DE202006020302U1

DE202006020302U1 - Mixer for extruder

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Publication number: DE202006020302U1
Application number: DE202006020302U
Authority: DE
Original assignee: KraussMaffei Technologies GmbH
Current assignee: KraussMaffei Technologies GmbH
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2016-12-22

Abstract

Schnecke zur Verarbeitung von Materialien, insbesondere Kunststoffen, Kautschuk oder dergleichen, mit einem Schneckenkern (1) und zumindest abschnittsweise mit mindestens einem Schneckensteg (2) und mit einem Mischer (3) zur Mischung einer aus dem Material entstandenen Schmelze, wobei der Mischer (3) mindestens einen Mischkörper (4) und mindestens zwei Mischelemente (5) umfasst, die den über den Mischkörper (4) hinwegtretenden Schmelzestrom aufteilen und zur Umlenkung der entstandenen Schmelzeströme dienen, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anordnung der Mischelemente (5) die Periodizität des Geschwindigkeitsfelds des Schmelzestroms durchbrochen ist.slug for processing materials, in particular plastics, rubber or the like, with a screw core (1) and at least in sections with at least one screw flight (2) and with a mixer (3) for mixing a melt formed from the material, wherein the mixer (3) at least one mixing body (4) and at least two Includes mixing elements (5), which passes over the mixing body (4) Split melt stream and serve to deflect the resulting melt streams, characterized in that by the arrangement of the mixing elements (5) the periodicity of the velocity field of the melt stream is broken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnecke zur Verarbeitung von Materialien, insbesondere Kunststoffen, Kautschuk oder dergleichen, mit einem Schneckenkern und zumindest abschnittsweise mit mindestens einem Schneckensteg und mit einem Mischer zur Mischung einer aus dem Material entstandenen Schmelze, wobei der Mischer mindestens einen Mischkörper und mindestens zwei Mischelemente umfasst, die den über den Mischkörper hinwegtretenden Schmelzestrom aufteilen und zur Umlenkung der entstandenen Schmelzeströme dienen.The The invention relates to a screw for processing materials, in particular plastics, rubber or the like, having a Schneckenkern and at least partially with at least one Worm bar and with a mixer to mix one of the material resulting melt, wherein the mixer at least one mixing body and comprises at least two mixing elements which pass over the mixing body Divide the melt stream and serve to deflect the resulting melt streams.

Schnecken zur Verarbeitung von Materialien sind in der Praxis seit Jahren bekannt. Solche Schnecken werden zumeist in Spritzgießmaschinen und Extrudern verwendet, in denen ein Material wie Kunststoff oder Kautschuk, welches beispielsweise als Granulat oder als Pulver vorliegt, zu einer Schmelze verarbeitet wird. Das aufgeschmolzene Material wird dann durch ein Werkzeug in eine vorgegebene Form gebracht. Bei einer Spritzgießmaschine ist dies ein Spritzgusswerkzeug, in welche das aufgeschmolzene Material eingespritzt und abgekühlt wird und dem dann ein fertiges Produkt entnommen wird. Bei einem Extruder wird das geschmolzene Material durch ein Werkzeug gepresst, das beispielsweise als Rohrkopf, Profilwerkzeug oder als Düse ausgestaltet ist. Durch Nachfolgeeinrichtungen, wie eine Kalibrierung oder Kühlbad, wird das Produkt stabilisiert.snails for the processing of materials have been in practice for years known. Such screws are mostly in injection molding machines and extruders used in which a material such as plastic or Rubber, which is present for example as granules or as powder, is processed into a melt. The molten material is then brought by a tool in a predetermined shape. In an injection molding machine This is an injection mold into which the molten material injected and cooled and then a finished product is removed. At a Extruder, the molten material is pressed through a tool, designed, for example, as a pipe head, profile tool or nozzle is. By downstream facilities, such as a calibration or cooling bath, is the product stabilizes.

Sowohl bei Extrudern als auch bei Spritzgießmaschinen werden zur Verarbeitung der aufzuschmelzenden Materialien eine oder mehrere Schnecken verwendet. Diese Schnecken sind in einem Zylinder gelagert und weisen unterschiedliche Verfahrenszonen auf. In der Regel sind mindestens eine Einzugszone, eine Aufschmelzzone, eine Mischzone und eine Austragszone vorgesehen. In manchen Anwendungen sind zusätzliche Zonen erforderlich, beispielsweise Entgasungszonen. Bei der Einspeisung von Schmelze können jedoch auch Zonen entfallen.Either in extruders as well as injection molding machines are for processing the melted materials used one or more screws. These snails are stored in a cylinder and have different Process zones on. As a rule, at least one feed zone, a melting zone, a mixing zone and a discharge zone are provided. In some applications are additional Zones required, for example, degassing zones. When feeding from Melt can however, zones are also eliminated.

In der Einzugszone wird das zu verarbeitende Material meist mittels einer Dosiereinheit und eines Trichters der Verfahrenseinheit des Extruders zugeführt. Als Verfahrensein heit wird Schnecke/-n und Zylinder bezeichnet. Als Material sind die unterschiedlichsten Werkstoffe denkbar, beispielsweise Thermoplaste, Kautschuk, Duroplaste oder dergleichen, die auch in Kombination mit Zusätze, Füllstoffen usw. verarbeitet werden können. Die Schnecke weist in der Einzugzone meist einen Schneckenkern und Schneckenstege auf, mittels derer das Material in Richtung Austragszone befördert wird. In der Aufschmelzzone wird das Material durch Dissipation und gegebenenfalls von außen dem Zylinder zugeführter Heizenergie aufgeschmolzen. Das Material wird in dieser Zone somit in großen Teilen plastifiziert bzw. aufgeschmolzen.In the feed zone is usually the material to be processed by means of a dosing unit and a funnel of the process unit of Fed extruder. The process unit is called screw / -n and cylinder. As a material, a variety of materials are conceivable, such as thermoplastics, Rubber, thermosets or the like, also in combination with additives, fillers etc. can be processed. The snail has in the feed zone usually a Schneckenkern and Schneckenstege, by means of which the material in the direction of discharge zone promoted becomes. In the melting zone, the material is dissipated and optionally from the outside the heating energy supplied to the cylinder melted. The material is thus in large part in this zone plasticized or melted.

Das im wesentlichen aufgeschmolzene Material liegt dann als Schmelze vor. Insbesondere wenn unterschiedliche Materialien aufgeschmolzen oder verarbeitet werden oder der Schmelze Zusatzstoffe zugesetzt sind, ist es erforderlich, eine gleichmäßige Verteilung aller Inhaltsstoffe zu erreichen. Eine Homogenisierung der Schmelze erfolgt in der Mischzone. In der Mischzone sind häufig Mischer vorgesehen, die entweder Bestandteil der Schnecke sind oder die als zusätzliches Element der Schnecke zugeordnet sind. Beispiele für solche Mischer sind in der DE 600 19 092 T2 gezeigt. Bekannte Mischer sind in der 2 der Schrift gezeigt. Bei den in 2A) bis F) gezeigten Mischern handelt es sich um distributive Mischer, die ein räumliches Umverteilten der Schmelze bewirken. Die 2G) bis J) zeigen dispersive Mischer, die eine hohe Scherbeanspruch der Schmelze bewirken. Die dort gezeigten Mischer sind jedoch dahingehend problematisch, dass die über den Mischkörper hinweg tretenden Schmelzeströme zwar aufgeteilt und umgelenkt werden, aber eine hinreichende Mischwirkung nicht immer erreicht wird.The substantially molten material is then present as a melt. In particular, when different materials are melted or processed or added to the melt additives, it is necessary to achieve a uniform distribution of all ingredients. Homogenization of the melt takes place in the mixing zone. In the mixing zone mixers are often provided which are either part of the screw or which are assigned as an additional element of the screw. Examples of such mixers are in the DE 600 19 092 T2 shown. Well-known mixers are in the 2 shown the font. At the in 2A) to F) are distributive mixers, which cause a spatial redistribution of the melt. The 2G) to J) show dispersive mixers which cause a high shear stress of the melt. However, the mixers shown there are problematic in that although the melt streams passing through the mixing body are divided and diverted, a sufficient mixing effect is not always achieved.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schnecke zur Verarbeitung von Materialien der eingangs genannten Art anzugeben, bei der eine verbesserte Mischwirkung gegeben ist.Of the The present invention is therefore based on the object, a screw indicate the processing of materials of the type mentioned above, in which an improved mixing effect is given.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Schnecke zur Verarbeitung von Materialien mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist die in Rede stehende Schnecke derart ausgestaltet und weitergebildet, dass durch die Anordnung der Mischelemente die Periodizität des Geschwindigkeitsfelds des Schmelzestroms durchbrochen ist.According to the invention above task by a screw for processing materials solved with the features of claim 1. After that is in question standing snail designed and developed such that through the Arrangement of the mixing elements the periodicity of the velocity field the melt stream is broken.

In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass die im Stand der Technik bekannten Mischer, welche distributive Mischelemente aufweisen, stets eine geometrische Periodizität haben. Diese Periodizität überträgt sich auch auf das Geschwindigkeitsfeld, mit dem die Schmelze über den Mischkörper tritt. Mit dem Begriff Periodizität im Geschwindigkeitsfeld ist gemeint, dass sich die Teilströme im Mischteil mit einer Regelmäßigkeit trennen und wieder vereinen. Hierdurch ist die Homogenisierungswirkung der Mischelemente beschränkt und wird ein gewisses Niveau der Homogenisierung nicht überschritten.In according to the invention is first It has been recognized that the mixers known in the art, which have distributive mixing elements, always a geometric one periodicity to have. This periodicity is transmitted also on the speed field with which the melt passes over the mixing body. With the term periodicity in the velocity field is meant that the partial flows in the mixing part with a regularity separate and reunite. This is the homogenization effect limited to the mixing elements and a certain level of homogenization is not exceeded.

In weiter erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass für ein gutes Mischergebnis die aufgeprägte Relativbewegung der Schmelze und deren Inhaltsstoffe ausschlaggebend ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Mischelemente ist in technischer Hinsicht besonders einfacher, jedoch in raffinierter Weise erreicht worden, dass die geometrische Periodizität aufgebrochen ist. Hierdurch entstehen komplexere Geschwindigkeitsfelder in der Schmelze, was wiederum in einer stark verbesserten Homogenisierungswirkung resultiert. Teilströme der Schmelze, die einmal getrennt wurden, finden durch das komplexe Strömungsprofil meist nicht wieder zueinander. Dies wurde in Versuchen bestätigt, so dass mit dem erfindungsgemäßen Mischer die Homogenisierungswirkung gegenüber herkömmlichen Mischern verbessert ist.In a further inventive manner has been recognized that the imprinted relative movement of the melt and its ingredients is crucial for a good mixing result. By the he inventive design of the mixing elements has been particularly simple in technical terms, but achieved in a sophisticated manner that the geometric periodicity is broken. This results in more complex velocity fields in the melt, which in turn results in a greatly improved homogenization effect. Partial flows of the melt, which were once separated, usually do not find their way back to each other due to the complex flow profile. This has been confirmed in experiments, so that the homogenizing effect is improved over conventional mixers with the mixer according to the invention.

Vorteilhafter Weise kann durch einen erfindungsgemäßen Mischer die Direktverarbeitung von unterschiedlichen Materialien mit einem Extruder erheblich verbessert werden. Beispielsweise beim Einfärben, Füllen und Verstärken bietet die Direktverarbeitung deutliche Kostenvorteile im Hinblick auf die Rohstoffkosten und die Lagerhaltung. Ferner hat ein Verarbeiter, der eine Extruder zur Direktverarbeitung verwendet, die Möglichkeit, die Zusammensetzung der Inhaltsstoffe sehr individuell auf die tatsächlichen Erfordernisse abzustimmen. Diese Kostenvorteile sind jedoch nur nutzbar, wenn ein Produkt allen Anforderungen, insbesondere denen der Verteilung der Inhaltsstoffe, genügt. Bei den Extrudern mit bekannten Mischern sind die Anforderungen oftmals nur bei geringen Massedurchsätzen oder bei deutlich erhöhten Massetemperaturen erfüllbar. Diese erhöhten Massetemperaturen führen zu einer Schädigung des zu verarbeitenden Materials. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Verbesserung der Mischeffizienz höhere Massedurchsätze ermöglicht werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit einer Extruderanlage verbessert werden kann. Zusätzliche Kostenvorteile ergeben sich beispielsweise durch eine Verringerung der einzumischenden Materialien bei spielsweise beim Masterbatch-Verfahren, welches zur Einfärbung von Materialien dient. Durch die verbesserte Mischwirkung können also Farbpigmente besser verwertet werden.Favorable Way can through a mixer according to the invention, the direct processing significantly improved by different materials with an extruder become. For example, when coloring, To fill and amplify Direct processing offers significant cost advantages with regard to on raw material costs and warehousing. Furthermore, a processor, using an extruder for direct processing, the ability to the composition of the ingredients very individual to the actual requirements vote. However, these cost advantages are only available if a product meets all requirements, especially those of distribution the ingredients, is enough. The extruders with known mixers are the requirements often only at low mass flow rates or at significantly elevated melt temperatures fulfilled. These increased melt temperatures to lead to injury of the material to be processed. An advantage of the invention exists in that higher mass throughputs are made possible by improving the mixing efficiency, whereby the efficiency of an extruder plant can be improved can. additional Cost advantages arise, for example, through a reduction the materials to be mixed in example in the masterbatch process, which for coloring of materials. Due to the improved mixing effect so Color pigments are better utilized.

Im Hinblick auf eine besonders einfache Ausgestaltung könnte die Form und/oder der Abstand der Mischelemente ungleichförmig ausgestaltet sein. Dies könnte beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Form und/oder der Abstand der Mischelemente in Längsrichtung des Schneckenkerns variieren. Dies bedeutet, dass die Mischelemente, die in Längsrichtung des Schneckenkerns angeordnet sind, unterschiedliche Formen und/oder Abstände zueinander aufweisen. Die Form des Mischelements kann sich dabei in jedweder Richtung ändern, beispielsweise könnte ein Übergang von einer Querschnittsform in eine andere Querschnittsform gewählt werden oder aber die gleiche Querschnittsform könnte sich vergrößern oder zur Austragszone hin verkleinern oder umgekehrt.in the With regard to a particularly simple embodiment, the Form and / or the distance of the mixing elements designed non-uniform be. this could be achieved, for example, that the shape and / or the Distance of the mixing elements in the longitudinal direction of the screw core vary. This means that the mixing elements, in the longitudinal direction are arranged of the screw core, different shapes and / or Distances to each other exhibit. The shape of the mixing element can be in any case Change direction, for example a transition be selected from a cross-sectional shape in another cross-sectional shape or the same cross-sectional shape could increase or down to the discharge zone or vice versa.

Zusätzlich oder alternativ könnte der Abstand der Mischelemente zueinander in Längsrichtung variieren. Beispielsweise könnten die Mischelemente, die näher zur Eintragszone hin angeordnet sind, enger beabstandet sein, um den Schmelzestrom zunächst in eine Vielzahl von Schmelzeströmen zu unterteilen. Mit zunehmendem Abstand der Mischelemente zum Ende des Mischkörpers hin könnte die Durchmischung bzw. das Ausstreichen der Teilströme in Umfangsrichtung begünstigt werden. Je nach Erfordernis könnte jedoch auch in dem Bereich des Mischers, der zur Eintragszone hin angeordnet ist, ein größerer Abstand zwischen den Mischelementen vorgegeben sein. Zum Ende des Mischerkörpers hin könnte der Abstand der Mischelemente dann enger zueinander gewählt werden. Somit würde im Bereich des Endes des Mischers eine verstärkte Aufteilung des Gesamtstroms in Teilströme erzielt werden.Additionally or alternatively could the distance between the mixing elements vary in the longitudinal direction. For example could the mixing elements closer are arranged to the entry zone, closer spaced to the melt stream first in a variety of melt streams to divide. With increasing distance of the mixing elements to the end of the mixed body could the mixing or the spreading of the partial streams in the circumferential direction favored become. Depending on the requirement could however, even in the area of the mixer that points to the entry zone is arranged, a greater distance be predetermined between the mixing elements. Towards the end of the mixer body could the distance of the mixing elements are then selected to be closer to each other. Thus, would in the area of the end of the mixer an increased distribution of the total flow in sub-streams be achieved.

Im Rahmen einer weiteren Verbesserung der Homogenisierung könnte die Form und/oder der Abstand der Mischelemente in Umfangsrichtung des Schneckenkerns variieren. Hierdurch könnte wiederum eine Durchbrechung der Periodizität erfolgen. Die Variation der Form und/oder des Abstandes der Mischelemente in Umfangsrichtung könnte hierbei entsprechend der Variationen der Mischelemente in Längsrichtung des Schneckenkerns erfolgen.in the As part of a further improvement in homogenization, the Shape and / or the distance of the mixing elements in the circumferential direction of the screw core vary. This could again an opening of the periodicity take place. The variation of Shape and / or the distance of the mixing elements in the circumferential direction could here according to the variations of the mixing elements in the longitudinal direction of the screw core.

Zusätzlich oder alternativ könnten zwischen zwei oder mehreren Mischelementen der Durchmesser des Schneckenkerns variieren. Somit könnte die Gangtiefe sehr individuell zur Verbesserung des Mischverhaltens optimiert werden. Die Gangtiefe könnte jedoch auch über den gesamten Umfang des Schneckenkerns zur Austragszone hin variieren, beispielsweise sich verringern. Hierdurch könnte das Druckverhalten verbessert werden. Zur Verringerung des Drucks in der Austragszone könnte die Gangtiefe sich jedoch zur Austragszone hin verringern.Additionally or alternatively could between two or more mixing elements, the diameter of the screw core vary. Thus could the pitch is very individual to improve the mixing behavior be optimized. The gangway could, however, also over the vary the entire circumference of the screw core to the discharge zone, for example, decrease. This could improve the printing behavior become. To reduce the pressure in the discharge zone, the Channel depth, however, decrease towards the discharge zone.

Im Hinblick auf ein besonders gutes Mischergebnis könnte der Schneckenkern gleichförmig zur Hauptachse des Schneckenkerns ausgestaltet sein. Beispielsweise könnte er im Wesentlichen kreisförmig sein. Der Schneckenkern könnte jedoch auch ungleichförmig sein, beispielsweise Nuten aufweisen. Hierdurch könnten das Aufteilverhalten und die Umlenkung der Schmelzeströme sowie die Geschwindigkeit, mit denen der Schmelzestrom fließt, verändert werden.in the With regard to a particularly good mixing result, the screw core could be uniform to the main axis be configured of the screw core. For example, he could essentially circular be. The snail's core could but also non-uniform be, for example, have grooves. This could be the Splitting behavior and the deflection of the melt streams as well the speed at which the melt stream flows can be changed.

In einer anderen Ausgestaltung könnten die Mischelemente als Zähne, Stifte oder Vorsprünge, die sich vom Mischkörper aus erstrecken, ausgestaltet sein. Auch jede andere Form der Mischelemente wäre möglich. Die geometrische Form eines Mischelements könnte zusätzlich variieren, beispielsweise könnte die Breite der Mischelemente abnehmen. Während das erste Mischelement eine 16fache Breite haben könnte, könnten die in Verfahrensrichtung stromabwärtigen Mischelemente lediglich noch die 12fache Breite und die nächsten Mischelemente die 8fache Breite ausweisen. Das letzte Set von Mischelementen könnte dann eine 6fache Breite aufweisen. Zudem könnte der Abstand der Mischelemente um den Umfang des Schneckenkerns variieren.In another embodiment, the mixing elements could be configured as teeth, pins or protrusions which extend from the mixing body. Any other form of mixing elements would be possible. The geometric shape of a mixing element could additionally vary, for example, the width of the mixing elements could decrease. While the first mixing element could have a 16-fold width, the downstream mixing elements could only have 12 times the width and the next mixing elements 8 times the width. The last set of mixing elements could then have a 6-fold width. In addition, the distance of the mixing elements could vary around the circumference of the screw core.

Hinsichtlich einer besonders einfache Ausgestaltung der Mischelemente könnten diese als durchbrochene Stege, die sich vom Mischkörper aus erstrecken, ausgestaltet sein. Hierbei könnte in der Mischzone die Gangzahl der Schnecke erhöht werden und/oder könnten die Stege der Schnecke durch Ausnehmungen durchbrochen sein. Durch diese Ausnehmungen könnte dann der Abstand der Mischelemente zueinander sowie deren Form variiert werden.Regarding a particularly simple embodiment of the mixing elements could this designed as perforated webs extending from the mixing body, designed be. This could be in the mixing zone, the number of flights of the screw can be increased and / or the Webs of the snail to be broken through recesses. Through these recesses could then the distance between the mixing elements to each other and their shape varies become.

In einer anderen Ausführungsform könnte der Mischkörper als Scheibe und die Mischelemente als Bohrung ausgestaltet sein. Die Bohrungen könnten hierbei unterschiedlich groß ausgestaltet sein und/oder in der Form variieren, in der sie sich durch die Scheibe erstrecken. Des weiteren könnten die Bohrungen die Scheibe achsparallel zum Schneckenkern durchtreten oder die Bohrungen könnten die Scheibe in einem Winkel zum Mischkörper und/oder zueinander durchtreten.In another embodiment could the mixing body be designed as a disc and the mixing elements as a bore. The holes could this designed differently sized be and / or vary in the form in which they extend through the disk. Furthermore, could the holes pass through the disc axis parallel to the screw core or the holes could be the Disc at an angle to the mixing body and / or to each other.

Die Form der Mischelemente könnte im Querschnitt rund, rechteckig, rautenförmig, ellipsenförmig oder haifischflossenförmig ausgestaltet sein. Hierdurch ließen sich die Mischelemente besonders gut an die jeweilige Verfahrensaufgabe anpassen. Die Mischelemente könnten über den gesamten Mischkörper hinweg den gleichen Querschnitt aufweisen oder aber im Querschnitt variieren. Es könnte jedoch auch jedwede andere Querschnittsfläche für die Mischelemente verwendet werden.The Shape of the mixing elements could in round, rectangular, diamond-shaped, ellipsoidal or cross-section shark fin shape be designed. This allowed the mixing elements particularly well adapted to the respective process task. The mixing elements could over the entire mixing body have the same cross section or in cross section vary. It could, however also any other cross-sectional area used for the mixing elements become.

Im Rahmen einer besonders einfachen Fertigung könnte der Mischkörper integraler Bestandteil der Schnecke sein. Der Kern des Mischkörpers wäre somit identisch mit dem Schneckenkern, von dem aus dann sich die Mischelemente erstrecken.in the For a particularly simple production, the mixing body could be more integral Be part of the snail. The core of the mixing body would thus be identical to the screw core, from which then the mixing elements extend.

Im Rahmen einer besonders flexiblen Anpassung an die Verfahrensverhältnisse könnte der Schneckenkörper aus einem Dom und Schneckenelementen aufgebaut sein. Hierbei würde der Mischkörper als ein oder mehrere Schneckenelemente ausgestaltet sein.in the Framework of a particularly flexible adaptation to the process conditions could the snail body be constructed of a dome and screw elements. This would be the mixing body be designed as one or more screw elements.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Schnecke zur Verarbeitung von Materialien anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schnecke anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt dieIt are now different ways to design the teaching of the present invention in an advantageous manner and further education. On the one hand to the claim 1 subordinate claims and on the other hand to the following explanation of preferred embodiments the screw according to the invention for Processing of materials based on the drawing. In conjunction with the explanation the preferred embodiments the screw according to the invention With reference to the drawings are also generally preferred embodiments and further developments of the teaching explained. In the drawing shows the

1a) in einer schematischen perspektivischen Ansicht, ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schnecke im Bereich der Mischzone, wobei die Breite, die Anzahl und Anordnung der Mischelemente variiert, 1a) 3 is a schematic perspective view of a first embodiment of a screw according to the invention in the region of the mixing zone, wherein the width, the number and the arrangement of the mixing elements varies;

1b) eine schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der 1a), 1b) a schematic side view of the embodiment of the 1a) .

1c) eine weitere schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der 1a), 1c) a further schematic side view of the embodiment of 1a) .

1d) ein Schnitt durch die Schnecke des ersten Ausführungsbeispiels zu Beginn der Mischzone, 1d) a section through the screw of the first embodiment at the beginning of the mixing zone,

2a) in einer schematischen perspektivischen Ansicht, ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schnecke im Bereich der Mischzone, wobei die Breite, die Anzahl und Anordnung der Mischelemente sowie der Kerndurchmesser variiert, 2a) in a schematic perspective view, a second embodiment of a screw according to the invention in the region of the mixing zone, wherein the width, the number and arrangement of the mixing elements and the core diameter varies,

2b) eine schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der 2a), 2 B) a schematic side view of the embodiment of the 2a) .

2c) eine weitere schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der 2a), 2c) a further schematic side view of the embodiment of 2a) .

2d) ein Schnitt durch die Schnecke des zweiten Ausführungsbeispiels zu Beginn der Mischzone, 2d) a section through the screw of the second embodiment at the beginning of the mixing zone,

3a) in einer schematischen perspektivischen Ansicht, ein drittes Ausführugsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schnecke im Bereich der Mischzone, wobei die Anzahl und Anordnung der Mischelemente variiert, die als durchbrochene Stege ausgeführt sind, 3a) in a schematic perspective view, a third Ausführugsbeispiel example of a screw according to the invention in the region of the mixing zone, wherein the number and arrangement of the mixing elements varies, which are designed as a broken webs,

3b) eine schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der 3a), 3b) a schematic side view of the embodiment of the 3a) .

3c) eine weitere schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der 3a), 3c) a further schematic side view of the embodiment of 3a) .

3d) ein Schnitt durch die Schnecke des dritten Ausführungsbeispiels zu Beginn der Mischzone 3d) a section through the screw of the third embodiment at the beginning of the mixing zone

4a), b), c), d), e) in einem schematischen Querschnitt, Variationen des dritten Ausführungsbeispiels, nämlich erfindungsgemäße Mischer einer erfindungsgemäßen Schnecke im Bereich der Mischzone, wobei die Anzahl und Anord nung der Mischelemente variiert, die als durchbrochene Stege ausgeführt sind, 4a) , b), c), d), e) in a schematic cross-section, variations of the third embodiment, namely mixer according to the invention a screw according to the invention in the mixing zone, wherein the number and Anord arrangement of the mixing elements varies, which are designed as a broken webs,

5a), b), c) in einem schematischen Querschnitt, weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Mischern mit unterschiedlich gestalteten Mischelementen und 5a) , b), c) in a schematic cross-section, further embodiments of mixers according to the invention with differently shaped mixing elements and

6a), b) in einer schematischen perspektivischen Ansicht, ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mischers, wobei der Mischkörper als Scheibe und die Mischelemente als Bohrungen ausgestaltet sind. 6a) , b) in a schematic perspective view, a further embodiment of a mixer according to the invention, wherein the mixing body are designed as a disc and the mixing elements as bores.

Gleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugzeichen gekennzeichnet. Die Schnecke zur Verarbeitung von Materialien, in diesem Fall von Kunststoff, weist einen Schneckenkern 1 und Schneckenstege 2 auf. In 1 ist lediglich ein Teil der Schnecke gezeigt, welche in der Mischzone angeordnet ist. Die Schnecke weist einen Mischer 3 zur Mischung der Schmelze auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel plastifizierter Kunststoff mit dem Zusatzstoff Masterbatch ist. Der Mischer 3 weist einen Mischkörper 4 und eine Vielzahl von Mischelemente 5 auf. Die Mischelemente 5 erstrecken sich vom Mischkörper 4 aus, die den über den Mischkörper 4 hinwegtretenden Schmelzestrom aufteilen und zur Umlenkung der entstandenen Schmelzeströme dienen.Identical elements are identified in all figures with the same reference numerals. The screw for processing materials, in this case plastic, has a screw core 1 and snail bars 2 on. In 1 only a part of the screw is shown, which is arranged in the mixing zone. The auger has a mixer 3 for mixing the melt, which in this embodiment is plasticized plastic with the additive masterbatch. The mixer 3 has a mixing body 4 and a variety of mixing elements 5 on. The mixing elements 5 extend from the mixing body 4 out, that over the mixing body 4 split off passing melt stream and serve to deflect the resulting melt streams.

In erfindungsgemäßer Weise ist durch die Anordnung der Mischelemente 5 die Periodizität des Geschwindigkeitsfelds des Schmelzestroms durchbrochen, da die Form und der Abstand der Mischelemente 5 ungleichförmig ausgestaltet sind. In diesem konkreten Ausführungsbeispiel weisen die Mischelemente 5 einen im Wesentlichen recheckigen Querschnitt auf und sind als Zahn 6 ausgeführt. Die Mischelemente 5 variieren in diesem Ausführungsbeispiel in der Breite der Zähne 6 und der Anzahl der Zähne 6 in Umfangsrichtung, also der Lückenbreite zwischen den Zähnen und demgemäß der Anzahl der Zähne 6. Die 1a) bis c) zeigen den erfindungsgemäßen Mischer 3 dieser Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht und verschiedenen Seitenansichten, während 1d) einen Querschnitt durch den Mischer 3 zeigt.In accordance with the invention is by the arrangement of the mixing elements 5 the periodicity of the velocity field of the melt stream is broken, since the shape and spacing of the mixing elements 5 are designed non-uniform. In this particular embodiment, the mixing elements 5 a substantially rectangular cross section and are as a tooth 6 executed. The mixing elements 5 vary in this embodiment in the width of the teeth 6 and the number of teeth 6 in the circumferential direction, ie the gap width between the teeth and accordingly the number of teeth 6 , The 1a) to c) show the mixer according to the invention 3 this embodiment in a perspective view and various side views, while 1d) a cross section through the mixer 3 shows.

2a) bis d) zeigen eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schnecke, die gegenüber der Ausführungsform der 1 unter anderem dahingehend verändert ist, dass der Durchmesser des Schneckenkerns 1 zwischen Reihen von Zähnen 6 reduziert ist. Die Reduzierung des Durchmessers verändert die Gangtiefe innerhalb des Mischers 3 in unterschiedlicher Größenordnung. Der Durchmesser des Schneckenkerns 1 reduziert sich in diesem Ausführungsbeispiels lediglich zwischen den Reihen von Zähnen 6 nicht zwischen Zähnen 6, die in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind. 2a) bis c) zeigen den erfindungsgemäßen Mischer 3 in einer perspektivischen Ansicht und verschiedenen Seitenansichten. 2d) zeigt einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Mischers 3. Hierbei zeigt sich, dass die Zähne 6 nicht gegeneinander versetzt angeordnet sind. 2a) to d) show another embodiment of a screw according to the invention, compared to the embodiment of the 1 among other things changed so that the diameter of the Schneckenenkerns 1 between rows of teeth 6 is reduced. Reducing the diameter changes the depth of the channel within the mixer 3 in different order of magnitude. The diameter of the screw core 1 reduces only between the rows of teeth in this embodiment 6 not between teeth 6 , which are arranged side by side in the circumferential direction. 2a) to c) show the mixer according to the invention 3 in a perspective view and different side views. 2d) shows a cross section of the mixer according to the invention 3 , This shows that the teeth 6 not offset from each other.

In 3a) bis d) sind ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Mischers 3 gezeigt, dessen Mischelemente 5 als durchbrochene Stege 7 ausgestaltet sind. Die Gangzahl bleibt in dieser Ausführungsform gleich, allerdings variiert die Lückenbreite zwischen den durchbrochenen Stegen 7. 3 bis a) bis c) zeigen den erfindungsgemäßen Mischer 3 in einer perspektivischen Ansicht und verschiedenen Seitenansichten. In 3d) ist ein Querschnitt des erfindungsgemäßen Mischers 3 dieser Ausführungsform gezeigt.In 3a) to d) are a third embodiment of a mixer according to the invention 3 shown, its mixing elements 5 as broken bridges 7 are designed. The number of flights remains the same in this embodiment, but varies the gap width between the perforated webs 7 , 3 to a) to c) show the mixer according to the invention 3 in a perspective view and different side views. In 3d) is a cross section of the mixer according to the invention 3 this embodiment shown.

Ein viertes Ausführungsbeispiel ist in 4a) bis e) gezeigt, das gegenüber der in 3 gezeigten Ausführungsform dahingehend verändert ist, dass sich sowohl die Lückenbreite als auch die Gangzahl über den Verlauf des Mischers 3 verändert. 4a) bis d) zeigen den erfindungsgemäßen Mischer 3 in einer perspektivischen Ansicht und verschiedenen Seitenansichten. In 4e) ist ein Querschnitt des erfindungsgemäßen Mischers 3 dieser Ausführungsform.A fourth embodiment is in 4a) to e), which is opposite to the one in 3 shown embodiment is changed in that both the gap width and the number of flights over the course of the mixer 3 changed. 4a) to d) show the mixer according to the invention 3 in a perspective view and different side views. In 4e) is a cross section of the mixer according to the invention 3 this embodiment.

5a) bis c) zeigen Querschnitte erfindungsgemäßer Mischer 3. Der Mischkörper 4 ist in den Ausführungsbeispielen der 5 integraler Bestandteil des Schneckenkerns 1. Besonders gut sind in 5 die unterschiedlichen Querschnittsformen der Mischelemente 5 zu sehen. In 5a) sind die Mischelemente 5 im Wesentlichen rechteckförmig ausgestaltet, in 5b) ellipsenförmig und in 5c) haifischflossenförmig. 5a) to c) show cross sections of mixers according to the invention 3 , The mixing body 4 is in the embodiments of 5 integral part of the screw core 1 , Especially good are in 5 the different cross-sectional shapes of the mixing elements 5 to see. In 5a) are the mixing elements 5 essentially rectangular in shape, in 5b) elliptical and in 5c) shark fin shaped.

6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischers 3. In dieser Ausgestaltung ist der Mischerkörper 4 als Scheibe 8 und sind die Mischelemente 5 als Bohrungen 9 ausgestaltet. Das in 6a) gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt Bohrungen 9, die achsparallel zum Schneckenkern 1 verlaufen sind, wenn der Mischer 3 dem Schneckenkern 1 im Betrieb zugeordnet ist. Das in 6b) gezeigte Ausführungs beispiel zeigt Bohrungen 9, die im Winkel zu einander sowie zum Schneckenkern 1 verlaufen sind, wenn der Mischer 3 dem Schneckenkern 1 im Betrieb zugeordnet ist. 6 shows a further embodiment of a mixer according to the invention 3 , In this embodiment, the mixer body 4 as a disc 8th and are the mixing elements 5 as holes 9 designed. This in 6a) shown embodiment shows holes 9 , which are axially parallel to the screw core 1 are lost when the mixer 3 the worm core 1 is assigned during operation. This in 6b) shown execution example shows holes 9 that are at an angle to each other as well as to the worm core 1 are lost when the mixer 3 the worm core 1 is assigned during operation.

Hinsichtlich weiterer Details wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die allgemeine Beschreibung verwiesen.Regarding further details becomes the Vermei reference to the general description.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.Finally, be expressly pointed out that the above-described embodiments for discussion only the claimed teaching, but not on the embodiments limit.

11: Schneckenkernscrew core
22: Schneckenstegescrew flights
33: Mischermixer
44: Mischkörpermixing body
55: Mischelementemixing elements
66: Zahntooth
77: Durchbrochener Stegperforated web
88th: Scheibedisc
99: Bohrungdrilling

Claims

Worm for processing materials, in particular plastics, rubber or the like, with a screw core ( 1 ) and at least in sections with at least one screw flight ( 2 ) and with a mixer ( 3 ) for mixing a melt formed from the material, wherein the mixer ( 3 ) at least one mixing body ( 4 ) and at least two mixing elements ( 5 ), which via the mixing body ( 4 ) split-off melt stream and serve to deflect the resulting melt streams, characterized in that by the arrangement of the mixing elements ( 5 ) the periodicity of the velocity field of the melt stream is broken.

Screw according to claim 1, characterized in that the shape and / or the distance of the mixing elements ( 5 ) are designed non-uniform.

Screw according to claim 1 or 2, characterized in that the shape and / or the distance of the mixing elements ( 5 ) in the longitudinal direction of the screw core ( 1 ) varies.

Screw according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shape and / or the distance of the mixing elements ( 5 ) in the circumferential direction of the screw core ( 1 ) varies.

Screw according to one of claims 1 to 4, characterized in that between two or more mixing elements ( 5 ) the diameter of the screw core ( 1 ) varies.

Screw according to claim 5, characterized in that the screw core ( 1 ) uniformly to the main axis of the screw core ( 1 ) be configured.

Screw according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mixing elements ( 5 ) as teeth ( 6 ), Pins or protrusions extending from the core of the mixing body ( 4 ), are configured.

Screw according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mixing elements ( 5 ) as broken webs ( 7 ) extending from the mixing body ( 4 ), are configured.

Screw according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mixing body ( 4 ) as a disk ( 8th ) and the mixing elements ( 5 ) are designed as bores.

Worm according to claim 9, characterized in that the holes ( 9 ) the disc ( 8th ) parallel to the screw core ( 1 ).

Worm according to claim 10, characterized in that the holes ( 9 ) the disc ( 8th ) at an angle to the mixing body ( 4 ) and / or to each other.

Screw according to one of claims 7 to 11, characterized in that the mixing elements ( 5 ) are round, rectangular, diamond-shaped, ellipsoidal or shark-fin shaped in cross-section.

Screw according to one of claims 1 to 12, characterized in that the mixing body ( 4 ) is an integral part of the worm body, which consists of worm core ( 1 ) and optionally a screw flight ( 2 ) is formed.

Worm according to one of claims 1 to 13, characterized that the snail body composed of a dome and screw elements.