DE102005050117B4

DE102005050117B4 - Plastifizier- und Einspritzaggregat

Info

Publication number: DE102005050117B4
Application number: DE200510050117
Authority: DE
Inventors: Volker Krell
Original assignee: Kloeckner Desma Elastomertechnik GmbH
Current assignee: Kloeckner Desma Elastomertechnik GmbH
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: DE102005050117A1

Abstract

Plastifizier- und Einspritzaggregat für insbesondere Gummi-Spritzgießmaschinen zum Einspritzen des unvulkanisierten Rohgummis in ein auf Formaufspannplatten aufgespanntes Formwerkzeug (2) im First in – First out-Verfahren, bestehend einem axial verschiebbaren Plastifizierzylinder (8), in dem eine Plastifizierschnecke (9) drehbar gelagert ist und der Plastifizierzylinder (8) im rechten Winkel seitlich in einem zweiten Spritzkolben (5) mündet, der mittels eines Antriebs in Längsrichtung bewegbar ist und von der Mündung des Plastifizierzylinders (8) ein Kanal bis zum formwerkzeugseitigen, absperrbaren Austrittsende des zweiten Spritzkolbens (5) vorgesehen ist, wobei sowohl der Plastifizierzylinderbereich als erste Spritzstufe als auch die durch den zweiten Spritzkolben (5) gebildete zweite Spritzstufe unterschiedlich temperierbar sind, dadurch gekennzeichnet dass die Spitze der Plastifizierschnecke (9) als Spritzkolben (10) ausgebildet ist, wobei diese Schnecke (9) eine erste Spritzstufe darstellt und die dann zweite Spritzstufe eine höhere Temperatur aufweist als die erste, wobei die höhere Temperatur zusätzlich durch Erwärmung durch innere Reibung zwischen erster und zweiter Spritzstufe erreichbar...

Description

Die Erfindung betrifft ein Plastifizier- und Einspritzaggregat für insbesondere Gummi-Spritzgießmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Spritzeinheiten sind beispielsweise aus der DE 40 38 843 C1 aber auch aus der WO 93/03907 A1 bekannt.
Diese Einheiten arbeiten nach dem sogenannten FIFO-Prinzip (First in – First out). Das bedeutet, dass die zuerst plastifizierte Masse auch zuerst ins Formwerkzeug eingespritzt wird. Hierfür wird dem Plastifizierzylinder seitlich das Rohmaterial zugeführt. Durch Rotation der Schnecke wird dieses Material plastifiziert und vor die Schneckenspitze, die als Spritzkolben ausgebildet ist, transportiert. Im Verlaufe des Plastifizierens wandert die Schnecke von der Austrittsöffnung des Plastifizierzylinders weg, und das plastifizierte Material sammelt sich vor dem Spritzkolben an. Sobald eine ausreichende Menge an Material plastifiziert ist, tritt der Verschiebeantrieb der Schnecke in Tätigkeit und drückt die Schnecke bzw. den Spritzkolben in Richtung Zylinderaustrittsöffnung, die mit dem Angusskanal des Formwerkzeugs in Verbindung steht.
Da es sich bei den meisten Gummispritzgießmaschinen um sogenannte Vertikalmaschinen handelt, bei denen die Einspritzung von oben erfolgt, der Plastifizierzylinder mit seinem Antrieb allerdings horizontal angebracht ist, erfolgt die Einspritzung des plastifizierten Materials aus dem Plastifizierzylinder in das Formwerkzeug in einem rechtwinkligen Bogen.
Neben thermischen Nachteilen ist durch diese Geometrie ein vollständiges Entleeren des Einspritzkanals beim Spritzvorgang nicht gewährleistet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Plastifizier- und Einspritzeinheit der eingangs genannten Art so auszubilden, dass die thermischen Verhältnisse optimal sind und ein praktisch vollständiges Entleeren des Einspritzkanals gewährleistet ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch, dass die Spitze der Schnecke als Spritzkolben ausgebildet ist, wobei die Schnecke eine erste Spritzstufe darstellt und dass die dann zweite Spritzstufe eine höhere Temperatur aufweist als die erste, wobei die höhere Temperatur zusätzlich durch Erwärmung durch innere Reibung zwischen erster und zweiter Spritzstufe erreichbar ist.
Zwischen erster und zweiter Spritzstufe wird die Formmasse durch innere Reibung erwärmt. Die zweite Spritzstufe wird auf einem höheren Temperaturniveau gehalten, wodurch die Formmasse wärmer eingespritzt werden kann. Dadurch, dass die zweite Spritzstufe komplett leergespritzt werden kann, wird Vulkanisation in dieser Stufe vermieden.
Das Spritzverfahren erfolgt dabei derart, dass die durch den Plastifizierzylinder plastifizierte Gummimasse durch den Kanal im zweiten Spritzkolben vor den Ausgang dieses Spritzkolbens gedrückt wird, wodurch – wieder im FIFO-Verfahren – die plastifizierte Masse vor dem sich nach oben bewegenden zweiten Spritzkolben transportiert wird. Wenn ausreichend Masse vor dem zweiten Spritzkolben vorhanden ist, wird der Spritzkolben durch seinen Antrieb nach unten bewegt, wodurch die plastifizierte Masse vertikal von oben in das Formwerkzeug eingespritzt wird.
Sowohl die als Spritzkolben ausgebildete Schnecke als auch der zweite Spritzkolben sind absperrbar, beispielsweise durch Rückschlagventile. Die Absperrelemente können jedoch auch fremdbetätigte Verschlußelemente sein.
Die Spitze des zweiten Spritzkolbens kann konisch ausgebildet sein. Sie kann aber auch als ebene Fläche ausgebildet sein.
Da der Plastifizierzylinder fest mit dem zweiten Spritzkolben verbunden ist, wird auch diese Einheit beim Füllen des zweiten Spritzzylinders, in dem der zweite Spritzkolben geführt ist, nach oben bewegt und beim Einspritzvorgang wieder nach unten.
Als Antriebe für den Plastifizierzylinder bzw. die darin rotierende Schnecke als auch für den zweiten Spritzkolben sind Druckmittelzylinder vorgesehen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
1: Teil einer Gummi-Spritzgießmaschine mit Plastifizier- und Einspritzaggregat beim Plastifiziervorgang
2: Vorrichtung gemäß 1 beim Einspritzvorgang „erste Stufe"
3: Vorrichtung nach den 1 und 2 beim Einspritzvorgang „Stufe 2".
In den Figuren ist von einer ansonsten nicht weiter dargestellten Gummi-Spritzgießmaschine lediglich eine Formaufspannplatte 1 mit einem daran befestigten Formwerkzeug 2 dargestellt, in dem mit dem Bezugszeichen 3 die Formkavität bezeichnet ist. Oberhalb des Angusskanals des Formwerkzeugs 2 ist in der Formaufspannplatte 1 ein Zylinder 4 angeordnet, in dem ein Spritzkolben 5 verschiebbar geführt ist. Der Spritzkolben 5 wird mittels eines Druckmittelzylinders 6 angetrieben.
Innerhalb des Spritzkolbens 5 befindet sich ein Kanal 7, der vom formwerkzeugseitigen Ende bis zu einer seitlichen Öffnung im Spritzkolben 6 verläuft.
An dieser Öffnung mündet im rechten Winkel der eigentliche Plastifizierzylinder 8, in dem rotierbar und in axialer Richtung verschiebbar eine Plastifizierschnecke 9 angeordnet ist. Die Plastifizierschnecke 9 ist an ihrer Spitze als Spritzkolben 10 ausgebildet und mittels eines Druckmittelantriebes 11 in axialer Richtung verschiebbar.
Sowohl der Plastifizier- und Einspritzzylinder 8 als auch der Spritzkolben 5 sind temperierbar, wobei die Stufe mit dem zweiten Spritzkolben 5 auf einem höheren Temperaturniveau gehalten wird.
In der Mündung des Spritzkolbens 5 ist ein Absperrelement, beispielsweise ein Rückschlagventil angeordnet. Ein solches findet sich auch in der als Spritzkolben ausgebildeten Spitze der Plastifizierschnecke 9.
Der Angusskanal des Formwerkzeugs 2 ist während des Plastifiziervorgangs, d. h. vor dem endgültigen Einspritzvorgang mittels eines nicht näher dargestellten Verschlusssystems verschlossen.
Das Spritzverfahren erfolgt dabei derart, dass die durch den Plastifizierzylinder plastifizierte Gummimasse (1) durch den Kanal im zweiten Spritzkolben vor den Ausgang dieses Spritzkolbens gedrückt wird (2), wodurch – wieder im FIFO-Verfahren – die plastifizierte Masse vor dem sich nach oben bewegenden zweiten Spritzkolben transportiert wird. Wenn ausreichend Masse vor dem zweiten Spritzkolben vorhanden ist, wird der Spritzkolben durch seinen Antrieb nach unten bewegt, wodurch die plastifizierte Masse vertikal von oben in das Formwerkzeug eingespritzt wird (3).

Claims

Plastifizier- und Einspritzaggregat für insbesondere Gummi-Spritzgießmaschinen zum Einspritzen des unvulkanisierten Rohgummis in ein auf Formaufspannplatten aufgespanntes Formwerkzeug (2) im First in – First out-Verfahren, bestehend einem axial verschiebbaren Plastifizierzylinder (8), in dem eine Plastifizierschnecke (9) drehbar gelagert ist und der Plastifizierzylinder (8) im rechten Winkel seitlich in einem zweiten Spritzkolben (5) mündet, der mittels eines Antriebs in Längsrichtung bewegbar ist und von der Mündung des Plastifizierzylinders (8) ein Kanal bis zum formwerkzeugseitigen, absperrbaren Austrittsende des zweiten Spritzkolbens (5) vorgesehen ist, wobei sowohl der Plastifizierzylinderbereich als erste Spritzstufe als auch die durch den zweiten Spritzkolben (5) gebildete zweite Spritzstufe unterschiedlich temperierbar sind, dadurch gekennzeichnet dass die Spitze der Plastifizierschnecke (9) als Spritzkolben (10) ausgebildet ist, wobei diese Schnecke (9) eine erste Spritzstufe darstellt und die dann zweite Spritzstufe eine höhere Temperatur aufweist als die erste, wobei die höhere Temperatur zusätzlich durch Erwärmung durch innere Reibung zwischen erster und zweiter Spritzstufe erreichbar ist.
Plastifizier- und Einspritzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Spritzkolben (5) kegelförmig ausgebildet ist.
Plastifizier- und Einspritzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Spritzkolben (5) stirnseitig flach ausgebildet ist.
Plastifizier- und Einspritzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrung im zweiten Spritzkolben (5) ein Rückschlagventil (12) ist.
Plastifizier- und Einspritzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement im zweiten Spritzkolben (5) ein fremdbetätigtes Verschlusselement ist.
Plastifizier- und Einspritzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Plastifizierzylinder (8) zusammen mit seinem Antrieb (11) zusammen mit dem zweiten Spritzkolben (5) bewegbar ist.
Plastifizier- und Einspritzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Antrieb (11) des Plastifizierzylinders (8) als auch der Antrieb (6) des zweiten Spritzkolbens (5) aus jeweils einem Druckmittelzylinder besteht.