DE1729191A1 - Method and device for the production of molded parts from thermoplastic material - Google Patents

Description

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8 München 25 ■ Lipcwsxystr. 10 Tel. 77 89 568 Munich 25 ■ Lipcwsxystr. 10 Tel. 77 89 56

Maschinenfabrik und G-iesserei Netstal AG-, NetstalMachine factory and foundry Netstal AG-, Netstal

Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Formstücken aus thermoplastischem MaterialMethod and device for manufacture of molded parts made of thermoplastic material

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formstücken aus thermoplastischem Material, insbesondere Kunststoff, das ausserhalb einer Form durch Wärmezufuhr plastifiziert und dann in diesem Zustand der Form zugeführt wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens·The present invention relates to a method for the production of molded parts from thermoplastic material, in particular plastic that is plasticized outside a mold by supplying heat and then in this state of the Form is supplied, as well as a device for carrying out this process

Es ist bekannt, das plastifizierte, thermoplastische Material z.B. mittels einer (oder mehreren) achsiel beweglichen Schnecke oder mittels eines Kolbens aus einer Piasti· fizier-oder Speicherkammer unter Druck in die Form einzuspritzen. Nach Beendigung des achsialen Vorschubs des Einspritzorgans wird die nächste Materialcharge (für den nächsten Formling) plastifiziert und vor dem zurückgehendenIt is known the plasticized, thermoplastic Material e.g. by means of one (or more) axially movable screw or by means of a piston made of a plastic injection or storage chamber under pressure into the mold. After completion of the axial advance of the injector the next batch of material (for the next molding) is plasticized and before the one that is going back

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Einspritzorgan gespeichert, worauf der nächste Einspritzvorgang erfolgen kann. Mit ein und derselben Einrichtung lassen sich natürlich Formkörper verschiedenen Volumens herstellen, wobei das maximal mögliche Formkörpervolumen durch die Grosse des Speicherraumes, bezw. den maximal möglichen Arbeitshub des Einspritzorgans der Einrichtung gegeben ist. Das erfindungsgemässe Verfahren bezweckt demgegenüber eine Vergrösserung der erreichbaren Schussvolumen und ist zu diesem Zweck dadurch gekennzeichnet, dass das fe Füllen der Form mit plastifiziertem Material in einer erstenInjector stored, whereupon the next injection process can take place. With one and the same facility moldings of various volumes can of course be produced, with the maximum possible moldings volume by the size of the storage space, respectively. the maximum possible working stroke of the injector of the device is given. In contrast, the method according to the invention aims to increase the achievable shot volume and is for this purpose characterized in that the fe filling of the mold with plasticized material in a first Phase durch Intrusion und in einer zweiten, ohne Unterbrechung des Haterialzuflusses zur Form erfolgenden Phase durch Spritzdruck erfolgt.Phase takes place by intrusion and in a second phase, which takes place without interrupting the flow of material to the mold, by injection pressure.

Die ebenfalls Erfindungsgegenstand bildende Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die Mittel zum Plastifizieren ▼on thermoplastischem Material und eine Dosierkammer mit Einspritzorgan aufweist, welche Kammer über eine Düse mit . dem Formhohlraum in Verbindung steht, ist dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Offenhalten der Düse wenigstens während einer Endphase des Plastifiziervorganges und vor dem Betätigen des Einspritzorgans vorgesehen sind.The device for carrying out this process, which is also the subject of the invention, the means for plasticizing ▼ on thermoplastic material and a metering chamber with injection member, which chamber has a nozzle with . the mold cavity is in communication, is characterized in that means for keeping the nozzle open at least during an end phase of the plasticizing process and are provided before the injection member is actuated.

Die Erfindung erreicht ihren Zweck demzufolge dadurch, dass der duroh Volumendosierung mengenmässig festgelegten Einspritzphase eine auf praktisch druckfreiem Einlauf von Material in die Form beruhende Intrusionsphase vorangeht, die mengenmässig zur Hauptsache duroh ihre Zeitdauer bestimmt ist.The invention accordingly achieves its purpose in that the injection phase, which is fixed in terms of quantity, is an infeed of material that is practically pressure-free precedes in the form-based intrusion phase, which in terms of quantity is mainly determined by its duration.

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Das Gesamtschussvolumen kann dabei gegenüber dem bisher erreichbaren, allein durch Druckspritzen erzielten Schussvolumen um ein Mehrfaches vergröseert werden.The total shot volume can be compared to the previous achievable shot volume achieved by pressure spraying alone can be increased several times over.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist im Folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel der ebenfalls Erfindungegegenstand bildenden Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt, beispielsweise näher erläutert.The method according to the invention is given below of the accompanying drawing, which schematically shows an embodiment of the device also forming the subject matter of the invention shows for performing the method, for example explained in more detail.

In der Zeichnung zeit:In the drawing time:

Pig. 1 im Axialechnitt die Einrichtung zu Beginn der Piastifizierphase,Pig. 1 in axial section the device at the beginning of the Plasticizing phase,

Pig. 2 einen Schnitt analog Pig. 1 nach dem Vordosieren,Pig. 2 shows a section analogous to Pig. 1 after pre-dosing,

Pig. 3 einen Schnitt analog Pig. I während der Intrusionsphase , undPig. 3 shows a section analogous to Pig. I during the intrusion phase , and

Fig. 4 einen Schnitt analog Fig. 1 während der Einspritzphase .FIG. 4 shows a section analogous to FIG. 1 during the injection phase .

Die gezeichnete Einrichtung besitzt einen in üblicher Weise von Heizmänteln umschlossenen Plastifizierzylinder 2, in welchem eine durch nicht gezeichnete Antriebsmittel drehbare und achsial bewegbare Förderschnecke 3 angeordnet ist. In den die Schnecke 3 enthaltenden Hohlraum 2a des Plastifizierzylinders 2, mündet ein Einfülltrichter 4· Das konisch verengte Frontende dieses Zylinderhohlraums 2a steht über einen Förderkanal 5 mit einer Düse 6 in Verbindung, die über einen Einlass-The device shown has a plasticizing cylinder 2 enclosed in the usual way by heating jackets, in which a screw conveyor 3 which is rotatable and axially movable by drive means (not shown) is arranged. In the The cavity 2a of the plasticizing cylinder 2 containing the screw 3, opens a feed funnel 4 · the conically narrowed The front end of this cylinder cavity 2a stands over a delivery channel 5 with a nozzle 6 in connection, which via an inlet

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kanal 7a der Form 7 mit dem nicht gezeichneten Formhohlraum in Verbindung steht. Die den Förderkanal 5 enthaltende Frontverlängerung 2b des Plastifizierzylinders 2 ist ebenfalle von Heizmänteln Ib umschlossen. Die Düse 6 kann durch einen Ventilstift 8, der durch einen angelenkten Winkelhebel 9 achsial hin und her bewegbar ist, geöffnet bezw. geschlossen werden. Der um die Achse a schwenkbare Winkelhebel 9 ist durch nicht gezeichnete (mechanische, pneumatische, hydraulische oder elektrische) Mittel über einen geeigneten * Zeitschalter, betätigbar.channel 7a of the mold 7 is in communication with the mold cavity, not shown. The one containing the conveyor channel 5 Front extension 2b of the plasticizing cylinder 2 is also enclosed by heating jackets Ib. The nozzle 6 can through a valve pin 8 driven by a hinged bell crank 9 is axially movable back and forth, open respectively. getting closed. The angle lever 9 which can be pivoted about the axis a is by means not shown (mechanical, pneumatic, hydraulic or electrical) via a suitable * Time switch, can be operated.

Der erste Arbeitsschritt des Herstellungsverfahrens besteht im Einführen von plastifizierbarem z.B. körnigem MaterialThe first step in the manufacturing process is the introduction of plasticizable, e.g. granular, material

durch den Trichter 4 in den Hohlraum 2a des Plastifizierzylinders 2. Die Düse 6 ist dabei geschlossen und die achsial stillstehende Schnecke 3 befindet sich in ihrer vorderen Endlage, die sie unmittelbar nach Beendigung des vorangehenden Formfüllarbeitsganges eingenommen hat. Das in den Plastifi-W zierzylinder eindringende Material wird unter Wärmeeinwirkung plastifiziert; dieses plastifizierte Material füllt den Raum 2a vor der Schnecke 3 und drückt diese entsprechend in ihre hintere Endlage. Diese hintere Endlage der Schnecke 3 ist durch einstellbare Anschläge begrenz^ dadurch wird der jeweils mögliche Schneckenhub festgelegt und somit das durch die Schnecke während ihres Vorwärtshubes aus dem Hohlraum 2a au«treibbare Material dosiert (Fig. 2). Anschliessend wird durch entsprechendes Schwenken des Winkelhebels 9 die Düse 6through the funnel 4 into the cavity 2a of the plasticizing cylinder 2. The nozzle 6 is closed and the axially stationary screw 3 is in its front end position, which it assumed immediately after completion of the previous form filling operation. The ornamental cylinder in the plasticizing W penetrating material is plasticized under heat; this plasticized material fills the space 2a in front of the screw 3 and presses it accordingly into its rear end position. This rear end position of the screw 3 is limited by adjustable stops, thereby defining the respective possible screw stroke and thus metering the material that can be expelled from the cavity 2a by the screw during its forward stroke (FIG. 2). Then the nozzle 6

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geöffnet; die rotierende Schnecke 3 "bleibt in ihrer hinteren Endlage. Das (aus dem Trichter 4 fortlaufend ergänzte) plastifizierte Material gelangt nun durch Intrusion aus dem Hohlraum 2a durch den Kanal 5 über die Düse 6 in die Form 7 (Pig. 3)· Nach Ablauf der durch einen Zeitschalter festgelegten Intrusionszeit wird die rotierende Schnecke 3 axial nach vorn geschoben; da die Düse 6 in dieser Phase offen bleibt, wird dabei im Hohlraum 2a vor der Schnecke 3 gespeichertes, plastifiziertes Material durch den Kanal 5 in die Form eingespritzt und dabei fertig gefüllt. Anschliessend an dieses Füllen der Form (und nach Ablauf der üblichen Nachdruckzeit) wird die Düse 6 geschlossen und der nächste Arbeitsgang (Plastifizieren-Dosieren-Indrudieren und Einspritzen) kann beginnen.opened; the rotating screw 3 ″ remains in its rear End position. The (continuously supplemented from the funnel 4) plasticized Material now gets by intrusion from the cavity 2a through the channel 5 via the nozzle 6 into the mold 7 (Pig. 3) · After the intrusion time set by a timer has elapsed, the rotating screw 3 is pushed axially forward; since the nozzle 6 remains open in this phase, plasticized material is stored in the cavity 2a in front of the screw 3 Material is injected into the mold through the channel 5 and filled in the process. Following this filling of the form (and after the usual holding pressure time has elapsed, the nozzle 6 is closed and the next operation (plasticizing-dosing-inducing) and injection) can begin.

Aus dem Vorangehenden ist ohne weiteres ersichtlich, dass durch die während der Plastifizierphase einsetzende und der Einspritzphase vorangehende Intrusionsphase das Schussvolumen jedes Arbeitsganges erheblich vergrössert werden; in der Praxis ist es ohne weiteres möglich, das Gesamtschussvolumen auf das 5-fache des ausschliesslich durch Einspritzen erreichbaren Volumens zu erhöhen. Da das Einspritzen durch Axialvorschub der Schnecke unmittelbar und ohne jede Unterbrechung des Materialflusses auf die Intrusionsphase folgt, ist beim Uebergang von der einen Phase in die andere ein Einfrieren des Spritzlings bezw. die Bildung von störenden Markierungen an dessen Oberfläche nicht zu befürchten.From the foregoing it is readily apparent that through the phase that begins during the plasticizing phase and the injection phase preceding intrusion phase, the shot volume of each work step can be increased considerably; in the In practice, it is easily possible to increase the total shot volume to 5 times that which can only be achieved by injection Increase in volume. Since the injection is immediate and without any interruption through the axial feed of the screw of the material flow follows the intrusion phase, the transition from one phase to the other results in freezing of the injection molding respectively. there is no need to fear the formation of annoying markings on its surface.

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Es versteht sich, dass das Schuesvoluinen durch eine der Einspritzphase vorangehende Intrusionsphase nicht nur bei Spritzeinrichtungen mit Schnecke, sondern auch bei solchen Einrichtungen vergrössert werden kann, deren Einspritzorgan ein Kolben ist; wesentlich ist nur, dass zwischen Intrusion- und Einspritzphase kein Unterbruch im Materialfluss entsteht, was einerseits das Offenhalten der Düse, und anderseits die Materialzufuhr zur Düse bezw. zur Form in beiden Phasen aus dem gleichen Plastifizierraum und durch den gleichen Zuführkanal erfolgt. Zur Beschleunigung des Intrusionsvorgangs, der ja praktisch ohne Druckanwendung vor sich geht, können Mittel zur Vergrösserung des Düsenquerschnitts und/oder der Schnecken drehzahl während der Intrusionsphase vorgesehen sein.It goes without saying that the Schuesvoluinen through one of the Injection phase preceding intrusion phase not only in injection devices with a screw, but also in such Devices can be enlarged whose injector is a piston; it is only essential that between intrusion and injection phase, there is no interruption in the flow of material, which on the one hand keeps the nozzle open and on the other hand the Material supply to the nozzle respectively. to the mold in both phases from the same plasticizing room and through the same feed channel he follows. To speed up the intrusion process, the yes, practically without the application of pressure, means can to increase the nozzle cross-section and / or the screw speed during the intrusion phase.

Das beschriebene Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Formkörpern aus thermoplastischem Kunststoff. Es ist aber auch möglich, niedrig schmelzende Metalle nach dem genannten, aus Intrusion und Spritzen kombinierten Verfahren zu Formkörpern zu verarbeiten. -The method described is particularly suitable for the production of moldings made of thermoplastic material. It but it is also possible to use low-melting metals according to the above-mentioned combined intrusion and spraying process to be processed into moldings. -

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Claims (6)

PATENTÄNSPRUECHEPATENT CLAIMS ₉j Verfahren zur Herstellung von Formstücken aus thermoplastischem Material, das ausserhalb der Form durch Wärmezufuhr plastifiziert und dann in diesem Zustand der Form zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Form mit plastifiziertem Material in einer ersten Phase durch Intrusion und in einer zweiten, ohne Unterbrechung des Materialzuflusses zur Form erfolgenden Phase durch Spritzdruck erfolgt. ₉ j Process for the production of molded parts from thermoplastic material which is plasticized outside the mold by supplying heat and then supplied to the mold in this state, characterized in that the filling of the mold with plasticized material in a first phase by intrusion and in a second, takes place without interrupting the flow of material to the mold phase taking place by injection pressure. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmass der ersten Phase durch Steuerung der Intrusionszeit bestimmt wird, während die Restfüllung durch entsprechende Dosierung der Einspritzmenge erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the filling mass of the first phase by controlling the Intrusion time is determined while the remaining filling is due corresponding dosing of the injection quantity takes place. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Intrusionsphase ein vorbestimmtes Volumen an plastifiziertem Material bereitgestellt wird, das in der anschliessenden Intrusionsphase entsprechend dem durch die Intrusion auftretenden Materialabgang laufend nachgefüllt und in der nachfolgenden Einspritzphase in die Form gepresst wird.3. The method according to claim 2, characterized in that a predetermined volume before the intrusion phase plasticized material is provided, which in the subsequent intrusion phase according to the by the Material waste occurring intrusion is continuously refilled and pressed into the mold in the subsequent injection phase. 209810/U33 - 7 -209810 / U33 - 7 - 4· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 1, die Mittel zum Plastifizieren von thermoplastischem Material und eine Dosierkammer mit Einspritzorgan aufweist, die über eine Düse mit dem Formhohlraum in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Offenhalten der Düse wenigstens während einer Endphase des Plastifiziervorganges und vor dem Betätigen des Einspritzorgans vorgesehen sind.4. Device for carrying out the method according to claim 1, the means for plasticizing thermoplastic Material and a metering chamber with injection member, which via a nozzle with the mold cavity in Connection is, characterized in that means for keeping the nozzle open at least during an end phase of the plasticizing process and prior to actuation of the injection member. 5. Einrichtung nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet, dass in der Dosierkammer wenigstens eine drehbare und axial verschiebbare Förderschnecke vorgesehen ist, wobei Axial- und Drehbewegung der Schnecke einerseits, und Oeffnen und Schliessen der Einspritzdüse anderseits so steuerbar sind, dass während einer ersten Plastifizierperiode bei geschlossener Düse die Schnecke in ihrer vorderen Einspritzendlage stillsteht und während einer anschliessenden Plastifizierperiode bei immer noch geschlossener Düse durch in die Dosierkammer eindringendes plastifiziertes Material in ihre hintere Endlage verdrängt «wird, worauf bei rotierender, aber axial in ihrer hinteren Endlage stillstehender Schnecke zwecks Intrusion von Material aus der Dosierkammer in die Form die Düse geöffnet und in einer anschliessenden Einspritzphase offen gehalten wird, während die rotierende Schnecke axial in ihre vordere Endlage verschoben wird.5. Device according to claim 4 _f, characterized in that at least one rotatable and axially displaceable screw conveyor is provided in the dosing chamber, with axial and rotary movement of the screw on the one hand, and opening and closing of the injection nozzle on the other hand being controllable so that during a first plasticizing period When the nozzle is closed, the screw stands still in its front injection end position and during a subsequent plasticizing period with the nozzle still closed it is displaced into its rear end position by plasticized material penetrating into the dosing chamber, whereupon with the screw rotating but axially stopped in its rear end position for the purpose of intrusion of material the nozzle is opened from the dosing chamber into the mold and held open in a subsequent injection phase while the rotating screw is axially moved into its front end position. 209810/1433209810/1433 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Beschleunigung des Intrusionsvorgangs Mittel zum vorübergehenden Vergrössern des Düsenquerschnittes und/oder der Schneckendrehzahl vorgesehen sind.6. Device according to claim 5, characterized in that means for the purpose of accelerating the intrusion process are provided for temporarily increasing the nozzle cross-section and / or the screw speed. Maschinenfabrik und Giesserei Netstal AG:Machine factory and foundry Netstal AG: 209810/U33209810 / U33 LeerseiteBlank page