NL8700190A - Plastificeercilinder voor spuitgietmachines. - Google Patents

Description

ψ - »\4

Plastificeercilinder voor spuitgietmachines.

De uitvinding heeft betrekking op een plastificeercilinder voor spuitgietmachines voor het verwerken van plastificeerbaar materiaal, welke onderverdeeld is in verwarmings- en/of koelzones en verwarmingselementen en temperatuurvoelers bezit die aangebracht zijn 5 op van elkaar onafhankelijke zones.

Onder plastificeerbaar materiaal zijn in de geest van de uitvinding thermoplastische vormmassa's, verknopende vormmassa's zoals Duroplasten, elastomeren te verstaan.

Bij hoge kwaliteitseisen aan de spuitgietvoorwerpen, 10 in het bijzonder aan het behoud van materiaal eigenschappen alsook hun maatvastheid, worden aan de regelingen aanzienlijke eisen gesteld.

Een wezenlijk, tot nu toe niet opgelost probleem bestaat daaruit dat spuitgietmachines na een aanloopfase van het bedrijf niet in die zin stationair werken dat praktisch alleen nog 15 verwaarloosbare temperatuurschommelingen in de plastificeer- en spuit-eenheid, dat wil zeggen in het geplastificeerde materiaal optreden. Temperatuurschommelingen van het geplastificeerde materiaal leiden in . het bijzonder tot veranderingen van de viscositeit. Deze viscositeit-schommelingen konden tot nu toe gedeeltelijk in aanmerking 2o genomen worden,echter leiden bij vervaardiging van preciesie-delen tot aanzienlijke moeilijkheden die nog niet in voldoende mate opgelost konden worden.

De temperatuurschommelingen, die in het bijzonder door wrijving in te plastificeren materiaal veroorzaakt worden, kunnen 25 ertoe leiden dat de voltooide spuitgietvoorwerpen verschillende materiaaleigenschappen bezitten. Ook deze problemen konden tot nu toe nog niet op bevredigende wijze opgelost worden.

8703i9®.

9 > - 2 -

De oorzaken liggen in de eerste plaats in de tot nu toe bekende constructie van de plastificeer- en inspuit-cilinder. Op grond van de bij het injecteren optredende hoge drukken is het nodig de wanddikte van deze plastificeer- en 5 inspuitcilinder overeenkomstig te dimensioneren.

De plastificeer- en inspuitcilinders bezitten op de buitenmantel warmtebanden alsook thermovoelers die in het algemeen in drie zones onderverdeeld aangebracht zijn.

Het gehele warmtevermogen:· is slechts benodigd 10 tijdens de aanloopfase.

Deze bekende plastificeer- en inspuitcilinders bezitten echter een hoge warmtecapaciteit, zodat de door de warmte-voelers op de buitenwand gemelde temperaturen ook niet bij benadering overeenstemmen met de temperaturen van het geplastificeerde materiaal. 15 Hierbij komt nog de tijdelijke faseverschuiving tussen de in het geplastificeerde materiaal optredende temperatuurveranderingen en de door de temperatuurvoelers aangegeven temperatuurveranderingen.

Daar komt nog verder bij dat de temperatuur van het geplastificeerde kunststofmateriaal eveneens onderhevig is aan 20 temperatuurschommelingen. Tijdens het plastificeren stijgt de temperatuur door de wrijving en daalt vervolgens weer enigszins tijdens het inspuiten van het geplastificeerde kunststofmateriaal.

In zoverre is het duidelijk dat aanzienlijke tijdelijke faseverschuivingen tussen de door de thermovoëlers 25 op de buitenwand van de plastificeercilinder geregistreerde temperaturen en de momentane temperaturen in het geplastificeerde materiaal in het algemeen optreden, zodat tot nu toe op grond van de grote tijdconstanten gecompliceerde algorithmen bij de temperatuurregeling gebruikt moesten worden om dergelijke 30 regelingen enigszins onder controle te kunnen krijgen.

Problemen treden in het bijzonder op wanneer betrekking tot de . , , nieuwe,met / temperatuurvoenng kritische materialen verwerkt gaan worden. Zo is het bijvoorbeeld bij de vervaardiging van CD-platen uit polycarbonaten nodig het plastificeren en het homo-35 geniseren van het materiaal in zo kort mogelijke tijd in de buurt 8700190 V ... * - 3 - van de bovengrens van de verwerkingstemperatuur te doen plaatsvinden.

Op grond van de tot nu toe optredende regel-afwijkingen was het tot nu toe nodig een hoge zekerheidsafstand 5 tot de ontledingstemper atuur te voorzien en eventuele kwalitatieve nadelen op de koop toe te nemen.

De uitvinding heeft derhalve tot doel een ver-warmbare plastificeercilinder te verschaffen die het verwerken van kunststo finateriaal zo dicht mogelijk bij de bovenste verwerkings-10 temperatuur zeker stelt en een in voldoende mate nauwkeurig temperatuurgedrag bezit.

Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt doordat de plastificeercilinder een buitencilinder en een binnencilinder bezit, de beide cilinders ter plaatse van de 15 schroefvoorruimte vast met elkaar verbonden zijn, de binnencilinder uitgerust is met de verwarmingselementen en de temperatuurvoelers, en het van de schroefvoorruimte afgelegen eindgedeelte van de buitencilinder een spelingsruimte bezit voor de binnencilinder.

20 Door deze maatregelen wordt bereikt dat de binnencilinder en de buitencilinder slechts vast met elkaar verbonden zijn waar de hoge drukken optreden, terwijl als gevolg van de overeenkomstig de uitvinding gevormde spelingsruimte de binnencilinder ter plaatse van het \an cfe schroefvoorruimte afgelegen 25 eindgedeelte van de plastificeercilinder volgens de uitvinding zonder meer lengte-uitzettingen als gevolg van temperatuurschommelingen kan volgen, waaraan de buitencilinder als gevolg van zijn aanzienlijk grotere warmtecapaciteit niet in deze mate onderworpen is.

30 In een verdere uitvoering van de uitvinding is buiten het gebied van cfe schrodrvoorruimte tussen de binnencilinder en de buitencilinder een ringkamer gevormd. Door deze maatregelen wordt bereikt dat de warmte-overbrenging tussen de binnencilinder en de buitencilinder aanzienlijk verminderd wordt zodat de binnen-35 cilinder de momentane temperatuurveranderingen van het geplastifi ceerde resp. het te plastificeren materiaal zonder meer kan volgen.

87 0 018 ö JJf -- - 4 -

In een verdere uitvoering van de uitvinding heeft de ringkamer aansluitingen voor de toevoer van een stromend medium.

Dit medium kan enerzijds een koelmedium zijn, bijvoorbeeld water, maar het is ook mogelijk een verwarmingsmedium te gebruiken dat 5 vóór de in gebruiksname van de spuitgietmachirie de plastificeer-cilinder verhit tot op de bedrij fstemperatuur.

Om een innig contact van de verwarmingselementen en de temperatuurvoelers met de binnencilinder te bereiken zijn in een verdere uitvoering van de uitvinding de op de buitenwand 10 van de binnencilinder aangebrachte verwarmingselementen en temperatuurvoelers ingebed in een op de binnencilinder opgespoten metaallaag.

In een nog verdere uitvoering van de uitvinding heeft de binnencilinder in axiale richting verlopende groeven voor de aansluitleidingen van de verwarmingselementen en/of temperatuur-15 voelers, zodat de aansluitleidingen voor de afzonderlijke zones deels onder de verwarmingselementen en temperatuurvoelers van de andere zones heen gevoerd zijn.

In nog een verdere uitvoering van de uitvinding monden in het van het gebied van * schroefsoorruimte afgelegen eind-20 gedeelte van de binnencilinder de groeven uit in een aansluitdeel voor een steekverbinding zodat de verwarmingselementen en de temperatuurvoelers makkelijk aangesloten kunnen worden.

In weer een verdere uitvoering van de uitvinding is de buitencilinder op de binnencilinder opgekrompen zodat ter 25 plaatse van de sdhDjf voorruimte een innig contact tussen beide cilinders bestaat en de verschillende lengteveranderingen van de beide cilinders ten opzichte van elkaar ter plaatse van de spelings-ruimte liggen.

Vervolgens een voorkeursuitvoeringsvoorbeeld is de 30 buitencilinder opgekrompen terwijl deze onder een voorspanning stond die ongeveer overeenkomt met de maximale door het geplastificeerde materiaal opgebouwde tegendruk. Door deze maatregelen worden de verwarmingselementen en de temperatuurvoelers ter plaatse van de schoofvoorruimte tijdens het bedrijf van de spuitgietmachine niet aan 35 ontoelaatbare hoge drukken onderworpen.

8700190 'te -* - 5 -

In een verdere uitvoering van de uitvinding zijii de aansluitleidingen van de verwarmingselementen en de temperatuur-voelers ter plaatse van cfe schro^voorruimte door in axiale richting . verlopende groeven onder de verwarmingselementen en temperatuurvoelers 5 van de andere zones heen gevoerd, welke maatregel slechts raogelijk is doordat tegenwoordig verwarmingselementen en temperatuursvoelers met ook onder hoge gebruiksvoorwaarden extreem lange levensduur beschikbaar zijn.

In een nog een verdere uitvoering van de:·.uitvinding 10 is ter plaatse van de spelingsruimte tussen de buitencilinder en de binnencilinder een afdichting aangebracht zodat zonder meer een vloeibaar medium, bijvoorbeeld water, warmteoverbrengingsolie en dergelijke gebruikt kan worden als stromend medium.

De uitvinding is in de tekening verduidelijkt aan 15 de hand van uitvoeringsvoorbeelden.

Getoond worden in: fig. 1 de plastificeercilinder in langsdoorsnede, fig. 2 de binnencilinder in langsdoorsnede, fig. 3 een doorsnede volgens a-b in fig. 2, 20 fig. 4 een doorsnede volgens c-d in fig. 2, fig. 5 een doorsnede volgens e-f in fig. 2.

Fig. 1 toont de met 1 aangeduide plastificeercilinder in langsdoorsnede. Hij bestaat uit de buitencilinder 2 en de binnencilinder 3.

25 De binnencilinder en de buitencilinder zijn ter plaatse ran (¾ schroefvoorruimte 4 door krimpen vast met elkaar verbonden, terwijl bet ran & schroef-voorruimte afgelegen schroefgeöeelté/ uitgevoerd is als spelingsruimte tussen de binnencilinder en de buitencilinder.

Dit ran da schroefvoorruimte afgelegen eindgedeelte 6 van de binnen-30 cilinder is glijdend geleid en heeft verder een ringgroef 7 waarin een snoerring8'als afdichting ingebracht is.

Het deel tussende schoefvoorruimte en de spelingsruimte tussen de buitencilinder en de binnencilinder is uitgevoerd als ringruimte 8, hetgeen, zoals in fig. 1 op meest eenvoudige wijze, 35 bereikt wordt doordat de binnendiameter van de buitencilinder groter is dan ter plaatse van <3e schoef voorruimte. De buitencilinder bezit 8700190 - 6 - aansluitstukken 9 en 10 voor de toevoer resp. afvoer van een medium, een waarvoor, in het geval/vloeibaarmedium is, de af dichting 8' benodigd is.

De in fig. 1 vereenvoudigd weergegeven binnen-5 cilinder is met zijn onderdelen weergegeven in fig. 2.

Zijn wand 4 is onderverdeeld in vier zones 1', 2', 3' en 4', waarin de verwarmingselementen, die in het algemeen aangeduid zijn met 12, alsook de thermoelementen 13 aangebracht zijn.

De verwarmingselementen 12 zijn op zich bekende 10' schroeflijnvormige verwarmingsbanden, waarvan de aansluitleidingen in axiale richting verlopen. Met dit doel zijn in de wand van de binnencilinder in axiale richting verlopende groeven 15, 16, 17 en 18 aangebracht die deze aansluitleidingen van de verwarmingselementen alsook verder de aansluitleidingen van de temperatuurvoelers opnemen, 15 waarbij de aansluitleidingen van verwarmingselementen en de temperatuurvoelers doordegroeven onder de verwarmingszones 3', 2' en 1' heengevoerd zijn en samengevoerd zijn naar een stekerdeel dat schematisch aangeduid is met 19 (zie fig. 1).

De verwarmingselementen en de therraovoelers zijn 20 ingebed in een op hun opgespoten metaallaag, in het onderhavige geval een opgespoten nikkellaag 20, die na het opbrengen fijn afgewerkt wordt door slijpen.

Vervolgens wordt de verwarmingscilinder met zijn ingebedde verwarmingselementen en temperatuurvoelers door krimpen 25 ter plaatse van cfe arhmefvoorruimte verbonden met de buitencilinder.

Hierbij wordt zo te werk gegaan dat de buiten-cilinder onder een zodanige voorspanning staand opgekrompen wordt, die overeenkomt'met ongeveer de maximale door het geplastificeerde materiaal opgebouwde tegendruk.

8780190

Claims (10)

1. Plastificeercilinder voor spuitgiatmachines voor het verwerken van plastificeerbaar materiaal, welke onderverdeeld is in verwarmings- en/of koelzones en verwarmingselementen en temperatuurvoelers bezit, met het kenmerk, dat de 5 plastificeercilinder (1) een buitencilinder (2) en een binnen- cilinder (3) bezit, dat die beide cilinders ter plaatse van de schroefvoorruimte vast met elkaar verbonden zijn, dat de binnen- cilinder uitgerust is met de verwarmingselementen en de temperatuurvoelers en dat hetman da schroefvoorruimte afgelegen eindgedeelte 10 van de buitencilinder een spelingsruimte bezit voor de binnen-cilinder.

2. Plastificeercilinder volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat buiten het gebied van de schroefvoorruimte tussen de binnencilinder en de buitencilinder een ringkamer (8) 15 gevormd is.

3. Plastificeercilinder volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de ringkamer aansluitingen (9, 10) voor de toevoer van een stromend medium heeft.

4. Plastificeercilinder volgens één der 20 conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de op de buitenwand van de binnencilinder aangebrachte verwarmingselementen en temperatuurvoelers ingebed zijn in een op de binnencilinder opgespoten metaallaag.

5. Plastificeercilinder volgens één der 25 conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de binnencilinder in axiale richting verlopende groeven (15, 16, 17, 18) voor de aansluit-leidingen van de verwarmingselementen (12) en/of temperatuurvoelers (13) heeft.

6. Plastificeercilinder volgens één der 3Q conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de groeven in het van het gebied de van\schroefvoorruimte afgelegen eindgedeelte van de binnencilinder in een aansluitdeel voor een steekverbinding uitmonden. 8700*30 - 8 -

7. Plastificeercilinder volgens één der conclusies 1-6, met het kenmerk., dat de buitencilinder op de binnencilinder opgekrompen is-

8. Plastificeercilinder volgens conclusie 7, 5 met het kenmerk, dat een buitencilinder onder een voorspanning staand opgekrompen is, die ongeveer overeenkomt met de maximale door het geplastificeerde materiaal opgebouwde tegendruk.

9. Plastificeercilinder volgens één der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de aansluitleidingen van de verwarmings- 10 elementen en de temperatuurvoelers ter plaatse van de schr o tf voorruimte door in axiale richting verlopende groeven onder de verwarmingselementen en temperatuurvoelers van de andere zones heengevoerd zijn.

10. Plastificeercilinder volgens één der conclusies 15 1-9, met het kenmerk,, dat ter plaatse van de spelingsruimte tussen de buitencilinder en de binnencilinder een afdichting; (8r) aangebracht is. -o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o - 8700190