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Spritzgußmaschine für wärmeformbare Massen Die Erfindung betrifft
eine Spritzgußmaschine für wäimeformbare Massen, bei der ein Massevorrat in einem
Heizzylinder allmählich erwärmt wird, auf dessen einer Seite ein die Nachfüllung
bewirkender und die Masse periodisch unter Druck setzender Kol--ben, dessen Arbeitsraum
die Masse bei seiner Rückzugsstellung von einem Füllbehälter aus füllt, und auf
dessen anderer Seite eine Düse vorgesehen ist, durch die der in ihrer Nähe befindfiche
und hocherwärmte Teil des Massevorrats in eine Form gespritzt wird.
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Während bei solchen bekannten Spritzgußmaschinen der unmittelbar
vor dem Kolben liegende Massevorrat noch nicht oder nur wenig angewärmt ist, ist
der in der Nähe der Spritzdüse befindliche Teil des Massevorrates hocherhitzt und,dadurch
flüssig. Der Kolben drückt, auch nachdem die Form schon gefüllt worden ist, eine
gewisse Zeit nach, um die durch Undichtheiten entstehenden Mengenverluste und die
vom Schwinden der Gegenstandes in der Form herrührende Volumenverminderung durch
Nachfüllen auszugleichen.
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Beim Einspritzvorgang muß also der Kolben die gesamte in dem Zylinder
befindliche Masse nach vorn schieben. Die unter hohem Druck zusammengepreßte, mehr
oder minder kalte Masse setzt ihrer Vorwärtsbewegung erhebliche Reibungswiderstände
entgegen, zu deren Überwindung ein Vielfaches der Kraft aufgewendet werden muß,
die für den eigentlichen Formfüllvorgang notwendig ist. Außerdem hat es sich als
schwierig herausgestellt, die Masse auf die erforderliche Temperatur gleichmäßig
in dem Heiz- und Preßzylinder anzuwärmen, da derartige wärmeformbare Massen einerseits
eine geringe Wärmeleitfähigkeit haben und andererseits bei höheren Temperaturen
leicht Schaden nehmen. Man war deshalb häufig gezwungen, vor denn Spritzen eine
Zeitlang zu warten, um der Masse Gelegenheit zu geben, sich genügend anzuwärmen,
wodurch die Tirtschaftlicbkeit derartiger Spritzgußmaschinen wesentlich herabgesetzt
wurde.
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Es ist bereits bekannt, beim Spritzen von wärmeformbaren Massen zwischen
dem Füllbehälter und dem Spritzzylinder eine beheizte Schnecke vorzuschen, mit deren
Hilfe die aus dem Füllbehälter zufallende Masse über eine zwischengeschaltete Düsenplatte
in den Arbeitsraum des Spritzzylinders gedrückt wird.
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Dadurch ab!er, daß die Körner der Masse während der Vorwärmung unter
Druck gesetzt werden, wird ein Zusammenbacken der Körner und ein Teigigwerden der
Masse unterstützt, was unbedingt vermieden werden
muß, um ein Fressen
des Spritzkolbens zu vermeiden und eine völlige Abdichtung durch ihn sicherzustellen.
Außerdem ist ein einwandfrdes Abmessen der Masse bei den bekannten Vorrichtungen
schwierig, wenn über? haupt möglich.
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Es ist auch bereits bekannt, formbare Massen aus Kunstharz vor dem
Einspritzen in die Form anzuwärmen. Hierbei dient der Kolben, mit dessen Hilfe die
Runstharzmasse in die Form gedrückt wird, als die eine Hälfte der Form; zwischen
dem Arbeitsraume des Kolbens und der Form ist also keine Düse vorgesehen. Härtbare
Massen aus Kunstharz unterscheiden sich jedoch in beträchtlicher Hinsicht von wärmeformbaren
Massen, so daß eine bei I(unstharzen als zweckmäßig erkannte Maßnahme nicht ohne
weiteres auf das Spritzen von wärmeformbaren Massen übertragen werden kann. Während
beispielsweise wärmeformbare Massen unter einem Druck von etwa 1000 bis I Soo kglem2
in die kalte Form gespritzt werden, ist der Druck, der notwendig ist, um Kunstharzmassen
in die heiße Form zu drücken, beträchtlich geringer und beträgt nur einen Bruchteil
des zum Verspritzen von wärmeformbaren Nilassen notwendigen Druckes. Bei lgunstharzmassen
ist es infolgedessen möglich, die gesamte in dem Zylinder befindliche Menge an Kunstharzmasse
mit einem Arbeitshube des Preßloolbens in die Form zu drücken. Hierbei macht es
nichts aus, daß der unmittelbar vor dem Kolben liegende Teil der Masse schon infolge
der Erwärmung etwas teigig ist. Die Drücke sind so gering, daß keine Gefahr besteht,
daß der Kolben die schon teigige Masse nicht mehr abzudichten vermag.
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In Abweichung hiervon darf beim Verspritzen von wärmeformbaren Massen
der Teil der Masse, der unmittelbar vor dem Kolben liegt, noch keinesfalls infolge
der Erwärmung teigig geworden sein, da andernfalls der Kolben bei den hohen zur
Aii',vendung kommenden Drücken nicht mehr abdichten konnte. Es wird demgemäß ganz
allgemein derjenige Teil der Spritzzylinder für wärmeformbare Massen, in dem sich
der Spritzkolben hin und her bewegt, noch nicht vorgewärmt, um auf jeden Fall zu
erreichen, daß die lvärmeformbare Masse, die unmittelbar vor dem Kolben liegt, noch
kalt ist; erst hinter diesem Raume schließt sich der eigentliche Heizzylinder an,
in dem der Massevorrat allmählich derart vorgewärmt wird, daß der in der Nähe der
Spritzdüse liegende Teil der Masse flüssig ist.
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Erfindungsgemäß werden die beschriebenen Nachteile dadurch beseitigt,
daß der Füllbehälter, von dem aus die lose wärmeformbare Masse dem Arbeitsraume
des Spritzkolbens bei seiner Rückzugsstellung zufällt, mit einer vorzugsweise elektrisch
beheizten Vorwärmessorrichtung versehen ist. Die Masse wird ;also erfindungsgemäß
zu einem Zeitpunkt vor-#ärmt, wo sie noch gar nicht in den Ar-Reitsraum des Spritzkolbens
eingetreten ist und wo sie unter ganz geringem Druck des Eigengewichtes des Spritzgutes
steht, der notwendig ist, um die Masse in den Arbeitsraum des Spritzkolbens fallen
zu lassen.
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Überraschenderweise hat sich ergeben, daß den üblichen wänneformbaren
Massen vor dem Spritzzylinder eine recht große Wärmemenge zugeführt werden kann,
ohne daß die Masse sich verklebt und demgemäß Schwierigkeiten bei dem Abmessen,
dem Zuführen und dem Verspritzen der Masse auftreten.
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Die wärmefofmbaren Massen werden baudelsüblich in köruerförmiger
Form geliefert.
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Diese Körner sind trotz der Wtorwärmung noch derart fest, daß keinerlei
Schwierigkeiten bei der Abdichtung des Spritzkolbens entstehen. Die Körner sind
jedoch in unvorgewärmtem Zustande hart und kantig und setzen dementsprechend der
Vorwärtsbewegung in dem Preß- und Heizzylinder einen größeren Widerstand entgegen.
Dieser Mangel wird durch die Erfindung beseitigt.
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Durch das Vorwärmen vermindert sich der Reibungswiderstand dieser
Körner erheblich, da sie bei höherer Temperatur schon eine gewisse Bildsamkeit haben.
Die Wärmemenge, die der Masse im Preß- und Heiæztrlinder zuzuführen ist, wird vermindert,
so daß die Masse in kürzerer Zeit und mit geringeren Schwierigkeiten gleichmäßig
auE die Einspritztemperatur durchgewärmt werden kann.
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Durch die Erfindung wird also die I,eistung der Spritzmaschine erhöht
und der erforderliche Druck herabgesetzt, also in zweifacher Hinsicht ein Fortschritt
erreicht.
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Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß die üblichen wärmeformbaren
Massen bis auf die Hälfte der zum Spritzen erforderlichen Temperatur vorgewärmt
werden können, ohne daß irgendwelche Anstände beim Abmessen und Zufiihren der Masse
zum Heiz- und Preßzylinder auftreten.
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Das Vorwärmen kann mit Hilfe irgendeines Wärmeträgers, beispielsweise
durch Gas oder Ö1, erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch elektrische Beheizung angewandt.
Dadurch, daß die Masse durch die Vorwärmeheizvorrichtung nur unter ganz geringem
Druck des Eigengewichts hindurchtritt, können ihre T1eizfiächen ganz oder teilweise
beiderseits von der Masse umgeben sein, ohne daß zu befürchten ist, daß die Reibungswiderstände
der hindurchtretenden Nasse zu groß werden.
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Auf diese Weise ist mit einfachen Mitteln ein
vollkommen
gleichmäßiges Vorwärmen der wärmeformbaren Masse auf die gewünschte Temperatur zu
erreichen.
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Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in vereinfachter Darstellung. Der Einfacheit halber ist in den Abbildungen davon
abgesehen, eine Abmeßvorrichtung zwischen dem Füllbehälter und dem Arbeitsraume
des Spritzzylinders anzudenten. Es stellen dar: Fig. 1 einen Längsschnitt durch
einen Spritz- und Heizzylinder nebst dem Füllbehälter und Ider Vorwärméheizvorrichtung,
Fig. 2 eine Ansicht Idieser Teile von oben, Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht der
beispielsweise elektrisch beheizten Vorwärmevorrichtung.
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Die wärmeformbare Masse I wird in dem Spritz- und Heizzylinder 2
mit Hilfe der Heizelemente 3 angewärmt und durch den Kolben 5 durch die Düse 4 hindurch
in die Form gespritzt. An der Eintrittsseite des Heiz- und Spritzzylinders 2 ist
eine Füllöffnung 6 vorgesehen, auf die der Füllbehältery aufgesetzt ist. In dem
Vorratstrichter ist eine elektrisch beheizbare Vorwärmevorrichtung 8 vorgesehen,
der der elektrische Strom durch die Leitungg zugeführt wird.
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Die Vorwärmevorrichtung besteht beispielsweise aus mehreren Heizplatten
I0, in die die Heizdrähte eingelegt sind und die beiderseits von der Masse umgeben
werden. An irgendeiner Stelle der Heizvorrichtung ist ein Regler I vorgesehen, der
den der Vorwärmeeinrichtung zugeführten Strom in Abhängigkeit von einer konstant
zu haltenden Temperatur der Masse regelt. Der mit I2 bezeichnete Raum dient zur
Aufnahme der Mittel zum Verbinden der Heizkörper mit der Zuleitung.