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Spritzgußeinrichtung für plastische Kunststoffe, die mit Hilfe eines
Hochfrequenzfeldes erwärmt werden
Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Ausführung
eines Spritzgußzylinders zum Verarbeiten von plastischen Kunststoffen im Spritzgußverfahren
unter Verwendung von Hochfrequenzströmen.
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Hierdurch ist es möglich, in sehr kurzer Zeit hohe und über die ganze
Materialmasse gleichmäßig verteilte Temperaturen zu erzielen.
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In den üblichen Spritzgußzylindern. rvelche aus einem von einem Heizmantel,
z. B. in Form eines elektrischen Heizwiderstandes, umgebenen Stahlzylinder bestehen,
erfolgt die Erhitzung der Spritzmasse schichtweise mittels Wärmeleitung durch die
Wand hindurch. Unter diesen Umständen läßt die Geschwindigkeit, mit der das Material
erhitzt wird, zu wünschen übrig, und die Erhitzung ist auch nicht geniigend gleichmäßig,
um Zersetzungserscheinungen der Spritzmasse, insbesondere in unmittelbarer Nähe
der Zylinderwand, zu verhindern.
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Es sind auch Heizvorrichtungen bekannt, welche für die Heizung derjenigen
Substanzen benutzt werden, die im Gußverfahren zum Einsatz kommen, in welchen das
folgende Prinzip angewandt wird: Die Heizung erfolgt durch dielektrische Verluste
zwischen den an die Klemmen verschiedener Polaritäten der Hochfrequenzquelle respektiv
angeschlossenen Belegungen eines Kondensators: solche Vorrichtungen bestehen aus
einer gutleitenden zylindrischen Wand, welche eine der Kondensator-
belegungen
bildet, während die andere Belegung von einem asial mit dem Zylinder angeordneten
Metallstab gebildet wird. Das zu heizende Material wird zwischen diese beiden Belegungen
eingefügt, wo es das Nondensatordielektrikum bildet; wird die Masse einem Hochfrequenzfeld
unterworfen, so hedingt dies dielektrische Verluste im Innern derselben und somit
eine Wärmeentwicklung, welche zur Folge hat, daß die Masse auf den Schmelzpunkt
gebracht wird. Diese zentral angeordnete Belegung wirkt sich nachteilig aus. Sie
führt zu verwickelten Ausführungsformen. Die Einbringung der zu heizenden Masse
ist ein zeitraubender Vorgang. Es kann niemals mit Sicherheit gesagt werden, daß
ein gleichmäAiger Druck im Innern der Masse herrscht.
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Es kann vorliommen, daß das radiale elektrische Feld l>Tnregelmäl3igkeitell
in der Heizung verursache. Auch das Herausnehmen der schon geschmolzenen Masse nimmt
eine nicht vernachlässigbar kleine Zeit in Anspruch, während welcher man Gefahr
läuft, daß sie abkiihlt. Der verwickelte Aufbau der Vorridtung erschwert deren Wartung.
Der Spritzgußzylinder gemäß der Erfindung l)esei tigt die vorgenannten Nachteile,
Gemäß der Erfindung ist die Spritzgußeinriditung für plastische Massen, die im Spritzzylinder
mit Hilfe eines Hochfrequeuzfeldes dielektrisch erwärmt werden, in der Weise ausgebildet,
daß der Spritzkoll)en die eine und die Düse die andere Elektrode bildet und die
zylindrische Wand des Spritzzylinders aus dielektrischem, gegenüber dem Spritzdruck
widerstandsfähigen1 Stoff besteht.
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Die Zylirlderwand ist selbst mit einer Ummantelung von hoher mechanischer
Widerstandsfähigkeit ebenfalls aus einem dielektrischen Stoff, wie z. B. -einem
Glasgewebe, mit einem Harzüberzug auf der Basis einer organischen Siliciumverbindung
umgeben. Das Ganze ist schließlich auf der Außenseite mit einem Wiletallmantel versehen,
der gleichzeitig die Aufgabe hat, jede Abstrahlung des Hochfrequenzfeldes nach außen
abzuschirmen.
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Das in den Spritzgußzlinder eingebrachte Material befindet sich zw-ischen
zwei Elektroden, die an einen Hochfrequenzgenerator angeschlossen sind, dessen einer
Pol das Erdpotential hat. Die Elektrode, welche mit dem das Erdpotential besitzenden
Pol des Generators in Verbindung steht, ist auch unmittelbar mit der Metallmasse
der Einspritzpresse verbunden, die ihrerseits ebenfalls an Erde liegt. Diese Elektrode
bildet den Boden des Zylinders und besitzt in ihrer Mitte eine Offnung zum Ausstoß
der in dem Zylinder erhitzten Spritzmasse durch den von einem Kolben ausgeübten
Druck. Die andere mit dem Hodspannungspotential des Generators verbundene Elektrode
wird von dem Spritzkolben gebildet. Zu diesem Zweck ist der Kolben an dem Querhaupt
der Presse mittels eines Blockes aus dielektrischem Material angeschlossen, der
den Hochfrequenzpotentialunterschied zwischen dem Kolben und der an Erde liegenden
Metallmasse der Presse auszuhalten vermag.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung zeigt die Zeichnung,
und zwar ist Fig. I ein Schnitt durch eine Ausführungsform eines Spritzgußzylinders
gemäß der Erfindung und Fig. 2 eine Ansicht, aus der die Anbringung des Zylinders
in einer Presse zu entnehmen ist.
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Der Mittelteil des Zylinders besteht gemäß Fig. 1 aus einem zylindrischen
Rohr I aus Steatit, welches imlen glasiert ist. Außen ist dieses Rohr mit einem
Glasfasergewebe 7 ummantelt. Dieses Gewebe ist unter starkem Zug vielfach herumgewickelt
und alsdann mit einem Harz auf der Basis einer organischen Siliciumverbindung überzogen.
Das aus dem kohr und seiner Ummantelung bestehende Ganze ist zwischen zwei aus einem
Schichtstoff bestehenden Platten 2 und 3 eingespannt, die durch Zusammenftigen einer
großen Anzahl von Glasfasergewebelagen gebildet werden, die ebenfalls mit einem
Harz auf der Basis einer organischen Siliciumverbindung überzogen sind. Die Einspaunmig
erfolgt mit Hilfe son vier mit Gewinde versehenell Bolzen 5.
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In der unteren Platte 3 befindet sich eine keglige Austrittöffnung
I5 für die Spritzmasse. Das Profil dieser Öffnung wird so gewählt, daß die erhitzte
Masse leicht aus dem Zylinder herausgepreßt werden kann. Auf der Platte 3 ist mit
Hilfe von Schraul>en Iy ein Metallteil 4 befestigt, welcher als Diisenplatte
bezeichnet werden kann und in dem sich el>enfalls eine keglige Austrittsöffnung
fiir die Spritzmasse befindet. Diese Öffnung schließt sich an diejenige der Platte
3 an. In dem Düsenteil ist ein ileizwiderstand 13 eingebaut, der diesen Teil auf
einer geeigneten Temperatur hält.
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Das Ganze ist in einem Metallkasten 6 angeordnet, der in eine Nut
am Rande der Platte 14 eingreift, welche die Düsenplatte-4- abdeckt. Der Deckelteil
14 hat in der Mitte eine Erhöhung I7, durch die eine Öffnung hindurchgeht, welche
sich an den kegligen Austritt 15 anschließt und durch die die flüssige Spritzmasse
den Zylinder endgültig verläßt.
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Die Verwendung des Spritzguß zylinders gemäll Erfindung in einer
Presse, mit deren Hilfe der F;pri-tzguß durchgeführt werden kann, zeigt Fig. 2 in
schematischer Darstellung.
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Die Spritzmasse wird in den Zylinderraum 12 ill Form eines Pulvers
oder in körniger Beschaffenheit eingebracht. Die Düsenplatte 4 und der Kasten 6
werden dann an die Massenklemme eines nicht dargestellten Hochfrequenzgenerators
angeschlossen, während der Spritzkolben 8 mit der Spannungsklemme dieses Generators
in Verbindung gebracht wird.
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Vor Inbetriebsetzen des Hochfrequenzgenerators l)ewegt sich der Kolben
10 der Presse aufwärts.
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Unter Anhebung der Traverse II wird die Form 9 geschlossen, wobei
der Eintrittskanal der Form sich auf den Durchlaß der Düsenplatte aufsetzt. Alsdann
bewegt sicll das aus dem Zylinder und der ihn tragenden Traverse gebildete Ganze
weiter aufwärts, bis die in dem Zylinderraum I2 befindliche Gußmasse mit dem Spritzkolben
8 in Berührung tritt. Von diesem Augenblick an wirkt der von dem Generator gelieferte
Hochfrequenzstrom auf die
klasse zwischen der Düsenplatte3 einerseits
und den Spritzkolhen 8 andererseits ein. Die Einwirliung dauert nur einige Augenblicke,
d. h. eine Zeitspanne, die gerade ausreicht, um die Spritzmasse zum Schmelzen zu
bringen. Alsdann wird der Generator abgeschaltet. Der Kolben 10 der Presse setzt
daraufhin seine Aufwärtsbewegung fort, so daß das geschmolzene Material in dem Zylinderraum
12 durch den Spritzkolben 8 unter Druck gesetzt und durch den kegligen Austrittskanal
I5 des Zylinders mld der Düsenplatte in die Form g gedrückt wird, wodurch sich diese
anfüllt.
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PATENTANSPR0CHE 1. Spritzgußeinrichtung für plastische Mas-.>en,
die im Spritzzylinder mit Hilfe eines Hochfrerluenzfeldes dielektrisch erwärmt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkolben (8) die eine und die Düse (4) die andere
Elektrode l)ildet und die zylindrische Wand des Spritzzylinders (I) aus dielektrischem,
gegenüber dem Spritzdruck widerstandsfähigem Stoff besteht.