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Kunststoff - Verarbeitungsmaschine Die Erfindung bezieht sich auf
eine Spritzgußmaschine für Kunststoff, insbesondere auf eine Maschine, bei der roher
Kunststoff unter Druck an einem rotierenden Mahl-und Mischkörper vorbeigeführt wird,
der seinerseits das Material plastifiziert, um es einer Druckspritzvorrichtung zuzuführen.
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Ftir das Spritzgußverfahren geeignete Kunststoffe, zu denen sowohl
thermoplastische als auch in der Wärme härtende Arten gehören, unterscheiden sich
in starkem Maße voneinander hinsichtlich ihrer Fähigkeit, erhöhte Temperaturen auszuhalten0
Einige sonst wünschenswerte Kunststoffe wie beispielsweise nicht plastifiziertes
Polyvinylchlorid, Polyoxymethylen und Acrylnitrilbutadienstyrol-Mischpolymerisate
sind nur innerhalb eines besonders begrenzten Temperaturbereiches formbar0 Es ist
somit eine sorgfältige Überwachung nötigt um diese Materialien in einem formbaren
Zustand zu halten; ein geringer Temperaturabfall zerstört die Formbarkeit dieser
Materialien und ein geringer Temperaturanatieg führt zum Zerfall dieser Materialien,
beispielsweise durch Verkohlen. Ein derartiger Verfall ist in den bekannten
Maschinen
häufig infolge ungleichmäßiger Bearbeitung des Materials aufgetreten. Das zerfallene
Material hat häufig die Form von kleinen Becken schwarzer Kohle, die in dem formfähigen
Material mitgeführt werden und so ein fehlerhaft geformtes Erzeugnis entsteht. Da
die Flecken klein sind, kann eine große Anzahl fehlerhaft geformter Erzeugnisse
hergestellt werden, ehe der fehlerhafte Betrieb der Plastifiziermaschine entdeckt
wird, was kostspielige Verluste durch Abfall zur Folge haben kann0 Es sind bestimmte
Materialien bekannt, die nur für eine begrenzte Zeitdauer auf einer Formtemperatur
bleiben, bevor sie in einen anderen Zustand überwechseln. Derartige Materialien
werden vor der Zeit hart oder zerfallen und erzeugen unerwünschte Ausgangsmaterialien,
die die Farbe oder das Oberflächengefüge des fertig geformten Gegenstandes zerstören
können0 Derartige Materialien haben besondere Schwierigkeiten bei Verwendung in
Plastifiziermaschinen mit toten Ecken bereitet, wo das Material sich von ArbeitEakt
zu Arbeitstakt aufbauen kann, oder am Ende des Flastifizierungstaktes eine bedeutende
Menge an Material in der Maschine verbleibt'.
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Bestimmte Kunststoffarten nehmen beim Verfall korrodierende Eigenschaften
an und machen es somit erforderlich, daß die Plastifiziermaschine zwischen den einzelnen
Arbeitstakten gereinigt wird0 Dieses war bei zahlreichen bekannten Plastifizierungsmaschinen
besonders kostspielig, wenn eine Maschine infolge ihrer Konstruktion oder nach der
Anordnung ihrer Elemente schwer auseinanderzunehmen war, beispielsweise bei Verwendung
einer Plastifizierungsschnecke oder wenn die Teile
von komplexer
Gestalt waren und zahlreiche Spalten, Ecken und dergleichen aufwiesen.
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Demzufolge bestehen die Aufgaben der Erfindung 1. in der Schaffung
einer Spritzgußmaschine, die in der Lage ist, Materialien zum Formen zu plastifizieren
und insbesondere empfindliche Materialien schnell und ohne nennenswerten Zerfall
oder Ablage des Materials innerhalb der Maschine zu plastifizieren, 2o eine Maschine
gemäß der obigen Beschreibung zu schaffen, die einen rotierenden Kopf aufweist,
der an einen konischen Sitz angrenzt, sowie Mittel, die das Material unter Druck
zwischen den Kopf und den Sitz bringen, um dasselbe in einem Mahlvorgang oder -
genauer gesagt - durch reibungartig ausgeübte Scherkräfte zu plastifizieren, 3e
eine Maschine gemäß der obigen Beschreibung zu schaffen, bei der Kopf und Sitz auf
relativ kleine und leicht zu bearbeitende Abschnitte, getrennt von dem übrigen Teil
der Maschine, untergebracht sind, 4. eine Maschine entsprechend der obigen Beschreibung
zu schaffen, bei der Mittel vorgesehen sind, um EWhlflüssigkeit sowohl um den Sitz
als auch um andere materialführende Kanäle der Maschine, wie auch innerhalb dee
Kopfes, herumzuführen, um die Betriebstemperatur der das Material berührenden Teile
zu tberwachen, wobei die Maschine auch zur Gewährleistung einer anfänglichen Erwärmung
mit Heizelementen ausgestattet werden kann,
50 eine Maschine gemäß
der obigen Beschreibung zu schaffen, in welcher der Kopf in bezug auf den Sitz zur
Einstellung des Arbeitsspiel-raums dazwischen axial einstellbar ist, um verschiedene
Materialarten handhaben und einen Ausgleich für eine Abnutzung in dem Kopf und Sitz
schaffen zu können, ohne die Maechine auseinanderzubauen, 6. eine Maschine nach
der obigen Beschreibung zu schaffen, in der der Kopf zur Zusammenwirkung mit dem
Sitz im wesentlichen konisch ausgebildet ist, und das zu plastifizierende Material
in den Raum zwischen dem Kopf und dem Sitz an einem solchen Punkt (hauptsächlich
am Scheitel des Kopfes) eintritt, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Kopfes an dem
ersten Berhrungspunkt des Kunststoffes mit dem Kopf sich auf einem Minimum befindet
und das Material dann auf der Oberfläche des Kopfes entlang nach außen gedrückt
und dadurch einer ununterbrochen zunehmenden Umfangsbeschleunigung ausgesetzt wird
und daher die Neigung besteht, das Material bei seiner Bewegung durch den Raum hindurch
unter allmählich zunehmender Wärmeentwicklung zu bearbeiten, 70 eine Maschine gemäß
der obigen Beschreibung zu schaffen, in welcher das gesamte plastifizierte Material
in derselben Weise behandelt wird, in welcher tote Ecken im wesentlichen ausgeschaltet
worden sind, um den Aufbau von Material innerhalb der Maschine von Arbeitkt zu Arbeitstakt
zu verhindern, und bei der am Ende eines Arbeitstaktes nur ein Mindestmaß an Material
in der Maschine verbleibt,
80 eine Maschine gemäß der obigen Beschreibung
zu schaffen, deren Teile zur Reinigung und dergleichen leicht voneinander getrennt
werden können, die eine lange Lebensdauer bei geringster Wartung hat und die mit
geringsten Kosten durch relativ unerfahrenes Personal gewartet werden kann, 9. eine
Maschine gemäß der obigen 3escireibung zu schaffen, die in vielfältigen Größen und
Kapazitäten hergestellt werden kann, Teile aufweist, die gegenUber bekannten Plastifizierungsmaschinen
bträchtlickybereinfacht sind und die große und auch kleine Mengen bei relativ niedrigen
Kosten produzieren kann.
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Weitere Merkmale und Zwecke der Erfindung gehen, für mit derartigen
Maschinen vertraute Fachleute, aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen hervor, Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise gebrochene Seitenansicht einer
Spritzgußmaschine, die die Erfindung darstellt, Fig. 2 einen teilweise gebrochenen
Schnitt im wesentlichen nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt im
wesentlichen nach der Linie III-III der Fig. 2, Fig. 4 eine Darstellung einer abgewandelten
Spritzgußmaschine unter Verkörperung der Erfindung~im wesentlichen im Mittel schnitt,
Fig, 5 eine Darstellung ähnlich der Fig. 4, die eine weitere Abwandlung zeigt.
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Bestimmte Ausdrücke werden in der folgenden Beschreibung lediglich
zur Erleichterung des Auffindens in den Zeichnungen benutzt und sind nicht begrenzend
aufzufassen0 Die Wörter "aufwärts", "abwärts", "nach" rechts" und "nach links" bezeichnen
Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.
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Das Wort vorwärts" bezieht sich auf die Richtung des Materialflusses
durch die Vorrichtung und das Wort rückwärts" auf die entgegengesetzte Richtung.
Die Wörter "einwärts" und "auswärts" bedeuten Richtungen der bezeichneten Teile
auf den geometrischen Mittelpunkt der Vorrichtung zu und von ihm fort, Diese Terminologie
bezieht sich auf die oben besonders erwähnten Wörter, Abkömmlinge von ihnen und
Wörter ähnlicher BedeutungO Allgemeine I3esohreibung Die Aufgaben und Zwecke der
Erfindung werden allgemein durch Schaffung einer Spritzgußmaschine erfüllt, die
eine Plastifizierungskammer mit einem ringförmigen konischen Ende zur Bildung eines
Sitzes und einen zum Umlauf angetriebenen konischen Körper in der Plastifizierungskammer
aufweist, der im Bereiche des ringförmigen konischen Sitzes angeordnet ist und zur
Veränderung des Abstandes zwischen diesen beiden Teilen mit Bezug darauf axial eingestellt
werden kann. Die Zone um den Scheitel des konischen Körpers herum steht mit einer
zwangsläufig arbeitenden Einspeisevorrichtung, s,B. einem Preßzylinder In Verbindung,
in den das zu plastifizierende Material eingespeist wird. In einer solchen zwangsläufig
arbeitenden Einspeisevorrichtung sind geeignete Einrichtungen vorhanden, die das
Material in den ringförmigen Raum oder in
die Plastifizierungszone
zwischen dem umlaufenden konischen Körper und den Sitz hinein und durch sie hindurch
drücken, wodurch das Material durch die Reibungsarbeit dazwischen plastifiziert
wird0 Im Bereiche des unteren Endes des konischein Körpers sind Kanäle vorgesehen,
um einen Austritt des Plastifizierungsmaterials aus der Plastifizierungszone und
einen Eintritt in den Sprit@gu#zylinder zu gestatten. Der Spritzgußzylinder kann
dann nach Füllung bis zu einem gewiinschten Volumen zum Einspritzen des plastifizierten
Materials in eine Form betätigt werden. -Ausführliche Besehreibung Die in Fig. 1
gezeigte Spritzgußmaschine 10, welche die Erfindung verkörpert, umfaßt eine Plastifizierungseinheit
12, die zwischen der Umlaufvorrichtung 13 und der hin- und hergehenden Vorrichtung
14 angeordnet ist. Wie in den Fig, 2 und 3 gezeigt, umfaßt die Plastifizierungseinheit
12 eine Grundplatte 16 beliebiger ArtO Auf der Grundplatte 16 ist durch Schrauben
17 eine Montageplatte 15 befestigt0 Auf der Montageplatte 15 sind mit parallelem
Abstand zwei hochstehende Körper 18 und 19 befestigt und auf ihr gelagert die ihrerseits
entfernbar gelagerte Kappen 25 und 20 lagern, die mit den Körpern 18 und 19 zur
Bildung koaxial fluchtender Öffnungen 21 und 22 zusammenwirken. Ein vorzugsweise
zylindrisches Gehäuse 14 wird mit seinen kreisförmigen Enden 26 und 27 eng anliegend
in diesen Öffnungen 21 und 22 aufgenommen, um eine feste Lagerung des Gehäuses 24
auf den hochstehenden Körpern 18 und 19 zu gewährleisten0 Das Gehäuse 24 umfaßt
zwei axial trennbare Teile 28 und 29, die durch mehrere axial verlaufende
mit
Umfangsabstand angeordnete Schrauben 31 zusammengehalten werden. Durch das Gehäuse
24 erstreckt sich eine allgemein zylindrisch ausgebildete Mittelöffnung 32 hindurch.
Die Mittel öffnung 32 weist zwischen ihren Enden einen radial erweiterten Abschnitt
33 auf1 der durch geeignete koaxiale, einander gegenüberliegende Ausnehmungen in
den benachbarten Innenflächen der Teile 28 und 29 begrenzt ist0 In dem rechten Abschnitt
der mittleren Öffnung 32 ist durch geeignete Maßnahmen, z. B. durch Schweißen, ein
zylindrischer Vorschubblock 3.6 befestigt0 Der Vorschubblock 36 erstreckt sich vom
rechten Ende der Mittelöffnung 32 nach links zu dem erweiterten Abschnitt 33. Die
in der Umfangsfläche des Vorschubblockes 36 gebildeten Nuten 37, hier eine einzige
spiralförmige Nut, bilden mit der Innenwand der Mittelöffnung 32 einen Kanal zur
Wahrung von kühlendem Strömungsmittel. Der Vorschubblock 36 hat eine vorzugsweise
koaxiale und zylindrische Preßkammer 38, die sich dort hindurcherstreckt, um eng
anliegend und zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung darin einen Druckkolben
41 aufzunehmen, der durch die Hin- und Herbewegungsvorrichtung 4 (Fig. 1) angetrieben
wird. Das Gehäuse 24 und der Vorschubblock 36 (Fig. 2 und 3) haben-koaxiale Einspeiseöffnungen
42 und 43, die sich im Bereiche der rechten Enden radial dort hindurcherstrecken,
um eine Verbindung zwischen den äußeren Materialeinspeisevorrichtungen, z. B. einem
in unterbrochenen Linien bei 46 bezeichneten Trichter (Fig. 1 und 3) und der Stößelkammer
38 zu ermöglichen0 Innerhalb der Mittelöffnung 32 ist zwischen dem linken-Ende derselben
und dem erweiterten Abschnitt 33 durch bekannte Mittel,
zOB. durch
Schweißen, ein allgemein zylindrischer Übergabeblock 51 befestigt0 Der Übergabeblock
51 weist eine Nut 52, vorzugsweise in Form einer einzigen Spirale auf, die zur Heranführung
von kiihlendem Strömungsmittel in seiner Umfangsfläche gebildet ist.
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Koaxial durch den Übergabeblock 51 hindurch erstreckt sich eine Wellenöffnung
53, die koaxial zu der Pre#kammer 38 verläuft, jedoch einen größeren Durchmesser
hat als diese0 An dem Anlaufteil 13 ist eine Mahlwelle 56 befestigt, die durch dieses
Teil in Umdrehung versetzt werden kann und eng anliegend, jedoch drehbar in der
Wellenöffnung 53 liegt0 Das rechte Ende der Mahlwelle 56 begrenzt einen Mahlkopf
57 mit einem im wesentlichen konischen rechten Ende, das eine Mahlfläche 58 bildet,
Die Fläche 58 ist vorzugsweise mit einem abgerundeten Scheitel- oder Nasenabschnitt
60 versehen0 Der linke Abschnitt 59 des Mahlkopfs 57 ist im wesentlichen zylindrisch
ausgebildet und von etwas geringerem Durchmesser als die Wellenöffnung 530 Zwischen
dem Mahlkopf 57 und dem übrigen Teil der Welle 56 ist eine ringförmige Nut 61 vorgesehen.
Der Abschnitt 59 und die Nut 61 begrenzen gemeinsam mit der Umfangswand der Wellenöffnung
53 eine ringförmige Ubertragungskammer 63e Von dem Mahlkopf 57 aus erstreckt sich
ein koaxialer EUhlmittelkanal 62 (Fig. 2) nach links durch das linke Ende der Welle
56 hindurch0 In dem erweiterten Abschnitt 33 der Mittelöffnung 32 ist ein allgemein
zylindrischer Mahlblock 66 (Fig. 3) eng anliegend, jedoch entfernbar angeordnet,
der auf der Außenseite bei 67 mit einer Nut zur Aufnahme eines kUhlenden Strömungsmittels
versehen
ist. Der Mahlblock 66 besitzt eine ringförmige Hülse 68, die die Nut 67 umgibt,
um das Entweichen von Kühlmittel äus dieser zu verhindern; diese Hülse 68 ist vorzugsweise
an den Mahlblock 66 angeschweißt. Der Mahlblock 66 weist einen koaxialen und nach
rechts mündenden Kanal 69 auf, der vorzugsweise eine glatte Verlängerung der Preßkammer
38 bildet und mit ihr in Verbindung steht. Der Kanal 69 mündet divergierend durch
das linke Ende des Mahlblocks 66, um einen konischen Sitz 71 im Bereiche der konischen
Mabifläche 58 auf dem Mahlkopf 57 und koaxial zu dieser zu bilden. Der Sitz 71 und
die Mahlfläche 58 begrenzen einen konischen ringförmigen Kanal 72 zwischen sich,
der die Preßkammer 38 mit der Übergabekammer 63 verbindet. Die Neigungen der konischen
Oberfläche 58 und des Sitzes 71 sind in der gezeigten Ausführungsform identisch.
Diese Neigungen können sich jedoch voneinander unterscheiden, und die Mahlfläche
58 und der Sitz 71 können verschieden konisch ausgebildet sein, um eine erwünschte
unterschiedliche Intensität der Reibungsarbeit auf dem Weg des Materials von der
Pre#kammer 38 zur Ubergabekammer 63 vorzusehen. Von der Übergabekammer 63 erstreckt
sich von einem der ringförmigen Nut 61 axial benachbarten Punkt eine Auslaßöffnung
74 (Fig0 2) vorzugsweise radial nach außen durch den Ubergabeblock 51 und das Gehäuse
24 hindurch.
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Die Nuten 37, 52 und 67 können durch beliebige, geeignete Mittel (nicht
gezeigt) mit Whlflüssigkeit, z0B. Wasser, versorgt werden. Es liegt außerdem im
Bereich der Erfindung, diese Nuten untereinander zu verbinden und von einer gemeinsamen
Quelle oder einzeln zu speisen, um die Temperaturen der durch die Blöcke 36, 51
und 66 gebildeten Zonen einzeln zu überwachen.
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E8 kann ggfe ein geeignetes Heizelement (nicht gezeigt) in bekannter
Weise um das Gehäuse 24 herum angeordnet werden, um die Maschine 10 beispielsweise
nach einer Zeit der Nichtbenutzung aufzuwäxsen.
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Es können zur Bewegung des plastifizierten Materials von der Auslaßöffnung
74 zu einer geeigneten Spritzgußform beliebige bekannte Mittel benutzt werden. In
diesem Falle ist zwischen der Auslaßöffnung 74 und einem geeigneten Formteil 77
eine Spritzgußanordnung 76 (Fig. 2) 2) vorgesehen, die im wesentlichen ähnlich der
in der deutschen Patentschrift 1 197 610 derselben Anmelderin offenbarten Spritz
gußano rdnung ist0 Die Spritzgußanordnung 76 umfaßt einen Ventilblock 79, der durch
beliebige bekannte Mittel (nicht gezeigt) in einer festen Stellung mit Bezug auf
die Grundplatte 16 gelagert ist. Der Ventilblock 79 enthält zwei sich in Querrichtung
überschneidende Kanäle 81 und 82,, die sich in ihm hindurcherstrecken. Der Kanal
82 steht durch einen rohrförmigen Körper 83 mit der Auslaßöffnung 74 in Verbindung.
Auf dem Ventilblock 79 ist ein Druckflüssigkeitszylinder 84 zur Betätigung des.
Ventils gelagert, der eine hier und hergehende Ventilstange 86 aufweist, die sich
an dem Ende des Kanals 82 gegenüber der Auslaßöffnung 74 in diesen Kanal hineinerstreckt.
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Diese Ventilstange 86 weist ein abgeschrägtes Ende 87 auf, das durch
Betätigung des Ventilzylinders 84 zum Schließen des rechten Endes des Kanals 81
und zur Verbindung der Auslaßöffhung 74 mit dem linken Ende des Kanals 81 in Stellung
gebracht werden kann.
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Die Ventilstange 86 besitzt außerdem eine Öffnung 88, die an einem
Punkt mit Abstand-von dem abgeschrägten Ende 87 durch sie hindurch führt, die bei
Ausrichtung koaxial mit dem Kanal 81
dessen Enden verbindet und
eine Verbindung derselben mit dem Kanal 82 verhindert. In einem Spritzgu#zylinder
91, der sich links von dem Ventilblock 79 forterstreckt, befindet sich ein hier
und herbeweglicher Spritzgußkolben 92. Der Spritzgußzylinder 91 besitzt eine Öffnung
93, die mit dem linken Ende des Kanals 81 in Verbindung steht. Das rechte Ende des
Kanals 81 mündet in die Eingußöffnung 97 ein, die mit der Formhälfte 77 in Verbindung
steht Die Rotationseinrichtung 13 kann von jeder beliebigen Konstruktion bekannter
Art sein, die in der Lage ist, die Mahlwelle 56 zum Umlauf anzutreiben. In der hier
gezeigten besonderen Ausführungsform nimmt eine Grundplatte 101, die durch beliebige
bekannte Mittel an die Grundplatte 16 der Plastifizierungseinheit befestigt ist,
zwei mit Abstand voneinander axial fluchtende Lagerblöcke 102 und 103 auf 0 Der
linke Lagerblock 102 lagert vorzugsweise ein geeigne:tes radiales Lager (nicht gezeigt),
und der rechte Lagerblock 103 lagert vorzugsweise geeignete radiale und axiale Druckschublagereinrichtungen,
die hier ein Doppelreihenwinkellager 107 umfassen. In den Lagern ist eine Antriebswelle
108 drehbar angeordnet, die geeignete Antriebsmittel, z03. eine Riemenscheibe 109
zum Umlauf mit ihr trägt. Die Riemenscheibe 109 läßt sich durch beliebige bekannte
Drehantriebamittel (nicht gezeigt) zum Umlauf antreibens Die Antriebswello 108 besitzt
einen koaxial verlaufenden Kühlmittelkanal 111, der sich durch sie hindurcherstreckt
und an seinem linken Ende über ein Drehgelenk (nicht gezeigt) mit einer Kühlmittelquelle,
s. B. einem Wasserhahn, verbunden werden kanne Das linke Ende der Mahlwelle 56 läßt
sich in eine koaxiale Ausnehmung 112 im rechten Ende der Antriebswelle 108 hineinschieben
und wird an einer Umlaufbewegung darauf durch
bei 113 bezeichnete
Heilmittel gehindert, Zur Verhinderung des Eatweichens von Kühlflüssigkeit und zum
Zurückhalten derselben in den Kühlmittelverbindungskanälen 111 und 62 ist eine geeignete
Abdichtung 114 vorgesehen0 Es ist ersichtlich, daß der konische Kanal 72 zwischen
dem Mahlkopf 57 und dem Sitz 71 hinsichtlich seiner Dicke im Querschnltt durch beliebige
bekannte Mittel verändert' werden kann, ohne daß es dabei erforderlich wäre, die
Maschine 10 auseinanderzubauen.
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Eine solche Einstellung kann beispielsweise durch Bewegung der Einrichtung
13 in axialer Richtung des Gehäuses 24 bewirkt werden0 In der hier gezeigten besonderen
Ausführung ist andererseits die Mahlwelle 56 bei 116 im Bereiche der Antriebswelle
108 mit einem Gewinde versehen. Auf dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 116 ist
eine Mutter 117 aufgeschraubt und kann durch den von dem Kolben 41 auf dasKunststoffmaterial
auageübten Druck gegen das rechte Ende 118 der Antriebswelle 108 gedrückt werden.
Die Mutter 117 wirkt somlt als ein einstellbarer Anschlag, wodurch die Einstellung
derselben den Abstand zwischen den Mahlkopf 57 und dem Sitz 71 steuert.
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Die hier und hergehende Einrichtung 14 umfaßt hier eine lagert konstruktion
121, die durch-bekannte Mittel (nicht gezeigt) mit Bezug auf die Grundplatte 16
befestigt werden kann9 und die einen geeigneten Strömungsmitteldruckzylinder 122
lagert, der einen nach links gerichteten Ausgangskolben 123 aufweist, welcher vorzugsweise
koaxial mit dem Einspeiseko@ben 41 fluchtet. Auf dem rechten Ende des Einspeisekolbens
41 ist ein zylindrischer Kopfabschnitt 124 gebildet, der innerhalb eines U-förmigen
Schlitzes 126 in dem Ausgangskolben 123 liegt und radial daraus entfernbar ist,
Während der angrenzende Abschnitt des Einspeisekolbens 41
innerhalb
eines kleineren U-förmlgen Schlitzes 127, der mit dem Schlitz 126 in Verbindung
steht liegt und daraus entfernbar ist0 Betriebsweise Der Betrieb, der die Erfindung
verkörpernden Vorrichtung 10, wird durch den Umlauf der Mahlwelle 56 und des Zurückziehens
des Einspeisekolbens 41 in seine Rechtsstellung eingeleitet0 Die Mahlwelle 56 kann
nach Wunsch, entweder im Uhrzeigers inne oder entgegen dem Uhrzeigersinne, gedreht
werden, ohne dadurch den Betrieb der Maschine 10 nennenswert zu berühren, Kennzeichnend
für den Drehzahlbereich der Mahlwelle 56 sind Drehzahlen von 500 bis 200 Upm, es
können jedoch schnellere oder langsame Drehzahlen nach Wunsch gewählt werden0 Der
Einspritzkolben 9a befindet sich vorzugsweise, Jedoch nicht notwendigerweise, in
seiner äußersten Rechtsstellung, und die Ventilstange 86 ist wie gezeigt so angeordnet,
daß die Auslaßöffnung 74 mit dem Einspritzzylinder 91 verbunden ist. Das zu plastifizierende
Material, welches in gekörnter oder pulverisiert er Form vorliegen kann, kann von
dem Trichter 46 über die Einspeiseöffnungen 42 und 43 in die Stößelkammer 38 eingespeist
werden. Der Trichter 46 wird danach durch den Einspeisekolben 41 geschlossen, sowie
dieser, mittels Strömungsmitteldruck auf den Druckzylinder 122, nach links bewegt
wird. Der Einspeisearm 41 drückt das Material innerhalb der Preßkammer 38 nach links,
so daß es den Scheitel 60 der konischen wo die relative Drehbewegung Mahlflåche
58 berührt und von dort durch den Kanal 7zwischen der Oberfläche und dem konischen
Sitz 71, eine Erwärmung des Materials durch Reibung zur Plastifizierung desselben
verursacht0 Der lotrechte Abstand zwischen der Mahloberfläche 58 und dem konischen
Sitz 71 kann innerhalb eines weiten Bereiches durch axiale Einstellung der Mahlwelle
56 in bezug auf den Sitz 71
verändert werden, um die Maschine 10einer
großen Vielfalt von Materialien anzupassen. Ein kennzeichnender lichter Raum ist
jedoch etwa 0,25 mm. Die Maschine 10 kann außerdem durch Veränderung der Kolbendrücke
der Kolben 41 und 92 und Umlaufgeschwindigkeit der Welle 56 der Vielfalt von Materialien
angepaßt werden0 Die Tangentialbeschleunigung, die auf das zu plastifizierende Material,
bei der Bewegung der gegenüberliegenden Oberflächen des Mahlkopfes 57 und des Sitzes
71, einwirkt, nimmt mit t der Bewegung des Materials vom Scheitel 60 aus nach links
zu* Wenn die Oberfläche 58 und der Sitz 71 im wesentlichen konisch ausgebildet sind
und dieselbe Neigung haben, führt dies zu einer Intensität der Reibungsarbeit bei
der Bewegung des Materials durch den Kanal 72 nach links0 Diese Wirkung kann ggfsO
herabgesetzt werden, indem man die Neigung der Oberfläche 58 und des Sitzes 71 vermindert
und sie einer zylindrischen Gestalt nähert, oder diese Wirkung kann durch Verstärkung
der Neigung erhöht werden, so daß der Mahlkanal 72 sich einer radial-planaren Gestalt
nähert oder dieser sogar entspricht. Außerdem kann die durchschnittliche Intensität,
bei welcher das Material arbeitet, verändert werden, indem man eine Winkelversetzung
zwischen dem Sitz 71 und der Oberfläche 58 bildet. Es liegt ferner im Bereiche der
Erfindung, die Oberfläche 58 und den Sitz 71 anders als konisch auszubilden, beispielsweise
als ein Parabioid oder irgend einem anderen Rotationskegelschnitt oder einer anderen
beliebig erwünschten Gestalt. Es liegt somit auf der Hand, daß die Vorrichtung gemäß
der Erfindung in der Lage ist, einer großen Vielfalt von Plastifizierungsanforderungen
lediglich durch Einstellung der Form der Oberfläche 58 und des Sitzes 71 zu genügend
Die Mahlwelle 56 und der Mahlbiock 66 lassen sich schnell und billig durch weitverbreitete
Grundwerkzeuge konstruieren und modifizieren, z0B. durch eine kleine Metalldrehbank,
und somit kann die Maschine ggfs. leicht mit zusätzlichen
Spezialmahlwellen
56 und Platten 66 versehen werden, obwohl derartige besondere Elemente selten erforderlich
sein sollten, Das plastifizierte Material, das den konischen Kanal 72 verläßt, wird
durch das nachfolgende Material durch die flbergabekammer 63 und die Auslaßöffnung
74 in die Kolbenkammer 91 geschoben, Der Kolben 92 wird vorzugsweise durch geeignete
Energiemittel (nicht gezeigt) langsam zurückgezogen, um das plastifizierte Material
in die Kolbenkammer 91 BinzulassenO In bestimmten Fällen kann der Kolben 92 in einem
verhältnismäßig freien Zustand gelassen werden, wodurch das eintretende Material
den Kolben 92 nach links schiebt. In anderen Fällen kann der Kolben 92 in seiner
äußersten Link-sstellung verbleiben, um nicht durch das eintretende plastifizierte
Material berührt zu werden. Nachdem die Kolbenkammer 38 vom Material entleert worden
ist, kann der Kolben 41 zurückgezogen und eine weitere Materialbeschickungsmenge
zum Plastifizieren in die Kammer 38 eingebracht werden0 Äuf diese Weise können eine
oder mehrere Beschickungskammern, der Kolbenkammer 38 nachgeschaltet, in den Einspritzzylinder
91 eingebracht werden. Wenn der Zylinder 91 bis zu dem erforderlichen Ausmaß gefüllt
ist, dann wird die Ventilstange 86 durch den Zylinder 84 ausgezogen, um den Kanal
82 zu blockieren und den Kanal 81 zu öffnen, wonach der Einspritzkolben 92 nach
rechts gezogen werden kann, um das plastifizierte Material innerhalb des Einspritzzylinders
91 durch die Öffnung 93, den Kanal 81 und die Eingußöffnung 97 in die Form hineinzudrücken.
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Dies beendet einen Arbeitstakt der Maschine 10.
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Die Plastifizierungseinheit 12 läßt sich zum Reinigen und dergleichen
Arbeiten leicht auseinanderbauen. Beispielsweise können die Schrauben 17 entfernt
und die Montageplatte 15 nach rechts in bezug auf die Grundplatte 16 bewegt werden,
um die MahXwelle 56 aus
der Öffnung 53 zu lö-sene Bei einer solchen
Bewegung wird der Einspeisekolben 41 teleskopartig in die Kammer 38 hineingeschoben,
Danach kann die Welle 56 von der Antriebswelle 108 abgezogen werden0 Die Entfernung
der Kappen 20 und 25 gestattet ein Abheben des Gehäuses 24 von den Körpern 18 und
19, wobei das rechte Ende des Kolbens 41 aus den Schlitzen 126 und 127 des Kolbens
123 vorsteht0 Entfernung der Schrauben 31 ermöglichen ein Auseinandernehmen des
Gehäuses 24 in seine Teile 28 und 29 sowie eine Entfernung des Mahlblocks 66 daraus
Abwandlung Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Form der oben beschriebenen Maschine0
Es ist eine Ergänzungsschnecke 131 vorgesehen, die einstückig mit dem Scheitel des
umlaufenden Mahlkopfes 57a ausgebildet ist, um die Bewegung des plastifizierbaren
Materials dort vorbei zu unterstützen. Der zylindrische Abschnitt 59a des Mahlkopfes
57a ist im Durchmesser vergrößert, um sich mit relativ enger Toleranz der umgebenden
Wand der Wellenöffnung 53a zu nahern, so daß die Bearbeitung des Materials sich
nun von der durch den Sitz 71a gebildeten konischen Zone durch die den Abschnitt
59a umgebende zylindrische Zone erstreckt. Der übrige Teil der Mahlwelle 56a, der
sich von dem Mahlkopf 57a nach links erstreckt, ist von erheblich herabgesetzten
Durchmesser, um eine ringförmige Kammer 132 zwischen der W@lle 56a und der Umfangswand
der Wellenöffnung 53a zu bilden. Ein Strömungsmitteldruckzylinder 133 betätigt einen
zylindrischen hohlen Kolben 134, der sich dort hindurcherstreckt und die Welle 56a
in enger Anlage koaxial umgibt, und zur Ausführung eine Hin und Herbewegung in enger
Anlage in der Wellenkammer 53a gelagert wird. Im Bereiche des Gehäuses 24a ist eine
Druckplatte 136 angeordnet, um in bekanntor Weise eine Form zu halten, und ist ferner
mit einer Öffnung 137 verschen, die sich
dort hindurch und radial
von dem Gehäuse 24a forterstrecktO Eine zylindrische Düse 96a stellt eine Verbindung
zwischen der Auslaßöffnung 74a, der Kammer 132 und der Form herO Die Betriebsweise
der abgewandelten Konstruktion der Fig. 4 ist im wesentlichen die gleiche, wie die
der im vorhergehenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, abgesehen
von den im folgenden bezeichneten Ausnahmen. Die Schnecke 131 unterstützt den Einspeisekolben
41 bei dem Transport des zu plastifizierenden Materials durch den Raum zwischen
dem Sitz 71a und dem Mahlkopf 57a (oder wirkt ihm entgegen, wenn ein übermäßiges
Ausmaß an Bearbeitung erwünscht ist). Der zyllndrische Teil 59a unterstützt den
Mahlkopf 57a bei der weiteren Bearbeitung des Materials0 Außerdem wird plastifiziertes
Material unmittelbar hinter dem Mahlkopf 57a gespeichert und nicht zu einem getrennten
Einspritzzylinderbereich bewegt. Infolgedessen wird, wenn der Raum 132 genügend
mit plastifiziertem Material gefüllt worden ist, der Kolben 134 nach rechts bewegt,
der das Material durch die Öffnung 74a und die zylindrische Düse 96a aus der Kammer
132 herausdrü¢ktO Der Leckfluß aus dem Raum 432 an dem Sitz 71a vorbei infolge des
erhöhten Druckes in der Kammer 132 kann im wesentlichen dadurch verhindert werden,
daß man der Welle 56a ein geringes axiales Spiel läßt, wodurch der erhöhte Druck
in der Kammer 132 auf die linke Seite des Kopfes 57a einwirkt und denselben nach
rechts bewegt, so daß er mit dem Sitz 71 in Berührung kommt und dadurch eine hydraulische
Ventilschließwirkting herbeiführt.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung, die im wesentlichen ähnlich
der oben beschriebenen Vorrichtung der Fig. 4 ist, abgesehen davon, daß der Mahlkopf
57a von seinem Scheitelende in Umdrehung versetzt wird, und der Kolben 134b massiv
und nicht hülsenförmig ausgebildet ist. Der Einspeisekolben 41b kann infolge der
Soheitelsntriebsverbindung
des Mahikopfes 57b nicht mehr axial
in bezug auf den Mahlkopf angeordnet sein und ist stattdessen in einer Kolbenkammer
38b hin- und herbeweglich angeordnet, die im rechten Winkel zur Achse des Mahlkopfes
57b und eng daran anliegend angeordnet ist. Die Mahlwelle 56b hat zwischen der Stößelkammer
38b und dem Mahlkopf 57b einen verminderten Durchmesser, um den Durchgang von Material
dort vorbei zu ermöglichen0 Der Betrieb ist im wesentlichen ähnlich demjenigen der
Fig. 4 und braucht nicht weiter beschrieben zu werden0 Obwohl besondere bevorzugte
Ausführungsformen der erfindung im vorhergehenden zur Erläuterung offenbart wurden,
sei doch darauf hingewiesen, daß Abwandlungen und Veränderungen, die innerhalb der
beigefügten Ansprüche liegen, von der Erfindung mit umfaßt werden0