JP2515825B2 - ガスを熱可塑性合成樹脂溶融物に導入するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば射出ヘッドのノズルにより射出成形
型に入れられる熱可塑性合成樹脂溶融物にガスを導入す
るための装置であって、その都度射出成形型に押し込む
べきガス量を決定するための配量シリンダとその中で摺
動可能な配量ピストンとからなり、配量シリンダがガス
供給源および射出成形型と交互に連結可能である装置に
関する。

ドイツ連邦共和国特許明細書第3020122号から、ガス
状または液体状物質、特に物理的発泡物質を熱可塑性合
成樹脂からなる流動可能な溶融物に配量するための回路
配置が公知である。これは、押出機のスクリュウ回転の
開始後溶融物圧力の増加する傾向がもはや存在しないと
きに初めて、ガス状または液体状の物質の純粋に容量
の、従って時間と無関係な配量が行われるように構成さ
れている。

ガス状物質をできるだけ高い圧力で熱可塑性合成樹脂
からなる溶融物に導入できるようにするために、このガ
ス状物質が貯蔵容器から圧縮装置、すなわち高圧コンプ
レッサーを介して配量シリンダに押し込まれ、この配量
シリンダからガス状物質が相応する予負荷圧力下で射出
成形機のスクリュウシリンダに供給される。

しかしながら、実際の経験によると、熱可塑性合成樹
脂の流動状溶融物にガス状物質を順序正しく供給するた
めに、しばしば約1000バールまでの圧力を必要とし、し
かもその圧力は、圧縮装置として用いられる高圧コンプ
レッサーにより直ちに発生できないし、または著しい技
術的費用をかけてのみ発生できることが分かった。

それ故、本発明は、我慢できる設備費用をかけて、配
量シリンダに入れられたガス状物質に高い作用圧力を加
え、かつその際同時に配量シリンダとその中で可動な配
量ピストンの間の摩耗現象を最も大きく阻止できる可能
性を創造することを狙っている。

設定された課題の解決は、本発明により特許請求の範
囲第１項の特徴に従って、配量シリンダの配量ピストン
が増圧器に含まれるピストンの部分であり、その圧力変
換器がガス供給源としての圧縮装置と連結していること
により達成される。

増圧器の助けで、所望の高圧を比較的わずかなガス容
積で配量シリンダ内に問題なく加えることができる。本
発明による形成では、配量シリンダと増圧器の内部に同
一のガス状物質が存在するので、従って増圧器のピスト
ンも配量ピストンも同じガスにさらされるので、ここで
は摩耗または密封問題が全く起こらない。

本発明の装置の特に有利な発展は、特許請求の範囲第
２項に従って、配量シリンダがその配量ピストンと増圧
器のピストンにより逆止め弁を介在して圧縮装置と連結
可能であることにある。このようにしてガス状物質が最
も簡単な仕方で第一に配量シリンダに導入され、そして
それから逆止め弁の閉鎖後増圧器のピストンに作用する
ので、それにより配量シリンダに閉じ込められたガス状
物質に加わる予圧力が著しく高められ、例えばほぼ1000
バールの高い圧力水準にもたらされる。

本発明により、特許請求の範囲第３項に従って、圧縮
装置がピストンコンプレッサーであれば有利であること
が分かった。本発明により、特許請求の範囲第４項に従
って、唯一の圧縮装置、特に高圧コンプレッサーに、多
数の増圧器と配量シリンダを付設できる可能性も得られ
るので、スクリュウシリンダまたは多数の異なる射出成
形機のノズルに高度に圧縮されたガス状物質を供給でき
る。

以下、本発明を実施例について図面により詳細に説明
する。

第１図〜第３図には、射出成形機について簡単にする
ために、もっぱら押出機スクリュウ１と、これを囲むス
クリュウシリンダ２とが示されており、その口部には射
出ヘッドのノズルを介して射出成形型を接続することが
できる。

スクリュウシリンダ２或いはノズルまたは射出ヘッド
には逆止め弁３を介在して導管４が開口しており、その
他端にはガス、多分窒素または空気のための貯蔵容器５
或いは加圧びんが接続している。その場合、導管４にお
いて、貯蔵容器５になお一つの圧縮装置６、すなわち高
圧−ピストンコンプレッサーが付設されている。導管４
には、弁Ｖの、例えば電磁弁の直列接続下に一方では、
増圧器７と、他方では配量シリンダ８が組み込まれてお
り、その際増圧器７がピストン9aを、および配量シリン
ダ８がピストン9bを有し、かつ両方のピストン9aと9bが
堅く結合されており、従って増圧器７および配量シリン
ダ８の内部で一緒に変位可能である。

両方のピストン9aと9bを通って同軸に通路9c（第４
図）が導かれており、これには配量シリンダ８に向かっ
て逆止め弁9dが付設されている。

導管４において、−弁Ｖに付加して−圧縮装置６と逆
止め弁３の間になお二つの電磁弁ＩとIIが設けられ、し
かも電磁弁Ｉが増圧器７の前に−弁Ｖの前でもあるよう
に−存在し、かつ電磁弁IIが配量シリンダ８の後ろに存
在するように設けられている。

電磁弁Ｉが調整磁石11により、かつ電磁弁IIが調整磁
石12により第１図の休止位置から第２図または第３図の
作用位置に動くことができ、その際調整磁石11のまたは
電磁弁Ｉの制御のために、遅延リレーＡが、かつ調整磁
石12または電磁弁IIのために遅延リレーＢが設けられて
いる。

遅延リレーＡには常時閉接点a1ならびに二つの常時開
接点a2とa3が付設され、一方遅延リレーＢは常時閉接点
b1にならびに二つの常時開接点ｂとb3に作用する。

遅延リレーＡの常時開接点a2が遅延リレーＢのための
励磁回路に付設され、一方常時開接点a3が電磁弁Ｉの調
整磁石11のための励磁回路に存在する。遅延リレーＡの
常時閉接点a1が電磁弁IIの調整磁石12のための保持回路
に存在する。

他方では、遅延リレーＢの常時開接点b2が遅延リレー
Ａのための励磁回路に付設され、常時開接点b3が電磁弁
IIのための調整磁石12のための励磁回路に存在し、かつ
常時閉接点b1が電磁弁Ｉの調整磁石11のための保持回路
に設けられている。

電磁弁Ｉの調整磁石11のための保持回路になお保持接
点13が配置され、一方対応する保持接点14が電磁弁IIの
調整磁石12のための保持回路に存在する。

遅延リレーＡのための励磁回路に起動接点10が設けら
れており、この起動接点は例えば、押出機スクリュウ１
または射出ヘッドに付設され、かつ押出機スクリュウ１
が回転し始めるか、または射出過程が使用されるや否や
作用される。

押出機の作動開始の前に−弁ＶとIIIを用いて−まず
配量シリンダ８がピストンの軸方向の摺動により次ぎの
ように、すなわちそのシリンダ室の容積が、各作用サイ
クルで押出機のスクリュウシリンダ２に導入すべきガス
状の物質の量、例えば物理的な発泡剤として役立つ窒素
の量に対応するように調整される。

それから、配量シリンダ８が−弁Ｖの開放後−相応す
るガス量でまたは流体量で充填されるや否や、逆止め弁
9dが通路9cを閉じるので、今や圧縮装置６により発生し
た圧力が増圧器７のピストン9aに作用し、かつ配量シリ
ンダ８の容積がピストン9bの横断面とピストン9aの横断
面の間の面積比により決められる高圧、例えば1000バー
ルを受ける。

スクリュウシリンダ２内の押出機スクリュウ１が回転
し始めると、従って起動接点10が閉じられ、かつこれを
介して遅延リレーＡが始動される。このことは、遅延リ
レーが、始動の遅れと共に作動するように、従って調整
可能で、しかも秒の一部分の範囲にある延長された応答
時間を有するように設計される。

応答時間の経過後、遅延リレーＡが接続過程を実施
し、すなわち常時開接点a2とa3が閉じられると共に常時
閉接点a1が開かれる、第２図の位置に達する。常時開接
点a2が遅延リレーＢのための励磁回路を閉じるので、こ
れが始動する。同時に、常時開接点a3により電磁弁Ｉの
調整磁石11のための励磁回路が閉じられるので、この調
整磁石が引き寄せられて、電磁弁Ｉが第１図の位置から
第２図の位置へもたらされる。閉じられた常時閉接点b1
と保持接点13を介して、調整磁石11が自己保持され、そ
れにより電磁石Ｉが第２図の位置に留まる。

貯蔵容器５から圧縮装置６を介してガス状物質、例え
ば窒素または空気が、導管４、開いた電磁弁Ｉおよび開
いた弁Ｖを通って第一にコンプレッサー６により発生し
た圧力で配量シリンダ８に押し込まれ、その結果この配
量シリンダが充填される。通路9cの逆止め弁9dが閉じて
しまった後で、圧縮装置６により発生したガス圧が増圧
器７のピストン9aに作用し、従って同じガス状物質で充
填された配量シリンダ８を相応する高圧にする。

それから、遅延リレーＢの応答時間が経過すると、こ
の遅延リレーが接続過程を実施するので、その常時開接
点b2とb3ならびに常時閉接点b1が第２図の位置から第３
図の位置に到達する。

常時閉接点b1を介して調整磁石11のための保持回路が
開かれるので、この調整磁石が落ちて、電磁弁Ｉが第２
図の位置から第１図または第３図の位置に戻る。従っ
て、配量シリンダ８が圧縮装置６または貯蔵容器５に対
して再び遮断される。

遅延リレーＢの常時開接点b3が調整磁石12のための励
磁回路を閉じるので、この調整磁石が引き寄せられて、
電磁弁IIが第１図と第２図の位置から第３図の位置に移
動する。調整磁石12が、閉じられた常時閉接点a1とその
保持接点14を介して自己保持されるので、電磁弁IIが第
３図の位置に留まる。配量シリンダ８に高圧で蓄えられ
たガス状物質、ここでは例えば物理的発泡剤として役立
つ窒素が、開いた電磁弁IIと導管４を通って逆止め弁３
へ流れてこれを押圧する。なぜなら、その圧力が、スク
リュウシリンダ２内にみなぎっている流動状の合成樹脂
溶融物の圧力を越えているからである。それから、これ
によりガス状物質が、例えば発泡剤として、高圧で流動
状合成樹脂溶融物に供給され、そして押出機スクリュウ
１の回転によりこれと混合されるか、またはしかし射出
成形で中空室を形成するために射出成形型に射出され
る。

常時開接点b1を閉じることにより、遅延リレーＢの応
答と共に遅延リレーＡが再び始動する。この遅延リレー
Ａがその応答時間の経過後接続過程を実施すると、その
常時閉接点a1も調整磁石12のための保持回路を開くの
で、この調整磁石が落ちて電磁弁IIが第１図と第２図の
位置に戻り、従って閉じる。

他方では、常時開接点a3を介して、電磁弁Ｉのための
調整磁石11が再び付勢されるので、この調整磁石が引き
寄せられて電磁弁Ｉが再び開き、その結果再び第２図の
接続状態が作られる。従って、今や配量シリンダ８のた
めのすぐ次ぎの充填過程が始まると共に、同時に常時開
接点a2を介して遅延リレーＢも再び始動する。

同様に電磁弁として設計することができる弁IIIが分
岐導管4aに組み込まれており、この分岐導管は、ピスト
ン9aの環状側に隣接した増圧器７の圧力室に導かれてい
る。常に弁IIIは、先に弁Ｖが開かれるときか、または
ピストン9aの端面に隣接した増圧器７の圧力室が排気さ
れるときにしか閉じられない。弁IIIを閉じることによ
り、増圧器７のピストン9aおよびこれと共に配量シリン
ダ８のピストン9bを新しい各充填過程を始める前にその
出発位置に−左側へ−戻すことができ、その結果配量シ
リンダ８の充填容積が、すぐ次の作動サイクルの開始前
に再び正しく予備調整される。それから、弁IIIを開く
ことにより排気し、そして弁Ｖを開くことによりすぐ次
のサイクルを始めることができる。

構造的に特別簡単な形成および配量ピストン9bを有す
る配量シリンダ８ならびにピストン9aを有する増圧器７
の構造ユニットの形成は第４図から明らかに推定するこ
とができる。

増圧器７が、配量シリンダ８にも達する同じガス状物
質で作用されるので、どこでも同じガス媒体がみなぎっ
ているので、決して摩耗または密封の問題が起こらな
い。

利点は、個々の圧縮装置６、特に高圧−ピストンコン
プレッサーが、そのとき種々の射出成形機に付設されて
いる第１図〜第３図に示した装置の多数を同時にまたは
交互に操作できることである。

最後に、今一度述べるが、記載されかつ示された必要
な装置は、熱可塑性合成樹脂溶融物で形成された型部分
に中空室を形成するために、物理的発泡剤として役立た
ないで、射出ヘッドのノズルにより射出成形型に入れら
れる高圧下におかれたガス状物質を配量するためにも適
している。

【図面の簡単な説明】

第１図は例えばスクリュウシリンダにまたは射出成形機
の射出成形型にも休止状態で高圧のガス状物質を時間と
無関係に配量するための装置の回路図、第２図は最初の
接続状態にある第１図の装置の回路図、第３図は二番目
の接続状態にある第１図による回路配置、第４図は第１
図にIVで示した装置の発明の本質的な範囲を拡大して示
した拡大図である。 ４……導管 ６……圧縮装置 7,9a……増圧器 ８……配量シリンダ 9b……配量ピストン

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】射出ヘッドのノズルにより射出成形型に入
   れられる熱可塑性合成樹脂溶融物にガスを導入するため
   の装置であって、その都度射出成形型に押し込むべきガ
   ス量を決定するための配量シリンダとその中で摺動可能
   な配量ピストンとからなり、配量シリンダがガス供給源
   および射出成形型と交互に連結可能である装置におい
   て、 配量シリンダ（８）の配量ピストン（9b）が、増圧器
   （７）に含まれるピストン（9a）の部分であり、前記増
   圧器がガス供給源としての圧縮装置（６）と連結してい
   る（４）ことを特徴とする装置。
2. 【請求項２】配量シリンダ（８）がその配量ピストン
   （9b）と増圧器（７）のピストン（9a）により逆止め弁
   （9d）を介在して圧縮装置（６）と連結可能である（4,
   I）、特許請求の範囲第１項に記載の装置。
3. 【請求項３】圧縮装置（６）がピストンコンプレッサー
   である、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の装
   置。
4. 【請求項４】圧縮装置（６）に、配量シリンダ（８）を
   有する多数の増圧器（７）が付設されている、特許請求
   の範囲第１項から第３項までのうちのいずれか一つに記
   載の装置。