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Spritzgießmaschine zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe
Es sind Spritzgießmaschinen zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe bekannt,
die aus einem Spritzzylinder bestehen, in denen der Kunststoff, der in einer Schnecke
vorplastifiziert ist, durch diese Schnecke gefördert wird. Die unmittelbare Förderung
des Kunststoffes aus der Vorplastifizierungsschnecke in den Spritzzylinder macht
es jedoch im allgemeinen notwendig, die Förderschnecke während des Spritzvorganges
abzustellen, da während dieser Zeit der Kunststoff nicht in den Spritzzylinder gefördert
werden kann.
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Es sind schon Vorschläge gemacht worden, um den Schneckenlauf ununterbrochen
aufrechtzuerhalten, doch haben sich diese nicht durchgesetzt, weil sie den Bedürfnissen
der Praxis nicht genügten. So wird z. B. bei einer bekannten Spritzgießmaschine
seitlich am Gehäuse eine unter Federkraft stehende Schnecke in einem entsprechenden
Seitengehäuse angeordnet.
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Diese Schnecke muß jedoch gleichsder Hauptförderschnecke angetrieben
werden, um den Pufferraum, der durch sie zusätzlich geboten wird, expandierbar zu
machen. Eine solche Einrichtung ist ebenfalls sehr kompliziert, teuer und dauernd
wartungsbedürftig.
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Weiterhin ist eine Spritzgießmaschine bekannt, bei der als Pufferraum
ein normaler Zylinder mit einem unter Druck stehenden Hubkolben eingeschaltet ist.
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Dieser bekannten Einrichtung haftet jedoch ebenfalls der Nachteil
an, daß innerhalb des Ausgleichszylinders ein toter Raum vorhanden ist, in dem sich
Spritzgut sammeln und stauen kann. Abgesehen davon, daß hierdurch ein Farbwechsel
der Spritzmasse nur nach gründlicher Reinigung der gesamten Anlage möglich ist,
können sich Rückstände auch beim gleichen Spritzgut als Verschmutzung nachteilig
auswirken, wenn sie gelegentlich in unkontrollierbaren Zeitabständen und dann in
der Regel thermisch zersetzt, mitgerissen werden. In den Fällen, in denen es außerdem
wünschenswert ist, den Lauf der Plastifizierungs- und Förderschnecke nicht zu unterbrechen,
weil manche Kunststoffe durch eine Unterbrechung der Plastifizierung nachteilig
beeinflußt werden, gibt es keine praktisch brauchbare Verbindung zwischen der Plastifizierungs-
und Förderschnecke auf der einen und dem Spritzgießzylinder auf der anderen Seite.
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Gegenstand der Erfindung ist also eine Spritzgießmaschine zur Verarbeitung
thermoplastischer Kunststoffe, bei der zwischen dem horizontalen Spritzzylinder
und einer gesonderten Plastifizierungs- und Förderschnecke ein vertikal angeordneter
Druckausgleichsbehälter geschaltet ist, der seinerseits einen gegen eine Speicherkraft
verschiebbaren Druckkolben
und in seiner Verbindungsleitung zum Spritzzylinder ein
den Fluß des Kunststoffstroms nur in Richtung zum Spritzzylinder gestattendes Rückschlagventil
enthält. Die Spritzgießmaschine nach der Erfindung kennzeichnet sich durch foligende
Merkmale: a) Zur Erzeugung der Speicherkraft dient ein auf den Druckkolben des Druckausgleichsbehälters
wirkendes Gewicht; b) als Verbindungsleitung zwischen der Plastifizierungs- und
Förderschnecke und dem Druckausgleichsbehälter ist eine flexible Leitung, beispielsweise
ein druckfester Schlauch, vorgesehen; c) Anordnung einer Axialbohrung im Druckkolben
des Druckausgleichsbehälters 4, an deren Eingangsseite die flexible Leitung angeschlossen
ist.
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Der Druckausgleichsbehälter Idient gewissermaßen als Pufferbehälter,
um den von der Schnecke laufend geförderten flüssigen Kunststoff aufzunehmen. Vorzugsweise
ist zwischen dem Druckkolben des Druckausgleichsbehälters und seinem Druckgewicht
mindestens eine Verbindungsstange eingebaut, an der sich ein Nocken befindet, der
über ein oder mehrere Schalter selbsttätig bei der Bewegung des Druckkolbens die
Fördergeschwindigkeit der Schnecke steuert.
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In dem Druckbehälter herrscht ein Druck, der zwar niedriger ist als
der Druck, mit dem die Schneckenpresse den flüssigen Kunststoff fördert. Auf der
anderen Seite muß der Druck groß genug sein, um den Kunststoff schnell genug in
den Spritzzylinder zu drücken, wenn dessen Kolben zurückgezogen ist. Damit der Kunststoff
nicht aus dem Spritzzylinder in den Druckbehälter zurückgedrückt wird, ist zwischen
Zylinder und Druckbehälter ein Rückschlagventil angebracht.
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Der Druckausgleichsbehälter kann in verschiedener Weise ausgestaltet
sein, um einen ausreichenden Druck sicherzustellen und Idabei gleichzeitig die gewünschte
Pufferfunktion
zu erfüllen. So ist in dem Druckausgleichsbehälter ein Kolben untergebracht, der
durch sein natürliches Gewicht auf das Spritzgut drückt. Bei Ider Füllung des Druckausgleichsbehälters
von der Schneckenpresse aus geht der Kolben nach oben, während er bei der Füllung
des Spritzzylinders aus ,dem Druckausgleichsbehälter sich wieder nach unten bewegt.
Die Förderung des Spritzgutes aus der Schneckenpresse in den Druckausgleichsbehälter
erfolgt dabei über einen druckfesten Schlauch durch Iden Kolben hindurch. Der Druckausgleichsbehälter
ist dabei in bekannter Weise mit einem Rückschlagventil an seinem Auslauf versehen.
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Als Schneckenpresse ist bei der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine
insbesondere eine Mehrfachschnecke oder eine Mehrstufenschnecke geeignet.
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Eine Mehrstufenschnecke wird dann verwendet, wenn in dem Gemisch noch
vorhandene flüchtige Bestandteile entfernt werden müssen. Die erfindungsgemäße Spritzgießmaschine
ist also insbesondere in den Fällen besonders vorteilhaft anwendbar, in denen wegen
Ides kontinuierlichen Laufs der Förderschnecke aus Ider plastifizierten Masse noch
flüchtige Bestandteile entfernt werden können. Die erfindungsgemäße Spritzgießmaschine
ist weiterhin besonders günstig dann verwendbar, wenn in der Schneckenpresse nicht
ein bereits fertiggestelltes Granulat verarbeitet, sondern die Mischung aus dem
getrockneten Polymerisat mit Farb- und/oder Zusatzstoffen in der Förderschnecke
selbst homogenisiert und verflüssigt und von Idort im plastifizierten Zustand dem
Spritzzylinder zur Verarbeitung zugeführt wird. Die Zwischenschaltung rades Druckausgleichsbehälter4
ermöglicht dieses Verfahren in einfacher Weise. Wie sich gezeigt hat, eignet sich
die erfindungsgemäße Maschine auch besonders zur Verarbeitung solcher thermoplastischer
Kunststoffe, die im Verfahren der Suspensions- oder Emulsionspolymerisation hergestellt
worden sind, wie z. B. Polystyrol und seine Mischpolymerisate, Polyacryl-Nitril-Styrol-Butadien,
Acrylsäure- und Methacrylsäureester, Zelluloseester, Polyolefine.
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Die erfindungsgemäße Spritzgießmaschine sei an Hand der Abbildung
beispielsweise erläutert.
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In einer Mehrstufenschnecke 1 wird zur Herstellung von schlagfesten
Polystyrolspritzlingen das Gemisch aus Polymerisat mit Farb- und Zusatzstoffen bei
einer Temperatur von etwa 2100 C aufgeschmolzen und homogenisiert. Das plastifizierte
Gemisch wird mit einem Druck von 100 bis 200 kg/cm2 über das Siebpaket 2 und die
Leitung 3 durch den Druckkolben 5 hindurch dem Druckausgleichsbehälter 4 zugeführt.
In Idem durch elektrische Widerstandsheizung auf Temperaturen gehaltenen Druckausgleichsbehälter
4 ruht nunmehr der Kolben 5 auf dem plastifizierten Spritzgut. An der Kolbenstange
bzw. der Haltevorrichtung fur den Kolben ist ein Gewichts angeordnet, das auf den
Kolben einen bestimmten statischen Druck ausübt. Außerdem ist an der Kol-
benstange
eine Schalteinrichtung 6 mit mehreren Stufen angebracht, die je nach der Stellung
des Kolbens die Fönderleistung der Schneckenpresse steuert.
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Die Schaltung kann auch stufenlos arbeiten.
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In dem Druckausgleichsbehälter herrscht ein Druck, der sich nach
dem durch das Gewicht P erzeugten Kolbendruck richtet und der im allgemeinen zwischen
50 und 100 kg/cm2 liegt. Wenn im Spritzzylinder 7 der Spritzkolben 8 in seiner Rücklaufstellung
steht, drückt wider Kolben 5 über das Rückschlagventil 9 das plastifizierte Spritzgut
in den Füllraum des Spritzzylinders. Wenn der Spritzzylinder gefüllt ist, befindet
sich der Kolben 5 in einer wesentlich tieferen Stellung, und derDruckausgleichsbehälter
kann von der Schneckenpresse erneut gefüllt werden.
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Der Druckausgleichsbehälter kann mit einer Schaltvorrichtung versehen
sein, die bei zu hohem Druck im Druckausgleichsbehälter sden Betrieb der Förderschnecke
abschaltet und so als Sicherheitsvorrichtung dient.