DE3404461A1

DE3404461A1 - Vorrichtung und verfahren zum schmelzen und foerdern von plastifiziertem material

Info

Publication number: DE3404461A1
Application number: DE3404461A
Authority: DE
Inventors: Robert F. Hamilton Tex. Dray
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-02-08
Filing date: 1984-02-08
Publication date: 1985-08-14
Also published as: DE3404461C2; NL8400474A

Description

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- 8 Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schmelzen und Fördern von plastifiziertem Material.

Die Erfindung umfaßt einen Schneckenförderer mit einer Welle, die ein oder mehrere~schraubenförmige Schneckengänge hat, die sich in der Bohrung des Zylinders eines Extruders drehen. An einer Stelle im Schneckenkanal, hinter der die Schmelze in die übrige Feststoffschicht verteilt wird, befindet sich in der Welle der Schnecke eine Nut, durch die hindurch das halbgeschmolzene oder zusammengebackene Material durch einen Vorsprung abgelenkt wird, der sich durch den Kanal der Schnecke bis zur Nut erstreckt. Die auf das Material übertragene zusätzliche Wärme auf Grund der verstärkten Verteilung des geschmolzenen und festen Materials beim Ablenken durch die Nut und zurück in den Schneckenkanal, verbessert die Qualität des verarbeiteten Materials.

Bei der gesamten bisherigen Verarbeitung von plastifiziertem Material war man bemüht, die Produktionsmenge des verarbeiteten plastifizierten Material oder Harzes zu erhöhen. Bei herkömmlichen dosierenden Extruderschnecken mit einem Speiseabschnitt, einem Ubergangsabschnitt und einem Dosierabschnitt ist es üblich, die Tiefe des Schneckengangs gemeinsam mit den Längen der verschiedenen Abschnitte zu verändern, um ein Gleichgewicht zwischen dem Ausstoß und einem Extrudat hoher Qualität zu erzielen. "Dieses Gleichgewicht ergibt jedoch bei einigen Kunststoffen Extruderzylinder und -schnecken mit großen Längen-Durchmesser-Verhältnissen, um ein Extrudat von annehmbarer Qualität zu gewährleisten. Wenn das Schmelzen im Schneckenkanal fortschreitet, beginnt am vorauseilenden Rand oder -Schubrand des Schneckengangs die Bildung eines Schmelzenbereichs, wenn ein Schmelzenfilm vom erhitzten Extruderzylinder abgestreift wird. Unter der Annahme einer gut ausgelegten Extruderschnecke wird der Schmelzenbereich

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größer, wenn das Material im Kanal der Schnecke gefördert wird, "wobei das übrige ungeschmolezne Material oder die Feststoffschicht auf Grund des im Schneckenkanal herrschenden Hydraulikdrucks aufbricht. Dieser Hydraulikdruck wird durch Tiefenänderungen der verschiedenen Abschnitte der Schnecke erzeugt. Hierbei vermischt sich das geschmolzene Material oder die Schmelze mit den vorhergehenden übrigen Feststoffen. Im Idealfall sollte die Feststoffschicht vollständig aufgebrochen und im wesentlichen in der Zeit geschmolzen sein, in der das Material den Dosierabschnitt erreicht hat. Jedoch bleiben häufig Teile der Feststoffschicht mit dem geschmolzenen Material vermischt und darin verteilt. Wenn auch das Schmelzen im Dosierabschnitt der Schnecke andauert, gelangen doch diese Feststoffe oder "Gele" ungeschmolzen durch den Dosierabschnitt. Das Vorliegen von Feststoffen im Extrudat als Teile des Feststoffbetts oder in Form von "Gelen" kann hohe Druck- oder Temperaturgefälle ergeben, die ihrerseits eine geringe Qualität des Fertigprodukts erzeugen können. Zusätzlich muß die Form der Schnecke ein derartiger Kompromis sein, daß ein vollständiges Schmelzen gewährleistet ist, anderenfalls der Ausstoß der Schnecke häufig verringert wird.

Als Alternative zu größeren Länge-Durchmesser-Verhältnissen gibt es Zubehör zum Dosierabschnitt der Schnecken, wie Ringe, Erhöhungen oder Stifte an den Dosierabschnitten der Schnecken. Diese Vorrichtungen erstrecken sich häufig über den Kanal. Diese Anordnungen versuchen eine Erhöhung des Wärmeübergangs zum ungeschmolzenen Material durch mechanisches "Aufrühren" des halbgeschmolzenen Materials im Schneckenkanal oder, wie im Fall einer Erhöhung, durch Erhöhen der Abscherung, der das Material ausgesetzt ist. Es wurde mit anderen Worten ein Versuch unternommen zur Erhöhung der auf das Material übertragenen Wärme durch Erhöhen der Abscherung und des Drucks, denen das Material ausgesetzt ist. Ein Beispiel dieser Auslegungsart ist die US-PS 3 762 693. Weitere bemerkenswerte Bemühungen auf diesem Gebiet umfassen die US-PS 3 924 839, 3 998 438 und 4 049 245.

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Die,Vorrichtung nach der US-PS 3 924 839 versucht ein Aufbrechen der im Schneckenkanal normalerweise bestehenden laminaren Strömung durch Vorsehen einer Anzahl von querverlaufenden Scherstegen 4, die sich zwischen den Schneckengängen 2 im Schneckenkanal erstrecken. Zusätzlich zu denScherstegen sind querverlaufende Aufspaltstege 5 vorgesehen, die einen Scherspalt 6 im Schrieckenkanal bilden. Auf diese Weise wird die Richtung des Materialstroms im Kanal auf Grund der Ausbildung der öffnungen verändert, durch die das Material strömen muß. Der Abschersteg und der Aufspaltsteg blockieren jedoch den Schneckenkanal und ergeben somit eine geringere Querschnittsfläche im Vergleiche mit der Querschnittsfläche"des Schneckenkanals, durch die das Material gedrückt werden muß. Wenn auch die Art der Strömung verändert ist, kann sich jedoch das Geschwindigkeitsprofil des Materials nachteilig ändern. Zusätzlich können ungewöhnlich hohe Abscherraten auftreten, die bei der Verarbeitung gewisser Kunststoff arten unerwünscht sein können. Zusätzlich können die Druckabfälle an den Abscherstegen und Abscherspalten das Auftreten von höheren Drücken an anderen Stellen in der Schnecke ergeben.

Die Vorrichtung nach der US-PS 3 998 839 hat eine Reihe von Taschen 12, die auf der Schnecke oder dem Grund der Schnecke als Schachbrettmuster angeordnet sind, das bei Drehung der Schnecke seine Lage gegenüber der Feststoffschicht ändert. Die Wirkung besteht im mechanischen Einleiten eines Risses 40 (Fig. 4 und 5) in der Feststoffschicht zur Verbesserung des Wärmeübergangs zum Material durch Erhöhen der Anzahl der Grenzflächen zwischen dem geschmolzenen Material und dem ungeschmolzenen Material. Folglich ist die Feststoffschicht radial einwärts- und auswärtsgerichteten Bewegungen ausgesetzt, wenn sie bei Drehung der Schnecke periodisch auf die Taschen trifft.

Die Vorrichtung nach der US-PS 4 04 0 245 versucht eine Verbesserung der Bildung eines Schmelzenbereichs auf der Druckseite des Schneckengangs der Schnecke durch plötzliches Zusammendrücken der Feststoffschicht mittels einer Rippe 160, 260, 360 bzw. 460.

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Diese Rippe befindet sich auf der Druckseite des Schneckengangs und stromauf im Schneckenkanal an einer Stelle, an der das Schmelzen gerade beginnt. Die Rippe dient zum plötzlichen Verdichten der noch ausgedehnten Feststoffschicht und ergibt somit ein geringes Volumen stromauf der Feststoffschicht, indem sich der geschmolzene Film vom Extruderzylinder sammeln und die Bildung an einem Schmelzenbereich einer früheren Stufe der Verarbeitung als normalerweise beginnen kann. Somit gibt diese Patentschrift keine tatsächliche Mischvorrichtung an, sondern ' vielmehr eine Vorrichtung, die an einer früheren Stufe der Verarbeitung des Materials angeordnet ist. Diese Vorrichtung versucht eine Verbesserung und Beschleunigung des Schmelzens des Materials zu einem früheren Zeitpunkt und bezieht sich somit nicht auf die Verbesserung des Wärmeübergangs zum halbgeschmolzenen Material durch zusätzliches Mischen während des Verarbeitens.

Die im folgenden im einzelnen beschriebene Erfindung beseitigt diese Nachteile des Standes der Technik und enthält viele dort nicht angegebene Merkmale.

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum wirksamen Erzielen eines hohen Ausstosses an plastifiziertem Material hoher Qualität aus einem Extruder.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung mit guten Mischeigenschaften, was die Verwendung verhältnismäßig kürzerer Zylinder mit kleineren Längen-Durchmesser-Verhältnissen ermöglicht.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Extruderschnecke mit guten Mischeigenschaften, die jedoch das Material nicht ungewöhnlich hohen Abscherraten oder nachteiligen Druckgradienten während des Mischens aussetzt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der Wirksamkeit des Dosierabschnitts einer Plastifizierungsschnecke, die

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jegliches nachteiliges Druckgefälle hindurchzutreten. Ein Vorsprucht-erstreckt sich von der Rückseite des Schneckengangs unmittelbar stromab von—der-Nut durch den Schraubenkanal bis zur Nut und arbeitet mit dieser zusammen durch Ablenken der Strömung des halbgeschmolzenen Materials in die Nut und danach aus der Nut heraus zurück in-'derPkanal der Schnecke. Der Vorsprung hat eine Basis, die an der Rückseite des Schneckengangs stromab der Nut anliegt"" und etwa gleich der Länge der Nut ist. Der Vorsprung hat ferner einen Scheitel, der an die- Maximaltiefe der Nut an diese angrenzt, und eine gekrümmte Oberfläche, die sich an die Bohrung des Zylinders anpaßt. Der Radius dieser Oberfläche ist im wesentlichen gleich dem Radius der Schneckengänge. Der Scheitel des Vorsprungs kann spitz oder stumpf sein. Die Form des Vorsprungs und der Nut kann geändert werden zur Erzeugung einer mehr oder weniger starken Ablenkwirkung je nach den gewählten jeweiligen Formen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ausführungsform einer Extruderschnecke mit zwei schraubenförmigen Schneckengängen, die im Zylinder eines Extruders um 180° versetzt sind, und mit mehreren Nuten und Vorsprüngen in jedem ihrer Kanäle innerhalb des Dosierabschnitts der Schnecke;

Fig.2A eine Detailansicht einer Nut und eines Vorsprungs in einem zweiten Kanal der Schnecke mit zwei um 180° versetzten schraubenförmigen Schneckengängen;

Fig.2B dieselbe Detailansicht wie in Fig. 2A mit dem Unterschied, daß der Kanal abgewickelt ist zur Darstellung einer Nut und eines Vorsprungs mit gekrümmten Längen längs des Kanals. In diese Figur wurden der Einfachheit wegen gewisse Bezugszeichen weggelassen;

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eine Optimierung der Schneckenauslegung für einen höheren Qualitätsausstoß gestattet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zum Schmelzen und Fördern von plastifiziertem Material, das bei Verarbeitung homogen ist und einen vernachläßigbaren Feststoffgehalt hat.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, die den Materialstrom im Kanal so ändern kann, daß die auf das Material übertragene Wärme erhöht und somit das Schmelzen dss Materials verbessert wird.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 16 bzw. 17.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung sieht somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzen und Fördern von plastifiziertem Material vor, die eine Schnecke mit einer Welle aufweist, die eine oder mehrere schraubenförmige Schneckengänge hat, die in der Bohrung eines Extruderzylinders rotieren. In Nähe des Dosierabschnitts der Schnecke, vorzugsweise an einer Stelle im Kanal der Schnecke, an der das geschmolzene Material durch die übrige Feststoffschicht verteilt wird, befindet sich eine Nut. Die Nut erstreckt sich in Längsrichtung längs des Schneckenkanals unmittelbar angrenzend an die Schubseite des Schneckengangs. Der Querschnitt der Nut längs des Kanals gleicht einer Woodruff-Keilnut. Diese ist ein Querschnitt von im wesentlichen der Form eines Kreissegments. Die Nut erstreckt sich bis zu einer Maximaltiefe in die Welle der Schnecke. Die Querschnittsfläche der Nut quer zum Kanal der Schnecke an der Maximaltiefe in der Nut ist etwa gleich der Querschnittsfläche des Kanals. Dem geschmolzenen Material steht somit eine ausreichende Querschnittsfläche zur Verfügung, um ohne

Fig·".3A einen Teilschnitt von Fig. 2A mit einem ersten Kanal in "einer Schnecke, dessen Querschnittsfläche zum Kanal querverläuft;

Fig.3B einen Teilschnitt von Fig^ 2A mit einem Vorsprung und einer Nut im zweiten Kanal einer Schnecke, wobei die Nut an ihrer Maximaltiefe eine zum Kanal querverlaufende Querschnittsfläche hat, die gleich der Querschnittsfläche des Kanals in Fig. 3A ist. Die Welle der Schnecke ist gestrichelt dargestellt;

Fig. 4 einen Teilschnitt von Fig. 2A etwa im Winkel von 90° zur Fig. 3B mit der Darstellung eines Vorsprungs mit einem spitzen Scheitel und einer gekrümmten Oberfläche und einer Nut, deren Querschnitt quer zum Kanal im wesentlichen ein Kreissegment ist. Die Nut hat in der Welle der Schnecke eine Maximaltiefe;

Fig.5A eine Abwicklung einer alternativen Ausführungsform der Erfindung mit einer Nut und einem Vorsprung, der zur Verarbeitung gewisser Materialarten einen abgeflachten oder stumpfen Scheitel hat;

Fig.5B eine Abwicklung einer alternativen Ausführungsform mit einer langgestreckten Nut und einem Vorsprung im Kanal der Schnecke zur Verarbeitung gewisser Materialarten;

Fig.5C eine Abwicklung einer alternativen Ausführungsform mit einer Nut und einem Vorsprung, die zur Verarbeitung gewisser Materialarten in Richtung stromauf im Kanal versetzt sind;

Fig. 6 einen Teilschnitt eines Kanals in einem Speiseabschnitt einer Schnecke mit einer Darstellung von im Kanal gefördertem festem plastifiziertem Material;

Fig. 7 einen Teilschnitt eines Kanals in einem Dosierabschnitt einer Schnecke mit einer Darstellung der Verteilung von geschmolzenem Material in verbleibendes, festes Material an einer gegebenen Stelle längs der Schnecke.

Es folgt eine Erläuterung von Fig. 1, 2A und 2B in Verbindung mit der folgenden Beschreibung.

Fig. 1 zeigt einen Extruder 1 in einer Ausführungsform, wie, sie für gewöhnlich zur Verarbeitung von plastizifiertem Material Verwendung findet. Der Extruder 1 hat einen Zylinder 2, durch den sich eine zylindrische Bohrung 3 mit einer Innenfläche 4 erstreckt. Der Zylinder 2 hat ein stromauf gelegenes Ende 6 und ein stromab gelegenes Ende 7. In Nähe des stromauf gelegenes Endes 6 befindet sich ein Einfülltrichter 9, der sich durch einen Einlaß 11 in die Bohrung 3 erstreckt. Das plastifizierte Material kann in den Einfülltrichter 9 eingefüllt werden, wo es durch den Einlaß 11 in den Zylinder 2 geleitet wird.

In der Bohrung 3 ist eine Schnecke 14 drehbar angeordnet. Die Schnecke 14 hat eine Welle 16 von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und mit einer Längsachse 19, um die die Schnecke in der Bohrung 3 rotieren kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Welle 16 mit ersten und zweiten Schneckengängen bzw. 24 versehen.Jeder dieser Schneckengänge ist mit der Welle einstückig verbunden und ist eine durchgehende Schnecke um die Welle 16. Der erste und der zweite Schneckengang 21, 24 sind auf der Welle 16 um 180° versetzt und haben identische Steigungen oder Ganghöhen. Die Steigung oder die Ganghöhe ist häufig gleich dem Schneckengangdurchmesser 26 und ist gleich dem Durchmesser der schraubenförmigen Schneckengänge um die Welle 16. Selbstverständlich kann die Welle 16 mit einem einzigen durchgehenden schraubenförmigen Schneckengang oder mehreren derartigen Schnekkengängen versehen sein, die um die Welle 16 gleichmäßig verteilt sind. Die bevorzugte Ausführungsform enthält zwei derartige Schneckengänge, den ersten und den zweiten Schneckengang 21 bzw.

24, da "eine mit zwei Schneckengängen versehene Schnecke, wie die dargestellte Schnecke 14, verbesserte Mischeigenschaften hat und sich für die Erfindung eignet. Die folgende Beschreibung ist bei einer Schnecke mit nur einem einzigen Schneckengang anwendbar. "

Gemäß Fig. 2A in Verbindung mit Fig. 1 hat der erste Schneckengang 21 eine Schubseite 27 und eine Rückseite 29, wobei die Schubseite 27 stromab zur Rückseite 29 ausgerichtet ist. Eine Stromabrichtung ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet. In ähnlicher Weise hat der zweite Schneckengang 24 eine Schubseite 32 und eine Rückseite 34, wobei die Schubseite 32 wieder stromab zur Rückseite 34 ausgerichtet ist.

Ein erster Kanal 37 ist durch die Schubseite 27 des ersten Schneckengangs 21, die Rückseite 34 des zweiten Schneckengangs und die Welle 16 gebildet. In ähnlicher Weise ist ein zweiter Kanal 38 durch die Schubseite 32 des zweiten Schneckengangs 24, die Rückseite 29 des ersten Schneckengangs 21 und die Welle 16 gebildet. Der erste und der zweite Kanal 37 bzw. 38 sind in der definierten Weise schraubenförmig und in Fig. 3A im Querschnitt dargestellt, wobei der erste Kanal 37 eine schraffierte Querschnittsfläche 41 hat. Der zweite Kanal 38 hat eine im wesentlichen ähnliche Querschnittsform und -fläche. Die Schnekkengänge 21 und 24 sind im allgemeinen durch einen Fräsvorgang einstückig mit der Welle 16 ausgebildet. Der Durchmesser 29 der Schneckengänge 21 und 24 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Bohrung 3. In der Praxis ist es ziemlich üblich, zwischen dem Durchmesser 26 und der Bohrung 3 ein Spiel von bis zu 0,127 mm. Falls die Welle 16 nur einen einzigen schraubenförmigen Schneckengang hat, hat auch die Schnecke 14 nur einen einzigen schraubenförmigen Kanal.

Die Schnecke 14 kann in der Bohrung 3 um eine Längsachse 19 durch beliebige herkömmliche Mittel gedreht werden, z. B. durch einen Elektromotor mit einem Getriebe zur Drehung der Schnecke mit der gewünschten Drehzahl oder durch einen unmittelbaren Hy-

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draulikmotorantrieb. Am stromabseitigen Ende 7 des Zylinders 2 befindet sich ein Auslaß 12, aus dem das im ersten und im zweiten Kanal 37 und 38Sn Stromabrichtung 13 geförderte geschmolzene Material aus dem Extruder 1 ausgestossen wird.

Aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2A ist ersichtlich, daß trotz des konstanten Schneckengang-Durchmessers 26 auf der gesamten Länge der Schnecke sich der Durchmesser des Querschnitts der Welle 16 ändert, der in Nähe des stromauf gelegenen Endes 6 kleiner und in Nähe des stromab gelegenen Endes 7 größer ist. Die bevorzugte Ausführungsform zeigt drei gesonderte Abschnitte der Schnecke 14. Es sind dies ein Speiseabschnitt 46, in dem die Welle 16 einen kleineren Durchmesser hat und in den das plastifizierte Material aus dem Einfülltrichter 9 in den ersten und den zweiten Kanal 37 bzw. 38 eingeführt wird, ein Zumeßabschnitt 48, in dem die Welle 16 einen größeren Durchmesser hat, und ein Ubergangsabschnitt 37, indem der Durchmesser der Welle 16 sich kontinuierlich vom kleineren zum größeren Durchmesser für gewöhnlich mittels einer konischen oder evolventenförmigen Verjüngung ändert. Diese Anordnung wird für gewöhnlich als einstufige Schnecke bezeichnet. Die Schnecke 14 kann selbstverständlich zwei oder mehrere derartigen Stufen haben, die verschiedene Dosier- und Übergangsabschnitte zusätzlich zu einem Speiseabschnitt aufweisen, und kann gegebenenfalls einen Entlüftungs- oder Dekompressionsabschnitt aufweisen. Die folgende Erläuterung ist in gleicher Weise bei einer mehrstufifen Schnecke anwendbar, wenn auch bevorzugte Ausführungsformen nur bei einer einstufigen Schnecke gilt.

Fig. 6 ist ein Querschnitt des zweiten Kanal 38 im Speiseabschnitt 46 der Schnecke 14. Der zweite Kanal 38 ist mit festem Material in Form von Pellets 8 vollständig gefüllt. Diese feste Material 8 wird durch die Drehung der Schnecke in Stromabrichtung 13 gefördert, was noch im einzelnen beschrieben wird. An diesem Punkt ist nur ein geringes oder kein Schmelzen des Materials 8 erfolgt. Fig. 7 ist ein Querschnitt des zweiten Kanals 38 im Dosierabschnitt 48 der Schnecke. Der Kanal 38 ent-

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hält ein Gemisch aus festem Material 8 und auch aus geschmolzenem Material 10. Durch den im Kanal 38 erzeugten Hydraulikdruck hat sich das geschmolzene Material 10 im festen Material 8 verteilt. Wenn dieses halbgeschmolzene Material weiter verarbeitet wird, schmilzt das verblei bande Jie.s te Material 8 weiterhin und wird zu einem "Gel", das im Idealfall im Dosierabschnitt 48 vollständig geschmolzen ist und das homogene, geschmolzene Material bildet. Die Verarbeitungsstufe des plastifizierten Materials gemäß Fig. 7 findet für die meisten Kunststoffe früher im Dosier-, abschnitt der Schnecke statt, wenn auch die jeweiligen Prozentsätze an geschmolzenem Material 10 und festem Material .8 mit der verarbeiteten Kunststoffart variieren können. Die noch zu beschreibende Nut und der hiermit zusammenarbeitende Vorsprung ^können sich an jedem Ort der Schnecke befinden, an dem das geschmolzene Material 10 sich in das verbleibende feste Material 8 verteilt hat. Der Einfachheit wegen sind in Fig. 6 und 7 einige Bezugszeichen nicht enthalten, da diese Figuren lediglich die Stufen darstellen, die das plastifizierte Material während der Verarbeitung durchläuft.

Gemäß Fig. 2A und 2B in Verbindung mit Fig. 1 befindet sich im Dosierabschnitt 48 der Schnecke 14 eine Nut 56 in der Welle 16. Die Nut 56 kann sich im ersten oder im zweiten Kanal 37 bzw. an einer Stelle befinden, an der das plastifizierte Material infolge seiner Förderung durch die beiden Kanäle 37 und 38 im wesentlichen geschmolzen ist. Im Idealfall befindet sich die Nut 56 an einer Stelle im Kanal der Schnecke, an dem sich das geschmolzene Material durch Hydraulikdruck in die übrige Feststoff schicht verteilt hat. Der Klarheit wegen erfolgt die Beschreibung der ersten Ausführungsform nur anhand einer einzigen Nut 56 im zweiten Kanal 38 des Dosierabschnitts 48. Ähnliche Ausführungsform der Nut 56 und des hiermit zusammenwirkenden Vorsprungs 71 können sich auch im ersten Kanal 37 befinden. Zum zusätzlichen Mischen können einige derartige um 180° versetzte Nuten 56 in jedem Kanal befinden und im Dosierabschnitt 48 verteilt sein, vgl. Fig. 1. Gemäß Fig. 2A und 2B erstreckt sich die

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Nut 56 längs des ersten Kanals 37 und grenzt im wesentlichen an die Schubseite 32 de_s_zweiten Schneckengangs 24 an. Die Nut 56 bildet in der Welle 16 eine öffnung 58, die sich um eine gegebene Strecke längs des zweiten Kanals 38 erstreckt. Die öffnung 58 hat somit eine Bogenlänge 59 längs des zweiten Kanals 38, vgl. Fig. 2B. In der Praxis ist die Bogenlänge 59 im allgemeinen 50,8 bis 76,2 mm für_Schnecken mit einem Schneckengang-Durchmesser 29 von etwa 76,2 bis 101,6 mm. Die Form der Nut 56 gleicht einer Woodruff-Keilnut und ist im wesentlichen auf dieselbe-Weise hergestellt.

Fig. 3A, 3B, 4 sind Querschnitte quer zum ersten bzw. zweiten Kanal 37 bzw. 38. Mit der Ausnahme der Nut 56 und des Vorsprungs 71, die im einzelnen im folgenden beschrieben werden, haben der erste und der zweite Kanal 37 bzw. 38 ähnliche Querschnittsflächen 41, vgl. Fig. 3A. Eine wichtige Beziehung zwischen der Querschnittsfläche 41 des ersten oder des zweiten Kanals 37 oder 38 im Dosierabschnitt 48 und der Querschnittsfläche 64 der Nut-56 ist aus der Erläuterung in Verbindung mit Fig. 3A, 3B und 4 ersichtlich.

Bei den Fig. 3A, 3B und 4 sind die letzteren beiden Schnitte durch die Nut 56. Bei Fig. 3A und 3B erfolgen die Schnitte etwa unter 90° zur Fig. 4. Fig. 4 zeigt eine Nut 56 mit einer Maximaltiefe 61 in der Welle 16. Fig. 4 ist ein Querschnitt durch die Nut 56 längs des zweiten Kanals 38. Die Nut 56 ist im Querschnitt längs des zweiten Kanals 38 im wesentlichen ein Kreissegment mit einer Maximaltiefe 61 etwa an der Mitte der Bogenlänge 59. An der Stelle der Maximaltiefe 61 in der Welle 16 hat die Nut 56 eine zum zweiten Kanal 38 querverlaufende Querschnittsfläche 64 (Fig. 3B), die im wesentlichen gleich der Querschnittsfläche 41 des zweiten Kanals 38 im Dosierabschnitt 48 ist (Fig. 3A) Die Gleichheit dieser Querschnittsflächen ermöglicht es dem durch den zweiten Kanal 38 geförderten halbgeschmolzenen Material^ ohne schädliches Druckgefälle durch die Nut 56 zu fließen.

Gemäß Fig. 2A und 2B ist ein Vorsprung 71 vorgesehen, der an der Welle 16 und an der Rückseite 29 des ersten Schneckengangs 21 befestigt ist. Der erste Schneckengang 21 befindet sich stromab vom zweiten Schneckengang 24. Folglich befindet sich die Rückseite 29 des ersten Schneckengangs 21 stromab der Schubseite 32 des zweiten Schneckengangs 24. Der Vorsprung 71 erstreckt sich von der Rückseite 29 aus quer durch den zweiten Kanal 38. In der Praxis erstreckt sich der Vorsprung 71 auf etwa 3/4 der Breite des zweiten Kanals 38 bis zur Nut 56. Ein Rand 57 der Nut erstreckt sich längs der öffnung 58. Der Vorsprung 71 hat einen Scheitel 73, der bei der bevorzugten Ausführungsform eine Ecke ist. Der Vorsprung 71 erstreckt sich durch den zweiten Kanal 38 derart, daß der Scheitel 73 an den Rand 57 der Nut an deren Maximaltiefe grenzt. Dort, wo der Vorsprung 71 den größten Teil des zweiten Kanals 38 "blockiert", hat die Nut 56 ihre größte Querschnittsfläche 64 an ihrer Maximaltiefe, so daß die Strömung des plastifizierten Materials keinerlei Behinderung erfährt. Auf Grund der im wesentlichen dreieckigen Form des Vorsprungs 71 und des kreissegmentförmigen Querschnitts der Nut 56 längs des zweiten Kanals 38 nimmt die Tiefe der Nut 56 zu, wenn der Vorsprung 71 den zweiten Kanal fortschreitend blockiert, und wird die Nut 56 fortschreitend seichter, wenn die Erstreckung des Vorsprungs 71 durch den Kanal abnimmt, und zwar bis das geschmolezne Material die volle Querschnittsfläche 41 des zweiten Kanals 38 wieder einnehmen kann. Der Vorsprung 71 hat eine Basis 79, die an die Rückseite 29 des ersten Schneckengangs 21 angrenzt, und hat ferner eine erste und eine zweite Seite 92 bzw. 96. Die erste Seite 91 befindet sich stromauf der zweiten Seite 96. Die erste und die zweite Seite 92 und 96 sind im wesentlichen gerade, wenn auch andere Formen möglich sind. Die Basis 79, die erste Seite 92 und die zweite Seite 96 sind bei der bevorzugten Ausführungsform des Vorsprungs 71 dreieckig angeordnet. Für die meisten Zwecke kann der Scheitel 73 einen Winkel von 90° haben, während die Basis 79 und die erste Seite 92 und in ähnlicher Weise die Basis 79 und die zweite Seite 96 jeweils Winkel von 45° ein-

schließen. Die Basis 79 hat gemäß Fig. 2B eine Bogenlänge 81 längs-des zweiten Kanals 38, die etwa gleich der Bogenlänge 59 der öffnung 58 istr~O&yr Vorsprung 71 ist mit einer gekrümmten Fläche 86 versehen, die gemäß Fig. 4 einen Radius 87 hat, der, gemessen von der Längsachse 19, gleich dem halben Schneckengang-Durchmesser 26 des ersten und des zweiten Schneckengangs 21 bzw. 24 ist. Gemäß Fig. 4 erstrecken sich die erste und die zweite Seite 92 bzw. 96 des Vorsprungs 71 jeweils radial von der gekrümmten Fläche 86 zur Welle 16. Aus Fig. 3A und 3B ist ersichtlich, daß die Querschnittsfläche 64 der Nut 56 und die Querschnittsfläche 41 des zweiten Kanals 38 etwa im rechten Winkel zueinander erstrecken und somit den Strom des plastifizierten Materials wenigstens zwei aufeinanderfolgenden 90°-Änderungen seines Strömungsverlaufs aussetzen, wenn das Material in die Nut 56 eindringt und diese verläßt. Falls für eine spezielle Art des plastifizierten Materials erwünscht, kann das Material beim Hindurchtreten durch die Nut 56 einem nachteiligen oder günstigen Druckgefälle ausgesetzt werden durch Verringern bzw. Vergrößern der Maximaltiefe 61 der Nut 56 gegenüber der Querschnittsfläche 41 des zweiten Kanals 38.

Fig. 5A, 5B und 5C zeigen drei Ausführungsformen der Erfindung zur Verwendung beim Verarbeiten von unterschiedliche plastifizierten Materialien, wobei die angegebene Gestaltung auf Grund der Natur des Materials vorteilhaft sein kann. Diese Figuren zeigen Teile eines zweiten Kanals 38, der für Darstellungszwecke abgewickelt ist. Einige Bezugszeichen sind der Einfachheit wegen weggelassen. Fig. 5A zeigt einen an eine Nut 56a angrenzenden Vorsprung 71a, der Scheitel 73a des Vorsprungs 71a ist abgestumpft oder abgeflacht und grenzt an einen Rand 57a und die Maximaltiefe 61 der Nut 56a an. Der Vorsprung 71a ist am Kanal 38 durch eine Stellschraube 89 befestigt, die sich durch den Vorsprung 71a in die Welle 16 erstreckt. Selbstverständlich kann der Vorsprung 71 durch beliebige Mittel an der Welle 16 und an der Rückseite 29 des ersten Schneckengangs 21 befestigt werden. In der Praxis hat sich das Schweißen des Vorsprungs 71 an die Welle 16 und die Rückseite 29 als zufrie-

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denstellend erwiesen. Fig. 5A zeigt jedoch den Vorsprung 71a in der angegebenen Form und durch die Stellschraube 89 an der Welle 16 befestigt. Der Vorsprung 71a hat eine erste und eine zweite Seite 92a bzw. 96a, die sich von der gekrümmten Oberfläche 86a zur Welle 16 erstrecken.

Fig. 6B zeigt einen Vorsprung 71b und eine Nut 5 6b. Der Vorsprung 71b hat eine Bogenlänage 81b, die größer als die Bogenlänge 59b der Nut 56b ist. Die erste und die zweite Seite 92b bzw. 96b des Vorsprungs 71b sind entsprechend stromauf und stromab verlängert und ermöglichen eine Verlängerung der Bogenlänge 81b in diesen Richtungen. Der Scheitel 73b ist als Ecke dargestellt.

Fig. 5C zeigt einen Vorsprung 71c und eine Nut 56c, wobei die zweite Seite 96c und die Basis 79c einen Winkel von etwa 45° einschließen, während die erste Seite 92c und die Basis 79c einen Winkel von etwa 30° einschließen. Dies bewirkt eine verlängerte erste Seite 92c, die sich um eine Strecke von der Nut 56c aus stromauf erstreckt. Wieder ist die Bogenlänge 81c größer als die Bogenlänge 59c. Der Scheitel 73c ist als Ecke dargestellt. Diese Anordnung hat sich in ähnlicher Weise bei der Verarbeitung gewisser Arten von plastifizierten Materialien als vorteilhaft erwiesen.

Die Erfindung arbeitet in folgender Weise:

Wenn die Schnecke 14 in der Bohrung 3 des Zylinders 2 gedreht wird, wird das im Einfülltrichter 9 enthaltene plastifizierte„ Material mittels Schwerkraft durch den Einlaß 11 in den ersten Kanal 37 und den zweiten Kanal 38 im Speiseabschnitt 46 eingeführt. Auf Grund der Drehung der Schnecke 14 wird das plastifizierte Material in Stromabrichtung 13 mittels des ersten schraubenförmigen Schneckengangs 21 und des zweiten schraubenförmigen Schneckengangs 24 durch den ersten Kanal 37 und den zweiten

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Kanal 38 gefördert. Wenn das plastifizierte Material durch den Ubergangsabschnitt 47 hindurchtritt, sollte es im wesentlichen auf Grund der Wärme geschmolzen sein, die durch den Zylinder auf das Material übertragen wird, und auch auf Grund der Reibberührung des Materials mit der Innenfläche 4 der Bohrung 3, wenn das Material durch deruersten Kanal 37 und den zweiten Kanal 38 gefördert wird. Im Dosierabschnitt 48 (Fig. 2A) trifft das im zweiten Kanal_ 38 befindliche Material auf die erste Seite 92 des Vorsprungs 71, der sich unter einem Winkel durch den zweiten Kanal 38 erstreckt. Das Material wird auf diese Weise durch die erste Seite 92 in die Nut 56 abgelenkt. Jedoch auf Grund der Beziehung zwischen der Querschnittsfläche 64 der Nut 56, der Querschnittsfläche 41 des ersten Kanals 37 und des zweiten Kanals 38 im Dosierabschnitt 48 und des Vorsprungs 71, wobei die größte Querschnittsfläche 64 der Nut 56 an der Maximaltiefe 61 dort verschwindet, wo sich der Vorsprung 71 am weitesten durch den zweiten Kanal 38 erstreckt, und die Tiefe der Nut 56 zunimmt, wenn sich der Vorsprung 71 durch den zweiten Kanal erstreckt, und abnimmt, wenn die Erstreckung des Vorsprungs 71 durch den zweiten Kanal 38 abnimmt, trifft das Material kein merkliches schädlichen Druckgefälle an, wenn es den zweiten Kanal 38 verläßt und durch die Nut 56 hindurchtritt. Wenn das Material durch die Maximaltiefe 61 der Nut 56 hindurchtritt, die quer zum Kanal 38 die größte Querschnittsfläche 64 hat, wird danach die Nut 56 flacher und kann das plastifizierte Material wiederum durchströmen längs der zweiten Seite des Vorsprungs 71 in den Kanal 38 fließen. Ist das Material im Verlaufe der Zeit aus der Nut 56 geflossen, so trifft es .wieder die normale Querschnittsfläche des zweiten Kanals 38 an. Obwohl das Material keinerlei merkliche Druckgefälle angetroffen hat, wurde seine Strömung im wesentlichen neu ausgerichtet, und zwar einmal, wenn es in die Nut 56 eintritt, und einmal, wenn es die Nut 56 verläßt. Dies tritt natürlich deswegen auf, weil die normale Querschnittsfläche 41 des ersten Kanals 37 und des zweiten Kanals 38 etwa im Winkel von 90° zur zum zweiten Kanal 38 querverlaufenden Querschnittsfläche

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der Nut 56 ausgerichtet sind, vgl. Fig. 3A und 3B. Der Strom des plastifizierten Materials trifft Querschnittsflächen an» durch die er hindurchströmen muß und die etwa im Winkel von 90° versetzt sind. Somit wird dieser Strom gründlich gemischt und wird der Wärmeübergang zum Material stark verbessert. Wie oben erläutert, können zusätzliche Nuten 56 und mitwirkende Vorsprünge 71 im ersten Kanal 37 und im zweiten Kanal 38 angeordnet werden. In der Praxis wurde beobachtet, daß drei von vier derartigen Nuten 56 und Vorsprüngen 71, die jeweils im ersten Kanal 37 und im zweiten Kanal 38 um 450° versetzt sind, während des Mischens eine gründliche Arbeit leisten.

Wo eine Verschlechterung des plastifizierten Materials von Be-'deutung ist, kann eine der Ausbildungen von Fig. 5B oder 5C gewählt werden, um das plötzliche Ablenken des Materials in die Nut 56 durch die ersteSeite 92 des Vorsprungs 71 abzuschwächen, was durch die weitaus kleineren Winkel der ersten Seite 92b und 92c dieser Ausbildungen bedingt ist.

Wenn auch bei der bevorzugten Ausführungsform sich der Vorsprung 71 etwa um 3/4 der Breite des zweiten Kanals 38 erstreckt, kann sich der Vorsprung 71 auch weiter oder nicht so weit durch den zweiten Kanal 38 erstrecken und kann die Maximaltiefe 61 der Nut 56 dementsprechend tiefer oder flacher gemacht werden, um das gewünschte Gleichgewicht zwischen der Querschnittsfläche 41 des zweiten Kanals 38 und der Querschnittsfläche 64 der Nut 56 aufrechtzuerhalten. Ein stärkeres Mischen tritt auf, wenn sich der Vorsprung 71 weiter durch den zweiten Kanal 38 erstreckt und die Maximaltiefe 61 entsprechend erhöht ist. Veränderungen der oben beschriebenen Art können allmählich oder nacheinander in aufeinanderfolgenden Nuten und entsprechenden Vorsprüngen stattfinden. Als Beispiel kann sich in einer Stromabrichtung 13 im Dosierabschnitt 48 ein folgender Vorsprung 71 weiter durch den zweiten Kanal 38 erstrecken, wobei folgende Nuten 56 entsprechend tiefere Maximaltiefen .61 hätten.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß die

Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung vorsieht, die einen hohen Ausstoß an Qualitätsextrudat aus einem Extruder wegen dessen verbesserter Mischwirkung ergeben. Ferner ermöglichen die verbesserten Mischeigenschaften der Vorrichtung und des Verfahrens die Verwendung \on kürzeren Zylindern mit kleineren Länge-Durchmesser-Verhältnissen und eine Verbesserung der Wirksamkeit des Dosierabschnitts der Schnecke. Auf Grund der verbesserten Wirksamkeit des Dosierabschnitts der Schnecke kann diese so ausgelegt werden, daß sie mit einer höheren Ausstoßmenge arbeitet. Zusätzlich ist das Material nicht ungewöhnlich hohen Scherbeanspruchungen oder nachteiligen Druckgefällen ausgesetzt, weil die Vorrichtung im wesentlichen gleiche Flächen beibehält, durch die die plastifizierten Materialien fließen können. Das Materialist homogen und hat bei vollständiger Verarbeitung einen vernachlässigbaren Feststoffgehalt auf Grund des verbesserten Wärmeübergangs, der sich aus dem zusätzlichen Mischen und der Änderung des Materialstroms ergibt.

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■Λ-

- Leerseite

Claims

PaTgfffariwSttö

BEETZ & PARTNER

Steinsdorfs.üvl.0,.8.QP.Q München 22

o2o9-35.836P(35.837H) 8. Febr, 1984

Robert F,- Dray
Hamilton, Texas 76531, V.St.A.

Vorrichtung und Verfahren zum Schmelzen und Fördern von

plastifiziertem Material

Ansprüche

Vorrichtung zum Schmelzen und Fördern von plastifiziertem Material/

gekennzeichnet

- durch einen Zylinder (2) mit einer Bohrung (3),

- durch eine in der Bohrung (3) drehbare Welle (16) von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und mit einer Längsachse sum zur Bohrung (3) konzentrisch erfolgenden ■Drehen,

■■- · - durch wenigstens einen drehbaren schraubenförmigen Schneckengang (21, 24), dessen Durchmesser (26) kleiner als der Durchmesser der Bohrung (3) ist, wobei der') Schneckengang (21; 24) und die Welle (16) einen Kanal (37; 38) mit gegebener Querschnittsfläche zwischen aufeinanderfolgenden Windungen des Schneckengangs (21; 24) bilden zum Fördern des plastifizierten Materials, das bei Drehung der Welle (16) stromab gerichtet in den Kanal (37; 38) eingeführt wird, wobei der Schneckengang (21;24)

O209-Ser. 392 759

eine Schubseite (27; 32) und eine Rückseite (29; 34) aufweist und die Schubseite (27; 32) von der Rückseite aus stromab gerichtet ist,

- durch wenigstens eine in der Welle (16) ausgebildete

Nut (56) , die sich inuKanal (38) an einer Stelle befindet, an der das plastifizierte Material im wesentlichen geschmolzen istj,__wpbei__die Nut (56) im wesentlichen angrenzend an die Schubseite (32) des Schneckengangs (24) längs des Kanals (38) verläuft, und

- durch eine Ablenkeinrichtung (71), die an der Welle (16) und an der Rückseite (29) des Schneckengangs (21) befestigt ist und das plastifizierte Material in die und aus der Nut leitet, wobei sich die Ablenkeinrichtung (71) ausgehend von der stromab der Nut (56) gelegenen Rückseite (29) einer Windung des Schneckengangs (21) quer durch den Kanal (38) bis zu einem Rand (57) der Nut (56) erstreckt, wodurch das plastifizierte Material gemischt und homogenisiert wird, wenn es in die und aus der Nut (56) fließt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Nut (56) in der Welle (16) eine Maximaltiefe (61) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

-- - daß die Ablenkeinrichtung einen Vorsprung (71) aufweist, der sich von der Rückseite (29) des Schneckengangs (21) quer durch den Kanal (38) bis zu einem Rand (57) der Nut (56) erstreckt,

- daß der Vorsprung (71) einen Scheitel (73) aufweist, der in unmittelbarer Nähe der Maximaltiefe (61) der Nut (56) an deren Rand (57) grenzt, und

- daß die Basis (79) des Vorsprungs (71) einstückig mit der Rückseite (29) des Schneckengangs (21) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Scheitel (73) des Vorsprungs (71) abgestumpft . ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß die an der Maximaltiefe (61) zum Kanal (38) querverlaufende Querschnittsfläche (64) gleich der Quer— schnittsfläche des Kanals (38) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß die an der Maximaltiefe (61) zum Kanal (38) querverlaufende Querschnittsfläche (64) kleiner als die Querschnittsfläche des Kanals (38) ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß die an der Maximaltiefe (61) zum Kanal (38) querverlaufende Querschnittsfläche (64) größer als die Querschnittsfläche des Kanals (38) ist.- —
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Nut (56) an der Welle (16) eine Öffnung (58) bil det, die längs des Kanals (38) eine Bogenlänge (59) hat.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Basis (79) des Vorsprungs (71) längs des Kanals

(38) eine Bogenlänge (81) hat.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Bogenlängen (59, 81) der öffnung (58) und der Basis (79) des_Vorsprungs (71) im wesentlichen gleich groß sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet/

- daß die Bogenlänge_(81) der Basis (79) des Vorsprungs (71) größer als die Bogenlänge (59) der öffnung (58) ist. .
12. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,

- daß der Querschnitt der Nut (56) längs des Kanals (38) im wesentlichen ein Kreissegment ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,

- daß der Vorsprung (71) eine gekrümmte Fläche aufweist, deren Radius gleich dem halben Durchmesser (26) des Schneckengangs (21; 24) ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Welle (16) und der Schneckengang (21; 24) einen Speiseabschnitt (46) , einen Ubergangsabschnitt (47) und einen Dosierabschnitt (48) bilden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,

- daß sich der Vorsprung (71) und die Nut (56) im Dosierabschnitt (48) befinden.
16. Vorrichtung zum Schmelzen und Fördern von plastifiziertem Material,

gekennzeichnet

- durch einen Zylinder (2) mit einer Bohrung (3),

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durch eine in der Bohrung (3) drehbare Welle (16) von im"wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und mit einer Längsachse zur mit der Bohrung (3) konzentrisch erfolgenden Drehung,

durch wenigstens einen durchgehenden schraubenförmigen Schneckengang (21; 24), dessen Durchmesser (26) kleiner als der Durchmesser der Bohrung (3) ist, wobei der Schneckengang (21; 24) und die Welle (16) einen Kanal (37; 38) mit gegebener Querschnittsfläche zwischen aufeinander folgenden Windungen des Schneckengangs (21; 24) bilden zum Fördern des plastifizierten Materials, das bei Drehung der Welle (16) stromab gerichtet in den Kanal (37; 38) eingeführt wird, wobei die Welle (16) und der Schneckengang (21; 24) einen Speiseabschnitt (46), einen Ubergangsabschnitt (47) und einen Dosierabschnitt (48) bilden und der Schneckengang (21; 24) eine Schubseite (27; 32) und eine Rückseite (29; 34) aufweisen und die Schubseite (27; 32) von der Rückseite aus stromab gerichtet ist,

durch wenigstens eine Nut (56), die in der Welle (16) eine öffnung (58) mit einer Bogenlänge (59) längs des Kanals (38) bildet, wobei die Nut (56) sich an einer im Dosierabschnitt (48) gelegenen Stelle im Kanal (38) befindet, wobei die öffnung (58) längs des Kanals (38) im wesentlichen an die Schubseite (32) des Schneckengangs (24) angrenzt, wobei der Querschnitt der Nut (56) längs des Kanals (38) im wesentlichen ein Kreissegment ist und wobei die Nut (56) in der Welle (16) eine Maximaltiefe (61) aufweist und an einer Stelle der Maximaltiefe (61) quer zum Kanal (38) eine Querschnittsfläche aufweist, die gleich der Querschnittsfläche des Kanals (38) ist, und durch einen Vorsprung (71), der an der Welle (16) und an der stromab der Nut (56) gelegenen Rückseite (29) einer Windung des Schneckengangs (21) befestigt ist, wobei sich der Vorsprung (71) quer durch den Kanal (38) bis zu einem Rand (57) der Nut (56) erstreckt, wobei der Scheitel (73)

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.^" des-Vorsprungs (71) an die Stelle der maximalen Tiefe

(61) des Kanals -(-3-8-)—grenzt, wobei der Vorsprung (71) eine gekrümmte Oberfläche hat, deren Radius gleich dem halben Durchmesser (26) des Schneckengangs (21) ist, wobei die Basis (29) des Vorsprungs"(7T) an der Rückseite (29) des Schneckengangs (21) anliegt und wobei die Bogenlänge (81) der Basis (79) in—Richtung des Kanals (38) im wesentlichen gleich der Bogenlänge (59) der öffnung (58) der Nut (56) ist, wodurch der Strom von plastifiziertem Material gemischt und homogenisiert wird, wenn das Material durch den Vorsprung (71) in die und aus der Nut (56) abgelenkt wird. ·
17. Verfahren zum Schmelzen und Fördern von plastifiziertem Material in einer Plastifizierungsvorrichtung, die folgendes aufweist:

- einen Zylinder mit einer Bohrung,

- eine in der Bohrung drehbare Welle von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und mit einer Längsachse zur mit der Bohrung konzentrisch erfolgenden Drehung und

- wenigstens einen durchgehenden schraubenförmigen Schnekkengang, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Bohrung ist, wobei der Schneckengang und die Welle einen Kanal mit gegebener Querschnittsfläche zwischen aufeinanderfolgenden Windungen des Schneckengangs bilden zum Fördern des in den Kanal eingeführten plastifizierten Materials, wobei der Schneckengang eine Schubseite und eine Rückseite aufweist und die Schubseite von der Rückseite aus stromab gerichtet ist,

gekennzeichnet

- durch Drehen der Welle und des Schneckengangs um die Längsachse zum Fördern des plastifizierten Material durch den Kanal,

- durch Ablenken des plastifizierten Materials vom Kanal in und durch wenigstens eine Nut in der Welle, wobei die Nut

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. eine Maximaltiefe hat und ein Querschnitt längs des Kanals im wesentlichen ein Kreissegment ist und wobei die Nut längs der Schubseite.des Schneckengangs an einer Stelle im Kanal verläuft/ an der das geschmolzene Material in -das übrige feste Material hinein abgelenkt wird, und

- durch Ablenken des plastifizierten Materials aus der Nut in den Kanal.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,

- daß das plastifizierte Material in und aus der Nut durch einen mitwirkenden Vorsprung abgelenkt wird, der sich von der stromab der Nut gelegenen Rückseite einer Windung des Schneckengangs quer durch den Kanal bis zu einem Rand der Nut erstreckt.
19. Verfahren nach Anspruch 18_r
dadurch gekennzeichnet,

- daß der Vorsprung einen Scheitel aufweist, der an die Maximaltiefe der Nut angrenzt.
20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,

- daß das durch die Nut abgelenkte plastifizierte Material in der Nut einen Druckanstieg erfährt .
21. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,

- - daß das durch die Nut abgelenkte plastifizierte Material in der Nut einen Druckabfall erfährt.

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