具有塑料熔體和添加劑的混合與定量裝置的注塑設備的製作方法

2023-10-28 00:28:07 3

專利名稱：具有塑料熔體和添加劑的混合與定量裝置的注塑設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種注塑機的注塑設備，其包括一在殼體內被軸向和旋轉地驅動的、構成為活塞/螺杆的注射裝置，該注射裝置設有一止逆閉鎖裝置，其中注射裝置在塑料粒料的輸送過程中用於塑化(Plastifizierung)並且在將塑料熔體通過注嘴壓入注塑模具的過程中起活塞的作用；還包括一裝置用以混合和定量塑料熔體和添加劑，如染色劑、發泡劑、潤滑劑等。
由未可證實的現有技術文獻已知例如用於注塑機的注塑設備，其中添加劑在螺旋輸送以前就已在塑料粒料之中被混合。
還已知傳統的活塞螺杆式注塑機設有單獨的定量和混合裝置。但該系統具有軸和活塞通道的持久密封方面的大問題，因為其中具有相對運動的接合面必須加以密封以防熔體流出。
因此從上述的現有技術出發，本發明的目的在於，提供一種新的注塑機的注塑設備，其包括一在殼體內被軸向和旋轉地驅動的構成為活塞/螺杆的注射裝置，其中結合一單獨的用於添加劑定量的定量及混合裝置，可移動的部件沒有必要為了防止熔體流出而對外密封。此外本發明的目的在於，簡化構造並在總體上縮小裝置的結構尺寸。
該目的由權利要求1特別是其特徵部分的特徵來達到，據此在螺杆的止逆閉鎖與活塞之間設置一間隔元件，其長度至少相當於注塑設備的行程並且具有至少一個流動通道，通過該流動通道在任何位置確保與另一流動通道流體連通，後者首先徑向向外並然後平行於活塞的運動和導向區域一直延伸到注嘴與活塞之間的區域內，並且該流動通道通過鄰近於活塞的運動和導向區域設置的混合及定量裝置延伸。
本發明的裝置與現有技術相比具有許多優點。這樣，一方面沒有可移動的部件必須對外密封以防熔體流出，因此降低結構上的費用。同樣通過混合及定量裝置的共軸構造方式在縮小結構尺寸的同時產生直線的力(力傳遞)流。
按有利的方式，混合及定量裝置可以至少部分地圓環式周圍嵌接活塞，其中在這方面基本上是可能的，即，混合及定量裝置就其旋轉運動來說與注射裝置是運動連接的。
在上述方案中，按有利的方式取消了混合及定量裝置的附加驅動裝置，從而總體上較簡單地構成裝置。
在本發明的一特別的實施形式中，混合及定量裝置由混合元件和至少一個添加劑供給裝置構成，其中各混合元件設置在一可旋轉的與活塞旋轉連接的管子上並在殼體的內徑上。在這種情況下混合及定量裝置很接近活塞的運動軌道，但與其分開設置，這對結構尺寸產生有利的影響，其中熔體的流動通道圍繞活塞的運動室通過混合及定量裝置延伸。
在一這樣的混合及定量裝置中，混合元件可以例如具有不同的對置的表面構造，特別是切齒，借其達到熔體與在混合及定量裝置中添加的添加劑的強烈的通體混合。
在本發明的另一實施形式中，間隔元件由連貫的縮細的軸構成，其中圍繞軸的圓環形流動橫截面完全供從螺杆向混合及定量裝置輸送熔體使用。在這種情況下可以按很簡單的方式構成活塞和螺杆的必要的運動間隙，而與注射裝置的位置無關，不會中斷熔體的流動通道。
最後，本發明的一優選的實施形式這樣設計，即，在活塞的運動室的前面設一附加的、在注嘴構件與殼體構件之間設置的中間構件，其向X方向形成一熔體的擴張的聚合室，其中活塞在注嘴一側設有縮細的軸，其用於熔體的注射。
該實施形式還具有這樣的優點，即，確保「先進先出原則」，首先進入聚合室的熔體成分，最後也首先通過注嘴注射到注塑模具內。
同樣，在本發明的另一實施形式中可設想，間隔元件由一縮細的軸構成，其橫截面從螺杆起向活塞方向略呈錐形地縮小，其中在離活塞的運動區域的微小距離內在殼體中設置一縮小圓環形橫截面的節流環，並且軸設有至少一個沿軸向方向延伸的通孔，其將由螺杆引出的流動通道與在活塞一側的軸的環形頸縮連通，後者建立該通孔與圓環形流動橫截面之間的流體連通。
該特別的方案具有這樣的優點，即，在活塞/螺杆裝置(注射裝置)的向前移動的區域中在供熔體使用的流動橫截面內也沒有流動死區形成，從而在這種情況下也確保所謂「先進先出原則」。
最後本發明還涉及一種實施形式，其中在活塞的運動室的前面設置一附加的具有注嘴的殼體構件，其形成一熔體用的擴張的聚合室，其中活塞在注嘴一側設有縮細的軸，其用於熔體的注射。
最後即使在這種情況也按有利的方式確保「先進先出」的原則，因為首先從連續通過混合及定量裝置的流動通道進入活塞前面的區域內的熔體成分，在後來的熔體注射時也首先進入注塑模具，此時按相應的時序跟著後繼的熔化的熔體成分。
由以下多個實施例的描述得出本發明的其他的優點。其中

圖1示出注塑設備的第一實施形式在熔體注射以後的縱剖面圖；圖2示出按照圖1的注塑設備在注滿熔體用的在活塞前面設置的聚合室的過程中的縱剖面圖；圖3示出按照圖1和2的注塑設備具有注滿的熔體聚合室的縱剖面圖；圖4示出注塑設備的第二實施形式在注射熔體以後的縱剖面圖；圖5示出按照圖4的注塑設備在注滿熔體的聚合室的過程中的縱剖面圖；圖6示出按照圖4和5的注塑設備具有注滿的熔體聚合室的縱剖面圖；圖7示出注塑設備的第三實施形式具有前置的殼體構件的縱剖面圖；圖8示出按照圖7的注塑設備在注滿熔體的聚合室的過程中的縱剖面圖；以及圖9示出按照圖7和8的注塑設備具有注滿的熔體聚合室的縱剖面圖。
在附圖中注塑機的注塑設備總體用標記10表示。
注塑設備10具有一殼體11，其由構件12至16構成。
在構件12和13中設有圓筒形導向通道17，其中可旋轉和可軸向移動地設有注射裝置S的螺杆18。螺杆18按未示出的方式在其自由端設有一推進裝置。在螺杆18的另一端是一止逆閉鎖裝置19並且在其上緊接著設置一縮細的軸20和一活塞21。活塞21可縱向移動地設置於共同旋轉的管子22中，在該管子的外圓周表面上設有混合及定量裝置24的變換的圓環形混合元件23。與混合元件23間隔開對置的是其他的混合元件25，其這樣固定在殼體11的構件15中，即，在混合元件23與25之間構成一連續的圓環形流動通道26。包括活塞21、管子22和混合元件23的單元與縮細的軸和螺杆18固定地或形鎖合地相連接並且通過向心軸承27可旋轉地支承在殼體11內。
最後，混合及定量裝置24還具有一添加劑供給裝置28，其設置在構件15內並且其出口通入混合及定量裝置24的流動通道26中。
混合及定量裝置24的流動通道26一方面經由徑向流動通道區域29與位於活塞前面的容體聚合室31連通，而另一方面經由流動通道區域30與圍繞縮細的軸的環形空間式的流動通道32連通。
最後，殼體11的構件16具有一注嘴孔33，借其可以將處於聚合室31前面的熔體注射入未示出的在構件16前面設置的注塑模具。
圖1中示出注塑設備10或注射裝置S直接在注射過程以後的位置。可以看出，注射裝置S被向方向x推進到注嘴孔33之前的最大行程H(比較圖1和3)。因此熔體幾乎被完全從聚合室31壓入未示出的注塑模具。之後螺杆18又已開始旋轉運動，漸增的材料被在螺杆18中塑化並且然後經由止逆閉鎖裝置19向外向環形空間式的流動通道32方向並繼續經由流動通道區域30、26和29向熔體聚合室31方向輸送。由於混合及定量裝置24與活塞/螺杆驅動裝置(注射裝置S的驅動裝置)是旋轉連接的，因此在輸入添加劑的同時輸過熔體的過程中在熔體進入聚合室31以前實現熔體的完全的通體混合。
通過漸增的熔體被送入聚合室31，同時包括活塞21、縮細的軸20和螺杆18的注射裝置S產生向y方向的後退運動。該過程在聚合室31注滿時才終止並且活塞21在其向y方向運動時撞到肩部34上。此刻，未示出的推進裝置再次向x方向推動注射裝置S，其中在注射過程中止逆閉鎖裝置19防止熔體向螺杆18方向逆流。
圖4至6中示出注塑設備10的另一實施形式。其變更基本上涉及在活塞20與螺杆18之間設置的間隔元件，其在該情況下同樣以縮細的、但從止逆閉鎖裝置19向活塞21方向略呈錐形會合的軸35的形式構成。該軸35具有中心通孔36，其開始於止逆閉鎖裝置19的區域而在軸35的活塞一側的端部終止於環形的頸縮37中，該頸縮37建立通孔36與環形空間式的流動通道38之間的流體連通。
此外，在離活塞21的運動區域的微小距離內在殼體構件13中設置一縮小環形空間式的流動通道32的流動橫截面的節流環39。在該節流環39與軸35的表面之間在注射裝置S注滿聚合室31的運動中(向y方向的終端位置，見圖6)產生一最大間隙Smax，而在排空聚合室31(向x方向的終端位置，見圖4)產生一最小的空間Smin。
該特別的設置防止在注射裝置S的任何位置產生流動死區，因為隨著注射裝置S向x方向的漸增的運動，環形空間式的流動通道32的流動阻力由於間隙S的連續減小而加大，從而通過通孔36、環形頸縮37的本身較長的流動路程和通過環形空間式的流動通道32向流動通道30的迴路(向y方向)始終還具有類似於前述的較短的流動路程的流動阻力。藉此達到，首先離開止逆閉鎖裝置19的熔體事實上也首先通過流動通道30，並且，最後其也首先通過注嘴孔被壓入注塑模具中(先進先出原則)。
該上述的注塑設備10的各個位置示於圖4至6中。
最後，圖7至9中示出本發明的另一實施形式，其中在具有注嘴孔33的構件16與殼體的構件15之間設有一中間構件40，借其向x方向顯著延長聚合室31。
此外，活塞21設有一軸式注射元件41，其具有比活塞21較小的直徑並且保持環形空間42作為熔體的流動橫截面。在從聚合室31中注射熔體以後，如在其他的實施形式中一樣，再次使注射裝置S運動，從而開始注射裝置S的旋轉運動。同時將熔體通過上述各個流動通道32、30、26和29一直輸入環形空間42並然後輸入注嘴孔33與軸41的自由端43之間的聚合室31。同時由於熔體在聚合室31中漸增地聚集，整個注射裝置S重新連續向後向y方向運動直到圖9中所示的向y方向的終端位置。在這種具有前面構造的中間構件的注塑設備10中同樣按有利的方式確保上述的「先進先出原則」。
權利要求
1.注塑機的注塑設備，包括一在殼體內被軸向和旋轉地驅動的、構成為活塞/螺杆的注射裝置，該注射裝置設有一止逆閉鎖裝置，其中注射裝置在塑料粒料的輸送過程中用於塑化並且在將塑料熔體通過注嘴壓入注塑模具的過程中起活塞的作用；還包括一裝置用以混合和定量塑料熔體和添加劑，如染色劑、發泡劑、潤滑劑等，其特徵在於，在螺杆(18)的止逆閉鎖裝置(19)與活塞(21)之間設有一間隔元件(20、35)，其長度至少相當於注射裝置(S)的行程(H)並且具有至少一個流動通道(32、38)，通過該流動通道在任何位置確保與另一流動通道(30/26/29)流體連通，所述另一流動通道首先徑向向外並然後平行於活塞(21)的運動及導向區域一直延伸到注嘴(33)與活塞(21)之間的區域內，並且流動通道(26)通過鄰近於活塞(21)的運動及導向區域設置的混合及定量裝置(24)延伸。
2.按照權利要求1所述的注塑設備，其特徵在於，混合及定量裝置(24)至少部分地圓環式從周圍嵌接活塞(21)。
3.按照權利要求1或2所述的注塑設備，其特徵在於，混合及定量裝置(24)就其旋轉運動來說與注射裝置(S)是運動連接的。
4.按照權利要求1、2或3所述的注塑設備，其特徵在於，混合及定量裝置(24)由混合元件(23、25)和至少一個添加劑供給裝置(18)構成，其中混合元件設置在一可旋轉的與活塞(21)旋轉連接的管子(22)上並在殼體(11)的內徑上。
5.按照上述權利要求之一項所述的注塑設備，其特徵在於，混合元件(23、25)具有不同的對置的表面構造，特別是切齒。
6.按照上述權利要求之一項所述的注塑設備，其特徵在於，間隔元件由一連貫的縮細的軸(20)構成，並且圍繞軸(20)的圓環形流動橫截面(32)完全供從螺杆(18)向混合及定量裝置(24)輸送熔體使用。
7.按照權利要求1至5之一項所述的注塑設備，其特徵在於，間隔元件由一縮細的軸(35)構成，其橫截面從螺杆(18)起向活塞(21)方向略呈錐形縮小，在離活塞(21)的運動區域的微小距離內在殼體(11)內設置一縮小圓環形橫截面(38)的節流環(39)，並且軸(35)設有至少一個沿軸向方向延伸的通孔(36)，這個通孔將由螺杆(18)引出的流動通道與在活塞一側的軸(35)的環形頸縮(37)連通，後者建立該通孔(36)與圓環形流動橫截面(38)的流體連通。
8.按照上述權利要求之一項所述的注塑設備，其特徵在於，在活塞(21)的運動室的前面設一附加的、在注嘴構件(16)與殼體構件(15)之間設置的中間構件，所述中間構件向x方向形成一用於熔體的擴張的聚合室(31)，並且活塞(21)在注嘴一側設有縮細的軸(41)，該軸用於推出熔體。
全文摘要
本發明涉及一種注塑機的注塑設備。該發明的目的在於，提供一種注塑機的注塑設備，包括一在殼體內被軸向和旋轉地驅動的構成為活塞/螺杆的注射裝置，其中結合一單獨的用於添加劑定量的定量和混合裝置，可移動的部件沒有必要為了防止熔體流出而對外密封。該目的這樣來達到，即，在螺杆的止逆閉鎖裝置與活塞之間設置一間隔元件，其長度至少相當於注射裝置的行程並且具有至少一個流動通道，通過該流動通道在任何位置確保與其他的流動通道流體連通，後者首先徑向向外並然後平行於活塞的運動和導向區域一直延伸到注嘴與活塞之間的區域內，並且該流動通道通過鄰近於活塞的運動和導向區域設置的混合及定量裝置延伸。
文檔編號B29C45/58GK1533323SQ02814577
公開日2004年9月29日 申請日期2002年7月18日 優先權日2001年7月28日
發明者埃裡希·許爾曼, 埃裡希 許爾曼 申請人:德馬格艾戈泰克有限公司