DE2951210A1

DE2951210A1 - Bearbeitungselement

Info

Publication number: DE2951210A1
Application number: DE19792951210
Authority: DE
Inventors: Peter Hold; Zehev Tadmor; Lefteris Nickolas Valsamis
Original assignee: USM Corp
Current assignee: Farrel Corp
Priority date: 1978-12-20
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1980-07-10
Also published as: JPS6333446B2; JPS5584643A; GB2041283B; US4255059A; IT1126620B; FR2444499A1; DD150174A5; IT7928235A0; DE2951210C2; FR2444499B3; GB2041283A; CA1141134A

Description

DIPLINCHEINZBARDt-HLE Munch«, 19. Dezember 1979 PATENTANWALT U Aktenzeichen: M₀J_n 7^^, ρ 3007 Anmelder: USM Corporation Farmington, Connecticut 06032 Zustelladresse: 181 Elliott Street

Beverly, Mass.01915 USA

'Bearbeitungselement¹

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Bearbeltungselement

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verbesserte Dreh-Bearbeitungsmaschinen zur Bearbeitung von viskosen oder körnigen Materialien, insbesondere von viskosenoder körnigen Kunststoffmaterlallen oder von viskosenoder körnigen Polymermaterialien.

Die wesentlichen Elemente einer bekannten grundlegenden individuellen Bearbeitungseinheit bzw. Durchgangs enthalten ein drehbares Element, das wenigstens einen Bearbeitungskanal trägt und ein stationäres Element, das eine koaxiale Oberfläche aufweist, die mit dem Kanal zusammenwirkt , um einen umschlossenen Bearbeitungsdurchgang zu bilden. Das stationäre Element weist einen Einlaß zum Zuführen von Material zu dem Durchgang zur Bearbeitung auf. Es weist außerdem einen Auslaß auf, der von dem Einlaß durch einen größeren Teil der Umfangsentfernung um den Bearbeitungskanal herum entfernt ist, um bearbeitetes Material aus dem Durchgang zu entladen. Ein Teil, das eine Material sammelnde Endwand bildet, ist dem stationären Element zugeordnet und in dem Durchgang in der Nähe des Auslasses angeordnet, um die Bewegung des dem Durchgang zugeführten Materials zu hemmen oder zu verzögern und um mit den rotierenden Seitenwänden des Kanals zusammenzuwirken, um eine Relativbewegung zwischen dem Material und den

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Seitenwänden des Kanals, die in Richtung des Auslasses gedreht werden, zu bewirken. Dieses charakteristische Zusammenwirken ermöglicht, daß nur flüssiges Material, das in Kontakt zu den sich drehenden Seitenwänden des Kanals steht, in Vorwärtsrichtung zur Endwand mitgezogen bzw. mitgerissen wird, um gesteuert, gesammelt, bearbeitet und entladen zu werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer bekannten Bearbeitungsmaschine sind die wesentlichen Elemente der Bearbeitungseinrichtung so angeordnet, daß das den drehbaren Kanal tragende Element sich in einem stationären Gehäuse oder einer Kammer (dem stationären Element) drehen kann. Der Bearbeitungskanal und vorzugsweise eine Mehrzahl von Kanälen ist bzw. sind in der zylindrischen Oberfläche eines Rotors ausgebildet, wobei jeder Kanal sich gegenüberliegende Seitenwände aufweist, die sich von der Oberfläche des Rotors nach innen erstrecken. Das stationäre Gehäuse oder die Kammer weist eine innere zylindrische Oberfläche auf, die die zusammenwirkende koaxiale Oberfläche bildet,die zusammen mit dem ringförmigen Bearbeitungskanal bzw. den ringförmigen Bearbeitungskanälen einen umschlossenen Bearbeitungsdurchgang bzw. umschlossene Bearbeitungsdurchgänge bildet.

Diese Bearbeitungsmaschinen und Verfahren sind nützlich, um feste Stoffe zu fördern, Kunststoff- oder Polymermaterial zu schmelzen oder zu plastifizieren, viskoses flüssiges Material zu befördern, zu pumpen oder unter Druck zu setzen, Material zu vermischen, zu dispergieren, bzw. zu verteilen und zu homogenisieren, und durch chemische Reaktionen, wie beispielsweise durch Polymerisation, zu verflüchtigen und/oder etwa molekulare, mikroskopische oder makroskopische Strukturänderungen zu bewirken.

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-.erweitere Verfahren und Geräte sind bekannt, die Bearbeitungsdurchgänge aufweisen, die sich teilweise in die Kanäle erstreckende und zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Durchgangs angeordnete Mischstrukturen aufweisen. Bei einem besonders nützlichen Mischteil handelt es sich um eine Teilsperre bzw. einen Teildamm, der an seiner stromabwärts angeordneten Fläche, d.h. der Fläche der Mischstruktur, die dem Auslaß am nächsten ist, einen Hohlraum bzw. eine Lücke erzeugt. Es kann ein Tor mit dem Hohlraum verbunden sein, um zu ermöglichen, daß irgendwelche verflüchtigten Materialien entweichen können. Das Tor kann aber auch als Einlaß verwendet werden, um Materialien in den Hohlraum einzubringen.

Verbesserte Geräte und Verfahren, die insbesondere zur Verflüchtigung von flüssigen Materialien anwendbar sind, enthalten einen Durchgang zum Verflüchtigen, der durch ein drehbares und ein stationäres Element gebildet wird. Das drehbare Element trägt wenigstens einen Verflüchtigungskanal, während das stationäre Element eine koaxiale Oberfläche bildet, die mit dem Kanal zusammenwirkt, um den geschlossenen Verflüchtigungsdurchgang zu bilden. Das stationäre Element enthält auch einen Einlaß und einen Auslaß, um flüssiges Material dem Durchgang zuführen zu können und dem Durchgang entnehmen zu können. Es ist auch ein Teil an dem stationären Element in dem Durchgang in der Nähe des Auslasses angeordnet, das eine flüssiges Material sammelnde bzw. auffangende Endwand bildet.

Eine besonders wirksame Verflüchtigung wird dadurch erreicht, daß dem stationären Element ein Teil zum Ausbreiten bzw.Verteilen der Flüssigkeit zugeordnet wird und zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordnet wird. Dieses Teil erstreckt sich in wesentlichen in den Verflüchtigungskanal. Die Form des Ausbreitungsteils ist so beschaffen, daß flüssiges Material gegen die Kanalwände ausgebreitet wird und daß ein Spiel bzw. ein Ab-

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stand zwischen den Seiten des Ausbreitungsteils und den Seitenwänden des Kanals besteht. Wenn das drehbare Element gedreht wird, wird zwischen den sich drehenden Seitenwänden eine sogenannte Mitschleppwirkung erzeugt und es wird flüssiges Material zwischen dem Einlaß und dem Ausbreitungsteil an den inneren Oberflächen der sich drehenden Seitenwände ausgebreitet und durch das Spiel in der Form von dünnen Schichten mitgerissen und hinter dem Ausbreitungsteil an einer Endwand in der Form eines Pools aufgefangen bzw. gesammelt und durch den Auslaß entladen. Weil das flüssige Material in der Form von dünnen Schichten an den sich drehenden Oberflächen der Seitenwände verteilt wird, entsteht stromabwärts von dem Ausbreitungsteil ein Mittelraum des Durchgangs, der frei von Material ist. Ein Tor ist mit dem Mittelraum verbunden, um Material in den freien Mittelraum einzubringen oder um Material aus dem freien Mittelraum zu entnehmen. Es wird daher für einen Verflüchtigungsdurchgang ein Verhältnis aus einem Oberflächenbereich zum Volumen gebildet, das den Wirkungsgrad der Gesamtübertragung von Material bzw. Materialien zu den dünnen Schichten oder von den dünnen Schicht aus viskosen Material, die an den rotierenden Wänden verteilt sind und von diesen getragen werden, bedeutend verbessert.

Bearbeitungsdurchgänge der zuvor beschriebenen Art enthalten wenigstens eine Einrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den drehbaren Seitenwänden des Kanals und dem Hauptkörper von Material in dem Kanal und einer Material sammelnden bzw. auffangenden Endwand. Die Vielseitigkeit und die Anpassbarkeit der grundlegenden Bearbeitungseinrichtung kann jedoch in großem Maße dadurch ausgedehnt werden, daß zusätzliche Teile in den Bearbeitungsdurchgängen vorgesehen werden, die gerade bearbeitetes Material mischen, ausbreiten oder verzögern können. Bei jedem der oben beschriebenen Bearbeitungsteile ist es im allgemeinen bedeutsam, daß das Teil zwischen den Kanalseitenwänden des Durchgangs zentriert ist.

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Eine schlechte Ausrichtung kann die Wirksamkeit der Funktion schädlich beeinflussen, die dem die Oberfläche bildenden Teil zugewiesen ist. Mit dieser gewünschten Ausrichtung können komplizierte und kostenaufwendige Herstellungsprobleme insbesondere bei Durchgängen von Dreh-Bearbeitungsmaschinen, die zwischen den Kanalwänden eine relativ enge Breite aufweisen und insbesondere mit Dreh-Bearbeitungsmaschinen verbunden sein, die eine Mehrzahl von engen Bearbeitungsdurchgängen aufweisen. Die vorliegende Erfindung betrifft dieses Problem der Ausrichtung und gibt eine neue, relativ einfache und besonders wirksame Lösung an.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue und verbesserte Einrichtung zum Ausrichten von Bearbeitungsteilen an verschiedenen Orten in Bearbeitungsdurchgängen der bereits beschriebenen Arten. In der einfachsten Form enthält die Ausrichtungseinrichtung (oder die Ausrichtungselemente) ein nicht drehbares Teil, das in dem Kanal angeordnet und so geformt ist, daß es wenigstens teilweise in den Materialfluß in dem Durchgang eingreift. Das geformte Teil kann so beschaffen sein, daß es bestimmte Bearbeitungsfunktionen an dem Material in dem Durchgang ausführt. Bei diesen Funktionen handelt es sich beispielsweise um ein Blockieren, ein Auffangen bzw. Sammeln, ein Mischen, ein Ausbreiten, ein Verzögern usw.. Das Teil ist so angeordnet, daß es mit dem Durchgang nicht drehbar ist, sondern daß es flexibel so gehalten wird, daß es in dem Durchgang in axialer Richtung "floaten" kann. Auf diese Weise wird das "floatende" Teil durch eine hydrodynamische Wirkung in dem Kanal von selbst zentriert, die dadurch erzeugt wird, daß Material zwischen den sich gegenüberliegenden Seiten des Teils und den Seitenwänden des Kanals durchgeführt wird.

Die bevorzugte Ausführungsform der neuen Ausrichtungselemente enthält ein Grundteil, bei dem es sich um die stationäre koaxiale Oberfläche oder um ein Teil handeln kann, das an dem Gehäuse, das

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4!L

die koaxiale Oberfläche bildet, befestigbar ist. Ein im wesentlichen starres erstes Teil ist an dem Grundteil sicher befestigt, wird von diesem getragen und erstreckt sich in den Durchgang . Ein zweites Teil wird flexibel von dem ersten Teil gehalten, so daß das zweite Teil in dern Durchgang "floaten" kann. Diese floatende oder flexible Beziehung zwischen dem zweiten Teil und dem Durchgang ermöglicht, daß das zweite Teil in den Kanal zentriert wird , ohne daß eine genaue und kostenaufwendige Herstellung erforderlich ist. Es ist wenigstens das flexibel verbundene Teil der erfindungsgemäßen bevorzugten Ausrichtungselemente so geformt, daß es in den Materialfluß in dem Durchgang eingreift,um eine gewünschte Bearbeitungsfunktion zu bewirken.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Seitenschnitt eines erfindungsgemäßen Ausrichtungselements, das in einem ringförmigen Material-Bearbeitungsdurchgang angeordnet ist,

Figur 2 einen Schnitt durch das Ausrichtungselement entlang der Linie 2-2 der Figur 1,

Figur 3 eine der Figur 1 ähnliche Darstellung, die ein weiteres erfindungsgemäßes Ausrichtungselement zeigt»

Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 durch das Ausrichtungselement der Figur 3,

Figur 5 einen vereinfachten Schnitt eines erfindungsgemäßen Verflüchtigungsdurchgangs entlang der Linie 5-5 der Fig.7 zur Darstellung der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung und den Bewegungsweg von Material durch den Bearbeitungsdurchgang,

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Figur 6 einen in einer Ebene dargestellten Schnitt des Durchgangs der Fig.5, wobei der Schnitt an einem ausgewählten Radius entlang verläuft, zur Darstellung der Bewegung von Material in dem Durchgang,

Figur 7 einen Schnitt entlang der Drehachse der Mehrzahl von miteinander verbundenen Verflüchtigungsdurchgängen, von denen jeder dem in der Figur 5 dargestellten Durchgang ähnlich ist.

Figur 8 ein einfaches Flußdiagramm, das die Wege zeigt, dem das in der Mehrzahl der Verflüchtigungsdurchgänge bearbeitete Material folgt, wobei die Durchgänge so angeordnet sind, wie dies in der Figur 7 dargestellt ist.

Figur 9 einen vereinfachten Querschnitt entlang der Linie 9-9 der Figur 7, der den Bewegungsweg des Materials durch einen Bearbeitungsdurchgang zeigt.

Figur 10 einen vereinfachten Querschnitt entlang der Linie 10-10 der Figur 7 und den Weg der Bewegung von Material durch einen Bearbeitungsdurchgang,

Figuren
bis 16

vereinfachte Schnittdarstellungen von der Seite und von oben gesehen von verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung,
und

Figur 17 einen vereinfachten Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung von oben gesehen.

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Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine neue Ausrichtungseinheit oder neue Ausrichtungselemente der vorliegenden Erfindung. Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Ausrichtungselement in seiner einfachsten Form, während die Figuren 3 und 4 eine bevorzugte Ausführungsform zeigen.

In den Figuren 1 und 2 sind die wesentlichen Teile des erfindungsgemäßen Ausrichtungselements dargestellt. Bei diesen Teilen handelt es sich um eine Vorrichtung 105 zum Blockieren von Material und um eine flexible Verbindungseinrichtung 104, die als relativ dünnes aber flexibles Teil dargestellt -ist, das die Vorrichtung 105 mit dem stationären Gehäuse 14 verbindet, die Flexibilität der Verbindungseinrichtung 104 wird so ausgewählt, daß die Vorrichtung 105 in dem Durchgang 30 "floatet" oder sich in diesem Durchgang 30 selbst einstellt und durch eine hydrodynamische Wirkung eines gegen die Oberfläche 106 bewegten Materials und von an den gegenüberliegenden Seiten des Teils 105 vorbeibewegte Materials zentriert werden kann. Die Oberfläche 106 ist so geformt, daß sie eine gewünschte Funktion der Bearbeitung für in dem Kanal bearbeitetes Material bewirkt. Dabei kann sich bei dieser gewünschten Bearbeitungsfunktion um das Blockieren von Material, das Sammeln von Material, das Ausbreiten von Material, das Mischen von Material und das Zurückhalten bzw. Verzögern usw. handeln.

Die bevorzugten, in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausrichtungselemente weisen ein Basisteil 101, bei dem es sich um ein Teil der Oberfläche 24 des stationären Gehäuses 14 handeln kann,auf. Vorzugsweise kann das Basisteil 101 jedoch an dem Gehäuse 14 befestigt werden. Ein erstes starres Teil 102 ist ortsfest an dem Basisteil 101 befestigt, und wird von dem Basisteil 101 getragen und erstreckt sich von der Oberfläche 103 in den Durchgang 30. Ein flexibles Teil 115 bzw. die flexiblen Teile 115 verbinden ein zweites

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Teil 116 mit dem ersten Teil 102. Das zweite Teil 116 erstreckt sich ebenfalls in den Durchgang 30 , ist aber nicht direkt mit dem Basisteil 101 verbunden. An der Stelle von einem flexiblen Verbindungsteil 115 oder von flexiblen Verbindungsteilen 115 ermöglicht das zweite Teil 116 , daß dieses in dem Durchgang 30 "floatet" und daß die hydrodynamische Wirkung des gegen das zweite Teil 116 und des um das zweite Teil 116 herum bewegten Materials das zweite Teil 116 in dem Kanal des Durchgangs 30 zentriert. Wenigstens das feste Teil (oder die Teile 102 und 116) weist (weisen) eine Form auf, die geeignet ist, um eine vorbestimmte BEarbeitungsfunktion in dem Kanal auszuführen.

Hie dies bereits erwähnt wurde, sind die Ausrichtungsmerkmale der vorliegenden Erfindung insbesondere anpaßbar, um Bearbeitungsteile in relativ engen Kanälen, d.h. in Kanälen mit einer maximalen Breite von etwa 25,4mm oder weniger auszurichten oder zu zentrieren. Demgemäß schließt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung die Anwendung der Ausrichtungselemente in einer Dreh-Bearbeitungsmaschine mit einer Mehrzahl von Durchgängen zur Verflüchtigung ein. Diese Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 5 bis 10 dargestellt und in der folgenden Beschreibung wird auf diese Figuren Bezug genommen.

Die Figuren 5 bis 7 zeigen eine Dreh-Bearbeitungsmaschine mit Durchgängen zur Verflüchtigung, die ein erfindunsgemäßes Ausrichtungselement aufweisen, das allgemein mit 100 bezeichnet ist. Im wesentlichen enthält die Bearbeitungsmaschine ein drehbares Element mit dem Rotor 10, der auf einer Antriebswelle 12 zur Drehung innerhalb eines stationären Elements mit dem Gehäuse 14 angeordnet ist. Der Rotor 10 weist eine Oberfläche 18 auf, die , wie dies dargestellt ist, vorzugsweise zylindrisch ist und eine Mehrzahl von Bearbeitungskanälen trägt, die durch gegenüberliegende Seitenwände 22 gebildet werden, die

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sich von der Oberfläche 18 aus nach innen erstrecken. Das Gehäuse 14 weist eine geeignete zylindrische Oberfläche 24 auf, die zur Oberfläche 18 des Rotors 10 koaxial angeordnet ist und mit dieser zusammenwirkt, um mit den Kanälen umschlossene Bearbeitungsdurchgänge zu bilden.

Wie aus den Figuren 5 und 7 hervorgeht, ist in dem Gehäuse 14 eine Einlaßöffnung 80 zum Zuführen von flüssigem Kunststoffmaterial oder Polymermaterial in den Durchgang 30 zum Verflüchtigen vorgesehen. Das Ausrichtungselement 100 ist in der Nähe des Einlasses 80 angeordnet, so daß das Teil 116 das dem Kanal 30 zugeführte flüssige Material entlang der Kanalwände ausbreiten kann. Vorzugsweise ist das Element 100 so nahe am Einlaß 80 angeordnet, wie dies die Entwicklung eines ausreichenden Druckes durch die Wirkung der Kanalseitenwände erlaubt, die das dem Durchgang 30 zugeführte Material in Vorwärtsrichtung mitschleppen, um das flüssige Material durch das Spiel zwischen den Seiten 108 (Figur 6) des Teils zum Ausbreiten der Flüssigkeit mitzureißen und durchzudrücken, so daß das Material in der Form von dünnen Schichten 42 durch die rotierenden Seitenwände 22 in Vorwärtsrichtung mitgetragen bzw. mitbewegt wird.

Das Ausrichtungselement 100 enthält, wie dies in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist, ein Basisteil 101 mit einem ersten starren Teil 102, das sich in den Durchgang 30 erstreckt und fest in dem Basisteil 101 befestigt ist und von diesem getragen wird. Flexible Verbindungsteile 115 verbinden das zweite Floating-Teil 116 mit dem Teil 102. Das zweite Teil 116 weist in der dargestellte Form eine Oberfläche 117 auf, die die Flüssigkeit ausbreitet. Die Oberfläche 117 kann sich bezüglich ihrer Form ändern, solange wie die ausgewählte Form eine Oberfläche liefert, die das Material in der Form von dünnen Schichten an den Wänden 22 ausbreiten bzw. verteilen

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kann. Wie dies in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist, erstreckt sich das Teil 116 gegen den Einlaß und weist eine runde radial angeordnete Führungsoberfläche 117 und Seitenoberfläche¹¹! 18 auf, die von der Oberfläche 117 zu den Seiten hin divergieren, um das Material in der Form von dünnen Schichten an den Wänden 22 zu verteilen. Die flexiblen Verbindungsteile weisen eine gesteuerte Flexibilität zwischen dem Teil 102 und dem Teil 116 auf, so daß die hydrodynamische Wirkung des in Richtung auf die Oberfläche 117 des Teils 116 fließenden Materials das zweite Floating-Teil 116 automatisch in dem Kanal zentriert. Diese Positionierung kann erreicht werden, obwohl das Teil 102 nicht axial in einer Position der Mittellinie des Durchgangs 30 angeordnet sein muß.

Wie am besten aus der Figur 6 ersichtlich ist, werden die Mittelteile 44 des Kanals 30 in der Bewegungsrichtung der Kanalwände stromabwärts vom Teil 116 betrachtet, durch das Teil 116 frei von Kunststoffmaterial oder von Polymermaterial gehalten, so daß die dünnen Schichten 42 freie Oberflächen aufweisen, die dem freien mittleren Raum 44 ausgesetzt sind, um Substanzen von den Schichten 42 in den Raum 44 zu übertragen. Beispielsweise können in den Schichten 42 enthaltene flüchtige Bestandteile in den freien Raum gelangen und,wenn dies gewünscht wird, zur Bewirkung einer Verflüchtigung durch ein Ausgangstor von dem Kanal mit der Hilfe eines Vakuums herausgezogen werden. Wie dies in der Figur 5 dargestellt ist, kann das Element 100 ein Tor 109 enthalten und bilden, durch das Materialien in den freien Raum 44 eingeführt werden können oder aus diesem freien Raum 44 herausgezogen werden können. Es kann auch ein weiteres Tor 54 (Figur 5) in Stromabwärtsrichtung entlang dem Kanal 30 angeordnet sein, um Materialien in den Kanal 30 am Auslaß 90 oder in der Nähe des Auslasses 90 einzuführen oder um Materialien aus dem Durchgang 30 am Auslaß 90 oder in der Nähe des Auslasses 90 herauszuziehen.

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Das Mischen und die Umschichtung von Material der Schichten 42 an den Kanalwänden 22 kann, zur Unterstützung der Verflüchtigung oder einer anderen Übertragung von Material zwischen dem mittleren freien Raum 44 und dem Material der Schichten 42 dadurch bewirkt werden, daß Mischelemente(nicht dargestellt)# die in der US-Patentanmeldung (Ser.No. 849 184) beschrieben sind, angeordnet sind, um an den Schichten 42, die durch die Kanalwände 22 gefördert werden, anzugreifen. Es können Mischelemente wie Ausbreitschienen bzw. Stangen oder Streichmesser oder Stifte, Stangen usw. verwendet werden. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zum Mischen von Materialien der Schichten an den Kanalwänden 22 ist in der Figur 9 dargestellt und wird im folgenden im Zusammenhang mit dieser Figur erläutert.

Die Figuren 7 bis 10 zeigen außerdem die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und im Zusammenhang mit der Figur 5 insbesondere die Anpassungsfähigkeit und die Vielseitigkeit der Ausrichtungselemente der vorliegenden Erfindung in einer Mehrzahl von miteinander verbundenen Bearbeitungsdurchgängen.

Wie in der Figur 7 dargestellt ist, ist eine Mehrzahl von Bearbeitungsdurchgängen 30, 32 und 34 vorgesehen, wobei die Durchgänge zueinander benachbart und entlang dem Rotor 10 angeordnet sind. Jeder Durchgang nimmt ein Teil 70 auf, das eine Oberfläche 71 einer Endwand zum Materialsammeln bildet. Es sind Übertragungsdurchgangswege 90, 92 und 94 vorgesehen, um Material von einem Bearbeitungskanal zu einem mit diesem zwischenverbundenen Bearbeitungskanal zu übertragen. Durchgangswege 90, 92 und 94 sind in der koaxial inneren zylindrischen Oberfläche des Gehäuses 14 ausgebildet.

Der Materialfluß in den Bearbeitungskanälen und die übertragung von Material von einem Kanal zu einem anderen Kanal kann am besten im Zusammenhang mit dem flußbild der Fig.8 verstanden werden, das wiederum in Verbindung mit den Figuren 5, 7, 9 und

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zu sehen ist. In der Figur 8 ist der Flußverlauf dargestellt. Die Figur 8 zeigt eine idealisierte und vereinfachte Darstellung, wobei Pfeile die Flußrichtung von Material anzeigen, das von einem Kanal zu einem anderen Kanal durch übertragungskanäle 90, 92 und 94 übertragen wird. Wie aus der Figur 5 ersichtlich ist, wird viskoses Material dem Durchgang 30 durch den Einlaß 80 zugeführt, in dem das Element 100 angeordnet ist, so daß das Material entlang den Kanalwänden in der Form von dünnen Schichten durch die Oberfläche 117 des Teils 116 verteilt bzw. ausgebreitet wird. Das Teil 116 erzeugt auch einen freien mittleren Raum 44 an der Ausströmseite des Teils 116. Der freie mittlere Raum erstreckt sich entlang dem Durchgang von dem Teil 116 zu einem Pool 64 von viskosem Material, das an einer Endwand 71 des Teils 70 gesammelt wird. Zusätzlich kann das Ausrichtungsteil 100 ein Tor 109 bilden, durch das Materialien in den freien Raum 44 eingeführt werden können oder aus dem freien Raum 44 herausgezogen werden können. Wie ebenfalls in der Figur 5 dargestellt ist, kann ein weiteres Tor 54 vorgesehen sein, um Materalien in den Durchgang 30 einzuführen oder aus dem Durchgang 30 herauszuziehen. Wie in den Figuren 5, 7 und 8 dargestellt ist, wird Material in dem Durchgang bearbeitet, an der Oberfläche 71 gesammelt und in den Durchgang 32 über den Durchgangsweg 90 entladen.

Dem Durchgang 32 (Figur 9) über den Durchgangsweg 90 zugeführtes Material wird derart weiterverarbeitet, daß es den Kanalwänden entlang als ein dünner Film durch ein weiteres Element 116 ausgebreitet wird, das in der Nähe des Übertragungsdurchgangs 90 angeordnet ist. Es kann auch ein weiteres Ausrichtungselement 100A in dem Durchgang 32 stromabwärts zwischen dem Übertragungsdurchgang (Einlaß) 90 und dem Teil in dem Durchgang 32 vorgesehen sein. Das Element 100A besitzt ein Ausbreitungsteil 116A, das durch flexible Verbindungsteile 115a mit einem ersten Teil 102a flexibel verbunden ist. Das erste Teil 102a ist fest an einem Basisteil 101a befestigt und wird

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von diesem getragen. Die Anordnung der Elemente 100 und 100a, die in dem Durchgang 32 der Figur 9 dargestellt sind, bringt besondere Vorteile, weil sie voneinander getrennte freie mittlere Räume entlang des Durchgangs 32 stromabwärts von jedem Ausbreitungsteil 116 und 116a bewirkt. Das Tor 109 des Elements 100 kann verwendet werden, um Materialien in den ersten freien Raum einzuführen oder aus dem ersten freien Raum zurückzuziehen, während das Tor 54 dieselbe Funktion für den zweiten freien Raum bewirken kann. Die Anordnung von Elementen 100 und 100a in dem Durchgang 32 (Figur 9) zum aufeinanderfolgenden Ausbreiten von Material ermöglicht ein besonders wirksames Mischen der Materialien, die als dünne Schichten den Kanalwänden entlang getragen werden. Die Anordnung bietet auch die Möglichkeit, die Tore 109 und 54 zu verwenden, um dieselben oder unterschiedliche Arbeitsfunktionen bzw. Arbeitsweisen auszuführen. Beispielsweise kann das Tor 109 verwendet werden, um Material aus dem ersten freien Raum zuentfernen, während das Tor 54 verwendet werden kann, um dem zweiten freien Raum Material zuzuführen, um dieses mit der dünnen Schicht des von den ifänden getragenen Materials zu vermischen. Alternativ können das Tor 109 und das Tor 54 verwendet werden, um verschiedene Materialien jeweils in den ersten und den zweiten freien Raum einzuführen. In dem Bearbeitungsdurchgang 32 bearbeitetes Material wird an der Endwand 71 gesammelt, um von dem Durchgang 32 über den Durchgangsweg 92 zu dem Durchgang (Figur 10) entladen zu werden.

Wie in der Figur 10 dargestellt ist, wird Material über den Übertragungsdurchgangsweg 92 dem Durchgang 34 zugeführt. Das Material wird in der Form von dünnen Schichten entlang den Kanalwänden durch ein weiteres Ausbreitungsteil 116 eines Elements 100 in derselben Weise, die oben bereits im Zusammenhang mit den Durchgängen 30 und 32 beschrieben wurde, ausge-

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breitet. Der freie mittlere Raum, der in dem Bearbeitungsdurchgang 34 vorgesehen ist, erstreckt sich von dem Teil 116 bis zu dem Bereich des Pools von viskosem Material, das an der Oberfläche 71 des Teils 70 gesammelt wird. Wie dies dargestellt ist, sind drei Tore 109, 55 und 54 entlang dem Durchgang 34 vorgesehen, die mit dem freien mittleren Raum zusammenwirken. Das Tor 109 ist in der Nähe des Einlasses 92 angeordnet, während das Tor 54 in der Nähe des Teils 70 und des Ubertragungsdurchgangsweges 94 angeordnet ist und das Tor 55 zwischen den Toren 109 und 54 angeordnet ist. Diese Integrierung von erfindungsgemäßen Ausrichtungselementen, die zusammen mit einer Mehrzahl von Toren angeordnet sind, zeigt weiterhin die verbesserte Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit, die für die Bearbeitungsdurchgänge gebildet wird, die die erfindungsgemäßen Elemente zum Blockieren von Material verwenden. Bearbeitetes Material, das an der Oberfläche 71 des Durchgangs gesammelt wird, wird durch den Ubertragungsdurchgangsweg 94 zu einem Auslaß oder einem weiteren zwischenverbundenen Bearbeitungskanal übertragen.

Die Vielseitigkeit und die Anpassungsfähigkeit , die durch die erfindungsgemäßen Bearbeitungskanäle bewirkt wird, ergibt sich weiterhin aus den Figuren 11 bis 17, die weitere Ausführungsformen der Erfindung zeigen. In den Figuren 11 und 12 ist das Ausrichtungselement 100 in der Nähe des Einlasses 80 des Durchgangs angeordnet. Wie dies dargestellt ist, enthält das Element 100 ein erstes festes Element 118, das auch als das Teil arbeitet, das die das Material sammelnde Endwand bildet, um das Material durch den Auslaß 81 zu entladen. Flexible Verbindungsteile 119 erstrecken sich stromabwärts von dem ersten Teil 118 und verbinden das erste Teil 118 mit einem zweiten Floating-Teil 120. Das Teil 120 ist so geformt (Figur 12), daß seine Oberfläche dem Durchgang durch den Einlaß 80 zugeführtes flüssiges Material blockieren und entlang

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den Wänden in der zuvor beschriebenen Weise ausbreiten kann.

Die Figuren 13 und 14 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das Element 100 in der Nähe des Auslasses angeordnet ist und ein starres erstes Teil 122 aufweist, das sich in den Durchgang von dem Basisteil 101 aus erstreckt und an einem Ort stromaufwärts von dem Auslaß 81 angeordnet ist. Flexible Verbindungsteile 123 verbinden das starre Teil 122 mit einem zweiten Floating-Teil 124, das, wie dies dargestellt ist, als ein Teil arbeitet, das die Oberfläche der das Material sammelnden Endwand für den Durchgang bildet und das auch die Oberfläche zum Blockieren der Bewegung des Materials in dem Durchgang bilden kann.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 15 und 16 dargestellt. Das Element 100 ist dort entlang dem Durchgang zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordnet. Das starre Teil 126 erstreckt sich in den Durchgang, der wie dies dargestellt ist, körniges (ungeschmolzenes) Polymermaterial enthält. Das flexible Verbindungsteil 127 verbindet das Teil mit einem Floating-Teil 128, das so geformt ist, daß es den Durchgang von ungeschmolzenem körnigen Polymermaterial an einer ortsfesten Position in dem Durchgang blockiert und daß es nur ermöglicht, daß geschmolzenes Material an dem Teil 128 durch die sich bewegenden Seitenwände des Durchgangs vorbei befördert wird.

Die Figur 17 zeigt einige der Formen, die das Floating-Blockierteil der neuen erfindungsgemäßen Elemente annehmen kann. Zur Herstellung der neuen Elemente zum Blockieren von Material können verschiedene Materialien verwendet werden. Metalle werden jedoch bevorzugt.

Die voranstehende Beschreibung einer besonders bevorzugten Ausführungsform bezog sich auf Elemente, bei denen ein starres Teil von dem Basisteil getragen wird, und flexibel mit einem

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Bearbeitungsteil verbunden ist. Es können aber auch Elemente angewendet werden, die eine Mehrzahl von starren Teilen aufweisen, die von dem Basisteil getragen werden. Dabei ist jedes starre Teil flexibel mit einem entsprechenden Bearbeitungsteil verbunden. Elemente, die eine Mehrzahl von flexibel verbundenen Teilen aufweisen, sind besonders anpaßbar, um Bearbeitungsteile in getrennten ausgewählten Bearbeitungsdurchgängen
anordnen zu können, bei denen es sich um benachbarte oder
nicht benachbarte Durchgänge handeln kann. Solche Elemente
können auch dieselben oder unterschiedliche Bearbeitungsteile für ausgewählte getrennte Bearbeitungsdurchgänge bilden.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der zur Ausrichtung eines Bearbeitungsteils in einem Bearbeitungsdurchgang erforderliche Grad der Genauigkeit im
großen Maße vermindert wird, insbesondere dann, wenn enge
Kanäle vorhanden sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die zur Ausführung verschiedener Bearbeitungsfunktionen , wie beispielsweise Blockieren, Ansammeln, Mischen, Ausbreiten usw. verwendeten Elemente ausgetauscht werden können und daß die
Anbringung von Elemente an vorher ausgewählten Orten entlang des Durchgangs leicht verändert werden kann, um die Vielseitigkeit und die Anpassbarkeit der Bearbeitungskanäle in einem
hohen Maße zu vergrößern. Demgemäß stellt die Erfindung eine neue Einrichtung dar, die im Vergleich zu bekannten Einrichtungen in unerwarteten Maße verbesserte Bearbeitungsmöglichkeiten aufweist.

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Einrichtung zum Ausrichten von Bearbeitungsteilen an verschiedenen Orten in Bearbeitungskanälen von Dreh-Bearbeitungsmaschinen. Im wesentlichen weisen die Ausrichtungsteile (oder die Ausrichtungselemente) ein nicht drehbares Teil auf, das in dem Bearbeitungskanal angeordnet ist und das so geformt ist, daß es
wenigstens teilweise den Fluß des Materials in dem Durchgang stört. Das geformte Teil ist so beschaffen, daß es bestimmte

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Bearbeitungsfunktionen an einem in dem Durchgang enthaltenen Material ausführt. Bei diesen Funktionen handelt es sich beispielsweise um Blockieren bzw. Hemmen, Ansammeln, Mischen,
Ausbreiten, Zurückhalten bzw. Verzögern usw.. Das Teil ist so angeordnet, daß es nicht mit dem Durchgang drehbar ist, daß
es aber flexibel so gestützt ist, daß es axial in dem Durchgang "floatet" bzw. schwebt und sich selbst in dem Durchgang durch eine hydrodynamische Wirkung zentriert.

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L e e r s e i t e

Claims

DIPL. INC. HEINZ BARDirH'.E München, ] 9. Dezember 1979 PATENTANWALT Aktenzeichen: Mein Zeichen: P 3007 Anmelder: USM Corporation Patentansprüche

1. Bearbeitungsmaschine mit einem drehbaren Element, das wenigstens einen ringförmigen Bearbeitungskanal trägt, und mit einem stationären Element, das eine koaxiale Oberfläche bildet, die mit dem Bearbeitungskanal zusammenwirkt, um mit dem Kanal einen abgeschlossenen Bearbeitungsdurchgang zu bilden, wobei das stationäre Element einen Einlaß zum Zuführen von Material zu dem Bearbeitungsdurchgang und einen Auslaß aufweist, der von dem Einlaß durch einen größeren Teil der Umfangsentfernung getrennt ist und zum Entladen von Material aus dem Durchgang dient, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein nicht drehbares Teil (102, 105) in dem Kanal angeordnet ist, um wenigstens teilweise die Bewegung von Material zu hemmen, das durch die sich drehenden Wände (22) des Kanals in Richtung auf den Auslaß gezwungen wird , und daß eine Einrichtung (104) das Teil flexibel so hält, daß dieses eine selbstzentrierende Bewegung zwischen den Seitenwänden (22) des Kanals ausführt.

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ORIGINAL INSPECHP

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil eine Blockieroberfläche (106) aufweist, die mit den sich drehenden Wänden (22) des Kanals (30) zusammenwirkt , um eine Relativbewegung zwischen den Kanalwänden (22) und dem Material zu bewirken.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (105) weniger breit ist als der Kanal (30), so daß an den sich gegenüberliegenden Seiten des Teils ein Spiel bzw. ein Abstand entsteht, so daß Material zwischen dem Teil (105) und den Wänden (22) des Kanals hindurchgeführt werden kann, und daß das Teil (105) in dem Kanal durch eine hydrodynamische Wirkung zentriert wird, die durch das Hindurchtreten von Material durch das Spiel bewirkbar ist, und daß das Hindurchtreten des Materials durch das Spiel durch die Drehung der Kanalwände (22) in Richtung auf den Auslaß bewirkbar ist.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein freier Mittelraum (44) entlang eines Teils des Durchgangs (30) in der Richtung zum Auslaß erzeugbar ist.

5. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Element in dem Bearbeitungskanal angeordnet ist, daß das Element ein erstes Teil (102), das sich von der koaxialen Oberfläche (24) aus in den Durchgang (30) erstreckt,und ein zweites Teil (116)/das flexibel mit dem ersten Teil (102) verbunden ist, enthält, so daß das zweite Teil (116) in axialer Richtung in dem Kanal (30) durch die hydrodynamische Wirkung zentriert ist, die durch die Bewegung von Material entlang den sich gegenüberliegenden Seiten des zweiten Teils (116) hervorgerufen wird, und daß die Bewegung des Materials durch die sich drehenden Wände (22) in Richtung auf das zweite Teil (116) erzeugbar ist, um eine Bearbeitungs-

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-3-funktion für das Material in dem Durchgang (30) zu erzeugen.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das flexibel verbundene Teil (116) flüssiges Material entlang der sich drehenden Wände (22) ausbreitet und einen freien Mittelraum (44) entlang eines Teils des Durchgangs (30) in Richtung auf den Auslaß erzeugt.

7. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das flexibel verbundene Teil (116) im wesentlichen eine Be wegung von körnigem Material in dem Kanal (30) hemmt bzw. verzögert und ermöglicht, daß nur flüssiges Material durch die sich drehenden Wände (22) an dem Teil (116) vorbeibewegt wird.

8. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Teil (70) am Auslaß angeordnet ist und eine Oberfläche (71) aufweist, die eine Endwand für den Durchgang (30) bildet, an der bearbeitetes Material von den Kanalwänden abgeschabt und zur Entladung aus dem Durchgang gesammelt wird.

9. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß das flexibel verbundene Teil (116) am Auslaß angeordnet ist und eine Oberfläche aufweist, die eine Endwand für den Durchgang bildet, an der bearbeitetes Material von den Kanalwänden (22) abgeschabt und zur Entladung aus dem Kanal (30) gesammelt wird.

10. Element zum Ausrichten eines in einem Bearbeitungskanal einer Dreh-Bearbeitungsmaschine angeordneten Teils , das eine Bearbeitungsoberfläche bildet, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichtungselement ein Grundteil mit oberen Oberflächen und Bodenoberflächen aufweist, daß das Grundteil an einem stationären Element (14)

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der Dreh-Bearbeitungsmaschine befestigbar ist,und daß wenigstens ein festes ortsfestes Teil (70, 102) von der Bodenoberfläche des Grundteils (101) getragen wird und sich von dieser aus erstreckt und daß das feste Teil (70, 102) flexibel mit einem Teil (116), das eine Bearbeitungsoberfläche aufweist, verbunden ist.

11. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das feste, ortsfeste Teil auch eine Bearbeitungsoberfläche aufweist.

12. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das flexibel verbundene Bearbeitungsteil so geformt und dimensioniert ist, daß es eine Oberfläche (106) bildet, die die Bewegung von Material in dem Kanal (30) blockieren kann.

13. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das flexibel verbundene Bearbeitungsteil so geformt und dimensioniert ist, daß es eine Oberfläche bildet, die in dem Kanal Flüssigkeit an den Wänden des Bearbeitungskanals ausbreiten kann und daß ein Spiel zwischen den Seiten des Teils und den Wänden des Bearbeitungskanals gebildet wird.

14. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das flexibel verbundene Bearbeitungsteil so geformt und dimensioniert ist, daß es eine Oberfläche bildet, die die Bewegung von dem Kanal zugeführten körnigen Material hemmen bzw. verzögern kann und daß nur flüssiges Material in den Kanal durch die Kanalwände an dem flexibel verbundenen Teil vorbeigeführt werden kann.

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15. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das flexibel verbundene Bearbeitungsteil so geformt und dimensioniert ist, daß es die Oberfläche einer Endwand für den Kanal bildet, an der bearbeitetes Material von den Kanalwänden abgeschabt und zur Entladung aus dem Kanal gesammelt wird.

16. Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein festes, ortsfestes Teil flexibel mit einem eine Bearbeitungsoberfläche bildenden Teil verbunden sindund von dem Grundteil (101) gehalten werden, und daß die flexibel verbundenen eine Bearbeitungsoberfläche bildenden Teile voneinander durch eine vorgegebene Entfernung beabstandet sind , so daß jedes flexibel verbundene eine Bearbeitungsoberfläche bildende Teil in getrennt ausgewählte Bearbeitungskanälen angeordnet sein kann.

17. Element nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das feste und ortsfeste Teil (70, 102) so geformt und dimensioniert ist, daß es in dem Kanal die Oberfläche einer Endwand bildet, an der bearbeitetes Material von den Kanalwänden abgeschabt und zur Entladung aus dem Durchgang (30) gesammelt wird.

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