DE1167008B

DE1167008B - Device to prevent plasticized plastic from escaping from the injection nozzle of a screw injection molding machine

Info

Publication number: DE1167008B
Application number: DEA36709A
Authority: DE
Inventors: Herbert Goller
Original assignee: ANKER WERK Gebr GOLLER
Current assignee: ANKER WERK Gebr GOLLER
Priority date: 1961-02-11
Filing date: 1961-02-11
Publication date: 1964-04-02

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.Device to prevent the escape of plasticized plastic from the spray nozzle of a screw injection molding machine The invention relates to a Device to prevent the escape of plasticized plastic from the Injection nozzle of a screw injection molding machine, in which the plasticizing and the The plastic is conveyed into a position between the screw head and the spray nozzle Collecting space essentially due to the rotary movement and the ejection of the plastic takes place from this space by the axial movement of the screw, whereby the promotion the screw builds up a pressure in the collecting space, which causes the reverse axial movement the snail causes.

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. It is known in the processing of plastics on screw injection molding machines optionally open nozzles or shut-off nozzles (slide shut-off and needle shut-off nozzles) to use. For screw injection molding machines that work with an open nozzle, the processing range is limited to certain types of plastic because it can only materials are used that are difficult to flow when melted. For materials that flow easily when melted, such as the plastic type Polamid 6,6, however, an open nozzle cannot be used, because the hot material would swell out of the nozzle during the work process. The outflow of plasticized plastic from an open nozzle during the work process after opening the mold or in the time between separating the nozzle from the injection channel the shape and renewed nozzle attachment to the mold is noticeable in a very disadvantageous manner, since the nozzle is no longer perfectly clean during the work process is given and also a considerable loss of material must be accepted got to.

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. One tries to remedy these disadvantages by depending on Condition of the plastic to be processed Nozzles with slide or needle closures used. It is true that this eliminates some of the disadvantageous phenomena mentioned eliminated, but the narrow nozzle channels and the multiple deflections of the melted Materials in the like nozzles are disadvantageous from a rheological point of view. Such Constructions make it very difficult to change materials and colors. Also cause they often burned material.

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. The manufacture of the aforementioned nozzles also requires a Considerable expense, and replacement, for example, after a difficult flowing material to be able to process an easily flowing material, and that Cleaning of these special nozzles is also possible with a not un- considerable expenditure of time connected, which delays the respective work process unpleasant and a sensitive one Production downtime.

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. By the present invention, the disadvantages mentioned are under at the same time maintaining all previous advantages by combining the following Features switched off: a) Arrangement of a pulse generator, which is about to open the shape or separation of the nozzle from the injection channel of the mold at least one such triggers a rapid axial stroke of the screw running against the injection direction, that a negative pressure arises in the collecting space; b) Arrangement of a cross-sectional constriction in the nozzle channel, which is a predetermined breaking point in the solidified mass in this channel generated.

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. The invention has the advantages that in all operations can only be used with the open nozzle. This means that no time consuming Replacing different types of nozzles must take place more and that moreover the cleaning of special nozzles is no longer necessary. There is now no loss of material is to be feared during the work processes and also the shut-off nozzles customary up to now and other valve needles can be dispensed with, becomes a cost-saving, economical one Allows working on screw injection molding machines.

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. The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. 1 shows a section through an injection unit in the injection position a screw injection molding machine, FIG. 2 the part of the plasticizing cylinder on the nozzle side in contact with the mold after the mold has been filled, F i g. 3 the nozzle side Part of the plasticizing cylinder according to Figure 2, but according to the invention Axial stroke of the screw, and F i g. 4 the plasticizing cylinder according to FIG. 1 after Nozzle lift-off from the mold during continuous retraction of the screw.

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. The plasticizing cylinder 1, which is attached to the gear housing 2, is located according to Fig. 1 in the injection position. Here is in a known manner the Space 3 of the hydraulic cylinder 4 is acted upon with pressure medium, the piston 5 and thus The plasticizing screw 6 are also displaced in the direction of the open nozzle 7 as a result and press the melted material located in front of the screw head in the plasticizing cylinder 1 Plastic 8 in the shape 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. After the mold has been filled, the plasticizing screw initially remains 6 in the in F i g. 2 position under the action of holding pressure or dynamic pressure stand. The mass of the nozzle channel located in the half on the mold side cools down 12 through the molding line. The from a cross-sectional constriction (tear-off edge) 13 The mass of the nozzle channel on the cylinder side, separated from the mass on the mold side 12 remains melted because it is intimately connected with the heated plasticizing cylinder 1 located molten mass 8 is and through an effective heat conduction barrier, for example an annular groove 15 from which the cool mold 9 is separated. Now follows during the nozzle system on the form of the fast axial stroke according to the invention contrary to the Injection direction of the screw 6, then the one in front of the screw head becomes Plastic 8 relaxed from delivery and compression pressure (back pressure) and to the other the cooling mass from the still melted mass at the cross-sectional constriction 13 of the nozzle channel 12 separated in such a way that the melted mass 8 to the Nozzle mouth edge 14 recedes. The final separation occurs suddenly as soon as the cooling sprue plug when pulling it out of the nozzle the resulting vacuum cancels (see in particular Fig. 3). With this separation during the mold opening movement A particular advantage is to be seen in the fact that the sprue plug does not have any further melted Draws material out of the nozzle 7.

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. The one running back at the same or variable speed The plasticizing screw can be used during the plasticizing process in the time between Nozzle lift-off and renewed nozzle attachment to the mold, depending on the degree of viscosity of the plastic to be processed in each case a controllable screw return are superimposed that no pumping out of molten mass from the nozzle and there is also no air inlet into the plasticizing cylinder.

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. The speed and the path of the screw retraction can be determined preferably be regulated via a per se known control system to the withdrawal to be able to adapt to all requirements.

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. In Fig. 4 is the plasticizing cylinder 1 after the nozzle has been lifted off of shape 9 shown. Here the screw 6 plasticizes that from the filling funnel 10 falling granules. So that the melted one lying in front of the screw head Plastic 8 cannot be removed through the open nozzle channel 12 can kick. becomes the space 11 of the hydraulic cylinder 4 is pressurized, which in space 3 of the hydraulic cylinder 4 standing back pressure and the resistance to movement of the unit overcomes and thereby the plasticizing screw 6 retrieves in a corresponding manner to the melted Not to let mass 8 step over the nozzle mouth edge 14 and also no air intake to get into the interior of the plasticizing cylinder 1. By alternately strong Acting on the space 11 of the hydraulic cylinder 4 can in place of the constant Screw retraction, short pulse-like screw retraction at any selectable time intervals step.

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. With the axial stroke according to the invention against the injection direction as well even with the continuous return of the screw 8, the hydraulic piston must, among other things 5 applied pressure (back pressure) can be overcome. This happens because the hydraulic piston 5 against the force of the dynamic pressure prevailing in space 3 is pressurized. Here is the return route, the return time and the type of retrieval depends on the level and duration of this pressure.

Es liegt im Sinne der Erfindung, daß die Rückholung der Plastifizierschnecke nicht nur hydraulisch, sondern auch mechanisch oder pneumatisch erfolgen kann. It is within the meaning of the invention that the retrieval of the plasticizing screw can be done not only hydraulically, but also mechanically or pneumatically.

Claims

Claims: 1. Device to prevent leakage plasticized Plastic from the injection nozzle of a screw injection molding machine, in which the Plasticization and the conveyance of the plastic in one between the screw head and spray nozzle located collecting space essentially by the rotary movement and the The plastic is sprayed out of this space by the axial movement of the screw takes place, the conveyance of the screw in the collecting space builds up a pressure that causes the retrograde axial movement of the worm, characterized by the union the following features: a) Arrangement of a pulse generator, which shortly before the opening of the Mold (9) or separation of the nozzle (7) from the injection channel of the mold at least one such rapid axial stroke of the screw running counter to the injection direction triggers that a negative pressure is created in the collecting space; b) Arrangement of a cross-sectional constriction (13) in the nozzle channel (12), which solidified a predetermined breaking point in this channel Mass generated.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by the heat flow insulating and in the area of the cross-sectional constriction (13) on the outside of the nozzle (7) arranged annular groove (15>.

Documents considered: German Patent No. 858 310; German interpretative document No. 1 068 460; German utility model No. 1 773 905; British Patent No. 849,645; U.S. Patent Nos. 2629 132, 2734226.