AT400020B

AT400020B - Injection unit for an injection-moulding machine

Info

Publication number: AT400020B
Application number: AT0138492A
Authority: AT
Inventors: Alfred Dipl Ing Dr Lampl; Otto Dipl Ing Dr Urbanek; Georg Dipl Ing Steinbichler
Original assignee: Engel Gmbh Maschbau
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1992-07-07
Publication date: 1995-09-25
Also published as: ATA138492A

Abstract

An injection unit for injection-moulding machines for injecting a plurality of polymer components. Two melt cylinders 1, 2 in which plasticizing screws 3, 4 are arranged such that they can rotate and be displaced are provided. The melt cylinders 1, 2 are connected via feed channels 8, 9 to a common injection channel 10, which leads to an injection nozzle 11. A shut-off slide valve 13 for the feed channels 8, 9 is provided and also injection pistons 5 with which the plasticizing screws 3, 4 can be displaced. A control device 16 is provided, by means of which the plasticizing screws 3, 4 can be displaced by the injection pistons 5 at different speeds over the same time period during the injection operation. Arranged in at least one of the feed channels 8 is a device 14 for viscosity measurement, which is connected to the control device 16 and by means of which the rate of advance of the associated plasticizing screw 3 can be controlled in dependence on the viscosity measurement during the injecting operation. <IMAGE>

Description

AT 400 020 BAT 400 020 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Einspritzaggregat für Spritzgießmaschinen zum Einspritzen mehrerer Kunststoffkomponenten, mit mindestens zwei Massezyiindern, in welchen Plastifizierschnecken dreh- und verfahrbar angeordnet sind, wobei die Massezylinder über Zufuhrkanäle mit einem gemeinsamen Einspritzkanal, der zu einer Einspritzdüse führt, verbunden sind, mit einem Absperrschieber für die Zufuhrkanäle s und mit Einspritzkolben, mittels denen die Plastifizierschnecken verfahrbar sind.The invention relates to an injection unit for injection molding machines for injecting a plurality of plastic components, with at least two mass cylinders, in which plasticizing screws are arranged so as to be rotatable and movable, the mass cylinders being connected to a common injection channel leading to an injection nozzle via feed channels Gate valve for the supply channels s and with injection pistons, by means of which the plasticizing screws can be moved.

Die DE-OS 3 803 418, die DE-AS 1 604 530 und die DE-AS 1 679 888 zeigen jeweils eine Gießanlage für mehrere Kunststoffkomponenten, mit einer Steuervorrichtung, mittels der die Einspritzkolben mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, jedoch über den gleichen Zeitraum, verfahrbar sind.DE-OS 3 803 418, DE-AS 1 604 530 and DE-AS 1 679 888 each show a casting installation for several plastic components, with a control device by means of which the injection pistons can be moved at different speeds, but over the same period are.

Mit diesen Anlagen werden neue Kunststoffe mit bekannter Viskosität verarbeitet. w Aus Kostengründen und aus Gründen des Umweltschutzes ist man immer mehr bestrebt, Kunststoffre-generate wieder zu verarbeiten. Die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn einem neuen Kunststoff ein gewisser Prozentsatz an wiederaufbereiteten Kunststoff, d. h. einem Kunststoffregenerat während des Einspritzvorganges zugegeben wurden.With these systems, new plastics with known viscosity are processed. w For reasons of cost and environmental protection, efforts are increasingly being made to process plastic re-generate again. The best results have been obtained when a new percentage of recycled plastic, e.g. H. were added to a plastic regenerate during the injection process.

Dabei ist es wichtig, daß eine gute Durchmischung der beiden Komponenten erzielt wird. Dies ist is insoferne von Bedeutung, als der Volumsanteil der beiden Komponenten in den meisten Fällen sehr unterschiedlich ist. Beispielsweise werden 10 bis 20 % Volumsanteilregenerat mit 80 bis 90 % Volumsanteil neuem Kunststoff vermengt und verspritzt Das Einspritzen der Kunststoffkomponenten erfolgt mit unterschiedlichem Druck. Beispielsweise erfolgt das Einspritzen des Kunststoffregenerates bei 100 bar und das Einspritzen des neuen Kunststoffes bei 60 bar Hydraulikdruck. 20 Eine besondere Schwierigkeit ist, daß die Parameter des Kunststoffregenerates zum Unterschied von denen des neuen Kunststoffes unbekannt sind oder zumindestens stark variieren können.It is important that the two components are thoroughly mixed. This is important insofar as the volume fraction of the two components is very different in most cases. For example, 10 to 20% volume regrind is mixed with 80 to 90% volume new plastic and sprayed. The plastic components are injected at different pressures. For example, the plastic regenerate is injected at 100 bar and the new plastic is injected at 60 bar hydraulic pressure. 20 A particular difficulty is that the parameters of the plastic regenerate, unlike those of the new plastic, are unknown or at least can vary widely.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einspritzaggregat und ein Einspritzverfahren Zu schaffen, die es ermöglichen, Kunststoffregenerat und neuen Kunststoff in einem Arbeitsgang optimal zu verarbeiten und wodurch ein besonders homogener Kunststoffteil mit definierten und reproduzierbaren Eigenschaften (z. B. 25 Festigkeit, Abmessungen, Gewicht) geschaffen wird.The object of the invention is to provide an injection unit and an injection method, which make it possible to optimally process plastic regenerate and new plastic in one work step and thereby a particularly homogeneous plastic part with defined and reproducible properties (e.g. 25 strength, dimensions, weight ) is created.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung gelöst, mittels der die Plasöfizier-schnecken über die Einspritzkolben während des Einspritzvorganges in an sich bekannter Weise mit unterschiedlicher Geschwindigkeit über den gleichen Zeitraum verfahrbar sind, wobei in mindestens einem der Zufuhrkanäle eine an die Steuervorrichtung angeschlossene Einrichtung zur Viskositätsmessung ange-30 ordnet ist, über welche die Vorschubgeschwindigkeit der zugehörigen Plastifizierschnecke während des Einspritzvorganges in Abhängigkeit von der Viskositätsmessung steuerbar ist.The object according to the invention is achieved by a control device by means of which the plasöfizier screws can be moved over the injection pistons during the injection process in a manner known per se at different speeds over the same period of time, with a device for viscosity measurement connected to the control device in at least one of the feed channels is arranged, via which the feed rate of the associated plasticizing screw during the injection process can be controlled as a function of the viscosity measurement.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß an die Steuervorrichtung ein Wegmeßsystem für jede Plastifizierschnecke angeschlossen ist. Durch das Wegmeßsystem kann ein gewünschtes Einspritzprofil genau abgefahren werden. 35 Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren der Zeichnungen eingehend beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematisch gehaltene Ansicht des erfindungsgemäßen Einspritzaggregates teilweise im Schnitt, Fig. 2 ein Schema des erfindungsgemäßen Einspritzaggregates und Fig. 3 ein Diagramm des Fließverhaltens zweier Kunststoffkomponenten.In one embodiment of the invention it is provided that a path measuring system for each plasticizing screw is connected to the control device. A desired injection profile can be followed exactly by the position measuring system. An exemplary embodiment of the invention is described in detail below with reference to the figures in the drawings. 1 shows a schematic view of the injection unit according to the invention, partly in section, FIG. 2 shows a diagram of the injection unit according to the invention, and FIG. 3 shows a diagram of the flow behavior of two plastic components.

In den Figuren der Zeichnung ist ein Zweikomponenteneinspritzaggregat gezeigt. 40 Das erfindungsgemäße Einspritzaggregat weist einen Massezylinder 1 für ein Kunststoffregenerat und einen Massezylinder 2 für neuen Kunststoff auf. Innerhalb der Massezylinder 1, 2 sind Plastifizierschnecken 3, 4 geführt. Die Plastifizierschnecken 3, 4 werden von Einspritzkolben 5, die sich in Einspritzzylindern 6 befinden, beaufschlagt.A two-component injection unit is shown in the figures of the drawing. 40 The injection unit according to the invention has a mass cylinder 1 for a plastic regenerate and a mass cylinder 2 for new plastic. Plasticizing screws 3, 4 are guided within the mass cylinders 1, 2. The plasticizing screws 3, 4 are acted upon by injection pistons 5, which are located in injection cylinders 6.

An die Massezylinder 1, 2 sind in herkömmlicher Weise Massetrichter 7 für das granulierte Kunststoff-45 material angeschlosssen.Mass funnels 7 for the granulated plastic material are connected in a conventional manner to the mass cylinders 1, 2.

Die Massezylinder 1, 2 sind über Zuführkanäle 8, 9 mit einem Einspritzkanal 10 verbunden, der zur Einspritzdüse 11 führt. Im Einspritzkanal 10 befindet sich ein dynamischer oder statischer Mischer 12. Weiters ist an der Abzweigung zwischen den Zuführkanälen 8, 9 und dem Einspritzkanal 10 ein Absperrschieber 13 vorgesehen. Während des Plastifiziervorganges versperrt der Absperrschieber 13 den Zugang so zum Einspritzkanal 10 und zu den Zufuhrkanälen 8 und 9.The mass cylinders 1, 2 are connected via feed channels 8, 9 to an injection channel 10, which leads to the injection nozzle 11. A dynamic or static mixer 12 is located in the injection channel 10. Furthermore, a gate valve 13 is provided at the junction between the feed channels 8, 9 and the injection channel 10. During the plasticizing process, the gate valve 13 thus blocks access to the injection channel 10 and to the supply channels 8 and 9.

Im Zufuhrkanal 8, über den das plastifizierte Kunststoffregenerat der Form zugeführt wird, ist weiters eine Bnrichtung 14 zur Viskositätsmessung angeordnet, die über Leitungen 15 mit einer Steuervorrichtung 16 verbunden ist. Die Steuervorrichtung 16 wird vorteilhaft von einem Mikroprozessor gebildet. Ebenfalls an die Steuervorrichtung 16 sind zwei Wegmeßsysteme 17, 18 angeschlosssen, die die zurückgelegten Wege 55 der Plastifizierschnecken 3, 4 messen.In the feed channel 8, via which the plasticized plastic regenerate is fed to the mold, a device 14 for viscosity measurement is also arranged, which is connected via lines 15 to a control device 16. The control device 16 is advantageously formed by a microprocessor. Also connected to the control device 16 are two path measuring systems 17, 18 which measure the paths 55 traveled by the plasticizing screws 3, 4.

Gemäß der Erfindung wird beispielsweise im Massezylinder 1 Kunststoffregenerat verarbeitet und im Massezylinder 2 neuer Kunststoff. Das Verhältnis der beiden Komponenten beträgt beispielsweise 10 % Kunststoffregenerat zu 90 % neuen Kunststoff, wobei das Kunststoffregenerat mit einem Druck von 100 bar 2According to the invention, for example, plastic regenerate is processed in the mass cylinder 1 and 2 new plastic in the mass cylinder. The ratio of the two components is, for example, 10% plastic regenerate to 90% new plastic, the plastic regenerate with a pressure of 100 bar 2

Claims

ΑΤ 400 020 Β is injected while the injection pressure of the new plastic is 60 bar. The microprocessor 16 now controls the pumps 19 and the proportional valves 21 and thus the injection pistons 5 in such a way that the plasticizing screws 3, 4 are moved during the injection process at different speeds over the exact same period of time so that the plasticizing screw 3 10% and the Plasticizing screw 4 injects 90% of the plastic material required for the molding into the mold. The device 14 continuously measures the viscosity of the plastic regenerate, which in contrast to the viscosity of the new plastic varies greatly. With a corresponding viscosity fluctuation, the injection speed of the plasticizing screw 3 is changed via the control device 16 such that the desired viscosity is achieved. The hydraulic motors 20 are also shown in FIG. 2. In Fig. 3, curve a denotes the injection pressure for the new plastic, and curve b drawn in broken lines denotes the injection pressure which corresponds to the desired mixing quality. The hatched zone c indicates the varying pressure range of the plastic regenerate. All curves a, b, c are shown depending on the shear rate, d. H. the shear rate V (r) is shown on the abscissa and the pressure difference η (eta) is shown on the ordinate. 1. Injection unit for injection molding machines for injecting several plastic components, with at least two mass cylinders, in which plasticizing screws are rotatably and movably arranged, the mass cylinders being connected via feed channels to a common injection channel, which leads to an injection nozzle, with a gate valve for the Feed channels and with injection pistons, by means of which the plasticizing screws can be moved, characterized by a control device (16), by means of which the plasticizing screws (3, 4) via the injection pistons (5) during the injection process in a manner known per se at different speeds over the same time period Can be moved, in at least one of the feed channels (8) a device (14) connected to the control device (16) for viscosity measurement is arranged, via which the feed rate of the associated plasticizing screw (3) during the Injection process is controllable depending on the viscosity measurement.

2. Injection unit according to claim 1, characterized in that a displacement measuring system (17, 18) for each plasticizing screw (3, 4) is connected to the control device (16). Towards that

3 sheets of drawings 3