DE1231001B

DE1231001B - Spritzkopf von Schneckenstrangpressen zur Verarbeitung thermoplastischer Werkstoffe

Info

Publication number: DE1231001B
Application number: DET22165A
Authority: DE
Inventors: Helmuth Theysohn; Wilfried Baumgarten
Original assignee: Paul Troester MaschinenfabriK
Current assignee: Paul Troester MaschinenfabriK
Priority date: 1962-05-23
Filing date: 1962-05-23
Publication date: 1966-12-22

Description

Spritzkopf von Schneckenstrangpressen zur Verarbeitung thermoplastischer Werkstoffe Die Erfindung betrifft einen Spritzkopf von Schneckenstrangpressen zur Verarbeitung thermoplastischer Werkstoffe, denen der zu verarbeitende Werkstoff in kaltem oder nicht ausreichend plastifiziertem Zustand zugeführt und mittels einer Förderschnecke durch einen Förderzylinder hindurch zu einem Spritzkopf gepreßt wird, aus dem der Werkstoff in warmem, plastifiziertem Zustand austritt, wobei im Spritzkopf ein zum Spritzmundstück und ein zu einem verschließbaren Nebenauslaß führender Zweigkanal vorgesehen ist.
Werkstoffe, wie unvulkanisierter Gummi und thermoplastische Kunststoffe, werden mit Schneckenpressen zu langgestreckten Körpern, wie z. B.
Schläuchen, Profilen, Hüllen für elektrische Leitungen oder Mänteln für Kabel, verarbeitet. Diese Werkstoffe sind im kalten Zustand nicht besonders plastisch und daher nicht formbar. Sie werden daher zur Verarbeitung in Schneckenpressen durch Erwärmung und Kneten plastisch gemacht. Sie können in kaltem Zustand den Kaltbeschickungs-Schneckenpressen zugeführt werden, denn eine derartige Schneckenpresse ist so eingerichtet, daß sie den zugeführten kalten Werkstoff mit der Förderschnecke durch den Förderzylinder nach dem Spritzkopf hindurchtreibt, dabei auf seine Verformungstemperatur erwärmt und plastifiziert. Die Kaltbeschickungs-Schneckenpresse arbeitet wirtschaftlicher und rationeller als die Warmbeschickungs-Schneckenpresse, weil letzterer der Werkstoff in warmem und plastischem Zustand zugeführt werden muß. Das erfordert besondere Einrichtungen und teure Arbeitsgänge.
Das Anfahren der Kaltbeschickungs-Schneckenpresse macht aber gewisse Schwierigkeiten. Denn der in die leere Presse kalt eingeführte Werkstoff wird infolge des im Förderzylinder fehlenden Fördergutes und wegen des dadurch fehlenden Gegendrucks zu rasch an das Ende der Förderschnecke gefördert.
Der Werkstoff ist daher nicht genügend warm und plastisch, wenn er vor das enge Mundstück der Presse kommt. Dieses kann der ungenügend plastifizierte Werkstoff nicht passieren. Er bleibt dann vor dem Mundstück stecken und sperrt es für den nachdrückenden, erst allmählich weicher werdenden Werkstoff. Dadurch kann in der Presse ein so hoher Druck entstehen, daß Maschinenteile beschädigt werden.
Diese gefahrbringende Überbelastung wird beim Anfahren der Kaltbeschickungs-Schneckenpressse bisher dadurch vermieden, daß das enge Mundstück vor dem Anfahren ausgebaut oder der ganze Spritzkopf abgeklappt und die Presse so lange ohne das Mundstück bzw. den Spritzkopf betrieben wird, bis der aus der Schneckenpresse austretende Werkstoff genügend warm und plastisch geworden ist. Erst dann wird das Mundstück in den Spritzkopf eingesetzt bzw. der Spritzkopf mit der Schneckenpresse verbunden und das gewünschte Profil erzeugt. Diese Umbauarbeiten sind verständlicherweise lästig.
Es gibt auch Kaltbeschickungs-Schneckenpressen, deren Mundstück beim Anfahren nicht ausgebaut zu werden braucht. Das sind diejenigen Schneckenpressen, bei denen innerhalb des Spritzkopfes ein zum Spritzmundstück führender Kanal und außerdem ein Zweigkanal vorgesehen ist, der zu einem verschließbaren Nebenauslaß führt. Dieser Nebenauslaß hat eine weite, verschließbare Auslaßöffnung.
Solche Schneckenpressen werden zur Umhüllung von elektrischen Leitungen und Kabeln benutzt.
Deren Spritzkanal, durch den der zu umhüllende Gegenstand hindurchgeführt wird, ist meist schräg zur Schneckenachse angeordnet. Der Nebenauslaß dieser Schneckenpresse wird beim Anfahren der Schneckenpresse weit geöffnet. Das Spritzgut wird dann so lange aus der weiten Öffnung des Nebenauslasses herausgedrückt, bis das nachfolgende Material so weit erwärmt und plastisch geworden ist, daß es nun auch das enge Mundstück des Spritzkopfes passieren kann. Diese Arbeitsweise hat aber den Nachteil, daß sich das kalte Spritzgut auch vor das Mundstück des Spritzkopfes setzt und dieses so lange verschließt, bis das vor dem Mundstück sitzende kalte Spritzgut genügend erweicht ist und dann von dem warmen Spritzgut mitgenommen wird.
Diesen Nachteil vermeidet erfindungsgemäß ein Spritzkopf, bei dem in dem vom Förderzylinder zum Spritzkopf führenden Zweigkanal ein Umschalt- und Drosselorgan eingebaut ist, das in der einen Endstellung den zum Spritzmundstück führenden Zweigkanal verschließt und dabei den Nebenauslaß offenhält, während in der anderen Endstellung umgekehrt der zum Spritzmundstück führende Zweigkanal geöffnet und der Zweigkanal zum Nebenauslaß geschlossen ist.
Vorteilhafterweise sind mit Hilfe des Umschalt-und Drosselorgangs in deren Zwischenstellungen zwischen den beiden Endstellungen beide Zweigkanäle an die Zuführungsleitung des Förderzylinders anschließbar. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß das Umschalt- und Drosselorgan einen Schieber, ein Ventil oder ein Hahnküken enthält und der Schieber eine mit den Abmessungen des Zweigkanals übereinstimmende Bohrung und an seiner Stirnseite eine nach dem Nebeneinlaß geneigte Leitfläche aufweist.
Es ist zweckmäßig, wenn der Abstand zwischen dem der Bohrung zu gelegenen Beginn der Leitfläche und der Bohrung kleiner ist als der Durchmesser der vom Förderzylinder kommenden Werkstoff-Zuführungsleitung. Es ist ferner zweckmäßig, wenn am Ende des Förderzylinders eine Steuervorrichtung angeordnet ist, die das Umschalt- und Drosselorgan in Abhängigkeit vom Druck des plastifizierten Werkstoffes am Ende des Förderzylinders betätigt. In weiterer Ausgestaltung ist am Ende des Förderzylinders ein auf den Druck des plastifizierten Werkstoffes ansprechendes Meß- und Anzeigegerät angeordnet.
Das Umschalt- und Drosselorgan hält die beiden Zweigkanäle in jeder Zwischenstellung offen und macht dadurch während der Umstellung die Ausbildung eines unzulässigen Überdrucks in dem Förderzylinder numöglich. -Der aus dem Förderzylinder herausgepreßte Werkstoff wird, solange er nach kalt ist, vollständig von dem engen Mundstück des Spritzkopfes ferngehalten und aus dem Nebenauslaß herausgedrückt. Dessen Öffnung ist so weit, daß das kalt aus der Schneckenpresse herausgedrückte Material den Nebenauslaß nicht verstopft. Sobald sich das Material beim Durchgang durch die Schneckenpresse so weit erwärmt hat, daß es den Nebenauslaß in plastischem Zustand verläßt, wird das Umschalt- und Drosselorgan auf den nach dem Mundstück des Spritzkopfes führenden Zweigkanal umgestellt, wodurch das plastisch gewordene Material ohne Schwierigkeiten das enge Mundstück passieren kann.
Durch Verminderung des Nebenauslaß-Querschnittes beim Anfahren der Schneckenstrangpressen kann man außerdem den Massedruck im Förderzylinder bis zum größtzulässigen Wert steigern. Damit wird die Anfahrzeit und der Verlust an Spritzgut auf ein Mindestmaß begrenzt.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung. Es zeigt Fig. 1 eine Kaltbeschickungs-Schneckenpresse, teilweise im Schnitt, bei der ein Umschalt- und Drosselorgan zwischen dem Förderzylinder der Schneckenpresse und dem Spritzkopf angeordnet ist. Das Umschalt- und Drosselorgan steht dabei in derjenigen Stellung, die den Kanal zum Spritzkopf freigibt, F i g. eine vergrößerte Ansicht des Umschalt- und Drosselorgans im Schnitt in der gleichen Einstellung wie in Fig. 1, F i g. 3 einen Ausschnitt aus F i g. 2, wobei jedoch das Umschalt- und Drosselorgan den zum Spritzkopf führenden Kanal versperrt und den Nebenauslaß führenden Kanal freigibt, Fig.4 eine Ansicht gemäß Fig.3 mit einer Zwischenstellung des Umschalt- und Drosselorgans, F i g. 5 eine Ansicht eines automatisch durch den am Ende des Förderzylinders auftretenden Druck gesteuerten Umschalt- und Drosselorgans nebst der dabei benutzten Steuereinrichtung.
Die Förderschnecke 1 ist in dem Förderzylinder 2 der Kaltbeschickungs-Schneckenpresse drehbar gelagert. Sie - fördert das in die Einfüllöffnung 3 kalt eingelegte Spritzgut nach dem Spritzkopf 4, dessen Zweigkanal 4' quer zur Achse der Förderschnecke 1 angeordnet ist. Zwischen dem Spritzkopf 4 und dem Förderzylinder 2 ist das Umschalt- und Drosselorgan 5 angeordnet. Es kann als ein verstellbarer, mit einer Bohrung 6 versehener Schieber 7 ausgeführt sein, der an einem Ende7' keilförmig gestaltet ist und der die nach dem Nebenauslaß 8 geneigte Leitfläche 7" aufweist. Der Schieber sitzt an einer mit einem Handrad 10 zu verstellenden Spindel 9 und ist mit der Bohrung 6 versehen, die bei entsprechender Schieberstellung (F i g. 2) den Förderzylinder 2 mit dem Spritzkopf 4 verbindet. Der keilförmige Teil des Schiebers 7 weist eine kurze, dem Förderzylinder 2 benachbarte Stirnseite mit dem Abstand von der Bohrung und die dieser gegenüberliegende lange Stirnseite mit dem Abstand y von der Bohrung auf.
Die lange Stirnseite ist so lang, daß sie die nach dem Spritzkopf führende Öffnung des Zweigkanals 4' überdeckt, die kurze Stirnseite ist zweckmäßigerweise kürzer als die lichte Weite des aus dem Förderzylinder kommenden Kanals. Dann verschließt die lange Stirnseite in der Anfahrstellung (F i g. 3) den nach dem Spritzkopf führenden Kanal vollständig und in der Zwischenstellung (F i g. 4) sind die beiden einerseits nach dem Spritzkopf und andererseits nach dem Nebenauslaß führenden Kanäle offen. Infolgedessen kann bei einer Zwischenstellung des Schiebers in der arbeitenden Schneckenstrangpresse kein unzulässig hoher Druck entstehen.
Am Ende des Förderzylinders ist ein Hochdruckmesserl2 angeschlossen, der zur Kontrolle des im Druckraum des Förderzylinders auftretenden Druckes dient. Dieser Hochdruckmesser kann eine Steuervorrichtung 13 steuern, die das Umschalt- und Drosselorgan 5 selbsttätig bei einem bestimmten im Förderraum auftretenden Druck umschaltet oder die ein Signal auslöst, das das Bedienungspersonal beim Anfahren der Schneckenstrangpresse davon unterrichtet, daß das kalt eingefüllte Spritzgut ausreichend plastisch den Nebenauslaß 8 verläßt.
Bei der Verarbeitung von Kautschukmischungen mittlerer Härte wurde z. B. gefunden, daß bei Betriebsbeginn am Förderschneckenende ein Massedruck von 300 kg/cm2 auftritt.
Nachdem das zuerst geförderte zu kalte Spritzgut den Nebenauslaß 8 passiert hatte, fiel der Massedruck mit zunehmender Plastifizierung des Förderzylinderinhalts auf 125 kg/cm2. Bei Erreichen dieses Massedruckes kann der Massestrom vom Nebenauslaß 8 auf den Spritzkopf 4 automatisch umgeleitet werden.
Verständlicherweise kann die Schneckenstrangpresse während des Umlenkens vorübergehend stillgesetzt werden, um die Ausbildung eines unzulässig hohen Druckes in der Presse zu verhindern.
An Stelle des in der Zeichnung dargestellten Schiebers kann jede andere Verstelleinrichtung benutzt werden, mit der der Fluß des Spritzgutes umzusteuern ist, z. 3. ein Mehrwegeventil oder ein Mehrwegehahn.

Claims

Patentansprüche: 1. Spritzkopf von Schneckenstrangpressen zur Verarbeitung thermoplastischer Werkstoffe, denen der zu verarbeitende Werkstoff in kaltem oder nicht ausreichend plastifiziertem Zustand zugeführt und mittels einer Förderschnecke durch einen Förderzylinder hindurch zu einem Spritzkopf gepreßt wird, aus dem der Werkstoff in warmem, plastifiziertem Zustand austritt, wobei im Spritzkopf ein zum Spritzmundstück und ein zu einem verschließbaren Nebenauslaß führender Zweigkanal vorgesehen ist, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß in dem vom Förderzylinder (2) zum Spritzkopf (4) führenden Zweigkanal (4') ein Umschalt- und Drosselorgan (5) eingebaut ist, das in der einen Endstellung den zum Spritzmundstück führenden Zweigkanal verschließt und dabei den Nebenauslaß (8) offenhält, während in der anderen Endstellung umgekehrt der zum Spritzmundstück führende Zweigkanal geöffnet und der Zweigkanal zum Nebenauslaß (8) geschlossen ist.
2. Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Umschalt- und Drosselorgans (5) in deren Zwischenstellungen zwischen den beiden Endstellungen beide Zweigkanäle an die Zuführungsleitung des Förderzylinders (2) anschließbar sind.
3. Spritzkopf nach Anspruchl oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalt- und Drosselorgan (5) einen Schieber (7), ein Ventil oder ein Hahnküken enthält.
4. Spritzkopf nach Anspruch 3, bei dem das Umschalt- und Drosselorgan einen Schieber enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (7) eine mit den Abmessungen des Zweigkanals (4') übereinstimmende Bohrung (6) und an seiner Stirnseite eine nach dem Nebeneinlaß (8) geneigte Leitfläche (7") aufweist.
5. Spritzkopf nach Anspruch4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (x) zwischen dem der Bohrung (6) zu gelegenen Beginn der Leitfläche (7") und der Bohrung (6) kleiner ist als der Durchmesser der vom Förderzylinder(2) kommenden Werkstoff-Zuführungsleitung.
6. Spritzkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine am Ende des Förderzylinders (2) angeordnete Steuervorrichtung (13), die das Umschalt- und Drosselorgan (5) in Abhängigkeit vom Druck des plastifizierten Werkstoffes am Ende des Förderzylinders (2) betätigt.
7. Spritzkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein auf den Druck des plastifizierten Werkstoffes ansprechendes Meß- und Anzeigegerät am Ende des Förderzylinders (2). ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2105812, 2235688, 2642898.