DE19634162C2 - Extrusionsschnecke für einen Extruder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Extruder für plastisches Mate­ rial, insbesondere eine Extrusionsschnecke, die in einem Zylinderrohr des Extruders angeordnet ist, um das plasti­ sche Material aus einer Extrusionsdüse am stromabwärtigen Ende des Trichters auszustoßen.

Bekanntlich enthält ein Extruder eine Extrusionsschnecke, die in einem Zylinderrohr mit einem stromabwärtigen Endab­ schnitt angeordnet ist, der mit einem Preßdüsenkopf und ei­ ner Preßdüse versehen ist. Die Extrusionsschnecke wird durch einen Antrieb in Rotation versetzt, so daß ein pla­ stisches Material, das in das Zylinderrohr aufgegeben wor­ den ist, in Richtung des stromabwärtigen Endabschnitts des Zylinderrohres gefördert wird, den Düsenkopf passiert und aus einer Öffnung in der Preßdüse ausgestoßen wird. Das aus der Düsenöffnung extrudierte plastische Material kann die Form eines Bandelementes mit einem im wesentlichen recht­ winkligen Querschnitt haben.

Eine Extrusionsschnecke umfaßt eine Schneckenwelle und eine sich an der Außenumfangsfläche der Schneckenwelle über de­ ren gesamte Länge wendelförmig erstreckende Schraube. Diese hat eine radial äußere Umfangskante, die mit der Innenum­ fangsfläche des Zylinder rohres in Gleitkontakt steht. Zwi­ schen einer vorderen Wandfläche der Schraube und einer hin­ teren Wandfläche des nächsten Schraubenganges ist eine Wen­ delnut ausgeformt, in der vordere und hintere Wandflächen bezüglich der Drehrichtung der Extrusionsschnecke definiert sind und somit stromabwärts bzw. stromaufwärts liegen.

Die US-Patentschrift 3 504 400 zeigt eine Extrusionsschnecke mit einer wendelförmigen Hauptschraube und einer abschnitts­ weise ausgebildeten, ebenfalls wendelförmigen Hilfsschraube. Der die Hilfsschraube bildende Steg hat eine geringere Höhe als der die Hauptschraube bildende Steg. Ferner sind die Abschnit­ te, in denen die Hilfsschraube ausgebildet ist, mit Abstand von den axial äußeren Enden der Extruderschnecke angeordnet. Die gezeigte Extruderschnecke soll einen Rückfluß des extrudierten Materials verringern, ohne daß dies Auswirkungen auf den unmit­ telbaren, erzwungenen Fluß hätte.

Aus dem Artikel "Zylinder glatt oder genutet" von Johannes Wortberg, erschienen in Maschinenmarkt, Würzburg 95 (1989) 48, Seiten 40 bis 43 sind Extrusionsschnecken bekannt, die eine Hauptschraube sowie einen schraubenförmigen Barrieresteg auf­ weisen. Der Barrieresteg bildet mit einer Innenumfangsfläche eines Zylinderrohres einen Scherspalt, durch den die Schmelze gezwungen wird. Jedes Schmelzelement wird somit einer defi­ nierten Scherung unterzogen. Weiterentwicklungen dieser Extru­ derschnecke haben ein ausgeglichenes axiales Druckprofil, so daß der zu überwindende Werkzeuggegendruck bereits vom Fest­ stofffördersystem aufgebaut wird. Die Hilfsschraube ist mit axialem Abstand von dem Austrittsende der Hauptschraube an­ geordnet.

Ein Problem bei solchen Extrusionsschnecken ist, daß das aus der Düsenöffnung extrudierte Bandelement an seinen Seitenrän­ dern erhebliche Dickenschwankungen aufweist.

Es ist insbesondere bekannt, daß ein plastisches Material an der vorderen Wandfläche der Schraube einer relativ hohen Extrusionskraft ausgesetzt wird, während das plastische Ma­ terial an der hinteren Wandfläche der Schraube mit einer relativ geringen Extrusionskraft belastet wird. Aufgrund dessen findet bei einer Rotation der Schraube und bei der allmählichen Annäherung der vorderen Wandfläche der Schrau­ be an einen Seitenrand des Bandelements ein allmählicher Anstieg von Druck und Durchflußrate des an diesen Seiten­ rand der Düsenöffnung, der dem Seitenrand des Bandelements entspricht, geförderten plastischen Materials statt. In diesem Fall wird ein Bandelement extrudiert, das eine Sei­ tenrandzone mit allmählich zunehmender Dicke aufweist. Bei weiterer Rotation der Schraube, bei der die vordere Wand den Seitenrand des Bandelements passiert und sich allmäh­ lich von ihm wegbewegt, findet eine allmähliche Abnahme des Drucks und der Durchflußrate des zum entsprechenden Seiten­ rand der Düsenöffnung geförderten plastischen Materials statt. In diesem Fall hat das extrudierte Bandelement eine Seitenrandzone mit allmählich abnehmender Dicke. Da die Ex­ trusionsschnecke ständig gedreht wird, wird die vordere Wandfläche der Schraube relativ zum Seitenrand des Bandele­ ments hin- und herbewegt. Das Bandelement hat deshalb einen Seitenrand, der aus einer relativ dickwandigen Seitenrand­ zone und einer anschließenden, relativ dünnwandigen Seiten­ randzone besteht, die einander abwechselnd angeordnet sind. Die Dickenschwankung entlang des einen Seitenrandes des Bandelements tritt gegenphasig zur Schwankung entlang des anderen Seitenrandes des Bandelements auf.

In dem Bestreben, die unerwünschte Dickenschwankung des Bandelementes entlang seiner Seitenränder zu beseitigen oder zu minimieren, ist eine Extrusionsschnecke vorgeschla­ gen worden, die eine Haupt- und eine Hilfsschraube enthält, die beide wendelförmig an der Außenumfangsfläche der Schne­ ckenwelle vorgesehen sind, wobei jede eine radial äußere Umfangskante hat, die mit der Innenumfangsfläche des Zylin­ derrohres in Gleitkontakt steht. Die Hauptschraube er­ streckt sich im wesentlichen entlang der gesamten Länge der Schneckenwelle, während die Hilfsschraube nur in der strom­ abwärtigen Endzone der Schneckenwelle angeordnet ist und sich axial über einen Gang der Hauptschraube erstreckt. Die Hilfsschraube hat ein Austrittsende, das vom Austrittsende der Hauptschraube um eine halbe Umdrehung in Drehrichtung der Schneckenwelle entfernt ist. Befindet sich also die Hauptschraube nahe einem Seitenrand des Bandelements, dann befindet sich die Hilfsschraube nahe dem anderen Rand des Bandelements, so daß das plastische Material mit erhöhter Durchflußrate und unter höherem Druck zum anderen Seiten­ rand gefördert wird, die im Falle einer Schneckenwelle mit nur einer Hauptschraube verringert wären. Die Hilfsschraube sollte die Verringerung der Durchflußrate und des Drucks des zur Seitenrandzone des Bandelements geförderten pla­ stischen Materials mehr oder weniger ausgleichen, um die Maßhaltigkeit und Produktqualität des extrudierten Band­ elements zu verbessern.

Im Falle einer Extrusionsschnecke, deren Schneckenwelle mit einer Haupt- und einer Hilfsschraube versehen ist, stellte man jedoch fest, daß die Hilfsschraube selbst auf das durch die Hilfsschraubennut zwischen der vorderen Wandfläche der Hilfsschraube und der hinteren Wandfläche der Hauptschraube fließende plastische Material einen Widerstand ausübt, daß die Durchflußrate und der Druck des plastischen Materials in der Hilfsschraubennut nicht so hoch wie erwartet sind, und daß es nach wie vor schwierig ist, die Dickenschwankun­ gen an den Seitenrändern des Bandelements zu minimieren.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Extrusions­ schnecke für Extruder bereitzustellen, die Dickenschwan­ kungen an den Seitenrändern des aus der Düsenöffnung extru­ dierten Bandelements wirksam unterdrückt.

Gemäß der Erfindung wird eine Extrusionsschnecke für einen Extruder bereitgestellt, die in einem Zylinderrohr mit ei­ nem stromabwärtigen Endabschnitt mit einem Düsenkopf und einer Preßdüse angeordnet ist. Die Extrusionsschnecke wird durch einen Antrieb in Rotation versetzt, um ein in das Zy­ linderrohr aufgegebenes plastisches Material in Richtung des stromabwärtigen Endabschnitts des Zylinderrohres zu fördern und das plastische Material aus der Preßdüse durch den Düsenkopf auszustoßen. Die Extrusionsschnecke umfaßt eine drehbar in dem Zylinderrohr angeordnete Schnecken­ welle, eine wendelförmig an der Außenumfangsfläche der Schneckenwelle angeordnete Hauptschraube, die sich im we­ sentlichen über deren gesamte Länge erstreckt und mit einer radial äußeren Kante versehen ist, die mit der Innenum­ fangsfläche des Zylinderrohres in Gleitkontakt steht, sowie mit einem Austrittsende. Die Extrusionsschnecke umfaßt des weiteren eine wendelförmig an der Außenumfangsfläche der Schneckenwelle angeordnete Hilfsschraube, die mit einer ra­ dial äußeren Kante versehen ist, welche mit der Innenum­ fangsfläche des Zylinderrohres in Gleitkontakt steht, sowie mit einem Eintritts- und einem Austrittsende. Das Aus­ trittsende der Hilfsschraube hat zum Austrittsende der Hauptschraube einen Abstand entsprechend einer halben Um­ drehung in Umfangsrichtung der Schneckenwelle. Zwischen der vorderen Wandfläche der Hauptschraube und der hinteren Wandfläche der Hilfsschraube ist eine Hauptschraubennut ausgeformt, die eine erste Querschnittsfläche aufweist. Zwischen der vorderen Wandfläche der Hilfsschraube und der hinteren Wandfläche der Hauptschraube ist eine Hilfsschrau­ bennut ausgeformt, die eine zweite Querschnittsfläche auf­ weist, welcher vom Eintrittsende zum Austrittsende der Hilfsschraube hin kleiner wird.

Bei dem obenbeschriebenen Aufbau der erfindungsgemäßen Ex­ trusionsschnecke nimmt die Querschnittsfläche der Hilfs­ schraubennut vom Eintrittsende zum Austrittsende der Hilfs­ schraube hin ab. Außerdem ist die Querschnittsfläche der Hilfsschraubennut am Eintrittsende der Hilfsschraube größer als die der Hauptschraubennut. Damit ist es möglich, eine höhere Durchflußrate und einen höheren Druck des in die Hilfsschraubennut verteilten plastischen Materials vergli­ chen mit den Werten beim oben genannten, dem Stand der Technik entsprechendem Aufbau zu erzielen. Als Ergebnis wird dann, wenn sich die Hauptschraube einem Seitenrand des extrudierten Bandelements nähert, eine ausreichende Menge plastischen Materials zu dieser Seite gefördert, und die Hilfsschraube nähert sich dem anderen Seitenrand des Bande­ lements, um zu diesem eine größere Menge plastischen Mate­ rials mit einer höheren Durchflußrate und einem höheren Druck zu fördern, um damit die unerwünschten Dickenver­ ringerungen oder -schwankungen am Seitenrand des Bandele­ ments zu vermeiden oder zu minimieren und damit eine ein­ wandfreie Maßhaltigkeit und eine verbesserte Qualität des extrudierten Produktes zu erzielen.

Vorteilhafterweise ist das Eintrittsende der Hilfsschraube in einem ersten Winkelabstand zur Hauptschraube, der in Drehrichtung der Schneckenwelle gemessen wird, und in einem zweiten Winkelabstand, der entgegen der Drehrichtung der Schneckenwelle gemessen wird, angeordnet, wobei der erste Winkel größer als der zweite Winkel ist. Außerdem oder al­ ternativ kann die Hilfsschraubennut eine größere Tiefe als die Hauptschraubennut haben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand schemati­ scher Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt der Extrusionsschnecke für einen Extruder;

Fig. 2 den Querschnitt 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 den Querschnitt 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 die Abwicklung der in Fig. 1 dargestellten Extrusionsschnecke; und

Fig. 5 bis 7 die Querschnitte 5-5, 6-6 bzw. 7-7.

In Fig. 1 ist ein Extruder gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, der in seiner Gesamtheit mit Be­ zugszeichen 11 gekennzeichnet ist. Der Extruder 11 enthält ein im wesentlichen zylindrisches Rohr 12 sowie eine Extru­ sionsschnecke 13, die in dem Zylinderrohr 12 so angeordnet ist, daß sie von einem Antriebsmotor (nicht dargestellt) in Rotation versetzt werden kann. Das Zylinderrohr 12 hat ei­ nen stromaufwärtigen Abschnitt (rechts in Fig. 1), in dem sich ein Trichter 14 für ein plastisches Material K, wie z. B. Knetgummi oder dgl., befindet. Das plastische Material K im Trichter 14 gelangt in das Zylinderrohr 12 und wird von der Extrusionsschnecke 13 in Richtung des stromabwär­ tigen Abschnitts des Zylinderrohres 12 (links in Fig. 1) gepreßt, wenn sich die Extrusionsschnecke 13 in der durch Pfeil A in Fig. 1 markierten Richtung dreht.

Ein Düsenkopf 17 ist fest am stromabwärtigen Ende des Zy­ linderrohres befestigt und hat einen Kanal 18, den das pla­ stische Material K passiert. Der Kanal 18 steht mit dem In­ neren des Zylinderrohres 12 in Verbindung und hat einen Querschnitt, der sich in Längsrichtung des Kanals 18 zu seinem stromabwärtigen Ende hin allmählich ändert. Der Ka­ nal 18 hat in seiner stromaufwärtigen Endzone neben dem stromabwärtigen Ende des Zylinderrohres 12 einen im wesent­ liche kreisförmigen Querschnitt und in seiner stromabwär­ tigen Endzone einen abgeflachten Querschnitt mit einer grö­ ßeren Breite und einer kleineren Höhe, wie in Fig. 2 darge­ stellt. Eine Düsenplatte 19 ist fest am Düsenkopf 17 befe­ stigt und hat eine Öffnung 20, die mit dem Kanal 18 im Dü­ senkopf 17 in Verbindung steht. Die Öffnung 20 hat einen rechtwinkligen Querschnitt, der mit dem Querschnitt des plastischen Materials K übereinstimmt, wenn es aus der Öff­ nung 20 extrudiert wird. Wird also das plastische Material K kontinuierlich aus der Öffnung 20 extrudiert, so bildet es ein Endlos-Bandelement B mit einem im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt.

Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt die Extrusionsschnecke 13 eine Schneckenwelle 24 hohl- oder vollzylindrischer Form, die koaxial zum Zylinderrohr 12 angeordnet ist. Die Schne­ ckenwelle 24 hat eine Außenumfangsfläche, auf der eine rip­ penartige Hauptschraube 25 ausgeformt ist, die sich wendel­ förmig über im wesentlichen die gesamte Länge der Schne­ ckenwelle 24 erstreckt. Die Hauptschraube 25 hat eine radi­ al äußere Kante, die in Gleitkontakt mit der Innenumfangs­ fläche des Zylinderrohres 12 steht.

Die Schneckenwelle 24 hat eine Endfläche 24a, die neben dem Düsenkopf 17 liegt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, bei der es sich um eine Abwicklung der Extrusionsschnecke 13 han­ delt, hat die Hauptschraube 25 ein Austrittsende 25a, das in der Endfläche 24a der Schneckenwelle 24 liegt. Analog hat eine Hilfsschraube 26 ein Austrittsende 26a, das eben­ falls in der Endfläche 24a der Schneckenwelle 24 liegt. Das Austrittsende 26a der Hilfsschraube 26 hat vom Austritts­ ende 25a der Hauptschraube 25 einen Abstand entsprechend einer halben Umdrehung in Umfangsrichtung der Schnecken­ welle 24. Das heißt, der Winkelabstand zwischen den Aus­ trittsenden 25a, 26a der Haupt- und Hilfsschraube 25, 26 beträgt 180°.

Gemäß Fig. 4 liegt die Hilfsschraube 26 nicht parallel zur Hauptschraube 25. Bezüglich der Längsachse der Schnecken­ welle 24 bildet die Hilfsschraube 24 einen Steigungswinkel S, während die Hauptschraube 25 einen größeren Steigungs­ winkel T bildet. Bei Blickrichtung vom Austrittsende 26a zum Eintrittsende 26b der Hilfsschraube 26 nähert sich die Hilfsschraube 26 allmählich einer vorderen Wandfläche 27 der Hauptschraube 25. Hier ist die Vorderseite der Haupt- und Hilfsschraube 25, 26 bezüglich der Drehrichtung der Ex­ trusionsschnecke 13 definiert und markiert eine Wand der jeweiligen Schraube, die sich an der stromabwärtigen Seite des Zylinderrohres 12 befindet. In der Zone der Hilfs­ schraube 26, die sich an der stromaufwärtigen Seite ihres Austrittsendes 26a befindet, ist deshalb der Winkelabstand P zwischen der Hauptschraube 25 und der Hilfsschraube 26, gemessen in Drehrichtung A der Extrusionsschnecke 13, grö­ ßer als der Winkelabstand Q zwischen den Schrauben 25, 26, gemessen entgegen der Drehrichtung A der Extrusionsschnecke 13. Außerdem nimmt die Differenz P - Q zwischen diesen Win­ kelabständen P, Q zu, wie bei Betrachtung in Richtung vom Austrittsende 26a zum Eintrittsende 26b der Hilfsschraube 26 zu erkennen ist.

Zwischen der vorderen Wandfläche 28 der Hilfsschraube 26 und der hinteren Wandfläche 30 der Hauptschraube 25 ist ei­ ne Hilfsschraubennut ausgeformt. Zwischen der vorderen Wandfläche 27 der Hauptschraube 25 und der hinteren Wand­ fläche 29 der Hilfsschraube 26 ist eine Hauptschraubennut ausgeformt. Die Hauptschraubennut 32 hat eine Tiefe N, die an einer Stelle neben der vorderen Wandfläche 27 der Haupt­ schraube 25 einen Wert L annimmt. Die Tiefe N der Haupt­ schraubennut 32 kann in Drehrichtung A der Extrusions­ schnecke 13 allmählich zunehmen, so daß sie an einer Stelle neben der hinteren Wandfläche 29 der Hilfsschraube 26 einen größeren Wert J annimmt. In diesem Fall kann die Tiefe N der Hauptschraubennut 32 als Mittelwert der Tiefenwerte L und J definiert werden. Andererseits hat die Hilfsschrau­ bennut eine Tiefe M des Wertes J, der in jeder Winkellage der Nut 31 konstant sein kann.

Als alternative Anordnung kann die Hauptschraubennut 32 ei­ ne Tiefe N mit konstantem Wert, z. B. dem obigen Wert L, in jeder Winkellage der Nut 32 haben.

Betrieb und Funktion des Extruders gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden nachstehend beschrieben.

Es wird angenommen, daß die Extrusionsschnecke 13 von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird und da­ durch in der üblichen Drehrichtung A rotiert. Aufgrund des­ sen wird das aus dem Trichter 14 in das Zylinderrohr 12 aufgegebene plastische Material K von der Extrusions­ schnecke 13 zur stromabwärtigen Seite des Rohres 12 ge­ drückt oder gefördert. Anschließend passiert das plastische Material K den Kanal 18 des Düsenkopfes 17, gelangt dann zur Extrusionsöffnung 20 der Düsenplatte 19 und wird daraus in Form eines Endlos-Bandelements B mit rechtwinkligem Querschnitt ausgestoßen oder extrudiert.

Wenn das plastische Material K zur stromabwärtigen Seite des Rohres 12 gefördert wird und einen Punkt nahe dem Ein­ trittsende 26b der Hilfsschraube 26 erreicht, wird es ver­ teilt und dazu gebracht, in die Hauptschraubennut 32 und in die Hilfsschraubennut 31 zu fließen. Wie oben erläutert, ist der Winkelabstand P zwischen der Hauptschraube 25 und der Hilfsschraube 26 in der Drehrichtung A der Extrusions­ schnecke 13 größer als der Winkelabstand Q in entgegenge­ setzter Richtung zwischen diesen Schrauben 25, 26. Dies be­ deutet, daß die Hilfsschraubennut 31 eine größere Quer­ schnittsfläche hat als die Hauptschraubennut 32 an der Stelle neben dem Eintrittsende 26b der Hilfsschraube 26. Deshalb wird die Durchflußrate des plastischen Materials K, das in die Hilfsschraubennut 31 geleitet wird, bezogen auf die Durchflußrate, die sich bei einer herkömmlichen Hilfs­ schraubennut erzielen ließe, höher. Es ist deshalb möglich, die gewünschte Dicke t des Bandelements B an seinem einen Seitenrand Ba selbst dann zu verwirklichen, wenn sich die Hauptschraube 25 in der Nähe derjenigen Seite der Düsenöff­ nung 20 befindet, die dem anderen Seitenrand Bb das Band­ elements B entspricht. In einem solchen Fall hätte bei ei­ ner herkömmlichen Extrusionsschnecke mit nur einer Haupt­ schraube der Seitenrand Ba des Bandelements B eine vermin­ derte Dicke. Dies gilt für den anderen Seitenrand Bb des Bandelements B, wenn sich die Extrusionsschnecke 13 um 180° gedreht hat. Es ist deshalb möglich, die obenerwähnte peri­ odische Schwankung oder Verminderung der Dicke des Bandele­ ments B an seinen Seitenrändern Ba, Bb wirksam zu verhin­ dern.

Da außerdem, wie oben beschrieben, das Austrittsende 26a der Hilfsschraube 26 zum Austrittsende 25a der Hauptschrau­ be 25 einen Abstand entsprechend einer halben Umdrehung aufweist, wird der Abstand der Hilfsschraube 26 zur vorde­ ren Wandfläche 27 der Hauptschraube 25 allmählich vergrö­ ßert, wie dies bei einer Blickrichtung vom Eintrittsende 26b zum Austrittsende 26a der Hilfsschraube 26 ersichtlich ist. Dies bedeutet, daß die Querschnittsfläche der Hilfs­ schraubennut 31 allmählich in Richtung zum Austrittsende 26a hin abnimmt. Als Ergebnis wird das durch die Hilfs­ schraubennut 31 fließende plastische Material K allmählich verdichtet, so daß es einen in Richtung des Austrittsendes 26a allmählich ansteigenden Druck aufweist. Es ist deshalb möglich, die gewünschte Dicke t des Bandelements B an sei­ nen Seitenrändern Ba, Bb zu verwirklichen, die im Falle ei­ ner herkömmlichen Extrusionsschnecke mit nur einer Haupt­ schraube verringert würde, so daß die periodische Schwan­ kung oder Verringerung der Dicke des Bandelements B an sei­ nen Seitenrändern Ba, Bb wirksam verhindert wird.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist außerdem die Tiefe M der Hilfsschraubennut 31 größer als die Tiefe N der Hauptschraubennut 32, so daß die Querschnittsfläche der Hilfsschraubennut größer ist als die der Hauptschraubennut 32. Eine solche Anordnung stellt sicher, daß die Durchfluß­ rate des durch die Hilfsschraubennut 31 fließenden plasti­ schen Materials K im Vergleich zu der Durchflußrate, die mit einer herkömmlichen Anordnung möglich war, bei der die Querschnittsfläche der Hilfsschraubennut im wesentlichen identisch ist mit der der Hauptschraubennut, erhöht wird. Auch dies trägt dazu bei, die gewünschte Dicke t des Band­ elements B an seinen Seitenrändern Ba, Bb ohne unerwünschte Schwankung oder Verringerung zu verwirklichen.

Um die funktionalen Vorteile der erfindungsgemäßen Anord­ nung zu bestätigen, wurden Experimente mit drei verschie­ denen Muster-Extrusionsschnecken X, Y und Z durchgeführt. Das erste Muster X hat nur eine Hauptschraube auf der Schneckenwelle. Das zweite Muster Y hat eine Haupt- und ei­ ne Hilfsschraube auf der Schneckenwelle, wobei sich die Hilfsschraube über eine Länge entsprechend einem Gang der Hauptschraube unter einem Steigungswinkel S erstreckt, der identisch dem Steigungswinkel T der Hauptschraube ist, und wobei die Hilfsschraubennut eine Tiefe M hat, die identisch mit der Tiefe N der Hauptschraubennut ist. Das dritte Mu­ ster Z hat eine Haupt- und eine Hilfsschraube auf der Schneckenwelle, wobei sich die Hilfsschraube über eine Län­ ge entsprechend einem Gang der Hauptschraube unter einem Steigungswinkel S erstreckt, der relativ zum Steigungswin­ kel T der Hauptschraube eine Differenz von 5° aufweist, und wobei die Hilfsschraubennut eine Tiefe M hat, die relativ zur Tiefe N der Hauptschraubennut eine mittlere Differenz von 2,5 mm aufweist. Diese Muster X, Y und Z von Extrusi­ onsschnecken haben grundsätzlich identische technische Da­ ten und eignen sich zum Ausformen eines Bandelements B mit einer maximalen mittleren Dicke von 30 mm und einer Breite von 680 mm. Mit diesen Muster-Extrusionsschnecken wurde ein plastisches Material zum Formen des Bandelements mit den obigen Nennmaßen aus der Düse extrudiert. Anschließend wur­ de jedes der extrudierten Bandelemente vermessen, um die sog. Dickendifferenz zwischen den rechten und linken Sei­ tenrändern an einer Stelle mit der maximalen Dicke des Ban­ delements B nachzuweisen. Die Dickendifferenz ist die Dif­ ferenz zwischen der maximalen Dicke an einem Seitenrand des Bandes und der Dicke am gegenüberliegenden Seitenrand an derselben Stelle in Längsrichtung. Die Dickendifferenz be­ trug im Falle der Muster-Extrusionsschnecke X bis zu 5,5 mm, sank im Falle der Muster-Extrusionsschnecke Y auf 1,03 mm und im Falle der Muster-Extrusionsschnecke Z weiter bis auf 0,63 mm. Es wurde eindeutig nachgewiesen, daß die Erfindung die Dickenschwankung des extrudierten Bandele­ ments wirksam minimiert.

Die Erfindung trägt dazu bei, unerwünschte Dickenschwankun­ gen der Seitenränder eines Bandelements beim Extrudieren zu unterdrücken oder zu minimieren, um die einwandfreie Maß­ haltigkeit und eine verbesserte Qualität des extrudierten Produktes zu verwirklichen.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist eine Anordnung auf, bei der sich die Hilfsschraube allmählich der vorderen Wandfläche der Hauptschraube bei Blickrichtung vom Aus­ trittsende zum Eintrittsende der Hilfsschraube nähert, so daß der Winkelabstand P zwischen dem Eintrittsende und der Hauptschraube in Drehrichtung der Schneckenwelle größer sein kann als der Winkelabstand Q, der entgegen der Dreh­ richtung der Schneckenwelle gemessen wird. Es ist jedoch auch möglich, einen Winkelabstand P zu verwirklichen, der größer ist als der Winkelabstand Q, indem der Winkelabstand zwischen den beiden Schrauben schrittweise verringert wird, wie dies bei Blickrichtung vom Austrittsende zum Eintritts­ ende der Hilfsschraube ersichtlich ist, oder durch Ausfor­ men der Hilfsschraube in der Weise, daß sie eine relativ zur Hauptschraube geneigte Eintrittsendzone aufweist, wo­ durch sie sich der Hauptschraube in Richtung des Eintritts­ endes der Hilfsschraube nähert, sowie eine Austrittsend­ zone, die sich parallel zur Hauptschraube erstreckt. Außer­ dem kann die erfindungsgemäße Extrusionsschnecke zusammen mit einem Extruder verwendet werden, der eine Extrusions­ düse mit zwei oder mehr Öffnungen enthält, so daß eine Vielzahl nebeneinanderliegender Bandelemente extrudiert wird.

Claims (8)

1. Extrusionsschnecke (13) für einen Extruder (11), die in einem Zylinderrohr (12) mit einem stromabwärtigen Endabschnitt angeordnet ist, der mit einem Extrusionsdüsenkopf (17) und ei­ ner Extrusionsdüse versehen ist, wobei die Extrusionsschnecke (13) angetrieben und dadurch in Rotation versetzt wird, um ein in das Zylinderrohr (12) aufgegebenes plastisches Material (K) in Richtung des stromabwärtigen Endabschnitts des Zylinder­ rohres (12) zu drücken und das plastische Material (K) durch den Düsenkopf (17) aus der Düse auszustoßen, wobei die Extrusi­ onsschnecke (13) folgendes umfaßt:
eine drehbar in dem Zylinderrohr (12) angeordnete Schnecken­ welle (24);
eine wendelförmig an der Außenumfangsfläche der Schneckenwelle (24) angeordnete Hauptschraube (25), die sich im wesentlichen über deren gesamte Länge erstreckt und eine in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche des Zylinderrohres (12) stehende radial äußere Kante hat und des weiteren ein Austrittsende (25a) auf­ weist;
eine wendelförmig an der Außenumfangsfläche der Schneckenwelle (24) angeordnete Hilfsschraube (26), die eine in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche des Zylinderrohres (12) stehende ra­ dial äußere Kante hat und ein Eintrittsende (26b) sowie ein Austrittsende (26a) aufweist, welches vom Austrittsende (25a) der Hauptschraube (25) einen Abstand entsprechend einer halben Umdrehung in Umfangsrichtung der Schneckenwelle (24) hat;
eine Hauptschraubennut (32), die zwischen einer vorderen Wand­ fläche (27) der Hauptschraube (25) und einer hinteren Wand­ fläche (29) der Hilfsschraube (26) mit einer ersten Quer­ schnittsfläche ausgeformt ist; und
eine Hilfsschraubennut (31), die zwischen einer vorderen Wand­ fläche (28) der Hilfsschraube (26) und einer hinteren Wand­ fläche (30) der Hauptschraube (25) mit einer zweiten Quer­ schnittsfläche ausgeformt ist, welche vom Eintrittsende (26b) zum Austrittsende (26a) der Hilfsschraube (26) hin kleiner wird.

2. Extrusionsschnecke nach Anspruch 1, bei der das Aus­ trittsende (26a) der Hilfsschraube (26) von der Hauptschraube (25) einen ersten Winkelabstand (P), gemessen in Drehrichtung der Schneckenwelle (24), und einen zweiten Winkelabstand (Q), gemessen entgegen der Drehrichtung der Schneckenwelle (24) hat, wobei der erste Winkel (P) größer als der zweite Winkel (Q) ist.

3. Extrusionsschnecke nach Anspruch 1, bei der die Haupt­ schraubennut (32) eine erste Tiefe (N) und die Hilfsschrau­ bennut (31) eine zweite Tiefe (M) hat, die größer als die erste Tiefe (N) ist.

4. Extrusionsschnecke nach Anspruch 1, bei der das Ein­ trittsende (26b) der Hilfsschraube (26) einen ersten Winkel­ abstand (P), gemessen in der normalen Drehrichtung der Schne­ ckenwelle (24), und einen zweiten Winkelabstand (Q), gemessen entgegen der Drehrichtung der Schneckenwelle (24), von der Hauptschraube (25) hat, und bei der die Hauptschraubennut (32) eine erste Tiefe (N) und die Hilfsschraubennut (31) eine zweite Tiefe (M) hat, die größer als die erste Tiefe (N) ist.

5. Extrusionsschnecke für einen Extruder, die in einem Zylin­ derrohr (12) mit einem stromabwärtigen Endabschnitt angeordnet ist, der mit einem Extrusionsdüsenkopf (17) und einer Extrusi­ onsdüse versehen ist, wobei die Extrusionsschnecke (13) ange­ trieben und dadurch in Rotation versetzt wird, um ein in das Zylinderrohr (12) aufgegebenes plastisches Material (K) in Richtung des stromabwärtigen Endabschnitts des Zylinderrohres (12) zu drücken und das plastische Material (K) durch den Dü­ senkopf (17) aus der Düse auszustoßen, wobei die Extrusions­ schnecke (13) folgendes umfaßt:
eine drehbar in dem Zylinderrohr (12) angeordnete Schnecken­ welle (24);
eine wendelförmig an der Außenumfangsfläche der Schneckenwelle (24) angeordnete Hauptschraube (25), die sich im wesentlichen über deren gesamte Länge erstreckt und eine in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche des Zylinderrohres (12) stehende radial äußere Kante hat und des weiteren ein Austrittsende (25a) auf­ weist;
eine wendelförmig an der Außenumfangsfläche der Schneckenwelle (24) angeordnete Hilfsschraube (26), die eine in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche des Zylinderrohres (12) stehende ra­ dial äußere Kante und ein Austrittsende (26a) aufweist, das vom Austrittsende (25a) der Hauptschraube (25) einen Abstand ent­ sprechend einer halben Umdrehung in Umfangsrichtung der Schnec­ kenwelle (24) hat;
wobei die Hilfsschraube (26) des weiteren ein Eintrittsende (26b) hat, das von der Hauptschraube (25) einen ersten Win­ kelabstand (P), gemessen in Drehrichtung der Schneckenwelle (24) und einen zweiten Winkelabstand (Q), gemessen entgegen der Drehrichtung der Schneckenwelle (24) hat, wobei der erste Win­ kel (P) größer als der zweite Winkel (Q) ist.

6. Extrusionsschnecke für einen Extruder nach Anspruch 5, bei der eine Hauptschraubennut (32) zwischen einer vorderen Wand­ fläche (27) der Hauptschraube (25) und einer hinteren Wand­ fläche (29) der Hilfsschraube (26) mit einer ersten Tiefe (N) und eine Hilfsschraubennut (31) zwischen einer vorderen Wand­ fläche (28) der Hilfsschraube (26) und einer hinteren Wand­ fläche (30) der Hauptschraube (25) mit einer zweiten Tiefe (M) ausgeformt ist, wobei die zweite Tiefe (M) größer als die erste Tiefe (N) ist.

7. Extrusionsschnecke für einen Extruder, die in einem Zylin­ derrohr (12) mit einem stromabwärtigen Endabschnitt angeordnet ist, der mit einem Extrusionsdüsenkopf (17) und einer Extrusi­ onsdüse versehen ist, wobei die Extrusionsschnecke (13) ange­ trieben und dadurch in Rotation versetzt wird, um ein in das Zylinderrohr (12) aufgegebenes plastisches Material (K) in Richtung des stromabwärtigen Endabschnitts des Zylinderrohres (12) zu drücken und das plastische Material (K) durch den Dü­ senkopf (17) aus der Düse auszustoßen, wobei die Extrusions­ schnecke (13) folgendes umfaßt:
eine drehbar in dem Zylinderrohr (12) angeordnete Schnecken­ welle (24);
eine wendelförmig an der Außenumfangsfläche der Schneckenwelle (24) angeordnete Hauptschraube (25), die sich im wesentlichen über deren gesamte Länge erstreckt und eine in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche des Zylinderrohres (12) stehende radial äußere Kante und des weiteren ein Austrittsende (25a) aufweist;
eine wendelförmig an der Außenumfangsfläche der Schneckenwelle (24) angeordnete Hilfsschraube (26), die eine in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche des Zylinderrohres (12) stehende ra­ dial äußere Kante hat und ein Austrittsende (26a) aufweist, das vom Austrittsende (25a) der Hauptschraube (25) einen Abstand entsprechend einer halben Umdrehung in Umfangsrichtung der Schneckenwelle (24) hat;
eine Hauptschraubennut (32), die zwischen einer vorderen Wand­ fläche (27) der Hauptschraube (25) und einer hinteren Wand­ fläche (29) der Hilfsschraube (26) mit einer ersten Tiefe (N) ausgeformt ist; und
eine Hilfsschraubennut (31), die zwischen einer vorderen Wand­ fläche (28) der Hilfsschraube (26) und einer hinteren Wand­ fläche (30) der Hauptschraube (25) mit einer zweiten Tiefe (M) ausgeformt ist, wobei die zweite Tiefe (M) größer als die erste Tiefe (N) ist.

8. Extrusionsschnecke nach Anspruch 7, wobei die Hilfs­ schraube (26) des weiteren ein Eintrittsende (26b) hat, das von der Hauptschraube (25) einen ersten Winkelabstand (P), gemessen in Drehrichtung der Schneckenwelle (24), und einen zweiten Win­ kelabstand (Q), gemessen entgegen der Drehrichtung der Schnec­ kenwelle (24) hat, wobei der erste Winkel (P) größer als der zweite Winkel (Q) ist.