DE1579118C

DE1579118C - Device for the production of rubber molded articles

Info

Publication number: DE1579118C
Authority: DE
Inventors: Karl 3011 Ahlem Huff
Original assignee: Continental Gummi Werke AG, 3000 Hannover
Publication date: 1971-12-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Herstellen von Gummiformartikeln mit einem in bezug auf die Form verschiebbaren, eine Spritzdüse tragenden beheizten Spritzkopf, der einen Spritzzylinder für einen durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Spritzkolben enthält und bei der das Arbeitsvolumen des Spritzzylinders in dem Spritzkopf wesentlich größer als das dem Hub des Spritzkolbens entsprechende Arbeitsvolumen ist, nach Patent 1270 271, mit Vorrichtungen zum Heizen und Kühlen der Zylinderwandungen des Spritzkopfes.The invention relates to a device for producing rubber molded articles with an in with respect to the mold displaceable, a spray nozzle carrying heated spray head, the an injection cylinder for an injection piston that can be acted upon by a pressure medium and in which the working volume of the injection cylinder in the injection head is much larger than the working volume corresponding to the stroke of the injection piston, according to the patent 1270 271, with devices for heating and cooling the cylinder walls of the spray head.

Das Patent 1270 271 hat eine stufenweise Vorwärmung der Kautschukmischung innerhalb des Spritzzylinders zum Gegenstand, derart, daß eine Vulkanisation der in der Spritzdüse befindlichen Mischung mit Sicherheit ausgeschlossen ist, daß andererseits aber die Mischung mit Beginn des Spritzvorganges im Zustand höchster Fließfreudigkeit in die Vulkanisierform eingeschossen wird. Eine solche stufenweise Vorwärmung der Kautschukmischung ergibt als wesentlichen Vorteil, daß sich unmittelbar vor dem Spritzkolben zu jedem Zeitpunkt eine vergleichsweise kalte Mischungsteilmenge befindet, die mit- dem nachfolgenden Arbeitshub in die erste Heizzone vorgeschoben und nach dem Rücklauf des Spritzkolbens durch eine neue kalte Füllung ersetzt wird.The patent 1270271 has a gradual preheating of the rubber mixture within the Injection cylinder to the object, such that a vulcanization of the located in the spray nozzle Mixing is definitely ruled out, but on the other hand the mixing takes place at the beginning of the spraying process is injected into the vulcanization mold in the state of maximum flowability. Such step-by-step preheating of the rubber mixture results in the essential advantage that it is immediately a comparatively cold partial amount of the mixture is located in front of the injection plunger at any point in time, the with the following working stroke advanced into the first heating zone and after the return of the Injection plunger is replaced with a new, cold filling.

Da mit jedem Arbeitshub jeweils nur eine Teilmenge des gesamten Spritzzylinderinhaltes durch die Spritzdüse ausgeschoben wird, führt eine Teilmenge stufenweise Zustandsänderungen vom Rohzustand beispielsweise in Granulatform beim Einfüllen in den Preßzylinder bis zum teigigen oder pastösen Zustand beim Eintreten in die Spritzdüse durch, wobei die höheren Temperaturen mit den entsprechenden Plastifizierungswerten erst nach dem Verlassen des dem Spritzkolben unmittelbar vorgelagerten Spritzzylinderabschnittes auftreten. Der Spritzkolben, der in jeder Phase des Arbeitsvorganges nur mit dem etwa unter Raumtemperatur eingegebenen Rohkautschuk in Berührung kommt, kann infolgedessen ohne die Gefahr von Undichtigkeiten mit einem gewissen Spiel in dem unbeheizten hinteren Teil der Zylinderbohrung geführt werden, und auch die von ihm bestrichenen Bohrungswandungen bleiben stets sauber, da sich der Kolben beim Rücklauf ohne Nachziehen von Rückständen von der vorgeschobenen, ihrer niedrigen Temperatur wegen noch nicht klebrig gewordenen letzten Einfüllteilmenge ablöst. Nach der USA.-Patentschrift 1770 841 ist es bekannt, dem Spritzkopf von Schneckenstrangp'ressen wechselweise Heiz- oder Kühlmittel zuzuführen. Die bekannte Einrichtung bezieht sich auf den die Spritzdüse einschließenden vorderen Bereich des Spritzschnecken-Gehäuses. Das gleiche gilt auch für die nach anderen bekannten Vorschlägen ausgebildeten Kühleinrichtungen an üblichen Schneckenpressen. Für die davon auf Grund ihrer andersartigen Ausgangsbedingungen zu unterscheidenden Spritz-Gieß-Maschinen ist es beispielsweise nach dem deutschen Gebrauchsmuster 1 882 307 schon vorgeschlagen, den Spritzkolben selbst mit einer Kühleinrichtung zu versehen und beispielsweise über Axialbohrungen ein Kühlmedium an den Kolbenboden heranzuführen. Neben dem hierfür erforderlichen konstruktiven Aufwand zeigt sich aber als Nachteil, daß die in den Zylinderwandungen durch Konvektion fortgepflanzte Wärme nur mittelbar über den Arbeitsraum des Spritzkolbens nach außen abgeführt werden kann. Demgegenüber bildet die nach der Erfindung in die Zylinderwandungen verlegte Kühlung eine Art Wärmeschranke, die den daran anschließenden Zylinderabschnitt wirksam vor Temperaturerhöhungen schützt. Auf eine zusätzliche Kühlung des Spritzkolbens kann bei einer solchen· Anordnung verzichtet werden.Since with each working stroke only a subset of the entire contents of the injection cylinder through the Spray nozzle is pushed out, a subset leads to gradual changes of state from the raw state for example in granulate form when filling into the press cylinder until it is doughy or pasty when entering the spray nozzle through, the higher temperatures with the corresponding Plasticization values only after leaving the injection cylinder section immediately in front of the injection piston appear. The injection plunger, which in every phase of the work process only works with the As a result, raw rubber entered at about room temperature may come into contact without the risk of leaks with some clearance in the unheated rear part of the Cylinder bore are guided, and the bore walls painted by it always remain clean, as the piston moves back from the advanced, due to their low temperature because the last portion of the filling has not yet become sticky. According to the USA patent specification 1770 841 it is known alternately supplying heating or cooling medium to the extrusion head of screw extrusion presses. the known device relates to the front area of the spray screw housing which includes the spray nozzle. The same also applies to those trained according to other known proposals Cooling devices on conventional screw presses. For those of them because of their different starting conditions Injection-molding machines to be differentiated, for example, after the German Utility model 1 882 307 already proposed to the injection piston itself with a cooling device provided and for example to bring a cooling medium to the piston crown via axial bores. In addition to the structural effort required for this, it turns out to be a disadvantage that the in the Cylinder walls by convection propagated heat only indirectly via the working space of the Injection piston can be discharged to the outside. In contrast, the forms according to the invention in the Cylinder walls put cooling a kind of thermal barrier, which is connected to it Effectively protects cylinder section from temperature increases. For additional cooling of the injection plunger can be dispensed with with such an arrangement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das geschilderte Verfahren verbesserte Bedingungen zu schaffen. Gemäß der Erfindung ist bei der obengenannten Einrichtung dazu vorgesehen, daß die Vorrichtungen zum Kühlen am hinteren der Spritzdüse abgekehrten Ende des Spritzzylinders angeordnet sind.The invention is based on the object of providing improved conditions for the process described to accomplish. According to the invention it is provided in the above device that the Devices for cooling arranged at the rear of the spray nozzle facing away from the end of the spray cylinder are.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Einrichtung wird eine scharfe temperaturmäßige Abgrenzung des vom Spritzkolben bestrichenen Arbeitsraumes gegen die eigentlichen Vorwärmzonen im Spritzzylinder erreicht und unter allen Betriebszuständen aufrechterhalten. Während der bisher als ausreichend angesehene bloße Verzicht auf eine Beheizung des Spritzzylinders in seinem hinteren Abschnitt keine Gewähr gegen eine allmähliche Erwärmung im längeren Einsatz der Spritzmaschine bot, werden durch die Erfindung stets gleichbleibende Temperaturverhältnisse im Eingabebereich der Kautschukmischung geschaffen, so daß der Spritzkolben sich in einem gleichmäßig temperierten Arbeitsraum bewegt und mit jedem neuen Arbeitshub auf Mischungsteilmengen von durchweg gleicher niedriger Plastizität auf trifft, die infolge von Berührung mit den vergleichsweise kalten Zylinderwandungen und dem dazwischen geführten Kolbenboden noch keine unerwünschte Neigung zum Anbacken oder Umfließen des Spritzkolbens zeigen. Damit wird auch das spätere Auftreten von Abdichtungsschwierigkeiten am Spritzkolben nach längerer Betriebszeit mit Sicherheit vermieden.With the design of the device according to the invention, a sharp temperature-related delimitation is achieved of the working area covered by the injection plunger against the actual preheating zones in the Injection cylinder reached and maintained under all operating conditions. While so far as sufficient regarded mere waiver of a heating of the injection cylinder in its rear Section no guarantee against gradual warming during prolonged use of the spraying machine bot, the invention always ensures constant temperature conditions in the input area of the rubber mixture created so that the injection plunger is in a uniformly tempered working space moved and with each new working stroke to mixture portions of consistently the same lower Plasticity occurs as a result of contact with the comparatively cold cylinder walls and the piston head guided in between does not yet have an undesirable tendency to stick or flow around of the injection plunger. This also prevents the later occurrence of sealing difficulties on the Injection pistons are definitely avoided after a long period of operation.

Die Einrichtung ist an Hand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung verdeutlicht:The device is based on the schematic representation of an embodiment in the drawing clarifies:

Die Zeichnung zeigt den Spritzzylinder 1 einer Kautschukspritzmaschine mit dem in seinem hinteren Abschnitt hin- und herbeweglichen Spritzkolben 2 im Längsschnitt. Der Spritzzylinder läuft in seinem vorderen Teil in eine kegelige Spritzdüse 3 mit einem in den Strömungsweg der Mischung eingesetzten Torpedokörper 4 aus und kann durch nicht weiter dargestellte Antriebsmittel, in Längsrichtung in bezug auf die zu beschickende Vulkanisierform verschoben werden. Über eine Einfüllöffnung 5 in der Zylinderwandung wird die Kautschukrohmischung in Form von Streifen oder als Granulat eingebracht, um mit den Preßhüben des Spritzkolbens 2, der beispielsweise durch Beaufschlagen eines damit zusammenhängenden Druckmittelarbeitszylinders aus der gezeichneten Endstellung in die gestrichelt angedeutete Arbeitsstellung bewegt werden kann, stufenweise zu der Spritzdüse 3 vorgeschoben zu werden.The drawing shows the injection cylinder 1 of a rubber injection molding machine with the one in its rear Section reciprocating injection piston 2 in longitudinal section. The injection cylinder runs in its front Part in a conical spray nozzle 3 with a torpedo body inserted into the flow path of the mixture 4 and can by not further shown drive means, in the longitudinal direction in relation be moved to the vulcanizing mold to be charged. Via a filling opening 5 in the cylinder wall the rubber mixture is introduced in the form of strips or granules in order to the pressing strokes of the injection plunger 2, for example by applying an associated Pressure medium working cylinder from the end position shown in the indicated by dashed lines Working position can be moved to be advanced gradually to the spray nozzle 3.

Sowohl der Spritzzylinder 1 selbst als auch die Spritzdüse 3 sind von Heizmänteln 6, 7 eingefaßt, die von einem flüssigen oder gasförmigen Heizmittel, beispielsweise Dampf oder Heißwasser, durchströmt werden. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Heizmantel 6 des Spritzzylinders aus in den Zylinderkörper eingearbeiteten, durch aufgeschweißte Deckbleche abgedeckten Ringkanälen gebildet, wäh-Both the injection cylinder 1 itself and the injection nozzle 3 are surrounded by heating jackets 6, 7, the a liquid or gaseous heating medium, for example steam or hot water, flows through it will. In the illustrated embodiment, the heating jacket 6 of the injection cylinder is from in the cylinder body incorporated ring channels covered by welded cover plates, while-

rend die vergleichsweise dünnwandige Spritzdüse 3 auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge mit einer kegeligen Hülse versehen ist. Das Heizmedium kann inerhalb der Heizmäntel 6, 7 in einem geschlossenen Kreislauf umgewälzt oder aber auch einem Fremdsystem entnommen und nach einmaligem Durchlauf ständig ergänzt werden. Zur Erzielung eines in Richtung nach der Spritzdüse 3 ansteigenden Temperaturverlaufes empfiehlt sich eine Strömungsführung etwa nach den Pfeilen I-II, wobei das Heizmedium mit der Maximaltemperatur zunächst in den Heizmantel 7 der Spritzdüse eintritt und nach Durchfließen der anschließenden Heizmäntel 6 entgegen der Vorschubrichtung der Kautschukmischung innerhalb des Spritzzylinders 1 mit verminderter Temperatur an dem dem Spritzkolben zugekehrten letzten Heizmantel 6 wieder austritt. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise im mittleren Abschnitt des Spritzzylinders eine Mischungstemperatur von etwa 70° C, im Vorderteil der Spritzdüse 3 dagegen von 90 bis 95° C mit entsprechenden Übergangsbereichen einhalten. Die gewünschte Temperaturstaffelung könnte selbstverständlich auch statt dessen durch Aufteilung des Heizmitteldurchlaufes in mehrere unabhängige Strömungswege eingeregelt werden.rend the comparatively thin-walled spray nozzle 3 is provided with a conical sleeve over a substantial part of its length. The heating medium can be circulated within the heating jackets 6, 7 in a closed circuit or can also be taken from an external system and continuously supplemented after a single pass. In order to achieve a temperature profile that rises in the direction after the spray nozzle 3, a flow guide approximately according to the arrows I-II is recommended, with the heating medium at the maximum temperature first entering the heating jacket 7 of the spray nozzle and, after flowing through the subsequent heating jackets 6, against the feed direction of the rubber mixture within of the injection cylinder 1 exits again at a reduced temperature at the last heating jacket 6 facing the injection piston. In this way, for example, a mixture temperature of about 70 ° C. can be maintained in the middle section of the injection cylinder, whereas in the front part of the injection nozzle 3 it is 90 to 95 ° C. with corresponding transition areas. The desired temperature graduation could of course also instead be regulated by dividing the heating medium flow into several independent flow paths.

Im hinteren Abschnitt des Spritzzylinders sind ebenfalls abgedeckte Ringkanäle 8 vorgesehen, die jedoch an Stelle von Heizmitteln von einem Kühlmedium, beispielsweise Kühlwasser, durchflossen werden. Das Kühlwasser wird in Richtung der Pfeile II-IV mit einer Temperatur in der Größenordnung von 10° C durch die miteinander in Verbindung stehenden Ringkanäle 8 hindurchgepumpt, so daß der die Einfüllöffnung 5 einschließende Zylinderabschnitt sich praktisch nicht über Raumtemperatur erwärmen kann. Die vor dem Spritzkolben befindliche und mit dem Kolbenboden in Berührung stehende Mischungsteilmenge bleibt daher unabhängig von der Temperaturführung in den mittleren und vorderen Zylinderabschnitten stets vergleichsweise kalt und wirkt gleichsam als plastisches bzw. zähhartes Zwischenpolster und Spritzdruck-Übertragungselement zwischen dem Spritzkolben und der viskosen vorgewärmten Kautschukmischung.In the rear section of the injection cylinder, covered annular channels 8 are also provided, which however, instead of heating means, a cooling medium, for example cooling water, flows through it will. The cooling water is in the direction of arrows II-IV with a temperature of the order of magnitude of 10 ° C pumped through the communicating ring channels 8, so that the cylinder section enclosing the filling opening 5 is practically not above room temperature can heat up. The one in front of the injection plunger and in contact with the plunger crown Partial amount of the mixture therefore remains independent of the temperature control in the middle and front cylinder sections always comparatively cold and acts as a plastic or tough-hard intermediate cushion and injection pressure transmission element between the injection plunger and the viscous, preheated rubber mixture.

Claims

Patent claims:

1. Device for the production of rubber molded articles with a relative to the mold displaceable, a spray nozzle carrying heated spray head that has a spray cylinder for contains an injection piston which can be acted upon by a pressure medium and in which the working volume of the injection cylinder in the injection head is much larger than the working volume corresponding to the stroke of the injection piston, according to Patent 1,270,271, with devices for heating and cooling the cylinder walls of the spray head, characterized in that the devices for cooling at the rear end of the injection cylinder facing away from the injection nozzle (3) (1) are arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that the devices for cooling as ring channels worked through the cylinder walls through which a cooling medium flows (8) are formed.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the devices for cooling in the end section of the corresponding to the working space of the injection plunger (2) Injection cylinder are arranged.

1 sheet of drawings