DE1167008B - Vorrichtung zur Verhinderung des Austrittes plastifizierten Kunststoffes aus der Spritzduese einer Schnecken-Spritzgiessmaschine - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Verhinderung des Austrittes plastifizierten Kunststoffes aus der Spritzdüse einer Schnecken-Spritzgießmaschine Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung des Austrittes plastifizierten Kunststoffes aus der Spritzdüse einer Schnecken-Spritzgießmaschine, bei der die Plastifizierung und die Förderung des Kunststoffes in einen zwischen Schneckenkopf und Spritzdüse gelegenen Sammelraum im wesentlichen durch die Drehbewegung und das Ausspritzen des Kunststoffes aus diesem Raum durch die Axialbewegung der Schnecke erfolgt, wobei die Förderung der Schnecke im Sammelraum einen Druck aufbaut, der die rückläufige Axialbewegung der Schnecke bewirkt.
• Es ist bekannt, bei der Verarbeitung von Kunststoffen auf Schnecken-Spritzgießmaschinen wahlweise offene Düsen oder Verschluß düsen (Schiebeverschluß-und Nadelverschlußdüsen) zu verwenden. Bei Schnecken-Spritzgießmaschinen, die mit offener Düse arbeiten, ist der Verarbeitungsbereich auf bestimmte Kunststofftypen begrenzt, denn es können nur Materialien eingesetzt werden, die im aufgeschmolzenen Zustand schwer fließen. Bei im aufgeschmolzenen Zustand leicht fließenden Materialien, wie beispielsweise der Kunststofftyp Polamid 6,6, kann jedoch eine offene Düse nicht eingesetzt werden, denn das heiße Material würde während des Arbeitsablaufes aus der Düse quellen. Der Ausfluß von plastifiziertem Kunststoff aus einer offenen Düse während des Arbeitsablaufes nach dem Öffnen der Form bzw. in der Zeit zwischen dem Trennen der Düse vom Einspritzkanal der Form und erneuter Düsenanlage an die Form macht sich sehr nachteilig bemerkbar, da während des Arbeitsablaufes eine einwandfreie Sauberkeit der Düse nicht mehr gegeben ist und außerdem ein erheblicher Materialverlust in Kauf genommen werden muß.
• Diese Nachteile versucht man dadurch zu beheben, daß man je nach Beschaffenheit des zu verarbeitenden Kunststoffes Düsen mit Schiebe- oder Nadelverschlüssen verwendet. Zwar wird hierdurch ein Teil der genannten nachteiligen Erscheinungen beseitigt, aber die engen Düsenkanäle und die mehrfachen Umlenkungen des aufgeschmolzenen Materials in der artigen Düsen sind in rheologischer Hinsicht unvorteilhaft. Solche Konstruktionen erschweren einen Material- und Farbwechsel sehr. Außerdem verursachen sie häufig Materialverbrennungen.
• Das Anfertigen der vorgenannten Düsen erfordert darüber hinaus einen erheblichen Kostenaufwand, und das Auswechseln, um beispielsweise nach einem schwer fließenden Material ein leicht fließendes Material verarbeiten zu können, und das Reinigen dieser Spezialdüsen ist zusätzlich mit einem nicht un- erheblichen Zeitaufwand verbunden, der den jeweiligen Arbeitsvorgang unliebsam verzögert und einen empfindlichen Produktionsausfall zur Folge hat.
• Durch die vorliegende Erfindung werden die genannten Nachteile unter gleichzeitiger Beibehaltung aller bisherigen Vorteile durch die Vereinigung folgender Merkmale ausgeschaltet: a) Anordnung eines Impulsgebers, der kurz vor dem Öffnen der Form oder Trennen der Düse vom Einspritzkanal der Form mindestens einen solchen entgegen der Einspritzrichtung verlaufenden schnellen Axialhub der Schnecke auslöst, daß im Sammelraum ein Unterdruck entsteht; b) Anordnung einer Querschnittsverengung im Düsenkanal, die eine Sollbruchstelle in der in diesem Kanal verfestigten Masse erzeugt.
• Die Erfindung bringt die Vorteile mit sich, daß bei allen Arbeitsvorgängen nur mit der offenen Düse gearbeitet werden kann. Dies bedeutet, daß kein zeitraubendes Auswechseln von verschiedenen Düsentypen mehr stattfinden muß und daß außerdem noch das Reinigen von Spezialdüsen in Wegfall kommt. Da nunmehr kein Materialverlust während der Arbeitsvorgänge zu befürchten ist und auch die bisher üblichen Verschlußdüsen und sonstigen Ventilnadeln entfallen können, wird ein kostensparendes, wirtschaftliches Arbeiten auf Schnecken-Spritzgießmaschinen ermöglicht.
• An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine in Spritzstellung befindliche Einspritzeinheit einer Schnecken-Spritzgießgießmaschine, F i g. 2 den düsenseitigen Teil des Plastifizierzylinders in Anlage an der Form nach erfolgter Formfüllung, F i g. 3 den düsenseitigen Teil des Plastifizierzylinders nach Fig.2, jedoch nach erfolgtem erfindungsgemäßen Axialhub der Schnecke, und F i g. 4 den Plastifizierzylinder gemäß F i g. 1 nach erfolgter Düsenabhebung von der Form während eines fortlaufenden Rückzuges der Schnecke.
• Der Plastifizierzylinder 1, der am Getriebegehäuse 2 befestigt ist, befindet sich nach Fig. 1 in Spritzstellung. Hierbei wird in bekannter Weise der Raum 3 des Hydraulikzylinders 4 mit Druckmedium beaufschlagt, der Kolben 5 und somit auch die Plastifizierschnecke 6 werden dadurch in Richtung der offenen Düse 7 verschoben und pressen den vor dem Schne ckenkopf im Plastifizierzylinder 1 befindlichen aufgeschmolzenen Kunststoff 8 in die Form 9.
• Nach erfolgter Formfüllung bleibt zunächst die Plastifizierschnecke 6 in der in F i g. 2 gezeigten Stellung unter Einwirkung von Nachdruck bzw. Staudruck stehen. Dabei kühlt die sich in der formseitigen Hälfte befindliche Masse des Düsenkanals 12 durch die Formanlage ab. Die von einer Querschnittsverengung (Abreißkante) 13 von der formseitig befindlichen Masse getrennte zylinderseitige Masse des Düsenkanals 12 bleibt aufgeschmolzen, da diese in inniger Verbindung mit der im beheizten Plastifizierzylinder 1 befindlichen aufgeschmolzenen Masse 8 steht und durch eine wirksame Wärmeleitungssperre, beispielsweise eine Ringnut 15, von der kühlen Form 9 getrennt ist. Folgt nun während der Düsenanlage an der Form der erfindungsgemäße schnelle Axialhub entgegen der Einspritzrichtung der Schnecke 6, so wird einmal der vor dem Schneckenkopf befindliche Kunststoff 8 von Förder- und Kompressionsdruck (Staudruck) entspannt und zum anderen die erkaltende Masse von der noch aufgeschmolzenen Masse an der Querschnittsverengung 13 des Düsenkanals 12 derart getrennt, daß die aufgeschmolzene Masse 8 bis an den Düsenmündungsrand 14 zurücktritt. Die endgültige Trennung erfolgt schlagartig, sobald der erkaltende Angußpfropfen beim Herausziehen aus der Düse das entstandene Vakuum aufhebt (vgl. insbesondere F i g. 3). Bei dieser Trennung während der Formöffnungsbewegung ist ein besonderer Vorteil darin zu sehen, daß der Angußpfropfen kein weiteres aufgeschmolzenes Material aus der Düse 7 zieht.
• Der mit gleicher oder veränderlicher Geschwindigkeit zurücklaufenden Plastifizierschnecke kann während des Plastifiziervorganges in der Zeit zwischen Düsenabhebung und erneuter Düsenanlage an die Form in Abhängigkeit vom Viskositätsgrad des jeweils zu verarbeitenden Kunststoffes eine steuerbare Schneckenrückholung derart überlagert werden, daß kein Auspumpen von aufgeschmolzener Masse aus der Düse und auch kein Lufteingang in den Plastifizierzylinder erfolgt.
• Dabei kann die Geschwindigkeit und der Weg des Schneckenrückzuges vorzugsweise über ein an sich bekanntes Steuersystem geregelt werden, um den Rückzug allen Erfordernissen anpassen zu können.
• In F i g. 4 ist der Plastifizierzylinder 1 nach erfolgter Düsenabhebung von der Form 9 gezeigt. Hier plastifiziert die Schnecke 6 das aus dem Fülltrichter 10 nachfallende Granulat. Damit der vor dem Schneckenkopf liegende aufgeschmolzene Kunststoff 8 nicht durch den offenen Düsenkanal 12 aus- treten kann. wird der Raum 11 des Hydraulikzylinders4 mit Druck beaufschlagt, der den im Raum 3 des Hydraulikzylinders 4 stehenden Staudruck und die Bewegungswiderstände der Einheit überwindet und dadurch die Plastifizierschnecke 6 in entsprechender Weise zurückholt, um die aufgeschmolzene Masse 8 nicht über den Düsenmündungsrand 14 treten zu lassen und auch keinen Lufteinzug in den Innenraum des Plastifizierzylinders 1 zu bekommen. Durch abwechselnd starkes Beaufschlagen des Raumes 11 des Hydraulikzylinders 4 können an Stelle des steten Schneckenruckzuges auch in beliebig wählbaren Zeitabständen kurze impulsartige Schneckenrückholungen treten.
• Beim erfindungsgemäßen Axialhub entgegen der Einspritzrichtung sowie auch beim stetigen Rücklauf der Schnecke 8 muß unter anderem der den Hydraulikkolben 5 beaufschlagende Druck (Staudruck) überwunden werden. Dies geschieht dadurch, daß der Hydraulikkolben 5 entgegen der Kraft des im Raum 3 herrschenden Staudruckes mit Druck beaufschlagt wird. Hierbei ist dann der Rückholungsweg, die Rückholungszeit und die Rückholungsart von der Höhe und Dauer dieses Druckes abhängig.
• Es liegt im Sinne der Erfindung, daß die Rückholung der Plastifizierschnecke nicht nur hydraulisch, sondern auch mechanisch oder pneumatisch erfolgen kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Verhinderung des Austrittes plastifizierten Kunststoffes aus der Spritzdüse einer Schnecken-Spritzgießmaschine, bei der die Plastifizierung und die Förderung des Kunststoffes in einen zwischen Schneckenkopf und Spritzdüse gelegenen Sammelraum im wesentlichen durch die Drehbewegung und das Ausspritzen des Kunststoffes aus diesem Raum durch die Axialbewegung der Schnecke erfolgt, wobei die Förderung der Schnecke im Sammelraum einen Druck aufbaut, der die rückläufige Axialbewegung der Schnecke bewirkt, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: a) Anordnung eines Impulsgebers, der kurz vor dem Öffnen der Form (9) oder Trennen der Düse (7) vom Einspritzkanal der Form mindestens einen solchen entgegen der Einspritzrichtung verlaufenden schnellen Axialhub der Schnecke auslöst, daß im Sammelraum ein Unterdruck entsteht; b) Anordnung einer Querschnittsverengung (13) im Düsenkanal (12), die eine Sollbruchstelle in der in diesem Kanal verfestigten Masse erzeugt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine den Wärmefluß dämmende und im Bereich der Querschnittsverengung (13) auf der Außenseite der Düse (7) angeordnete Ringnut (15>.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 858 310; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 068 460; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 773 905; britische Patentschrift Nr. 849 645; USA.-Patentschriften Nr. 2629 132, 2734226.