DE19983383B4

DE19983383B4 - Vorrichtung zum Spritzgießen von Gummi und Kunststoff

Info

Publication number: DE19983383B4
Application number: DE19983383T
Authority: DE
Inventors: Jingxin Li; Pengzhen Liu; Dainrui Zong
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: DE19983383T1; WO2000005052A1; CN1100657C; CN1310664A; AU4895199A

Abstract

Vorrichtung zum Spritzgießen von Gummi, Kunststoffen etc. mit einem Zylinder (1), einer Schnecke (2), die rotierbar in dem Zylinder (1) montiert ist, und einer Büchse (4), die mit dem vorderen Ende des Zylinders (1) verbunden ist, wobei das vordere Ende der Schnecke mit einem spitz zulaufenden Kopf (3) versehen ist, die Büchse (4) ein axial spitz zulaufendes Loch aufweist, dessen Form mit der des spitz zulaufenden Kopfes (3) korrespondiert, wobei der spitz zulaufende Kopf so in das axial spitz zulaufende Loch eingepasst ist, dass dazwischen ein spitz zulaufender ringförmiger Trichter (15) definiert ist, dass eine Düse (5), die mit dem Angusskanal eines Formwerkzeugs verbindbar ist, am vorderen Ende der Büchse (4) angeordnet ist, der ringförmige Trichter (15) sowohl mit dem Zylinder (1) als auch mit der Düse (5) in Verbindung steht, wobei das plastifizierte Material unter der Wirkung der drückenden Kraft, die von der rotierenden Schnecke (2) erzeugt wird, kontinuierlich...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spritzgießen von Gummi, Kunststoffen etc. mit einem Zylinder, einer Schnecke, die rotierbar in dem Zylinder montiert ist, und einer Büchse, die mit dem vorderen Ende des Zylinders verbunden ist, wobei das vordere Ende der Schnecke mit einem spitz zulaufenden Kopf versehen ist, die Büchse mit ein axial spitz zulaufendes Loch aufweist ist, dessen Form mit der des spitz zulaufenden Kopfes korrespondiert, wobei der spitz zulaufende Kopf so in das axial spitz zulaufende Loch eingepasst ist, dass dazwischen ein spitz zulaufender ringförmiger Trichter definiert ist, dass eine Düse, die mit dem Angusskanal eines Formwerkzeuges verbindbar ist, am vorderen Ende der Büchse angeordnet ist, der ringförmige Trichter sowohl mit dem Zylinder als auch mit der Düse in Verbindung steht, wobei das plastifizierte Material unter der Wirkung der drückenden Kraft, die von der rotierenden Schnecke erzeugt wird, kontinuierlich in den ringförmigen Trichter eindringt, und durch die Düse in die Formkavität des Formwerkzeugs einspritzbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Spritzgießvorrichtungen mit einer vorwärts und rückwärts bewegbaren Schnecke werden in großem Umfang in Extrudern für Gummi, Kunststoffe und deren modifizierte Materialien sowohl im In- als auch im Ausland benutzt, in denen Materialien in ein Schnecken-Zylinder-System eingefüllt werden, um durch die Wirkung des Systems plastifiziert zu werden und die rotierende Schnecke das plastifizierte Material kontinuierlich in den Hohlraum im vorderen Bereich des Zylinders drückt und unter der Wirkung des Gegendrucks in dem Hohlraum sich nach hinten bewegt. Nachdem sich ein bestimmtes Materialvolumen im Hohlraum angesammelt hat, drückt eine axiale Einspritzeinheit die Schnecke nach vorne, um das im Hohlraum angesammelte Material in ein Formwerkzeug zu spritzen. Die axiale Einspritzvorrichtung des Extruders benötigt eine sehr große Antriebskraft, verbraucht sehr viel Energie, besitzt eine sehr komplizierte Konfiguration und ist schwer zu handhaben, darüber hinaus ist es schwer, große Produkte mit einer Spritzgießvorrichtung zu gießen, die eine hin und her bewegbare Schnecke aufweist.
Des Weiteren wird auf die DE 26 56 658 A1 hingewiesen. Diese Schrift offenbart eine Spritzgießvorrichtung, welche mit einer Schnecke und einer Büchse einen ringförmigen Trichter bildet. Bei dieser Spritzgießvorrichtung findet die Einspeisung des Materials in die Zylinderbohrung für die Schnecke über einen radial verlaufenden Eintrittskanal statt.
Zusammenfassung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zum Spritzgießen von Gummi, Kunststoffen oder deren modifizierten Materialien anzugeben, die zu einer einfachen Struktur, geringeren Kosten, weniger Energieverbrauch führt und zu einer Erleichterung beim Spritzgießen von großen Produkten mit hoher Viskosität.
Um das obengenannte Ziel zu erreichen, wird bei einer Vorrichtung zum Spritzgießen von Gummi, Kunststoffen etc. vorgeschlagen, dass die Spritzgießvorrichtung an deren hinterem Ende eine Zuführvorrichtung aufweist, welche aus einer Zuführwalze besteht, die in der Transferrichtung der Materialien sich erstreckt, dass auf der Zuführwalze schraubenförmige Stege geformt sind, die mit schraubenförmigen Stegen auf der Schnecke kämmen, wobei die schraubenförmigen Stege auf der Zuführwalze in einem nicht dichten Eingriff mit den schraubenförmigen Stegen auf der Schnecke stehen, und dass die Zuführwalze und die Schnecke entgegengesetzt zueinander rotieren, wenn die Zuführvorrichtung arbeitet.
Vorzugsweise ist in dem Trichter ein Drucksensor zur Detektion des Einspritzdruckes des Materials vorgesehen, wobei die Spritzgießvorrichtung die Operation stoppt, wenn der Einspritzdruck einen vorbestimmten Wert des Drucksensors erreicht.
Vorzugsweise ist die Büchse mit einer Heiz-Kühl-Wasserpassage zur Regelung der Temperatur des durch den Trichter laufenden Materials ausgestattet, und in dem Trichter ist ein Temperatursensor zur Ermittlung der Einspritztemperatur des Materials vorgesehen.
Vorzugsweise ist der spitz zulaufende Kopf ein konischer Kopf und das spitz zulaufende Loch ist ein konisches Loch.
Mit der Vorrichtung zum Spritzgießen gemäß der Erfindung werden Gummi, Kunststoffe oder deren modifizierte Materialien, welche in das Schnecke-Zylinder-System eingeführt worden sind, unter der Wirkung der rotierenden Schnecke plastifiziert, und das plastifizierte Material dringt in die Düse durch den ringförmigen Trichter zwischen dem konischen Loch der Büchse und dem konischen Kopf unter der Druckwirkung der rotierenden Schnecke ein und wird in die Formkavität mittels der Düse eingespritzt. Somit bedarf es keiner axialen Einspritzvorrichtung und die Konfiguration wird einfacher und das Volumen kleiner, Energieressourcen werden geschont und die Anlagenkosten verringert; gleichwohl kann die Qualität der Produkte verbessert und die Kosten der erzeugten Produkte reduziert werden, und große Produkte mit hoher Viskosität können geformt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Detail und in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigt:
1: eine schematische Ansicht ist, die die Struktur der Vorrichtung zum Spritzgießen von Gummi, Kunststoffen darstellt, mit einem Formwerkzeug, das am vorderen Ende einer Düse vorgesehen ist;
2: eine Ansicht ist, die das Detail der Vorrichtung zum Spritzgießen von Gummi, Kunststoffen darstellt;
3 eine Darstellung der Maschine ist, welche mit der Vorrichtung zum Spritzgießen von Gummi, Kunststoffen versehen ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Wie in den 1 und 2 dargestellt, weist die Vorrichtung zum Spritzgießen von Gummi, Kunststoff und deren modifizierten Materialien gemäß der Erfindung einen Zylinder 1 auf sowie eine Schnecke 2, die rotierbar in dem Zylinder angeordnet ist, wobei die Schnecke 2 und der Zylinder 1 ein Plastifizier- und Einspritzsystem bilden. Am vorderen Ende des Zylinders 1 ist eine Büchse 4 angeordnet, wobei das vordere Ende der Büchse mit einer Düse 5 verbunden ist und das vordere Ende der Düse in den Angusskanal eines Formwerkzeugs 7 eingepasst werden kann. Das vordere Ende der Schnecke 2 ist mit eifern konischen Kopf 3 versehen, und die Füchse 4 weist ein axial verlaufendes konisches Loch auf. Der konische Kopf ist in das axial verlaufende konische Loch eingepasst, wobei die Form des konischen Lochs mit der des konischen Kopfes 3 korrespondiert und ein konischer ringförmiger Trichter oder Durchgang 15 zwischen dem konischen Loch und dem konischen Kopf gebildet ist. Der konische ringförmige Trichter steht mit dem Zylinder 1 an seinem hinteren Ende und mit der Düse 5 an seinem vorderen Ende in Verbindung, wodurch das Material, das aus dem Zylinder kommt, über den konischen ringförmigen Trichter mittels der Rotation der Schnecke 2 in die Düse eingeführt wird, und dieses Material in die Kavität des entsprechenden Formwerkzeugs durch die Düse 5 eingespritzt wird.
In der Büchse 4 kann eine Heiz-Kühl-Wasserpassage 14 zur Regelung der Temperatur der Materialien vorgesehen sein, die durch den Trichter passieren. Weiterhin kann ein Temperatursensor in dem Trichter vorgesehen sein, um die Einspritztemperatur der Materialien anzuzeigen, so dass die Materialien mit einer vorbestimmten Temperatur in die Formkavität des Formwerkzeugs eingespritzt werden können. Zusätzlich ist der Trichter mit einem Drucksensor 6 ausgestattet, um den Einspritzdruck des Materials anzuzeigen; und die Spritzgießvorrichtung beendet sofort ihre Tätigkeit, wenn der Einspritzdruck, der durch den Drucksensor 6 detektiert wird, einen vorbestimmten Druckwert erreicht (der vorbestimmte Wert weist auf die vorbestimmte Materialmenge hin, die in die Formkavität eingespritzt wurde). In der Praxis kann der Durchmesser der Düse so gewählt sein, dass die Einspritzgeschwindigkeit des Materials in die Formkavität geregelt werden kann.
Wie in 3 dargestellt, weist eine Zuführungsvorrichtung 8 am hinteren Ende der Spritzgießvorrichtung die Schnecke 2 sowie eine Zuführwalze (nicht dargestellt) auf, welche sich in Transferrichtung des Materials erstreckt, wobei auf der Zuführwalze schraubenförmige Stege angeformt sind, die mit denen auf der Schnecke 2 kämmen. Die schraubenförmigen Stege auf der Zuführwalze stehen in einem nicht dichten Eingriff mit denen auf der Schnecke 2. Wenn die Zuführvorrichtung arbeitet, rotieren Zuführwalze und Schnecke 2 entgegengesetzt zueinander, und die schraubenförmigen Stege auf der Zuführwalze erzeugen während des Rotierens einen helischen Druck, die durch den Zuführeingang zugeführten Materialien werden in den Zwischenraum zwischen den schraubenförmigen Stegen auf der Zuführwalze und der Schnecke gezwungen und gelangen dann unter der Wirkung der schraubenförmigen Stege auf der Schnecke in den Zylinder.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung zum Spritzgießen von Gummi, Kunststoffen und deren modifizierte Materialien mit einer oben beschriebenen Struktur wird in Verbindung mit 3 beschrieben.
Nachdem das Formwerkzeug 7 in seine Position gebracht ist, wird es in dieser Position durch ein Formschließelement 13 fixiert, das durch eine Antriebsvorrichtung 12 für das Schließelement angetrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt fluchtet der Angußkanal des Formwerkzeugs axial mit der Düse der Spritzgießvorrichtung. Danach wird eine Vorrichtung 10 zur axialen Verschiebung der Spritzgießvorrichtung in Tätigkeit gesetzt, um die Spritzgießvor richtung in Richtung auf das Formwerkzeug entlang einer Führung zur axialen Verschiebung zu bewegen, bis die Düse der Spritzgießvorrichtung mit dem Angußkanal des Formwerkzeugs in Eingriff gelangt. Wenn die Spritzgießvorrichtung mit ihrer Arbeit beginnt, wird Gummi, werden Kunststoffe oder deren modifizierte Materialien in das Schneckenzylindersystem über den Zuführeingang der Zuführvorrichtung 8 eingeleitet, die eingeleiteten Materialien werden unter der Wirkung der mit einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit rotierenden Schnecke 2 plastifiziert. Die plastifizierten Materialien gelangen kontinuierlich in den Trichter, der zwischen dem konischen Loch der Büchse 4 und dem konischen Kopf 3 gebildet ist, und zwar unter der Wirkung der durch die rotierende Schnecke erzeugten drückenden Kraft, worauf sie in die Düse 5 gelangen, um so in die Formkavität des Formwerkzeugs über die Düse 5 eingespritzt zu werden. In dem Spritzgießprozeß kann die Temperatur des durch den Trichter 15 fließenden Materials geregelt werden, so dass die Materialien mit einer vorbestimmten Temperatur und Geschwindigkeit in die Formkavität eingespritzt werden. Wenn der Einspritzdruck, der von dem Drucksensor 6 detektiert wird, einen vorbestimmten Druckwert erreicht, stoppt die Spritzgießvorrichtung ihre Arbeit, und zur selben Zeit bewegt sich die Spritzgießvorrichtung axial weg von dem Formwerkzeug, um sich von dieser Form zu trennen. Nachdem das Produkt in der Formkavität verfestig oder abgekühlt ist, wird das Formwerkzeug geöffnet, um das Produkt herauszunehmen. Dann wird das Formwerkzeug geschlossen und in seiner Position fixiert, und die Spritzgießvorrichtung bewegt sich axial gegen das Formwerkzeug, um die Düse mit dem Angußkanal des Formwerkzeugs ein weiteres Mal in Eingriff zu bringen. So kann die Spritzgießvorrichtung veranlasst werden, den oben beschriebenen Operationsprozess zu wiederholen.

Claims

Vorrichtung zum Spritzgießen von Gummi, Kunststoffen etc. mit einem Zylinder (1), einer Schnecke (2), die rotierbar in dem Zylinder (1) montiert ist, und einer Büchse (4), die mit dem vorderen Ende des Zylinders (1) verbunden ist, wobei das vordere Ende der Schnecke mit einem spitz zulaufenden Kopf (3) versehen ist, die Büchse (4) ein axial spitz zulaufendes Loch aufweist, dessen Form mit der des spitz zulaufenden Kopfes (3) korrespondiert, wobei der spitz zulaufende Kopf so in das axial spitz zulaufende Loch eingepasst ist, dass dazwischen ein spitz zulaufender ringförmiger Trichter (15) definiert ist, dass eine Düse (5), die mit dem Angusskanal eines Formwerkzeugs verbindbar ist, am vorderen Ende der Büchse (4) angeordnet ist, der ringförmige Trichter (15) sowohl mit dem Zylinder (1) als auch mit der Düse (5) in Verbindung steht, wobei das plastifizierte Material unter der Wirkung der drückenden Kraft, die von der rotierenden Schnecke (2) erzeugt wird, kontinuierlich in den ringförmigen Trichter (15) eindringt, und durch die Düse (5) in die Formkavität des Formwerkzeugs einspitzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgießvorrichtung an deren hinterem Ende eine Zuführvorrichtung aufweist, welche aus einer Zuführwalze besteht, die in der Transferrichtung der Materialien sich erstreckt, dass auf der Zuführwalze schraubenförmige Stege geformt sind, die mit schraubenförmigen Stegen auf der Schnecke (2) kämmen, wobei die schraubenförmigen Stege auf der Zuführwalze in einem nicht dichten Eingriff mit den schraubenförmigen Stegen auf der Schnecke stehen, und dass die Zuführwalze und die Schnecke entgegengesetzt zueinander rotieren, wenn die Zuführvorrichtung arbeitet.
Spritzgussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichter (15) mit einem Drucksensor (6) zur Detektion des Einspritzdruckes der Materialien versehen ist, wobei die Spritzgießvorrichtung ihre Operation stoppt, wenn der Einspritzdruck einen vorbestimmten Wert des Drucksensors erreicht.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse (4) mit einer Heiz-Kühl-Wasserpassage (14) zur Regelung der Temperatur der durch den Trichter (15) passierenden Materialien ausgerüstet ist, und in dem Trichter (15) ein Temperatursensor zur Anzeige der Einspritztemperatur der Materialien vorgesehen ist.
Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der spitz zulaufende Kopf (3) ein konischer Kopf ist und dass das spitz zulaufende Loch ein konisches Loch ist.
Spritzgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der spitz zulaufende Kopf und das Loch von polygonaler Pyramidenform oder parabolischer Form sind.