DE2007170A1

DE2007170A1 - Sliding screw plasticiser

Info

Publication number: DE2007170A1
Application number: DE19702007170
Authority: DE
Inventors: Johannes 5910 Kreuz tal Ferndorf Wulschner
Original assignee: SIEMAG
Current assignee: SIEMAG
Priority date: 1970-02-17
Filing date: 1970-02-17
Publication date: 1971-09-02

Abstract

Granulate is plasticised and expelled into injection head by a rotatable, slidable screw working in a heated barrel. The back end of the screw, for a length at least equal to the stroke, is housed in a sleeve, which slides in the barrel with the screw. This ensures that the length of screw in contact with the melt does not vary.

Description

Vorrichtung zum Plastifizieren von Kunststoffgranulat und zum Ausstoßen der Schmelze in einen-Spritzkopf Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Plastifizieren von Kunststoffgranulat und zum Ausstoßen der Schmelze in einen Spritzkopf, bestehend aus einem-b.eheisten Schmelzz#ylinder und einer in diesem lagernden Schnecke, die zur Förderung des Granulats in den Schmelzzylinder und der Schmelze in einen als Teil des Schmelzzylinders ausgebildeten Stauraum drehantreibbar sowie zum Austreiben der Schmelze aus dem Stauraum im Schmelzzylinder axial verschiebbar ausgebildet ist.Device for plasticizing plastic granulate and for ejection the melt in an injection head The invention relates to a device for plasticizing of plastic granulate and for ejecting the melt into a spray head, consisting of from a-b.eheisten Schmelzz # ylinder and a snail stored in it, the to promote the granulate in the melting cylinder and the melt in an as Part of the melting cylinder formed storage space rotatably drivable and for expulsion the melt from the storage space in the melt cylinder is designed to be axially displaceable is.

Diese als sogenannte Schubschne##ken-Plastifizierungseinheiten bezeichneten Vorrichtungen haben gegenüber den ebenfalls bekannten Plastifizierungseinheiten, bei denen der Stauraum durch einen besonderen Schubkolben entleert wird,-den Vorteil einer einfacheren Bauweise, weil die Sahnecke zugleich auch als Kolben zum Austreiben des plastifizierten Kunststoffs aus dem Stauraum eingesetzt wird. Die verschiebbare Anordnung der Schnecke hat jedoch die Folge, daß sich'als Folge der dauernden Änderung ihrer Arbeit-slänge im Schmelzzylinder dieAurbereitungsbedingungen, und zwar insbesondero die Temperaturen, für die verschiedenen Partien des plastifizierten Kunststoffs unterschiedlich sind. Diese Inhomogenitäten der Schmelze können aber zu beträchtlichen Qualitätsmängeln und -unterschieden bei den Fertigprodukten führen.These are referred to as so-called thrust screw plasticizing units Devices have compared to the also known plasticizing units, where the storage space is emptied by a special push piston, the advantage a simpler design, because the cream corner also doubles as a piston to expel of the plasticized plastic is used from the storage space. The sliding one However, the arrangement of the screw has the consequence that, as a result of the permanent change their working length in the melting cylinder, the preparation conditions, in particular the temperatures for the different parts of the plasticized plastic are different. However, these inhomogeneities in the melt can become considerable Quality defects and differences in the finished products lead.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Mängel unter gleichzeitiger Beibehaltung der den Schubschnecken-Plastifi.-zierungseinheiten eigentümlichen Vorteile linsichtlich des einfachen Aufbaues. Daher ist es Erfindungsaufgabe, eine Kunststoff-Plastifizierungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so zu gestalten, daß die Schnecke in Jeder beliebigen Schiebestellung innerhalb des Plastifizierungszylinders immer die gleiche Arbeitslänge beibehält.The invention aims to eliminate these deficiencies while at the same time Retention of the advantages peculiar to the pusher screw plasticizing units l with regard to the simple structure. It is therefore the task of the invention a plastic plasticizing device of the type described above to make that the screw in any sliding position within the The plasticizing cylinder always maintains the same working length.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabenstellung besteht im wesentlichen darin, daß das hintere Ende der Schnecke auf einem mindestens dem Schubweg entsprechenden L§ngenteilstUak in einer Buchse lagert, die mit der Schnecke verschiebbar in den Schmelzzylinder eingreift.An inventive solution to this problem consists essentially in that the rear end of the screw corresponds to at least one of the thrust path L§ngenteilstUak is stored in a bushing, which is slidable with the worm in the Melting cylinder engages.

Diese Buchse bildet eine Isolierung zwischen dem Schmelzzylinder und dem von ihr umfaßten TeilstUck der Schnecke, so daß das Kunststoffgranuiat immer im gleichen längenbereich der Schnecke mit der Wandung des Schmelzzylinders in BerUhrung kommt, wo dann der Plastifizierungsprozeß beginnt. Eine zeitlich immer gleiche Wärmeeinwirkung auf die Kunststoffmassen ist hierdurch sichergestellt.This bushing forms an insulation between the melting cylinder and the part of the screw it encompasses, so that the plastic granulate always in the same length range of the screw with the wall of the melting cylinder in contact comes where the plasticization process begins. The same heat exposure over time This ensures that the plastic masses are affected.

Eine besonders einfache Bauart der Vorrichtung ergibt sich, wenn erfindungsgemäß die Buchse mit der Oranulatzuführung fest verbunden und zusammen mit dieser gegenUber dem Schmelzzylinder verschiebbar ist. Es wäre allerdings auch denkbar, die Buchse zusammen mit der Schnekce relativ zur Granulatzuftihrung verschiebbar anzuordnen. Hierbei müßte jedoch dafür gesorgt werden, daß das Granulat aus der Zuführung unbehindert in den Transportbereich der Schnecke gelangen kann.A particularly simple design of the device is obtained if according to the invention the socket is firmly connected to the orangular feed and, together with it, is opposite the melting cylinder is displaceable. However, it would also be conceivable to use the socket to be arranged together with the screw so that it can be moved relative to the granulate feed. In this case, however, it would have to be ensured that the granules are unhindered from being fed can get into the transport area of the screw.

Ein über die ganze Länge gleichbleibender Buerschnitt des Schmelzzylinders wird nach der Erfindung dadurch gewährleistet, daß das in der Buchse lagernde iängenteilstück der Schnecke einen kleineren Durchmesser als das frei in den Schmelzzylinder ragende SchneckenteilstUck aufweiset* Um trotzdem sicherzustellen, daß bezogen auf den BUrderquerschnitt der Schnecke im Schmelzzylinder eine dauernd genügende Granulatmenge vorgeschoben wird, sieht die Erfindung vor, das den kleineren Durchmesser aufweisende L§ngenteilstUck der Schnecke mit einer größeren Steigung auszustatten.A cross section of the melting cylinder that is constant over the entire length is ensured according to the invention in that the length section stored in the socket the screw has a smaller diameter than that protruding freely into the melting cylinder Has screw part * In order to ensure that in relation to the cylinder cross-section a continuously sufficient amount of granulate is fed to the screw in the melting cylinder is, the invention provides that the smaller diameter having L§ngenteilstUck the snail with to equip a larger slope.

Um eine ausreichende Isolierwirkung der Buchse gegen den Schmelzzylinder sicherzustellen, ohne daß sie aus einem ausgesprochenen Isolierwerkstoff gefertigt sein muß, ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, daß sich die Buchse nur an ihrem vbrderen Ende im Schmelzzylinder führt, während sie auf ihrem übrigen tängenbereich im Abstand von der Wandung des Schmelzzylinders gehalten ist. Es entsteht so gewissermaßen ein iaftspalt zwischen dem Schmelzzylinder und der Buchse, der einen Kontaktwärme-Übergang vermeidet. Nach der Erfindung ist es schließlich auch möglich, die Buchse kühlbar auszubilden.To ensure that the bushing has a sufficient insulating effect against the melting cylinder ensure that they are not made from a decidedly insulating material must be, according to the invention it is further provided that the socket is only on her Vbrderen end in the melting cylinder leads, while it is on the rest of the range is kept at a distance from the wall of the melting cylinder. This is how it comes about, so to speak an iaftspalt between the melting cylinder and the bush, which is a contact heat transfer avoids. According to the invention, it is finally also possible to cool the socket to train.

Nach der Erfindung ist es auch denkbar, die wirksame Schmelzzone im Schmelz#ylinder auf ein bestimmtes Längenteilstück der Schnecke zu beschränken#und diese entsprechend dem Verschiebeausmaß der Schaecke-zusammen mit dieser in Längsrichtung des Schmelzzylinders zu verschieben. Es bestehen verschiedene Möglic-hkeiten,.ut eine solche mit der Schnecke verschiebbare Heizzone am Schmelzzylinder zu schaffen. So ist es bspw. denkbar, den Schmelzzylinder mit elektrischen Widerstands-Heizel.ementen auszustatten, die zeitweilig und stufenweise in Abhängigkeit von der jeweiligen Schiebestellung der Schnecke ein- und ausgeschaltet werden. Dabei müßte dafür gesorgt werden, daß; jeweils der Bereich des Schmelzzylinders, innerhalb welchem die Widerstands-he#zelemente abgeschaltet sind, eine genügende Abkühlung erfäi##t.According to the invention, it is also conceivable that the effective melting zone in the Melting # ylinder to a certain length section of the screw to restrict # and this according to the amount of displacement of the pigeon-together with this in the longitudinal direction to move the melting cylinder. There are various possibilities, .ut to create such a heating zone on the melting cylinder that can be displaced with the screw. For example, it is conceivable to use electrical resistance heating elements in the melting cylinder equip temporarily and gradually depending on the particular The sliding position of the screw can be switched on and off. That would have to be taken care of be that; in each case the area of the melting cylinder within which the resistance heating elements are switched off, sufficient cooling takes place.

Es wäre aber auch denkbar, die Schnecke auf ihrer ganzen Länge mit einer Buchse zu umgeben, die als Heizelement ausgebildet ist unü zusammen mit der Schnecke in einem Gehäuse yerschieb bar geführt ist, dessen vorderes Ende den Stauraum für die plastifizierte Kunststoffmasse bildet.But it would also be conceivable to use the snail along its entire length to surround a socket, which is designed as a heating element unü together with the Snail is guided in a housing yerschieb bar, the front end of which is the storage space forms for the plasticized plastic mass.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Figur 1 eine Schubschnecken-Plastifizierungsvorrichtung für Kunststoff im Längsschnitt und in ihrer Ausgangsstellung, während Figur 2 die Vorrichtung nach Figur 1 in der Ausstoßstellung der Schubschnecke wiedergibt.In the drawing, the subject matter of the invention is based on an exemplary embodiment shown. It shows Figure 1 shows a screw-type plasticizing device for plastic in longitudinal section and in its starting position, while Figure 2 shows the The device according to Figure 1 reproduces in the ejection position of the screw conveyor.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Schubschnecken-Plastifizierungsvorrichtung wird das Kunststoffgranulat durch den Materialeinlauf 1 zugeführt. Es wird von der drehangetriebenen Schnecke 2 erfaßt und in den Schmelzzylinder 4 gefördert.In the case of the screw-type plasticizing device shown in the drawing the plastic granulate is fed through the material inlet 1. It is from the rotationally driven screw 2 detected and conveyed into the melting cylinder 4.

Dieser Schmelzzylinder 4 wird in bekannter Weise, bspw. durch eine elektrische Widerstands-Heizung #, auf Schmelztemperatur gebracht.This melting cylinder 4 is in a known manner, for example. By a electrical resistance heating #, brought to melting temperature.

Die Schnecke 2 besitzt einen vorderen, die Bohrung des Schmelzzylinders 4 voll ausfülienden Teil und einen hinteren, im Durchmesser kleineren Teil, der von einer Buchse 6 umgeben ist. Die Schnecke 2 ist zusammen mit der Buchse im Schmelzzylinder 4 verschiebbar geführt, und zwar um das in Figur 1 der Zeichnung angedeutete Ausmaß H. Dabei ist die Buchse 6 mit ihrem vorderen Ende gleitbeweglich im Schmelzzylinder 4 abgestUtzt, während das übrige Buchsenteilstück in seinem Durchmesser so gewählt ist, daß zwischen ihm und der Bohrung des Schmelzzylinders 4 ein Luftspalt entsteht, wenn die Schnekke 2 völlig in den Schmelzzylinder 4 eingeschoben ist, wie das Figur 2 zeigt. Die Buchse 6 isoliert dadurch den von ihr umgebenen Teil der Schnecke 2 gegen den Schmelzzylinder 4 ab, so daß die Schnecke 2 in Jeder beliebigen Schiebestellung innerhalb des Schmelzzylinders 4 immer nur auf ihrem Längenteilstück L der Schmelztemperatur des Schmelzzylinders 4 ausgesetzt ist.The screw 2 has a front, the bore of the melting cylinder 4 full part and a rear part, smaller in diameter, the is surrounded by a socket 6. The screw 2 is together with the bushing in the melting cylinder 4 displaceably guided by the extent indicated in FIG. 1 of the drawing H. The front end of the bush 6 is slidable in the melting cylinder 4 supported, while the rest of the socket section is chosen in terms of its diameter is that an air gap is created between it and the bore of the melting cylinder 4, when the screw 2 is fully inserted into the melting cylinder 4, as shown in the figure 2 shows. The bush 6 thereby isolates the part of the worm 2 that is surrounded by it against the melting cylinder 4, so that the screw 2 is in any desired sliding position within the melting cylinder 4 only ever on its length section L of the melting temperature of the melting cylinder 4 is exposed.

Nur innerhalb dieses Längenbereiches L findet also die Piastifizierung des Kunststoffgranulates statt.The plastification takes place only within this length range L. of the plastic granulate instead.

Zur Erzielung einer besonders guten Isolierwirkung der Buchse 6 ist es zweckmäßig, diese als Hohlbuchse auszubilden, die von eintsm Kühlmedien durchflossen werden kann.To achieve a particularly good insulating effect, the socket 6 is it is expedient to design this as a hollow bushing through which eintsm cooling media flow can be.

Auch ist es vorteilhaft, die Buchse 6 mit dem Materialeinlauf 1 zu verbinden, so daß der Materialeinlauf 1 die Verschiebebewegung der Schneeke 2 innerhalb des Schmelz zylinders 4 mitmachen kann.It is also advantageous to connect the bush 6 to the material inlet 1 to connect so that the material inlet 1 the sliding movement of the Schneeke 2 within of the melting cylinder 4 can participate.

Dmit das Fördervolumen des in seinem Durchmesser verringerten Schneckenteils dem Fördervolumen des den Schmelzzylinder 4 in seinem Durchmesser ausfüllenden Schneckenteils entspricht, ist es zweckmäßig, die Steigung des im Durchmesser kleineren Schneckenteils entsprechend größer zu gestalten.Dmit the delivery volume of the screw part reduced in diameter the delivery volume of the screw part filling the diameter of the melting cylinder 4 corresponds, it is useful to measure the slope of the screw part with a smaller diameter to design accordingly larger.

Die Plastifizierung des Kunststoffgranulats im Schmelzzylinder 4 findet in der aus Figur 1 ersichtlichen Arbeitsstellung der Schnecke 2 statt. Hierbei dient der zwischen der Sohneckenspit ze un d der Düse 3 liegende Hohlraum des Schmelz zylinders 4 als Stauraum für die Kunststoffschmelze. Zur Durchführung des Spritzvorganges wird die Schnecke 2 aus der Stellung nach Fig.The plasticization of the plastic granulate takes place in the melting cylinder 4 in the working position of the screw 2 shown in FIG. This serves the cavity of the enamel lying between the Sohneckenspit ze and the nozzle 3 cylinder 4 as storage space for the plastic melt. To carry out the spraying process the screw 2 from the position according to Fig.

1 in die Stellung nach Fig. 2 vorgeschoben. Dabei: wirkt sie als Kolben und drückt die Kunststoffschmelze durch die Düse 3 in eine Kunststoff-Spritzform.1 advanced into the position according to FIG. At the same time: it acts as a piston and presses the plastic melt through the nozzle 3 into a plastic injection mold.

Dadurch, daß erfindungsgemäß die Schubsohnecke 2 immer auf einem gleichbleibenden Längenteilstück.L der Heizwirkung des Schmelzzylinders 4 ausgesetzt ist, entsteht eine homogene Kunststoffschmelze, die die Herstellung von qualitativ hochwertigen Kunststoff-Formkörpern gestattet.The fact that, according to the invention, the sliding son corner 2 is always on a constant Längenteilstück.L is exposed to the heating effect of the melting cylinder 4, arises a homogeneous plastic melt, which enables the production of high-quality Plastic moldings permitted.

Fur ein gutes Arbeitsergebnis einer erfin#ungs-gemäßen Schubs chnecken-Plastif izierungsvorrnchtung ist es also von wesentlicher Bedeutung, daß in Jeder Arbeitsstellung der Schubschnecke immer nur ein ganz bestimmtes Längenteilstück der Schubschneake im Schmelzbereich des Schmelzzylinders 4 gehalten wird. kbweichend von der in der Zeichnung ~dargestellten und vorstehend beschriebenen, besonders einfachen Problemlösung, liegen auch noch weitere Lösungsmöili chkeitei im Rahmen der Erfindung. Sö können bspw. dem Schmelzzylinder 4 Heizelemente 5. zugeordnet werden, die in ihrem dem Granúlatéinläuf 1 benachbarten Ende in Abhängigkeit von der Jeweiligen Schubstellung der Schnecke 2 ein- und ausgeschaltet werden können.' Andererseits i#'t' es #üch-.~ möglich, die Schnecke 2 auf ihrer ganzen Länge mit einer Buchse zu umgeben, die als Heizelement ausgebildet ist und zusammen mit der Schnecke 2 in dem Zylinder 4 verschoben werden kann.For a good work result of an inventive screw conveyor plastif izierungsvorrnchtung it is essential that in every working position the thrust screw always only a very specific length section of the thrust screw is kept in the melting range of the melting cylinder 4. kdifferent from the one in the Drawing ~ shown and described above, particularly simple problem solution, There are also other options within the scope of the invention. So can For example, the melting cylinder 4 heating elements 5 are assigned, which in their dem Granulaté inlet 1 adjacent end depending on the respective thrust position the screw 2 can be switched on and off. ' On the other hand i # 't' it # üch-. ~ possible, to surround the worm 2 over its entire length with a bushing, which acts as a heating element is formed and moved together with the screw 2 in the cylinder 4 can.

Claims

1. Device for plasticizing plastic granulate and for ejection the melt in a spray head consisting of a heated melt cylinder and a screw stored in it, which is used to convey the granulate into the melting cylinder and the melt can be driven in rotation in a storage space designed as part of the melt cylinder as well as axially displaceable to expel the melt from the storage space in the melt cylinder is designed that the rear end of the Screw on a length segment corresponding at least to the thrust path (H) in a bushing (6) which is slidable with the screw (2) in the melting cylinder (4) intervenes.

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the socket (6) is firmly connected to the granulate feed (1) and together can be displaced with this relative to the melting point (4).

3. Device according to claims 1 and 2, d a d u r c h g e k e n n z e i 'c h n e t that the length section of the worm which is supported in the bushing (6) (2) a smaller diameter but a larger pitch than that freely in the melting cylinder (4) has protruding screw section (L).

4. Device according to claims 1 to), d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t that the bushing (6) is only at its front end in the melting cylinder (4) leads, while its remaining length range at a distance from the wall of the melting cylinder (4) is held.

5. Device according to claims 1 to 4, d a d u r c Ii g e k e n n z e 1 c h n e t that the socket (6) is designed to be coolable.