DE1629722A1 - Kunststoffverarbeitungsmaschine - Google Patents

Description

Zusatz zum Patent . . .0 . <, (Patentanmeldung B 90 949

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kunststoffverarbeitung smas chine mit einer Plastifizierungseinrichtung, welche von in einem Gehäuse im Abstand voneinander angeordneten, relativ zueinander umlaufenden Körpern, nämlich einem Mahlblock mit einer eine geneigte Fläche aufweisenden

Auflagefläche und einem Läuferkopf mit einer geneigten, der Auflagefläche zugewandten, im Abstand von ihr angeordneten geneigten Fläche, gebildet wird, und einem Kolben, einer Schnecke oder dergleichen zum Einführen des zu verarbeitenden Materials in die Plastifizierungseinrichtung und Hindurchpressen durch dieselbe gemäß dem deutschen Patent . <,.„ ... (Patentanmeldung B 90 949 ^

Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Ausführungsform der Vorrichtung der Hauptanmeldung darj diese

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Verbesserung besteht darin, daß die Plastifizierungszone in ihrem Eingangsende von relativ großem radialem Umfang ist, so daß die Kunststoffgranulate schnell in die Zone eintreten können. Der radiale Umfang der Plastifizierungszone nimmt zum Austrittsende hin ab, so daß die Granulate einer erheblichen Reibungsarbeit unterworfen werden. Der Durchgang, der vom Austrittsende der Plastifizierungszone wegführt, weist einen erweiterten Querschnitt auf, so daß die Fließgesehwindigkeit des Materials in axialer Sichtung in den Durchgang vermindert wird, um die Temperaturunterschiede innerhalb des Materials auszugleichen. Darüberhinaus ist auf dem Schaft des Lauferkopfes eine Schnecke gebildet, die sich von der Austrittsöffnung der Plastifizierungszone weg erstreckt, so daß eine kleine Menge des plastischen Materials entlang des Schaftes bewegt wird, um diesen zu schmieren und mit Bezug auf das umgebende Gehäuse abzudichten.

Eine besondere Ausführungsform der Plastifizierungsvorrichtung gibt die beigefügte Zeichnung schematisch wieder} sie stellt einen durch die Mitte gehenden Querschnitt der Plastifizierungsvorrichtung dar.

Die Plastifizierungsvorrichtung 12c ist im allgemeinen gleich der in der Hauptanmeldung beschriebenen. Sie weist ein Gehäuse 24o mit einer zentralen Öffnung 32c auf, in welcher hintereinander und koaxial ein Vorschubblock 36c, ein Mahlblock 66c und ein Transferblock 51c angeordnet sind|

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die Blöcke weisen koaxiale Öffnungen auf. Ferner ist eine Torrichtung, zum Einführen des Materials, z. B. ein im Vorsehubblock 36c angeordneter, axial in ihm hin- und herbewegbarer Kolben 41 Torgesehen, um das zu plastifizierende Material von einer (nicht gezeigten) Eintrittsöffnung (in der Zeichnung in Linksrichtung) zum Mahlblock 66c zu •befördern. Ein Mahlsehaft 56c ragt in die zentrale Öffnung 53c in den" Transferblock 51c und wird durch irgendeine übliche, hier nicht gezeigte, Antriebsvorrichtung gedreht. Der Schaft 56c ist bei 61c gegenüber einer Austrittsöffnung 74c, die durch den Transferblock 51c und das Gehäuse 24c

oder Lauferkopf führt, mit einer Hut versehen. Ein Mahlkopf/57c mit einer konischen Mahlfläche 58c ist koaxial mit dem rechten Ende des Mahlschaftes 56c fest verbunden und ragt in eine abgesetzte Auflagefläche 71c des Mahlblockes 66c. In der besonderen gezeigten Ausführungsform ist in dem Mahlblock 66c ein Kühlmitteldurchgang 67c vorgesehen. Auch der Mahlkopf 57c ist mit einer Kühlkammer 62c versehen, welche durch geeignete achsparallele Leitungen 213 und 214 im Schaft 56c gefüllt und entleert wird.

Die nach rechts gerichtete, weitgehend konische Auflagefläche 71c im Mahlblock 66c wird von zwei koaxialen kegelstumpf förmi gen !lachen 201 und 202 gebildet. Die flächen

in 201 und 202 divergieren in Richtung vom Kolben 41 weg Oder Zeichnung nach links) und haben unter Bildung eines Grates in der Auflagefläche 71c zusammenfallende Enden. So schließt das Ende mit dem großen Durchmesser der Fläche

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an das Ende mit dem kleinen Durchmesser der Fläche 201 an. Die Fläche 202 am weiten Ende der Auflagefläche 71 bildet einen größeren Winkel mit der Achse des Mahrblockes 66Td als die Fläche 201 am schmalen Ende der Auflagefläche 71c. In der besonderen gezeigten Ausführungsform liegt die Fläche 201 in einem Winkel von 35 ° zur Achse der Auflagefläche 71c und die Fläche 202 in einem Winkel von 30 ° zu dieser Achse„ Das rechte Ende der Fläche 202 ist durch die zentrale Öffnung 69c mit der zentralen öffnung des Vorschublockes36c verbunden, so daß der Zuführkolben 41c in Linksrichtung in enge Annäherung an den Mahlkopf 57c geführt werden kann.

Die konische Mahlfläche 58c auf dem Mahlkopf 57c entspricht in ihrer Neigung der Auflagefläche 201 mit der großen Achse. So divergieren die Flächen 202 und 58c nach rechts (auf der Zeichnung oder radial nach innen, hier mit einem Winkel von 5 °). Der ringförmige Durchgang 72c zwischen dem Mahlkopf 57c und der Auflagefläche 71 hat an seinem rechten Ende die größte Durchgangsbreite und wird zum Grat 203 hin enger ο Der ringförmige Durchgang 72c setzt sich dann durch die Länge der Oberfläche 20 mit einer konstanten kleineren Durchgangsbreite fort. Normalerweise ist die abgerundete Nase 60c des Mahlkopfes rechts zwischen die Auflagefläche 71 gerichtet.

So werden plastifizierbare Granulate, nicht gezeigt, in Linksrichtung gegen den Mahlkopf 57c durch den Kolben 41 und nach Passieren der Nase des Mahlkopfes 57c in das er-

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weiterte reckte Ende der Mahlzone 72c gepreßt. Das reckte -Ende der Zone 72c ist vorzugsweise weiter als die größten der zu mahlenden G-ranulate, so daß diese leicht in die Zone 72c eintreten können. Wenn die G-ranulate nach links durch den sich verengenden Teil der Zone 72c gepreßt werden, werden sie schließlich gegen die relativ zueinander umlaufenden Flächen 202 und 58c gepreßt, wodurch sie einer starken Reibungskraft unterworfen werden. Die größeren Granulate werden in ihrer Größe vermindert und erweicht, wenn sie weiter nach links entlang der Oberfläche 202 ä

vorrücken. Der engere Teil der Zone 72c ist so dimensioniert, daß selbst die kleinsten Granulate der Reibungskraft ausgesetzt werden. Die G-ranulate werden erwacht und in ihrer Größe ausreichend reduziert, wenn sie nach links entlang der Oberfläche 202 gepreßt werden, daß sie in den linken Teil der Zone 72c gegenüber der Fläche 201 zur weiteren Plastifizierung eingepreßt werden können. Das Material Vitra, durchgehender plastisch und stärker bearbeitet, als beim Durchgang durch das linke Ende der Zone 72c infolge der höheren Umlaufgeschwindigkeit des Mahlkopfes 57c an seinem größten Durchmesser. Die unterschiedlich geneigte Wand der Auflagefläche 71 ist besonders zweckmäßig, indem sie relativ großen Granulaten ermöglicht, in die Plastifizierungszone 72c ohne Schwierigkeiten einzutreten, und den letzten Teil der Zone eng genug hält, um optimale Reibungskraft auf das Material auszuüben.

Der Mahlkopf 57c umfaßt einen sein linkes Ende bildenden,

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mit Einkerbungen versehenen Abschnitt 204 kleineren Durchmessers, der in eine zentrale Ausnehmung im rechten Ende des Schaftes 56c eingeschraubt ist. Der Durchmesser des Schaftes 56c ist vermindert, um eine lange zylindrische Zone 206 zu begrenzen, die sich von einem Punkt nahe des Mahlkopfes 57c nach links zu der Ausnehmung 61c mit vermindertem Durchmesser erstreckt. In der gezeigten besonderen Ausführungsform ist der innere Durchmesser der zentralen Öffnung 53c 101,60 mm, der äußere Durchmesser des Mahl-™ kopfes 95,25 mm, der äußere Durchmesser der zylindrischen Zone 206 92,075 mm und der äußere Durchmesser der Ausnehmung 61c, 88,90 mm.

Das Material bewegt sich nach links durch die Mahlzone 72c fort in eine Zone 207, die zum Teil begrenzt ist durch den Umfang des Mahlkopfes 57c und den Schaft 56 rechts vom zylindrischen Teil 206 mit vermindertem Durchmesser des Mahlschaftes. Die Geschwindigkeit des axialen Flusses des plastischen Materials wird hier infolge des zunehmenden Abstandes zwischen demMahlkopf 57c und dem Transferblock 51c in der Zone 207 herabgesetzt. Die hohe Umlaufgeschwindigkeit des Mahlkopfes führt jedoch noch zu einem gewissen Vermischen und Bearbeiten des Materials. Infolge des langsameren lließens ist jedoch zur Wärmeübertragung zwischen den stärker erhitzten und den weniger stark erhitzten Teilen der plastischen Masse eine längere Zeit gegeben, so daß die verhältsnismäßig niedrige Wärmeübertragungsgeschwindigkeit

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innerhalb des plastischen Materials ausgeglichen wird, was dazu führt, daß die ganze Masse durchgehend gleiche Temperatur annimmt_o

Die Masse wird dann weiter nach links durch den zylin-drischen Teil 206 kleineren Durchmessers bewegt. Der größere

Abstand des Mahlschaftumfanges und der Wand der Öffnung 53c verlangsamt noch den 3?luß des plastischen Materials, Was weiteres Mischen, Ansteigen der Homogenität der Masse und Temperaturausgleich zur Folge hat. Nachdem sich so die f

Masse durch die relativ lange und "breite Zone, die durch den zylindrischen Teil 206 gebildet wird, bewegt hat, ist sie auf eine Temperatur erhitzt, welche im wesentlichen durch die Ganze Masse hindurch gleich ist. Das Material tritt in die Ausnehmung 61c ein und wird dann durch die Auslaßöffnung 74c radial aus dem Gehäuse gedrückt«.

Der Schaft 56c links von der Ausnehmung 61c ist mit einem Schneckengewinde 211 flachen rechteckigen Querschnittes g

versehen. Der Gang des Gewindes und die Drehrichtung des Schaftes 56c sind so aufeinander eingestellt, daß das

Menge Gewinde 211 dazu neigt, eine geringe/plastischen Materials nach links zu befördern, um dadurch die Schmierung des Motors und die Abdichtung des linken Endes der Ausnehmung 61c zu unterstützen. In der besonderen gezeigten Ausführungsform ist das Gewinde rechtsgängig, und die bevorzugte Drehrichtung des Mahlkopfes im Uhrzeigersinn, vom linken Ende desselben aus gesehen. Eine Abfallauslaßöffnung 212 erstreckt

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sich, von der zentralen Öffnung 53c durch die Wand des Transferblockes 51c und des Gehäuses 24c radial nach außen und befindet sich links entlang des Schaftes 56c im Abstand von der Ausnehmung 61c. Der Abfallauslaß gestattet das Entweichen des .Materials, das, wie oben erwähnt, nach links bewegt worden ist.

Wenn die erfindungsgemäße Plastifizierungseinriehtung anstatt in einer Spritzgußvorrichtung in einer Strangpresse eingesetzt wird, kann der Einführkolben 41 c durch eine kontinuierlich arbeitende Schnecke ersetzt werden. Die Schnecke für diesen Zweck ist ein etwas weniger wirksames Druckerzeugungsmittel als ein Kolben, reicht aber für das Strangpressen meistens aus. Wo eine Schnecke nicht genügend Druck erzeugt, das Material durch die Plastifizierungszone zu pressen, kann der Kolben 41c durch eine Vielzahl von aufeinanderwirkenden Kolben ersetzt werden (wie in der TJSA-Patentschrift 3 245 116 gezeigt), um kontinuierliches Eintreten von Material unter Druck in die Plastifizierungs- W zone zu sichern.

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Claims (4)

1. PATENTANWÄLTE

   dr.ing. H-NEGENDAIiK · dipl.-ing. H. HATJCK · dipl-phys

   HAMBURG-MÜNCHEN

   i.W.SCHMITZ

   ZUSTELLUNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEUER WAL·!. 11

   TEI.. 36 74 28 TTND :ΐβ 41 lö

   TKlEGH. NEGBDAPATENT HAMBURG

   BORG-WABNER COEPORATION _münchen _m · mozartstr. ₃₃ 200 South Michigan Avenue
   CHICAGO, Illinois 60604 (USA)

   Hamburg, den 5. Dezember 1967

   P atentan spr üche - ™

   17^s) KunststoffVerarbeitungsmaschine mit einer Plastifizierungseinrichtung, welche von in einem Gehäuse im Abstand voneinander angeordneten, relativ zueinander umlaufenden Körpern, nämlich einem Mahlblock mit einer eine geneigte Fläche aufweisenden Auflagefläche und einem Läuferkopf mit einer geneigten, der Auflagefläche zugewandten, im Abstand von ihr angeordneten geneigten Fläche gebildet wird, und einen Kolben, einer Schnecke oder dergleichen I zum Einführen des zu verarbeitenden Materials in die Plastifizierungseinrichtung und Hindurchpressen durch

   dieselbe gemäß dem Patent _o (Patentanmeldung

   B 90 949 2/59a⁴'), dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (71c) von zwei kegelstumpfförmigen Flächenteilen (201 und 202) gebildet wird, welche unter verschiedenen Y/inkeln axial geneigt sind, daß die andere geneigte Fläche (58c) der Neigung des Flächenteiles (201) mit der größeren Neigung entspricht und daß der Flächenteil (202) mit der_geringeren Neigung der Zuführvorrichtung, wie dem Kolben (41),benachbart ist,

   so daß der Abstand sswischen den Flächen an der Eintrittsstelle des Materials in die Plastifizierungszone am weitesten ist.
2. 2. Kunst st off Verarbeitungsmaschine nach Anspruch 1, da-

   Ende durch gekennzeichnet, daß das breite/des Läuferkopfes (57c) mit einem Schaft (56c) verbunden ist, welcher einen kleineren Durchmesser hat als der läuferkopf (57c) an seinem weiten Ende, der Schaft sich vom läuferkopf (57c) wegerstreckt und mit der gegenüberliegenden Zylinderfläche (51) einen Durchgang (206) bildet, welcher weiter ist als der ringförmige Raum (207) am weiten Ende des läuferkopfes.(57c) und4nger als die Auslaßöffnung Wte), die von einer Ausnehmung (61c) und der Wand (53c) des Zylinders gebildet wirdο
3. 3. Kunst stoff Verarbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Seil des Schaftes (56c) des Läuferkopfes (57) ein Schraubengewinde (211) aufweist, das sich an die Auslaßöffnung (74c) anschließt, wobei die Steigung des Gewindes und die Drehriehtung des Schaftes (56c) das Eintreten einer kleinen Menge plastischen Materials in das Gewinde vor Austritt aus einer Abfallauslaßöffnung (212c) gestattet.
4. 4. KunststoffVerarbeitungsmaschine nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die fläche (201) in einem Winkel von etwa 35 ° und

   die Fläche (202) in einem Winkel von etwa 30 ° mit Bezug auf die Aohse der Auflagefläche (71c) erstrecken^

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