DE1604335C

DE1604335C - Device for plasticizing and mixing thermoplastics

Info

Publication number: DE1604335C
Authority: DE
Inventors: James W. Scottsburg Ind. Hendry (V.StA.)
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Plastifizieren und Mischen von thermoplastischen Kunststoffen mit einem einen Materialeinlaß und -auslaß aufweisenden Gehäuse, in dessen Bohrung eine im wesentlichen zylindrische drehbare Welle angeordnet ist.The invention relates to a device for plasticizing and mixing thermoplastics with a housing having a material inlet and outlet, in the bore of which an im substantially cylindrical rotatable shaft is arranged.

Vorrichtungen, die zum Plastifizieren und Mischen von thermoplastischen Kunststoffen mit Zusatzmaterialien, wie Füllstoffen oder Farbstoffen, vor einem Fertigungsprozeß dienen, sind allgemein bekannt. Diese bekannten Vorrichtungen verwenden üblicherweise in einer Gehäusebohrung umlaufende Schnecken, die das zu plastifizierende und zu mischende Material in axialer Richtung durch die Gehäusebohrung fördern, wobei das Material durch die Reibung erwärmt und plastifiziert sowie gemischt wird. Der Kunststoff wird derartigen Extruderschnecken meistens in Form von Granulat zugeführt, wobei es auch bekannt ist, Zuführungsvorrichtungen am Einlaßende der Extruderschnecke vorzusehen, die z. B. mit Druckkolben oder Schnecken arbeiten.Devices used for plasticizing and mixing thermoplastics with additional materials, how fillers or dyes are used before a manufacturing process are well known. These known devices usually use circumferential holes in a housing Screws that carry the material to be plasticized and mixed in the axial direction through the housing bore promote, whereby the material is heated and plasticized as well as mixed by the friction will. The plastic is usually supplied to such extruder screws in the form of granules, it is also known to have feed devices at the inlet end of the extruder screw provide the z. B. work with plungers or screws.

Nachteilig ist es bei diesen bekannten Vorrichtungen, daß man es nicht in der Hand hat, den Plastifizier- und Mischvorgang zu steuern, da nach der Be-Schickung der Schnecke nur noch deren Drehzahl regelbar ist.It is a disadvantage of these known devices that it is not in the hand, the plasticizing and to control the mixing process, since after the screw has been fed, only its speed remains is adjustable.

Über diesen allgemeinen Stand der Technik hinaus ist es bekannt, die Extruderschnecke axial in der Gehäusebohrung zu verschieben. Die Extruderschnecke ist bei dieser bekannten Vorrichtung in ihrem mittleren Bereich, mit einem ringförmigen erhabenen Wulst versehen, der gegenüber einer ringförmigen Ausnehmung der Bohrung verschiebbar ist. In der radial ausgerichteten Stellung des Wulstes und der Ausnehmung wird somit ein etwas ausgebauchter Durchgangskanal gebildet, der durch axiale Verschiebung der Extruderschnecke im Querschnitt verengt werden kann. Eine verbesserte Anpassungsmöglichkeit an verschiedene Erfordernisse dürfte hierbei kaum erreichbar sein, es besteht im Gegenteil die Gefahr, daß es an dem Ringspalt zu Materialstauungenkommt, die unbedingt vermieden werden müssen. Wenn Wulst und Ausnehmung in einer gemeinsamen radialen Ebene liegen, kann es vorkommen, daß das Kunststoffmäterial entweder am Wulst oder der Ausnehmung haftet und unter Entwicklung starker Reibungskräfte damit umläuft.In addition to this general state of the art, it is known to place the extruder screw axially in the housing bore to move. The extruder screw is in this known device in its middle Area provided with an annular raised bead, which is opposite to an annular Recess of the bore is displaceable. In the radially aligned position of the bead and the Recess is thus formed a somewhat bulged through channel, which is axially displaced the extruder screw can be narrowed in cross section. An improved customization option Various requirements are unlikely to be attainable here; on the contrary, there is the There is a risk of material congestion at the annular gap, which must be avoided at all costs. If the bead and recess lie in a common radial plane, it can happen that the Plastic material adheres to either the bead or the recess and develops strong frictional forces with it going around.

Weiterhin ist eine. Vorrichtung bekannt, bei der auch die die Extruderschnecke aufnehmende Gehäusebohrung als Schnecke ausgebildet ist. In diesem Fall wird sich wohl eine stärkere Durchmischung des durch einen Füllschacht zugeführten Materials ergeben, aber es besteht außer der Drehzahlregelung der Extruderschnecke keine Möglichkeit, in den fortschreitenden Bearbeitungsvorgang regelnd einzugreifen. Diese bekannte Vorrichtung verwendet zur Unterstützung der Durchmischung des Materials an der Extruderschnecke befestigte Nocken, wobei es sich jedoch nur um eine andere Ausbildungsart der Förderschnecke handelt, mit der eine Regelung des Arbeitsablaufes nicht erzielbar ist, da die Menge des die Vorrichtung passierenden Materials stets etwa proportional zur Drehzahl der Schnecke und deren Steigung ist.Furthermore is a. Apparatus is known in which the housing bore receiving the extruder screw is designed as a screw. In this case there will probably be a stronger mixing of the material fed through a hopper, but there is also speed control the extruder screw has no way of intervening in the ongoing processing process. This known device is used to support the mixing of the material the extruder screw attached cams, but this is just a different type of training of the Conveyor screw acts, with which a control of the workflow is not achievable, since the amount of the material passing through the device is always approximately proportional to the speed of the screw and its Slope is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der der Bearbeitungsvorgang je nach Erfordernis der zu verarbeitenden Kunststoffe regelbar ist.The invention is based on the object of providing a device of the type described at the outset create, in which the machining process can be regulated depending on the requirements of the plastics to be processed is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die an sich glatte Welle und die Bohrung jeweils einen erhabenen ringförmigen und senkrecht zur Wellenachse verlaufenden Wulst aufweisen, die einander mit radialem Abstand gegenüberliegen und zwischen sich einen engen Ringspalt bilden, wobei beiderseits der erhabenen Wulst zwischen der Welle und der Bohrung je ein mit dem Ein- bzw. Auslaß in Verbindung stehender ringförmiger Kanal vorgesehen ist, und daß zur Förderung des Materials am Materialeinlaß des Gehäuses eine an sich bekannte druckerzeugende Einrichtung angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved in that the shaft, which is smooth per se, and the bore each have a raised annular bead extending perpendicular to the shaft axis, the are opposite each other at a radial distance and form a narrow annular gap between them, wherein on both sides of the raised bead between the shaft and the bore one with the inlet or outlet communicating annular channel is provided, and that for conveying the material on Material inlet of the housing a known pressure generating device is arranged.

Bei dieser Vorrichtung ist die Fördergeschwindigkeit des Kunststoffes unabhängig von der Drehzahl der in der Gehäusebohrung umlaufenden Welle. Während die Welle von einem Motorantrieb in Umlauf versetzt wird, dient dem Antrieb des Druckgliedes eine andere Antriebsquelle. Es liegt damit in der Hand der die Vorrichtung bedienenden Person, wie schnell sie den Kunststoff durch die Vorrichtung hindurchdrückt und welche Reibungskräfte sie dabei zu erzeugen wünscht. Damit ist eine sehr genaue' Kontrolle des Bearbeitungsvorganges möglich; außerdem bietet sich damit ein sehr günstiger Weg, ein Verbrennen und Zersetzen des Kunststoffes infolge übermäßiger'Reibung zu verhüten.With this device, the conveying speed of the plastic is independent of the speed the shaft rotating in the housing bore. While the shaft is rotating by a motor drive is moved, another drive source is used to drive the pressure member. It lies with it in the hand of the person operating the device, how quickly they push the plastic through the device and what frictional forces wishes to generate them in the process. This enables a very precise control of the machining process; in addition, this offers a very inexpensive way of burning and decomposing the plastic as a result of excessive friction.

Zur Schaffung einer weiteren Regelmöglichkeit der Arbeitsweise besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, daß die Welle in axialer Richtung verschiebbar ist.Another feature of the invention is to create a further possibility of regulating the mode of operation in that the shaft is displaceable in the axial direction.

Hierbei kann in zweckmäßiger Ausgestaltung vorgesehen sein, daß das in Druckrichtung gelegene Ende der Welle von einem Axialdrucklager aufgenommen wird, welches sich gegen eine in einer Führung axial verschiebbare Lagerhalterung abstützt.In this case, it can be provided in an expedient embodiment that the one located in the pressure direction The end of the shaft is received by a thrust bearing, which is held against one in a guide axially displaceable bearing holder is supported.

Um eine genaue Einstellung der Axialstellung der Welle gegenüber dem Gehäuse zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, daß an der Lagerhalterung eine in der Führung drehbare Schraubenspindel angreift.To enable precise adjustment of the axial position of the shaft relative to the housing, see the invention provides that a screw spindle rotatable in the guide engages the bearing holder.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung zur Regelung der Betriebstemperatur besteht darin, daß die Welle und das Gehäuse mit axial verlaufenden Kanälen für eine Temperierflüssigkeit versehen sind, und daß im Gehäuse Temperaturmeßgeräte vorgesehen sind.Another feature of the invention for controlling the operating temperature is that the shaft and the housing are provided with axially extending channels for a bath fluid, and that im Housing temperature measuring devices are provided.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Welle auf der vom Antrieb abgelegenen Seite kegelförmig zu einer Spitze ausläuft, welche gegen einen entsprechend ausgebildeten Teil der Bohrung gerichtet ist, und daß der Spitze gegenüberliegend im Gehäuse ein Zylinder mit einem darin hin und her bewegbaren Druckkolben angebracht ist.Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the shaft the side remote from the drive tapers conically to a point, which against a corresponding formed part of the bore is directed, and that the tip opposite in the housing a cylinder is mounted with a pressure piston movable to and fro therein.

Um die Anpassungsmöglichkeit der Vorrichtung an verschiedene Betriebsbedingungen weiterhin zu erhöhen, sieht die Erfindung vor, daß der Wulst der Bohrung aus im Gehäuse radial verschiebbar gelagerten Einsätzen besteht.In order to continue to increase the adaptability of the device to different operating conditions increase, the invention provides that the bead of the bore is mounted radially displaceably in the housing Inserts.

Die Erfindung soll durch zwei Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigtThe invention is to be explained in more detail by means of two exemplary embodiments with reference to the drawings will. It shows

Fig. 1 einen teilweise im Schnitt gezeigten Grundriß der Maschine gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a plan view partially shown in section the machine according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II der Fig. I in grö(3erem Maßstab,Fig. 2 shows a section along the line H-II of Fig. I on a larger scale (third scale,

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt der Fig. 1, der die Welle in einer anderen Betriebsstellung zeigt,3 shows an enlarged partial section of FIG. 1, which shows the shaft in a different operating position,

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt der Fig. 1, der die Reibungsoberflächen in Einzelheiten zeigt,FIG. 4 shows an enlarged partial section of FIG. 1, which shows the friction surfaces in detail,

Fig. 5 einen axialen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Maschine,5 shows an axial section through a modified embodiment of the machine,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig.5.6 shows a section along the line VI-VI in FIG.

Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Maschine zum Plastifizieren und Mischen von thermoplastischen Kunststoffen ist im ganzen mit 10 bezeichnet und weist einen Unterbau 11 mit einem Tisch 12 auf, an dessen einer Seite eine sich nach oben erstreckende Wand 13 befestigt ist.The machine shown in Figs. 1 to 4 for Plasticizing and mixing of thermoplastics is denoted as a whole by 10 and has a substructure 11 with a table 12, on one side of which an upwardly extending Wall 13 is attached.

Die Wand 13 trägt eine Vorrichtung zum Plastifizieren und Mischen von thermoplastischem Kunststoff, die im ganzen mit 16 bezeichnet ist. Die Vorrichtung 16 weist ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 17 auf, das mit einer Abflachung an der Wand 13 anliegt und mit einer sich parallel zum Tisch 12 erstreckenden Führungsleiste 18 in eine Nut 19 der Wand 13 eingreift.The wall 13 carries a device for plasticizing and mixing thermoplastic material, which is designated as a whole with 16. The device 16 has a substantially cylindrical Housing 17, which rests with a flat on the wall 13 and with a parallel to Table 12 extending guide bar 18 engages in a groove 19 in the wall 13.

Das Gehäuse 17 ist mit einer mittleren durchgehenden Bohrung 22 versehen (Fig. 3), die an den Enden im Durchmesser verkleinerte Abschnitte 23 und 24 aufweist. In der Bohrung 22 ist eine Welle 26 aufgenommen, die in den Abschnitten 23 und 24 drehbar und axial verschiebbar gelagert ist.The housing 17 is provided with a central through hole 22 (Fig. 3) which is attached to the Has ends reduced in diameter portions 23 and 24. In the bore 22 is a shaft 26 received, which is rotatably and axially displaceably mounted in the sections 23 and 24.

Die Welle 26 wird durch einen im ganzen mit 27 (Fig. 1) bezeichneten Antrieb in Drehung versetzt.The shaft 26 is set in rotation by a drive designated as a whole by 27 (FIG. 1).

Wie in F i g. 3 gezeigt, ist das Ende der Welle 26 in einer axial verschiebbaren napfförmigen Lagerhalterung 46 gelagert. Die Lagerhalterung 46 hat eine axiale Aufbohrung 47, in der ein Axial-Drucklager 48 aufgenommen ist. Die Lagerhalterung 46 kann in irgendeiner geeigneten Weise unverdrehbar, jedoch gegenüber dem Gehäuse 17 axial verschiebbar gelagert sein. Die Lagerhalterung 46 greift mit einer Führungsleiste 49 in die Nut 19 der Wand 13 ein.As in Fig. 3, the end of the shaft 26 is in an axially displaceable cup-shaped bearing holder 46 stored. The bearing holder 46 has an axial counter bore 47 in which a thrust bearing 48 is included. The bearing bracket 46 can be non-rotatable in any suitable manner, however be mounted so as to be axially displaceable with respect to the housing 17. The bearing holder 46 engages with a Guide bar 49 into the groove 19 of the wall 13.

Außerhalb der Lagerhalterung 46 befindet sich eine Stützplatte 51, die durch Schrauben 50 (Fig. 2) mit dem Tisch 12 und der Wand 13 verbunden ist. Eine mit der Welle 26 koaxiale Schraubenspindel 52 durchsetzt ein Gewinde in der Stützplatte 51. Das rechte Ende der Schraubenspindel 52 greift drehbar über eine geeignete Befestigungsplatte 53 an der Lagerhalterung 46 an. Das linke freie Ende der Schraubenspindel 52 trägt ein Handrad 54 zur Drehung der Schraubenspindel 52 und somit zur axialen Verschiebung der Lagerhalterung 46 und der Welle 26 gegenüber dem Gehäuse 17. Zur zusätzlichen Abstützung der Lagerhalterung 46 ist eine genutete Führungsplatte 56 vorgesehen, die mit der Stützplatte 51 verschweißt ist, sich von dieser entlang der Lagerhalterung 46 und parallel zur Wand 13 erstreckt. Die Welle 26 ist zur Temperaturkontrolle mit einem sich koaxial vom linken Ende in dieselbe erstreckenden Kanal 58 versehen, wobei das linke Ende der Welle 26 mit einem Abschnitt verminderten Durchmessers in eine Aufbohrung 59 im Boden der Aufbohrung 47 der Lagerhalterung 46 eingreift. Zwischen dem linken Ende der Welle 26 und der Aufbohrung 59 ist ein die Welle 26 umgreifender O-Ring oder eine ähnliche Abdichtung 61 vorgesehen, um ein Ausströmen von Flüssigkeit aus der Aufbohrung 59 zu vermeiden. Ein Kanal 62 erstreckt sich vom Rand der Aufbohrung 59 durch die Lagerhalterung 46. Der Kanal 62 steht vorzugsweise über eine Rohrverbindung, die durch eine gestrichelte Linie in Fig. 1 angedeutet ist, mit der Unterdruckseite einer herkömmlichen Temperaturregelung durch Flüssigkeit in Verbindung, die allgemein mit T angedeutet ist. nine Rohrleitung 63 ist in den Boden der Aufbohrung 59 eingeschraubt und erstreckt sich in den Kanal 58 der Welle 26 bis nahe zum Ende desselben. Ein Kanal 64 steht mit dem in den Boden der Aufbohrung 59 eingeschraubten Ende der Rohrleitung 63 in Verbindung und erstreckt sich in radialer Richtung durch den Boden der Lagerhalterung 46. Der KanalOutside the bearing holder 46 is a support plate 51 which is connected to the table 12 and the wall 13 by screws 50 (FIG. 2). A screw spindle 52 coaxial with the shaft 26 passes through a thread in the support plate 51. The right-hand end of the screw spindle 52 engages the bearing holder 46 in a rotatable manner via a suitable fastening plate 53. The left free end of the screw spindle 52 carries a handwheel 54 for rotating the screw spindle 52 and thus for the axial displacement of the bearing holder 46 and the shaft 26 relative to the housing 17. For additional support of the bearing holder 46, a grooved guide plate 56 is provided, which with the support plate 51 is welded, extends from this along the bearing holder 46 and parallel to the wall 13. The shaft 26 is provided with a channel 58 extending coaxially into the same from the left end for temperature control, the left end of the shaft 26 having a portion of reduced diameter engaging a bore 59 in the bottom of the bore 47 of the bearing holder 46. Between the left end of the shaft 26 and the bore 59, an O-ring or a similar seal 61 encompassing the shaft 26 is provided in order to prevent liquid from flowing out of the bore 59. A channel 62 extends from the edge of the counterbore 59 through the bearing retainer 46. The channel 62 is preferably in communication with the vacuum side of a conventional liquid temperature control, generally through a pipe connection indicated by a dashed line in FIG T is indicated. Nine pipe 63 is screwed into the bottom of the counter bore 59 and extends into the channel 58 of the shaft 26 to near the end of the same. A channel 64 communicates with the end of the pipeline 63 screwed into the bottom of the counterbore 59 and extends in the radial direction through the bottom of the bearing holder 46. The channel

ίο 64 ist durch die in Fig. 1 angedeuteten gestrichelten Linien vorzugsweise mit der Hochdruckseite der , Temperaturregelung T verbunden.64 is preferably connected to the high pressure side of the temperature control T by the dashed lines indicated in FIG.

Das Gehäuse 17 (Fig. 2) weist mehrere axial verlaufende Kühlkanäle 66 auf, die am einen Ende des Gehäuses 17 durch ein ringförmiges Kopfstück 67 (Fi g. 3) verschlossen sind. Das Kopfstück 67 enthält geeignete Kanäle 68, die mit den Kanälen 66 in Verbindung stellen und diese mit der von der Temperaturregelung kommenden Kühlflüssigkeit versorgen.The housing 17 (Fig. 2) has several axially extending Cooling channels 66, which at one end of the housing 17 by an annular head piece 67 (Fig. 3) are closed. The head piece 67 contains suitable channels 68 which communicate with the channels 66 and supply them with the coolant coming from the temperature control.

Die Kühlflüssigkeit kann auf irgendeine herkömmliche, nicht gezeigte Weise zur Temperaturregelung zurückgeführt sein. Mehrere weitere Kühlkanäle 69 sind zwischen den Kühlkanälen 66 angeordnet und nehmen geeignete Temperaturmeßgeräte 70 auf, die vorzugsweise elektrisch arbeiten, wie z. B. Thermistoren oder Thermoelemente.The cooling liquid can be used in any conventional manner, not shown, for temperature control be returned. Several further cooling channels 69 are arranged between the cooling channels 66 and take suitable temperature measuring devices 70, which preferably operate electrically, such as. B. Thermistors or thermocouples.

Das Gehäuse 17 weist einen Materialeinlaß 71 (F i g. 2) auf, dessen Lage durch den gestrichelten Kreis in Fig. 1 und 3 angedeutet ist. Eine in Fig. 2 im ganzen mit 72 bezeichnete Aufgabevorrichtung steht mit dem Materialeinlaß 71 in Verbindung, erstreckt sich von diesem nach oben und dient zur Einführung des zu plastifizierenden und zu mischenden thermoplastischen Kunststoffs. Die Aufgabevorrichtung 72 weist einen auf den Einlaß 71 ausgerichteten Kolbenzylinder 73 auf, der durch mehrere Säulen 74 mit einer Platte 14 verbunden ist. Aus dem Kolbenzylinder 73 erstreckt sich eine Kolbenstange 76 zur Platte 14 hin in einen Zylinder 77, der mittels einer.The housing 17 has a material inlet 71 (FIG. 2), the position of which is indicated by the dashed line Circle in Fig. 1 and 3 is indicated. A feeding device designated as a whole by 72 in FIG. 2 communicates with the material inlet 71, extends upwardly therefrom and is used for introduction of the thermoplastic to be plasticized and mixed. The feeding device 72 has a piston cylinder 73 aligned with inlet 71, which is supported by a plurality of columns 74 is connected to a plate 14. A piston rod 76 extends from the piston cylinder 73 to Plate 14 out into a cylinder 77, which by means of a.

Flansches 78 und Schrauben 79 mit dem Gehäuse 17 verbunden ist. Der Zylinder 77 erstreckt sich vom Einlaß 71 koaxial durch eine Ausnehmung 81 in der Platte 14 nach oben. In der Wand des Zylinders 77 ist in der Nähe des oberen Endes eine Ausnehmung 82 vorgesehen, die mit einem Einfülltrichter 84 in Verbindung steht. Eine Abgabevorrichtung S kann vorzugsweise granuliertes Material in den Einfülltrichter 84 fördern. Ein langer Druckkolben 87 greift mit geringem Spiel verschiebbar in die Bohrung 86 des Zylinders 77 ein. Der. Druckkolben 87 ist innerhalb des Zylinders 77 zwischen einer oberen Stellung oberhalb der Ausnehmung 82 und einer unteren -Stellung in der Nähe der Welle 26 hin und her bewegbar. Die Zylinderbohrung 86 und der Einlaß 71 haben vorzugsweise den gleichen Durchmesser, so daß das untere Ende des Druckkolbens 87 nahe an die Welle 26 herangeführt werden kann.Flange 78 and screws 79 are connected to the housing 17. The cylinder 77 extends from the inlet 71 coaxially through a recess 81 in the plate 14 upwards. In the wall of the cylinder 77, near the upper end, a recess 82 is provided, which is connected to a filling funnel 84. A dispensing device S can preferably convey granulated material into the feed hopper 84. A long pressure piston 87 engages displaceably with little play in the bore 86 of the cylinder 77. The. Pressure piston 87 can be moved back and forth within cylinder 77 between an upper position above recess 82 and a lower position in the vicinity of shaft 26. The cylinder bore 86 and the inlet 71 preferably have the same diameter so that the lower end of the pressure piston 87 can be brought close to the shaft 26.

Das Gehäuse 17 ist mit einer radialen Auslaßöffnung 91 (Fig. 3) versehen, die vom Einlaß 71 einen axialen Abstand aufweist, um 90° gegenüber dem Einlaß 71 versetzt ist und sich in Richtung zur Wand 13 erstreckt. Die Auslaßöffnung 91 kann mit einem geeigneten Abnehmer verbunden werden, der hier schematisch mit C angedeutet ist.The housing 17 is provided with a radial outlet opening 91 (FIG. 3) which is at an axial distance from the inlet 71, is offset by 90 ° with respect to the inlet 71 and extends in the direction of the wall 13. The outlet opening 91 can be connected to a suitable pick-up, which is indicated here schematically with C.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, hat die Bohrung 22 einen erhabenen ringförmigen, in einer radialen Ebene der Bohrung verlaufenden Wulst 98 mit sich in axialer Richtung erstreckenden ringförmigen Nei-As can be seen from FIG. 4, the bore 22 has a raised annular bead 98 extending in a radial plane of the bore with it in axially extending annular Nei-

gungsoberfiächen 99 und 100. Der Wulst 98 befindet sich zwischen der Einlaß- und der Auslaßölfnung 71 bzw. 91. vorzugsweise in der Nähe der Auslaßöffnung 91. Der Scheitel des Wulstes 98 ist vorzugsweise gerundet. Die Radialerstreckung des Wulstes 98 betragt etwa 5",Ί< des Durchmessers der Bohrung 22. Der Wulst 98 erstreckt sich vorzugsweise in axialer Richtung nicht weiter als bis zu den zylindrischen Endabschnitten 23 und 24 der Welle 26 und liegt zwischen zwei ringförmigen Vertiefungen 101 und 102. Die geneigten Oberflächen 99 und 100 des Wulstes 98 gehen vorzugsweise stetig in die ring-. förmigen Vertiefungen über, und der Wulst 98 hat vorzugsweise keine scharfen Kanten, da sie vorbeiströmendes Material festhalten könnten.surfaces 99 and 100. The bead 98 is located between the inlet and outlet openings 71 and 91, respectively, preferably in the vicinity of the outlet opening 91. The apex of the bead 98 is preferably rounded. The radial extension of the bead 98 is approximately 5 ″, Ί < the diameter of the bore 22. The bead 98 preferably does not extend further in the axial direction than the cylindrical end sections 23 and 24 of the shaft 26 and lies between two annular recesses 101 and 102 The inclined surfaces 99 and 100 of the bead 98 preferably merge smoothly into the annular depressions, and the bead 98 preferably does not have any sharp edges as they could trap material flowing past.

Die Welle 26 ist mit einem erhabenen, ringförmigen, in einer radialen Ebene der Welle verlaufenden Wulst 103 versehen, der sich bei einer axialen Verschiebung der Welle 26 am Wulst 98 der BohrungThe shaft 26 has a raised, annular, extending in a radial plane of the shaft Bead 103 is provided which, when the shaft 26 is axially displaced, on the bead 98 of the bore

22 vorbeibewegt. In der gezeigten Ausführung bewegt sich der Wulst 103 mit der Welle 26 von einer dem Wulst 98 genau gegenüberliegenden Stellung, die durch ausgezogene Linien in der F i g. 4 angedeutet ist. zu einer Stellung, die durch die gestrichelten Linien in der Fig. 4 angedeutet ist. Der Wulst 103 hat einen Radialabstand zum Wulst 98. Wenn sich diese Abschnitte genau gegenüberstehen, beträgt der Zwischenraum 104 in der gezeigten Ausführung etwa 1.5 mm. Die zylindrischen Abschnitte22 moved past. In the embodiment shown, the bead 103 moves with the shaft 26 of one the position exactly opposite the bead 98, indicated by solid lines in FIG. 4 indicated is. to a position which is indicated by the dashed lines in FIG. the Bead 103 is radially spaced from bead 98. When these sections are exactly opposite each other, the gap 104 is approximately 1.5 mm in the embodiment shown. The cylindrical sections

23 und 24 zur Lagerung der Welle 26 innerhalb der Bohrung 22 haben im wesentlichen den gleichen Durchmesser. Die Hainmesser der Wülste 98 und 103 sind vorzugsweise größer bzw. kleiner als die Halbmesser der zylindrischen Abschnitte 23 und 24, so23 and 24 for mounting the shaft 26 within the bore 22 are essentially the same Diameter. The grove knives of the beads 98 and 103 are preferably larger or smaller than the radius of the cylindrical sections 23 and 24, so

■ daß die Welle 26 in beiden Richtungen aus dem Gehäuse 17 herausgezogen werden kann. Der Wulst 103 ist im'> wesentlichen dem Wulst 98 in radialer Richtung gleich und weist geneigte Oberflächen 111 und 112 auf. Der Wulst 103 liegt zwischen zwei ringförmigen Vertiefungen 106 und 107 der Welle 26. Die ringförrrtigen Vertiefungen 101 und 106 bilden einen mit 108 bezeichneten ringförmigen Auslaß, der sich vom Zwischenraum 104 über die Auslaßöffnung 91 hinaus erstreckt. In gleicher Weise bilden die ringförmigen Vertiefungen 102 und 107 einen ringförmigen Einlaß 109. der sich vom Zwischenraum 104 über den Einlaß 71 hinaus erstreckt. Der Wulst 103 . ist vorzugsweise an seinem Scheitel etwas gerundet, und die geneigten Oberflächen 111 und 112 gehen stctiti in die Oberflächen der Vertiefungen 106 und 107 über. Alle scharfen Kanten, die das vorbeifließende Material festhalten könnten, sind vermieden. ■ That the shaft 26 can be pulled out of the housing 17 in both directions. The bead 103 is substantially equal to the bead 98 in the radial direction and has inclined surfaces 111 and 112 on. The bead 103 lies between two annular recesses 106 and 107 of the shaft 26. Die annular recesses 101 and 106 form one denoted by 108, the annular outlet, which extends from the intermediate space 104 via the outlet opening 91 extends beyond. In the same way, the annular recesses 102 and 107 form an annular one Inlet 109 which extends from gap 104 beyond inlet 71. The bead 103 . is preferably somewhat rounded at its apex, and the inclined surfaces 111 and 112 go stctiti into the surfaces of the recesses 106 and 107 over. All sharp edges that could hold the material flowing past are avoided.

Die Oberfläche 111 hat im wesentlichen denselben Neigungswinkel wie die Seiten des Wulstes 98. und die Oberfläche 112 ist wesentlich länger und in bezug auf die Achse der Welle 26 weniger stark geneigt. Die Vertiefung 102 erstreckt sich etwa so weit nach hinten wie die geneigte Oberfläche 112 des Wulstes 103. wenn derselbe dem Wulst 98 gegenüberliegt. Die Bodenfläche der Vertiefung 102 und die Neigungsoberfläche 112 laufen zum Einlaß 71 hin unter einem kleinen Winkel auseinander.The surface 111 has substantially the same angle of inclination as the sides of the bead 98. and the surface 112 is much longer and less inclined with respect to the axis of the shaft 26. the Recess 102 extends approximately as far back as the inclined surface 112 of the bead 103. when the same is opposite the bead 98. The bottom surface of the recess 102 and the slope surface 112 diverge towards inlet 71 at a small angle.

Damit ergibt sich für den Einlaß 109 eine verhältnismäßig große radiale Breite am Einlaß 71. die sich zum Zwischenraum 104 hin verengt. Ein Vergleich der mit ausgezogenen und gestrichelten I inien gezeigten Stellungen der Welle 26 in Fig. 4 zeigt, daß der Zwischenraum 104 in axialer Richtung wesentlich länger und in radialer Richtung wesentlich breiter ist, wenn sich die Welle 26 in der mit gestrichelten Linien gezeigten Stellung befindet, als in der in ausgezogenen Linien angedeuteten Stellung. Somit kann die Welle 26 in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des zu plastifizierenden und mischenden Materials in axialer Richtung eingestellt werden, um einen verhältnismäßig kurzen und engen Zwischenraum oder ίο einen verhältnismäßig langen und breiten ringförmigen Zwischenraum oder eine zwischen diesen beiden Stellungen befindliche Einstellung zu erzielen. Im folgenden soll die Betriebsweise der Maschine 10 erläutert werden. Normalerweise wird zunächst die Welle 26 in axialer Richtung so eingestellt, daß ein Zwischenraum 104 von gewünschter Größe entsteht. Wenn der Druckkolben 87 in seiner oberen Ruhestellung ist und Material von der Abgabevorrichtung S in die Bohrung 86 gelangt, wird durch eine nach unten gerichtete Bewegung des Druckkolbcns das Material durch den Einlaß 71 und entlang dem ringförmigen Einlaß 109 gegen den Zwischenraum 104 gedruckt. Der Antrieb 27 kann vor oder zugleich mit der Bewegung des Druckkolbens 87 in Tätigkeit gesetzt werden. Der Antrieb 27 dreht die Welle 26 mit einer konstanten Drehzahl. Wenn sich das Material entlang dem ringförmigen Einlaß 109 nach vorn bewegt, beginnt durch die relative Drehbewegung zwischen Gehäuse und Welle bereits eine geringe, durch Reibung hervorgerufene Erwärmung des Materials.This results in a relatively large radial width at the inlet 71 for the inlet 109, which narrows towards the intermediate space 104. A comparison of the positions of the shaft 26 shown in solid and dashed lines in FIG. 4 shows that the intermediate space 104 is substantially longer in the axial direction and substantially wider in the radial direction when the shaft 26 is in the position shown in broken lines than in the position indicated in solid lines. Thus, depending on the nature of the material to be plasticized and mixed, the shaft 26 can be adjusted in the axial direction in order to achieve a relatively short and narrow gap or ίο a relatively long and wide annular gap or an adjustment located between these two positions. The mode of operation of the machine 10 will now be explained. Normally, the shaft 26 is first adjusted in the axial direction so that a gap 104 of the desired size is created. When the pressure piston 87 is in its upper rest position and material from the dispensing device S enters the bore 86, the material is pressed through the inlet 71 and along the annular inlet 109 against the intermediate space 104 by a downward movement of the pressure piston. The drive 27 can be activated before or at the same time as the movement of the pressure piston 87. The drive 27 rotates the shaft 26 at a constant speed. As the material moves forward along the annular inlet 109, the relative rotational movement between the housing and the shaft already begins to heat the material slightly, caused by friction.

Wenn im Einlaß 109 verschiedene Materialien vorhanden sein sollten, bewirkt eine Drehung der Welle in bezug auf das Gehäuse eine Vermischung dieser Materialien.If different materials were to be present in inlet 109, it causes the shaft to rotate a mixture of these materials with respect to the housing.

Das Material kann in diesem Bereich vorgewärmt werden, indem eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, die durch die Temperaturregelung T vorgewärmt worden ist. in die Durchlässe zwischen dem Gehäuse und der Welle eingeführt wird. Andererseits soll die Temperaturregelung T auch dazu dienen, die in diesen Durchlässen befindliche Flüssigkeit zu kühlen, so daß im Zwischenraum erzeugte Wärme abgeleitet werden kann. Auf jeden Fall bewirkt die innerhalb der Welle und innerhalb des Gehäuses umlaufende Flüssigkeit eine Verringerung des axialen Temperaturgefälles in der Welle und im Gehäuse.The material can be preheated in this area by adding a liquid, e.g. B. water that has been preheated by the temperature control T. is inserted into the passages between the housing and the shaft. On the other hand, the temperature control T should also serve to cool the liquid located in these passages so that heat generated in the space can be dissipated. In any case, the liquid circulating inside the shaft and inside the housing causes a reduction in the axial temperature gradient in the shaft and in the housing.

Wenn der Druckkolben 87 das Material durch den engen Zwischenraum 104 drückt, wird die reibungsmäßige Bearbeitung der Teilchen des Materials wesentlich verstärkt und die Teilchen werden schnell aufgeheizt und plastifiziert. Wenn Teilchen verschiedenen Materials vorhanden sind, wird die Vermischung an dieser Stelle intensiviert. In der gezeigten Ausführung stellen die gerundeten Scheitel der Wülste 98 und 103 (im letzteren Falle einschließlich der vorderen Neigungsoberfläche 112) die Bearbeitungs- oder Mahloberflächen für das Material dar, wenn sich die Wülste radial gegenüberliegen. Wenn der Zwischenraum 104 größer ist. wird er in erster Linie durch die Neigungsoberflächen 100 und 111 bestimmt. Die Welle 26. ist jedoch in axialer Richtung einstellbar, so daß der Wulst 103 am Wulst 98 vorbei nach vorn verschoben werden kann, um das Material zwischen den Neigungsoberflächen 99 und 112 zu bearbeiten, wenn ein Zwischenraum von veränderlicher Breite gewünscht wird. Somit kann die Bearbeitung eines bestimmten Materials unier engen ToleranzenWhen the plunger 87 pushes the material through the narrow space 104, the frictional Machining the particles of the material is significantly reinforced and the particles become quickly heated and plasticized. If particles of different material are present, the Mixing intensified at this point. In the embodiment shown, the rounded vertices represent of the ridges 98 and 103 (in the latter case including the front slope surface 112) the machining or grinding surfaces for the material when the beads are radially opposed. When the gap 104 is larger. it is primarily determined by the slope surfaces 100 and 111. The shaft 26, however, is adjustable in the axial direction, so that the bead 103 past the bead 98 Can be moved forward to machine the material between slope surfaces 99 and 112, when a gap of variable width is desired. Thus, the processing a certain material with narrow tolerances

einwandfrei kontrolliert werden, da die Maschine 10 die Einstellung eines optimalen Geschwindigkeitsunterschiedes im Zwischenraum 104 gestattet. Dieser Geschwindigkeitsunterschied ist im wesentlichen· über die ganze Länge des Zwischenraumes unverändert und gewährleistet eine gleichförmige Bearbeitung des Materials. Die Maschine 10 kann mit wenigen Handgriffen während des Betriebes oder während des Stillstandes auf die Bedürfnisse eines bestimmten Materials oder einer Materialmischung eingestellt werden, indem die Drehzahl der Welle, die Größe des Zwischenraumes und der Eingabedruck des Materials verändert werden.can be properly controlled, since the machine 10 allows the setting of an optimal speed difference in the gap 104. This The speed difference is essentially unchanged over the entire length of the gap and ensures uniform processing of the material. The machine 10 can be done with a few simple steps during operation or during standstill to the needs of a specific material or a material mixture can be adjusted by the speed of the shaft, the size of the gap and the input pressure of the material can be changed.

Nachdem das Material durch den Zwischenraum 104 in den Auslaß 108 gelangt ist, wird es durch die Auslaßöffnung 91 einem Abnehmer C zugeführt, der von beliebiger Art sein kann.After the material has passed through the gap 104 into the outlet 108, it is through the Outlet opening 91 fed to a collector C, which can be of any type.

Fig. 5 und 6 stellen eine abgeänderte AusführungFigs. 5 and 6 show a modified embodiment

des Erfindungsgegenstandes dar. Die Maschine 120 in den F i g. 5 und 6 unterscheidet sich in erster Linie von der Maschine 10 der Fig. 1 dadurch, daß dieof the subject matter of the invention. The machine 120 in FIGS. 5 and 6 differ primarily of the machine 10 of FIG. 1 in that the

^ Welle einen kegeligen Mahlkopf, zusammen mit einer^ Shaft a tapered grinder head, along with one

V Mahlvorrichtung, trägt, die den Wülsten 98 und 103 der F i g. 4 entspricht.V grinding device, which carries the beads 98 and 103 of FIG. 4 corresponds.

Die Maschine 120 besteht aus einem Gehäuse 121, das an einer Befestigungswand 122 befestigt ist. Das Gehäuse 121 hat eine zentrale Bohrung 123 zur Aufnahme einer darin drehbaren Welle 124. Die Bohrung 123 und die Welle 124 sind an ihren gegen den Materialfluß gerichteten Enden kegelförmig ausgebildet, wobei die Wellenspitze 127 gegen ein entsprechend ausgebildetes Teil 126 der Bohrung 123 gerichtet ist. Dieses Ende der Bohrung 123 steht mit einem Zylinder 128 in Verbindung, in dem sich unter engen Toleranzen, jedoch verschiebbar, ein Druckkolben 129 befindet, der durch einen am Ende des Gehäuses 121 angebrachten Kolbenzylinder 131 betätigt wird. Em Einfülltrichter 132 steht über eine Öffnung 133 mit dem Zylinder 128 in Verbindung. Durch den Einfülltrichter 132 gelangt das zu bearbeitende Material vor den zurückgezogenen Druckkolben 129 und wird durch diesen zwischen den kegelförmigen Teil 126 und die Spitze 127 gedrückt, Ν die als Mahlflächen wirken.The machine 120 consists of a housing 121 which is fastened to a fastening wall 122. The Housing 121 has a central bore 123 for receiving a shaft 124 rotatable therein. The bore 123 and the shaft 124 are conical at their ends directed against the flow of material, wherein the shaft tip 127 against a correspondingly formed part 126 of the bore 123 is directed. This end of the bore 123 is in communication with a cylinder 128 in which below close tolerances, but displaceable, a pressure piston 129 is located by a at the end of the Housing 121 attached piston cylinder 131 is actuated. Em funnel 132 is above a Port 133 with cylinder 128 in communication. The material to be processed passes through the hopper 132 Material in front of the retracted plunger 129 and is through this between the conical part 126 and the tip 127 pressed, Ν which act as grinding surfaces.

Rechts der Mahlflächen ergibt sich durch eine kegelige Ausbildung der Welle 124 ein ringförmiger Durchlaß 134. Am rechten Ende des ringförmigen Durchlasses 134 nimmt der Durchmesser der Welle schnell, jedoch stetig zu und bildet einen ringförmigen Wulst 136, der den ringförmigen Durchlaß 134 von einem kleineren Durchlaß 137 auf der rechten Seite des Wulstes 136 trennt. Die Durchlässe 134 und 137 entsprechen den Vertiefungen 107 und 106, wie sie bereits in Verbindung mit der F i g. 4 beschrieben worden sind. Der Wulst 136 entspricht im allgemeinen dem Wulst 103 in der Ausführung der F i g. 4. Rechts des ringförmigen Durchlasses 137 führt ein Auslaß 138 durch die Wand des Gehäuses 121 nach außen.To the right of the grinding surfaces, a conical design of the shaft 124 results in an annular one Passage 134. At the right end of the annular passage 134, the diameter of the shaft increases rapidly but steadily and forms an annular bead 136 which defines the annular passage 134 from a smaller passage 137 on the right side of the bead 136 separates. The passages 134 and 137 correspond to the depressions 107 and 106, as already described in connection with FIG. 4 described have been. The bead 136 generally corresponds to the bead 103 in the embodiment of FIG. 4th To the right of the annular passage 137, an outlet 138 leads through the wall of the housing 121 Outside.

In der Bohrung 123 ist ein vom Gehäuse 121 ausgehender ringförmiger Wulst 139 vorgesehen, der mit dem Wulst 136 einen Zwischenraum 141 bildet. Dieser Wulst 139 kann, an Stelle durch das Gehäuse 121 gebildet zu sein, auch durch einen daran angebrachten Einsatz gebildet werden, so daß die Form des Wulstes lediglich durch Auswechseln des Einsatzes und nicht durch Austausch des gesamten Gehäuses verändert werden kann. Auf diese Weise kann der Wulst durch Austausch des Einsatzes ersetzt werden, wenn er zu starken Verschleiß zeigt. Die dargestellte Ausführung zeigt den Einsatz von vier Einsatzsegmenten 142. Die Einsatzsegmente sind in gleichen Abständen voneinander auf dem Umfang angegordnet, von rechteckiger Gestalt und mit Bezug auf die Welle 124 in rechteckigen Ausnehmungen 143 verschiebbar, die sich von der Bohrung 123 nach außen erstrecken. Die Einstellschrauben 144 sind vonIn the bore 123 is an outgoing from the housing 121 annular bead 139 is provided, which forms a gap 141 with the bead 136. This bead 139 can, instead of being formed by the housing 121, also by an attached thereto Insert can be formed so that the shape of the bead merely by changing the insert and cannot be changed by replacing the entire housing. That way you can the bead can be replaced by replacing the insert if it shows excessive wear. the The embodiment shown shows the use of four insert segments 142. The insert segments are in equidistant from one another on the circumference, rectangular in shape and with reference on the shaft 124 in rectangular recesses 143, which extend from the bore 123 to extend outside. The adjusting screws 144 are from

ίο der Außenseite des Gehäuses 121 einstellbar und gestatten das Einstellen der Einstellsegmente 142 in radialer Richtung mit Bezug auf die Welle 124, so ■ daß damit die Radialabmessungen des Zwischenraumes 141 verändert werden können. Das Einsetzen sowie das Austauschen der Einsatzsegmente 142 kann in herkömmlicher Art und Weise derart erfolgen, daß das Gehäuse 121 aus Teilen 146 und 147 besteht, die es in zwei Teile auf beiden Seiten der Bohrung 143 aufteilen und die normalerweise durch Schraubenίο the outside of the housing 121 adjustable and allow the adjustment of the adjustment segments 142 in the radial direction with respect to the shaft 124, so ■ that so that the radial dimensions of the space 141 can be changed. Insertion and the replacement of the insert segments 142 can take place in a conventional manner in such a way that that the housing 121 consists of parts 146 and 147, which it in two parts on either side of the bore 143 split and that usually by screws

ao 148 zusammengehalten werden. Ein Axial-Drucklager 149, das" dem Axial-Drucklager 48 der F i g. 3 entspricht, ist zwischen einer Schulter der Welle 124 und einem Deckel 152, der durch Schrauben 153 mit dem rechten Ende des Gehäuses 121 verbunden ist,ao 148 are held together. A thrust bearing 149, which “corresponds to the thrust bearing 48 of FIG. 3, is between a shoulder of the shaft 124 and a lid 152 connected to the right end of the housing 121 by screws 153,

as angeordnet. Eine Kupplung 154 verbindet die Welle 124 mit einem geeigneten Antrieb, der nicht gezeigt ist, jedoch vorzugsweise dem Antrieb 27 in der F i g. 1 entspricht.as arranged. A coupling 154 connects the shaft 124 with a suitable drive, which is not shown, but preferably the drive 27 in FIG F i g. 1 corresponds.

Die in den F i g. 5 und 6 gezeigte Maschine 120 ist besonders dazu geeignet, verschiedene Materialien miteinander zu mischen und zu plastifizieren,, wie z. B. Kunststoffgranulat, Weichmacher, Füllmittel und ähnliche Materialien. Diese Vorgänge können in ein und derselben Maschine in einem Verfahrensgang stattfinden. Dabei werden die Materialteilchen zwischen dem kegelförmigen Teil 126 und der Spitze 127 durch Reibung bearbeitet, plastifiziert und bereits in gewissem Grad miteinander gemischt. Die teilweise gemischten und teilweise plastifizierten Stoffe werden in der radial vergrößerten Bohrung 123 infolge der Drehung der Welle gegenüber dem Gehäuse weiter vermischt und dann durch den kleinen Zwischenraum 141 gedrückt, in welchem das vollständige Plastifizieren erzielt werden kann. Das Material geht dann durch den ringförmigen Durchlaß 137 und die AuslaßöfTnung 138 zum Verbraucher.The in the F i g. Machine 120 shown in FIGS. 5 and 6 is particularly suitable for processing various materials to mix with each other and plasticize, such as. B. plastic granules, plasticizers, fillers and similar materials. These processes can be carried out in one and the same machine in one process step take place. In doing so, the material particles between the conical part 126 and the tip 127 machined by friction, plasticized and already mixed with each other to a certain extent. The partially mixed and partially plasticized substances are in the radially enlarged bore 123 as a result of Rotation of the shaft relative to the housing is further mixed and then through the small gap 141 pressed, in which the complete plasticizing can be achieved. The material goes then through the annular passage 137 and the outlet opening 138 to the consumer.

Claims

Patent claims:

1. Device for plasticizing and mixing thermoplastics with one a housing having a material inlet and outlet, in the bore of which one substantially cylindrical, rotatable shaft is arranged, characterized in that the per se smooth shaft (26 or 124) and the bore (22 or 123) each have a raised, annular and bead (98, 103 or 136, 139) extending perpendicular to the shaft axis and mutually opposite at a radial distance and form a narrow annular gap between them, wherein on both sides of the raised beads between the shaft (26 or 124) and the bore (22 or 123) each have an annular channel (109 or 108) is provided, and that for promotion

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of the material at the material inlet (71) of the housing (17) a known pressure generating Device (89) is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the shaft (26 or 124) is displaceable in the axial direction.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the pressure direction located end of the shaft (26) is received by a thrust bearing (48), which is supported against a bearing holder (46) which is axially displaceable in a guide (56).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that on the bearing holder (46) a screw spindle (52) rotatable in a guide (56) engages.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the shaft (26) and

the housing (17) are provided with axially extending channels (58 and 69) for a temperature control liquid and that temperature measuring devices (70) are provided in the housing (17).

6. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the shaft (124) on the side remote from the drive tapers conically to a tip (127) which is directed against a correspondingly formed part (126) of the bore (123) is, and that the tip (127) opposite in the housing (121) a cylinder (131) with a reciprocable pressure piston (129) is attached.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the bead (139) of the bore (123) consists of inserts (142) mounted radially displaceably in the housing.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings