DE2002102A1 - Vorrichtung zur Verarbeitung von Kunststoffen - Google Patents

Description

• Vereinigung zur Förderung des Instituts ftir Kunststoff-Verarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen e.V.
• Vorrichtung zur Verarbeitung von Kunststoffen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Kunststoffen nach Patent ... (Patentanmeldung P 19 64 895.4), bei der der Kunststoff zum Zwecke der Plastifizierung durch iechanische Mittel unter hohen Druck gesetzt wird.
• Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen Zylinder mit einer Aufgabevorrichtung fur den Kunststoff, -durch einen in dieses verschiebbaren Kolben zur im wesentlichen adiabatischen Verdichtung des Kunststoffes und durch wenigstens eine als Scherspalt ausgebildete Austrittsöffnung des Zylinders, deren Weite so bemessen und auf die Kolbengeschwindigkeit abgestimmt ist, daß der Kolben eine adiabatische Verdichtung in der gewünschten Höhe zu erzeugen veriq und daß in Scherspalt eine Priktionswäris in der gewünschten menge erzeugt wird.
• as wurde nun gefunden, daß diese Vorrichtung nicht nur bein Fxtrudieren von Kuns ta toffen mittels eines dem Zylinder nachgeschalteten Schneckenextruders, sondern gleicherms@en vorteilhaft auch beim Spritzgießen z.B. von thermoplastischen Kunststoffen oder Elastomeren, beil Spritspressen, beil Blasen und Kalandrieren sowie ferner auch bein Verpressen von Duroplasten oder anderen vernetzbaren Kunststoffen anwendbar ist.
• Die erfindungsgeiäße Ausbildung der Vorrichtung besteht deshalb darin, daß sich an den die Austrittsöffnung des Zylinders bildenden Scherspalt unmittelbar ein Porwerkzeug anschließt. Diese Vorrichtung, bei der z.B. unmittelbar an den Scherspalt sich eine mit einer Spritzgießform zusammenwirkende Spritzdüse anschließen kann oder sogar der Scherspalt direkt die Spritzdüse darstellen kann, hat den bedeutenden Vorteil, daß besonders kurze Fließwege und Verweilzeitne des Kunststoffes im Plastifizierteil der Vorrichtung ermöglicht werden, was vor allen für thermisch empfindliche Kunststoffe sehr günstig ist. Heizflächen fur eine äußere Wärme zufuhr entfallen, und das ausschließlich durch Friktionswärme aufgrund der Energieumwandlung il Scherspalt homogen plastifizierte Material steht nicht mehr unter Druck, so daß beim Eintritt z.B. in eine leere Spritzgießform keine Expansion und damit verbundene Abküblung des Xunststoffes eintritt, und weist trotzdem die gewünschte und benötigte Plastifizierungs temperatur und Fileßfähigkeit auf. Vorteilhafterweise wird ein hydraulischer Antrieb für den Kolben vorgesehen, mit dem eine feintregulierbare Kolbengeschwindigkeit und eine konstante Druckaufbringung über den Kolbenweg erreichbar ist und dadurch ein gleichnaliger Ausfluß des Kunststoffes durch den Scherspalt und eine gute Teaperaturkons tanz geqhrleistet werden kann und iit dem ein fein regulierbarer Kolbenhub erreichbar ist, so daß der Kolbenhub beil Spritzgießen an die verschiedenaton Formvolumina angepaßt werden kann und somit eine Abstimmung der Kunststoffaufgabemenge an das Fertigteil durch Volusendosierung oder noch vorteilhafter durch Gewichtsdosierung ermöglicht wird.
• Weitere Merkmale der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben, in der verschiedene Ausfrungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt sind, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung; Fig. 2 eine andere Ausbildung der Vorrichtung; Die Vorrichtung der Fig. 1 besitzt einen Zylinder 1 und einen darin verschiebbaren Kolben 2. Der Zylinder 1 ist in einer Aufspannplatte 3 befestigt und an seinem rückwärtigen Bereich mit einer Einfijilöffnung 4 versehen. in die Einfüllöffnung 4 schließt sich ein Einfüllzylinder 5 an, in dem ein Kolben 6 verschiebbar ist, mit d essen Hilfe der zu verarbeitende Kunststoff aus des Einfüllzylinder 5 in den Zylinder 1 gedrückt wird, so daß auch bei Verwendung von sperrigen Aufgabegut bei Voluiendosierung oder bei Gewichtedosierung der gewüschte Füllungsgred des Zylinders 1 gewährleistet ist. An die Aufspannplatte 3 ist unter Zwischenschaltung eines Zwischenringe 7 eine Lochplatte 8 angeflacht, die einen Kern 9 trägt, welcher in du trichterförmig sich aufweitende vordere Znde des Zylinders t hineinragt. Der Kern 9 bildet mit des trichterfömigen vorderen Ende des Zylinders t einen die Austrittsöffnung des Zylinders darstellenden Scherspalt 10, dessen Weite durch verschieden dicke Zwischenringe 7 verSndert werden kann. In die Lochplatte 8 ist eine Spritzdüse i1 eingesetzt. die mit einer nicht dargestellten Spritzgießform einer Spritzgießiaschine susamenwirkt. Der Durchflußkanal der Spritzdüse 11 steht ueber die Durchlässe in der Lochplatte 8 mit des Scherspalt 10 in Verbindung. Die Weite des Scherspaltes 10 ist je nach angewendeter Geschwindigkeit des kolbens 2 und Art des zu verarbeitenden Lunststoffes so eng bemessen, daß, wenn der Kolben 2 etwa stoßartig vorbewegt wird, der eingeftillte Iunststoff in den Zylinder 1 in einer solchen gevttnschten Höhe im wesentlichen adiabatisch verdichtet werden kann und wird, daß, wenn der Kunststoff durch den Scherspalt 10 aus dem Zylinder 1 ausgepreßt ist, die von dem Kolben 2 aufgebrachte Druckenergie in dem Scherspalt 10 durch Friktion in Warmeenergie umgewandelt worden ist und durch die so erzeugte Friktionswlrme aus des Scherspalt 10 ein entspanntes und plastifiziertes und auf die gewtlnschte Temperatur erhitztes Material austritt. Zweckmäßigerweise wird der Zylinder 1 mit einer Schutzheizung 12 versehen, die nur so eingestellt zu werden braucht, daß die erzeugte Friktionswärme nicht unnötig durch die Wandungen den Scherspaltes und der daran sich anschließenden AnguSkanile verlorengeht, und mit deren Unterstutzung gegebenenfalls die Vorrichtung bei der Inbetriebnahme auf die Betriebstemperatur vorgewärmt werden kann sowie Kunststoffreste, die während einer längeren Betriebspause der Vorrichtung im Scherspalt abgekühlt und erstarrt sind, leichter wieder erwärmt und entfernt werden können.
• In Fig. 2 ist in die Lochplatte 8 anstelle der Spritzdüse 11 eine Rohrdüse 13 eingesetzt, mit der Schlauchabsehnitte produziert werden können, die dann zur Herstellung von Spritzbles- oder Hohlkörperblasteilen in einer dem Zylinder 1 nachgeschalteten Blasmaschine dienen.
• Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ist es mit Vorteil möglich, daß man die für die Herstellung eines Spritzgußteiles benötigte gesamte Kunststoffmuse nach Gewicht vordosieren und de den Scherspalt verlassenden plastifizierte Masse ohne Nachdruck in die Forihöhlung treiben kann, die nach Eintritt der Masse sofort verschlossen wird. Ferner kann die Vor richtung bei Einsatz einer entsprechenden DUse auch zur B*-schickung eines nachgeschalteten Kalanders eingesetzt werden. Selbstverständlich ist auch die Verarbeitung von härtbaren bzw. vernetzenden Formmassen ohne weitere magsich; hierbei kann die über du Ausmaß der adiabatischen Verdichtung und ueber die Scherspaltweite beeinflußbare Friktionswärmserzeugung so eingestellt werden, daß die filr die Vernetzung des Kunststoffes erforderliche Wärme bereits und sofort am Scherspalt erzeugt wird und daher eine besondere Wärme zufuhr von außen entbehrlich wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch

   Vorrichtung zur Verarbeitung von Kunststoffen nach Patent (Patentanmeldung P 19 64 895.4), bei der der Kunststoff zum Zwecke der Plastifizierung durch mechanische Mittel unter hohen Druck gesetzt wird, wobei die Vorrichtung einen Zylinder mit einer Aufgabevorrichtung ftir den Kunststoff, einen in dieeem verschiebbaren Kolben zur im wesentlichen sdiabatiechen Verdichtung des Kunststoffes und wenigstens eine als Scherspalt ausgebildete Austrittsöffnung des Zylinders aufweist, deren Weite so bemessen und auf die Kolbengeschwindigkeit abgestimmt ist, daß der Kolben eine adiabatische Verdichtung in der gevUnhhten ilöhe zu erzeugen vermag und daß im Scherspalt eine Friktionswärme in der gewurischten Menge erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Scherspalt (10) unmittelbar ein Porswerkzeug (11, 13) anschließt.

   L e e r s e i t e