DE1816440C - Kontinuierlich arbeitende, Vorzugs weise einwelhge, mehrg&ngige Schneckenma schine zur Behandlung insbesondere zum Kneten, Mischen und Homogenisieren pla stischer Massen - Google Patents
Kontinuierlich arbeitende, Vorzugs weise einwelhge, mehrg&ngige Schneckenma schine zur Behandlung insbesondere zum Kneten, Mischen und Homogenisieren pla stischer MassenInfo
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Description
• Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende, vorzugsweise einwellige, mehrgängige Schneckenmaschine
zur Behandlung — insbesondere zum Kneten, Mischen und Homogenisieren — plastischer Massen
mit einem die Schneckenwelle umschließenden Gehäuse und mit in den Schneckengängen angeordneten Querstegen.
Es ist eine Schneckenmaschine bekannt mit zwei paarweisezusammenwirkenden Schneckenwellen.deren
Gewindegänge mit Querstegen versehen sind, so daß in den Gewindegängen einzelne Kammern entstehen.
Zwischen diesen aufeinanderfolgenden Kammern verbleibt — bedingt durch diese Querstege — eine gewisse
räumliche Verbindung in der Längsrichtung dieser Kammern. Hierdurch soll in besonderem Maße ein
Gleichförmigkeitsgrad der erzeugten Mischung herbeigeführt werden. Zwar kann durch solche Querstege es
erreicht werden, daß in jedem Gewindegang der Schneckenwelle schichtenartig Material des Materialstromes
in die nächstfolgende Kammer übertritt. Die hierbei zusammengeführten Mengen laufen jedoch
jeweils nur mehr oder weniger lose nebeneinander her, ohne auch in kleineren Volumenbereichen tatsächlich
eine innige Vermischung zu erreichen.
Somit ergibt sich, daß durch die Verwendung von Querstegen allein bei diesen Schneckenmaschincn ein
wirklich verbessertes Mischergebnis nicht erwartet werden kann. Dier hat sich in der Praxis auch bestätigt.
Insbesondere bei der Verarbeitung von zähplastischen
Massen (hochviskosen Massen) waren in der Tat zufriedenstellende Ergebnisse nicht zu erzielen.
Bei einer bekannten einwelligen Schneckenmaschine sind die Schnecke und das Gehäuse konisch
ausgebildet, wobei zur Einstellung des Schneckenspiels die Schnecke im Gehäuse verschiebbar ist.
Die Querstege dienen dazu, den Materialstrom zu stauen und das Material beim Durchströmen der
Spalte zwischen den Querstegen und der Gehäuseinnenwand auf Grund der auftretenden Reibung zu
homogenisieren. Bei dieser bekannten Schneckenmaschine weisen die Querstege die gleiche Höhe auf
wie die Schneckejwindungen. Um überhaupt noch einen Materialdurchgang zu ermöglichen, ist das
Spiel der Schneckenwindungen gegenüber der Gehäuseinnenwand auf Grund der Konizität des Rotors
einsteilbar. Dadurch bildet sich aber wiederum ein Materialring an der Gehäuseinnenwand, uer keinerlei
definierten Weg durchläuft. Andererseits wird sich in aen durch Schneckenwindungen und Querstege
gebildeten Kammern das Material absetzen und überhaupt nicht gefördert werden. Da somit der
konischen Teil der Schnecke keine eigene Förderwirkung hervorruft, ist auch folgerichtig dem konischen
Teil der Schnecke eine echte Förderschnecke vorgeschaltet, von der aus das Material durch den
mit Querstegen versehenen Teil gedruckt wird.
Weiterhin ist eine kontinuierlich arbeitende, einwellige, mehrgängige Schneckenmaschine zur Behandlung
plastischer Massen mit einem die Schnekkenwelle umschließenden Gehäuse bekannt, wobei
die Schneckenstege Einkerbungen aufweisen, um dem Materialstrom ein Überströmen von einem
Schneckengang in einen benachbarten Schneckengang zur besseren Durchmischung des Materials zu
ermöglichen. Ein nennenswertes Überströmen von einem Schneckengang zum benachbarten Schneckengang
durch die Einkerbungen in den Schneckenwindungen ist nur dann möglich, wenn die Schneckengänge
nur zum Teil gefüllt sind. Eine solche Teilfüllung ist aber dann nicht möglich, wenn eine solche
Schnecke gegen ein Werkzeug arbeitet, von dem aus ein Rückstau und ein damit verbundener Druckaufbau
erzeugt wird. Des weiteren tritt in diesen Durchbrechungen keine Scherwirkung auf, sondern es
fließt lediglich Material von einem Gang in den benachbarten
Weiterhin ist ein Torpedokopf mit einer vorgeschalteten eingängigen Förderschnecke bekannt. Der
nach Art eines Innenmischers ausgestaltete Torpedokopf ist mit Windungen versehen, die das Material
zum Materialauslaß drücken, und weist zusätzlich Windungen auf, die bei einer entsprechenden Drehrichtung
dem Material eine entgegen der Förderrichtung gerichtete Bewegungskomponente auferlegen.
Bei den Windungen handelt es sich nicht um Schnekkenstege; die Flanken der Windungen weisen vielmehr
eine derartig flache Steigung auf, daß das Material auch seitlich über die Flanken weggefördert
wird. Diese Windungen üben keine eigene Föderwirkung aus, sondern diese muß von der vorgeschalteten
eigentlichen Förderschnecke ausgeübt werden. Das Material wird durch die einzelnen Gänge der
Windungen unterschiedlich schnell gefördert, so daß sich ein nicht definiertes Verweilzeitspektrum mit
außerordentlich unterschiedlichen Behandlungen der einzelnen Materialteilchen ergibt. Da das Material
über die volle Länge der Windungen seitlich hinweggedrückt wird, ist ein gewisses Scherspiel erforderlich,
was wiederum zur Folge hat, daß die Gefahr einer Ringbildung an der Gehäuseinnenwand besteht.
Darüber hinaus ist eine kontinuierlich arbeitende, einwellige, eingängige Schneckenmaschine mit einem
die Schneckenwelle umschließenden Gehäuse bekannt, bei der, in Förderrichtung gesehen, vor einer
Zuführöffnung für gasförmige oder flüssige Zusätze eine Rückströmsicherung in Form eines einzelnen
Quersteges im Schneckengang angeordnet ist, wobei dieser Quersteg nicht ganz die Höhe des Außendurchmessers
des Schneckensteges aufweist, damit das zu fördernde Material diesen Quersteg noch
überwinden kann. Diesem Quersteg kommt die Aufgabe zu, ein Rückströmen der zugeführten Flüssigkeiten
oder Gase durch den Schneckengang in Richtung auf die Zuführöffnung zu verhindern.
Schließlich ist noch eine kontinuierlich arbeitende, einwellige, zweigängige Schneckenmaschine zur Behandlung
plastischer Massen mit einem die Schnekkenwelle" umschließenden Gehäuse bekannt. Bei
dieser bekannten Schneckenmaschine soll die Aufgabe gelöst werden, das Material, welches häufig aus
mehreren Ausgangskomponenten zusammengesetzt ist, möghJist vollständig zu durchmischen, so daß
am Ende der Schnecke eine homogen aufgeschlossene, gleichmäßig plastizierte und durchgehend
gleichmäßig temperierte Mischung entsteht, wobei gleichzeitig die gleichmäßig durchmischte Masse
kontinuierlich gefördert und dabei hinreichend verdichtet wird, damit der Ausstoß der Masse aus dem
Spritzwerkzeug unter gleichmäßigem und angemessenem Druck erfolgt. Hierzu ist außer einem mit konstanter
Steigung verlaufenden Schneckengang ein zweiter Schneckengang vorgesehen, der so ausgebildet
ist, daß sein Querschnitt in Förderrichtung zunimmt, während der Querschnitt des anderen
Schneckenganges in Förderrichtung abnimmt. Der den ersten Schneckengang vom zweiten Schneckengang
trennende Schneckensteg kann niedriger als der andere Schneckengang ausgebildet werden, so daß
ein erleichterter Übertritt von bereits verflüssigtem oder viskosem Material in den zweiten Schneckengang
möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bei den bekannten Schneckenmaschinen
auszuschalten. Es soll eine kontinuierlich arbeitende Schncckcnmaschine geschaffen werden, welche ein
Kneten, Mischen und Homogenisieren, insbesondere auch von plastischen Massen, und zwar auch in kleineren
Volumenbereichen mit besonders gutem Ergebnis gewährleistet. Gegenüber der vorstehend erwähnten
bekannten /weiwelligen Schneckenmaschine soll bereits auch bei einer einwelligcn Maschine eine weitaus
bessere Qualität des behandelten Gutes erreicht werden. Obwohl ein geringerer maschineller Aufwand vorgesehen
ist. soll die erzielte Mengenleistung nicht vermindert werden. Die Erfindung bezweckt im wesentlichen.ein
Mischen, Kneten und Homogenisieren des zu behandelnden Gutes nach dem Prinzip einer wiederholten
gesteuerten Aufteilung und Wiedervereinigung des Materialstromes mittels einer entsprechend gestalteten
Schnecke zu ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei Maschinen der erwähnten Art erfindungsgemäß darin, daß in
den einzelnen Schneckengängen Querstege einerseits und am Außenumfann der Schneckenwinriunpen
Längsstege andererseits vorgesehen sind, deren beider
Außenkanten sich in einem Abstand von der Innenwandung des Gehäuses befinden, der größer
ist als das Laufspiel der Schneckcnwindungcn gegenüber der Gehäuseinnenwand. Hierbei kommt eine an
sich bekannte mehrgängige Schnecke zur Anwendung.
Der Quersteg in einem Gewindegang bewirkt ein Anstauen des zu behandelnden Gutes mit einer hochwirksamen Scherwirkung, während in Verbindung mit
diesem Anstauvorgang der Längssteg die Wirkung herbeiführt, daß ein Teilstrom des zu behandelnden Gutes
in den benachbarten Gewindegang übertreten kann. Vor jedem erneuten Aufteilen des Matcrialstromes
werden die vorher zusammengeführten Teilslröme gemeinsam einer intensiv scherenden und knetenden Behandlung
unterworfen.
Durch dieses ständige, genau gesteuerte Aufteilen und Wiederzusammenführen des Materialstroms wird
ein genau definiertes Verweilzeitspektrum für die einzelnen Materialteilchen erzielt, d. h., es gibt klar
definierte maximale und minimale Vcrweilzeiten jedes einzelnen Teilchens in der Föderschnecke.
Jedes Teilchen wird hierbei der gleichen maximalen Scherbeanspruchung unterworfen. Durch die Kombination
von Querstegen und Längsstegen und Mehrgängigkeit der Schnecke ist es möglich, immer abwechselnd
ein Scheren und Fördern zu erreichen
Wie sich gezeigt hat kann mit der erfindungsgemäßen Schneckenmaschine über eine sehr kurze
Strecke, nämlich über eine Schneckenlänge vom einbis zweifachen Durchmesser der Schneckenwelle, ein
hoher Druck aufgebaut werden. Dies hat zur Folge, daß ein Druckrückstau von einem der Schnecke
nachgeschalteten Werkzeug nur über eine kurze Strecke in die Schnecke hinein wirkt. Dies hat aber
wiederum zur Folge, daß die Schneckenmaschine auch mit Teilfüllung betrieben werden kann. Ein
solcher Betrieb mit Teilfüllung ist aber besonders da sehr wichtig, wo intensive Mischeffekte herbeigeführt
werden sollen. Außerdem sei noch darauf verwiesen, daß wegen der möglichen gleichmäßigen
Verteilung der Längs- und Querstege über die ganze Schneckenlänge eine große Fläche zum Abführen
der bei der Scherbeanspruchung im Material entstehenden Wärme zur Verfügung steht und hierdurch
Temperaturspitzen im Material vermieden werden, die z. B. bei Gummi zu einer vorzeitigen Vulkanisierung
führen könnten.
Vorzugsweise kann die Anordnung so getroffen werden, daß jeweils ein Quersteg und ein Längssteg
einen Winkel mit einem gemeinsamen Scheitelpunkt und die dadurch gegebene Steganordnung Stromaufteilungsknoten
bilden.
An dem Quersteg eines solchen Stromauftcilungsknotcns
erfolgt ein Anstau des Materialstromes, und im unmittelbaren Bereich dieser Stauzone befindet sich der
benachbarte Längssteg, so daß zwangsweise an diesem Längssteg des Stromaufteilungsknotens ein Tcilstrom
des zu behandelnden Gutes aus dem bisherigen Schnckkengang in den benachbarten Schneckengang übergeht.
Gerade durch das wiederholte Zusammentreffen und anschließend das Aufteilen der Teilströme erfolgt eine
innige Vermischung auch in kleinsten Volumenbercichcn.
Die Intensivierung des Misch-, Knct- oder Homopenisierungsvorgantts
wird noch gesteigert, wenn hierbei in jedem Schneckcngang Stromaiifleilungsknotcn, bestehend
aus einem Quer- und einem Längssteg, vorgesehen sind.
Ils hat sich gezeigt, daß auch der Art der Verteilung
der Qucrstcge in dcncinzelncn benachbarten Schncckcngängcn
in bjzug auf die Lage der Stromaufteihmgsknotcn
eine besondere Bedeutung zukommt. Demzufolge kann die Anordnung bevorzugt auch so getroffen
werden, daß die Stromaufteilungsknoten benachbarter Schneckcngängc in Förderrichtung der Schnecke vcrsetzt
zueinander angeordnet sind und daß das Qucrstcpcnde des einen Stromauftcilungsknotcns mit dem
Längsstcganfang des im benachbarten Schneckcngang in Förderrichtung versetzt angeordneten Stromauftcilungsknoters
durch ein ununterbrochenes Sch ncckcnwinclungsstück verbunden ist. Hierbei können im Bereich
dieses die Stromaufteilungsknoten verbindenden Schneckenwindungsstückes ein oder mehrere zusätzliche
Querstege angeordnet sein.
Es empfiehlt sich ferner dafür zu sorgen, daß zwischen jeweils zwei Stromaufteilungsknoten im gleichen
Schneckengang ein oder mehrere zusätzliche Qucrstegc angeordnet sind.
Es ist einleuchtend, daß das Lrgebnis des Misch-,
Knot- oder Iloniogenisierungsvorgang.es um so besser
ausfallen muß, je mehr Querstege oder Längsstege von dem zu behandelnden Gut überwunden werden müssen.
Deshalb können bei der Schncckcnmaschine bevorzugt zwischen jeweils zwei Stromauflcilungsknotcn im
gleichen Schneckengang zusätzliche Qucrstcge ;mgeordnet sein.
Geht man davon aus, daß das einzelne Masseteilchen in dem Materialstrom durch nacheinander
erfolgende Stromaufteilungen und Wiedervereinigungen unterschiedliche Wege in der Schneckenmaschine
zurücklegen kann, ist es von besonderem Wert dafür zu sorgen, daß jedes Masseteilchen unabhängig
\on dem jeweils zurückgelegten Weg innerhalb der Schneckcnmaschine stets die gleiche Anzahl von
Längs- und Querstegen überwinden muß. Alsdann kann auch bei jedem kleinen Volumenanteil eine tatsächlich
völlig gleichmäßige Behandlung beim Mischen, Kneten und Homogenisieren erreicht werden.
Es ist zweckmäßig, eine Gesetzmäßigkeit praktisch anzuwenden, die — um eine technisch brauchbare
Lehre geben zu können — festlegt, wieviel Gänee jeweils die Schnecke aufweist und in welcher Weise
der Übergang von der der mit Stromaufteilungsknoten versehenen Scherzone vorgelagerten Einzugszone aus-.gebildet
ist. Diesbezüglich wird in den folgenden Ausführungen die Gangzahl der Schnecke mit n, die
Reihenfolge dieser Gänge mit Stromauftwilungsknoten mit AI, A 2, A3 usw. und die Zahl der zusätzlich zur
Anwendung kommenden Qucr.->tege mit r bezeichnet.
Um den Übergang des Materialstromes über die Lärgs- oder Querstege zu erleichtern, können diese bei
allen Ausführungsbcispielen der Schncckenau^bildung
in Drehrichtung der Schnecke mit einem flachen Anstieg etwa zwischen 15 bis 30" ausgebildet sein. Auch
können die Schneckcnwindungcn vorzugsweise an den Stromaufteilungsknoten geknickt sein. Die Erfindung
ist an Hand der nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausföhrungsbcispicle näher
erläutert. Cs zeigt:
F i g. 1 einen Teil einer Schnecke in räumlicher Darstellung,
I i g. 2 eine Ausbildungsmögliehkcit der Qucrstegc,
I-' i g. 3 teilweise eine Schnecke mit abgewickeltem
Mantel.
3075
F i g. 4 -- ebenΓ;ιIls (eilwcise cine Schncckciiniantclabwieklung
mil einer Ausbildung gemäß einer
abgewandelten Variante,
F i g. 5 und 6 Abwicklungen jeweils mil wiederum abgeänderten Varianten uno Weiterbildungen.
Bei dem Ausführungi.busplcl nach I·" i g. I handelt es
sieh um eine cinwcllige Schnecke einer Schncckenmaschine,
die die vier Schneckcngiinge I. II, ill und IV aufweist. Diese Schneekciigänge werden getrennt
durch die Selincckcnwindiiiijren 2. In den Sehneekungängen
I bis IV sind Querslcgc3 und 3« vorgesehen.
In die Schneekcnwindungen 2 sind Länesstege la eingearbeitet.
Der Abstand der Außenkante der Längsstege la und der Qucrstegc 3, 3c/ von der Innen wandung
des mit Ziffer 14 angedeuteten Gehäuses ist größer als das üblicherweise /wischen Schnecke und
Gehäuse befindliche I aufspiel. Die Längssiege la und die Qucr.stcgc 3a sind winkelförmig mit einem gemeinsamen
Scheitelpunkt 4</ miteinander \eil>uiideii. Line
solche aus einem l.ängssteg la und einem zugehörigen Quersteg 3a bestehende Sleganordming wird als Slromiiiiftcilungsknotcn
bezeichnet. In L ig. 1 sind drei Stromaiiftcilungsknolen 1, la, l/i/u erkennen.
Jeweils zwei zusammenarbeitende .Stromaufteilungsknoten
folgen in Förderrichtung der Sehnecke (Pfeil /i)
so aufeinander, daß /wischen dem linde des Qucrstcgcs
3« des ersten Stromaufteilungsknotcns la und dem Anfang des Längsstegis 2a des /weiten Knotens
1/), der im nächsten Gang angeordnet ist, ein nicht unterbrochenes inid deshalb nicht ausstreichendes
Stcglcil, nämlich das Schi eckcnwindimgssliick 20
liegt. Jedem scherend, knetend und ausstreichend wirkenden l.ängssteg la und Quersteg 3. 3« folgt in
diesem lalle in UmfangsrichUing die Schncckcnwindimg
2 b/w. das Schnecken«mdiingsstiick 2!) mit
niehi ausstreichender Wirkung. Diese Schncckcnwindungcn
haben wie üblich eine fördernde Wirkung.
Bei diesem Ausfiihrungsbcispicl mit einer vicrgängigcii
Schnecke ist /wischen jeweils zwei in einem Gang aufeinanderfolgenden Knoten ein zusätzlicher Querstep
3 vorgesehen.
In die Schnecke eingezeichnete kleinere Pfeile zeigen
an. wie hier beispielsweise die wiederholte, gesteuerte
Malerialstromauftcilung und Vereinigung vorsieh geht.
In ;lcr [-" i g. 2 wird erkennbar, wie beispielsweise die
Qiiersicgc3, 3a zum umsrhüeß-j.iJün Gehäur.- 14 hin
ausgebildet sind, beispielsweise wb die Schcrspaltc gebildet
werden können. Die sich hierbei ergebende
Spaltbreitc 13 beträgt dabei z. B. zwischen 0,5 und
einigen, Millimetern je nach dem zu verarbeitenden Material und anderen Vcrfahrensbedingunie.i. In
Drehrichtung der Schnecke gemäß der Pfeilrichtung B in F i g. 2 sind die Querstege- 3, 3a mit einem flachen
Anstieg 15 von etwa 15 bis 30 ausgeführt. Dieser Anstieg
ist den Reibverhältnissen der zu verarbeitenden Masse anzupassen. In ähnlicher Weise können auch die
längsstegc 2a ausgeführt sein.
In der. F i g. 3, wie auch i:i den folgenden Figuren,
sind nun Schnecken in Teilstücken dargestellt, wobei aber deren Mantel abgewickelt gezeigt wird. Die
F i g. 1 soll einen Eindruck da ion vermitteln, wie man
sich auch diese in den nun folae.iden Figuren gezeigten
Abwicklungen Körperlich vorzustellen hat. _ In den F i g. 3 und 4 sind auch die Einzugs- und
Übergangszonen — vor der eigentlichen Scherzone liegend — der Schnecke {in Abwicklung) mit dargeiiclit.
Die F-inzugszone ist in F i p. 3 mit 4 bezeichnet,
lic Übcrgangszone mit 5. Die Linztius/one 10 in F i g.4
ist weniger gängig als die folgenden Zonen,damit man
die Maschine unabhängig von der Dosierung stets tcilgcfüllt betreiben kann.
Ls handelt sich in der Abwicklung nach der F i g. 3 um eine//-gängige Schnecke mit jeweils /; ■ I zusätzlichen
Qiicrstegcii 3 zwischen den aufeinanderfolgenden
Slromaufleiliingsknolen 21, 22 benachbarter Gänge.
Das die beiden zusammenarbeitenden Knoten jeweils verbindende nichtausstrcichende Schncckcnwiiidiingsstiick
isl wie in F i g. I mit 20 bezeichnet. Auch hier sind, der besseren Verdeutlichung halber,
nochmals die kleineren Pfeile zur Kennzeichnung .der
Stromrichtungen des Behandlungsgulcs analog zur L i g. I eingezeichnet. Die in F i g. 3 dargestellte
Schnecke ist dreigänigg, also // 3, und daher die Zahl der zusätzlichen Quersiege zwischen den Knoten
21,22 jeweils η I,also3 -I gleich 2. Die jeweils durch Schncckcnwindungsslückc 2!( verbundene:! Knoten benachbarter
Schneekengänge sind in durch s'.richpunktierte linien angCLleuteten Folgen /·" angeordnet.
DicZahl dieser Folgen ist ebenfalls// I.also 3 - 1 gleich
2. In der Übergangszone 5, vor der Scherzo.ie. erkennt
man vor jedem ersten Knoten eines A-ten Ganges (wobei 1 -I- ' n) A 1 zusätzliche Quer-Stege
23 und 24. Das heißt also hier: Wenn man den Gang, in welchem in Förderrichtung A gesehen der
erste Knoten 21 liegt, mit K1 und die weiteren Gänge
mit K., und K:l bezeichnet, so ist vor dem ersten
Knoten 21 im Gang K1 kein zusätzlicher Quersteg
vorgesehen, weil dort A- 1, also 1 1 gleich 0 ist.
In den Gängen K., und Kx ergibt sich eine Anzahl
von 2 1 gleich Ϊ bzw. 3 - I gleich 2 zusätzlichen
Querstegen 23 bzw. 24, weiche vor den jeweils ersten Knoten 25 bzw. 22 der Gänge K., bzw. A'., angeordnet
sind.
In F i g. 4 wird nun ein anderes erfolgreiches Ausführungsbeispiel
gezeigt. Hier sind die Stroiruufleilungsknoten
in mehreren, durch strichpunktierte Linien angedeutete Gruppen (/' vo 1 jeweils auf einem
gemeinsamen Kreisumfana liefernden Knote 1 angeordnet.
Die Gruppen seihst sind axial in FörJcrric'itung A der Schnecke gescncina'ulcr versetzt. Zwischen
jeweils zwei in einem Gang 8 aufeinanderfolge iden
Knoten 26, 27 sind zwei Gruppen 2S, 29 zusätzlicher Querstcgc 3 angeordnet. Diese zwei Gruppen 28, 29 zusätzlicher
Querstege enthalten zusammen die ungerade Zahl von Qucrstegen »r« (hier also 3). Die eine Gruppe
28 liegt vor dem in Förderrichtung der Schnecke im nächsten Gang 9 angeordneten Knoten 30, die andere
Gruppe 29 in Förderrichtung der Schnecke hinter dem
Knoten 30. Die erstgenannte Gruppe enthältr + ' ,
3 + J
also 2 gleich 2, die zuletzt genannte Gruppe hin
gegen - j , also " gleich 1 Querstege. Der
Knoten 30, vor dem die Grupps 28 mit
ζ + 1
Quer-
stegc angeordnet ist, ist von seinem Anfang aus mit
dem Ende des ersten Knotens 26 der beiden im gleichen Gang 8 aufeinanderfolgenden Knoten 26, 27 durch ein
nichtausstrcichcndes bzw. ununterbrochenes Schnekkenwindungsstück 20 verbunden.
Die Übcrgangszone 11 — vom Einzug zur hcherzone
— ist bei der Schnecke nach F i g. 4 anders ausgebildet als bei dem \orhcr beschriebenen Ausführungsbcispiel.
Diese Schnecke hat nämlich in ihrer
309/615/477
'5075
Schei/one die gerade Gangzahl /; (hier 4). Hie Γ.ίη-/ugszone
K) der Maschine hat dieGang/ahl ., (also 2)
(aus den schon genannten Gründen). In tier Übergangszone
11 wird nun jeder /weite Gang eier Scher-/one
nicht direkt, sondern über den eisten Knoten, der in I örderriehlung im näehsten Gang liegt, angeströmt,
z. B. tier Gang .ν über den ersten Knoten 31 des Ganges r. Außerdem siiiel nach dem ersten Knoten
im besagten zweiten Gang (hier also nach dem Knoten
31 im Gang .v) " zusätzliche Qucrslege 3 (hier
einer) angeordnet, wenn die Zahl eier zwischen zwei im
gleichen Gang aiifeinanderfolgenelen Knoten angeordneten
Qucrstege gleich _ (hier gleich 3) ist.
Zur Wirkungsweise der Schneckenmaschinc wurden bereits eingehende Ausführungen gemacht. Die Grenzen
der Vcrwcil/tit eines Masscteilehens des Behandlungsgutes
ergeben sich nach, unten hin dadurch, daß
das betrachtete Masse teilchen stets die rechte Schersteghälfte jedes Slromauftcilimgsknotens passiert und
somit den kürzesten Weg zurücklegt, nach oben hin dadurch, daß das betrachtete Masseteilchen stets die
linke Schersteghälfte jedes Stromaufteiliingsknotens
passiert und somit den längsten Weg zurücklegt. Die Breite des Vcrweilzcitspcktrums ist damit deliniert.
Trotz der den einzelnen Massetcilchen gegebenen
Möglichkeiten zum unterschiedlich langen Verweilen ist sichergestellt, dall jedes Masseteilehen die gleiche
Behandlung i,i der Schr.eckeninasclüue erfährt, indem
es stets die gleiche Anzahl von Längs- uiiel Querstegen
überwinden muli.
In tkr I·" i g. 5 (ebenso wie in der fol;jcnelcn F i g. 6)
wird gezeigt, dall die Ausbildung tier Schnecken-
ao
30 inaschii e i.och ei ic Reihe von Sonderfällen beinhaltet.
Die hier dargestellten beiden Varianten sind dafür nur l'eispiele.
I i g. 5, die nur einen Ausschnitt aus einer Schnekkemrantelabwieklunii
darstellt, lallt erkennen, dall die SehiHckenwmdungcM 2 in der Abwicklung auch geknickt
verlaufend erscheinen können. In der I· i g. 5 ist der Windiingsverluiif in einem Fall mit strichpunktierten
linien angedeutet. Die Knickstellcn sind jeweils mil 18 bezeichnet.
Stromaulleilungsknoten I und zusätzliche Querslege
3 sind - wie schon beschrieben —· auch hier selbstverständlich vorhanden. Diesen Sonderfall der
Ausbildung der Schncckeninaschine hat man in diesem Beispiel gewählt, um mehr Stromaufteilungsknolen
auf einer gleich grollen Schneekenlänge unterbringen zu können. Je mehr Stromaufteilungsknoten auf der
gleichen Schneckenlänge bzw. Scherzonenlängc der Schnecke untergebracht werden können, um so größer
wird die Breite des Verweilzeitspektrums.
F i g. 6 stellt einen dem oben beschriebenen ganz ähnlichen Fall dar. Auch hier ist der Verlauf tier
Schneckenwindungen 2 wieder mit strichpunktierten Linien gekennzeichnet und die Knickstcllc mit 18 bezeichnet.
In dem in der F i g. 6 dargestellten Sonderfall der Ausbildung der Sehneckenmaschine sind die
Qiierstege der Stromaufteilungsknoten I mit den zusätzlichen
()uerstegen 3 oder Gruppen dieser zusätzlichen Querstege, wie sie in den vorher geschilderten
Beispielen vorkommen, zusammengezogen, wobei die Gebilde 12 entstehen. Line derartige Ausbildung lädi
die überhaupt größtmögliche Zahl von Stromauf-(eilungskiioten
auf einer gleich großen Schnecken-Hinge zu.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
3075
Claims (11)
1. Kontinuierlich arbeitende, vorzugsweise einwellige,
mehrgängige Schneckenmaschine zur Behandlung — insbesondere zum Kneten, Mischen
und Homogenisieren — plastischer Massen mit einem die Schneckenwelle umschließenden Gehäuse
und mit in den Schneckengängen angeordneten Querstegen, dadurch gekennzeichnet,
daß in den einzelnen Schneckengängen (I, II, III, IV) Querstege (3, 3a) einerseits und am Außenumfang
der Schneckenwindungen (2) Längsstege (la) andererseits vorgesehen sind, deren beider
Außenkanten sich in einem Abstand von der Innenwandung des Gehäuses (14) befinden, der
größer ist als das Laufspiel der Schneckenwindungen (2) gegenüber der Gehäuseinnenwand.
2. Schneckenmaschine nach Anspruch 1, da- ·
durch gekennzeichnet, daß jeweils ein Quersteg (3«) und ein 1 iingssteg (2n) einen Winkel mit einem gemeinsamen
Scheitelpunkt (4a) und die dadurch gegebenen Steganordnuncren Stromaufteilungsknoten
(1, la, I Λ) bilden.
3. Schneckemnaschinc nach den Ansprüchen 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Schneckengang (I, II, III, IV) Stromaufteilungsknoten
(1, I«, lh), bestehend aus einem Quer- und eiiiem I.ängsstcg (2a, 3«), vorgesehen sind
4. Schneckenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromaufteilungsknoten
(I, la, Ib) benachbarter Schncckengänge(l,
II. III. IV) in Förderrichtung der Schnecke versetzt zueinander angeordnet sind und daß das
Querstegendc des einen Stromaufteilungsknotens mit dem Längssteganfang des im benachbarten
Schneckengang in Förderrichtung versetzt angeordneten Stromaufteilungsknotcns durch ein ununterbrochenes
Schneckcnwindungsstück (20) verbinden ist.
5. Schneckenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich dieses die Stromaufteilungsknoten
(1, la, Ib) verbindenden Schnekkenwindungsstückes
(20) ein oder mehrere Querstege (3, 3a) angeordnet sind.
6. Schneckenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei Stromaufteilungsknoten
(1, la, Ib) im gleichen Schnekkengang
(I, II, III, IV) ein oder mehrere zusätzliche Querstege (3) angeordnet sind.
7. Schneckenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6 mit der Gangzahl;;, dadurch
gekennzeichnet, daß sich im Bereich des Schneckenwindungsstückes (20), welches zwei in Förderrichtung
versetzte Stromaufteilungsknoten benachbarter Schneckengänge (I, II, III, IV) verbindet,
η — 1 zusätzliche Querstege befinden, wobei die durch das Schneckenwindungsstück (20) verbundenen
Stromaufteilungsknoten in η — 1 Folgen (F)
angeordnet sind und am Übergang zwischen Einzugszone (4) und Übergangszone (5) vor jedem
ersten Stromaufteilungsknoten eines k-ten Ganges
k — 1 zusätzliche Querstege (3) sich befinden, wobei die Bedingung I
< k < η erfüllt ist.
8. Schneckenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei gerader
Gangzahl η und bei Anordnung der Stromaufteilungsknoten (26, 27, 31) in parallel zueinanderliegenden
Gruppen (G) von jeweils auf einer gemeinsamen Querschnittsebene liegenden Siromaufteilungsknoten
zwischen jeweils zwei in einem Schneckengang aufeinanderfolgenden Knoten eine ungerade Zahl ζ zusätzlicher Querstege angeordnet
ist, von denen sich z^— zusätzliche Querstege in
dem Bereich des Schneckenwindungsstückes (20) befinden, während die restlichen Querstege z ?—
in Förderrichtung lunter dem auf das Schneckenwindungsstück (20) folgenden Knoten liegen
(F i g. 4).
9. Schneckenmaschine nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Gangzahl y in der Einzugszone (10) vor der Scherzone mit regelmäßiger
Zuordnung von stets zwei Gängen der Scherzone zu einem Gang der vorherigen Zone
jeweils * zusätzliche Querstege in den Gängen
der Stromaufteilungsknoten (26,27,31) der zweiten
Gruppe (C) der in einer Querschnittsebene liegenden Knoten, und zwar axial jeweils zwischen der
ersten und der zweiten Gruppe (G) der Knoten angeordnet sind (F i g. 4).
10. Schneckenmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schneckenwindungen (2) vorzugsweise an den Stromaufteilungsknoten geknickt sind.
11. Schneckenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsstege
(2a) und die Querstege (3,3a) in Drehrichtung der Schnecke mit einem flachen Anstieg (15) zwischen
15 bis 30° ausgeführt sind.
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681816440 DE1816440C (de) | 1968-12-21 | Kontinuierlich arbeitende, Vorzugs weise einwelhge, mehrg&ngige Schneckenma schine zur Behandlung insbesondere zum Kneten, Mischen und Homogenisieren pla stischer Massen | |
AT108769A AT307010B (de) | 1968-12-21 | 1969-02-03 | Vorrichtung zum kontinuierlichen Kneten, Mischen und Homogenisieren plastischer Massen |
NL696918994A NL146743B (nl) | 1968-12-21 | 1969-12-18 | Continu werkende inrichting voor het homogeniseren van een plastische massa. |
SE17666/69A SE355520B (de) | 1968-12-21 | 1969-12-19 | |
US886571A US3687423A (en) | 1968-12-21 | 1969-12-19 | Continuously operating screw machine for the treatment of plastic masses |
ES374709A ES374709A1 (es) | 1968-12-21 | 1969-12-19 | Perfeccionamientos en la construccion de maquinas de torni-llo sin fin para el tratamiento continuo de masas plasticas. |
BE743440D BE743440A (de) | 1968-12-21 | 1969-12-19 | |
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CH1897769A CH502174A (de) | 1968-12-21 | 1969-12-19 | Kontinuierlich arbeitende Schneckenmaschine zur Behandlung plastischer Massen |
CA070403A CA932320A (en) | 1968-12-21 | 1969-12-19 | Continuously operating screw machine for the treatment of plastic masses |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19681816440 DE1816440C (de) | 1968-12-21 | Kontinuierlich arbeitende, Vorzugs weise einwelhge, mehrg&ngige Schneckenma schine zur Behandlung insbesondere zum Kneten, Mischen und Homogenisieren pla stischer Massen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1816440B1 DE1816440B1 (de) | 1970-10-22 |
DE1816440C true DE1816440C (de) | 1973-04-12 |
Family
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