-
Kolben-Spritzvorrichtung für duroplastische Kunststoffteile Die Erfindung
betrifft eine Kolben-Spritzvorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Spritzteilen
aus duroplasten mit einer heizbaren Kunststoff-Plastifizierkammer.
-
Zur Herstellung von Kunststoff-Spritzteilen sind bereits Vorrichtungen
bekannt, bei denen Schneckenvortriebe verwendet werden. Der Kunststoff wird von
einer Schnecke in ständiger Bewegung gehalten und kann zusätzlich noch von außen
erwärmt und gekühlt werden. Das ständige Umwälzen des Kunststoffes verhindert ein
vorzeitiges Erhärten und bewirkt gleichzeitig eine gute Vermischung. Solche als
Extruder bezeichneten Vortriebe eignen sich insbesondere für die Herstellung von
Profilteilen, die endlos gefertigt werden und ein kontinuierliches Ausströhmen aus
einer DUse erfordern. FUr die Herstellung einzelner Spritzgußteile sind Schneckenvortriebe
weniger
gut geeignet, da schon allein das Abschätzen der in einer
Form zu verpressenden Kunststoffmenge oftmals auf Schwierigkeiten stößt. Ein weiterer
Nachteil besteht darin, daß die Betätigung einer solchen Maschine ohne Unterbrechung
erfolgen muß, da eine jede Unterbrechung zum Ausschuß fUhrt, weil die ln Vorbereitung
befindliche Materialmenge ein Vielfaches der für einen Spritzvorgang erforderlichen
Materialmenge beträgt.
-
Hinzu kommt, daß bei der ständigen Umwälzung in einem Schneckenvortrieb
eine unerwünscht hohe Friktionsbeanspruchung der Kunststoffmasse auftritt und eine
aufwendige Flüssigkeitskühlung erforderlich ist. Des weiteren muß die Kunststoffmasse
mit sehr hohe spezifischem Druck durch die Düse gedrückt werden.
-
Es ist ebenfalls bekannt, Kunststoff-Spritzteile durch eine Kolbenspritzvorrichtung
herzustellen, in der ein Kolben den Kunststoff in einem Zylinder zusammenpreßt,
um eine Plastifizierung zu erreichen.
-
Anschließend wird der Kunststoff durch eine Düse in eine Hohlform
eingespritzt. Bei derartigen Einrichtungen hat es sich als schwierig erwiesen, eine
gleichmäßige Plastifizierung der jeweils im Zylinder befindlichen Kunststoffmenge
und damit eine genügende Homogenität der plastischen Masse zu erzielen.
-
Es ist auch bereits eine Kolben-Spritzvorrichtung zur Herstellung
von Kunststoffspritzteilen aus Duroplasten vorgeschlagen worden, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß der in die Hohlform einmündende Teil des Zylinders dem Kolbendurchmesser
angepaßt ist, daß der einer Einlaßöffnung zugewandte Teil des Zylinders einen größeren
Durchmesser als
der Kolben aufweist, daß im Bereich des größeren
Durchmessers eine StaubUchse koaxial zum Kolben über diesem verschieblich angebracht
ist und daß der Übergang zwischen beiden Zylinderdurchmessern so geformt ist, daß
er zusammen mit den in seiner Hublage befindlichen Kolben eine Ringdüse bildet.
-
Durch diese Ausbildung von Kolben und Zylinder soll erreicht werden,
daß die Kunststoffmasse im erwärmten Zustand unter Druck durch eine RingdUse gepreßt
werden kann und daß innerhalb des Druckbereiches annähernd homogene Verhältnisse
herrschen.
-
Friktionsbeanspruchungen der Masse sollen weitgehend vermieden werden,
so daß sie sich nach der Plastifizierung im verarbeitungsfähigen Zustand im Zylinder
befindet und nur noch durch Vorschieben des Kolbens unter geringem Druck in die
Form gepreßt werden muß.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kolben-Spritzvorrichtung
zu schaffen, die ebenfalls einfach im Aufbau ist und die sich ebenfalls insbesondere
zur Herstellung von Präzisions-Kunststoffteilen eignet. Der Spritzvorgang kann jeweils
nach der Herstellung eines Einzelstückes unterbrochen werden, ohne daß Materialreste
zurückbleiben oder Ausschuß entstehen würde.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kunststoff-Plastifizierkammer
senkrecht oder unter einem Winkel zum Zylinderraum des Kolbens angeordnet ist und
tangential oder an einer beliebigen anderen Stelle in den Zylinderraum im Bereich
vor der hinteren Endstellung des Kolbens einmündet, daß die Kunststoff-Plastifizierkammer
eine
über einen Arbeitszylinder betätigbare Verdichtungs- und Räumeinrichtung enthält,
über die der über einen seitlichen trichterförmigen Zulauf zugeführte Kunststoff
in die Plastifizierkammer und von dort in den Zylinderraum einfUhrbar und anschließend
über den Kolben in die Form preßbar ist.
-
Der Vorteil, der mit der erfindungsgemäßen Kunststoff-Spritzvorrichtung
erreicht wird, besteht darin, daß aus der Kunststoff-Plastifizierkammer stets einwandfrei
homogenisiertes und plastifiziertes Kunststoffmaterial in den Zylinderraum vor der
Form eintritt und aus dieser über den Kolben in die Form gepreßt wird. Während des
Hineinpressens des Kunststoffes in die Form ist die Mündung der Kunststoff-Plastifizierkaxmer
in den Zylinderraum durch den Kolben verschlossen. Durch die ständige Bewegung des
Kolbens der Verdichtungs- und Räumeinrichtung in Verbindung mit einer Wärmezufuhr
von außen wird in der Plastifizierkammer der Kunststoff vorbereitet und gelangt,
sobald der Kolben in seine hintere Endstellung gefahren ist, in den Zylinderraum.
Die Menge, die in den Zylinderraum eingeführt ist, kann genau dosiert werden, da
über den seitlichen Zulauf eine abgewogene Kunststoffgranulatmenge eingeführt wird.
-
Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf eine Kolben-Spritzvorrichtung
zur Herstellung von Kunststoff-Spritzteilen aus Duroplasten, sie betrifft ferner
ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen mit der erfindungsgemäßen Kolben
Spritzvorrichtung. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß mit Vorschieben
des Kolbens aus seiner hinteren Endlage eine
abgewogene Kunststoffmenge in eine Kammer ein--gegeben und mittels einer dort installierten
Verdichtungseinrichtung bei wohlweise gleichzeiti-ger Wärmezufuhr von außen plastifiziert
wird und nach Wiedererreichen der hinteren Endlage des Kolbens tangential als Strang
in einem vor dem Kolben liegenden Zylinderraum eintritt, sich dort spiralartig aufwickelt
und anschließend in an- sich bekannter Weise durch den Kolben in die Hohlform gepreßt
wird.
-
Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren ist die Erfindung
an einem möglichen Ausführungsbeispiel im- Folgenden nächer beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß
Vorrichtung.
-
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Teilschnitt längs der Linie
II-II der Fig.1.
-
Das Kunststoffgranulat wird über einen trichterartigen Zulauf 1 in
eine Kammer 2 eingebracht, in der ein kolbenartiger Schieber 3 mittels eines Arbeitszylinders
4 eine Hin- und Herbewegung ausführt und damit das Kunststoffgranulat verdichtet.
-
Der Kammerraum 2 kann, wie aus der schematischen Darstellung der Zeichnung
entnommen werden kann, zusätzlich noch von außen erwärmt werden. Zu die sem Zweck
sind um den Kammerraum Heizelemente 5 vorgesehen. Der Kammerraum 2 ist bezogen auf
den Zylinderraum 6 so angeordnet daß sein Ausgang 7
tangential in
den Zylinderraum 6 einmündet.
-
Die Einmündungsstelle ist dabei dort, wo der Kolben 8 seine hintere
Endlage hat. Sobald der Kolben 8 seine hintere Endlage erreicht hat und damit den
Ausgang 7 der Kammer 2 freigegeben hat, wird mittels der Verdichtungs- und Räumeinrichtung
3 der plastifizierte Kunststoff in den Zylinderraum 6 eingeschoben. Durch die tangentiale
Zuführung wickelt sich der als Strang auftretende plastifizierte Kunststoff spiralisch
auf, so daß dadurch noch eine zusätzliche Reibung erzielt wird, die dem Plastifiziervorgang
förderlich ist. Sobald die gesamte vorplastifizierte Menge aus der Kammer 2 herausgeschoben
ist, wird der Kolben 8 vorgeschoben, verschließt dabei den Ausgang 7 der Kammer
2 und schiebt bei seiner weiteren Vorwärtsbewegung den plastifizierten Kunststoff
in die Hohlform 9.
-
Während dieser Zeit wird über den trichterartigen Zulauf 1 eine mittels
einer Abwägevorrichtung abgewogene Materialmenge wieder dem Kammerraum 2 zugeführt,
dort durch die Bewegung der Verdichtungseinrichtung 3 bei wahlweiser gleichzeitiger
Wärmezufuhr von außen plastifiziert und gelangt, sobald der Kolben 8 seine hintere
Endstellung erreicht hat, bei Niedergehen der Verdichtungseinrichtung 3 in den Zylinderraum
6, so daß sich der vorerst beschriebene Arbeitsvorgang wiederholen kann.
-
Der Arbeitsablauf des Plastifizierens und des Einbringens der plastjfizierten
Masse in die Hohlform 9 können in kurzen Zeitintervallen erfolgen.
-
Selbst beim Auswechseln der Hohlform 9 infolge einer Störung oder
eines Schadens kann die bereits in den Kammerraum 2 oder Zylinderraum i gebrachte,
qegebenenfalls erwartete Kunststoffmasse !shzle Schwierigkeiten ausge 5 toßen werden.