DE1502335A1

DE1502335A1 - Schneckenpresse mit veraenderlichem Stauabschnitt

Info

Publication number: DE1502335A1
Application number: DE19651502335
Authority: DE
Inventors: Erwin Bauer; M May Gerhard H; Fritsch Rudolf Paul
Original assignee: Werner & Pfleiderer Maschinenf
Current assignee: Werner & Pfleiderer Maschinenf
Priority date: 1965-02-13
Filing date: 1965-02-13
Publication date: 1969-02-20
Also published as: NL6601384A; NL138868B; FR1485549A; US3382536A; DE1502335B2; GB1081029A

Description

J O UI ο Q Q Stuttgart-Peuerbach,

4. Februar 1965 Pat.-My/Sl PE 642Γ

WERNER & PPIEIDERER, Stuttgart "Schneckenpresse mit veränderlichem Stauabschnitt"

Die Erfindung "betrifft eine Schneckenpresse mit ineinandergreifenden, gleich— oder gegenläufigen Schnecken und mindestens einem zwischen der AufgabeÖffnung und der Austrittsöffnung angeordneten veränderlichen Stauabschnitt, mittels dessen stufenlos einstellbar eine gegenüber den anderen Abschnitten der Schneckenpresse höhere Verdichtung bewirkt wird.

Es ist bereits eine .Schneckenpresse mit veränderlichem Stauabschnitt vorgeschlagen worden, bei der zwischen zwei Schneckenabschnitten ein von außen verstellbares Drosselorgan zwischengeschaltet war· Da der Innendurchmesser des Drosselorgans geringer als der Außendurchmesser der sonstigen Schneckenelemente bemessen war, bedurfte es zur Reinigung der Schneckenpresse der Demontage des Schneckenmantels und der Schnecke selbst sowie danach einer erneuten Montage und Justierung des Schneckenmantels und der Schnecke. Der damit verbundene Arbeitsaufwand war erheblich, der Zeitaufwand bedeutete einen Produktionsverlust. Insbesondere war es praktisch nicht möglich, die bei höheren Temperaturen auftretenden Dichtprobleme zu beherrschen. 909808/0706

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Für Schneckenpressen mit nicht ineinandergreifenden Schnecken ist ein spaltfö'rmiger Stauabschnitt der Art vorgeschlagen worden, daß bei Schnecken mit gleichbleibendem Außendurchmesser ein oder mehrere Stauabschnitte aus einem die Schneckengänge unterbrechenden ringförmigen Bund, dessen Außendurchmesser gleich oder etwas kleiner als der Innendurchmesser des Schneckenmantels ist, und aus einer im Bereich des Bundes in der Innenwand des Schneckenmantels vorgesehenen flachen Kingnut bestehen. Diese Ausbildung bietet zwar den Vorteil, daß die Schnecke bzw. Schnecken, ohne demontiert werden zu müssen, und ohne Demontage des Schneckenmantels aus diesem, beispielsweise zum Zweck der Reinigung der Schneckenpresse, herausgezogen werden können, sie ist jedoch für Schneckenpressen mit ineinandergreifenden Schnecken nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt wesentlich die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenpresse mit ineinandergreifenden Schnecken und veränderlichem Stauabschnitt bereitzustellen, die das Entfernen der Schnecken aus dem Schneckenmantel ohne jegliche Demontage dieser Bestandteile ermöglicht, zugleich aber auch für alle denkbaren Einsatzfälle geeignet ist, in denen eine Verdichtung mittels eines in seinem Querschnitt einstellbaren Spalts erwünscht ist.

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Dies wird nach der Erfindung mit einer Schneckenpresse mit ineinandergreifenden, gleich- oder gegenläufigen Schnecken und mindestens einem zwischen der Aufgabe- und der Austrittsöffnung angeordneten spaltförmigen Stauabschnitt, dessen Querschnitt durch axiale Verschiebung der Schnecken veränderlich ist, dadurch erreicht, daß der Stauabschnitt aus einer an sich bekannten etwa senkrecht zur Förderrichtung in das Schneckengehäuse eingelassenen, in etwa ringförmigen Nute und mindestens einem zu den anderen Abschnitten der Schnecken eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelemente auf jeder der Schnecken gebildet ist.

Daneben wird erfindungsgemäß eine Schneckenpresse vorgeschlagen, bei der der Stauabschnitt aus einer an sich bekannten etwa senkrecht zur Förderrichtung in das Schneckengehäuse eingelassenen, in etwa ringförmigen Nute und mindestens ejnem zu den anderen Abschnitten der Schnecken gegenläufig angeordneten Satz Knetscheiben gebildet ist.

Eine Alternative besteht nach der Erfindung weiter darin, daß der Stauabschnitt aus einer an sich bekannten etwa senkrecht zur Förderrichtung in das Schneckengehäuse eingelassenen, in etwa ringförmigen Nute und je Schnecke mindestens einem Doppelkegelelement gebildet ist, das an seinen Stirnseiten ein dem Querschnitt der angrenzenden

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Söhneckenelemente entsprechendes Profil und zwischen den Stirnflächen eine zur Achse senkrechte, im Außendurchmesser durch den Profilkamm und im Innendurchmesser durch den Profilgrund der angrenzenden Schneckenelemente in etwa bestimmte Kreisringfläche sowie keglige Übergänge von den stirnseitigen Profilen zu der Kreisringfläche aufweist.

Dabei ergibt sich nach den vorstehend beschriebenen Lösungen neben der Beseitigung der Nachteile bisher bekannter Schneckenpressen eine Reihe von Vorteilen. Durch die geschlossene Form des Schneckenmantels ergeben sich keine Dichtprobleme. Eine kurze Baulänge und damit eine Einsparung an Material- und Lohnaufwand sowie ein geringer Raumbedarf sind gegeben. Der Vorteil der Selbstreinigung bleibt über die ganze Schneckenlänge erhalten. Die oft notwendige Kühlung des Stauabschnittes ist auf einfache Weise möglich. Bei mehreren Ringnuten ist es möglich, entsprechend dem Produkt nur einige davon einzusetzen, wodurch der Anwendungsbereich erheblich erweitert wird. Es sind normale Sehneckenelemente verwendet, wodurch eine kostspielige Anfertigung von Spezialteilen eingespart ist.

Weiter wird erfindungsgemäß eine Schneckenpresse vorgeschlagen, bei der bei Anordnung mehrerer Stauabschnitte

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eine Kombination jeweils eine in etwa ringförmige Nute und ein zu den anderen Abschnitten der Schnecke eine gegenläufige Steigung aufweisendes Schneckenelement oder einen gegenläufig angeordneten Satz Knetscheiben oder ein Doppelkegelelement aufweisender Stauabschnitte vorgesehen ist, wodurch neben den oben aufgeführten Vorteilen eine Anpassung an während des Durchsatzes durch die Schneckenpresse ihre Konsistenz und Viskosität verändernde Produkte oder umgekehrt eine die Konsistenz auf besondere Weise verändernde Wirkung ermöglicht ist.

Schließlich wird noch nach der Erfindung eine Schneckenpresse vorgeschlagen, bei der der Stauabschnitt aus einer in etwa ringförmigen Nute in dem Schneckenmantel und einem den Druck aufbauenden, aus einem zu den anderen Abschnitten der Schnecken eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelement und/oder einem gegenläufig angeordneten Satz Knetscheiben und/oder einem Doppelkegelelement zusammengesetzten Abschnitt der Schnecke besteht, womit durch die Kombination der speziellen Wirkungen jedes dieser druckaufbauenden Elemente eine besondere Wirkung in einem Stauabschnitt erreicht ist, so u.a. die Vermeidung des Leckens zwischen der Überschneidung der Kreisringflächen der Doppelkegelelemente durch ein nachfolgendes Schneckenelement gegenläufiger Steigung oder bei umgekehrter Folge

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dieser "beiden Elemente ein höherer Druckauf tau durch das Schneckenelement gegenläufiger Steigung "bei gleichzeitiger kräftiger Reinigung der Ringnute durch ein nachfolgendes Doppelkegelelement.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß an dem Doppelkegelelement zwischen den kegligen Übergängen und der Kreisringfläche deren Außen- und deren Innendurchmesser entsprechende, beliebig starke zylindrische Abschnitte vorgesehen sind, wodurch eine höhere Beständigkeit der Außenkanten der Kreisringflächen der Doppelkegelelemente gegen Verschleiß erzielt ist.

Nach einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die Basis der in etwa ringförmigen Nute in Förderrichtung keglig erweitert ausgebildet, wodurch ein weicheres Einsetzen der Kompression bei axialem Verschieben der Schnecke bzw. Schnecken gegeben ist.

Schließlich wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß in an sich bekannter Weise mindestens einem der Stauabschnitte eine Entgasungsöffnung in dem Schneckengehäuse nachgeordnet ist.

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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und echematisch dargestellt. Es zeigen, sämtlich im Schnitt,

Fig. 1 eine Schneckenpresse mit einem eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelement,

Fig. 2 die Schneckenpresse, wie vor, mit axial verschobener Schnecke,

Fig. 3 eine Schneckenpresse mit einem gegenläufig angeordneten Satz Knetscheiben,

Fig. 4 eine Schneckenpresse mit Doppelkegelelementen, Fig. 5 die Schneckenpresse, wie vor, in der Draufsicht,

Fig. 6 die Schneckenpresse, wie vor, im Schnitt senkrecht zur Achse und in vergrößerter Darstellung,

Fig. 7 eine Schneckenpresse mit drei Stauabschnitten,

Fig. 8 die Schneckenpresse, wie vor, mit axial verschobener Schnecke,

Fig. 9 einen Stauabschnitt mit einem kombinierten, den Druck aufbauenden Element,

Fig.10 einen anderen Stauabschnitt, Fig.11 einen Stauabechnitt mit keglig erweiterter Nute,

Fig.12 eine graphische Darstellung mit Vergleich der Druckaufbauwirkung.

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Nach Mg. 1, Fig. 2 und Pig. 3 ist in einem Schneckengehäuse 1 mit Aufgabeöffnung 2 und Heiz- bzw. Kühlkanälen 3 senkrecht zur Förderrichtung eine in etwa ringförmige Nute 4 eingelassen. In dem Schneokengehätise befinden sich zwei nebeneinanderliegende, ineinandergreifende, durch Aufreihen von Schneckenelementen auf eine nicht weiter dargestellte Schneckenwelle gebildete Schnecken 5 ("Fig. 1 und Pig. 2) bzw. 6 (Fig. 3)> wobei die Schnecken mit einem zu den anderen Abschnitten der Schnecken 5 eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelement 7 und die Schnecken 6 mit einem zu den anderen Abschnitten der Schnecken 6 gegenläufig angeordneten Satz Knetscheiben 8 versehen sind.

Nach Fig. 4 bis Fig. 6 sind in dem Schneckengehäuse 1 mit der Aufgabeöffnung 2, den Heiz- bzw. Kühlkanälen 3 und der in etwa ringförmigen Nute 4 zwei Schneeken 9 mit je einem Doppelkegelelement 10 angeordnet. Die Doppelkegelelemente 10 weisen an ihren Stirnflächen 11 ein dem der angrenzenden Schneckenelemente der Schnecken 9 entsprechendes Profil und zwischen ihren Stirnflächen 11 eine zur Achse senkrechte, im Außendurchmesser durch den Profilkamm und im Innendurchmesser durch den Profilgrund der angrenzenden Schneckenelemente in etwa bestimmte Kreisringfläche 12 sowie keglige Übergänge 13 von den Stirnflächen 11 zu der

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Kreisringflache 12 auf. Die einander gleichen Doppelkegelelemente 10 sind zueinander in ihrer Achse um 180° versetzt eingebaut. Sie sitzen auf den Schneckenwellen 14.

Nach Pig. 7 und Pig. 8 sind in einem Schneckengehäuse 15 mit Aufgabeöffnung 16, Heizkanälen 17, mit Abstand zueinander in etwa ringförmige Nuten 18, 19 und 20 sowie Entgasungsöffnungen 21 und 22 vorgesehen. In dem Schneckengehäuse 15 sind nebeneinanderliegende, ineinandergreifende, durch Aufreihen von Schneckenelementen auf eine nicht weiter dargestellte Schneckenwelle gebildete Schnecken 23 angeordnet, auf denen sich in dem Abstand der Nuten 18,19 und 20 entsprechendem Abstand je ein Doppelkegelelement 24, anschließend an einen Satz Knetscheiben 25 ein gegenläufig angeordneter Satz Knetscheiben 26 und ein eine gegenläufige Steigung aufweisendes Schneckenelement 27 befinden. An den Doppelkegelelementen sind zwischen den kegligen Übergängen und der Kreisringfläche 29 deren Außen- bzw. deren Innendurchmesser entsprechende zylindrische Abschnitte 30 vorgesehen.

Nach Pig. 9 ist ein Stauabschnitt aus einer in ein Schneckengehäuse 31 eingelassenen Nute 32 und der Kombination eines Doppelkegelelements 33 mit anschließendem eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelement 34 auf der Schnecke 35 gebildet.

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Nach. Pig. 10 ist ein Stauabschnitt aus einer in ein Schneckengehäuse 31 eingelassenen Nute 32 und der Kombination eines eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelementes 36 mit einem anschließenden Doppelkegelelement 37 auf der Schnecke gebildet.

Nach Fig. 11 ist ein Stauabschnitt aus einer in ein Schneckengehäuse 38 eingelassenen, in Förderrichtung keglig erweiterten Nute 39 und einem eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelement 40 auf der Schnecke 41 gebildet. In dem Schneckengehäuse 38 ist neben Heizkanälen 42 im Bereich des Stauabschnitts ein Kühlkanal 43 angeordnet.

In Fig. 12 bedeuten P die Kompression im Stauabschnitt, S den Weg der axialen Verschiebung der Schnecke gegenüber dem Schneckengehäuse, S¹ einen Teil dieses Weges, a die etwaige Kennlinie bei Schneckenelementen gegenläufiger Steigung, b die Kennlinie bei einem gegenläufig angeordneten Satz Knetscheiben und c die Kennlinie bei Doppelkegelelementen.

Die Wirkungsweise ist folgende:

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In Pig. 1 befinden eich die auf den Schnecken 5 angeordneten eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelemente 7 gegenüber der Nute 4, so daß das Produkt ohne jegliche Kompression durch die Schneckenpresse geführt wird.

In Fig. 2 ist dagegen durch axiale Verstellung der Schnecken gegenüber dem Schneckengehäuse 1 das eine gegenläufige Steigung aufweisende Schneckenelement 7 aus dem Bereich der Nute 4 entfernt. Es befindet sich in dem in seinem Querschnitt dem Außendurchmesser der Schnecken 5 etwa entsprechenden Bereich des Schneckengehäuses 1, wodurch der mit diesen Elementen höchste Grad der Kompression oder des Druckaufbaues erreicht ist.

Durch axiale Verschiebung des Schneckengehäuses 1 gegenüber den Schnecken 3 oder dieser gegenüber dem Schneckengehäuse 1 bzw. des eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelemente 7 gegenüber der Nute 4 kann somit je nach Grad der Verschiebung stufenlos die Druckaufbauwirkung zwischen O und etwa 3 eingestellt werden. Dabei besteht die Möglichkeit einer Abänderung durch Wahl einer höheren oder niedrigeren Gangzahl des eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelements 7.

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Bei der Schneckenpresse nach Pig. 3 wird der Druckaufbau auf die vorbeschriebene Weise ermöglicht, jedoch durch die Verwendung eines gegenläufig angeordneten Satzee Knetscheiben 8, der eine im Verhältnis zum Weg der axialen Verschiebung feinere Graduierung der Druckaufbauwirkung, nämlich von 0 bis etwa 1 gestattet, wobei die Möglichkeit zur Abänderung durch die Wahl einer höheren oder niedrigeren Anzahl von Khetscheiben gegeben ist.

Die zuvor beschriebene Wirkung trifft auch für die Schneckenpresse nach Fig. 4 bis Pig. 6 zu, wobei jedoch das druckaufbauende Element in den Doppelkegelelementen 10 besteht und eine noch feinere Graduierung der Druckaufbauwirkung von 0 bis etwa 0,5 ermöglicht. Eine Beeinflussung ist hierbei durch Abänderung der Scheibenbreite der Doppelkegelelemente möglich; ferner durch die Anordnung und Wahl der Breite an die Kreisringfläche 12 angeschlossener zylindrischer Abschnitte 30 nach Fig. 7 und Pig. 8.

Bei der Schneckenpresse nach Pig. 7 und Pig. 8, dargestellt in den beiden Endstellungen, ist die unterschiedliche Druckaufbauwirkung der oben beschriebenen Druckaufbauelemente für ein Produkt benutzt, dessen Bearbeitung während des Durchsatzes durch die Schneckenpresse wiederholt und jedes Mal eine gesteigerte Kompression erfordert, wobei durch axiale Verschiebung der Schnecke 23 der aus der Nute 18

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und den Doppelkegelelementen 24, der aus der Nute 19 und den gegenläufig angeordneten Sätzen Knetscheiben 26 und der aus der Nute 20 und den eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelementen bestehende Stauabschnitt gleichzeitig einstellbar sind. Die anfängliche Verwendung der Doppelkegelelemente 24 ist dabei besonders bei einem Produkt geeignet, das zu Beginn des Durchsatzes eine sehr hohe Viskosität oder Härte, beispielsweise durch Zusatz von Füllstoffen, aufweist.

Bei dem Stauabschnitt nach Pig. 9 wird, insbesondere bei mehr oder weniger geschlossenem Spalt, durch die den Doppelkegelelementen 33 unmittelbar nachgeordneten eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelemente 34 unter anderem ein Lecken des durchzusetzenden Produkts im Bereich der Überschneidung der Kreisringflächen der Doppelkegelelemente unterbunden.

Bei dem Stauabschnitt nach Pig. 10 bewirken die den eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelementen 36 nachgeordneten Doppelkegelelemente 37 unter anderem eine besonders intensive Reinigung der Nute 32, womit unterschiedliche Verweilzeiten der Partikel des Produkts vermieden werden.

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Nach Pig. 11 ermöglicht die keglig erweiterte Nute 39 in Zusammenwirkung mit dem eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelement 40 bei axialer Verstellung der Schnecke 4-1 gegenüber dem Senneckengehäuse 38 ein besonders weiches Einsetzen des Druckaufbaues.

In Pig. 12 in Verbindung mit Pig. 7 und Fig. 8 ist der unterschiedliche Grad des Druckaufbaues bei axialer Verstellung t der Schnecken im Bereich des Weges S' in vereinfachter Weise veranschaulicht.

lieben den erfindungsgemäßen in vielen Variationen möglichen Stauabschnitten können selbstverständlich in einer Schneckenpresse Knet- und Entgasungszonen sowie sonstige Anordnungen vorgesehen sein. Die Verwendung der Stauabschnitte ist auch an einwelligen Schneckenpressen mit entsprechendem Vorteil möglich.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche

1. Schneckenpresse mit ineinandergreifenden, gleich- oder gegenläufigen Schnecken und mindestens einem zwischen der Aufgabe- und der Austrittsöffnung angeordneten spaltförmigen Stauabschnitt, dessen Querschnitt durch axiale Verschiebung der Schnecken veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauabschnitt aus einer an sich bekannten etwa senkrecht zur Förderrichtung in das Schneckengehäuse (1) eingelassenen, in etwa ringförmigen Nute (4) und mindestens einem zu den anderen Abschnitten der Schnecken (5) eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelemente (7) auf jeder der Schnecken (5) gebildet ist.

2. Schneckenpresse, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauabschnitt aus einer an sich bekannten etwa senkrecht I zur Pörderrichtung in das Schneckengehäuse (1) eingelassenen, in etwa ringförmigen Nute (4) und mindestens einem zu den anderen Abschnitten der Schnecken (6) gegenläufig angeordneten Satz Knetscheiben (8) gebildet ist.

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3. Schneckenpresse, dadurch gekennzeichnet, daß der StaualDschnitt aus einer an sich bekannten etwa senkrecht zur Förderrichtung in das SchneckengehäuBe (1) eingelassenen, in etwa ringförmigen Nute (4) und je Schnecke (9) mindestens einem Doppelkegelelement (10) gebildet ist, das an seinen Stirnflächen (11) ein dem Querschnitt der angrenzenden Schneckenelemente (9) entsprechendes Profil und zwischen den Stirnflächen (11) eine zur Achse senkrechte, im Außendurchmesser durch den Profilkamm und im Innendurchmesser durch den Profilgrund der angrenzenden Schneckenelemente (9) in etwa bestimmte Kreisringfläche (12) sowie keglige Übergänge (13) von den Stirnflächen (11) zu der Kreisringfläche (12) aufweist.

4. Schneckenpresse, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer Stauabschnitte eine Kombination jeweils eine in etwa ringförmige Nute (18,19,20) und zu den anderen Abschnitten der Schnecken (23) eine gegenläufige Steigung aufweisende Schneckenelemente (27) oder einen gegenläufig angeordneten Satz Knetscheiben (26) oder ein Doppelkegelelement (24) aufweisender Stauabschnitte vorgesehen ist.

5. Schneckenpresse, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauabschnitt aus einer in etwa ringförmigen Nute (32) in dem Schneckengehäuse (31) und einem den Druck aufbauenden, aus

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einem zu den anderen Abschnitten der Schnecken (35) eine gegenläufige Steigung aufweisenden Schneckenelement (7»27,34,36) und/oder einem gegenläufig angeordneten Satz Knetseheiben (8,26) und/oder einem Doppelkegelelement (10,24,33,37) zusammengesetzten Abschnitt der Schnecke (5,6,9,23,35) besteht.

6. Schneckenpresse nach Ansprüchen 3,4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Doppelkegelelement (24) zwischen den kegligen Übergängen (28) und der Kreisringfläche (29) deren Außen- bzw. deren Innendurchmesser entsprechende, beliebig starke zylindrische Abschnitte (30) vorgesehen sind.

7. Schneckenpresse nach einem der voraufgegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis der in etwa ringförmigen Nute (39) in Förderrichtung keglig erweitert ausgebildet ist.

8. Schneckenpresse nach einem der voraufgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mindestens einem der Stauabschnitte eine Entgasungsöffnung (21) in dem Schneckengehäuse (15) nachgeordnet ist.

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