DE858310C

DE858310C - Spritzgussmaschine

Info

Publication number: DE858310C
Application number: DEB7092D
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Beck
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1943-12-16
Filing date: 1943-12-16
Publication date: 1952-12-04

Description

Spritzgußmaschine Spritzgußmaschinen für thermoplastische Kunststoffe besitzen einen heizbaren Zylinder, in dem die Spritzgußmasse auf Fließtemperatur erwärmt und mit einem axial verschiebbaren Kolben durch eine Düse in eine geschlossene Form ausgepreßt wird.
Die Spritzgußmasse wird durch eine Einfüllöffnung meist in genau dosierter Wiege bei gewöhnlicher Temperatur oder gegebenenfalls auch vorgewärmt eingefüllt. In jedem Fall erfolgt die Erwärmung auf Fließtemperatur praktisch allein in dem Massezylinder durch Wärmezufuhr von den Zylinderwandungen.
Zu diesem Zweck ist der Zylinder mit einer Außenheizung und, wenn größere Leistung erzielt werden soll, auch mit einer Innenheizung verstehen.
Der schlechte Wärmeübergang von den beheizten Stahlwänden auf die organische Spritzgußmasse, hauptsächlich wegen der sehr geringen Wärmeleitfähigkeit, bringt es oft mit sich, daß von der im nlassezylinder befindlichen Füllung nur ein Teil die notwendige Plastizität bzw. Fließtemperatur erreicht. Es sind zahlreiche Einrichtungen ersonnen worden, um die Wärmeübertragung in derartigen Massezylindern zu verbessern.
Bei thermisch unempfindlichen, also chemisch hinreichend stabilen Spritzgußmassen könnte die Erwärmungsleistung durch Übertemperatur an den geheizten Zylinderwandungen gesteigert werden.
Meist ist dies aber nicht möglich, weil die meisten Spritzgußmassen hierbei in unzulässiger Weise verändert oder zersetzt werden, wie beispielsweise Spritzgußmassen aus Polyvinylchlorid.
Es wurde nun gefunden, daß die beschriebenen Nachteile vermieden und höhere Erwärmungsleistungen erzielt werden können, wenn die Erwärmung der Spritzgußmasse auf Fließtemperatur in einem mit einer Transportschnecke versehenen Massezylinder, das Ausspritzen durch eine diskontinuierliche Veränderung des Füllvolumens des Massezylinders bewirkt wird. Im Massezylinder werden die Massen auf Fließtemperatur gleichmäßig erwärmt und durch die Schnecke homogen vermischt.
Gleichzeitig wird die Transportschnecke als Druckelement für das Ausspritzen aus der Düse benutzt.
Die Aufnahme der Spritzgußmasse, ihre Förderung durch die Schnecke und gleichzeitige Erwärmung erfolgt hierbei kontinuierlich, während beim Spritzgußvorgang die Entnahme der plastifizierten Masse aus dem Zylinder diskontinuierlich verläuft. Die Uberleitung des kontinuierlichen in den diskontinuierlichen Vorgang wird durch periodische Veränderung des Füllvolumens des vorderen Teils des als Vorratsbehälter ausgebildeten Massezylinders bewirkt. Die Erfindung wird an folgenden Beispielen näher beschrieben: In Abb. I stellen die Elemente 2,5 und 7 einen aus mehreren Teilen zusammengesetzten Massezylinder dar, doch kann dieser gegebenenfalls auch einteilig sein. Die sich ständig drehende, fest gelagerte Schnecke I fördert die durch die Einfüllöffnung I3 aufgegebene bzw. aufgenommene Masse in Richtung der Düse 9. Der Massezylinder besitzt eine Außenheizung, hier dargestellt durch die Hohlräume 3 am Massezylinder 2 und am Zylinderteil 5, durch die ein flüssiges oder dampf- bzw. gasförmiges Heizmittel zirkuliert, und eine beispielsweise elektrische Beheizung 12 im vorderen Teil des Massezylinders.
Man kann auch den gesamten ein- oder mehrteiligen Massezylinder mit dem gleichen Mittel beheizen.
Die Spritzgußmasse gelangt nach dem Verlassen der Transportschnecke I in einen Raum, in dem sie gegebenenfalls durch besondere Vorrichtung, beispielsweise die mit 4 (einem drehbaren Dorn mit Armen oder Flügeln) und 6 (einer Siebplatte) bezeichneten, innig durchmischt wird, um Temperaturunterschiede in der Masse auszugleichen, und von hier in den vorderen Teil des Massezylinders.
Dort sammelt sich periodisch eine hinreichende Menge bei der notwendigen Fließtemperatur und kann nach Bedarf durch die Düse g in die Form ausgespritzt werden. Der Ausspritzvorgang kann sich in der Weise abspielen, daß die nicht dargestellte Form in bekannter Weise durch den Formschließmechanismus an den Massezylinder herangefahren wird und den beweglichen Teil 8 des Massezylinders nach rückwärts bis zum Anschlag 1 1 verschiebt.
Durch diesen Vorgang wird das Füllvolumen des Massezylinders verkleinert und, da die Masse nach hinten durch die Schnecke nicht ausweichen kann, zum Austritt aus der Düseg gezwungen. Nach Beendigung des Spritzvorgangs wird Teil 8 durch die inzwischen geförderte Masse wieder in die Anfangsstellung zurückgedrückt. In Abb. 2 ist derselbe Vorgang wie in Abb. I dargestellt mit dem Unterschied, daß die Mischvorrichtung4 besonders einfach gestaltet ist, sie kann gegebenenfalls auch ganz wegbleiben, aber der bewegliche Teil 8 des Massezylinders auf der lnnenseite des feststehenden Zylinderteils 7 gleitet.
Das Zusammenwirken mit den Formschließ- und -öffnungsbewegungen ist in Al)b. 3 ausführlicher dargestellt. Um günstige Reib;lngsverhältnisse für die Transportschnecke zu schaffen, ist in den Teil 2 des Massezylinders eine Buchse 2a aus geeignetem Werkstoff eingezogen. Die beiden Formhälften 15a und I5b sind auf den zugehörigen Formaufspanntischen I3 und 14 aufgespannt. Der Formaufspanntisch I4 hat eine zentrale Öffnung für den Durchgang der Düse. Bei Einleitung des Spritzgußvorgangs wird der Formaufspanntisch I3 mit der Formhälfte I5a in Pfeilrichtung bewegt, die Formhälfte I5a auf die Formhälfte 15b aufgesetzt, die Form dadurch geschlossen und nun die geschlossene Form mit dem Formaufspanntisch 14 in Richtung auf den Massezylinder bewegt, bis der Düsenmund 9 in dichtem Sitz zum Anliegen an die Formhälfte I5b kommt.
Die Bewegung in der Pfeilrichtung wird fortgesetzt, wobei der Formtisch 14 zum Anliegen an den Anschlag 16 kommt und nunmehr den beweglichen Teil 8 des Massezylinders verschiebt, bis die Bewegung durch Anliegen an den verstellbaren Anschlag 1 1 zum Stillstand kommt. Der ebenfalls verstellbare Anschlag I6 übernimmt die Entlastung der Düse 9, während der Sitz bzw. die Größe des Anschlags II das jeweils ausgespritzte Volumen bestimmt. Beim öffnen der Form verlaufen die Bewegungen in umgekehrter Reihenfolge. Um ein vorzeitiges Austreten der Spritzgußmasse aus der Düse zu verhindern, ist die Düse 9 gegebenenfalls mit einem nicht dargestellten Verschluß versehen, dessen Betätigung gegebenenfalls mit der Formbewegung gekoppelt ist.
Soll das Arbeiten der Maschine vorübergehend unterbrochen werden, kann entweder der Schneckenantrieb stillgesetzt oder aber zweckmäßiger die Materialzufuhr abgesperrt werden. Die Sperrung der Materialzufuhr in der Einfüllöffnung erfolgt vorteilhaft zwangsläufig in Abhängigkeit von der Bewegung des verschiebbaren Teils des Massezylinders bzw. der nach Abb. 4verschiebbar angeordneten Schnecke I. Zu diesem Zweck befindet sich beispielsweise über der Einfüllöffnung ein mit einer Öffnung versehener Schieber, der durch ein Gestänge mit dem verschiebbaren Zylinderteil bzw. der verschiebbaren Schnecke gekoppelt ist.
Aus Abb. 3 geht insbesondere hervor, daß zur Betätigung des Spritzvorgangs außer dem Antrieb für die Schnecke nur noch eine einzige Kraft genügt, die zweckmäßig hydraulisch, aber auch auf jede andere Weise erzeugt werden kann.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. 4 dargestellt. In ihr ist gleichzeitig die Abdichtungsaufgabe längs der Flächen I0 (s. Bild I bis 3) umgangen. Die Schnecke I läuft in der Buchse 2a im Massezylinder 2. Die Schnecke ist mit einem Fortsatz 5 ausgestattet, der einen gleichmäßigen Vorschub der Masse im Hohlraum des Zylinders bewirkt. Die Düsenöffnung 9 ist in dem Düsenkopf 8 untergebracht, welcher mittels der Überwurfmutter I7 mit dem Massezylinder 2 verschraubt ist. Der Düsenkopf besitzt eine elektrische Zusatzheizung 12, die die Aufgabe hat, die durch die Schnecke plastifizierte und geförderte Massebauf der erforderlichen Temperatur zu halten und jeden Wärmeverlust auszugleichen. Die Füllvohmänderung des Massezylinders wird in der Ausführung nach Abb. 4 durch eine axiale Verschiebung der sich drehenden Schnecke I bewirkt. Zu diesem Zweck ist die Schneckenlagerung I8 axial beweglich gestaltet und wird bei Einleitung des Spritzgußvorgangs in Füllrichtung durch eine ausreichende Kraft verschoben. Die Rückwärtsbewegung erfolgt automatisch durch die in den freien Hohlraum des Zylinders kontinuierlich geförderte Masse. Der Antrieb der Schnecke erfolgt von der Welle 19 aus über Zahnräder auf die Keilnutenbuchse 20, die durch die Vorrichtung 2I arretiert ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Spritzgußmaschine für thermoplastische Kunststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung auf Fließtemperatur in einem mit einer Transportschnecke versehenen Massezylinder, das Ausspritzen durch Veränderung des Füllvolumens des Massezylinders bewirkt wird.
2. Spritzgußmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Füllvolumens durch eine gegenseitige Verschiebung eines feststehenden und eines beweglichen Teils des Massezylinders bewirkt wird.
3. Spritzgußmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Füllvolumens durch Längsverschiebung der Schnecke bewirkt wird.
4. Spritzgußmaschine nach Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Massezylinder besondere Mischvorrichtungen zur homogenen Durchmischung angeordnet sind.
5. Spritzgußmaschine nach Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse mit einem Verschluß, dessen Öffnungs- bzw. Schließbewegung mit der Formbewegung zwangsläufig gekoppelt ist, versehen ist.
6. Spritzgußmaschine nach AnsprüchenI bis 5, dadurch gekennzeichnet, datzur Betätigung der Maschine außer dem drehenden Antrieb für die Schnecke nur eine einzige Kraft für Formbetätigung und Spritzgußvorgang vorhanden ist.
7. Spritzgußmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke axial verschiebbar ist und über eine Keilnutenbuchse angetrieben wird.
8. Spritzgußmaschine nach Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Kraft zum Ausspritzen der Masse angewandt wird, dagegen die Rückführbewegung von der beim Füllen des Massezylinders entstehenden Kraft selbsttätig ausgelöst wird.
9. Spritzgußmaschine nach Ansprüchen I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierung durch eine Begrenzung der längs verschiebbaren Teile bewirkt wird.