DE2222430A1 - Plastifizierschnecke fuer spritzgiessmaschinen und extruder - Google Patents

Description

• Plastifizierschnecke für Spritzgiessmaschinen und Extruder Die Erfindung bezieht sich auf eine Plastifizierschnecke für Spritzgiessmasehinen und Extruder zur Verarbeitung von thermo- und duroplastischen Massen.
• Bei bisher bekannten Plastifizicrschnecken dieser Art hat.die.Gangflanke ein verhältnismässig schmales Breitenmass. Demzufolge ist auch der Verschleiss der Gangflanke an der dem Plastifizierzylinder zugekehrten Umfangsfläche verhältnismässig groß. Aus diesem Grunde finden auch für Plastifizierschnecken ausschliesslich hochwertige und teure Stähle Verwendung.
• Ferner kann bei Plastifizierschnecken mit dünnwandiger Gangflanke das Dichtungsproblem im Auss.tossbereich, insbesondere bei tiefviskosen Massen, vielfach nur ungenügend beherrscht werden. Deshalb wird auch bei Plastifizierschnecken zur Verarbeitung von Thermoplasten zum Zwecke des DichteS3zwischen Plastifizierzylinder und Schnecke ein Stauring eingelegt.
• In Erkenntnis dieser beiden erwähnten Nachteile, stellt sich der Erfindung die Aufgabe der Minderung der Verschleissanfälligkeit der-Gangflanke sowie der Verbesserung der Dichtfähigkeit der Gangflanke im Ausstossbereich.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst worden, dass die Gangflankenbreite mindestens in einer Ausstosszone grösser ist als in einer Einzugszone.
• Zusätzliche Vorteile bringt die Erfindung bei einer Plastifizierschnecke mit in einer Kompressionszone in Ausstossrichtung kleiner werdendem Gangquerschnitt. Bei solchen, bisher bekannten Plastifizierschnecken wird eine Veränderung des Gangquerschnittes mittels in Ausstossrichtung grösser werdendem Kerndurchmesser oder durch in Ausstossrichtung kleiner werdenden Gangsteigung erreicht. Plastifizierschnecken mit differenzierter Gangsteigung bieten in fertigungstechnischer Hinsicht Schwierigkeiten, die kostenverteuernd sich auswirken. Plastifizierschnecken mit unterschiedlichem Kerndurchmesser haben insbesondere bei der Verarbeitung von mit langfaserigen Zusätzen beigemischten Kunststoffmaasen sich als nachteilig erwiesen. Die mit Vergrösserung des Kerndurchmessers sich ergebende Verkleinerung der Gangtiefe hat zur Folge, dass die bei der Schleppströmung der zu plastifizierenden Masse im Schneckengang sich stetig umlagernden Langfasern mit extrem kleinen Biegeradien beansprucht werden und demgemäss vermehrt zum #Brechen neigen. Die mit dem Brechen bewirkte Verkürzung der Fasern hat eine Verminderung der mechanischen Eigenschaften des Fertigproduktes zur Folge. Zur Schaffung von optimalen Bedingungen für die schonende Behandlung von langfaserigen Beimischungen in der zu plastifizierenden Masse wird bei einer Plastifizierschnecke mit in einer Kompressicnszone in Ausstossrichtung kleiner werdendem Gangquerschnitt vorgeschlagen, dass in der Kompressionszone die Gangflankrenbreite allmählich grösser wird; wobei auf dem ganzen Längenbereit-h der Plastifizierschnecke der Kern konstanten Durchmesser hat.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand von drei in der Zeichnung dargestellten Äusführungr#beispielen näher erläutert.
• In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine Plastifizierschnecke mit in Ausstessrichtlung verjungtem Kerndurchmesser, Fig. 2 eine Plastifizierschnecke mit konstantem Kerndurchmesser, und Fig. 3 in grösserem Masstab den Vorderteil einer Plastifizierschnecke mit Ditehtungarille.
• Ein Plastifizierzylinder 1 einer Spritzgiessmaschine hat an seinem rückseitigen Ende eine Einfüllöffnung2 und ist vorne mit einem, eine Düsenöffnung 3 aufweisenden Düsenkopf 4 verschlossen.
• Im Plastifizierzylinder 1 ist eine Plastifizierschnecke 5 gelagert, die mittels nicht dargestellten Antriebsmitteln zum Zwecke des Plastifizierens rotierend und zum Zwecke des Einspritzens in einer axialen Hubbewegung antreibbar ist.
• Bei der Plastifizierschnecke 5 ist ein Kern mit 6, eine Gangflanke mit 7, eine Gangflankenbreite mit 8, ein Gangquerschnitt mit 9 und eine Gangsteigung mit 10 bezeichnet.
• Die Plastifizierschnecke 5 ist vorne mit einem zylindrischen Kolben 11 verlängert, der dazu bestimmt ist, im Endbereich des Einspritzhubes und bei freier Drehbeweglichkeit der Plastifizierschnecke 5, in einen Kolbenraum 12 des Düsenkopfes 4 einzustossen.
• Bei der Plastifizierschnecke 5 der Fig. 1 ist die Gangflankenbreite 8 im Bereich einer Einzugszone 13 verhältnismässig klein, wird dann in einer anschliessenden Plastifizierzone 14 allmählich grösser und erreicht schliesslich in einer Ausstosszone 15 ihr Grösstmass. Gemessen an der, inbezug auf die Ausstossrichtung, vorderen Seitenwand der Gangflarie 7, ist die Gangsteigung 10 im ganzen Längenbereich der Plastifizierschnecke 5 konstant. Bei der Herstellung der Plastifizierschnecke 5 wird dabei die der Veränderung der Gangflankenbreite 8 entsprechende Korrektur vorzugsweise an der hinteren Seitenwand der Gangflanke 7 gemacht, womit die beiden Seitenwände der Gangflanke 7 unterschiedliche Gangsteigung 10 aufweisen.
• Vorteilhaft in fertigungstechnischer Hinsicht werden dabei die Seitenwände der Gangflanke 7 mit unterschiedlichem Neigui#gswinkel bearbeitet.
• Der Kern 6 der Plastifizierschnecke 5 verjüngt sich in Ausstossrichtung und zwar in einem solchen Verhaltnist dass die Grösse des Gangquerschnittes 9 im ganzen Längenbereich der Plastifizierschnecke 5 etwa konstant bleibt. Diese Art von kompressionslosen Plastifizierschnecken werden für Kunststoffmassen von reibungsintensiver Qualität eingesetzt, bei denen die Aufschmelzung der Masse schon mit verhaltnismässig geringer Druckeinwirkung erreicht wird.
• Die bei dieser Art von Plastifizierschnecken erreichten Vorteile liegen vor allem darin begründet, dass in der Ausstosszone 15, dort wo die Beanspruchung der Gangflanke 7 ain grössten ist, die verhältnismässig grosse Gangflankenbreite 8 die Verschleisäanfälligkeit der angflanke 7 vermindert, und dass ferner durch die grössere DichtCähigkest der Gangflanke 7 ein höherer Ausstossfaktor erzielbar ist. Demgegenüber erlaubt es die starke Dimensionierung der Gangflanke 7 in der Plastifzierzone 14 und in der Ausstosszone 15, die Gangflanke 7'in der Einzugszone 15 sehr dünnwandig zu halten. Die damit vergrösserte Gangbreite schafft günstigere Verhältnisse inbezug auf das Einzugsvermögen der Plastifizierschnecke.
• Die Plastifizierschnecke 5 gemäss Fig. 2 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel lediglich im Merkmal des im ganzen Längenbereich gleichbleibenden Durchmessers des Kernes 6. Dieses Merkmal, in Verbindung mit dem Merkmal der in Ausstosse richtung grösser werdenden Gangflankenbreite 8 ergibt eine in Ausstossrichtung verlaufende Verkleinerung des Gangquerschnittes 9, der in einer Kompressionszone 16 allmählich kleiner wird und in der Ausstosszone 15 ein Ninimalmass erreicht. Von wesentlicher Bedeutung ist dabei, dass diese Gangquerschnittsveranderung ohne Reduktion der Ganghöhe erreicht wird, womit das Verhältnis in den Abmassen der Gangbreite zur Ganghöhe in der Kompressionszone zone 16 und in der Ausstosszone 15 nicht dem Sinne eine Veränderung erfahren hat, dass langfaserige Massen geschädigt werden. In der Weise ist daher eine weitere, der Erfindung gestellte Aufgabe, nämlich die schonende Behandlung von Langfasermaterials zreckrassig erfüllt.
• Die Fig. 5 zeigt, wie bei einer Piastifizierschmecke 5 gemäss Fig. 1 oder 2, deren Gangflanke 7 in ihrem vordersten Bereich eine Dichtungsrille 17 aufweisen kann. In einer solchen Dichtungsrille 17 zurückbleibende Nasse 18 bildet eine Abdichtung zwischen Gangflanke 7 und Innenwandung des Plastifizierzylinders 1 und trägt dazu bei, den Ausstossfaktor zu verbessern.
• Die Anbringung der Dichtungsrille 17 uninittelbar am Nantel der Gangflanke 7 ist nur deshalb möglich, weil die Gangflanke 7 in der Ausstosszone 15 ein verhältnismässig grosses Breitenmass aufweist.

Claims (5)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Plastifizierschnecke für Spritzgiessmaschinen und Extruder zur Verarbeitung von thermo- und duroplastischen Massen, dadurch gekennzeichnet, dass die Gangflankenbreite (8) mindestens in einer Ausstosszone (15) grösser ist als in einer Einzugszone (15)

2) Plastifizierschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Plastifizierzone (14) oder in einer Kompressionszone (16) die Gangflankenbreite (8) allmählich grösser wfird.

3) Plastifizierschnecke nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ganzen Längenbereich der Plastifizierschnecke die Gangsteigui"# (10) mindestens an einer Seitenwand der Gangflanke (7) konstant ist.

4) Plastifizierschnecke nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Seitenwände der Gangflanke (7) unterschiedlichen Neigungswinkel aufweisen.

5) Plastifizierschnecke nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kern (6) in Ausstossrichtung sich allmEhlich verjüngt. (Fig. 1) 6) Plastifizierschnecke nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem ganzen Längenbereich der Plastifizierschnecke der Kern (6) konstanten Durchmesser hat.

(Fig. 2) L e e r s e i t e