DE6934088U - Vorrichtung zum verformen von pressmassen - Google Patents
Vorrichtung zum verformen von pressmassenInfo
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Description
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DR. MANITZ ·* DR. DEUFEL.'"
β MÖNCHEN 22, HCaEBT-KOCH-STR. 1
TELEFON 226110
2 8. Okt. 1963
Lo/Gr - B 1014
BRITISH INDUSTRIAL PLASTICS LIMITED Asbestos House, 77/79 Fountain. Street,
Manchester 2 , Großbritannien
Vorrichtung zum Verformen von Preßmassen
Priorität: Großbritannien v. 30. Aug. 1968
Kr. 41 525/68
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die bei dem Pressen von Kunststoffmaterialien verwendet wird, und
insbesondere Schneckenspritzgußmaschinen.
Die Schneckenspritζgußmaschine ist zum Spritzen sowohl
von hitzehärtenden als auch von thermoplastischen Materialien wohl bekannt. Sie besteht hauptsächlich aus einem
zylindrischen Körper, der für gewöhnlich mit Einrichtungen zum Erhitzen oder Abkühlen der Inhalte des Zylinders versehen
ist und einer Zagspindel, die rotiert werden kann und innerhalb des Zy3inders axial verschiebbar ist. Die
axiale Bewegung der Schnecke in Richtung einer/eines hiermit zusammenarbeitenden Preßform oder Werkzeuges wird
durch hydraulischen Druck auf einen Kolben, der sich in
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einem hydraulischem Zylinder hin und her bewegt und über eine Kolbenstange mit der Schnecke verbunden ist,
zustandegebracht. Die Rotation erfolgt normalerweise durch die Wirkung eines geeigneten Motors, der mit einem
Zahnkranz auf der Schnecke im Eingriff steht. Das konventionelle Preßverfahren unter Verwendung einer Schnekkenspritzgußmaschine
erfolgt grundsätzlich wie folgt: Nach dem Abschluß eines Spritzgußhubes, d.&« nach dem
Pressen einer Gharge von Kunststoffmaterial in die Form
oder das Werkzeug befindet sich die Schnecke in ihrer am weitesten vorgeschobenen Lage in dem Zylinder. Der
Druck auf dem Kolben wird dann entfer-nt, (in der Praxis
wird oft etwas Druck aufrechterhalten, um die sehr lose
Packung des zum Vorderende der Schnecke gelieferten Materials zu vermeiden) und die Schnecke beginnt zu rotieren.
Das Rotieren der Schnecke befördert das Preßmaterial, welches in dem Zylinder aus einem Einfülltrichter eintritt,
nach vorne bis es das Vorderende der Schnecke erreicht und als Preßmaterial sich vor der Schnecke ansammelt und
nicht aus der Austrittsöffnung an dem Vorderende des Zylinders austreten kann, wobei die Schnecke selbst , noch
rotierend , nach hinten gepreßt wird, bis sie ihre vollständig eingezogene SteMung erreicht hat , wenn die gewünschte
Charge von Preßmaterial zu dem Vorderende der Schnecke geliefert worden ist. Wenn die vollständig eingezogene
Stellung erreicht ist, wird die Rotation der Schnecke beendet. Es folgt die Spritzgußstufe, obwohl
manchmal vor dem Spritzgießen eine Verzögerung gegebnen wird, um die Vervollständigung der Härtung und Entfernung
des Preßlings aus der Form zu ermöglichen. In der
stufe wird Druck auf den Kolben angelegt, der, ohne Rotation, die Schnecke nach vorwärts treibt und das
Preßmaterial, das sich vor der Schnecke befindet, durch die Austrittsöffnung oder Zufuhrdüse in die jetzt leere
Form preßt, wo das Formen und Härten des Materials erfolgt.
Bei einigen Spritzgußmajjchinen ist Vorsorge getroffen,
damit die rückwärtige Rotationsbewegung der Schnecke während ihres Hubes angehalten wird, und sie dann eine
kleine Wegstrecke ohne Rotation zurückgezogen wird. Solch eine Arbeitsweise ist als "Schmelz-Kompressionsverminderung"
bekannt und sie erfolgt zum Zwecke des Zurückziehens von allem Preßmaterial in den Zylinder ,
welches aus der Entleerungsdüse ausgetreten ist und an
der Fläche hiervon zurückbleibt.
Es wurde schon erwähnt, daß während der Rückwärtsbewegung der rotierenden Schnecke , d. h. der Wegbewegung von der
Form, während sie Material zu dem vorderen Ende des Zylinders liefert, es üblich ist, etwas Druck auf den
Kolben auszuüben, dieser Druck wird im folgenden als "Rückdruck11 bezeichnet, um eine zu leichte Rückwärtsbewegung
der Schnecke zu verhindern und das Preßmaterial zu einer kompakteren Masse zu verdichten, als sich auf
andere Weise ergeben würde. Jedoch hat die Anwendung dieses Druckes den Nachteil, daß die Scherung des Materials
erhöht wird, mit dem Ergebnis, daß die durch Reibung erzeugte Wärme zu groß werden kann und infolgedessen ein
Härten von hitzehärtbarea Material in dem Zylinder bis
zu einem unerwünschten Ausmaß vonstatten gehen kann, bevor dieses eingespritzt werden kann.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spritzgießen, welche einen Zylinder, der zur Aufnahme von
Kunststoffmaterial geeignet ist, eine Entleerungsöffnung am vorderen Ende das Zylinders, ein rotierba*-
res und axial bewegbares Schneckenteil innerhalb des Zylinders j Einrichtungen zum Rotieren des Schneckenteiles,
um eine Rückwärtsbewegung hiervon zu bewirken, Einrichtungen zvjü axialen Vorwärtsbewegen des Schneckenteiles
in dem Zylinder unabhängig von dessen Rotation, um Kunststoffmaterial durch die Entleerungsöffnung durchzupressen,
und Einrichtungen zum axialen Bewegen des Schneckenteiles in dem Zylinder während oder nach der
Vervollständigung der Rückwärtsbewegung des Schneckenteiles, während Kunststoffmaterial darin gehindert wird,
durch die Entleerungsöffnung durchzutreten, umfaßtφ
Die Erfindung wird im folgenden mehr ins einzelne gehend
mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, die Schematisch wiedergebende Figur zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung
in verschiedenen Stadien des Betriebes·
In Figur a ist die Schnecke 2 vorne in dem Zylinder 1 gezeigt, wie sie nach Abschluß des Einspritzens einer
Charge 7 in die Form 8 vorliegt, wobei die Schnecke durch
den Druck des Kolbens 3 in dem hydraulischen Zylinder
4· nach vorwärts bewegt wurde. Der Druck auf den Kolben
3 wird dann entfernt, ( in der Praxis wird etwas Druck oft aufrechterhalten, um die sehr lose Packung des zu
dem vorderen Ende der Schnecke angelieferten Materials
zu vermeiden) und die Schnecke beginnt zu rotieren (siehe Figur b )·
Die Rotation der Schnecke befördert Preßmaterial (5) von dem Zuführungstrichter (6) nach vorne, bis es das
vordere Ende der Schnecke (Position 9 ) erreicht· Wenn sich Preßmaterial vor der Schnecke ansammelt und nicht
aus der Zuführungsdüse (12) des Zylinders austreten
kann, wird die Schnecke selbst nach rückwärts gepreßt, wobei sie noch rotiert, bis sie ihre vollständig eingezogene
Stelle (Figur c) erreicht, wenn die Charge zu dem vorderen Ende der Schnecke angeliefert worden ist.
Wenn die vollständig eingezogene Position erreicht ist, wird die Rotation der Schnecke beendet. Es folgt die
Injektionsstufe, obwohl manchmal eine Verzögerung vorliegt, um den Abschluß der Härtung und die Entfernung
des Preßlings (7) aus der Form (8) zu ermöglichen. Bei der Injektionsstufe (Figur f) wird Druck auf den Kolben
(3) angelegt, wobei die Schnecke ohne Rotation nach vorne gepreßt wird, und das Preßmaterial, das sich vor der
Schnecke befindet, wird j.urch die Zuf ührungsdüse (12)
durch das geöffnete Ventil (13) In die jetzt leere Form I
gepreßt, wo die I ärtung des Materials abläuft. (Die Schnek— ke wird manchmal als "Kolben" bezeichnet, das sie Sei
dem Injektionshub nor das Preßmaterial aus dem Zylinder
ausdrückt)·
Gemäß der Erfindung wird folgend auf die Zufuhr des Preßmaterials
zu dem Vorderende der Schnecke (Figur c) Druck auf den Kolben (3) angelegt, um die Schnecke ^2)
wieder nach vorne zu treiben (Figur d), während die Zufuhrdüse (12) mittels des Ventils (13) des Zylinder» geschlossen
ist, so daß das Material (9) vor der Scimsdks
zu einem kleineren Volumen zusammengepreßt wird· >
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Die Rotation der Sonnecke wird dann wieder gestartet und es wird mehr Preßmaterial zu dem Vorderende der Schnecke
geliefert (Fig. e). Am Ende dieser zweiten Rückwärtsbewegung der Schnecke kann die normale Injektionsoperation
(Fig. f) folgen, oder falls das Preßmaterial vorteilhafterweise noch weiter komprimiert werden kann (z.B. wenn kein Rückdruck
während der Rückwärtsbewegung der Schnecke angelegt wird, so daß das Material bei 9 sehr lose gepackt ist)
können die Stufen d und e wiederholt werden, bevor das Spritzen erfolgt.
Ein Vorteil des Kompressionszustandes ist natürlich., daß
die Materialcharge, welche angewandt werden kann, größer sein kann, als die Charge, welche verwendet werden könnte,
falls die Kompression nicht stattfinden würde, da weiteres Material zu dem Vorderende der Schnecke, wie in Fig. e gezeigt
wird, angeliefert wird. Er ermöglicht ebenfalls, daß eine stärkere Kompression der Charge bei einem vorgegebenen
Rückdruck erhalten werden kann.
Das Ausmaß der möglichen Kompression hängt natürlich von der Kompaktheit des angelieferten Preßmaterials am Ende
der normalen Zuführungsstufe (Fig. c) ab, wobei eine größere
Kompaktheit erhalten wird, und infolge dessen eine geringere nachfolgende Kompression möglich ist, wenn ein
relativ hoher Rückdruck angewandt wird, ist eine größere nachfolgende Kompression möglich. Der in der Kompressionsstufe verwendete Druck kann variiert werden, jedoch wird
für gewöhnlich geeigneterweise der gleiche Druck angewandt, der gegebenenfalls bei der Injektion verwendet wird. Es
wurde gefunden, daß bei einem mäßigen Rückdruck während der Zuführungsstufe eine Kompression von 10 - 15 %■>
die zusätzliche 10 - 15 % an Charge darstellen, erzielt werden kann.
Solch ein Kompressionsausmaß unter Verwendung der konven-
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tionellen Arbeitsweise mit Rückdruck könnte durch. Erzeugung
von übermäßiger Hitze infolge Reibung leicht zu unerwünschter, vorzeitiger Härtung des Preßmaterials führen.
Es sind verschiedene Methoden zum Regeln der Kompression möglich, beispielsweise durch die Kompressionszeit, das
Kompressionsausmaß, wie es durch den von der Schnecke bei
dem Kompressionshub zurückgelegten Weg gemessen wird, und durch Messung des Druckaufbaues, wie er durch den Druck in
dem hydraulischen Zylinder bestimmt wird.
Der Vorteil der einfachen Zeitsteuerung der Dauer des Kompressionshubes ist der, daß keine mechanische Änderung
an der Schneckenspritzgußvorrichtung über den Einbau
einer geeigneten Steuerschaltung hinaus notwendig ist. Palis der Bewegungsweg der Schnecke zur Regelung der Kompression
verwendet werden soll, müssen offensichtlich einige zusätzliche Einrichtungen vorgesehen werden, um
die Stellung der Schnecke, wenn sie das Ende des Kompressionshubes erreicht, zu bestimmen, und es müssen
Einrichtungen vorgesehen werden, um diesen Kontakt während des längeren Injektionshubes zu überfahren. Die Messung
des Druckaufbaues erfordert ebenfalls eine mechanische Änderung der Spritzgußvorrichtung, z.B. durch Einbau
eines druckempfindlichen Detektors in dem hydraulischen Zylinder, was wiederum ein Überfahren während des Injektionshubes
erforderlich macht.
Da es wünschenswert ist, die Härtung des Preßmaterials zu
regeln, während sich dieses in der Spritzgußvorrichtung
vor dem Spritzen in die Form befindet, so daß ein unerwünschtes Ausmaß an Härtung nicht auftritt, kann eine
Temperaturregelung des Materials mit Hilfe von Erhitzungsoder Kühlungseinrichtungen auf den Zylinder und/oder in
der Schnecke verwendet werden. Der Zylinder (1) kann mittels
elektrischer Heizbänder aufgeheizt und mittels Kaltwasser, welches durch auf dem Zylinder aufgebrachte und
aus diesem ausgebohrte Durchtritte fließt, gekühlt werden.
Alternativ kann ein einziges Echitzungs-Kühlungssystem,
welches öl oder Wasser unter Druck verwendet, und dessen Temperatur thermostatisch eingeregelt wird, angewandt
werden. Vorzugsweise ist die Schnecke (2) über ihre Länge zur Wasserkühlung ausgebohrt.
Bei einem Preßablauf unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung konnte eine Erhöhung der Charge von iO %
ermöglicht werden, wobei eine Dauer des Eompressionshubes
von 5 see angewandt wurde und der Kompressionsdruck der
gleiche wie der Injektionsdruck war.
- Schutzanspräche -
Claims (3)
1. Spritzgußvorrichtung mit einem eine drehbare und axial
verschiebbare Schnecke enthaltenden Zylinder, einer Materialzuführung am hinteren Ende des Zylinders im Bereich
der Schnecke, einer Entleerungsöffnung am vorderen
Ende des Zylinders, an welche die Form angeschlossen lot und einer am hinteren Ende der Schnecke angreifenden
Antriebsvorrichtung für die Schnecke zum Einfüllen der Preßmasse in den Zylinder und zum Einspritzen in die
Form, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung einen Drehantrieb (10, 11) sowie
einen Axialantrieb (3, 4) umfaßt, welche durch abwechselnde Betätigung bei verschlossener Entleerungsöffnung (12)
die Preßmasse (9) nach dem Einfüllen zunächst verdichten, und daß die Entleerungsöffnung (12) am vorderen Ende
des Zylinders (1) während des Verdichtens der Preßmasse (9) bis zum Einspritzen der Preßmasse (9) in die Form
(8) durch ein Ventil (13) verschließbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) heizbar und/oder
kühlbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (2) kühlbar ist,
4-. Vorrichtung nach einem der Ansprüche, dadurch g e k e η η
ζ eichnet, daß die Schnecke (2) beim Verdichten und Einspritzen unter dem gleichen Druck steht.
4088'
Applications Claiming Priority (1)
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US5258158A (en) * | 1991-05-13 | 1993-11-02 | Dray Robert F | Positive-type non-return valve and method of using valve |
US5770131A (en) * | 1996-01-02 | 1998-06-23 | Thermold Partners, L.P. | Method and apparatus for applying an oscillating force on a molten material |
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