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DE2020337A1 - Spritzeinheit fuer eine Spritzgiessmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen - Google Patents

Spritzeinheit fuer eine Spritzgiessmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen

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Publication number
DE2020337A1
DE2020337A1 DE19702020337 DE2020337A DE2020337A1 DE 2020337 A1 DE2020337 A1 DE 2020337A1 DE 19702020337 DE19702020337 DE 19702020337 DE 2020337 A DE2020337 A DE 2020337A DE 2020337 A1 DE2020337 A1 DE 2020337A1
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DE
Germany
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injection
injection unit
cylinder
unit according
piston
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Pending
Application number
DE19702020337
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English (en)
Inventor
Karl Hehl
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • B29C45/03—Injection moulding apparatus
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/03—Injection moulding apparatus
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
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Description

Dr-inq. O, STORNIER - Dr. F. MAYER ♦ PATENTANWÄLTE 7530 PFORZHEIM · julius-n aeher-strasse u
Telefon (07231) 8749 - Postscheckkonto: Stutlgart 40827 · Bank· Dresdner Bank Pforzheim, Konto Nr. 3370
Dr.-Ing. O. Stilrner - Pr. F, Mayer, 7530 Pforzheim, Julius-Naehcr'Str. 13 ""]
Den 23. April 1970
Unsere Reg. Nr.
1811 - Pi.
bitte angeben
Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldunp
Anmelder: Karl Hehl, 7291 Loßburg/WUrtt., Siedlung 183
Bezeichnung: Spritzeinheit für eine Spritzgießmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen
Zusatz zu Patent
(Patentanmeldung P 19 61 819.0)
Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiterbildung der in dem Patent (Patentanmeldung P 19 61 819.0) geschützten Erfindung.
Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Spritzeinheit für eine Spritzgußmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen oder ähnlichen Hassen mit einem von der Gießform absetzbaren, beheizbaren Spritzzylinder und einer mittels hydraulischen Antriebszylinders verschiebbaren Förderschnecke, die nach Einspritzung des Kunststoffes in die Gießform ein vorbestimmbares Quantum an Kunststoff für den nachfolgenden Spritzzyklus vorplastifiziert und dabei unter Staudruck im Spritzzylinder hinter der Düse anreichert, wobei der Spritzzylinder eine über den gesamten Spritzzyklus offene Düse sowie eine Einrichtung zur Beseitigung des Staudruckes im vorplastifizierten Material durch Relativbewegung zwischen Spritzzylinder und Förderschnecke vor oder unmittelbar nach dem Abheben des
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Spritzzylinders von der Gießform aufweist.
Spritzeinheiten dieser Art, die sich bewährt haben» verarbeiten Kunststoffe mit extrem unterschiedlichen Eigenschaften auch dann ohne Schwierigkeiten, wenn ihnen Zusätze wie Asbest, Textilfaser, Glasfasern,, Keramik, Metallpulver und dergl. einverleibt sind.
Bai der Sprits®inheit gemäi <ä©a Hauptpaieat umfaßt die Einrichtung zur Beseitigung äee Staffelei:®a ©is® mechanisch« Kupplung zwisclioa F9ri«rscha«ieke wzii Spritasylind«r. Wird nach Beendigung ätr Tozplastiflzienmg die .Förderschnecke mit Hilf© eines Hydrätiliksyllnders la rückwärtiger Richtung gesogen,, sq 113t ile genannte mechanisch® Kupplung eis© Relativbewegung 2wleeh@m dom durch ein Br©aeglied {feiktieiisglleä) gelsreaeten Zylinder "und der Förderseile©!*"® sna» &i@ ausreicht, um da© vor plastifisiert® Material zn
lei sehr starker Verkeilung ψο®. förierselinecke und Spritzzylinder durch daa aiar tallwelss plastifissiert© Mat©rialp insbeeonder® bei sehr aeliwer©B Ma@ühinen@ töimt es imda seen vorr SaB Sie EelfetEiag üqb BreH@gll@i.6B ni^M wehr auereicht, bei rückwärtiges* B©w©guag der lördeifiscteecke den Spritssaylinder festsulialteiig e© äel es au der <erwÜaBehtenj tiae Torplaotifisiorto Material entspaniiQnäeüi Helativbewegung zwisehen ?@rderechneeke nml Spritszylinder nicht kommt.
Der Erfindung liegt Sie Aufgabe sugronie, eine einhelt der eingangs genaimten S-attuag mit mäßig geringem baulichem Amfwanö derart daß die Einrichtung zur Beseitigung des Staudru&kes unter allen Arbeitebedingungen Insbesondere auch bei sehr steifen plastischem Material und bei schwersteiA Maschinen sicher arbeitet.
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Biese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung zur Beseitigung des Staudruckes ein hydraulischer Zylinder ist.
Zweckmäßigerweiße ist der koaxial zur Förderschnecke gelegene, am Spritzzylinder mittelbar oder unmittelbar abgestützte Hydraulikzylinder Bestandteil der auf den Trägerholmen gelagerten TrägerbrUcke für den Spritzzylinder·
Im AusfUhrungsbeispiel sind drei gesonderte hydraulische Antriebe für die axiale Bewegung der gesamten Spritseinheit bzw. für die Erzeugung der Relativbewegung zwischen förderschnecke und Spritzzylinder zur Beseitigung des Staudruckes und für die Einspritzung des plastischen Materials Torgesehen· Durch den Einbau des Einspritsszylinders und des Zylinders zur Beseitigung des Staudruckes in die Trägerbrücke des Spritzzylinders wird im Vergleich zum Gegenstand des Hauptpatentes verhindert? daß der gesamte Einspritzdruck in Gestalt des Gegendruckes der Gießform auf der Düse des Spritzzylinders lastet; denn nunmehr wird der Gegendruck dieser Hydraulikzylinder unmittelbar vom Spritzzylinder aufgenoaaen.
Eine besonders kompendiöse Ausbildung ergibt sich dadurch, daß der Hydraulikzylinder Bestandteil der auf den Trägerholmen gelagerten Trägerbrücke für den Spritzzylinder ist, wobei der Kolben des Hydraulikzylinders in seiner hohlen Kolbenstange von einer Antriebsepindel durchgriffen ist, die den von einer TrägerbrUcks aufgenommenen Antriebsmotor mit der Förderechnecke verbindet.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Aueführungsbeispiel erläutert.
Es zeigen:
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Fig. 1 die Spritzeinheit in Seitenansicht teilweise im Längsschnitt,
Fig. 2 die längegeschnittene Spritzeinheit in Draufsicht und
Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 2.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, sind die beiden Trägerholme 1, 2 der Spritzeinheit in Ansehlußmuffen 21* der feststehenden Aufspannplatte 21 einer Spritzgießmaschine auf-
* genommen. Pie freien Enden der Holme 1, 2 weisen koaxiale Bohrungen mit Innengewinde auf, in die ebenfalls koaxial zu den Holmen gelegene Sicherungsbolzen 22 eingreifen. Sie Köpfe der Sicherungsbolzen 22 sind mit Hilfe von Vorsteckscheiben 23 widergelagert, die an der rückwärtigen Schulter der mit einer durchgehenden Bohrung versehenen Anschlußmuffe 21 anliegen.
Der Spritzzylinder 3 ist von einer Brücke 5 aufgenommen, die auf den Holmen 1, 2 axial gleitbar gelagert ist. Zur zwangsläufigen Axialverschiebung dienen zwei symmetrisch zur Spritzachse angeordnete Hydraulikzylinder 18, 19.
* Diese bestehen je aus einem fest auf dem zugehörigen Holm 1 bzw. 2 aufsitzenden Kolben 18,, einem den Kolben umschließenden hülsenförmigen Teil 19 der Brücke und FUhrungsdeckel 20 für die Holme der Spritzeinheit, die den Hydraulikzylinder 18, 19 stirnseitig abschließen. Die vor und hinter dem Kolben 18 liegenden Zylinderkernmern sind mit Druckmedium beschickbar.
Als Rotationsantrieb für die Förderschnecke 6 ist ein Ölmotor 10 vorgesehen, der von einer Trägerbrücke 24 aufgenommen ist, die ebenfalls axial verschiebbar auf Holmen 1, 2 gelagert 1st. Der mit Heizbändern 4 versehene
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Spritzzylinder 3 weist eine mittels Heizband 12 beheizbare offene Düse 11 auf.
Die Trägerbrücke 5 für den Spritzzylinder 3 ist an der Bückseite zu einem Hydraulikzylinder 16 ausgeformt. In dem Hydraulikzylinder ist ein Kolben 15 gelagert. Das koaxial zur Spritzachse gelegene hydraulische System 15, 16 dient ausschließlich der Beseitigung des Überdruckes in dem vor der Schnecke 6 angereicherten vorplastifizierten Material, damit dieses Material nach Absetzen der Düse 12, 11 von der Gießform nicht aus der offenen Düse austritt. Unter gewissen Bedingungen kann es zweckmäßig sein, sogar einen geringfügigen Unterdruck im Spritz zylinder zu erzeugen. Die Kolbenstange 14' des Kolbens des Hydraulikzylinders 15, 16 ist mittelbar über eine lösbare Kupplung 13 mit der Förderschnecke 6 verbunden. Der Kolben 15 und seine hohle Kolbenstange 14' sind von einer Antriebsspindel 7 durchgriffen, die den Antriebsmotor 10 (Ölmotor) mit der Förderschnecke 6 verbindet, und die im Radiallager 9 gelagert ist. Darüber hinaus ist der Kolben 15 des Hydraulikzylinders 15, 16 mit dem Kolben 14 eines weiteren in der Trägerbrücke 5 des Spritzzylinders 3 angeordneten Hydraulikzylinders 14, 17 starr verbunden« Dieser Hydraulikzylinder dient ausschließlich der Einspritzung des plastischen Materials in die Gießform (Einspritzzylinder 14, 17). Dabei bildet das topfartig gestaltete freie Ende der hohlen Kolbenstange 14f des Kolbens 15 den Kolben für den Einspritzzylinder 14, 17. Der Kolben 14 des Einspritzzylinders 14, 17 ist über ein Drucklager 8 über die mit einem radialen Abstützflansch 71 versehene Antriebshohlspindel 7 mit der Förderschnecke 6 verbunden. Die miteinander starr verbundenen Kolben 14, 15 befinden sich in ihren Zylindern jeweils in einer gleichförmigen axialen lage. Befindet sich der Kolben 14 des Einspritzzylinders in rückwärtiger Stellung, so ist der Kolben 15 des Hydraulikzylinders 15,
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16 ebenfalls in rückwärtiger Stellung. Die hohle Kolbenstange 14* umschließt die rotierbare Antriebsspindel 7 mit Spiel. Der eigentliche Zylinder 17 des hydraulischen EinspritzZylinders 14» 17 ist Bestandteil der Trägerbrücke 5. Die Förderschnecke 6 ist über eine Axialverriegelung 13 mit der Antriebshohlspindel 7 verbunden. In der hydraulischen Zuleitung zum Einspritzzylinder 14»
17 ist ein den Staudruck in der Phase der Vorplastifi-SEierong bestimmendes Drosselventil eingebaut. Die Abtriebswelle 25 des Ölmotors 10 für die Rotation der förderschnecke ist im Bereich der Trägerbrücke mit der Antriebshohlspindel kuppelbar. Das axiale Drucklager 8* ermöglicht den Entspannungshub des Kolbens 15.
Die Spritzeinheit ist mit einem Gleitfuß 42 ausgerüstet. Die durch Kunststoffleisten 50 gebildeten Gleitflächen des Eußes 42 befinden sich bei der in den Anschlußmuffen 21' verankerten Spritz;einheit unmittelbar über der planen Oberfläche des Maschinenfußes 36. Darüber hinaus ist ein die rückwärtigen Enden der Trägerholme 1, 2 verbindender Rahmen 27 vorgesehen, der Bestandteil einer Einrichtung 27t 33, 34» 35 zum Ausrücken der Spritzeinheit aus den Anschlußmuffen 21' der festen Formenaufspannplatte 21 ist. Die Einrichtung umfaßt eine parallel zur Spritzachse verlaufende Lochleiste 35» die mit dem Maschinenfuß 36 verbunden ist. Der senkrecht zur Lochleiste verlaufende Basisschenkel des Rahmens 27 befindet sich in derartigem Abstand von dieser Lochleiste, daß ein das Loch 34 des Basisschenkels durchgreifender und mit seinem freien Ende wahlweise in eines der Löcher der Lochleiste einsteckbarer Handhebel zum axialen Ausrücken bzw. Einrücken der Spritz sinhe it aus den bzw. in die Anschlußmuffen 21' dienen kann.
Der Crranulatbehälter 37 mit Deckel 38 ist mittels Befestigungsschrauben 39 am Spritzzylinder 3 drehbar be-
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festigt. Das Schaltrentil 43 (Regeleinrichtung für den Einspritsdruck), das Einstellorgan 44 für den Einspritedruck, das Einstellorgan 45 für den Nachdruck nach Vollzug dar Einspritzung und das Einstellorgan 46 für die Binspritzgeschwindigkeit sowie das Druckmanometer 47 und das Einstellorgan 48 für den Staudruck sind unten an der Trägerbrücke 5 befestigt.
Eine am Rahmen 27 sowie am Holm 2 befestigte Nockenleiste 28 ist mit axial einstellbaren Nocken 29, 30 Tersehen. Biese arbeiten mit dem Schaltorgan eines Mikroschalters 31 zusammen, der an der Trägerbrücke für den Antriebsmotor 10 befestigt ist. Durch die beschriebene Schaltanordnung ist es möglich, die Yorplastifizierungsphase, bei der die Schnecke unter dem Staudruck des Tor der Schnecke angereicherten plastifizierten Materials zurückweicht, fristgerecht zu beenden. Dabei läuft das Schaltorgan des Mikrosohalters 31 auf die Nooke 29 auf. Der Einspritzhub wird dadurch beendet, daß das Schaltorgan des Mikroschalters 31 auf die Nooke 30 aufläuft.
Mit Hilfe eines Antriebsritzels auf der Abtriebswelle des Ölmotors 10 wird der Drehzahlmesser für die Rotationsdrehzahl der Schnecke angetrieben.
Die Spritzeinheit arbeitet wie folgt:
Bei der Arbeitsposition gemäß Figur 1 ist die Phase der Torplastifizierung gerade beendet. Ein für den nächsten Spritsling ausreichendes Quantum an plastischem Material ist unter Staudruck Tor der Schnecke 6 angereichert. Das Schaltorgan des Mikroschalters 31 ist auf dem Schaltnocken 29 aufgelaufen, wodurch der Antriebsmotor für die Rotation der Förderschnecke stillgesetzt worden ist. Nunmehr wird die Zylinderkammer 41 des Hydraulikzylinders 14, 16 mit Druckmedium beschickt, so daß der KoI-
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ben 15 beaufschlagt wird. Dieser Kolben vollzieht in der Regel einen Hub von geringfügiger axialer Länge ca« 1 15 mm, wodurch die förderschnecke 6 um diese Wegstrecke in rückwärtiger Richtung gezogen wird. Da der Spritzzylinder 3 axial feststeht, ergibt sich durch den Rückwärtshub des Kolbens 15 eine Relativbewegung zwischen Schnecke 6 und Spritzzylinder 3, die bewirkt, daß das vorplastifizierte Material entspannt oder sogar einem geringfügigen Unterdruck unterworfen wird. Danach werden die rückwärtigen Kammern der Hydraulikzylinder 18, 19, mit Druckmedium beschickt und die Spritzeinheit von der Gießform abgesetzt, ohne daß das plastische Material aus der offenen Düse 11, 12 austritt. Wesentlich ist, daß nunmehr der thermische Kontakt zwischen Düse und Gießform unterbrochen ist, so daß kein Wärmeaustausch zwischen Düse und Gießform stattfinden kann. Tor Beginn des Einspritshubes wird der Spritzzylinder mit Hilfe der Hydraulikzylinder 18-20 erneut auf die Gießform aufgesetzt. Der Einspritzhub wird dadurch eingeleitet, daß die Druckkammer 40 des Hydraulikzylinders 14, 17 mit Druckmedium beschickt wird. Der Einspritzhub wird dadurch beendet, daß das Schaltorgan der Mikroschalter auf den Nocken 30 der Schaltleiste 28 aufläuft.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Spritzeinheit für eine Spritzgußmaschine zur Verarbeitung von Kunststoffen oder ähnlichen Massen mit einem von der Gießform absetzbaren, beheizbaren Spritzzylinder und einer mittels hydraulischen Antriebszylinders verschiebbaren Förderschnecke, die nach Einspritzung des Kunststoffes in die Gießform ein vorbestimmbares Quantum an Kunststoff für den nachfolgenden Spritzzyklus vorplastifiziert und dabei unter Staudruck im Spritzzylinder hinter der Düse anreichert, wobei der Spritzzylinder eine über den gesamten Spritzzyklus offene Düse sowie eine Einrichtung zur Beseitigung des Staudruckes im vorplastifizierten Material durch Relativbewegung zwischen Spritzzylinder und Förderschnecke vor oder unmittelbar nach dem Abheben des Spritzzylinders von
    der Gießform aufweist, nach Patent
    (Patentanmeldung P 19 61 819.0), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Beseitigung des Staudruckes ein am Hydraulikzylinder mittelbar oder unmittelbar abgestützter koaxial zur Förderschnecke (6) gelegenen Hydraulikzylinder (15, 16) ist.
    2. Spritzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (14*) des Kolbens (15) des koaxial zur Förderschnecke (6) gelegenen Hydraulikzylinders (15, $ 16) mittelbar und über eine lösbare Kupplung (13) mit der Förderschnecke (6) verbunden ist.
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    3. Spritzeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (15, 16) Bestandteil der auf den Trägerholmen (1, 2) gelagerten. Trägerbrücke (5) für den Spritzzylinder (3) ist.
    4· Spritzeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) des Hydraulikzylinders (15, 16} und seine hohle Kolbenstange (14) von einer Antriebsspindel (7) durchgriffen sind, die den von einer Tragerbrticke (24) aufgenommenen Antriebsmotor (10) mit der !Förderschnecke (6) verbindet.
    5· Spritzeinheit nach einem der Ansprüche 1-4» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) des Hydraulikzylinders (15, 16) mit dem Kolben (14) eines weiteren, in der Trägerbrücke (5) des Spritzzylinder (3) angeordneten Hydraulikzylinders (Einspritzzylinder 14,17) starr verbunden ist, der die Einspritzung des plastischen Materials in die Gießform vollzieht.
    6» Spritzeinheit nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das topfartig gestaltete freie Ende der hohlen Kolbenstangs (14s) des Kolbens (15) des Hydraulikzylinders (13, 16) den Kolben (14) für den Einspritζ zylinder (14f 17) bildet·
    7» Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, daß der Kolben (14) des Einspritzzylinders (14, 17) über ein Drucklager (8) und über die mit einem radialen Abstützflansch (7?) versehene Antriebshohlspindel (7) mit der Pör&srssk&ecke (3) in Verbindung steht.
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    8. Spritzeinheit nach einem der Torhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die miteinander starr verbundenen Kolben (H, 15) in ihren Zylindern (17» 16) in gleichsinniger axialer Lage befinden,
    9· Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Kolbenstange (U1) die rotierbare Antriebsspindel (7) mit Spiel umschließt.
    10. Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzzylinder (U> 17) Bestandteil der Trägerbrücke (5) des Spritzzylinders ist·
    11. Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderschnecke (6) über eine Axialverriegelung (13) mit der Antriebehohlspindel (7) verbunden ist·
    12. Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Trägerholmen. (1, 2) der Spritzeinheit Kolben (18) fest aufsitzen, die mit zylindrischen Teilen der Trägerbrücke hydraulische Antriebszylinder (18, 19) zur axialen Verschiebung der Spritzeinheit bilden.
    13· Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden ioasprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der hydraulischen Zuleitung zum Einspritzzylinder ein den- Staudruck in der Phase der Torplastifizierung bestimmendes Drosselventil eingebaut ist.
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    14. Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (25) des Ölmotors (10) für die Rotation der !"orderschnecke (6) im Bereich der Trägerbrücke (24) mit der Antriebshohlspindel (7) kuppelbar ist.
    15. Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Trägerholme (1, 2) am Einsteckende mit koaxialen Bohrungen mit Innengewinde versehen sind und mittels koaxialen Schraubenbolzen (22) mit der feststehenden Formenaufspannplatte (21, 21») verspannbar sind.
    16. Spritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gleitfläche (50) eines Gleitfußes (42) der Spritzeinheit unmittelbar über der planen Oberfläche des Maschinenfußes (36) befindet und ein die rückwärtigen Enden der Trägerholme (1, 2) verbindender Rahmen (27) vorgesehen ist, der Bestandteil einer Einrichtung (27, 33, 34» 35) zum Ausrücken der Spritzeinheit aus den Anschlußmuffen (21») der festen Formenaufspannplatte (21) ist.
    17. Spritzeinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (27, 33, 34, 35) eine parallel zur Spritzachse verlaufende, mit dem Maschinenfuß (36) verbundene Lochleiste (35) umfaßt und daß der senkrecht zur Lochleiste verlaufende Basisschenkel des Eahmens (27) sich in derartigem Abstand von dieser Lochleiste befindet, daß ein das Loch (34) des Basisschenkels durchgreifender und mit seinem freien Ende wahlweise in eines der Löcher der Lochleiste einsteckbaren Handhebel (33) zum axialen Ausrücken bzw. Einrücken der Spritseinheit aus den Ansdhlußmuffen (21') dienen kann.
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