DE1729191C3 - Einspritzvorrichtung für plastifizierbare Massen mit einer drehbaren und axial verschiebbaren Plastifizierschnecke - Google Patents

Description

2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Endlage der Plastifizierschnecke (3) einstellbar ist.

3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastifizierschnek-

ke (3) mit Ausnahme der Axialverschiebung während der Einspritzphase bis zu ihrer hinteren Endlage axial frei verschiebbar ist.

4. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Plastifizierschnecke (3) und/oder der Dusenquerschnitt der Verschlußdüse (6) während der Drehung der Plastifizierschnecke (3) in ihrer hinteren Endlage vergrößerbar ist bzw. sind.

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Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für plastifizierbare Massen, mit einer drehbaren und zwischen einer vorderen und hinteren Endlage axial verschiebbaren Plastifizierschnecke, die in einem Plastifizierzylinder mit einer zeitlich steuerbaren Verschlußduse angeordnet ist, bei der die im Raum zwischen verschlossener Verschlußdüse und der hinteren Endlage der Plastifizierschnecke gespeicherte, plastifizierte Masse durch Axialverschiebung der Plastifizierschnekke und bei offener Verschlußdüse einspritzbar ist, wie sie beispielsweise aus der US-PS 31 88 691 vorbekannt ist.

Es ist ferner - aus der CH-PS 2 54 321 - eine Einspritzvorrichtung für plastifizierbare Massen bekannt, bei deren Betrieb das Füllen des Formhohlraumes in zwei Abschnitten erfolgt, nämlich zunächst dem nahezu drucklosen Intrudieren der thermisch plastifizierten Masse und einem abschließenden eigentlichen Einspritzvorgang unter Druck, um die Form vollständig zu füllen. Die bekannte Vorrichtung vermag beliebig große Formen zu füllen, indem man einfach so lange intrudiert, bis der Formhohlraum jeweils gefüllt ist, woraufhin durch den zu diesem Zeitpunkt entstehenden Ge- ^⁰ gendruck die Plastifizierschnecke rückwärts um eine so kleine Strecke verschoben wird, daß ein elektrischer Kontakt geschlossen wird, der nun seinerseits die eigentliche Einspritzeinrichtung in Betrieb setzt, die freilich nur noch eine sehr kleine Menge der Masse in die Form spritzt.

Die Erfindung befaßt sich generell mit dem Herstellen von Gegenständen aus plastifizierbaren Massen nach dem zuletzt genannten Verfahren. Diesem zuletzt «nannten Verfahren haftet jedoch ein gravierender Nachteil an- Das Umschalten vom Intrudieren auf das Einspritzen erfolgt unter - wenn auch kurzfristiger unterbrechung des Masseflusses durch die Düse, wodurcn die hergestellten Gegenstände sichtbare Grenzflächen erhalten, die da entstehen, wo der inirudierte Werkstoff an den eingespritzten anschließt

Diesen Nachteil muß man bei dem zweistufigen Verfahren in Kauf nehmen, um den Vorteil zu erhalten, in der beschriebenen Weise die Gesamtmenge der einzubringenden Masse in den Formhohlraum maschinenunabhängig zu machen.

Aus der GB-PS 9 53 217 ist eine Einspritzvorrichtung bekannt die ähnlich arbeitet wie die zuletzt beschriebene bekannte Vorrichtung, jedoch mit anderen technischen Mitteln, denn da= Vorderende der auch axial bewegbaren Plastifizierschnecke dient in der vordersten Stellung dieser Schnecke als Ventilverschluß der Düse. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzeinrichtung zu schaffen, welche die Vorteile der beiden beschriebenen Gattungen vereint, ohne jedoch deren Nachteile aufzuweisen: Es soll das Spntzvolumen unabhängig von der Maschine sein was ein Vorteil des Verfahrens nach der genannten CH-PS 2 54 321 ist; es soll aber dabei möglich sein. Werkstücke zu erhalten. die so sauuer aussehen, wie man es bisher nur mn rein gespritzten Gegenständen erzielen konnte. Insbesondere soll die auch technisch bedenkliche und optisch jederzeit erkennbare Grenzschicht an den Spritzlingen nicht mehr auftauchen, die den Übergang vom Intrudieren zum Einspritzen zeigt.

Die Erfindung geht zur Lösung dieser Aufgabe von einer Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art. also nach der US-PS 31 88 691. aus und besteht darin. daß die Plastifizierschnecke in ihrer hinteren Endlage und bei geöffneter Verschlußdüse vor dem Einspritzen der gespeicherten, piastifizierten Masse unter kontinuierlicher Plastifizierung von Masse drehbar ist.

Dabei sind zwei Aspekte bemerkenswert: Das Umschalten vom nahezu drucklosen Extrudieren, welches mehr den Charakter eines Eingießens hat, zum eigentlichen Einspritzen unter Aufwendung von Druck verlangt keine wie immer geartete Unterbrechung des Mässeflusses. Zum anderen ist diejenige Masse, die zum abschließenden Einspritzen bewegt werden muß, nicht räumlich von der Masse getrennt, die vor dem Einspritzen nach Art des Gießens intrudiert wird, was beim Vorgehen nach der eingangs abgehandelten CH-PS 2 54 321 zu den unschönen Begrenzungsflächen führt, die auch technisch, d.h. festigkeitsmäßig, bedenklich sind. Das nach der Erfindung fertiggestellte Produkt ist so homogen, wie bei einem ausschließlich durch Spritzgießen hergestellten Gegenstand; es wird aber gegenüber dem ausschließlichen Spritzgießen der wichtige technische Vorteil erreicht, daß das Volumen der insgesamt in einem Arbeitsgang zu verarbeitenden plastifizierten Masse unabhängig von irgendwelchen Maschinenparametern ist

Ein prinzipieller Unterschied zwischen dem Vorgehen nach der CH-PS 2 54 321 und dem nach der Erfindung kann auch wie folgt ausgedrückt werden: Im bekannten Fall geschieht das Umschalten vom drucklosen Intrudieren zum eigentlichen Einspritzen mit Druck nach Ansprechen eines Regelkreises mit geschlossener Rückkopplungsschleife, während im Fall der Erfindung ein ohne Rückkopplung arbeitender Steuervorgang diese »Umschaltung« vom Intrudieren zum Einspritzen

bewirkt

Die Ausgestaltung nach dem Anspruch 2 dient dazu, dasjenige Volumen mehr oder minder beliebig ändern zu können, welches in dem abschließenden Einspritzvorgang verarbeitet wird.

Zweckmäßig ist die Plastifizio-schnecke selbst mit Ausnahme der Axialverschiebung während der Einspritzphase bis zur hinteren Endlage hin axial frei verschiebbar.

Die technischen Mittel des Anspruchs 4 gestatten es, den Duichsatz an plastifiziertem Werkstoff während des Intrudiervorganges zu vergrößern oder zu verkleinern.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 im Axialschnitt die Einspritzvorrichtung zu Beginn der Plastifizierphase,

F i g. 2 einen Schnitt analog F i g. 1 nach dem Vordosieren,

F i g. 3 einen Schnitt analog F i g. 1 während der Intrusionsphase, und

F i g. 4 einen Schnitt analog F i g. 1 während der Einspritzphase.

Die Einspritzvorrichtung weist einen von Heizmänteln Xa umschlossenen Plastifizierzylinder 2 auf, in welchem eine durch nicht gezeichnete Antriebsmittel drehbare und axial bewegbare Plastifizier- bzw. Förderschnecke 3 angeordnet ist. In den die Plastifizierschnekke 3 enthaltenden Hohlraum 2a des Plastifi'.ierzylinders 2 mündet ein Einfülltrichter 4. Das konisch verengte Frontende des Hohlraums 2a steht über einen Förderkanal 5 mit einer Verschlußdüse 6 in Verbindung, die über einen Einlaßkanal 7a der Form 7 mit dem nicht gezeichneten Formhohlraum in Verbindung steht Die den Förderkanal 5 enthaltende Frontverlängerung 26 des Plastifizierzylinders 2 ist von Heizmänteln \b umgeben. Die Verschlußdüse 6 kann durch einen Ventilstift 8, der durch einen angelenkten Winkelhebel 9 axial hin und her bewegbar ist, geöffnet bzw. geschlossen werden. Der um die Achse a schwenkbare Winkelhebel 9 ist durch nicht gezeichnete (mechanische, pneumatische, hydraulische oder elektrische) Mittel über einen geeigneten Zeitschalter betätigbar.

Der erste Arbeitsschritt im Betrieb besteht im Einführen von plastifizierbarem, z. B. körnigem Material durch den Einfülltrichter 4 in den Hohlraum 2a des Plastifizierzylinders 2. Die Verschlußdüse 6 ist dabei geschlossen und die axial stillstehende Plastifizierschnekke 3 befindet sich in ihrer vorderen Endlage, die sie unmittelbar nach Beendigung des vorangehenden Formfüllarbeitsgangs eingenommen hat. Das in den Plastifizierzylinder 2 eindringende Material wird unter Wärmeeinwirkung plastifiziert; dieses plastifizierte Material füllt den Hohlraum 2a vor der Plastifizierschnekke 3 und drückt diese in ihre hintere Endlage. Diese hintere Endlage der Plastifizierschnecke 3 ist durch einstellbare Anschläge begrenzt; dadurch wird der jeweils mögliche Schneckenhub festgelegt und somit die durch die Plastifizierschnecke 3 während ihres Vorwärtshubes aus dem Hohlraum 2a ausreibbare Masse dosiert

ίο (F i g. 2). Anschließend wird durch entsprechendes Schwenken des Winkelhebels 9 die Verschlußdüse 6 geöffnet; die rotierende Plastifizierschnecke 3 bleibt in ihrer hinteren Endlage. Die (aus dem Einfülltrichter 4 fortlaufend ergänzte) plastifizierte Masse gelangt nun durch Intrusion aus dem Hohlraum 2a durch den Förderkanal 5 über die Verschlußdüse 6 in die Form 7 (F i g. 3). Nach Ablauf der durch einen Zeitschalter festgelegten Intrusionszei. wird die rotierende Plastifizierschnecke 3 axial nach vorn geschoben: da die Verschlußdüse 6 in dieser Phase offen bleibt, wird dabei im Hohlraum 2a vor der Plast:: i/ierschnecke 3 gespeicherte, plastifizierte Masse durch den Förderkanal 5 in die Form 7 eingespritzt und diese dabei fertig gefüllt. Anschließend an dieses Füllen der Form 7 (und nach Ablauf der üblichen Nachdruckzeit) wird die Verschluüdüse 6 geschlossen und der nächste Arbeitsgang (Plastifizieren-, Dosieren·. Intrudieren und Einspritzen) kann beginnen.

Aus dem Vorangehenden ist ohne weiteres ersichtlieh, daß durch die während der Plastifizierphase einsetzende und der Einspritzphase vorangehende Intrusionsphase das Schußvolumen jedes Arbeitsganges erheblich vergrößert wurde: in der Praxis ist es ohne weiteres möglich, das Gesamtschußvolumen auf das 5fache des ausschließlich durch Einspritzen erreichbaren Volumens zu erhöhen. Da das Einspritzen durch Axialvorschub der Plastifizierschnecke unmittelbar und ohne jede Unterbrechung des Masseflusses auf die Intrusäonsphase folgt, ist beim Übergang von der einen Pha-

se in die andere ein Einfrieren des Spritzlings bzw. die Bildung von störenden Markierungen an dessen Oberfläche nicht zu befürchten.

Zur Beschleunigung des Intrusionsvorgangs, der ja praktisch ohne Druckanwendung vor sich geht, können Mittel zur Vergrößerung des Düsenquerschnitts und/oder der Schneckendrehzahl während der Intrusionsphase vorgesehen sein.

Die beschriebene Einspritzvorrichtung eignet sich besonders zur Herstellung von Formkörpern aus thermoplastischem Kunststoff. Es ist aber auch möglich, niedrig schmelzende Metalle mit der beschriebenen Einspritzvorrichtung zu Formkörpern zu verarbeiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Einspritzvorrichtung für plastifizierbare Massen, mit einer drehbaren und zwischen einer vorderen und hinteren Endlage axial verschiebbaren Plastifizierschnecke, die in einem Plastifizierzylinder mit einer zeitlich steuerbaren Verschlußduse angeordnet ist bei der die im Raum zwischen verschlossener Verschlußdüse und der hinteren Endlage der Plastifizierschnecke gespeicherte, piastifizierte Masse durch Axialverschiebung der Plastifizierschnecke und bei offener Verschlußdüse einspritzbar ist dadurch gekennzeichnet, daß die Plastifizierschnecke (3) in ihrer hinteren ·> Endlage und bei geöffneter Verschlußdüse (6) vor dem Einspritzen der gespeicherten, plastifizieren Masse unter kontinuierlicher Plastifizierung von Masse drehbar ist.