DE102020201895A1

DE102020201895A1 - Behandlungselement für eine Behandlungselementwelle einer Schneckenmaschine und Verfahren zum Herstellen eines Behandlungselements

Info

Publication number: DE102020201895A1
Application number: DE102020201895.2A
Authority: DE
Inventors: Karl-Conrad Polzer
Original assignee: Coperion GmbH
Current assignee: Coperion GmbH
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2021-08-19
Also published as: JP2021126903A; US20210252763A1; CN113263319A

Abstract

Ein Behandlungselement (6 bis 15, 6' bis 15') für eine Behandlungselementwelle (4, 4') einer Schneckenmaschine (1) umfasst einen Grundkörper (36) mit einer Außenwand (40), wobei die Außenwand (40) einen ersten Wandabschnitt (W1) und einen zweiten Wandabschnitt (W2) aufweist und wobei der erste Wandabschnitt (W1) härter ist als der zweite Wandabschnitt (W2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Behandlungselement für eine Behandlungselementwelle einer Schneckenmaschine. Ferner betrifft die Erfindung eine Behandlungselementwelle mit einem derartigen Behandlungselement und eine Schneckenmaschine mit einer derartigen Behandlungselementwelle. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Behandlungselements für eine Behandlungselementwelle einer Schneckenmaschine.
Aus der WO 2018/033353 A1 ist eine Mehrwellen-Schneckenmaschine bekannt, aufweisend einen Gehäuse-Grundkörper mit zwei Gehäusebohrungen und zwei in den Gehäusebohrungen angeordneten Behandlungselementwellen. Die Behandlungselementwellen umfassen jeweils mehrere Behandlungselemente in Form von Schneckenelementen und Knetelementen mit jeweils einer Außenwand zum Zusammenwirken mit dem zu behandelnden Kunststoffmaterial. Die Behandlungselemente sind einander dicht kämmend ausgebildet. Die dicht kämmende Ausbildung der Behandlungselemente hat Einfluss auf deren Förder- und Schereigenschaften und kann zu einer erhöhten Verschleißneigung führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Behandlungselement für eine Behandlungselementwelle einer Schneckenmaschine zu schaffen, welches besonders robust und wirtschaftlich im Betrieb ist. Das Behandlungselement soll insbesondere auch die Stoffaufbereitung in der Schneckenmaschine positiv beeinflussen.
Diese Aufgabe wird durch ein Behandlungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Außenwand des Grundkörpers des Behandlungselements einen ersten Wandabschnitt aufweisen kann, welcher härter ist als ein zweiter Wandabschnitt der Außenwand, wodurch das Behandlungselement besonders robust bzw. verschleißbeständig ist und somit im Betrieb besonders wirtschaftlich ist. Insbesondere gewährleistet die härtere Ausbildung des ersten Wandabschnitts die Reduktion von Verschleiß in einem Bereich der Außenwand, welcher mit einem Gehäuse der Schneckenmaschine zusammenwirkt und/oder welcher dicht kämmenden mit der Außenwand eines Behandlungselements einer benachbarten Behandlungselementwelle zusammenwirkt. Der erste Wandabschnitt ist aufgrund seiner größeren Härte gegenüber höheren Beanspruchungen beständig. Der Robustheit des Behandlungselements kommt insbesondere zugute, dass der erste Wandabschnitt von dem mit geringerer Härte ausgebildeten zweiten Wandabschnitt gestützt wird, insbesondere weich und/oder gedämpft gelagert ist. Die Sprödbruchneigung des Behandlungselements, insbesondere des zweiten Wandabschnitts, ist somit reduziert. Die gesteigerte Verschleißfestigkeit des Behandlungselements führt zu einer höheren bzw. dauerhafteren Maßhaltigkeit des Behandlungselements und der Behandlungselementwelle. Die Stoffaufbereitung wird somit positiv beeinflusst.
Unter der Außenwand ist diejenige Wand des Grundkörpers zu verstehen, welche mit einem zu behandelnden Material bzw. Stoff in Kontakt gelangt. Bei dem zu behandelnden Stoff kann es sich um ein Kunststoffmaterial, insbesondere ein Kunststoffmaterial mit zugesetzten Additiven, handeln. Vorzugsweise umfasst der Grundkörper eine Innenwand zum Zusammenwirken mit einer Tragwelle. Die Innenwand ist vorzugsweise als Nabe mit einer Verzahnung ausgebildet. Der Grundkörper weist vorzugsweise zwei Anschlusswände auf zum Zusammenwirken mit einem jeweiligen benachbarten Behandlungselement derselben Behandlungselementwelle, welches mit derselben Tragwelle drehfest verbunden ist. Vorzugsweise begrenzt die Außenwand den Grundkörper in radialer Richtung zu einer Drehachse des Behandlungselements vollständig nach außen. Das Behandlungselement ist zum Behandeln des Stoffs um die Drehachse drehbar, insbesondere drehantreibbar. Vorzugsweise ist die Innenwand konzentrisch zur Drehachse ausgebildet.
Das Behandlungselement kann als Schneckenelement und/oder als Knetelement ausgebildet sein. Das Behandlungselement kann eingängig oder mehrgängig, insbesondere zweigängig oder dreigängig, ausgebildet sein. Das Knetelement kann eine oder mehrere Knetscheiben aufweisen. Vorzugsweise sind das Schneckenelement und/oder das Knetelement einstückig ausgebildet.
Vorzugsweise wird der erste Wandabschnitt von einer ersten Materialschicht ausgebildet und der zweite Wandabschnitt wird von einer zweiten Materialschicht ausgebildet. Die zweite Materialschicht ist vorzugsweise ein Grundmaterial des Grundkörpers. Eine Masse des Behandlungselements ist vorzugsweise durch mindestens 50 %, insbesondere mindestens 70 %, insbesondere mindestens 90 %, insbesondere mindestens 95 %, durch die Masse des Grundmaterials gebildet. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass die härtere, erste Materialschicht spannungsarm, insbesondere gedämpft, von der zweiten Materialschicht gelagert ist. Als Grundmaterial kann beispielsweise der Stahl 1.4112 verwendet werden. Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke der ersten Materiaschicht und/oder der zweiten Materialschicht mindestens 0,5 mm und maximal 5 mm.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die erste Materialschicht mit der zweiten Materialschicht stoffschlüssig verbunden, insbesondere damit verschweißt.
Die erste Materialschicht unterscheidet sich von der zweiten Materialschicht vorzugsweise durch die Materialzusammensetzung und/oder das Materialgefüge. Unterschiedliche Materialzusammensetzungen können beispielsweise durch das Vorsehen unterschiedlicher Metalllegierungen, insbesondere hergestellt durch Auftragschweißen, gewährleistet werden. Unterschiedliche Materialgefüge können beispielsweise durch Wärmbehandlung, insbesondere Laserhärten, erzielt werden. Die erste Materialschicht kann beispielsweise überwiegend in einer Martensit-Phase vorliegen und die zweite Materialschicht kann überwiegend in einer Austenit-Phase vorliegen. Das Behandlungselement kann somit besonders wirtschaftlich hergestellt werden, insbesondere können der erste Wandabschnitt und der zweite Wandabschnitt besonders effizient ausgebildet werden.
Die erste Materialschicht und/oder die zweite Materialschicht können sich von dem Grundmaterial unterscheiden. Das Grundmaterial kann härter und/oder weicher sein als der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt.
Die härtere Ausbildung des ersten Wandabschnitts in Vergleich zu dem zweiten Wandabschnitt kann durch Behandeln des Grundmaterials und/oder durch Auftragen einer Materialschicht auf das Grundmaterial erfolgen. Die Behandlung kann eine Wärmebehandlung umfassen, insbesondere Randschichthärten, Diffusionshärten (Nitrieren, Nitrocarburieren), Elektronenstrahlhärten, Laserhärten und/oder induktives Härten.
Die Härte der Wandabschnitte wird beispielsweise ermittelt nach Brinell (HB) gemäß DIN EN ISO 6506-1 oder Vickers (HV) gemäß DIN EN ISO 6507-1 oder nach Rockwell (HRC) gemäß DIN EN ISO 6508.
Zum Ausbilden des mindestens einen ersten Wandabschnitts umfasst die erste Materialschicht, welche vorzugsweise durch Materialauftrag auf den Grundkörper aufgebracht ist, vorzugsweise mindestens ein Material ausgewählt aus den folgenden Materialien: Kobalt-Basislegierungen (Stellite), insbesondere auf CoCr-Basis, NiCrBSi-Basislegierungen, pulvermetallurgische Werkzeugstähle mit bzw. ohne Hartstoffanteil und mit Eisen-Basis, Verbundwerkstoffe aus mindestens einem der vorgenannten Werkstoffe mit zusätzlichen karbidischen und/oder nitridischen Hartstoffeinlagerungen, CrN, TiAlN, TiC, WC, CrC, Keramiken.
Zur Ausbildung des zweiten Wandabschnitts umfasst die zweite Materialschicht, welche vorzugsweise durch Schichtauftrag auf den Grundkörper aufgebracht ist, vorzugsweise mindestens ein Material ausgewählt aus den folgenden Materialien: Edelstahl, niedrig legierter Stahl, nickelbasierter Werkstoff, NiCr70Nb, Aluminium, Messing, Bronze, wie beispielsweise Al-Bronze, Cu-Bronze, Ni-Bronze, Waukesha-Legierungen. Vorzugsweise umfassen die erste Materialschicht und die zweite Materialschicht ein Metall, insbesondere einen Stahl.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt als Rissstopper zum Verhindern des Entstehens und/oder des Ausbreitens von Rissen ausgebildet. Vorzugsweise ist eine Haupterstreckungsrichtung des ersten Wandabschnitts und/oder des zweiten Wandabschnitts quer zu einer Rissfortschrittsrichtung, insbesondere senkrecht und/oder mit einem Winkel in einem Bereich von 30° bis 60° zu der Drehachse, orientiert. Vorzugsweise ist die Haupterstreckungsrichtung des ersten Wandabschnitts und/oder des zweiten Wandabschnitts hierzu schräg, insbesondere senkrecht zu der Drehachse orientiert. Das Entstehen und Wachsen von Rissen kann somit zuverlässig verhindert werden. Insbesondere eignet sich der zweite Wandabschnitt aufgrund seiner geringeren Härte für das Stoppen von Rissen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung liegen der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt unterbrechungsfrei vor. Der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt können in einer Draufsicht in Form eines Polygons, insbesondere eines Rechtecks, insbesondere eines Quadrats, und/oder rund und/oder elliptisch ausgebildet sein.
Der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt können eine Querschnittsfläche aufweisen, die in Richtung senkrecht zu der Außenwand, insbesondere in Richtung der Drehachse, verjüngend ausgebildet ist. Die Querschnittsfläche kann beispielsweise dreieckförmig oder trapezförmig oder kreissegmentförmig ausgebildet sein. Ein entsprechender Querschnitt ist einfach herstellbar. Für die Bestimmung der Querschnittsfläche ist die Haupterstreckung des ersten bzw. des zweiten Wandabschnitts maßgeblich. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Querschnittsfläche senkrecht zu der Drehachse orientiert.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung überragt der erste Wandabschnitt eine von dem zweiten Wandabschnitt aufgespannte Hüllfläche. Hierdurch überragt der erste Wandabschnitt den zweiten Wandabschnitt senkrecht zu der Außenwand, insbesondere radial zu der Drehachse. Alternativ können der erste Wandabschnitt und der zweite Wandabschnitt zueinander bündig ausgebildet sein. Insbesondere kann der erste Wandabschnitt mit einer Hüllfläche des zweiten Wandabschnitts zusammenfallen.
Der Überstand des ersten Wandabschnitts gegenüber dem zweiten Wandabschnitt senkrecht zu der Außenwand, insbesondere in Richtung nach außen kann bei der Herstellung des Behandlungselements ausgebildet werden und/oder durch ein Abtragen des zweiten Wandabschnitts im Betrieb erfolgen.
Ein Behandlungselement nach Anspruch 2 ist im Betrieb besonders robust und wirtschaftlich. Vorzugsweise umfasst die Außenwand mehrere der ersten Wandabschnitte und/oder mehrere der zweiten Wandabschnitte. Beispielsweise können die ersten Wandabschnitte und die zweiten Wandabschnitte zueinander abwechselnd angeordnet sein. Vorzugsweise sind die ersten Wandabschnitte und die zweiten Wandabschnitte parallel zueinander orientiert, insbesondere lamellenförmig angeordnet. Die ersten Wandabschnitte können untereinander geometrisch identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein. Gleiches gilt vorzugsweise für die zweiten Wandabschnitte. Ferner können die ersten Wandabschnitte geometrisch identisch zu den zweiten Wandabschnitten ausgebildet sein.
Ein Behandlungselement nach Anspruch 3 ist besonders verschleißbeständig. Der erste Wandabschnitt ist vorzugsweise um mindestens 50 HV 10, insbesondere mindestens 75 HV 10, insbesondere mindestens 100 HV 10, insbesondere mindestens 150 HV 10, insbesondere mindestens 200 HV 10 härter als der zweite Wandabschnitt. Vorzugsweise weisen mehrere der ersten Wandabschnitte die gleiche Härte auf. Eine Abweichung der Härten der mehreren ersten Wandabschnitte beträgt vorzugsweise maximal 50 HV 10, insbesondere maximal 20 HV 10, insbesondere maximal 10 HV 10. Gleiches gilt vorzugsweise für die mehreren zweiten Wandabschnitte.
Ein Behandlungselement nach Anspruch 4 ist besonders robust im Betrieb. Die Rotationsmantelfläche des Grundkörpers ist bestimmt durch die Umfangsfläche, welche beim vollständigen Rotieren des Grundkörpers um die Drehachse aufgespannt wird. Die Stirnfläche der hierbei aufgespannten Hüllfläche gehören nicht zu der Rotationsmantelfläche. Die mit der Rotationsmantelfläche zusammenfallenden Wandabschnitte können in Kontakt mit einer Innenwand eines Gehäuses der Schneckenmaschine gelangen. Dadurch, dass der erste, härtere Wandabschnitt auf der Rotationsmantelfläche des Grundkörpers liegt, insbesondere mit dieser zusammenfällt, kann ein durch den Kontakt mit dem Gehäuse bedingter Verschleiß vermindert werden. Abhängig von der Lagerung der Behandlungselementwelle und einem Spalt zwischen dem Behandlungselement und dem Gehäuse, kann ein Kontakt zwischen dem Behandlungselement und dem Gehäuse auch verhindert werden. In dem Bereich zwischen dem Behandlungselement und dem Gehäuse kommt es dann üblicherweise zu erhöhten Scherbeanspruchungen durch den zu behandelnden Stoff. Die Anordnung des ersten Wandabschnitts im Bereich der Rotationsmantelfläche wirkt sich damit ebenfalls verschleißmindert auf diesen, somit hoch beanspruchten Bereich aus.
Ein Behandlungselement nach Anspruch 5 ist besonders robust im Betrieb. Abhängig davon, ob ein eingängiges oder ein mehrgängiges Behandlungselement vorliegt, kann die Außenwand mindestens einen Grundabschnitt und mindestens einen Kammabschnitt aufweisen. Der Kammabschnitt umfasst den in radialer Richtung am weitesten von der Drehachse entfernten Abschnitt der Außenwand. Die Außenwand besteht vorzugsweise aus dem mindestens einen Kammabschnitt und dem mindestens einen Grundabschnitt. Vorzugsweise ist der erste Wandabschnitt sowohl an dem Kammabschnitt als auch an dem Grundabschnitt angeordnet. Das Behandlungselement ist vorzugsweise zum dichten Kämmen ausgebildet. Dadurch, dass benachbarte Behandlungselemente, unterschiedlicher Behandlungselementwellen einander dicht kämmen, sind auch die Grundabschnitte hohen Beanspruchungen, insbesondere aufgrund von Gleitreibung und/oder erhöhter Scherwirkung des zu behandelnden Stoffs, ausgesetzt. Die Anordnung des mindestens einen ersten Wandabschnitts auch an dem Grundabschnitt macht das Behandlungselement besonders robust gegenüber entsprechenden Beanspruchungen. Bei dem Kammabschnitt handelt es sich insbesondere um einen Schneckenkamm oder einen Knetelementkamm.
Ein Behandlungselement nach Anspruch 6 ist besonders wirtschaftlich herstellbar und robust im Betrieb. Eine Orientierung des ersten Wandabschnitts und/oder des zweiten Wandabschnitts parallel zu der Schraubenlinie verbessert die Fördereigenschaften des Schneckenelements. Vorzugsweise sind mehrere der ersten Wandabschnitte an dem Kammabschnitt des Schneckenelements vorgesehen. Eine Dichtwirkung zwischen dem Schneckenelement und dem Gehäuse kann somit verbessert werden. Die Förderleistung des Schneckenelements ist hierdurch erhöht. Eine Rissentstehung und/oder eine Rissausbreitung quer zu der Schraubenlinie kann somit verhindert werden. Der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt können quer, insbesondere senkrecht zu der Schraubenlinie angeordnet sein. Hierdurch wird eine Scherwirkung zwischen dem Behandlungselement und dem Gehäuse verbessert.
Ein Behandlungselement nach Anspruch 7 ist besonders robust im Betrieb und wirtschaftlich herstellbar. Unter der streifenförmigen Ausbildung wird verstanden, dass ein Seitenverhältnis des ersten Wandabschnitts und/oder des zweiten Wandabschnitts mindestens 5, insbesondere mindestens 10, insbesondere mindestens 15, insbesondere mindestens 20, beträgt. Das Seitenverhältnis beträgt vorzugsweise höchstens 10.000, insbesondere höchstens 5.000, und insbesondere höchstens 1.000. Vorzugsweise weist der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt quer zu der jeweiligen Haupterstreckungsrichtung eine konstante Quererstreckung auf. Insbesondere sind mehrere der ersten Wandabschnitte abwechselnd zu mehreren der zweiten Wandabschnitte angeordnet. Durch eine entsprechend lamellenartige Anordnung kann die Aufbereitung des Stoffs bzw. Materials positiv beeinflusst werden.
Der mindestens eine erste Wandabschnitt und der mindestens eine zweite Wandabschnitt können einander kreuzend ausgebildet sein. Die Rissstoppfunktion des ersten Wandabschnitts und/oder des zweiten Wandabschnitts ist hierdurch nochmals verbessert. Auch die Fördereigenschaften und die Schereigenschaften des Behandlungselements sind hierdurch verbessert.
Ein Behandlungselement nach Anspruch 8 ist besonders verschleißbeständig und gewährleistet eine positive Beeinflussung der Aufbereitung des zu behandelnden Stoffs. Vorzugsweise sind der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt im Bereich der Rotationsmantelfläche parallel und/oder senkrecht zu der Drehachse orientiert. Insbesondere kann der streifenförmige erste Wandabschnitt im Bereich der Rotationsmantelfläche parallel zu der Drehachse orientiert sein. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass die Scherwirkung auf den zu behandelnden Stoff und die Dichtwirkung gegenüber dem Gehäuse erhöht ist. Der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt können auch schräg zu der Drehachse orientiert sein.
Ein Behandlungselement nach Anspruch 9 ist besonders verschleißbeständig. Durch die parallele Orientierung des ersten Wandabschnitts und des zweiten Wandabschnitts, insbesondere mehrerer abwechselnd angeordneter erster Wandabschnitte und zweiter Wandabschnitte können diese besonders gleichmäßig beansprucht werden. Belastungsspitzen können reduziert werden, wodurch das Behandlungselement besonders robust ist.
Ein Behandlungselement nach Anspruch 10 ist im Betrieb besonders robust und kann besonders wirtschaftlich hergestellt werden. Vorzugsweise umgeben der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt die Drehachse um mindestens 180°, insbesondere um mindestens 270°, insbesondere um mindestens 360°, insbesondere um mindestens 720°. Der Reibwiderstand zu dem Gehäuse und/oder zu benachbarten Behandlungselementen kann durch die Führungswirkung des ersten und/oder des zweiten Wandabschnitts reduziert werden. Die unterbrechungsfreie Ausbildung über einen entsprechenden Winkelbereich gewährleistet ein verbessertes Fördern des zu behandelnden Stoffs. Vorzugsweise sind der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt dabei streifenförmig ausgebildet.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung erstrecken sich der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt über mindestens 50 %, insbesondere mindestens 80 %, insbesondere mindestens 100 %, eines Gewindegangs des Schneckenelements und/oder einer Erstreckung einer Knetscheibe des Knetelements in Förderrichtung und/oder in Umfangsrichtung. Der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt können sich auch über mehr als einen Gewindegang, insbesondere über mehr als zwei Gewindegänge des Schneckenelements erstrecken.
Ein Behandlungselement nach Anspruch 11 ist besonders robust im Betrieb und wirtschaftlich herstellbar. Der Materialauftrag kann beispielsweise durch Auftragschweißen und/oder durch heißisostatisches Pressen erfolgen. Vorzugsweise steht der erste Wandabschnitt einer von dem zweiten Wandabschnitt ausgebildeten Hüllfläche, insbesondere in radialer Richtung gegenüber der Drehachse nach außen, über.
Weiterhin können der erste Wandabschnitt und/oder der zweite Wandabschnitt durch Materialabtrag hergestellt sein. Der Materialabtrag kann chemisch, insbesondere in einem Ätzprozess, und/oder mechanisch, insbesondere spanend, insbesondere in einem Fräsprozess, erfolgen. Beispielsweise kann der zweite Wandabschnitt durch Materialabtrag ausgebildet sein. Zum chemischen Abtragen von Material werden diejenigen Abschnitte, an denen kein Materialabtrag erfolgen soll, vorzugsweise zunächst maskiert. Insbesondere kann hierdurch der erste Wandabschnitt dem zweiten Wandabschnitt, insbesondere einer von dem zweiten Wandabschnitt aufgespannten Hüllfläche, nach außen überstehen.
Ein Behandlungselement nach Anspruch 12 gewährleistet eine besonders hohe Förder- und Scherleistung und ist robust im Betrieb. Zur Ausbildung der profilierten Außenwand umfasst diese vorzugsweise mehrere der ersten und mehrere der zweiten Wandabschnitte. Die ersten Wandabschnitte und/oder die zweiten Wandabschnitte sind vorzugsweise jeweils senkrecht zu der Außenwand gegeneinander versetzt. Insbesondere weichen die ersten Wandabschnitte und/oder die zweiten Wandabschnitte von einer jeweils von den anderen Wandabschnitten aufgespannten Hüllfläche ab. Beispielsweise bilden die ersten Wandabschnitte Bergabschnitte aus und die zweiten Wandabschnitte bilden Talabschnitte aus oder umgekehrt. Im Falle der streifenförmigen Ausbildung der ersten Wandabschnitt und/oder der zweiten Wandabschnitte kann so eine lamellenförmig strukturierte Oberfläche bereitgestellt werden. Alternativ kann die Außenfläche inselförmige Erhebungen, vorzugsweise in Form der ersten Wandabschnitte, aufweisen.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Behandlungselementwelle zu schaffen, welche im Betrieb besonders wirtschaftlich ist, insbesondere verschleißbeständig ist und/oder eine Stoffaufbereitung positiv beeinflusst.
Diese Aufgabe wird durch eine Behandlungselementwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Behandlungselementwelle entsprechen den Vorteilen des vorstehend beschriebenen Behandlungselements. Insbesondere kann die Behandlungselementwelle mit den Merkmalen des Behandlungselements weitergebildet werden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Behandlungselementwelle mindestens ein Schneckenelement und mindestens ein Knetelement. Die Behandlungselementwelle kann auch ausschließlich Schneckenelemente oder ausschließlich Knetelement umfassen. Vorzugsweise ist die Behandlungselementwelle zum dicht kämmenden Zusammenwirken mit dem Gehäuse und/oder einer benachbarten Behandlungselementwelle ausgebildet. Die Behandlungselementwelle kann gleichartige und/oder unterschiedliche erfindungsgemäße Schneckenelemente und/oder Knetelemente umfassen.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenmaschine zu schaffen, welche im Betrieb besonders wirtschaftlich ist, insbesondere besonders wartungsarm ist und/oder eine Stoffaufbereitung positiv beeinflusst.
Diese Aufgabe wird durch eine Schneckenmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Die Schneckenmaschine kann eine Einwellen-Schneckenmaschine oder eine Mehrwellen-Schneckenmaschine, insbesondere eine Zweiwellen-Schneckenmaschine, sein. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Schneckenmaschine entsprechen den Vorteilen der vorstehend beschriebenen Behandlungselementwelle und des Behandlungselements. Insbesondere kann die Schneckenmaschine mit den Merkmalen der Behandlungselementwelle und des Behandlungselements weitergebildet werden. Der Gehäuse-Grundkörper umfasst vorzugsweise mehrere Gehäuseabschnitte, welche reversibel miteinander verbindbar sind. Die mindestens eine Behandlungselementwelle ist vorzugsweise dichtkämmend mit dem Gehäuse ausgebildet. Bei einer Mehrwellen-Schneckenmaschine sind die Behandlungselementwellen vorzugsweise einander dichtkämmend ausgebildet. Weiterhin sind die Behandlungselementwellen bei einer Mehrwellen-Schneckenmaschine vorzugsweise gleichsinnig drehantreibbar.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Schneckenmaschine eine Einzugszone und/oder eine Aufschmelzzone und/oder eine Plastifizierzone und/oder eine Entgasungszone und/oder eine Homogenisierungszone und/oder eine Förder- und Mischzone und/oder eine Druckaufbauzone, in der mindestens ein erfindungsgemäßes Behandlungselement angeordnet ist.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Behandlungselements zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den Vorteilen der vorstehend beschriebenen Schneckenmaschine, der Behandlungselementwelle und des Behandlungselements. Insbesondere kann das Verfahren mit den Merkmalen der Schneckenmaschine, der Behandlungselementwelle und des Behandlungselements weitergebildet werden. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren Teil eines Verfahrens zur Herstellung der Behandlungselementwelle bzw. der Schneckenmaschine.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Mehrwellen-Schneckenmaschine mit einem Gehäuse und zwei Behandlungselementwellen, welche jeweils mehrere Behandlungselemente umfassen,
2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Mehrwellen-Schneckenmaschine in 1,
3 einen Querschnitt durch die Mehrwellen-Schneckenmaschine entlang der Schnittlinie III-III in 2,
4 eine Seitenansicht eines als Schneckenelement ausgebildeten Behandlungselements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
5 ein Querschnitt des Schneckenelements entlang der Schnittlinie V-V in 4,
6 eine Seitenansicht eines als Schneckenelement ausgebildeten Behandlungselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
7 ein Querschnitt des Schneckenelements entlang der Schnittlinie VII-VII in 6,
8 eine Seitenansicht eines als Knetelement ausgebildeten Behandlungselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
9 ein Querschnitt des Knetelements entlang der Schnittlinie IX-IX in 8,
10 eine Seitenansicht eines als Knetelement ausgebildeten Behandlungselements gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
11 ein Querschnitt des Knetelements entlang der Schnittlinie XI-XI in 10.

Anhand der 1 bis 3 ist eine Schneckenmaschine 1 zur Aufbereitung eines Stoffs bzw. Kunststoffmaterials 2 beschrieben. Das Kunststoffmaterial kann Additive 3 umfassen. Die Schneckenmaschine 1 ist als Mehrwellen-Schneckenmaschine, insbesondere als Zweiwellen-Schneckenmaschine, ausgebildet.
Die Schneckenmaschine 1 weist eine erste Behandlungselementwelle 4 und eine zweite Behandlungselementwelle 4' auf. Zur Unterscheidung der Bauteile der ersten Behandlungselementwelle 4 und der zweiten Behandlungselementwelle 4', weisen die Bezugszeichen, die mit der zweiten Behandlungselementwelle 4' in Zusammenhang stehen, ein ' auf. Entlang einer Förderrichtung 5 umfassen die Behandlungselementwellen 4, 4' jeweils mehrere nacheinander angeordnete Behandlungselemente 6 bis 15 bzw. 6' bis 15'. Die Behandlungselementwellen 4, 4' sind drehbar in einem Gehäuse 16 der Schneckenmaschine 1 angeordnet. Das Gehäuse 16 umfasst einen Gehäuse-Grundkörper 16a. In dem Gehäuse-Grundkörper 16a sind zwei zueinander parallele Gehäusebohrungen 17, 17' angeordnet. Die erste Behandlungselementwelle 4 ist in einer ersten Gehäusebohrung 17 und die zweite Behandlungselementwelle 4' ist in einer zweiten Gehäusebohrung 17' angeordnet. Die erste Gehäusebohrung 17 und die zweite Gehäusebohrung 17' sind zueinander parallel orientiert und überlappen einander derart, dass diese im Querschnitt die Form einer liegenden Acht haben. Die Behandlungselementwellen 4, 4' sind den Gehäusebohrungen 17, 17' konzentrisch angeordnet.
Die erste Behandlungselementwelle 4 weist eine erste Tragwelle 18 auf, an der die Behandlungselemente 6 bis 15 drehfest angebracht sind. Die zweite Behandlungselementwelle 4' umfasst entsprechend eine zweite Tragwelle 18', an der die Behandlungselement 6' bis 15' drehfest angebracht sind. Die Behandlungselementwellen 4, 4' sind jeweils um eine parallel zu der Förderrichtung 5 orientierte Drehachse 19, 19' drehbar gelagert. Mittels eines Antriebsmotors 20 sind die Behandlungselementwellen 4, 4' drehantreibbar. Zwischen den Behandlungselementwellen 4, 4' und dem Antriebsmotor 20 ist ein Verzweigungsgetriebe 21 angeordnet, wobei zwischen dem Antriebsmotor 20 und dem Verzweigungsgetriebe 21 eine Kupplung 22 angeordnet ist. Die Behandlungselementwellen 4, 4' werden gleichsinnig, also in gleichen Drehrichtungen 23, 23' um die jeweilige Drehachse 19, 19' angetrieben.
Das Gehäuse 16 umfasst Gehäuseabschnitte 24, 25. An einem entlang der Förderrichtung 5 ersten Gehäuseabschnitt 24 ist eine Materialzuführung 26 in Form eines Trichters angeordnet, durch den das aufzubereitende Kunststoffmaterial 2 und gegebenenfalls die Additive 3 in die Gehäusebohrungen 17, 17' einführbar sind.
Die Schneckenmaschine 1 weist in der Förderrichtung 5 nacheinander eine Einzugszone 27, eine Aufschmelzzone bzw. Plastifizierzone 28, eine Entgasungszone 29, eine Homogenisierungszone 30, eine Förderzone bzw. Mischzone 31 und eine Druckaufbauzone 32 auf. Das Gehäuse 16 umfasst eine Düsenplatte 33, welche mit den in Förderrichtung 5 letzten Gehäuseabschnitt 24 verbunden ist. Die Düsenplatte 33 weist eine Austragsöffnung 34 auf.
Die Behandlungselemente 6, 6', 7, 7' 10, 10', 12, 12', 13, 13', 14, 14', 15, 15' sind als Schneckenelemente ausgebildet. Die Behandlungselemente 8, 8', 9, 9', 11, 11' sind als Knetelemente ausgebildet. Die zu den als Schneckenelemente ausgebildeten Behandlungselementen 6, 6', 7, 7' 10, 10', 12, 12', 13, 13', 14, 14', 15, 15' gehörigen Gehäuseabschnitte sind mit dem Bezugszeichen 24 gekennzeichnet. Mit den als Knetelementen ausgebildeten Behandlungselementen 8, 8', 9, 9', 11, 11' wirken die mit dem Bezugszeichen 25 gekennzeichneten Gehäuseabschnitte zusammen.
Die Knetelemente 8, 8', 9, 9', 11, 11' weisen winkelversetzt zueinander und in Förderrichtung 5 nacheinander angeordnet Knetscheiben 48 auf.
Mehrere nebeneinander angeordnete Knetscheiben 48 sind als einstückiger Knetblock ausgebildet.
In der Einzugszone 27 sind die Schneckenelemente 6, 6', 7, 7' auf den jeweiligen Tragwellen 18, 18' angeordnet. Diese Schneckenelemente 6, 6', 7, 7' greifen derart ineinander, dass diese paarweise dicht kämmend ausgebildet sind. In der Aufschmelzzone 28 sind Knetelemente 8, 8', 9, 9' auf den Tragwellen 18, 18' angeordnet, welche ebenfalls paarweise dicht kämmend ausgebildet sind. In der nachfolgenden Entgasungszone 29 sind wiederum einander dicht kämmende Schneckenelemente 10, 10' auf den Tragwellen 18, 18' angeordnet. Der zu der Entgasungszone 29 gehörende Gehäuseabschnitt 24 weist zur Entgasung des zu behandelnden Kunststoffmaterials 2 eine Entgasungsöffnung 35 auf. In der nachfolgenden Homogenisierungszone 30 sind einander dicht kämmende Knetelemente 11, 11' auf den Tragwellen 18, 18' angeordnet. Weiterhin sind in der nachfolgenden Förderzone bzw. Mischzone 31 einander dicht kämmende Schneckenelemente 12, 12', 13, 13' auf den Tragwellen 18, 18' angeordnet. Entsprechend sind in der nachfolgenden Druckaufbauzone 32 die Schneckenelemente 14, 14', 15, 15' auf den Tragwellen 18, 18' angeordnet. Die Behandlungselemente 6 bis 15, 6' bis 15' sind beispielsweise eingängig bzw. zweigängig ausgebildet.
In der 3 ist die Schneckenmaschine 1 in einem Querschnitt dargestellt. Die Behandlungselemente 6 bis 15, 6' bis 15' weisen jeweils einen Grundkörper 36 auf. Der jeweilige Grundkörper 36 ist von einer Wellenbohrung 37, 37' durchdrungen. Die Wellenbohrungen 37, 37' sind als Naben mit einer Verzahnung ausgebildet. Zur drehfesten Verbindung der Tragwellen 18, 18' mit den Behandlungselemente 6 bis 15, 6' bis 15' weisen die Tragwellen 18, 18' ein entsprechendes Wellenprofil auf, welches formschlüssig mit den Nabenprofilen der Wellenbohrungen 37, 37' zusammenwirkt. Die Mittelängsachsen der Wellenbohrungen 37, 37' fallen mit den Mittelängsachsen der Gehäusebohrungen 17, 17' und den Drehachsen 19, 19' zusammen. Die Wellenbohrung 37 ist durch eine Innenwand 38 begrenzt. Der Grundkörper 36 ist ferner begrenzt durch Anschlusswände 39 zwischen zwei entlang der Förderrichtung 5 benachbarten Behandlungselemente 6 bis 15, 6' bis 15'. Im Übrigen ist der Grundkörper 36 begrenzt durch eine Außenwand 40. Die Außenwand 40 gelangt in Kontakt mit dem Kunststoffmaterial 2 und ist zum Einwirken auf das Kunststoffmaterial 2 ausgebildet.
Der Grundkörper 36 weist in der Förderrichtung 5 eine Länge Lw auf. Die Wellenbohrung 37 erstreckt in der Förderrichtung 5 durch den gesamten Grundkörper 36, sodass auch die Wellenbohrung 37 die Länge Lw hat. Die Behandlungselemente 6 bis 15, 6' bis 15' haben den Außendurchmesser Dw. Die Gehäusebohrungen 17, 17' haben den Durchmesser D_G.
Die Außenwand 40, sowohl der Schneckenelemente als auch der Knetelemente, umfasst jeweils einen Kammabschnitt 41 und einen Grundabschnitt 42. Im Bereich des Kammabschnitts 41 weist die Außenwand 40 den Außendurchmesser D_w auf. Der Grundabschnitt 42 bildet Flanken 43 der Behandlungselemente 6 bis 15, 6' bis 15' aus.
In der 4 ist das Schneckenelement 6 weiter im Detail dargestellt. Die Außenwand 40 umfasst mehrere erste Wandabschnitte W₁ und mehrere zweite Wandabschnitte W₂ . Die ersten Wandabschnitte W₁ sind streifenförmig ausgebildet und verlaufen parallel zu einer Schraubenlinie 44 des Schneckenelements 6. Insgesamt umfasst die Außenwand 40 zwei der ersten Wandabschnitte W₁ . Beide Wandabschnitte W₁ sind in dem Kammabschnitt 41 angeordnet. Die zweiten Wandabschnitte W₂ bildet die verbleibende Fläche der Außenwand 40 aus. Die zweiten Wandabschnitte W₂ erstrecken sich über den Kammabschnitt 41 und den Grundabschnitt 42.
Die ersten Wandabschnitte W₁ haben senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsrichtung und in Förderrichtung 5 eine Abmessung X₁. Entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung haben die ersten Wandabschnitte W₁ eine Abmessung L₁, welche der Länge der Schraubenlinie 44 entspricht. Für das Verhältnis L₁/X₁ gilt: L₁/X₁ ≥ 10. Entsprechend sind die ersten Wandabschnitte W₁ streifenförmig ausgebildet.
Eine von den zweiten Wandabschnitten W₂ aufgespannte Hüllfläche 45 wird von den ersten Wandabschnitten W₁ in radialer Richtung nach außen und senkrecht zu der Außenwand 40 überragt. Insbesondere sind die ersten Wandabschnitte W₁ durch Auftragen von Materialschichten M₁ gebildet. Die Materialschicht M₁ weist in radialer Richtung zu der jeweiligen Drehachse 19, 19' eine Schichtdicke D₁ auf. Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke D₁ mindestens 1 mm und maximal 4 mm.
Das Aufbringen der Materialschicht M₁ erfolgt beispielsweise durch mindestens eines der folgenden Materialauftragverfahren: Laserschweißen, PTA-Schweißen (PTA: Plasma Transferred Arc), Elektrodenschweißen, thermisches Spritzen, heißisostatisches Pressen, Sintern, Löten, additives Herstellen, CVD-Beschichten (CVD: chemische Gasphasenabscheidung) und/oder PVD-Beschichten (PVD: physikalische Gasabscheidung), Beschichten durch Detonation.
Zur Ausbildung der ersten Wandabschnitte W₁ ist mindestens ein Material der ersten Materialschicht M₁ ausgewählt aus den Materialien: Kobalt-Basislegierungen (Stellite), MiCrBSi-Basislegierungen, pulvermetallurgische Werkzeugstähle mit und/oder ohne Hartstoffanteil und/oder mit Eisen-Basis, Verbundwerkstoffe aus mindestens einem der vorgenannten Werkstoffe, vorzugsweise mit zusätzlichen, karbidischen und/oder nitridischen Harstoffeinlagerungen, CrN, TiAlN, TiC.
Die zweiten Wandabschnitte W₂ sind durch ein Grundmaterial M₂ des Grundkörpers 36 ausgebildet. Die zweiten Wandabschnitte W₂ haben eine Schichtdicke D₂ . Das Grundmaterial M₂ ist ein üblicher Grundwerkstoff, wie beispielsweise der Stahl-Werkstoff 1.4112. Insbesondere die Materialschicht M₁ ist härter als das Grundmaterial M₂ . Hierdurch wird gewährleistet, dass der erste Wandabschnitt W₁ härter ist als der zweite Wandabschnitt W₂ . Insbesondere ist der erste Wandabschnitt W₁ 100 HV 10 härter als der zweite Wandabschnitt W₂ .
Die Außenwand 40 weist eine Profilierung 46 auf. Die Profilierung 46 ist dadurch ausgebildet, dass die ersten Wandabschnitte W₁ die von den zweiten Wandabschnitten W₂ aufgespannte Hüllfläche 45 in radialer Richtung zur Drehachse 19 überragen. Im Bereich des Kammabschnitts 41 weichen somit die ersten Wandabschnitte W₁ in radialer Richtung zur Drehachse 19 von den zweiten Wandabschnitten W₂ ab. Die ersten Wandabschnitte W₁ bilden Stege aus, zwischen denen sich eine Rille in Form des zweiten Wandabschnitts W₂ erstreckt. Hierdurch kann eine verbesserte Förder- und Dichtwirkung erzielt werden.
Lediglich der erste Wandabschnitt W₁ liegt auf einer Rotationsmantelfläche 47 des Grundkörpers 36. Die Rotationsmantelfläche 47 ist bestimmt durch die äußere Hüllfläche, welche beim vollständigen Rotieren des jeweiligen Behandlungselements 6 bis 15, 6' bis 15' um die Drehachse 19, 19' aufgespannt wird.
Anhand der 6 und 7 ist ein Schneckenelement gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel beschrieben. Im Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die an dem Kammabschnitt 41 angeordneten ersten Wandabschnitte W₁ parallel zu der Drehachse 19 orientiert. Das Verhältnis L₁/X₁ beträgt mindestens 0,5 und maximal 10. Die ersten Wandabschnitte W₁ sind wiederum ausschließlich an dem Kammabschnitt 41 angeordnet und die zweiten Wandabschnitte W₂ sind an dem Kammabschnitt 41 und an dem Grundabschnitt 42 ausgebildet.
Die von den zweiten Wandabschnitten W₂ aufgespannte Hüllfläche 45 wird von den ersten Wandabschnitten W₁ nicht überragt. Vielmehr liegen die ersten Wandabschnitte W₁ auf der Hüllfläche 45. Die in dem Kammabschnitt 41 angeordneten zweiten Wandabschnitte W₂ sind parallel zu den ersten Wandabschnitten W₁ orientiert. Die Außenwand 40, insbesondere der Kammabschnitt 41, weist keine Profilierung auf.
Die erste Materialschicht M₁ ist durch Härten des Grundmaterials M₂ ausgebildet. Das Härten der Materialschicht M₁ erfolgt beispielsweise durch mindestens eines der folgenden Härteverfahren: Einsatzhärten, Nitrieren, Borieren, Laserhärten.
Anhand der 8 und 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das mit den ersten Wandabschnitten W₁ und den zweiten Wandabschnitten W₂ ausgebildete Behandlungselement 6 bis 15, 6' bis 15' ein Knetelement 8, 8', 9, 9', 11, 11'. Das Knetelement 8 umfasst neben den ersten Wandabschnitten W₁ und den zweiten Wandabschnitten W₂ dritte Wandabschnitte W₃. Die Wandabschnitte W₁ , W₂ , W₃ sind streifenförmig ausgebildet. Eine Haupterstreckungsrichtung der Wandabschnitte W₁ , W₂ , W₃ ist schräg zu der Drehachse 19 und schräg zu einer Querschnittsfläche des Knetelements 8 orientiert. Die Wandabschnitte W₁ , W₂ , W₃ erstrecken sich jeweils über den Kammabschnitt 41 und den Grundabschnitt 42.
Die dritten Wandabschnitte W₃ weisen eine Materialschicht M₃ auf, deren Härte geringer ist als die des Grundmaterials M₂ .
Anhand der 10 und 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Behandlungselements 6 bis 15, 6' bis 15' am Beispiel des Knetelements 9 beschrieben. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beträgt ein Verhältnis zwischen der Abmessung L₁ des jeweiligen ersten Wandabschnitts W₁ entlang der Drehachse 19 und der Abmessung X₁ des jeweiligen ersten Wandabschnitts W₁ senkrecht zu der Abmessung L₁ parallel zu der Außenwand 40 maximal 5. Insbesondere ist die Abmessung der ersten Wandabschnitte W₁ geringer als eine Länge L_k einer Knetscheibe 48 entlang der Förderrichtung 5. Der zweite Wandabschnitt W₂ ist gitterförmig ausgebildet. Zumindest einzelne der ersten Wandabschnitte W₁ sind von dem zweiten Wandabschnitt W₂ vollständig umgeben. Die ersten Wandabschnitte W₁ überragen die von dem zweiten Wandabschnitt W₂ aufgespannte Hüllfläche 45 in radialer Richtung zu der Drehachse 19. Die Rotationsmantelfläche 47 wird ausschließlich durch die ersten Wandabschnitte W₁ aufgespannt.
Allgemein gilt, dass das Ausbilden des mindestens einen ersten Wandabschnitts W₁ und des mindestens einen zweiten Wandabschnitts W₂ durch Behandeln der Außenwand 40 in einem Härteverfahren, insbesondere durch thermisches Härten, und/oder durch Materialauftrag erfolgen kann. Der mindestens eine erste Wandabschnitt W₁ und der mindestens eine zweite Wandabschnitt W₂ haben beim Betrieb der Schneckenmaschine Kontakt mit dem aufzubereitenden Kunststoffmaterial 2. Die Schichtdicke D₁ kann kleiner, gleich oder größer als eine Schichtdicke D₂ des zweiten Wandabschnitts W₂ sein. Vorzugsweise ist die Schichtdicke D₂ größer als die Schichtdicke D₁ . Die Materialschichten M₁ , M₂ können nach dem Auftragen behandelt bzw. bearbeitet werden. Die mehreren ersten Wandabschnitt W₁ und/oder die mehreren zweiten Wandabschnitt W₂ können identisch und/oder unterschiedlich hinsichtlich ihrer Geometrie und/oder Härte und/oder Materialzusammensetzung ausgebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2018/033353 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 6506-1 [0012]
DIN EN ISO 6507-1 [0012]
DIN EN ISO 6508 [0012]

Claims

Behandlungselement für eine Behandlungselementwelle einer Schneckenmaschine (1), aufweisend - einen Grundkörper (36) mit einer Außenwand (40), dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (40) einen ersten Wandabschnitt (W₁) und einen zweiten Wandabschnitt (W₂) aufweist, wobei der erste Wandabschnitt (W₁) härter ist als der zweite Wandabschnitt (W₂).
Behandlungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere der ersten Wandabschnitte (W₁) und mehrere der zweiten Wandabschnitte (W₂).
Behandlungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandabschnitt (W₁) um mindestens 50 HV 10 härter ist als der zweite Wandabschnitt (W₂).
Behandlungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich der erste Wandabschnitt (W₁) auf einer Rotationsmantelfläche (47) des Grundkörpers (36) liegt.
Behandlungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (40) einen Kammabschnitt (41) und einen Grundabschnitt (42) aufweist, wobei der erste Wandabschnitt (W₁) und/oder der zweite Wandabschnitt (W₂) an dem Kammabschnitt (41) und/oder dem Grundabschnitt (42) angeordnet sind.
Behandlungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungselement (6 bis 15, 6' bis 15') als Schneckenelement (6, 6', 7, 7', 10, 10', 12 bis 15, 12' bis 15') ausgebildet ist, wobei eine Haupterstreckungsrichtung des ersten Wandabschnitts (W₁) und/oder des zweiten Wandabschnitts (W₂) parallel und/oder quer zu einer Schraubenlinie (44) des Schneckenelements (6, 6', 7, 7', 10, 10', 12 bis 15, 12' bis 15') orientiert ist.
Behandlungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandabschnitt (W₁) und/oder der zweite Wandabschnitt (W₂) streifenförmig ausgebildet sind.
Behandlungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandabschnitt (W₁) und/oder der zweite Wandabschnitt (W₂) parallel und/oder senkrecht zu einer Drehachse (19, 19') des Behandlungselements (6 bis 15, 6' bis 15') orientiert sind.
Behandlungselement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandabschnitt (W₁) und der zweite Wandabschnitt (W₂) parallel zueinander orientiert sind.
Behandlungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandabschnitt (W₁) und/oder der zweite Wandabschnitt (W₂) eine Drehachse (19, 19') des Behandlungselements (6 bis 15, 6' bis 15') um mindestens 180° umgibt.
Behandlungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandabschnitt (W₁) und/oder der zweite Wandabschnitt (W₂) durch Materialauftrag hergestellt sind.
Behandlungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandabschnitt (W₁) und/oder der zweite Wandabschnitt (W₂) eine Profilierung (49) der Außenwand (40) ausbilden.
Behandlungselementwelle, mit - mindestens einem Behandlungselement (6 bis 15, 6' bis 15') nach einem der Ansprüche 1 bis 12, und - einer Tragwelle (18, 18') an der das mindestens eine Behandlungselement (6 bis 15, 6' bis 15') drehfest angebracht ist.
Schneckenmaschine, aufweisend - mindestens eine Behandlungselementwelle (4, 4') nach Anspruch 13, und - ein Gehäuse (16), mit -- einem Gehäuse-Grundkörper (16a), und -- mindestens einer, in dem Gehäuse-Grundkörper (16a) ausgebildeten Gehäuse-Bohrung (17, 17'), in der die mindestens eine Behandlungselementwelle (4, 4') zumindest abschnittsweise angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Behandlungselements (6 bis 15, 6' bis 15') für eine Behandlungselementwelle (4, 4') einer Schneckenmaschine (1), aufweisend die Schritte: - Bereitstellen eines Grundkörpers (36) mit einer Außenwand (40), - Ausbilden eines ersten Wandabschnitts (W₁) und eines zweiten Wandabschnitts (W₂) der Außenwand (40) derart, dass der erste Wandabschnitt (W₁) härter ist als der zweite Wandabschnitt (W₂).