DE19724346C2 - Device for plasticizing and injecting thermoplastic material - Google Patents
Device for plasticizing and injecting thermoplastic materialInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Plastifizieren und Einspritzen insbesondere kleiner Mengen von thermoplastischem Kunststoff in ein Spritzgießwerkzeug,The invention relates to a device for plasticizing and Injecting especially small amounts of thermoplastic Plastic into an injection mold,
- - mit einem Schneckenzylinder,- with a screw cylinder,
- - in dem sich eine Plastifizier- und Einspritzschnecke befindet,- in which there is a plasticizing and injection screw,
- - wobei Mittel zum rotatorischen und Mittel zum trans latorischen Antrieb der Schnecke vorhanden sind.- With means for rotary and means for trans latorial drive of the screw are present.
Plastifizier- und Einspritzvorrichtungen für Spritzgießmaschinen sind hinlänglich bekannt. Meist befindet sich eine Schnecke in einem Schneckenzylinder, die zunächst rotatorisch angetrieben wird. Dadurch - und ggf. durch äußere Wärmeeinwirkung auf den Schneckenzylinder - wird thermoplastisches Kunststoffgranulat plastifiziert und in einen Schneckenvorraum gefördert. Dort sammelt sich die Schmelze, bis genügend Material angesammelt ist. Durch eine translatorische Verschiebebewegung der Schnecke wird dann das im Schneckenvorraum vorhandene Kunststoffmaterial in ein Spritzgießwerkzeug eingespritzt; die Schnecke und der Schneckenzylinder wirken dann also als Kolben und Zylinder.Plasticizing and injection devices for injection molding machines are well known. There is usually a snail in one Screw cylinder, which is initially driven in rotation. Thereby - and possibly by external heat on the screw cylinder - is plasticized plastic granulate and into one Anteroom auger promoted. The melt collects there until enough material is accumulated. Through a translational The shifting movement of the screw then becomes that in the screw vestibule existing plastic material injected into an injection mold; the screw and the screw cylinder then act as pistons and cylinder.
In jüngerer Zeit ist der Bedarf aufgetreten, Spritzgießformteile mit besonders kleinen Ausmaßen herzustellen. Hier sind mikro-mechanische Bauteile (z. B. Mikrozahnräder für Kleinstpumpen), medizintechnische Kleinteile und optoelektronische Elemente (z. B. Teile für Lichtleiter) als Beispielbauteile zu nennen, bei denen die Herstellung mit klassischen Spritzgießmaschinen Probleme bereitet.More recently there has been a need to use injection mold parts to produce particularly small dimensions. Here are micro-mechanical ones Components (e.g. micro gears for small pumps), medical technology Small parts and optoelectronic elements (e.g. parts for light guides) as To name example components in which the production with classic Injection molding machines are causing problems.
Eines dieser Probleme ist durch die geometrische Dimensionierung bekannter Plastifizier- und Einspritzvorrichtungen bedingt. Dies kommt daher, weil bei üblichen Schnecken- und Schneckenzylinderabmessungen - auch wenn diesbezüglich kleine Elemente verwendet werden - eine nur minimale Einspritzbewegung der Schnecke notwendig ist, um beispielsweise einige wenige Milligramm Schmelze ins Werkzeug zu injizieren, was bei üblichen Steuer- und Regelelementen bereits eine beträchtliche Schwankung von Spritzgießzyklus zu Spritzgießzyklus zur Folge hat.One of these problems is due to the geometrical dimensioning known plasticizing and injection devices. This is coming this is because with usual screw and screw cylinder dimensions - even if small elements are used in this regard - only one minimal injection movement of the screw is necessary, for example to inject a few milligrams of melt into the tool, which at usual control and regulation elements already a considerable fluctuation from injection molding cycle to injection molding cycle.
Die DE 44 21 405 C1 lehrt, daß Kunststoffteile im Spritzgießverfahren dadurch hergestellt werden können, daß der Kunststoff vor der Einspritzung in die Werkzeugkavität mit Lack versetzt wird. Der zu verarbeitende Lack kann entweder thermoplastisches Verhalten zeigen oder in flüssiger Konsistenz vorliegen. Im erstgenannten Fall wird der Lack entweder direkt mit dem Kunststoffgranulat in den Einfülltrichter eingefüllt und wie ein Thermoplast plastifiziert oder der Lack wird separat vom Kunststoff in einer zweiten - klassischen - Kunststoffplastifiziereinheit aufgeschmolzen und dann in flüssigem Zustand dem Kunststoff zugegeben. Im zweiten Fall wird der in flüssigem Zustand vorliegende Lack über einen Lackbehälter einem Lack- Einspritzsystem zugeführt, der den Flüssiglack dem Kunststoff zudosiert.DE 44 21 405 C1 teaches that plastic parts by injection molding can be produced in that the plastic before the injection in the tool cavity is lacquered. The paint to be processed can either show thermoplastic behavior or in liquid consistency available. In the former case, the paint is either directly with the Plastic granulate filled in the hopper and like a thermoplastic plasticized or the paint is separated from the plastic in a second - classic - plastic plastic unit melted and then in liquid state added to the plastic. In the second case, the in paint present in liquid state via a paint container Injection system supplied, which doses the liquid paint to the plastic.
Das Grundprinzip einer Vorplastifizierung wird auch in dem Artikel "Preplasticing in injection moulding" von Richard Wood in der Zeitschrift "British Plastics" vom Oktober 1959 beschrieben.The basic principle of pre-plasticization is also in the article "Preplasticing in injection molding" by Richard Wood in the magazine "British Plastics" from October 1959.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Plastifizier- und Einspritzvorrichtung zu schaffen, mit der es auf einfache Weise möglich ist, auch geringe Mengen Kunststoff zu plastifizieren und ins Spritzgießwerkzeug zu injizieren.The present invention has for its object a novel Plasticizer and injector to make it simple It is possible to plasticize even small amounts of plastic and ins Inject injection mold.
In Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird diese
Aufgabe gelöst durch ein Schmelz- und Zuführelement (3), das
Mittel (4) aufweist zum thermischen Aufschmelzen von zu
verarbeitendem Kunststoffmaterial und
Mittel (5) aufweist zum Zuführen von plastifiziertem
Kunststoffmaterial in den Schneckenzylinder (1),
wobei das Mittel (5) zum Zuführen von plastifiziertem Kunststoffmaterial in
den Schneckenzylinder (1) ein Kolben-Zylinder-Element ist.
In connection with the preamble of claim 1, this object is achieved by a melting and feeding element ( 3 ), the
Means ( 4 ) for thermally melting plastic material to be processed and
Means ( 5 ) for feeding plasticized plastic material into the screw barrel ( 1 ),
wherein the means ( 5 ) for feeding plasticized plastic material into the screw cylinder ( 1 ) is a piston-cylinder element.
Es wird zur Plastifizierung und Einspritzung kleiner Schmelzemengen also keine herkömmliche Schneckenplastifizier- und Einspritzvorrichtung verwendet, sondern eine neuartige Anordnung, die aus einer Aufschmelzkammer und einer Zuführvorrichtung für das geschmolzene Kunststoffmaterial besteht.It is used for plasticizing and injecting small amounts of melt not a conventional screw plasticizing and injection device used, but a novel arrangement that consists of a Melting chamber and a feed device for the melted Plastic material is made.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Mittel (4) zum thermischen Aufschmelzen von zu verarbeitendem Kunststoffmaterial Heizelemente sind, die in das Schmelz- und Zuführelement (3) integriert sind. Hierbei ist insbesondere an induktive Heizelemente gedacht.According to a further development it is provided that the means ( 4 ) for the thermal melting of plastic material to be processed are heating elements which are integrated in the melting and feeding element ( 3 ). In particular, inductive heating elements are considered.
Damit sichergestellt ist, daß nur bereits plastifiziertes, also aufgeschmolzenes, Kunststoffmaterial zur Förderschnecke gelangt, ist schließlich angedacht, daß zwischen dem Schmelz- und Zuführelement (3) und dem Schneckenzylinder (1) ein Sieb (6) angeordnet ist.To ensure that only plasticized, ie melted, plastic material reaches the screw conveyor, it is finally considered that a sieve ( 6 ) is arranged between the melting and feeding element ( 3 ) and the screw barrel ( 1 ).
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, beliebig kleine Schmelzemengen herzustellen und einzuspritzen, weil keine Bindung mehr an die Funktionsweise einer klassischen Schneckenplastifizier- und -einspritzvorrichtung gegeben ist.With the device according to the invention it is possible to have any small size Produce and inject melt quantities because no bond more on the functioning of a classic screw plasticizing and -Injection device is given.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt den schematischen Querschnitt durch die erfindungs gemäße Plastifizier- und Einspritzvorrichtung.In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The figure shows the schematic cross section through the Invention appropriate plasticizing and injection device.
In der Figur ist eine Schmelzeplastifizier- und -einspritzvorrichtung zu sehen, die an ein - nicht dargestelltes - Spritzgießwerkzeug anlegbar ist, um in dieses Schmelze zu injizieren. Die Vorrichtung besteht zunächst aus einem Schneckenzylinder 1, in dem eine Plastifizier- und Einspritz schnecke 2 angeordnet ist. Die Schnecke 2 ist sowohl mit - nicht dargestellten - Mitteln zum Rotationsantrieb als auch mit solchen zum Translationsantrieb verbunden.In the figure, a melt plasticizing and injection device can be seen, which can be applied to an injection mold (not shown) in order to inject into this melt. The device initially consists of a screw cylinder 1 , in which a plasticizing and injection screw 2 is arranged. The worm 2 is connected both with means (not shown) for rotating drive and with those for translational drive.
Ein wesentlicher Grundgedanke der Erfindung ist jedoch, daß in den Schneckenzylinder nicht - wie in konventioneller Weise - Kunststoffgranulat oder -pulver eingefüllt wird, das erst durch die Schneckenrotation plastifiziert wird, sondern daß dem Zylinder 1 bereits Schmelze zugeführt wird; die Schnecke 2 hat insofern nur noch die Aufgabe, durch Rotation die Schmelze weiter zu homogenisieren und zu fördern.An essential basic idea of the invention, however, is that plastic granulate or powder, which is only plasticized by the screw rotation, is not filled into the screw cylinder, as in a conventional manner, but that melt is already supplied to the cylinder 1 ; In this respect, the screw 2 only has the task of further homogenizing and promoting the melt by rotation.
Die Schmelze wird in einem Schmelz- und Zuführelement 3 hergestellt. Dabei ist vorgesehen, daß beispielsweise Kunststoffgranulat in den Zylinder einer Kolben-Zylinder-Einheit eingefüllt wird. Diese Einheit ist mit Heizelementen 4 ausgestattet, die ein Aufschmelzen des Granulats bewirken. Dabei ist insbesondere an induktive Heizelemente gedacht. Wenn das Kunststoffmaterial aufgeschmolzen ist, wird der Kolben 5 des Kolben-Zylinder-Systems beaufschlagt, wodurch die Schmelze in den Schneckenzylinder 1 eingebracht wird.The melt is produced in a melting and feeding element 3 . It is provided that, for example, plastic granulate is filled into the cylinder of a piston-cylinder unit. This unit is equipped with heating elements 4 , which cause the granules to melt. In particular, inductive heating elements are considered. When the plastic material has melted, the piston 5 of the piston-cylinder system is acted on, as a result of which the melt is introduced into the screw cylinder 1 .
Damit nur schmelzflüssiges Kunststoffmaterial vom Schmelz- und Zuführelement 3 in den Schneckenzylinder 1 gelangt, ist ein Sieb 6 am Ausgang des Elements 3 angeordnet.Thus, only molten plastic material from melting and feeding member passes into the screw cylinder 1 3, a screen 6 is disposed at the output of the element. 3
Zum Einspritzen von Schmelze ins Werkzeug wird die Schnecke 2 in bekannter Weise translatorisch bewegt. In diesem Zusammenhang wird auch auf die schematisch dargestellte Rückstromsperre am Schneckenende hingewiesen.In order to inject melt into the tool, the screw 2 is moved in a known manner in a translatory manner. In this context, reference is also made to the schematically illustrated non-return valve at the end of the screw.
Eine alternative Ausführungsform, die jedoch nicht näher dargestellt ist, besteht darin, daß anstelle des Kunststoffgranulats eine Kunststoffstange in den Zylinder des Schmelz- und Zuführelements 3 eingesteckt und aufgeschmolzen wird. In diesem Falle kann dann vorgesehen werden, daß der Kolben 5 entfällt, und stattdessen auf die Kunststoffstange eine Druckkraft ausgeübt wird, um aufgeschmolzenes Material über das Sieb 6 in den Schneckenzylinder 1 zu fördern. Diese Druckkraft kann beispielsweise per Hand ausgeführt werden, was dann interessant ist, wenn - beim Mikrospritzgießen - nur winzige Mengen Kunststoffmaterial pro Schuß benötigt werden.An alternative embodiment, which is however not shown in more detail, consists in that a plastic rod is inserted into the cylinder of the melting and feeding element 3 and melted instead of the plastic granulate. In this case it can then be provided that the piston 5 is omitted and instead a compressive force is exerted on the plastic rod in order to convey melted material via the sieve 6 into the screw cylinder 1 . This pressure force can be applied by hand, for example, which is interesting if - in micro injection molding - only tiny amounts of plastic material are required per shot.
11
Schneckenzylinder
Auger barrel
22nd
Schnecke
slug
33rd
Schmelz- und Zuführelement
Melting and feeding element
44th
Mittel zum Aufschmelzen von Kunststoffmaterial
Melting agent for plastic material
55
Mittel zum Zuführen von Kunststoffmaterial
Means for feeding plastic material
66
Sieb
Sieve
Claims (4)
- 1. mit einem Schneckenzylinder (1),
- 2. in dem sich eine Plastifizier- und Einspritzschnecke (2) befindet,
- 3. wobei Mittel zum rotatorischen und Mittel zum trans latorischen Antrieb der Schnecke (2) vorhanden sind,
Mittel (4) aufweist zum thermischen Aufschmelzen von zu verarbeitendem Kunststoffmaterial und
Mittel (5) aufweist zum Zuführen von plastifiziertem Kunststoffmaterial in den Schneckenzylinder (1),wobei das Mittel (5) zum Zuführen von plastifiziertem Kunststoffmaterial in den Schneckenzylinder (1) ein Kolben-Zylinder- Element ist. 1. Device for plasticizing and injecting, in particular, small amounts of thermoplastic material into an injection mold,
- 1. with a screw cylinder ( 1 ),
- 2. in which there is a plasticizing and injection screw ( 2 ),
- 3. wherein means for rotational and means for translatory drive of the screw ( 2 ) are present,
Means ( 4 ) for thermally melting plastic material to be processed and
Means ( 5 ) for feeding plasticized plastic material into the screw barrel ( 1 ), wherein the means ( 5 ) for feeding plasticized plastic material into the screw barrel ( 1 ) is a piston-cylinder element.
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DE4421405C1 (en) * | 1994-06-18 | 1995-06-29 | Battenfeld Gmbh | Injection moulding of lacquered synthetic articles |
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- 1997-06-10 DE DE19724346A patent/DE19724346C2/en not_active Expired - Fee Related
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