DE1729191C3

DE1729191C3 - Injection device for plasticizable compounds with a rotatable and axially displaceable plasticizing screw

Info

Publication number: DE1729191C3
Application number: DE19671729191
Authority: DE
Inventors: Armin Schwanden Blumer (Schweiz)
Original assignee: Maschinenfabrik und Giesserei Netstal AG
Current assignee: Netstal Maschinen AG
Priority date: 1966-08-26
Filing date: 1967-06-30
Publication date: 1976-11-04

Description

2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Endlage der Plastifizierschnecke (3) einstellbar ist.2. Injection device according to claim 1, characterized in that the rear end position of the plasticizing screw (3) is adjustable.

3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastifizierschnek-3. Injection device according to claim 1 or 2, characterized in that the plasticizing screw

ke (3) mit Ausnahme der Axialverschiebung während der Einspritzphase bis zu ihrer hinteren Endlage axial frei verschiebbar ist.ke (3) with the exception of the axial displacement during the injection phase up to its rear end position is freely displaceable axially.

4. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Plastifizierschnecke (3) und/oder der Dusenquerschnitt der Verschlußdüse (6) während der Drehung der Plastifizierschnecke (3) in ihrer hinteren Endlage vergrößerbar ist bzw. sind.4. Injection device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the speed the plasticizing screw (3) and / or the nozzle cross-section of the shut-off nozzle (6) during the Rotation of the plasticizing screw (3) in its rear end position can be increased.

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Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für plastifizierbare Massen, mit einer drehbaren und zwischen einer vorderen und hinteren Endlage axial verschiebbaren Plastifizierschnecke, die in einem Plastifizierzylinder mit einer zeitlich steuerbaren Verschlußduse angeordnet ist, bei der die im Raum zwischen verschlossener Verschlußdüse und der hinteren Endlage der Plastifizierschnecke gespeicherte, plastifizierte Masse durch Axialverschiebung der Plastifizierschnekke und bei offener Verschlußdüse einspritzbar ist, wie sie beispielsweise aus der US-PS 31 88 691 vorbekannt ist.The invention relates to an injection device for plasticizable masses, with a rotatable and between a front and rear end position axially displaceable plasticizing screw in a plasticizing cylinder is arranged with a time-controllable closure nozzle, in which the in the space between closed Shut-off nozzle and the rear end position of the plasticizing screw stored, plasticized Mass can be injected by axial displacement of the plasticizing screw and with the shut-off nozzle open, as it is previously known, for example from US Pat. No. 3,188,691.

Es ist ferner - aus der CH-PS 2 54 321 - eine Einspritzvorrichtung für plastifizierbare Massen bekannt, bei deren Betrieb das Füllen des Formhohlraumes in zwei Abschnitten erfolgt, nämlich zunächst dem nahezu drucklosen Intrudieren der thermisch plastifizierten Masse und einem abschließenden eigentlichen Einspritzvorgang unter Druck, um die Form vollständig zu füllen. Die bekannte Vorrichtung vermag beliebig große Formen zu füllen, indem man einfach so lange intrudiert, bis der Formhohlraum jeweils gefüllt ist, woraufhin durch den zu diesem Zeitpunkt entstehenden Ge- ^⁰ gendruck die Plastifizierschnecke rückwärts um eine so kleine Strecke verschoben wird, daß ein elektrischer Kontakt geschlossen wird, der nun seinerseits die eigentliche Einspritzeinrichtung in Betrieb setzt, die freilich nur noch eine sehr kleine Menge der Masse in die Form spritzt.It is also known - from CH-PS 2 54 321 - an injection device for plasticizable masses, in the operation of which the filling of the mold cavity takes place in two stages, namely first the almost pressureless intrusion of the thermally plasticized mass and a final actual injection process under pressure, to completely fill the mold. The known apparatus is capable of arbitrarily large molds to be filled by simply intruded so long as it is in each case filled up the mold cavity, whereupon shifted by the resulting at this time overall ^ ⁰ backpressure the plasticizing screw backward by such a small distance that an electrical Contact is closed, which in turn puts the actual injection device into operation, which of course only injects a very small amount of the mass into the mold.

Die Erfindung befaßt sich generell mit dem Herstellen von Gegenständen aus plastifizierbaren Massen nach dem zuletzt genannten Verfahren. Diesem zuletzt «nannten Verfahren haftet jedoch ein gravierender Nachteil an- Das Umschalten vom Intrudieren auf das Einspritzen erfolgt unter - wenn auch kurzfristiger unterbrechung des Masseflusses durch die Düse, wodurcn die hergestellten Gegenstände sichtbare Grenzflächen erhalten, die da entstehen, wo der inirudierte Werkstoff an den eingespritzten anschließtThe invention is generally concerned with the manufacture of objects from plasticizable compounds according to the last-mentioned procedure. This last «procedure is liable, however, to a more serious one Disadvantage - Switching from intruding to injecting takes place with - albeit briefly interrupted of the mass flow through the nozzle, where the manufactured objects receive visible interfaces that arise where the iniruded Material connects to the injected

Diesen Nachteil muß man bei dem zweistufigen Verfahren in Kauf nehmen, um den Vorteil zu erhalten, in der beschriebenen Weise die Gesamtmenge der einzubringenden Masse in den Formhohlraum maschinenunabhängig zu machen.One must have this disadvantage in the two-step process accept in order to obtain the advantage of the total amount to be introduced in the manner described To make mass in the mold cavity machine-independent.

Aus der GB-PS 9 53 217 ist eine Einspritzvorrichtung bekannt die ähnlich arbeitet wie die zuletzt beschriebene bekannte Vorrichtung, jedoch mit anderen technischen Mitteln, denn da= Vorderende der auch axial bewegbaren Plastifizierschnecke dient in der vordersten Stellung dieser Schnecke als Ventilverschluß der Düse. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzeinrichtung zu schaffen, welche die Vorteile der beiden beschriebenen Gattungen vereint, ohne jedoch deren Nachteile aufzuweisen: Es soll das Spntzvolumen unabhängig von der Maschine sein was ein Vorteil des Verfahrens nach der genannten CH-PS 2 54 321 ist; es soll aber dabei möglich sein. Werkstücke zu erhalten. die so sauuer aussehen, wie man es bisher nur mn rein gespritzten Gegenständen erzielen konnte. Insbesondere soll die auch technisch bedenkliche und optisch jederzeit erkennbare Grenzschicht an den Spritzlingen nicht mehr auftauchen, die den Übergang vom Intrudieren zum Einspritzen zeigt.From GB-PS 9 53 217 an injection device is known that works similarly to the known device described last, but with different technical ones Medium, because there = the front end of the plasticizing screw, which can also be moved axially, is used in the foremost one Position of this screw as a valve closure of the nozzle. The invention is based on the object of an injection device to create, which combines the advantages of the two genera described, but without have their disadvantages: The injection volume should be independent of the machine, which is an advantage of the Process according to said CH-PS 2 54 321; but it should be possible. To receive workpieces. which look so sour, as you can only get in so far sprayed objects could achieve. In particular, the should also be technically questionable and optically at any time recognizable boundary layer on the molded parts no longer appear, which is the transition from intruding shows for injection.

Die Erfindung geht zur Lösung dieser Aufgabe von einer Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art. also nach der US-PS 31 88 691. aus und besteht darin. daß die Plastifizierschnecke in ihrer hinteren Endlage und bei geöffneter Verschlußdüse vor dem Einspritzen der gespeicherten, piastifizierten Masse unter kontinuierlicher Plastifizierung von Masse drehbar ist.In order to achieve this object, the invention is based on an injection device of the type mentioned at the beginning. So according to US-PS 31 88 691. from and consists in it. that the plasticizing screw is in its rear end position and with the shut-off nozzle open, before injecting the stored, plastified mass under continuous Plasticizing of mass is rotatable.

Dabei sind zwei Aspekte bemerkenswert: Das Umschalten vom nahezu drucklosen Extrudieren, welches mehr den Charakter eines Eingießens hat, zum eigentlichen Einspritzen unter Aufwendung von Druck verlangt keine wie immer geartete Unterbrechung des Mässeflusses. Zum anderen ist diejenige Masse, die zum abschließenden Einspritzen bewegt werden muß, nicht räumlich von der Masse getrennt, die vor dem Einspritzen nach Art des Gießens intrudiert wird, was beim Vorgehen nach der eingangs abgehandelten CH-PS 2 54 321 zu den unschönen Begrenzungsflächen führt, die auch technisch, d.h. festigkeitsmäßig, bedenklich sind. Das nach der Erfindung fertiggestellte Produkt ist so homogen, wie bei einem ausschließlich durch Spritzgießen hergestellten Gegenstand; es wird aber gegenüber dem ausschließlichen Spritzgießen der wichtige technische Vorteil erreicht, daß das Volumen der insgesamt in einem Arbeitsgang zu verarbeitenden plastifizierten Masse unabhängig von irgendwelchen Maschinenparametern istTwo aspects are noteworthy: Switching from almost pressureless extrusion, which has more the character of a pouring, required for the actual injection with the application of pressure no interruption of the flow of measure whatsoever. On the other hand, there is the mass that leads to the final injection must be moved, not spatially separated from the mass, which was before the injection is intruded according to the type of casting, which is the case when proceeding according to the CH-PS 2 54 321 leads to the unsightly boundary surfaces, which are also questionable technically, i.e. in terms of strength are. The finished product according to the invention is as homogeneous as that of an exclusively injection-molded product manufactured item; However, compared to injection molding alone, it becomes the more important one Technical advantage achieved that the volume of the total plasticized to be processed in one operation Mass is independent of any machine parameters

Ein prinzipieller Unterschied zwischen dem Vorgehen nach der CH-PS 2 54 321 und dem nach der Erfindung kann auch wie folgt ausgedrückt werden: Im bekannten Fall geschieht das Umschalten vom drucklosen Intrudieren zum eigentlichen Einspritzen mit Druck nach Ansprechen eines Regelkreises mit geschlossener Rückkopplungsschleife, während im Fall der Erfindung ein ohne Rückkopplung arbeitender Steuervorgang diese »Umschaltung« vom Intrudieren zum EinspritzenA fundamental difference between the procedure according to CH-PS 2 54 321 and that according to the invention can also be expressed as follows: In the known case, there is a switchover from the unpressurized Intruding for the actual injection with pressure after a closed-loop control circuit has responded Feedback loop, while in the case of the invention a control process operating without feedback this "switchover" from intruding to injecting

bewirktcauses

Die Ausgestaltung nach dem Anspruch 2 dient dazu, dasjenige Volumen mehr oder minder beliebig ändern zu können, welches in dem abschließenden Einspritzvorgang verarbeitet wird.The embodiment according to claim 2 serves to change that volume more or less as desired to be able to, which is processed in the final injection process.

Zweckmäßig ist die Plastifizio-schnecke selbst mit Ausnahme der Axialverschiebung während der Einspritzphase bis zur hinteren Endlage hin axial frei verschiebbar. The plasticizing screw itself is useful With the exception of the axial displacement during the injection phase, it can be freely displaced axially up to the rear end position.

Die technischen Mittel des Anspruchs 4 gestatten es, den Duichsatz an plastifiziertem Werkstoff während des Intrudiervorganges zu vergrößern oder zu verkleinern. The technical means of claim 4 allow the Duichsatz of plasticized material during to enlarge or reduce the intruding process.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert In der Zeichnung zeigtIn the following, the invention is explained using an exemplary embodiment with reference to the drawing In the drawing shows

F i g. 1 im Axialschnitt die Einspritzvorrichtung zu Beginn der Plastifizierphase,F i g. 1 in axial section the injection device at the beginning of the plasticizing phase,

F i g. 2 einen Schnitt analog F i g. 1 nach dem Vordosieren, F i g. 2 shows a section analogous to FIG. 1 after pre-dosing,

F i g. 3 einen Schnitt analog F i g. 1 während der Intrusionsphase, undF i g. 3 shows a section analogous to FIG. 1 during the intrusion phase, and

F i g. 4 einen Schnitt analog F i g. 1 während der Einspritzphase. F i g. 4 shows a section analogous to FIG. 1 during the injection phase.

Die Einspritzvorrichtung weist einen von Heizmänteln Xa umschlossenen Plastifizierzylinder 2 auf, in welchem eine durch nicht gezeichnete Antriebsmittel drehbare und axial bewegbare Plastifizier- bzw. Förderschnecke 3 angeordnet ist. In den die Plastifizierschnekke 3 enthaltenden Hohlraum 2a des Plastifi'.ierzylinders 2 mündet ein Einfülltrichter 4. Das konisch verengte Frontende des Hohlraums 2a steht über einen Förderkanal 5 mit einer Verschlußdüse 6 in Verbindung, die über einen Einlaßkanal 7a der Form 7 mit dem nicht gezeichneten Formhohlraum in Verbindung steht Die den Förderkanal 5 enthaltende Frontverlängerung 26 des Plastifizierzylinders 2 ist von Heizmänteln \b umgeben. Die Verschlußdüse 6 kann durch einen Ventilstift 8, der durch einen angelenkten Winkelhebel 9 axial hin und her bewegbar ist, geöffnet bzw. geschlossen werden. Der um die Achse a schwenkbare Winkelhebel 9 ist durch nicht gezeichnete (mechanische, pneumatische, hydraulische oder elektrische) Mittel über einen geeigneten Zeitschalter betätigbar.The injection device has a plasticizing cylinder 2 which is enclosed by heating jackets Xa and in which a plasticizing or conveying screw 3 which is rotatable and axially movable by drive means (not shown) is arranged. A funnel 4 opens into the hollow space 2a of the plasticizing screw 3 containing the plasticizing screw 3 The front extension 26 of the plasticizing cylinder 2 containing the conveying channel 5 is surrounded by heating jackets \ b . The shut-off nozzle 6 can be opened or closed by a valve pin 8 which can be moved axially back and forth by a hinged angle lever 9. The angle lever 9, which can be pivoted about the axis a, can be actuated by means not shown (mechanical, pneumatic, hydraulic or electrical) via a suitable time switch.

Der erste Arbeitsschritt im Betrieb besteht im Einführen von plastifizierbarem, z. B. körnigem Material durch den Einfülltrichter 4 in den Hohlraum 2a des Plastifizierzylinders 2. Die Verschlußdüse 6 ist dabei geschlossen und die axial stillstehende Plastifizierschnekke 3 befindet sich in ihrer vorderen Endlage, die sie unmittelbar nach Beendigung des vorangehenden Formfüllarbeitsgangs eingenommen hat. Das in den Plastifizierzylinder 2 eindringende Material wird unter Wärmeeinwirkung plastifiziert; dieses plastifizierte Material füllt den Hohlraum 2a vor der Plastifizierschnekke 3 und drückt diese in ihre hintere Endlage. Diese hintere Endlage der Plastifizierschnecke 3 ist durch einstellbare Anschläge begrenzt; dadurch wird der jeweils mögliche Schneckenhub festgelegt und somit die durch die Plastifizierschnecke 3 während ihres Vorwärtshubes aus dem Hohlraum 2a ausreibbare Masse dosiertThe first step in the operation consists in introducing plasticizable, e.g. B. granular material through the funnel 4 into the cavity 2a of the plasticizing cylinder 2. The shut-off nozzle 6 is closed and the axially stationary plasticizing screw 3 is in its front end position, which it immediately after completing the previous form filling operation. That in the Plasticizing cylinder 2 penetrating material is plasticized under the action of heat; this plasticized material fills the cavity 2a in front of the plasticizing screw 3 and pushes it into its rear end position. This the rear end position of the plasticizing screw 3 is limited by adjustable stops; thereby the respective possible screw stroke and thus determined by the plasticizing screw 3 during its forward stroke dosed from the cavity 2a rubbable mass

ίο (F i g. 2). Anschließend wird durch entsprechendes Schwenken des Winkelhebels 9 die Verschlußdüse 6 geöffnet; die rotierende Plastifizierschnecke 3 bleibt in ihrer hinteren Endlage. Die (aus dem Einfülltrichter 4 fortlaufend ergänzte) plastifizierte Masse gelangt nun durch Intrusion aus dem Hohlraum 2a durch den Förderkanal 5 über die Verschlußdüse 6 in die Form 7 (F i g. 3). Nach Ablauf der durch einen Zeitschalter festgelegten Intrusionszei. wird die rotierende Plastifizierschnecke 3 axial nach vorn geschoben: da die Verschlußdüse 6 in dieser Phase offen bleibt, wird dabei im Hohlraum 2a vor der Plast:: i/ierschnecke 3 gespeicherte, plastifizierte Masse durch den Förderkanal 5 in die Form 7 eingespritzt und diese dabei fertig gefüllt. Anschließend an dieses Füllen der Form 7 (und nach Ablauf der üblichen Nachdruckzeit) wird die Verschluüdüse 6 geschlossen und der nächste Arbeitsgang (Plastifizieren-, Dosieren·. Intrudieren und Einspritzen) kann beginnen.ίο (Fig. 2). Then by corresponding Pivoting the angle lever 9 opens the shut-off nozzle 6; the rotating plasticizing screw 3 remains in their rear end position. The plasticized mass (continuously supplemented from the hopper 4) now arrives by intrusion from the cavity 2a through the conveying channel 5 via the shut-off nozzle 6 into the mold 7 (Fig. 3). After the intrusion time set by a timer has elapsed. becomes the rotating plasticizing screw 3 pushed axially forward: since the shut-off nozzle 6 remains open in this phase, it is in the Cavity 2a in front of the plastic screw 3 stored, plasticized mass is injected through the conveying channel 5 into the mold 7 and this is completely filled. Subsequently this filling of the mold 7 (and after the usual holding pressure time has elapsed) the shut-off nozzle 6 closed and the next work step (plasticizing, dosing, intruding and injection) can start.

Aus dem Vorangehenden ist ohne weiteres ersichtlieh, daß durch die während der Plastifizierphase einsetzende und der Einspritzphase vorangehende Intrusionsphase das Schußvolumen jedes Arbeitsganges erheblich vergrößert wurde: in der Praxis ist es ohne weiteres möglich, das Gesamtschußvolumen auf das 5fache des ausschließlich durch Einspritzen erreichbaren Volumens zu erhöhen. Da das Einspritzen durch Axialvorschub der Plastifizierschnecke unmittelbar und ohne jede Unterbrechung des Masseflusses auf die Intrusäonsphase folgt, ist beim Übergang von der einen Pha-From the foregoing it is readily apparent that by the intrusion phase beginning during the plasticizing phase and preceding the injection phase the shot volume of each operation has been increased considerably: in practice it is straightforward possible, the total shot volume to 5 times the volume that can only be achieved by injection to increase. As the injection through the axial feed of the plasticizing screw is immediate and without any interruption of the mass flow on the intrusean phase follows, the transition from one phase

se in die andere ein Einfrieren des Spritzlings bzw. die Bildung von störenden Markierungen an dessen Oberfläche nicht zu befürchten.se in the other a freezing of the molded part or the formation of disturbing markings on its surface not to fear.

Zur Beschleunigung des Intrusionsvorgangs, der ja praktisch ohne Druckanwendung vor sich geht, können Mittel zur Vergrößerung des Düsenquerschnitts und/oder der Schneckendrehzahl während der Intrusionsphase vorgesehen sein.To accelerate the intrusion process, which takes place practically without the application of pressure, can Means for increasing the nozzle cross-section and / or the screw speed during the intrusion phase be provided.

Die beschriebene Einspritzvorrichtung eignet sich besonders zur Herstellung von Formkörpern aus thermoplastischem Kunststoff. Es ist aber auch möglich, niedrig schmelzende Metalle mit der beschriebenen Einspritzvorrichtung zu Formkörpern zu verarbeiten.The injection device described is particularly suitable for the production of moldings made of thermoplastic Plastic. But it is also possible to use low-melting metals with the described Process injection device to moldings.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Injection device for plasticizable masses, with a rotatable and between a front and rear end position axially displaceable plasticizing screw, which is in a plasticizing cylinder is arranged with a time-controllable closure nozzle in which the in the space between the closed Shut-off nozzle and the rear end position of the plasticizing screw stored, piastized Mass can be injected through axial displacement of the plasticizing screw and with the shut-off nozzle open is characterized in that the plasticizing screw (3) in its rear ·> Plasticize the end position and with the shut-off nozzle (6) open before injecting the stored Mass is rotatable with continuous plasticization of mass.