DE1167006B

DE1167006B - Schnecken-Spritzgiessmaschine zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe

Info

Publication number: DE1167006B
Application number: DEA26847A
Authority: DE
Inventors: Herbert Goller
Original assignee: ANKER WERK Gebr GOLLER
Current assignee: ANKER WERK Gebr GOLLER
Priority date: 1957-03-29
Filing date: 1957-03-29
Publication date: 1964-04-02

Description

Schnecken-Spritzgießmaschine zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnecken-Spritzgießmaschine zur Verarbeitung insbesondere von thermoplastischen Kunststoffen mit einer zum Zwecke der Förderung und Plastifizierung drehbaren und zum Zwecke der Einspritzung axial bewegbaren Schnecke, deren mit Durchtrittsöffnungen für den plastifizierten Kunststoff versehener Schneckenkopf einen größeren Durchmesser als der Schneckenkern aufweist.
Schnecken-Spritzgießmaschinen haben in der Praxis gegenüber den herkömmlichen Kolben-Spritzgußmaschinen eine erhebliche Verbesserung des Spritzgußverfahrens und damit auch eine Steigerung der Spritzlingsqualität gebracht. Bei sehr leicht zu plastifizierenden und zu verspritzenden Kunststoffen, wie z. B. Polyäthylen, können bei Kolben-Spritzgußmaschinen durch Anwendung größerer Kolben- und Zylinderdurchmesser wesentlich größere Volumina gespritzt werden, als dies der Nennleistung der Maschine entspricht. Das gleiche ist sinngemäß auch bei Schnecken-Spritzgießmaschinen möglich, indem bei sonst gleicher Axialverschiebung der Schnecke deren Durchmesser entsprechend groß gehalten wird. Dabei ergeben sich jedoch die Nachteile, daß die Herstellung einer Schnecke mit vergrößertem Durchmesser sehr schwierig und teuer ist, während ein vergrößerter Kolbensatz für den Kolben-Spritzgußzylinder ein verhältnismäßig einfaches Maschinenelement darstellt.
Außerdem besteht bei stark vergrößertem Schneckendurchmesser, bezogen auf die Normalausrüstung der Maschine für die jeweilige Nennleistung, die Gefahr der Überlastung des Antriebes.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung einer Schnecke normalen Durchmessers, bei Verwendung einer Antriebseinheit, wie sie in die Maschine als Normalausrüstung eingebaut ist, und bei sonst gleicher Axialverschiebung der Schnecke ein gegenüber der Nennleistung der jeweiligen Maschine stark vergrößertes Spritzvolumen zu erzielen.
Diese Aufgabe wird unter gleichzeitiger Vermeidung der vorerwähnten Nachteile erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sammelraum zwischen Schneckenkopf und Einspritzdüse und mit ihm entsprechend der Schneckenkopf einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist als die eigentliche Schnecke. In den Durchtrittsöffnungen des Schnekkenkopfes. durch welche der aufgeschmolzene Kunststoff in den Sammelraum gelangt, sind dabei vorzugsweise ein oder mehrere den Werkstoffdurchgang nur in Einspritzrichtung gestattende Rückschlagventile angeordnet.
Es wurde bereits eine Spritzgießmaschine bekannt, bei der im Spritzzylinder ein mit einer axialen Bohrung versehener hülsenähnlicher Spritzkolben längsverschiebhar angeordnet ist. Für die Plastifizierung des Kunststoffes sorgt dabei eine im Spritzkolben drehbar gelagerte Schnecke, die während des Plastifiziervorganges den Kunststoff durch eine in der Stirnseite des Spritzkolbens befindliche düsenartige Bohrung in den Sammelraum zwischen Spritzkolben und Spritzdüse fördert. Während des Einspritzvorganges bilden die düsenartige Bohrung des Spitzkolbens und die Schnecke ein Rückschlagventil, wobei die Gesamtstirnfläche von Schnecke und Spritzkolben als Druckfläche wirkt.
Diese Bauart ist jedoch maschinentechnisch nicht befriedigend, weil insbesondere bei der Verarbeitung von dünnflüssigen Schmelzen keine absolute Dichtung zwischen dem hülsenähnlichen Spritzkolben und dem Spritzzylinder erzielt werden kann. Der zwischen beide Teile eingepreßte Kunststoff wird entweder zersetzt oder verbrannt, oder er bringt den Spritzkolben zum Klemmen, so daß jede weitere Bewegung des Spritzkolbens bzw. der Schnecke nur mit großen Kräften oder unter Beschädigung der Spritzgußmaschine möglich ist. Wenn ein solcher Störungsfall eintritt, muß ein Teil der Maschine auseinander genommen werden, um die Schnecke, den Spritzkolben und den Spritzzylinder reinigen bzw. auswechseln zu können. Diese Reinigungs- und Auswechselarbeiten, die zusätzlich mit bestimmten Aufheiz- und Abheizzeiten verbunden sind, haben jeweils einen erheblichen Produktionsausfall zur Folge.
Weiter ist eine Spritzgußmaschine bekanntgeworden, bei der die im Zylinder angeordnete Schnecke am vorderen Ende einen ganglosen Verteilerkopf trägt, dessen Durchmesser größer ist als derjenige des Schneckenkernes. Der Verteilerkopf weist dabei auf seiner Umfangsiläche eine Reihe Kanäle auf, ciie m axialer Richtung der SchnecKe verlauten und die einen einheitlichen Massenfluß bewirken und die Homogenität der aufgeschmolzenen Masse vorteilhaft beeiilkissen sol;en. Der Vei-teile.kop;, der au m;; Rückschlagventilen versehen sein kann, hat hierbei einen Durchmesser, der dem gesamten Innenraum des Zylinders angepaßt und daher nicht größer als derjenige der Schnecke ist.
Die Erfindung soll nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele noch näher beschrieben werden. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Spritzzylinder einer Schnecken-Spritzgießmaschine, welcher dc efindungsgemäßen Vorrichtungen aufweist, und Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt, jedech nach einer anderen Ausführungsform.
Nach F i g. 1 ist die Schnecke t im Zylinder 2 dreh-und axial verschiebbar gelagert. Das zu verarbeitende Kunststoffmaterial befindet sich während des Arbeitsablaufes im Fülltrichter 3, der durch eine Einfüllöffnung mit dem Innenraum des Zylinders 2 in Verbindung steht. Während des Plastifizievorganges fördert die rotierende Schnecke 1 das aus dem Fülltrichter 3 stets nachfallende Kunststoffmaterial in Richtung zur Einspritzdüse 4 des Zylinders 2. Das durch Scherkraft- und Wärmeeinwirkung aufgeschmolzene Kunststoffmaterial gelangt schließlich über die Durchtrittsöffnungen 5 des Schneckenkopfes 6 in den Sammelraum 7, wobei das Rückschlagventil 8 in dieser Strömungsrichtung den Weg freigibt. Wenn sich im Sammelraum 7 die für eine Formfüllung notwendige Menge an aufgeschmolzenem Kunststoff angesammelt hat, wird die Schnecke 1 in an sich bekannter Weise axial beaufschlagt. wcdurch der im Sammelraum 7 befindliche Kunststoff durch die Einspritzdüse 4 voll in die Form eingepreßt werden kann. Das Rückschlagventil 8 verhindert dabei ein Zurückströmen des flüssigen Kunststoffes durch die Durchtrittsöffnungen 5 in die hinteren Gewindegänge der Schnecke 1.
Durch die Axialverschiebung der Schnecke 1 in Richtung zur Einspritzdüse 4 wird zwischen dem Schneckenkcpf 6 und der Wand des Zylinders 2 ein Raum 9 freigegeben, in dem sich ein Vakuum bildet, was jedoch zunächst ohne Einfluß auf die Funktion von Schnecke und Zylinder bleibt. Wahlweise kann jedoch dieses Vakuum zur Entgasung der plastifizierten Masse verwendet werden.
Nach erfolgter Einspritzung (Formfüllung) wird die rotierende Schnecke 1 zunächst plastifizierten Kunststoff in den Raum 9 fördern. Wenn dieser ausgefüllt ist, so dringt der aufgeschmolzene Kunststoff durch die Durchtrittsöffnungen 5 über das Rückschlagventil 8 hinweg in den Sammelraum 7 und schiebt dadurch die Schnecke 1 zusammen mit dem Schneckenkopf 6 wieder in Richtung zum Fülltrichter 3 zurück, wodurch der Sammelraum 7 erneut mit plastifiziertem Kunststoff für die nächste Einspritzung (Fornifüllung) gefüllt wird. Da der Durchmesser des Schneckenkopfes 6 gegenüber demjenigen der Schnecke 1 stark vergrößert ist, ergibt sich nach der Erfindung das stark vergrößerte Spritzvolumen als Produkt aus dem axialen Verschiebeweg der Schnecke 1 (mit Schneckenkopf 6) und der Stirnfläche des Schneckenkopfes 6.
Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 entspricht im wesentlichen demjenigen der F i g. I. Unterschiede bestehen hier nur darin, daß eine Hülse 10 durch einen Bund 11 mit der Schnecke 1 kraftschlüssig verbunden ist, wodurch die Hülse 10 gezwungen wird, allen Axialbewegungen der Schnecke 1 entsprechend zu folgen. Gegen Verdrehung ist die Hülse 10 dadurch gesichert, daß ein im Zylinder 12 befestigter Keil 13 in eine Längsnut 14 eingreift. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind außerdem in den Durchtrittsöffnungen 15 des Schneckenkopfes 16 keine Rückschlagventile erforderlich, da die Schnecke 1 selbst in bekannter Weise ein Rückströmen des aufgeschmolzenen Kunststoffes verhindert.

Claims

Patentansprüche: 1. Schnecken-Spritzgießmaschine zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe mit einer zum Zwecke der Förderung und Plastifizierung drehbaren und zum Zwecke der Einspritzung axial bewegbaren Schnecke, deren mit Durchtrittsöffnungen für den plastifizierten Kunststoff versehener Schneckenkopf einen größeren Durchmesser als der Schneckenkern aufweist, d a -durch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (7) zwischen Schneckenkopf (6, 16) und Einspritzdüse (4) und mit ihm entsprechend der Schneckenkopf (6, 16) einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist als die eigentliche Schnecke (1).
2. Schnecken-Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein oder mehrere den Werkstoffdurchgang nur in Einspritzrichtung gestattende Rückschlagventile (8) in den Durchtrittsöffnungen (5, 15) des Schneckenkopfes (6, 16). ~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 845 855, 858 310; belgische Patentschrift Nr. 548 631.