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DE1146653B - Injection cylinder for injection molding machines that process thermoplastics - Google Patents

Injection cylinder for injection molding machines that process thermoplastics

Info

Publication number
DE1146653B
DE1146653B DEI15158A DEI0015158A DE1146653B DE 1146653 B DE1146653 B DE 1146653B DE I15158 A DEI15158 A DE I15158A DE I0015158 A DEI0015158 A DE I0015158A DE 1146653 B DE1146653 B DE 1146653B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
injection
longitudinal
plastic
heating cylinder
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEI15158A
Other languages
German (de)
Inventor
Edwin Haupt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INSTITUT fur WERKZEUGMASCHINEN
Original Assignee
INSTITUT fur WERKZEUGMASCHINEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INSTITUT fur WERKZEUGMASCHINEN filed Critical INSTITUT fur WERKZEUGMASCHINEN
Priority to DEI15158A priority Critical patent/DE1146653B/en
Publication of DE1146653B publication Critical patent/DE1146653B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/58—Details
    • B29C45/62—Barrels or cylinders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

Spritzzylinder für thermoplastische Kunststoffe verarbeitende Spritzgießmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen Spritzzylinder für thermoplastische Kunststoffe verarbeitende Spritzgießmaschinen mit einer Vielzahl von auf den Umfang der Zylinderinnenwand verteilten, radialen und parallelwandigen Längs spalten, die in zur Spritzdüse führende Längsbohrungen münden, deren Durchmesser größer als die Breite der Längsspalte ist.Injection cylinders for injection molding machines that process thermoplastics The invention relates to an injection cylinder for thermoplastics Processing injection molding machines with a variety of on the circumference of the cylinder inner wall distributed, radial and parallel-walled longitudinal columns leading in to the spray nozzle Open longitudinal bores, the diameter of which is greater than the width of the longitudinal column.

Heiz- oder Spritzzylinder von Spritzgießmaschinen haben die Aufgabe, den als Granulat oder Pulver eingeführten thermoplastischen Kunststoff möglichst schnell und gleichmäßig auf Verarbeitungstemperatur zu bringen, bei der er je nach Art dünnflüssig oder teigigzäh ist. Diese Aufgabe übernimmt insbesondere die von außen beheizte Zylinderinnenwand, zwischen der der Kunststoff während einer begrenzten Zeit für das Aufheizen zur Düse hin bewegt wird. Der kalt in den Zylinder gebrachte Werkstoff weist jedoch einen hohen Reibungswert auf und neigt zum Verklemmen. Heating or injection cylinders of injection molding machines have the task of the thermoplastic material imported as granules or powder, if possible to bring it quickly and evenly to the processing temperature at which it is depending on the Art is thin or doughy. This task is carried out in particular by outside heated cylinder inner wall, between which the plastic during a limited Time for heating to move towards the nozzle. The one brought cold into the cylinder However, the material has a high coefficient of friction and tends to jam.

Durch besondere Raumgestaltung im Heizzylinder versuchte man diesen Mangel zu beheben.This was attempted by special room design in the heating cylinder Fix deficiency.

Diese Gestaltung des Heizzylinders ist abhängig von der Plastifiziermethode. Eine solche arbeitet beispielsweise nach dem Prinzip der reinen Wärmeleitung, wobei im Querschnitt gesehen kein Werkstoffaustausch stattfindet, sondern der mit Eintritt in den Zylinder an dessen Innenwand gelangte Kunststoff verbleibt an dieser während des ganzen Weges zur Düse hin. Die Wärme muß auf dem Wege des Temperaturgefälles in die kühleren Schichten eindringen. Da aber Kunststoffe schlechte Wärnieleiter sind, muß die Schichtdicke möglichst gering gehalten werden. Zu diesem Zweck werden die Heizzylinder vom Werkstoffeintritt an im Querschnitt stetig vergrößert, so daß eine möglichst große Berührungsfläche der Zylinderinnenwand mit dem Kunststoff entsteht. Nachdem der Werkstoff auf diese Weise plastifiziert worden war, wird er in Richtung Spritzdüse wieder zu einem Strang zusammengefaßt. Nachteiligerweise schmilzt hierbei der unmittelbar an der Zylinderinnenwand befindliche Kunststoff zu einem Film auf. Diese Schmelze bedeutet in thermodynamischer Hinsicht einen vergrößerten Wärmeleitungswiderstand für den übrigen Kunststoff, der mangels Austausches nicht an diese Wand gelangt. So dauert auch trotz vergrößerter Oberfläche die Erwärmung der dadurch reduzierten Schichtdicke eine gewisse Zeit. Unter Beachtung der Erwärmungszeit ist die mittlere Temperatur des Kunststoffes wesentlich niedriger als die Temperatur des Heizzylinders. Auf Grund dessen wird der an der Berührungsstelle mit der Zylinderwand befindliche Kunststoff überhitzt, d. h., es findet ein Molekülabbau statt. Dieser Gefahr ist insbesondere der aufgeschmolzene Film ausgesetzt. This design of the heating cylinder depends on the plasticizing method. Such works, for example, on the principle of pure heat conduction, with Seen in cross-section, there is no material exchange, but that with entry Plastic that has got into the cylinder on its inner wall remains on this during all the way to the nozzle. The heat must be on the way of the temperature gradient penetrate the cooler layers. But since plastics are bad heat conductors are, the layer thickness must be kept as small as possible. Be for this purpose the cross-section of the heating cylinder increases steadily from the entry of the material, so that the largest possible contact surface between the inner wall of the cylinder and the plastic is created. After the material has been plasticized in this way, it becomes in the direction of Spray nozzle again combined into a strand. The disadvantage here is that it melts the plastic located directly on the inner wall of the cylinder to form a film. From a thermodynamic point of view, this melt means an increased heat conduction resistance for the rest of the plastic that does not get to this wall due to a lack of replacement. Even though the surface area is enlarged, the reduced surface area continues to warm up Layer thickness a certain time. Taking into account the heating time, the average is The temperature of the plastic is significantly lower than the temperature of the heating cylinder. Because of this, the one at the point of contact with the cylinder wall becomes Plastic overheated, d. That is, there is molecular degradation. This Danger is particularly exposed to the melted film.

Nach einer anderen Methode arbeiten die sogenannten Abschmelz-Heizzylinder, zu denen auch der Erfindungsgegenstand zählt. Bei diesen Heizzylindern wird durch geeignete Mittel die dünne, geschmolzene Schicht von der Zylinderinnenwand weggeleitet und durch Öffnungen, Kanäle oder Bohrungen der Düse zugeführt, bzw. es wird die Strömungsrichtung durch Rippen ganz oder teilweise unterbrochen. Dadurch sollte ermöglicht werden, daß immer wieder frischer Kunststoff mit der Zylinderinnenwand in Berührung kommt. The so-called melt-off heating cylinders work according to a different method, which also include the subject matter of the invention. With these heating cylinders, suitable means diverting the thin, molten layer away from the inner wall of the cylinder and fed through openings, channels or bores of the nozzle, or the Direction of flow completely or partially interrupted by ribs. This should be made possible that again and again fresh plastic with the cylinder inner wall comes into contact.

Bei einem bekannten Spritzzylinder dieser Art besitzt die Zylinderbohrung Längsschlitze, die radial nach außen gehen und radial in Längsbohrungen münden, die den plastifizierten Werkstoff zur Düse führen. Der Nachteil besteht hierbei in der geringen Oberfläche der Zylinderbohrungswand, die für den eigentlichen Schmelzvorgang zur Verfügung steht und die noch durch die Längsschlitze unterbrochen wird. In a known injection cylinder of this type, the cylinder bore has Longitudinal slots that go radially outwards and open radially into longitudinal bores, which lead the plasticized material to the nozzle. The disadvantage here is in the small surface area of the cylinder bore wall, which is responsible for the actual melting process is available and which is still interrupted by the longitudinal slots.

Außerdem ist es sehr wahrscheinlich, daß das kalte Kunststoffgranulat zumindest teilweise die Abführschlitze verschließt. Des weiteren dürfte in der Abführbohrung kaum eine ausreichende Spülwirkung zustande kommen.It is also very likely that the cold plastic granules at least partially closes the discharge slots. Furthermore it should be in the drainage hole a sufficient flushing effect can hardly be achieved.

Für einen verbesserten Spritzzylinder ergeben sich somit folgende Forderungen, deren Lösung sich die Erfindung zur Aufgabe stellt: 1. Der geschmolzene Kunststoffilm muß laufend und sicher abgeführt werden, damit der Heizzylinder mit möglichst niedriger Temperaturdifferenz arbeiten kann und immer wieder frischer Kunststoff mit den Wänden des Heizzylinders in Berührung kommt. The following therefore result for an improved injection cylinder Requirements, the solution of which is the object of the invention: 1. The molten one Plastic film must be continuously and safely removed so that the heating cylinder with can work with the lowest possible temperature difference and always fresher Plastic comes into contact with the walls of the heating cylinder.

2. Der einmal auf Verarbeitungstemperatur gebrachte Kunststoff darf nicht mehr mit den Wänden der Heizzone des Heizzylinders in Berührung kommen. 2. Once the plastic has been brought to processing temperature, it may no longer come into contact with the walls of the heating zone of the heating cylinder.

Gelöst wird dies im wesentlichen dadurch, daß die Längs spalte sich einerseits auf einen Teil ihrer Tiefe gleichförmig nach innen erweitert und sich auf der anderen Seite tangential in die Längsbohrungen erstreckt. Dabei weist der Spritzkolben zweckmäßigerweise einen der Zahl und der Form der Längsspalte angepaßten, mit einem steruförmigen Querschnitt versehenen Ansatz auf, dessen äußerer Durchmesser gleich oder kleiner als der Durchmesser des Spritzkolbens ist. Auch ist es günstig, wenn in den Spritzzylinder zentral ein sich entgegen der Förderrichtung des Kunststoffes kegelig verjüngender Verdrängereinsatz oder Torpedo eingebaut ist. This is essentially solved by the fact that the longitudinal split on the one hand, to a part of its depth, evenly expands inwards and itself on the other hand extends tangentially into the longitudinal bores. The Injection plunger expediently one of the number and shape of the longitudinal gaps, provided with a steroid cross-section approach, the outer diameter of which is equal to or smaller than the diameter of the injection plunger. It is also favorable if in the injection cylinder a centrally located counter to the conveying direction of the plastic conical tapering displacement insert or torpedo is installed.

Claims (3)

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. 1 den Querschnitt eines Heizzylinders nach Anspruch 1 und 2 und Fig. 2 den Längsschnitt eines Heizzylinders nach Anspruch 1 und 3 in einem gegenüber Fig. 1 verkleinerten Maßstab. In the drawing, the subject matter of the invention is shown, for example. It shows Fig. 1 the cross section of a heating cylinder according to claims 1 and 2 and Fig. 2 the longitudinal section of a heating cylinder according to claim 1 and 3 in one opposite Fig. 1 reduced scale. Im Heizzylinder 1 sind über den Umfang verteilte Längs spalte 2 mit keilförmigem Längs- und Querschnitt vorgesehen, die je über einen Spalt 3 mit gleichbleibendem Querschnitt tangential in zur Düse 4 führende Längsbohrungen 5 münden. Der Spritzkolben ist nach Fig. 1 mit einem im Querschnitt sternförmig ausgebildeten, dem Proffl des Heizzylinders 1 angepaßten kegeligen Ansatz 6 versehen. In the heating cylinder 1 are distributed over the circumference longitudinal column 2 with wedge-shaped longitudinal and cross-section provided, each over a gap 3 with constant Cross-section open tangentially into longitudinal bores 5 leading to nozzle 4. The injection plunger is according to Fig. 1 with a star-shaped in cross section, the Proffl des Heating cylinder 1 adapted conical projection 6 is provided. Die Wirkungsweise des Heizzylinders ist wie folgt: Durch den sternförmigen, in Richtung der Düse 4 sich verjüngenden Ansatz 6 des Spritzkolbens wird der kalte Kunststoff in die Längs spalte 2 des Heizzylinders 1 gedrückt. An den großen Flächen wird dabei der Kunststoff erwärmt und geschmolzen. Durch die Winkel 7 der Längsspalte 2 und die Winkel 8 des Spritzkolbenansatzes 6 bei Betätigung des Spritzkolbens entstehende Keilwirkung wird der geschmolzene Kunststoff durch den Spalt 3, in dem er homogenisiert wird, in die Längsbohrungen 5 gepreßt. Die tangentiale Lage der Eintrittsöffnungen bewirkt, daß die homogene Schmelze sich als eine Spirale nach der Mitte der Bohrungen 5 und gleichzeitig durch die Keilwirkung in Richtung der Düse 4 bewegt. Hierdurch wird der einmal erwärmte Kunststoff der hohen Temperatur der Heizzylinderwand entzogen. The function of the heating cylinder is as follows: Due to the star-shaped, in the direction of the nozzle 4 tapering approach 6 of the injection piston is the cold Plastic pressed into the longitudinal column 2 of the heating cylinder 1. On the large areas the plastic is heated and melted in the process. Through the angle 7 of the longitudinal column 2 and the angle 8 of the injection plunger attachment 6 arising when the injection plunger is actuated The melted plastic is wedged through the gap 3, in which it is homogenized is pressed into the longitudinal bores 5. The tangential position of the inlet openings causes the homogeneous melt to form a spiral towards the center of the holes 5 and at the same time moved in the direction of the nozzle 4 by the wedge effect. Through this the once heated plastic is withdrawn from the high temperature of the heating cylinder wall. Ein derart ausgebildeter Heizzylinder kann bei gleichen Abmessungen eine mehrfache Menge Kunst- stoff mit gleichmäßiger Temperatur als bei den bisherigen Ausführungen und ohne schädlichen Molekülabbau plastifizieren. Das ist darauf zurückzuführen, daß die innere Oberfläche sehr groß ist und die Bedingungen für die Wärmeübertragung durch die sichere und laufende Abführung des geschmolzenen Kunststoffs verbessert sind. Die Temperatur des Heizzylinders kann deshalb auch niedriger als bisher ge halten werden, so daß das Temperaturgefälle kleiner wird. A heating cylinder designed in this way can have the same dimensions a multiple amount of art fabric with a more uniform temperature than the previous ones Plasticize designs and without damaging molecule degradation. This is due to that the inner surface is very large and the conditions for heat transfer improved by the safe and continuous discharge of the molten plastic are. The temperature of the heating cylinder can therefore also be lower than before will hold, so that the temperature gradient is smaller. Bei Verwendung eines Spntzkolbens ohne sternförmigen kegeligen Ansatz 6 kann auch gemäß Fig. 2 im Heizzylinder 1 ein kegeliger, zum Spritzkolben 9 zu sich verjüngender Einsatz (Torpedo) 10 angeord net sein, so daß der kalte Kunststoff selbst als Keil wirkt. When using a Spntz piston without a star-shaped conical shoulder 6, according to FIG be tapered insert (torpedo) 10 angeord net, so that the cold plastic acts as a wedge itself. PATENTANSPRÜCHE: 1. Spritzzylinder für thermoplastische Kunststoffe verarbeitende Spritzgießmaschinen mit einer Vielzahl von auf dem Umfang der Zylinderinnenwand verteilten, radialen und parallelwandigen Längsspalten, die in zur Spritzdüse führende Längsbohrungen münden, deren Durch messer größer als die Breite der Längsspalte ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsspalte (3) sich einerseits auf einen Teil ihre Tiefe gleichr förmig nach innen erweitern und sich auf der anderen Seite tangential in die Längsbohrungen (5) erstrecken. PATENT CLAIMS: 1. Injection cylinder for thermoplastics processing injection molding machines with a variety of on the circumference of the cylinder inner wall distributed, radial and parallel-walled longitudinal gaps leading to the spray nozzle Open longitudinal bores, the diameter of which is greater than the width of the longitudinal column is, characterized in that the longitudinal column (3) on the one hand on a part expand their depth uniformly inward and become tangential on the other side extend into the longitudinal bores (5). 2. Spritzzylinder nach Anspruch 1 mit einem die Förderung des Kunststoffes bewirkenden Spritzkolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkolben (9) einen der Zahl und der Form der Längsspalte(2, 3) angepaßten, mit einem sternförmigen Querschnitt versehenen Ansatz (6) aufweist, dessen äußerer Durchmesser gleich oder kleiner als der Durchmesser des Spritzkolbens (9) ist. 2. Injection cylinder according to claim 1 with a promotion of the plastic effecting injection piston, characterized in that the injection piston (9) has a the number and shape of the longitudinal column (2, 3) adapted, with a star-shaped Has cross-section provided approach (6), the outer diameter of which is the same or is smaller than the diameter of the injection piston (9). 3. Spritzzylinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zentral in der Plasttzzi rungskammer eingebauten, sich entgegen der Förderrichtung des Kunststoffs kegelig verjtüigen den Verdrängereinsatz oder Torpedo (10). 3. Injection cylinder according to claim 1, characterized by a central built into the Plasttzzi approximately chamber, opposite to the conveying direction of the plastic conical tapering off the displacement insert or torpedo (10). In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 266 445, 266717; französische Patentschriften Nr. 1 045 931, 1137455, 1 137 456; USA.-Patentschrift Nr. 2778062. Publications considered: Swiss patents No. 266 445, 266717; French patents nos. 1 045 931, 1137455, 1 137 456; U.S. Patent No. 2778062.
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