DE2543633A1

DE2543633A1 - Plastic extrusion screw for injection moulding machine - has low pressure section for eliminating occluded air

Info

Publication number: DE2543633A1
Application number: DE19752543633
Authority: DE
Inventors: Toshio Nakayama; Toshihiko Sueyoshi; Kazuhisa Yokoyama
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1975-09-30
Filing date: 1975-09-30
Publication date: 1977-03-31

Abstract

The screw with a feed section, a high pressure section and a metering section, is provided with a low pressure section adjacent to the feed section. Advantageously, a low speed section and/or a heat stabilising section is provided adjacent to the low pressure section. Increases the moulding capacity and improves the melting process and the mixing/kneading effect as well as facilitating the removal of occluded air, so that an all-purpose screw for any type of resin is provided.

Description

Schraube für Spritzgußmaschine Screw for injection molding machine

Die Erfindung betrifft eine Schraube für eine Spritzgußmaschine mit einem Zufuhrabschnitt, einem Hochdruckabschnitt und einem Abmessungsabschnitt.The invention relates to a screw for an injection molding machine with a feed section, a high pressure section, and a dimension section.

Es ist bereits bekannt, daß eine sich drehend und hin und her bewegende Schraube in einem Heizzylinder (Formzylinder) einer Spritzgußmaschine eingesetzt wird und Pulver- oder kugelförmiges Harzmaterial am Schraubenkopf gelagert wird, nachdem eine Vermischung bzw. Verknetung und ein Schmelzvorgang erfolgt sind, woraufhin das Material aus einer Düse ausgestoßen wird und in einen Metallform-Hohlraum eingefüllt wird, wodurch ein vollständiger Spritzgußvorgang ausgeführt wird. Das zur Zeit am meisten übliche Verfahren besteht darin, daß das Vermischen, Schmelzen, Lagern und Ausstoßen, d.h. das Spritzgßen, unter Verwendung von einer Schraube stattfindet.It is already known that a rotating and moving back and forth Screw used in a heating cylinder (forme cylinder) of an injection molding machine and powder or spherical resin material is stored on the screw head, after mixing or kneading and melting have taken place, whereupon the material is ejected from a nozzle and filled into a metal mold cavity whereby a complete injection molding process is carried out. That currently on most common procedures are that mixing, melting, storage and Ejection, i.e. injection molding, takes place using a screw.

Wenn das thermoplastische Harz durch Spritzgießen mit einer Einfachschraube-Spritzgußmaschine durch Spritzgießen geformt wird, so sollte die Schraube bezüglich Qualität und Produktivität der Formen folgende Eigenschaften besitzen bzw. Bedingungen erfüllen: der Schmelzvorgang und die Speicherzeit der Harzstoffe sollen kurz sein, ein großes Formänderungsvermögen, der Schmelz zustand soll gleichförmig sein in Bezug auf die Temperatur, Additive wie beispielsweise Pigmente sollen gleichförmig verteilt sein und die Luft, die zwischen den Materialteilchen eingeschlossen ist, und andere flüchtige Stoffe, die beim Schmelzvorgang erzeugt werden, sollen entfernt werden Ennen.When the thermoplastic resin is injection molded with a single screw injection molding machine When molded by injection molding, the screw should be in terms of quality and productivity the shapes have the following properties or meet the conditions: the melting process and the storage time of the resin materials should be short, a large deformability, the melting state should be uniform with regard to temperature, additives such as pigments are said to be uniform be distributed and the air trapped between the material particles and other volatile ones Substances that are generated during the melting process should be removed.

Wenn die Fnrmkapazität der Schraube gering ist, so ist die Formzeit lang, und der gesamte Zyklus wird verzögert. Wenn der Schmelzzustand bezüglich der Temperatur nicht gleichförmig ist, so weist das geformte Erzeugnis tine gewisse Formveränderuna und teilweise eine Ungleichmcißigkeit der Dichte auf, was dazu führt, daß die Festlegung der Form der Erzeugnisse, die Steuerung der Schrumpfrate und die Einhaltung der Genauigkeit der Dimensionen nicht erreicht werden können.When the screw capacity is small, it is the molding time long, and the entire cycle is delayed. If the melting state with respect to the If the temperature is not uniform, the molded product will have certain Changes in shape and, in some cases, an unevenness of density, which leads to that the definition of the shape of the products, the control of the shrinkage rate and compliance with the accuracy of the dimensions cannot be achieved.

Es leuchtet ein, daß bei ungenügender Verteilung von Pigmenten die Erzeugnisse keine gleichmäßige Farbe besitzen,und wenn Luft und andere flüchtige Stoffe nicht vollständig entfernt werden, die Erzeugnisse Blasen an den Oberflächen oder Hohlräume im Inneren aufweisen, was dazu führt, daß Erzeugnisse von hoher Qualität nicht erzielt werden können.It is clear that if the pigments are not properly distributed, the Products are not uniform in color, and if air and other volatile Substances are not completely removed, the products have bubbles on the surfaces or have voids inside, resulting in high quality products cannot be achieved.

Damit die Schraube bessere Eigenschaften aufweist, d.h. zur Verbesserung des Vermischungs-Xnetefektes von Harz stoffen und zur Erhöhung der Formkapazität, wurde bereits vorgeschlagen, das Verhältnis der Schraubenlänge zum Schraubendurchmesser (L/D) zu vergrößern, um die Aufenthaltszeit des Harzes im Heizzylinder zu verlängern und die Rinnentiefe des Metallüberzugabschnittes der Schraube zu vergrößern.So that the screw has better properties, i.e. for improvement the mixing Xnetefektes of resin materials and to increase the molding capacity, has already been proposed, the ratio of the screw length to the screw diameter (L / D) to increase the residence time of the resin in the heating cylinder and increase the groove depth of the metal coating portion of the screw.

Für alle Arten von thermoplastischen Harzen wurde eine Einfachschraube verwendet, eine derartige lange Schraube mit tiefer Rinne fördert jedoch den thermischen Abbau eines hitzempfindlichen Harzes wie beispielsweise hartes Vinylchlorid, während das Vermischen und Kneten sowie der Schmelzvorgang für kristalline Polymere wie beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen und Polyazetale mit dieser Schraube unzureichend sind.A single screw has been used for all types of thermoplastic resins used, but such a long screw with a deep groove promotes the thermal Degradation of a heat sensitive resin such as hard vinyl chloride while the mixing and kneading as well as the melting process for crystalline polymers such as For example, polyethylene, polypropylene and polyacetals are insufficient with this screw are.

Für kristallines Polymer muß somit die Schraube eine flache Rinne aufweisen, und die Schmelzkapazität sowie der Vermischungs-Kneffekt bei einer Schruhe für allgemeine Verwendung müssen insofern in gewissem Alaße eingeschränkt werden.For crystalline polymer, the screw must therefore have a shallow groove have, and the melting capacity as well as the mixing-kneading effect in the case of a quench for general use must be restricted to a certain extent.

Es ist zwar möglich, die flüchtigen Stoffe mittels Vorheizen vor Zufuhr der Harzstoffe zur Schraube zu entfernen, es ist jedoch unmöglich, die eingeschlossene Luft auszustoßen.It is possible to pre-heat the volatile substances prior to supply to remove the resinous material from the screw, however, it is impossible to remove the trapped To expel air.

Um die eingeschlossene Luft und flüchtige stoffe wirksam zu entfernen, wird in der Praxis manchmal eine Biegungstyp-Spritzgußvorrichtung verwendet, die Vorrichtung muß jedoch mit einer Vakvumpumpe, einem Entlüftungstank und dergleichen versehen sein, wodurch die Anfangskosten hoch liegen und .ich die Kosten für die Erzeugnisse erhöhen, was nachteilhaft ist.To effectively remove trapped air and volatiles, a bend type injection molding machine is sometimes used in practice, the However, the device must be equipped with a vacuum pump, a vent tank and the like be provided, whereby the initial cost is high and. I the cost of the Increase products, which is disadvantageous.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schraube für eire Spritzgußmaschine zu schaffen, die die erwähnten Bedingungen erfüllt, d.h. bei der die Formkapazität vergrößert, der Schmelzvorgang und der Vermischungs-Eneteffekt verbessert werden und zudem das Entfernen von eingeschlossener Luft erleichtert wird, so daß man eine Allzweckschraube für jegliche Art von Harzstoffen erhält.The object of the invention is therefore to provide a screw for an injection molding machine to create which fulfills the mentioned conditions, i.e. in which the molding capacity can be enlarged, the melting process and the mixing-release effect can be improved and also the removal of trapped air is facilitated, so that one All-purpose screw for all types of resin materials.

Diese Aufgabe wird durch eine Schraube der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß nächst dem Zufuhrabschnitt der Schraube ein Niederdruckabschnitt vorgesehen ist.This task is accomplished by a screw of the type described at the beginning Type solved, which is characterized according to the invention in that next to the feed section the screw is provided with a low-pressure section.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht einer herkömmlichen Schraube; Fig. 2 eine Vorderansicht einer Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Schraube; Fig. 3 eine Vorderansicht einer gegenüber Fig. 2 abgewandelten Schraube; und Fig. 4 Vorderansichten von zwei weiteren Ausführungsformen und 5 der erfindungsgemäßen Schraube.Further features and expediencies of the invention emerge from the description of exemplary embodiments with reference to the figures. From the figures show: Fig. 1 is a front view of a conventional screw; Fig. 2 is a front view an embodiment of the screw according to the invention; Fig. 3 a Front view of a screw modified in relation to FIG. 2; and Fig. 4 is a front view of two further embodiments and 5 of the screw according to the invention.

Nach der Darstellung in Fig. 1 besteht die herkömmliche Schraube aus einem Zufuhrschraubenabschnitt A, einem Hochdruckabschnitt C und einem Metallüberzugsabschnitt D, wobei die Abschnitte A und D parallel und der Abschnitt C verjüngt ausgeführt sind.As shown in Fig. 1, the conventional screw consists of a feed screw portion A, a high pressure portion C, and a metal plating portion D, with sections A and D running parallel and section C tapering are.

Gemäß der Erfindung ist die Schraube, wie in Fig. 2 dargestellt, mit einem NiederdruckabschI,itt B aligrenzend an den Zufuhrschraubenabschnitt A versehen, welcher zum Erfassen des Harzmaterials parallel ausgeführt ist. Der Niederdruckabschnitt B entfernt eingeschlossene Luft und verbessert die Wärmeübertragung von innen und außen; danach setzt der Hochdruckabschnitt C das Material unter Druck und bringt es zum Schmelzen, und ferner vermischt und knetet der Metallüberzugsabschnitt D, der parallel ist und eine tiefe Rinne aufweist, das Material, das durch ein Rückschlagventil zum obersten Teil der Schraube bzw. zu deren (nicht dargestellten) Schraubenkopf gefördert wird, und das Material wirtl dort gespeichert und wartet auf den nächsten Spritzgußvorgang. Es empfiehlt sich, den Niederdruckabschnitt B für wenigstens 1/2 Gang vom Ende des Zufuhrschraubenabschnittes A aus zu verjüngen und den Rest parallel auszubilden.According to the invention, the screw, as shown in Fig. 2, with a low-pressure separator, it is provided at the limit of the feed screw section A, which is made in parallel for detecting the resin material. The low pressure section B removes trapped air and improves heat transfer from within and Outside; thereafter, the high pressure section C pressurizes and brings the material it for melting, and further the metal coating portion D mixes and kneads, which is parallel and has a deep groove, the material that passes through a check valve to the uppermost part of the screw or to its screw head (not shown) is promoted, and the material is stored there and waits for the next one Injection molding process. It is recommended that the low pressure section B for at least 1/2 Taper from the end of the feed screw section A and the rest parallel to train.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 kann der Niederdruckabschnitt B bis zum Ende verjüngt sein.As shown in Fig. 3, the low-pressure section B to be tapered towards the end.

Fig. 4 zeigt, daß der Niederdruckabschnitt B der in Fig. 2 ge-#eigten Ausführungsform mit einem Wärmestabilisierungsabschnitt B4 versehen ist. Ein Niederdruckabschnitt B1, der aus einem verjüngten Abschnitt besteht, ist neben dem Zufuhrschraubenabschnitt A vorgesehen, wodurch die eingeschlossene Luft aus dem Material entfernt wird, und das Material wird dem parallelen Abschnitt B2, dem Niedergeschwindigkeitsabschnitt B3, der zu dem Niederdruckabschnitt B1 entgegengesetzt verjüngt ist, und dem Wärmestabilisierungsabschnitt B4 zugeführt, der parallel ausgeführt ist und in ~rin das Harzn lterial gleichförmig auf eine gegebene Optimaltemperatur erhitzt wird, und schließlich wird das Material dem Hochdruckabschnitt C zugeführt.FIG. 4 shows that the low-pressure section B is the same as that shown in FIG Embodiment is provided with a heat stabilization section B4. A low pressure section B1, which consists of a tapered section, is adjacent to the feed screw section A, whereby the trapped air is removed from the material, and the material becomes the parallel section B2, the low speed section B3 belonging to the Low-pressure section B1 tapers in the opposite direction is, and supplied to the heat stabilizing section B4, which is carried out in parallel and inside the resin material uniformly to a given optimum temperature is heated, and finally the material is fed to the high pressure section C.

Die erfindungsgemäße Schraube ist daher von überlegener Wirksamkeit beim Schmelzen und beim Vermischen bzw. kneten des Harzmaterials; sie stellt das Optimum für kristallines Polymer dar. Es kann der Niedergeschwlndigkeitsahschnitt B3 oder der Wärmestabilisierungsabschnitt B4 fortgelassen werden, falls erforderlich.The screw according to the invention is therefore of superior effectiveness in melting and mixing or kneading the resin material; she provides that Optimal for crystalline polymer. The low-speed section can be used B3 or the heat stabilizing portion B4 can be omitted if necessary.

Für Harze wie hartes Vinylchlorid, das einen thermischen Abbau aufgrund von Hitzeempfindlicilkeit fördert, soll die Temperatur des Niederdruckabchnittes B niedriger eingestellt werden, so daß die Schraube für diese Harze ohne Schwierigkeiten eingesetzt werden kann.For resins like hard vinyl chloride, which due to thermal degradation of heat sensitivity promotes, the temperature of the low pressure section should B can be set lower so that the screw for these resins without difficulty can be used.

Damit das Harz leicht mitgenommen wird, kann sich die Schraube vom Anfang des Zufuhrabschnittes A zum Ende des Niederdruckabschnittes B wie in Fig. 5 gezeigt langsam verjüngen. Die Anwendung einer solchen Schraube kann jedoch auf die leicht mitführbaren Harze bachränkt werden.The screw can move away from the Beginning of the feed section A to the end of the low pressure section B as shown in Fig. 5 slowly taper shown. The application of such a screw can, however, on the resins, which are easy to carry with you, are broken down.

Wie bereits erwähnt wurde als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Schraube mit konstantem Schraubengang beschrieben, eine Schraube mit veränderlichem Schraubengang ist ähnlich ausgebildet.As already mentioned, as an exemplary embodiment of the invention, a A screw with a constant screw pitch described, a screw with a variable The helix is designed similarly.

Aus den Zeichnungen sind die verjüngten Teile leicht zu ersehen; bei der Bearbeitung wird die Basisfläche der Schraube stets parallel zur Schraubenwellenmitte gehalten, und der Durchmesser der Basisfläche wird allmählich längs des Torsionswinkels der Schraube vergrößert. Sie kann jedoch auch wie in den Figuren gezeigt in zur Mitte der Welle verjüngter Form bearbeitet werden.The tapered parts can easily be seen from the drawings; at During machining, the base surface of the screw is always parallel to the center of the screw shaft held, and the diameter of the base surface gradually becomes along the torsion angle the screw enlarged. However, you can also as shown in the figures in to Center of the shaft tapered shape can be machined.

Die Erfindung betrifft somit eine Schraube, die einen Niederdruckabschnitt oder einen Niedergeschwindngkeitsabschnitt und/ oder einen Wärmestabilisierungsabschnitt gleichzeitig mit dem Niederdruckabschnitt zwischen dem Zufuhrschrallbenabschnitt und dem Hochdruckabschnitt aufweist.The invention thus relates to a screw that has a low-pressure section or a low speed section and / or a heat stabilizing section simultaneously with the low pressure section between the feed screw section and the high pressure portion.

Mittels der erfindungsgemäßen Schraube können eingeschlossene Luft und andere flüchtige Stoffe leicht aus den Harzstoften entfernt werden, so daß ErzeuCnisse ohne jegliche Fehler erhalten werden und die Qualität wesentlich verbessert wird.By means of the screw according to the invention, enclosed air can and other volatile substances are easily removed from the resinous substances, so that products can be obtained without any errors and the quality is significantly improved.

Ferner kann durch die Erfindung d1s Verhältnis von Schraubenlänge zu Schraubendurchmesser (LvD) erniedrigt werden, und es kann der Vermischungs-Kneteffekt verbessert werden, so daß die gesamte Zykluszeit beträchtlich verkürzt werden kann, wofür auf diesem Gebiet bereits seit Jahren ein Bedürfnis besteht.Furthermore, by means of the invention, d1s ratio of screw length to screw diameter (LvD) can be decreased, and there can be the mixing-kneading effect be improved so that the total cycle time can be reduced considerably, for which there has been a need in this area for years.

Es leuchtet ein, daß bei kleinem L/D-Verhältnis ai gesamte länge der Maschire gering ist, was sich günstig auf den Preis der Maschine und auf die Installationsfläche auswirkt. LeerseiteIt is clear that with a small L / D ratio ai the entire length of the Maschire is low, which has a positive impact on the price of the machine and on the installation area affects. Blank page

Claims

Claims 1. Screw for an injection molding machine with a Feed section, a high pressure section and a dimension section, therethrough characterized in that next to the feed section (A) of the screw is a low-pressure section (B) is provided.

2. Screw according to claim 1, characterized in that a further Low speed section and / or a heat stabilizing section angrel.zend are provided on the low pressure section.