Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen mit einer VerschluBdüse verschließbaren Plastifizierzylinder an einer Spritzgießmaschine zur Verarbeitung plastifizierbarer Massen wie Kunststoffe, pulvrige Massen, kerami- sche Massen oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik Aus der US-A 39 24 811 ist ein derartiger Düsenkörper mit einer in der Spritzachse angeordneten Verschlußdüse bekannt. Hier strömt das plastifizierte Material durch einen Kanal in den Düsenkörper ein.

Dieser Kanal verzweigt sich in mehrere Bohrungen, welche um die Düsennadel herumfuhren und sich dann in Richtung der Austrittsdüse wieder vereinigen. Eine solche Anordnung ist relativ langbauend, was sich ungunstig auf den Wärmehaushalt der Spritzgießeinheit auswirkt.

Es bleibt offen, wie die Bohrungen herstellbar sind.

Aus der DE 37 08 434 C2 ist ebenfalls ein Plastifizierzylinder mit einer Verschtußduse bekannt, die in der Spritzachse angeordnet ist.

Die Ansteuerung der Verschlußnadel erfolgt über einen zweiarmigen Hebel. Das Material muß über mehrere Bohrungen um die Düsennadel herumgeleitet werden, so daß der Düsenkörper aus mehreren Teilen zusammengesetzt werden muB, was zu Undichtigkeiten und Problemen bei der Wärmeübertragung fuhrt. Da die Düsennadel über eine konische Dichtung ihren Führungsschacht abzudichten versucht, kommt es auch hier regelmäßig zu Undichtigkeiten in diesem Bereich, die letztlich dazu fuhren können, daß die Düsennadel nicht mehr zu betätigen ist.

Auch in der DE-GM 7020969 ist ein mehrteiliger Düsenkörper beschrie- ben. Hier wird das plastifizierte Material mittels eines zusammen- hängenden, ringartigen Hohlraums um die Düsennadel herumgeleitet. Neben den Problemen, welche durch die Mehrteiligkeit hervorgerufen werden, ist hier weiterhin nachteilig, daß die Menge des Materials, das zwischen zwei Spritzzyklen im Düsenkörper verbleibt, relativ groß ist. Dies kann insbesondere bei temperaturempfindlichen Kunststoffen zu Problemen fuhren.

Ein weiterer mit Verschlußdüse versehener Plastifizierzylinder ist aus der EP 0 501 228 B1 bekannt. Dort wird die Möglichkeit ge- schaffen, den DUsenkörper mit einer Mehrzahl von Gewindebolzen mittelbar am Plastifizierzylinder zu befestigen, indem eine Verbin- dungsmuffe vorgesehen ist, die den Plastifizierzylinder übergreift und in die Gewindebolzen eingeschraubt sind, die lediglich über Preßflächen den DUsenkörper an den Plastifizierzylinder pressen. Im Düsenkörper selbst kann eine schräg verlaufende DUsennadel vorgese- hen werden, die über ein Gestänge angesteuert wird. Der Plastifi- zierzylinder ist als Einheit vom Trägerblock abnehmbar und kann dort gemeinsam mit der Betätigungsvorrichtung für die Düsennadel selbst- tätig an-und abgekoppelt werden. Der Düsenkörper ist einstückig, so daß insbesondere im Zusammenhang mit der gewählten Verbindung zwi- schen DUsenkörper und Plastifizierzylinder zwar eine Wärmekonstanz erreicht wird und Undichtigkeiten in Ubergangsbereichen von Teilen des Düsenkörpers vermieden werden, die schräge DUsennadel neigt je- doch dazu, den DUsenmund nicht vollständig zu verschließen, wodurch Material durch die Bohrung für die Düsennadel freigesetzt wird.

Zusammenfassung der Erfindung Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfin- dung die Aufgabe zugrunde, einen Plastifizierzylinder mit einer Ver- schlußdüse zu versehen, der die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere eine kurze Baulänge des Plastifizier- zylinders erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch einen mit einer VerschluBduse verschließba- ren Plastifizierzylinder mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelost.

Der Raum zur Aufnahme des Fördermittels, das im allgemeinen eine Schnecke ist, erstreckt sich hier bis in den Dusenkorper hinein und verjungt sich dort. Von der engsten Stelle der Verjüngung gehen dann geschwungene Bohrungen aus, durch welche das geschmolzene Material in Richtung der Dusenmundung gedruckt wird. Durch diese Anordnung ist die Baulänge eines solchen Plastifizierzylinders relativ kurz.

Neben dem Platzersparnis wirkt sich dies positiv auf den Wärmehaus- halt aus. Weiterhin hat die gewählte Anordnung den Vorteil, daß die Menge des Kunststoffes, welcher zwischen den Einspritzzyklen im Dusenkorper verbleibt, relativ gering ist. Dies wirkt sich insbe- sondere bei der Verarbeitung von temperaturempfindlichen Kunst- stoffen positiv aus, da dadurch die Zeit, in der sich der Kunststoff im Dusenkorper, welcher häufig die heißeste Zone des Zylinders ist, verbleibt, relativ gering ist. Die geschwungene Form der Bohrungen wirkt sich positiv auf das Fließverhalten des Kunststoffes aus, was günstig für die Qualität der mit dem Plastifizierzylinder hergestellten Spritzgußteile ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung eines bevorzugten Ausfuhrungsbeispiels.

Kurzbeschreibung der Figuren Die beigefügten Zeichnungen zeigen : Fig. 1 einen Plastifizierzylinder in Seitenansicht, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich des Düsenkörpers, Fig. 3 eine Ansicht des Düsenkörpers von vorn, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 von Fig. 2, Fig. 5 eine Vergrößerung des Anlagebereichs zwischen Plastifi- zierzylinder und Düsenkörper, Fig. 6 eine Ansicht des Düsenkörpers im Anlagebereich an den Plastifizierzylinder.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform Die Erfindung wird jetzt beispielhaft unter bezug auf die beigefug- ten Zeichnungen näher erläutert. Allerdings handelt es sich bei den Ausführungsbeispielen lediglich um Beispiele, die nicht das erfinderische Konzept auf eine bestimmte physikalische Anordnung beschränken sollen.

Fig. 1 zeigt den Plastifizierzylinder 10 in Seitenansicht, der mit mehreren Heizelementen versehen ist. Der Plastifizierzylinder befin- det sich in einem an sich bekannten Stütz-und Traggestell 24, an dem ein Gestänge 18 zur Betätigung der Düsennadel 16 befestigt ist.

Der Plastifizierzylinder bildet mit seinem Tragegestell zusammen eine von der Spritzgießmaschine abnehmbare und auswechselbare Ein- heit und kann mit dem zeichnerisch nicht dargestellten Trägerblock gekuppelt werden. Im Hinblick auf die Ankupplung von Plastifizier- zylinder und Förderschnecke sowie des Gestänges 18 über das Kupp- lungselement 18a an die entsprechenden Betätigungsmittel wird hier- mit ausdrucklich auf die DE 37 08 434 C2 verwiesen, deren Offenba- rungsgehalt hiermit auch ausdrücklich zum Gegenstand der vorliegen- den Anmeldung gemacht wird.

Der Plastifizierzylinder ist Bestandteil einer Spritzgießmaschine, insbesondere einer Kunststoff-Spritzgießmaschine zur Verarbeitung plastifizierbarer Massen wie Kunststoffe, pulverförmige Massen oder keramische Massen. Der Plastifizierzylinder 10 besitzt stirnseitig einen am Plastifizierzylinder festlegbaren einstuckigen Dusenkörper 11, der im vorliegenden Fall Bestandteil einer Verschlußdüse ist. Im Plastifizierzylinder ist ein Raum R vorgesehen, in dem ein Förder- mittel 12, im Ausführungsbeispiel eine Förderschnecke angeordnet ist. Der Raum R verjungt sich in einem axialen Abschnitt des Düsen- körpers zunächst bis auf die lichte Weite eines Düsenkanals 13 und schließlich bis zur Düsenmündung llb. Diese Düsenmündung llb liegt in einer Spritzachse s-s (Fig. 2).

Da die Düsenmündung wie auch der Düsenkörper an den jeweiligen Plastifizierzylinder angepaßt werden muß, ist das Düsenmundstück 19 vom Düsenkörper 11 und der Düsenkörper 11 vom Plastifizierzylinder 10 abnehmbar. Die Verbindung zwischen Düsenkörper 16 und Plastifi- zierzylinder 10 erfolgt über eine Verbindungsmuffe 14, die außen- seitig am Plastifizierzylinder 10 stirnseitig befestigt ist. In der Verbindungsmuffe 14 sind mehrere, auf einer Kreislinie angeordnete Gewindebolzen 15 vorgesehen, die mit Innengewinden einen radial auben liegenden Flansch 14a der Verbindungsmuffe 14 durchsetzen. Die Gewindebolzen sind dadurch axial abgestutzt und greifen stirnseitig an Preßflächen llc des DUsenkörpers 11 an. Die den Düsenkörper 11 im Bereich der Düsenmündung llb bedarfsweise verschließende Düsennadel 16 wird von einer Betätigungseinrichtung über ein Gestänge 18 ange- trieben.

Fig. 2 verdeutlicht, daß die Düsennadel 16 in der Spritzachse s-s liegt. Um diese Düsennadel 16 zu betätigen, ist ein Umlenkhebel 20 vorgesehen, der Teil der Betätigungseinrichtung ist und radial in den Düsenkörper 11 in eine Ausnehmung 17 bis etwa zur Spritzachse eingreift. Um nun dennoch einen Materialfluß um diese Ausnehmung 17 herum zu ermöglichen, sind, was Fig. 4 verdeutlicht, mehrere Bohrun- gen vorgesehen, die im einstückigen Düsenkörper 11 in etwa auf einer Kreislinie angeordnet sind. Diese Bohrungen sind gemäß Fig. 2 geschwungen und bestehen im konkreten Ausführungsbeispiel aus einem axialen Abschnitt in Höhe der Ausnehmung und schräg verlaufenden Bohrungen, ausgehend vom Düsenkanal 13. Andere Formen der Bohrungen sind denkbar, sofern sie geeignet sind, das Material urn die Ausneh- mung 17 herumzuleiten. Die Bohrungen müssen so hergestellt werden, daß keine Materialschwächung insbesondere im Ubergangsbereich zur Ausnehmung 17 oder z. B. zur Bohrung 21 für den Thermofühler 22 auftreten. Dennoch werden diese geschwungenen Bohrungen lld im einstückigen Düsenkörper vorgesehen, da dadurch eine entsprechende Dichtigkeit gewährleistet werden kann und auch im Hinblick auf die Wärmekonstanz entlang des Düsenkörpers keine Probleme auftreten, die ansonsten bei mehreren miteinander verschraubten Teilen auftreten wurden. Die Ausführungsform hat ferner den Vorteil, daß auf aufwendige Gewinde weitestgehend verzichtet werden kann, die zudem auch die Bauform vergrößern wurden. Gleichzeitig können dadurch die Probleme umgangen werden, die sich bei Gewinden an diesen Stellen ergeben können, da es nämlich aufgrund der Wärmebelastung hier zu einem Verbacken der Gewinde kommen kann, so daß diese nach Gebrauch kaum noch zu öffnen sind.

Die Betätigungseinrichtung umfaßt einen zweiarmigen Umlenkhebel 20, der über eine Achse 23 am Düsenkörper 11 gelagert ist. Das Gestänge 18 greift am einen Ende des Umlenkhebels 20 an der Achse 25 an. Am gegenüberliegenden Ende ist die Düsennadel mit dem Umlenkhebel ge- lenkig verbunden. Stirnseitig ist am Düsenkörper 11 ein Düsenmund- stück 19 vorgesehen, in dessen Innenraum 19a die geschwungenen Boh- rungen lld enden.

Um in diesem Bereich eine zuverlässige Dichtigkeit zu erzielen, sind Düsennadel 16 und ihr Führungsabschnitt lle im Düsenkörper 11 ent- sprechend ausgestaltet. Der Führungsabschnitt, der stirnseitig im Innenraum 19a des Düsenmundstücks 19 endet, weist eine im rechten Winkel zur Spritzachse s-s angeordnete plane Dichtfläche lle'auf.

Ebenso besitzt die Düsennadel 16 dort einen konischen Abschnitt 16b, der in Richtung auf den FUhrungsabschnitt eine im rechten Winkel zur Spritzachse s-s angeordnet plane Dichtfläche 16a besitzt. Dadurch ist gewährleistet, da5 in diesen Ubergangsbereich kein Material ein- dringen kann, da die planen Dichtflächen eindeutig herzustellen und damit leichter abzudichten sind als bekannte konisch ausgebildete Dichtflächen, bei denen schon geringe Winkelabweichungen zu Undich- tigkeiten führen. Selbst wenn im Führungsschacht noch Dichtungsrip- pen vorgesehen werden, können diese nicht nachhaltig verhindern, daß Material austritt.

Rückseitig dringt gemäß Fig. 1 die Rückstromsperre 26 im vordersten Zustand der Förderschnecke bis in den Düsenkanal 13 ein. Dazu er- streckt sich der Raum R bis in den Düsenkörper 11. Dort verjüngt sich der Raum R bis zur lichten Weite des Düsenkanals 13, wobei von dort die geschwungenen Bohrungen lld ausgehen. Dies erleichtert die Herstellung der Bohrungen, da über den trichterförmigen Dusenein- gangsbereich eine leichte Zugänglichkeit gegeben ist. In diesem Be- reich kann es ebenfalls zu Undichtigkeiten und auch zu Verschleiß- erscheinungen am Düsenkörper 11 kommen. Um dem vorzubeugen, besitzt der einstuckige-Dusenkörper 11 gemäß den Fig. 5 und 6 eine am Pla- stifizierzylinder 10 anliegende fein bearbeitete Preßfläche. Diese Preßfläche ist gemäß Fig. 6 durch einen ringförmigen Einschnitt llf in zwei zur Spritzachse s-s konzentrische Ringflächen llx, lly auf- gespalten. Die äußere Ringfläche lly besitzt zudem wenigstens einen <BR> <BR> <BR> Einstich llz, der sich vom ringförmigen Einschnitt llf nach außen erstreckt. Dadurch wird erreicht, daß zunächst die gesamte Fläche <BR> <BR> <BR> der beiden Ringflächen llx, lly für eine Druckbelastung und damit zur Ubertragung der Druckkräfte vorhanden ist. Durch den Einstich ist jedoch die äußere Fläche für Auftriebsbetrachtungen im Hinblick auf die beim Spritzgießen auftretenden Auftriebskräfte nicht zu be- rücksichtigen. Dadurch können Kräfte, die beim Anpressen des Dusen- körpers im Plastifizierzylinder entstehen und insbesondere zyklisch beim Spritzgießen zu-und abnehmen, über die gesamte Fläche aufge- bracht werden, bleiben aber ansonsten auder Betracht. Kommt es hier zu Ausdringen von Material, wird dies zuverlässig verdrängt, so daB selbst im ungünstigsten Fall eine zuverlässige Kraftübertragung im Bereich der Preßflächen gewährleistet ist, die beim Einspritzen durch ihre Anlage am Hochdruckraum besonders beansprucht sind. Um eine Anpressung zuerst im radial innen liegenden Bereich zu erzie- len, sind die Ringflächen llx, lly unter einem Winkel angeordnet, der eine Aufweitung nach außen bewirkt, so daß eingedrungenes Mate- rial bedarfsweise nach außen gepresst wird und damit zugleich der Anpreßdruck von innen nach außen abnimmt.

Es versteht sich von selbst, daß diese Beschreibung verschiedensten Modifikationen, Änderungen und Anpassungen unterworfen werden kann, die sich im Bereich von Äquivalenten zu den anhängenden Ansprüchen bewegen.