DE2514307A1

DE2514307A1 - Schneckengehaeuse fuer einen extruder oder eine spritzgiessmaschine

Info

Publication number: DE2514307A1
Application number: DE19752514307
Authority: DE
Inventors: Ambrose Clifford Boham; John Charles Davies; Brian John Kendall-Smith
Original assignee: British Industrial Plastics Ltd
Current assignee: British Industrial Plastics Ltd
Priority date: 1974-04-10
Filing date: 1975-04-02
Publication date: 1975-11-06
Also published as: FR2267196B1; US4013276A; AU7995175A; GB1507826A; FR2267196A1; IT1032444B; JPS50139159A; AU497921B2

Description

MÜLLER-BORE · GRCENING · DEUFEL SCHÖN · HERTEL

PATENTANWÄLTE
MÜNCHEN · BRAUNSCHWEIG ■ KÖLN 251430/

-2· APR. 1975

. _ . Dr. W. Müller-Bore ■ Braunschwelg

B 1 2O3 _H Groaning, Dlpl.-lng. · München

Dr. P. Deufel. Oipl.-Chem. · München Dr. A. Schön, Dlpl.-Chem. · München Werner Hertel, Dipl.-Phys. ■ Köln

BRITISH INDUSTRIAL PLASTICS LTD. Manchester, England

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Extruder und. Spritzgusßmaschlne A

Die Erfindung betrifft Extruder und Spritzgießmaschinen.

Es v/urde bereits vorgeschlagen, in der Beschickungszone des Schneckengehäuses eines Extruders oder einer Spritzgießmaschine Längsnuten vorzusehen, um die Beschickung mit Kunststoffmaterialien durch das Gehäuse zu fördern. Häufig ist die Beschickungszone kegeistumpfförmig ausgebildet. Es hat sich gezeigt, daß es in vielen Fällen nicht möglich ist, wärmehärtbare Kunststoffe in Form feiner Pulver zu extrudieren oder zu spritzen, wenn eine Maschinenanrodnung benutzt wird, welche Nuten in der Beschickungszone, wie oben erwähnt, hat.

Erfindungsgemäß wird ein Schneckengehäuse für einen Extruder oder eine Spritzgießmaschine geschaffen, in deren Schneckengehäuse eine Bohrung ausgebildet ist, welche eine in Längsrichtung verlaufende Nutung hat, die sich

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.a) über im wesentlichen die ganze Länge des Gehäuses oder

b) über einen größeren Teil der Länge des Gehäuses stromab von der Beschickungszone erstreckt.

Auf diese Weise ist die in dem Schneckengehäuse vorgesehene Bohrung in ihrer Beschickungszone ohne Nutung oder hat eine Nutung, die sich durch die Beschickungszone und durch den Mittelabschnitt und durch den Auslaßabschnitt erstreckt.
Vorzugsweise hat die in dem Schneckengehäuse ausgebildete Bohrung einen konstanten Querschnitt über im wesentlichen ihrer ganzen Länge. Der Querschnitt kann sich jedoch auch über der Länge ändern, beispielsweise dadurch, daß der Beschickungsabschnitt konisch ausgebildet ist, während der
Mittelabschnitt und der Auslaßabschnitt einen gleichbleibenden zylindrischen Querschnitt aufweisen.

Die Nutung kann aus einer einzigen Nut bestehen. Vorzugsweise besteht sie jedoch aus zwei oder mehr Nuten, die am Umfang im Abstand um die Bohrung herum angeordnet sind.
Vorzugsweise haben die Nuten einen gleichen Abstand zueinander, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist.

Die Nut bzw. die Nuten haben vorzugsweise einen gleichförmigen Querschnitt über dem Hauptteil ihrer Länge.

Der Querschnitt der Nut bzw. einer jeden Nut ist vorteilhafterweise halbelliptisch oder halbkreisförmig, er kann
jedoch auch trapezförmig oder rechteckig sein. Abgerundete Flächen sorgen dafür, daß ein "Verstopfen" der Nutung durch Härten von Formmaterial in der Nutung soweit wie möglich
verringert wird. Die Nutung kann in Form einer Schraube
ausgebildet sein, deren Gang dem der für die Drehung oder für die Drehung und eine Hin- und Herbewegung installierten Schnecke in dem Schneckengehäuse entspricht oder entgegengesetzt dazu verläuft. Die mit der erfindungsgemäßen

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Nutung versehene Bohrung kann die Bohrung der Büchse sein, die im Paßsitz in der Bohrung des Schneckengehäuses vorgesehen ist.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Extruder oder eine Spritzgießmaschine bzw. eine Injection-Mculding-Maschine, die mit einem Schneckengehäuse der vorstehenden Art versehen ist.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch im Längsschnitt einen Abschnitt einer Spritzgießmaschine.

Fig. 2 zeigt den Zylinder längs der Linie II-II von Fig. Fig. 3 zeigt in einer Ansicht wie Fig. 2 eine Modifizierung.

Fig. 4 und 5 zeigen in ähnlichen Schnittansichten wie Fig. 2 und 3 weitere Modifizierungen.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Spritzgießmaschine hat einen Zylinder, der ein Schneckengehäuse 1 mit einer Zylinderkappe 2 und einer Düse 3 an dem Auslaßende sowie ein Beschickungselement 4 mit einer Beschickungsöffnung angrenzend an das stromauf gelegene Ende bzw. das Beschickungszonenende des Schneckengehäuses aufweist. Das Beschickungselement 4 ist an dem Schneckengehäuse durch einen Gewindering 5 befestigt, der einen Anschlag 6 hat, welcher an dem Flansch 7 an dem Schneckengehäuse angreift. Der Zylinder ist an einem Teil des Körpers 9 der Spritzgießmaschine durch nicht gezeigte geeignete Einrichtungen befestigt, beispielsweise durch Schraubenbolzen und damit zusammenwirkende Muttern.

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In der Bohrung 11 des Zylinders ist in bekannter Weise eine Schnecke 1o für eine Drehung und eine Hin- bund Herbewegung installiert, die einen einzigen Schneckengang 12 mit konstanter Ganghöhe hat. Die Innenfläche der Bohrung des Schneckengehäuses ist mit einer Nutung in Form von acht radial im Abstand angeordneten Nuten 13 von halbkreisförmigem Querschnitt versehen. Diese Nuten erstrecken sich über die Beschickungszone A, den Mittelabschnitt B und den Auslaß C des Schneckenabschnittes. Ihr Querschnitt ist im wesentlichen konstant mit Ausnahme einer kurzen Verjüngung bzw. Konizität 14 am stromab gelegenen Ende.

Die Spritzgießmaschine kann für das Formen von Kunststoffgegenständen aus wärmehärtbaren Kunststoffen in Form eines feinen Pulvers benutzt v/erden. In Betrieb kann das feine Pulver in die Schnecke über die Beschickungsöffnung 8, beispielsweise von einem nicht gezeigten Trichter ausgehend, eintreten, der einen Rührer aufweist. Das Pulver wird längs bei der Drehung der Schnecke forwärtsbewegt und füllt die nicht besetzten Abschnitte der Bohrung 11 und der Nuten 13. Der wärmehärtbare Kunststoff in den Nuten 13 unterbindet eine Drehung des durch die Schnecke vorwärtsgeförderten Materials und verhindert so einen "Schneckenschlupf", d. h. eine Drehung der Schnecke, ohne daß das Material in der Bohrung vorwärtsbewegt wird. Auf diese Weise wird die Bewegung des Materials von der Beschickungszone zur Düse erleichtert.

Fig. 3 zeigt eine Modifizierung, bei welcher eine elliptische Nutung 13' an der Oberfläche der Bohrung der Büchse 16 vorgesehen ist, die in einem engen Paßsitz in dem Schneckengehäuse 1 sitzt und daraus entfernbar ist. Dadurch wird vermieden, daß mehrere aufwendige Schneckengehäuse für jede Maschine vorgesehen werden müssen, wobei jedes Gehäuse eine Nutung hat, die sich von der anderer Gehäuse für verschiedene Spritzgießverfahren unterscheidet. Die Verwendung eines

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Satzes von austauschbaren Büchsen mit verschiedenen Formen einer Nutung ist wirtschaftlicher und erleichtert das Demontieren und Reinigen der Maschine, wenn ein "Zusetzen" durch Material in dem Zylinder auftreten sollte.

Um eine Drehung der Büchse 16 in dem Schneckengehäuse 1 zu vermeiden, ist der Zylinder mit Arretiereinrichtungen in Form von Keilnuten oder, wie in Fig. 3 gezeigt ist, wenigstens einer öffnung oder eines Längsschlitzes 19 versehen. Diese Einrichtungen sind in der Lage, mit wenigstens einer öffnung 18 in dem Gehäuse 1 zu fluchten, so daß ein Zapfen 17, der in der Öffnung 18 beispielsweise durch ein Gewinde befestigbar ist, in die entsprechende Öffnung oder den Schlitz 19 vorstehen kann. Um die Herstellung der Büchse 16 und ihre Positionierung in der Bohrung 11 zu vereinfachen, kann die Büchse aus einer Vielzahl von Abschnitten hergestellt sein, von denen jeder mit dem benachbarten Abschnitt bzw. den benachbarten Abschnitten mit Hilfe einer zwangsweisen Positioniereinrichtung fluchtet. Dies wird 'beispielsweise dadurch erreicht, daß Zapfen 2o an einem Büchsenabschnitt in entsprechenden nicht gezeigten Öffnungen in dem benachbarten Abschnitt aufgenommen v/erden, wodurch das Gegeneinanderliegen und die fluchtende Ausrichtung der Abschnitte sehr leicht zu erreichen ist.

Fig. 4 und 5 zeigen Beispiele von zwei extremen Nutungen. In Fig. 4 ist die Nutung in Form von zwei großen, einander diametral gegenüberliegenden Nuten 13" in der Bohrung 11" in der Büchse 16" vorgesehen, welche einen im wesentlichen elliptischen oder abgeplatteten kugeligen Querschnitt haben. Die in Fig. 5 gezeigte Nutung besteht aus einer großen Anzahl von kleinen flachen Nuten oder Ritzen 13"', die durch grobes Riefen der Wand der Bohrung 11 erzielt werden können, ie Nutung hat unabhängig von ihrer Form vorzugsweise

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über die ganze Länge des Gehäuses oder über den Hauptteil der Länge des Gehäuses stromab von der Beschickungszone die gleiche Form«

Die Anzahl, Anordnung und Form der Nuten, welche die Nutung bildet, die bei einem speziellen Verwendungszweck benutzt wird, hängt im bestimmten Ausmaß von der Art des zu verarbeitenden Materials ab. Die Wahl der Form der Nutung für die gewünschten Arbeitsbedingungen der Maschine stellt den Fachmann jedoch nicht vor Probleme. Um die Wahl zu treffen, sind lediglich relativ einfache Versuche erforderlich.

Anhand des nachstehenden* Beispiels wird die Erfindung weiter erläutert.

Beispiel

A) In einer Spritzgießmaschine (Bipel 155/5o) werden Versuche für das Spritzgießen eines Harnstoff-Formaldehyd-Materials ausgeführt, das in Form eines feinen Pulvers vorliegt. Die genormte Spritzgießmaschine hat einen mit einem Rührer versehenen Fülltrichter. Mit der Maschine sollen Hülsen für elektrische 13 A-Stecker hergestellt werden. Im Zylinder der Maschine sind keine Nutungen vorgesehen. Trotz Änderung der Betriebsbedingungen der Maschine verlaufen die Versuche ohne Erfolg.

B) Es wird die vorstehend beschriebene Maschine für die gleichen Versuchszwecke, jedoch mit einem anderen Schneckengehäuse verwendet. In dem Schneckengehäuse sind acht in Längsrichtung verlaufende Nuten von rechteckigem Querschnitt vorgesehen. Jede Nut hat eine Breite von 8,17 mm (11/32 ") , eine Tiefe von 0,4 mm (1/64¹¹) und eine Länge von 254 mm do"). Die Nuten sind nur in der Beschickungszone C angeordnet. Mit der Maschine

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sollen wieder Hülsen für elektrische 13 Α-Stecker aus feinem pulverförmigen Material hergestellt werden. Die Versuche verlaufen wieder ohne Erfolg.

Änderungen der Abmessungen der Nuten in der Beschikkungszone führen ebenfalls zu keinem brauchbaren Ergebnis .

C) An der Spritzgießmaschine wird ein Schneckengehäuse, wie es anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben wurde, angebracht, welches acht halbelliptische Nuten mit einer Breite von 8,17 mm und einer Tiefe von o,4 mm aufweist. Bei den nachstehend aufgeführten Betriebsbedingungen lassen sich Hülsen für elektrische 13 A-Stecker auf erfolgreiche Weise herstellen. Dies zeigt, daß eine Nutung, die sich im wesentlichen über der ganzen Länge des Schneckengehäuses erstreckt, die erforderliche Beschickungs- und Plastifizierungseigenschaften gibt, damit ein wärmehärtbarer Kunststoff in Form eines feinen Pulvers in erfolgreicher Weise durch Spritzgießen verarbeitet werden kann.

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Zylindertemperaturen:

Hauptzone: 9o C (Zone B und C, Fig. 1)

Beschickungszone A: 45°C (Wärme wird von der Hauptzone ayfgenommen)

Formtemperatur: Festes Teil = 14o C

sich bewegendes Teil = 14o°C

Spritzgeschwindigkeit: 5s

Spritzdruck: maximal

2 Haltedruck: 42 kp/cm (6oo psig)

Schneckendrehzahl: 5o üpm Schneckenrückkehrzeit: 12 s

2 Rückdruck bzw. Reaktionsdruck: 5,6 kp/cm (8o psig) gewählte Unterbrechung der Einfüllöffnung: 2 s nach Schneckenrückgang Spritzgießzeitgeber: Io s

Zykluszeit: 2o s

Schneckenhub: 51 mm (2")

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

f 1J Schneckengehäuse für einen Extruder oder eine Spritzgießmaschine , in welchem eine sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung für die Aufnahme einer drehbaren Schnecke vorgesehen ist, wobei in dem Umfang der Bohrung eine Nutung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nutung (13) im wesentlichen über die ganze Länge des Gehäuses (1, 16) oder über einen Hauptteil der Länge des Gehäuses stromab von der Beschickungszone (A) erstreckt.
2. Schneckengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutung (13) eine Vielzahl von Nuten aufweist, die am Umfang im gleichen Abstand um die Bohrung herum angeordnet sind.
3. Schneckengehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutung (13) im Querschnitt halbelliptisch oder halbkreisförmig ist.
4. Schneckengehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung, in welcher die Nutung ausgebildet ist, eine Büchse (16) ist, die im Paßsitz in einer Bohrung (11) im Gehäuse (1) sitzt.
5. Schneckengehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Arretiereinrichtungen (17, 18) vorgesehen sind, um eine Drehung der Büchse (16) in dem Gehäuse (1) zu verhindern.
6. Schneckengehäuse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (16) aus einer Vielzahl von Abschnitten besteht.

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7. Schneckengehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte Einrichtungen (2o) für eine zwangsweise Arretierung aufweisen, die das
Aneinandersetzen benachbarter Abschnitte vereinfachen.
8. Extruder oder Spritzgießmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schneckengehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird.

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