CH437764A - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Formstücken aus thermoplastischem Material - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Formstücken aus thermoplastischem Material
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formstücken aus thermoplastischem Material, insbesondere Kunststoff, das ausserhalb einer Form durch Wärmezufuhr plastifiziert und dann in diesem Zustand der Form zugeführt wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.



   Es ist bekannt, das plastifizierte, thermoplastische Material z. B. mittels einer (oder mehrerer) achsial beweglichen Schnecke oder mittels eines Kolbens aus einer Plastifizier- oder Speicherkammer unter Druck in die Form einzuspritzen. Nach Beendigung des achsialen Vorschubs des Einspritzorgans wird die nächste Materialcharge (für den nächsten Formling) plastifiziert und vor dem zurückgehenden Einspritzorgan gespeichert, worauf der nächste Einspritzvorgang erfolgen kann. Mit ein und derselben Einrichtung lassen sich natürlich Formkörper verschiedenen Volumens herstellen, wobei das maximal mögliche Formkörpervolumen durch die   Grösse    des Speicherraumes, bzw. den maximal möglichen Arbeitshub des Einspritzorgans der Einrichtung gegeben ist.

   Das erfindungsgemässe Verfahren bezweckt demgegenüber eine Vergrösserung der erreichbaren Schussvolumen und ist zu diesem Zweck dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Form mit plastifiziertem Material in einer ersten Phase durch Intrusion und in einer zweiten Phase durch Spritzdruck erfolgt.



   Die ebenfalls Erfindungsgegenstand bildende Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die Mittel zum Plastifizieren von thermoplastischem Material und eine Dosierkammer mit Einspritzorgan aufweist, welche Kammer über eine Düse mit dem Formhohlraum in Verbindung steht, ist dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Offenhalten der Düse wenigstens während einer Endphase des Plastifiziervorganges und vor dem Betätigen des Einspritzorgans vorgesehen sind.



   Die Erfindung erreicht ihren Zweck demzufolge dadurch, dass der durch Volumendosierung mengenmässig festgelegten Einspritzphase eine auf praktisch druckfreiem Einlauf von Material in die Form beruhende Intrusionsphase vorangeht, die mengenmässig zur Hauptsache durch ihre Zeitdauer bestimmt ist.



   Das Gesamtschussvolumen kann dabei gegenüber dem bisher erreichbaren, allein durch Druckspritzen erzielten Schussvolumen um ein Mehrfaches vergrössert werden.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist im Folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel der ebenfalls Erfindungsgegenstand bildenden Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt, beispielsweise näher erläutert.



   In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 im Axialschnitt die Einrichtung zu Beginn der Plastifizierphase,
Fig. 2 einen Schnitt analog Fig. 1 nach dem Vordosieren,
Fig. 3 einen Schnitt analog Fig. 1 während der Intrusionsphase, und
Fig. 4 einen Schnitt analog Fig. 1 während der Einspritzphase.



   Die gezeichnete Einrichtung besitzt einen in üblicher Weise von Heizmänteln umschlossenen Plastifizierzylinder 2, in welchem eine durch nicht gezeichnete Antriebsmittel drehbare und achsial bewegbare Förderschnecke 3 angeordnet ist. In den die Schnecke 3 enthaltenden Hohlraum 2a des Plastifizierzylinders 2, mündet ein Einfülltrichter 4. Das konisch verengte Frontende dieses Zylinderhohlraums 2a steht über einen Förderkanal 5 mit einer Düse 6 in Verbindung, die über einen Einlasskanal 7a der Form 7 mit dem nicht gezeichneten Formhohlraum in Verbindung steht. Die den Förderkanal 5 enthaltende Frontverlängerung 2b des Plastifizierzylinders 2 ist ebenfalls von Heizmänteln   lb    umschlossen. Die Düse 6 kann durch einen Ventilstift 8, der durch einen angelenkten Winkelhebel 9 achsial hin und her bewegbar ist, geöffnet bzw. geschlossen werden.



  Der um die Achse a schwenkbare Winkelhebel 9 ist durch nicht gezeichnete (mechanische, pneumatische,  hydraulische oder elektrische) Mittel über einen geeigneten Zeitschalter, betätigbar.



   Der erste Arbeitsschritt des Herstellungsverfahrens besteht im Einführen von plastifizierbarem z. B. körnigem Material durch den Trichter 4 in den Hohlraum 2a des Plastifizierzylinders 2. Die Düse 6 ist dabei geschlossen und die achsial stillstehende Schnecke 3 befindet sich in ihrer vorderen Endlage, die sie unmittelbar nach Beendigung des vorangehenden Formfüllarbeitsganges eingenommen hat. Das in den Plastifizierzylinder eindringende Material wird unter Wärmeeinwirkung plastifiziert ; dieses plastifizierte Material füllt den Raum 2a vor der Schnecke 3 und drückt diese entsprechend in ihre hintere Endlage. Diese hintere Endlage der Schnecke 3 ist durch einstellbare Anschläge begrenzt; dadurch wird der jeweils mögliche Schneckenhub festgelegt und somit das durch die Schnecke während ihres Vorwärtshubes aus dem Hohlraum 2a austreibbare Material dosiert (Fig. 2).

   Anschliessend wird durch entsprechendes Schwenken des Winkelhebels 9 die Düse 6 geöffnet; die rotierende Schnecke 3 bleibt in ihrer hinteren Endlage. Das (aus dem Trichter 4 fortlaufend ergänzte) plastifizierte Material gelangt nun durch Intrusion aus dem Hohlraum 2a durch den Kanal 5 über die Düse 6 in die Form 7 (Fig. 3). Nach Ablauf der durch einen Zeitschalter festgelegten Intrusionszeit wird die rotierende Schnecke 3 axial nach vorn geschoben; da die Düse 6 in dieser Phase offen bleibt, wird dabei im Hohlraum 2a vor der Schnecke 3 gespeichertes, plastifiziertes Material durch den Kanal 5 in die Form eingespritzt und dabei fertig gefüllt. Anschliessend an dieses Füllen der Form (und nach Ablauf der üblichen Nachdruckzeit) wird die Düse 6 geschlossen und der nächste Arbeitsgang (Plastifizieren-Dosieren-Intrudieren und Einspritzen) kann beginnen.



   Aus dem Vorangehenden ist ohne weiteres ersichtlich, dass durch die während der Plastifizierphase einsetzende und der Einspritzphase vorangehende Intrusionsphase das Schussvolumen jedes Arbeitsganges erheblich vergrössert werden; in der Praxis ist es ohne weiteres möglich, das Gesamtschussvolumen auf das 5fache des ausschliesslich durch Einspritzen erreichbaren Volumens zu erhöhen. Da das Einspritzen durch Axialvorschub der Schnecke unmittelbar und ohne jede Unterbrechung des Materialflusses auf die Intrusionsphase folgt, ist beim Uebergang von der einen Phase in die andere ein Einfrieren des Spritzlings   bezw.    die Bildung von störenden Markierungen an dessen Oberfläche nicht zu befürchten.



   Es versteht sich, dass das Schussvolumen durch eine der Einspritzphase vorangehende Intrusionsphase nicht nur bei Spritzeinrichtungen mit Schnecke, sondern auch bei solchen Einrichtungen vergrössert werden kann, deren Einspritzorgan ein Kolben ist; wesentlich ist nur, dass zwischen Intrusion- und Einspritzphase kein Unterbruch im Materialfluss entsteht, was einerseits das Offenhalten der Düse, und anderseits die Materialzufuhr zur Düse   bezw.    zur Form in beiden Phasen aus dem gleichen Plastifizierraum und durch den gleichen Zuführkanal erfolgt. Zur Beschleunigung des Intrusionsvorgangs, der ja praktisch ohne Druckanwendung vor sich geht, können Mittel zur Vergrösserung des Düsenquerschnitts und/oder der Schneckendrehzahl während der Intrusionsphase vorgesehen sein.



   Das beschriebene Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Formkörpern aus thermoplastischem Kunststoff. Es ist aber auch möglich, niedrig schmelzende Metalle nach dem genannten, aus Intrusion und Spritzen kombinierten Verfahren zu Formkörpern zu verarbeiten.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung von Formstücken aus thermoplastischem Material, das ausserhalb der Form durch Wärmezufuhr plastifiziert und dann in diesem Zustand der Form zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Form mit plastifiziertem Material in einer ersten Phase durch Intrusion und in einer zweiten Phase durch Spritzdruck erfolgt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmass der ersten Phase durch Steuerung der Intrusionszeit bestimmt wird, während die Restfüllung durch entsprechende Dosierung der Einspritzmenge erfolgt.

   2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Intrusionsphase ein vorbestimmtes Volumen an plastifiziertem Material bereitgestellt wird, das in der anschliessenden Intrusionsphase entsprechend dem durch die Intrusion auftretenden Materialabgang laufend nachgefüllt und in der nachfolgenden Einspritzphase in die Form gepresst wird.

   PATENTANSPRUCH II Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, die Mittel zum Plastifizieren von thermoplastischem Material und eine Dosierkammer mit Einspritzorgan aufweist, die über eine Düse mit dem Formhohlraum in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Offenhalten der Düse wenigstens während einer Endphase des Plastifiziervorganges und vor dem Betätigen des Einspritzorgans vorgesehen sind.

   UNTERANSPRÜCHE 3. Einrichtung nach Patantanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass in der Dosierkammer wenigstens eine drehbare und axial verschiebbare Förderschnecke vorgesehen ist, wobei Axial- und Drehbewegung der Schnecke einerseits, und Oeffnen und Schliessen der Einspritzdüse anderseits so steuerbar sind, dass während einer ersten Plastifizierperiode bei geschlossener Düse die Schnecke in ihrer vorderen Einspritzendlage stillsteht und während einer anschliessenden Plastifizierperiode bei immer noch geschlossener Düse durch in die Dosierkammer eindringendes plastifiziertes Material in ihre hintere Endlage verdrängt wird, worauf bei rotierender,

   aber axial in ihrer hinteren Endlage stillstehender Schnecke zwecks Intrusion von Material aus der Dosierkammer in die Form die Düse geöffnet und in einer anschliessenden Einspritzphase offen gehalten wird, während die rotierende Schnecke axial in ihre vordere Endlage verschoben wird.

   4. Einrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Beschleunigung des Intrusionsvorgangs Mittel zum vorübergehenden Vergrössern des Düsenquerschnittes und/oder der Schneckendrehzahl vorgesehen sind.