DE69837644T2

DE69837644T2 - Plastifizierschnecke

Info

Publication number: DE69837644T2
Application number: DE69837644T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Nagoya R & D Cntr Mitsubishi Nagoya-shi KINOSHITA; Tetuo Nagoya-shi UWAZI; Toshihiko Nagoya Mach. Works Nagoya-shi KARIYA
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2018-02-11
Also published as: KR20000064928A; US6206559B1; TR199802081T1; EP0904924A1; EP0904924B1; DE69837644D1; WO1998035813A1; TW434128B; CN1216020A; EP0904924A4; JPH10225967A; KR100283375B1; CN1064885C; JP4021967B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Plastifizierungsschnecke gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
JP-A-57-034936 beschreibt eine derartige Schnecke. Diese bekannte Schnecke dient zum Kneten von thermoplastischem Harz und umfasst eine raue Oberfläche zum Zerbrechen von in dem thermoplastischen Harz enthaltenem Kolloid.
Spritzgussmaschinen und Extrudierer, welche Spritzguss oder Extrusion einer festen Füllung (Harzmaterial) im Anschluss an Schmelzen und Plastifizierung ausführen, sind seit vielen Jahren weit verbreitet bekannt. Solche Spritzgussmaschinen und Extrudierer sind mit Schnecken zum Schmelzen und Kneten eines Harzmaterials versehen, und Rotation der Schnecken unterstützt Schmelzen und Mischen des geschmolzenen und plastifizierten Harzmaterials.
Als ein illustratives Beispiel von Techniken bezüglich solcher Schnecken gibt es die in JP Kokoku 43-24493 offenbarte Technik. Gemäß dieser Technik ist, wie in 7 dargestellt ist, ein Mischkopf 107 auf einem freien Ende einer Schnecke 101 angeordnet, und ein enger Freiraum ist zwischen einem Zylinder 103 und dem Mischkopf 107 ausgebildet.
Ferner sind, wie in 8A gezeigt ist, mehrere Nuten 107a, 107b schraubenförmig auf einer Außenumfangswand 107d des Mischkopfs 107 ausgebildet, und abwechselnd derart angeordnet, dass diese nicht miteinander kommunizierend verbunden sind. 9 ist ein A-A-Querschnitt von 8A und, wie in 9 bildlich dargestellt, sind die Nuten 107a und Nuten 107b abwechselnd mit gleichen Abständen in einem annähernd mittleren Teil des Mischkopfs 107 ausgebildet.
Eine Beschreibung wird nun hinsichtlich dieser Nuten 107a, 107b unter Bezugnahme auf 8B und 8C ausgeführt. Im Übrigen sind 8B und 8C ein A₁-A₁-Querschnitt bzw. ein A₂-A₂-Querschnitt von 8.
Wie in 8A gezeigt ist, erstreckt sich ein Ende jeder Nut 107a zu einem zulaufenden Abschnitt 7c auf einer Seite eines vorderen Endes des Mischkopfs 107 (auf einer linken Seite, in der Zeichnung gesehen), und wie in 8A und 8B dargestellt ist, endet sein gegenüberliegendes Ende in der Außenumfangswand 107d, ohne einen zulaufenden Abschnitt 107e auf einer Seite eines rückwärtigen Endes des Mischkopfs 107 (auf einer rechten Seite, gesehen in der Zeichnung) zu erreichen.
Im Gegensatz zu den Nuten 107a endet jede Nut 107b, wie in 8A und 8C bildlich dargestellt ist, an einem Ende davon in der Außenumfangswand 107d, ohne sich zu dem zulaufenden Abschnitt 107c auf der Seite des vorderen Endes des Mischkopfs 107 zu erstrecken. Ferner ist, wie in 8A gezeigt, diese Nut derart ausgebildet, dass sie an einem gegenüberliegenden Ende davon sich zu dem zulaufenden Abschnitt 107e auf der Seite des rückwärtigen Endes des Mischkopfs 107 erstreckt.
Eine kurze Beschreibung wird hinsichtlich des Betriebs der Plastifizierungsschnecke 101 mit dem vorstehend beschriebenen Mischkopf 107 ausgeführt. Wenn eine nicht dargestellte Füllung von einem Fülltrichter 108, wie in 7 gezeigt, zugeführt wird, wird der Zylinder auf eine vorbestimmte Temperatur durch einen nicht dargestellten Heizer erhitzt. Rotation der Schnecke 101 durch eine nicht dargestellte Schneckenantriebseinheit treibt das von dem Fülltrichter 108 zugeführte Harz zu einem vorderen Ende des Zylinders 103. Durch Wärme von der Heizung über dem Zylinder 103 und Schererwärmung der Füllung in den Nuten der Schnecke 101 wird das in dem Zylinder 103 gefüllte Harz einem allmählichem Schmelzen unterzogen.
In einigen Fällen würde Kneten und Dispersion des zugeführten Harzes nicht vollständig erzielt, wenn man sich nur auf die Schnecke 101 verließe. Infolge des Vorsehens des zuvor genannten Mischkopfs 107 kann hinreichendes Schmelzen und Kneten ausgeführt werden. Speziell beschrieben, bewegt sich die Füllung, welche die Nuten 107b von dem zulaufenden Abschnitt 107e auf der Seite des rückwärtigen Endes des Mischkopfs 107 eingetreten ist, in die Nuten 107a unter Rotation des Mischkopfs 107, und wird dann aus den Nuten 107a zu dem zulaufenden Abschnitt 107c auf der Seite des vorderen Endes des Mischkopfs 107 vorangetrieben. Als ein Ergebnis der Bewegung der Füllung von den Nuten 107a in die Nuten 107b, wie vorstehend beschrieben, wird die Füllung weiterer Scherkraft und Zerteilwirkung unterzogen, so dass gutes Kneten und gute Dispersion erzielt werden kann. Im Übrigen wird dieser Mischkopf 107 allgemein der "Maddock-Typ" genannte und neben den vorstehend genannten ist eine Vielzahl von Maddock-Mischköpfen bekannt.
In dem Fall des Maddock-Mischkopfs 107, der in JP Kokoku 43-24493 , etc., offenbart ist, ist der Freiraum zwischen dem Mischkopf 107 und dem Zylinder 103 sehr klein. In dem Fall einer Harzfüllung, welche unzureichend durch die Schnecke 101 geschmolzen ist, oder einem Harz, wie PVC (Polyvinylchlorid), welches erheblich am Mischkopf 107 schmilzt, kann der Harzdruck in Richtung einer Umgebung des Mischkopfs 107 außer Gleichgewicht gelangen, so dass ein Metall-zu-Metall-Kontakt zwischen dem Mischkopf 107 und dem Zylinder 103 erfolgen kann, was zu einem so genannten Reibungsverschleiß führt.
Der Mischkopf 107 ist vorgesehen, um das Schmelzen, Kneten und die Dispersion einer Harzfüllung zu verbessern. Schmelzbedingungen können jedoch lokal in der Richtung der Peripherie des Mischkopfs 107 differieren. Harzdruck, welcher in einer Winkelrichtung des Mischkopfs 107 wirkt, kann demgemäß außer Gleichgewicht geraten.
Dies führt zu dem Auftreten von Kraft, so dass der Mischkopf 107 stark in radiale Richtung gedrängt wird. Daher wird einer inneren Wand des Zylinders und der Mischkopf 107 einem Metall-zu-Metall-Kontakt unterworfen, was zu Problemen dahingehend führt, dass Reibungsverschleiß auf dem Mischkopf 107 auftreten kann, und das Harz infolge lokaler Überhitzung verschlechtert werden kann.
Um mit diesen Problemen umzugehen, ist eine Technik zur Verhinderung eines solchen Reibungsverschleißes beispielsweise in JP-A-62-284718 offenbart.
Gemäß dieser Technik ist ein Schneckengang 202 einer Schnecke 201, gezeigt in 10, an einem oberen Abschnitt davon mit einer zulaufenden Anschlussfläche 204' versehen, wie in 11 bildlich dargestellt ist, oder mit einer gestuften Anschlussfläche 204, wie in 12 dargestellt ist. Infolge des Vorsehens der Anschlussfläche 204 oder 204' wird durch ein geschmolzenes Harzmaterial zwischen einem Zylinder 203 und dem Schneckengang 202 ein Schmierdruck erzwungen, wodurch der Reibungsverschleiß zwischen dem Schneckengang 202 und dem Zylinder 203 vermieden wird. Im Übrigen stellt 13 schematisch den Zustand des Auftretens von solch einem Schmierdruck dar.
Ferner offenbart JP-A-63-291632 auch eine Technik, welche es ermöglicht, den vorstehend genannten Reibungsverschleiß zu vermeiden. Gemäß dieser Technik ist, wie in 14 dargestellt ist, ein Schneckengang in einem Barrierenstartabschnitt oder Endabschnitt einer so genannten Barrierengangschnecke oder in beiden der Abschnitte breiter ausgebildet, und dieser verbreiterte obere Abschnitt ist mit einer zulaufenden (abgeschrägten) oder gestuften Ausnehmung 301 versehen, deren Radius sich von einem kleinen Radius zu einem großen Radius in der Richtung der Drehung der Schnecke ändert, wodurch der Schmierdruck durch ein geschmolzenes Harz zur Vermeidung von Reibungsverschleiß bewirkt wird.
Wenn jedoch ein oberer Abschnitt eines Schneckengangs nur an einem Hauptteil einer Schnecke mit solch einer Anschlussfläche versehen ist, wie bei dem in den vorstehend beschriebenen JP-A-62-284718 , JP-A-63-2901632 offenbarten Techniken, rotiert ein Mischkopf unter schwach ausgeglichener Last mit einem kleinen verbleibenden Abstand, wodurch ein Problem derart auftritt, dass Reibungsverschleiß an dem Mischkopf nicht vollständig vermieden werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf diese Probleme vollendet, und weist eine Aufgabe auf, das Vorsehen einer Plastifizierungsschnecke, welche einen Me tall-zu-Metall-Kontakt zwischen einer inneren Wand eines Zylinders und einem Mischkopf vermeiden kann, selbst wenn Harzdruck an dem Mischkopf außer Gleichgewicht gerät.
Diese Aufgabe wird durch die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Um die vorstehende Aufgabe zu erzielen, stellt die vorliegende Erfindung eine Plastifizierungsschnecke bereit, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
Infolge der Merkmale von Anspruch 1 zwingt Rotation der Plastifizirungsschnecke eine Füllung, welche in die Nutabschnitte eingetreten ist, sich auf der Außenumfangsoberfläche des Mischkopfs über die Ausnehmungen zu bewegen, was einen Vorteil mit sich bringt, dass Schmierdruck, welcher in einer Winkelrichtung gleichmäßig ist, zwischen dem Zylinder und dem Mischkopf produziert werden kann. Infolge eines solchen Schmierdrucks wird ein anderer Vorteil bewirkt derart, dass ein Metall-zu-Metall-Kontakt (Reibungsverschleiß) zwischen dem Zylinder und dem Mischkopf verhindert werden kann. Dies ermöglicht es, den Zylinder und den Mischkopf vor Beschädigung unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu schützen. Darüber hinaus ist es auch möglich, lokale Überhitzung eines Harzes unter Plastifizierung zu vermeiden und somit das Harz vor Verschlechterung zu schützen.
Vorzugsweise können die Ausnehmungen in der Form von Stufen oder Schrägen ausgebildet sein. Wenn die Ausnehmungen in solch einer Form ausgebildet sind, führt Rotation der Plastifizierungsschnecke zu allmählicher Senkung des Freiraums zwischen dem Zylinder und dem Mischkopf in der Richtung der Rotation des Mischkopfs in der Reihenfolge von jedem Nutabschnitt, seiner nach unten benachbarten Ausnehmung und der Außenumfangsoberfläche. Dies bringt einen Vorteil mit sich, dass Schmierdruck, welcher gleichmäßig winklig ist, gezwungen werden kann, zwischen dem Zylinder und dem Mischkopf aufzutreten.
Die Ausnehmungen können vorzugsweise eine Tiefe aufweisen, welche auf 1,5 mm oder kleiner von der Außenumfangsoberfläche des Mischkopfs gewählt ist. Unter allen Bedingungen ermöglicht dieses Merkmal, nötigen Schmierdruck zu erhalten und den Mischkopf in gutem Rotationszustand zu halten.
Die Plastifizierungsschnecke ist derart konstruiert, dass die Nutabschnitte erste Nutabschnitte umfassen, die in kommunizierender Verbindung mit einem vorderen Endabschnitt des Mischkopfs ausgebildet sind, aber außerhalb von kommunizierender Verbindung mit einem hinteren Abschnitt des Mischkopfs, und zweite Nutabschnitte, die in kommunizierender Verbindung mit dem hinteren Endabschnitt des Mischkopfs ausgebildet sind, aber außerhalb von kommunizierender Verbindung mit dem vorderen Endabschnitt des Mischkopfs, wobei der erste und der zweite Nutabschnitt abwechselnd in dem Mischkopf ausgebildet sind, so dass der erste und der zweite Nutabschnitt außerhalb kommunizierender Verbindung miteinander sind. Da sie derart konstruiert ist, kann die Plastifizierungsschnecke, zusätzlich zu den Vorteilen, wie die vorstehend genannten, ferner Schmelzen und Kneten einer Füllung unterstützen.
Zusätzlich zu den vorstehend genannten Merkmalen ist die Plastifizierungsschnecke so konstruiert, dass die Ausnehmungen erste Ausnehmungen, die auf dem vorderen Endabschnitt des Mischkopfs angeordnet sind, und zweite Ausnehmungen umfassen, die auf dem hinteren Endabschnitt des Mischkopfs angeordnet sind, wobei die ersten Ausnehmungen in kommunizierender Verbindung mit den ersten Nutabschnitten ausgebildet sind, und die zweiten Ausnehmungen in kommunizierender Verbindung mit den zweiten Nutabschnitten ausgebildet sind. Da sie so konstruiert sind, wirkt Schmierdruck, welcher gleichmäßig in einer Winkelrichtung ist, an sowohl dem vorderen Endabschnitt als auch dem hinteren Endabschnitt des Mischkopfs, wodurch ein Vorteil derart bewirkt wird, dass Verhinderung eines Metall-zu-Metall-Kontakts (Reibungsverschleißes) zwischen dem Zylinder und dem Mischkopf sichergestellt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine schematische Ansicht, welche eine äußere Ansicht eines Mischkopfs in einer Plastifizierungsschnecke gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
1B ist eine schematische Querschnittsansicht, welche die Form eines Nutabschnitts des Mischkopfs in der Plastifizierungsschnecke gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und ist ein C₁-C₁-Abschnitt von 1A;
1C ist eine schematische Querschnittsansicht, welche die Form eines anderen Nutabschnitts auf dem Mischkopf in der Plastifizierungsschnecke gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und ist ein C₂-C₂-Abschnitt von 1A;
2 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche die Form des Mischkopfs in der Plastifizierungsschnecke gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildlich darstellt, und ist ein C-C-Abschnitt von 1A;
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche die Form des Mischkopfs in der Plastifizierungsschnecke gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildlich darstellt, und ist ein D-D-Abschnitt von 1A;
4 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche wesentliche Merkmale der Plastifizierungsschnecke gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und ist eine Ansicht, welche einen Abschnitt E von 3 in vergrößertem Maßstab zeigt,
5 ist eine schematische Querschnittsansicht, welche eine Modifikation der Plastifizierungsschnecke gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildlich darstellt, und entspricht 4;
6 ist eine Ansicht, welche eine äußere Erscheinung eines Mischkopfs in einer Plastifizierungsschnecke gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt, welche keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet; und
7 bis 14 sind alle Zeichnungen zur Beschreibung herkömmlicher Plastifizierungsschnecken.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(a) Beschreibung der ersten Ausführungsform
Die Plastifizierungsschnecke gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben. Ein Mischkopf 7, der in 1A bis 1C gezeigt ist, ist ein Maddock-Mischkopf, weist im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Mischkopf der früheren Technik auf, der unter Bezugnahme auf 8A bis 8C beschrieben ist, und ist auf dem vorderen Ende einer nicht dargestellten Schnecke angeordnet.
Speziell sind, wie in 1A gezeigt ist, mehrere Nuten (Nutabschnitte) 7a, 7b schraubenförmig auf einer Außenumfangsoberfläche 7d des Mischkopfs 7 ausgebildet, und sind abwechselnd derart angeordnet, dass diese nicht miteinander kommunizierend verbunden sind. 1B und 1C sind der C₁-C₁-Abschnitt bzw. C₂-C₂-Abschnitt von 1 und sind schematische Querschnittsansichten, gesehen in Richtungen senkrecht zu Mittenlinien (nicht gezeigt) jeweils der Nuten 7a, 7b.
Wie in 1A und 1B gezeigt ist, sind die Nuten 7a als die ersten Nutabschnitte ausgebildet, so dass jede von ihnen an einem Ende davon sich zu einem zulaufenden Abschnitt 7c auf einer Seite eines vorderen Endes des Mischkopfs 7 (auf einer linken Seite, gesehen in der Zeichnung) erstreckt, aber an dem gegenüberliegenden Ende davon in der Außenumfangsoberfläche 7d endet, ohne einen zulaufenden Abschnitt 7e auf einer Seite eines rückwärtigen Endes des Mischkopfs 7 (auf einer rechten Seite, gesehen in der Zeichnung) zu erreichen.
Im Gegensatz zu diesen Nuten 7a sind die Nuten 7b als die zweiten Nutabschnitte an den einen Enden davon derart ausgebildet, dass, wie in 1A und 1C gezeigt ist, jede von diesen in der Außenumfangsoberfläche 7d endet, ohne den zulaufenden Abschnitt 7c auf der Seite des vorderen Endes des Mischkopfs 7 zu erreichen, sondern sich an einem gegenüberliegenden Ende davon zu dem zulaufenden Abschnitt 7e auf der Seite des rückwärtigen Endes des Mischkopfs 7 erstrecken.
Im Übrigen ist 2 der C-C-Abschnitt von 1A, und, wie in 2 dargestellt ist, sind die Nuten 7a, 7b derart ausgebildet, dass die Nuten 7a und die Nuten 7b abwechselnd mit gleichen Abständen in einem annähernd mittleren Abschnitt des Mischkopfs 7 angeordnet sind.
Als nächstes wird eine Beschreibung über die Konstruktion wesentlicher Teile der Plastifizierungsschnecke gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt. Wie in 1A bildlich dargestellt ist, ist der Mischkopf 7 auf der Seite des vorderen Endes davon mit ersten Ausnehmungen (nachfolgend einfach "die Ausnehmungen" genannt) 2 zwischen den Nuten 7a, 7a versehen, und ist ebenso auf der Seite des rückwärtigen Endes davon mit zweiten Ausnehmungen (nachfolgend einfach "die Ausnehmungen" genannt) 3 zwischen den Nuten 7b, 7b versehen.
Diese Ausnehmungen 2, 3 sind beide gleich bzw. ähnlich konstruiert, so dass diese nachfolgend unter Fokussierung der ersten Ausnehmungen 2 beschrieben werden. Hier ist 3 der D-D-Abschnitt von 1A, und 4 ist die Zeichnung, welche den Abschnitt E von 3 auf dem vergrößerten Maßstab zeigt. Wie in 3 gezeigt ist, sind die Ausnehmungen 2 gleichmäßig zwischen alle Nuten 7a, 7a verteilt, und stehen in Kommunikation jeweils mit den vorderen Nuten 7a, wenn dies in der Rotationsrichtung gesehen wird. Ferner ändern sich in rückwärtigen Teilen der Ausnehmungen 2, gesehen in der Rotationsrichtung, die Ausnehmungen 2 schrittweise und erstrecken sich zu der Außenumfangsoberfläche 7d.
Im Übrigen ist jede Ausnehmung 2 derart ausgebildet, dass ihre Tiefe ΔH einen Maximalwert aufweist, der mit 1,5 mm oder kleiner von der Außenumfangsoberfläche 7d des Mischkopfs 7 gewählt ist. Dieser Wert wurde durch Erfahrung und Experimente bestimmt, und die Wahl einer solchen Tiefe macht es möglich, den Mischkopf 7 unter allen Bedingungen in einem guten Rotationszustand zu halten.
Die Ausnehmungen 3 sind wie die vorstehend beschriebenen Ausnehmungen 2 konstruiert. Ferner sind die Ausnehmungen 2, 3 nicht auf eine Querschnittsform einer solchen stufenartigen Form, wie sie in 4 gezeigt ist, beschränkt, sondern können als Ausnehmungen in der Form von Neigungen ausgebildet sein, so dass, wie in 5 dargestellt ist, dieses sich allmählich zu der Außenumfangsoberfläche 7d hin erstrecken. In dieser Modifikation ist es ebenfalls bevorzugt, jede Ausnehmung derart auszubilden, dass ihre Tiefe ΔH einen Maximalwert aufweist, der auf 1,5 mm oder kleiner von der Außenumfangsoberfläche 7d des Mischkopfs 7 gewählt ist.
Da die Plastifizierungsschnecke gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist wie vorstehend beschrieben konstruiert, bewirkt Ladung einer Füllung in einen nicht dargestellten Fülltrichter, und anschließende Rotation des Mischkopfs 7, dass die Füllung in die Nuten 7b aus dem zulaufenden Abschnitt 7e auf der Seite des rückwärtigen Endes des Mischkopfs 7 eintritt, um durch die Nuten 7a zu wandern und ferner von den Nuten 7a in den zulaufenden Abschnitt 7c auf der Seite des vorderen Endes des Mischkopfs 7 zu wandern. Als ein Ergebnis einer solchen Bewegung der Füllung aus den Nuten 7a zu den Nuten 7b Scherkraft und Verteilungswirkung unterzogen, so dass gutes Kneten und gute Dispersion durchgeführt werden.
Andererseits wird ein Teil der Füllung, welche in die Nuten 7b eingetreten ist, veranlasst, unter Rotationskraft des Mischkopfs 7 in die Ausnehmungen 3 zu wandern, und weiter auf die Außenumfangsoberfläche 7d, welche sich auf rückwärtigen Seiten der jeweiligen Ausnehmungen 3 befinden, wenn dies in der Rotationsrichtung gesehen wird. Ähnlich wird ein Teil der Füllung, welcher in die Nuten 7a eingetreten ist, durch Rotationskraft des Mischkopfs 7 auf die Außenumfangsoberfläche 7d der rückwärtigen Seite zugeführt, wenn dies in der Rotationsrichtung gesehen wird, und zwar im Wege der Ausnehmung 2.
Wenn der Mischkopf 7 rotiert, wird ein Freiraum zwischen dem Zylinder und dem Mischkopf 7 allmählich enger in der Reihenfolge von jeder Nut 7a oder 7b, ihrer abwärts benachbarten Ausnehmung 2 oder 3, und der Außenumfangsoberfläche 7d, so dass der Rotationsradius des Mischkopfs 7 sich relativ von einem kleineren Radius zu einem größeren Radius ändert.
Demzufolge wird Schmierdruck des zugeführten Harzes zwischen dem nicht dargestellten Zylinder und dem Mischkopf 7 bewirkt. Dieser Schmierdruck wirkt gleichmäßig in der Richtung einer Umgebung des Mischkopfs 7, und infolge dieses Schmierdrucks werden der Zylinder und der Mischkopf 7 daran gehindert, sich in einen Metall-zu-Metall-Kontakt zu begeben. Unter verschiedenen Betriebszuständen ermöglicht dies auch, den Zylinder und den Mischkopf 7 vor Beschädigung zu bewahren, und auch eine Verschlechterung des Harzes unter Plastifikation zu vermeiden.
Ferner ermöglicht die Wahl der Maximumtiefe ΔH der Ausnehmungen 2, 3 mit 1,5 mm oder weniger, nötigen Schmierdruck unter allen Bedingungen zu erhalten, so dass der Mischkopf 7 in einem guten Rotationszustand gehalten werden kann.
(b) Beschreibung einer zweiten Ausführungsform, welche keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet
Bezugnehmend auf 6 wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. In dieser zweiten Ausführungsform sind Nuten 7f auf einem Mischkopf 7 in solch einer Weise ausgebildet, dass die Nuten 7f sich an beiden gegenüberliegenden Enden davon zu zulaufenden Abschnitten 7c, 7e sich jeweils auf vorderen und rückwärtigen Seiten des Mischkopfs 7 erstrecken.
Ferner sind zwischen den individuellen Nuten 7f, 7f Ausnehmungen 4 über die gesamten Längen der entsprechenden Nuten 7f ausgebildet. Diese Ausnehmungen sind wie die der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform konstruiert und stehen mit den vorderen Nuten 7f in kommunizierender Verbindung, wenn dies in der Rotationsrichtung gesehen wird. Ein rückwärtiger Teil jeder Ausnehmung 4, gesehen in der Rotationsrichtung, ändert sich in der Form von Stufen oder einer Neigung und erstreckt sich zu der Außenumfangsoberfläche 7d. Ferner ist jede Ausnehmung 4 so ausgebildet, dass ihre Tiefe ΔH einen Maximumwert aufweist, der mit 1,5 mm oder kleiner von der Außenumfangsoberfläche 7d des Mischkopfs 7 gewählt ist.
Da die Plastifizierungsschnecke gemäß der zweiten Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, konstruiert ist, wirkt sie in ähnlicher Weise wie die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform und bringt ähnliche Wirkungen wie die erste Ausführungsform mit sich. Ferner ermöglicht diese zweite Ausführungsform, jede Ausnehmung 4 hinreichend lang in der Richtung ihrer Länge auszubilden. Die Ausnehmungen 4 können daher eine ähnliche Ausnehmungslänge wie die Ausnehmungen 2, 3 in der ersten Ausführungsform sicherstellen, selbst wenn deren Dimensionen in deren Breitenrichtung (in der Richtung der Rotation des Mischkopfs 7) klein sind. Es ist demgemäß nicht nötig, den Abstand der Nuten 7f auf irgendeinen signifikant großen Wert zu setzen, wodurch es ermöglicht wird, eine Reduktion hinsichtlich der Knetleistung einer Harzfüllung zu minimieren.
Im Übrigen sind die Nuten 7f mit einem vorbestimmten Winkel relativ zu einer Mittenachse (nicht gezeigt) des Mischkopfs 7 in 6 ausgebildet. Alternativ können diese Nuten 7f parallel zu der Mittenachse des Mischkopfs 7 ausgebildet sein. Ferner ist es nicht unbedingt nötig, jede Ausnehmung 4 entlang der gesamten Länge seiner entsprechenden Nut 7f auszubilden. Die Längen und Positionen dieser Ausnehmungen können wie benötigt geändert werden, dies in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen, wie Betriebszustände für die Schnecke und Eigenschaften des Harzes.
Möglichkeit der Verwendung in der Industrie
Wie vorstehend beschrieben, ist die Plastifizierungsschnecke gemäß der vorliegenden Erfindung nützlich als eine Schnecke zum Schmelzen und Kneten einer festen Füllung und ist insbesondere geeignet zur Verwendung in einer Spritzgussmaschine oder einem Extruder, welcher geeignet ist, ein Harzmaterial, wie Plastik, in eine Form zu spritzen, oder selbiges anschließend zur Plastifikation zu extrudieren.

Claims

Plastifizierungsschnecke, geeignet zur drehbaren Anbringung in einem Zylinder, umfassend einen Schaft auf und um welchen sich zumindest ein spiralförmiges Schneckenblatt erstreckt; und einen Mischkopf (7), der von einem Ende des Schafts hervorsteht, wobei der Mischkopf (7) in seiner Umfangsoberfläche eine Mehrzahl von Nutabschnitten (7a, 7b, 7f) aufweist, die sich spiralförmig zu seiner Spitze hin erstrecken und kurz vor dieser enden, wobei die Nutabschnitte (7a, 7b, 7f) umfangsmäßig mit gleichen Abständen beabstandet sind; wobei der Mischkopf (7) ferner eine Mehrzahl von Ausnehmungen (2, 3, 4) aufweist, welche in einem zwischen den Nuten liegenden Bereich der Umfangsoberfläche disponiert und angeordnet sind, wobei die Ausnehmungen mit den Nutabschnitten (7a, 7b, 7f) kommunizierend verbunden sind, die in einer Drehrichtung gesehen vor diesen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Nutabschnitte (7a, 7b) umfassen: eine Anzahl von ersten Nutabschnitten (7a), die sich alle an ihrem vorderen Ende in die Basis eines vorderen Endabschnitts des Mischkopfes (7) erstrecken und sich zu ihrem hinteren Ende kurz vor einem rückwärtigen Endabschnitt des Mischkopfs (7) erstrecken und bei diesem enden, eine Anzahl von zweiten Nutabschnitten (7b), die mit jedem kommunizierend ausgebildet sind, sich an ihrem hinteren Ende in dem rückwärtigen Endabschnitt des Mischkopfs (7) erstrecken und sich zu ihrem vorderen Ende kurz vor dem vorderen Endabschnitt des Mischkopfs (7) erstrecken und bei diesem enden, wobei die ersten und zweiten Nutabschnitte (7a, 7b) abwechselnd auf dem Mischkopf (7) in solch einer Weise angeordnet sind, dass die ersten und zweiten Nutab schnitte (7a, 7b) außer kommunizierender Verbindung miteinander sind, wobei die Ausnehmungen (2, 3) umfassen: eine Anzahl von ersten Ausnehmungen (2), die sich in dem vorderen Ende befinden, und wobei eine mit jedem der ersten Nutabschnitte (7a) kommuniziert, eine Anzahl von zweiten Ausnehmungen (3), die sich in dem rückwärtigen Ende befinden, und wobei eine mit jedem der zweiten Nutabschnitte (7b) kommuniziert.
Plastifizierungsschnecke gemäß Anspruch 1, wobei jede der Ausnehmungen (2, 3, 4) in Form einer Stufe vorliegt.
Plastifizierungsschnecke gemäß Anspruch 1, wobei jede der Ausnehmungen (2, 3, 4) einen Boden aufweist, der sich zu dem zugehörigen Nutabschnitt herabneigt.
Plastifizierungsschnecke gemäß Anspruch 1, wobei die Ausnehmungen (2, 3, 4) eine Tiefe (ΔH) von höchstens 1,5 mm von der äußeren Umfangsoberfläche (7d) des Mischkopfs (7) aufweist.