 80% - 99 % der Breite (B) des Ringspalts (18) zwischen Grundkörper (13) und Zylinderinnenwand (17) beträgt.

15. Spritzgießmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

zusätzlich zu den tropfenförmigen Mischelementen (14) weitere Mischelemente mit einer anderen Form vorgesehen sind, insbesondere rautenförmige

Mischelemente (25), wobei vorzugsweise in Längsrichtung des Mischteils (12) gesehen alternierend tropfenförmige Mischelemente (14) und Mischelemente mit der anderen Form vorgesehen sind, insbesondere rautenförmige Mischelemente (25).

Description:
Beschreibung

Spritzgießmaschine zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoff-Formteilen

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 .

Aus dem Stand der Technik sind gattungsgemäße Spritzgießmaschinen zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoff-Formteilen bekannt (DE4236662C2, DE102009056653A1 ). Bei diesen bekannten Spritzgießmaschinen wird die mit Fasern beladende Schmelze förderabseitig der Faserzuführöffnung durch eine als Mischteil ausgelegte Rückströmsperre gefördert. Dabei sind sowohl auf der Schneckenwelle als auch auf dem Sperrring der Rückströmsperre mehrere Mischelemente vorgesehen, die miteinander zusammenwirken. Beim Aufdosieren von Schmelze durchströmt die faserbeladene Schmelze die miteinander zusammenwirkenden Mischelemente. Aus der DE4236662C2 ist es bekannt, dass das Mischteil auf der Schneckenwelle und ein dieses Mischteil umgebender Mischring, der zugleich als Sperrring dient, in gegeneinander versetzten Umfangsreihen und Axialreihen angeordnete, an ihren einander zugewandten, durch einen Ringspalt voneinander getrennten Seiten offene Mischkammern aufweisen, wobei die spaltseitigen Öffnungskanten der Mischkammern mit einem bestimmten Krümmungsradius konvex abgerundet sind. Aus der DE102009056653A1 ist es bekannt, im Bereich der Rückströmsperre eine Fasermisch- und -zerteileinrichtung vorzusehen, bei der eine Hülse (dort Schikanehülse genannt) auch die Sperrfunktion übernimmt und somit als Sperrring dient. Die Schikanehülse ist mit Schikanekanälen versehen, wobei jeder Schikanekanal eine Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung aufweist. Auf der Schneckenwelle sind im Bereich der Schikanehülse Sperrscheiben angeordnet, die mit den Schikanekanälen zusammenwirken. Im geöffneten Zustand der Rückströmsperre, d.h. beim Aufdosieren von faserbeladener Schmelze, befinden sich die Sperrscheiben zwischen den Ein- und Austrittsöffnungen. Dies bedeutet, dass die faserbeladene Schmelze durch die Schikanekanäle strömt und nachfolgend von den Schneckenstegen der umlaufenden Schneckenwelle zerteilt wird und eine Mischwirkung erzielt wird.

Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist, dass während des Mischens die Fasern in nicht unerheblichem Maße zerteilt und gekürzt werden. Andererseits ist man häufig bestrebt, dass möglichst lange Faserstücke in dem Kunststoff-Formteil vorliegen, was sich positiv auf die mechanischen Eigenschaften des Kunststoff-Formteils auswirkt.

Bei Verwendung von hochgefüllten Schmelzen ergibt sich ein erhöhter Verschleiß an den bekannten Mischelementen. Dies hat zur Folge, dass Metallischer Abrieb in das Kunststoff-Formteil gelangen und Schwachstellen in dieses einbringen kann, gleichzeitig muss infolge des Verschleißes die Mischgeometrie regelmäßig ersetzt oder nachgearbeitet werden.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießmaschine zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoff-Formteilen anzugeben, bei der im Vergleich zum vorgenannten Stand der Technik weniger Faserlängenabbau im Mischteil vorkommt und bei der andererseits weniger Verschleiß bei der Verarbeitung von hochgefüllten Schmelze erwartetet wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer gattungsgemäßen Spritzgießmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Dadurch, dass förderabseitig von der Rückströmsperre und/oder förderaufseitig von der Rückströmsperre ein mit der Schnecke drehfest verbundenes und mit dieser mitrotierendes Mischteil vorgesehen ist, wobei das Mischteil einen zylindrischen Grundkörper aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders, wobei ein Ringspalt zwischen dem Grundkörper und der Zylinderinnenwand gebildet wird, wobei auf der der Zylinderinnenwand zugewandten Oberfläche des Grundkörpers mehrere Tropfen bzw. tropfenförmige Mischelemente über den Umfang des Grundkörpers verteilt angeordnet sind, und wobei die Höhe der Tropfen über dem Grundkörper kleiner gewählt ist als die Breite des Ringspalt zwischen Grundkörper und Zylinderinnenwand, können die Fasern schonend gefördert und mit der Schmelze vermischt werden. Die Teilung und Rekombination der Schmelze erfolgt mittels der strömungsgünstigen Tropfenform. Infolge des geringen Widerstandsbeiwerts dieser Form wird die auf das Plastifikat wirkende Kraft verglichen mit anderen Mischteilgeometrien um bis zu 95%, reduziert. Dadurch wird der Faserlängenabbau im Mischteil signifikant reduziert und es kommt zu weniger Verschleiß bei der Verarbeitung von hochgefüllten Schmelzen.

Insbesondere ergibt sich zum einen eine signifikante Reduktion des sogenannten primären Faserbruchs, welcher durch die Wechselwirkung der Fasern mit

schmelzeführenden Oberflächen vorkommt. Zum anderen ergibt sich eine signifikante Reduktion des sogenannten sekundären Faserbruchs, bei dem es sich um Bruch infolge der Unterschreitung des kritischen Biegeradius der Fasern bei

Strömungsverwirbelungen handelt. Im Ergebnis liegen somit höhere Faserlängen in der Schmelze vor, was sich positiv auf die mechanischen Eigenschaften in dem

faserverstärkten Kunststoff-Formteil auswirkt.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass aufgrund der tropfenförmigen Gestalt der

Mischelemente diese in geringerem Maße mechanisch beansprucht werden und somit ein reduzierter Verschleiß am Mischteil vorliegt.

Die Tropfen können vorzugsweise derart auf dem Grundkörper ausgerichtet und angeordnet sein, dass das jeweils abgerundete Ende eines Tropfens in Drehrichtung des Mischteils gesehen vorne liegt. Bei Draufsicht auf einen Tropfen ergibt sich eine Längsachse bzw. man kann eine Längsachse erkennen oder definieren, welche von dem spitzen Ende des Tropfens zu dem im Wesentlichen gegenüberliegenden, abgerundeten Ende des Tropfens verläuft oder umgekehrt. Eine solche Längsachse soll vorliegend auch als Tropfen-Längsachse bezeichnet werden. Die Anordnung der Tropfen auf dem Grundkörper kann derart sein, dass die Tropfen-Längsachse eines Tropfens mit der Längsachse der Schnecke einen Winkel von 45° bis 90° bildet.

Bevorzugt soll die jeweilige Längsachse eines Tropfens mit der Längsachse der

Schnecke einen Winkel von 60° bis 85°, insbesondere von 70° bis 73° bilden. Es kann ferner vorgesehen werden, dass in Längsrichtung des Mischteils gesehen mehrere Tropfen hintereinander auf dem Grundkörper angeordnet sind und diese Tropfen somit eine Reihe von Tropfen bilden. Vorzugsweise können über den Umfang des Grundkörpers gesehen mehrere solcher Reihen von Tropfen nebeneinander angeordnet sein. Dabei kann auch vorgesehen werden, dass die Tropfen in

benachbarten Reihen in Längsrichtung des Mischteils gesehen versetzt zueinander angeordnet sind. Die Reihen können auch schräg zur Längsachse der Schnecke liegen oder angeordnet sein. Dies bedeutet, dass die Längsachse einer Reihe von Tropfen mit der Längsachse der Schnecke einen Winkel bildet.

Ebenso kann vorgesehen werden, dass mehrere Tropfen eine unterschiedliche

Orientierung bzw. Ausrichtung untereinander aufweisen bzw. mit unterschiedlicher Lage ihrer Tropfen-Längsachse zueinander auf dem Grundkörper angeordnet sind. Hierbei sind verschiedene Varianten denkbar. Je nach Orientierung bzw. Ausrichtung ergeben sich unterschiedliche Wirkungen auf die faserbeladene Schmelze.

Um eine pulsierende Strömung der Schmelze bewirken zu können, kann die

Orientierung der Tropfenform vorzugsweise alternierend jeweils in einem Winkel größer bzw. kleiner als 90° gegenüber der Schneckenlängsachse gewählt sein. Dies bedeutet, dass die jeweilige Längsachse alternierend in einem Winkel größer bzw. kleiner als 90° zu Schneckenlängsachse liegt.

Ferner kann vorgesehen werden, dass auf dem Grundkörper Tropfen mit

entgegengesetzter Ausrichtung angeordnet sind. Dies bedeutet, dass es einerseits Tropfen gibt, deren abgerundetes Ende in Drehrichtung des Mischteils gesehen vorne liegt, und dass es andererseits Tropfen gibt, deren spitzes Ende in Drehrichtung des Mischteils vorne liegt. Dies hat zur Folge, dass möglicherweise nahezu endlos verbliebene, d.h. nahezu ungekürzte, Faserbündel durch die entgegengesetzt orientierten Tropfen auf eine Länge eingekürzt werden, bei der die übrigen Tropfen ihre homogenisierende Wirkung entfalten können. Würden die Faserbündel nahezu ungekürzt durch das Mischteil in das Kunststoff-Formteil gefördert werden, könnten Schwachstellen und lokale Schwankungen der Faserkonzentration in dem Kunststoff- Formteil vorkommen. Anstelle der Tropfen mit entgegengesetzter Ausrichtung können auch andere Formen von Mischelementen vorgesehen werden, mit denen eine

Verkürzung von Faserbündeln erzielt werden kann. Bevorzugt könnten dies

rautenförmige Mischelemente sein, wobei die Längsachse eines rautenförmigen

Mischelements derart ausgerichtet ist, dass es in Drehrichtung des Mischteils gesehen eine vordere und eine hintere Spitze gibt.

Damit die faserbeladene Schmelze im Unterschied zum eingangs genannten Stand der Technik nicht in der Rückströmsperre einer Mischung und Zerteilung der Fasern unterworfen wird, kann die Schneckenwelle im Bereich der Rückströmsperre

vorzugsweise eine glatte Oberfläche aufweisen.

Besonders bevorzugt kann die Rückströmsperre als Ringrückströmsperre ausgebildet sein und einen im Wesentlichen hülsenförmigen Sperrring umfassen, welcher auf seiner Innenseite eine glatte Oberfläche aufweist.

Im Bedarfsfall können bei der Rückströmsperre anstelle von glatten Oberflächen aber auch Scherkanten vorgesehen sein, wobei entweder der Schaft und/oder der Sperrring mit geeigneten Scherkanten ausgebildet sein können. Technisch gesehen ist die Idee dahinter die, dass endlose Fasern nicht so gut eingemischt werden können wie

Langfasern. Die Vorzerteilung endloser Fasern in der Rückströmsperre kann also unter Umständen vorteilhaft sein, damit das anschließende erfindungsgemäße Mischteil optimal wirken kann.

Um einen guten Mischeffekt erzielen zu können, kann die Höhe der Tropfen auf der Oberseite des Grundkörpers vorzugsweise so gewählt sein, dass die Oberseite der Tropfen von der Zylinderinnenwand nur geringfügig beabstandet ist. Dieser Abstand kann im Bereich von 0,1 % bis 1 % des Zylinderinnendurchmessers, vorzugsweise im Bereich von 0,2% bis 0,5% des Zylinderinnendurchmessers liegen. Man kann die Höhe der Tropfen über dem Grundkörper aber auch in Abhängigkeit des Ringspalts zwischen dem Grundkörper und der Zylinderinnenwand einstellen. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass sich die Tropfen ausgehend von dem Grundkörper in radialer Richtung von dem Grundkörper weg erstrecken und dabei entsprechend einem bestimmten

Prozentsatz in den Ringspalt hineinragen. Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 8 näher beschrieben werden. Es zeigen:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Spritzgießmaschine;

Figur 2A eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in perspektivischer Ansicht;

Figur 2B eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in

Seitenansicht;

Figur 3A eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in perspektivischer Ansicht;

Figur 3B eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in

Seitenansicht;

Figur 4A eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in perspektivischer Ansicht (Orientierung gemäß bevorzugtem Winkel);

Figur 4B eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in

Seitenansicht (Orientierung gemäß bevorzugtem Winkel);

Figur 5A eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in perspektivischer Ansicht (unterschiedliche Tropfenorientierung - erste

Variante);

Figur 5B eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in

Seitenansicht (unterschiedliche Tropfenorientierung - erste Variante);

Figur 6A eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in perspektivischer Ansicht (Tropfenform alternierend mit anderen Mischgeometrien);

Figur 6B eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in

Seitenansicht (Tropfenform alternierend mit anderen Mischgeometrien);

Figur 7A eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in perspektivischer Ansicht (unterschiedliche Tropfenorientierung - zweite Variante);

Figur 7B eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischteils in

Seitenansicht (unterschiedliche Tropfenorientierung - zweite Variante); Figur 8 eine vergrößerte Darstellung des vorderen Endabschnitts der Schnecke mit einer entsprechend vergrößerten Darstellung von Rückströmsperre und Mischteil.

Die in der Figur 1 dargestellte Spritzgießmaschine 1 umfasst im Wesentlichen eine vorliegend nur schematisch angedeutete Schließeinheit 2 sowie eine Spritzeinheit 3. Schließeinheit 1 und Spritzeinheit 3 sind in an sich bekannter Weise auf einem hier nicht dargestellten Maschinenbett angebracht. Die Spritzeinheit 3 umfasst einen Zylinder 4 mit einer Schnecke 5. Auf der Außenseite des Zylinders 4 sind mehrere Heizelemente 19 angebracht. Das hintere Ende der Schnecke 5 ist mit einem Drehantrieb 6 und einem Linearantrieb 7 wirkverbunden. Im hinteren Endbereich der Schneckengänge ist eine erste Öffnung als Einfüllöffnung 8 für die Zufuhr eines aufzuschmelzenden Kunststoff materials vorgesehen. Förderabseitig von der ersten Öffnung 8 ist in dem Zylinder 4 eine zweite Öffnung als Einfüllöffnung 9 für die Zufuhr eines Fasermaterials 10 vorgesehen. Am vorderen Ende weist die Schnecke 5 eine Rückströmsperre 1 1 auf. Förderabseitig von der Rückströmsperre 1 1 ist ein mit der Schnecke 5 drehfest verbundenes und mit dieser mitrotierendes Mischteil 12 vorgesehen. Die Figur 8 zeigt eine vergrößerte Darstellung des vorderen Endabschnitts der Schnecke 5 mit einer entsprechend vergrößerten Darstellung von Rückströmsperre 1 1 und Mischteil 12.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 2A bis 7B und in Verbindung mit der Figur 8 sollen nachfolgend verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Mischteilen näher beschrieben werden.

Wie den Figuren 2A und 2B sowie der Figur 8 zu entnehmen ist, weist das Mischteil 12 einen zylindrischen Grundkörper 13 auf, dessen Außendurchmesser D M kleiner ist als der Innendurchmesser D z des Zylinders 4, wobei ein Ringspalt 18 zwischen dem Grundkörper 13 und der Zylinderinnenwand 17 gebildet wird. Auf der der Zylinderinnenwand 17 zugewandten Oberfläche des Grundkörpers 13 sind mehrere tropfenförmige Mischelemente (Tropfen) über den Umfang des Grundkörpers 13 verteilt angeordnet. Die Höhe H der tropfenförmigen Mischelemente 14 über dem Grundkörper 13 ist kleiner gewählt als der Ringspalt 18 zwischen dem Grundkörper 13 und der Zylinderinnenwand 17. Die Tropfen 14 sind dabei derart ausgerichtet auf dem Grundkörper angeordnet, dass das jeweils abgerundete Ende 15 eines Tropfens in Drehrichtung des Mischteils gesehen vorne liegt und das gegenüberliegende spitze Ende 1 6 hinten. Bei Draufsicht auf einen Tropfen 14 kann man eine Längsachse L T festlegen, welche von dem spitzen Ende 16 des Tropfens zu dem im Wesentlichen gegenüberliegenden, abgerundeten Ende 15 des Tropfens verläuft oder umgekehrt. Die Anordnung der Tropfen 14 auf dem Grundkörper 13 ist derart, dass die jeweilige Längsachse L T eines Tropfens 14 mit der Längsachse A der Schnecke einen Winkel von 45° bis 90° bildet. Bevorzugt liegen die Winkel im Bereich von 60° bis 85° und besonders bevorzugt im Bereich von 70° bis 73°. Die Figuren 2A und 2B zeigen eine Ausführungsform, bei der der Winkel etwas kleiner ist als 90° und die Figuren 3A und 3B zeigen eine Ausführungsform mit einem Winkel von 90°.

In Längsrichtung des Mischteils 12 gesehen sind in der Regel mehrere Tropfen 14 hintereinander auf dem Grundkörper 13 angeordnet. Dadurch wird eine Reihe R von Tropfen 14 gebildet. Als Beispiel sei die Reihe R mit den Tropfen 14a, 14b und 14c in der Figur 3A genannt. Üblicherweise sind über den Umfang des Grundkörpers gesehen mehrere solcher Reihen R von Tropfen nebeneinander angeordnet, wie dies in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen gezeigt ist.

Die Tropfen in benachbarten Reihen können in Längsrichtung des Mischteils gesehen versetzt zueinander angeordnet sein, wie dies in den Figuren 3A und 3B gezeigt ist. Ferner ist es möglich, dass die Längsachse L R der Reihen von Tropfen mit der

Längsachse A der Schnecke einen Winkel bildet, wie dies in den Figuren 2A und 2B der Fall ist.

Die Figuren 4A und 4B zeigen eine Ausführungsform mit einem Winkel im besonders bevorzugten Bereich, vorliegend von 71 ,5°. Dies bedeutet, dass die Längsachse L T der Tropfen 14 mit der Längsachse A der Schnecke einen Winkel von α = 71 ,5° einschließen.

Die Figuren 5A und 5B zeigen eine Ausführungsform mit unterschiedlicher Orientierung der Tropfen. Es gibt eine erste Gruppe von Tropfen mit dem Bezugszeichen 14A, welche wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgerichtet sind. Dies bedeutet, dass das jeweils abgerundete Ende 15 eines Tropfens 14A in Drehrichtung des Mischteils gesehen vorne liegt und das gegenüberliegende spitze Ende 1 6 hinten. In Umfangsrichtung gesehen liegen mehrere Tropfen 14A hintereinander auf einer Linie und bilden zusammen einen Kreis von Tropfen 14A. Zusätzlich gibt es eine zweite Gruppe von Tropfen mit dem Bezugszeichen 14B, welche entgegengesetzt zu den Tropfen 14B ausgerichtet sind. Dies bedeutet, dass das jeweils spitze Ende 1 6 eines Tropfens 14B in Drehrichtung des Mischteils gesehen vorne liegt und das gegenüberliegende abgerundete Ende 15 hinten. In Umfangsrichtung gesehen liegen mehrere Tropfen 14B hintereinander auf einer Linie und bilden zusammen einen Kreis von Tropfen 14B. Eine solche Anordnung von Tropfen 14A und 14B hat zur Folge, dass möglicherweise nahezu endlos verbliebene, d.h. nahezu ungekürzte, Faserbündel durch die entgegengesetzt orientierten Tropfen 14B auf eine Länge eingekürzt werden, bei der die übrigen Tropfen 14A ihre homogenisierende Wirkung entfalten können. Würden die Faserbündel nahezu ungekürzt durch das Mischteil in das Kunststoff- Formteil gefördert werden, wären Schwachstellen und lokale Schwankungen der Faserkonzentration in dem Kunststoff-Formteil die Folge. Im vorliegenden Beispiel wechseln sich Kreise mit Tropfen 14A und Kreise mit Tropfen 14B ab. Im Bedarfsfall kann aber auch eine andere Reihenfolge der Kreise und/oder eine andere Anordnung der Tropfen 14A und 14B auf einem Kreis als diejenige aus den Figuren 5A und 5B gewählt werden,

Die Figuren 6A und 6B zeigen eine Ausführungsform, bei der tropfenförmige Mischelemente 14 alternierend mit einer anderen Form von Mischelementen angeordnet sind. In den Figuren 6A und 6B ist sind rautenförmige Mischelemente 25 als bevorzugte Ausführungsform dieser anderen Form von Mischelement bzw. Mischgeometrie abgebildet. Die Anordnung der rautenförmigen Mischelemente 25 ist dergestalt, dass es in Drehrichtung des Mischteils gesehen eine vordere Spitze 26 und eine hintere Spitze 27 gibt. Die Wirkung ist vergleichbar mit der in den Figuren 5A und 5B genannten Ausführungsform. Dies bedeutet, dass es auch mit der Ausführungsform gemäß den Figuren 6A und 6B möglich ist, Faserbündel durch die vorderen Spitzen 26 zu kürzen. Die Ausführungsform gemäß den Figuren 6A und 6B hat den Vorteil, dass sie mit geringeren Kosten hergestellt werden kann als die Ausführungsform gemäß den Figuren 5A und 5B. , In Bezug auf die Figuren 6A und 6B gilt das zu den Figuren 5A und 5B Gesagte in Bezug auf die Reihenfolge der Kreise mit Tropfen 14 und Rauten 25 sowie der Anordnung der Tropfen 14 und der Rauten 25 auf einem Kreis für sich genommen. Im Bedarfsfall kann also auch eine andere Reihenfolge der Kreise und/oder eine andere Anordnung der Mischelemente auf einem Kreis als diejenige aus den Figuren 6A und 6B gewählt werden.

Die Figuren 7A und 7B zeigen eine Ausführungsform, bei der die Orientierung der Tropfenform alternierend jeweils in einem Winkel größer bzw. kleiner als 90° gegenüber der Schneckenlängsachse A gewählt ist. Dies bedeutet, dass die jeweilige Längsachse L T alternierend in einem Winkel größer bzw. kleiner als 90° zu Schneckenlängsachse A liegt. Mit einer solchen Anordnung der Tropfen kann eine pulsierende Strömung erzielt werden. Dies hat zur Folge, dass die faserbeladene Schmelze pulsierenderweise verschiedene Druckniveaus durchläuft und infolge der dadurch erzeugten Dehnströmung möglicherweise verbliebene Fasercluster schonend aufgelöst werden.

Aus der Figur 8 ist zunächst ersichtlich, dass die Rückströmsperre 1 1 als

Ringrückströmsperre ausgebildet ist. Diese umfasst folgende Bauelemente (von hinten nach vorne gesehen): Druckring 20, Schaft 21 , Kopf 22 und Sperrring 23. Zur

Befestigung in der Schneckenwelle ist ein Gewinde 24 vorgesehen, das in ein

passendes Gewinde der Schneckenwelle bzw., der Schnecke 5 eingeschraubt werden kann. Im Unterschied zum eingangs genannten Stand der Technik (DE4236662C2, DE102009056653A1 ) weisen sowohl die Schneckenwelle im Bereich der

Rückströmsperre 1 1 , d.h. der Schaft 21 der Rückströmsperre, als auch der Sperrring 23 auf seiner Innenseite jeweils eine glatte Oberfläche auf. Das Mischteil 12 ist

förderabseitig der Rückströmsperre 1 1 drehfest mit der Schnecke 5 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Mischteil mittels eines Zapfens 28 in einer passenden Ausnehmung im Kopf 22 der Rückströmsperre 1 1 befestigt.

Ferner ist aus der Figur 8 ersichtlich, wie das Mischteil 12 in Bezug auf die Zylinderinnenwand 17 ausgebildet ist. Das Mischteil 12 weist einen zylindrischen Grundkörper 13 (siehe Figur 2B) auf, dessen Außendurchmesser D M kleiner ist als der Innendurchmesser D z des Zylinders 4, wobei ein Ringspalt 18 zwischen dem Grundkörper und der Zylinderinnenwand 17 gebildet wird. Wie aus den Figuren 2A bis 7B ersichtlich ist, sind auf der der Zylinderinnenwand 17 zugewandten Oberfläche des Grundkörpers 13 mehrere tropfenförmige Mischelemente bzw. Tropfen 14 über den Umfang des Grundkörpers 13 verteilt angeordnet. Die Höhe H der tropfenförmigen Mischelemente 14 über dem Grundkörper 13 ist kleiner gewählt als der Ringspalt 18 zwischen dem Grundkörper 13 und der Zylinderinnenwand 17.

Die Höhe H der Tropfen 14 auf der Oberseite des Grundkörpers 13 sollte vorzugsweise so gewählt sein, dass die Oberseite der Tropfen von der Zylinderinnenwand 17 nur geringfügig beabstandet ist. Dieser Abstand kann im Bereich von 0,02 bis 2 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,5. mm liegen. Man kann die Höhe der Tropfen 14 über dem Grundkörper 13 aber auch in Abhängigkeit von der Größe des Ringspalts 18 zwischen Grundkörper und Zylinderinnenwand einstellen. Vorzugsweise sollte die Höhe der Tropfen 14 über dem Grundkörper 13 96% der Breite B des Ringspalts 18 betragen. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass sich die Tropfen 14 ausgehend von dem Grundkörper 13 in radialer Richtung von dem Grundkörper weg erstrecken und dabei entsprechend dem vorgenannten Prozentsatz in den Ringspalt 18 hineinragen.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Mischteil förderabseitig von der Rückströmsperre angeordnet. Das Mischteil kann aber auch förderaufseitig von der Rückströmsperre angeordnet sein. Gegebenenfalls kann auch zu beiden Seiten der Rückströmsperre ein erfindungsgemäßes Mischteil angeordnet sein. Dabei können gleiche oder unterschiedliche Mischteile verwendet werden.

Weitere Einzelheiten der Spritzgießmaschine an sich sind dem Fachmann bekannt und brauchen daher an dieser Stelle nicht näher beschrieben zu werden.

Bezugszeichenliste

A Längsachse der Schnecke

D M Außendurchmesser des Grundkörpers

Dz Innendurchmesser des Zylinders

H Höhe eines Tropfens über dem Grundkörper

L T Tropfen-Längsachse

LR Reihen-Längsachse

R Tropfenreihe in Längsrichtung des Mischteils