CN113453866A - 具有轴向不对称的螺杆轮廓的螺杆元件，该轮廓具有位于螺杆轮廓内的至少两个构造点 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种螺杆元件，该螺杆元件具有轴向不对称的螺杆横截面轮廓，该横截面轮廓具有位于该螺杆横截面轮廓内的至少两个构造点。根据本发明的螺杆元件适合于在具有两个驱动轴的挤出机中使用，所述两个驱动轴在相同方向上并以相同的速度旋转，以便加工或生产塑料物质作为挤出物。本发明还涉及两个相同或不同的根据本发明的螺杆元件在具有两个驱动轴的挤出机中的布置，所述两个驱动轴在相同方向上并以相同的速度旋转，根据本发明的螺杆元件成对地彼此相对地位于两个驱动轴上。本发明另外涉及配备有两个相同或不同的根据本发明的螺杆元件并且具有沿相同方向且以相同速度旋转的驱动轴的挤出机，根据本发明的螺杆元件成对地彼此相对地位于两个驱动轴上。此外，本发明涉及根据本发明的螺杆元件用于加工或产生塑料物质的用途。

Description

具有轴向不对称的螺杆轮廓的螺杆元件，该轮廓具有位于螺 杆轮廓内的至少两个构造点
技术领域
本发明涉及一种具有非轴对称螺杆横截面轮廓的螺杆元件，该横截面轮廓具有位于螺杆横截面轮廓内的至少两个构造点。根据本发明的螺杆元件适合于在具有两个驱动轴的挤出机中使用，这两个驱动轴在相同方向上并以相同速度旋转，用于加工或生产呈挤出物形式的塑料物质的目的。本发明还涉及两个相同或不同的根据本发明的螺杆元件在挤出机中的布置，该挤出机具有两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴，其中根据本发明的螺杆元件成对地彼此相对地位于两个驱动轴上。本发明还涉及一种挤出机，其配备有两个相同或不同的根据本发明的螺杆元件，并且具有两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴，其中根据本发明的螺杆元件成对地彼此相对地位于两个驱动轴上。此外，本发明涉及根据本发明的螺杆元件用于加工或生产塑料物质的用途。
背景技术
在具有两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴的挤出机中的、两个相同或不同的根据本发明的螺杆元件的布置中，其中根据本发明的螺杆元件成对彼此相对地位于两个驱动轴上，根据本发明的成对地彼此相对地位于两个驱动轴上的螺杆元件部分地但不是完全地彼此清洁。
根据本发明的螺杆元件也适合于在具有多于两个驱动轴的挤出机中使用，例如具有多于三个或四个驱动轴的挤出机，或者已知的具有八个至十六个、特别是十二个相对于彼此环形布置的驱动轴的环形挤出机。在这方面，根据本发明的相同或不同的螺杆元件彼此相对地布置在驱动轴上，其数量对应于相应挤出机的驱动轴的数量。
甚至在具有多于两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴的挤出机中的、多于两个相同或不同的根据本发明的螺杆元件的布置中，其中根据本发明的螺杆元件成对彼此相对地位于多于两个的驱动轴上，成对彼此相对地位于所述多于两个的驱动轴上的根据本发明的螺杆元件部分地但不是完全地彼此清洁。
螺杆横截面轮廓在下文中也简称为螺杆轮廓。在本发明的背景下，构造点被理解为指这样一个点，从该点构造螺杆轮廓的至少一个圆弧，并且该点是所述至少一个圆弧的中心。在这种背景下，圆弧的中心表示作为一圆的中心的点，相关联的圆弧是该圆的子集。
术语“圆弧”表示它不仅是螺杆轮廓上的点，而且该圆弧具有至少两个彼此不同且具有非零角度间隔的点，其中圆弧的所有点具有相同的中心和相同的半径，并且圆弧是圆形线的属于圆形扇区的那部分。角度间隔在下文中也被称为中心角。
与特定圆弧直接相邻的两个圆弧是：
一方面，在该特定圆弧之前的圆弧，
另一方面，紧接着该特定的圆弧的圆弧。
直接相邻的圆弧有公共接触点。如果螺杆轮廓在该接触点处可以被区分，则具有该公共接触点的两个圆弧具有不同的半径，因为否则这两个具有相同半径的圆弧可以结合以形成更大的圆弧。如果螺杆轮廓在该接触点处无法区分，则具有该公共接触点的两个圆弧具有不同的半径或相同的半径。
配备有螺杆元件——无论是它们是根据本发明还是根据现有技术——的挤出机的驱动轴在下文中也被称为螺杆轴。
为了加工或生产呈挤出物形式的塑料物质的目的，适合于在具有两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴的挤出机中使用的螺杆元件早已为人所知。例如[1]=Klemens Kohlgrüber：Der gleichl ufige Doppelschnecnexteruder[共同旋转的双螺杆挤出机]（Hanser Verlag，慕尼黑，2007年）给出了与这种螺杆元件和挤出机相关的现有技术的详细和良好的概述。“挤出机”在下文中也被称为“螺杆机”。
然而，在来自现有技术的螺杆元件的情况下，经常单独或组合出现的问题是：
- 混合作用不充分，
- 在挤出机的外壳内壁和这些螺杆元件的螺纹棱面之间、特别是在外壳内壁和最靠近外壳的螺杆螺纹棱面之间，出现不均匀的力分布，
- 不能自由选择最靠近外壳的螺杆螺纹棱面的角度，
- 当挤出机被部分填充时，不能保证挤出物的均匀分布，其中部分填充特别理解为指当在挤出机的一个部分中时，挤出物的实际产量比通过该部分的最大可能产量低时，优选低至少10%、特别优选低至少20%、非常特别优选低25%至75%，而没有压力累积，
- 并且在过去几年中，螺杆轮廓还没有基于标准的螺杆轮廓，诸如厄尔门格尔（Erdmenger）螺杆轮廓，其结果是增加了建造费用和制造费用。
US 4131371A的图5公开了厄尔门格尔螺杆轮廓，其中心（83、83’）与旋转轴线（84、84’）或外壳孔不相同。这种螺杆轮廓被称为偏心的。US 4131371A的图5中公开的三螺纹厄尔门格尔螺杆轮廓被偏心地定位，使得恰好一个螺杆螺纹棱面80（或80’）相对于外壳内壁形成对称且窄的间隙，且另外两个螺纹棱面相对于外壳内壁形成相同但显著更大的间隙。这种类型的定位导致螺杆螺纹棱面80（或80’）和外壳之间的间隙不均匀，其结果是产生不均匀的力分布。
在US 4131371A中还公开的两螺纹和三螺纹厄尔门格尔螺杆轮廓只具有一个螺纹棱面尖端，也就是说它们具有0°的螺纹棱面角。这样的螺纹棱面尖端在机械上是不稳定的。具有大于0°的螺纹棱面角的偏心定位的双螺纹棱面厄尔门格尔螺杆轮廓将同样在螺杆螺纹棱面和外壳之间具有不均匀的间隙，其结果是将出现不均匀的力分布。
同样地，EP 850738A2公开了偏心三螺纹螺杆元件，其所有的螺杆螺纹棱面都具有0°的螺纹棱面角，并且因此在机械上不稳定。
DE 3412258A1公开了偏心的三螺纹和四螺纹螺杆元件，其所有的螺杆螺纹棱面都具有0°的螺纹棱面角，并且因此在机械上不稳定。
WO 2011116965A1公开了螺杆元件，其中它们的横截面轮廓的中心相对于外壳孔的中心和输送轴的旋转中心偏心偏移布置。当螺杆元件在输送轴上彼此相对定位时，螺杆元件的轮廓彼此完全剥离。采用这种布置，目的是提高产品品质并减少支撑轴上扭矩的负载峰值，并且因此从根本上提高挤出机的成本效益。这里也是这种情况，这种定位——类似于US 4131371A——导致螺杆螺纹棱面和外壳之间的间隙不均匀，其结果是出现力的不均匀分布。此外，螺杆元件不受限制地自清洁的事实导致相对较差的质量传递，即，仅实现了不充分的混合作用。
WO 2011006516A1公开了具有一种螺杆元件，该螺杆元件具有至少两个螺纹并且其中第一螺纹棱面以小间隙清洁挤出机外壳的内壁，且第二螺纹棱面以大间隙清洁挤出机外壳的内壁。通过这种布置，目的是提供一种无限制的自清洁多螺杆挤出机，借助于该挤出机产品品质显著和有效地提高。由于螺杆元件不受限制地自清洁，结果是相对较差的质量传递，即，仅实现了不充分的混合作用。
因此，即使使用根据WO 2011116965A1或WO 2011006516A1的螺杆元件，也不可能以令人满意的方式解决上述问题。
以上对WO 2011006516A1的解释同样适用于EP 0002131A1和EP 0788868A1。
DE 19718292A1的图6至图8公开了双螺纹螺杆元件，其螺纹棱面的半径与外壳内壁的半径的偏差远大于外壳间隙。这种结构——类似于US 4131371 A——也导致螺杆螺纹棱面和外壳之间的间隙不均匀，其结果是产生不均匀的力分布。对于在DE 19718292A1的图9中公开的螺杆元件，同样适用于如上文针对WO 2011006516A1所解释的。在DE 19718292A1的图7中，螺纹棱面具有0°的螺纹棱面角。正如上面已经进一步解释的，这样的螺纹棱面端在机械上是不稳定的。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种螺杆元件，借助于该螺杆元件可以解决上述问题。
特别地，本发明的一个目的是提供一种螺杆元件，其使得以下各者成为可能：
当该螺杆元件用于具有两个或多个驱动轴的挤出机时，
- 改善混合作用，
- 确保螺杆元件的一个或多个螺纹棱面和挤出机的外壳内壁之间的力的均匀分布，
- 更温和地处理挤出物，
- 确保挤出物在挤出机部分填充时的均匀分布。在这种背景下，根据本发明的螺杆元件的一个或多个螺纹棱面应当是机械稳定的。
该目的通过具有主要权利要求特征的螺杆元件来实现。
特别地，该目的通过以下方式实现：
具有数量为Z的凹槽的螺杆元件，
适合于双轴螺杆机，其
具有两个在相同方向上并以相同速度旋转的螺杆轴SW1和SW2，其旋转轴线D1和D2处于轴向距离a并且
具有彼此穿透的两个圆形外壳孔，每个孔具有相同的外壳内半径rg，并且其孔中心M1和M2处于与轴向距离a相同的距离，并且其孔中心M1和M2与螺杆轴SW1和SW2的相应旋转轴线D1和D2的横截面中心重合，
其中，螺杆元件具有螺杆轮廓，该螺杆轮廓：
（1）形成闭合的凸线，
（2）仅由半径小于或等于轴向距离a的圆弧组成，其中直接相邻的圆弧具有不同的半径，
（3）具有位于螺杆轮廓内的第一构造点K1，
（4）关于构造点K1不是轴对称的，
（5）由至少4个、优选4至25个、特别优选4至17个圆弧组成，
（6）具有与构造点K1不重合的第二构造点K2，其中，构造点K2位于螺杆轮廓内，
（7）关于构造点K2不是点对称或轴对称的，
（8）具有旋转点DP，其与孔中心M1或M2中的一者重合，并且位于从构造点K1到构造点K2的路径上，
（9）具有恰好一个主螺纹棱面HK，其中，主螺纹棱面HK由仅一个圆弧形成，并且该圆弧的中心是构造点K2，并且其中主螺纹棱面HK和与主螺纹棱面HK直接相邻的两个圆弧的接触点是螺杆轮廓的离构造点K2最远的一组点，
（10）具有至少一个凹槽，其中，一个凹槽仅由一个圆弧形成，该圆弧的中心是构造点K1，并且一个凹槽是其半径与芯半径ri相同的圆弧，并且其中除了相应的公共接触点之外，分别与一个凹槽直接相邻的两个圆弧与构造点K1的距离大于该凹槽的圆弧，
（11）具有多个侧面，其中侧面是螺杆轮廓的那些区域，其圆弧的中心既不是构造点K1也不是构造点K2，
（12）凹槽与主螺纹棱面HK的最近点分开至少一个圆弧，该圆弧是侧面。
凹槽的数量Z在这里被理解为意指螺杆轮廓中的凹槽数量。凹槽的数量Z是大于或等于1的整数自然数。凹槽的数量Z优选为1至4的整数，并且凹槽数量为2是特别优选的。
根据本发明，优选地，根据本发明的螺杆轮廓不是点对称的或关于构造点K1不是点对称的，优选地，根据本发明的螺杆轮廓关于构造点K1不是点对称的。
形成主螺纹棱面HK的圆弧优选具有大于0°的中心角，形成主螺纹棱面HK的圆弧优选具有1°至179°的中心角。结果，与现有技术相比，当螺杆元件如预期那样使用时，通常暴露于最大机械载荷的主螺纹棱面HK具有高的机械稳定性。
根据本发明，根据本发明的螺杆轮廓的圆弧数量优选等于凹槽数量Z乘以4或者等于凹槽数量乘以4且然后增加1，也就是说根据本发明的螺杆轮廓
- 在凹槽数量为Z=1时，优选地由恰好4个圆弧或恰好5个圆弧组成，特别优选地由恰好5个圆弧组成，
- 在凹槽数量为Z=2时，优选地由恰好8个圆弧或恰好9个圆弧组成，特别优选地由恰好9个圆弧组成，
- 在凹槽数量为Z=3时，优选地由恰好12个圆弧或恰好13个圆弧组成，特别优选地由恰好13个圆弧组成，
- 在凹槽数量为Z=4时，优选地由恰好16个圆弧或恰好17个圆弧组成，特别优选地由恰好17个圆弧组成。
根据本发明，根据本发明的螺杆轮廓的第二构造点K2优选位于以构造点K1为中心且芯半径ri为半径的圆内，其中芯半径ri是对应于从构造点K1与螺杆轮廓上的点的最小距离的半径。
根据本发明，根据本发明的螺杆轮廓的第二构造点K2特别优选地位于具有构造点K1为中心且半径最大为芯半径ri的30%、非常特别优选最大为芯半径ri的20%的圆内。
与现有技术相比，这实现了这样一种情况，即当按预期使用时，螺杆元件具有高的机械稳定性。与现有技术相比，这也使得更温和地处理挤出物成为可能。
根据本发明的螺杆元件的旋转点DP优选地与到构造点K1相比、更靠近构造点K2，特别优选地，旋转点DP位于构造点K2上。
主螺纹棱面HK的圆弧半径rHK优选地对应于外壳内半径rg减去主螺纹棱面间隙c_HK。在这种情况下，主螺纹棱面间隙c_HK大于0。这里，主螺纹棱面间隙c_HK优选为外壳内半径rg的0.1%至3.2%，优选为0.2%至2.6%，特别优选为0.3%至2.0%，非常特别优选为近似0.8%至1.4%。主螺纹棱面间隙c_HK在整个主螺纹棱面高度HK上特别优选是恒定的；这样，在主螺纹棱面HK和外壳内壁之间形成了具有恒定距离的剪切间隙。
形成凹槽的圆弧优选具有，
- 在凹槽数量为Z=1时，中心角为90°至150°，优选为95°至140°，特别优选为100°至130°，
- 在凹槽数量为Z=2时，相应地，中心角为5°至50°，优选为10°至40°，特别优选为15°至30°，其中凹槽的中心角可以相同或不同，但优选相同，
- 在凹槽数量为Z=3时，相应地，中心角为3°至30°，优选为6°至24°，特别优选为9°至18°，其中凹槽的中心角可以相同或不同，但优选相同，
- 在凹槽数量为Z=4时，相应地，中心角为2°至20°，优选为4°至16°，特别优选为6°至12°，其中凹槽的中心角可以相同或不同，但优选相同。
根据本发明的螺杆轮廓可以具有第三构造点K3，其中螺杆轮廓关于构造点K3不是轴对称的或点对称的，其中构造点K3是距离构造点K2与距离构造点K1相同的点，并且其中构造点K1、K2和K3位于直线上，并且K1、K2和K3不相同。
根据本发明的螺杆轮廓可以具有一个副螺纹棱面或多个副螺纹棱面NKi=NK1至NKn，其中每个副螺纹棱面NKi由仅一个圆弧形成，该圆弧的中心是构造点K1或构造点K2或构造点K3。下标i和n代表正整数。指数n规定了副螺纹棱面的数量NK1至NKn。副螺纹棱面NK1至NKn的数量n优选等于凹槽Z的数量。
如果根据本发明的螺杆轮廓具有至少一个副螺纹棱面NKi，则凹槽与该副螺纹棱面NKi的最近点分开至少一个圆弧，该圆弧是侧面。由于凹槽——如上文所解释的——与主螺纹棱面HK的最近点分开至少一个圆弧——其是侧面，如下成立，如果根据本发明的螺杆轮廓具有至少一个副螺纹棱面NKi，则凹槽不仅与主螺纹棱面HK的最近点分开至少一个圆弧（其是侧面），而且还与该副螺纹棱面NKi的最近点分开至少一个圆弧，该圆弧是侧面。
形成副螺纹棱面NKi的圆弧优选具有大于0°的中心角，形成副螺纹棱面NKi的圆弧优选具有1°至179°的中心角。结果，与现有技术相比，副螺纹棱面NKi具有高的机械稳定性，当螺杆元件如预期那样使用时，该副螺纹棱面NKi通常在主螺纹棱面HK之后暴露于最大的机械载荷。
形成副螺纹棱面NKi并且其中两个直接相邻的圆弧都不是主螺纹棱面HK的圆弧在这种情况下特别优选地具有，
- 在凹槽数量为2时，5°至50°、优选10°至40°、特别优选15°至30°的中心角，
- 在凹槽数量为3时，3°至30°、优选6°至24°、特别优选9°至18°的中心角，
- 在凹槽数量为4时，2°至20°、优选4°至16°、特别优选6°至12°的中心角，
其中，在多个副螺纹棱面NK1至NKn的情况下，副螺纹棱面NK1至NKn的中心角可以相同或不同。
形成副螺纹棱面NKi且其中两个直接相邻的圆弧中的一者是主螺纹棱面HK的圆弧，在这种情况下特别优选地具有，
- 在凹槽数量为Z=1时，大于0°至140°，优选为5°至110°，特别优选为大于10°至80°的中心角，
- 在凹槽数量为Z=2时，相应地，大于0°至45°、优选5°至30°、特别优选大于10°至15°的中心角，
- 在凹槽数量为Z=3时，相应地，大于0°至27°、优选2°至18°、特别优选4°至9°的中心角，
- 在凹槽数量为Z=4时，相应地，大于0°至18°、优选1°至12°、特别优选2°至6°的中心角，
其中，在多个副螺纹棱面NK1至NKn的情况下，副螺纹棱面NK1至NKn的中心角可以相同或不同。
对于可以具有根据本发明的螺杆轮廓的一个副螺纹棱面或多个副螺纹棱面NKi=NK1至NKn，还成立的是
- 当形成副螺纹棱面NKi的圆弧的中心是构造点K1时，除了与副螺纹棱面NKi接触的相应公共点之外，分别与一个副螺纹棱面NKi直接相邻的两个圆弧具有到构造点K1的较小距离，或者当形成副螺纹棱面NKi的圆弧的中心是构造点K2时，具有到构造点K2的较小距离，或者当形成副螺纹棱面NKi的圆弧的中心是构造点K3时，具有到构造点K3的较小距离，
- 当形成副螺纹棱面NKi的圆弧的中心是构造点K2时，形成副螺纹棱面NKi的圆弧与主螺纹棱面HK相比距构造点K2的距离更小。
形成主螺纹棱面HK的圆弧优选与形成副螺纹棱面NKi的圆弧接触，其中副螺纹棱面NKi的圆弧具有构造点K1作为中心，并且其半径rNK对应于外壳内半径rg减去副螺纹棱面间隙c_NK。
形成主螺纹棱面HK并且其中两个直接相邻的圆弧都不是副螺纹棱面NKi的圆弧优选地具有，
- 在凹槽数量为Z=1时，为90°至150°、优选95°至140°、特别优选100°至130°的中心角，
- 在凹槽数量为Z=2时，为5°至50°、优选10°至40°、特别优选15°至30°的中心角，
- 在凹槽数量为Z=3时，为3°至30°、优选6°至24°、特别优选9°至18°的中心角，
- 在凹槽数量为Z=4时，为2°至20°、优选4°至16°、特别优选6°至12°的中心角。
形成主螺纹棱面HK的圆弧且其中两个直接相邻的圆弧中的一者是副螺纹棱面NKi的圆弧优选地具有，
- 在凹槽数量为Z=1时，10°至150°、优选30°至140°、特别优选50°至130°的中心角，
- 在凹槽数量为Z=2时，5°至50°、优选10°至40°、特别优选15°至30°的中心角，
- 在凹槽数量为Z=3时，3°至30°、优选6°至24°、特别优选9°至18°的中心角，
- 在凹槽数量为Z=4时，2°至20°、优选4°至16°、特别优选6°至12°的中心角。
特别是，主螺纹棱面HK的圆弧和直接位于主螺纹棱面HK的圆弧之前并与主螺纹棱面HK的圆弧具有公共接触点的圆弧以及还有紧接着主螺纹棱面HK的圆弧并与主螺纹棱面HK的圆弧具有公共接触点的圆弧之间的两个内角为从130°至180°，优选从135°至180°，特别优选从140°至180°。在这方面，这两个内角可以相同或者不同；优选它们是不同的。
在本发明的背景下，两个直接相邻的圆弧之间的内角是位于螺杆轮廓内的相关圆弧的切线之间的角度，其中切线延伸穿过相关圆弧的公共接触点。
此外，特别是，副螺纹棱面NKi的圆弧和直接位于副螺纹棱面NKi的圆弧之前并与副螺纹棱面NKi的圆弧具有公共接触点的圆弧以及还有紧接着副螺纹棱面NKi的圆弧并与副螺纹棱面NKi的圆弧具有公共接触点的圆弧之间的两个内角为从130°至180°，优选从135°至180°，特别优选140°至180°。在这方面，这两个内角可以相同或不同。
最特别地，根据本发明的螺杆轮廓的两个直接相邻圆弧之间的所有内角为从130°至180°，优选为从135°至180°，特别优选为从140°至180°。
与现有技术相比，这还实现了这样的情况，即当如预期那样使用时，螺杆元件具有高的机械稳定性。与现有技术相比，这也使得更温和地处理挤出物成为可能。
侧面优选地具有对应于轴向距离a的半径。更优选地，形成侧面的圆弧具有既不是构造点K1也不是构造点K2也不是构造点K3的中心。
进一步优选地，从构造点K1到构造点K2的距离是外壳内半径rg的0.2%至20%，优选0.4%至15%，特别优选0.6%至10%，非常特别优选0.8%至5%。
进一步优选地，在根据本发明的螺杆轮廓的情况下，
- 在凹槽的数量为Z=1时，凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为从0°至90°，优选为从45°至70°，且特别优选为近似55°，
- 在凹槽的数量为Z=2时，凹槽的角平分线（该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度）与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为从110°至160°，优选为从125°至145°，且特别优选为近似135°，
- 在凹槽的数量为Z=3时，凹槽的角平分线（该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度）与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为从130°至170°，优选为从140°至160°，且特别优选为近似150°，
- 在凹槽的数量为Z=4时，凹槽的角平分线（该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度）与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为从140°至175°，优选为从150°至165°，且特别优选为近似157.5°。
从上面可以看出
- 主螺纹棱面HK在主螺纹棱面HK的每个点处距构造点K1的距离大于芯半径，并且因此该距离也大于凹槽和构造点K1之间的距离，
- 主螺纹棱面HK在主螺纹棱面HK的每个点处距构造点K2的距离等于或小于外壳内半径rg，
- 每个副螺纹棱面NKi在相关的副螺纹棱面NKi的每个点处距构造点K1的距离大于芯半径，并且因此该距离也大于凹槽和构造点K1之间的距离，
- 主螺纹棱面HK和副螺纹棱面NKi彼此直接紧靠，并且可以具有公共接触点。
当该螺杆元件用于具有两个或多个驱动轴的挤出机时，根据本发明的螺杆元件使得有可能
- 改善混合作用，
- 确保螺杆元件的一个或多个螺纹棱面与挤出机的外壳内壁之间的力的均匀分布，
- 更温和地处理挤出物，
- 确保挤出物在挤出机部分填充时均匀分布。
在这种情况下，与现有技术相比，螺杆元件、特别是主螺纹棱面HK和——如果存在的话——副螺纹棱面NKi或副螺纹棱面NK1至NKn、最特别是主螺纹棱面HK，具有高的机械稳定性。
这是令人惊讶的，因为如上所述，在具有两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴的挤出机中，两个相同或不同的根据本发明的螺杆元件布置的情况下，其中根据本发明的螺杆元件成对地彼此相对地位于两个驱动轴上，根据本发明的成对地彼此相对地位于两个驱动轴上的螺杆元件仅部分地但不是完全地彼此清洁。如上所述，这同样类似地适用于具有多于两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴的挤出机中多于两个相同或不同的根据本发明的螺杆元件的布置，其中根据本发明的螺杆元件分别成对彼此相对地位于多于两个的驱动轴上。
到目前为止，一直认为完全彼此清洁的螺杆元件是实现该目的所必需的。
然而，令人惊讶的是已经发现，借助于根据本发明的螺杆元件，
- 由于挤出物回流到螺杆元件的非自清洁区域中，实现了更好的混合作用
- 由于主螺纹棱面HK和外壳内壁之间的具有恒定距离的剪切间隙，实现了力的均匀分布，以及
- 在部分填充的情况下，由于挤出物在螺杆元件的非自清洁区域回流，实现了更加均匀的塑料物质分布。
与现有技术相比，这还使得更温和地处理挤出物成为可能。
当用在螺杆机中时，根据本发明的螺杆元件的主螺纹棱面HK缩短了流动通道，该流动通道以这样的方式形成，即沿着外壳壁形成均匀的流动间隙。这导致了力的均匀分布。
根据本发明的螺杆元件适合于成对地布置在螺杆机中并在其中操作，该螺杆机具有两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴，并且具有根据本发明的另一螺杆元件，该另一螺杆元件具有相同或不同的螺杆轮廓，并且在另一螺杆轴上具有相同或不同的旋转点布置，其中优选使用具有相同螺杆轮廓的根据本发明的螺杆元件。根据本发明的螺杆元件类似地还适合于在具有多于两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴的螺杆机中使用。
根据本发明的螺杆元件可以呈输送、捏合或混合元件的形式，优选输送元件或捏合元件的形式。
因此，本发明还涉及两个相同或不同的根据本发明的螺杆元件在螺杆机中的布置，该螺杆机具有两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴，其中根据本发明的螺杆元件成对地彼此相对位于在两个驱动轴上。因此，相应地，本发明还涉及根据本发明的多于两个相同或不同的螺杆元件在螺杆机中的布置，该螺杆机具有多于两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴，其中根据本发明的螺杆元件分别成对彼此相对地位于多于两个驱动轴上。
本发明还涉及一种螺杆机，其配备有两个相同或不同的根据本发明的螺杆元件，并且具有两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴，其中根据本发明的螺杆元件成对地彼此相对地位于两个驱动轴上。因此，相应地，本发明还涉及一种螺杆机，其配备有多于两个根据本发明的相同或不同的螺杆元件，并且具有多于两个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴，其中根据本发明的螺杆元件分别成对地彼此相对地位于所述多于两个驱动轴上。
根据本发明的螺杆轮廓可以由参考螺杆轮廓以简单的方式构造；该参考螺杆轮廓优选地是来自现有技术的螺杆轮廓，特别优选地是所谓的厄尔门格尔轮廓，参见[1]，第249至253页。
在这方面，如下成立
● 根据本发明的螺杆轮廓的芯半径ri、凹槽数量Z和外半径ra对应于参考螺杆轮廓的芯半径ri、凹槽数量Z和外半径ra
以及
根据本发明的螺杆轮廓的构造点K1与参考螺杆轮廓的构造点K1相同，
● 其中参考螺杆轮廓的外半径rfra比外壳内半径rg小0.2%至10%，优选0.4%至7.5%，特别优选0.6%至5%，非常特别优选0.8%至2.5%，
● 其中
○ 如果参考螺杆轮廓中的各者处于对应于轴向距离a的参考距离rfa，并且
○ 如果参考螺杆轮廓在其相应的旋转参考点旋转，则旋转参考点1（rfDP1）和旋转参考点2（rfDP2），以相同速度和相同的旋转方向旋转
则两个相似的参考螺杆轮廓成对地彼此精确清洁。
然后将第二构造点K2插入到这种参考螺杆轮廓中——如上文所解释的——并且如果合适的话——如上文所解释的——还插入第三构造点K3。从该构造点K2开始，并且如果存在的话，还从构造点K3开始，将至少一个另外的圆弧插入到螺杆轮廓中，其中所述至少一个另外的圆弧与参考螺杆轮廓中已经存在的至少一个圆弧相交，并且已经被所述至少一个另外的圆弧“切断”的所述至少一个已经存在的圆弧的部分被所述至少一个另外的圆弧替代。
此外，本发明涉及根据本发明的螺杆元件用于加工或生产塑料物质的用途。
在本发明的背景下，塑料物质被理解为是指：
悬浮液、糊状物、玻璃熔体、未烧制的陶瓷、金属熔体、塑料、塑料熔体或溶液、聚合物熔体或溶液、弹性体、橡胶熔体或溶液。
优选使用塑料、聚合物溶液或聚合物熔体，特别优选热塑性聚合物。所用的热塑性聚合物优选选自聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯（特别是聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯）、聚交酯、聚醚、热塑性聚氨酯、聚缩醛、含氟聚合物（特别是聚偏二氟乙烯）、聚醚砜、聚烯烃，特别是聚乙烯和聚丙烯、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯（特别是聚甲基丙烯酸甲酯）、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚酮、聚芳醚酮、苯乙烯聚合物（特别是聚苯乙烯）、苯乙烯共聚物（特别是苯乙烯-丙烯腈共聚物）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和聚氯乙烯的组中的至少一种。同样优选使用的是已知的所列聚合物的混合物，本领域技术人员将其理解为两种或更多种聚合物的组合。特别优选的是聚碳酸酯和含有聚碳酸酯的混合物，非常特别优选聚碳酸酯，其通过例如界面工艺或熔融酯交换工艺获得。
其他优选的进料材料是橡胶。所用的橡胶优选选自苯乙烯-丁二烯橡胶、天然橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、丁二烯-丙烯腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、氯丁二烯橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯橡胶、聚氨酯橡胶、热塑性聚氨酯、古塔胶、芳基化橡胶、氟化橡胶、硅橡胶、硫化橡胶和氯磺酰基聚乙烯橡胶的组中的至少一种。两种或多种所列橡胶的组合，或者一种或多种橡胶与一种或多种塑料的组合当然也是可能的。
这些热塑性塑料和弹性体可以以纯的形式或作为与填料和增强剂（诸如特别是玻璃纤维）的混合物使用，作为彼此的混合物或与其他聚合物的混合物，或作为与常规聚合物添加剂的混合物。
在优选的实施中，添加剂被添加到塑料物质中，特别是添加到聚合物熔体和聚合物熔体的混合物中。所述添加剂可以以固体、液体或溶液形式与聚合物一起添加到挤出机中，或者至少一些或所有添加剂经由侧流进料到挤出机中。
添加剂可以为聚合物提供各种各样的性质。所述添加剂可以是例如着色剂、颜料、加工助剂、填料、抗氧化剂、增强剂、紫外线吸收剂和光稳定剂、金属钝化剂、过氧化物清除剂、碱性稳定剂、成核剂、具有稳定或抗氧化作用的苯并呋喃和吲哚酮、脱模剂、阻燃添加剂、抗静电剂、染料和熔体稳定剂。这些的示例有炭黑、玻璃纤维、粘土、云母、石墨纤维、二氧化钛、碳纤维、碳纳米管、离子液体和天然纤维。
附图说明
本发明将参照附图通过下面的示例（但不限于此）进行更详细的解释。所有的图都是使用计算机程序创建的。
为了创建或描述螺杆轮廓或元件，有利的是使用无量纲特性，以便简化向不同大小的螺杆元件或挤出机的可转移性。适合作为几何变量（诸如例如长度、半径或间隙）的参考变量的是轴向距离a，因为该变量在挤出机上不能改变。对于无量纲轴向距离A，A=a/a=1成立。无量纲外壳内半径RG被计算为RG=rg/a，其中rg为外壳内半径。对于螺杆轮廓的无量纲螺杆外半径RA，可以得出RA=ra/a，其中ra是螺杆外半径。螺杆轮廓的无量纲芯半径RI计算为RI=ri/a，其中ri为芯半径。螺杆螺纹棱面和外壳之间的无量纲间隙C计算为C=c/a，其中c是螺杆螺纹棱面相对于外壳的间隙。主螺纹棱面HK的对应无量纲间隙用C_HK表示，并且副螺纹棱面NKi的对应无量纲间隙用C_NK表示。对于无量纲半径R，相应地成立R=r/a。
在这些图中，在相应图右侧的所有几何变量都以它们无量纲形式使用。所有角度都以弧度或角度报告。
图1a示出了根据现有技术的具有数量为Z=1的凹槽的螺杆轮廓，并且图1b示出了处于偏心位移的图1a的螺杆轮廓。
在本发明的背景下，处于偏心位移被理解为意指螺杆轮廓的构造点K1不位于旋转点中。构造点K1是这样的点，即是形成一个凹槽或多个凹槽的一个圆弧或多个圆弧的中心。
图2a示出了根据本发明的具有数量为Z=1的凹槽的螺杆轮廓，并且图2b示出了处于偏心位移的图2a的螺杆轮廓。
图3a示出了根据本发明的具有数量为Z=1的凹槽的另外的螺杆轮廓，并且图3b示出了处于偏心位移的图3a的螺杆轮廓。
图4a示出了根据本发明的具有数量为Z=1的凹槽的另外的螺杆轮廓，并且图4b示出了处于偏心位移的图4a的螺杆轮廓。
图5a示出了根据现有技术的具有数量为Z=2的凹槽的螺杆轮廓，并且图5b示出了处于偏心位移的图5a的螺杆轮廓。
图6a示出了根据本发明的具有数量为Z=2的凹槽的螺杆轮廓，并且图6b示出了处于偏心位移的图6a的螺杆轮廓。
图7a示出了根据本发明的具有数量为Z=2的凹槽的另外的螺杆轮廓，并且图7b示出了处于偏心位移的图7a的螺杆轮廓。
图8a示出了根据本发明的具有数量为Z=2的凹槽的另外的螺杆轮廓，并且图8b示出了处于偏心位移的图8a的螺杆轮廓。
图9a示出了根据本发明的具有数量为Z=2的凹槽的另外的螺杆轮廓，并且图9b示出了处于偏心位移的图9a的螺杆轮廓。
图10a示出了根据本发明的具有数量为Z=2的凹槽的另外的螺杆轮廓，并且图10b示出了处于偏心位移的图10a的螺杆轮廓。
图11a1示出了根据现有技术的具有数量为Z=3的凹槽的螺杆轮廓，图11a2示出了图11a1的螺杆螺纹棱面（圆弧6）周围细节的放大图，图11b1示出了处于偏心位移的来自图11a1的螺杆轮廓，并且图11b2示出了图11b1的螺杆螺纹棱面（圆弧6）周围细节的放大图。
图12a1示出了根据本发明的具有数量为Z=3的凹槽的螺杆轮廓，图12a2示出了图12a1的主螺纹棱面HK（圆弧6a）和副螺纹棱面NKi（圆弧6）周围的细节放大图，图12b1示出了处于偏心位移的图12a的螺杆轮廓，并且图12b2示出了图12b1的主螺纹棱面HK（圆弧6a）和副螺纹棱面NKi（圆弧6）周围的细节放大图。
图13a1示出了根据现有技术的具有数量为Z=4的凹槽的螺杆轮廓，图13a2示出了螺杆螺纹棱面（圆弧6）周围的细节的放大图，并且图13b1示出了处于偏心位移的图13a1的螺杆轮廓，并且图13b2示出了图13b1的螺杆螺纹棱面（圆弧6）周围的细节的放大图。
图14a1示出了根据本发明的具有数量为Z=4的凹槽的螺杆轮廓，图14a2示出了图14a1的主螺纹棱面HK（圆弧6a）和副螺纹棱面NKi（圆弧6）周围的细节放大图，图14b1示出了处于偏心位移的图14a1的螺杆轮廓，并且图14b2示出了图14b1的主螺纹棱面HK（圆弧6a）和副螺纹棱面NKi（圆弧6）周围的细节放大图。
图15示出了根据本发明的螺杆轮廓作为一对两个相同的螺杆轮廓，其具有来自图2b的数量为Z=1的凹槽。
图16示出了根据本发明的螺杆轮廓作为一对两个相同的螺杆轮廓，其具有来自图6b的数量为Z=2的凹槽。
图17示出了根据本发明的螺杆轮廓作为一对两个相同的螺杆轮廓，其具有来自图12b的数量为Z=3的凹槽。
图18示出了根据本发明的螺杆轮廓作为一对两个相同的螺杆轮廓，其具有来自图14b的数量为Z=4的凹槽。
图19示出了根据来自图16的本发明的螺杆轮廓作为一对输送元件。
图20示出了来自图5a中的具有数量为Z=2的凹槽的螺杆轮廓，作为一对两个相同的螺杆轮廓。
具体实施方式
图1至14基本上具有相同的结构，这将在下面详细描述。每个图都有构造点K1，x/y坐标系的原点也位于构造点K1中。除了构造点K1之外，图还可以具有构造点K2，并且另外，还可以具有构造点K3。螺杆轮廓的圆弧由粗实线标识，粗实线提供有相应的圆弧编号。圆弧是逆时针方向连续编号的，也就是说具有数学上的正方向意义。在这方面，当圆弧以数学上正的方向穿过时，圆弧的起点是圆弧的第一个点，且终点是圆弧的最后一个点。圆弧的中心由小圆表示。圆弧的中心由细实线连接到相关联的圆弧的起点和终点两者。无量纲螺杆外半径RA由细虚线表示，其数值在图中右下方被作为四个有效位数报告。无量纲外壳内半径RG由细实线表示，其数值同样在图右下方被作为四个有效位数报告。在图的右侧，对于每个圆弧，相关联的无量纲半径R、相关联的中心角α、圆弧中心M的相关联的无量纲的x坐标Mx、和圆弧中心M的相关联的无量纲y坐标My、和圆弧起点AP的相关联的无量纲x坐标Ax以及圆弧起点AP的相关联的无量纲y坐标Ay在每种情况下都被作为四个有效位数报告。该信息清楚地定义了螺杆轮廓。此外，在这些图的每一个中，报告了无量纲的螺杆外半径RA和无量纲的外壳内半径RG。
图15至图18每一者中报告的是无量纲外壳内半径RG，并且图20中报告的是无量纲参考外壳内半径RFRG和无量纲参考螺杆外半径RFRA。
在图15和17的每一者中，对于左手侧和右手侧螺杆轮廓两者，圆弧以数学上正的方式连续编号，并且在图16和18的每一者中，对于左手侧螺杆轮廓，圆弧以数学上正的方式连续编号，并且对于右手侧螺杆轮廓，圆弧以数学上负的方式连续编号。
图1a：图1a示出了根据现有技术的具有数量为Z=1的凹槽的螺杆轮廓。无量纲螺杆外半径RA=0.61。无量纲外壳内半径为RG=0.66。构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。
该实施例是不利的，因为外壳和螺杆螺纹棱面（圆弧2）之间的间隙是大的，其结果是外壳清洁不良。
图1b：图1b中的螺杆轮廓是通过使来自图1a中的螺杆轮廓移位获得的。实现该移位，使得对应于圆弧3的起点的圆弧2的终点、构造点K1和构造点K2位于一条直线上。构造点K2位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。圆弧2的对应于圆弧3的起点的终点位于无量纲螺杆外半径RA上。无量纲螺杆外半径RA=0.65。无量纲外壳内半径为RG=0.66。
与根据图1a的实施例相比，该实施例在外壳和圆弧2的终点之间具有窄的间隙，这导致外壳的良好清洁。然而，该实施例是不利的，因为外壳和螺杆螺纹棱面（圆弧2）之间的间隙不是恒定的，并且这导致外壳和螺杆螺纹棱面（圆弧2）之间的取决于旋转方向的会聚或发散通道。当螺杆轮廓围绕构造点K2顺时针旋转时，聚合物块被压入外壳和螺杆螺纹棱面（圆弧2）之间的会聚通道中，其结果是大的压缩力作用在螺杆元件上，该压缩力能够将螺杆元件移动足够远离开旋转点DP1，使得螺杆元件与外壳和/或直接相邻的螺杆元件接触，并且这导致螺杆元件的机械磨损。
图2a：图2a示出了根据本发明的闭合螺杆轮廓，其具有数量为Z=1的凹槽并且由5个圆弧组成。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径RA=0.61。副螺纹棱面NKi（圆弧2）相对于外壳的无量纲间隙为C_NK=0.05。
螺杆轮廓包括构造点K1，该构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。螺杆轮廓关于构造点K1不是轴对称或点对称的。构造点K1是圆弧2的中心。圆弧2具有无量纲半径R_2=0.61，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_2=0.8186 ≈46.9°。圆弧2表示副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和2a具有到构造点K1的较小距离。构造点K1是圆弧4的中心。圆弧4具有无量纲半径R_4=0.39，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_4=1.9217 ≈ 110.1°。圆弧4代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和3到构造点K1具有更大的距离。
螺杆轮廓包括构造点K2，该构造点K2不与构造点K1重合，并且位于螺杆轮廓内，并且还位于一圆内，该圆的中心是构造点K1，并且该圆的无量纲半径与无量纲芯半径R1相同。螺杆轮廓关于构造点K2不是轴对称或点对称的。构造点K2是圆弧2a的中心。圆弧2a具有无量纲半径R_2a=0.65，其略小于无量纲外壳内半径RG=0.66。中心角为α_2a=1.0799 ≈61.9°。圆弧2a代表主螺纹棱面HK，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧2和3到构造点K2具有较小距离。
构造点K2和构造点K1之间的距离是无量纲外壳内半径RG的近似0.121倍。凹槽的角平分线（圆弧4）与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为55.1°。构造点K1、构造点K2和圆弧1的中心位于一条线上。
圆弧1和3代表侧面。两个圆弧1和3的无量纲半径R_1和R_3分别为R_1=R_3=1.00。这两个圆弧的中心在每种情况下都不同于构造点K1和K2。
主螺纹棱面HK（圆弧2a）和副螺纹棱面NKi（圆弧2）彼此接触。主螺纹棱面HK和副螺纹棱面NKi各自通过侧面与凹槽分开。
图2b：图2b中的螺杆轮廓是通过使来自图2a中的螺杆轮廓移位获得的。实现该移位使得构造点K2位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径RA=0.65。圆弧2a具有无量纲半径R_2a=0.65，其与无量纲螺杆外半径RA相同。主螺纹棱面HK（圆弧2a）相对于外壳的无量纲间隙为C_HK=0.01。构造点K1、构造点K2和圆弧1的中心位于一条线上。
该实施例是有利的，因为它在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧2a）之间具有恒定的窄间隙，这导致外壳的良好清洁。该实施例还因为外壳和主螺纹棱面HK（圆弧2）之间的会聚或发散通道（取决于旋转方向）的长度显著小于根据图1b的实施例而是有利的。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧2a）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图3a：图3a示出了根据本发明的闭合螺杆轮廓，其具有数量为Z=1的凹槽并且由5个圆弧组成。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径RA=0.61。副螺纹棱面NKi（圆弧2）相对于外壳的无量纲间隙为C_NK=0.05。
螺杆轮廓包括构造点K1，该构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。螺杆轮廓关于构造点K1不是轴对称或点对称的。构造点K1是圆弧2的中心。圆弧2具有无量纲半径R_2=0.61，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_2=0.6946 ≈39.8°。圆弧2表示副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和2a到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧4的中心。圆弧4具有无量纲半径R_4=0.39，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_4=1.9217 ≈ 110.1°。圆弧4代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和3到构造点K1具有更大的距离。
螺杆轮廓包括构造点K2，该构造点K2不与构造点K1重合，并且位于螺杆轮廓内，并且还位于一圆内，该圆的中心是构造点K1，并且该圆的无量纲半径是无量纲芯半径RI。螺杆轮廓关于构造点K2不是轴对称或点对称的。构造点K2是圆弧2a的中心。圆弧2a具有无量纲半径R_2a=0.65，其略小于无量纲外壳内半径RG=0.66。中心角为α_2a=1.1594 ≈ 66.4°。圆弧2a代表主螺纹棱面HK，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧2和3到构造点K2具有较小距离。
构造点K2和构造点K1之间的距离是外壳内半径RG的近似0.091倍。凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为35.0°。构造点K1和圆弧1的中心之间的线以及构造点K2和圆弧3的起点之间的线近似平行。
圆弧1和3代表侧面。两个圆弧的半径分别为R_1=R_3=1.00。这两个圆弧的中心在每种情况下都不同于构造点K1和K2。
主螺纹棱面HK（圆弧2a）和副螺纹棱面NKi（圆弧2）彼此接触。主螺纹棱面和副螺纹棱面NKi各自通过侧面与凹槽分开。
图3b：图3b中的螺杆轮廓是通过使来自图3a的螺杆轮廓移位获得的。实现该位移使得构造点K2位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径为RA=0.65。圆弧2a具有无量纲半径R_2a=0.65，其等于无量纲螺杆外半径RA。主螺纹棱面HK（圆弧2a）相对于外壳的无量纲间隙为C_HK=0.01。
该实施例是有利的，因为它在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧2a）之间具有恒定的窄间隙，这导致外壳的良好清洁。该实施例也是有利的，因为外壳和副螺纹棱面NKi（圆弧2）之间的会聚或发散通道（取决于旋转方向）的长度基本上小于根据图1b的实施例。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧2a）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图4a：图4a示出了根据本发明的闭合螺杆轮廓，其具有数量为Z=1的凹槽并且由5个圆弧组成。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径为RA=0.61。副螺纹棱面NKi（圆弧2）相对于外壳的无量纲间隙为C_NK=0.05。这里，圆弧1的中心与圆弧3的起点相同。
螺杆轮廓包括构造点K1，该构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。螺杆轮廓关于构造点K1不是轴对称或点对称的。构造点K1是圆弧2的中心。圆弧2具有半径R_2=0.61，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_2=0.5238 ≈ 30.0°。圆弧2表示副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和2a到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧4的中心。圆弧4具有无量纲半径R_4=0.39，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_4=1.9217 ≈ 110.1°。圆弧4代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和3到构造点K1具有更大的距离。
螺杆轮廓包括构造点K2，该构造点K2不与构造点K1重合，并且位于螺杆轮廓内，并且还位于一圆内，该圆的中心是构造点K1，并且该圆的无量纲半径是芯半径RI。螺杆轮廓关于构造点K2不是轴对称或点对称的。构造点K2是圆弧2a的中心。圆弧2a具有无量纲半径R_2a=0.65，其略小于无量纲外壳内半径RG=0.66。中心角为α_2a=1.2966 ≈ 74.3°。圆弧2a代表主螺纹棱面HK，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧2和3到构造点K2具有较小距离。
构造点K2和构造点K1之间的距离是无量纲外壳内半径RG的近似0.077倍。凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为15.0°。与图1a相比，圆弧3的大小和位置保持不变。
圆弧1和3代表侧面。两个圆弧的无量纲半径分别为R_1=R_3=1.00。这两个圆弧的中心在每种情况下都不同于构造点K1和K2。
主螺纹棱面HK（圆弧2a）和副螺纹棱面NKi（圆弧2）彼此接触。主螺纹棱面HK和副螺纹棱面NKi各自通过侧面与凹槽分开。
图4b：图4b中的螺杆轮廓是通过使来自图4a中的螺杆轮廓移位获得的。实现该位移使得构造点K2位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径为RA=0.65。圆弧2a具有半径R_2a=0.65，其与无量纲螺杆外半径RA相同。主螺纹棱面HK（圆弧2a）相对于外壳的无量纲间隙为C_HK=0.01。圆1的中心对应圆3的起点。
该实施例是有利的，因为它在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧2a）之间具有恒定的窄间隙，这导致外壳的良好清洁。该实施例还因为外壳和副螺纹棱面NKi（圆弧2）之间的会聚或发散通道（取决于旋转方向）的长度显著小于根据图1b的实施例而是有利。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧2a）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图5a：图5a示出了根据现有技术的具有数量为Z=2的凹槽的螺杆轮廓。无量纲螺杆外半径为RA=0.61。无量纲外壳内半径为RG=0.66。构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。
该实施例是不利的，因为外壳和第一螺纹棱面（圆弧2）之间以及还有外壳和第二螺纹棱面（圆弧6）之间的间隙是大的，其结果是外壳清洁不良。
图5b：图5b中的螺杆轮廓是通过使来自图5a的螺杆轮廓移位获得的。实现该移位使得圆弧8的角平分线与构造点K1和构造点K2之间的连接线之间的较小角度为135°。构造点K2位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。圆弧6的对应于圆弧7的起点的终点位于无量纲螺杆外半径RA上。无量纲螺杆外半径为RA=0.65。无量纲外壳内半径为RG=0.66。
与根据图5a的实施例相比，该实施例在外壳和圆弧6的终点之间具有窄的间隙，这导致外壳的良好清洁。然而，该实施例的缺点在于，外壳和第二螺纹棱面（圆弧6）之间的间隙不是恒定的，并且这导致外壳和第二螺纹棱面（圆弧6）之间的取决于旋转方向的会聚或发散通道。当螺杆轮廓围绕构造点K2顺时针旋转时，聚合物块被压入外壳和第二螺纹棱面（圆弧6）之间的会聚通道中，其结果是大的压缩力作用在螺杆元件上，该压缩力可以将螺杆元件移动足够远离开旋转点DP1，使得螺杆元件与外壳和/或直接相邻的螺杆元件接触，这导致螺杆元件的机械磨损。
图6a：图6a示出了根据本发明的闭合螺杆轮廓，其具有数量为Z=2的凹槽并且由9个圆弧组成。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径为RA=0.61。第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）相对于外壳的无量纲间隙分别为C_NK=0.05。
螺杆轮廓包括构造点K1，该构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。螺杆轮廓关于构造点K1不是轴对称或点对称的。构造点K1是圆弧2的中心。圆弧2具有无量纲半径R_2=0.61，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_2=0.3509 ≈20.1°。圆弧2代表副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和3到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧6的中心。圆弧6具有半径R_6=0.61，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_6=0.0001 ≈ 0.006°。圆弧6代表副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧5和6a到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧4的中心。圆弧4具有半径R_4=0.39，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_4=0.3509 ≈20.1°。圆弧4代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧3和5到构造点K1具有较大的距离。构造点K1是圆弧8的中心。圆弧8具有半径R_8=0.39，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_8=0.3509 ≈ 20.1°。圆弧8代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和7到构造点K1具有更大的距离。
螺杆轮廓包括构造点K2，该构造点K2不与构造点K1重合，并且位于螺杆轮廓内，并且还位于一圆内，该圆的中心是构造点K1，并且该圆的半径是无量纲芯半径。螺杆轮廓关于构造点K2不是轴对称或点对称的。构造点K2是圆弧6a的中心。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.65，其略小于无量纲外壳内半径RG=0.66。中心角为α_6a=0.3618 ≈ 20.7°。圆弧6a代表主螺纹棱面HK，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧6和7到构造点K2具有较小距离。
构造点K2和构造点K1之间的距离是无量纲外壳内半径RG的近似0.100倍。凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为135.0°，该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度。
圆弧1、3、5和7代表侧面。四个圆弧的无量纲半径分别为R_1=R_3=R_5=R_7=1.00。这四个圆弧的中心在每种情况下都不同于构造点K1和K2。
主螺纹棱面HK（圆弧6a）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）彼此接触。主螺纹棱面HK、第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）各自通过侧面与凹槽分开。
图6b：图6b中的螺杆轮廓是通过使来自图6a的螺杆轮廓移位获得的。实现该移位使得构造点K2位于外壳孔的中心M1中，并因此位于相关联的旋转点DP1。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径为RA=0.65。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.65，其与无量纲螺杆外半径RA相同。主螺纹棱面HK（圆弧6a）相对于外壳的无量纲间隙为C_HK=0.01。
该实施例是有利的，因为它在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间具有恒定的窄间隙，这导致外壳的良好清洁。该实施例也是有利的，因为与图5b相比，外壳和副螺纹棱面NKi（圆弧6）之间的会聚或发散通道（取决于旋转方向）的长度实际上等于零。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图7a：图7a示出了根据本发明的闭合螺杆轮廓，其具有数量为Z=2凹槽并且由9个圆弧组成。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径为RA=0.61。第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）相对于外壳的无量纲间隙分别为C_NK=0.05。
螺杆轮廓包括构造点K1，该构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。螺杆轮廓关于构造点K1不是轴对称或点对称的。构造点K1是圆弧2的中心。圆弧2具有无量纲半径R_2=0.61，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_2=0.3509 ≈20.1°。圆弧2表示副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和3到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧6的中心。圆弧6具有无量纲半径R_6=0.61，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_6=0.0837 ≈ 4.8°。圆弧6代表副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧5和6a到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧4的中心。圆弧4具有无量纲半径R_4=0.39，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_4=0.3509≈ 20.1°。圆弧4代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧3和5到构造点K1具有更大的距离。构造点K1是圆弧8的中心。圆弧8具有无量纲半径R_8=0.39，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_8=0.3509 ≈ 20.1°。圆弧8代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和7到构造点K1具有更大的距离。
螺杆轮廓包括构造点K2，该构造点K2不与构造点K1重合，并且位于螺杆轮廓内，并且还位于一圆内，该圆的中心是构造点K1，并且该圆的半径是无量纲芯半径RI。螺杆轮廓关于构造点K2不是轴对称或点对称的。构造点K2是圆弧6a的中心。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.65，其略小于无量纲外壳内半径RG=0.66。中心角为α_6a=0.2731 ≈ 15.6°。圆弧6a代表主螺纹棱面HK，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧6和7到构造点K2具有较小距离。
构造点K2和构造点K1之间的距离是无量纲外壳内半径RG的近似0.091倍。凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为135.0°，该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度。
圆弧1、3、5和7代表侧面。四个圆弧的半径分别为R_1=R_3=R_5=R_7=1.00。这四个圆弧的中心在每种情况下都不同于构造点K1和K2。
主螺纹棱面HK（圆弧6a）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）彼此接触。主螺纹棱面HK、第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）各自通过侧面与凹槽分开。
图7b：图7b中的螺杆轮廓是通过使来自图7a的螺杆轮廓移位而获得的。实现该移位使得构造点K2位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径为RA=0.65。圆弧6a的无量纲半径为R_6a=0.65，其与无量纲螺杆外半径RA相同。主螺纹棱面HK（圆弧6a）相对于外壳的无量纲间隙为C_HK=0.01。
该实施例是有利的，因为它在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间具有恒定的窄间隙，这导致外壳的良好清洁。该实施例也是有利的，因为外壳和副螺纹棱面NKi（圆弧6）之间的会聚或发散通道（取决于旋转方向）的长度显著小于根据图5b的实施例。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图8a：图8a示出了根据本发明的闭合螺杆轮廓，其具有数量为Z=2的凹槽并且由9个圆弧组成。外壳内半径为RG=0.61。无量纲螺杆外半径为RA=0.58。第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）相对于外壳的无量纲间隙为C_NK=0.03。
螺杆轮廓包括构造点K1，该构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。螺杆轮廓关于构造点K1不是轴对称或点对称的。构造点K1是圆弧2的中心。圆弧2具有无量纲半径R_2=0.58，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_2=0.5079 ≈29.1°。圆弧2代表副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和3到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧6的中心。圆弧6具有无量纲半径R_6=0.58，其与螺杆外半径RA相同。中心角为α_6=0.0320 ≈ 1.9°。圆弧6代表副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧5和6a到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧4的中心。圆弧4具有无量纲半径R_4=0.42，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_4=0.5079 ≈29.1°。圆弧4代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧3和5到构造点K1具有更大的距离。构造点K1是圆弧8的中心。圆弧8具有无量纲半径R_8=0.42，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_8=0.5079 ≈ 29.1°。圆弧8代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和7到构造点K1具有更大的距离。
螺杆轮廓包括构造点K2，该构造点K2不与构造点K1重合，并且位于螺杆轮廓内，并且还位于一圆内，该圆的中心是构造点K1，并且该圆的无量纲半径是无量纲芯半径RI。螺杆轮廓关于构造点K2不是轴对称或点对称的。构造点K2是圆弧6a的中心。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.60，其略小于外壳内半径RG=0.61。中心角为α_6a=0.4895 ≈ 28.0°。圆弧6a代表主螺纹棱面HK，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧6和7到构造点K2具有较小距离。
构造点K2和构造点K1之间的距离是外壳内半径RG的近似0.055倍。凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为135.0°，该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度。
圆弧1、3、5和7代表侧面。四个圆弧的无量纲半径分别为R_1=R_3=R_5=R_7=1.00。这四个圆弧的中心在每种情况下都不同于构造点K1和K2。
主螺纹棱面HK（圆弧6a）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）彼此接触。主螺纹棱面HK、第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）各自通过侧面与凹槽分开。
图8b：图8b中的螺杆轮廓是通过使来自图8a的螺杆轮廓移位获得的。实现该移位使得构造点K2位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1。无量纲外壳内半径为RG=0.61。无量纲螺杆外半径为RA=0.60。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.60，其与无量纲螺杆外半径RA相同。主螺纹棱面HK（圆弧6a）相对于外壳的无量纲间隙为C_HK=0.01。
该实施例是有利的，因为它在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间具有恒定的窄间隙，这导致外壳的良好清洁。该实施例也是有利的，因为外壳和副螺纹棱面NKi（圆弧6）之间的会聚或发散通道（取决于旋转方向）的长度基本上小于根据图5b的实施例。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图9a：图9a示出了根据本发明的闭合螺杆轮廓，其具有数量为Z=2的凹槽并且由10个圆弧组成。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径为RA=0.61。第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）相对于外壳的无量纲间隙为C_NK=0.05。
螺杆轮廓包括构造点K1，该构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。螺杆轮廓关于构造点K1不是轴对称或点对称的。构造点K1是圆弧2的中心。圆弧2具有无量纲半径R_2=0.61，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_2=0.0550 ≈3.2°。圆弧2表示副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧2a和3到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧6的中心。圆弧6具有无量纲半径R_6=0.61，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_6=0.0837 ≈ 4.8°。圆弧6代表副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧5和6a到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧4的中心。圆弧4的半径为R_4=0.39，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_4=0.3509 ≈20.1°。圆弧4代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧3和5到构造点K1具有更大的距离。构造点K1是圆弧8的中心。圆弧8具有半径R_8=0.39，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_8=0.3509 ≈ 20.1°。圆弧8代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和7到构造点K1具有更大的距离。
螺杆轮廓包括构造点K2，该构造点K2不与构造点K1重合，并且位于螺杆轮廓内，并且还位于一圆内，该圆的中心是构造点K1，并且该圆的无量纲半径是无量纲芯半径RI。螺杆轮廓关于构造点K2不是轴对称或点对称的。构造点K2是圆弧2a的中心。圆弧2a具有无量纲半径R_2a=0.564，其小于无量纲螺杆外半径RA=0.61。中心角为α_2a=0.3577 ≈ 20.5°。圆弧2a代表副螺纹棱面NKi，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和2到构造点K2具有较小距离，并且圆弧6a具有到构造点K2的较大距离。构造点K2是圆弧6a的中心。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.65，其略小于无量纲外壳内半径RG=0.66。中心角为α_6a=0.2731≈ 15.6°。圆弧6a代表主螺纹棱面HK，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧6和7到构造点K2具有较小距离，并且圆弧2a到构造点K2具有较小距离。
构造点K2和构造点K1之间的距离是无量纲外壳内半径RG的近似0.091倍。凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为135.0°，该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度。
圆弧1、3、5和7代表侧面。四个圆弧的无量纲半径分别为R_1=R_3=R_5=R_7=1.00。这四个圆弧的中心在每种情况下都不同于构造点K1和K2。
主螺纹棱面HK（圆弧6a）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）彼此接触。主螺纹棱面HK、第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）各自通过侧面与凹槽分开。
图9b：图9b中的螺杆轮廓是通过使来自图9a的螺杆轮廓移位获得的。实现该移位使得构造点K2位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径为RA=0.65。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.65，其等于无量纲螺杆外半径RA。主螺纹棱面HK（圆弧6a）相对于外壳的无量纲间隙为C_HK=0.01。
该实施例是有利的，因为它在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间具有恒定的窄间隙，这导致外壳的良好清洁。此外，该实施例是有利的，因为它在外壳和第一副螺纹棱面NK1（圆弧2a）之间具有恒定的间隙。该实施例也是有利的，因为外壳和副螺纹棱面NK（圆弧2）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）之间的会聚或发散通道（取决于旋转方向）的长度显著小于根据图5b的实施例。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图10a：图10a示出了根据本发明的闭合螺杆轮廓，其具有数量为Z=2的凹槽，并且由10个圆弧组成。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径为RA=0.61。第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）相对于外壳的间隙分别为C_NK=0.05。
螺杆轮廓包括构造点K1，该构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。螺杆轮廓关于构造点K1点对称。构造点K1是圆弧2的中心。圆弧2具有无量纲半径R_2=0.61，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_2=0.0837 ≈ 4.8°。圆弧2代表副螺纹棱面NK1，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧2a和3到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧6的中心。圆弧6具有无量纲半径R_6=0.61，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_6=0.0837 ≈ 4.8°。圆弧6代表副螺纹棱面NK2，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧5和6a到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧4的中心。圆弧4具有无量纲半径R_4=0.39，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_4=0.3509 ≈ 20.1°。圆弧4代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧3和5到构造点K1具有更大的距离。构造点K1是圆弧8的中心。圆弧8具有无量纲半径R_8=0.39，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_8=0.3509 ≈ 20.1°。圆弧8代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和7到构造点K1具有更大的距离。
螺杆轮廓包括构造点K2，该构造点K2不与构造点K1重合，并且位于螺杆轮廓内，并且还位于一圆内，该圆的中心是构造点K1，并且该圆的无量纲半径是无量纲芯半径RI。螺杆轮廓关于构造点K2不是轴对称或点对称的。构造点K2是圆弧6a的中心。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.65，其略小于无量纲外壳内半径RG=0.66。中心角为α_6a=0.2731 ≈ 15.6°。圆弧6a代表主螺纹棱面HK，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧6和7到构造点K2具有较小距离。
螺杆轮廓包括构造点K3，该构造点K3具有与构造点K2相同的到构造点K1的距离，并且其中构造点K1、K2和K3位于直线上，并且K1、K2和K3不相同。螺杆轮廓关于构造点K3不是轴对称或点对称的。构造点K3是圆弧2a的中心。圆弧2a具有无量纲半径R_2a=0.65，其略小于无量纲外壳内半径RG=0.66。中心角为α_2a=0.2731 ≈ 15.6°。圆弧2a代表副螺纹棱面NK3，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧2和3到构造点K3具有较小距离。
构造点K2和构造点K1之间的距离是无量纲外壳内半径RG的近似0.091倍。凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为135.0°，该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度。
圆弧1、3、5和7代表侧面。四个圆弧的无量纲半径分别为R_1=R_3=R_5=R_7=1.00。这四个圆弧的中心在每种情况下都不同于构造点K1和K2。
主螺纹棱面HK（圆弧6a）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）彼此接触。主螺纹棱面HK、第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）各自通过侧面与凹槽分开。
螺杆轮廓关于构造点K1不是轴对称的，但是是点对称的。以这种方式，螺杆轮廓可以特别容易地构造。
图10b：图10b中的螺杆轮廓是通过使来自图10a的螺杆轮廓移位获得的。实现该移位使得构造点K2位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1。无量纲外壳内半径为RG=0.66。无量纲螺杆外半径为RA=0.65。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.65，其与无量纲螺杆外半径RA相同。主螺纹棱面（圆弧6a）相对于外壳的无量纲间隙为C_HK=0.01。
该实施例是有利的，因为它在外壳和主螺纹棱面（圆弧6a）之间具有恒定的窄间隙，这导致外壳的良好清洁。该实施例还因为外壳和主螺纹棱面（圆弧6）之间的会聚或发散通道（取决于旋转方向）的长度显著小于根据图5b的实施例而是有利的。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图11a：图11a1示出了根据现有技术的具有数量为Z=3的凹槽的螺杆轮廓，并且图11a2示出了图11a1的圆弧6周围的细节的放大图。无量纲螺杆外半径为RA=0.54。无量纲外壳内半径为RG=0.584。构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。
该实施例是不利的，因为外壳和第一螺纹棱面（圆弧2）之间以及还有外壳和第二螺纹棱面（圆弧6）之间以及还有外壳和第三螺纹棱面（圆弧10）之间的间隙是大的，其结果是外壳清洁不良。
图11b：图11b1中的螺杆轮廓是通过使来自图11a1的螺杆轮廓移位获得的；图11b2示出了图11b1的圆弧6周围细节的放大图。实现该位移使得圆弧8的角平分线与构造点K1和构造点K2之间的连接线之间的较小角度为150°。构造点K2位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。圆弧6的与圆弧7的起点相对应的终点位于无量纲螺杆外半径RA上，圆弧6的起点不位于无量纲螺杆外半径RA上。无量纲螺杆外半径为RA=0.58。无量纲外壳内半径为RG=0.584。
与根据图11a1的实施例相比，该实施例在外壳和圆弧6的终点之间具有窄的间隙，这导致外壳的良好清洁。然而，该实施例的缺点在于，外壳和第二螺纹棱面（圆弧6）之间的间隙不是恒定的，并且这导致外壳和第二螺纹棱面（圆弧6）之间的取决于旋转方向的会聚或发散通道。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图12a：图12a1示出了根据本发明的闭合螺杆轮廓，其具有数量为Z=3的凹槽并且由13个圆弧组成，并且图12a2示出了图12a1的圆弧6和圆弧6a周围的细节的放大图。无量纲外壳内半径为RG=0.584。无量纲螺杆外半径为RA=0.54。第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）、第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）和第三副螺纹棱面NK3（圆弧10）相对于外壳的无量纲间隙分别为C_NK=0.044。
螺杆轮廓包括构造点K1，该构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。螺杆轮廓关于构造点K1不是轴对称或点对称的。构造点K1是圆弧2的中心。圆弧2具有无量纲半径R_2=0.54，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_2=0.2726 ≈15.6°。圆弧2代表副螺纹棱面NK1，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和3到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧6的中心。圆弧6具有无量纲半径R_6=0.54，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_6=0.0501 ≈ 2.9°。圆弧6代表副螺纹棱面NK2，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧5和6a到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧10的中心。圆弧10具有无量纲半径R_10=0.54，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_10=0.2726 ≈ 15.6°。圆弧10代表副螺纹棱面NK3，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧9和11到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧4的中心。圆弧4具有无量纲半径R_4=0.46，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_4=0.2726 ≈ 15.6°。圆弧4代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧3和5到构造点K1具有更大的距离。构造点K1是圆弧8的中心。圆弧8具有半径R_8=0.46，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_8=0.2726≈ 15.6°。圆弧8代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧7和9到构造点K1具有更大的距离。构造点K1是圆弧12的中心。圆弧12具有半径R_12=0.46，其与无量纲芯半径RI相同。中心角为α_12=0.2726 ≈ 15.6°。圆弧12代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和11到构造点K1具有更大的距离。
螺杆轮廓包括构造点K2，该构造点K2不与构造点K1重合，并且位于螺杆轮廓内，并且还位于一圆内，该圆的中心是构造点K1，并且该圆的无量纲半径是无量纲芯半径RI。螺杆轮廓关于构造点K2不是轴对称或点对称的。构造点K2是圆弧6a的中心。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.58，其略小于无量纲外壳内半径RG=0.584。中心角为α_6a=0.2282 ≈ 13.1°。圆弧6a代表主螺纹棱面HK，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧6和7到构造点K2具有较小距离。
构造点K2和构造点K1之间的距离是外壳内半径RG的近似0.073倍。凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为150.0°，该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度。
圆弧1、3、5、7、9和11代表侧面。六个圆弧的无量纲半径分别为R_1=R_3=R_5=R_7=R_9=R_11=1.00。这六个圆弧的中心在每种情况下都不同于构造点K1和K2。
主螺纹棱面HK（圆弧6a）和副螺纹棱面NK2（圆弧6）彼此接触。主螺纹棱面HK（圆弧6a）、第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）、第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）和第三副螺纹棱面NK3（圆弧10）各自通过侧面与凹槽分开。
图12b：图12b1中的螺杆轮廓是通过使来自图12a1的螺杆轮廓移位获得的；图12b2示出了图12b1的圆弧6和圆弧6a周围细节的放大图。实现该位移使得构造点K2位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1。外壳内半径为RG=0.584。无量纲螺杆外半径为RA=0.58。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.58，其与无量纲螺杆外半径RA相同。主螺纹棱面HK（圆弧6a）相对于外壳的无量纲间隙为C_HK=0.004。
该实施例是有利的，因为它在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间具有恒定的窄间隙，这导致外壳的良好清洁。该实施例也是有利的，因为外壳和主螺纹棱面（圆弧6）之间的会聚或发散通道（取决于旋转方向）的长度基本上小于根据图11b的实施例。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图13a：图13a1示出了根据现有技术的具有数量为Z=4的凹槽的螺杆轮廓，并且图13a2示出了图13a1的圆弧6周围的细节的放大图。无量纲螺杆外半径为RA=0.52。无量纲外壳内半径为RG=0.554。构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。
该实施例是不利的，因为外壳和第一螺纹棱面（圆弧2）之间以及还有外壳和第二螺纹棱面（圆弧6）之间以及还有外壳和第三螺纹棱面（圆弧10）之间以及还有外壳和第四螺纹棱面（圆弧14）之间的间隙是大的，其结果是外壳清洁不良。
图13b：图13b1中的螺杆轮廓是通过使来自图13a1的螺杆轮廓移位获得的；图13b2示出了图13b1的圆弧6周围细节的放大图。实现该位移使得圆弧8的角平分线与构造点K1和构造点K2之间的连接线之间的较小角度为157.5°。构造点K2位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。圆弧6的与圆弧7的起点相对应的终点位于无量纲螺杆外半径RA上，圆弧6的起点不位于无量纲螺杆外半径RA上。无量纲螺杆外半径为RA=0.55。无量纲外壳内半径为RG=0.554。
与根据图13a1的实施例相比，该实施例在外壳和圆弧6的终点之间具有窄的间隙，这导致外壳的良好清洁。然而，该实施例是不利的，因为外壳和第二螺纹棱面（圆弧6）之间的间隙不是恒定的，并且这导致外壳和第二螺纹棱面（圆弧6）之间的取决于旋转方向的会聚或发散通道。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图14a：图14a1示出了根据本发明的闭合螺杆轮廓，其具有数量为Z=4的凹槽，并且由17个圆弧组成；图14a2示出了图14a1的圆弧6和圆弧6a周围细节的放大图。无量纲外壳内半径为RG=0.554。螺杆外半径为RA=0.52。第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）、第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）、第三副螺纹棱面NK3（圆弧10）和第四副螺纹棱面NK4（圆弧14）相对于外壳的间隙分别为C_NK=0.034。
螺杆轮廓包括构造点K1，该构造点K1位于外壳孔的中心M1，并且因此位于相关联的旋转点DP1。螺杆轮廓关于构造点K1不是轴对称或点对称的。构造点K1是圆弧2的中心。圆弧2具有无量纲半径R_2=0.52，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_2=0.2289 ≈13.1°。圆弧2代表副螺纹棱面NK1，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和3到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧6的中心。圆弧6具有无量纲半径R_6=0.52，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_6=0.0381 ≈ 2.2°。圆弧6代表副螺纹棱面NK2，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧5和6a到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧10的中心。圆弧10具有无量纲半径R_10=0.52，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_10=0.2289 ≈ 13.1°。圆弧10代表副螺纹棱面NK3，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧9和11到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧14的中心。圆弧14具有无量纲半径R_14=0.52，其与无量纲螺杆外半径RA相同。中心角为α_14=0.2289 ≈ 13.1°。圆弧14代表副螺纹棱面NK4，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧13和15到构造点K1具有较小距离。构造点K1是圆弧4的中心。圆弧4具有无量纲半径R_4=0.48，其与无量纲芯半径相同。中心角为α_4=0.2289 ≈ 13.1°。圆弧4代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧3和5到构造点K1具有更大的距离。构造点K1是圆弧8的中心。圆弧8具有无量纲半径R_8=0.48，其与无量纲芯半径相同。中心角为α_8=0.2289 ≈ 13.1°。圆弧8代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧7和9到构造点K1具有更大的距离。构造点K1是圆弧12的中心。圆弧12具有无量纲半径R_12=0.48，其与无量纲芯半径相同。中心角为α_12=0.2289 ≈ 13.1°。圆弧12代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧11和13到构造点K1具有更大的距离。构造点K1是圆弧16的中心。圆弧16具有无量纲半径R_16=0.48，其与无量纲芯半径相同。中心角为α_16=0.2289 ≈ 13.1°。圆弧16代表凹槽，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧1和15到构造点K1具有更大的距离。
螺杆轮廓包括构造点K2，该构造点K2不与构造点K1重合，并且位于螺杆轮廓内，并且还位于一圆内，该圆的中心是构造点K1，并且该圆的无量纲半径是无量纲芯半径。螺杆轮廓关于构造点K2不是轴对称或点对称的。构造点K2是圆弧6a的中心。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.55，其略小于无量纲外壳内半径RG=0.554。中心角为α_6a=0.1950 ≈ 11.2°。圆弧6a代表主螺纹棱面HK，因为除了公共接触点之外，两个直接相邻的圆弧6和7到构造点K2具有较小距离。
构造点K2和构造点K1之间的无量纲距离是无量纲外壳内半径RG的近似0.051倍。凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为157.5°，该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度。
圆弧1、3、5、7、9、11、13和15代表侧面。八个圆弧的无量纲半径分别为R _ 1=R _ 3=R _ 5=R _ 7=R _ 9=R _ 11=R _ 13=R _ 15=1.00。这八个圆弧的中心在每种情况下都不同于构造点K1和K2。
主螺纹棱面HK（圆弧6a）和第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）彼此接触。主螺纹棱面HK、第一副螺纹棱面NK1（圆弧2）、第二副螺纹棱面NK2（圆弧6）、第三副螺纹棱面NK3（圆弧10）和第四副螺纹棱面NK4（圆弧14）各自通过侧面与凹槽分开。
图14b：图14b1中的螺杆轮廓是通过使来自图14a的螺杆轮廓移位获得的；图14b2示出了图14b1的圆弧6和圆弧6a周围细节的放大图。实现该移位使得构造点K2位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1。无量纲外壳内半径为RG=0.554。无量纲螺杆外半径为RA=0.55。圆弧6a具有无量纲半径R_6a=0.55，其与无量纲螺杆外半径RA相同。主螺纹棱面HK（圆弧6a）相对于外壳的无量纲间隙为C_HK=0.004。
该实施例是有利的，因为它在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间具有恒定的窄间隙，这导致外壳的良好清洁。该实施例还因为外壳和主螺纹棱面（圆弧6）之间的会聚或发散通道（取决于旋转方向）的长度基本上小于根据图13b的实施例而是有利的。因此，当顺时针旋转时，在外壳和主螺纹棱面HK（圆弧6a）之间产生会聚通道，并且当逆时针旋转时，产生发散通道。
图1至14示出了具有从1直到4并且包括4的凹槽数量Z的螺杆轮廓，其中螺杆轮廓的无量纲螺杆外半径RA具有不同的离散值。根据本发明的螺杆元件不限于这些螺杆外半径的离散值。如果构造点K1位于外壳孔的中心M1并因此位于相关联的旋转点DP1，则具有数量为1的凹槽或数量为2的凹槽的螺杆轮廓可以具有在RA=0.57至RA=0.67范围内、优选在RA=0.59至RA=0.65范围内的无量纲螺杆外半径，如果构造点K1位于外壳孔的中心M1并因此位于相关联的旋转点DP1，则具有数量为3的凹槽的螺杆轮廓可以具有在RA=0.515至RA=0.56范围内、优选在RA=0.525至RA=0.55范围内的螺杆外半径。如果构造点K1位于外壳孔的中心M1并因此位于相关联的旋转点DP1，则具有数量为4的凹槽的螺杆轮廓可以具有在RA=0.51至RA=0.535范围内、优选在RA=0.515至RA=0.53范围内的螺杆外半径。
如果构造点K1位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1，则无量纲螺杆外半径RA比无量纲外壳内半径RG小0.2%至10%、优选0.4%至7.5%、特别优选0.6%至5%、非常特别优选近似0.8%至2.5%。也就是说，如果构造点K1位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1，则副螺纹棱面NKi和外壳之间的无量纲间隙C_NK是无量纲外壳内半径RG的0.2%至10%、优选0.4%至7.5%、特别优选0.6%至5%、非常特别优选近似0.8%至2.5%。在多个副螺纹棱面NK1至NKn的情况下，这些副螺纹棱面可以具有相同或不同的无量纲间隙C_NK。
如果构造点K2位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1，则无量纲螺杆外半径RA比无量纲外壳内半径RG小0.1%至3.2%、优选0.2%至2.6%、特别优选0.3%至2.0%、非常特别优选约0.4%至1.4%。也就是说，如果构造点K2位于外壳孔的中心M1，并因此位于相关联的旋转点DP1，则主螺纹棱面HK和外壳之间的无量纲间隙C_HK是无量纲外壳内半径RG的0.1%至3.2%、优选0.2%至2.6%、特别优选0.3%至2.0%、非常特别优选近似0.4%至1.4%。
构造点K2距构造点K1的距离和凹槽的角平分线（该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度）与K1和K2之间的连接线之间的较小角度使得有可能使主螺纹棱面HK的位置和其中心角的大小以及因此螺杆轮廓或具有该螺杆轮廓的螺杆元件适应双轴螺杆机中的加工任务。因此，例如，在根据图6a的轮廓的情况下，所述距离（0.1倍外壳内半径）和凹槽的角平分线（该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度）与K1和K2之间的连接线之间的较小的角度（135°）已经被选择成使得圆弧6几乎不再存在。在图7a中，K1和K2之间的距离已经减小到外壳内半径的0.091倍，其结果是圆弧6的中心角增加，并且代表主螺纹棱面HK的圆弧6a的中心角减小。在图6a中，如果K1和K2之间的距离增加到超过外壳内半径的0.1倍，则圆弧6将从螺杆轮廓完全消失。在这种情况下，将必须确定圆弧5和6a之间的交点，以便能够确定圆弧5和6a的中心角。对于具有数量为Z=3的凹槽或数量为Z=4的凹槽的螺杆轮廓，上述内容类似地适用。
如果螺杆轮廓具有由以构造点K2或构造点K3为中心的圆弧形成的副螺纹棱面NKi，则构造点K2或构造点K3的位置以及形成副螺纹棱面NKi的圆弧的半径使得副螺纹棱面NKi能够适应双轴螺杆机的加工任务。在图9a中，以构造点K2为中心的圆弧2a形成对应的副螺纹棱面NKi。在图9a中，如果圆弧2a的半径减小，则圆弧2a的中心角将会增大。在圆弧2a的半径足够小的情况下，圆弧2将从螺杆轮廓完全消失。在这种情况下，为了能够确定圆弧2a和3的中心角，将必须确定圆弧2a和3之间的交点。在图10a中，以构造点K3为中心的圆弧2a形成对应的副螺纹棱面NKi。在图10a中，如果圆弧2a的半径减小，则圆弧2a的中心角将会增大。在圆弧2a的半径足够小的情况下，圆弧2将从螺杆轮廓完全消失。在这种情况下，将必须确定圆弧1和2a之间的交点，以便能够确定圆弧1和2a的中心角。
图1至14示出了具有数量为Z=1直至Z=4且包括Z=4的凹槽的螺杆轮廓，其中螺杆轮廓的构造点K1和K2之间的距离具有不同的离散值。根据本发明的螺杆元件不限于这些离散值。从构造点K1到构造点K2的距离是无量纲外壳内半径RG的0.2%至20%、优选0.4%至15%、特别优选0.6%至10%、并且非常特别优选0.8%至5%。
图1至14示出了具有数量为Z=1直至Z=4且包括Z=4的凹槽的螺杆轮廓，其中螺杆轮廓在凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小的角度具有不同的离散值，其位于槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度。根据本发明的螺杆元件不限于这些离散值。在凹槽的数量为Z=1时，凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度在0°至90°的范围内、优选在45°至70°的范围内、且特别优选为近似55°。在凹槽的数量为Z=2时，凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度在110°至160°的范围内、优选在125°至145°的范围内、且特别优选近似为135°，该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度。在凹槽数量为Z=3时，凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度在130°至170°的范围内、优选在140°至160°的范围内、且特别优选在近似150°的范围内，该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度。在凹槽的数量为Z=4时，凹槽的角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度在140°至175°的范围内、优选在150°至165°的范围内、且特别优选近似为157.5°，该凹槽的位于凹槽的角平分线上的圆弧点与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度。
图1至14示出了具有数量为Z=1直至Z=4且包括Z=4的凹槽的螺杆轮廓，其中螺杆轮廓形成凹槽的圆弧的中心角具有不同的离散值。根据本发明的螺杆元件不限于这些离散值。在数量为Z=1的凹槽时，形成凹槽的圆弧具有90°至150°、优选为95°至140°、特别优选为100°至130°的中心角。在数量为Z=2的凹槽时，形成凹槽的圆弧各自具有5°至50°、优选10°至40°、特别优选15°至30°的中心角。在数量为Z=3的凹槽时，形成凹槽的圆弧各自具有3°至30°、优选为6°至24°、特别优选为9°至18°的中心角。在数量为Z=4的凹槽时，形成凹槽的圆弧各自具有2°至20°、优选为4°至16°、特别优选为6°至12°的中心角。
图1至14示出了具有数量为Z=1直至Z=4且包括Z=4的凹槽的螺杆轮廓，其中形成主螺纹棱面HK的圆弧的中心角具有不同的离散值。根据本发明的螺杆元件不限于这些离散值。例如，在第一种情况下，主螺纹棱面HK的两个相邻圆弧中的一者可以是副螺纹棱面NKi。在第二种情况下，例如，主螺纹棱面HK的两个直接相邻的圆弧都不是副螺纹棱面NKi。在第一种情况下，在凹槽数量为Z=1时，形成主螺纹棱面HK的圆弧具有10°至150°、优选30°至140°、特别优选50°至130°的中心角。在第二种情况下，在凹槽数量为Z=1的情况下，形成主螺纹棱面HK的圆弧具有90°至150°、优选为95°至140°特别优选为100°至130°的中心角。在第一种情况下，在凹槽数量为2时，形成主螺纹棱面HK的圆弧具有5°至50°、优选10°至40°、特别优选15°至30°的中心角。在第二种情况下，在凹槽数量为2时，形成主螺纹棱面HK的圆弧具有5°至50°、优选10°至40°、特别优选15°至30°的中心角。在第一种情况下，在凹槽数量为3时，形成主螺纹棱面HK的圆弧具有3°至30°、优选为6°至24°、特别优选为9°至18°的中心角。在第二种情况下，在凹槽数量为3时，形成主螺纹棱面HK的圆弧具有3°至30°、优选为6至24°、特别优选为9°至18°的中心角。在第一种情况下，在凹槽数量为4时，形成主螺纹棱面HK的圆弧具有2°至20°、优选为4°至16°、特别优选为6°至12°的中心角。在第二种情况下，在凹槽数量为4时，形成主螺纹棱面HK的圆弧具有2°至20°、优选为4°至16°、特别优选为6°至12°的中心角。
图1至图14示出了具有数量为Z=1直至Z=4且包括Z=4的凹槽的螺杆轮廓，其中形成副螺纹棱面NK1至NKn的圆弧的中心角具有不同的离散值。根据本发明的螺杆元件不限于这些离散值。例如，在第一种情况下，副螺纹棱面NKi的两个直接相邻的圆弧中的一者可以是主螺纹棱面HK。在第二种情况下，可能是这样的情况，例如，副螺纹棱面NKi的两个直接相邻的圆弧都不是主螺纹棱面HK。在第一种情况下，在凹槽数量为Z=1时，形成副螺纹棱面NKi的圆弧的中心角大于0°至140°，优选大于0°至110°，特别优选大于0°至80°。在第一种情况下，在凹槽数量为Z=2时，形成副螺纹棱面NKi的圆弧具有大于0°至45°、优选大于0°至30°、特别优选大于0°至15°的中心角。在第二种情况下，在凹槽数量为Z=2时，形成副螺纹棱面NKi的圆弧具有5至50°、优选为10至40°、特别优选为15至30°的中心角。在第一种情况下，在凹槽数量为Z=3时，形成副螺纹棱面NKi的圆弧具有大于0°至27°、优选大于0°至18°、特别优选大于0°至9°的中心角。在第二种情况下，在凹槽数量为Z=3时，形成副螺纹棱面NKi的圆弧具有3至30°、优选为6至24°、特别优选为9至18°的中心角。在第一种情况下，在凹槽数量为Z= 4时，形成副螺纹棱面NKi的圆弧具有大于0°至18°、优选大于0°至12°、特别优选大于0°至6°的中心角。在第二种情况下，在凹槽数量为Z=4时，形成副螺纹棱面NKi的圆弧具有2至20°、优选为4至16°、特别优选为6至12°的中心角。
图15：示出了根据本发明的螺杆轮廓，其具有来自图2b的数量为Z=1的凹槽，作为一对两个相同的螺杆轮廓。图15是通过复制来自图2b中的外壳和螺杆轮廓的圆弧1、2、2a、3和4并在正x轴方向上将副本移位轴向距离而获得的。复制和移位的圆弧被给予标记1’、2’、2a’、3’和4’。左手螺杆轮廓的圆弧2a没有被右手螺杆轮廓清洁。右手螺杆轮廓的圆弧2a’没有被左手螺杆轮廓清洁。螺杆轮廓没有完全的自清洁。
图16：示出了根据本发明的螺杆轮廓，其具有来自图6b的数量为Z=2的凹槽，作为一对两个相同的螺杆轮廓。图16是这样获得的：通过复制来自图6b的外壳，并将其沿正x轴方向移位轴向距离，以及通过复制来自图6b的螺杆轮廓的圆弧1、2、3、4、5、6、6a、7和8，在x轴上的点K2处镜像所复制的圆弧，并在点K2中顺时针旋转90°，并将这些副本在正x轴方向上移位所述轴向距离。复制和移位的圆弧被给予标记1’、2’、3’、4’、5’、6’、6a’、7’和8’。左手螺杆轮廓的圆弧6a没有被右手螺杆轮廓清洁。右手螺杆轮廓的圆弧6a’没有被左手螺杆轮廓清洁。螺杆轮廓没有完全的自清洁。
图17：示出了根据本发明的螺杆轮廓，其具有来自图12b的数量为Z=3的凹槽，作为一对两个相同的螺杆轮廓。图17是通过复制来自图12b中的外壳和螺杆轮廓的圆弧1、2、3、4、5、6、6a、7、8、9、10、11和12并将副本在正x轴方向上移位该轴向距离而获得的。复制和移位的圆弧被给定的标识1’、2’、3’、4’、5’、6’、6a’、7’、8’、9’、10’、11’和12’。左手螺杆轮廓的圆弧6a没有被右手螺杆轮廓清洁。右手螺杆轮廓的圆弧6a’没有被左手螺杆轮廓清洁。螺杆轮廓没有完全的自清洁。
图18：示出了根据本发明的螺杆轮廓，其具有来自图14b的数量为Z=4的凹槽，作为一对两个相同的螺杆轮廓。图18是这样获得的：通过复制来自图14b的外壳并将其在正x轴方向上移位一段轴向距离，以及复制来自图14b中螺杆轮廓的圆弧1、2、3、4、5、6、6a、7、8、9、10、11、12、13、14、15和16，在x轴上的点K2处镜像所复制的圆弧并在点K2处顺时针旋转135°，并将这些副本在正x轴方向上移位该轴向距离。复制和移位的圆弧被给予标识1’、2’、3’、4’、5’、6’、6a’、7’、8’、9’、10’、11’、12’、13’、14’、15’和16’。左手螺杆轮廓的圆弧6a没有被右手螺杆轮廓清洁。右手螺杆轮廓的圆弧6a’没有被左手螺杆轮廓清洁。螺杆轮廓没有完全的自清洁。
图19：示出了根据图16的本发明的螺杆轮廓，其呈一对具有旋转轴线D1和D2的输送元件的形式，它们彼此之间处于无量纲轴向距离A，并且位于驱动轴AW1和驱动轴AW2上的同一高度处。无量纲外壳内半径为RG=0.66，并且无量纲螺杆外半径RA=0.65。输送元件的主螺纹棱面HK和外壳内壁之间的无量纲间隙为C_HK=0.01。输送元件的无量纲长度是无量纲轴向距离A的1.2倍。输送元件的无量纲节距为T=1.2，其中，无量纲节距被理解为意指螺杆轮廓旋转6.2832=360°的角度所需的轴向长度与轴向距离a的商。外壳通过在两个输送元件的左侧和右侧上用阴影线图示。在两个输送元件的表面上还图示了可能的计算网格，其可以用于计算双轴和多轴挤出机中的流动。对于驱动轴AW（诸如，驱动轴AW1或驱动轴AW2）和螺杆元件之间的力配合，可以使用榫槽系统或多个互锁齿的布置。多个互锁齿的布置可以构造为梯形或波浪形，并且分别对称或不对称。
作为替代，来自图16的根据本发明的螺杆轮廓也可以呈一对捏合元件或一对混合元件的形式。
如已知的，输送元件的特征在于（例如参见[1]，第227-248页），螺杆轮廓在轴向方向上具有连续的螺旋圈和连续部分。在这种情况下，输送元件可以是右旋或左旋的。输送元件的节距优选位于在轴向距离的0.1至10倍的范围内，并且输送元件的轴向长度优选在轴向距离的0.1至10倍的范围内。
如已知的，捏合元件的特征在于（例如参见[1]，第227-248页），螺杆轮廓以捏合盘的形式在轴向方向上以偏移的方式连续。揉捏盘的布置可以是右旋的、或左旋的或中立的。捏合盘的轴向长度优选地位于轴向距离的0.05至10倍的范围内。两个相邻捏合盘之间的轴向距离优选在轴向距离的0.002至0.1倍的范围内。
如已知的（例如参见[1]，第227-248页），混合元件是由在螺杆螺纹棱面上设有孔口的输送元件形成的。混合元件可以是右旋或左旋的。它们的节距优选位于轴向距离的0.1至10倍的范围内，并且元件的轴向长度优选在轴向距离的0.1至10倍的范围内。孔口优选具有u形或v形凹槽的形式，所述凹槽优选反向输送或轴向平行布置。
驱动轴AW上由输送元件和/或捏合元件和/或混合元件组成的螺杆元件的序列被称为螺旋构型。驱动轴AW上的所有螺杆元件和驱动轴AW本身一起形成螺杆轴SW。第一驱动轴表示为AW1，并且第一螺杆轴表示为SW1。第二驱动轴表示为AW2，并且第二螺杆轴表示为SW2。
根据本发明的螺杆轮廓尤其可以特别容易地从关于构造点K1轴对称的参考轮廓获得。这种轴对称参考轮廓的特征在于
● 这种轴对称参考轮廓的无量纲芯半径RG、凹槽的数量Z和无量纲外半径RA对应于根据本发明的螺杆轮廓的无量纲芯半径RG、凹槽的数量Z和无量纲外半径RA，并且
● 这种轴对称参考轮廓的构造点K1与根据本发明的螺杆轮廓的构造点K1相同，
● 在奇数Z个凹槽的情况下，这种轴对称参考轮廓相对于x轴或y轴是轴对称的，
● 在偶数Z凹槽的情况下，这种轴对称参考轮廓相对于x轴和y轴是轴对称的，并且
● 两个相似的轴对称参考轮廓成对精确地彼此清洁
○ 如果这些轴对称参考轮廓具有对应于轴向距离A的参考距离RFA，并且
○ 如果在奇数Z个凹槽的情况下，这些轴对称参考轮廓没有在它们相应的参考旋转轴线RFD1和RFD2上相对于彼此旋转，并且
○ 如果在偶数Z个凹槽的情况下，这些轴对称参考轮廓在它们相应的参考旋转轴线RFD1和RFD2上相对于彼此旋转π/Z=180°/Z的角度，并且
○ 如果这些轴对称参考轮廓在它们相应的参考旋转轴线RFD1和RFD2上以相同速度和相同的旋转方向旋转。
因此，
- 图1a示出了参考轮廓，该参考轮廓关于构造点K1是轴对称的，并且对于根据图2a、图3a或图4a的根据本发明的螺杆轮廓具有数量为Z=1的凹槽。
- 图5a示出了参考轮廓，该参考轮廓关于构造点K1是轴对称的，并且对于根据图6a、图7a、图9a或图10a的根据本发明的螺杆轮廓具有数量为Z=2的凹槽。
- 图11a示出了参考轮廓，该参考轮廓关于构造点K1是轴对称的，并且对于根据图12a的根据本发明的螺杆轮廓具有数量为Z=3的凹槽。
- 图13a示出了参考轮廓，该参考轮廓关于构造点K1是轴对称的，并且对于根据图14a的根据本发明的螺杆轮廓具有数量为Z=4的凹槽。
- 图5a示出了参考轮廓，该参考轮廓关于构造点K1是轴对称的，并且对于根据图7a的根据本发明的螺杆轮廓具有数量为Z=2的凹槽。圆弧1至5、圆弧8和构造点K1分别相同。因此，轴对称参考轮廓和根据本发明的螺杆轮廓的无量纲芯半径RI、凹槽数量Z和无量纲外半径RA在每种情况下都是相同的大小。因此，轴对称参考轮廓的旋转点和根据本发明的螺杆轮廓的旋转点对应。
例如，为了将根据图5a的参考轮廓（其关于构造点K1是轴对称的）转换成根据图7a的根据本发明的螺杆轮廓，代表主螺纹棱面HK的圆弧6a必须插入圆弧6和7之间成为轴对称参考轮廓，有必要相应地调整圆弧6和7。圆弧6a的半径被选择成使得其等于无量纲外壳内半径RG=0.66减去无量纲间隙C_HK=0.01。圆弧6a的中心位于构造点K2。构造点K2的位置被选择成使得凹槽角平分线与K1和K2之间的连接线之间的较小角度为135.0°，其位于凹槽角平分线上的圆弧点的之间的较小角度与主螺纹棱面HK的最近点分开较小的曲线长度，并且构造点K1和K2之间的距离等于0.06。圆弧6的新终点由圆弧6a与旧圆弧6的交点产生。圆弧6a的起点与圆弧6的终点相同。圆上的点7的新起点由圆弧6a与旧圆弧7的交点产生。圆弧6a的终点与圆弧7的起点相同。现在分别已知的圆弧6、6a和7的起点、终点和中心使得有可能计算相应的中心角。
图20示出了一对参考轮廓，其具有数量为Z=2的凹槽。关于构造点K1轴对称的左手侧轴的参考轮廓对应于根据图5a所示的轴对称轮廓。右手轴的轴对称参考轮廓代表左手轴的参考轮廓的副本，并且因此同样是轴对称的，
● 其副本已在x轴上镜像，以及
● 其在x/y坐标系的原点处已经顺时针旋转π/2=180°/2=90°的角度，并且
● 其在正x方向上位移无量纲参考轴向距离RFA，该无量纲参考轴向距离RFA对应于无量纲轴向距离A。
借助于该过程，关于构造点K1轴对称的左手轴的参考轮廓的圆弧1已经被转换成右手轴的轴对称参考轮廓的圆弧1’。这同样类似地适用于圆弧2至8，圆弧2’至8’从圆弧2’至8’产生。构造点K1与旋转参考点RFD1相同。在正x方向上偏移参考轴向距离的构造点K1’与旋转参考点RFD2相同。如果轴对称参考轮廓在其相应的参考旋转轴线RFD1和RFD2上以相同速度并以相同的旋转方向旋转，则左手轴和右手轴的轴对称参考轮廓成对地彼此清洁。
在图20中，参考螺杆外半径RFRA与参考外壳内半径RFRG=0.61相同。参考螺杆外半径RFRA比外壳内半径RG小0.2%至10%、优选0.4%至7.5%、特别优选0.6%至5%、非常特别优选0.8%至2.5%。
在给定的无量纲轴向距离A处，对应于无量纲参考轴向距离RFA，参考轮廓可以根据[1]第95至109页中公开的方法容易地构造。

Claims (16)

1.一种具有数量为Z的凹槽的螺杆元件，
适合于双轴螺杆机
具有两个在相同方向上并以相同速度旋转的螺杆轴SW1和SW2，其旋转轴线D1和D2处于轴向距离a处，并且
具有两个彼此穿透的圆形外壳孔，每个孔具有相同的外壳内半径rg，并且其孔中心M1和M2处于等于轴向距离a的距离，并且其孔中心M1和M2与所述螺杆轴SW1和SW2的相应旋转轴线D1和D2的横截面中心重合，
其中，所述螺杆元件具有螺杆轮廓，所述螺杆轮廓：
（1）形成闭合的凸线，
（2）仅由半径小于或等于轴向距离a的圆弧组成，其中直接相邻的圆弧具有不同的半径，
（3）具有位于所述螺杆轮廓内的第一构造点K1，
（4）关于所述构造点K1不是轴对称的，
（5）由至少4个圆弧组成，
（6）具有与所述构造点K1不重合的第二构造点K2，其中，所述构造点K2位于所述螺杆轮廓内，
（7）关于所述构造点K2不是点对称或轴对称的，
（8）具有旋转点DP，所述旋转点DP与所述孔中心M1或M2中的一者重合，并且位于从所述构造点K1到所述构造点K2的路径上，
（9）具有恰好一个主螺纹棱面HK，主螺纹棱面HK由仅一个圆弧形成，并且该圆弧的中心是构造点K2，并且其中，所述主螺纹棱面HK和与主螺纹棱面HK直接相邻的两个圆弧的接触点是所述螺杆轮廓的离所述构造点K2最远的一组点，
（10）具有至少一个凹槽，其中，一个凹槽由仅一个相应的圆弧形成，所述圆弧的中心是构造点K1，并且一个凹槽是半径与芯半径ri相同的圆弧，并且其中除了相应的公共接触点之外，分别与一个凹槽直接相邻的两个圆弧与构造点K1的距离大于该凹槽的圆弧，
（11）具有多个侧面，其中所述侧面是螺杆轮廓的那些区域，其圆弧的中心既不是构造点K1也不是构造点K2，
（12）凹槽与所述主螺纹棱面HK的最近点分开至少一个圆弧，所述至少一个圆弧是侧面。
2.根据权利要求1所述的螺杆元件，其中，形成所述主螺纹棱面HK的圆弧具有大于0°的中心角，优选为1°至179°的中心角。
3.根据权利要求1或2所述的螺杆元件，其中，它不是点对称的或关于所述构造点K1不是点对称的，优选地，它关于构造点K1不是点对称的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件，其中，所述螺杆轮廓的圆弧的数量等于凹槽的数量Z乘以4或者等于凹槽的数量Z乘以4且然后增加1，其中，优选地，所述螺杆元件的螺杆轮廓
- 在凹槽数量为Z=1时，由恰好4个圆弧或恰好5个圆弧组成，特别优选地由恰好5个圆弧组成，
- 在凹槽数量为Z=2时，由恰好8个圆弧或恰好9个圆弧组成，优选的由恰好9个圆弧组成，
- 在凹槽数量为Z=3时，由恰好12个圆弧或恰好13个圆弧组成，优选地由恰好13个圆弧组成，
- 在凹槽数量为Z=4时，优选地由恰好16个圆弧或恰好17个圆弧组成，优选地由恰好17个圆弧组成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件，其中，所述螺杆轮廓的第二构造点K2位于以构造点K1为中心且芯半径ri为半径的圆内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件，其中，根据本发明的螺杆元件的旋转点DP优选地位于与到构造点K1相比、更靠近构造点K2的位置，优选地，所述旋转点DP位于所述构造点K2上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件，其中，所述主螺纹棱面HK的圆弧半径rHK对应于外壳内半径rg减小所述主螺纹棱面间隙c_HK。
8.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件，其中形成凹槽的圆弧
- 在凹槽数量为Z=1时，具有90°至150°、优选95°至140°、特别优选100°至130°的中心角，
- 在凹槽数量为Z=2时，相应地，具有5°至50°、优选为10°至40°、特别优选15°至30°的中心角，其中凹槽的中心角可以相同或不同，
- 在凹槽数量为Z=3时，相应地，具有3至30°、优选为6至24°、特别优选为9至18°的中心角，其中凹槽的中心角可以相同或不同，
- 在凹槽数量为Z=4时，相应地，具有2至20°、优选为4至16°、特别优选为6至12°的中心角。
9.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件，其中，所述螺杆轮廓具有第三构造点K3，其中，所述螺杆轮廓关于所述构造点K3不是轴对称的或点对称的，其中，所述构构造点K3是距离构造点K2与距离构造点K1相同的点，并且其中，所述构造点K1、K2和K3位于一条直线上，并且K1、K2和K3不相同。
10.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件，其中，所述螺杆轮廓可以具有副螺纹棱面NK或多个副螺纹棱面NK1至NKn，其中，每个副螺纹棱面NKi仅由一个圆弧形成，所述圆弧的中心是构造点K1或构造点K2或构造点K3。
11.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件，其中，凹槽与副螺纹棱面NKi的最近点分开至少一个圆弧，所述至少一个圆弧是侧面。
12.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件，其特征在于，螺杆轮廓的旋转点DP是构造点K2。
13.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件，其中，其适合于在螺杆机中与另一螺杆元件成对布置和操作，所述另一螺杆元件具有相同或不同的螺杆轮廓，并且在另一螺杆轴上具有相同或不同的旋转点布置，其中优选使用两个相同的如前述权利要求中任一项所述的螺杆元件。
14.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件，其中
螺杆轮廓的芯半径ri、凹槽数量Z和外半径ra对应于参考螺杆轮廓的芯半径ri、凹槽数量Z和外半径ra
并且
螺杆轮廓的构造点K1与参考轮廓的构造点K1相同，
其中，所述参考螺杆外半径rfra比外壳内半径rg小0.2%至10%，优选0.4%至7.5%，特别优选0.6%至5%，非常特别优选0.8%至2.5%，
其中，
○ 如果参考轮廓具有对应于轴向距离a的参考距离rfa，并且
○ 如果参考轮廓以它们相应的参考旋转点rfDP1和rfDP2以相同速度和相同的旋转方向旋转，
则两个相似的参考轮廓成对地彼此精确清洁。
15.一种挤出机，具有两个或多个在相同方向上并以相同速度旋转的驱动轴，其中，所述挤出机配备有两个或多个如前述权利要求中任一项所述的相同或不同的螺杆元件。
16.根据前述权利要求中任一项所述的螺杆元件用于加工或生产塑料物质的用途。
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