DE1529752C

DE1529752C - Device for performing a method for full or approximate equalization of the axial temperature differences in the mass in the collecting space of a screw injection molding machine

Info

Publication number: DE1529752C
Application number: DE19611529752
Authority: DE
Inventors: Herbert Albers August Dr Ing 8500 Nürnberg Goller
Original assignee: Ankerwerk Nürnberg GmbH, 8500 Nurn berg
Priority date: 1961-04-07
Filing date: 1961-04-07
Publication date: 1973-03-08

Description

Die Erfindung nach dem Hauptpatent 1 168 630 bezieht sich auf ein Verfahren zum völligen oder angenäherten Ausgleichen der axialen Temperaturunterschiede der Masse im Sammelraum einer Schnecken-• .Spritzgießmaschine, bei der die Plastifizierung und die Förderung des Kunststoffes in den zwischen Schneckenkopf und Spritzdüse gelegenen Sammelraum im wesentlichen durch die Drehbewegung und das Ausspritzen des Kunststoffes aus diesem Raum durch die Axialbewegung der Schnecke erfolgt, wobei die Förderung der Schnecke im Sammelraum einen Druck aufbaut, der die rückläufige Bewegung der Schnecke gegen einen Gegendruck bewirkt.The invention according to the main patent 1 168 630 relates to a method for total or approximate Compensation of the axial temperature differences of the mass in the collecting space of a screw • Injection molding machine in which the plasticizing and conveying of the plastic in the between Screw head and spray nozzle located collecting space essentially by the rotary movement and the injection of the plastic from this space takes place through the axial movement of the screw, wherein the conveyance of the screw in the collecting space builds up a pressure that causes the backward movement causes the screw against a counter pressure.

ίο Nach dem Hauptpatent besteht die Erfindung darin, daß die Masse im Sammelraum in dem der Spritzdüse benachbarten Teil und in dem dem Schneckenkopf zugekehrten Teil der in rückwärtiger Lage befindlichen Schnecke durch ein gesteuertes Anheben des Gegendruckes auf die rotierende Schnecke und/ oder durch eine gesteuerte Drehzahlerhöhung der Schnecke zusätzlich erwärmt wird. Weiter ist nach der Erfindung des Hauptpatentes vorgesehn, /daß die Temperatur der Masse im Düsenteil und/oder im Schneckenkopfteil des Sammelraumes etwas über die Temperatur der Masse im'Mittelteil des Sammelrau- ; nies angehoben wird.ίο According to the main patent, the invention consists in that the mass in the collecting space in the part adjacent to the spray nozzle and in that of the screw head facing part of the screw located in the rear position by a controlled lifting the counter pressure on the rotating screw and / or by a controlled increase in speed of the The screw is additionally heated. Next is provided according to the invention of the main patent, / that the Temperature of the mass in the nozzle part and / or in the screw head part of the collecting space slightly above the Temperature of the mass in the middle part of the collecting room; is never lifted.

Die Zusatzerfindung befaßt sicn nun mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zumThe additional invention is now concerned with a device for carrying out the method for

völligen oder angenäherten Ausgleichen der axialen Temperaturunterschiede der Masse im Sammelraum einer Schnecken-Spritzgießmaschine der eingangs genannten Art.complete or approximate compensation of the axial temperature differences of the mass in the collecting space a screw injection molding machine of the type mentioned above.

Es ist bereits eine Schnecken-Spritzgießmaschine bekanntgeworden, mit der Kunststoffe plastifiziert, eine konsistente Masse von gänzlich homogenisiertem Kunststoff mit gleichmäßiger Geschwindigkeit und Temperatur unter Druck in eine Form gepreßt und spannungsfreie, maßgenaue Artikel hergestellt werden. Die hierzu notwendige Plastifizierung wird dadurch erreicht, daß unter Ausschaltung gebräuchlicher Vorplastifizier-Anordnungen der rückläufigen Schnecke während der Plastifizierphase über das zugeordnete Hydrauliksystem ein einmal einzustellender Gegendruck entgegenwirkt. Die Einstellung desA screw injection molding machine has already become known, with which plastics are plasticized, a consistent mass of fully homogenized plastic at an even rate and temperature pressed into a mold under pressure and tension-free, dimensionally accurate articles are produced will. The plasticization necessary for this is achieved by eliminating the more common ones Pre-plasticizing arrangements of the reverse screw during the plasticizing phase over the assigned Hydraulic system counteracts a counter pressure that has to be set once. The setting of the

... Gegendruckes wird dadurch erreicht, daß in der von der während der Plastifizierphase abgesperrten Hauptleitung zum Tank führenden Nebenleitung für das zurückfließende Öl ein Überdruckventil angeordnet ist, welches so eingestellt wird, daß die Schnecke gegen einen bestimmten Gegendruck zurückläuft. Über diese einmalige Einstellung des Gegendruckes hinaus ist jedoch bei der bekannten Schnecken-*... counterpressure is achieved in that the closed off during the plasticizing phase Main line leading to the tank secondary line for the returning oil arranged a pressure relief valve is, which is set so that the screw runs back against a certain counter pressure. In addition to this one-off setting of the counter pressure, however, the known screw *

, ν Spritzgießmaschine keine Steuerung des Gegendrukkes innerhalb einer Plastifizierphase und somit keine Steuerung der axialen Temperaturunterschiede bei axialer Schneckenverschiebung vorgesehen., ν Injection molding machine no counter pressure control within a plasticizing phase and thus no control of the axial temperature differences axial screw displacement provided.

Der "Zusatzerfindung liegt nun die "Aufgäbe zugrunde, Vorrichtungen zu schaffen, mit denen das gesteuerte Anheben des Gegendruckes auf die rotierende Schnecke vorteilhaft ausgeführt werden kann.The "additional invention is now based on the" task To create devices with which the controlled raising of the counter pressure on the rotating Screw can be carried out advantageously.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Gegendruck auf die rotierende Schnecke während ihrer rückläufigen Bewegung in Abhängigkeit vom Schneckenweg durch hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch wirkende Vorrichtungen steuerbar ist.This object is achieved according to the invention in that the counter pressure is applied to the rotating The screw during its retrograde movement depending on the screw path through hydraulic, pneumatically or mechanically acting devices can be controlled.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß von einem am verschiebbaren Schneckenschaft befestigten Kontaktgeber ein oder mehrere längs des Schneckenweges einstellbar angeordnete Kontakte betätigbar sind, deren Steuerimpulse über einen Schaltschrank eineAccording to a particularly advantageous embodiment of the invention it is provided that one of the slidable Screw shaft attached one or more contactors along the screw path adjustably arranged contacts can be actuated, the control pulses of which via a switch cabinet a

veränderliche Einstellung eines Mengen- und Druckregelventils des die Schnecke mit dem Gegendruck beaufschlagenden Hydraulik- oder Pneumatiksystems bewirken.variable setting of a volume and pressure control valve of the screw with the counter pressure affecting hydraulic or pneumatic system.

Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß ein aus einem Führungszylinder herausragender Schaftteil des verschiebbaren Schnekkenschaftes eine Halteplatte mit daran angeordneten, der rückläufigen Schneckenbewegung entgegenwirkenden Schraubenfedern trägt, die mit ihren der Halteplatte abgewandten Enden über verstellbare .Anschläge mit einer an dem Führungszylinder befestigten Führungsplatte verbunden sind. Zweckmäßigerweise ist dann schließlich noch vorgesehen, daß an den der Halteplatte abgewandten Enden der Schraubenfedern Führungsbolzen angeordnet sind, die in Bohrungen der Führungsplatte verschiebbar sind und mittels eines Gewindes verstellbare Anschlagmuttern tragen.A further development of the inventive concept is that a protruding from a guide cylinder Shaft part of the displaceable screw shaft has a holding plate with arranged thereon, the backward screw movement counteracting coil springs carries with their the Holding plate facing away from the ends via adjustable .Anschlag with one attached to the guide cylinder Guide plate are connected. Finally, it is expedient to provide that guide pins are arranged on the ends of the helical springs facing away from the retaining plate, which can be displaced in bores in the guide plate and stop nuts adjustable by means of a thread carry.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele mit den Merkmalen der Erfindung^sind in der Zeichnung dargestellt und werdeEQJir folgenden näher beschrieben. Es zeigtTwo preferred exemplary embodiments with the features of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail in the following. It shows

F i g. 1 eine schematiche Darstellung des antriebseitigen Teiles der Einspritzeinheit einer Schnecken-Spritzgießmaschine mit einer hydraulischen Vorrichtung zur Steuerung des Staudruckes undF i g. 1 is a schematic representation of the drive-side Part of the injection unit of a screw injection molding machine with a hydraulic device to control the back pressure and

Fig. 2 eine im wesentlichen der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit einer mechanischen Vorrichtung zur Steuerung des Staudruckes.FIG. 2 corresponds essentially to FIG. 1 Representation with a mechanical device for controlling the dynamic pressure.

In den beiden Figuren sind beispielsweise hydraulische und mechanische Vorrichtungen im Prinzip dargestellt, mit deren Hilfe die Steuerung des Schneckengegendruckes ausgeführt werden kann. Nach F i g. 1 ist die Schnecke 6' im Plastifizierzylinder 4', der am Getriebegehäuse 13 befestigt ist, bewegbar. Ein Elektromotor 14 versetzt über das Getriebe 15 die Schnecke 6', die das durch den Fülltrichter 7' aufgegebene Material plastifiziert, in Rotation. Die axiale Kraftbeaufschlagung der Schnecke 6' erfolgt über den im Zylinder 16 befindlichen Kolben 17 und über die Rohrleitung 18 durch das Pumpenaggregat 19.In the two figures, for example, hydraulic and mechanical devices are in principle shown, with the help of which the control of the screw counter pressure can be carried out. According to FIG. 1, the screw 6 'in the plasticizing cylinder 4', which is attached to the gear housing 13, can be moved. An electric motor 14 moves the worm 6 'via the gear 15, which feeds through the hopper 7 'of abandoned material plasticized, in rotation. The axial application of force to the screw 6 ' takes place via the piston 17 located in the cylinder 16 and via the pipeline 18 through the pump unit 19th

Das Verfahren nach dem Hauptpatent erfolgt im vorliegenden Beispiel durch einen auf den Schnekkenschaft 20 aufgebrachten Kontaktgeber 21, der beim Vor- oder Rücklauf der Schnecke 6' die ortsbeweglich angebrachten Kontakte 22 betätigt. Diese geben ihre Steuerimpulse über die Leitungen 23 an den Schaltschrank 24, der mit entsprechenden Relais und Zeituhren bestückt ist, weiter. Der Schaltschrank 24 steuert dann entsprechend den empfangenen Impulsen über die Leitungen 25 das Mengen- und Druck-Regelventil 26, das in die Rohrleitung 18 eingebaut ist. Durch die stufenweise oder stufenlos durch den Schaltschrank 24 und das Mengen- und Druck-Regelventil 26 einstellbaren Drücke innerhalb eines beliebig wählbaren Zeitraumes im Raum 27 des Zylinders 16 werden somit die Schwankungen der Massetemperatur innerhalb eines Schußgewichtes ausgeschaltet. Die Vorrichtung kann sinngemäß für ein hydraulisches oder für ein pneumatisches System angewendet werden.In the present example, the method according to the main patent is carried out using a screw shaft 20 applied contactor 21, which is movable when the screw 6 'moves forward or backward attached contacts 22 operated. These give their control impulses via the lines 23 the control cabinet 24, which is equipped with appropriate relays and timers, on. The control cabinet 24 then controls according to the received pulses via the lines 25 the quantity and Pressure regulating valve 26 which is built into the pipeline 18. Through the gradual or infinitely variable through the control cabinet 24 and the volume and pressure control valve 26 adjustable pressures within an arbitrarily selectable period in the space 27 of the cylinder 16 are thus the fluctuations of the Melt temperature switched off within a shot weight. The device can analogously for a hydraulic or a pneumatic system can be used.

Nach F i g. 2 läuft ebenfalls die Schnecke 6' im Plastifizierzylinder 4', der am Getriebegehäuse 28 befestigt ist. Die Rotation der Schnecke 6', die das durch den Fülltrichter 7' aufgegebene Material plastifiziert, erfolgt über den Elektromotor 29 und das Getriebe 30. Die Axialkraft zur Ausführung des Spritzhubes wird auf die Schnecke 6' hier durch den Schneckenantrieb 31 und die Antriebsscheibe 32 über die Kurbelstange 33 und den im Lager 35 schwenkbaren Hebelarm 34 über das Schaftteil 37' übertragen. Bei der rückläufigen Bewegung der Schnecke 6' nach dem Spritzhub übt der Schneckenantrieb keine Kraft auf die Schnecke 6' aus. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß sich der Hebelarm 34 durch Weiterdrehen der Antriebsscheibe 32 von seiner Anlagestelle am herausragenden Schaftteil 37' der Schnecke löst, während die Schnecke 6' kurzzeitig bis zum Aufbau eines ihre Verschiebung ermöglichenden Druckes im Sammelraum bzw. Plastifizierzylinder 4' stehenbleibt.According to FIG. 2, the screw 6 'also runs in the plasticizing cylinder 4', which is attached to the gear housing 28 is. The rotation of the screw 6 ', which plasticizes the material fed through the hopper 7', takes place via the electric motor 29 and the transmission 30. The axial force for executing the The injection stroke is transmitted to the screw 6 'here by the screw drive 31 and the drive pulley 32 the connecting rod 33 and the lever arm 34 pivotable in the bearing 35 are transmitted via the shaft part 37 '. When the screw 6 'moves backwards after the injection stroke, the screw drive exerts no force on the screw 6 '. This is achieved in that the lever arm 34 continues to rotate the drive pulley 32 detaches from its contact point on the protruding shaft part 37 'of the worm, while the screw 6 'briefly until a pressure that enables it to be displaced has built up in the collecting space or plasticizing cylinder 4 'stops.

ao Das aus dem Führungszylinder 36 herausragende Teil des Schaftteiles 37' trägt eine Halteplatte38, an., der beispielsweise zwei Schraubenfedern 39 angebracht sind. Diese Schrauben-Federn 39 sind mit ihrem, der Halteplatte 38 abgew,ajidten Ende mit einem Führungsbolzen 40 fest verbunden, der in einer entsprechenden Bohrung 41 einer Führungsplatte 42 verschiebbar gelagert ist. Die Führungsbolzen 40 weisen an ihrem freien Ende ein Gewinde 43 auf, auf welchem als verstellbare Anschläge Anschlagmuttern 44 aufgeschraubt werden, um die wirksame Länge der Führungsbolzen 40 beliebig einstellen zu können.ao The part of the shaft part 37 'protruding from the guide cylinder 36 carries a holding plate38., which, for example, two coil springs 39 are attached. These coil springs 39 are with their, the holding plate 38 away, ajidten end with a guide pin 40 firmly connected, which is in a corresponding bore 41 of a guide plate 42 is slidably mounted. The guide pins 40 have a thread 43 at their free end on which as adjustable stops stop nuts 44 are screwed to the effective To be able to adjust the length of the guide pins 40 as desired.

Damit die Halteplatte 38 nicht von der Rotation der Schnecke 6' beeinflußt wird, ist der Schaftteil 37' vom Schneckenschaft 37 getrennt und im Führungszylinder 36 gesondert gelagert. Um größere mechanische Reibungsverluste zu verhindern, sind im Führungszylinder 36 die Lager 45, 46 und 47 angeordnet. Die Vorrichtung nach F i g. 2 arbeitet wie folgt:So that the holding plate 38 is not influenced by the rotation of the worm 6 ', the shaft part 37' is separated from the screw shaft 37 and stored separately in the guide cylinder 36. To bigger mechanical To prevent frictional losses, the bearings 45, 46 and 47 are arranged in the guide cylinder 36. The device according to FIG. 2 works as follows:

Die Schnecke 6' und der Schneckenschaft 37 mit dem Schaftteil 37' befinden sich (vgl. Fig. 2 des Hauptpatentes) in vorderster Stellung. Der Elektromotor 29 setzt über das Getriebe 30 die Schnecke 6' in Rotation. Diese plastifiziert das aus dem Fülltrichter 7' nachfallende Material in den Raum zwischen Düse und Schneckenkopf. Die sich vor dem Schnekkenkopf sammelnde Masse drückt nun die Schnecke 6' und somit auch den Schneckenschaft 37 mit dem Schaftteil 37' zurück und nimmt dabei auch die Halteplatte 38, die Schraubenfedern 39 und die Führungsbolzen 40 mit. Erst nachdem die Anschlagmuttern 44 mit der Führungsplatte 42 zur Anlage kommen, wird der Schneckengegendruck (Staudruck) stufenlos wirksam und gleicht die nun immer kürzer werdende wirksame Gewindelänge der Schnecke 6' und die dadurch über die axiale Länge des Sammelraumes abfallende Temperatur aus.The screw 6 'and the screw shaft 37 with the shaft part 37' are located (see. Fig. 2 of the Main patent) in the forefront. The electric motor 29 sets the worm 6 'via the gearbox 30 in rotation. This plasticizes the material falling from the hopper 7 'in the space between Nozzle and screw head. The mass that collects in front of the screw head now presses the Screw 6 'and thus also the screw shaft 37 with the shaft part 37' back and also takes the retaining plate 38, the coil springs 39 and the guide pins 40 with. Only after the stop nuts 44 come into contact with the guide plate 42, the screw counterpressure (back pressure) infinitely variable and equal to the increasingly shorter effective thread length of the screw 6 ' and the resulting temperature drop over the axial length of the plenum.

Durch entsprechendes Einstellen des Abstandes zwischen den Anschlagmuttern 44 und Führungsplatte 42 sowie durch das Auswechseln verschieden starker Schraubenfedern 39 kann jeweils die erforderliche Wirkung innerhalb eines Schußgewichtes erzielt werden.By adjusting the distance between the stop nuts 44 and the guide plate accordingly 42 and by replacing helical springs 39 of different strengths, the required Effect can be achieved within a shot weight.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for carrying out a process for the complete or approximate equalization of the axial temperature differences of the mass in the collecting space of a screw injection molding machine, in which the plasticizing and conveying of the plastic into the collecting space between the screw head and the spray nozzle is essentially due to the rotary movement and the injection the plastic from this space is carried out by the axial movement of the screw; wherein the conveyance of the screw in the collecting space builds up a pressure which causes the backward movement of the screw against a counter pressure, and in which the mass in the collecting space in the part adjacent to the spray nozzle and in the part facing the screw head of the screw located in the rear position through a controlled raising of the counterpressure , ap f; the rotating screw is additionally heated, according to patent 1 168 630, characterized in that the counterpressure on the rotating screw (6 ') during its reverse movement is hydraulically, pneumatically dependent on the screw path or mechanically acting devices (21, 22, 24, 26; 39, 40, 41, 44) can be controlled.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that one of the slidable Screw shaft (20) fastened contactors (21) one or more along the screw path adjustably arranged contacts (22) can be actuated, the control impulses of which via a switch cabinet (24) a "variable setting of a volume and pressure control valve (26) of the Cause the screw (6 ') with the hydraulic or pneumatic system acting on the counterpressure.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that 'one of a guide cylinder (36) protruding shaft part (37 ') of the displaceable screw shaft (20) a holding plate (38) with arranged thereon, counteracting the retrograde screw movement Helical springs (39) with their ends facing away from the retaining plate (38) via adjustable Stops (44) with a guide plate attached to the guide cylinder (36) (42) are connected.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the holding plate (38) opposite ends of the coil springs (39) guide pins' (40) are arranged, which are in bores (41) of the guide plate (42) are displaceable and adjustable by means of a thread (43) Wear stop nuts (44).