CH358585A - Verfahren und Einrichtung zum Spritzen von Formstücken aus Kunststoff - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Einrichtung zum Spritzen von Formstücken aus Kunststoff
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzen von Formstücken aus Kunststoff und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.



   Es ist bekannt, dass sich Kunststoffe, die gar keinen oder nur geringe Mengen eines Weichmachers enthalten, z. B. harte Polyvinylchloride, nicht durch einfaches Erwärmen in einen homogenen, plastischen Zustand bringen lassen, weshalb sie mit üblichen Strangspritzmaschinen nicht direkt zu Formstücken gespritzt werden können. Dagegen ist ein Verfahren zum Spritzen von Formstücken aus solchen Kunststoffen bekanntgeworden, bei welchem das zu spritzende Rohmaterial zuerst mittels einer Strangspritzvorrichtung kontinuierlich zu einem plastisch verformbaren Strang geformt wird, von welchem Strang dann ein volumendosiertes Stück in noch plastisch verformbarem Zustand dem Presszylinder einer Spritzvorrichtung derart unter Druck zugeführt wird, dass durch den Zuführdruck ein gleiches Volumen plastifizierten Materials aus dem Presszylinder in den Hohlraum einer Spritzform eingespritzt wird.

   Dabei müssen in einem ersten Maschinenteil volumendosierte Strangstücke erzeugt werden, die dann in einen zweiten Maschinenteil eingesetzt und dort in den Presszylinder eingepresst werden. Dieses Verfahren lässt nur ein relativ langsames Arbeiten zu und bedingt eine relativ komplizierte Maschine. Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung der genannten Nachteile. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das zu spritzende Rohmaterial kontinuierlich plastifiziert und abwechselnd einem ersten und einem zweiten Dosierraum zugeführt wird, wobei während des Füllens des einen Dosierraumes das im andern Dosierraum enthaltene Material in den Hohlraum einer Spritzform gespritzt wird.



   Die ebenfalls Erfindungsgegenstand bildende Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besitzt eine mit Heizmitteln und mit   Mäterialllnet- und    Fördermitteln versehene Plastifiziervorrichtung, zwei gleichzeitig als Dosierzylinder dienende Presszylinder, mit welchen je ein Presskolben zusammenwirkt, und eine Umsteuervorrichtung, mit welcher abwechselnd die Plastifiziervorrichtung mit dem einen und mit dem andern Presszylinder in Verbindung gebracht werden kann, während gleichzeitig der andere bzw. der eine Presszylinder mit einer der Form vorgeordneten Spritzdüse in Verbindung steht.



   Dadurch wird erreicht, dass die Arbeit der Plastifiziervorrichtung während des Spritzvorganges nicht unterbrochen werden muss und dass zufolge der abwechselnd als Dosier- und als Auspressvorrichtung arbeitenden Presszylinder trotz des schussweise erfolgenden Spritzens ein praktisch kontinuierlicher Betrieb der Einrichtung möglich ist.



   In der Zeichnung ist schematisch im Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt; an Hand dieser Zeichnung soll im folgenden auch das ebenfalls Erfindungsgegenstand bildende Verfahren beispielsweise näher erläutert werden.



   Die Plastifiziervorrichtung, ein sogenannter Extruder, besitzt in an sich bekannter Weise einen hy  draulischen    Motor 1, der über ein Zahnradgetriebe 2 eine axial feststehende Knet- oder Förderschnecke 3 antreibt. Das Getriebe 2 kann stufenweise oder stufenlos regulierbar sein, während die Schnecke eine Einfach- oder Mehrfachschnecke sein kann. Die Knetund Förderschnecke 3 arbeitet in einer Verflüssigungskammer 4, die von einem Heizmantel 5 umschlossen ist. Auf die Kammer 4 ist ein Einfiilltrichter 6 aufgesetzt, dessen Auslass in den Einlassabschnitt der Kammer 4 mündet. Die an ihrem Auslassende konisch verjüngte Kammer 4 mündet in eine Zuführbohrung 7 in einem quer zur Kammerachse liegenden   Zylinderblock 8. Die Zuführbohrung 7 führt zu einer Bohrung 9, in welcher ein doppeltwirkender Dreh  schieber    10 angeordnet ist.

   Im Zylinderblock 8 liegen zwei Zylinderbohrungen   lla,      1 ib,    deren Achse die Achse der Zuführbohrung 7 auf der Achse der Bohrung 9 schneidet. Die Zylinderbohrungen   1 la,      llb    sind an ihren einander zugekehrten Enden je durch zwei Kanäle 12a, 12b im Zylinderblock 8 mit der Bohrung 9 verbunden. In der axialen Verlängerung der Zuführbohrung 7 führt ein Spritzkanal 13 von der Bohrung 9 zu einem am entsprechenden Teil des Zylinderblockes 8 befestigten Spritzkopf 14 mit konischer Stirnfläche und zentraler Düsenbohrung 15.



  Der Zylinderblock 8 ist im Bereich der Zylinderbohrungen   lla,      1 ib    und des Spritzkanals 13 je mit einem Heizmantel 16 versehen. Der Spritzkopf 14 ragt in eine Ausnehmung einer Tragplatte 17a hinein, welche die eine Hälfte   1 8a    einer Spritzform trägt, deren zweite Hälfte 18b von einer zweiten Tragplatte 17b getragen wird. Die beiden Tragplatten 17a, 17b sind in Richtung der Achse der Düsenbohrung 15 gegeneinander und voneinander wegbewegbar. Die erste Formhälfte   1 8a    ist mit einer Einlaufbohrung   1 8c    versehen, die mit der Düsenbohrung 15 des Spritzkopfes 14 in Flucht ist. In den beiden Zylinderbohrungen   lla,      11b    arbeitet je ein Presskolben 19a bzw. 19b.



  Die Presskolben 19a bzw. 19b sind auswechselbar je an einem Servokolben 20a bzw. 20b befestigt, die in einem Servozylinder 21a bzw. 21b arbeiten. Die Servozylinder 21a, 21b sind durch eine Leitung 22a bzw. 22b über einen Zweiweghahn 23a bzw. 23b einerseits an eine Druckleitung 24a bzw. 24b und anderseits an eine gemeinsame Rücklaufleitung 25 angeschlossen. In der Rücklaufleitung 25 ist ein einstellbares Überdruckventil 26 angeordnet. Die Betätigung der Servokolben 20a, 20b kann hydraulisch oder pneumatisch erfolgen.



   Mit der beschriebenen Einrichtung wird das Spritzverfahren wie folgt durchgeführt: Die Platten 17a,   1 7b    seien zwecks Schliessung der Form 18a,   1 8b    gegeneinanderbewegt worden und ausserdem werde die Mündung der Einlaufbohrung   1 8c    gegen die Düsenmündung des Spritzkopfes 14 gepresst. Das zu spritzende Material wird durch den Trichter 6 in granulierter oder pulveriger Form der Kammer 4 zugeführt.



  Durch den Heizmantel 5 wird das der Kammer 4 zugeführte Material erwärmt und mittels der Schnecke 3 in bekannter Weise zu einer plastischen Masse geknetet. Es sei angenommen, der Drehschieber 10 und die Zweiweghähne 23a und 23b nehmen die in der Zeichnung gezeigte Stellung ein. Die Schnecke 3 fördert die plastische Masse aus der Kammer 4 durch die Zuführbohrung 7 über den Verbindungskanal 12a in die Zylinderbohrung lla. Der Kolben 19a und mit ihm der Servokolben 20a werden durch die in die Bohrung lla eindringende Masse in Richtung des Pfeiles a nach aussen bewegt; dabei wird Druckfluidum aus dem Servozylinder 21a über den Hahn 23a unter Überwindung der Belastung des   tXberdruck-    ventils 26 in die Rücklaufleitung 25 verdrängt. Die Belastung des   Überdruckventils    26 ist dem Förderdruck der Schnecke 3 angepasst.

   Gleichzeitig wird dem Servozylinder 21b aus der Druckleitung 24b über den Zweiweghahn 23b durch den Verbindungskanal 22b Druckfluidum zugeführt. Dadurch wird der Servokolben 20b und mit ihm der Kolben 19b in Richtung des Pfeils b einwärtsbewegt. In der Zylinderbohrung   llb    befindliche, auf die richtige Menge dosierte, plastische Masse wird durch den Kolben   19b    aus der Zylinderbohrung   llb    herausgepresst und gelangt durch den Verbindungskanal   1 2b    in den Spritzkanal 13, von wo sie durch die Düsenbohrung 15 und die Einlaufbohrung   1 8c    in den Formhohlraum gespritzt wird.



   Die Anordnung ist so getroffen, dass gleichzeitig mit der Beendigung des Spritzvorganges auch die Bereitstellung der im nächsten Arbeitsgang zu spritzenden Masse in der Zylinderbohrung   lla    beendet ist. Nun werden durch nicht gezeichnete, zweckmässig automatisch arbeitende Mittel der Drehschieber 10 und die Zweiweghähne 23a und 23b in ihre zweite Einstellage gebracht; der Drehschieber 10 stellt dabei die Verbindung her zwischen der Kammer 4 und der Zylinderbohrung 11 b einerseits und zwischen dem Spritzkanal 13 und der Zylinderbohrung   lla    anderseits, während der Zweiweghahn 23a die Druckleitung 24a mit dem Servozylinder   21 a    und der Zweiweghahn 23b den Servozylinder 21b mit der Rücklaufleitung 25 verbinden.

   Die Schnecke 3 fördert nun plastische Masse in die Zylinderbohrung   llb,    während gleichzeitig aus der Zylinderbohrung lla die dort in richtiger Dosierung befindliche plastische Masse in die während des   Umsteuerns    vom Form stück geleerte und wieder geschlossene Form gespritzt wird.



   Die Füllzeit der Zylinderbohrungen   lla    und   llb    wird durch Einstellung der Förderleistung der Schnecke 3 mittels des Getriebes 2 so eingestellt, dass sie mindestens gleich der Zeit eines vollen Arbeitsganges der Formhälften (Schliessen, Spritzen, Öffnen) ist; die Schnecke kann dann trotz des schussweisen Spritzvorganges kontinuierlich arbeiten. Da ausser während kurzer Zwischenzeiten zum Öffnen und Schliessen der Form dauernd gespritzt wird und da keine Stillstandzeiten für das Dosieren der Spritzmasse vorhanden sind, kann die Durchsatzkapazität der Plastifiziervorrichtung praktisch voll ausgenützt werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zum Spritzen von Formstücken aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass das zu spritzende Rohmaterial kontinuierlich plastifiziert und abwechselnd einem ersten und einem zweiten Dosierraum zugeführt wird, wobei während des Füllens des einen Dosierraumes das im andern Dosierraum enthaltene Material in den Hohlraum einer Spritzform gespritzt wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördern von plastischem Ma terial zu den Dosierräumen kontinuierlich erfolgt, wobei abwechselnd einerseits der eine Dosierraum mit dem Plastifizierraum und anderseits der andere Dosierraum mit der Spritzform und umgekehrt verbunden werden.

   2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auspressen der plastischen Masse aus den Dosierräumen in den Formhohlraum durch Fluidumdruck erfolgt.

   3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel der Verbindung des Plastifizierraumes vom einen auf den andem Dosierraum automatisch erfolgt.

   PATENTANSPRUCH II Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine mit Heizmitteln und mit Materialknet und Fördermitteln versehene Plastifiziervorrichtung, zwei gleichzeitig als Dosierzylinder dienende Presszylinder, mit welchen je ein Presskolben zusammenwirkt, und eine timsteuervorrichtung, mit welcher abwechselnd die Plastifiziervorrichtung mit dem einen und mit dem andern Presszylinder in Verbindung gebracht werden kann, während gleichzeitig der andere bzw. der eine Presszylinder mit einer der Form vorgeordneten Spritzdüse in Verbindung steht.

   UNTERANSPRÜCHE 4. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betätigen der Presskolben (19a, 19b) während des Spritzvorganges umsteuerbare Servomotoren (20a, 21a bzw. 20b, 21b) vorgesehen sind.

   5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Presskolben (19a, 19b) je an einem Servokolben (20a bzw. 20b) befestigt sind, der in einem über einen Zweiweghahn (23a bzw. 23b) einerseits mit einer Druckleitung (24a bzw. 24b) und anderseits mit einer Rücklaufleitung (25) verbundenen Servozylinder (21a bzw. 21b) arbeitet, wobei in die Rücklaufleitung ein einstellbares Überdruckventil (26) eingebaut ist.

   6. Einrichtung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsteuervorrichtung einen doppeltwirkenden, automatisch betätigbaren Drehschieber (10) aufweist.

   7. Einrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastifiziervorrichtung eine Knet- und Förderschnecke aufweist, die über ein regulierbares Getriebe kontinuierlich antreibbar ist.