DE102016012386A1

DE102016012386A1 - Schnecken-Plastifiziermaschine und Verfahren zum Betreiben einer Schnecken-Plastifiziermaschine

Info

Publication number: DE102016012386A1
Application number: DE102016012386.9A
Authority: DE
Inventors: Jochen Hennes
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2018-04-19

Abstract

Die Erfindung betrifft diverse Aspekte bei Plastifiziervorrichtungen und Plastifizierverfahren zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren von thermoplastischen Kunststoffen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnecken-Plastifiziermaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Schnecken-Plastifiziermaschine.
Genauer betrifft die Erfindung eine Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, und ein Verfahren zum Betreiben einer hier vorgeschlagenen Schnecken-Plastifiziermaschine.
Extruder (technisch auch als Plastifiziermaschinen bezeichnet) werden in zahlreichen Bereichen unter anderem der kunststoffverarbeitenden Industrie eingesetzt.
Es sei vor allem an eine Plastifiziermaschine gedacht, welche Kunststoffe fördert, aufschmilzt und homogenisiert, um die Kunststoffschmelze anschließend an eine formgebende Düse zum Ausformen eines kontinuierlichen Produkts zu leiten (Produkte sind zum Beispiel Profile, Rohre, Folien, Blasformteile, Platten, Filamente, Vliesstoffe, Bändchen, Halbzeuge, Schläuche, Kabel, Granulat, Compound oder Schaumhalbzeuge) oder um Kunststoffschmelze zum Herstellen eines diskontinuierlichen Produkts bereitzustellen (insbesondere für einen Spritzgussprozess).
Auch sei allerdings an die Verarbeitung von Compound gedacht, beispielsweise von Kunststoff mit Calciumkarbonat oder von sogenannten Wood-Plastic-Composites, also von Verbundwerkstoffen, die aus unterschiedlichen Anteilen von Holz - typischerweise Holzmehl -, Kunststoffen und Additiven hergestellt werden. Als „Compoundieren“ ist das Einarbeiten von Füllmaterialien in eine Kunststoffschmelze zu verstehen, was typischerweise mit Doppelschneckenextrudern durchgeführt wird.
Zudem sei an die Verarbeitung und Herstellung von Lebensmitteln gedacht.
Plastifiziermaschinen werden unterteilt in die Gattungen Einschnecken-Plastifiziermaschinen, Doppelschnecken-Plastifiziermaschinen und Mehrschnecken-Plastifiziermaschinen, welche streng genommen auch die Doppelschnecken-Plastifiziermaschinen begrifflich beinhalten. Diese diversen Gattungen von Plastifiziermaschinen weisen verschiedene Vor- und Nachteile auf.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ein Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere eine Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers.
Einschnecken-Plastifiziermaschinen sind im Stand der Technik umfangreich bekannt. Eine detaillierte Erläuterung ihres Aufbaus und der Strömungsberechnung findet sich in Schöppner, Volker „Verfahrenstechnische Auslegung von Extrusionsanlagen" in der Veröffentlichungsreihe „Fortschritt-Berichte VDI", Reihe 3, Nr. 715. Düsseldorf, VDI Verlag 2001, ISBN 3-18-371503-1, im Kapitel 4.2.
Ein konkreter Vorschlag einer Einschnecken-Plastifiziermaschine ist der DE 102 17 686 A1 zu entnehmen.
An eine Plastifiziermaschine werden zahlreiche Anforderungen gestellt: So soll für eine gute Auslegbarkeit eine möglichst konstante Förderrate auch bei verschiedenen Gegendrücken aufrechterhalten werden können. Sie soll außerdem eine gute Homogenität des zu verarbeitenden Ausgangsmaterials bei optimaler vorgegebener Extrusionstemperatur erzielen. Weiterhin soll sie ein möglichst breites Materialspektrum verarbeiten können, dabei aber einen niedrigen effizienten Energieverbrauch haben und somit insgesamt ressourcenschonend sein. Und neben den üblichen Anforderungen an ein möglichst gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, einen geringen Platzbedarf, geringe Geräuschentwicklung, hohe Verfügbarkeit, Verschleißfestigkeit und Wartungsfreundlichkeit aufweisen.
Der Stand der Technik kennt bereits eine Vielzahl von Misch- bzw. Scherteilen. Beispielhaft seien Zahnscheibenmischteile, Rautenmischer, CT-Mischer, Kreuzlochmischer, Wendelscherteile, Maddockscherteile und Stauringe genannt. Die Mischteile nutzen die Geschwindigkeitsunterschiede zwischen Zylinder und Schnecke.
Folgende Schriften beschreiben Einschnecken-Plastifiziermaschinen mit Wälzkörpern im Förderbereich der Kunststoff-Polymere:
Die DE 1 753 794 U offenbart eine Vorrichtung zum Plastifizieren plastischer organischer Massen, insbesondere eine solche Vorrichtung, die einen Knetraum und ein Fördermittel, z.B. eine Förderschnecke zum Fördern der Masse in den Knetraum besitzt. Gemäß der dort offenbarten Neuerung ist bei einer Vorrichtung mit einem hinter der Förderschnecke angeordneten ringförmigen, sich in Förderrichtung konisch erweiternden Knetraum hinter dem Knetraum eine weitere Förderschnecke angeordnet, die als Ausspritzschnecke dient. Bei den im Knetraum umlaufenden, als Knetmittel und als Lager dienenden Wälzkörpern können zwei oder mehr Wälzkörper hintereinander angeordnet sein. Mit anderen Worten betrifft die Lehre der DE 1 753 794 U eine durch einen konisch erweiternden Knetraum geteilte Förderschnecke, wobei die Ausspritzschnecke einen größeren Durchmesser aufweist als die erste Förderschnecke und ein oder mehrere Kegelrollenlager in Reihe hintereinander gleichzeitig als Knetmittel dienen.
Die DE 1 778 515 B beschreibt ein Knetelement an der Schneckenspitze einer thermoplastische Kunststoffe verarbeitenden Schneckenpresse mit einer in einem zylindrischen Schneckengehäuse umlaufenden Plastifizier- und Förderschnecke. Die dort gestellte Aufgabe wird durch eine koaxial zur Schnecke und mit radialem Abstand zur Oberfläche der Schneckenspitze und zur Innenwand des Schneckengehäuses drehbar angeordneten, zylindrisch ausgebildeten, über das Durchtreten von Kunststoff zulassende Lagerelemente gegen die Schneckenspitze und die Innenwand des Schneckengehäuses abgestützte Buchse gelöst. Mit anderen Worten wird eine zylindrische sowie gegenüber der Schneckenspitze als auch gegenüber dem Schneckengehäuse gelagerte Buchse als zeitweilige Verengung des Strömungsquerschnittes offenbart, welche stromab der Förderschnecke in Bereich der Schneckenspitze angeordnet ist.
In der DE 1 904 151 A wird eine kontinuierlich arbeitende Schneckenpresse für thermoplastische Kunststoffe mit einem Schneckenzylinder mit Zuführöffnung für das zu verarbeitende Gut sowie einer konzentrisch mit geringem Spiel darin umlaufenden Schnecke mit gewindeartig um den Schneckenkern herumlaufenden Schneckensteg mit konstanter Steghöhe beschrieben. Erfindungsgemäß wird dabei der Schneckensteg in zumindest einem ringförmigen Bereich bis zum Schneckenkern unterbrochen, wobei der Schneckenkern in diesem Bereich eine oder mehrere ringförmige Aussparungen aufweist, in denen Reihen von lagernden Elementen angeordnet sind, deren größter Durchmesser größer ist als der Abstand des Schneckenkerns von der Innenwand des Schneckenzylinders.
Die DE 25 37 912 A1 bezieht sich auf eine Schneckenpresse mit einer in einem Gehäuse eingesetzten Förderschnecke, an die sich eine Austrittsdüse oder ein Profilwerkzeug anschließt, wobei zwischen der Förderschnecke und der Austrittsdüse ein aus Wälzkörpern gebildeter, kraft- oder formschlüssig durch die Förderschnecke antreibbarer Rotor als Misch- und Knetelement eingesetzt ist.
Die DE 26 32 335 C2 offenbart die Lehre einer Einrichtung zum insbesondere kontinuierlichen Mischen von hochviskosen Massen, mit einem Gehäuse, mit einer Fördervorrichtung in dem Gehäuse, mit einer der Fördervorrichtung nachgeschalteten Mischvorrichtung in dem Gehäuse, wobei die Mischvorrichtung einen koaxial im zylindrischen Gehäuse angeordneten rotierbaren Dorn aufweist, und zwischen dem Dorn und der Gehäusewand ein ringförmiger Mischraum gebildet ist, und mit einer Anzahl von rotationssymmetrischen Körpern, die im Mischraum beweglich angeordnet sind.
Die DE 28 13 318 A1 hat eine Einschnecken-Plastifiziermaschine zum Gegenstand, insbesondere zum Plastifizieren von Kunststoffgranulaten mit einer Schnecke in beliebig bekannter Art, wobei die Verbesserung der Wirkungsweise der Einschnecken-Plastifiziermaschine bei gleichzeitiger Herabsetzung der dazu aufzuwendenden Energie beabsichtigt ist. Vorschlagsgemäß werden in einer Schneckennut, entlang einer gleichmäßigen Steigung, Kugeln eingelagert, die sich gegenseitig spielfrei berührend, anzahlmäßig von Anschlägen begrenzt, einen Durchmesser aufweisen, der nicht größer ist als der Abstand vom Nutenboden bzw. Kerndurchmesser der Schnecke zur Gehäuseinnenwandung.
Die WO 91/15288 A2 und die US 5,129,728 offenbaren eine Einschnecken-Plastifiziermaschine, wobei Elemente für den Massentransport der thermoplastischen Schmelze und Elemente zum dynamischen Mischen der thermoplastischen Schmelze dienen. Die Elemente zum Mischen befinden sich in einem Mischraum mit einer Mehrzahl von Elementen in umlaufenden Reihen, wobei diese Elemente ein Labyrinth von dynamischen Strömungspfaden für die thermoplastische Schmelze zur Verfügung stellen.
Der offenbarte Stand der Technik beschreibt weitgehend als Einschnecken-Plastifiziermaschinen beschreibbare Vorrichtungen mit Wälzkörpern zum Lagern und Mischen eines Kunststoff-Polymeres. Die vorgeschlagenen Knetelemente werden dabei zumeist vor oder hinter einer Förderschnecke in Mischräumen vorgesehen. Diese Mischräume befinden sich überwiegend hinter der Förderschnecke und vor der Austrittsdüse an der Spitze der Plastifiziermaschine. Die Kneträume sind teilweise zylindrisch, teilweise konisch und teilweise doppelkonisch. Einige vorgeschlagene Mischräume befinden sich hinter und vor einer Förderschnecke.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst diese Aufgabe eine Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, wobei der mittlere Schneckengrunddurchmesser das 3- bis 7-fache des größten Durchmessers beträgt, bevorzugt das 3- bis 6-fache, das 4- bis 6-fache, das 4- bis 5-fache, besonders bevorzugt das 5-fache.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei ...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein ...“, „genau zwei ...“ usw. gemeint sein können.
Eine „Schnecken-Plastifiziermaschine“ bezeichnet alle bekannten Ausführungsformen von Plastifiziermaschinen, die eine Schnecke zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren einsetzen. Somit fallen sowohl Einschnecken-Plastifiziermaschinen, als auch Doppelschnecken-Plastifiziermaschinen sowie im Allgemeinen auch Mehrschnecken-Plastifiziermaschinen in die Gattung der Schnecken-Plastifiziermaschinen.
Ein „Ausgangsmaterial“ bezeichnet alle im weitesten Sinne beim Plastifizieren von thermoplastischen Polymeren verwendeten Ausgangsstoffe. Dazu zählen auch Additive und Markermaterialien. Üblicherweise weist das Ausgangsmaterial eine spezielle Rezeptur auf.
Nicht relevant für die hier vorliegende Erfindung sind die Gattungen der Kautschukextruder, der Metallextruder und der Nahrungs- und Lebensmittelextruder.
Ein „Mischbereich“ ist eine Region, die der Materialstrom des zu verarbeitenden Materials zwischen der Einfüllöffnung und der Austrittstelle aus der Plastifiziermaschine passieren muss. Funktional steht im Mischbereich das Mischen der Ausgangsstoffe im Vordergrund. Überwiegend ist der Mischbereich dadurch gekennzeichnet, dass er besondere Merkmale aufweist, welche die Durchmischung der Ausgangsmaterialien verbessern. Dabei werden die vorliegenden Ausgangsstoffe durch Relativbewegungen so umpositioniert, dass ein neues Anordnungsschema entsteht, somit ein Gemisch entsteht. So ist beispielsweise die Präsenz eines Wälzkörpers ein hinreichendes Kriterium für das Vorhandensein eines Mischbereiches. Insbesondere ist die Mischwirkung und Scherwirkung durch Wirbel und Dehnung in dem Materialstrom verbesserbar.
Ein „Wälzkörper“ bezeichnet ein körperhaftes Element, welcher dazu geeignet ist, den Materialstrom der Ausgangsmaterialien zu kneten. Wälzkörper sorgen damit dafür, dass die Relativbewegung einzelner Materialschichten zueinander gesteigert wird, wodurch das Ausgangsmaterial durchmischt wird. Wälzkörper regen Wirbel im Materialstrom an und/oder erhöhen das Maß an Scherung im Materialstrom. Wälzkörper können eine Vielzahl unterschiedlicher Geometrien aufweisen. Nicht vollständig aufgezählt seien beispielsweise Kugeln, Zylinder und Wälzkörper in Schneckenform genannt. Letztgenannte Wälzkörper können insbesondere bei geeigneter Gestaltung auch die Form eines schrägverzahnten Stirnrades aufweisen.
Unter einem „größten Durchmesser“ wird der größte Durchmesser eines zumindest rotationssymmetrischen Körpers verstanden, der sich an dem Körper messen lässt. Bei einem Kegelstumpf befindet sich der größte Durchmesser am Übergang zwischen der Grundfläche und der Mantelfläche. Bei Wälzkörpern, die eine Bohrung aufweisen, wird unter dem größten Durchmesser derjenige größte Durchmesser verstanden, der sich vor Anbringung der Bohrung, also in der Ausgangsform des Körpers, messen lässt.
Einige Wälzkörper verlieren ihre Rotationssymmetrie während ihrer Bearbeitung. Dazu können alle Wälzkörper zählen, welche eine Bohrung oder eine Nut aufweisen. Außerdem fallen die Wälzkörper in Schneckenform in die Gruppe dieser Wälzkörper, die keine Rotationssymmetrie im eigentlichen Sinn aufweisen. Es soll jedoch im Besonderen an dieser Stelle daraufhingewiesen werden, dass auch Wälzkörper mit einer Nut, mit einer Bohrung und Wälzkörper in Schneckenform weiterhin als rotationssymmetrisch angesehen werden sollen. Bei allen Wälzkörpern dieser Gruppe wird unter dem größten Durchmesser derjenige größte Durchmesser verstanden, der sich vor Anbringung einer Bohrung und/oder einer Nut und/oder eines Schneckenganges, also in der Ausgangsform des Körpers, messen lässt.
Ein „Schneckengrund“ bezeichnet die radial betrachtet innere Kontaktfläche zwischen dem zu verarbeitenden Material und der Schnecke. Dabei kann es sich konkret um einen Boden eines Schneckensegmentes oder um den Außendurchmesser des Schneckendorns handeln.
Ein „Schneckengrunddurchmesser“ ist der innere Durchmesser einer Schnecke.
Ein „mittlerer Schneckendurchmesser“ bezeichnet den Mittelwert aus dem äußeren Durchmesser der Schnecke und dem Schneckengrunddurchmesser.
Unter einem „Materialstromringspalt“ wird ein Ringspalt verstanden, welcher im Betrieb der Schnecken-Plastifiziermaschine von Material durchströmt wird. Der Materialstromringspalt ist die radiale Differenz zwischen dem äußeren Radius des Materialstromes und dem inneren Radius des Materialstromringspaltes. Im Einzelfall kann ein Materialstromringspalt auch durch einen Steg und/oder einen Wälzkörper und/oder einen Käfig unterbrochen sein. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass der Begriff „Materialstromringspalt“ insbesondere mit Bezug auf einen Mischbereich verwendet wird.
Ein „mittlerer Durchmesser eines Materialstromringspaltes“ bezeichnet den Mittelwert aus dem äußeren und dem inneren Durchmesser des Materialstromringspaltes.
Ein sich „axial entlang der Schnecke erstreckender Materialstromringspalt“ ist ein Materialstromringspalt, dessen mittlerer Durchmesser weitestgehend konstant ist. Unter weitestgehend konstant ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass der mittlere Durchmesser an keiner Stelle um mehr als 10 % von dem über die Lauflänge der Schnecke gemittelten mittleren Durchmesser abweicht.
Der Stand der Technik sah bislang Mischbereiche mit einem sich axial entlang der Schnecke erstreckenden Materialstromringspalt mit vergleichsweise kleinen Wälzkörpern oder größere Wälzkörper in Mischbereichen mit einem sich nicht axial entlang der Schnecke erstreckenden Ringspalt vor. In Ausführungen der letztgenannten Art fanden größere Wälzkörper ihren Einsatz, jedoch in einem Mischbereich mit einem gegenüber dem mittleren Schneckendurchmesser stark vergrößerten mittlernen Durchmesser des Materialstromringspaltes.
Abweichend wird hier vorgeschlagen vergleichsweise große Wälzkörper in einem sich axial entlang der Schnecke erstreckenden Mischbereich einzusetzen. Die Größe eines Wälzkörpers bemisst sich dabei anhand des Verhältnisses aus dem mittleren Schneckengrunddurchmesser zum größten Durchmesser eines Wälzkörpers. Sofern mehrere unterschiedliche Größen von Wälzkörpern zum Einsatz kommen, ist hierfür der größte Durchmesser des größten Wälzkörpers entscheidend.
Das hier vorgeschlagene Verhältnis von mittlerem Schneckengrunddurchmesser zum größten Durchmesser eines Wälzkörpers beträgt 3 bis 7, bevorzugt 3 bis 6, 4 bis 6, 4 bis 5 und besonders bevorzugt 5.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Bereichsgrenzen der Verhältnisse nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Bereichsgrenzen einen Anhalt für die Größe der hier vorgeschlagenen Wälzkörper liefern.
Vorteilhaft kann hierdurch eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Neben der besseren Misch- bzw. Scherwirkung kann durch die Anordnung der Wälzkörper die Funktionalität eines Kugel- oder Rollenlagers, insbesondere auch eines Rollenlagers mit Wälzkörpern in Schneckenform als Wälzkörper, erreicht werden. Damit kann eine zusätzliche Lagerung der Schnecke realisiert werden. Dies kann zu einem deutlich niedrigeren Belastungsniveau der Schnecke führen, welches zu einem geringeren Verschleiß und zu einer reduzierten Gefahr von Schneckenbrüchen führen kann.
Bevorzugt weist die Schnecke der Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich auf, wobei die Schnecke stromaufwärts und stromabwärts des Mischbereiches einen Schneckensteg aufweist.
Mit anderen Worten liegt ein Mischbereich zwischen zwei Schneckensegmenten, welche je eine Schnecke mit einem Schneckensteg aufweisen.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass der Materialstrom hinter dem Mischbereich aktiv weiter gefördert wird beziehungsweise der Totaldruck des Materialstroms gegenüber dem Totaldruck hinter dem Mischbereich angehoben wird.
Bevorzugt beträgt der Schneckengrunddurchmesser der Schnecken-Plastifiziermaschine das 3- bis 7-fache des größten Materialstromringspaltes, bevorzugt das 3- bis 6-fache, das 4- bis 6-fache, das 4- bis 5-fache, besonders bevorzugt das 5-fache.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Bereichsgrenzen der Verhältnisse nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Bereichsgrenzen einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Materialstromringspaltes liefern.
Vorteilhaft kann hierdurch eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt beträgt der Schneckengrunddurchmesser der Schnecken-Plastifiziermaschine das 3- bis 7-fache einer größten Kanaltiefe der Schnecke, bevorzugt das 3- bis 6-fache, das 4- bis 6-fache, das 4- bis 5-fache, besonders bevorzugt das 5-fache.
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Bereichsgrenzen der Verhältnisse nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Bereichsgrenzen einen Anhalt für die Größe der hier vorgeschlagenen Kanaltiefe liefern.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Eine „größte Kanaltiefe“ der Schnecke bezeichnet die größte an einer Achsposition auftretende Differenz zwischen dem an dieser Achsposition vorliegenden äußeren Radius der Schnecke und dem an dieser Achsposition vorliegenden inneren Radius der Schnecke, der auch als Schneckengrundradius bezeichnet werden kann.
Vorteilhaft kann hierdurch eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thennoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, wobei der Wälzkörper im Materialstromringspalt radial frei zwischen Schnecke und Schneckengehäuse bewegbar ist und wobei das Schneckengehäuse im Bereich des Mischbereiches zylindrisch ausgeführt ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter „um eine Achse frei drehen können“ wird verstanden, dass ein Wälzkörper so im Raum gelagert ist, dass es mindestens um eine Achse frei drehbar ist. Es sei darauf hingewiesen, dass es ausreichend ist, dass eine Achse gefunden werden kann, um die sich ein Wälzkörper frei drehen lässt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der Ausdruck „um eine Achse frei drehen können“ immer erfüllt ist, wenn man einen Wälzkörper auf irgendeine Art und Weise drehen kann.
Unter „radial frei zwischen einer Schnecke und einem Schneckengehäuse bewegbar“ wird verstanden, dass ein Körper, insbesondere ein Wälzkörper, so im Raum gelagert ist, dass er mit Bezug auf die Achse der Schnecke radial zwischen der Schnecke und dem Schneckengehäuse bewegt werden kann. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass auch herkömmliche Wälzlager ein geringfügiges Wälzlagerspiel aufweisen, so dass auch die Wälzkörper in einem Wälzlager in mikroskopischer Weise radial bewegt werden können. Eine vergleichbare Bewegbarkeit ist hier unter „radial frei zwischen einer Schnecke und einem Schneckengehäuse bewegbar“ nicht gemeint. Vielmehr ist gemeint, dass ein Wälzkörper um mindestens 1 % seines Durchmessers radial bewegbar sein soll.
Unter einer „Rille“ wird eine sich länglich erstreckende Vertiefung verstanden. Konkret bedeutet dies, dass jede Vertiefung, welche eine größere Länge als Breite aufweist, als Rille bezeichnet werden kann.
Unter einem „zylindrisch ausgeführten Schneckengehäuse“ wird verstanden, dass das Schneckengehäuse weitestgehend zylindrisch ausgeführt ist. Unter weitgehend zylindrisch wird auch noch ein konischer Verlauf mit einem entsprechenden Konuswinkel verstanden, der kleiner als 10° ist. Außerdem ist eine Zylinderformtoleranz in der Höhe von 3,5 % bezogen auf den lokalen Durchmesser sowie eine auf den Fall eines Konus gleichbedeutende Toleranz in gleicher Höhe zulässig. Explizit sind also flache Rillen im Schneckengehäuse zulässig.
Die DE 26 32 335 C2 sah bislang vor, dass „rotationssymmetrische Körper im Mischraum frei beweglich und so bemessen sind, dass sie den Mischraum nicht verlassen können.“, was dort mit einer Nut im Schneckengehäuse gelöst wurde. Dabei sichert die Nut die Körper gegen axiales Verschieben bzw. gegen ein Verlassen des Mischraumes.
Abweichend wird hier eine alternative Lösung vorgeschlagen, welche auf diese Nut verzichtet.
Die hier vorgeschlagene Variante sieht konkret vor, dass die Wälzkörper im Materialstromringspalt ohne Formschluss zur Schnecke oder zum Schneckengehäuse radial frei zwischen Schnecke und Schneckengehäuse bewegbar sind, sodass ein Materialstrom im Betrieb der Einschnecken-Plastifiziermaschine die Wälzkörper auf der Schneckenseite und/oder der Gehäuseseite der Wälzkörper umströmen kann.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Wälzkörper im Materialstrom ohne Formschluss zu benachbarten Wälzkörpern in Umfangsrichtung frei bewegbar sind, so dass der Materialstrom die Wälzkörper einseitig oder beidseitig umströmen kann.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass im Betrieb der Maschine bei Vorliegen eines Materialstroms im Ringspalt der Schnecken-Plastifiziermaschine durch die Umströmbarkeit der Wälzkörper und die dynamische Bewegung der Wälzkörper auch Geschwindigkeitskomponenten in Richtung von Zylinderwand zum Schneckengrund und umgekehrt vorliegen können. Dabei kann es sowohl dehnende als auch stauchende Bereiche in der Materialströmung des zu verarbeitenden Materials geben. Weiterhin können durch das Verhalten und die Umströmungsweise eines Wälzkörpers auch Wirbel mit Materialstrom des zu verarbeitenden Materials angeregt werden. Damit kann erreicht werden, dass sowohl die dispersive, als auch die distributive Mischwirkung für eine Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere für eine Einschnecken-Plastifiziermaschine, extrem hoch sein kann und sogar ein Niveau erreichen kann, welches ähnlich oder sogar höher als bei Doppelschnecken-Plastifiziermaschinen mit ineinandergreifenden Schnecken ist.
Während die Schnecken-Plastifiziermaschine im Normalbetrieb betrieben wird, wird der Ringspalt von dem Materialstrom aus dem zu verarbeitenden Material durchströmt. Dieser interagiert mit den Wälzkörpern. Im Verlauf kann es zu einer quasistationären Strömung kommen, welche die Wälzkörper dazu anregt, sich selbständig radial zwischen Schnecke und Schneckengehäuse hin und her zu bewegen. Ursächlich ist dafür der lokale Verlauf des totalen Druckes in dem Materialstrom.
Insgesamt kann eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden können. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspektes mit dem Gegenstand des ersten Aspektes der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, wobei der Wälzkörper im Materialstromringspalt radial frei zwischen Schnecke und Schneckengehäuse bewegbar ist und der Wälzkörper im Materialstromringspalt durch einen Käfig in Achsrichtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein „Käfig“ bezeichnet im weitesten Sinne ein lückenhaftes Gehäuse. Hier wird unter einem „Käfig“ eine Hülse verstanden, die eine Lücke und/oder eine Nut in axialer Richtung und/oder in umlaufender Richtung und/oder spiralförmig aufweist und ein Wälzkörper in axialer Richtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit einschränkt. Die Nut muss sich dabei nicht über die gesamte axiale Länge und/oder den gesamten Umfang des Käfigs erstrecken.
Ein Käfig führt dazu, dass bei einer Bewegung eines Wälzkörpers sowohl der Käfig als auch alle anderen Wälzkörper rotiert werden.
Es muss bei einem Käfig nur ein Wälzkörper und/oder der Käfig in der Bewegungsfreiheit beschränkt werden, dann sind alle Wälzkörper des Käfigs in axialer Hinsicht fixiert.
Unter „in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird“ wird verstanden, dass sich ein Wälzkörper weiterhin bewegen kann, insbesondere in der Bewegungsrichtung auf die sich der Passus bezieht, diese Bewegung jedoch beschränkt ist. Die Beschränkung ist so zu verstehen, dass die Anwesenheit einer Maßnahme zur Beschränkung einer Bewegungsfreiheit dazu führt, dass sich der in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkte Körper weniger bewegen kann, als wenn die Maßnahme zur Beschränkung der Bewegungsfreiheit nicht vorhanden wäre. Insbesondere führt die Beschränkung der axialen Bewegungsfreiheit dazu, dass ein unversehrter Wälzkörper die Schnecken-Plastifiziermaschine nicht mit dem Materialstrom verlassen kann.
Konkret ist unter anderem denkbar, dass auch der Käfig selbst im Materialstrom bewegbar gelagert ist oder gar frei bewegbar ist.
Bei geeigneter Gestaltung beschränkt der Käfig hier also die Bewegungsfreiheit eines Wälzkörpers in axialer Richtung der Schnecke.
Durch den Einsatz des Käfigs kann sich ein Teil eines Wälzkörpers in einer Nut befinden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass ein Käfig und/oder ein Wälzkörper den Materialstrom des zu verarbeitenden Materials durchmischen können und/oder dass der Wälzkörper den Mischraum in axialer Richtung nicht verlassen kann, wobei sich der Wälzkörper in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung frei bewegen kann.
Insgesamt kann eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspektes mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, wobei der Materialstromringspalt durch eine Barriere in einen inneren und einen äußeren Materialstromringspalt aufgeteilt wird, wobei der innere Materialstromringspalt und/oder der äußere Materialstromringspalt durch ein Verbindungselement unterbrochen werden, wobei der Wälzkörper im Materialstromringspalt radial frei zwischen Schnecke und Schneckengehäuse bewegbar sein kann, und der Wälzkörper durch die Barriere in Achsrichtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einem „Verbindungselement“ werden eine Verbindung zwischen einer Barriere und der Schnecke und/oder eine Verbindung zwischen der Barriere und dem Schneckengehäuse verstanden. Insbesondere ist das Verbindungselement dazu geeignet, die Barriere in ihrer radialen und/oder axialen und/oder tangentialen Bewegungsfreiheit einzuschränken.
Eine „Barriere“ bezeichnet ein Hindernis, insbesondere ein Hindernis für den Wälzkörper und den Materialstrom. In einer vorgeschlagenen Ausführungsform teilt eine Barriere den Materialstromringspalt radial betrachtet in einen inneren und einen äußeren Materialstromringspalt auf. So schränkt eine Barriere ein Wälzkörper in seiner axialen Bewegungsfreiheit ein.
Die Barriere teilt den Materialstromringspalt in zwei sich nicht überlappende Materialstromringspalte auf. Unter einem „inneren Materialstromringspalt“ wird dabei der Teil des durch die Barriere aufgeteilten Materialstromringspalt verstanden, dessen äußerer Durchmesser kleiner ist als der der innere Durchmesser des äußeren Materialstromringspaltes.
Unter einem „äußeren Materialstromringspalt“ wird korrespondierend der Teil des durch die Barriere aufgeteilten Materialstromringspaltes verstanden, dessen innerer Durchmesser kleiner ist als der äußere Durchmesser des inneren Materialstromringspaltes.
Es sei ausdrücklich daraufhingewiesen, dass der innere und/oder äußere Materialstromringspalt von einem Verbindungselement unterbrochen sein können. Auch wenn in diesem Fall kein umlaufender Ringspalt mehr für den Materialstrom besteht, dann wird hier ein Materialstromringspaltsegment weiterhin als Materialstromringspalt bezeichnet.
Die Reihenfolge kann umgedreht sein: zuerst das axiale Hindernis, dann das Schmelzeaufteilen.
Es ist eine Mauer denkbar, die von Schmelze überströmbar ist.
Es ist eine schrankenartige Barriere denkbar, die von Schmelze über- und unterströmbar ist.
Es ist eine Mauer denkbar, mit Löchern zum Durchströmtwerden von Schmelze.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass der Materialstrom von einer Barriere und einem Verbindungselement durchmischt wird und ein Wälzkörper durch den Einsatz einer Barriere in seiner axialen Bewegungsfreiheit eingeschränkt werden kann, während es in radialer Richtung zwischen Schnecke und Schneckengehäuse frei bewegbar sein kann.
Insbesondere sei hier auch an solche Verbindungselemente gedacht, die dazu geeignet sind einen Längswirbel in den Materialstrom einzubringen.
Insgesamt kann eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des vierten Aspektes mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, wobei der Wälzkörper im Materialstromringspalt radial frei zwischen Schnecke und Schneckengehäuse bewegbar ist und der Wälzkörper im Materialstromringspalt durch einen sich in radialer Richtung erstreckenden Steg in Umfangsrichtung der Schnecke und/oder in axialer Richtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird, wobei der Steg mit der Schnecke und/oder dem Schneckengehäuse verbunden ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein „Steg“ bezeichnet einen in den Materialstrom hineinragenden strebenartigen, gerüstartigen oder skelettartigen Körper, mit einfachen Worten also ein Stabwerk aus geraden und/oder gekrümmten und/oder geknickten Stäben. Dieser ist fest mit der Schnecke und/oder dem Schneckengehäuse und/oder einem Schneckensteg verbunden. Insbesondere sei vermerkt, dass der Steg beliebige Querschnitte und Längen oder allgemein geometrische Ausprägungen aufweisen kann, die dazu geeignet sind, einen Wälzkörper in seiner Bewegungsfreiheit einzuschränken und/oder den Materialstrom zu durchmischen.
Insbesondere sei auch an einen Steg gedacht, der dazu geeignet ist, einen Längswirbel in den Materialstrom einzubringen.
In einer besonders geeigneten Ausführungsform ermöglicht der Steg, dass die Rotationsachse der Wälzkörper nicht nur parallel zur Rotationsachse der Schnecke verlaufen kann, sondern auch senkrecht dazu. Damit wird eine zusätzliche Bewegungsachse der Wälzkörper ermöglicht.
In einer bevorzugten Gestaltungsform weist der Mischbereich in axialer Richtung der Schnecke fünf Reihen von Wälzkörpern auf. Dabei weisen die ersten beiden Reihen sowie die vierte und fünfte Reihe Wälzkörper auf, deren Rotationsachse parallel zur Rotationsachse der Schnecke verläuft und die dritte Reihe weist über den Einsatz eines radialen Steges, der mit der Schnecke starr verbunden ist, Wälzkörper auf, deren Rotationsachse senkrecht zur Schneckenachse verläuft.
Vorteilhaft kann hierdurch unter anderem erreicht werden, dass der Materialstrom von dem Steg und/oder von einem Wälzkörper durchmischt werden kann, wobei sich der Wälzkörper frei in radialer Richtung bewegen kann und in axialer Richtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt sein kann.
Insgesamt kann eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des fünften Aspektes mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem sechsten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen mischenden Bereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schneckengrund und Schneckengehäuse in einem Schneckengang befindet, wobei ein Schneckengang einen aus dem Schneckensteg heraus ragenden Steg aufweist und der Wälzkörper im Schneckengang durch den Steg in Umfangsrichtung der Schnecke und/oder in axialer Richtung der Schnecke und/oder in radialer Richtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird.
Insbesondere sei auch an einen Steg gedacht, der dazu geeignet ist, einen Längswirbel in den Materialstrom einzubringen.
Konkret ist unter anderem denkbar, dass sich der Wälzkörper im Schneckengang befindet und in seiner Bewegungsfreiheit durch einen Steg eingeschränkt wird, der seinen Ursprung in einem Schneckensteg hat.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass der Wälzkörper von einem Steg, der seinen Ursprung in dem Schneckensteg hat, in seiner translatorischen Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird. Der Wälzkörper kann dabei die Durchmischung des Materialstromes verbessern.
Insgesamt kann eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden können. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des sechsten Aspektes mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem siebten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen mischenden Bereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper bevorzugt um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schneckengrund und Schneckengehäuse befindet, wobei ein Schneckensteg eines Schneckenganges eine Unterbrechung aufweist und in der Unterbrechung zumindest zum Teil durch eine Rille in einem Schneckengrund fortgesetzt wird und der Wälzkörper durch die Rille in Umfangsrichtung der Schnecke und/oder in axialer Richtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird, insbesondere in der Unterbrechung des Schneckenstegs gehalten wird.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Eine „Unterbrechung“ meint in dem hier vorliegenden Zusammenhang einen Bruch in einem Schneckensteg. Konkret bedeutet dies, dass ein Schneckensteg auf einem Teil seiner Erstreckung eine geringere Höhe aufweist, als sie vor und/oder hinter der Unterbrechung vorherrscht.
Unter einer „Rille“ wird eine sich länglich erstreckende Vertiefung verstanden. Konkret bedeutet dies, dass jede Vertiefung, die eine größere Länge als eine Breite aufweist, als Rille bezeichnet werden kann.
Insbesondere kann eine Unterbrechung auch bedeuten, dass der Schneckensteg im Bereich der Unterbrechung nicht vorhanden ist und er stromauf der Unterbrechung ausläuft und stromab der Unterbrechung erneut beginnt. Ein nicht mehr Vorhandensein bedeutet in diesem Zusammenhang, dass an dieser Stelle der äußere Schneckenradius dem Radius des Schneckengrundes entspricht.
In einer alternativen Ausführung weist die Schnecke an der Stelle des Schneckensteges abweichend eine Rille auf.
Besonders bevorzugt verläuft die Rille in der Erstreckung des gedacht fortgesetzten Schneckensteges.
So ist konkret unter anderem denkbar, dass ein Teilbereich eines Schneckensteges durch eine Rille ersetzt ist und die Rille einen Wälzkörper in seiner Umfangsrichtung und/oder in seiner axialen Richtung zur Schnecke in der Bewegungsfreiheit einschränkt.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass der Wälzkörper an der Stelle des Schneckensteges positioniert ist. Hierdurch kann bei einem geringen Druckverlust durch der Wälzkörper eine Verbesserung der Mischwirkung des zu verarbeitenden Materials erreicht werden.
In einer möglichen Ausgestaltung des hier vorgeschlagenen Aspektes kann sich der Wälzkörper im Materialstrom radial frei zwischen einem Rillental und dem Schneckengehäuse bewegen. Dabei verhindern jedoch die das Rillental begrenzenden Schultern der Rille, dass der Wälzkörper die Rille verlassen kann. In dieser Ausführungsform kann der Materialstrom der Wälzkörper an seiner Oberseite, also zwischen Schneckengehäuse und Wälzkörper, als auch an seiner Unterseite, also zwischen dem Rillental und dem Wälzkörper umströmen. Diese Umströmung kann dabei in einer insbesondere vorteilhaften Ausgestaltung auch eine Dynamik aufweisen, durch welche sich der Wälzkörper im Materialstrom radial frei nach außen und innen bewegt.
Insgesamt kann eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des siebten Aspektes mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Bevorzugt weist die Schnecke eine umlaufende Rille auf, wobei die Rille insbesondere in Umfangsrichtung der Schnecke verläuft.
Konkret ist unter anderem denkbar, dass die umlaufende vergleichbar eines Gewindes um die Schnecke verläuft. In dieser besonderen Ausführungsform kann das Gewinde einen Gewindegang aufweisen, wobei die Gangzahl des Gewindeganges gleich eins oder zwei oder drei ist. Alternativ kann sich die derart umlaufende Rille in Richtung des Materialstromes oder entgegen der Richtung des Materialstromes erstrecken.
In einer möglichen Ausgestaltung des hier vorgeschlagenen Aspektes kann sich der Wälzkörper im Materialstrom radial frei zwischen einem Rillental und dem Schneckengehäuse bewegen. Dabei verhindern jedoch die das Rillental begrenzenden Schultern der Rille, dass der Wälzkörper die Rille verlassen kann. In dieser Ausführungsform kann der Materialstrom der Wälzkörper an seiner Oberseite, also zwischen Schneckengehäuse und Wälzkörper, als auch an seiner Unterseite, also zwischen dem Rillental und dem Wälzkörper umströmen. Diese Umströmung kann dabei in einer insbesondere vorteilhaften Ausgestaltung auch eine Dynamik aufweisen, durch welche sich der Wälzkörper im Materialstrom radial frei nach außen und innen bewegt.
Insgesamt kann hierdurch vorteilhaft eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist das Schneckengehäuse eine umlaufende Rille auf, wobei die Rille insbesondere in Umfangsrichtung des Schneckengehäuses verläuft.
Konkret ist hier unter anderem denkbar, dass die umlaufende vergleichbar eines Gewindes um das Schneckengehäuse verläuft. In dieser besonderen Ausführungsform kann das Gewinde einen Gewindegang aufweisen, wobei die Gangzahl des Gewindeganges gleich eins oder zwei oder drei ist. Alternativ kann sich die derart umlaufende Rille in Richtung des Materialstromes oder entgegen der Richtung des Materialstromes erstrecken.
In einer möglichen Ausgestaltung des hier vorgeschlagenen Aspektes kann sich der Wälzkörper im Materialstrom radial frei zwischen einem Rillental und dem Schneckengrund bewegen. Dabei verhindern jedoch die das Rillental begrenzenden Schultern der Rille, dass der Wälzkörper die Rille verlassen kann. In dieser Ausführungsform kann der Materialstrom der Wälzkörper an seiner Unterseite, also zwischen Schneckengrund und Wälzkörper, als auch an seiner Oberseite, also zwischen dem Rillental und dem Wälzkörper umströmen. Diese Umströmung kann dabei in einer insbesondere vorteilhaften Ausgestaltung auch eine Dynamik aufweisen, durch welche sich der Wälzkörper im Materialstrom radial frei nach außen und innen bewegt.
Insgesamt kann hierdurch vorteilhaft eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist die Schnecke eine Mulde auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Eine „Mulde“ bezeichnet eine lokale Senke mit einem Muldengrund und einer Muldenschulter.
Ein „Muldengrund“ bezeichnet vergleichbar zum Rillental den tiefsten Punkt der Mulde.
Eine „Muldenschulter“ bezeichnet vergleichbar zur Rillenschulter die höchste umlaufende Stelle der Mulde.
Damit kann bei geeigneter Gestaltung erreicht werden, dass ein Wälzkörper durch die Mulde in seiner Bewegungsfreiheit derart beeinträchtigt wird, dass der Wälzkörper die Mulde nicht verlassen kann.
Bei einer alternativen Gestaltung, bei der der Muldengrund und die Muldenschulter besonders geeignet gestaltet sind, kann der Wälzkörper die Mulde nicht verlassen. Es ist dem Wälzkörper jedoch möglich, sich radial frei zwischen Muldengrund und Schneckengehäuse zu bewegen. In dieser Ausführungsform kann der Materialstrom der Wälzkörper sowohl an seiner Unterseite, also zwischen Muldengrund und Wälzkörper, als auch an seiner Oberseite, also zwischen dem Schneckengehäuse und dem Wälzkörper, umströmen. Diese Umströmung kann in einer insbesondere vorteilhaften Ausgestaltung eine Dynamik aufweisen, durch welche sich der Wälzkörper im Materialstrom radial frei nach außen und innen bewegt.
Insgesamt kann hierdurch vorteilhaft eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist das Schneckengehäuse eine Mulde auf.
Damit kann bei geeigneter Gestaltung erreicht werden, dass ein Wälzkörper durch die Mulde in seiner Bewegungsfreiheit derart beeinträchtigt wird, dass der Wälzkörper die Mulde nicht verlassen kann.
Bei einer alternativen Gestaltung, bei der der Muldengrund und die Muldenschulter besonders geeignet gestaltet sind, kann der Wälzkörper die Mulde nicht verlassen. Es ist dem Wälzkörper dabei jedoch möglich, sich radial frei zwischen Muldengrund und Schneckengrund zu bewegen. In dieser Ausführungsform kann der Materialstrom der Wälzkörper an seiner Unterseite, also zwischen Schneckengrund und Wälzkörper, als auch an seiner Oberseite, also zwischen dem Muldengrund und dem Wälzkörper umströmen. Diese Umströmung kann dabei in einer insbesondere vorteilhaften Ausgestaltung auch eine Dynamik aufweisen, durch welche sich der Wälzkörper im Materialstrom radial frei nach außen und innen bewegt.
Insgesamt kann hierdurch vorteilhaft eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt ist der Wälzkörper in Umfangsrichtung der Schnecke frei bewegbar.
Damit wird bei geeigneter Gestaltung erreicht, dass vergleichsweise größere Freiräume zwischen den einzelnen Wälzkörpern frei bleiben.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Mischgüte im Mischbereich durch die höhere Bewegungsfreiheit der Wälzkörper weiter gesteigert werden kann.
Durch die Möglichkeit einer freien Bewegbarkeit des Wälzkörpers kann sich der Druckverlust im Mischbereich vorteilhaft reduzieren.
Bevorzugt ist der Wälzkörper in Umfangsrichtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt.
So ist konkret unter anderem denkbar, dass die Wälzkörper in einer Reihe möglichst nah aneinander angeordnet sind, insbesondere so nah, dass die Wälzkörper in Umfangsrichtung der Schnecke in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt sind.
Eine Alternative hierzu ergibt sich, wenn die Wälzkörper in einer Reihe möglichst nah aneinander angeordnet sind und nur noch gemeinsam in Umfangsrichtung der Schnecke bewegt werden können.
Eine weitere alternative Ausführungsform ergibt sich durch die Fixierung eines Wälzkörpers mit einem oder mehreren Stegen.
Unter anderem kann hierdurch vorteilhaft in besonders geeigneten Ausführungsformen erreicht werden, dass die Strömung des Materialstromes ein besonders vorteilhaftes Scherverhalten erreichen kann, so dass insgesamt die Mischgüte verbessert werden kann.
Bevorzugt weist der Wälzkörper um eine seiner Achsen eine Rotationssymmetrie auf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass bei einer geeigneten Ausgestaltung eine bessere Mischgüte erreichen werden kann und gleichermaßen der Wälzkörper auch zur Lagerung der Schnecke eingesetzt werden kann. Dadurch kann sich die Gefahr eines Schneckenbruches reduzieren.
Bevorzugt ist der Wälzkörper eine Kugel.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Schnecke durch den Einsatz einer Kugel als Wälzkörper eine zusätzliche Lagerung erhält. Dadurch kann erreicht werden, dass das Risiko eines Schneckenbruches reduziert wird.
Zusätzlich kann der Einsatz einer Kugel eine weitere Verbesserung der Mischgüte bewirken.
Bevorzugt ist der Wälzkörper ein Zylinder.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Schnecke durch den Einsatz eines Zylinders als Wälzkörper eine zusätzliche Lagerung erhält. Dadurch kann erreicht werden, dass das Risiko eines Schneckenbruches reduziert wird.
Zusätzlich kann der Einsatz eines Zylinders eine weitere Verbesserung der Mischgüte bewirken.
Bevorzugt ist der Wälzkörper ein Kegel.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Schnecke durch den Einsatz eines Kegels als Wälzkörper eine zusätzliche Lagerung erhält. Dadurch kann erreicht werden, dass das Risiko eines Schneckenbruches reduziert wird.
Zusätzlich kann der Einsatz eines Kegels eine weitere Verbesserung der Mischgüte bewirken.
Bevorzugt ist der Wälzkörper ein Kegelstumpf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Schnecke durch den Einsatz eines Kegelstumpfes als Wälzkörper eine zusätzliche Lagerung erhält. Dadurch kann erreicht werden, dass das Risiko eines Schneckenbruches reduziert wird.
Zusätzlich kann der Einsatz eines Kegelstumpfes eine weitere Verbesserung der Mischgüte bewirken.
Bevorzugt ist der Wälzkörper eine Schnecke, insbesondere weist der Wälzkörper optional die Form einer Schnecke auf.
Konkret ist unter anderem denkbar, dass Wälzkörper, die die Form einer Schnecke aufweisen, wie ein schrägverzahntes Stirnrad ausgeführt sind.
Insbesondere ist der Wälzkörper in Schneckenform linksgängig. In einer alternativen Ausführungsform ist der Wälzkörper in Schneckenform rechtsgängig.
Wälzkörper dieser Art, insbesondere Wälzkörper in Form einer Schnecke, verlieren ihre Rotationssymmetrie. Es soll jedoch im Besonderen an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass Wälzkörper in Form einer Schnecke nicht als rotationssymmetrisch angesehen werden sollen.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Hauptschnecke der Plastifiziermaschine durch den Einsatz einer Schnecke als Wälzkörper eine zusätzliche Lagerung erhält. Dadurch kann erreicht werden, dass das Risiko eines Schneckenbruches reduziert wird.
Wälzkörper in Schneckenform weisen vorteilhaft eine im Vergleich zu Wälzkörpern in Zylinderform mit gleichem größtem Durchmesser eine deutlich größere Oberfläche auf.
Wälzkörper in Schneckenform können durch ihre Oberflächenstruktur eine besonders gute Mischwirkung des umströmenden Materials hervorrufen. Die Verwendung von Schnecken als Wälzkörper kann also insgesamt auch zu einer Verbesserung der Mischgüte führen.
Bevorzugt weist der Wälzkörper in Schneckenform genau einen Gang auf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine spezifische und wünschenswerte Charakteristik eines Mischverhaltens erreicht wird.
Wälzkörper in Schneckenform mit genau einem Gang können besonders vorteilhaft mit anderen Wälzkörpern in Schneckenform kombiniert werden, solange kein Eingriff der Wälzkörper beabsichtigt wird.
Insgesamt kann hierdurch vorteilhaft eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
In einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform weist der Wälzkörper in Schneckenform mehr als einen Gang auf.
Unter anderem ist konkret eine Ausführungsform denkbar, bei denen der Wälzkörper in Schneckenform eine gerade Anzahl an Gängen aufweist. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass lokale Kräftegleichgewichte entstehen können.
Wälzkörper in Schneckenform mit mehr als einem Gang können mit anderen Wälzkörpern, insbesondere mit Wälzkörpern mit Schneckenform, kombiniert werden.
Insgesamt kann hierdurch vorteilhaft eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt sind zwei Wälzkörper in Schneckenform vorhanden und weisen die gleiche Gangsteigung auf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Wälzkörper in einer besonderen bevorzugten Ausführungsform und bei geeigneter Gestaltung ineinandergreifend ausgeführt werden können. Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Wälzkörper selbstreinigend sind. Das bedeutet, dass der Materialstrom des Ausgangsmaterials durch den gegenseitigen Eingriff der Wälzkörper aus der Schneckengeometrie herausgedrückt wird, während der umgebende Materialstrom an der Schnecke außen vorbeiströmen kann.
Insgesamt kann hierdurch vorteilhaft eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt sind zwei Wälzkörper in Schneckenform vorhanden, und ein Wälzkörper in Schneckenform weist eine abweichende Gangsteigung auf.
Eine bevorzugte Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass die benachbarten Wälzkörper nicht ineinandergreifen.
Eine alternative Ausführungsform ergibt sich dadurch, dass abwechselnd Wälzkörper in Schneckenform und Wälzkörper in Form eines Zylinders eingesetzt werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass das freie Volumen im Materialstromringspalt vergrößert werden kann.
Eine Vergrößerung des freien Volumens kann vorteilhaft mit einer Reduktion des Totaldruckverlustes im Knetbereich einhergehen, wodurch benötigte Energie zum Betrieb der Schnecken-Plastifiziermaschine eingespart beziehungsweise reduziert werden kann.
Ebenfalls vorteilhaft kann dadurch bei geeigneter Gestaltung eine Förderwirkung der Wälzkörper erreicht werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Durchmischung des Materialstromes noch einmal deutlich verbessert werden kann. Insbesondere kann dies dadurch erreicht werden, dass Teile des Materialstromes zwischen den Wälzkörpern hindurchströmen können und andere Teile des Materialstromes nicht zwischen den Wälzkörpern hindurchströmen können.
Insgesamt kann hierdurch vorteilhaft eine höhere Mischgüte erreicht werden. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt sind zwei Wälzkörper in Schneckenform vorhanden und weisen die gleiche Gangzahl auf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt sind zwei Wälzkörper in Schneckenform vorhanden, und ein Wälzkörper in Schneckenform weist eine abweichende Gangzahl auf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt sind zwei Wälzkörper in Schneckenform vorhanden und weisen die gleiche Gangrichtung auf, insbesondere sind die Wälzkörper in Schneckenform linksgängig oder rechtsgängig.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt sind zwei Wälzkörper in Schneckenform vorhanden, und ein Wälzkörper in Schneckenform weist eine abweichende Gangrichtung auf, wobei ein Wälzkörper in Schneckenform linksgängig und ein Wälzkörper in Schneckenform rechtsgängig ist.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt sind zwei Wälzkörper in Schneckenform vorhanden, welche in Umfangsrichtung der Hauptschnecke der Plastifiziermaschine benachbart sind und ineinander greifen.
Wälzkörper in Schneckenform, die ineinander greifen, weisen die gleiche Gangzahl auf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass sich die Wälzkörper in Schneckenform selbstreinigend verhalten. Insbesondere kann dies durch das Ineinandergreifen der Schneckengänge erreicht werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt sind zwei Wälzkörper in Schneckenform vorhanden, in Umfangsrichtung der Hauptschnecke der Plastifiziermaschine benachbart und voneinander beabstandet angeordnet.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist der Wälzkörper eine Nut auf.
Begrifflich sei hierzu folgendes erläutert:
Eine „Nut“ ist eine Vertiefung in einem Körper, insbesondere einem Wälzkörper, welche die Form einer schmalen Rinne hat.
Eine Nut muss sich dabei nicht über die gesamte Länge und/oder den gesamten Umfang eines Wälzkörpers erstrecken.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist der Wälzkörper eine Nut in Achsrichtung auf.
Konkret ist unter anderem denkbar, dass sich die Nut in dem Wälzkörper nicht über die gesamte Länge des Wälzkörpers erstreckt. Wälzkörper dieser Art verlieren ihre Rotationssymmetrie. Es soll jedoch im Besonderen an dieser Stelle daraufhingewiesen werden, dass Wälzkörper mit einer Nut und/oder einer Bohrung nicht als rotationssymmetrisch angesehen werden sollen.
Eine alternative Ausführung sieht vor, dass in Fällen mit mehreren Wälzkörpern abweichende Ausführungen einer Nut eingesetzt werden und/oder dass nicht alle Wälzkörper eine Nut aufweisen.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist der Wälzkörper eine Nut in Umfangsrichtung auf.
Konkret ist unter anderem denkbar, dass sich die Nut in dem Wälzkörper nicht über den gesamten Umfang des Wälzkörpers erstreckt. Wälzkörper dieser Art verlieren ihre Rotationssymmetrie. Es soll jedoch im Besonderen an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, dass auch Wälzkörper mit einer Nut oder einer Bohrung weiterhin als rotationssymmetrisch angesehen werden sollen.
Eine alternative Ausführung sieht vor, dass in Fällen mit mehreren Wälzkörpern abweichende Ausführungen einer Nut eingesetzt werden und/oder dass nicht alle Wälzkörper eine Nut aufweisen.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist der Wälzkörper eine spiralförmige Nut an der Mantelfläche auf.
Konkret ist unter anderem denkbar, dass sich die Nut in dem Wälzkörper nicht über die gesamte Länge des Wälzkörpers erstreckt. Wälzkörper dieser Art verlieren ihre Rotationssymmetrie. Es soll jedoch im Besonderen an dieser Stelle daraufhingewiesen werden, dass Wälzkörper mit einer Nut oder einer Bohrung nicht als rotationssymmetrisch angesehen werden sollen.
Eine alternative Ausführung sieht vor, dass in Fällen mit mehreren Wälzkörpern abweichende Ausführungen einer Nut eingesetzt werden und/oder dass nicht alle Wälzkörper eine Nut aufweisen.
Konkret ist auch eine alternative Ausführung gedacht, bei der ein Wälzkörper als Hülse ausgeführt ist und es die spiralförmige Nut auf der inneren Mantelfläche aufweist.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist der Wälzkörper eine gerundete Kante auf, insbesondere runde Enden.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einer „gerundeten Kante“ wird verstanden, dass die Kanten nicht scharfkantig, sondern gerundet sind. Die Form der Rundung und der Radius der Rundung spielen dabei keine Rolle für das Merkmal einer gerundeten Kante.
Ist der Radius der Rundung so groß, dass beim Abrunden der Kanten die Stirnfläche des Zylinders vollständig verschwindet, so weist der Zylinder „runde Enden“ auf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist der Wälzkörper eine angefaste Kante auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Eine „angefaste Kante“ ist eine abgeschrägte Fläche an einer Kante des Wälzkörpers. Die angefaste Kante bricht dabei die scharfe Kante des Wälzkörpers. Die Form der Fase und der Winkel der Fase spielen dabei keine Rolle für das Merkmal einer angefasten Kante.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist der Wälzkörper eine Bohrung auf.
Konkret ist es dabei denkbar, dass ein Wälzkörper mit einer beliebigen Geometrie eine Bohrung mit einer beliebigen Geometrie aufweist. Insbesondere seien hier Bohrungen genannt, die sich radial zum Wälzkörper, axial zum Wälzkörper, oder windschief zum Wälzkörper erstrecken.
Weiterhin ist konkret unter anderem denkbar, dass ein Wälzkörper mehrere Bohrungen unterschiedlicher Gattungen aufweist, also axial, radial oder windschief.
Konkret ist unter anderem denkbar, dass sich die Nut in dem Wälzkörper nicht über die gesamte Länge des Wälzkörpers erstreckt. Wälzkörper dieser Art verlieren ihre Rotationssymmetrie. Es soll jedoch im Besonderen an dieser Stelle daraufhingewiesen werden, dass Wälzkörper mit einer Nut und/oder einer Bohrung nicht als rotationssymmetrisch angesehen werden sollen.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist der Wälzkörper eine technisch glatte Oberfläche auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein Wälzkörper weist eine „technisch glatte Oberfläche“ auf, wenn die Oberfläche in einem Prozessschritt glättend bearbeitet wurde beziehungsweise keine sichtbaren und/oder spürbaren Unebenheiten aufweist.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist der Wälzkörper eine raue Oberfläche auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein Wälzkörper weist eine „raue Oberfläche“ auf, wenn die Oberfläche in einem Prozessschritt aufrauend bearbeitet wurde beziehungsweise sichtbare und/oder spürbare Unebenheiten aufweist.
Konkret ist unter anderem denkbar, dass die Rauigkeit der Wälzkörper innerhalb einer Reihe und/oder bei benachbarten Reihen abweicht. Durch die unterschiedliche Wandhaftung kann so die Geschwindigkeit der Wälzkörper beeinflusst werden.
Alternativ können auch unterschiedliche Materialien der Wälzkörper eingesetzt werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist die Schnecken-Plastifiziermaschine Wälzkörper in zwei unterschiedlichen Größen auf, wobei insbesondere kleinere Wälzkörper Zwischenräume größerer Wälzkörper füllen.
Alternativ ist eine Ausführungsform denkbar, bei welcher Wälzkörper mit abweichenden größten Durchmessern auftreten, insbesondere kann sich dadurch auch eine zusätzliche Bewegungsachse für der Wälzkörper ergeben.
Konkret ist unter anderem denkbar, dass die Rauigkeit der Wälzkörper innerhalb einer Reihe und/oder bei benachbarten Reihen abweicht. Durch die unterschiedliche Wandhaftung kann so die Geschwindigkeit der Wälzkörper beeinflusst werden.
Alternativ können auch unterschiedliche Materialien der Wälzkörper eingesetzt werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist die Schnecken-Plastifiziermaschine Wälzkörper aus zwei unterschiedlichen Gattungen auf.
Eine bevorzugte Ausführungsform kann dadurch realisiert werden, dass die Wälzkörper innerhalb einer Reihe und/oder in benachbarten Reihen Kugeln und Zylinder im Wechsel aufweisen.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Wälzkörper innerhalb einer Reihe und/oder in benachbarten Reihen in folgender Reihenfolge gruppiert werden: Zylinder / Kugel / Kugel / Zylinder / Kugel / Kugel / usw.
Eine alternative bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Wälzkörper innerhalb einer Reihe und/oder in benachbarten Reihen in folgender Reihenfolge gruppiert werden: Zylinder und Kugel / Kugel und Zylinder / Zylinder und Kugel / usw.
Eine alternative bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Wälzkörper innerhalb einer Reihe und/oder in benachbarten Reihen in folgender Reihenfolge gruppiert werden: Zylinder und Zylinder und ... und Zylinder und Kugel / Kugel und Zylinder und Zylinder und ... und Zylinder / usw.
Konkret ist unter anderem auch denkbar, dass Wälzkörper alle der gleichen Grundgattung angehören und so alle die gleiche Grundform aufweisen, jedoch mit Bohrungen unterschiedlicher Gattungen oder Nuten unterschiedlicher Gattungen versehen sind.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist die Schnecken-Plastifiziermaschine eine Vielzahl Wälzkörper auf, wobei die Wälzkörper in Reihen angeordnet sind, wobei eine Anzahl von Wälzkörpern einer Reihe gleich einer Anzahl von Wälzkörpern einer benachbarten Reihe ist.
Damit kann bei geeigneter Gestaltung die Mischwirkung und Scherwirkung durch Wirbel und Scherungen im Materialstrom optimiert werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist die Schnecken-Plastifiziermaschine eine Vielzahl Wälzkörper auf, wobei die Wälzkörper in Reihen angeordnet sind, wobei eine Anzahl von Wälzkörpern einer Reihe unterschiedlich zur Anzahl von Wälzkörpern einer benachbarten Reihe ist.
So ist konkret unter anderem denkbar, dass bei gleichem größtem Durchmesser der Wälzkörper größere Zwischenräume entstehen.
Alternativ ist eine Ausführungsform denkbar, bei der Wälzkörper mit abweichenden größten Durchmessern auftreten, insbesondere kann sich dadurch auch eine zusätzliche Bewegungsachse für der Wälzkörper ergeben.
Weiterhin ist konkret unter anderem denkbar, dass in aufeinanderfolgenden Reihen abwechselnd die Anzahl der Wälzkörper und die Anzahl der Wälzkörper in Kombination mit dem größten Durchmesser der Wälzkörper variiert werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Mischgüte verbessert werden und gleichzeitig der Totaldruckverlust im Mischbereich reduziert werden kann.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weisen die benachbarten Reihen die Wälzkörper hintereinander auf einer sich koaxial zur Schneckenwelle erstreckenden Achse auf.
Damit kann bei geeigneter Gestaltung die Mischwirkung und Scherwirkung durch Wirbel und Scherungen im Materialstrom optimiert werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weisen die benachbarten Reihen die Wälzkörper versetzt zueinander auf, wobei insbesondere eine Reihe die Wälzkörper in der Mitte der Wälzkörper einer anderen Reihe aufweisen kann.
So ist konkret unter anderem denkbar, dass die Wälzkörper aus benachbarten Reihen bei einer versetzten Anordnung den Raum beziehungsweise die Zwischenräume im Materialstromringspalt optimal ausfüllen.
Insbesondere kann daran gedacht werden, dass die Reihen nicht weiter zusammenliegen, als es durch das optimale Ausfüllen der Zwischenräume möglich ist. Dadurch sollen zu hohe Querkräfte durch das Reduzieren von Spreizkräften vermieden werden.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen. Weiterhin kann hierdurch die Gefahr einer lokalen Überbelastung der Schnecken-Plastifiziermaschine reduziert werden.
Bevorzugt weist die Schnecken-Plastifiziermaschine eine Vielzahl Wälzkörper auf, wobei die Wälzkörper in Reihen angeordnet sind, wobei ein Abstand eines ersten Wälzkörpers innerhalb einer Reihe gleich einem Abstand eines zweiten Wälzkörpers zu einem dritten Wälzkörper einer benachbarten Reihe ist.
Insbesondere kann daran gedacht werden, dass die Reihen nicht weiter zusammenliegen als es durch das optimale Ausfüllen der Zwischenräume möglich ist.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen. Weiterhin kann hierdurch die Gefahr einer lokalen Überbelastung der Schnecken-Plastifiziermaschine reduziert werden.
Bevorzugt weist die Schnecken-Plastifiziermaschine eine Vielzahl Wälzkörper auf, wobei die Wälzkörper in Reihen angeordnet sind, wobei ein Abstand eines ersten Wälzkörpers innerhalb einer Reihe größer oder kleiner ist als der Abstand eines zweiten Wälzkörpers zu einem dritten Wälzkörper einer benachbarten Reihe.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Bevorzugt weist der Wälzkörper eine Bohrung auf, wobei sich die Achse der Bohrung koaxial zu der Achse des Steges in radialer Richtung erstreckt.
Dadurch kann eine besondere Ausführungsform realisiert werden, bei der ein Wälzkörper mit einer Bohrung auf einem Steg gelagert werden kann.
Damit kann bei geeigneter Gestaltung auch erreicht werden, dass ich der Wälzkörper frei auf dem Steg drehen kann.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Nach einem achten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Betreiben einer Schnecken-Plastifiziermaschine, nach einem der vorstehenden Aspekte.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass eine höhere Mischgüte einer Schnecken-Plastifiziermaschine erreicht werden kann. Diese höhere Mischgüte kann zu kürzeren Bauformen von Plastifiziermaschinen führen, wodurch neben dem geringeren Platzaufwand am Ort der Installation auch ein insgesamt geringerer Materialaufwand bei der Herstellung der Plastifiziermaschine und ein geringerer Energieaufwand im Produktionsbetrieb erreicht werden kann. Damit kann die Erfindung insgesamt effizientere Schnecken-Plastifiziermaschinen ermöglichen.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des achten Aspektes mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Bevorzugt liegt die Drehzahl der Schnecken-Plastifiziermaschine in einem Bereich zwischen 150 und 200 U/min.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass im Betrieb ein optimaler Kompromiss aller Anforderungen an die Schnecken-Plastifiziermaschine erreicht wird.
Bevorzugt werden die Wälzkörper über eine Öffnung in die gewünschte Position gebracht und/oder herausgenommen, wobei die Öffnung nachträglich wieder verschlossen wird.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Wartung und die Montage der Schnecken-Plastifiziermaschine erleichtert werden.
Bevorzugt wird der Wälzkörper auch als Axial- und/oder Radiallager eingesetzt wird.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Schnecke eine zusätzliche Lagerung erfährt. Dadurch kann das Belastungsniveau in der Schnecke und so das Risiko eines Schneckenbruches reduziert werden.
Bevorzugt sind die Wälzkörper so angeordnet, dass sich durch die Wälzkörper zwischen der Schnecke und dem Schneckengehäuse die Ausgestaltung einer Kugelgewindemutter ergibt.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass sich durch die Anordnung der Wälzkörper eine besonders gute Mischgüte ergibt und gleichzeitig durch die mit einer Kugelgewindemutter vergleichbare Funktionalität eine zusätzliche Lagerung der Schnecke erreicht werden kann, so dass das Risiko von Schneckenbrüchen reduziert werden kann.
Bevorzugt weist die Schnecken-Plastifiziermaschine die Wälzkörper nur in einer Reihe auf.
Vorteilhaft kann hierdurch erreicht werden, dass die Länge des Mischbereiches kurz gehalten werden kann und sich bei geeigneter Gestaltung ein vergleichsweise geringer Druckverlust durch den Mischbereich bei einer hervorragenden Mischgüte realisieren lässt.
Zu allen Wälzkörpern sei erwähnt, dass die Rauheit der Oberfläche eine wichtige Rolle innehaben kann.
Es wird vorgeschlagen, dass die Wälzkörper unterschiedliche Mittenrauwerte an ihren Oberflächen aufweisen, insbesondere zumindest zum Teil über 0,2 liegend, vor alle über 3, 5, oder 10.
Nachstehend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dort zeigen

1 schematisch in einem Schnitt einen Teil einer Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, wobei der mittlere Schneckengrunddurchmesser das 5-fache des größten Durchmessers beträgt,
2 schematisch in einem Schnitt eine alternative Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, wobei der Materialstromringspalt durch eine Barriere in einen inneren und einen äußeren Materialstromringspalt aufgeteilt wird, wobei der innere Materialstromringspalt durch ein Verbindungselement unterbrochen wird, wobei der Wälzkörper im Materialstromringspalt radial frei zwischen Schnecke und Schneckengehäuse bewegbar ist und der Wälzkörper durch die Barriere in Achsrichtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird,
3 einen Schnitt durch die alternative Schnecken-Plastifiziermaschine aus 2 gemäß dortiger Kennzeichnung A-A,
4 zwei beispielhafte Paarungen von nadelartigen benachbart liegenden, aneinander wälzenden Wälzkörpern, wobei bei 4.1 zwei identische Wellen umgekehrt zueinander liegen und sich Wälzringe gegenüber stellen, wobei in 4.2 die Wellen ineinander geschoben sind, auch hier hat der Wellenzylinder zum Nachbarn nur zwei Kontaktpunkt-Wälzringe, zwischen den Oberflächen zum Nachbarn bildet sich ein berührungsfreier Gang, und
5 perspektivisch eine solche Anordnung einer Reihe mit einem Ring solcher Wälzkörper.

Die Schnecken-Plastifiziermaschine 1 in 1 (nur mittels eines schematischen axialen Bereichs im Schnitt dargestellt) besteht im Wesentlichen aus einem feststehenden Gehäuse 2 und einer Schnecke 3 mit einer Achse 4.
Die Schnecken-Plastifiziermaschine 1 ist zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, eingerichtet.
Die Schnecken-Plastifiziermaschine 1 weist einen Mischbereich 5 mit einer axialen Länge 8 sowie zwei Wälzkörpern 6, 7 auf. Die Wälzkörper 6, 7 sind in diesem Ausführungsbeispiel Kugeln.
Die Wälzkörper 6, 7 können sich um eine Achse 9, 10 frei drehen, wobei sich die Wälzkörper 6, 7 zwischen Schnecke 3 und Schneckengehäuse 2 in einem Materialstromringspalt 11 befinden.
Die Wälzkörper 6, 7 bewegen sich auf Seite der Schnecke 3 durch eine Rille 12.
Die Wälzkörper 6, 7 weisen einen größten Durchmesser 13 auf.
Die Schnecke 3 weist einen Schneckengrunddurchmesser 14 auf.
Der Materialstromringspalt 11 erstreckt sich entlang der Schnecke 3 axial.
Der Schneckengrunddurchmesser 14 beträgt das 5-fache des größten Durchmessers 13 der Wälzkörper.
Eine alternative Schnecken-Plastifiziermaschine 21 in 2 (nur ein schematischer axialer Bereich ist im Schnitt dargestellt) und 3 besteht im Wesentlichen aus einem feststehenden Gehäuse 22 und einer Schnecke 23 mit einer Achse 24.
Die Schnecken-Plastifiziermaschine 21 ist zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, eingerichtet.
Die Schnecken-Plastifiziermaschine 21 weist einen Mischbereich 25 mit einer axialen Länge 26 sowie zwei Wälzkörpern 27, 28 auf. Die Wälzkörper 27, 28 sind in diesem Ausführungsbeispiel Kugeln.
Die Wälzkörper 27, 28 weisen eine größten Durchmesser 29 auf und befinden sich zwischen Schneckengehäuse 22 und Schnecke 23 in einem Materialstromringspalt 30.
Der Materialstromringspalt 30 erstreckt sich axial entlang der Schnecke 23 und wird durch eine Barriere 31 in einen inneren Materialstromringspalt 32 und einen äußeren Materialstromringspalt 33 aufgeteilt.
Der innere Materialstromringspalt 32 wird durch drei Verbindungselement 34, 35, 36 unterbrochen. Die Verbindungselemente 34, 35, 36 verbinden die Barriere 31 mit der Schnecke 23, sodass die Barriere 31 fixiert ist.
Die Wälzkörper 27, 28 können sich frei im Materialstromringspalt 30 radial zwischen der Schnecke 23 und dem Schneckengehäuse 22 bewegen.
Durch die Barriere 31 werden die Wälzkörper 27, 28 in Achsrichtung der Schnecke 23 in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt und können so die Schnecken-Plastifiziermaschine 21 nicht mit dem Materialstrom verlassen.
Die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform sieht wie folgt aus:

-eine Reihe Wälzkörper
-mit einem Ring oder mit drei Ringen umeinander
-mit ungleicher Stromform.

Die „Stromform“ ist diejenige Oberfläche, die sich entlang der Extrusionsstromrichtung der Schnecke der am Wälzkörper entlang strömenden Schmelze entgegenstellt.
Bezugszeichenliste

1: Schnecken-Plastifiziermaschine
2: Gehäuse
3: Schnecke
4: Achse
5: Mischbereich
6: Wälzkörper
7: Wälzkörper
8: Mischbereichslänge
9: Wälzkörperachse
10: Wälzkörperachse
11: Materialstromringspalt
12: Rille
13: Größter Durchmesser
14: Schneckengrunddurchmesser
21: Schnecken-Plastifiziermaschine
22: Gehäuse
23: Schnecke
24: Achse
25: Mischbereich
26: Mischbereichslänge
27: Wälzkörper
28: Wälzkörper
29: Größter Durchmesser
30: Materialstromringspalt
31: Barriere
32: Innerer Materialstromringspalt
33: Äußerer Materialstromringspalt
34: Verbindungselement
35: Verbindungselement
36: Verbindungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10217686 A1 [0010]
DE 1753794 U [0014]
DE 1778515 B [0015]
DE 1904151 A [0016]
DE 2537912 A1 [0017]
DE 2632335 C2 [0018, 0062]
DE 2813318 A1 [0019]
WO 9115288 A2 [0020]
US 5129728 [0020]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Schöppner, Volker „Verfahrenstechnische Auslegung von Extrusionsanlagen“ in der Veröffentlichungsreihe „Fortschritt-Berichte VDI“, Reihe 3, Nr. 715. Düsseldorf, VDI Verlag 2001, ISBN 3-18-371503-1, im Kapitel 4.2 [0009]

Claims

Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einer Vielzahl Wälzkörper aufweist, wobei sich die Wälzkörper jeweils um eine Achse drehen können und wobei sich die Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befinden, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt und wobei die Wälzkörper eine Längserstreckung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper mindestens zwei Scharen Wälzkörper bilden, wobei - eine erste, innerste Schar Wälzkörper einen ersten, inneren Ring Wälzkörper im Materialstromringspalt formt und - eine zweite, äußere Schar Wälzkörper einen um den ersten, inneren Ring Wälzkörper herum liegenden, zweiten, äußeren Ring Wälzkörper bildet, wobei Wälzkörper der ersten Schar mit Wälzkörpern der zweiten Schar Wälzkontaktstellen aufweisen, bevorzugt wobei die Wälzkörper der ersten Schar Wälzkörper radial zwischen die Wälzkörper der zweiten Schar Wälzkörper eingreifen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe Wälzkörper in einer ungeraden Anzahl umeinander liegen, insbesondere drei Ringe Wälzkörper vorhanden sind.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Ringen liegenden Wälzkörper axial deckungsgleich liegen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Ringen liegenden Wälzkörper längserstreckte Konturen aufweisen, wobei die Wälzkörper bevorzugt Nadelkörper und/oder Zylinderkörper aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Ringen liegenden Wälzkörper axial unterschiedliche Stromformen aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einer Vielzahl Wälzkörper aufweist, wobei sich die Wälzkörper jeweils um eine Achse drehen können und wobei sich die Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befinden und dort zerstörungsfrei wälzend gelagert sind, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wälzkörper rotationsasymmetrisch ist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wälzkörper eine Bohrung aufweist, welche zur Achse beabstandet ist oder sie schneidet.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wälzkörper einen Schneckengang aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wälzkörper formschlussfrei drehbar eingebaut ist.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einer Vielzahl Wälzkörper aufweist, wobei sich die Wälzkörper jeweils um eine Achse drehen können und wobei sich die Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befinden und dort zerstörungsfrei wälzend gelagert sind, wobei sich der Materialstromringspalt bevorzugt entlang der Schnecke axial erstreckt, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wälzkörper, nämlich ein erster Wälzkörper und ein zweiter Wälzkörper, im Materialstromringspalt eine unterschiedliche Stromform aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper unterschiedliche Stromformen aufweisen, insbesondere genau zwei unterschiedliche Stromformen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wälzkörper, insbesondere alle Wälzkörper, zwei in Längsrichtung gespiegelte Stromformen aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wälzkörper, insbesondere alle Wälzkörper, stromeingangs und stromausgangs jeweils einen zylindrischen Wälzmantel aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wälzkörper, insbesondere alle Wälzkörper, eine Mehrzahl von Kontaktpunkten aufweist, die zylindrisch liegen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktpunkte entlang einer Längserstreckung Offsets gegenüber einer Spiegelsymmetrie aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einer Vielzahl Wälzkörper aufweist, wobei sich die Wälzkörper um eine Achse frei drehen können und wobei sich die Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befinden, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper einen Keramikwerkstoff aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einer Vielzahl Wälzkörper aufweist, wobei sich die Wälzkörper um eine Achse frei drehen können und wobei sich die Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befinden, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper eine Schnecke aufweisen, die frei gelagert sind, sodass sie sich im Betrieb der Schnecken-Plastifiziermaschine ohne Formschluss drehen können.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einer Vielzahl Wälzkörper aufweist, wobei sich die Wälzkörper um eine Achse frei drehen können und wobei sich die Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befinden, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Wälzkörper-Oberfläche zum Zylinder geringer ist als der mittlere Abstand zum tangentialen Nachbar-Wälzkörper, sodass sich ein breiterer Spalt zwischen den benachbarten Wälzkörpern als zwischen Wälzkörper und Zylinder bwz. Schnecke einstellt.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Schneckengrunddurchmesser das 3- bis 7-fache des größten Durchmessers beträgt, bevorzugt das 3- bis 6-fache, das 4- bis 6-fache, das 4- bis 5-fache, besonders bevorzugt das 5-fache.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke einen Mischbereich aufweist, wobei die Schnecke stromaufwärts und stromabwärts des Mischbereiches einen Schneckensteg aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckengrunddurchmesser das 3- bis 7-fache des größten Materialstromringspaltes beträgt, bevorzugt das 3- bis 6-fache, das 4- bis 6-fache, das 4- bis 5-fache, besonders bevorzugt das 5-fache.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneckengrunddurchmesser das 3- bis 7-fache einer größten Kanaltiefe der Schnecke beträgt, bevorzugt das 3- bis 6-fache, das 4- bis 6-fache, das 4- bis 5-fache, besonders bevorzugt das 5-fache.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper im Materialstromringspalt radial frei zwischen Schnecke und Schneckengehäuse bewegbar ist, wobei das Schneckengehäuse im Bereich des Mischbereiches zylindrisch ausgeführt ist.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper im Materialstromringspalt radial frei zwischen Schnecke und Schneckengehäuse bewegbar ist und der Wälzkörper im Materialstromringspalt durch einen Käfig in Achsrichtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialstromringspalt durch eine Barriere in einen inneren und einen äußeren Materialstromringspalt aufgeteilt wird, wobei der innere Materialstromringspalt und/oder der äußere Materialstromringspalt durch ein Verbindungselement unterbrochen werden, wobei der Wälzkörper im Materialstromringspalt radial frei zwischen Schnecke und Schneckengehäuse bewegbar sein kann, und der Wälzkörper durch die Barriere in Achsrichtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen Mischbereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schnecke und Schneckengehäuse in einem Materialstromringspalt befindet, wobei der Wälzkörper einen größten Durchmesser aufweist und die Schnecke einen Schneckengrunddurchmesser aufweist, wobei sich der Materialstromringspalt entlang der Schnecke axial erstreckt, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper im Materialstromringspalt radial frei zwischen Schnecke und Schneckengehäuse bewegbar ist und der Wälzkörper im Materialstromringspalt durch einen sich in radialer Richtung erstreckenden Steg in Umfangsrichtung der Schnecke und/oder in axialer Richtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird, wobei der Steg mit der Schnecke und/oder dem Schneckengehäuse verbunden ist.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen mischenden Bereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schneckengrund und Schneckengehäuse in einem Schneckengang befindet, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schneckengang einen aus dem Schneckensteg heraus ragenden Steg aufweist und der Wälzkörper im Schneckengang durch den Steg in Umfangsrichtung der Schnecke und/oder in axialer Richtung der Schnecke und/oder in radialer Richtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl Wälzkörper vorliegt, und zwar in mindestens zwei Scharen Wälzkörper, die in Reihen axial hintereinander liegen, wobei sich die Scharen axial teils überlappen können.
Schnecken-Plastifiziermaschine, insbesondere Einschnecken-Plastifiziermaschine, zum Fördern, Aufschmelzen und Homogenisieren eines Ausgangsmaterials, insbesondere eines thermoplastischen Polymers, wobei die Schnecken-Plastifiziermaschine einen mischenden Bereich mit einem Wälzkörper aufweist, wobei sich der Wälzkörper bevorzugt um eine Achse frei drehen kann und wobei sich der Wälzkörper zwischen Schneckengrund und Schneckengehäuse befindet, insbesondere Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schneckensteg eines Schneckenganges eine Unterbrechung aufweist und in der Unterbrechung zumindest zum Teil durch eine Rille in einem Schneckengrund fortgesetzt wird und der Wälzkörper durch die Rille in Umfangsrichtung der Schnecke und/oder in axialer Richtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt wird, insbesondere in der Unterbrechung des Schneckenstegs gehalten wird.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke eine umlaufende Rille aufweist, wobei die Rille insbesondere in Umfangsrichtung der Schnecke und/oder in Umfangsrichtung des Schneckengehäuses verläuft.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke und/oder das Schneckengehäuse eine Mulde aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper in Umfangsrichtung der Schnecke frei bewegbar ist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper in Umfangsrichtung der Schnecke in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt ist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper um eine seiner Achsen eine Rotationssymmetrie aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wälzkörper vorhanden sind, ausgewählt aus den folgenden geometrischen Gattungen: Kugel, Zylinder, Kegel, Kegelstumpf.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wälzkörper vorhanden sind, die Schnecken aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke genau einen Gang oder mehr als einen Gang aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schnecken vorhanden sind und die gleiche Gangsteigung aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schnecken vorhanden sind und eine abweichende Gangsteigung aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schnecken vorhanden sind und die gleiche Gangzahl aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 36 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schnecken vorhanden sind und abweichende Gangzahlen aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 36 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schnecken vorhanden sind und die gleiche Gangrichtung aufweisen, insbesondere linksgängig oder rechtsgängig.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 36 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schnecken vorhanden sind und abweichende Gangrichtungen aufweisen, wobei eine Schnecke linksgängig und eine Schnecke rechtsgängig ist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 36 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schnecken vorhanden sind, die in Umfangsrichtung der Hauptschnecke der Plastifizierungsmaschine benachbart sind und ineinander greifen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 36 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schnecken vorhanden sind, die in Umfangsrichtung der Hauptschnecke der Plastifizierungsmaschine benachbart sind und voneinander beabstandet angeordnet sind.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper eine Nut aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper eine Nut in Achsrichtung aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper eine Nut in Umfangsrichtung aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 46 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper eine spiralförmige Nut an der Mantelfläche aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper eine gerundete Kante aufweist, insbesondere runde Enden.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper eine angefaste Kante aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper eine Bohrung aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper eine technisch glatte Oberfläche aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper eine raue Oberfläche aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken-Plastifiziermaschine Wälzkörper in zwei unterschiedlichen Größen aufweist, wobei insbesondere kleinere Wälzkörper Zwischenräume größerer Wälzkörper füllen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken-Plastifiziermaschine Wälzkörper aus zwei unterschiedlichen geometrischen Gattungen aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken-Plastifiziermaschine Wälzkörper mit unterschiedlichen Formen derselben Gattung aufweist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken-Plastifiziermaschine eine Vielzahl Wälzkörper aufweist, wobei die Wälzkörper in Reihen angeordnet sind, wobei eine Anzahl von Wälzkörpern einer Reihe gleich einer Anzahl von Wälzkörpern einer benachbarten Reihe ist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken-Plastifiziermaschine eine Vielzahl Wälzkörper aufweist, wobei die Wälzkörper in Reihen angeordnet sind, wobei eine Anzahl von Wälzkörpern einer Reihe unterschiedlich zur Anzahl von Wälzkörpern einer benachbarten Reihe ist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Reihen die Wälzkörper hintereinander auf einer sich koaxial zur Schneckenwelle erstreckenden Achse aufweisen.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Reihen die Wälzkörper versetzt zueinander aufweisen, wobei insbesondere eine Reihe die Wälzkörper in der Mitte der Wälzkörper einer anderen Reihe aufweisen kann.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken-Plastifiziermaschine eine Vielzahl Wälzkörper aufweist, wobei die Wälzkörper in Reihen angeordnet sind, wobei ein Abstand eines ersten Wälzkörpers innerhalb einer Reihe gleich einem Abstand eines zweiten Wälzkörpers zu einem dritten Wälzkörper einer benachbarten Reihe ist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecken-Plastifiziermaschine eine Vielzahl Wälzkörper aufweist, wobei die Wälzkörper in Reihen angeordnet sind, wobei ein Abstand eines ersten Wälzkörpers innerhalb einer Reihe größer oder kleiner ist als der Abstand eines zweiten Wälzkörpers zu einem dritten Wälzkörper einer benachbarten Reihe.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper eine Bohrung aufweist,
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Achse der Bohrung in Achsrichtung erstreckt.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung eine Zentralbohrung ist und der Wälzkörper rotationsymmetrisch ist.
Schnecken-Plastifiziermaschine nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung von einer Parallelität mit der Achsrichtung abweicht.
Verfahren zum Betreiben einer Schnecken-Plastifiziermaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Verfahren nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl in einem Bereich zwischen 150 und 200 U/min liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 68 oder 69, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper über eine Öffnung in die gewünschte Position gebracht und/oder herausgenommen werden, wobei die Öffnung nachträglich wieder verschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 68 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper auch als Axial- und/oder Radiallager eingesetzt wird.