DE1056363B - Spritzzylinder an Formungsmaschinen fuer thermoplastische Kunststoffe - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spritzzylinder an Formungsmaschinen für thermoplastische Kunststoffe, insbesondere an Spritzgußmaschinen und Strangpressen, der mit einem Einsatz zur Verteilung der Spritzmasse ausgerüstet ist. Diesem Einsatz fällt die Aufgabe zu., sowohl die Temperatur der Spritzmasse zu erhöben, als auch aus dem zu verarbeitenden plastischen Material, z. B. Polyamid, Polyäthylen, Polyvinylester, Polyvinylhalogenid, Polyacrylverbindungen u. ä., große Teilchen herauszufiltern.

In derartigen Maschinen, und zwar sowohl in Spritzgußmaschinen wie auch in Schneckenpressen, niuß man gewöhnlich einem körnigen plastischen Gut eine solche Wärmemenge zuführen, daß es schmilzt, worauf die Schmelze vor der Formgebung des 'herzustellenden Gegenstands durchmischt und gefiltert werden muß. Man hat -bisher zur Erfüllung dieser Aufgaben die verschiedensten Vorrichtungen angewandt.

Es ist z. B. üblich, in der Mündung der Maschine als Mischvorrichtung einen, Torpedo zu verwenden. Dieser Torpedo erhöht den Widerstand gegen das plastische Fließen und verringert den Querschnitt des fließenden plastischen Materials. Eine auf diese Weise erhöhte Reibung fördert das Schmelzen des plastischen Materials, und die Verringerung des Querschnittes, erlaubt eine bessere Enhitzung des fließenden plastischen Materials von außen. Zusätzlich zum Torpedo setzt man zwischen diesen und die Mündung gewöhnlich-ein Filter ein. Als Filter kann man jede der dem Fächmann bekannten zahlreichen Vorrichtungen verwenden, wie ein Sieb, eine Sandpackung u. dgl. -

Die Erfindung zielt auf die Schaffung eines Spritzzylinders an Spritzgußmaschinen und Strangpressen mit einem an seinem Auslaßende angeordneten Einsatz, der eine Doppelfunktion -hat, nämlich einmal unerwünscht große Stücke aus dem fiiefienden plastischen Material herauszufiltem und zum anderen das Schmelzen des Materials zu fördern, indem er die Reibung vergrößert und den Querschnitt des fließenden plastischen Materials verkleinert. Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung eines leicht auswechselbaren Filters, das in den Spritzzylinder der Maschine ■eingesetzt werden kann.

Die vorbeschriebenen Ziele werden erfindungsgemäß bei einem Spritzzylinder an Formungsmaschinen für thermoplastische Kunststoffe, insbesondere an Spritegußmaschinen oder an Strangpressen, mit einem Ein<satz zur Verteilung der Spritzmasse dadurch erreicht, daß der Einsatz aus einem HoHzylinder mit einem offenen und einem geschlossenen Ende besteht, dessen geschlossenes Ende der Auslaßmündung zugekehrt ist und dessen eng an den Spritzzylinder anliegender Außenmantel eine Vielzahl von. Längsnuten aufweist, die mit dem Innenraum des Zylinders durch eine Viel-

Spritzzylinder an Formungsmaschinen
für thermoplastische Kunststoffe

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Abilz, Patentanwalt,
München 27, Gaußstr. 6

Beanspruchte Priorität:.
. V. St. v. Amerika vom 9. Juni 1954

Louis Paggi, Belleville, N. J. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

zahl kleiner, über im wesentlichen ihre gesamte Länge verteilter Löcher verbunden sind.

Der Einsatz wird im den Spritzzylinder zwischen

der Mündung und der Vorrichtung eingesetzt, die das - plastische Material längs des Spritzzylinders nach vorn fördert. Er ist so ausgebildet, daß er sich dicht an der Innenwand des Auslaßendes des Spritzzylinders anpaßt, und seine Länge ist zumindest gleich einem Drittel des Abstandes zwischen dem Ausdaßende und dem vordersten Punkt, den das das plastische Material längs -des Zylinders nach vorn drückende Spritzmasseförderorgan-, beispielsweise eine Schnecke oder ein Kolben, erreicht. Da der Einsatz das Förderorgan nicht berühren darf, darf seine Länge auf keinen. Fall so groß sein· wie der oben beschriebene Abstand zwischen Auslaßende und vorderstem Punkt des Förderorgans.

■Das von. dem Förderorgän nach vorn, gedrückte plastische Material kann in !körniger Form in einem beliebigen. Stadium des Schmelz Vorganges vorliegen, d. h., die Körnchen können teilweise oder auch vollständig geschmolzen sein, bevor sie den Verteikreinsatz im Spritzzylinder erreichen!. Das plastische Material wird in das Innere des .hohlen Einsatzes gepreßt. Von dort gelangt es durch die nach außen führenden Löcher in die Längsnuten auf seiner Außenseite und fließt dann die Nuten entlang, die an der Stelle, an der sie auf d^!ie Mündung am Auslaß der Maschine treffen, konvergieren. Die Löcher im Einsatz sind so -eng, daß sie den Durchtritt aller in dem plastischen Material enthaltenen Klumpen verhindern und auf diese Weise

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filternd wirken·. Durch die'plötzliche Querschnittsverminderung von einem verhältnismäßig weiten. Zylinder auf die Weinen. Durchlässe im Einsatz wird· die Reibung vergrößert und dementsprechend die Temperatur des Materials erhöht,; so "daß eine'homogene Schmelze erreicht wird. Wenn'der Massezylinder der Maschine von. außen beheizt wird, z. B. durch einen Dampfmantel oder eine ähnliche Vorrichtung, so -ist die Beheizung infolge der Aufteilung des plastischen Materials in viele kleine Ströme an dieser Stelle viel wirksamer als im Hauptteil des Zylinders.

Dk Zeichnung zeigt vereinfacht ein Beispiel eines Spritzzylinders nach der Erfindung.

Fig. 1 stelk den im Spritzzylinder eingebauten Verteilereinsatz im Schnitt,

Fig. 2 den Verteilereinsatz selbst im Schnitt und

Fig. 3 eine Vorderansicht des Verteilereinsatzes dar.

Nach Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Verteilereinr gatz in den Spritzzylinder einer normalen Spritzgußmaschine eingebaut. Die Maschine besteht aus dem Zylinder 1 mit der Beschickungsöffnung 2 und der Auslaßmündung 3 sowie einem das plastische Material vorwärts drückenden Förderorgan 4. Als Förderorgan 4 kann ein Kolben (Fig. 1) oder eine Schnecke dienen. Der Verteilereinsatz 5 ist so eingebaut, daß er sich an die Mündung 3 anlegt und eng an der Innenfläche von Spritzzylinder 1 anliegt. Die axiale Länge des Verteilereinsatzes ist zumindest gleich einem, Drittel des Abstandes von Punkt 6 und 7, in jedem Fall jedoch kleiner als der gesamte Abstand von Punkt 6 und 7. Punkt 6 stellt das Auslaßende des Zylinders 1 dar; Punkt 7 stellt die vorderste Stellung dar, die das Förderorgan 4 auf Grund der ,Bauart der Maschine erreichen kann. Die Außenseite von Verteilereinsatz 5 ist mit einer Vielzahl von Längsnutem 8 ausgestattet, die durch eine Vielzahl von- Löchern 9 mit dem Einsatzinneren verbunden sind.-

Bei Betrieb einer mit einem Spritzzylinder gemäß der Erfindung ausgestatteten Spritzgußmaschine wird körniges plastisches Material durch den Einlaß 2 in den Zylinder eingebracht, während das Förderorgan 4 vollständig zurückgezogen ist. Das, Förderorgan wird dann in die Stellung gemäß Fig. 1 vorwärts bewegt und drückt dabei das vor ihm befindliche plastische Material in das Innere des Verteilereinsatzes 5. Wenn dem vom Förderorgan 4 vorwärts gedrückten plastischen Material durch den [Zylinder 1 hindurch genügend Wärme zugeführt oder wenn durch die Wirkung des Förderorgans 4 genügend Reibung entwickelt worden ist, schmilzt das. plastische Material im Einsatzinneren. Hat das plastische- Material auf diese Weise jedoch nicht genügend Wärme aufgenommen, so- ist es unvollkommen geschmolzen. Das plastische Material fließt dann aus dem Inneren von Einsatz 5 durch die Löcher 9 nach außen in die Nuten 8 und in diesen vorwärts zur Mündung 3. Große ungeschmolzene Stücke werden von den Löchern 8 zurückgehalten. Ferner wird das plastische Material, das- durch die Löcher 9 in die Nuten 8 fließt, durch die zusätzliche Reibung beim Durchtritt durch diese engen Durchlässe eindringlicher geschmolzen und kann durch eine den Zylinder 1 umgebende Wärmequelle von außen besser erhitzt werden.

Fig. 2 zeigt den Einsatz 5 im Längsschnitt. Der Einsatz weist ein offenes Ende 10 und ein geschlossenes Ende 11 auf, das mit einem Loch 12 am Scheitel versehen ist, um eine Ansammlung von. plastischem Material in dem konisch geformten Nasenkeil des Einsatzes zu verhindern. Die Außenfläche des Verteilereinsatzes ist mit zahlreichen parallelen Längsnuten 8 versehen, die sich im allgemeinen vom offenen Ende 10 bis zum geschlossenen. Ende 11 erstrecken. Die Nuten 8 stehen mit dem Inneren des Verteilereinsatzes durch Löcher 9 in Verbindung. Die Wandstärke des Verteilereinsatzesi hängt von der Art seines Werkstoffes ab und wird so groß gehalten, daß seine Wandung dem von dem geschmolzenen plastischen Material ausgeübten Druck standhält. Das Innere des Verteilereinsatzes ist im allgemeinen zylindrisch oder leicht verjungt ausgebildet, um eine konische Oberfläche zu erhalten (Fig. 2). Das. geschlossene Ende 11 des Verteilereinsatzes ist in der Zeichnung konisch dargestellt, aber diese Form hängt von der Innenfläche des Auslaßteils des Zylinders 1 ab, die in Fig. 1 konisch dargestellt ist.

Der Auslaßteil der Maschine kann auch in anderer Weise ausgebildet sein; entscheidend ist, daß der Einsatz 5 genau der Form des Auslaßteiles entspricht, 4a es wichtig ist, daß die Stege zwischen den Nuten 8 eng an der Innenfläche von Zylinder 1 anliegen. Auf diese Weise werden kleine Kanäle gebildet, die das plastische Material zum Auslaß der Maschine, d. h. zur Mündung 3, lenken. Die Nuten 8 sind zueinander parallel und konvergieren längs des Zylinderteils von Einsatz 5 nicht,, wohl aber am geschlossenen Ende 11, das konisch geformt ist. Am Punkt 13 enden die Stege zwischen den Nuten und damit auch die Nuten selbst.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht des geschlossenen Endes

des Einsatzes 5. Die Nuten 8 sind in gleichem Abstand über den Umfang des Einsatzes verteilt. Die Nuten können irgendeine im allgemeinen glatte Innenfläche haben wie die in Fig. 3 gezeigte bogenförmige A-usbildung. Auf Grund der konischen Ausbildung des geschlossenen Endteiles des Verteilereinsatzes 5 laufen die Nuten 8 bei 13 zusammen. Das Loch 12 am Scheitel des konischen Teiles des Verieilereimsatzes stellt eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Einsatzinneren und dem Auslaßende des Spritzzylinder her. Mit Spritzzylindern gemäß der Erfindung wurden mit verschiedenen Spritzgußmaschinen Versuche ausgeführt. Diese Maschinen waren mit Düsen für Spritzguß und mit Formen zur Herstellung von. Kegeln, Prüf stäben, Rollen und verschiedenen massiven Spritzlingen ausgestattet. Die verwendeten Filtereinsätze bestanden aus Mesising oder Berylliumkupfer und waren so bearbeitet, daß sie sich dicht an das Innere des Heizzylinders der Maschine anpaßten·. Als plastisches Material wurde ein Polyamid verwendet. Unter Benutzung der gleichen Maschine wurden Vergleichsversuche durchgeführt, und zwar einmal unter Verwendung des. erfindungsgemäßen und das andere Mal unter Verwendung eines normalen Spritzzylinder. Die Verwendung des Spritzzylinders gemäß der Erfindung gab folgende Vorteile:

1. Die Spritzlinge hatten eine verbesserte Zähigkeit.

2. Hohlräume in den massiven Teilen der geformten Gegenstände waren praktisch völlig beseitigt.

3. Die Maschine arbeitete insofern besser, als der Durchsatz des plastischen Materials gleichmäßiger erfolgte und das plastische Material, wenn überhaupt, so nur eine geringe Neigung zeigte, an den Wandungen des Zylinders hängenzubleiben.
In einem Vergleioheversuch wurden auf einer Maschine durch Spritzguß gleichzeitig vierundzwanzig Rollen aus Polyamid hergestellt. Bei Verwendung des Spritzzylinders gemäß der Erfindung waren die Formen bei einer Zylindertemperatar von 282° C vollständig gefüllt, während im. Gegensatz hierzu unter den gleichen Bedingungen, aber unter Verwendung eines Spritzzylinders mit üblichem Torpedo an Stelle

Claims (3)

des erfindungsgemäßen Spritzzylinders die Zylindertemperatur auf 338° C erhöht werden mußte, bevor die Formen einwandfrei gefüllt werden konnten. Die Ausbildung des Einsatzes für den Spritzzylinder gemäß der Erfindung ist keinen besonderen Bedingungen unterworfen, es müssen nur auf seiner Außenfläche eine Vielzahl flacher enger Längsnuten angeordnet und diese Nuten durch eine Vielzahl kleiner Löcher mit dem Einsatzinneren verbunden sein. Die Nuten können halbkreisförmig, elliptisch, rechteckig oder in einer sonstigen gewünschten Form ausgebildet sein, vorzugsweise aber haben sie einen solchen gekrümmten oder bogenförmigen Querschnitt, daß keine scharfen Innenecken entstehen, welche die Reinigung der Vorrichtung erschweren1. Die Löcher, die die Nuten mit dem Einsatzinneren- verbinden, brauchen keine besondere Form zu haben, sie können kreisförmig, schlitzförmig sein oder eine beliebig andere Form haben; sie müssen nur genügend eng sein, um große Teilchen aus dem nach vorn gedrückten plastischen Material herauszttfiltern. Patentansprüche:

1. Spritzzylinder an Formungsmaschineni für thermoplastische Kunststoffe, insbesondere an

Spritzgußmaschinen oder an Strangpressen, mit einem Einsatz zur Verteilung der Spritzmasse, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (5) aus einem Hohlzylinder mit einem offenen (10) und einem geschlossenen Ende (11) besteht, dessen geschlossenes Ende der Auslaßmündung (3) zugekehrt ist und dessen eng an den Spritzzylinder (1) anliegender Außenmantel eine Vielzahl von Längsnuten (8) aufweist, die mit dem Innenraum des Zylinders durch eine Vielzahl kleiner, über im wesentlichen ihre gesamte Länge verteilter Löcher (9) verbunden sind.

2. Spritzzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daiß die,Verbindungslöcher (9) gleichmäßig über die Länge der Nuten (8) verteilt sind.

3. Spritzzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (5) höchstens die Länge des Abstandes zwischen Auslaßende (6) des Spritzzylinders (1) und dem vordersten Ende (7) des Spritzmasseförderorgans (4) (Kolben oder Schnecke), mindestens aber die Länge eines Drittels dieses Abstandes aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 480838, 2 500401.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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