WO2021073699A1 - Mixing part for a plasticising unit of a screw injection machine - Google Patents

Abstract

A plasticising unit of a screw injection machine, comprising a screw with a mixing part (200), and this mixing part (200) having a dispersion part (207) and a distribution part (208) and also having a flight depth (202), characterised in that the mixing part (200) has an elongation region and a shear region.

Description

MISCHTEIL FÜR EINE PLASTIFIZIEREINHEIT EINER SCHNECKENMASCHINE MIXING PART FOR A PLASTICIZING UNIT OF A SCREW MACHINE

Die Erfindung betrifft ein Mischteil für eine Plastifizierschnecke einer Kunststoffverarbeitungsmaschine. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Durchmischen einer Kunststoffschmelze in einer Plastifiziereinheit einer Kunststoffverarbeitungsmaschine. The invention relates to a mixing part for a plasticizing screw of a plastics processing machine. The invention also relates to a method for mixing a plastic melt in a plasticizing unit of a plastic processing machine.

Begrifflich sei folgendes definiert: The following is defined conceptually:

Unter einer Kunststoffverarbeitungsmaschine ist eine Maschine zu verstehen, mit deren Hilfe aus einem zugeführten Kunststoffmaterial ein Halbzeug oder Fertigteil herstellbar ist. Ein Kunststoffmaterial ist dabei ein Polymer enthaltender Werkstoff, der üblicherweise als Rohmaterial in Festkörperform oder Flüssigform vorliegt. Festkörperformen sind beispielsweise Granulate oder insbesondere bei Rezyklat auch Folienschnipsel, auch unregelmäßig geformt oder linsenförmig, sogenannte Flakes. Beispiele für solche Kunststoffverarbeitungsmaschinen sind Extruder oder Spritzgießmaschinen. Dabei sind Extruder Maschinen, in denen feste bis dickflüssige, physikalisch oder chemisch härtbare Massen mittels Plastifizierschnecken unter Druck kontinuierlich, oder auch diskontinuierlich, aus einer formgebenden Öffnung, der Düse, herausgepresst werden. Dabei entstehen Körper mit dem Querschnitt der Düse, Extrudat genannt, in theoretisch beliebiger Länge. In der Kunststoffverarbeitung sind dabei Schneckenextruder weit verbreitet, in denen Kunststoffrohmaterial, insbesondere thermoplastisches Kunststoffrohmaterial, mit einer Plastifiziereinheit gefördert und aufgeschmolzen wird. Die Plastifiziereinheit weist üblicherweise eine in einem Zylinder rotierbare Plastifizierschnecke auf. Die Plastifizierschnecke weist dabei Schneckengänge auf, wobei sich die entsprechende Plastifizierschnecke über die Gangtiefe und Gangsteigung sowie ihre Länge und Durchmesser charakterisieren lässt. A plastic processing machine is to be understood as a machine with the aid of which a semi-finished product or finished part can be produced from a supplied plastic material. A plastic material is a polymer-containing material that is usually present as a raw material in solid or liquid form. Solid forms are, for example, granules or, in the case of recycled material, also film fragments, also irregularly shaped or lenticular, so-called flakes. Examples of such plastics processing machines are extruders or injection molding machines. Extruders are machines in which solid to viscous, physically or chemically hardenable masses are pressed out continuously or discontinuously under pressure by means of plasticizing screws from a shaping opening, the nozzle. This creates bodies with the cross-section of the nozzle, called extrudate, in theoretically any length. In plastics processing, screw extruders are widely used in which plastic raw material, in particular thermoplastic plastic raw material, is conveyed and melted with a plasticizing unit. The plasticizing unit usually has a plasticizing screw rotatable in a cylinder. The plasticizing screw has screw flights, whereby the corresponding plasticizing screw can be characterized by the flight depth and pitch as well as its length and diameter.

Spritzgießmaschinen dagegen sind Maschinen, mit deren Hilfe aus Kunststoff beispielsweise in Granulatform Kunststoffformteile herstellbar sind. Dazu wird in einer Spritzeinheit, die wie beim Extruder eine Plastifziervorrichtung aufweist, die benötigte Formmasse aufbereitet, d.h. beispielsweise bei thermoplastischen Kunststoffen aufgeschmolzen, gefördert und homogenisiert, und anschließend in ein Werkzeug gespritzt, wobei das Werkzeug eine Negativform, d.h. eine Hohlform, Kavität genannt, des gewünschten Kunststoffformteils darstellt. Je nach verwendetem Verfahren (Thermoplast- Spritzgießen, Duroplast- Spritzgießen oder dem Elastomer- Spritzgießen) werden verschiedene Bauteile der Maschine temperiert, d.h. beheizt oder gekühlt. Die Spritzeinheit weist dabei üblicherweise wie bei einem Extruder eine in einem Zylinder rotierbare Plastifizierschnecke auf, wobei hier die Plastifizierschnecke auch translatorisch bewegbar ist und somit als Einspritzkolben dienen kann. Der Spritzgießprozess ist ein zyklischer, diskontinuierlicher Prozess, wobei beim Thermoplastspritzguß aufgeschmolzener Werkstoff in die Kavität eingespritzt wird, wo er zumindest soweit abkühlen muss, dass er soweit einfriert, dass das Formteil beschädigungsfrei entformt werden kann. Der Vorgang des Einspritzens wird auch als Schuss bezeichnet. Während der Abkühlzeit wird in der Plastifiziereinheit die Schmelze für den nächsten Schuss aufbereitet. Ist die erforderliche Kühlzeit abgelaufen, wird das Werkzeug geöffnet und das Formteil entformt. Anschließend wird das Werkzeug wieder geschlossen und der nächste Zyklus beginnt. Injection molding machines, on the other hand, are machines that can be used to manufacture plastic molded parts from plastic, for example in the form of granules. For this purpose, the molding compound required is prepared in an injection unit which, like the extruder, has a plasticizing device, that is to say, for example in the case of thermoplastics, it is melted, conveyed and homogenized, and then injected into a tool Negative shape, ie a hollow shape, called a cavity, represents the desired plastic molded part. Depending on the process used (thermoplastic injection molding, thermoset injection molding or elastomer injection molding), various machine components are tempered, ie heated or cooled. As with an extruder, the injection unit usually has a plasticizing screw that can be rotated in a cylinder, the plasticizing screw here also being translationally movable and thus able to serve as an injection piston. The injection molding process is a cyclical, discontinuous process, whereby melted material is injected into the cavity during thermoplastic injection molding, where it has to cool down at least to the point where it freezes to such an extent that the molded part can be removed from the mold without damage. The process of injecting is also known as a shot. During the cooling time, the melt is prepared for the next shot in the plasticizing unit. Once the required cooling time has expired, the tool is opened and the molded part is removed from the mold. The mold is then closed again and the next cycle begins.

Extruder und Spritzgießmaschinen werden zusammenfassend auch als Schneckenmaschinen bezeichnet. Extruders and injection molding machines are collectively referred to as screw machines.

In der Kunststoffverarbeitung auf Schneckenmaschinen haben sich Dreizonenschnecken als Universalschnecken durchgesetzt. Eine Dreizonenschnecke weist eine Einzugszone auf, in der das Granulat aus einem Trichter in die Plastifiziereinheit eingezogen wird. Es schließt sich eine Kompressions- und Aufschmelzzone an. Die Kompressions- und Aufschmelzzone liegt im mittleren Teil der Schnecke. Hier verengt sich der Schneckengang, um einen erhöhten Druck aufzubauen. Die Formmasse wird verdichtet und die in dem geschütteten Granulat eingeschlossene Luft herausgedrückt. Jetzt entsteht innerhalb der Formmasse eine Reibungswärme, die unterstützt durch den beheizten Zylinder die Formmasse schmelzen lässt. An die Kompressions- und Aufschmelzzone schließt sich die Homogenisier- und Ausstoßzone, auch Meteringzone genannt, an. Hier soll die viskose Schmelze durchmischt und eine gleichmäßige Verteilung der Temperatur und der eventuell zugesetzten Additive, wie beispielsweise Verarbeitungshilfsmittel oder Farbpartikel, erreicht werden. Mit anderen Worten ist es eine übliche Anforderung, die erzeugte Schmelze stofflich, thermisch und mechanisch zu homogenisieren. Die stoffliche Homogenisierung kann beispielsweise dazu dienen, eine homogene Einfärbung des Materials beispielsweise durch die Beifügung eines Masterbatches zu erzielen. Es können aber auch andere Additive, die beispielsweise der Veränderung der Eigenschaften des erzeugten Kunststoffprodukts dienen, mit dem Granulat der Plastifiziereinheit zugeführt werden, wobei auch diese Additive homogen in der Schmelze verteilt werden müssen. Auch die thermische und mechanische Homogenisierung dient der Erhöhung der Qualität des hergestellten Kunststoffteils. In plastics processing on screw machines, three-zone screws have established themselves as universal screws. A three-zone screw has a feed zone in which the granulate is drawn from a funnel into the plasticizing unit. This is followed by a compression and melting zone. The compression and melting zone is in the middle part of the screw. This is where the worm thread narrows in order to build up increased pressure. The molding compound is compressed and the air trapped in the poured granulate is pressed out. Frictional heat is now generated within the molding compound, which, supported by the heated cylinder, causes the molding compound to melt. The compression and melting zone is followed by the homogenization and discharge zone, also known as the metering zone. Here, the viscous melt should be mixed and a uniform distribution of the temperature and any additives added, such as processing aids or color particles, should be achieved. In other words, it is a common requirement to homogenize the melt produced materially, thermally and mechanically. The material homogenization can be used, for example, to ensure a homogeneous coloring of the material, for example by adding a To achieve masterbatches. However, other additives, which serve, for example, to change the properties of the plastic product produced, can also be fed to the plasticizing unit with the granules, these additives also having to be distributed homogeneously in the melt. The thermal and mechanical homogenization also serves to increase the quality of the plastic part produced.

Zur Verbesserung der Mischwirkung von Schneckenmaschinen ist die Verwendung von Mischteilen bekannt. Diese Mischteile können im Schmelzestrom der Plastifizierschnecke nachgeschaltet sein oder auch in die Plastifizierschnecke integriert werden. The use of mixing parts is known to improve the mixing action of screw machines. These mixing parts can be connected downstream of the plasticizing screw in the melt flow or they can also be integrated into the plasticizing screw.

Die Plastifizierleistungen von Spritzguss-Plastifiziereinheiten sind in der Vergangenheit aufgrund von Effizienzsteigerungen immer weiter erhöht worden. Diese Effizienzsteigerungen betreffen sowohl Zykluszeitverkürzungen, so dass auch der Plastifiziervorgang mit höherer Geschwindigkeit erfolgen muss, als auch Durchsatzsteigerungen, d.h. dass bei gleichem Durchmesser der Plastifizierschnecke mehr Werkstoff plastifiziert werden muss. Um dies zu erreichen, müssen die Geometrien der Plastifizierschnecken so angepasst werden, dass eine höhere Plastifizierleistung erreicht werden kann. So werden beispielsweise Schneckengangtiefen oder -gangsteigungen erhöht. Ebenfalls kann ein zusätzlicher Schneckensteg eingefuhrt werden, um eine noch höhere Plastifizierleistung zu erzielen. Diese Schneckenkonstruktion nennt man allgemein Barriereschnecke. In Barriereschnecken trennt ein zweiter Schneckengang mit Barrieresteg die Schmelze vom Restgranulat. Dadurch werden speziell bei Polyolefinen höhere Plastifizierleistungen erzielt. Der zusätzlich eingefügte Steg in der Plastifizierzone, der so genannte Barrieresteg, trennt den Feststoff von der Schmelze. Über den Barrieresteg kann das aufgeschmolzene Material aus dem Feststoffkanal in den Schmelzkanal fließen. Die durch Trennung von Feststoff und Schmelze erhöhte Friktion fuhrt zu einer höheren Plastifizierleistung. Der Feststoff wird zurückgehalten und die Luft, die bei herkömmlichen Schnecken beim Schmelzvorgang eingeschlossen wird, kann durch den Feststoffkanal entweichen. Der Austritt von nicht geschmolzenen Feststoffpartikeln aus der Plastifizierzone wird verhindert und eine gut aufgeschlossene Schmelze gewährleistet, was insbesondere bei hohen Durchsätzen und hohen Schneckendrehzahlen notwendig ist. Eine Grenze der möglichen Plastifizierleistungssteigerung stellt dabei die stoffliche, thermische und mechanische Homogenität der Kunststoffschmelze dar. Um eine gleichzeitig hohe Plastifizierleistung und hohe Homogenität der Schmelze zu gewährleisten, ist es bekannt, nach der Einzugs-, Aufschmelz- und Druckaufbauzone zum Schneckenspitzenende hin Mischteile einzusetzen. The plasticizing performance of injection-molding plasticizing units has been continuously increased in the past due to increased efficiency. These increases in efficiency relate to both cycle time reductions, so that the plasticizing process must also take place at a higher speed, and increases in throughput, ie more material has to be plasticized with the same diameter of the plasticizing screw. In order to achieve this, the geometries of the plasticizing screws must be adapted so that a higher plasticizing capacity can be achieved. For example, worm flight depths or pitches are increased. An additional screw flight can also be introduced in order to achieve an even higher plasticizing performance. This screw construction is generally called a barrier screw. In barrier screws, a second screw flight with a barrier web separates the melt from the residual granulate. As a result, higher plasticizing rates are achieved, especially with polyolefins. The additionally inserted web in the plasticizing zone, the so-called barrier web, separates the solid from the melt. The melted material can flow from the solids channel into the melt channel via the barrier web. The increased friction due to the separation of the solid and the melt leads to a higher plasticizing performance. The solids are retained and the air that is trapped during the melting process in conventional screws can escape through the solids channel. The escape of unmelted solid particles from the plasticizing zone is prevented and a well-digested melt is guaranteed, which is particularly necessary with high throughputs and high screw speeds. The material, thermal and mechanical homogeneity of the plastic melt represents a limit to the possible increase in plasticizing performance To ensure plasticizing performance and high homogeneity of the melt, it is known to use mixing parts after the feed, melting and pressure build-up zone towards the end of the screw tip.

Bei Extrudern für Hochleistungsanwendungen im Bereich Extrusion, wie zum Beispiel der Blasfolienextrusion, ist es bekannt, dass eine optimale Schmelzehomogenität durch eine Hintereinanderschaltung eines dispersiven und distributiven Mischteils erreicht wird. In extruders for high-performance applications in the field of extrusion, such as blown film extrusion, it is known that optimum melt homogeneity is achieved by connecting a dispersive and distributive mixing section in series.

Plastifiziereinheiten für Spritzgießanwendungen sind im Allgemeinen kürzer als die für Extrusionsanwendungen. Der Grund hierfür liegt u.a. darin, dass die Schmelze wegen des diskontinuierlichen Spritzgießprozesses Standzeiten in der Plastifiziereinheit bei den hohen Temperaturen, die zum Aufschmelzen des Werkstoffs benötigt werden, ertragen muss. Ein weiterer Grund für die kürzeren Plastifizierschnecken von Spritzgießmaschinen ist der durch die translatorische Bewegung der Schnecke verursachte größere Platzbedarf. Soll also das Plastifizieraggregat einer Spritzgussmaschine nicht größer bauen als das eines Extruders, muss die Schnecke in dem Spritzgiessmaschinenaggregat kürzer sein als die in einem Extruderaggregat. Um die thermische Belastung des Werkstoffs möglichst gering zu halten, so dass keine thermischen Schädigungen der Schmelze auftreten, wird die Länge der Plastifiziervorrichtung begrenzt. Ein weiterer Grund für die kürzeren Plastifiziereinheiten von Spritzgießmaschinen ist die Einsparung von Maschinenaufstellplatz. Aufgrund der kurzen Länge von Spritzguss-Plastifiziereinheiten werden im Spritzgießverfahren bis jetzt meist verhältnismäßig kurze Mischteile eingesetzt, deren dispersive oder distributive Mischqualität nicht an die der vergleichsweise langen Scher-Mischteilkombinationen herankommt, wie sie in der Extrusion eingesetzt werden. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein neues Mischteil bereitzustellen, welches in einer kurzen Plastifiziereinheit wie einer Spritzgießeinheit effizient verbaut werden kann. Dies kann zum Beispiel bedeuten, dass ein Mischteil im Sinne der vorliegenden Erfindung besonders kompakt, bzw. besonders platzsparend verbaut wird. Plasticizing units for injection molding applications are generally shorter than those for extrusion applications. The reason for this is, among other things, that because of the discontinuous injection molding process, the melt has to endure downtimes in the plasticizing unit at the high temperatures required to melt the material. Another reason for the shorter plasticizing screws in injection molding machines is the larger space requirement caused by the translational movement of the screw. So if the plasticizing unit of an injection molding machine is not to be larger than that of an extruder, the screw in the injection molding machine unit must be shorter than that in an extruder unit. In order to keep the thermal load on the material as low as possible so that no thermal damage to the melt occurs, the length of the plasticizing device is limited. Another reason for the shorter plasticizing units of injection molding machines is the saving of machine installation space. Due to the short length of injection molding / plasticizing units, relatively short mixing parts have been used in the injection molding process so far, the dispersive or distributive mixing quality of which does not come close to that of the comparatively long shear-mixing part combinations used in extrusion. The object of the invention is therefore to provide a new mixing part which can be efficiently installed in a short plasticizing unit such as an injection molding unit. This can mean, for example, that a mixing part within the meaning of the present invention is installed in a particularly compact or particularly space-saving manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Plastifiziereinheit einer Schneckenmaschine, mit einer Schnecke, welche ein räumlich begrenztes Mischteil gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei dieses Mischteil ein Dispersionsteil sowie ein Distributionsteil sowie eine Gangtiefe und weiterhin einen Dehnungsbereich sowie einen Scherbereich aufweist. Vorteilhafte Weiterbildung der Plastifiziereinheit ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 22. Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 23 gelöst. According to the invention, this object is achieved by a plasticizing unit of a screw machine, with a screw, which has a spatially limited mixing part according to claim 1, this mixing part having a dispersion part and a distribution part as well as a flight depth and also an expansion area and a shear area. Advantageous further developments of the plasticizing unit result from subclaims 2 to 22. Furthermore, the object of the invention is achieved by a method having the features of independent claim 23.

Mischteile gibt es in vielfältiger Form. Diese unterteilen sich allgemein in dispersive und distributive Mischteile. Dispersive Mischteile zerteilen in erster Linie den Schmelzestrang, wodurch nicht aufgescherte Bereiche aufgeschmolzenen werden können. Distributive Mischteile verteilen in erster Linie den Schmelzestrang, wodurch dieser durchmischt und neu angeordnet werden kann. Für beide Typen der Mischteile gibt es zahlreiche Varianten an Mischteilen. Ein Beispiel für ein dispersives Mischteil ist das Wendelscherteil. Ein Beispiel für ein distributives Mischteil ist das Rautenmischteil. Mixing parts come in a variety of forms. These are generally divided into dispersive and distributive mixed parts. Dispersive mixing parts primarily break up the melt strand, which means that areas that have not been sheared can be melted. Distributive mixing parts primarily distribute the melt strand, which means that it can be mixed and rearranged. There are numerous variants of mixing parts for both types of mixing parts. An example of a dispersive mixing part is the spiral shear part. An example of a distributive mixing part is the diamond mixing part.

Eine technische Wirkung der distributiven und dispersiven Mischteile entsteht durch die Kombination und Ausgestaltung ihrer einzelnen technischen Merkmale. Hierzu zählen Schneckengang, Gangtiefe, Gangsteigung, Gangtisch, Scherteil, Steg, Führungsbahnen und anderen Merkmalen aus dem Stand der Technik. A technical effect of the distributive and dispersive mixing parts is created by the combination and design of their individual technical features. These include worm thread, thread depth, thread pitch, thread table, shear part, web, guideways and other features from the prior art.

Als Schneckengang bezeichnet man allgemein den, zum Beispiel schraubenartig in Plastifizierrichtung ausgeformten, Rohstofßorderweg, welcher für gewöhnlich von zwei Stegen flankiert, die gesamte Schnecke entlangführt, oder zumindest teilweise entlangführt. The screw flight is generally used to denote the raw material path, for example shaped like a screw in the plasticizing direction, which is usually flanked by two webs, runs along the entire screw, or at least partially leads along it.

Die Ausrichtung eines Schneckengangs kann man als Gangführung bezeichnen. Diese Gangführung kann sich zum Beispiel schraubenartig rechtsdrehend oder linksdrehend entlang der Plastifizierrichtung auf der Plastifizierschnecke ausbilden. Diese Ausrichtung kann entlang der gesamten Schnecke vorhanden sein oder teilweise. Die Ausrichtung ist allgemein abhängig von der Schneckenrotation. So ist eine Gangführung rechtsdrehend wenn die Schneckenrotation ebenfalls rechtsdrehend ist. Eine linksdrehende Gangführung wird für eine linksrotierende Schneckenrotation vorgesehen. The alignment of a worm gear can be referred to as the flight guidance. This gear guide can be designed, for example, in a helical clockwise or counterclockwise direction along the plasticizing direction on the plasticizing screw. This alignment can be present along the entire screw or part of it. The orientation is generally dependent on the screw rotation. A gear guide is clockwise if the worm rotation is also clockwise. A left-hand gear guide is provided for a left-hand worm rotation.

Die Gangtiefe ist ein konstruktives Merkmal sowohl von der Schnecke einer Plastifiziereinheit als auch einem Mischteil für eine solche Schnecke und dementsprechend auch einem Mischteil in Sinne der vorliegenden Erfindung. Allgemein kann man die Gangtiefe als Tiefe, also des Abstandes h von einer virtuell verlängerten Stegoberseite zur axial symmetrischen Schneckenoberfläche s betrachten. Eine Gangtiefe kann in einem Schneckengang Vorkommen, als prinzipiell führender Untergrund oder Boden, oder auch zwischen oder an Scherteilen, oder anderen technischen Merkmalen einer Schnecke. The flight depth is a structural feature of both the screw of a plasticizing unit and a mixing part for such a screw and accordingly also a mixing part in the sense of the present invention. In general, the flight depth can be viewed as the depth, i.e. the distance h from a virtually elongated web top to the axially symmetrical screw surface s. A passage depth can be in one Snail duct Occurrence as a fundamentally leading subsoil or soil, or between or on shear parts, or other technical features of a snail.

Eine Gangtiefe, genauer Schneckengangtiefe, kann unterschiedliche geometrische oder konstruktive Ausführungsformen besitzen. Zum Beispiel kann sie parallel zur Schneckenachse entlang der Förderrichtung verlaufen. Eine Gangtiefe kann aber auch unterschiedliche Richtungen entlang der Förderrichtung verfolgen. So kann eine Gangtiefe zum Beispiel einen sich absenkenden Teilabschnitt, also einen in Richtung Schneckenzentrum abgesenkten Teilabschnitt, entlang der Förderrichtung aufweisen. Dieser sich absenkende Teilabschnitt kann ebenfalls unterschiedliche geometrische Merkmale aufweisen. So kann dieser sich absenke Teilabschnitt zum Beispiel gerade sein oder auch ungerade, zum Beispiel kurvig, wellenförmig, stufenförmig, senkrecht abfallend oder auch in anderen allgemein bekannten geometrischen Ausführungen Vorkommen. A flight depth, more precisely worm flight depth, can have different geometrical or structural embodiments. For example, it can run parallel to the screw axis along the conveying direction. However, a passage depth can also follow different directions along the conveying direction. For example, a flight depth can have a subsection that is lowered, that is to say a subsection that is lowered in the direction of the screw center, along the conveying direction. This lowering subsection can also have different geometric features. This lowering subsection can, for example, be straight or also odd, for example curved, undulating, step-shaped, vertically sloping or also occur in other generally known geometric designs.

Eine Gangsteigung, genauer Schneckengangsteigung, kann unterschiedliche geometrische oder konstruktive Ausführungsformen besitzen. Zum Beispiel kann sie parallel zur Schneckenachse entlang der Förderrichtung verlaufen. Eine Gangsteigung kann aber auch unterschiedliche Richtungen entlang der Förderrichtung verfolgen. So kann eine Gangsteigung zum Beispiel einen steigenden Teilabschnitt, also einen in Richtung des Plastifizierzylinders steigenden Teilabschnitt, entlang der Förderrichtung aufweisen. Dieser steigende Teilabschnitt kann ebenfalls unterschiedliche geometrische Merkmale aufweisen. So kann dieser steigende Teilabschnitt zum Beispiel gerade sein oder auch ungerade, zum Beispiel kurvig, wellenförmig, stufenförmig, senkrecht steigend oder auch in anderen allgemein bekannten geometrischen Ausführungen Vorkommen. A pitch, more precisely a worm pitch, can have different geometrical or structural embodiments. For example, it can run parallel to the screw axis along the conveying direction. However, a pitch can also follow different directions along the conveying direction. For example, a pitch can have a rising section, that is to say a section rising in the direction of the plasticizing cylinder, along the conveying direction. This rising subsection can also have different geometric features. This rising subsection can, for example, be straight or also odd, for example curved, undulating, stepped, rising vertically or also occur in other generally known geometric designs.

Allgemein unterscheidet sich eine Gangsteigung von einer Gangtiefe insofern, dass der Abstand von Schneckenoberfläche entlang der Gangsteigung zum Plastifizierzylinder, verringert ist, zumindest teilweise. In general, a flight pitch differs from a flight depth in that the distance from the screw surface along the flight pitch to the plasticizing cylinder is reduced, at least partially.

Ein Gangtisch, genauer ein Schneckengangtisch, ist ein auf einem Schneckengang örtlich vorhandener axial symmetrischer Teilbereich eines Schneckengangs. Ein Gangtisch kann höher oder niedriger liegen als der Schneckengang. Allgemein ist ein Gangtisch flächig und plan ausgestaltet. Ein Gangtisch kann zum Beispiel zwischen einer Gangsteigung und zwischen einer Gangtiefe liegen. Ein Gangtisch kann zum Beispiel Bestandteil einer besonders kleinen Teilkavität zwischen Plastifizierschnecke und dem Plastifizierzylinder sein. A worm table, more precisely a worm worm table, is an axially symmetrical sub-area of a worm thread that is locally present on a worm thread. A flight table can be higher or lower than the worm flight. In general, an aisle table is designed to be flat and planar. An aisle table can, for example, be between an aisle pitch and lie between a passage depth. An aisle table can, for example, be part of a particularly small partial cavity between the plasticizing screw and the plasticizing cylinder.

Ein Scherteil, beispielsweise auf einem Mischteil, für die hier beschriebene Kunststoffverarbeitung, muss prinzipiell vielfältige Merkmale und Eigenschaften aufweisen. Allgemein ist ein Scherteil auf der Plastifizierschnecke konstruiert, in vielfältigen Gestaltungen. So kann ein Scherteil eine Rautenform aufweisen, welche in beliebiger Ausrichtung auf der Schnecke konstruiert ist. Bevorzugt ist das Scherteil mit der Scherkante in Richtung der Plastifizierschneckenrotationsrichtung ausgerichtet. A shear part, for example on a mixing part, for the plastics processing described here, must in principle have a wide range of features and properties. In general, a shear part is constructed on the plasticizing screw, in a variety of designs. Thus, a shear part can have a diamond shape, which is constructed in any orientation on the screw. The shear part is preferably aligned with the shear edge in the direction of the direction of rotation of the plasticizing screw.

Die beschriebenen Prozesse verlangen von jedem nachfolgend beschriebenen Scherteil zunächst die Scherung von sowohl Feststoffen als auch viskosen Fluiden oder einem beliebigen Gemisch aus beiden Bestandteilen. The processes described require each shear part described below to first shear both solids and viscous fluids or any mixture of the two components.

Aufgabe des Scherteils ist vorwiegend, aber nicht ausschließlich, die in die Plastifiziereinheit eingebrachten Feststoffe zu plastifizieren und zu homogenisieren. Bei Thermoplasten ist die Aufgabe des Scherteils an der eigenen Position die Kettenmoleküle eines Thermoplaste lokal so weit zu strecken, dass der Thermoplast plastisch verformt. Dadurch entstehen sogenannte Scherbänder. Durch Erzeugung einzelner Scherbänder und Verteilung dieser Scherbänder wird die Schmelze vermischt. The main task of the shear part is, but not exclusively, to plasticize and homogenize the solids introduced into the plasticizing unit. In the case of thermoplastics, the task of the shear part is to locally stretch the chain molecules of a thermoplastic in its own position to such an extent that the thermoplastic is plastically deformed. This creates so-called shear bands. The melt is mixed by creating individual shear bands and distributing these shear bands.

Hierzu besitzt ein Scherteil, im Sinne der hier beschriebenen Erfindung, eine Scherkante. Eine Scherkante kann an beliebiger Position auf dem Scherteil vorhanden sein. Bevorzugt wird eine Scherkante orthogonal zur Schneckenachse, um möglichst effektiv die herangeführten Moleküle zu scheren. Jedoch kann eine Scherkante auch in jedem weiteren technisch sinnvollen Winkel aufkommen. Eine Scherkante kann in beliebig gewünschter Länge ausgestaltet sein. For this purpose, a shear part, within the meaning of the invention described here, has a shear edge. A shear edge can be present at any position on the shear part. A shear edge orthogonal to the screw axis is preferred in order to shear the introduced molecules as effectively as possible. However, a shear edge can also occur at any other technically meaningful angle. A shear edge can be designed in any desired length.

Ein Steg ist ein konstruktives Merkmal, welches zwei Schneckengänge voneinander trennen kann. Ein Steg ist auf einer Plastifizierschnecke konstruiert und weist einen kleineren radialen Abstand zum Plastifizierzylinder auf, als die benachbarten Gangtiefen oder Gangsteigungen. Ein Steg kann mit einem weiteren Steg über einen Tisch verbunden sein. Genauer, zwei Stege können mithilfe eines Tisches eine ebene Fläche bilden, welche zum Beispiel eine herangefuhrte Schmelze besonders effektiv stauchen kann. Hinter dieser Fläche würde ein besonders günstiger Dehnungsbereich entstehen. A web is a structural feature that can separate two worm flights from one another. A web is constructed on a plasticizing screw and has a smaller radial distance to the plasticizing cylinder than the adjacent flight depths or pitches. A bridge can be connected to another bridge via a table. More precisely, two webs can form a flat surface with the help of a table, which, for example, is a can compress brought melt particularly effectively. A particularly favorable expansion area would arise behind this surface.

Ein Dehnungsbereich ist im allgemeinen ein Bereich, in dem eine Schmelze besonders gut im Verfahren gedehnt werden kann. Eine Dehnung unterstützt die Plastifizierung der Schmelze oder eines möglicherweise noch nicht plastifizierten Teils eines Gemenges aus Schmelze und anfänglich eingebrachtem Rohstoff. A stretch range is generally a range in which a melt can be stretched particularly well in the process. An expansion supports the plasticization of the melt or a possibly not yet plasticized part of a mixture of melt and initially introduced raw material.

Ein Scherbereich weist einen Teilbereich einer Plastifiziereinheit auf, an welchem eine Schmelze besonders gut geschert wird. Dieser Scherbereich kann eine Plastifizierschnecke, aber auch ein zusätzliches Mischteil beinhalten. A shearing area has a partial area of a plasticizing unit at which a melt is sheared particularly well. This shear area can contain a plasticizing screw, but also an additional mixing part.

Führungsbahnen können auf einer Plastifizierschnecke eingebracht sein, und zwar in beliebiger Richtung. Sie können bevorzugt entlang der Plastifizierrichtung eingebracht sein und einer Schmelze, oder einem Rohstoffschmelzegemisch, die Plastifizierrichtung aufprägen. Allgemein können sie auch als Nut auf einem Schneckengang betrachtet werden. Ebenfalls können Führungslinien in Form einer Nut auf einem Steg vorhanden sein. Guideways can be placed on a plasticizing screw, in any direction. They can preferably be introduced along the plasticizing direction and impress the plasticizing direction on a melt or a raw material melt mixture. In general, they can also be viewed as a groove on a worm gear. There can also be guide lines in the form of a groove on a web.

Die Strömung, im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, beschreibt das Fließverhalten der Schmelze, der Festkörper oder einer beliebigen Mischung von beiden sowie ein Rohstoff der sich im Übergang von einem Aggregatzustand in einen weiteren Aggregatzustand befindet, unter Einfluss der Plastifiziereinheit und ihrer technischen Komponenten, wie zum Beispiel der Schnecke und dem Zylinder, insbesondere aber auch einem Mischteil. The flow, in the sense of the present invention, describes the flow behavior of the melt, the solids or any mixture of both as well as a raw material that is in the transition from one physical state to another physical state, under the influence of the plasticizing unit and its technical components, such as for example the screw and the cylinder, but in particular also a mixing part.

Eine Barriere ist ein konstruktives Merkmal eines Mischteils. Vorwiegend, aber nicht ausschließlich, wird eine Barriere zwischen mindestens zwei Stege konstruiert. Allgemein verringert sie die Kavität des Raumes zwischen Zylinder der Plastifiziereinheit und dem Gang einer Schnecke mindestens lokal an einem beliebigen Ort auf dem Mischteil. Dies kann mithilfe eines konstruktiven Merkmals wie einer Gangsteigung oder auch nachfolgend Gangtiefe umgesetzt werden, aber auch anders. Zum Beispiel kann eine Barriere auch als einfache Wand, ausgerichtet gegen die Plastifizierrichtung, ausgebildet sein. Diese Wand kann zum Beispiel orthogonal, mindestens an einer Seite, zum Gangverlauf konstruiert werden. Eine Barriere kann eine Vorderseite und eine Rückseite aufweisen. Hierbei ist es unwesentlich in welche Verfahrensrichtung diese Seiten zeigen, dementsprechend kann zum Beispiel eine Vorderseite sowohl in Plastifizierrichtung zeigen als auch entgegen der Plastifizierrichtung. A barrier is a constructive feature of a mixing part. Predominantly, but not exclusively, a barrier is constructed between at least two webs. In general, it reduces the cavity of the space between the cylinder of the plasticizing unit and the flight of a screw at least locally at any location on the mixing part. This can be implemented with the help of a constructive feature such as an aisle gradient or a subsequent aisle depth, but it can also be implemented differently. For example, a barrier can also be designed as a simple wall, aligned against the direction of plasticization. This wall can, for example, be constructed orthogonally, at least on one side, to the course of the corridor. A barrier can have a front and a back. Here it is It is irrelevant in which process direction these sides point, accordingly, for example, a front side can point both in the direction of plasticization and against the direction of plasticization.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist mit dem Dispersionsteil sowohl eine Scherströmung als auch eine Dehnströmung in der Schmelze erzeugbar. In an advantageous embodiment, both a shear flow and an elongate flow can be generated in the melt with the dispersion part.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist mit dem Distributionsteil sowohl eine Dehnströmung als auch eine Scherströmung in der Schmelze erzeugbar. In an advantageous embodiment, both an expansion flow and a shear flow can be generated in the melt with the distribution part.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist mit dem Distributionsteil sowohl eine Dehnströmung als auch gleichzeitig eine Scherströmung in der Schmelze erzeugbar, wobei das Distributionsteil mindestens ein konkaves Scherteil aufweist. In a further advantageous embodiment, the distribution part can be used to generate both an expansion flow and, at the same time, a shear flow in the melt, the distribution part having at least one concave shear part.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist mit dem mit dem Distributionsteil sowohl eine Dehnströmung als auch eine Scherströmung in der Schmelze erzeugbar ist, wobei das Distributionsteil mindestens ein konkaves Scherteil aufweist, wobei in dem mindestens einen konkaven Scherteil mindestens in einem Bereich die Tiefe eines Schneckengangs gegenüber einem anderen Bereich modifiziert ist. In a further advantageous embodiment, both an expansion flow and a shear flow can be generated in the melt with the distribution part, the distribution part having at least one concave shear part, wherein in the at least one concave shear part, at least in one area, the depth of a screw flight compared to a other area is modified.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist mit dem Mischteil aufweisend ein Dispersionsteil und ein Distributionsteil eine mehrfache Wechselströmung aus Dehn- und Scherströmung in der Schmelze erzeugbar. In a further advantageous embodiment, with the mixing part having a dispersion part and a distribution part, a multiple alternating flow of elongation and shear flow can be generated in the melt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Mischteil unterschiedliche Gangtiefen auf. In a further advantageous embodiment, the mixing part has different passage depths.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Mischteil mindestens eine wellenförmige Variation der Gangtiefen auf. In a further advantageous embodiment, the mixing part has at least one wave-shaped variation of the flight depths.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Mischteil mindestens eine pyramidale Variation der Gangtiefe auf. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Mischteil einen definierten Spalt zwischen zwei benachbarten Schneckengängen auf, über den mindestens ein Teil der Schmelze zwangsweise leitbar ist. In a further advantageous embodiment, the mixing part has at least one pyramidal variation in the passage depth. In a further advantageous embodiment, the mixing part has a defined gap between two adjacent screw flights, through which at least part of the melt can be forced to pass.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Mischteil eine Mehrzahl von Stegen mit Unterbrechungen auf. In a further advantageous embodiment, the mixing part has a plurality of webs with interruptions.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Mischteil eine Mehrzahl von Schanzen auf. In a further advantageous embodiment, the mixing part has a plurality of entrenchments.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Mischteil wechselbar. In a further advantageous embodiment, the mixing part is exchangeable.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist Mischteil beliebig auf einer Schnecke aufmontierbar. Beispielsweise ist vorstellbar, das Mischteil als Rüstsatz auszuführen, das als Nachrüstung auf Schnecken entsprechender Größe (Durchmesser und Länge) aufmontierbar ist. In a further advantageous embodiment, the mixing part can be mounted on a screw as desired. For example, it is conceivable to design the mixing part as a conversion kit that can be retrofitted onto screws of the appropriate size (diameter and length).

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Mischteil beliebig entlang der Schnecke platzierbar. Mit anderen Worten muss das Mischteil nicht an das nach der Meteringzone einer Dreizonenschnecke platziert werden, sondern kann auch an anderer Stelle, beispielsweise unmittelbar vor die Meteringzone oder vor eine andere Zone oder auch in eine Zone platziert werden. In a further advantageous embodiment, the mixing part can be placed anywhere along the screw. In other words, the mixing part does not have to be placed after the metering zone of a three-zone screw, but can also be placed elsewhere, for example directly in front of the metering zone or in front of another zone or in a zone.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Mischteil beliebig entlang der Schnecke ortsfest verbaut. In a further advantageous embodiment, the mixing part is installed in a stationary manner along the screw as desired.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Mischteil mit einem gleichartigen zusätzlichen Mischteil beliebig kombinierbar. In a further advantageous embodiment, the mixing part can be combined as desired with an additional mixing part of the same type.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist Mischteil axial und drehend mit der Schneckenrotation gelagert. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist Mischteil axial und drehbar entgegen der Schneckenrotation gelagert. In a further advantageous embodiment, the mixing part is mounted axially and rotatably with the screw rotation. In a further advantageous embodiment, the mixing part is mounted axially and rotatably against the screw rotation.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Mischteil eine Rückstromsperre auf. In a further advantageous embodiment, the mixing part has a non-return valve.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Mischteil temperierbar. Temperierbar bedeutet dabei, dass das Mischteil beheizt oder auch gekühlt werden kann. Die Beheizung kann dabei beispielsweise elektrisch oder über ein Fluid geschehen. Ebenso kann die Kühlung beispielsweise über ein Fluid geschehen. In a further advantageous embodiment, the temperature of the mixing part can be controlled. Temperable means that the mixing part can be heated or also cooled. The heating can take place, for example, electrically or via a fluid. The cooling can also take place, for example, via a fluid.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Mischteil entlang seiner Gangführungen zusätzliche Führungsbahnen auf. In a further advantageous embodiment, the mixing part has additional guide tracks along its aisle guides.

Das erfinderische Verfahren zur Erzeugung einer Schmelze in einer Plastifiziereinheit, in einer Schneckenmaschine, mithilfe mindestens eines erfinderischen Mischteils ist gekennzeichnet durch die Schritte The inventive method for producing a melt in a plasticizing unit, in a screw machine, with the aid of at least one inventive mixing part is characterized by the steps

1) Umlagerung und Neuordnung der Schmelze (Dehnung) über Gangtiefenvariation;1) Rearrangement and rearrangement of the melt (expansion) via variation in the pitch;

2) Scherung der Schmelze über Zwangsfluss über einen definierten Spalt; 2) Shear of the melt by means of forced flow over a defined gap;

3) Radiale und umfängliche Verteilung der Schmelze über unterbrochene Stege definierter Geometrie 3) Radial and circumferential distribution of the melt over interrupted webs of defined geometry

Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen. Further advantages, special features and expedient developments of the invention emerge from the subclaims and the following illustration of preferred exemplary embodiments on the basis of the figures.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Mischteil 200, bestehend aus einem Dispersionsteil 207 sowie einem Distributionsteil 208 aufweisend zusätzlich eine ausgeprägte Gangtiefe 202 im Distributionsteil 208. Ebenfalls wird in Figur 1 eine zusätzliche Gangsteigung 203, schematisch in ihren Schritten, im Schnitt A-A, neben einem Scherteil 205 angeordnet gezeigt. Genauer zeigt Figur 1 ein Mischteil mit einer rechtsdrehenden Gangführung im Distributionsteil 208, welche durch den folgenden Dispersionsteil 207 virtuell fortgeführt wird. Jede Gangtiefe 202 ist entlang ihrer eigenen Reichweite benachbart durch einen ausgebildeten Steg 212. Der Steg 212 ist auf dem Distributionsteil 208 durchgehend ausgeprägt. Der Dispersionsteil 207 zeichnet sich durch einzelne Scherteile 205 aus welche entlang der virtuell verlängerten Gangführung geführt werden und eine Scherkante in Richtung der Schneckenrotation R aufweisen. Die Scherteile 205 können in ihrer Höhe unterschiedlich sein und die Stege 212 können in ihrer Höhe ebenfalls unterschiedlich sein. 1 shows a mixing part 200 according to the invention, consisting of a dispersion part 207 and a distribution part 208 additionally having a pronounced flight depth 202 in the distribution part 208. An additional flight pitch 203 is also shown in FIG. 1, schematically in its steps, in section AA, next to a shear part 205 shown arranged. More precisely, FIG. 1 shows a mixing part with a clockwise gear guide in the Distribution part 208, which is virtually continued by the following dispersion part 207. Each aisle depth 202 is adjacent along its own reach by a formed ridge 212. The ridge 212 is continuously stamped on the distribution part 208. The dispersion part 207 is characterized by individual shear parts 205 which are guided along the virtually elongated thread guide and have a shear edge in the direction of the screw rotation R. The shear parts 205 can be different in height and the webs 212 can also be different in height.

Fig. 2 zeigt ein Detail (X) aus Figur 1, genauer den Tisch eines Scherteils 205 mit einer konkaven Ausprägung in Schneckenrotationsrichtung R. Ebenfalls erkennbar ist ein Teil, eine Ecke, einer Scherkante, welche sich entlang des Scherteils 205 erstrecken kann. Besondere Ausprägung ist die konkave Kurve des Scherteils 205, welche es erlaubt direkt an der Scherung ebenfalls eine zusätzliche Dehnung auf das gescherte Kunststoffpolymer einzubringen. Dies stellt somit innerhalb des Mischteils eine zusätzliche individuelle Kombination der wichtigen Eigenschaften Scherung und Dehnung dar. Die ursprüngliche gerade Scherteilkante wird durch eine gestrichelte Linie nachgeführt, um die Ausprägung der innenliegenden konkaven Kurve zu verdeutlichen. 2 shows a detail (X) from FIG. 1, more precisely the table of a shear part 205 with a concave shape in the screw rotation direction R. A part, a corner, of a shear edge, which can extend along the shear part 205, can also be seen. A special characteristic is the concave curve of the shear part 205, which also allows an additional stretch to be introduced on the sheared plastic polymer directly at the shear. This therefore represents an additional individual combination of the important properties of shear and elongation within the mixing part. The original straight edge of the shear part is followed by a dashed line in order to illustrate the characteristics of the concave curve on the inside.

Fig. 3 zeigt den Schnitt A-A aus Figur 1. Der Schnitt A-A zeigt eine schematische Gangtiefenvariation an einem Scherteil 205 im Dispersionsteil 207 des Mischteils 200 aus Figur 1. In dieser Variation wird die Gangtiefenvariation ausschließlich durch gerade Gangtiefenveränderungen geführt beginnend mit einer Abwärtsführung der Gangtiefe 202 welche durch einen ebenen Teil ergänzt wird und abschließend wieder zur ursprünglichen Gangtiefe 202 hoch geführt wird dort aber nicht endet, sondern in einer Gangsteigung 203 fortgeführt wird. Diese Gangsteigung 203 wird bis auf die Ebene der benachbarten Stege 212 geführt und mündet dort in einem ebenen Tisch. Abschließend wird die Gangsteigung 203 wieder herabgeführt auf die Ebene der ursprünglichen Gangtiefe 202. Diese Erfindung kann auch als Barriere 214 wirken. 3 shows the section AA from FIG. 1. The section AA shows a schematic flight depth variation on a shear part 205 in the dispersion part 207 of the mixing part 200 from FIG. 1. In this variation, the flight depth variation is guided exclusively by straight flight depth changes beginning with a downward guidance of the flight depth 202 which is supplemented by a flat part and is finally led back up to the original passage depth 202 but does not end there, but is continued in a passage incline 203. This pitch 203 is led to the level of the adjacent webs 212 and ends there in a flat table. Finally, the pitch 203 is brought back down to the level of the original pitch 202. This invention can also act as a barrier 214.

Fig. 4 zeigt eine weitere schematische Variation des Schnitts A-A aus Figur eins. Hier wird die Gangtiefe 202, ebenfalls an einem Scherteil 205 orientiert. Im Gegensatz zur Figur 4 wird die Variation der Gangtiefe 202 aber nicht gerade geführt, sondern wellenartig. Dies erlaubt eine besonders widerstandsfreie Führung einer entlang fließenden Schmelze. Die Variation ist in ihrer Wegführung ansonsten identisch zu Figur 3. Zunächst senkt die Gangtiefe 202 sich auf eine untere Ebene herab, um dann bis auf die Ebene der umgebenden Stege 212 mithilfe einer Gangsteigung 203 zu steigen. Anders als in Figur 3 ist hier kein Tisch ausgeprägt, sondern „nur“ eine Wellenspitze welche sich abschließend senkt und auf die ursprüngliche Gangtiefe 202 zurückfuhrt. Diese Variation kann auch als Barriere 214 wirken. FIG. 4 shows a further schematic variation of section AA from FIG. One. Here the thread depth 202 is also based on a shear part 205. In contrast to FIG. 4, however, the variation of the flight depth 202 is not guided straight, but in a wave-like manner. This allows a particularly resistance-free guidance of a melt flowing along it. The variation is otherwise identical in their routing to FIG. 3. First, the aisle depth 202 descends to a lower level, in order then to rise to the level of the surrounding webs 212 with the aid of an aisle gradient 203. In contrast to FIG. 3, no table is formed here, but “only” a wave tip which finally lowers and leads back to the original passage depth 202. This variation can also act as a barrier 214.

Fig. 5 zeigt eine weitere Variation eines kombinierten Mischteils 200. In Figur 5 wird jedoch anstelle eines zuvor definierten klassischen Distributionsteils 208 ein Dehnungsring 216 eingefugt. Der Dehnungsring 216 umfasst das Mischteil 200 radial und wirkt durch seinen deutlich kavitätsverkleinemden Umfang. Genauer verkleinert der Dehnungsring 216 den Abstand zwischen Plastifizierzylinder und Mischteil 200 an der Oberseite des DehnungsringsFIG. 5 shows a further variation of a combined mixing part 200. In FIG. 5, however, an expansion ring 216 is inserted instead of a previously defined classic distribution part 208. The expansion ring 216 encompasses the mixing part 200 radially and acts through its clearly cavity-reducing circumference. More precisely, the expansion ring 216 reduces the distance between the plasticizing cylinder and the mixing part 200 on the upper side of the expansion ring

216. Hierdurch wird eine umfängliche Dehnung der in Plastifizierrichtung F herangeführten Schmelze, oder anderer Form einer Rohstoffmasse, erwirkt. Anders als bei klassischen Distributionsmischteilen wird hier eine Wirkung auf die gesamte Schmelze erwirkt. Somit kann ein Dehnungsring 216 die Effizienz eines Mischteil 200 besonders gut beeinflussen. Links vom Dehnungsring 216 ist für gewöhnlich ein Teil einer klassischen Plastifizierschnecke vorhanden. Dies kann zum Beispiel der Meteringbereich einer Dreizonenschnecke sein. Es kann aber auch Ein Teil einer Barriereschnecke abgebildet sein. Daher wird dieser Teil hier nicht genauer diskutiert oder abgebildet. 216. This brings about a circumferential stretching of the melt brought in in the plasticizing direction F, or another form of a raw material mass. In contrast to traditional mixed distribution parts, this has an effect on the entire melt. Thus, an expansion ring 216 can influence the efficiency of a mixing part 200 particularly well. To the left of the expansion ring 216 is usually part of a classic plasticizing screw. This can be, for example, the metering area of a three-zone screw. However, part of a barrier screw can also be shown. Therefore, this part is not discussed or illustrated in detail here.

Fig. 6 zeigt eine weitere Variation eines Mischteils 200. Eine Besonderheit stellt hier jedoch die Gangverengung im Distributionsteil 208 dar. Genauer zeigt Figur 6 ein Mischteil 200 bestehend aus einem Distributionsteil 208 sowie einem Dispersionsteil 207. Diese Merkmale sind zum Beispiel aus Figur 1 bekannte und gleich ausgebildet. Im zentralen Gang befindet sich an den beiden begleitenden Stegwänden nun jedoch eine zusätzliche Gangverengung6 shows a further variation of a mixing part 200. A special feature here, however, is the narrowing of the aisle in the distribution part 208. More precisely, FIG. 6 shows a mixing part 200 consisting of a distribution part 208 and a dispersion part 207. These features are known, for example, from FIG equally trained. In the central corridor, however, there is now an additional corridor narrowing on the two accompanying walkway walls

217. Diese Gangverengung 217 bewirkt eine Stauchung der in Plastifizierrichtung F herangefuhrten Schmelze, oder anderer Rohstoffmasse, und im Anschluss eine dementsprechende Dehnung. Vorteilhaft an einer Gangverengung 217 ist das sie an jeder Stelle in einem Gang Vorkommen kann und beliebig ausgestaltet werden kann. Dies erlaubt dem Konstrukteur eine Gangverengung 217 für jede beliebig einbringbare Rohstoffinasse. 217. This passage narrowing 217 causes a compression of the melt or other raw material mass brought in in the plasticizing direction F, and then a corresponding expansion. The advantage of an aisle narrowing 217 is that it can occur at any point in a passage and can be designed as desired. This allows the designer to narrow the aisle 217 for any raw material that can be introduced.

Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst. The embodiments shown here only represent examples of the present invention and must therefore not be understood as restrictive. Alternative by the specialist in Embodiments under consideration are likewise encompassed within the scope of the present invention.

Bezugszeichenliste: List of reference symbols:

100 Schneckenmaschine100 screw machine

101 Plastifiziereinheit101 plasticizing unit

103 Schnecke 103 snail

104 Rückstromsperre 104 non-return valve

200 Mischteil 200 mixing part

201 Schneckengang201 worm gear

202 Gangtiefe 202 aisle depth

203 Gangsteigung 203 aisle incline

204 Gangtisch 204 aisle table

205 Scherteil 205 shear part

206 Konkaves Scherteil206 Concave shear part

207 Dispersionsteil207 dispersion part

208 Distributionsteil208 distribution part

209 Dehnungsbereich209 stretch range

210 Scherbereich 211 Spalt 212 Steg 210 shear area 211 gap 212 web

213 Führungsbahnen213 guideways

214 Barriere 214 barrier

215 Tisch 215 table

216 Dehnungsring 217 Gangverengung 216 expansion ring 217 aisle narrowing

F PlastifizierrichtungF plasticizing direction

R SchneckenbewegungR screw movement

S Scherrichtung S direction of shear

D Dehnungsrichtung D direction of elongation

Claims

Patentansprüche : Patent claims:

1. Plastifiziereinheit 101 einer Schneckenmaschine 100, mit einer Schnecke 103, welche ein Mischteil 200 aufweist und dieses Mischteil 200 einen Dispersionsteil 207 sowie ein Distributionsteil 208 sowie eine Gangtiefe 202 aufweist, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 einen Dehnungsbereich 209 sowie einen Scherbereich 210 aufweist. 1. Plasticizing unit 101 of a screw machine 100, with a screw 103 which has a mixing part 200 and this mixing part 200 has a dispersion part 207 and a distribution part 208 as well as a flight depth 202, because the mixing part 200 has an expansion area 209 and a shear area 210.

2. Plastifiziereinheit 101 gemäß Anspruch 1, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass mit dem Dispersionsteil 207 sowohl eine Scherströmung als auch eine Dehnströmung in der Schmelze erzeugbar ist. 2. Plasticizing unit 101 according to claim 1, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that both a shear flow and an elongate flow can be generated in the melt with the dispersion part 207.

3. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass mit dem Distributionsteil 208 sowohl eine Dehnströmung als auch eine Scherströmung in der Schmelze erzeugbar ist. 3. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that both an elongation flow and a shear flow can be generated in the melt with the distribution part 208.

4. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass mit dem Distributionsteil 208 sowohl eine Dehnströmung als auch gleichzeitig eine Scherströmung in der Schmelze erzeugbar ist, wobei das Distributionsteil 208 mindestens ein konkaves Scherteil 206 aufweist. 4. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that both an expansion flow and a shear flow can be generated in the melt with the distribution part 208 at the same time, the distribution part 208 having at least one concave shear part 206.

5. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass mit dem Distributionsteil 208 sowohl eine Dehnströmung als auch eine Scherströmung in der Schmelze erzeugbar ist, wobei das Distributionsteil 208mindestens ein konkaves Scherteil 206 aufweist, wobei in dem mindestens einen konkaven Scherteil 206 mindestens in einem Bereich die Tiefe eines Schneckengangs 201 gegenüber einem anderen Bereich modifiziert ist. 5. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, dadu rc hge ke nnze i ch net that both an elongation flow and a shear flow can be generated in the melt with the distribution part 208, the distribution part 208 having at least one concave shearing part 206, in which at least one concave shear part 206 is modified at least in one area, the depth of a worm thread 201 compared to another area.

6. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass mit dem Mischteil 200 aufweisend ein Dispersionsteil 207 und ein Distributionsteil eine mehrfache Wechselströmung aus Dehn- und Scherströmung in der Schmelze erzeugbar ist. 6. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, dadu rc hge ke nnze i ch net that with the mixing part 200 having a dispersion part 207 and a distribution part a multiple alternating flow of elongation and shear flow can be generated in the melt.

7. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 unterschiedliche Gangtiefen 202 aufweist. 7. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that the mixing part 200 has different thread depths 202.

8. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 mindestens eine wellenförmige Variation der Gangtiefen 202 aufweist. 8. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that the mixing part 200 has at least one wave-shaped variation of the flight depths 202.

9. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 mindestens eine pyramidale Variation der Gangtiefe 202 aufweist. 9. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that the mixing part 200 has at least one pyramidal variation of the flight depth 202.

10. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 einen definierten Spalt 211 zwischen zwei benachbarten Schneckengängen 201 aufweist, über den mindestens ein Teil der Schmelze zwangsweise leitbar ist. 10. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that the mixing part 200 has a defined gap 211 between two adjacent screw flights 201, through which at least part of the melt can be forcibly guided.

11. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 eine Mehrzahl von Stegen 212 mit Unterbrechungen aufweist. 11. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that the mixing part 200 has a plurality of webs 212 with interruptions.

12. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 eine Mehrzahl von Gangsteigungen 203 aufweist. 12. The plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that the mixing part 200 has a plurality of pitch 203.

13. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 wechselbar ist. 13. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, dadu rc hge ke nnze i ch net that the mixing part 200 is exchangeable.

14. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 beliebig auf einer Schnecke 103 aufmontierbar ist. 14. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that the mixing part 200 can be mounted on a screw 103 as desired.

15. Plastifiziereinheit 101 gemäß Anspruch 14, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 beliebig entlang der Schnecke 103 platzierbar ist. 15. The plasticizing unit 101 according to claim 14, which indicates that the mixing part 200 can be placed anywhere along the screw 103.

16. Plastifiziereinheit 101 gemäß Anspruch 15, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 beliebig entlang der Schnecke 103 ortsfest verbaut ist. 16. The plasticizing unit 101 according to claim 15, which indicates that the mixing part 200 is installed in a stationary manner along the screw 103 as desired.

17. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 mit einem gleichartigen zusätzlichen Mischteil 200 beliebig kombinierbar ist. 17. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that the mixing part 200 can be combined as desired with an additional mixing part 200 of the same type.

18. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 axial und drehend mit der Schneckenrotation R gelagert ist . 18. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that the mixing part 200 is mounted axially and rotatably with the screw rotation R.

19. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 axial und drehbar entgegen der Schneckenrotation R gelagert ist. 19. Plasticizing unit 101 according to one of claims 1 to 17, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that the mixing part 200 is axially and rotatably mounted against the screw rotation R.

20. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche,, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 eine Rückstromsperre 104 besitzt . 20. The plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, that the mixing part 200 has a non-return valve 104.

21. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 temperierbar ist. 21. Plasticizing unit 101 according to one of the preceding claims, dadu rc hge ke nnze i ch net that the mixing part 200 can be temperature controlled.

22. Plastifiziereinheit 101 gemäß einem der vorherigen Ansprüche, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t, dass das Mischteil 200 entlang seiner Gangfuhrungen zusätzliche Führungsbahnen 213 aufweist. 22. The plasticizing unit 101 according to any one of the preceding claims, d a d u rc h g e ke nnze i ch n e t that the mixing part 200 has additional guide tracks 213 along its passage guides.

23. Verfahren zur Erzeugung einer Schmelze in einer Plastifiziereinheit 101, in einer Schneckenmaschine 100, mithilfe mindestens eines Mischteils 200 nach einem der vorab beschriebenen Ansprüche, g e ke n nze i ch n e t d u rc h 1) Umlagerung und Neuordnung der Schmelze (Dehnung) über23. A method for generating a melt in a plasticizing unit 101, in a screw machine 100, with the aid of at least one mixing part 200 according to one of the claims described above, g e ke n nze i ch n e t d u rc h 1) rearrangement and rearrangement of the melt (expansion) via

Gangtiefenvariation Pitch variation

2) Scherung der Schmelze über Zwangsfluss über einen definierten Spalt. 2) Shear of the melt by means of forced flow over a defined gap.

3) Radiale und umfängliche Verteilung der Schmelze über unterbrochene Stege definierter Geometrie. 3) Radial and circumferential distribution of the melt over interrupted webs of defined geometry.