CH389894A - Spritzgussverfahren für thermoplastische Kunststoffe - Google Patents

Description

  
 



  Spritzgussverfahren für thermoplastische Kunststoffe
Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines bekannten Spritzgussverfahrens für thermoplastische Kunststoffe, bei welchem die Spritzgussmasse in einem mit einer oder mehreren Transportschnecken versehenen Massezylinder auf Fliesstemperatur erwärmt und das Ausspritzen dUrch Veränderung des Füllvolumens im Massezylinder bewirkt wird. Die grundsätzlichen Konstruktionselemente von Spritzgussmaschinen, welche nach diesem Verfahren arbeiten, sind in der deutschen Patentschrift Nr. 858310 beschrieben.



   Bei einer   Ausführungsform    solcher Maschinen ist die Schnecke in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Sie fördert die Spritzgussmasse in den vorderen Teil des Zylinders und wird durch die sich dort aufstauende Masse gegen einen regelbaren hydraulischen Druck (Staudruck) automatisch zurückgedrängt. Wenn die Schnecke eine bestimmte rückwärtige Stellung erreicht hat, die durch das Volumen des zu erzeugenden Spritzgussteiles festgelegt ist, löst sie bei den bekannten Maschinen einen Schaltmechanismus aus, der ihre Drehbewegung unterbricht. Der von der Schnecke betätigte Schalter ist wegabhängig einstellbar, d. h. er lässt sich parallel zur Schneckenachse verschieben und erlaubt dadurch eine Veränderung des in den Stauraum geförderten Massevolumens.



   Nach Entleeren und Schliessen der Form erfolgt der eigentliche Einspritzvorgang. Hierbei wird die Schnecke durch einen hohen, zumeist stufenweise regelbaren hydraulischen Einspritzdruck nach vorn bewegt. Dabei presst sie die Spritzgussmasse aus dem Stauraum in die Form. Noch während des Einspritzvorganges oder kurz danach wird die Drehbewegung der Schnecke wieder in Gang gesetzt und so der nächste Arbeitszyklus eingeleitet.



   Für die Qualität der erzeugten Spritzgussteile und insbesondere für ihre mechanischen Eigenschaften ist das Fliessverhalten der Spritzgussmasse beim Einspritzvorgang von entscheidender Bedeutung. Dieses Fliessverhalten hängt bei gegebener Zusammensetzung der Masse in erster Linie von ihrer Temperatur ab.



   Wie die quantitative Betrachtung der verschiedenen Energiebeträge, die der Spritzgussmasse zugeführt werden, zeigt, wird die Temperatur sehr wesentlich durch die infolge der Drehbewegung der Schnecke an die Masse übertragene Energie beeinflusst. Um also eine gleichbleibende Beschaffenheit der Spritzgussteile zu erreichen, ist es erforderlich, die durch die Drehbewegung der Schnecke verursachte Erwärmung auf einen jeweils zu bestimmenden Optimalwert einzustellen und von Schuss zu Schuss konstant zu halten.



   Die Wärmemenge, welche die sich drehende Schnecke in der Spritzgussmasse erzeugt, ist in erster Näherung der von der Schnecke aufgenommenen mechanischen Energie proportional, und diese wiederum hängt stark von der Rieselfähigkeit, der Struktur, der Gelierfähigkeit und dem rheologischen Verhalten der Masse ab.



   Infolgedessen ist eine gleichbleibende Temperatur der Masse bei jedem Einspritzvorgang nicht zu erreichen, wenn Beginn und Ende der Schneckendrehung während des Arbeitszyklus der Maschine nur durch die jeweilige Stellung der Schnecke und/oder eine Zeitschaltung ausgelöst werden.



   Die erfindungsgemässe Verbesserung des bekannten Spritzgussverfahrens besteht nun darin, die durch die Drehbewegung der Schnecke aufgenommene oder an die Masse übertragene Energie selbst zur Regelung des Arbeitszyklus heranzuziehen. Zur praktischen Verwirklichung dieses Erfindergedankens wird eine  mit der Energie, welche die sich drehende Schnecke an die Masse abgibt, in direktem Zusammenhang stehende Grösse, beispielsweise die Energieaufnahme des Schneckenantriebes oder die Energieabgabe des Antriebes an die Schnecke, in an sich bekannter Weise gemessen und die Drehbewegung der Schnecke jeweils stillgesetzt, wenn ein bestimmter Energiebetrag erreicht ist. Dies geschieht von Hand oder vorteilhafterweise durch einen vom Energiemessgerät betätigten Schaltmechanismus.

   Die günstigste Grösse dieses der Steuerung dienenden Energiebetrages hängt von der Art der Spritzgussmasse, der Art und Grösse des Spritzgussteiles sowie von der Konstruktion der   Form    und der Spritzgussmaschine ab. Sie wird von Fall zu Fall durch Versuche ermittelt.



   Durch richtige Bemessung des Staudrucks bei der Rückwärtsbewegung der Schnecke sorgt man dafür, dass die Drehbewegung erst nach Erreichen des gewünschten Füllvolumens im Stauraum abgeschaltet wird. Damit die Schnecke sich nicht über die durch das Füllvolumen bestimmte rückwärtige Endstellung hinausbewegt, bevor ihre Drehung beim Erreichen des optimalen Energiebetrages beendet wird, ist eine mechanische oder hydraulische Sperre vorgesehen.



  Zweckmässig erfolgt eine entsprechende Erhöhung des Staudrucks, wenn die Schnecke an der rückwärtigen Endstellung angelangt ist.



   Es hat sich gezeigt, dass unter Anwendung des erfindungsgemässen Steuerungsprinzips auch bei schwierig zu verarbeitenden Spritzgussmassen, z. B. aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid, dickwandige Spritzgussteile ohne innere Spannungen erhalten werden können, weil es gelingt, die Massen genau im engen Bereich zwischen völliger Elastizität und beginnender Zersetzung zu handhaben.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Herstellen von Spritzgussteilen aus thermoplastischem Kunststoff auf Spritzgussmaschinen mit Schneckenplastifizierung, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Drehbewegung der Schnecke bzw. Schnecken aufgenommene oder an die Spritzgussmasse abgegebene Energie zur Steuerung und Regelung des Arbeitszyklus herangezogen wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieaufnahme des Antrieb es für die Drehbewegung der Schnecke gemessen und die Schneckendrehung innerhalb eines Arbeitszyklus der Maschine jeweils beendet wird, wenn ein vorgegebener Energiebetrag erreicht ist.

   2. Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabgabe des Schnekkenantriebes an die Schnecke als Messgrösse verwendet wird.

   3. Verfahren gemäss Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beendigung der Schneckendrehung beim Erreichen des Energiesollwertes von Hand oder vorteilhafterweise durch eine mit dem Energiemessgerät gekoppelte Schaltvorrichtung erfolgt.

   4. Verfahren gemäss Patentanspruch und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückbewegung der Schnecke über die durch das Spritzvolumen bedingte hintere Endstellung hinaus durch eine beim Erreichen dieser Stellung ausgelöste Erhöhung des Staudrucks verhindert wird.