AT526871A1

AT526871A1 - Formgebungsmaschine zum Herstellen von Formteilen

Info

Publication number: AT526871A1
Application number: ATA50047/2023A
Authority: AT
Inventors: Köpplmayr Dipl-Ing Dr Thomas; Johannes Rathner Dipl -Ing Dr Raffael
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2023-01-30
Filing date: 2023-01-30
Publication date: 2024-08-15
Also published as: DE102024101886A1

Abstract

Formgebungsmaschine (1), insbesondere Spritzgießmaschine, zum Herstellen von Formteilen, insbesondere Verbundformteile aus zumindest einer Formmasse (7) und einem Additiv (9), mit: wenigstens einem ersten Massezylinder (2) und einem zweiten Massezylinder (3), wenigstens einer Verbindungsleitung (4) zwischen den wenigstens zwei Massezylindern, wobei die Verbindungsleitung (4) die Fließrichtung (5) des Plastifizierstroms vom ersten Massezylinder (2) zum zweiten Massezylinder (3) leitet, wenigstens einem Massetrichter (6) zur Aufnahme von wenigstens einer Formmasse (7) und/oder wenigstens einem Additiv, wobei der wenigstens eine Massetrichter (6) mit dem ersten Massezylinder (2) verbunden ist, und wenigstens einer Zugabestelle (8) zur Aufnahme von wenigstens einer Formmasse und/oder wenigstens einem Additiv (9), wobei wenigstens eine Dosiervorrichtung dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder der wenigstens einen Zugabestelle (8) vorgeschaltet ist, wobei die wenigstens eine dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder der wenigstens einen Zugabestelle (8) vorgeschaltete Dosiervorrichtung dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Formmasse (7) und/oder das wenigstens eine Additiv (9) dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder der wenigstens einen Zugabestelle (8) zuzuführen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit einer

solchen Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine.

Im Bereich von Formgebungsverfahren sind 2-Stage Prozesse bereits Stand der Technik. Dabei werden im Regelfall zwei oder mehr Massezylinder eingesetzt, um Formmassen zu verarbeiten und damit Formteile herzustellen. Im Gegensatz zu Single-Stage Prozessen ergeben sich somit einige Vorteile wie beispielsweise eine homogenere Formmasse, welche in weiterer Folge zu einer

höheren Qualität der Formteile führt.

Unter 2-Stage Prozess einer Formgebungsmaschine wird im Folgenden ein Formgebungsprozess verstanden, bei dem eine einzige Formgebungsmaschine mindestens zwei Massezylinder aufweist. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die mindestens

zwei Massezylinder strömungstechnisch in Serie geschalten sind.

Als konkrete Beispiele können im Zuge eines 2-Stage Prozesses einer Formgebungsmaschine zwei Schneckenpressen zur kontinuierlichen Extrusion oder zwei Massezylinder, wobei einer der beiden Massezylinder ein Einspritzaggregat darstellt, zum

Spritzgießen eingesetzt werden.

„Strömungstechnisch in Serie geschalten“ bedeutet hier, dass ein Plastifizierstrom von einem ersten Massezylinder zu einem zweiten Massezylinder geleitet wird. Dabei kann die strömungstechnische Verbindung unmittelbar oder mittelbar die mindestens zwei Massezylinder miteinander verbinden. Es kann also vorgesehen sein, dass der Plastifizierstrom von einem ersten Massezylinder direkt in einen zweiten Massezylinder

geleitet wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass ein

Bauteile.

Obgleich ein 2-Stage Prozess mindestens zwei Massezylinder aufweisen muss, kann die Anzahl an Massezylindern, die am 2Stage Prozess beteiligt sind, frei gewählt werden. So können beispielsweise drei Massezylinder vorgesehen sein, die alle drei nacheinander und somit strömungstechnisch in Serie geschalten sind. Es ist aber auch denkbar, dass ein erster Massezylinder und ein zweiter Massezylinder jeweils einen eigenen Plastifizierstrom in einen dritten Massezylinder einleiten, wobei die beiden Plastifizierströme des ersten und zweiten Massezylinders zu einem gemeinsamen Plastifizierstrom im dritten

Massezylinder vereinigt werden.

Zum Stand der Technik gehört beispielsweise US 5 253 994 A. Hier werden zwei Massezylinder eingesetzt, wobei ein Recyclat in einem ersten Massezylinder plastifiziert, durch einen Filter in einer Verbindungsleitung gefördert und anschließend in einen zweiten Massezylinder überführt wird. Im zweiten Massezylinder kann das Recyclat mit einem fabrikneuen Material vermengt und homogen plastifiziert werden. Auf diese Weise kann ein Material für ein Formteil aus einem Anteil Recyclat und einem Anteil

fabrikneuem Material bereitgestellt werden.

Jedoch ergibt sich beim Stand der Technik nachfolgende

nachteilige Situation.

Durch den Einsatz von zwei oder mehreren Massezylinder ist die flexible Einflussnahme auf den Gesamtprozess sehr eingeschränkt. Durch die hohen Anforderungen in einem 2-Stage Prozess kann eine für einen bestimmten 2-Stage Prozess konzipierte und fertig

installierte Formgebungsmaschine nur für ein eingeschränktes

schnell an ihre Anwendungsgrenzen

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu beheben und eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine, bereitzustellen, welche sich insbesondere durch eine erhöhte Einflussnahme auf einen 2-Stage Formgebungsprozess auszeichnet. Die Aufgabe besteht weiterhin darin, ein Verfahren mit einer solchermaßen verbesserten Formgebungsmaschine, insbesondere

Spritzgießmaschine, anzugeben.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und

10.

Hinsichtlich der vorliegenden Erfindung wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, nämlich durch Bereitstellung einer Formgebungsmaschine, insbesondere Spritzgießmaschine, zum Herstellen von Formteilen, insbesondere Verbundformteile aus zumindest einer Formmasse und einem Additiv, mit:

— wenigstens einem ersten Massezylinder und einem zweiten Massezylinder,

— wenigstens einer Verbindungsleitung zwischen den wenigstens zwei Massezylindern, wobei die Verbindungsleitung die Fließrichtung des Plastifizierstroms vom ersten Massezylinder zum zweiten Massezylinder leitet,

— wenigstens einem Massetrichter zur Aufnahme von Formmasse, wobei der wenigstens eine Massetrichter mit dem ersten

Massezylinder verbunden ist, und

— wenigstens einer Zugabestelle für wenigstens ein Additiv,

Zugabestelle zuzuführen.

Dadurch, dass eine Dosiervorrichtung vorgesehen ist, kann das Zudosieren von Additiven zu einer Formmasse zur Herstellung eines Formteils vereinfacht und verbessert werden. Durch eine Dosiervorrichtung kann einerseits das Zudosieren mit der Förderleistung der plastifizierten Formmasse synchronisiert, das heißt die Mischung aus Formmasse und Additiv kann gesteuert und/oder geregelt werden, und/oder andererseits automatisiert

werden.

Eine Dosiervorrichtung kann mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit verbunden sein, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit eine Eingabeeinheit, eine Recheneinheit, eine

Ausgabeeinheit und/oder eine Speichereinheit beinhalten kann.

Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann zum Steuern und Regel der zudosierten Menge an Additiv und/oder Formmasse ausgebildet

sein.

Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann dabei vor Ort, beispielsweise über eine Bedieneinheit, bedient werden oder, beispielsweise über eine Leitungsverbindung oder eine drahtlose Verbindung zu einem Steuergerät, ferngesteuert sein. Sämtliche Technologien wie LAN, WLAN oder andere Netzwerktechnologien sind

hierfür denkbar.

Maschine geformt werden.

Unter Formgebungsmaschinen können Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden. Auch Formgebungsmaschinen, bei welchen die plastifizierte Masse einem

geöffneten Formwerkzeug zugeführt wird, sind denkbar.

Besonders bevorzugt ist eine Formgebungsmaschine vorgesehen, die

zum Spritzgießen und/oder zum Spritzprägen vorgesehen ist.

Unter einem Additiv wird allgemein jede Art von Zusatzstoff

verstanden, der einem Grundstoff zugegeben wird.

Der Grundstoff kann in bevorzugten Ausführungsbeispielen die Formmasse darstellen und an Volums- und/oder Gewichtsprozent

gemessen den Hauptanteil der zu verarbeitenden Masse ausmachen.

Ein Additiv kann in verschiedensten Formen zugegeben werden, beispielsweise in Form von Fasern, Pulver, Granulat, insbesondere Langglasfaser-Granulat (LGF-Granulat), Filamenten,

Rovings, Gewebe und/oder Gelege.

Ein Additiv kann aus verschiedenen Materialien bestehen. So kann ein Additiv beispielsweise ein Verstärkungsmaterial in Form von Glasfasern und/oder Carbonfasern aufweisen. Es ist aber auch denkbar, dass das Additiv eine zweite Formmasse darstellt, beispielsweise können zwei verschiedene Kunststoffarten verwendet werden, wobei die Formmasse die erste Kunststoffart

und das Additiv die zweite Kunststoffart darstellt. Das Additiv

sein.

Es ist auch denkbar, dass das Additiv und die Formmasse dasselbe Material darstellen. Dabei kann das Additiv dasselbe Material in Form eines Recyclats und die Formmasse dasselbe Material in Form eines Neumaterials darstellen und vice versa. Dies ist besonders sinnvoll, wenn Materialien wie beispielsweise rPET

wiederverwendet und recycelt werden.

Die Anzahl der zugegebenen Additive ist nicht beschränkt, so können beispielsweise unterschiedliche Additive wie Verstärkungsmaterialien und weitere Formmassen während desselben

Formgebungsprozesses zugegeben werden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch ihren Einsatz bei bereits bekannten Ausführungsformen des Standes der Technik, wie beispielsweise in dieser Beschreibung offenbart, ihren Einsatz

finden und nachträglich installiert werden.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Anordnung werden in

den abhängigen Ansprüchen definiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Formgebungsmaschine ist es vorgesehen, dass der erste Massezylinder ein Plastifizieraggregat mit wenigstens einer Plastifizierschnecke und/oder der zweite Massezylinder ein Einspritzaggregat mit

wenigstens einer Einspritzschnecke ist.

Ein Plastifizieraggregat ist eine Vorrichtung mit einer Schnecke, um eine Formmasse und/oder Additive zu plastifizieren und/oder aufzuschmelzen. Ein solches Plastifizieraggregat kann über eine Einlassöffnung, beispielsweise einen Massetrichter,

die Formmasse, meist in Form eines Granulats, aufnehmen und über

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plastifizierten und/oder aufgeschmolzenen Masse, weiterführen.

In einem einfachen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Plastifizieraggregat um einen Schneckenextruder mit einer

Plastifizierschnecke.

Plastifizierschnecken sind im Massezylinder drehbar gelagert und angetrieben. Plastifizierschnecken können zusätzlich auch axial verschiebbar im Massezylinder angeordnet sein. Die plastifizierte und/oder aufgeschmolzene Masse kann durch die Drehbewegung und/oder die axiale Verschiebung der Plastifizierschnecke, vorzugsweise in eine Verbindungsleitung

oder in einen weiteren Massezylinder, weitergeführt werden.

Ein Einspritzaggregat ist eine Vorrichtung, um eine Formmasse und/oder ein Additiv unter einem bestimmten, vorzugsweise

erhöhten, Druck in ein Formwerkzeug einzuspritzen.

Ein Einspritzaggregat kann gleichzeitig ein Plastifizieraggregat sein. In einem solchen Fall beinhaltet das Plastifizieraggregat bzw. das Einspritzaggregat eine Einspritzschnecke, wobei die Einspritzschnecke drehbar und axial verschiebbar im Massezylinder angeordnet sein kann. Mit anderen Worten kann die Einspritzschnecke eine Schubschnecke sein. Ein Einspritzaggregat mit einer Einspritzschnecke kann sowohl das Plastifizieren und/oder Aufschmelzen als auch das Einspritzen von einer Formmasse und/oder einem Additiv in ein Formgebungswerkzeug

realisieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Formgebungsmaschine

ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Zugabestelle für das

wenigstens eine Additiv, vorzugsweise für Fasern, Pulver

Verbindungsleitung, und/oder

— im zweiten Massezylinder, vorzugsweise in Fließrichtung des Plastifizierstroms im Bereich vor und/oder nach dem Übergang der Verbindungsleitung in den zweiten Massezylinder und/oder in Fließrichtung des Plastifizierstroms im Bereich des Endes des zweiten Massezylinders, und/oder

— in der Verbindungsleitung zwischen den wenigstens zwei Massezylindern, vorzugsweise im Bereich vor dem Übergang der Verbindungsleitung in den zweiten Massezylinder,

angeordnet ist.

Es besteht der Bedarf der dosierten Zugabe von Additiven wie

Fasern oder Pulver.

Für Schüttgüter wie beispielsweise kleine Fasern oder Pulver, die keinen Druckaufbau bewirken, kann eine Zugabestelle bevorzugt anfänglich in Fließrichtung vorgesehen sein, beispielsweise im ersten Massezylinder und/oder in der Verbindungsleitung. Dabei können solche Schüttgüter durch den Fütterungsgrad einer Dosiervorrichtung mit der plastifizierter Schmelze bzw. dem Plastifizierstrom in Kontakt treten. Daraufhin kann der Plastifizierstrom die Additive, also die genannten Schüttgüter, mitnehmen, wobei im Anschluss durch eine oder mehrere Schnecken die Additive homogen in den Plastifizierstrom

eingearbeitet werden können.

Die zu verwendende Zugabestelle und deren Position innerhalb der Formgebungsmaschine ist abhängig von der Menge und der Art der

zuzugebenden Additive. Es kann sinnvoll sein, mehrere

verschiedenen Formgebungsverfahren zu realisieren.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass Langglasfasergranulat (LGF-Granulat) zudosiert wird. Dabei kann die Formmasse als Grundmaterial in einem ersten Massezylinder über einen Massetrichter zugegeben und plastifiziert werden. In den zweiten Massezylinder kann dann das Langglasfasergranulat (LGF-Granulat) über eine Zugabestelle zudosiert werden. Die Schnecke des zweiten Massezylinders kann besonders schonend ausgeführt sein, um das Langglasfasergranulat (LGF-Granulat) möglichst nicht zu beschädigen. Auf diese Weise können deutlich höhere Faserlängen realisiert werden als mit

einer LGF-Schnecke im Single-Stage Prozess.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Formgebungsmaschine ist es vorgesehen, dass ein Formgebungswerkzeug vorgesehen ist, vorzugsweise wobei das Formgebungswerkzeug ein Prägewerkzeug

ist.

Bei der Verwendung eines Prägewerkzeugs als Formgebungswerkzeug in einer Formgebungsmaschine im Zuge eines Spritzprägeverfahrens können die Schädigung von Additiven, insbesondere in Form von Fasern, Granulaten wie beispielsweise Langglasfaser-Granulat (LGF-Granulat), Filamenten, Rovings, Gewebe und/oder Gelege, reduziert werden. Die Reduktion von solchen Additivschädigungen kann im Vergleich mit konventionellen Spritzgießwerkzeugen

signifikant sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Formgebungsmaschine

ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Dosiervorrichtung

eine Zerkleinerungsvorrichtung ist, wobei die

Zerkleinerungsvorrichtung dem wenigstens einen Massetrichter und/oder der wenigstens einen Zugabestelle vorgeschaltet ist, wobei die dem wenigstens einen Massetrichter und/oder der wenigstens einen Zugabestelle vorgeschaltete Zerkleinerungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Formmasse und/oder das wenigstens eine Additiv zu zerkleinern und die wenigstens eine zerkleinerte Formmasse und/oder das wenigstens eine zerkleinerte Additiv dem wenigstens einen Massetrichter und/oder der wenigstens einen Zugabestelle

zuzuführen.

Dadurch, dass die Dosiervorrichtung eine Zerkleinerungsvorrichtung ist, kann das wenigstens eine Additiv im Zuge der kontrollierten Zudosierung auf eine gewünschte

Größer zerkleinert und dem Plastifizierstrom hinzugefügt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Formgebungsmaschine ist es vorgesehen, dass die Zerkleinerungsvorrichtung eine Schneidvorrichtung ist, wobei die Schneidvorrichtung dazu

ausgebildet ist,

— wenigstens ein Additiv, insbesondere Fasern, Filamente, Rovings, Gewebe und/oder Gelege, zu schneiden und/oder

— das wenigstens eine geschnittenen Additiv, insbesondere Fasern, Filamente, Rovings, Gewebe und/oder Gelege, der Zugabestelle dosiert zuzuführen und/oder

— wenigstens eine Dimensionen des wenigstens einen geschnittenen Additivs variabel einstellbar herzustellen, insbesondere Fasern, Filamente, Rovings, Gewebe und/oder

Gelege variabel einstellbar abzulängen, und/oder

— mit einer rotierenden Messerwalze zu schneiden.

Bei der Herstellung von Verbundformteilen aus wenigstens einer Formmasse und wenigstens einem Additiv kann es gewünscht sein,

die Additive vor der Zugabe in den Plastifizierstrom gezielt auf

eine bestimmte Größe hin zu zerkleinern. Da es beispielsweise schwierig ist, Additive wie Fasern mit einer bestimmten Dimension, insbesondere einer individuell gewünschten Länge, zu erwerben, kann eine Zerkleinerungsvorrichtung zur individuellen Auswahl von Additivgrößen, insbesondere Faserlängen, besonders

vorteilhaft bei der Zudosierung sein.

Die Größe der Additive innerhalb eines Verbundformteils, wie beispielsweise die Faserlänge in Faserverbundformteilen, kann einen wesentlichen Einfluss auf Formteileigenschaften wie

Festigkeit, Dichte oder anderen Formteileigenschaften haben.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein mit Glasfasern verstärktes Verbundformteil eine bestimmte Länge an Glasfasern benötigt, um eine bestimmte Festigkeit zu erreichen. Um dies zu bewerkstelligen, können die Glasfasern vor der Zugabe in den Plastifizierstrom geschnitten werden. Um Glasfasern einer bestimmten Länge als Additiv einer Formmasse hinzuzufügen, kann eine Dosiervorrichtung verwendet werden, welche neben der Zudosierung auch eine Zerkleinerung, insbesondere ein Zerschneiden, des Additivs ermöglicht. Hierfür kann beispielsweise ein Schneidwerk für Fasern, Rovings oder dergleichen verwendet werden. Ein solches Schneidwerk kann beispielsweise eine Faser Chopper des Unternehmens Van der Mast

sein.

Die Dosiervorrichtung kann zusätzlich eine Zerkleinerungsvorrichtung aufweisen und/oder gleichzeitig eine

Zerkleinerungsvorrichtung darstellen.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass mit Hilfe eines geeigneten Sensors die Längen der Additive, insbesondere die Faserlängen, nicht nur nach der Düse der

Formgebungsmaschine sondern stattdessen und/oder zusätzlich

innerhalb der Formgebungsmaschine, insbesondere innerhalb des

Formgebungswerkzeugs, gemessen werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Formgebungsmaschine ist es vorgesehen, dass wenigstens eine Entgasungsstelle vorgesehen ist, wobei die Entgasungsstelle — im ersten Massezylinder, vorzugsweise im Bereich vor dem Übergang des ersten Massezylinders in die

Verbindungsleitung, und/oder

angeordnet ist.

Abhängig davon, welche Materialien für den Formgebungsprozess verwendet werden, kann es notwendig sein, die plastifizierte Formmasse und/oder das Additiv zu entgasen. Dabei kann es von Vorteil sein, mehrere Entgasungsstellen und/oder an verschiedenen prozessrelevanten Stellen die Möglichkeit einer

Entgasung bereitzustellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Formgebungsmaschine ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Filter, vorzugsweise

zwischen den wenigstens zwei Massezylindern, vorgesehen ist.

Insbesondere für Recyclinganwendungen kann vorgesehen sein, dass ein Filter vorgesehen ist. Dieser kann sich zwischen der

Plastifizierschnecke und Einspritzschnecke und/oder an einer

anderen Stelle innerhalb der Formgebungsmaschine befinden. Ein Filter kann dabei sowohl kontinuierlich als auch

diskontinuierlich betrieben werden.

Eine Kombination aus Filtern mit Entgasungsstellen und Zugabestellen kann in einer bevorzugten Ausführungsform

besonders für recyceltes PET (rPET) interessant sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Formgebungsmaschine ist es vorgesehen, dass wenigstens eine Trockenvorrichtung und/oder wenigstens ein Kristallisator vorgesehen ist, wobei die Trockenvorrichtung und/oder der Kristallisator dem wenigstens einen Massetrichter und/oder dem wenigstens einen ersten Massezylinder vorgeschaltet ist, wobei die dem wenigstens einen Massetrichter und/oder dem wenigstens einen ersten Massezylinder vorgeschaltete Trockenvorrichtung und/oder der dem wenigstens einen Massetrichter und/oder dem wenigstens einen ersten Massezylinder vorgeschaltete Kristallisator dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Formmasse und/oder das wenigstens eine Additiv zu trocknen und die wenigstens eine getrocknete Formmasse und/oder das wenigstens eine getrocknete Additiv dem wenigstens einen Massetrichter und/oder dem wenigstens einen ersten Massezylinder zuzuführen, vorzugsweise wobei die wenigstens eine Trockenvorrichtung und/oder der wenigstens eine

Kristallisator eine Rührvorrichtung aufweist.

Eine Trockenvorrichtung ist eine Vorrichtung, die dazu

ausgebildet ist, Formmasse und/oder Additive zu trocknen. Ein Kristallisator ist eine Vorrichtung, die dazu ausgebildet

ist, ein Verklumpen von Formmasse und/oder Additiven zu

verhindern oder zumindest zu verringern.

Ein Kristallisator kann Formmasse und/oder Additive trocknen, um geringe Feuchtigkeitswerte zu erreichen, wobei die geringe Feuchtigkeit des Materials zu einer geringeren Degradation

führt.

Abhängig davon, welche Materialien für den Formgebungsprozess verwendet werden, kann es notwendig sein, diese vor der Weiterverarbeitung zu trocknen. Beispielsweise bei der Verwendung von kristallinem PET, amorphen PET und/oder stark verschmutzten PET kann ein Waschschritt und eine darauffolgende

Trocknung notwendig sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Messgerät vorgesehen ist, wobei das wenigstens eine Messgerät die Temperatur, den Druck und/oder die Viskosität des Plastifizierstroms misst, vorzugsweise wobei das wenigstens eine Messgerät zwischen den wenigstens zwei Massezylindern

angeordnet ist.

Besonders bevorzugt kann ein Rheometer vorgesehen sein, um die Qualität des Materials zu bestimmen und Entscheidungen während des Formgebungsverfahren leichter zu treffen. Ein Rheometer kann

dabei Messungen inline und/oder online durchführen.

Weiters wird Schutz begehrt für ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen mit einer erfindungsgemäßen Formgebungsmaschine,

insbesondere einer Spritzgießmaschine. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im

Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1: Schema einer Formgebungsmaschine für einen Single-Stage

Prozess;

Fig. 2 und 3: verschiedene Schemata einer Formgebungsmaschine für einen 2-Stage Prozess;

Fig. 4 und 5: Schemata einer Formgebungsmaschine für einen 2Stage Prozess mit einer Dosiervorrichtung;

Fig. 6 bis 8: Schemata eines Verfahrens zur Compoundierung im Single-Stage Prozess und darauffolgender Formgebung im Single-Stage Prozess;

Fig. 9 bis 16: verschiedene Schemata einer Formgebungsmaschine zur Compoundierung und darauffolgender Formgebung im 2-

Stage Prozess.

Obgleich im Folgenden verschiedene Ausführungsbeispiele angeführt sind, so sollen diese nicht als beschränkend aufgefasst werden. Die dargestellten Komponenten wie beispielsweise Zugabestellen, Prägewerkzeuge, Zerkleinerungsvorrichtungen, Schneidvorrichtungen, Entgasungsstellen, Filter, Trockenvorrichtungen, Kristallisatoren, Messgeräte, Mischschnecken und Stopfschnecken können frei in Anzahl, Position und Ausführungsform innerhalb einer Formgebungsmaschine für einen 2-Stage Prozess kombiniert

werden.

Fig. 1 zeigt ein Schema einer Formgebungsmaschine 1 für einen

Single-Stage Prozess.

Fig. 1 zeigt eine Formgebungsmaschine bestehend aus einem Massezylinder 2 und einem Formgebungswerkzeug 10. Der Massezylinder 2 weist eine Einspritzschnecke 13 und einen

Massetrichter 6 auf.

Die Formmasse 7 kann über den Massetrichter 6 dem Massezylinder

2 zugegeben werden. Die Formmasse 7 wird durch den Einfluss von

Druck und Temperatur plastifiziert sowie homogenisiert und durch

die sich drehende Einspritzschnecke 13 in Richtung des

Formgebungswerkzeugs 10 transportiert.

Im Anschluss an die Plastifizierung und Homogenisierung der Formmasse 7 kann die Formmasse 7 in das Formgebungswerkzeug

eingebracht, vorzugsweise injiziert, werden.

Die Formgebungsmaschine 1 und das dazugehörige Formgebungswerkzeug 10 kann als eine konventionelle Spritzgießmaschine mit Spritzgießwerkzeug ausgebildet sein. Es ist aber auch denkbar, dass eine Spritzprägemaschine mit einem Prägewerkzeug vorgesehen ist, bei dem die Formmasse 7 in das nicht vollständig geschlossene jedoch abgedichtete Prägewerkzeug eingebracht, vorzugsweise injiziert, wird. Ist der Füllvorgang mit der Teilfüllung des Prägewerkzeugs beendet, kann das Prägewerkzeug vollständig geschlossen werden, wobei das vollständige Schließen einem Prägehub entspricht und somit die

abschließende Formgebung darstellt.

Für Fig. 1 sowie für alle weiteren Figuren sind neben den bereits beschriebenen Ausführungsvarianten einer konventionellen Spritzgießmaschine und einer Spritzprägemaschine auch andere

Ausführungsformen denkbar.

Fig. 2 und 3 zeigen verschiedene Schemata einer

Formgebungsmaschine 1 für einen 2-Stage Prozess.

Die Formgebungsmaschine 1 in Fig. 2 weist den ersten Massezylinder 2, den zweiten Massezylinder 13 und das Formgebungswerkzeug 10 auf. Die beiden Massenzylinder 2,3 sind über eine Verbindungsleitung 4 miteinander verbunden. Der erste Massezylinder 2 weist eine Plastifizierschnecke 12 auf. Der

zweite Massezylinder 3 beinhaltet eine Einspritzschnecke 13.

Es kann, wie in Fig. 2 vorgesehen sein, dass der erste Massezylinder 2 ein Plastifizieraggregat mit wenigstens einer Plastifizierschnecke 12 und/oder der zweite Massezylinder 3 ein

Einspritzaggregat mit wenigstens einer Einspritzschnecke 13 ist.

Über den Massetrichter 6 kann eine Formmasse 7 zugegeben werden, die durch die beiden Massenzylinder 2,3 plastifiziert und homogenisiert wird. Dabei wird die Formmasse 7 durch die beiden Schnecken 12,13 vom ersten Massezylinder 2 in Richtung des zweiten Massezylinders 3 und vom zweiten Massezylinder in Richtung des Formgebungswerkzeug 10 befördert. Somit fließt die Formmasse 7 vom Massetrichter 6 in Fließrichtung 5 bis zum

Formgebungswerkzeug 10.

Die Formgebungsmaschine 1 weist zusätzlich eine Öffnung auf, die zum Entgasen der plastifizierten Formmasse dient. Es handelt

sich also um eine Entgasungsstelle 15.

Es handelt sich um eine Formgebungsmaschine 1, insbesondere Spritzgießmaschine, zum Herstellen von Formteilen, insbesondere Verbundformteile aus zumindest einer Formmasse 7 und einem Additiv 9, mit:

— wenigstens einem ersten Massezylinder 2 und einem zweiten Massezylinder 3,

— wenigstens einer Verbindungsleitung 4 zwischen den wenigstens zwei Massezylindern 2,3, wobei die Verbindungsleitung 4 die Fließrichtung 5 des Plastifizierstroms vom ersten Massezylinder 2 zum zweiten

Massezylinder 3 leitet,

— wenigstens einem Massetrichter 6 zur Aufnahme von Formmasse 7, wobei der wenigstens eine Massetrichter 6 mit dem ersten Massezylinder 2 verbunden ist,

— wenigstens einer Zugabestelle 8 für wenigstens ein

Additiv 9 und

Fig. 3 zeigt eine Formgebungsmaschine 1 für einen 2-Stage

Prozess, ähnlich zu der Formgebungsmaschine 1 aus Fig. 2.

Bisher Gesagtes zu Fig. 2 gilt analog für Fig. 3. Für jene Ausführungsbeispiele, die Formgebungsmaschinen für 2-Stage Prozesse darstellen, kann sinngemäß das bisher Gesagte angenommen werden, soweit dieselben Komponenten gezeigt sind. Aus diesem Grunde werden für die folgenden Figuren lediglich

Unterschiede benannt.

In Fig. 3 geht die Verbindungsleitung 4 nicht direkt in den Anfang des Massezylinders 3 über, sondern mündet in Fließrichtung 5 ungefähr nach einem Viertel der Länge des

Massezylinders 3 in diesen.

Mit anderen Worten ist der zweite Massezylinder 3 an der Stelle, an der die Verbindungsleitung 4 in den Massezylinder 3 geführt wird, entgegen der Fließrichtung 5 des Plastifizierstroms verlängert. In dieser Verlängerung des Massezylinders 3 befindet

sich die Entgasungsstelle 15.

Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Positionen an den Massezylindern 2,3, welche einen Übergang zwischen den Massezylindern 2,3 oder zwischen einem Massezylinder und einer Verbindungsleitung 4 darstellen, weder im Speziellen mit Blick auf die hier offenbarten Ausführungsbeispiele noch im Allgemeinen unter Rücksichtnahme von hier nicht offenbarten Ausführungsbeispielen begrenzt sind. Solche Positionen können an

Jeder Stelle der vorhandenen Massezylinder vorgesehen sein.

Fig. 4 und 5 zeigen Schemata einer Formgebungsmaschine 1 für

einen 2-Stage Prozess mit einer Dosiervorrichtung.

Wie in Fig. 4 dargestellt, kann der zweite Massezylinder 3 eine Zugabestelle 8 aufweisen. Diese kann als ein Trichter

ausgebildet sein, ähnlich zum Massetrichter 6.

ES kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Dosiervorrichtung 23 dem wenigstens einen Massetrichter 6 und/oder der wenigstens einen Zugabestelle 8, wie in Fig. 4 dargestellt, vorgeschaltet ist, wobei die wenigstens eine dem wenigstens einen Massetrichter 6 und/oder der wenigstens einen Zugabestelle 8 vorgeschaltete Dosiervorrichtung 23 dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Formmasse 7 und/oder das wenigstens eine Additiv 9, wie in Fig. 4 dargestellt, dem wenigstens einen Massetrichter 6 und/oder der wenigstens einen

Zugabestelle 8 zuzuführen.

Wie in Fig. 4 dargestellt, kann weiters vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Dosiervorrichtung 23 eine Zerkleinerungsvorrichtung 11 ist, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung 11 dem wenigstens einen Massetrichter 6 und/oder der wenigstens einen Zugabestelle 8 vorgeschaltet ist, wobei die dem wenigstens einen Massetrichter 6 und/oder der wenigstens einen Zugabestelle 8 vorgeschaltete Zerkleinerungsvorrichtung 11 dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Formmasse 7 und/oder das wenigstens eine Additiv 9 zu zerkleinern und die wenigstens eine zerkleinerte Formmasse 7 und/oder das wenigstens eine zerkleinerte Additiv 9 dem wenigstens einen Massetrichter 6

und/oder der wenigstens einen Zugabestelle 8 zuzuführen.

Wie in Fig. 4 dargestellt, kann weiters vorgesehen sein, dass die Zerkleinerungsvorrichtung 11 eine Schneidvorrichtung ist, wobei die Schneidvorrichtung dazu ausgebildet ist,

— wenigstens ein Additiv 9, insbesondere Fasern, Filamente,

Rovings, Gewebe und/oder Gelege, zu schneiden und/oder

— das wenigstens eine geschnittenen Additiv 9, insbesondere Fasern, Filamente, Rovings, Gewebe und/oder Gelege, der

Zugabestelle 8 dosiert zuzuführen und/oder

— wenigstens eine Dimensionen des wenigstens einen geschnittenen Additivs 9 variabel einstellbar herzustellen, insbesondere Fasern, Filamente, Rovings, Gewebe und/oder Gelege variabel einstellbar abzulängen, und/oder

mit einer rotierenden Messerwalze 14 zu schneiden.

Das Additiv kann über Umwälzrollen 19 in Richtung eine Messerwalze 14 bewegt werden. Wenn die Messerwalze 14 das Additiv 9 zerkleinert, vorzugsweise zerschneidet, kann das zerkleinerte Additiv 9 stückweise in die Zugabestelle 8 dosiert werden. Wie in Fig. 4 angedeutet, fallen die Stücke des zerkleinerten Additivs 9 in den Trichter der Zugabestelle 8. Die Dosierung kann dabei durch die Fördergeschwindigkeit der Umwälzrollen 19 in Kombination mit der Messerwalze 14 und/oder durch den Schneidvorgang, insbesondere die Schnittgröße der zerkleinerten Additivstücke 9, gesteuert werden. Ein Taktung und/oder Synchronisation der zudosierten Menge an Additiv 9 mit der durch die Massezylinder 2,3 geförderten Menge an

plastifizierter Formmasse 7 ist ebenfalls denkbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein Formgebungswerkzeug 10 vorgesehen ist, vorzugsweise wobei

das Formgebungswerkzeug 10 ein Prägewerkzeug ist.

Die Formgebungsmaschine 1 in Fig. 5 ist Jener in Fig. 4 sehr ähnlich, wobei in Fig. 5 die Dosiervorrichtung 23 eine

Stopfschnecke 25 ist.

Wie in Fig. 5 dargestellt, kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Dosiervorrichtung 23 eine Stopfschnecke 25 ist,

wobei die Stopfschnecke 25 dem wenigstens einen Massetrichter 6

und/oder der wenigstens einen Zugabestelle 8 vorgeschaltet ist, wobei die dem wenigstens einen Massetrichter 6 und/oder der wenigstens einen Zugabestelle 8 vorgeschaltete Stopfschnecke 25 dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Formmasse 7 und/oder das wenigstens eine Additiv 9 vorextrudiert und die wenigstens eine vorextrudierte Formmasse 7 und/oder das wenigstens eine vorextrudierte Additiv 9 dem wenigstens einen Massetrichter 6

und/oder der wenigstens einen Zugabestelle 8 zuzuführen.

Unter einer Stopfschnecke 25 wird hier ein Nebenaggregat verstanden, welches beispielsweise in Form eines Extruders Formmasse 7 und/oder ein Additiv 9 einem der Massezylinder im 2Stage Prozess zuführen kann. Dies kann einerseits der Zudosierung dienen und/oder andererseits einen Materialaustrag aus einer Öffnung, die beispielsweise zur Belüftung oder

Entgasung angedacht sind, zu verhindern.

Fig. 6 bis 8 zeigen Schemata eines Verfahrens zur Compoundierung im Single-Stage Prozess und darauffolgender Formgebung im

Single-Stage Prozess.

Fig. 6 zeigt einen Doppelschneckenextruder. Ein Extruder zum Plastifizieren und Homogenisieren einer Formmasse 7/7, eventuell mit einem Additiv 9, kann auch nur eine Schnecke, wie in Fig. 7

dargestellt, oder auch mehr als zwei Schnecken aufweisen.

Die Formmasse 7 kann über den Massetrichter 6 an einem Ende des Doppelschneckenextruders 20 zugegeben werden. Die Formmasse 7 kann in weiterer Folge bis zum anderen Endes des Doppelschneckenextruders 20 extrudiert werden. Wie in Fig. 6 dargestellt, kann ungefähr in der Mitte des Doppelschneckenextruder 20 das Additiv 9 über die Zugabestelle 8

zugegeben werden.

Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Positionen der beschriebenen Komponenten wie Dosiervorrichtungen, Zugabestellen, Prägewerkzeuge, Zerkleinerungsvorrichtungen, Schneidvorrichtungen, Entgasungsstellen, Filter, Trockenvorrichtungen, Kristallisatoren, Messgeräte, Mischschnecken und Stopfschnecken weder im Speziellen mit Blick auf die hier offenbarten Ausführungsbeispiele noch im Allgemeinen unter Rücksichtnahme von hier nicht offenbarten Ausführungsbeispielen begrenzt sind. Die Positionen der beschriebenen Komponenten können an jeder Stelle der vorhandenen Massezylinder und/oder an jeder Stelle der vorhandenen Verbindungsleitungen und/oder in jedem der vorhandenen Massezylinder und/oder in jeder der vorhandenen

Verbindungsleitungen vorgesehen sein.

Im Zuge des Extrudierens kann der Plastifizierstrom bis zur Zerkleinerungsvorrichtung 11 weiterbefördert werden. Durch die Zerkleinerungsvorrichtung 11 kann eine geschnittene Formmasse 22 aus der plastifizierten Formmasse 7 und dem Additiv 9 hergestellt werden, welche in einem Behälter 21 aufgefangen

werden kann.

Fig. 7 zeigt einen anderen Extruder 20 mit einem Massezylinder und im Gegensatz zu Fig. 6 mit nur einer einzelnen Schnecke zum

Plastifizieren der Formmasse 7 und des Additivs 9.

Wie in Fig. 7 dargestellt, können die Formmasse 7 und das Additiv 9 über den Massetrichter 6 dem Extruder 20 zugegeben

werden.

Bevor der Plastifizierstrom, wie in Fig. 6, über eine Zerkleinerungsvorrichtung 11 weiterverarbeitet wird, kann der Plastifizierstrom den Filter 16 durchfließen, um Verunreinigen

aus der plastifizierten Schmelze abzutrennen.

Fig. 8 zeigt eine Formgebungsmaschine 1, vergleichbar mit Jener in Fig. 1, bestehend aus einem einzelnen Massezylinder 2 und

einem Formgebungswerkzeug 10.

Die zerkleinerte Formmasse 22, welche durch einen Extruder 20 aus den Fig. 6 und/oder 6 erhalten werden kann, kann, wie in

Fig. 8 dargestellt, der Formgebungsmaschine 1 zugeführt werden.

Ein Verfahren zur Compoundierung im Single-Stage Prozess und zur darauffolgenden Formgebung im Single-Stage Prozess hat den Nachteil, dass das Material stark beansprucht wird. Einerseits ist hier ein Zerkleinerungsvorgang zur Bereitstellung der Formmasse 22, welche aus der anfänglichen Formmasse 7 und dem Additiv 9 besteht, und ein anschließender Transport zur Formgebungsmaschine 1 notwendig. Andererseits muss die Formmasse 7,22 sowie das Additiv 9 zweimal aufgewärmt und abgekühlt werden, wobei mehrmaliges Aufwärmen, Plastifizieren und Abkühlen

einen negativen Effekt auf die Materialeigenschaften haben kann.

Daher ist eine effiziente und schonende Compoundierung von Vorteil, bei der Verfahrensschritte gespart und Materialien weniger beansprucht werden. Dies kann durch Verfahren im 2-Stage Prozess erreicht werden, indem die Compoundierung und die Formgebung mit einer Maschine bewerkstelligt werden. Hierfür geeignete Maschinen sind in den Fig. 9 bis 16 schematisch

dargestellt. Fig. 9 bis 16 zeigen verschiedene Schemata einer

Formgebungsmaschine 1 zur Compoundierung und darauffolgender

Formgebung im 2-Stage Prozess.

Bisher Gesagtes zu Fig. 2 bis 4 gilt analog Fig. 9 bis 16. Aus diesem Grunde werden für die folgenden Figuren lediglich

Unterschiede benannt.

Die Fig. 9 bis 16 unterscheiden sich unter anderem durch die Positionen der Zugabestellen 8, an denen ein oder mehrere Additive 9 der Formmasse 7 zugegeben werden, und/oder durch die Positionen und/oder die Anzahl der Entgasungsstellen 15, an denen die Formmasse 7, eventuell mit einem Additiv 9, entgast

werden kann.

Dabei ist zu beachten, dass bei bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen sein kann, dass die wenigstens eine Zugabestelle 8 für das wenigstens eine Additiv 9, vorzugsweise für Fasern, Pulver und/oder Granulat, besonders bevorzugt für LangglasfaserGranulat (LGF-Granulat), vorgesehen ist, wobei die

Zugabestelle 8

— im ersten Massezylinder 2, vorzugsweise im Bereich vor dem Übergang des ersten Massezylinders 2 in die Verbindungsleitung 4, und/oder

— im zweiten Massezylinder 3, vorzugsweise in Fließrichtung 5 des Plastifizierstroms im Bereich vor und/oder nach dem Übergang der Verbindungsleitung 4 in den zweiten Massezylinder 3 und/oder in Fließrichtung 5 des Plastifizierstroms im Bereich des Endes des zweiten

Massezylinders 3, und/oder

— in der Verbindungsleitung 4 zwischen den wenigstens zwei Massezylindern 2,3, vorzugsweise im Bereich vor dem Übergang der Verbindungsleitung 4 in den zweiten Massezylinder 3,

angeordnet ist.

Dabei ist zu beachten, dass bei bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen sein kann, dass wenigstens eine Entgasungsstelle 15 vorgesehen ist, wobei die Entgasungsstelle 15 — im ersten Massezylinder 2, vorzugsweise im Bereich vor dem Übergang des ersten Massezylinders 2 in die

Verbindungsleitung 4, und/oder

— im zweiten Massezylinder 3, vorzugsweise in Fließrichtung 5 des Plastifizierstroms im Bereich vor und/oder nach dem Übergang der Verbindungsleitung 4 in den zweiten Massezylinder 3 und/oder in Fließrichtung 5 des Plastifizierstroms im Bereich des Endes des zweiten Massezylinders 3, und/oder

angeordnet ist.

Es ist zu beachten, dass die Anzahl sowie die Ausführungsformen der Massetrichter, Zugabestellen und/oder Entgasungsstellen in Fig. 9 bis 16 nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele

beschränkt sind.

Die Dosiervorrichtungen 23 in den Fig. 9 bis 16 können als Extruder ausgeführt sein. Sie können aber auch jede andere Form aufweisen, abhängig von der Art und Menge des gewünschten

Additivs 9. Die Dosiervorrichtungen 23 in den Fig. 9 bis 16 können

vergleichbar mit dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 eine

Zerkleinerungsvorrichtung 11 aufweisen.

Wie in den Fig. 11, 12 und 14 bis 16 dargestellt, kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Filter 16, vorzugsweise

zwischen den wenigstens zwei Massezylindern 2,3, vorgesehen ist.

Wie in den Fig. 14 bis 16 dargestellt, kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Messgerät 18 vorgesehen ist, wobei das wenigstens eine Messgerät 18 die Temperatur, den Druck und/oder die Viskosität des Plastifizierstroms misst, vorzugsweise wobei das wenigstens eine Messgerät 18 zwischen den wenigstens zwei

Massezylindern 2,3 angeordnet ist.

Wie in den Fig. 13 und 14 dargestellt, kann vorgesehen sein, dass im zweiten Massezylinder 3 eine Mischschnecke 26 vorgesehen ist. Die Mischschnecke 26 kann die Funktionen einer Plastifizierschnecke 12 und/oder einer Einspritzschnecke 13

erfüllen.

Die Mischschnecke 26 weist eine Mischzone 24 auf. Die Mischschnecke 26 und/oder die Mischzone 24 kann unterschiedlich ausgeführt sein, beispielsweise als Scherteil, Maddock, Scher-

Mischteil oder Zahnscheibenmischteil.

Eine Mischzone ist jener Bereich der Schnecke, in dem spezielle Mischelemente auf der Schnecke vorgesehen sind, wodurch sich die Mischleistung erhöht. Dies ist besonders bei homogenen Einmischungen von Zusatzstoffen wichtig. Es kann entlang einer

Schnecke mehr als eine Mischzone geben.

Wie in Fig. 16 dargestellt, kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Trockenvorrichtung 17 und/oder wenigstens ein Kristallisator 17 vorgesehen ist, wobei die Trockenvorrichtung 17 und/oder der Kristallisator 17 dem wenigstens einen Massetrichter 6 und/oder dem wenigstens einen ersten

Massezylinder 2 vorgeschaltet ist, wobei die dem wenigstens

einen Massetrichter 6 und/oder dem wenigstens einen ersten Massezylinder 2 vorgeschaltete Trockenvorrichtung 17 und/oder der dem wenigstens einen Massetrichter und/oder dem wenigstens einen ersten Massezylinder vorgeschaltete Kristallisator 17 dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Formmasse 7 und/oder das wenigstens eine Additiv 9 zu trocknen und die wenigstens eine getrocknete Formmasse 7 und/oder das wenigstens eine getrocknete Additiv 9 dem wenigstens einen Massetrichter 6 und/oder dem wenigstens einen ersten Massezylinder 2 zuzuführen, vorzugsweise wobei die wenigstens eine Trockenvorrichtung 17 und/oder der

wenigstens eine Kristallisator 17 eine Rührvorrichtung aufweist.

Eine Trockenvorrichtung 17 und/oder ein Kristallisator 17, vorzugsweise mit Rührvorrichtung, ist besonders dann von Vorteil, wenn die Formmasse 7 vor dem Plastifizieren gewaschen

und/oder getrocknet werden soll.

Wenn beispielsweise ein Recyclat als Formmasse 7 verwendet werden soll, wird dieses Recyclat vor dem Plastifizieren in der Regel sortenrein bereitgestellt und vor der Wiederverarbeitung gewaschen. Im Anschluss kann das saubere Recyclat in eine Trockenvorrichtung 17 und/oder einen Kristallisator 17 gegeben werden. Durch die Trockenvorrichtung 17 und/oder den Kristallisator 17 wird das Recyclat getrocknet und kann, wie in Fig. 16 dargestellt, in weiterer Folge direkt dem ersten

Massezylinder 2 zugeführt werden.

Ein Recyclat ist ein Material, das wiederverwendet wird. Beispielsweise werden Formteile aus frisch hergestelltem PET (Polyethylenterephthalat) gefertigt. Es ist heute ebenfalls bekannt, rezykliertes PET (rPET) mit frischem PET für die Fertigung von Formteilen zu mischen, um Materialkosten einzusparen und nachhaltiger zu produzieren. Die grundlegende

Formmasse 7 kann dabei ausschließlich frisches PET,

ausschließlich rezykliertes PET oder eine Mischung aus frischem PET und rPET sein. Das Additiv kann dabei frisches PET, rezykliertes PET, eine Mischung aus frischem PET und rPET

und/oder ein anderes Additiv sein.

Bezugszeichenliste:

1 Formgebungsmaschine

2 erster Massezylinder

3 zweiter Massezylinder

4 Verbindungsleitung

5 Fließrichtung des Plastifizierstroms 6 Massetrichter

7 Formmasse

8 Zugabestelle

9 Additiv

10 Formgebungswerkzeug 11 Zerkleinerungsvorrichtung 12 Plastifizierschnecke

13 Einspritzschnecke

14 Messerwalze

15 Entgasungsstelle

16 Filter

17 Trockenvorrichtung und/oder Kristallisator 18 Messgerät

19 Umwälzrolle

20 Doppelschneckenextruder

21 Auffangbehälter

22 Verbundwerkstoff aus Formmasse und Additiv 23 Dosiervorrichtung

24 Mischzone

25 Stopfschnecke

26 Mischschnecke

Innsbruck, 30. Jänner 2023

Claims

93580 37 1

Patentansprüche

Formgebungsmaschine (1), insbesondere Spritzgießmaschine, zum Herstellen von Formteilen, insbesondere Verbundformteile aus

zumindest einer Formmasse (7) und einem Additiv (9), mit:

— wenigstens einem ersten Massezylinder (2) und einem

zweiten Massezylinder (3),

— wenigstens einer Verbindungsleitung (4) zwischen den wenigstens zwei Massezylindern, wobei die Verbindungsleitung (4) die Fließrichtung (5) des Plastifizierstroms vom ersten Massezylinder (2) zum

zweiten Massezylinder (3) leitet,

— wenigstens einem Massetrichter (6) zur Aufnahme von wenigstens einer Formmasse (7) und/oder wenigstens einem Additiv, wobei der wenigstens eine Massetrichter (6) mit

dem ersten Massezylinder (2) verbunden ist, und

— wenigstens einer Zugabestelle (8) zur Aufnahme von wenigstens einer Formmasse und/oder wenigstens einem Additiv (9),

dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Dosiervorrichtung dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder der wenigstens einen Zugabestelle (8) vorgeschaltet ist, wobei die wenigstens eine dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder der wenigstens einen

Zugabestelle (8) vorgeschaltete Dosiervorrichtung dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Formmasse (7) und/oder das wenigstens eine Additiv (9) dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder der wenigstens einen

Zugabestelle (8) zuzuführen.

Formgebungsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Massezylinder (2) ein Plastifizieraggregat mit wenigstens einer

Plastifizierschnecke (12) und/oder der zweite

Massezylinder (3) ein Einspritzaggregat mit wenigstens einer

Einspritzschnecke (13) ist.

Formgebungsmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zugabestelle (8) für das wenigstens eine Additiv (9), vorzugsweise für Fasern, Pulver und/oder Granulat, besonders bevorzugt für Langglasfaser-Granulat (LGF-Granulat), vorgesehen ist, wobei die Zugabestelle (8)

— im ersten Massezylinder (2), vorzugsweise im Bereich vor

dem Übergang des ersten Massezylinders (2) in die

Verbindungsleitung (4), und/oder

— im zweiten Massezylinder (3), vorzugsweise in Fließrichtung (5) des Plastifizierstroms im Bereich vor und/oder nach dem Übergang der Verbindungsleitung (4) in den zweiten Massezylinder (3) und/oder in Fließrichtung (5) des Plastifizierstroms im Bereich des Endes des zweiten Massezylinders (3), und/oder

— in der Verbindungsleitung (4) zwischen den wenigstens zwei Massezylindern, vorzugsweise im Bereich vor dem Übergang der Verbindungsleitung (4) in den zweiten Massezylinder (3),

angeordnet ist.

Formgebungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formgebungswerkzeug (10) vorgesehen ist, vorzugsweise wobei das

Formgebungswerkzeug (10) ein Prägewerkzeug ist.

Formgebungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dosiervorrichtung eine Zerkleinerungsvorrichtung (11) ist, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung (11) dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder der wenigstens einen

Zugabestelle (8) vorgeschaltet ist, wobei die dem wenigstens

einen Massetrichter (6) und/oder der wenigstens einen

Zugabestelle (8) vorgeschaltete

Zerkleinerungsvorrichtung (11) dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Formmasse (7) und/oder das wenigstens eine Additiv (9) zu zerkleinern und die wenigstens eine zerkleinerte Formmasse (7) und/oder das wenigstens eine zerkleinerte Additiv (9) dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder der wenigstens einen

Zugabestelle (8) zuzuführen.

Formgebungsmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung (11) eine Schneidvorrichtung ist, wobei die Schneidvorrichtung dazu ausgebildet ist, — wenigstens ein Additiv (9), insbesondere Fasern, Filamente, Rovings, Gewebe und/oder Gelege, zu schneiden

und/oder

— das wenigstens eine geschnittenen Additiv (9), insbesondere Fasern, Filamente, Rovings, Gewebe und/oder Gelege, der Zugabestelle (8) dosiert zuzuführen und/oder

— wenigstens eine Dimensionen des wenigstens einen geschnittenen Additivs (9) variabel einstellbar herzustellen, insbesondere Fasern, Filamente, Rovings, Gewebe und/oder Gelege variabel einstellbar abzulängen,

und/oder

— mit einer rotierenden Messerwalze (14) zu schneiden.

Formgebungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Entgasungsstelle (15) vorgesehen ist, wobei die Entgasungsstelle (15) — im ersten Massezylinder (2), vorzugsweise im Bereich vor dem Übergang des ersten Massezylinders (2) in die

Verbindungsleitung (4), und/oder

— im zweiten Massezylinder (3), vorzugsweise in

Fließrichtung (5) des Plastifizierstroms im Bereich vor

und/oder nach dem Übergang der Verbindungsleitung (4) in den zweiten Massezylinder (3) und/oder in Fließrichtung (5) des Plastifizierstroms im Bereich des

Endes des zweiten Massezylinders (3), und/oder

— in der Verbindungsleitung (4) zwischen den wenigstens zwei Massezylindern, vorzugsweise im Bereich vor dem Übergang der Verbindungsleitung (4) in den zweiten Massezylinder (3),

angeordnet ist.

Formgebungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Filter (16), vorzugsweise zwischen den wenigstens zwei Massezylindern,

vorgesehen ist.

Formgebungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Trockenvorrichtung (17) und/oder wenigstens ein Kristallisator (17) vorgesehen ist, wobei die Trockenvorrichtung (17) und/oder der

Kristallisator (17) dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder dem wenigstens einen ersten Massezylinder (2) vorgeschaltet ist, wobei die dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder dem wenigstens einen ersten Massezylinder (2) vorgeschaltete Trockenvorrichtung (17) und/oder der dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder dem wenigstens einen ersten Massezylinder (2) vorgeschaltete Kristallisator (17) dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Formmasse (7) und/oder das wenigstens eine Additiv (9) zu trocknen und die wenigstens eine getrocknete Formmasse (7) und/oder das wenigstens eine getrocknete Additiv (9) dem wenigstens einen Massetrichter (6) und/oder dem wenigstens einen ersten Massezylinder (2) zuzuführen, vorzugsweise wobei die wenigstens eine Trockenvorrichtung (17) und/oder der wenigstens eine Kristallisator (17) eine Rührvorrichtung

aufweist.

10. Verfahren zur Herstellung von Formteilen mit einer Formgebungsmaschine (1), insbesondere einer

Spritzgießmaschine, nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

Innsbruck, am 30. Jänner 2023