Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Schneckenstrangmaschine.
Beschreibung des Standes der Technik
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Eine Schneckenstrangmaschine dieser Art ist beispielsweise aus
der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 11177/1986 bekannt.
Gemäß den Fig. 9 und 10 wird in dieser herkömmlichen
Schneckenstrangmaschine eine einachsige Schnecke 21 horizontal
und drehbar innerhalb eines Zylindergehäuses 20 gestützt. Diese
Schnecke 21 wird mit ihrem mit einer nicht gezeigten
Antriebsvorrichtung verbundenen Basisabschnitt zwangsweise
gedreht. Ein Trichter 22 ist an der Seite des
Schneckenbasisabschnittes des Gehäuses 20 vorgesehen. Dieser
Trichter 22 ist für die Einspeisung des Materials mit einer
Schubvorrichtung 23 versehen. Das Gehäuse 20 ist an dem
Vorderende der Schnecke mit einem Auslaß 24 versehen. Ein Paar
von oberen und unteren Walzenmundstücken 25 ist dem Auslaß 24
zugewandt angeordnet. Die Walzenmundstücke 25 werden mittels
einer Antriebsvorrichtung 26 drehbar angetrieben. Die Schnecke
21 hat einen Zufuhrabschnitt 27, der einem zum Trichter 22
gewandten Abschnitt entspricht, und einen Kompressionsabschnitt
28, der einem Abschnitt entspricht, der an dem Vorderende durch
das Zylindergehäuse 20 geschlossen ist.
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Gemäß der vorhergehend beschriebenen einachsigen
Schneckenstrangmaschine wird das in den Trichter 22 gespeiste
Material durch Hin- und Herbewegung eines Schubkolbens 30
mittels eines Luft- oder hydraulischen Zylinders 29 der
Antriebsvorrichtung 23 zwangsweise in den Zufuhrabschnitt 27
eingespeist. Das eingespeiste Material wird mittels der
Drehschnecke 21 von dem Zufuhrabschnitt 27 zu dem
Kompressionsabschnitt 28 gefördert, an dem Druck auf das
Material ausgeübt wird. Das Material wird von dem Auslab 24 am
Vorderende extrudiert. Das extrudierte Material bleibt an den
Vorderflächen der Walzenmundstücke 25 über die Breite verteilt
und geht durch die Walzenmundstücke 25 und wird zu einem
gewaizten Bogen 31 geformt.
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Da bei der vorhergehend beschriebenen herkömmlichen
Schneckenstrangmaschine das Material nicht ausreichend gut in
den Zufuhrabschnitt der Schnecke gezogen wird, ist die
Antriebsvorrichtung vorgesehen, so daß das innerhalb des
Trichters befindliche Material zwangsweise in den
Zufuhrabschnitt gespeist wird.
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Aus der GB-A 180 638 ist eine Schneckenstrangmaschine bekannt,
die mit zwei Schnecken versehen ist, wobei deren Gänge die
gleiche Ganghöhe aufweisen, jedoch in Gegenrichtungen angeordnet
sind. Die Schnecken stehen miteinander in Eingriff und drehen
sich in Gegenrichtungen im Körper der Maschine, der mit zwei
jeweils die Schnecken enthaltenden Bohrlöchern und mit einer
Mundstückplatte an dem Ausstoßende versehen ist.
Zusammenfassung der Erfindung
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Dem Gegenstand der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
klein bemessene Schneckenstrangmaschine zum Extrudieren von
Material relativ großer Breite zu erzeugen, welche wenig
Antriebsenergie benötigt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des
Anspruches 1 gelöst. In der erfindungsgemäßen
Schneckenstrangmaschine befindet sich der Trichter über dem
Zufuhrabschnitt jeder Schnecke und hat als Verhältnis der Länge
L des Kompressionsabschnittes zum Durchmesser D der Schnecken
den völlig ungewöhnlichen Wert von 0,3 bis 0,6. Somit sind die
Kompressionsabschnitte der Schnecke vergleichsweise klein und
die Durchmesser der Schnecken vergleichsweise groß.
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Aufgrund dieses Entwurfes wird eine Maschine geschaffen, die, im
Vergleich zu herkömmlichen Maschinen mit vergleichsweise großem
Materialauslaß -normalerweise entspricht der Materialauslaß im
wesentlichen dem Durchmesser der Schnecken - wesentlich kleiner
ist, da die Kompressionsabschnitte der Schnecken äußerst kurz
sind. Aufgrund der geringen Länge der Kompressionsabschnitte
benötigt die Maschine auch nur eine relativ geringe
Antriebsenergie, da sich in den kurzen Kompressionsabschnitten
aufgrund der kleinen mit dem zu extrudierenden Material in
Berührung befindlichen Oberfläche nur wenig Reibung ergibt.
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Durch Anordnung des Trichters über dem Zufuhrabschnitt wird das
Gewicht des zu extrudierenden Materials, um das Material in die
Kompressionsabschnitte zu pressen.
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Bislang galt bei Experten das Vorurteil gegen eine Struktur, die
im Falle des erfindungsgemäßen Gegenstandes verwirklicht worden
ist, daß eine Schneckenstrangmaschine ein Verhältnis L/D von
größer als 1 aufweisen muß, um einen zufriedenstellenden
Extrusionsprozeß zu gewährleisten. Bislang durchgeführte
Versuche bestätigen diese Ansicht, was zu gebräuchlichen
Schneckenstrangmaschinen mit einem L/D- Verhältnis führte, das
beträchtlich größer als 1 war.
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Dieses Vorurteil der Experten ist durch die erfindungsgemäße
Struktur erstmals überwunden worden. Mittels der synergistischen
Wirkung des über den Zufuhrabschnitten angeordneten Trichters,
der eine ausreichende Materialdichte erlaubt, ist es erstmals
möglich geworden, trotz des geringen L/D-Verhältnisses, ein
ausreichendes Extrusionsergebnis zu erzielen.
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Eine erfindungsgemäße Schneckenextrudiermaschine hat Schnecken,
die drehbar in einem Gehäuse gestützt sind. Ein oben offener
Trichter ist an der Seite eines Schneckenbasisabschnittes des
Gehäuses vorgesehen, wobei ein in einer Richtung der Schnecke
offener Auslaß an dem Vorderende der Schnecke in dem Gehäuse
vorgesehen ist und ein Paar von Walzenmundstücken in der Nähe
des Auslasses vorgesehen ist, wobei die Schnecke als
Zufuhrabschnitt einen dem Trichter zugewandten Abschnitt hat und
als Kompressionsabschnitt eine Vorderendseite hat, wodurch von
dem Trichter einzuspeisendes Material mittels der
Walzenmundstücke von dem Auslaß über dem Zufuhrabschnitt und dem
Kompressionsabschnitt mittels der Schnecke in eine bogenartige
Form extrudiert wird. In der vorhergehenden
Schneckenstrangmaschine sind, wie beschrieben, zwei Schnecken in
einer Ebene angeordnet, wobei der Trichter über dem
Zufuhrabschnitt beider Schnecken angeordnet ist; die Länge L des
Kompressionsabschnittes zum Schneckendurchmesser D erfüllt die
Beziehung L/D = 0,3 bis 0,6; die beiden Schnecken befinden sich
in oder außer Eingriff und können durch Variieren einer Phase
von etwa 0º bis etwa 180º (das ein von einem Gewindeblatt im
gleichen Schnitt rechtwinklig zur Achse gebildeten Winkel
darstellt) in Abhängigkeit des Anteils der Zusammensetzung und
der Kennwerte des zu extrudierenden Materials variiert werden;
das Verhältnis C/S zwischen der Bogenbreite S zur Auslaßbreite C
beträgt 0,6 oder mehr; das Verhältnis A/E zwischen dem
Mundstückdurchmesser E und dem Abstand A der Oberfläche an dem
Vorderende des Auslasses und der Oberfläche des
Walzenmundstückes beträgt 0,4 oder weniger (siehe Fig. 11 für
C/S und Fig. 12 für A/E).
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Gemäß der vorbeschriebenen technischen Einrichtung der
vorliegenden Erfindung befinden sich die beiden Schnecken
innerhalb des Gehäuses auf gleicher Ebene und ist der Trichter
für die Einspeisung des zu extrudierenden Materials über den
Zufuhrabschnitten der beiden Schnecken ausgebildet. Daher sind
die Drehrichtungen der Gewindeblätter der beiden Schnecken
entgegengesetzt gerichtet, so daß eine der beiden Schnecken im
Uhrzeigersinn und die andere im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird.
Das vom Trichter gespeiste zu extrudierende Material wird mit
dem Zufuhrabschnitt der Schnecke in Eingriff gebracht, durch die
Drehung des Gewindeblattes unter Druck zum Auslaß gespeist und
in das in der Umgebung des Auslaßes angeordneten Walzenmundstück
eingeführt, um ein extrudiertes Material in der Form eines
breiten Bogens zu erhalten. Gemäß dieser Anordnung ist keine
Schubvorrichtung, wie in dem einachsigen Schneckensystem,
erforderlich. Da ferner der Auslaß über zwei parallele Schnecken
vorgesehen ist, wird dessen Seitenöffnungsbereich, verglichen
mit dem Auslaß der herkömmlichen einachsigen Schnecke,
ausgeweitet. Dadurch kann das Material weitgehend mittels
Niederdruckextrusion extrudiert werden, ohne einen hohen Druck
zu benötigen. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß die Länge L
des Kompressionsabschnittes der Schnecke bei L/D = 0,3 bis 0,6
liegt, das kleiner als das Verhältnis L/D = 1,3 bis 1,7 aus dem
Stand der Technik ist. Zusätzlich kann die
Schneckenantriebskraft verringert werden und die Gesamtlänge der
Schnecke verkürzt werden, so daß die Vorrichtung kompakt
erscheint. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, die beiden
Schnecken parallel zueinander einzubauen, wobei in Abhängigkeit
vom Anteil der Zusammensetzung und Kennwerte des zu
extrudierenden Materials die optimale Phase festlegbar ist.
Daraus ergibt sich, daß die Eingriffsmöglichkeit der Schnecke
hinsichtlich des zu extrudierenden Materials und die
Extrusionsfähigkeit steigerbar ist. Dies ist für eine
Schneckenstrangmaschine von großem Nutzen, welche
Walzenmundstücke dieser Bauart verwendet, um einen
Bogenformprozeß von Kautschuk und Kunststoffen durchzuführen.
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Überdies besteht erfindungsgemäß das Verhältnis C/S zwischen der
Bogenbreite 5 und der Auslaßbreite C bei 0,6 oder mehr, wodurch
mit geringem Extrusionsdruck ein ausreichend breiter Bogen
erreichbar ist. Ferner beträgt bei der vorliegenden Erfindung
das Verhältnis A/E zwischen dem Walzenmundstückdurchmesser E und
dem Abstand A der Oberfläche des Vorderendes des Auslasses und
der Walzenmundstückoberfläche 0,4 oder weniger, wodurch das
ausgestoßene Material nicht herausgepreßt wird und der für das
Bogenformen erforderliche Druck hinreichend gesichert werden
kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine Vorderschnittansicht eines erfindungsgemäßen
Aus führungsbeispiels;
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Fig. 2 eine Querschnittsansicht dieses Ausführungsbeispiels;
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Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels mit
einer 0º-Phase;
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Fig. 4 eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A aus Fig. 3;
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Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels mit
einer 180º-Phase;
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Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie A'-A';
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Fig. 7 eine Schnittansicht wesentlicher Teile eines
Ausführungsbeispiels einer Schnecke der Eingriffsbauart;
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Fig. 8 einen Graphen zum Vergleich der Extrusionsmenge;
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Fig. 9 eine Draufsicht eines herkömmlichen Beispiels;
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Fig. 10 eine Seitenansicht dieses herkömmlichen Beispiels;
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Fig. 11 eine Draufsicht einer Bogenbreite und eines Auslasses;
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Fig. 12 eine Schnittansicht eines Walzenmundstückdurchmessers
und einen Abstand zwischen einer Oberfläche eines Vorderendes
des Auslasses und einer Oberfläche eines Walzenmundstückes;
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Fig. 13 die Beziehung zwischen C/S und dem geringsten
erforderlichen Druck; und
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Fig. 14 die Beziehung zwischen A/E und dem maximalen Druck des
Auslasses.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden
nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben.
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Bezogen auf die Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Zylindergehäuse für
eine Doppelschneckenstrangmaschine bezeichnet. Innerhalb dieses
Gehäuses 1 sind zwei Schnecken 2 und 2 parallel zueinander in
der gleichen Ebene drehbar angeordnet. Ein oben offener Trichter
3 ist an der Seite eines Schneckenbasisabschnittes des Gehäuses
1 vorgesehen, wobei ein in Richtung einer Schneckenwelle
geöffneter Auslaß 4 an dem Vorderende der Schnecke vorgesehen
ist.
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Die Schnecke 2 hat einen Zufuhrabschnitt 5, der einem zum
Trichter gewandten Abschnitt entspricht, und einen
Kompressionsabschnitt 6, der dem Vorderende entspricht. Der
Trichter 3 ist über den Zufuhrabschnitten 5 der beiden Schnecken
2 und 2 angeordnet. Der Außenumfangsabschnitt des
Kompressionsabschnittes 6 ist mittels der Innenumfangswand des
Zylindergehäuses 1 geschlossen.
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Der Zufuhrabschnitt 5 und der Kompressionsabschnitt 6 der
Schnecke 2 sind mit einem Gewindeblatt 7 gebildet, wobei dessen
Ganghöhe ungleichmäßig ist und die Ganghöhe im Zufuhrabschnitt 5
groß ist, während die Ganghöhe im Kompressionsabschnitt 6 klein
ist. Die Drehrichtungen der Gewindeblätter 7 der Schnecken 2 und
2 sind jeweils zueinander entgegengesetzt. Der Außendurchmesser
des Gewindeblattes 7 ist im Zufuhrabschnitt 5 und
Kompressionsabschnitt 6 gleich, wobei der Außenseitendurchmesser
des Gewindeblattes 7 der beiden Schnecken 2 und 2 gleich ist.
Wenn D der Außenseitendurchmesser des Gewindeblattes 7 der
Schnecke 2 und L die Länge des Kompressionsabschnittes 6 ist,
beträgt die Beziehung L/D 0,3 bis 0,6.
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Das Basisende jeder Schnecke 2 und 2 ragt auis dem Gehäuse 1
vor, wobei jeweils an den vorragenden Abschnitten Zahnräder 8
und 8 gebildet sind, die miteinander in Eingriff stehen. Der
vorragende Abschnitt der Schnecken 2 und 2 ist an zwei Punkten
durch Lagerungen 10 und 10 an einem Getriebegehäuse 9 gestützt.
Eine nicht gezeigte Antriebsvorrichtung ist an dem Ende einer
der Schnecken 2 verbunden. Das Paar von Schnecken 2 und 2 wird
bei gleicher Geschwindigkeit in Gegenrichtungen gedreht, wobei
diese Drehrichtung die Richtung ist, in der das von dem Trichter
9 gespeiste Material durch das Paar von Schnecken 2 und 2
eingezogen wird. Die Drehrichtung des Gewindeblattes 7 ist die
Richtung, in welcher das eingezogene Material zu dem Auslaß 4
transportiert wird.
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Vor dem Auslaß 4 ist ein von dem Auslaß 4 etwas beabstandetes
Walzenmundstück 11 angeordnet. Dieses Walzenmundstück 11 besteht
aus einem Paar von oberen und unteren Walzen 12 und 12, die
senkrecht zur Axialrichtung der Schnecke in einer horizontalen
Achse angeordnet sind, wobei die Walzen 12 und 12 durch eine
nicht gezeigte Antriebskraft zwangsweise angetrieben werden.
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Die Axiallänge der Walzen 12 und 12 ist etwas größer als die
Seitenbreite des Auslasses 4. Seitenführungen 13 und 13, die das
Ausströmen des extrudierten Material von dem Auslaß 4 in einer
Seitenrichtung verhindern, sind jeweils an beiden linken und
rechten Seiten der Walzen 12 und 12 vorgesehen. Die
Seitenführung 13 ist mittels eines Bolzens 14 an der
Vorderfläche des Gehäuses 1 fixiert, wobei der Vorderabschnitt
der Seitenführung 13 entlang der Umfangsoberfläche der Walzen 12
und 12 gekrümmt ausgebildet ist.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das
zu dem Trichter 3 gespeiste Material mit dem Zufuhrabschnitt 5
des Paares von zueinander in Gegenrichtungen und in der
Eingriffsrichtung drehenden Schnecken 2 und 2 in Eingriff und
wird es mittels des Gewindeblatts 7 des Zufuhrabschnittes 5 zu
dem Kompressionsabschnitt 6 an der Vorderendseite gefördert und
druckerhöht. Jedoch ist aufgrund des Verhältnisses zwischen dem
Schneckendurchmesser D und der Länge L des
Kompressionsabschnittes 6 L/D=0,3 bis 0,6 und der geringeren
Länge des Kompressionsabschnittes 6 der Druck im Material nicht
so stark druckerhöht und der Druck am Ausgang des Auslasses 4
auf etwa 20 kg/cm² festgelegt. Da trotz des beschriebenen
geringeren Druckes der breite öffnungsbereich des Auslasses groß
ist, strömt das extrudierte Material über die gesamte Länge des
Walzenmundstückes 10 und geht durch das Walzenmundstück 10 in
einen breiten Bogen über.
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Dagegen ist bei der herkömmlichen einachsigen
Schneckenstrangmaschine der Auslaß derart klein, daß eine
Hochdruckextrusion angewendet werden muß, um das Material über
die Breite des Walzenmundstückes zu füllen. Der Druck des
Kompressionsabschnittes betrug 60 kg/cm² und der Ausgangsdruck
des Auslasses etwa 30 kg/cm².
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Nach Vorbeschreibung ist bei dem erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel die Länge L des Kompressionsabschnittes
gering und wird eine geringer Druck verwendet, wodurch die
Antriebsenergie der Schnecken auf 90 kW verringerbar ist,
wohingegen im Stand der Technik die Energie 190 kW betrug.
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Ferner ist die Länge des Kompressionsabschnittes 6 verringert
und die Schubvorrichtung gemäß dem Stand der Technik weggelassen
worden, wodurch das Gewicht der Maschine von aus dem Stand der
Technik bekannten 10 Tonnen auf 5,2 Tonnen verringert worden
ist.
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Wenn das Verhältnis L/D ansteigt, steigt der Druck in dem
Kompressionsabschnitt an, so daß die Wärmeerzeugung erhöht und
ein übermäßiger Energieverbrauch bewirkt wird. Zusätzlich ist es
erforderlich, einem hohen Druck standzuhalten, woraus sich der
Nachteil ergibt, daß das Gewicht der Maschine ansteigt. Daher
ist es wünschenswert, daß L/D kleiner als 1,3 ist. Ferner muß
das Verhältnis L/D auf 0,3 bis 0,6 wegen der nachstehenden
Gründen festgelegt werden.
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Die Beziehung L/D = 0,3 bis 0,6 liegt darin begründet, daß, wenn
L/D = 0,3 oder kleiner ist, die Dicke des Gehäuses 1 dünner und
seine Festigkeit abnimmt. Der obere Grenzwert 0,6 ist der
optimale obere Grenzwert, da die Schnecke verkürzt ist. Dadurch
wird der erzeugte Druck gesenkt, so daß sich der
Wärmeerzeugungswert verringert, der Energieverbrauch niedrig ist
und so das Maschinengewicht weiter verringert wird.
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Es ist anzumerken, daß die Form des Trichters 3 eine
auseinanderlaufende zugespitzte Form gemäß der gestrichelten
Linien aus Fig. 1 hat.
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Nachstehend wird anhand der Fig. 3 bis 8 ein Ausführungsbeispiel
einer Struktur beschrieben, die die erfindungsgemäße
Phasenänderung der beiden Schnecken ermöglicht.
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Gemäß den Fig. 3 und 4 ragen die Basisabschnitte der beiden
Schnecken 2 und 2 mit den zueinander gegenüberliegenden
Gewindeblättern 7 und 7 aus dem Gehäuse 1 vor, wobei die
Vorsprünge als Antriebswellen 2a und 2a parallel zueinander
drehbar angeordnet sind, und zwar jedes durch Vorder- und
Rücklager 10 und 10 innerhalb eines separat von dem Gehäuse 1
vorgesehenen Getriebekastens 9, wobei gegenseitig in Eingriff
befindliche Zahnräder 8 und 8 mittels einer Bolzenpassung oder
dergleichen jeweils in entsprechenden Positionen der
Antriebswellen 2a und 2a gesichert sind. Demgemäß werden, obwohl
nicht gezeigt, durch Verbinden jeder Antriebswelle 2a mit einer
Antriebsquelle, wie etwa einer geeigneten
Hauptbewegungseinrichtung, einem Übersetzungsgetriebe oder
dergleichen, beide Schnecken 2 und 2 durch den Eingriff der
Zahnräder 8 und 8 in zueinander entgegengesetzter Richtung
gedreht. Gemäß dieser Struktur können beide Schnecken 2 und 2
gemäß Fig. 4 durch Variieren der Eingriffsposition zwischen den
Zahnrädern 8 und 8 mit der Phase 0 angeordnet werden. Zudem
können die Schnecken 2 und 2 gemäß den Fig. 5 und 6 mit der
Phase von 180º angeordnet werden. Hierbei sind die zwischen den
beiden Gewindenblättern 7 und 7 am gleichen Querschnitt
rechtwinklig zu der Schneckenachse gebildete Winkel 0º bis 180º.
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In den in Fig. 3 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispielen befinden
sich beide Schnecken 2 und 2 in einem Zustand außer Eingriff,
jedoch können beide Schnecken 2 und 2 gemäß Fig. 7 in den
Eingriffsabschnitt gebracht werden. In der vorliegenden
Erfindung befinden sich beide Schnecken 2 und 2 parallel
zueinander im Eingriffszustand oder im Zustand außer Eingriff
und können mit der Phase angeordnet werden, die änderbar ist, um
die folgenden Kennwerte zu erzeugen. Fig. 8 zeigt einen Graphen
zum Vergleich der Extrusionsmenge für den Fall einer
erfindungsgemäßen Schneckenstrangmaschine, die ein Paar von
Schnecken 2 und 2 mit einer Phase von 0º und ein Paar von
Schnecken 2 und 2 mit einer Phase von 180º anwendet, in der
gekneteter natürlicher Kautschuk als Material einer
Extrusionsbogenformung unterworfen wird. In Fig. 8 zeigt die
Ordinate die Extrusionsmenge kg/min und die Abszisse numerische
Werte, wobei deren oberer Teil die UpM der Schnecke und deren
unterer Teil die UpM der Kalander-Walze zeigt. Es wurde
ermittelt, daß die Extrusionsmenge mit der durch die
durchgezogene Linie dargestellten Phase von 0º im Durchschnitt
um 6% größer als die Extrusionsmenge der durch die gestrichelte
Linie gezeigten Phase von 180º ist. Dies liegt wahrscheinlich
darin begründet, daß im Falle der Phase von 180º die
Gewindeblätter 7 und 7 der Schnecken 2 und 2 wechselweise in
Bezug auf die Schnecken nach vorne extrudieren, jedoch aufgrund
der Entweichung (Gleiten), des Schneidens oder dergleichen des
Materials keine wirksame Extrusion des Materials durchführbar
ist. Dagegen führen im Falle der Phase von 0º die Gewindeblätter
7 und 7 der Schnecken 2 und 2 gleichzeitig einen
Extrusionsbetrieb durch, wodurch die Zufuhrfähigkeit erhöht
wird, um die Leistung durch den Eingriff zu verbessern. Wenn in
diesem Fall das Material naturgemäß leicht zu mahlen ist, ist
die Verbesserung der Eingriffseigenschaft aufgrund der
Phasendifferenz augenfälliger. Wie in Fig. 7 gezeigt, kann im
Falle, daß die Schrauben 2 und 2 im Eingriffszustand angeordnet
sind,, mit Ausnahme der Phase von 180º, die Eingriffsleistung
verbessert werden.
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Generell werden in der Schneckenstrangmaschine, die die
Walzenmundstücke dieser Machart verwendet, um die Extrusion der
Bögen auszuführen, oftmals Kautschuk und Kunststoffe als
Material verwendet. Beispielsweise werden im Falle von Kautschuk
Materialien, die unterschiedliche Komponenten und Kennwerte
aufweisen, wie etwa A-geknetete Materialien (Grundmischung), die
mit einem Füllstoff, wie etwa Kohlenstoffschwärze, gemischt
werden, und B-geknetetes Material (endgültige Mischung), in
welches, zusätzlich zu der Grundmischung, ein Vulkanisiermittel
zugegeben wurde, als Kautschukmaterial verwendet. Diese
Materialien müssen mit einem dafür geeigneten Folienprozeß
bearbeitet werden. In diesem Falle sind die Eingriffseigenschaft
und die Extrusionsfähigkeit in Abhängigkeit der Materialien
manchmal gering. Daher ist die Verwendung eines Paares von
Schnecken 2 und 2 mit nur der feststehenden Phase manchmal
ungeeignet. Die vorliegende Erfindung bringt einen großen Nutzen
dahingehend, daß die Phase der Schnecken 2 und 2 in
Übereinstimmung mit dem Material durch Änderung der
Eingriffsposition des Zahnrades 8 optimierbar ist. Die
Extrusionsfunktion kann lediglich durch Ändern der Phase auf
oder 180º verbessert werden, wie in dem Ausführungsbeispiel
gezeigt. Während in diesem Ausführungsbeispiel die Phasen 0º
oder 180º beschrieben worden sind, ist natürlich eine
gleichartige Wirkung erreichbar, wenn sich die Phase in der
Umgebung von 0 oder in der Umgebung von 180º befindet, so daß
die Phase in der Umgebung von 0º oder der Umgebung von 180º im
Bereich der vorliegenden Erfindung liegt.
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Im Falle einer Zwischenphase zwischen 180º und 0º extrudieren
zwei Schnecken 2 und 2 das Material nicht gleich stark. Daraus
resultiert, daß der Druck am Auslaß 4 möglicherweise
ungleichmäßig ist. Die fehlerhafte Genauigkeit der durch das
Walzenmundstück durchgeführten Bogenformung führt zu Fehlern, so
daß eine Verbesserung der beabsichtigten Eingriffseigenschaft
und Extrudierfähigkeit nicht erreichbar ist.
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Fig. 13 zeigt den geringsten Druck (P1), der beim Auslaß der
Extrudiermaschine erforderlich ist, die das Verhältnis der
Auslaßbreite (C) zur Bogenbreite (S) unterschiedlich zu
variieren kann, um einen Bogen zu extrudieren, ohne beide Enden
der Bogenbreite (S) zu brechen. Wenn, wie aus dieser Fig.
ersichtlich ist, C/S 0,6 oder größer ist, ist die Bogenbreite
mit geringem Druck zu erzielen. Da der Druck minimierbar ist,
kann ferner L/D der Extrudiermaschine gering gehalten werden,
um zur Verringerung der Wärmeerzeugung am Extruderteil, zum
Energiesparen und zur Verringerung des Maschinengewichts sowie
zur Verringerung der Antriebsleistung des Walzenmundstücks
beizutragen. Demgemäß muß C/S bei 0,6 oder mehr festgelegt
werden.
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Fig. 14 zeigt den Maximaldruck (P2) am Auslaß der
Extrudiermaschine in dem Falle, daß A/E in dem Zustand variiert
wird, daß das Material nicht aus einem zwischen dem Ausgang der
Extrudiermaschine und dem Walzenmundstück gebildeteten
Zwischenraum herausgepreßt wird.
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Wie aus dieser Fig. ersichtlich ist, wird das Material im Falle,
daß A/E 0,4 oder kleiner ist, selbst wenn der Auslaßdruck erhöht
ist, um die erforderliche Bogenbreite zu erhalten, nicht
herausgepreßt. Wenn jedoch A/E 0,4 überschreitet, sofern der
Auslaßdruck erhöht ist, um die erforderliche Bogenbreite zu
erhalten, wird das Material durch den Zwischenraum
herausgepreßt. Demgemäß muß A/E auf 0,4 oder weniger festgelegt
werden.
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Es ist natürlich anzumerken, daß die vorliegende Erfindung nicht
nur auf die vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
begrenzt ist.
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Die Schneckenstrangmaschine zur Erzeugung eines bogenartigen
extrudierten Gegenstandes unter Verwendung von herkömmlichen
Walzenmundstücken ist erfindungsgemäß in folgenden Punkten
herausragend. Das von dem Trichter zugeführte Material wird
geknetet und unter Verwendung zweier parallel in der gleichen
Ebene im Gehäuse angeordneter Schneckenwellen 2 und 2 unter
Druck zum Auslaß gespeist. Daher wird Druck lediglich am
Vorderende der Schnecke ausgeübt, kann ein breiter Bogen mit
Niederdruck extrudiert werden, muß der Druck innerhalb des
Gehäuses nicht erhöht werden und können die Schnecken mit einer
geringen Energie betrieben werden. Weiterhin ist die Länge des
Kompressionsabschnittes kleiner als im Stand der Technik und
daher die Länge der Schnecke ebenso kompakt herstellbar und die
erforderliche Struktur sowie der Nichtgebrauch der
Antriebsvorrichtung vereinfachbar. Überdies ist in der
vorliegenden Erfindung ein Paar von parallelen Schnecken
vorgesehen, so daß deren Phase gemäß dem Zusammensetzungsanteil
der Komponenten und dergleichen des zu extrudierenden Materials
geändert werden kann. Daher kann die Eingriffseigenschaft und
die Extrusionsfähigkeit in Abhängigkeit der verschiedenen zu
extrudierenden Materialien erhöht werden.
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Überdies wird durch Festlegung von C/S auf 0,6 oder mehr ein
ausreichend breiter Bogen mit geringem Extrusionsdruck erhalten
und durch Festlegen von A/E auf 0,4 oder weniger eine
erforderliche Bogenbreite erhalten, während der Druck des
Materials nach dem Ausstoß gehalten werden kann.