(57)【要約】  型締めユニット（２）と射出ユニット（３）とを備える、繊維強化されたプラスチック成形部材を製造するための射出成形機（１）であって、射出ユニット（３）が、シリンダ（４）と、該シリンダ（４）内で回転可能かつ長手方向で移動可能な、逆流遮断部（１１）を備えるスクリュ（５）とを有している、繊維強化されたプラスチック成形部材を製造するための射出成形機（１）が記載される。シリンダ（４）には、溶融すべきプラスチック材料および繊維材料の供給のための装填開口（８，９）が設けられている。繊維破断を減少させ、良好な混合を得るために、本発明によれば、逆流遮断部（１１）の送り方向下流側かつ／または送り方向上流側に、スクリュ（５）に相対回動不能に結合され、かつこのスクリュ（５）と一緒に回転可能な混合部材（１２）であって、円筒状の基体（１３）と、この基体（１３）上に配置された滴形の混合エレメント（１４）とを備える混合部材（１２）が設けられている。
2019534175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型締めユニット（２）と射出ユニット（３）とを備える、繊維強化されたプラスチック成形部材を製造するための射出成形機（１）であって、前記射出ユニット（３）が、シリンダ（４）と、該シリンダ（４）内で回転可能かつ該シリンダ（４）の長手方向で移動可能なスクリュ（５）とを有しており、前記シリンダ（４）に、溶融すべきプラスチック材料の供給のための装填開口としての第１の開口（８）が設けられており、該第１の開口（８）の送り方向下流側で、前記シリンダ（４）に、繊維材料の供給のための装填開口としての第２の開口（９）が設けられており、前記スクリュ（５）が逆流遮断部（１１）を有している、繊維強化されたプラスチック成形部材を製造するための射出成形機（１）において、
前記逆流遮断部（１１）の送り方向下流側かつ／または前記逆流遮断部（１１）の送り方向上流側に、前記スクリュ（５）に相対回動不能に結合され、かつ該スクリュ（５）と一緒に回転する混合部材（１２）が設けられており、該混合部材（１２）は、円筒状の基体（１３）を有しており、該基体（１３）の外径（ＤＭ）は、前記シリンダ（４）の内径（ＤＺ）よりも小さく形成されており、前記基体（１３）と、シリンダ内壁（１７）との間に環状ギャップ（１８）が形成され、前記基体（１３）の、前記シリンダ内壁（１７）に面した表面上に、滴形の混合エレメント（１４）としての複数の滴形部分（１４）が、前記基体（１３）の全周にわたって分配されて配置されており、前記基体（１３）上における前記滴形部分（１４）の高さ（Ｈ）が、前記基体（１３）と前記シリンダ内壁（１７）との間の前記環状ギャップ（１８）の幅（Ｂ）よりも小さく選択されていることを特徴とする、繊維強化されたプラスチック成形部材を製造するための射出成形機（１）。
【請求項２】
前記滴形部分（１４）は、滴形部分（１４）のそれぞれ丸み付けされた端部（１５）が前記混合部材（１２）の回転方向で見て前方に位置しているように配向されて前記基体（１３）上に配置されている、請求項１記載の射出成形機。
【請求項３】
滴形部分（１４）を上から見た場合に、滴形部分−長手方向軸線（ＬＴ）が存在しており、該滴形部分−長手方向軸線（ＬＴ）が、前記滴形部分（１４）の尖鋭な端部（１６）から、該滴形部分（１４）の、前記尖鋭な端部（１６）とはほぼ反対の側に位置する丸み付けされた端部（１５）に向かって延びており、前記基体（１３）上での前記滴形部分（１４）の配置は、滴形部分（１４）のそれぞれの滴形部分−長手方向軸線（ＬＴ）は、前記スクリュ（５）の長手方向軸線（Ａ）と、４５°〜９０°の角度αを形成するようになっている、請求項１または２記載の射出成形機。
【請求項４】
滴形部分（１４）のそれぞれの滴形部分−長手方向軸線（ＬＴ）は、前記スクリュの前記長手方向軸線（Ａ）と、６０°〜８５°、好適には７０°〜７３°の角度αを形成する、請求項３記載の射出成形機。
【請求項５】
前記混合部材（１２）の長手方向で見て、前記基体（１３）上に複数の滴形部分（１４）が相前後して配置されており、該滴形部分（１４）が、滴形部分（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）の列（Ｒ）を形成していて、前記基体（１３）の全周にわたって、滴形部分（１４）のこのような複数の列（Ｒ）が相並んで配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の射出成形機。
【請求項６】
隣り合った列（Ｒ）の前記滴形部分（１４）は、前記混合部材（１２）の長手方向で見て互いに対してずらされて配置されている、請求項５記載の射出成形機。
【請求項７】
滴形部分（１４）の前記列の長手方向軸線（ＬＲ）が、前記スクリュ（５）の前記長手方向軸線（Ａ）と角度を形成する、請求項５または６記載の射出成形機。
【請求項８】
複数の滴形部分（１４）が、互いに対して異なる配向を有しているか、もしくはその滴形部分−長手方向軸線（ＬＴ）の位置を互いに異ならせて前記基体（１３）上に配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の射出成形機。
【請求項９】
前記滴形部分（１４）の前記配向が、それぞれ前記スクリュ長手方向軸線（Ａ）に対して９０°よりも大きな角度もしくは９０°よりも小さな角度で交互に選択されており、前記滴形部分（１４）のそれぞれの長手方向軸線（ＬＴ）は、前記スクリュ長手方向軸線（Ａ）に対して９０°よりも大きな角度および前記スクリュ長手方向軸線（Ａ）に対して９０°よりも小さな角度で交互に位置するようになっている、請求項８記載の射出成形機。
【請求項１０】
前記基体（１３）上に、逆向きに方向付けられた複数の滴形部分（１４Ａ，１４Ｂ）が配置されており、一方ではその丸み付けされた端部（１５）が前記混合部材（１２）の回転方向で見て前方に位置している滴形部分（１４Ａ）があり、他方ではその尖鋭な端部（１６）が前記混合部材（１２）の回転方向で見て前方に位置している滴形部分（１４Ｂ）がある、請求項８記載の射出成形機。
【請求項１１】
前記スクリュシャフトが、前記逆流遮断部（１１）の領域で平滑な表面を有しているか、または前記逆流遮断部（１１）の軸部（２１）が平滑な表面を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の射出成形機。
【請求項１２】
前記逆流遮断部（１１）が、環状逆流遮断部として形成されており、ほぼスリーブ状の遮断リング（２３）を有しており、該遮断リング（２３）の内面が、平滑な表面を有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載の射出成形機。
【請求項１３】
前記滴形部分（１４）の前記高さ（Ｈ）は、前記滴形部分（１４）の前記上面が、前記シリンダ内壁（１７）から僅かに離間しているように選択されており、好適には、前記滴形部分（１４）の前記上面と前記シリンダ内壁（１７）との間の距離は、０．０２〜２ｍｍの範囲、特に０．１〜０．５ｍｍの範囲にある、請求項１から１２までのいずれか１項記載の射出成形機。
【請求項１４】
前記滴形部分（１４）の前記高さ（Ｈ）は、前記基体（１３）と前記シリンダ内壁（１７）との間の前記環状ギャップ（１８）の幅（Ｂ）の８０％〜９９％である、請求項１３記載の射出成形機。
【請求項１５】
前記滴形の混合エレメント（１４）に対して付加的に、別の形状を備える別の混合エレメント、特に菱形の混合エレメント（２５）が設けられており、好適には、前記混合部材（１２）の長手方向で見て、前記滴形の混合エレメント（１４）と、前記別の形状を備える混合エレメント、特に菱形の混合エレメント（２５）とが交互に設けられている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載の形式の射出成形機に関する。
【０００２】
先行技術からは、繊維強化されたプラスチック成形部材を製造するための冒頭で述べた形式の射出成形機が公知である（独国特許発明第４２３６６６２号明細書（DE4236662C2）、独国特許出願公開第１０２００９０５６６５３号明細書（DE102009056653A1））。これらの公知の射出成形機では、繊維を入れられた溶融物は、繊維供給開口の送り方向下流側で混合部材として設計された逆流遮断部により搬送される。この場合、スクリュシャフト上にも、逆流遮断部の遮断リング上にも、互いに協働する複数の混合エレメントが設けられている。溶融物の調量時に、繊維を入れられた溶融物は、互いに協働するこれらの混合エレメントを通流する。独国特許発明第４２３６６６２号明細書（DE4236662C2）からは、スクリュシャフト上の混合部材と、この混合部材を取り囲む、同時に遮断リングとして働く混合リングとが、互いにずらされた周方向列および軸方向列に配置された、環状ギャップにより互いに離間されている互いに面した側に、開放した混合室を有していることが公知である。この場合、混合室の、ギャップ側の開口エッジは、規定された曲率半径で凸状に丸められている。独国特許出願公開第１０２００９０５６６５３号明細書（DE102009056653A1）からは、逆流遮断部の領域に繊維混合兼分断装置を設けることが公知である。この繊維混合兼分断装置では、スリーブ（ここではバッフルスリーブと呼ばれる）が遮断機能も引き受け、したがって遮断リングとして働く。バッフルスリーブは、バッフル通路を備えている。この場合、各バッフル通路は、流入開口および流出開口を有している。スクリュシャフト上には、バッフルスリーブの領域に、バッフル通路と協働する遮断ディスクが配置されている。逆流遮断部が開放した状態で、つまり繊維を入れられた溶融物の調量時に、遮断ディスクは流入開口と流出開口との間に位置している。このことは、繊維を入れられた溶融物がバッフル通路を通って流れ、次いで回転しているスクリュシャフトのスクリュウェブにより分断され、混合作用が達成されることを意味している。
【０００３】
この公知の先行技術において不都合であるのは、混合中に、繊維が相当な程度で分断され、短縮されることである。他方では、しばしば、できるだけ長い繊維部分がプラスチック成形部材内に存在するように努められる。このことは、プラスチック成形部材の機械的な特性に有利に作用する。
【０００４】
繊維を高度に充填された溶融物の使用時に、公知の混合エレメントにおいて増大された摩耗が生じる。このことは、金属製の破片がプラスチック成形部材内に到達し、このプラスチック成形部材における脆弱箇所をもたらしてしまう。同時に、摩耗に基づき、混合幾何学形状を規則的に交換するか、後加工することが必要である。
【０００５】
上記のことを起点として、本発明の根底を成す課題は、繊維強化されたプラスチック成形部材を製造するための射出成形機を改良して、混合部材内で上述の先行技術に比べて少ない繊維長さ減少が発生し、かつ他方では繊維を高度に充填された溶融物の加工時により少ない摩耗が期待されるようにすることにある。
【０００６】
この課題は、冒頭で述べた形式の射出成形機において、請求項１の特徴部に記載の特徴により解決される。有利な構成および別の実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００７】
逆流遮断部の送り方向下流側かつ／または逆流遮断部の送り方向上流側に、スクリュと相対回動不能に結合され、かつスクリュと一緒に回転する混合部材が設けられていて、混合部材は、円筒状の基体を有していて、この基体の外径は、シリンダの内径よりも小さく形成されており、基体と、シリンダ内壁との間に、環状ギャップが形成され、基体の、シリンダ内壁に面した表面上に、複数の滴形部分もしくは滴形の混合エレメントが、基体の全周にわたって分配されて配置されていて、基体上における滴形部分の高さは、基体とシリンダ内壁との間の環状ギャップの幅に比べて小さく選択されていることによって、繊維を丁寧に搬送し、溶融物と混合することができる。溶融物の分割および再統合は、流れに有利な液滴形状により行われる。この形状の小さな抵抗係数に基づき、プラスチックに作用する力は、別の混合部材幾何学形状に比べて９５％まで減じられる。これにより混合部材内での繊維長さ減少が著しく減じられ、繊維を高度に充填された溶融物の加工時の少ない摩耗をもたらす。
【０００８】
特に、一方では、溶融物をガイドする表面と繊維との相互作用により生じるいわゆる一次的な繊維破断の著しい減少が生じる。他方では、流れ渦動時の繊維の臨界的な曲げ半径を下回ることに基づく破断であるいわゆる二次的な繊維破断の著しい減少が生じる。したがって、結果として、溶融物内により大きな繊維長さが存在し、このことは、繊維強化されたプラスチック成形部材における機械的な特性に有利に作用する。
【０００９】
別の利点は、混合エレメントの滴形の構成に基づき、この混合エレメントには、僅かにしか機械的な負荷が加えられず、したがって混合部材において減じられた摩耗しか生じないことにある。
【００１０】
滴形部分は、好適には、滴形部分のそれぞれ丸み付けされた端部が混合部材の回転方向で見て前方に位置しているように基体上で方向付けされかつ配置されていてよい。滴形部分を上から見ると、長手方向軸線が生じる、もしくは長手方向軸線を確認または定義することができる。長手方向軸線は、滴形部分の尖鋭な端部から、滴形部分の、尖鋭な端部とはほぼ反対の側に位置する丸み付けされた端部に向かって延びており、またはこの丸み付けされた端部から尖鋭な端部に向かって延びている。この場合、このような長手方向軸線は、滴形部分−長手方向軸線と呼ぶことができる。基体上での滴形部分の配置は、滴形部分の滴形部分−長手方向軸線が、スクリュの長手方向軸線と４５°〜９０°の角度を形成するようになっていてよい。好適には、滴形部分のそれぞれの長手方向軸線は、スクリュの長手方向軸線と６０°〜８５°、特に７０°〜７３°の角度を形成する。
【００１１】
さらに、混合部材の長手方向で見て、複数の滴形部分が基体上に相前後して配置されており、したがってこれらの滴形部分は滴形部分の列を形成することが規定されてよい。好適には、基体の全周にわたって見て滴形部分のこのような複数の列が相並んで配置されていてよい。この場合、隣り合った列の滴形部分は、混合部材の長手方向で見て互いにずらされて配置されていることも規定されてよい。列は、スクリュの長手方向軸線に対して傾斜して位置しているか、または配置されていてよい。このことは、滴形部分の列の長手方向軸線がスクリュの長手方向軸線と所定の角度を形成することを意味している。
【００１２】
同様に、複数の滴形部分が、互いに対して異なる配向もしくは方向付けを有しているか、もしくはその滴形部分−長手方向軸線の互いに対して異なる位置を伴って基体上に配置されていることが規定されていてよい。この場合、種々異なる態様が可能である。配向もしくは方向付けにより、繊維を入れられた溶融物への種々異なる作用が生じる。
【００１３】
溶融物の脈動する流れを形成することができるように、液滴形状の配向は、好適にはそれぞれスクリュ長手方向軸線に対して９０°よりも大きな角度もしくは９０°よりも小さな角度で交互に選択されていてよい。このことは、それぞれの長手方向軸線が、スクリュ長手方向軸線に対して９０°よりも大きな角度もしくは９０°よりも小さな角度で交互に位置していることを意味している。
【００１４】
さらに、基体上に逆向きの方向付けを有する滴形部分が配置されていることが規定されてよい。このことは一方では、丸み付けされた端部が混合部材の回転方向で見て前方に位置している滴形部分があり、他方では尖鋭な端部が混合部材の回転方向で見て前方に位置している滴形部分があることを意味している。このことは、場合によってはほぼ無端のまま残る、つまりほとんど短くされていない繊維束が、逆向きに方向付けされた滴形部分により、残りの滴形部分がその均一化作用を発揮することができる長さに短縮されることにつながる。繊維束が混合部材によりほとんど短くされずにプラスチック成形部材内に搬送された場合、プラスチック成形部材において脆弱箇所および繊維濃度の局所的な変動が生じてしまう。逆向きの方向付けを有する滴形部分の代わりに、別の形状の混合エレメントが設けられていてもよい。この別の形状の混合エレメントにより、繊維束の短縮が達成され得る。好適には、この混合エレメントは菱形の混合エレメントであってよい。この場合、菱形の混合エレメントの長手方向軸線は、混合部材の回転方向で見て前方および後方の尖端部があるように方向付けされている。
【００１５】
したがって、繊維を入れられた溶融物は、冒頭で述べた先行技術とは異なり、逆流遮断部において繊維の混合および分断にさらされないので、スクリュシャフトは、逆流遮断部の領域において好適には平滑な表面を有することができる。
【００１６】
特に好適には、逆流遮断部が環状逆流遮断部として形成されていてよく、ほぼスリーブ状の遮断リングを有していてよい。この遮断リングは、その内面に平滑な表面を有している。
【００１７】
しかし必要な場合には、逆流遮断部において、平滑な表面の代わりに剪断エッジが設けられていてもよい。この場合、軸部および／または遮断リングは適切な剪断エッジを備えて形成されていてよい。技術的に見て、この着想の背景には、無端の繊維は長い繊維と同様にあまり良好に混合され得ないことがある。つまり、逆流遮断部における無端の繊維の予備分断は、場合によっては有利であり得る。したがって本発明に係る続く混合部材は最適に作用することができる。
【００１８】
良好な混合効果を達成することができるように、基体の上面上の滴形部分の高さは、好適には、滴形部分の上面がシリンダ内壁から僅かにしか離間していないように選択されていてよい。この間隔は、シリンダ内径の０．１％〜１％の範囲、好適にはシリンダ内径の０．２％〜０．５％の範囲にあってよい。基体上における滴形部分の高さは、基体とシリンダ内壁との間の環状ギャップに依存して調節することもできる。換言すると、このことは、滴形部分が基体を起点として、半径方向で基体から離れる方向に延びていて、この場合、環状ギャップ内に規定されたパーセンテージに相当して突入することを意味している。
【００１９】
以下に本発明を実施例につき図１から図８を参照して詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る射出成形機である。
【図２Ａ】本発明による混合部材の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２Ｂ】本発明による混合部材の第１の実施形態を示す側面図である。
【図３Ａ】本発明による混合部材の第２の実施形態を示す斜視図である。
【図３Ｂ】本発明による混合部材の第２の実施形態を示す側面図である。
【図４Ａ】本発明による混合部材の第３の実施形態を示す斜視図である（好適な角度による配向）。
【図４Ｂ】本発明による混合部材の第３の実施形態を示す側面図である（好適な角度による配向）。
【図５Ａ】本発明による混合部材の第４の実施形態を示す斜視図である（種々異なる滴形部材配向−第１の態様）。
【図５Ｂ】本発明による混合部材の第４の実施形態を示す側面図である（種々異なる滴形部材配向−第１の態様）。
【図６Ａ】本発明による混合部材の第５の実施形態を示す斜視図である（別の混合幾何学形状と交互の液滴形状）。
【図６Ｂ】本発明による混合部材の第５の実施形態を示す側面図である（別の混合幾何学形状と交互の液滴形状）。
【図７Ａ】本発明による混合部材の第６の実施形態を示す斜視図である（種々異なる滴形部材配向−第２の態様）。
【図７Ｂ】本発明による混合部材の第６の実施形態を示す側面図である（種々異なる滴形部材配向−第２の態様）。
【図８】相応して拡大された逆流遮断部および混合部材を備えるスクリュの前端区分を示す拡大図である。
【００２１】
図１に図示された射出成形機１は、主に、ここでは単に概略的に示唆されている型締めユニット２と、射出ユニット３とを有している。型締めユニット２と射出ユニット３とは、自体公知の形式で、ここには図示されていない機械ベッド上に取り付けられている。射出ユニット３は、スクリュ５を備えるシリンダ４を有している。シリンダ４の外面には、複数の加熱エレメント１９が取り付けられている。スクリュ５の後端部は、回転駆動装置６およびリニア駆動装置７に作用接続している。スクリュ螺条の後端領域において、溶融すべきプラスチック材料を供給するための装填開口８として第１の開口が設けられている。この第１の開口８の送り方向下流側で、シリンダ４には、繊維材料１０を供給するための装填開口９として第２の開口が設けられている。前端部において、スクリュ５は逆流遮断部１１を有している。逆流遮断部１１の送り方向下流側で、スクリュ５に相対回動不能に結合され、かつこのスクリュ５と一緒に回転する混合部材１２が設けられている。図８は、逆流遮断部１１および混合部材１２の相応する拡大図を備える、スクリュ５の前端区分の拡大図を示している。
【００２２】
図２Ａから図７Ｂに関して、かつ図８に関連して以下に本発明による混合部材の種々異なる実施形態を詳しく説明する。
【００２３】
図２Ａおよび図２Ｂならびに図８から判るように、混合部材１２は、円筒状の基体１３を有している。この基体１３の外径ＤＭは、シリンダ４の内径ＤＺよりも小さく形成されている。この場合、基体１３とシリンダ内壁１７との間には環状ギャップ１８が形成される。基体１３の、シリンダ内壁１７に面した表面上には、複数の滴形の混合エレメント（滴形部分）１４が基体１３の全周にわたって分配されて配置されている。基体１３上での滴形の混合エレメント１４の高さＨは、基体１３とシリンダ内壁１７との間の環状ギャップ１８よりも小さく選択されている。この場合、滴形部分１４は、滴形部分のそれぞれ丸み付けされた端部１５が混合部材の回転方向で見て前方に位置し、この端部１５とは反対の側に位置する尖鋭な端部１６が後方に位置しているように方向付けされて基体上に配置されている。滴形部分１４を上から見た平面図では、この滴形部分の尖鋭な端部１６から、滴形部分の、尖鋭な端部１６とはほぼ反対の側に位置する丸み付けされた端部１５に向かって、または丸み付けされた端部１５から尖鋭な端部１６に向かって延びる、長手方向軸線ＬＴを確認することができる。基体１３上における滴形部分１４の配置は、滴形部分１４のそれぞれの長手方向軸線ＬＴがスクリュの長手方向軸線Ａと４５°〜９０°の角度を形成するようになっている。好適には、この角度は６０°〜８５°の範囲、特に好適には７０°〜７３°の範囲にある。図２Ａおよび図２Ｂは、この角度が９０°よりも幾らか小さい実施形態を示しており、図３Ａおよび図３Ｂは、９０°の角度を有する実施形態を示している。
【００２４】
混合部材１２の長手方向で見て、通常は複数の滴形部分１４が基体１３上に相前後して配置されている。これにより、滴形部分１４の列Ｒが形成される。例として、滴形部分１４ａ，１４ｂおよび１４ｃを備える列Ｒが図３Ａに示されている。図３Ａに示された実施例に示されているように、通常は基体の全周にわたって見て、滴形部分のこのような複数の列Ｒが相並んで配置されている。
【００２５】
図３Ａおよび図３Ｂに示されているように、隣り合った列の滴形部分は、混合部材の長手方向で見て、互いにずらされて配置されていてよい。さらに、図２Ａおよび図２Ｂに示されているように、滴形部分の列の長手方向軸線ＬＲが、スクリュの長手方向軸線Ａと角度を形成することも可能である。
【００２６】
図４Ａおよび図４Ｂは、特に好適な範囲、この場合は７１．５°の角度αを有する実施形態を示している。このことは、滴形部分１４の長手方向軸線ＬＴが、スクリュの長手方向軸線Ａと、α＝７１．５°の角度を形成していることを意味している。
【００２７】
図５Ａおよび図５Ｂは、滴形部分の種々異なる配向を有する実施形態を示している。上述の実施例のように方向付けされている、参照符号１４Ａを備えた滴形部分の第１のグループがある。このことは、混合部材の回転方向で見て、滴形部分１４Ａのそれぞれ丸み付けされた端部１５が前方に位置し、この端部１５とは反対の側に位置する尖鋭な端部１６が後方に位置していることを意味している。周方向で見て、複数の滴形部分１４Ａが相前後して一列に位置しており、一緒に滴形部分１４Ａの円配列を形成している。付加的に、滴形部分１４Ａとは逆向きに方向付けされている、参照符号１４Ｂを備えた滴形部分の第２のグループがある。このことは、混合部材の回転方向で見て、滴形部分１４Ｂのそれぞれ尖鋭な端部１６が前方に位置し、この端部１６とは反対の側に位置する丸み付けされた端部１５が後方に位置していることを意味している。周方向で見て、複数の滴形部分１４Ｂが相前後して一列に位置しており、一緒に滴形部分１４Ｂの円配列を形成している。滴形部分１４Ａと滴形部分１４Ｂのこのような配置は、場合によってはほぼ無端のまま残っている、つまりほとんど短くされていない繊維束が、逆向きに配向された滴形部分１４Ｂにより、残りの滴形部分１４Ａがその均一化作用を発揮することができる程度の長さに短縮されることを可能にする。繊維束がほとんど短くされずに混合部材１２を通ってプラスチック成形部材内に搬送された場合には、脆弱箇所およびプラスチック成形部材における繊維濃度の局所的な変動が生じてしまう。この実施例では、滴形部分１４Ａを備えた円配列と滴形部分１４Ｂを備えた円配列とが交互になっている。しかし必要な場合には、図５Ａおよび図５Ｂとは異なるこれらの円配列の順序および／または図５Ａおよび図５Ｂとは異なる円上における滴形部分１４Ａおよび滴形部分１４Ｂの配置を選択することができる。
【００２８】
図６Ａおよび図６Ｂは、滴形の混合エレメント１４が別の形状の混合エレメントと交互に配置されている実施形態を示している。図６Ａおよび図６Ｂには、この別の形状の混合エレメントもしくは混合幾何学形状の好適な実施形態として菱形の混合エレメント２５が図示されている。菱形の混合エレメント２５の配置は、混合部材の回転方向で見て、前側の尖端部２６と後側の尖端部２７とがあるように構成されている。図５Ａおよび図５Ｂに挙げられた実施形態と作用は同等である。このことは、図６Ａおよび図６Ｂによる実施形態でも、繊維束を前側の尖端部２６により短縮する（切る）ことが可能であることを意味している。図６Ａおよび図６Ｂによる実施形態は、この実施形態が、図５Ａおよび図５Ｂによる実施形態よりも少ないコストで製造され得るという利点を有している。図６Ａおよび図６Ｂについて、滴形部分１４および菱形部分２５を備える円配列の順序に関しては、図５Ａおよび図５Ｂについて述べたことが適用され、滴形部分１４および菱形部分２５の１つの円上における配置が適用される。つまり必要な場合には、図６Ａおよび図６Ｂとは異なる円配列の順序および／または図６Ａおよび図６Ｂとは異なる円上における混合エレメントの配置を選択することができる。
【００２９】
図７Ａおよび図７Ｂは、液滴形状の配向が、それぞれスクリュ長手方向軸線Ａに対して９０°よりも大きな角度もしくは９０°よりも小さな角度で交互に選択されている実施形態を示している。このことは、それぞれの長手方向軸線ＬＴが、スクリュ長手方向軸線Ａに対して９０°よりも大きな角度もしくは９０°よりも小さな角度で交互に配置されていることを意味している。滴形部分のこのような配置により、脈動する流れを達成することができる。このことは、繊維を混入した溶融物が脈動式に異なる圧力レベルで通流し、これにより形成される延伸流に基づいて、場合によっては残っている繊維塊を丁寧に分解する、あるいはほぐすことを可能にする。
【００３０】
図８からは、まず、逆流遮断部１１が環状逆流遮断部として形成されていることが判る。環状逆流遮断部は、（後側から前側に向かって見て）以下の構成要素を有している：押圧リング２０、軸部２１、ヘッド２２および遮断リング２３。スクリュシャフトにおける取付けのために、ねじ山２４が設けられている。このねじ山２４は、スクリュシャフトもしくはスクリュ５の適合するねじ山内にねじ込むことができる。冒頭で述べた先行技術（独国特許発明第４２３６６６２号明細書（DE4236662C2）、独国特許出願公開第１０２００９０５６６５３号明細書（DE102009056653A1））とは異なり、スクリュシャフトの、逆流遮断部１１の領域、つまり逆流遮断部の軸部２１も、遮断リング２３の内面も、それぞれ平滑な表面を有している。混合部材１２は、逆流遮断部１１の送り方向下流側でスクリュ５に相対回動不能に結合されている。この実施例では、混合部材は、ピン２８によって、逆流遮断部１１のヘッド２２内の適合する切欠き内に取り付けられている。さらに、図８からは、混合部材１２がシリンダ内壁１７に関してどのように形成されているかが判る。混合部材１２は、円筒状の基体１３を有している（図２Ｂを参照）。この基体１３の外径ＤＭは、シリンダ４の内径ＤＺよりも小さく形成されている。この場合、基体１３とシリンダ内壁１７との間に環状ギャップ１８が形成される。図２Ａ〜図７Ｂから判るように、基体１３の、シリンダ内壁１７に面した表面には、複数の滴形の混合エレメントもしくは滴形部分１４が基体１３の全周にわたって分配されて配置されている。基体１３上における滴形の混合エレメント１４の高さＨは、基体１３とシリンダ内壁１７との間の環状ギャップ１８よりも小さく選択されている。
【００３１】
基体１３の上面（周面）の滴形部分１４の高さＨは、好適には、滴形部分の上面がシリンダ内壁１７から僅かにしか離間されていないように選択されていることが好ましい。この間隔は、０．０２〜２ｍｍの範囲、好適には０．１〜０．５ｍｍの範囲にあってよい。しかし、基体１３上における滴形部分１４の高さＨは、基体１４とシリンダ内壁１７との間の環状ギャップ１８の大きさに依存して設定することもできる。好適には、基体１３上における滴形部分１４の高さＨは、環状ギャップ１８の幅Ｂの９６％である。換言すれば、このことは、滴形部分１４が、基体１３を起点として半径方向で基体１３から離れる方向に延びていて、この場合に環状ギャップ１８内に上述のパーセンテージに相応して突入していることを意味している。
【００３２】
この実施例では、混合部材１２が、逆流遮断部１１の送り方向下流側に配置されている。しかし、混合部材１２は、逆流遮断部１１の送り方向上流側に配置されていてもよい。場合によっては、逆流遮断部１１の両側に、本発明による混合部材１２が配置されていてもよい。この場合、同一または種々異なる混合部材１２を使用することができる。
【００３３】
射出成形機自体の別の特徴は、当業者にとって公知であるので、この場で詳しく説明する必要はない。
【符号の説明】
【００３４】
１  射出成形機
２  型締めユニット
３  射出ユニット
４  シリンダ
５  スクリュ
６  回転駆動装置
７  リニア駆動装置
８  第１の装填開口−プラスチック材料
９  第２の装填開口−繊維材料
１０  繊維
１１  逆流遮断部
１２  混合部材
１３  基体
１４  滴形部分
１４Ａ  混合部材の回転方向の方向付けを有する滴形部分
１４Ｂ  混合部材の回転方向とは逆向きの方向付けを有する滴形部分
１５  滴形部分の前側の丸い端部
１６  滴形部分の後側の尖鋭な端部
１７  シリンダ内壁
１８  環状ギャップ
１９  加熱エレメント
２０  押圧リング
２１  軸部
２２  ヘッド
２３  遮断リング
２４  ねじ山
２５  菱形の混合エレメント
２６  前側の尖端部
２７  後側の尖端部
２８  ピン
Ａ  スクリュの長手方向軸線
ＤＭ  基体の外径
ＤＺ  シリンダの内径
Ｈ  基体上における滴形部分の高さ
ＬＴ  滴形部分−長手方向軸線
ＬＲ  列−長手方向軸線
Ｒ  混合部材の長手方向での滴形部分の列
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ．３Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月18日(2017.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型締めユニット（２）と射出ユニット（３）とを備える、繊維強化されたプラスチック成形部材を製造するための射出成形機（１）であって、前記射出ユニット（３）が、シリンダ（４）と、該シリンダ（４）内で回転可能かつ該シリンダ（４）の長手方向で移動可能なスクリュ（５）とを有しており、前記シリンダ（４）に、溶融すべきプラスチック材料の供給のための装填開口としての第１の開口（８）が設けられており、該第１の開口（８）の送り方向下流側で、前記シリンダ（４）に、繊維材料の供給のための装填開口としての第２の開口（９）が設けられており、前記スクリュ（５）が逆流遮断部（１１）を有している、繊維強化されたプラスチック成形部材を製造するための射出成形機（１）において、
前記逆流遮断部（１１）の送り方向下流側かつ／または前記逆流遮断部（１１）の送り方向上流側に、前記スクリュ（５）に相対回動不能に結合され、かつ該スクリュ（５）と一緒に回転する混合部材（１２）が設けられており、該混合部材（１２）は、円筒状の基体（１３）を有しており、該基体（１３）の外径（ＤＭ）は、前記シリンダ（４）の内径（ＤＺ）よりも小さく形成されており、前記基体（１３）と、シリンダ内壁（１７）との間に環状ギャップ（１８）が形成され、前記基体（１３）の、前記シリンダ内壁（１７）に面した表面上に、滴形の混合エレメント（１４）としての複数の滴形部分（１４）が、前記基体（１３）の全周にわたって分配されて配置されており、滴形部分（１４）を上から見た場合に、滴形部分−長手方向軸線（ＬＴ）が存在しており、該滴形部分−長手方向軸線（ＬＴ）が、前記滴形部分（１４）の尖鋭な端部（１６）から、該滴形部分（１４）の、前記尖鋭な端部（１６）とはほぼ反対の側に位置する丸み付けされた端部（１５）に向かって延びており、前記基体（１３）上における前記滴形部分（１４）の高さ（Ｈ）が、前記基体（１３）と前記シリンダ内壁（１７）との間の前記環状ギャップ（１８）の幅（Ｂ）よりも小さく選択されていることを特徴とする、繊維強化されたプラスチック成形部材を製造するための射出成形機（１）。
【請求項２】
前記滴形部分（１４）は、滴形部分（１４）のそれぞれ丸み付けされた端部（１５）が前記混合部材（１２）の回転方向で見て前方に位置しているように配向されて前記基体（１３）上に配置されている、請求項１記載の射出成形機。
【請求項３】
滴形部分（１４）のそれぞれの滴形部分−長手方向軸線（ＬＴ）は、前記スクリュ（５）の長手方向軸線（Ａ）と、４５°〜９０°の角度αを形成する、請求項１または２記載の射出成形機。
【請求項４】
滴形部分（１４）のそれぞれの滴形部分−長手方向軸線（ＬＴ）は、前記スクリュの前記長手方向軸線（Ａ）と、６０°〜８５°、好適には７０°〜７３°の角度αを形成する、請求項３記載の射出成形機。
【請求項５】
前記混合部材（１２）の長手方向で見て、前記基体（１３）上に複数の滴形部分（１４）が相前後して配置されており、該滴形部分（１４）が、滴形部分（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）の列（Ｒ）を形成していて、前記基体（１３）の全周にわたって、滴形部分（１４）のこのような複数の列（Ｒ）が相並んで配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の射出成形機。
【請求項６】
隣り合った列（Ｒ）の前記滴形部分（１４）は、前記混合部材（１２）の長手方向で見て互いに対してずらされて配置されている、請求項５記載の射出成形機。
【請求項７】
滴形部分（１４）の前記列の長手方向軸線（ＬＲ）が、前記スクリュ（５）の前記長手方向軸線（Ａ）と角度を形成する、請求項５または６記載の射出成形機。
【請求項８】
複数の滴形部分（１４）が、互いに対して異なる配向を有しているか、もしくはその滴形部分−長手方向軸線（ＬＴ）の位置を互いに異ならせて前記基体（１３）上に配置されている、請求項１記載の射出成形機。
【請求項９】
前記滴形部分（１４）の前記配向が、それぞれ前記スクリュ長手方向軸線（Ａ）に対して９０°よりも大きな角度もしくは９０°よりも小さな角度で交互に選択されており、前記滴形部分（１４）のそれぞれの長手方向軸線（ＬＴ）は、前記スクリュ長手方向軸線（Ａ）に対して９０°よりも大きな角度および前記スクリュ長手方向軸線（Ａ）に対して９０°よりも小さな角度で交互に位置するようになっている、請求項８記載の射出成形機。
【請求項１０】
前記基体（１３）上に、逆向きに方向付けられた複数の滴形部分（１４Ａ，１４Ｂ）が配置されており、一方ではその丸み付けされた端部（１５）が前記混合部材（１２）の回転方向で見て前方に位置している滴形部分（１４Ａ）があり、他方ではその尖鋭な端部（１６）が前記混合部材（１２）の回転方向で見て前方に位置している滴形部分（１４Ｂ）がある、請求項８記載の射出成形機。
【請求項１１】
前記スクリュシャフトが、前記逆流遮断部（１１）の領域で平滑な表面を有しているか、または前記逆流遮断部（１１）の軸部（２１）が平滑な表面を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の射出成形機。
【請求項１２】
前記逆流遮断部（１１）が、環状逆流遮断部として形成されており、ほぼスリーブ状の遮断リング（２３）を有しており、該遮断リング（２３）の内面が、平滑な表面を有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載の射出成形機。
【請求項１３】
前記滴形部分（１４）の前記高さ（Ｈ）は、前記滴形部分（１４）の前記上面が、前記シリンダ内壁（１７）から僅かに離間しているように選択されており、好適には、前記滴形部分（１４）の前記上面と前記シリンダ内壁（１７）との間の距離は、０．０２〜２ｍｍの範囲、特に０．１〜０．５ｍｍの範囲にある、請求項１から１２までのいずれか１項記載の射出成形機。
【請求項１４】
前記滴形部分（１４）の前記高さ（Ｈ）は、前記基体（１３）と前記シリンダ内壁（１７）との間の前記環状ギャップ（１８）の幅（Ｂ）の８０％〜９９％である、請求項１３記載の射出成形機。
【請求項１５】
前記滴形の混合エレメント（１４）に対して付加的に、別の形状を備える別の混合エレメント、特に菱形の混合エレメント（２５）が設けられており、好適には、前記混合部材（１２）の長手方向で見て、前記滴形の混合エレメント（１４）と、前記別の形状を備える混合エレメント、特に菱形の混合エレメント（２５）とが交互に設けられている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の射出成形機。
【国際調査報告】
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