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Das Gießen und Spritzgießen haben in der Kunststoffverarbeitung eine herausragende Bedeutung. Für das Spritzgießen wird Kunststoff in eine schmelzflüssige Form gebracht und anschließend in eine Form gespritzt. Dort verfestigt sich der Kunststoff wieder durch Abkühlung. Beim Gießen erfolgt das Einfüllen der Schmelze mehr oder weniger drucklos.
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Das Spritzgießen hat einen großen Anwendungsbereich. Durch Spritzgießen werden Formteile von wenigen Gramm bis zu weit über 100 Kilogramm hergestellt.
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Durch Spritzgießen lassen sich Formteile aus thermoplastischem Kunststoff wie auch aus Duroplasten oder Elastomeren herstellen.
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Die Formteile können die Kunststoffe vielfältige Füllstoffe enthalten, wie zum Beispiel Glasfasern, Talkum, Ruß, Metallspäne, Pigmente und polymere Additive, vgl.
EP 2252440 .
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Für das Spritzgießen ist eine mehrteilige Anlage üblich.
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Üblicherweise wird in einem Teil der Anlage der Kunststoff in eine schmelzflüssige Form gebracht.
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Ein anderer Teil der Anlage besteht aus einer Preßkolben/Zylindereinheit.
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Ein weiterer Teil wird durch die Spritzform gebildet. Die Spritzform ist mehrteilig, besitzt einen Hohlraum, der eine Abbildung des gewünschten Formteiles beinhaltet und mit einer Kühlung versehen ist. Nach der Verfestigung des Kunststoffes in der Spritzform wird die Mehrteiligkeit der Spritzform genutzt, um die Spritzform zur Entnahme der Schmelze auseinander zu fahren.
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Zum Aufschmelzen des Kunststoffes wird häufig ein Extruder eingesetzt.
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Im Falle der Verwendung eines Extruders handelt es sich regelmäßig um einen Einschneckenextruder. In den Einschneckenextruder wird der Kunststoff in Granulatform eingeführt und durch Zuführung von Wärme unter Druck bis zur Aufschmelzung gebracht. Da die Einschnecke nur eine geringe Mischwirkung hat, werden häufig Compounds aus dem Kunststoff und allen notwendigen Additiven, Zuschlägen und Füllstoffen eingesetzt. Die Compounds werden in einem eigenen Aufbereitungsverfahren hergestellt. Dabei wird aus Kunststoff und allen notwendigen Additiven, Zuschlägen und Füllstoffen eine Schmelze erzeugt und in einem Granulator granuliert. Zur schnellen Abkühlung des gewonnen Granulats geschieht das unter Wasser.
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In der Spritzgießanlage wird das eingetragene Granulat im Extruder wieder verflüssigt. Dabei arbeitet der Extruder in einen Hohlraum, in dem der Kunststoff schmelzflüssig gehalten wird, bis eine Entleerung in die Preßkolben/Zylindereinheit möglich ist. Diese Entleerung muß in der Zeit erfolgen, in der sich der Kunststoff in der Spritzform befindet und abkühlt.
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Ein solches Verfahren ist aus der
DE112004000054 bekannt. Darin ist ein Extruder beschrieben, der Kunststoffschmelze herstellt und zyklisch einen Einspritzkolben verschiebt. Dabei wird als besonders vorteilhaft angesehen, daß die Plastifizierung in einem Einschneckenextruder und das Eintragen in die Spritzform mit einem separaten Einspritzkolben erfolgt.
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Eine solche Vorrichtung zum Spritzgießen ist auch aus der
DE 20109191 bekannt.
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Darüber hinaus ist aus der
EP2252440 zum Spritzgießen bekannt, dem Einschneckenextruder einen Schredder vorzuschalten, der Kunststoffabfall zerkleinert und dem Einschneckenextruder zuführt. Der Einschneckenextruder erzeugt wie die anderen Extruder Schmelze und übergibt die Schmelze in einen „shooting pot“. Mit zunehmender Füllung wird ein Kolben zurückgedrückt, der an den „shooting pot“ angeschlossen ist und bei Bedarf in den „shooting pot“ drückt, um die dort gesammelte Schmelze in die Spritzform zu drücken.
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Das Spritzgießen ist trotz der erheblichen Anschaffungskosten für große Formteilstückzahlen unschlagbar günstig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bisherige Spritzgießverfahren zu verbessern. Dabei kann schon eine Verbesserung entstehen, wenn ein Doppelschneckenextruder anstelle eines Einschneckenextruders zur Anwendung gebracht wird. Das gilt für Formteile aus Massenkunststoffen, bei denen es weniger auf die Qualität der Kunststoff ankommt.
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Nach der Erfindung wird eine Verbesserung mit den Merkmalen des Hauptanspruches erreicht. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsbeispiele.
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Wichtig sind ein
- -ein Planetwalzenextruder mit einem Schmelzvolumen und einer Schmelzleistung, die für den jeweiligen Bedarf ausreicht
- -mit einer reduzierten Förderwirkung
- -mit einem zu öffnenden und verschließbaren Verschluß am Planetwalzenextruder, mit dem sich eine sichere und vorteilhafte Anpassung der Schmelzemenge an den jeweiligen Bedarf erreichen läßt
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Der Planetwalzenextruder besitzt eine angetriebene Zentralspindel, mitlaufende Planetspindeln und ein umgebendes Gehäuse. Die Zentralspindel und die um die Zentralspindel umlaufenden Planetspindeln sind außen verzahnt. Das Gehäuse ist innen verzahnt. Das schließt ein, daß das Gehäuse mit einer innen verzahnten Buchse versehen ist.
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Die Verzahnung aller Teile ist eine Evolventen-Schrägverzahnung.
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Aufgrund gleicher Zahnmodule können die Planetspindeln mit der Zentralspindel und zugleich mit der Innenverzahnung des Gehäuses bzw. der Buchse kämmen. Die Planetspindeln werden allein durch den Verzahnungseingriff auf ihrer Umlaufbahn gehalten.
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Die Planetspindeln gleiten an dem in Förderrichtung hinteren Ende an einem Anlaufring.
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Der Planetwalzenextruder besitzt einen Füllbereich, in den das zu verarbeitende Material eingefüllt wird. Bei dem zu verarbeitenden Material handelt es sich um den Kunststoff und alle vorkommenden
- -Füllstoffe,
- -Zusch lagstoffe,
- -Additive und
- -sonstige Zumengungen.
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An den Füllbereich schließt sich ein Bereich an,
- -in dem der Kunststoff aufgeschmolzen,
- -die Zumengungen in dem Kunststoff dispergiert,
- -die Mischung homogenisiert und
- -auf die zum Spritzen erforderliche Temperatur gebracht und gehalten wird,
- -soweit erforderlich kann dabei auch eine Entgasung stattfinden
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Wahlweise besitzt der Planetwalzenextruder ein sich über die ganze Länge erstreckenden Gehäuse.
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Es kann auch von Vorteil sein, den Planetwalzenextruder modulweise oder abschnittsweise auszubilden, so daß ein Modul oder Abschnitt einen oder mehrere oben aufgelistete Arbeitsbereiche umfaßt.
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Nach der Erfindung hat der Planetwalzenextruder zudem ein Hohlraumvolumen, das größer als der Bedarf an Schmelze für einen Spritz-Zyklus ist. Theoretisch könnte das Hohlraumvolumen genau gleich dem Bedarf an Schmelze für einen Spritz-Zyklus sein, weil der Bedarf durch das Hohlraumvolumen der Spritzform begrenzt wird und nicht mehr Schmelze für einen Spritz-Zyklus abgezogen wird als in die Spritzform hinein geht.
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Nach der Erfindung soll der Planetwalzenextruder jedoch nicht leer laufen, weil das zu einer extremen Erhöhung des Verschleißes führt.
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Vorzugsweise soll nach einem Spritz-Zyklus noch eine Schmelzemenge in dem Planetwalzenextruder vorhanden sein, die mindestens 5%, noch weiter bevorzugt mindestens 10% und höchst bevorzugt mindestens 15% des Hohlraumes des Planetwalzenextruders ausfüllt. Der Hohlraum des Planetwalzenextruders ist der Hohlraum des Gehäuses, abzüglich des Volumens der Zentralspindel, der Planetspindeln und sonstiger Einbauten.
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Das Aufschmelzen des Kunststoffes erfolgt durch entsprechende Erwärmung. Die Erwärmung kann durch Beheizung des Extruders erfolgen. Die Beheizung ist möglich, weil herkömmliche Extruder mit einer Temperierung versehen sind. Dazu sind die Gehäuse der Extruder mit Kanälen für ein Temperierungsmittel versehen. Das Temperierungsmittel ist Wasser oder Öl. Zum Beheizen wird erwärmtes Temperierungsmittel in das Gehäuse geleitet. Dort gibt das Temperierungsmittel seine Wärme teilweise an den Kunststoff ab. Zugleich erwärmt sich der eingefüllte Kunststoff durch seine ständige Verformung im Extruder. Dabei wird die Antriebsenergie des Extruders in Wärme umgewandelt. Nach Erreichen der Schmelztemperatur führen die weitere Verformung des Kunststoffes und der zugehörige Energieeintrag zu einer weiteren Erwärmung, wenn dem nicht durch Kühlung entgegen gewirkt wird. Dann dient das Temperierungsmittel zur Kühlung. Zur Aufnahme der Wärme wird kaltes Temperierungsmittel in die Kanäle des Gehäuses geleitet. Vorzugsweise werden zur Beheizung und zur Kühlung getrennte Temperierungsmittel-Kreise eingesetzt.
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Bei modulweise/abschnittsweise aufgebauten Extrudern (die Zentralspindel erstreckt sich vom Antrieb durch alle Module/Abschnitte bis zum Extruderaustritt) geschieht das durch den Einsatz separater Extrudermodule/Abschnitte für die Beheizung und für die Kühlung. Wahlweise findet auch für eine gewünschte Entgasung ein separater Extruder-Modul/Abschnitt Verwendung. Nachfolgend ist dieser Modul/Abschnitt als Entgasungsmodul bezeichnet. Der Entgasungsmodul besitzt eine Mantelöffnung, durch die Gas entweichen kann. Vorzugsweise ist an dieser Mantelöffnung ein leer laufender Seitenarmextruder vorgesehen. Noch weiter bevorzugt handelt es sich bei dem Seitenarmextruder um einen Doppelschneckenextruder, der ohne Einsatzmaterial so dreht, als wenn er Einsatzmaterial in den Entgasungsmodul fördert. Dadurch hält der Seitenarmextruder die Schmelze in dem Entgasungsmodul davon ab, durch die Mantelöffnung auszutreten.
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Ein gleichzeitig anliegender Saugzug an dem Seitenarmextruder zieht infolge gewollter Undichtigkeit in dem Seitenarmextruder Gas ab. Als Undichtigkeit kann das notwendige Spiel zwischen den Schnecken des Seitenarmextruders und dem umgebenden Gehäuse ausreichen. Gegebenenfalls wird ein zusätzliches Spiel zwischen den Schnecken des Seitenarmextruders und dem umgebenden Gehäuse erzeugt. Das kann durch spanabhebende Bearbeitung der Schnecken am äußeren Umfang geschehen.
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Der Seitenarmextruder kann entgegen seiner Bezeichnung nicht nur seitlich, sondern auch über dem Entgasungsmodul/Abschnitt oder unter dem Entgasungsmodul/Abschnitt angeordnet sein.
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Nach der Erfindung wird der Planetwalzenextruder nach jedem Spritzvorgang verschlossen und die Zeit bis zum nächsten Spritzvorgang für die Herstellung des für den nächsten Spritzvorgang notwendigen Schmelzevolumens genutzt.
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Dabei ist nach der Erfindung als Verschluß
- -wahlweise eine verschiebbare Düse am Extruderaustritt vorgesehen, die gegen das austrittseitige Ende der Zentralspindel dichtend gedrückt werden kann
und/oder
- -eine in axialer Richtung verstellbare Zentralspindel vorgesehen, die dichtend gegen die Düse gedrückt werden kann.
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Durch Bewegung der Zentralspindel kann die Düse ganz oder teilweise geöffnet oder ganz oder teilweise geschlossen werden.
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Auch durch Bewegung der Düse kann die Düse ganz oder teilweise geöffnet oder ganz oder teilweise geschlossen werden.
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Wahl können auch beide Bewegungen zum Öffnen oder Schließen der Düse genutzt werden.
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Noch weiter bevorzugt bildet die Schnecke/Spindel eine Spitze, die zumindest in der Schließstellung in die Düsenöffnung ragt.
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Bei einer in die Düse ragenden Schnecke/Spindel hat die Düsenöffnung oder die Spitze der Zentralspindel eine sich in Strömungsrichtung der Schmelze verjüngende Form.
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Die Spindelspitze kann eine Keilform besitzen. Dann ist die Düse dem angepaßt. Vorzugsweise haben die Düsenöffnung und die Spindelspitze eine konische Form.
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Die Spindelspitze kann auch eine Kugelform bzw. eine andere, insbesondere ballige Rundform aufweisen. Mit solcher Spitze kann eine sich verjüngende Düse wie auch eine Düse mit zylindrischer Öffnung kombiniert werden.
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Mit der sich in Schmelzströmungsrichtung verjüngenden Öffnung der Düse kann korrespondieren
- -eine Spindelspitze, die sich in gleicher Weise verjüngt
wie die Düsenöffnung, und sich mit einer axialen Bewegung der Spindel in die Düse hineinbewegt und die Düse teilweise oder ganz verschließt bzw. sich mit einer anderen axialen Bewegung der Spindel aus der Düse herausbewegt und die Düse ganz oder teilweise öffnet.
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Je nach Durchmesser der Spindelspitze kann die Spindelspitze in der Schließstellung
- --bis über das Düsenende hinausragen. Dann ist die Spindelspitze im Durchmesser kleiner als die Düsenöffnung an dem Ende, welches in Strömungsrichtung der Schmelze weist.
- -- oder mit der Düsenende abschließen. Dann ist die Spindelspitze im Durchmesser gleich dem Durchmesser der Düsenöffnung an dem Ende, welches in Strömungsrichtung der Schmelze weist.
- --vor dem Düsenende enden. Dann ist die Spindelspitze im Durchmesser größer als die Düsenöffnung an dem Ende, welches in Strömungsrichtung der Schmelze weist,
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In jeder Schließstellung verlaufen die Mantelflächen der Spindelspitze parallel zur Mantelfläche der Düsenöffnung.
- -eine Spindelspitze, die sich anders verjüngt als die Düsenöffnung. Dabei kann die Spindelspitze bei Keilform oder konischer Form zur Spindelachse eine geringere Neigung oder eine größere Neigung als die Düsenöffnung aufweisen. Bei geringerer Neigung der Spindelspitze kommt es in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Spindelspitze zur Berührung einer Kante der Spindelspitze mit der Mantelfläche der Düsenöffnung oder zur Berührung einer Kante der Düsenöffnung mit der Mantelfläche der Spindelspitze.
- -Bei der Kugelform oder anders runden Form der Spindelspitze kommt es bei konischer Form der Düsenöffnung in Abhängigkeit von dem Durchmesser der Schneckenspitze/Spindelspitze
- --zu einer Berührung der Spindelspitze mit der Mantelfläche der Düsenöffnung oder
- --zu einer Berührung der Kante der Düsenöffnung mit der Mantelfläche der Spindelspitze.
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Die erfindungsgemäße Bewegung der Spindel wird wahlweise dadurch verwirklicht, daß die Spindel in axialer Richtung verschiebbar in dem zugehörigen Extrudergehäuse angeordnet ist. Für die axiale Verschiebung sind verschiedene Antriebe möglich, sowohl hydraulische als auch mechanische. Die hydraulischen Antriebe besitzen einen in axialer Richtung auf die Spindel wirkenden, hydraulischen Zylinder/Kraftkolben mit einer Wegsteuerung/Schrittsteuerung. Mit einer elektronischen Wegmessung lassen sich auch kleine Wege/Verstellungen messen und steuern.
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Es können auch elektrische Hubeinrichtungen als Antrieb für die axiale Bewegung der Spindel eingesetzt werden.
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Auch bei der axial verschiebbaren Anordnung läßt sich die Spindel an dem Ende, welches der Düse abgewandt ist, über einen Motor und ein Getriebe in Drehbewegung bringen. Dazu kann zum Beispiel ein Antriebsrad mit einer Vielkeilverbindung auf der Spindel sitzen. Die Vielkeilverbindung erlaubt eine Verschiebung der Spindel bei einem in axialer Richtung mit notwendigem Spiel für eine Drehbewegung gehaltenen Antriebsrad.
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Eine kostengünstige Antriebsverbindung zwischen der Spindel und dem Antrieb sieht einen Riementrieb mit einem oder mehreren Keilriemen vor.
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Der Keilriemen erlaubt eine feste Anordnung des Antriebsrades auf der Spindel bei gleichzeitiger erfindungsgemäßer Verschiebung. Das gilt insbesondere für geringe Verschiebungen. Die Verschiebungen können auch bei erheblicher Höhe der herzustellenden Formteile durch Verstellung der Unterlage gering gehalten werden.
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Wahlweise ist anstelle oder zusätzlich zu der axialen Verstellbarkeit der Spindel eine axiale Verstellbarkeit der Düse vorgesehen, um die Düse teilweise oder ganz zu öffnen oder zu schließen. Dabei wird die Düse entweder gegen die Spindelspitze bewegt oder von der Spindelspitze wegbewegt. Als Bewegungsantrieb für die axiale Bewegung der Düse eignen sich die gleichen Antriebe und Steuerungen wie für die axiale Bewegung der Spindel.
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Wahlweise kann als Verschluß auch ein Schieber Anwendung finden.
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Der Kunststoff kann ein Granulat mit allen notwendigen Mischungsbestandteilen sein, das als Compound vorbereitet in dem Extruder eingesetzt wird.
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Wahlweise können aber auch Mischungen in dem Extruder hergestellt werden. Dann werden die verschiedenen Mischungsbestandteile einzeln oder in Vormischungen oder gemeinsam in den Extruder eindosiert. Nach dem Eintragen der Mischungsbestandteile werden die kleineren Mischungsmengen in dem Kunststoff bzw. in der Kunststoffschmelze dispergiert.
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Durch Reduzierung der Förderwirkung ergeben sich reduzierte Drücke. Außerdem tragen unten erläuterte Lücken zur Reduzierung bei, durch die Material ausweichen und sogar zurückfließen kann. Es entsteht eine gewollte Leckströmung.
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Je größer die Lücken sind, desto besser kann der plastifizierte Kunststoff im Extruder zurückfließen. Das geschieht so lange, bis die Schmelze wieder erfaßt und in Richtung des Exrtruderaustritts gedrückt wird. Wenn an der Düse keine Schmelze abgenommen wird, so kann die Schmelze wieder im Wege der Leckströmung ausweichen.
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Dies kann als ein „im Kreis fahren“ der Schmelze angesehen werden.
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Je größer die so bewegte Schmelzemenge ist, desto leichter läßt sich ein für das Spritzgießen anfallender Schmelzebedarf vorhalten und die Vorhaltung regeln. Maßgebend für die Schmelzemenge sind die Leckströmung und das Hohlraumvolumen des Extruders.
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Nach Öffnen der Düse fließt Schmelze in die Spritzform.
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Vorzugweise wird der Füllungsgrad des Extruders gemessen. Das kann durch Positionierung eines Meßfehlers im Mantel des Füllteiles erfolgen. Der Meßfühler kann jede Form der Messung beinhalten, die auf Schmelze reagiert. Dazu gehören zum Beispiel Druck, Temperatur, Ultraschall und anderer Schall. Vorzugsweise wird der Füllungsgrad durch Gewichtsmessung bestimmt.
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Bei Unterschreiten eines vorher festgelegten Füllungsgrades wird Einsatzmaterial zur Schmelzeerzeugung nachgeführt.
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Bei der Gewichtsbestimmung ergeben sich günstige Verhältnisse, wenn das Gewicht der Spritzform vor und mindestens nach dem Füllen gemessen wird. Aus dem Gewicht läßt sich der Verbrauch an Schmelze errechnen.
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Wahlweise kann auch während des Füllvorganges eine Gewichtsmessung erfolgen und darüber der Füllvorgang kontrollieren.
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Die Gewichtsmesserung erfolgt vorzugsweise elektronisch mittels eines elektronischer Druckmesseinrichtungen.
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Eine erfindungsgemäß reduzierte Förderwirkung kann auch mit einem Bypass bewirkt werden, der in Förderrichtung des Extruders vor der Düse beginnt und die Schmelze ganz oder teilweise in einen geeigneten Abschnitt des Extruders zurückführt. Nur ein Teil der Schmelze wird rückgeführt, wenn die Düse teilweise geschlossen ist bzw. nur teilweise geöffnet ist. Insgesamt wird die Schmelze zurückgeführt, wenn die Düse ganz geschlossen ist. Ein geeigneter Abschnitt für die Rückführung der in den Bypass ausgewichenen Schmelze kann der Bereich der Schmelzeerzeugung oder eine in Förderrichtung des Extruders davon beabstandete Stelle sein.
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Der Bypass ist eine vorzugsweise wärmeisolierte(gegebenenfalls auch beheizte) Rohrleitung. Das ein Ende dieser Rohrleitung ist in Förderrichtung des Extruders vor der Düse an eine Öffnung im Mantel des Extruders angeflanscht. Das andere Ende dieser Rohrleitung ist in Förderrichtung des Extruders an eine weitere Öffnung im Mantel des Extruders angeflanscht, die sich im Bereich der Schmelzeerzeugung oder in Förderrichtung dahinter befindet.
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Der Planetwalzenextruder besitzt eine in einem Gehäuse mittig angeordnete, umlaufende Zentralspindel. Die Zentralspindel ist außen verzahnt. Außen um die Zentralspindel herum laufen Planetspindeln, welche gleichfalls außen verzahnt sind und mit der Zentralspindel beim Umlauf kämmen. Die Planetspindeln laufen zugleich im Extrudergehäuse um. Dazu ist das Extrudergehäuse bzw. die Buchse im Falle einer innen im Extruder vorgesehenen Buchse mit einer Innenverzahnung versehen, mit der die Planetspindeln gleichzeitig kämmen.
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Die Planetspindeln gleiten mit dem in Förderrichtung des Extruders vorderen Ende an einem Gleitring, der im Extrudergehäuse gehalten ist. Im Übrigen sind die Planetspindeln allein in der Verzahnung der Zentralspindel und der Innenverzahnung des Gehäuses gehalten.
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Der Planetwalzenextruder beginnt mit einem Antrieb und endet mit der Düse. Dazwischen kann der Planetwalzenextruder mit einem sich über die ganze Länge erstreckenden einteiligen Gehäuse versehen sein.
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Der Planetwalzenextruder kann auch zwischen Antrieb und Düse aus mehreren Modulen/Abschnitten zusammen gesetzt sein.
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Dann ist eine sich zwischen Antrieb und Düse durch alle Module erstreckende gemeinsame Zentralspindel vorgesehen.
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Die einzelnen Module/Abschnitte können einzelne oder mehrere unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Vorzugsweise sind alle Module/Abschnitte des Planetwalzenextruders in Planetwalzenextruderbauweise gestaltet. Es können auch Module/Abschnitte in Planetwalzenextruderbauweise mit Modulen/Abschnitten in anderer Bauweise kombiniert werden. Das gilt besonders für das Füllteil. Die Module/Abschnitte für die Füllteile waren früher zumeist in Einschneckenextruderbauweise gestaltet. In dem Fall setzte sich die Zentralspindel im Modul/Abschnitt für das Füllteil als Einschnecke fort.
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Bei den Planetwalzenextrudern läßt sich die erfindungsgemäße Rückströmung/Leckströmung auf unterschiedliche Weise erreichen. Vorzugsweise erfolgt das an den Planetspindeln:
- -die Planetspindelzahl(Zahl der umlaufenden Planetspindeln) kann reduziert/verändert werden. Je nach Baugröße des Planetwalzenextruders/Planetwalzenextrudermoduls/Abschnitts kann die Planetspindelzahl bis zu 24 und mehr betragen. Bei kleineren Baugrößen kann die Planetspindelzahl auch 5 oder 6 betragen. Die Reduzierung der Planetspindelzahl um 1 beinhaltet bei kleineren Baugrößen schon eine wesentliche Reduzierung. Bei größeren Baugrößen entsteht eine vergleichbare Reduzierung erst, wenn mehrere Planetspindeln entfernt werden. Je geringer die Zahl der Planetspindeln wird, desto größer wird der Abstand der Panetspindeln in Umfangsrichtung und desto leichter wird es für die Schmelze, zwischen den Planetspindeln zurück zu strömen.
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Die Reduzierung der Planetspindelzahl findet bei 3 Planetspindeln eine Grenze.
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Außerdem läßt sich die Rückströmung/Leckströmung sehr vorteilhaft durch Veränderung der Planetspindelzahl beeinflussen. Bei zu großer Rückströmung/Leckströmung wird die Planetspindelzahl erhöht, bei zu geringer Rückströmung/Leckströmung wird die Planetspindelzahl verringert.
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Nach jeder Reduzierung/Veränderung der Planetspindelzahl werden die Planetspindeln am Umfang der Zentralspindel neu verteilt, um eine gleichmäßige Verteilung sicher zu stellen. Bei gleichmäßiger Verteilung wird die Zentralspindel im Gehäuse besser gestützt und reduziert sich die Gefahr des Überspringens von Planetspindeln. Das Überspringen führt in der Regel zu einer sofortigen Blockade des Extruders und einem Zahnbruch. Zumindest reduziert sich durch die gleichmäßige Verteilung der Planetspindeln der Verschleiß
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Die Reduzierung der Planetspindel/ Änderung der Verteilung der Planetspindeln wird im Stillstand des Extruders nach der Demontage der Düse vorgenommen. Außerdem erfolgt die Reduzierung der Planetspindeln/Änderung der Verteilung modulweise/abschnittsweise. Dabei wird nicht nur die Düse, sondern werden auch alle Module/Abschnitte entfernt, die in Strömungsrichtung der Schmelze dem Modul/Abschnitt folgen, dessen Planetspindeln reduziert und neu verteilt werden sollen. Allerdings bleibt die Zentralspindel.
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Für die Neuverteilung wird ungeübten Bedienungsleuten eine Schablone empfohlen, die auf die Zentralspindel geschoben wird. Die Schablone besitzt an den Stellen, an denen die Planetspindeln zwischen Zentralspindel und umgebendes Gehäuse geschoben werden, Bohrungen mit einem Durchmesser, der gleich dem Planetspindeldurchmesser ist, plus einem großzügigen Bewegungsspiel. Dadurch können die Planetspingeln an den Bohrungen leicht zwischen die Zentralspindel und das zugehörige Gehäuse geschoben werden und dabei einen Abstand voneinander einnehmen, der zumindest annähernd gleich ist.
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Geübte Bedienungsleute können auf die Verwendung einer Schablone verzichten.
- -auf die Rückströmung/Leckströmung kann auch mit einem reduzierten Zahnbesatz Einfluß genommen werden. Zeitgemäße Planetwalzenextruder besitzen eine Evolventenschrägverzahnung. Vorteilhafterweise können deren Zähne erheblich verändert werden. Die unveränderte Verzahnung von Planetspindeln wird als Normalverzahnung bezeichnet. Nachfolgend sind verschiedene Veränderungsmöglichkeiten beschrieben. Vorteilhafterweise sind die nachfolgend beschriebenen Planetspindeln mit veränderter Verzahnung alle gegeneinander und gegen Planetspindeln mit Normalverzahnung leicht auswechselbar. Durch Auswechselung können wesentliche Wirkungen der Planetspindeln nach Wahl verstärkt oder nach Wahl verringert werden. An dem Planetwalzenextruder ist die Auswechselbarkeit der Planetspindeln ein extremer Vorteil.
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Für die vorteilhafte Auswechselung bzw. Änderung der Rückströmung/Leckströmung durch Auswechselung der Planetspindeln stehen verschiedene Ausführungsformen der Planetspindeln zur Verfügung:
- Die Zähnezahl wird reduziert. Die Zähnezahl kann bis auf drei Zähne, sogar bis auf einen Zahn reduziert werden. Das kann nachträglich durch Herausarbeiten von Zähnen an den Planetspindeln erfolgen. Die Entfernung der Zähne erfolgt vorzugsweise durch Fräsen und einer anschließenden Feinbearbeitung durch Schleifen. Die Planetspindeln können auch sofort mit den Zähnen hergestellt werden wie die Planetspindeln, an denen nachträglich Zähne entfernt worden sind. Vorzugsweise sind die verbleibenden Zähne gleichmäßig am Umfang der Planetspindeln verteilt.
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Auch bei nur einem Zahn erfahren die Planetspindeln noch eine ausreichende Führung und Abstützung in der Außenverzahnung der Zentralspindel und der Innenverzahnung des Gehäuses. Das wird dadurch bewirkt, daß jeder Zahn einer Schrägverzahnung sich über der Länge der Planetspindeln mehrmals schraubenförmig um die Planetspindeln herumwindet.
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Es können auch alle Zähne der Planetspindeln in der Höhe reduziert werden, wenn an den Planetspindeln Abschnitte verbleiben, die den Planetspindeln eine ausreichende Führung geben. Solche Führungsabschnitte können eine Nomalverzahnung (unveränderte Verzahnung) aufweisen, die sich vorzugsweise an den Enden der Planetspindeln befindet. Außerdem ist es von Vorteil, solche Planetspindeln mit vollständig normal verzahnten Planetspindeln in einem Extruder zu kombinierten, damit die normalen Zähne während des Umlaufes um die Zentralspindel alles Einsatzmaterial aus den Zahnlücken der Zentralspindel und den Zahnlücken der Innenverzahnung des Gehäuses schieben bzw. verhindern, daß sich Einsatzmaterial in Zahnlücken sammelt und dort anbackt. Das kann als Putzen der Zahnlücken bezeichnet werden.
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Vorzugsweise werden nicht alle Zähne der Planetspindeln in der Höhe reduziert. Mindestens ein Zahn behält seine ursprüngliche Höhe. Das kann den Planetspindeln die notwendige Führung/Halt in der Außenverzahnung der Zentralspindel und der Innenverzahnung des Gehäuses geben, so daß Führungsabschnitte entbehrlich werden,
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Außerdem bewirken die in der ursprünglichen Höhe belassenen Zähne an den Planetspindeln auch ein Putzen der Zahnlücken an der Zentralspindel und ein Putzen der Zahnlücken an der Innenverzahnung des Gehäuses.
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Die Höhenreduzierung der Zähne kann wie beim vollständigen Entfernen von Zähnen zum Beispiel durch Fräsen und anschließende Feinbearbeitung durch Schleifen geschehen.
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Vorzugsweise wird dabei die Zahnhöhe/Steghöhe um mindestens 20%, noch weiter bevorzugt um mindestens 40% und höchst bevorzugt um mindestens 60% reduziert.
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Von Vorteil ist auch, wenn die höhenreduzierten/abgeflachten Zähne am entstehenden neuen Kopf eine Rundung erfahren. Das verbessert das Fließverhalten des Einsatzmaterials bei der Verdrängung von Einsatzmaterial in den korrespondierenden Zahnlücken der Zentralspindel und der korrespondierenden Zahnlücken der Innenverzahnung des Gehäuses.
- -die Stege der Planetspindelzähne können in regelmäßigen Abständen oder in unregelmäßigen Abständen ganz oder teilweise unterbrochen werden. Eine gleichmäßige Unterbrechung entsteht zum Beispiel, wenn die Planetspindeln nach Herstellung der Normalverzahnung noch einmal gegenläufig verzahnt werden. Das führt zu einer Noppenstruktur der Planetspindeloberfläche. Deshalb werden solche Planetspindeln auch Noppenspindeln genannt.
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Die gegenläufige Verzahnung geht bis auf den Grund der Zahnlücken
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Wenn die gegenläufige Verzahnung weniger tief in die Planetspindeln eingeschnitten wird, ergibt sich eine andere Planetspindeloberfläche mit mehr Förderwirkung.
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Eine gleichmäßige Unterbrechung entsteht auch, wenn in regelmäßigen Abständen ringförmig umlaufende Nuten in die Planetspindeln eingearbeitet werden. Diese Planetspindeln werden als Igelspindeln bezeichnet.
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Die Nuten werden üblicherweise bis zum Zahngrund eingearbeitet.
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Die Nuten können aber weniger tief eingearbeitet werden, um andere Eigenschaften zu erzielen.
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Desgleichen kann die Verzahnung dadurch variiert werden, daß die Mehrgängigkeit der gegenläufigen Verzahnung verändert werden.
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Die Normalverzahnung hat in Abhängigkeit von dem Zahnmodul/Zahnabmessungen und dem Teilkreisdurchmesser der Verzahnung eine bestimmte Anzahl von Zähnen, umlaufend auf dem Teilkreisdurchmesser. Diese Zähne winden sich parallel zueinander um die Planetspindeln und beinhalten die Mehrgängigkeit der Planetspindeln.
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Bei gleicher gegenläufiger Verzahnung entstehen die oben beschriebenen Noppen. Es lassen sich aber auch in die Normalverzahnung Zähne in größerem Abstand wie bei der Normalverzahnung gegenläufig einschneiden. Dann entstehen keine Noppen, sondern Stege, weil die Zähne der Normalverzahnung in größeren Abstand unterbrochen werden.
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Die Reduzierung der Planetspindelzahl und die Reduzierung des Zahnbesatzes an den Planetspindeln können gemeinsam oder auch einzeln vorkommen. Entsprechendes gilt in Bezug auf einen Bypass. Der Bypass kann allein oder zusammen mit der Reduzierung der Planetspindelzahl und/oder der Reduzierung des Zahnbesatzes vorkommen.
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Den vorstehend beschriebenen Maßnahmen ist gemeinsam, daß Öffnungen in dem Planetwalzenextruder entstehen, durch die die Schmelze zurückströmen kann, die aktuell nicht zum Spritzgieißen benötigt wird. Dies beinhaltet eine gewollte Leckströmung. Die Rückströmung/Leckströmung hält solange an, bis die Schmelze wieder von den Planetspindeln erfaßt und in die Richtung der Düse gefördert wird. Wenn dann immer noch keine Schmelze zum Spritzgießen abgenommen wird oder nur in geringer Menge Schmelze zum Spritzgießen abgenommen wird, so startet der Kreislauf der Schmelze neu. Vorteilhafterweise kann die Schmelze auf dem Wege sogar bei einer Unterbrechung des Spritzbetriebes bis zur Fortsetzung des Spritzbetriebes vorgehalten werden. Bei einer Unterbrechung des Spritzbetriebes kommt es dann nicht mehr zu Abfahrverlusten und Anfahrverlusten.
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Wenn Schmelze zum Spritzgießen an der Düse ausgetragen wird, wird dem Exrtruder neues Material zugeführt. Das kann kontinuierlich erfolgen oder auch in Intervallen bzw. nach Bedarf in Abhängigkeit von obigen Messungen erfolgen.
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Eine besonders vorteilhafte Form eines Extruders für das Spritzgießen ergibt sich bei einer senkrechten Anordnung des Planetwalzenextruders, wie sie in der
DE19534813 C2 dargestellt und beschrieben ist.
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Das Gehäuse des senkrecht angeordneten Extruders kann am oberen Ende einen großzügigen Hohlraum aufweisen, in dem sich auch schwieriges Einsatzmaterial leicht sammeln kann. Vorzugsweise ragen die Planetspindeln mindestens teilweise bis in den Hohlraum hinein, so daß die Planetspindeln das Einsatzmaterial ergreifen und in einen darunter senkrecht angeordneten Planetwalzenextrudermodul/Planetwalzenextruderabschnitt ziehen können.
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Dabei kämmen die Planetspindeln mit der Außenverzahnung einer Zentralspindel und der Innenverzahnung des Extrudermodulgehäuses/Extruderabschnittgehäuses.
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In dem oben vorgesehenen Hohlraum befindet sich eine Füllstandssonde, die sofort Signal zum Nachliefern von Einsatzmaterial gibt, wenn der Füllstand unter ein gewähltes Maß fällt.
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Das Einsatzmaterial wird in dem Planetwalzenextrudermodul/Abschnitt erwärmt und aufgeschmolzen und nach unten zu einer Düse gefördert. Für die Erwärmung ist eine Beheizung des Modulgehäuses im Einzugsbereich hilfreich. Nach der Anfangserwärmung führt die Verformung des Einsatzmaterials auf dem weiteren Weg nach unten zu einer weiteren Erwärmung und zum Aufschmelzung.
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Die Düse ist wahlweise konisch ausgebildet und besitzt ein verjüngtes Austragsende.
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Die Düse ist im Ausführungsbeispiel in axialer Richtung des Extruders verschiebbar. Die Verschiebbarkeit dient dazu, die Düse ganz oder teilweise zu öffnen bzw. ganz oder teilweise zu schließen. Vorzugsweise ist die Düse dazu in einer Geradführung gehalten. Die Düse kann aber auch mit einem Schwenkarm gehalten werden. Dann ist von Vorteil, wenn die Düsen-Mittelachse in der Schließstellung mit der Mittelachse der Zentralspindelspitze fluchtet. Die Schließstellung ist die Stellung, in der die Düse schließend auf der Zentralspindelspitze aufliegt.
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Zum Öffnen der Düse wird die Düse mit dem Schwenkarm von der Zentralspindelspitze abgehoben. Dabei ist der Einfluß einer Änderung der Mittelachsenlage der Düse gegenüber der Mittelachse der Zentralspindelspitze vernachlässigbar. Für die Bewegung des Schwenkarmes ist ein elektrisch gesteuerter Antrieb vorgesehen, der auf kurze Steuerimpulse reagiert.
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Bei geöffneter Düse strömt die Schmelze unter dem Förderdruck des Planetwalzenextruders in die Spritzform.
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Bei geringer Zähigkeit der Schmelze reicht der Förderdruck des Extruders, um auch alle Bereiche der Spritzform zu füllen, die ausreichend belüftet sind. Bei unzureichender Belüftung stört die eingeschlossene Luft die Füllung der Spritzform.
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Wenn der Förderdruck des Extruders nicht mehr ausreicht, um alle Bereiche der Spritzform zu füllen, kann der Füllungsdruck in herkömmlicher Weise mit einem zwischengeschalteten Kolben erhöht werden. In herkömmlicher Weise ist das von zwischengeschalteten Kolben mit einem Hub bewegte Schmelzevolumen gleich dem Füllvolumen/Hohlraumvolumen der Spritzform. Ein Hub bewirkt die vollständige Füllung der Spritzform.
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Wahlweise kann anstelle des großen Kolbens auch ein Einschneckenextruder zwischengeschaltet werden. Der Einschneckenextruder besitzt eine Einfüllöffnung, in die der Planetwalzenextruder seine Schmelze einspeist. Die Schmelze wird von dem Einschneckenextruder übernommen und mit dem notwendigen höheren Druck in die Spritzform gedrückt. Wenn die Spritzform gefüllt ist, wird die Spritzform geschlossen und der Einschneckenextruder angehalten bis die Spritzform entleert und zur Aufnahme weiterer Schmelze bereit ist. Die noch im Einschneckenextruder befindliche Schmelze verbleibt für den nächsten Spritzvorgang in dem Einschneckenextruder. Durch Temperierung des Einschneckenextruders wird eine Abkühlung der Schmelze verhindert. Vorteilhafterweise kann der zwischengeschaltete Einschneckenextruder sehr kurz sein. Die Schneckenlänge ist vorzugeweise kleiner 200mm, noch weiter bevorzugt kleiner 150mm und höchst bevorzugt kleiner 100mm.
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Die Baugröße des Einschneckenextruders ist so gewählt, daß die Füllung der Spritzform in der notwendigen Kürze gewährleistet ist. Bei kleinem Füllvolumen der Spritzform ist vorzugsweise eine kleine Baugröße vorgesehen, bei größerem Füllvolumen eine größere Baugröße vorgesehen.
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Nach dem Füllen nimmt die Spritzform kein weiteres Material auf. Das Drehmoment des Antriebsmotors für den Einschneckenextruder steigt und führt zu einer sofortigen Abschaltung des Motors. Dazu ist eine Messung des Drehmomentes vorgesehen. Die Messung kann auch mittelbar über die Stromaufnahme des Motors erfolgen.
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Die erfindungsgemäße Kombination von Planetwalzenextruder und Einschneckenextruder mit der Abschaltung des Einschneckenextruders nach dem Füllen der Spritzform kann auch dann zur Anwendung kommen, wenn beim Füllen und/oder nach dem Füllen ein hoher Druck gewünscht ist, der auch von dem Einschneckenextruder nicht geleistet werden kann.
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Vorzugsweise sind dann in der Spritzform Schmelzekammern vorgesehen, die sich außerhalb des Formhohlraumes für die Formteile befinden und über Leitungen mit dem Formhohlraum verbunden sind. Diese Schmelzekammern werden unter entsprechenden Druck gesetzt, der sich bis in den Formhohlraum fortpflanzt. Mit dem hohen Druck wird dann sichergestellt, daß die Schmelze jeden Teil des Formhohlraumes füllt und die Formteile bei der Abkühlung ihre Form wahren. Das geschieht durch Nachfließen von Schmelze/Material aus den Schmelzekammern in den Formhohlraum. Gegebenenfalls kann auf dem Wege auch eine Verdichtung des Materials in dem Formhohlraum herbeigeführt werden, wenn das in den Formhohlraum eingefüllte Material aufgrund von Besonderheiten wie einer Zumischung von Fasern leicht Hohlräume in dem Formteil bildet. Entsprechendes gilt bei einer Zumischung von Holzpartikeln zur Herstellung von Formteilen aus einer Holz-Kunststoff(WPC)-Mischung.
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Günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die Schmelzekammern durch Bohrungen gebildet werden und wenn sich die Bohrungen als Leitungen zu dem Formhohlraum fortsetzen. Beim Füllen der Spritzform läuft Schmelze in die Schmelzkammern bzw. Bohrungen. Dann können Stifte als Kolben in die Bohrungen gedrückt werden, mit denen sich der gewünschte Druck auf die darin eingedrungene Schmelze aufbringen läßt. Je dünner die Stifte sind, desto leichter läßt sich der gewünschte Druck erzeugen. Die Verringerung des Bohrungsdurchmessers und Stiftdurchmessers findet ihre Grenze, wo das Eindringen von Schmelze in die Bohrungen wesentlich behindert wird.
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Durch Anordnung einer entsprechenden Anzahl von Bohrungen läßt sich auch bei kleinem Bohrungsdurchmesser sicherstellen, daß in allen notwendigen Bereichen der gewünschte Druck im Formteil bzw. auf das Formteil entsteht bzw. Material an allen dafür erforderlichen Stellen nachfließt. Die erforderlichen Stellen können im Nachhinein bestimmt werden. Das heißt, im Nachhinein kann an allen Stellen des Formteiles, die auf eine übermäßiges Schwinden hinweisen oder an denen sich Hohlräume im Formteil gebildet haben, Bohrungen für entsprechenden Druckaufbau bzw. für Stifte für diesen Druckaufbau anbringen lassen.
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Dabei läßt sich absehen, daß die Zahl der Bohrungen und Stifte umso geringer ist, je einfacher das Formteil ist, bzw. daß die Zahl der Bohrungen und Stifte größer wird, je mehr Probleme die Gestaltung des Formteiles dem Nachfließen/Nachströmen der Schmelze bzw. der Formwahrung beim Schwinden des Formteiles mit zunehmender Abkühlung macht.
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Von Vorteil ist auch die verschiedenen Bohrungen möglichst gemeinsam oder in Gruppen parallel zueinander anzuordnen. Dann können die Stifte gemeinsam in einer Druckvorrichtung gehalten und mechanisch oder hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden.
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Alternativ zu dem zwischengeschalteten Einschneckenextruder oder zusätzlich zu dem Einschneckenextruder kann auch eine Pressform als Spritzform zum Einsatz kommen. Dabei besteht die Spritzform aus mehreren Teilen, die sich nach Einfüllen der Schmelze gegeneinander drücken lassen.
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Die Mehrteiligkeit der Spritzform ist ohnehin notwendig, um die entstandenen Formteile nach der Abkühlung der Spritzform entnehmen zu können. Das heißt, die Formteile ausformen zu können.
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Es sind auch Spannwerkzeugte erforderlich, um die Teile der Spritzform nach dem Ausformen der Formteile wieder gegeneinander zu drücken.
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Bei einem nach dem Einfüllen gewünschten Pressvorgang muß dazu sichergestellt werden, daß die Teile der Spritzform nach dem Einfüllen der Schmelze und Verschließen der Spritzform zum Beispiel noch um 1 mm weiter gegeneinander bewegt werden können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Auf einer Säule 1 ist ein Schwenkarm 7 schwenkbeweglich befestigt. Der Schwenkarm 7 trägt Motor und Getriebe für ein Planetwalzenteil 2. Das Planetwalzenteil 2 ist mit einem Aufgabetrichter 4 versehen, der eine seitliche Aufgabeöffnung 6 in Form eines Maules besitzt. Mit 3 sind die Zu- und Abflüsse für Heiz - bzw. Kühlmedien bezeichnet.
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Das Planetwalzenteil 2 besitzt einen nachfolgend noch erläuterten, verschließbaren Austritt. Das Planetwalzenteil 2 besitzt in üblicher Ausbildung ein Gehäuse, eine Zentralspindel und Planetspindeln, die aufgrund geeigneter Verzahnung sowohl mit der Zentralspindel als auch mit einer in dem Gehäuse angeordneten, innen verzahnten Buchse kämmen. Im Ausführungsbeispiel ist der Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung 30mm. Der Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung kennzeichnet zugleich die Baugröße, hier die Baugröße 30. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Baugröße größer, zum Beispiel 50, oder kleiner sein.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Planetspindeln 3. Die Planetspindeln sind gleichmäßig am Umfang der Zentralspindel verteilt. Bei einer üblichen Zahl von 5 Planetspindeln beinhaltet das eine Reduzierung des Planetspindelbesatzes um 40%. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Reduzierung mehr oder weniger sein.
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Zwischen den Planetspindeln besteht so viel Abstand, daß der Extruder bei geschlossener oder nur teilgeöffneter Düse weiterlaufen kann und die gegen die Düse geförderte überschüssige Schmelze als Leckströmung zwischen den Planetspindeln zurück fließt, bis die Planetspindeln die zurück geströmte Schmelze wieder erfassen und erneut in Richtung der Düse fördern. Wenn die Düse dann noch nicht geöffnet ist, wiederholt sich die Rückström u ng/Leckström u ng.
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Vorteilhafterweise wird die Rückströmung/Leckströmung genutzt, um bei Anfahren des Extruders und geschlossener Düse zunächst eine perfekte Schmelzemischung zu erreichen, bevor die Düse geöffnet wird. Dann kann ohne Anfahrverlust gefahren werden. Darüber hinaus ist aufgrund der Rückströmung/Leckströmung eine Unterbrechung des Gießbetriebes/Spritzbetriebes möglich, ohne gleichzeitig den Extruder stillsetzen zu müssen. Auch das verusacht bei anderen Extrudern einen Verlust. Der Anfahrverlust ist wie der Verlust bei einer Betriebsunterbrechung unangenehm. Während des Anfahrens und bei Betriebsunterbrechnungen fällt unbrauchbare Schmelze an, die nicht für das Gießen in eine Gußform bzw. das Spritzen in eine Spritzgußform geeignet ist und entsorgt werden muß.
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Ein weiterer Vorteil der Rückströmung/Leckströmung ergibt sich, wenn die Leckströmung möglichst weit zum Aufgabetrichter/Fülltrichter reicht, über den das Einsatzmaterial in den Extruder aufgegeben wird. Dort besteht noch eine hohe Reibung der Feststoffpartikel. Diese Reibung wird drastisch durch die rückströmende Schmelze verringert. Die Rückströmung/Leckströmung wirkt wie ein Schmiermittel zwischen den Feststoffpartikeln. Außerdem verbessert sich die Mischung.
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Die 2 bis 4 zeigen unmaßstäbliche Einzelheiten der Extrusionsanlage nach 1.
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2 zeigt den Aufgabetrichter mit einem Gehäuse 10, das mit einem oberen Flansch an dem Schwenkarm 7 befestigt ist. Der Schwenkarm trägt einen Antrieb 5. Es führt eine Antriebswelle 12 von dem Antrieb zu der Zentralspindel des Planetwalzenteils 2. Die Kontur der Öffnung 6 in 2 ist mit 11 bezeichnet.
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Die 3 zeigt den eigentlichen Trichter 15 der Materialaufgabe 4. Die Zentralspindel ist mit 16 bezeichnet, die Planetspindeln mit 17 und 18. Die Planetspindeln 17 und 18 besitzen unterschiedliche Längen, so daß sie unterschiedlich hoch in den Trichter 15 ragen. Das gibt den Planetspindeln ein vorteilhaftes Einzugsverhalten in Bezug auf das in den Trichter aufgegebene Einsatzmaterial.
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Im Betriebsfall gleiten die umlaufenden Planetspindeln an einem Anlaufring.. Das Gehäuse 22 des Planetwalzenteilses 2 ist mit Schwenkschrauben am unteren Rand des Aufgabetrichters 4 lösbar befestigt. Die Schwenkschrauben erleichtern das Lösen und Befestigen, indem sie eingeschwenkt bzw. durch Schwenken außer Eingriff gebracht werden können.
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4 zeigt am unteren Ende des Gehäuses 22 einen Flansch 23, der den Anlaufring 25 für die Planetspindeln aufnimmt. Die Zentralspindel endet in einer Spitze 26, welche in einem aufgeschraubten Deckel 24 die Austrittsöffnung 28 des Extruders bestimmt. Der Deckel 24 bildet mit der Austragöffnung und einem Verschluß 29 eine Düse. Als Verschraubung für den Deckel dienen wiederum Schwenkschrauben 28. An dem Deckel befindet sich ein drehbeweglicher Verschluß 29. Der Verschluß 29 kann die Austrittsöffnung 28 des Extruders ganz oder teilweise öffnen bzw. ganz oder teilweise schließen. Im Ausführungsbeispiel wird der Verschluß von Hand an einem Hebel 30 in die gewünschte Stellung gebracht. Dort kann der Verschluß mit einem weiteren Hebel 31 arretiert werden. Die Arretierung erfolgt durch eine Verschraubung.
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Bei Verwendung der vorstehend beschriebenen Anlage zum Gießen von Formteilen mit Kunststoffschmelze wird der Bedarf an Schmelze durch Auslitern der Gußform bestimmt. Dazu wird die Gußform mit Wasser gefüllt und eingefüllte Wassermenge mit Meßbechern oder in anderer Weise gemessen.
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Entsprechend der gemessenen Wassermenge wird mit einem Bedarf an Schmelze gerechnet.
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Außerdem ist im Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß der Extruder nach einem Vergießen von Schmelze und vor dem Nachführen weiteren Einsatzmaterials immer noch einen Füllungsgrad von 20% mit Schmelze aufweist. Das wird gesichert durch eine Füllstandssonde im Extruder.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Dabei ist anstelle des fest am Extrudergehäuse verschraubten Deckels ein Deckel 38 vorgesehen, der verschiebbar in dem Gehäuse des Extruders angeordnet ist. Der Deckel 38 ist einer nicht dargestellten Bohrung des Gehäuses geführt und zugleich gegen unerwünschten Schmelzeaustritt abgedichtet. Im Ausführungsbeispiel wird die Abdichtung durch eine Membran aus Federstahl gebildet. Die Nachgiebigkeit der Membran ist auf den notwendigen Verstellweg des Deckels 38 zum Öffnen und Schließen der Düse ausgelegt.
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5 zeigt schematisch eine Gußform 39, die mit Schmelze aus dem Extruder gefüllt wird. Das geschieht im Ausführungsbeispiel durch Öffnen der Düse. Dann drückt der Extruder die Schmelze durch die Düse in die Gußform bis die Gußform gefüllt ist.
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Nach 5 haben die Spitze35 der Zentralspindel und die Austrittsöffnung 50 die gleiche Konizität. Dabei ist das Ende 36 der Spitze so klein, daß die Spitze 35 mit dem Ende 36 in der Schließstellung gegenüber dem Deckel 38 vorragt.
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Wenn das Ende 37 der Spitze 35 der Zentralspindel allerdings viel größer ist, so liegt das Ende 37 der Spitze in der Schließstellung gegenüber dem Deckel 38 zurück.
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6 zeigt bei gleichem Deckel 38 und Austrittsöffnung 50 eine Spitze 45 der Zentralspindel mit unterschiedlichen Konizitäten. Bei einem gestrichelt dargestellten konischen Mantel 47 kann das flächenkleinere Ende 48 der Spitze 45 durch die Austrittsöffnung in der Schließstellung vorragen, so daß die untere Kante den konischen Mantel 47 berührt.
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Wenn die Spitze 45 allerdings einen konischen Mantel mit der gestrichelt dargestellten Konizität 46 aufweist, so berührt die obere Kante des Deckels 38 den konischen Mantel 46.
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In den Ausführungsbeispielen nach 7 und 8 wird ein gleicher Deckel 38 mit gleicher Austrittsöffnung 50 mit anderen Spitzen der Zentralspindel kombiniert.
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7 zeigt eine Spitze 55 mit einem kugeligen Ende 56, das in der Schließstellung an der Innenfläche der Austrittsöffnung 50 anliegt.
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Die kugelige Form der Spitze 55 vereinfacht die Schließbewegung, indem für die Schließbewegung keine planparallele Stellung des Deckels zum Gehäuse mehr erforderlich ist. Dadurch eignet sich auch eine Schwenkbewegung zum Schließen der Düse.
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8 zeigt eine Spitze 57 mit einem kugeligen Ende 58, das aufgrund eines großen Durchmessers an der oberen Kante des Deckel 38 aufliegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2252440 [0004, 0014]
- DE 112004000054 [0012]
- DE 20109191 [0013]
- DE 19534813 C2 [0099]
