DE3147723A1

DE3147723A1 - Misch- und homogenisiervorrichtung fuer eine plastifizierkammer und eine plastifizierschnecke umfassende spritzpressen und extruder fuer thermoplastische werkstoffe

Info

Publication number: DE3147723A1
Application number: DE19813147723
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Fossano Cuneo Brizio
Original assignee: Comind SpA Azienda Stars Villastellone Torino; Comind SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1980-12-15
Filing date: 1981-12-02
Publication date: 1982-09-02
Anticipated expiration: 2001-12-03
Also published as: FR2496002B1; ES508580A0; DE3147723C2; ES8300284A1; FR2496002A1; IT8068905A0; IT1129398B

Description

Henk©!, Kern, Feiler & Hänzel

Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

COMIND S.p.A. Azienda STARS Villastellone (Torino), Italien Möhlstraße 37
D-8000 München 80

Tel.: 089/982085-87 Telex: 0529802 hnkl d Telegramme: ellipsoid

2. Dezember 1981

Misch- und Homogenisiervorrichtung für eine Plastifizierkammer, und eine Plastifizierschnecke umfassende Spritzpressen und Extruder für thermoplastische Werkstoffe

L2, Oez. 198t

Misch- und Homogenisiervorrichtung für eine Plastifizierkammer und eine Plastifizierschnecke umfassende Spritzpressen und Extruder für thermoplastische Werkstoffe

Die Erfindung betrifft eine Misch- und Homogenisiervorrichtung für eine Plastifizierkammer und eine Plastif izierschnekke umfassende Spritzpressen und Extruder für thermoplastische Werkstoffe.

Bekanntlich besitzen Extruder und Pressen für das Spritzgießen von polymeren thermoplastischen Werkstoffen ein Spritzoder Plastifiziersystem für die unter Druck erfolgende Zuführung des Materials mit einer Schneckenspindel,die in einer zylindrischen Kammer rotiert, an deren Ende sich ein Extruderkopf bzw. eine Spritzdüse befindet. Das Ende der Schnekkenspindel ist mit einer konischen Spitze versehen, die sich zwischen der zylindrischen Kammer der Schneckenspindel und dem Kopf bzw. der Düse befindet und drehfest mit der Schnekkenspindel verbunden ist. Die Kammer und die Schneckenspindel werden üblicherweise als Plastifizierkammer bzw. Plastifizierschnecke bezeichnet. Die genannte Spitze wird auch als Dorn bezeichnet.

In der Technologie der Extruder- und Spritzgußverfahren für thermoplastische Werkstoffe ist es sehr wichtig, eine perfekte Mischung und Homogenisierung des Materials im plastischen Zustand zu erreichen. Dies gilt insbesondere dann,wenn in der Masse Farbpigmente verteilt sind. Zu diesem Zweck

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A werden derzeit feststehende Mischflügel von üblicherweise schraubenartiger Eorm verwendet, die unmittelbar vor dem Kopf bzw. der Düse und hinter dem genannten Dorn gelegen sind. Bei derartigen feststehenden Flügeln ist die Misch-

£T und Homogenisierungswirkung auf das plastische Material sehr gering. Hingegen verursachen sie beträchtliche Kraftverluste, so daß notwendigerweise der Speisedruck und die Gieß- bzw. Preßtemperatur erhöht werden müssen. Außerdem finden bei Mischern mit feststehenden Flügeln der beschriebenen Art leicht Verstopfungen statt, was zu häufigen Unterbrechungen der Arbeitszyklen führt.

Ein wesentliches Ziel der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu vermeiden. Im einzelnen verfolgt die Erfindung 45" den Zweck, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine perfekte Mischung und Homogenisierung des Materials sowie eine korrekte Verteilung eventueller Farbpigmente sicherstelIt,ohne daß merkliche Druckverluste auftreten und fühlbare Erhöhungen der Spritz- oder Fördertemperatur notwendig werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vor-. richtung, die keinerlei Hemmnisse und Hindernisse bildet,insbesondere unempfindlich ist gegen eventuelle Verunreinigungen in dem zu verarbeitenden plastischen Material und eine zuverlässige Funktion sowie eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer aufweist.

Es wird weiter angestrebt, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung einen leichten und einfachen Austausch des zu verarbeitenden Materials gegen ein anderes Material mit abweichenden Dichte- und Viskositätseigenschaften sowie einen leichten Austausch eventueller Farbstoffe ermöglicht.

Die genannten Ziele werden mit einer Vorrichtung erreicht, v/-elche die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche, auf die hiermit

-y-c.

A zur Verkürzung der Beschreibung ausdrücklich verwiesen wird.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Spritzgußmaschine mit einer Misch- und Homogenisiervorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ist ein in vergrößertem Maßstab ausgeführter Schnitt AO entsprechend der Linie H-II von Fig. 1 und zeigt im einzelnen die Plastifizierkammer mit der Schneckenspindel sowie die Misch- und Homogenisiervorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 ist ein Fig. 2 entsprechender Schnitt und zeigt eine Variante der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Zunächst sei auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen: Mit 10 ist eine Presse für das Spritzgießen von polymerem thermoplastischem

%fi Material in ihrer Gesamtheit bezeichnet.Sie besitzt eine Preßform 11, an der eine Aufreißplatte 12 angreift, einen Kopf 13 zur Materialzuführung mit einer sogenannten Plast.ifizierkammer 14, die in einer Spritzdüse 15 endet, welche durch die horizontale Translationsbewegung des Kopfes in

SJo eine frontal an der Preßform 11 vorgesehene Einspritzöffnung eindringen kann. Die Plastifizierkammer 14 weist einen zylindrischen Hohlraum auf, in welchem eine Plastifizierschnecke 17 rotiert, die im wesentlichen aus einer Schnekkenspindel mit schraubenlinienförmigerrr Gewinde 18 besteht,

W die sich unter Berührung der Wand der Kammer 16-dreht und dabei das in die Kammer 14 durch einen Trichter 19 eingeführte plastische Material unter Druck fördert. Das durch die Schnecke unter Druck geförderte Material gelangt in die mit 20 bezeichnete Spritzkammer, die unmittelbar vor der Düse 15 liegt, und wird von dort durch die Düse selbst in die Form 11 gespritzt. Zwischen dem Ende der Schnecke 17 und der Kammer 20 befindet sich normalerweise der sogenann-

te Dorn.

Erfindungsgemäß ist bei der dargestellten Vorrichtung hingegen am Ende der Schnecke 17 und drehfest mit dieser ver-

S' bunden eine Misch- und Homogenisiervorrichtung angeordnet, die in ihrer Gesamtheit mit 30 bezeichnet ist. Sie besteht aus einem Körper 31 mit einem zylindrischen Abschnitt 32, dessen Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der zylindrischen Kammer 16 entspricht. Dieser Körper besitzt einen als konischer Dorn 33 ausgebildeten Endbereich, der sich in die Spritzkammer 20 erstreckt.

Auf dem zylindrischen Teil ist ein Netz von sich kreuzenden Rillen 34 eingeschnitten, die eine geeignete Tiefe von bei-

/5 spielsweise 5 mm bis 15 mm besitzen. Die Rillen 34 haben schraubenlinienförmigen Verlauf und bilden zusammen mit der Wandung der Kammer 16 entsprechende sich kreuzende Kanäle 35 mit schraubenförmigem Verlauf. Der KreuzungswinKel der Rillen ist vorzugsweise größer als 90° und beträgt beispiels-

φ weise 110°. Die Rillen sind infolgedessen auf der Oberfläche des Körpers 31 von einer Reihe von Vorsprüngen 36 in Form von Romben begrenzt. Die Kanäle 35 führen das plastische Material, das von der Schnecke 17 unter Druck zugeführt wird, teilen es in. entsprechende sich kreuzende Flüsse auf, die eine wirksame Durchmischung des Materials hervorrufen. Diese Mischung wird außer durch die gekreuzte Überlagerung der Teilflösse durch einen geringen Rückfluß begünstigt, welcher von den Spitzen der vorspringenden Romben 36 im Bereich der.Kreuzungszonen der Kanäle hervorgerufen wird.

Die in Fig» 3 dargestellte Variante unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 lediglich dadurch,daß der Körper der Vorrichtung - der hier mit 300 bezeichnet ist - zur Gänze zylindrisch ausgebildet und zwischen dem Ende der Schnecke 17 und einem vorhandenen Dorn 23 angeordnet ist. Diese Ausbildung ist vorteilhaft, wenn ein größeres Volumen der Spritzkammer 20 erforderlich ist. Dies gilt bei-

spielsweise für Extruder, wenn die Düse 15 durch einen Extruderkopf ersetzt ist, der einen größeren Durchsatz des Materialflusses besitzt.

Claims

- ν-

Patentansprüche .) Misch- und Homogenisiervorrichtung für eine Plastifizierkammer und eine Plastifizierschnecke umfassende Spritzpressen und Extruder für thermoplastische Werkstoffe, dadurch gekennzeichnet,

% - daß ein zumindest teilweise zylindrisch ausgebildeter Körper (31) vorgesehen ist, der drehfest mit der Plastif izierschnecke (17) verbunden und zusammen mit der Plastifizierschnecke (17) rotierbar in der Plastifizierkammer (14) unter Berührung mit dieser (14) angeordnet

AQ ^ist>

- und daß auf zumindest einem Teil (32) der zylindrischen

Oberfläche des Körpers (31) ein Netz von sich kreuzenden Rillen (34) mit schraubenlinienförmigem Verlauf angebracht ist, in denen das von der Schnecke (17) geför- 4ζ derte plastische Material geführt ist und mittels derer das Material in entsprechende gekreuzte Flüsse unterteilbar ist, welche sich anschließend in der Spritzkammer (20) unmittelbar vor der Spritz- oder Extruderdüse (15) vereinigen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz von Rillen (34) zusammen mit der inneren zylindrischen Oberfläche der Kammer (14) eine entsprechende Reihe von gekreuzten Kanälen (35) mit schraubenlinienförmigem Verlauf begrenzt.
3-. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (34) sich unter einem Winkel von mehr als 90° kreuzen und demzufolge auf der Oberfläche des Körpers (31) der Vorrichtung (30) von entsprechenden Vorsprüngen (36) in Rombenform begrenzt sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (34) eine zwischen 5 mm und f 15 mm liegende Tiefe besitzen. y"
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (31) der Vorrichtung (30) anstelle eines Domes am Ende der Plastifizierschnecke (17) angebracht ist und aus einem das genannte Netz von Rillen (34) aufweisenden zylindrischen Teil (32) gebildet ist, der in einer konischen Spitze (33) endet (Fig.2).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (300) zur Gänze zylindrisch ausgebildet und zwischen dem Ende der Plastifizierschnecke (17) und einem vorhandenen Dorn (23) angeordnet ist (Fig.3).