DE2714509A1 - Vorrichtung zur herstellung von marmorierten formteilen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Herstellung von
• marmorierten Formteilen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von marmorierten Formteilen aus Kunststoffmaterial mit einer in einer beh#i.zten Zylinderbüchse mit Düsenöffnung angeordneten, angetriebenen Schnecke.
• Seit vielen Jahren sind zur I!erstellung von Formteilen aus Kunststoffmaterial Strangpressen im Einsatz, deren wesentliches Bauelement eine angetriebene Schnecke ist, die das ihr zugeführte, körnige Kunststoffmaterial plastifiziert und einer Düse der Presse zufÜhrt. Mit solchen Strangpressen ist es aber nicht möglich, marmorierte Formteile aus Kunststoffmaterial herzustellen, weil die der Presse zugeführten verschieden fabrigen Kunststoffkörner sich während des geschilderten Plastifiziervorganges vollständig durchmischen, so daß stets nur ein einheitlich gefärbter Kunststoffartikel hergestellt wird.
• Es wurden bereits Versuche unternommen, um dennoch bei Beibehaltung der Vorteile, die eine Schneckenpresse bietet, marmorierte Formteile herzustelen. Nach Kenntnis der hnmelderin hat dies bisher jedoch noch nicht zum Erfolg geführt. Die DT-OS 1 933 570 beispielsweise schlägt mehrere Verfahren zur Herstellung solcher marmorierter Formteile mit einer Schneckenpresse vor, wobei diesen Verfahren gemeinsam ist, daß der Plastifizierschnecke mindestens zwei verschieden farbige Materialströme zugeführt werden, die im Arbeitsbereich der Schnecke vereinigt werden.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von marmorierten Formteilen aus Kunststoffmaterial vorzuschlagen, bei dem das Prinzip der Plastifizierung des Kunststoffmaterials mittels einer angetriebenen Schnecke beibehalten werden kann.
• Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelingt dies gemäß der Erfindung dadurch, daß die Schnecke als Einzonen-Kurzscnnecke ausgebildet ist, die sich in der Einzugszone des Kunststoffmaterials erstreckt, und an die sich in der beheizten Zone der Zylinderbüchse ein Verdrängungskörper anschließt, über den das plastifizierte Kunststoffmaterial der Düsenöffnung zugeführt wird.
• Während die Schnecken herkömmlicher Strangpressen eine Einzugszone, eine Kompressionszone und daran anschließend eine Ausstoßzone in dieser Reihenfolge haben, erstreckt sich die bei der neuartigen Vorrichtung verwendete Schnecke nur in der Einzugszone. Sie ist also gegenüber herkömmlichen Schnecken gekürzt. Der dadurch vor der gekürzten Schnecke in der Zylinderbüchse verbleibende freie Raum wird im wesentlichen durch den Verdrängungskörper, auch Torpedo genannt, ausgefüllt. Die Schnecke übernimmt somit nur noch die Aufgabe, das ihr zugeführte Gemisch aus mehrfarbigen Kunststoffkörnern vorzuplastifizieren. Die Schnecke erstreckt sich im wesentlichen in der nicht beheizten Zone der Zylinderbüchse; allenfalls das vordere Ende der Schnecke kann beheizt sein. Das die Schnecke an deren Spitze verlassende Kunststoffmaterial wird in der sich daran anschließenden beheizten Zone vollends plastifiziert, wobei erfindungsgemäß die in dieser Zone herkömmlicherweise auftretende Durchmischung der verschiedenen Farben, die also die Marmorierung rückgängig machen würde, durch den dort angeordneten Verdrängungskörper verhindert wird.
• Für diesen Verdrängungskörper eignen sich praktisch alle herkömmlichen Bauarten. Eine besonders sichere Verhind rung der nicht beabsichtigten Durchmischung der Materialatröme in dieser beheizten Zone wird Jedoch dann verlieren, wsna der Verdrängungakörper mehrere, in seiner Längsrichtung durchgehende Kanäle hat.
• Die Herstellung eines solchen Verdrängungskörpers wird besonders einfach und der Marmorierungseffekt ist besonders gut, wenn die Kanäle als Umfangsnuten des Verdrängungskörpers ausgebildet sind.
• Falls eine Spritzgußmaschine verwendet wird, deren Schnecke axial verschiebbar ist, soll in der Zylinderbüchse zwischen Schnecke und Verdrängungskörper ein Stauraum ausgebildet sein. Bei Extrudermaschinen mit axial nicht verschiebbaren Schnecken ist der Stauraum entbehrlich.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs beispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die wesentlichen Bauelemente einer neuartigen Vorrichtung; Fig. 2 einen Querschnitt durch den bei Fig. 1 eingesetzten Verdrängungskörper; Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 bei einer anderen Ausgestaltung dieses Verdrängungskörpers; Fig. 4 eine Seitenansicht eines Ausschnittes dieses Verdrängungskörpers nach Fig. 3.
• In einer Mittelbohrung 1 einer Zylinderbüchse 2 ist eine Schnecke 3 drehbar gelagert, die auf geeignete und nicht näher gezeigte Weise angetrieben wird. Die Schnecke 3 erstreckt sich nur über die Einzugszone des in der Vorrichtung plastifizierten Kunststoffmaterials. Dieses Kunststoffmaterial wird über einen Trichter 4 der Mittelbohrung 1 über der Schnecke 3 zugefUhrt. Die GewindesteigunS der Schnecke 3 ist über deren U#£e konatuxt.
• Vor dem Vorderende der Schnecke befindet sich ein Stauraum 5.
• An diesen schließt sich ein Verdrängungskörper 6 an. Vor dem Vorderende des Verdrängungskörpers befindet sich eine Düse 7. Ein Heizmantel 8 ist um die Zylinderbüchse 2 gelegt, und zwar erstreckt sich dieser Heizmantel vorn vorderen Bereich der Schnecke 3 bis zum Vorderende der Zylinderbüchse.
• Der Verdrängungskörper 6 hat bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 an seinem Umfang eine größere Anzahl von Nuten 9, die in dessen Längsrichtung durchgehen. An beiden Enden ist der Verdrängungskörper zugespitzt. Am rückwärtigen Ende soll der Winkel, den die Seitenwände mit der Längsachse einschließen, etwa 600 betragen, am Vorderende etwa 900.
• Fig. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform dieses Verdrängungskörpers. Die in Lnsrichtun des Verdrängungskörpers verlaufenden Kanäle werden dort über Ansätze 10 ausgebildet, von denen mehrere über den Umfang gleichmäßig -verteilt angeordnet sind. Diese Ansätze verlaufen jedoch nicht durchgehend, sondern sind beispielsweise hintereinander und unter Abstand voneinander jeweils zwei oder mehrere solcher Ansätze vorgesehen, die miteinander fluchten.
• Dies zeigt Fig. 4. Die Ansätze verlaufen an ihren Enden zugespitzt.
• Anstelle der beiden anhand der Figuren gezeigten Ausfuhrungsformen dieses Verdrängungskörpers können praktisch alle Formen von bekannten Verdrängungskörpern eingesetzt werden, Wesentlich ist es bezüglich dieser Verdrängungskörper, daß sie eine weitere Durchmischung des von der Schnecke angelieferten Kunststoffmaterials weitest gehend verhlndern.
• Versuche haben zu zutriedenstellnden Ergebnissen bei folgenden Verhältnissen der wirksamen Schneckenlänge im Gangbereich zur Länge des Jeweils eingesetzten Verdrlngungs körpers geführt: 1,4 und 1,2.
• Es wird angenommen, daß derartige Längenverhältnisse im Bereich zwischen 1,0 und 1,6 ebenfalls zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen.
• Die Anzahl der Öffnungen bzw. Kanäle, die der Verdrängungskörper zusammen mit der Zylinderbüchse ausbildet, bewirkt eine mehr oder weniger starke Vermischung der Zweitfarbe mit der Grundfarbe. Die konstruktive Ausführung des Verdrängungskörpers hat einen nur geringfügigen Einfluß auf die Marmorierung. Einen größeren Einfluß hat die Ausbildung des Verdrängungskörpers auf die Aufschmelzung des Materials.
• Wichtig ist es dabei, daß der Wärmeübergang von den Heizbändern über die Zylinderbüchse auf das Material so optimal wie möglich ausgelegt ist. Dem Fachmann sind solche optimalen Formen des Verdrängungskörpers aus der Technik der Kolbenspritzmaschinen bekannt. Alle diese Formen können auch bei der neuartigen Vorrichtung eingesetzt werden.
• Für das Ergebnis entscheidend ist auch die Schneckenlänge und die Beheizung der Zylinderbüchse, die den Punkt des Beginns der Aufschmelzung bestimmen. Alle diese Parameter können durch Versuche leicht ermittelt werden, sofern die vorstehend gegebenen Hinweise beachtet werden.
• Der Marmorierungseffekt läßt sich mit allen thermoplastischen Kunststoffen erreichen, wobei die Kunststoffe entweder gleiche Schmelzindices oder auch verschiedene Schmelzindices haben. Einen besseren Marmorierungseffekt erreicht man, wenn das Grundinaterial einen höheren Schmelzindex als die zugegebenen anders farbigen Materialien hat.
• Die Gesamtlänge der Zylinderbüchse entspricht also der Gesamtlänge von herkömmlicher Weise bei Strangpressen e ingesetzten Zlinderhchen, Der ilarmoriereffekt wird bei der Verwendung der beschriebenen Vorrichtung wie folgt erreicht: In den Trichter 4 werden in einem jeweils gewünschten Mengenverhältnis verschieden farbige Kunststoffkörner eingegeben.
• Durch Drehung der Schnecke wird das Material in den Schneckengängen nach vorn in Richtung zum Verdrängungskörper gefördert, wobei das Material bereits teilweise plastifiziert wird.
• Zwischen dem Verdrängungskörper und der Schnecke staut sich das Material im Stauraum und schiebt die Schnecke axial nach rückwärts in die Endstellung. Mit dieser Axialbewegung der Schnecke wird das vor der Schnecke angestaute Material in den vom Verclrängungskörper nicht ausgefüllten Raum in diesem Bereich der Zylinderbüchse gedrängt. Das sich dort befindliche Material wird durch die Düse in das betreffende Werkzeug gespritzt. Der Verdrängungskörper übernimmt dabei die restliche Plastifizierarbeit ohne eine Verwirbelung des Materials auszuüben. Mit Beginn der Schneckendrehung wird dann erneut Material eingezogen und der Spritzvorgang beginnt von neuem.
• L e e r s e i t e

Claims (4)

1. Patent- bzw. Schutzansprüche i Vorrichtung zur Herstellung von marmorierten F#ormteilen aus Kunststoffmaterial mit einer in einer beheizten Zylinderbüchse mit Düsenöffnung angeordneten, angetriebener Schnecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (3) als Einzonen-Kurzschnecke ausgebildet ist, die sich in der Einzugszone des Kunststoffmaterials erstreckt, und sn die sich in der beheizten Zone der Zylinderbüchse (2) ein Verdrängungskörper (6) anschließt, über den das plastifizierte Kunststoffmaterial der Dusen-Öffnung (7) zugeführt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (6) mehrere in seiner Längsrichtung durchgehende Kanäle hat.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Kanäle als Umfangsnuten (9) ausgebildet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, d a d u r c h gekennzeichnet, daß in der Zylinderbüchse (2) zwischen der Schnecke (3) und dem Verdrängungskörper (6) ein Stauraum (5) ausgebildet ist.