DD152307A1 - METHOD AND DEVICE FOR HOMOGENIZING POLYMER MELTS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Homogenisierung von Polymerschmelzen auf Extrudern oder auf Spritzgiessmaschinen. Ziel der Erfindung ist es,die Homogenisier- und Fliessbedingungen von Polymeren durch ein dynamisches Verfahren mit geringem Energieaufwand zu ermoeglichen. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Antriebes, mit dem eine zusaetzliche pulsierende Axialbewegung zur Rotationsbewegung der Schnecke erreicht wird. Geloest wird die Aufgabe dadurch, dass die Homogenisierung und die fuer eine stabile Stroemung eines Polymeren dosiert einzuspeisende Schererwaermung durch eine zusaetzliche mit der Drehbewegung der Schnecke synchronisierte und pulsierende Axialbewegung erreicht wird, dass die vor dem Kolben angestaute Schmelze mit einer auf die Foerdergeschwindigkeit abgestimmte Pulsationsfrequenz komprimiert wird.The invention relates to a method and a device for the homogenization of polymer melts on extruders or on injection molding machines. The aim of the invention is to enable the homogenization and flow conditions of polymers by a dynamic process with low energy consumption. The object of the invention is to provide a drive with which an additional pulsating axial movement is achieved for the rotational movement of the screw. The object of the invention is achieved by the homogenization and the shear rate metering to be metered in for a stable flow of a polymer being achieved by an axial movement synchronized and pulsating with the rotary motion of the screw so that the melt accumulated in front of the piston is compressed with a pulsation frequency matched to the conveyor speed becomes.

Description

-A--A-

Verfahren und Vorrichtung zur Homogenisierung von PolymerschmelzenMethod and device for homogenizing polymer melts

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Homogenisierung von Polymerschmelzen auf Extrudern mit einer zur Förderung und Plastizierung drehbaren Schnecke oder auf Spritzgießmaschinen mit zusätzlicher Einspritzung und einer drehbaren und axial bewegbaren Schnecke, die vorzugsweise mit einem gekoppelten Mischtorpedo versehen ist und an deren entgegengesetzten Ende sich ein mit dem Kompressionszylinder in Wirkverbindung stehender zylindrischer Kolben anschließt.The invention relates to a method and an apparatus for homogenizing polymer melts on extruders with a screw which can be rotated for conveying and plasticizing or injection molding machines with additional injection and a rotatable and axially movable screw, which is preferably provided with a coupled mixing torpedo and at its opposite end a cylindrical piston operatively connected to the compression cylinder connects.

Charakteristik der bekannten technischen LösungCharacteristic of the known technical solution

Beim Extrudieren und Spritzgießen wird der Polymerwerkstoff als Granulat aufgegeben und zum Teil durch äußere 'Wärmezufuhr und hauptsächlich durch Reibungswärme während des Förderns zur Düse in den viskoelastischen Zustand versetzt,beim Extrudieren zu strangförmigen Material geformt und beim Spritz·In extruding and injection molding, the polymer material is given up as granules and partially converted into the viscoelastic state by external heat input and mainly by frictional heat during conveyance to the nozzle, formed into strand-like material during extrusion and injected during injection.

gießen in einen fest geschlossenen Formhohlraum gepreßt, wobei die Schnecke im Einspritzvorgang als Kolben wirkt. Da die Plastizierung nicht schlagartig gelingt, muß der Schnecke eine bestimmte Länge zugeordnet werden,z.B." 16D. Die Länge bringt es mit sich., daß beim Plastizieren ein hoher Widerstand durch Druck und Scherung übervnmden werden muß, wobei oft nahe oder bei beginnender Zersetzungstemperatur gearbeitet werden muß, um ein Fließen zu ermöglichen. In der Kompressionszone, in der sich die Masse in einem Zustand zwischen fest und plastisch befindet und diese aus einem größeren in einen kleineren Materialquerschnitt überführt wird, verringert zunehmender Scherwiderstand den Materialdurchsatz und erhöht den Energiebedarf durch das Auftreten hoher Druckverluste, die sich in Wärme umsetzen. Soweit die Masse noch nicht entsprechend verformbar ist,wird der Weitertransport durch den Widerstand noch sehr säher Masse gegen die Querschnittsform erschwert oder sogar unterbunden. Für eine einwandfreie, leichte und saubere Schmelzführung zur Erzielung von Produkten gleichmäßig hoher Qualität sind für scherempfindliche Massen, u.a. Polyolefine, nur Schnecken mit geringem Kompressionsverhältnis, d.h.größerer Gangtiefe der Meteringzone geeignet. Andererseits können aber bei niedrigen Kompressionsverhältnissen ungleichmäßiger Durchsatz und Lufteinschlüsse auftreten. Schnecken mit einer übergroßen und tiefen Meteringzone ergeben zwar bei niedrigen Temperaturen einen höheren Ausstoß, zugleich erhält man aber eine unzulängliche Schmelzehomogenität. Um eine gute Schmelzhomogenität und gleichmäßige Schmelztemperatur und insbesondere Verteilung von Farbkonzentraten zu erreichen, können geeignete Mischvorrichtungen vorgesehen werdend In bekannten Ausführungen werden Mischstifte u.dgl. in der Meteringzone der Schnecke aber auch Scherelemente verwendet oder eine allgemeine Dreizonenschnecke im Abschnitt der Meteringzone mit einem entsprechenden Mischteil gekoppelt, das ein Aufreißen der evtl. vorhan-poured into a tightly closed mold cavity pressed, the screw acts as a piston in the injection process. Since the plastication does not succeed abruptly, the screw must be assigned a certain length, for example "16D. The length entails that a high resistance must be overcome by pressure and shear during the plastication, often working close to or at the beginning of the decomposition temperature In the compression zone, where the mass is in a state between solid and plastic and is transferred from a larger to a smaller cross-section, increasing shear resistance reduces material throughput and increases the energy requirement by the occurrence high pressure losses, which translate into heat and, if the mass is not yet sufficiently deformable, the further transport by the resistance is made even more difficult mass against the cross-sectional shape or even suppressed For a smooth, easy and clean melt flow to obtain products evenly high r quality are for shear-sensitive masses, i.a. Polyolefins, only low compression ratio screws, i.e., greater flight depth of the metering zone. On the other hand, however, uneven throughput and air pockets may occur at low compression ratios. Although screws with an oversized and deep metering zone produce higher output at low temperatures, they also result in inadequate melt homogeneity. In order to achieve a good melt homogeneity and uniform melting temperature and in particular distribution of color concentrates, suitable mixing devices can be provided. In known designs, mixing sticks and the like are used. In the Meteringzone of the screw but also using shear elements or coupled a general three-zone screw in the section of Meteringzone with a corresponding mixing part, which is a tearing open of possibly existing

-3- 223 f59-3- 223 f59

denen Featstoffaeele bei mäßiger Schererwärmung des Materials mit nachfolgendem Mischen ermöglicht. Die praktischen Erfahrungen mit Piastizierschnecken zeigen, daß mit höheren Drehbewegungen und zunehmender Fördergeschwindigkeit bzw. Materialdurchsatz die motwendige Schubverformung auch bei entsprechend ausgebildeter Mischzone der Schnecke nicht mehr ausreicht, daß bei Einmischen von Farbpartikel oder Materialmodifikatoren eine gute stoffliche Homogenität erzielt wird.which allows feather material with moderate shear heating of the material with subsequent mixing. The practical experience with plasticizing screw show that with higher rotational movements and increasing conveying speed or material throughput, the motiven shear deformation is no longer sufficient even with appropriately trained mixing zone of the screw that when mixed with color particles or material modifiers good material homogeneity is achieved.

Bekannt ist eine Schnecken-Spritzgießmaschine (DE-AS 1140340) zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe mit einer zur Forderung und Plastizierung drehbaren und zur Einspritzung axial bewegbaren Schnecke oder mit einer zur Förderung und Plastizierung drehbaren Schnecke und mit einem zur Einspritzung axial bewegbaren Kolben, mit einer der Schnecke unabhängig von deren Drehbewegung eine pulsierende Axialbewegung (Vibration) aufzwingende Antriebsvorrichtung, die so einstellbar ist,daß Frequenz und Amplitude der pulsierenden Axialbewegung den jeweiligen Gegebenheiten des Spritzbetriebes anpaßbar ist.Nachteilig ist bei dieser Schneckenspritzgießmaschine, daß sich eine bei optimaler Frequenz der aufgetragenen mechanischen Schwingungen, die von dem gegebenen Strömungsverlauf und den zu verarbeitenden viskoelastischen Massen abhängig ist und durch Orientierung der Makromoleküle das mechanische Verhalten der plastizierten Polymere während der Formung verbessert, im Falle von lastabhängigen Schwankungen der Schneckendrehzahlen keine und auch bei Drehzahländerungen im liachvollzug einer Frequenzänderung kaum eine an die veränderte Strömungsgeometrie anzupassende Dosierung eingespeister Sehererwärmung möglich ist, ein damit einer unveränderten Fließfähigkeit gerecht werden zu können. Zudem wäre eine erweiterte Ausführungsform der vorbeschriebenen Konstruktion für eine eventuell prozeßabhängigen Steuerung der Pulsationsfrequenz außer der noch ungenügenden Kenntnis über die dafür erforderliche Prozeßmodellisierung mit hohem Aufwand und Energiebedarf verbunden.Known is a screw-injection molding machine (DE-AS 1140340) for processing thermoplastics with a rotatable for demand and plasticization and for injection axially movable screw or with a rotatable for conveying and plasticizing screw and with an axially movable piston for injection, with one of Regardless of the rotational movement of a pulsating axial movement (vibration) compelling drive device which is adjustable so that the frequency and amplitude of the pulsating axial movement of the respective circumstances of the injection operation is adaptable.Nachteilig is in this screw injection molding machine, that at an optimal frequency of the applied mechanical vibrations , which depends on the given course of flow and the viscoelastic masses to be processed and, by orientation of the macromolecules, improves the mechanical behavior of the plasticized polymers during shaping, in the case of last Depending fluctuations of the screw speeds and no change in speed changes in liachvollzug a frequency change hardly to be adapted to the changed flow geometry dosage fed Sehererwärmung is possible, so that an unchanged flowability can meet. In addition, an extended embodiment of the above-described construction for a possibly process-dependent control of the pulsation frequency would be connected to the still insufficient knowledge of the required process modeling with high effort and energy requirements.

- 4 Ziel der Erfindung- 4 Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die·Homogenisier- und Fließbedingungen von Polymeren durch ein dynamisches Verfahren mit geringem Energieaufwand zu ermöglichen, damit die Reibungsverluste der Strömung unabhängig von den Schwankungen oder Veränderungen der Fördergeschwindigkeit bzw, des Materialdurchsatzes gesenkt, die thermische und mechanische Homogenität der Schnecke verbessert und ein gleichmäßiger Durchsatz und Dichte der Plastschmelze in einem extrudierten Strang bzw. gespritzten Formteil erreicht wird.The aim of the invention is to enable the homogenization and flow conditions of polymers by a dynamic process with low energy consumption, so that the friction losses of the flow, regardless of the variations or changes in the conveying speed or, the material throughput lowered, the thermal and mechanical homogeneity of the screw improved and a uniform throughput and density of the plastic melt in an extruded strand or molded part is achieved.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Antriebes, mit dem eine zusätzliche pulsierende Axialbewegung zur Rotationsbewegung der Schnecke erreicht wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Homogenisierung und die für eine stabile Strömung eines Polymeren dosiert einzuspeisende ,Schererwärmung durch eine zusätzliche mit der Drehbewegung der Schnecke synchronisierte und pulsierende Axialbewegung erreicht wird, daß die vor dem Kolben angestaute Schmelze mit einer auf die Fördergeschwindigkeit abgestimmte Pulsationsfrequenz komprimiert wird und daß während des Einspritzvorganges und Abkühlens auf das Material in einer Form periodisch Impulse ausgeübt werden. Für die drehzahlsynchronen Schwingungen (Vibration) wird vorzugsweise der Erzeuger für die Drehbewegung der Schnecke verwendet, mit dem auch die Umwandlung der Drehbewegung in eine geradlinige pulsierende Bewegung ausgeführt wird. Bei der Umwandlung der Drehbewegung in die pulsierende Axialbewegung wird die Frequenz und die Amplitude auf die Polymereigenschaften eingestellt und die Frequenz auf eine für den drehzahlproportionen Materialdurchsatz erforder-The object of the invention is to provide a drive with which an additional pulsating axial movement is achieved for the rotational movement of the screw. According to the invention, the object is achieved in that the homogenization and the metered for a stable flow of a polymer shear heating is achieved by an additional synchronized with the rotational movement of the screw and pulsating axial movement, that the pent-up before the piston melt with a matched to the conveying speed Pulsation frequency is compressed and that periodic pulses are applied during the injection process and cooling to the material in a mold. For the speed-synchronous vibrations, the generator is preferably used for the rotary motion of the worm, with which also the conversion of the rotary motion into a linear pulsating motion is carried out. When converting the rotary motion into the pulsating axial movement, the frequency and the amplitude are adjusted to the polymer properties and the frequency is set to a speed required for the material throughput.

223 15223 15

liehe Schubverformung des Polymeren angepaßt. Die aus umgewandelten Drehbewegung erzeugte Axialbewegung zur Erregung periodischer Impulse im Sammelraum der Polymerschmelze vor der Schnecke erfolgt durch einen Kolben, der mit vorgegebener Amplitude und Prequenzmodulation eine pulsierende Bewegung ausführt und durch einen Motor angetrieben wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht vor, daß zv/ei Getriebe mit einer dazwischen angeordneten Schiebekupplung und einem gemeinsamen Motor vorgesehen sind, wobei ein Getriebe zum Antrieb der Schnecke und ein Getriebe zum Antrieb einer mit einem Spritzkolben verbundenen Spindel dient, auf der beiderseitig eines Kugellaufringes eine Schiefscheibe angeordnet ist*Liehe shear deformation of the polymer adapted. The axial movement generated by the converted rotary motion for exciting periodic pulses in the collecting space of the polymer melt in front of the screw takes place by means of a piston which carries out a pulsating movement with predetermined amplitude and frequency modulation and is driven by a motor. An apparatus for performing the method provides that zv / ei gear are provided with a sliding clutch arranged therebetween and a common motor, wherein a gear for driving the worm and a gear for driving a spindle connected to an injection piston, on both sides of a Ball race is arranged a swash plate *

Mit der Lösung wird durch die pulsierende Axialverschiebung der Schnecke ein guter Materialeinzug erreicht und bei kontinuierlicher Masseförderung die stationäre Schichtströmung des viskoelastischen Polymeren mit mechanischen ScJbwingungen überlagert, wobei die dynamische Beanspruchung durch zusätzlich eingespeiste Energie zu einer Veränderung des Mediums führt, Viskoelastische Medien zeigen bei dynamischer Beanspruchung ein von der Frequenz abhängiges Fließverhalten, das auf Bedingungen der Strömungsgeometrie beruhte Durch das Aufbringen mechanischer Schwingungen in einer der Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze proportionalen Frequenz werden von der Drehbewegung abhängigen Schwankungen bzw. Veränderungen der Fördergeschwindigkeit durch aufgezwungene Frequenzmodulation der Axialbewegung der Schnecke die Schubverformung des Polymeren angepaßt. Damit v/ird ein bei konstanter Pulsationsfrequenz infolge steigendem Durchsatz zunehmender Fließwiderstand und ansteigender Energiebedarf vermieden,indem der Vordruck in Extrudern bzw, Spritzgießmaschinen durch Erhöhung der Pulsationsfrequenz herabgesetzt und eine Steigerung des Durchsatzes erreicht wird. Dabei kommt auch permanent eine optimale Frequenz der aufgegebenen mechanischen Schwingungen,With the solution, a good material intake is achieved by the pulsating axial displacement of the screw and with continuous mass promotion the stationary layer flow of the viscoelastic polymer is superimposed with mechanical vibrations, whereby the dynamic load leads to a change of the medium due to additional energy fed in. Viscoelastic media show under dynamic load frequency-dependent flow behavior based on flow geometry conditions By applying mechanical vibrations at a frequency proportional to the flow rate of the melt, rotationally dependent variations in conveyor speed by forced frequency modulation of the axial motion of the screw match shear strain of the polymer. This avoids an increasing flow resistance and increasing energy requirement at a constant pulsation frequency as a result of increasing throughput by reducing the admission pressure in extruders or injection molding machines by increasing the pulsation frequency and increasing the throughput. At the same time an optimal frequency of the discontinued mechanical vibrations,

die von einer gegebenen Strömungsgeometrie und dem zu verarbeitenden viskoelastischen Medium abhängig ist,zur Wirkung, die sich bei auftretenden Schwankungen oder vorgenommenen Veränderungen in der Drehbewegung der Schnecke von selbst einstellt.which depends on a given flow geometry and the viscoelastic medium to be processed, to the effect which automatically sets itself when fluctuations or changes in the rotational movement of the screw occur.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird, nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die Zeichnung zeigt:The invention will be explained below using an exemplary embodiment. The drawing shows:

Eine Vorrichtung an einer Spritzgießmaschine mit Schneckenplastizierung in schematischer Darstellung.A device on an injection molding machine with Schneckenplastizierung in a schematic representation.

Das Verfahren wird in einem Extruder oder einer Spritzgießmaschine durchgeführt, in denen der Antrieb für die Erzeugung der Drehbewegungen der Schnecke gleichzeitig für eine dieser Drehbewegung proportionalen geradlinigen Bewegung zur Ausführung der pulsierenden Axialbewegung der Schnecke bzw. einem mit dieser gekoppelten Kolben übertragen wird. Die Pulsationsschwingungen können auch bei anderen, den Gegebenheiten des Spritzgießprozesses entsprechenden Bedingungen, z.B. im Zustand des Stillstandes der Drehbewegungen der Schnecke durch Entkupplung des Antriebes zur Übertragung der Drehbewegung allein in Höhe einer gewählten Pulsationsfrequenz für die Axialbewegung der Schnecke wirksam werden. Die Übertragung mechanischer Schwingungen kann schließlich auch von einem nicht dargestellten separaten Antrieb aus direkt auf einen von der Schnecke getrennten Kolben senkrecht zur Strömungsrichtung auf die Schmelze im Sammelraum vor der Schnecke oder in der Form erfolgen.The method is carried out in an extruder or an injection molding machine in which the drive for generating the rotational movements of the screw is transmitted simultaneously for a rectilinear motion proportional to this rotational movement for carrying out the pulsating axial movement of the screw or a piston coupled thereto. The pulsation oscillations can also be applied to other conditions which correspond to the conditions of the injection molding process, e.g. be in the state of stoppage of the rotational movements of the screw by decoupling the drive for transmitting the rotational movement alone in the amount of a selected pulsation frequency for the axial movement of the screw effect. Finally, the transmission of mechanical vibrations can also take place from a separate drive, not shown, directly onto a separate piston from the screw, perpendicular to the flow direction, onto the melt in the collecting space in front of the screw or in the mold.

Nach der Zeichnung wird eine Schnecke 1 durch einen Motor 2 über ein Getriebe 3 in Drehbewegung versetzt. Die Schnecke 1 fördert ein plaatiziert unter Mithilfe einer nicht dargestellten Zylinderheizung durch einen Einfülltrichter aufgegebenesAfter the drawing, a screw 1 is rotated by a motor 2 via a gear 3 in rotary motion. The screw 1 promotes a plaatiziert with the aid of a not shown cylinder heating through a hopper abandoned

_₇_ 223 159_ ₇ _ 223 159

Polymergranulat. Während ein nicht dargestellter Extruder nur eine Drehbewegung ausführt, handelt es sich nach der Zeichnung um eine drehbare und axial verschiebbare Schnecke 1. Erzeuger der axialen Vorwärtsbewegung der Schnecke 1 ist ein hydraulischer Arbeitszylinder 4 mit einem Spritzkolben 5. Die Schnecke 1 ist durch eine Klauenkupplung 6 mit einer Hohlwelle 7 formschlüssig und über einen Gewindebolzen 8 kraftschlüssig verbunden. Ein Keilprofil 9 verhindert eine Drehung der Hohlwelle 7 in einer Außenbuchse 10, läßt aber eine Längsbewegung zu, während die Außenbuchse 10 eine hin-und hergehende Bewegung zusammen mit Schnecke 1 während des Einspritz- bzw, Piastiziervorganges ausführt. Ein zweiteiliger Ring 11 verbindet einen Kugellaufring 12 durch Gewinde 13 mit einer Innenbuchse 14· In dem Kugellaufring 12 ist eine Messingbuchse 15 mit·Pestpassung eingesetzt. Der Kugellaufring 12 ist mit Kugeln 16 versehen, die je durch einen nicht dargestellten Käfig so gehalten, daß die Kugeln 16 ihre Lage zueinander nicht ändern können. Die Kugeln 16 liegen zwischen zwei Schiefscheiben 17» deren Abstand voneinander auf einer Spindel 18 und einem Rohr 19 so festgelegt ist, daß die Kugeln 16 ohne nennenswertes Spiel auf den zwei schiefen Ebenen 17 laufen können. Die Spindel 18 wird durch den Motor 2 über ein Getriebe 20 in Drehbewegung versetzt. Bei jeder Umdrehung eines Rades 21 laufen die Kugeln 16 auf den Schiefscheiben 17 auf und ab. Dabei wird der Kugellaufring 12 und die Innenbuchse 14 in axiale Richtung mitgenommen. Der Hub (Amplitude) wird durch die Steigung der Schiefscheiben 17 festgelegt. Die Hubfolge (Frequenz) wird durch die Drehbewegung des Motors 2 und das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 20 festgelegt und über eine Schiebekupplung 22 mit dem Getriebe 2 und gemeinsamen Antrieb des Motors 2 je nach Drehrichtung der Spindel 18 aus der Differenz bzw, Summe der beiden Drehbewegungen von der Schnecke 1 und der Spindel 18 bestimmt. Über die Kupplung 22 ist der Antrieb der Spindel 18 und damit die pulsierende Axialbewegung der Schnecke allein aber auch zusammen mit der Drehbewegung der Schnecke 1 bzw, auch nur die Drehbewegung der Schnecke 1 möglich, wenn ein Rad 21 des Getriebes 20 nicht im Eingriff steht.Polymer granules. While an unillustrated extruder performs only a rotary motion, it is in the drawing to a rotatable and axially displaceable screw 1. Generator of the axial forward movement of the screw 1 is a hydraulic cylinder 4 with an injection piston 5. The screw 1 is connected by a dog clutch. 6 with a hollow shaft 7 positively and positively connected via a threaded bolt 8. A spline 9 prevents rotation of the hollow shaft 7 in an outer sleeve 10, but allows for a longitudinal movement, while the outer sleeve 10 carries out a reciprocating motion together with screw 1 during the injection or, Piastiziervorganges. A two-part ring 11 connects a ball race 12 by means of threads 13 with an inner sleeve 14 · In the ball race 12, a brass bushing 15 is used with · Pestpassung. The ball race 12 is provided with balls 16, each held by a cage, not shown, so that the balls 16 can not change their position to each other. The balls 16 are between two slices 17 whose distance from each other on a spindle 18 and a tube 19 is set so that the balls 16 can run without significant play on the two inclined planes 17. The spindle 18 is rotated by the motor 2 via a gear 20 in rotary motion. With each revolution of a wheel 21, the balls 16 run on the swash plates 17 and down. In this case, the ball race 12 and the inner sleeve 14 is taken in the axial direction. The stroke (amplitude) is determined by the pitch of the swash plates 17. The stroke sequence (frequency) is determined by the rotational movement of the motor 2 and the transmission ratio of the transmission 20 and a sliding clutch 22 with the transmission 2 and common drive of the motor 2 depending on the direction of rotation of the spindle 18 from the difference or, sum of the two rotational movements of the worm 1 and the spindle 18 determined. About the clutch 22, the drive of the spindle 18 and thus the pulsating axial movement of the screw alone but also together with the rotational movement of the screw 1 or even the rotational movement of the screw 1 is possible if a wheel 21 of the transmission 20 is not engaged.

Claims (1)

Erfindungsansprücheinvention claims 1,' Verfahren zur Homogenisierung von Polymerschmelzen auf Extrudern mit einer zur Förderung und Plastizierung drehbaren Schnecke oder auf Spritzgießmaschinen mit zusätzlicher Einspritzung und einer drehbaren und axial bewegbaren Schnecke, die vorzugsweise mit einem gekoppelten Mischtorpedo versehen ist, an deren konischen Ende sich ein mit dem Kopressionszylinder in Wirkverbindung stehender zylindrischer Kolben anschließt, gekenn-, zeichnet dadurch, daß die Homogenisierung und die für eine stabile Strömung eines Polymeren dosiert einzuspeisende Schererwärmung durch eine zusätzliche mit der Drehbewegung der Schnecke synchronisierte und pulsierende Axialbewegung erreicht wird, daß die vor dem Kolben angestaute Schmelze mit einer auf die Fördergeschwindigkeit abgestimmten PuI-sationsfrequenz komprimiert wird und daß während des Einspritzvorganges und Abkühlens auf das Material in einer Form periodische Impulse ausgeübt werden,1, 'Method for homogenization of polymer melts on extruders with a rotatable screw for conveying and plasticizing or on injection molding machines with additional injection and a rotatable and axially movable screw, which is preferably provided with a coupled mixing torpedo, at the conical end of which one with the Kopressionszylinder connected in operative connection cylindrical piston, marked, characterized in that the homogenization and the dosed for a stable flow of a polymer shear heating is achieved by an additional synchronized with the rotational movement of the screw and pulsating axial movement, that the dammed before the piston melt with compressed to the conveying speed PuI-sationsfrequenz and that during the injection process and cooling on the material in a form periodic impulses are applied, Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß für die drehzahlsynchronen Schwingungen (Vibration) vorzugsweise der Erzeuger für die Drehbewegung der Schnecke verwendet wird, mit dem auch die Umwandlung der Drehbewegung in eine geradlinige pulsierende Bewegung ausgeführt wird.Method according to item 1, characterized in that for the speed-synchronous vibrations (vibration) preferably the generator for the rotary motion of the screw is used, with which the conversion of the rotary motion is carried out in a linear pulsating movement. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei der Umwandlung der Drehbewegung in die pulsierende Axialbewegung die Frequenz und die Amplitude auf die Polymereigenschaften eingestellt wird und die Frequenz auf eine für den drehzahlproportionen Materialdurchsatz erforderliche Schubverformung des Polymeren angepaßt wird,3. The method according to item 1 and 2, characterized in that in the conversion of the rotational movement in the pulsating axial movement, the frequency and the amplitude is adjusted to the polymer properties and the frequency is adjusted to a required for the speed proportional material throughput shear deformation of the polymer, 4, Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die aus umgewandelter Drehbewegung erzeugte Axialbewegung zur Erregung periodischer Impulse im Sammelraum der Polymerschmelze von der Schnecke ein Kolben verwendet wird, der mit 4, method according to item 1 to 3, characterized in that the axial movement generated from the converted rotary motion for exciting periodic pulses in the collecting space of the polymer melt from the screw, a piston is used with 223 15223 15 vorgegebener Amplitude und Frequenzmodulation eine pulsierende Bewegung ausführt und durch einen Motor angetrieben wird.predetermined amplitude and frequency modulation performs a pulsating motion and is driven by a motor. 5« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß zwei Getriebe (3;20) mit einer dazwischen angeordneten Schiebekupplung (22) und einem gemeinsamen Motor (2) vorgesehen sind, v/obei ein Getriebe (3) zum Antrieb der Schnecke (1) und ein Getriebe (20) zum Antrieb einer mit einem Spritzkolben (5) verbundenen Spindel (18) dient, auf der beidseitig eines Kugellaufringes (12) eine Schiefscheibe (17) angeordnet ist.·5 "device for carrying out the method according to points 1 to 3", characterized in that two transmissions (3; 20) are provided with a sliding clutch (22) arranged therebetween and a common motor (2), v / obei a transmission (3) for driving the worm (1) and a gear (20) for driving a spindle (18) connected to an injection piston (5) on which a swashplate (17) is arranged on both sides of a ball race (12). Hierzu A Seite ZeichnungFor this A page drawing