DE2744058A1

DE2744058A1 - Verfahren und vorrichtung zum spritzgiessen mehrfarbiger teile aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE2744058A1
Application number: DE19772744058
Authority: DE
Inventors: Hans-Jochen Dipl Ing Boehm
Original assignee: FROENDENBERGER MASCH APP GmbH
Current assignee: FROENDENBERGER MASCH APP GmbH
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1977-09-30
Publication date: 1979-04-12

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Spritzgießen mehrfarbiger Teile
aus thermoplastischem Kunststoff" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzgießen mehrfarbiger Teile aus thermoplastischem Kunststoff und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist eine Spritzgießmaschine zur iterstellung von marmorierten Spritzgießteilen bekannt, welche anstelle der vorher bekannten Kolben eine verschiebbare Schnecke mit einer speziellen Schneckengeometrie aufweist, der mehrfarbiges Granulat zugeführt wird (DT-OS 25 20 333). Diese bekannte Maschine bringt schon gegenüber den davor bekannten Maschinen mit Spritzzylinder und längsverschiebbarem Kolben Vorteile, insbesondere was die Leistung derartiger Vorrichtungen betrifft. Für die Farbbildung und die Farbstrukturbildung bzw. die sogenannte Marmorlerung, insbesondere deren Manipulation bzw. Variation, ist die bekannte Maschine jedoch noch nicht voll befriedigend.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit welcher mehrfarbige Spritzgießteile, insbesondere marmorierte Teile hergestellt werden können, bei der die Farbbildung und die Farbstrukturbildung vielseitig steuerbar und beeinflußbar sind, ohne daß die Spritzleistung herabgesetzt wird.
Bei einem Verfahren zum Spritzgießen der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelost, daß mindestens zwei verschiedenfarbige, hinsichtlich ihrer Verarbeitungskenrw5ßen gleiche Materialströme getrennt plastifiziert und nach Durchlaufen eines gemeinsamen Transportweges ausgespritzt werden. Durch dieses Verfahren lassen sich in einfachster Weise Produkte unterschiedlicher Farbgebung und unterschiedlicher Strukturen herstellen. Entscheidend für das Endprodukt ist dabei lediglich die Steuerung der Materialströme.
In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß zuerst der eine Materialstrom und anschließend der andere Materialstrom ausgespritzt werden.
Eine besondere Farbstruktur bei dem Endprodukt läßt sich nach der Erfindung dadurch erreichen, daß der eine Materialstrom und/oder der andere Materialstrom intervallartig ausgespritzt werden.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, daß mindestens einer der Materialströme mehrfarbig ist, so daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Teile unterschiedlichsten Aussehens herstellbar sind.
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik sieht die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vor, die eine drehbare und verschiebbare Schnecke und eine Spritzdüse aufweist und sich dadurch auszeichnet, daß zusätzlich ein die Spritzdüse beaufschlagendes Kolbenaggregat vorgesehen ist. Diese Vorrichtung hat sich zur Durchführung des Verfahrens als äußerst zweckmäßig erwiesen, insbesondere was die Steuerung und Zuführung der einzelnen Mengenströme zur Spritzdüse betrifft, wobei die Vorteile der bekannten Vorrichtung beibehalten werden können.
Durch die Verwendung einer drehbaren und verschiebbaren Schnecke, bei der in bekannter Weise das Granulat transportiert, plastifiziert und der Spritzdüse zugeführt wird, wird das Granulat sehr stark gemischt, wobei die Friktionswärme zur Plastifizierung beiträgt. Die zusätzliche Verwendung eines Kolbenaggregates, bei dem das Granulat im wesentlichen nur durch Heizbänder aufgeschmolzen, d.h. nicht zusätzlich gemischt wird, ist es möglich, Granulatkörner unterschiedlicher Farbe gleichzeitig der Spritzdüse zuzuführen, ohne daß die Farben gemischt werden. Damit lassen sich eine Vielzahl von Farbeffekten beim Endprodukt erzielen.
Je nach dem, welche Art das Endprodukt in seiner Farbgebung aufweisen soll, können die Förderbewegungen der Schnecke und des Kolbenaggregates gesteuert werden, beispielsweise hintereinander, intervallartig hintereinander oder gleichzeitig, wobei durch Veränderung des Mengenstromes des Kolbenaggregates zusätzliche Farbveränderungen vorgenommen werden können.
In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die drehbare und verschiebbare Schnecke und das Kolbenaggregat einerseits und die Spritzdüse andererseits an einem gemeinsamen Mischkopf angeordnet sind, wobei erfindungsgemäß vorgesehen sein kann, daß die Spritzdüse und die Schnecke am Mischkopf fluchtend und das Kolbenaggregat hierzu im Winkel angeordnet sind.
Um eine gute Homogenisierung zu erreichen, kann ertindungsgemäß vorgesehen sein, daß vor dem Düsenaustritt der Spritzdüse ein Mischzylinder vorgesehen ist.
Als besondere Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spritzdüse sich bis zur Speisebohrung des Kolbenaggregates im Mischkopf erstreckt und dort einen mit Injektionsbohrungen versehenen Ringraum aufweist, wobei in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein kann, daß die Injektionsbohrungen unterschiedliche Durchmesser aufweisen und/oder gegenüber der Mittelachse der Spritzdüse in einem Winkel geneigt sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in Fig. 1 eine Gesamtansicht der Vorrichtung ohne Spritzform teilweise geschnitten, Fig. 2 die vergrößerte Darstellung des Mischkopfes mit darin angeordneter Spritzdüse, der drehbaren und verschiebbaren Schnecke und Kolbenaggregat im Ausschnitt und in Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 2.
Die in Fig. 1 vereinfacht wiedergegebene Spritzgießmaschine 1 ist mit einer in einem Plastifizierzylinder 5 drehbaren und verschiebbaren Schnecke 2 ausgerüstet, welche an ihrem vorderen Ende mit einem Mischkopf 3 versehen ist, der in axialer Richtung auf der anderen Seite die Spritzdüse 4 trägt. Getrieben wird die Schnecke 2 von einem nicht näher dargestellten Antriebsaggregat 6. Das Grnulat wird der Schnecke 2 aus einem Trichter 7 zugeführt. Der Plastifizierzylinder 5 kann über die elektrischen Heizbänder 8 erwärmt werden. Die Schnecke 2 ist an ihrem Arbeitsende mit einer Rückstromsperre versehen, wie sich aus Fig. 2 ergibt, die die Schnecke 2 am Ende des vorderen Arbeitshubes zeigt. Die Austrittsöffnung 10 der Schnekken-Zylindereinheit 2,5 mündet in eine Bohrung 11 des Mischkopfes 3, in die auf der der Schnecke 2 gegenuberliegenden Seite die Spritzdüse 4 eingeschraubt ist.
Am Mischkopf 3 ist zusätzlich ein Kolbenaggregat, allgemein mit 12 bezeichnet, verschraubt, dessen Speisebohrung 13 in die Bohrung 11 führt. Das Kolbenaggregat 12 ist mit einem Trichter 14 versehen, in welchem sich granuliertes Zusatzmaterial befindet, welches dem Kolbenaggregat 12 zugeführt und mittels Heizbändern 15 in diesem plastifiziert wird. An seinem dem Mischkopf zugewandten Ende ist das Kolbenaggregat 12 mit einem Kugelrückschlagventil 16 ausgerüstet.
Zur Verbesserung der Aufschmelzung des Granulates in dem Kolbenaggregat 12 ist in dessen hinterem Ende ein Torpedo 22 vorgesehen, welches bewirkt, daß das Granulat die geheizten Wände des Kolbenaggregates 12 berührt.und dem Granulat zusätzlich von innen Wärme zuführt.
Die Spritzdüse 4 ragt mit ihrem hinteren Ende 17 in die Bohrung 11 des Miachkopfes 3, so daß die Austrittsöffnung 18 der Speisebohrung 13 überdeckt wird. An dieser Stelle ist das hintere Ende 17 der Spritzdüse 4 mit einem Ringraum 19 ausgerüstet, von dem aus unter einem Winkel ~ zur Mittelachse der Spritzdüse Injektionsbohrungen 20 verlaufen.
Die Injektionsbohrungen 20 weisen abgestufte Bohrung durchmesser auf, um eine gleichmäßige Materialbeimischung in den Hauptstrom zu gewährleisten. Vom Eintritt der Injektionsbohrunten 2) bis zur Spritze der Spritzdüse ist ein Mischzylinder 21 in der Spritzdüse 4 vorgesehen.
Die Vorrichtung 1 ist mit Steuerelementen ausgerüstet, die nicht naher darstellt sind, mit denen er Ausspritzvorgang des geschmolzenen ateriales gesteuert werrien kann. Diese Steuerung ist so ausgelegt, daß der Vorschub der Schnecke 2 oder des Kolbens 23 des Kolbenaggregates 12 gleichzeitig oder abwechselnd oder nacheinander und/oder in unterschiedlichen Geschwindigkeiten geregelt werden kann. Beim Vorschub des Kolbens 23 drückt dieser das aufgeschmolzene Granulat durch die Speisebohrung 13 in den Ringraum 19 der Spritzdüse 4 und durch die InJektionsbohrungen 20 in den Mischzylinder 91. . Die Schnecke 2 preßt das rlaterial in die Bohrung 11 und von dort in den Mischzylinder 21. Aus dem Mischzylinder 21 wird das Material in eine nicht dargestellte Spritzform eingespritzt.
Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So ist die Erfindung nicht auf die geometrische Anordnung der einzelnen Aggregate zueinander beschränkt. In gleicher Weise kann vorgesehen sein, daß die Mittelachsen der Schnecke 2 und des Kolbenaggregates 12 je einen gleichen Winkel zur Mittelachse der Spritzdüse 4 aufweisen. Auch kann vorsehen sein, weitere Kolbenagregate am Mischkopf 3 vorzusehen, welche entweder mit dem gleichen Ringraum 19 zusammenwirken oder aber mit einem weiteren, an der Düse 4 vorgesehenen Ringraum. Auch ist die Erfindung nicht darauf beschrinkt Aggregate unterschiedlicher Bauart am Mischkopf 3 vorzusehen, d.h. es könten grundsätzlich auch nur Schnecken-oder Kolbenaggregate Verwendung finden. En kann aucn vorgesenen sein, im Mischzylinder 21 beispielsweise gewindeähnliche Rippen oder andere Leitelemente anzuordnen, um eine zusitzliche Verwirbelung zu erreichen Andererseits kann der Mischzylinder 21 so ausgebildet sein, daß er z.B. beide Volumina der am Mischkopf 3 angeordneten Aggregate aufzunehmen in der Lage ist, wobei die Volumina intervallartig gesammelt und anschließend ggf. mittels eines gesonderten Aggregates ausgespritzt werden.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche : )verfahren zum Spritzgießen mehrfarbiger Teile aus thermoplastischem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei verschiedenfarbige, hinsichtlich ihrer Verarbeitungskenngrößen gleichen Materialströme getrennt plastifiziert und nach Durchlaufen eines gemeinsamen Transportweges ausgespritzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der eine Materialstrom und anschließend der andere Materialstrom ausgespritzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Materialstrom und/oder der andere Materialstrom intervallartig ausgespritztwerden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Materialströme mehrfarbig ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer drehbaren und verschiebbaren Schnecke und einer Spritzdüse, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein die Spritzdüse (4) beaufschlagendes Kolbenaggregat (12) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare und verschiebbare Schnecke (2) und das Kolbenaggregat (12) einerseits und die Spritzdüse (4) andererseits an einem Mischkopf (3) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da vor dem Düsenaustritt der Spritzdüse (4) ein Ptischzylincler (21) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüse (4) und die drehbare und verschiebbare Schnecke (2) am Mischkopf (3) fluchtend und das Kolbenaggregat (12) hierzu im Winkel angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüse (4) sich bis zu einer Speisebohrung (13) des Kolbenaggregates (12) im Mischkopf erstreckt und dort einen mit Injektionsbohrungen (20) versehenen Ringraum (19) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsbohrungen (20) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektionsbohrungen (20) gegenüber der Mittelachse der Spritzdüse (4) im Winkel (a(,) geneigt sind.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischzylinder (21) nach dem Schußvolumen beider Aggregate (2,12) bemessen ist.