DE3519291C2

DE3519291C2 -

Info

Publication number: DE3519291C2
Application number: DE3519291A
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr.-Ing. Langecker; Karl-Albert 5882 Meinerzhagen De Hardenacke
Original assignee: BATTENFELD GLOENCO EXTRUSION SYSTEMS Ltd DROITWICH WORCESTERSHIRE GB
Current assignee: BATTENFELD GLOENCO EXTRUSION SYSTEMS Ltd DROITWICH WORCESTERSHIRE GB
Priority date: 1985-05-30
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1989-07-13
Also published as: DE3519291A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Homogenisieren und Kühlen einer Kunststoffschmelze, insbesondere einer mit einem Treibmittel begasten Kunststoffschmelze der im Oberbe griff des Anspruchs 1 näher erläuterten Art. Sie betrifft aber auch einen Extruder zur Ausübung dieses Verfahrens mit den vom Gattungsbegriff des Anspruchs 4 erfaßten Ausbil dungsmerkmalen a) und b).The invention relates to a method for homogenizing and Cooling a plastic melt, especially one with a blowing agent fumigates plastic melt in the Oberbe handle of claim 1 explained in more detail. It relates but also an extruder to carry out this process the training covered by the generic term of claim 4 features a) and b).

Die Wendelströmung innerhalb eines Schneckenganges, die durch die schraubende Transportbewegung bewirkt wird, läßt einen Kernbereich des Schmelzestranges entstehen, der mit den Kühlflächen nicht in Berührung kommt.The spiral flow within a worm gear, through the screwing transport movement is caused, leaves one Core area of the melt strand arise, that does not come into contact with the cooling surfaces.

Durch die US-PS 41 31 368 ist bereits ein Extruder bekannt, dessen Extruderschnecke mit parallelen Schneckengängen versehen ist und mindestens einen Sonderabschnitt aufweist, welcher zur Verbesserung der Homogenisierung und Plastifi zierung beitragen soll.An extruder is already known from US Pat. No. 4,131,368. its extruder screw with parallel screw flights is provided and has at least one special section, which to improve homogenization and plastifi ornamentation should contribute.

Bei dieser bekannten Extruderschnecke ist dabei der Sonder abschnitt dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schneckengang etwa über zwei Schneckensteigungen hinweg und der andere Schneckengang über mindestens eine Schneckensteigung hinweg am Schneckenkern eine größere Anzahl von im wesentlichen ebenflächigen Facetten aufweist, welche gegen die Schnecken achse geneigt verlaufen und aus Dreiecksflächen bestehen. Dabei sind jeweils zwei Gruppen von Facetten mit zueinander entgegengesetzter Neigungsrichtung vorgesehen und haben abwechselnd eine solche Anordnung, daß sie jeweils mitein ander einen Vieleck-Querschnitt des Kerns der Schnecke begren zen, dergestalt, daß dort der Schneckenkern unterschiedliche Radialabstände zum Hüllmantel der Extruderschnecke hat.This special extruder screw is the special one Section characterized in that the one worm gear about two screw pitches and the other Snail flight over at least one screw pitch on the screw core a larger number of essentially flat facets, which against the snails axis inclined and consist of triangular surfaces. There are two groups of facets with each other provided and have opposite direction of inclination alternately such an arrangement that they are each with each other others define a polygon cross section of the core of the screw zen, such that there the snail core different Has radial distances to the casing of the extruder screw.

Mit Hilfe der gegeneinander geneigt verlaufenden Dreiecks- Facetten wird die Kunststoffschmelze bei ihrer Transportbewegung durch die Schneckengänge in Axialrichtung der Extruderschnecke begrenzt hin- und hergeschoben. With the help of the triangular The plastic melt becomes faceted at its Transport movement through the worm threads in the axial direction the extruder screw is pushed back and forth to a limited extent.

Die im Kernbereich des Schmelze stranges befindliche Schmelze wird durch die Rotationsbewegung der Facetten um die Schneckenachse nicht wesentlich beeinflußt, so daß eine intensive Kühlung dersel ben nicht erreichbar ist.The core of the melt the melt is stranded by the The facets do not rotate around the screw axis significantly influenced, so that intensive cooling dersel ben is not available.

Durch die DE-PS 12 07 074 und die US-PS 33 68 724 sind Schneckenextruder bekanntgeworden, die mit sogenannten Bar riere-Schnecken arbeiten.By DE-PS 12 07 074 and US-PS 33 68 724 are Screw extruders have become known, the so-called bar riere snails work.

Das Wesensmerkmal solcher Barriere-Schnecken liegt darin, daß zwischen zwei Schneckenstegen gleicher Höhe ein Bar rieresteg geringerer Höhe ausgebildet ist. Durch den Bar rieresteg werden dabei zwar zwei Schneckengänge gegeneinan der abgegrenzt. Während der eine Schneckengang dabei aber als Feststoffkanal wirkt, in dem sich zum größten Teil noch nicht plastifizierter Kunststoff befindet, dient der zweite Schneckengang zur Aufnahme des verflüssigten Kunststoffmate rials. Der in der Oberschicht des Feststoffkanals in den schmelzflüssigen Zustand übergehende Materialfilm wird ent lang des Innenumfangs des Schneckenzylinders fortwährend über den Barrieresteg weggeführt und gelangt damit ständig in den Schmelzekanal.The essential feature of such barrier snails is that a bar between two snail bars of the same height Rieresteg is formed lower height. Through the bar jetty are two snail threads against each other the delimited. During the one snail gear though acts as a solid channel in which there is still a large part plastic is not used, the second serves Snail gear for holding the liquefied plastic material rials. The one in the upper layer of the solid material channel in the material film passing over the molten state is ent continuously along the inner circumference of the screw barrel Guided across the barrier footbridge and thus constantly gets in the melt channel.

Mit Hilfe solcher Barriere-Schnecken wird der im Schmelze kanal befindliche Schmelzestrang praktisch in gleicher Weise durch den Extruder transportiert, wie mit einer üblichen, eingängigen Schnecke. Der Kern des Schmelzestranges kann also auch hier - ebensowenig wie nach der US-PS 41 31 368, nicht mit den Kühlflächen in Wirkverbindung gebracht werden.With the help of such barrier snails, it will melt channel located melt strand practically in the same way transported through the extruder, as with a conventional, catchy snail. The core of the melt strand can also here - just as little as in US Pat. No. 4,131,368, not connected to the cooling surfaces will.

Bei der Herstellung von Schaumfolien wird zunächst der Kunststoff, z. B. Polystyrol, aufgeschmolzen, dann mit einem Treibmittel begast und daraufhin das Flüs siggas mit der Schmelze homogenisiert. Im weiteren Prozeßverlauf wird das Schmelzegemisch herunter gekühlt und dabei die Temperatur so niedrig eingestellt sowie die Gaseinmischung so gleichmäßig bewirkt wird, daß sich eine gleichmäßige Schaumstruktur mit kleinen Poren beim Austritt aus der Düse ergibt. Dieser Prozeßablauf wird entweder auf Tandemanlagen ausge führt, bei denen der Kühlextruder mit einem eigenen Antrieb versehen ist und getrennt vom Begasungsextruder arbeitet, oder aber er findet in Einschneckenextrudern statt, bei denen die Kunststoffbegasung und der Kühlprozeß mit einer relativ langen Schnecke durchgeführt werden. In jedem Falle wird die Qualität des Kunststoffschaumes durch die Schmelzetemperatur beeinflußt; d. h., eine gleich mäßige Schaumstruktur setzt auch die ständige Aufrechter haltung einer möglichst gleichmäßigen, niedrigen Schmelze temperatur voraus.When manufacturing foam foils, the first is Plastic, e.g. B. polystyrene, melted, then with a Blowing agent fumes and then the river siggas homogenized with the melt. In the further course of the process, the melt mixture is reduced cooled and the temperature set so low and the gas mixing is effected so uniformly that even foam structure with small pores Emerges from the nozzle. This process flow is carried out either on tandem systems leads, where the cooling extruder with its own drive is provided and works separately from the gassing extruder, or it takes place in single screw extruders, at which the plastic fumigation and the cooling process with one relatively long screw can be carried out. In any case, the quality of the plastic foam influenced by the melt temperature; d. that is, an equal moderate foam structure also sets the constant upright maintenance of a uniform, low melt temperature ahead.

Die erforderliche Kühlung der Kunststoffschmelze erfolgt im Extruder im wesentlichen über die Wandung des Schnecken zylinders und kann nur zu einem Teil durch Innenkühlung der Extruderschnecke unterstützt werden. The necessary cooling of the plastic melt takes place in the extruder essentially over the wall of the screw cylinder and can only partially are supported by internal cooling of the extruder screw.

In der Praxis erweist es sich als äußerst problematisch, aus dem Kernbereich und den benachbarten Schichten der Kunst stoffschmelze im Schneckenkanal die Wärme abzuführen, weil nämlich die Schmelze in den Schneckengängen eine schrau bende Transportbewegung ausführt, die eine Verlagerung des Schmelze-Kernbereichs von innen nach außen an die metallischen Kühlwände nicht zuläßt.In practice, it turns out to be extremely problematic the core area and the neighboring layers of art melt away the heat in the screw channel because namely the melt in the worm gear screw a screw practicing transport movement, one Relocation of the melt core area from the inside to the outside of the metal cooling walls.

Damit die schraubende Transport bewegung der Kunststoffschmelze gestört wird, ist es bereits bekannt, Extruderschnecken zu benutzen, die innerhalb der durch die schraubenartig um den Kern verlaufenden Stege voneinander getrennten Schneckengänge über den Umfang des Schneckenkerns vorstehende Stifte als Mischelemente aufweisen. Diese Mischelemente bewirken zwar eine Umverteilung der Kunststoffschmelze innerhalb der einzelnen Schneckenkanäle, jedoch lediglich in der Weise, daß die auf Radialebene ro tierenden Stifte sich in Axialrichtung der Extruderschnecke schlangenlinienförmig hin- und hergehende Verlagerungsbewe gungen innerhalb der Kunststoffschmelze erzeugen. Die um den Kern der Extruderschnecke aufgebauten Schichten in der schraubenstrangförmigen Kunststoffschmelze werden jedoch nicht aufgebrochen und verlagert, so daß auch hier die im Schmelze-Kernbereich befindlichen Kunststoffschichten auf einer höheren Temperatur verbleiben als die den Wänden des Schneckenzylinders bzw. Schneckengehäuses und dem Schnecken kern benachbarten bzw. näher gelegenen Schmelzeschichten.So the screwing transport movement of the plastic melt is disturbed, it is already known to use extruder screws operating within the through the screw-like webs running around the core separate worm threads over the circumference of the Have screw core protruding pins as mixing elements. These mixing elements cause a redistribution of the Plastic melt within the individual screw channels, however, only in such a way that the ro ting pins in the axial direction of the extruder screw meandering displacement movements generating conditions within the plastic melt. The one around Core of the extruder screw built up layers in the helical plastic melt, however not broken up and relocated, so that here too Plastic core located on the melt core area remain at a higher temperature than that of the walls of the Auger barrel or auger housing and the auger core adjacent or closer melt layers.

Auch die zusätzliche Anordnung von Durchbrüchen in den schraubenartig um den Kern verlaufenden Stegen der Extruder schnecke haben keine Verbesserung des Kühleffektes gebracht.The additional arrangement of openings in the screw-like webs of the extruders running around the core snail did not improve the cooling effect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs gattungsgemäß näher definiertes Verfahren zum Homogenisieren und Kühlen der Kunststoffschmelze anzugeben, das einen er heblich verbesserten, nämlich vergleichmäßigten Kühleffekt innerhalb der Kunststoffschmelze gewährleistet und damit deren Verarbeitung, insbesondere bei der Herstellung von Schaumfolien, erleichtert, und eine Vorrichtung zur Durch führung des Verfahrens zu schaffen.The invention is based, to begin with Generic method for homogenization which is defined in more detail and cooling the plastic melt to indicate the one he significantly improved, namely even cooling effect guaranteed within the plastic melt and thus their processing, especially in the production of Foam sheets, relieved, and a device for through to lead the process.

Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 gelöst.This task is done from a procedural point of view solved by the characterizing features of claim 1.

Der diametrale Schichtaufbau der Kunststoffschmelze wird damit bei der in Strangform stattfindenden, schraubenden Transport bewegung fortwährend von innen nach außen und von außen nach innen gewendet, und alle Schmelzeschichten gelangen auf ihrem Transportweg zum Extruderausgang über eine genügend lange Wegstrecke mit den Wandungen des Schneckenzylinders und der Schnecke in Kon takt.The diametrical layer structure of the plastic melt is thus at screw transport that takes place in the form of a strand movement from the inside out and from turned inside out, and all Enamel layers reach the extruder exit on their transport route over a sufficiently long distance with the walls of the Snail cylinder and the snail in Kon clock.

Vorteilhafte verfahrenstechnische Weiterbildungsmerkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3.Advantageous further training features in process engineering result from subclaims 2 and 3.

Der zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ein satz gelangende Extruder zeichnet sich durch die Kennzeichnungsmerkmale - c) bis f) - des Anspruchs 4 aus.The one for practicing the inventive method extruder is characterized by the Characteristic features - c) to f) - of claim 4.

Er läßt sich in vorteilhafter Weise entspre chend den Merkmalen der Unteransprüche 5 bis 12 weiterbil den.It can correspond in an advantageous manner chend the features of subclaims 5 to 12 the.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Below is an embodiment of the invention with reference to the drawing explained in more detail. It shows

Fig. 1 in schematisch vereinfachter Darstellung und im Längsschnitt einen Einschnecken-Extruder zum Auf schmelzen von Kunststoff-Granulat sowie zum Homo genisieren und Kühlen der dadurch gebildeten Kunst stoff-Schmelze, ausgestattet mit einer zweigängigen Extruderschnecke, Fig. 1 in schematically simplified depiction in longitudinal section of a single screw extruder for melting on of plastic granules as well as homo and cooling genisieren art thereby formed melt material, equipped with a two-speed extruder screw,

Fig. 2 in schaubildlicher Darstellung den Verfahrensablauf während des Homogenisierens und Kühlens der Kunst stoff-Schmelze mit dem Einschneckenextruder nach Fig. 1, Fig. 2 in a perspective view the process flow during homogenization and cooling of the plastic melt with the screw according to FIG. 1,

Fig. 3 eine rein schematische Übersichtsdarstellung von fünf verschiedenen Längenabschnitten a) bis e) einer er findungsgemäßen Extruderschnecke, die Fig. 3 is a purely schematic overview of five different lengths a) to e) of an extruder screw according to the invention, the

Fig. 3a bis 3e in größerem Maßstab und in ausführlicher Darstellung die aus Fig. 3 ersichtlichen Längenab schnitte einer erfindungsgemäßen Extruderschnecke, die Fig. 3a to 3e on a larger scale and in a detailed representation of the apparent from Fig. 3 Längenab sections of an extruder screw according to the invention, the

Fig. 4a bis 4e die Abwicklungen der in den Fig. 3a bis 3e dargestellten Längenabschnitte einer Extruderschnecke, FIGS. 4a to 4e, the transactions of the longitudinal sections shown in Figs. 3a to 3e of an extruder screw,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V durch die Abwick lung der Extruderschnecke in den Fig. 4b und 4d, Fig. 5 is a section along the line VV through the Abwick development of the extruder screw in Figs. 4b and 4d,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI durch die Ab wicklung der Extruderschnecke in den Fig. 4b und 4d, Fig. 6 shows a section along the line VI-VI through the extruder screw from the winding in the Fig. 4b and 4d,

Fig. 7 in räumlicher Ansichtsdarstellung und im Längsschnitt ein Teilstück einer üblichen Extruderschnecke im Schneckenzylinder, wobei die Wendelströmung der Schmelze im Schneckengang (Schneckenkanal) angedeutet ist, während Fig. 7 in a spatial view and in longitudinal section of a portion of a conventional extruder screw in the screw barrel, wherein the spiral flow of the melt in the screw flight (screw channel) is indicated while

Fig. 8 einen Querschnitt durch einen Schneckenkanal mit dem üblichen Temperaturprofil der Schmelze wiedergibt. Fig. 8 shows a cross section through a screw channel with the usual temperature profile of the melt.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Einschneckenextruder 1 dar gestellt, der nicht nur zum Aufschmelzen von Kunststoff- Granulat dient, sondern darüber hinaus auch zum Homogeni sieren und Kühlen der Kunststoffschmelze geeignet ist. Ins besondere eignet sich dieser Einschneckenextruder 1 zum Ho mogenisieren und Kühlen einer mit einem Treibmittel begasten Kunststoff-Schmelze.In Fig. 1 of the drawing, a single-screw extruder 1 is provided, which is not only used for melting plastic granules, but is also suitable for homogenizing and cooling the plastic melt. This single-screw extruder 1 is particularly suitable for homogenizing and cooling a plastic melt which has been gassed with a blowing agent.

Zur Aufnahme des Kunststoff-Granulats dient ein Vorratstrich ter 2, während das Treibmittel sich in einem Vorratsbehälter 3 befindet, der über eine Leitung 4 und ein Dosierventil 5 an den Schneckenzylinderraum 6 bzw. der Schneckenzylinder 7 ange schlossen ist. Der Schneckenzylinder 7 ist auf seiner ganzen Länge von Kühlvorrichtungen 8 oder auch Heizvorrichtungen umgeben. Die Extruderschnecke 9 ist als zweigängige Schnecke ausgeführt und steht mit einem Drehantrieb 10 in Verbindung.To hold the plastic granulate is a supply line ter 2 , while the propellant is in a reservoir 3 , which is connected via a line 4 and a metering valve 5 to the screw cylinder space 6 or the screw cylinder 7 . The entire length of the screw cylinder 7 is surrounded by cooling devices 8 or heating devices. The extruder screw 9 is designed as a two-speed screw and is connected to a rotary drive 10 .

Die zweigängig ausgelegte Extruderschnecke 9 hat zwei Schnec kengänge 11 und 12, die über die gesamte Schneckenlänge durch die Schneckenstege 13 und 14 voneinander getrennt sind, die schraubenförmig um den Schneckenkern 15 herum verlaufen.The two-speed extruder screw 9 has two screw flights 11 and 12 , which are separated over the entire screw length by the screw webs 13 and 14 , which run helically around the screw core 15 .

Durch die ständige Drehbewegung der Extruderschnecke 9 inner halb des vom Schneckenzylinder 7 umgrenzten Schneckenzylinderraums 6 wird die durch Aufschmelzen des Kunststoff-Granulats ent stehende Kunststoff-Schmelze in zwei volumetrisch im wesent lichen gleichen Schmelzesträngen in Richtung zum Extruderaus gang 16 transportiert, und zwar unter ständiger Ausführung einer schraubenden Transportbewegung innerhalb des Schnecken zylinderraums 6.Due to the continuous rotational movement of the extruder screw 9 inner half of the circumscribed by the screw cylinder 7 screw cylinder space 6 is transported 16, the gear by melting the plastic granulate ent standing plastic melt into two volumetrically Wesent union same melt strands towards the Extruderaus, under constant embodiments a screwing transport movement within the screw cylinder space 6 .

Durch die ständig in Drehung befindliche Extruderschnecke 9 wird die Kunststoffschmelze zwangsläufig auf beträchtlich über dem Schmelzpunkt des Kunststoff-Granulats liegende Tempe raturen aufgeheizt, die eine einwandfreie Verarbeitung nach dem Ausbringen aus dem Extruder 1 nicht gewährleistet. Des halb ist es erforderlich, die Kunststoffschmelze auf ihrem Weg zum Extruderausgang 16 durch die Kühlvorrichtungen 8 auf eine Temperatur zu bringen, die möglichst optimale Ergeb nisse bei der Weiterverarbeitung, bspw. zu Schaumfolien, sicherstellt.Due to the constantly rotating extruder screw 9 , the plastic melt is inevitably heated to temperatures significantly above the melting point of the plastic granules, which does not ensure proper processing after being discharged from the extruder 1 . It is therefore necessary to bring the plastic melt on its way to the extruder outlet 16 through the cooling devices 8 to a temperature which ensures the best possible results in further processing, for example to foam foils.

Um eine völlig gleichmäßige Kühlung der in den beiden Schnecken gängen 11 und 12 zwischen den Schneckenstegen 13 und 14 transportierten Schmelzesträngen 17 und 18 zu gewährleisten, ist eine besondere verfahrenstechnische Behandlung derselben während ihrer schraubenden Transportbewegung durch den vom Schneckenzylinder 7 begrenzten Schneckenzylinderraum 6 vorgesehen, die zunächst anhand der schaubildlichen Darstellung der Fig. 2 erläutert wird.In order to guarantee a completely uniform cooling of the transitions in the two screws 11 and 12 are transported between the screw flights 13 and 14 melt strands 17 and 18, a special procedural treatment thereof is provided during its screwing transport movement by the limited from the screw cylinder 7 screw cylinder chamber 6, the first will be explained with reference to the diagram of FIG. 2.

An dieser Stelle sei erwähnt, daß die gegebenen Erläuterungen nicht nur auf die bei Einschneckenextrudern vorliegenden Verhältnisse zutreffen, sondern auch für die sogenannten Tandemextruder, bei denen Kühl- und Plastifizier- bzw. Be gasungsschnecken voneinander getrennt sind und jeweils separat angetrieben werden.At this point it should be mentioned that the explanations given not only those available with single-screw extruders Conditions apply, but also for the so-called Tandem extruders in which cooling and plasticizing or loading Gas augers are separate and each separate are driven.

Die in Fig. 2 jeweils gezeigten Querschnitte A, B, C, D und E für die beiden Kunststoffstränge ergeben sich im Extruder 1, und zwar für die beiden Schneckengänge 11 und 12 jeweils im Bereich der in Fig. 1 gekennzeichneten Querschnittsebenen A, B, C, D und E. Das bedeutet, daß im Bereich der Querschnitts ebenen A der Fig. 1 beide Schmelzestränge 17 und 18 bzw. beide Schneckengänge 11 und 12 übereinstimmende Querschnittsabmessungen aufweisen.The cross sections A, B, C, D and E shown in FIG. 2 for the two plastic strands result in the extruder 1 , specifically for the two screw flights 11 and 12 in the area of the cross sectional planes A, B marked in FIG. 1 , C, D and E. This means that in the area of the cross-sectional planes A of FIG. 1 both melt strands 17 and 18 or both worm threads 11 and 12 have matching cross-sectional dimensions.

Auf der Querschnittsebene B der Fig. 1 hat der Schmelzestrang 17 bzw. der ihn enthaltende Schneckengang 11 nur den halben Querschnitt der Ebene A, während der Schmelzestrang 18 im Be reich der Querschnittsebene B gegenüber der Querschnittsebene A die eineinhalbfache Querschnittsfläche hat. Umgekehrt verhält es sich im Bereich der Querschnittsebene C der Fig. 1, d. h. dort weist der Schmelzestrang 17 die eineinhalbfache Quer schnittsfläche gegenüber den Querschnittsebenen A auf, während der Schmelzestrang 18 nur eine Querschnittsfläche einnimmt, die dem halben Querschnitt in den Querschnittsebenen A der Fig. 1 entspricht. In den Querschnittsebenen D der Fig. 1 haben sich wieder die gleichen Querschnittsverhältnisse zwischen den beiden Schmelzesträngen 17 und 18 eingestellt wie in den Querschnittsebenen B, während in den Querschnitts ebenen E der Fig. 1 wieder Querschnittsverhältnisse eintreten, die denjenigen der Querschnittsebenen A entsprechen.On the cross sectional plane B of FIG. 1, the melt strand has 17 or the containing worm gear 11 of the cross-sectional plane B with respect to the cross-sectional plane A has it only half the cross-section plane A during the melt strand 18 rich in loading the one and a half times the cross-sectional area. The reverse is true in the area of cross-sectional plane C of FIG. 1, ie there the melt strand 17 has one and a half times the cross-sectional area compared to the cross-sectional planes A , while the melt strand 18 only occupies a cross-sectional area that is half the cross-section in the cross-sectional planes A of FIG. 1 corresponds. In the cross-sectional planes D of FIG. 1, the same cross-sectional ratios between the two melt strands 17 and 18 have been established as in the cross-sectional planes B , while in the cross-sectional planes E of FIG. 1 cross-sectional ratios again occur that correspond to those of the cross-sectional planes A.

In jedem Falle wird von den beiden Schneckengängen 11 und 12 ständig ein fest vorgegebener Volumenstrom der Kunststoff schmelze transportiert. Während der Transportbewegung wer den jedoch die Querschnitte der beiden unmittelbar benach barten Schmelzestränge 17 und 18 in zueinander umgekehrtem Verhältnis verändert. Diese Querschnittsveränderung der Schmelzestränge 17 und 18 wird dadurch bewirkt, daß einer seits entsprechende Querschnittsveränderungen innerhalb der beiden Schneckengänge 11 und 12 relativ zur Innenwandung des Schneckenzylinders 7 vorgesehen sind, und in mehrfach aufeinanderfolgendem Wech sel auftreten, während andererseits die Möglichkeit geschaf fen ist, daß jeweils aus dem der Querschnittsminderung unter worfenen Schmelzestrang eine entsprechende Schmelze-Teilmen ge dem der Querschnittsvergrößerung unterliegenden Schmelze strang zugeführt wird.In any case, a fixed predetermined volume flow of the plastic melt is constantly transported by the two screw flights 11 and 12 . During the transport movement, however, who changed the cross sections of the two immediately adjacent melt strands 17 and 18 in an inverse relationship to each other. This change in cross-section of the melt strands 17 and 18 is effected in that a corresponding cross-sectional changes are provided within the two screw flights 11 and 12 relative to the inner wall of the screw cylinder 7 , and occur in several successive changes, while on the other hand the possibility is created that each from the reduction in cross-section of the melt strand thrown, a corresponding partial melt quantity is supplied to the melt strand subject to the cross-sectional enlargement.

In Fig. 2 ist zu sehen, daß der Schmelzestrang 17 in der Querschnittsebene A aus den beiden Teilmengen T 1 und T 2 besteht, die in gleich dicken Schichten übereinanderliegen. In entsprechender Weise besteht auch der Schmelzestrang 18 in der Querschnittsebene A aus zwei gleichgroßen Teilmengen T 3 und T 4, die ebenfalls in Schichten übereinanderliegen.In Fig. 2 it can be seen that the melt strand 17 in the cross-sectional plane A consists of the two subsets T 1 and T 2 , which lie one above the other in layers of the same thickness. Correspondingly, the melt strand 18 in the cross-sectional plane A also consists of two equal-sized subsets T 3 and T 4 , which are also superimposed in layers.

In der Querschnittsebene B nach Fig. 2 enthält der Schmelze strang 17 nur noch die Teilmenge T 1, während in den Schmel zestrang 18 die Teilmenge T 2 aus dem Schmelzestrang 17 über geführt wurde, so daß dort der Schmelzestrang 18 aus den Teilmengen T 2, T 4 und T 3 besteht, die in gleichmäßigen Schichten übereinanderliegen. In der Querschnittsebene C umfaßt der Schmelzestrang 18 lediglich noch die Teilmenge T 2, während aus ihm die Teilmengen T 3 und T 4 in den Schmel zestrang 17 übergeführt wurden und dort oberhalb der Teil menge T 1 angelagert sind. Die in der Querschnittsebene B im Schmelzestrang 18 unten gelegene Teilmenge T 3 ist also in der Querschnittsebene C als obere Teilmenge im Schmelze strang 17 angelagert, d. h. es hat sich eine verdrehte Schich tenlage eingestellt, die durch gekrümmte Pfeile angedeutet ist.In the cross sectional plane B according to Fig. 2 of the melt contains strand 17 only the subset of T 1, while zestrang in the Schmel 18, the subset of T 2 was led out of the melt strand 17 over, so that there the melt strand 18 from the subsets T 2, T 4 and T 3 exist, which lie on top of one another in uniform layers. In the cross-sectional plane C of the melt strand 18 comprises only still the subset T 2, while from it the subsets T 3 and T 4 zestrang in the Schmel 17 were transferred and there above the subset of T are attached. 1 The subset of T 3 located in the cross sectional plane B in the melt strand 18 below is extruded ie in the cross-sectional plane C as the upper portion of the melt 17 attached, ie it is a twisted Schich has set tenlage, which is indicated by curved arrows.

Wenn die Querschnittsebene D erreicht wird, dann umfaßt gemäß Fig. 2 der Schmelzestrang 17 nur noch die Teilmenge T 3, welche ursprünglich, also in der Querschnittsebene A, im Schmelzestrang 18 angelagert war. Andererseits umfaßt in der Querschnittsebene D der Schmelzestrang 18 die Teil mengen T 1, T 4 und T 2, von welchen nur die in der Mitte ge legene Teilmenge T 4 ursprünglich aus dem Schmelzestrang 18 stammt, wie das in der Querschnittsebene A der Fig. 2 er kennbar ist. Die Teilmengen T 1 und T 2 stammen jedoch ursprüng lich aus dem Schmelzestrang 17, wie das in der Querschnitts ebene A der Fig. 2 erkennbar ist. Sie nehmen jedoch relativ zueinander eine gegenüber der Querschnittsebene A verdrehte Höhenlage ein und sind außerdem voneinander noch durch die Teilmenge T 4 getrennt.If the cross-sectional plane D is reached, then according to FIG. 2, the melt strand 17 only comprises the subset T 3 which was originally deposited in the melt strand 18 , that is to say in the cross-sectional plane A. On the other hand, in the cross-sectional plane D, the melt strand 18 comprises the partial quantities T 1 , T 4 and T 2 , of which only the partial quantity T 4 placed in the middle originally comes from the melt strand 18 , as is the case in the cross-sectional plane A of FIG. 2 he is recognizable. However, the subsets T 1 and T 2 originally come from the melt strand 17 , as can be seen in the cross-sectional plane A of FIG. 2. However, they take a relative to each other with respect to the cross-sectional plane A twisted altitude, and are also separated from each other even by the subset T. 4

In der Querschnittsebene E haben beide Schmelzestränge 17 und 18 wieder übereinstimmende Querschnitte, wobei der Schmelzestrang 17 seine ursprüngliche Teilmenge T 2 und die ursprüngliche Teilmenge T 3 aus dem Schmelzestrang 18 umfaßt, während der Schmelzestrang 18 dort von seiner ursprünglichen Teilmenge T 4 sowie der ursprünglichen Teilmenge T 1 aus dem Schmelzestrang 17 besteht. Auch in der Querschnittsebene E hat wieder, wie die gekrümmten Pfeile kenntlich machen, eine Lageverdrehung der von den Teilmengen gebildeten Schmelzeschichten stattgefunden.In the cross-sectional plane E , both melt strands 17 and 18 again have matching cross sections, the melt strand 17 comprising its original subset T 2 and the original subset T 3 from the melt strand 18 , while the melt strand 18 there comprises its original subset T 4 and the original subset T 1 consists of the melt strand 17 . Also in the cross-sectional plane E , as the curved arrows indicate, the melt layers formed by the partial quantities have been rotated.

Die Verlagerung und Umschichtung der Teilmengen T 1, T 2, T 3 und T 4 innerhalb der Schmelzestränge 17 und 18 wird aufgrund der in den Schneckengängen 11 und 12 vorgesehenen Querschnittsänderungen zwangsläufig durch die durch die schraubende Transportbewegung bewirkte Wendelströmung und den Masseaustausch zwischen den beiden benachbarten Schneckengängen 11 und 12 der Extruderschnecke 9 vorgenommen.The shifting and shifting of the subsets T 1 , T 2 , T 3 and T 4 within the melt strands 17 and 18 is inevitably due to the cross-sectional changes provided in the screw flights 11 and 12 by the spiral flow caused by the screwing transport movement and the mass exchange between the two neighboring ones Screw flights 11 and 12 of the extruder screw 9 are made.

Da durch den jeweils zwischen den Querschnittsebenen A und E nach Fig. 1 stattgefundenen, mehrfachen gegenseitigen Masse austausch zwischen den beiden Schmelzesträngen 17 und 18 und die dabei zugleich bewirkte, mehrfache gegenseitige Um schichtung der Teilmengen T 1, T 2, T 3 und T 4 wird erreicht, daß sämtliche diesen Teilmengen T 1 bis T 4 entsprechenden Schichten der Kunststoffschmelze genügend intensiv mit der inneren Begrenzungsfläche des Schneckenzylinders 7 in Kontakt gelangen und folglich auch gleich mäßig durch die Kühlvorrichtungen 8 gekühlt werden können. Eine optimale Schmelzetemperatur am Extruderausgang 16 wird hierdurch gewährleistet.Since by the respectively taken place between the cross-section planes A and E of FIG. 1, the mutual mass multiple exchanges between the two molten strands 17 and 18 and thereby at the same time caused multiple mutual order coating of the subsets of T 1, T 2, T 3 and T 4 is achieved that all these subsets T 1 to T 4 corresponding layers of the plastic melt come into contact with the inner boundary surface of the screw cylinder 7 sufficiently intensely and consequently can be cooled evenly by the cooling devices 8 . This ensures an optimal melt temperature at the extruder outlet 16 .

In Fig. 2 der Zeichnung sind außer den die Vorschubrichtung, die Austauschrichtung und die Drehrichtung für die Teilmen gen T 1 bis T 4 kennzeichnenden Pfeile den einzelnen Teilmengen T 1 bis T 4 bzw. Schmelzeschichten noch besondere Fähnchen zu geordnet, die den Bewegungsablauf von innen nach außen kenn zeichnen, welcher sich bei der Schmelzeumschichtung durch eine bestimmte Wechselwirkung von abnehmenden und zuneh menden Querschnittsabmessungen in den Schneckengängen 11 und 12 sowie den gleichzeitigen Schmelzeaustausch zwischen den benachbarten Schneckenkanälen 11 und 12 ergibt.In Fig. 2 of the drawing, in addition to the arrows characterizing the feed direction, the exchange direction and the direction of rotation for the partial quantities gene T 1 to T 4 , the individual subsets T 1 to T 4 or melt layers are also assigned special flags which indicate the movement sequence from the inside characterizing outwardly drawing, which arises in the melt shift by a certain interaction of decreasing and increas Menden cross-sectional dimensions in the screw threads 11 and 12 and the simultaneous melt exchange between the adjacent screw channels 11 and 12. FIG.

Die veränderte Lage dieser Fähnchen innerhalb der einzelnen Querschnittsebenen A bis E macht dabei deutlich, daß sämt liche langen Querschnitts-Seitenflächen der durch die ein zelnen Teilmengen T 1 bis T 4 bestimmten Schmelzeschichten während der schraubenartigen Transportbewegung der Schmel zestränge 17 und 18 zu irgendeinem Zeitpunkt mit den inne ren Begrenzungsflächen des Schneckenzylinders 7 in Berührung kommen und damit einer Kühlbeeinflussung unterworfen werden. Eine gleichmäßige Durchkühlung des gesamten von der Extruder schnecke 9 geförderten Schmelzevolumens ist dadurch sicher gestellt.The changed position of these flags within the individual cross-sectional planes A to E makes it clear that all long cross-sectional side faces of the melt layers determined by the individual subsets T 1 to T 4 during the helical transport movement of the melt strands 17 and 18 at any time the inner boundary surfaces of the screw cylinder 7 come into contact and are therefore subjected to a cooling influence. This ensures uniform cooling of the entire melt volume conveyed by the extruder screw 9 .

Anhand der Fig. 3 bis 6 wird nachfolgend die bauliche Ausge staltung einer die Ausübung des vorstehend erläuterten Ver fahrens ermöglichenden Extruderschnecke 109 erläutert, die in Fig. 3 der Zeichnung nur schematisch dargestellt ist, in den Fig. 3a bis 3e jedoch in allen Einzelheiten gezeigt wird.Referring to Figs. 3 to 6, the structural Substituted hereinafter staltung an exercising Ver above-explained proceedings enabling extruder screw 109 explained that 3 of the drawing is shown only schematically in Fig., But shown in Figs. 3a to 3e in detail becomes.

Die Extruderschnecke 109 gemäß Fig. 3 ist in den Fig. 3a bis 3e als viergängige Extruderschnecke dargestellt, d. h. sie hat vier schraubenförmig über die ganze Länge um ihren Kern herumlaufende Schneckengänge 111, 112, 113 und 114, die seitlich von den Schneckenstegen 115, 116, 117 und 118 be grenzt werden, als innere Begrenzung den Schneckenkern 110 haben und deren äußere Begrenzung von der Innenwand des Schneckenzylinders 107 mit seinem Innenraum 106 begrenzt werden. The extruder screw 109 according to FIG. 3 is shown in FIGS . 3a to 3e as a four-flight extruder screw, that is to say it has four screw threads 111, 112, 113 and 114 which run around its core in the form of a screw and extend laterally from the screw webs 115, 116 , 117 and 118 be limited, have the inner core of the screw core 110 and the outer limit of the inner wall of the screw cylinder 107 with its interior 106 are limited.

In den Fig. 3a bis 3e sind auch die den Schneckenzylinder 107 umfassenden Kühlvorrichtungen 108 gezeigt.The cooling devices 108 comprising the screw cylinder 107 are also shown in FIGS . 3a to 3e.

Die in den Fig. 3a, 3c und 3e dargestellten Längenbereiche der Extruderschnecke 109 haben, abgesehen von einer wichti gen Ausnahme, den üblichen Aufbau einer viergängigen Extru derschnecke. Der Schneckenkern 110 hat dort nämlich auf sei ner ganzen Länge eine zylindrische Mantelfläche 119, während die Schneckenstege 115, 116, 117 und 118 eine hierzu konzen trisch verlaufende Außenkontur aufweisen, die nur relativ geringes Spiel zu den inneren Begrenzungsflächen des Schnec kenzylinders 107 hat.The length ranges of the extruder screw 109 shown in FIGS . 3a, 3c and 3e have, apart from an important exception, the usual structure of a four-speed extruder screw. The screw core 110 has namely over its entire length a cylindrical lateral surface 119 , while the screw webs 115, 116, 117 and 118 have a concentrically running outer contour that has only relatively little play on the inner boundary surfaces of the screw cylinder 107 .

Die Ausnahme besteht darin, daß jeder der Schneckenstege 115, 116, 117 und 118 in bestimmten Winkelabständen um die Längs achse der Extruderschnecke 109 versetzt angeordnete Unterbre chungen bzw. Ausschnitte 121, 122, 123 und 124 aufweist, und zwar so, daß innerhalb einer Steigung jedes Schnec kensteges 115, 116, 117 und 118 zwei Unterbrechungen bzw. Ausnehmungen 121, 122, 123 und 124 vorhanden sind, und ihr Winkelabstand voneinander etwa im Bereich um 180° liegt.The exception is that each of the screw webs 115, 116, 117 and 118 at certain angular intervals around the longitudinal axis of the extruder screw 109 staggered interruptions or cutouts 121, 122, 123 and 124 , so that within an incline each Schnec kensteges 115, 116, 117 and 118 two interruptions or recesses 121, 122, 123 and 124 are present, and their angular distance from each other is approximately in the range of 180 °.

Die in den Fig. 3b und 3d dargestellten Längenabschnitte der Extruderschnecke 109 haben in verfahrenstechnischer Hinsicht, also zum Homogenisieren und Kühlen der Kunststoffschmelze, die gleiche Bedeutung wie die beiden Abschnitte der Extru derschnecke 9 nach Fig. 1, welche jeweils von den Querschnitts ebenen A und E begrenzt sind.The length sections of the extruder screw 109 shown in FIGS . 3b and 3d have the same meaning in terms of process technology, i.e. for homogenizing and cooling the plastic melt, as the two sections of the extruder screw 9 according to FIG. 1, each of the cross-sectional planes A and E are limited.

Ihr Wirkprinzip ist also solcherart, daß sich dort mindestens die gleichen Abläufe hinsichtlich des Masseaustauschs zwischen benachbarten Schmelzeströmen sowie der Teilmengen-Umschichtung innerhalb derselben ergeben, wie sie in Fig. 2 der Zeichnung gezeigt und anhand der Schaubilder A bis E im einzelnen er läutert worden sind. Their operating principle is such that there are at least the same processes with regard to the mass exchange between adjacent melt streams and the partial shifting within them, as shown in Fig. 2 of the drawing and he has been explained in detail using diagrams A to E. .

Die vorstehend anhand der Fig. 3a, 3c und 3e beschriebenen Längenteilstücke der Extruderschnecke 109 sind getrennt bzw. unabhängig von den in den Fig. 3b und 3d gezeigten Längenteilstücken derselben hergestellt. Die Verbindung der verschiedenen Längenteilstücke miteinander zur Bildung der vollständigen Extruderschnecke 109 kann dabei durch Schraubkupplungen erfolgen. Dabei kann es sich als vorteil haft erweisen, die das Innengewinde aufweisenden Kupplungs teile jeweils in die Enden der Längenteilstücke einzuarbei ten, die in den Fig. 3a, 3c und 3e gezeigt sind, während die mit dem Außengewinde versehenen Kupplungsteile beidendig an den Längenteilstücken der Extruderschnecke 109 vor gesehen sind, die in den Fig. 3b und 3d gezeigt werden.The length sections of the extruder screw 109 described above with reference to FIGS . 3a, 3c and 3e are produced separately or independently of the length sections thereof shown in FIGS . 3b and 3d. The connection of the different length sections to each other to form the complete extruder screw 109 can be done by screw couplings. It may prove advantageous to use the coupling parts with the internal thread in the ends of the longitudinal sections, which are shown in FIGS . 3a, 3c and 3e, while the coupling parts provided with the external thread on both ends of the longitudinal sections of the extruder screw 109 are seen before, which are shown in Figs. 3b and 3d.

Bei einem Vergleich der Fig. 3b und 3d ergibt sich, daß die dort gezeigten Längenteilstücke der Extruderschnecke zumindest übereinstimmende Längenabmessung aufweisen, vor zugsweise aber insgesamt eine identische Auslegung haben.A comparison of FIGS . 3b and 3d shows that the length sections of the extruder screw shown there have at least corresponding length dimensions, but preferably have an identical design overall.

Der wirksame Teil der in den Fig. 3b und 3d gezeigten Län genteilstücke der Extruderschnecke 109 hat eine solche Län genabmessung 120, daß auf ihm sämtliche von den Schnecken stegen 115, 116, 117 und 118 gegeneinander abgegrenzten Schneckengänge 111, 112, 113 und 114 sich mindestens über eine Steigung erstrecken.The effective part of the Län gene sections shown in Figs. 3b and 3d of the extruder screw 109 has such a length gene dimension 120 that on it all webs of the screws 115 , 116 , 117 and 118 mutually delimited worm threads 111 , 112 , 113 and 114 themselves extend at least over an incline.

Wichtig ist aber auch eine solche Ausgestaltung sämtlicher in den Fig. 3a bis 3e gezeigten Längenteilstücke, daß sie sich beim Zusammenbau zur vollständigen Extruderschnecke 109 lüc kenlos aneinanderfügen lassen; d. h., daß sich ihre Schnecken gänge 111, 112, 113 und 114 sowie auch ihre Schnecken stege 115, 116, 117 und 118 passend aneinanderfügen lassen.It is also important, however, that all of the length sections shown in FIGS . 3a to 3e are designed such that they can be joined together without gaps when assembled to form a complete extruder screw 109 ; ie that their worm gears 111 , 112 , 113 and 114 as well as their worm webs 115 , 116 , 117 and 118 can be fitted together.

Das wesentliche Unterscheidungsmerkmal der in den Fig. 3b und 3d gezeigten Längenteilstücke 120 für die Extruderschnecke 109 gegenüber den in den Fig. 3a, 3c und 3e gezeigten Län genteilstücke derselben liegt darin, daß ihr Schneckenkern 110 im Bereich der einzelnen Schneckengänge 111, 112, 113 und 114 nicht mit einer zylindrisch begrenzten Mantelfläche 119 ausgestattet ist, sondern vielmehr in den einzelnen Schneckengängen 111, 112, 113 und 114 unterschiedlich ge staltete Mantelflächen 125, 126, 127 und 128 aufweist.The essential distinguishing feature of the length sections 120 shown in FIGS . 3b and 3d for the extruder screw 109 compared to the length sections thereof shown in FIGS . 3a, 3c and 3e is that their screw core 110 in the region of the individual screw flights 111 , 112 , 113 and 114 is not equipped with a cylindrically delimited lateral surface 119 , but rather has differently designed lateral surfaces 125 , 126 , 127 and 128 in the individual screw flights 111 , 112 , 113 and 114 .

Bereits jetzt sei darauf hingewiesen, daß einerseits die Kontur der Mantelflächen 125 und 126 zwischen den beiden unmittelbar nebeneinanderliegenden Schneckengängen 111 und 112 sowie auch die Mantelflächen 127 und 128 in den beiden wiederum unmittelbar nebeneinanderliegenden Schneckengängen 113 und 114 unterschiedlich konturiert sind, daß dabei aber die Konturen der Mantelflächen 125 und 127 einerseits sowie die Konturen der Mantelflächen 126 und 128 andererseits mit einander übereinstimmen können.It should already be pointed out that on the one hand the contour of the lateral surfaces 125 and 126 between the two immediately adjacent screw flights 111 and 112 as well as the lateral surfaces 127 and 128 in the two adjacent screw flights 113 and 114 are contoured differently, but that the contours the lateral surfaces 125 and 127 on the one hand and the contours of the lateral surfaces 126 and 128 on the other hand can coincide with one another.

Über den vollen Steigungsabstand eines Schneckenganges hinweg weisen die Mantelflächen 125 und 127 der Schneckengänge 111 und 113 die in Fig. 5 als Abwicklung dargestellte Kontur auf, während die Mantelflächen 126 und 128 der Schneckengänge 112 und 114 die in Fig. 6 als Abwicklung darge stellte Kontur haben.Over the full pitch of a worm gear, the outer surfaces 125 and 127 of the worm threads 111 and 113 have the contour shown in FIG. 5 as a development, while the outer surfaces 126 and 128 of the worm threads 112 and 114 have the contour shown in FIG. 6 as a development to have.

Der Beginn eines vollständigen Schneckenganges liegt dabei in den Darstellungen der Fig. 5 und 6 rechts, während das Ende desselben links liegt.The beginning of a complete screw flight is in the illustrations of FIGS. 5 and 6 on the right, while the end of the same is on the left.

Aus Fig. 5 ist die Normaltiefe der Schneckengänge 111 und 113 gegen den Innenumfang des Schneckenzylinders 107 am rechten und am linken Ende der Darstellung jeweils durch das Bezugszeichen 129 gekennzeichnet. Die Normaltiefe 129 für die Schneckengänge 112 und 114 ist aber auch an den glei chen Stellen der Fig. 6 eingetragen. From Fig. 5, the normal depth of the flights in each case in 111 and 113 against the inner circumference of the screw cylinder 107 at the right and at the left end of the representation by the reference numeral 129. The normal depth 129 for the worm threads 112 and 114 is also entered at the same points in FIG. 6.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß am Anfang der Schnecken gänge 111 und 113 des Längenteilstücks 120 der Extruder schnecke 109 die Normaltiefe 129 derselben vorherrscht. Durch Ausbildung des in Umfangsrichtung des Schneckenker nes allmählich auf einen größeren Durchmesser ansteigenden Mantelflächen-Abschnitt 130 a verringert sich die Tiefe der Schneckengänge 111 und 113 auf ein Maß 131, welches der Hälfte der Normaltiefe 129 entspricht. Über einen Winkel von 60° schließt sich an den Mantelflächen-Abschnitt 130 a der Mantelflächen-Abschnitt 130 b an, über welchen hinweg die Schneckengänge 111 und 113 die gegenüber der Normal tiefe 129 um die Hälfte verringerte Tiefe 131 beibehalten.From Fig. 5 it can be seen that at the beginning of the screw gears 111 and 113 of the longitudinal section 120 of the extruder screw 109, the normal depth 129 of the same prevails. By forming the circumferential direction of the screw core nes gradually increasing to a larger diameter lateral surface section 130 a , the depth of the screw flights 111 and 113 is reduced to a dimension 131 , which corresponds to half the normal depth 129 . At an angle of 60 ° adjoins the lateral surface section 130 a of the lateral surface section 130 b , over which the screw flights 111 and 113 maintain the depth 131 which is reduced by half compared to the normal depth 129 .

An den Mantelflächen-Abschnitt 130 b schließt sich sodann über einen Winkelbereich von 60° hinweg ein Mantelflächen- Abschnitt 130 c an, welcher in Umfangsrichtung einen solchen Verlauf nimmt, daß an seinem Ende die Schneckengänge 111 und 113 eine Tiefe 132 aufweisen, die um die Hälfte größer ist als die Normaltiefe 129 bzw. dem Dreifachen der vermin derten Tiefe 131 entspricht. An den Mantelflächenabschnitt 130 c schließt sich dann, wiederum über einen Winkelbereich von 60°, ein Mantelflächenabschnitt 130 d an, über dessen Länge hinweg die Tiefe 132 der Schneckengänge 111 und 113 beibehalten wird.At the lateral surface section 130 b then adjoins a lateral surface section 130 c over an angular range of 60 °, which takes such a course in the circumferential direction that at its end the worm threads 111 and 113 have a depth 132 which is around Half is greater than the normal depth 129 or three times the reduced depth 131 corresponds. The lateral surface section 130 c is then adjoined, again over an angular range of 60 °, by a lateral surface section 130 d , over the length of which the depth 132 of the screw flights 111 and 113 is maintained.

Im Anschluß an den Mantelflächen-Abschnitt 130 d ist ein Man telflächenabschnitt 130 e vorgesehen, der dem Mantelflächen abschnitt 130 c entspricht, jedoch spiegelbildlich zu diesem verläuft und zu einer verringerten Tiefe 133 für die Schnec kengänge 111 und 113 führt, die wiederum der Tiefe 131 ent spricht und sich wie diese über einen Winkelbereich von 60° erstreckt und durch einen Mantelflächenabschnitt 130 f begrenzt wird, dessen Kontur mit der Kontur des Mantelflächen abschnitts 130 b übereinstimmt. Following the lateral surface section 130 d , a man telflächenabschnitt 130 e is provided, which corresponds to the lateral surface section 130 c , but runs in mirror image to this and leads to a reduced depth 133 for the Schnec kengänge 111 and 113 , which in turn the depth 131st speaks ent and how this extends over an angular range of 60 ° and is limited by a lateral surface section 130 f , the contour of which corresponds to the contour of the lateral surface section 130 b .

An den Mantelflächen-Abschnitt 130 f schließt sich wiederum ein reziprok zum Mantelflächen-Abschnitt 130 a verlaufender Mantelflächen-Abschnitt 130 g an, der sich über einen Win kelbereich von 30° erstreckt und eine solche Lage hat, daß an seinem Ende wieder die Normaltiefe 129 für die Schnecken gänge 111 und 113 erreicht ist.At the lateral surface section 130 f is in turn a reciprocal to the lateral surface section 130 a extending lateral surface section 130 g , which extends over a win kel range of 30 ° and has such a position that at its end the normal depth 129th for worm gears 111 and 113 is reached.

Auch die in Fig. 6 dargestellte Kontur der Mantelflächen 126 und 128 für den Schneckenkern 110 im Bereich der Schnec kengänge 112 und 114 setzt sich aus einer größeren Anzahl von Mantelflächen-Abschnitten 134 a bis 134 h zusammen, die sich über einen Vollwinkelbereich von 360° hinweg bzw. über eine volle Schneckensteigung in bestimmter Weise aneinander reihen.Also the contour of the lateral surfaces shown in Fig. 6 126 and 128 kengänge for the screw core 110 in the area of SNAILS 112 and 114 is made up of a larger number of lateral surfaces of portions 134 a to 134 h together extending over a full angle range of 360 ° line up or over a full screw pitch in a certain way.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß der Mantelflächen-Abschnitt 134 a sich an den vorhergehenden Mantelflächenabschnitt, der die Normaltiefe 129 für die Schneckengänge 112 und 114 be grenzt, über einen Winkel von 30° hinweg anschließt. Er hat dabei einen solchen Verlauf, daß sich die Tiefe der Schnec kengänge 112 und 114 allmählich gegenüber der Normaltiefe 129 um die Hälfte auf die Tiefe 135 vergrößert. Über einen Winkel von 30° hinweg wird diese Tiefe 135 der Schneckengänge 112 und 114 durch einen Mantelflächenabschnitt 134 b begrenzt. An diesen schließt sich sodann über einen Winkel von 60° hin weg der Mantelflächen-Abschnitt 134 c an, welcher wiederum so verläuft, daß an seinem Ende eine Tiefe 136 der Schnecken gänge 112 und 114 erreicht wird, die gleich der Hälfte der Normaltiefe 129 und gleich einem Drittel der Maximaltiefe 135 für diese Schneckengänge entspricht.From Fig. 6 it can be seen that the lateral surface section 134 a adjoins the previous lateral surface section, which limits the normal depth 129 for the screw flights 112 and 114, adjoins at an angle of 30 °. He has such a course that the depth of the Schnec kengänge 112 and 114 gradually increases from the normal depth 129 by half to the depth 135 . Over an angle of 30 °, this depth 135 of the screw flights 112 and 114 is limited by a lateral surface section 134 b . This is then followed by an angle of 60 ° away from the lateral surface section 134 c , which in turn runs in such a way that at its end a depth 136 of the screw flights 112 and 114 is reached, which is equal to half the normal depth 129 and is equal to one third of the maximum depth 135 for these worm threads.

Die Minimaltiefe 136 für die Schneckengänge 112 und 114 wird über einen Winkelbereich von 90° hinweg durch den Man telflächenabschnitt 134 d begrenzt, an welchen sich dann wie der über einen Winkelbereich von 60° ein Mantelflächen-Ab schnitt 134 e anschließt, der dem Mantelflächenabschnitt 134 c entspricht, jedoch zu diesem reziprok verläuft.The minimum depth 136 for the worm threads 112 and 114 is limited over an angular range of 90 ° by the tel surface section 134 d , to which then, like that over an angular range of 60 °, a lateral surface section 134 e adjoins the lateral surface section 134 c corresponds, but runs reciprocal to this.

Am Ende des Mantelflächenabschnitts 134 e wird wieder eine Tiefe 137 für die Schneckengänge 112 und 114 erreicht, die dem Dreifachen der Minimaltiefe 136 entspricht und gleich der Maximaltiefe 135 ist. Die Maximaltiefe 137 der Schnec kengänge 112 und 114 wird über einen Winkelbereich von 45° durch den Mantelflächenabschnitt 134 f bestimmt, an den sich dann über einen Winkelbereich von 30° der Mantelflächenab schnitt 134 g anschließt, welcher dem Mantelflächenabschnitt 134 a entspricht, jedoch einen zu diesem reziproken Verlauf nimmt. Am Ende des Mantelflächenabschnitts 134 g ist für die Schneckengänge 112 und 114 wieder die Normaltiefe 129 er reicht, und zwar etwa 15° vor dem Ende einer vollen Schnec kensteigung, so daß der Winkelbereich von 15° bis zur vol len Schneckensteigung schon von einem Mantelflächen-Abschnitt 134 h bestimmt wird, der dem normalen, zylindrisch begrenz ten Kernumfang der Extruderschnecke 109 entspricht.At the end of the lateral surface section 134 e , a depth 137 for the screw flights 112 and 114 is reached, which corresponds to three times the minimum depth 136 and is equal to the maximum depth 135 . The maximum depth 137 of the screw passages 112 and 114 is determined over an angular range of 45 ° by the lateral surface section 134 f , to which then over an angular range of 30 ° the lateral surface section 134 g is connected, which corresponds to the lateral surface section 134 a , but one takes this reciprocal course. At the end of the lateral surface section 134 g , the normal depth 129 is again sufficient for the screw flights 112 and 114 , namely about 15 ° before the end of a full screw slope, so that the angular range from 15 ° to the full screw slope is already from one lateral surface Section 134 h is determined, which corresponds to the normal, cylindrically limited core circumference of the extruder screw 109 .

Die Fig. 5 und 6 machen auch deutlich, welche Relativlage die Mantelflächenabschnitte 130 a bis 130 g der Mantelfläche 125 des Schneckenganges 111 in Richtung der Schneckenstei gung zu den Mantelflächenabschnitten 134 a bis 134 h der Man telfläche 126 des Schneckenganges 112 zueinander haben. Des gleichen machen sie aber auch die entsprechende Relativlage der Mantelflächen 127 und 128 in den Schneckengängen 113 und 114 zueinander deutlich. FIGS. 5 and 6 also clearly show that the relative position A are 125 to 130 g of the circumferential surface of the worm gear 111 in the direction of the Schneckenstei supply to the lateral surface portions 134 a to 134 h of Man telfläche 126 of the worm gear 112 to each other, the lateral surface portions 130. At the same time, however, they also make the corresponding relative position of the lateral surfaces 127 and 128 in the screw flights 113 and 114 clear to one another.

Besonders deutlich ist die Relativlage der Mantelflächen- Abschnitte 130 a bis 130 g in den Schneckengängen 111 und 113 zu den Mantelflächenabschnitten 134 a bis 134 h in den Schneckengängen 112 und 114 aus den abgewickelten Drauf sichten in den Fig. 4b und 4d ersichtlich. Aber auch in den Fig. 3b und 3d sind die Mantelflächenabschnitte 130 a bis 130 g bzw. 134 a bis 134 h zumindest teilweise zu sehen, wobei dort insbesondere die unterschiedlichen Tiefen der Schneckengänge 111 bis 114 gegenüber dem Innenumfang des Schneckenzylinders 106 im Schneckengehäuse 107 deutlich werden.The relative position of the lateral surface sections 130 a to 130 g in the screw flights 111 and 113 to the lateral surface sections 134 a to 134 h in the screw flights 112 and 114 can be seen from the developed top views in FIGS. 4b and 4d. But also in Figs. 3b and 3d, the lateral surface portions 130 a to 130 g or 134 a to 134 h, at least seen in part, there being in particular the different depths of the screw flights 111 significantly to 114 relative to the inner circumference of the screw cylinder 106 in the screw housing 107 will.

Für die Ausübung des Verfahrens zum Homogenisieren und Kühlen der Kunststoffschmelze reicht es jedoch nicht allein aus, die Umfangsflächen 125, 126, 127 und 128 des Schnecken kerns 110 im Bereich der Schneckengänge 111, 112, 113 und 114 durch Aneinanderreihung von Mantelflächenabschnitten 130 a bis 130 g bzw. 134 a bis 134 h zu bilden, die relativ zum zylindrischen Innenumfang des Schneckenzylinders 107 bzw. zum Hüllmantel der Schneckenstege 115, 116, 117 und 118 unterschiedliche Radial-Abstände aufweisen. Vielmehr ist es hierzu auch noch notwendig, in den Schneckenstegen 115, 116, 117 und 118 zwischen zwei unmittelbar nebenein anderliegenden Schneckengängen, also bspw. mindestens im Schneckensteg 116 zwischen den Schneckengängen 111 und 112 und dem Schneckensteg 118 zwischen den Schneckengängen 113 und 114 besondere Unterbrechungen bzw. Ausschnitte vorzu sehen. For the practice of the method for homogenizing and cooling the plastic melt, however, it is not enough alone, the peripheral surfaces 125 , 126 , 127 and 128 of the screw core 110 in the area of the screw flights 111 , 112 , 113 and 114 by lining up lateral surface sections 130 a to 130 g or 134 a to 134 h , which have different radial distances relative to the cylindrical inner circumference of the screw cylinder 107 or to the shell of the screw webs 115 , 116 , 117 and 118 . Rather, it is also necessary to have special interruptions in the screw flights 115 , 116 , 117 and 118 between two screw flights located directly next to one another, i.e., for example, at least in the screw flight 116 between the screw flights 111 and 112 and the screw flight 118 between the screw flights 113 and 114 or cutouts to see.

In Fig. 4b ist dabei zu sehen, daß sich die Unterbrechungen bzw. Ausschnitte 138 a, 138 b, 138 c und 138 d jeweils in den Schneckenstegen 116 und 118 befinden, welche zwischen den Schneckengängen 111 und 112 bzw. 113 und 114 ausgebildet sind. Hingegen ergibt sich aus Fig. 4d, daß dort die Unter brechungen bzw. Ausnehmungen 138 a, 138 b, 138 c und 138 d je weils in den Schneckenstegen 115 und 117 vorgesehen sind, die zwischen den Schneckengängen 112 und 113 bzw. 114 und 111 liegen.In Fig. 4b it can be seen that the interruptions or cutouts 138 a , 138 b , 138 c and 138 d are each in the screw flights 116 and 118 , which are formed between the screw flights 111 and 112 or 113 and 114 . On the other hand, it follows from Fig. 4d that there the interruptions or recesses 138 a , 138 b , 138 c and 138 d are each provided in the screw flights 115 and 117 , which are between the screw flights 112 and 113 or 114 and 111 lie.

In den Abwicklungen nach den Fig. 5 und 6 ist die Formge bung und Lage der in den Schneckenstegen 115, 116, 117 und 118 vorzusehenden Ausschnitte dargestellt. Dabei ist zu sehen, daß über eine volle Schneckensteigung hinweg in be stimmten Abständen voneinander vier Unterbrechungen bzw. Ausschnitte 138 a, 138 b, 138 c und 138 d vorhanden sind. Diese Unterbrechungen bzw. Ausschnitte 138 a, 138 b, 138 c und 138 d sind aber auch in den abgewickelten Draufsichten der Fig. 4b und 4d angedeutet.In the transactions of FIGS. 5 and 6, the bung Formge and displayed position of the to be provided in the screw flights 115, 116, 117 and 118 cut-outs. It can be seen that four interruptions or cutouts 138 a , 138 b , 138 c and 138 d are present over a full screw pitch at certain intervals from one another. These interruptions or cutouts 138 a , 138 b , 138 c and 138 d are also indicated in the developed top views of FIGS. 4b and 4d.

Besonders deutlich ergibt sich aus den Fig. 5 und 6, daß die einzelnen Unterbrechungen bzw. Ausschnitte 138 a, 138 b, 138 c und 138 d voneinander verschiedene Formgebung haben und sich in Längsrichtung der betreffenden Schneckenstege 115, 116 117 und 118 auch über unterschiedliche Winkelbereiche er strecken. Dabei ist erkennbar, daß die Unterbrechungen bzw. Ausschnitte 138 a und 138 d sich jeweils über einen Winkel von 30° erstrecken und zueinander spiegelbildliche Lage haben. Die Unterbrechung bzw. der Ausschnitt 138 b erstreckt sich über einen Winkel von etwa 75°, während die Unter brechung bzw. der Ausschnitt 138 c über einen Winkel von etwa 68° verläuft.Particularly clearly apparent from the Fig. 5 and 6 in that the individual interruptions or cut-outs 138 a, 138 b, 138 c and 138 d have different shape from each other and different in the longitudinal direction of the respective screw flights 115, 116 117 and 118 also Angle ranges he stretch. It can be seen that the interruptions or cutouts 138 a and 138 d each extend over an angle of 30 ° and have a mirror-image position to one another. The interruption or section 138 b extends over an angle of approximately 75 °, while the interruption or section 138 c extends over an angle of approximately 68 °.

Die Umrißform für die einzelnen Unterbrechungen bzw. Ausschnit te 138 a, 138 b, 138 c und 138 d ist maßgebend für den Masseaus tausch der Kunststoffschmelze, welcher während der schrauben artigen Transportbewegung der Kunststoffschmelze zwischen den Schmelzesträngen stattfinden soll, die gemäß den Fig. 3b und 4b einerseits in den Schneckengängen 111 und 112 und andererseits in den Schneckengängen 113 und 114 transportiert werden. Gemäß den Fig. 3d und 4d gilt dies hingegen für den Masseaustausch der Kunststoffschmelze zwischen den Schmelze strängen, die einerseits in den Schneckengängen 112 und 113 sowie andererseits in den Schneckengängen 114 und 111 trans portiert werden.The outline shape for the individual interruptions or cutouts te 138 a , 138 b , 138 c and 138 d is decisive for the mass exchange of the plastic melt, which is to take place during the screw-like transport movement of the plastic melt between the melt strands, which according to FIG. 3b and 4b are transported on the one hand in the worm threads 111 and 112 and on the other hand in the worm threads 113 and 114 . According to FIGS. 3d and 4d, on the other hand, this applies to the mass exchange of the plastic melt between the melt strands, which are transported on the one hand in the screw flights 112 and 113 and on the other hand in the screw flights 114 and 111 .

Wenn man die Darstellungen der Fig. 5 und 6 mit den Schau bildern A bis E der Fig. 2 in Beziehung setzt und bspw. in Verbindung mit den Schneckengängen 111 und 112 betrachtet, dann herrscht am rechten Ende der Fig. 5 der gleiche Zustand wie auf der linken Seite des Schaubildes A der Fig. 2. Am rechten Ende der Fig. 6 liegt der gleiche Zustand an wie im rechten Teil des Schaubildes A der Fig. 2. Da sich z. B. im Schneckensteg 116 zwischen den beiden Schneckengängen 111 und 112 die Unterbrechung bzw. der Ausschnitt 138 a befindet, wird durch diese bzw. diesen die Teilmenge T 2 aus dem im Schneckengang 111 befindlichen Schmelzestrang in den im Schneckengang 112 befindlichen Schmelzestrang übergeführt. Dieser Vorgang findet über einen Winkelbereich von 30° hin weg statt, innerhalb welchem in den Schneckengängen 111 und 112 die Mantelflächenabschnitte 130 a und 134 a einander be nachbart sind. Während dann der Schmelzestrang innerhalb des Schneckenganges 111 gemäß Schaubild B der Fig. 2 nur noch die Teilmenge T 1 umfaßt, wurde der Schmelzestrang im Schnec kengang 112 um die Teilmenge T 2 in seinem Volumen vergrößert, wobei er gemäß Schaubild B der Fig. 2 die Teilmengen T 2, T 4 und T 3 umfaßt.If one compares the representations of FIGS. 5 and 6 with the display images A to E of FIG. 2 and, for example, in connection with the worm gear 111 and 112 , then the same state as at the right end of FIG on the left side of diagram A of FIG. 2. At the right end of FIG. 6, the same state is present as in the right part of diagram A of FIG . B. in the worm shaft 116 between the two worm threads 111 and 112, the interruption or the cutout 138 a is, the partial amount T 2 is transferred from the melt strand located in the worm thread 111 into the melt strand located in the worm thread 112 . This process takes place over an angular range of 30 ° away, within which the lateral surface sections 130 a and 134 a are adjacent to each other in the screw flights 111 and 112 . While the melt strand within the worm gear 111 according to diagram B of FIG. 2 now only comprises the partial amount T 1 , the melt strand in the worm gear 112 was increased in volume by the partial amount T 2 , whereby according to diagram B of FIG Includes subsets T 2 , T 4 and T 3 .

Die im Schneckengang 111 verbliebene Teilmenge T 1 des Schmel zestrangs wird in Steigungsrichtung über einen Winkel von 60° ohne weitere Beeinflussung transportiert. Hingegen findet ein gemeinsamer Transport der Teilmengen T 2, T 4 und T 3 im Schmelzestrang des Schneckenganges 112 ohne Beeinflus sung nur über einen Winkel von 30° in Steigungsrichtung statt. Anschließend werden hingegen aus dem Schmelzestrang des Schneckenganges 112 die beiden Teilmengen T 4 und T 3 mit Hilfe der Unterbrechung bzw. dem Ausschnitt 138 b in den Schneckengang 111 übergeführt, so daß dann im Schnecken gang 112 nur noch die Teilmenge T 2 verbleibt. Bei der Über führung der Teilmengen T 4 und T 3 in den Schneckengang 111 werden diese in sich gedreht, so daß entsprechend dem Schaubild C der Fig. 2 die Teilmengen T 3 und T 4 oberhalb der Teilmenge T 1 zu liegen kommen, während im Schneckengang 112 nur noch die Teilmenge T 2 weitertransportiert wird.The portion T 1 of the melt strand that remains in the worm gear 111 is transported in the upward direction over an angle of 60 ° without further influence. In contrast, a common transport of the subsets T 2 , T 4 and T 3 takes place in the melt strand of the worm gear 112 without influencing only over an angle of 30 ° in the direction of the slope. Subsequently, however, the two subsets T 4 and T 3 are transferred from the melt strand of the worm gear 112 with the help of the interruption or the cutout 138 b into the worm gear 111 , so that then only the subset T 2 remains in the worm gear 112 . In the implementation of the subsets T 4 and T 3 in the worm gear 111 , these are rotated so that, according to the diagram C in FIG. 2, the subsets T 3 and T 4 come to lie above the subset T 1 while in the worm gear 112 only the subset T 2 is transported on.

Wenn nun der Schmelzestrang im Schneckengang 111 die Unter brechung bzw. den Ausschnitt 138 c erreicht, werden aus diesem Schmelzestrang gemäß dem Schaubild D der Fig. 2 die Teil mengen T 1 und T 2 in den Schmelzestrang des Schneckenganges 112 übergeführt, der dort nur aus der Teilmenge T 2 besteht und zuvor auch in sich gedreht wurde. Auch beim Übertritt der Schmelzestränge T 1 und T 4 durch die Unterbrechung bzw. den Ausschnitt 138 c findet eine Drehung derselben statt, so daß die Teilmengen T 1 und T 4 über der Teilmenge T 2 zu liegen kommen. Im Schmelzestrang des Schneckenganges 111 befindet sich somit gemäß Schaubild D der Fig. 2 nur noch die Teilmenge T 3, während der Schmelzestrang im Schneckengang 112 nunmehr die drei Teilmengen T 1, T 4 und T 2 umfaßt.If now the melt strand in the worm gear 111 reaches the interruption or the cutout 138 c , the partial quantities T 1 and T 2 are transferred from this melt strand according to the diagram D in FIG. 2 into the melt strand of the worm gear 112 , which only there the subset T 2 exists and was previously rotated in itself. When the melt strands T 1 and T 4 pass through the interruption or the cutout 138 c , the same is rotated so that the subsets T 1 and T 4 come to lie above the subset T 2 . In the melt strand of the worm thread 111 there is only the partial amount T 3 according to diagram D in FIG. 2, while the melt strand in the worm thread 112 now comprises the three partial quantities T 1 , T 4 and T 2 .

Gelangt schließlich der Schmelzestrang im Schneckengang 112 in den Bereich der Unterbrechung bzw. des Ausschnitts 138 d, dann wird aus ihm die Teilmenge T 2 abgezweigt und in den Schneckengang 111 zurückgeführt, der zuvor nur die Teilmenge T 3 umfaßt hat. Dabei findet nicht nur eine Drehung der Teil menge T 2 statt, sondern es wird zugleich auch eine Drehung der Teilmengen T 1 und T 4 bewirkt, so daß sich am Ende der Schneckensteigung die Situation gemäß Schaubild E der Fig. 2 ergibt, wonach also der Schmelzestrang im Schneckengang 111 die Teilmengen T 2 und T 3 der Schmelzestrang im Schnec kengang 112 die Teilmengen T 4 und T 1 umfaßt.Finally, if the melt strand in the worm thread 112 reaches the area of the interruption or the cutout 138 d , the partial quantity T 2 is branched off from it and returned to the worm thread 111 , which previously only comprised the partial quantity T 3 . Not only does a rotation of the partial quantity T 2 take place, but at the same time a rotation of the partial quantities T 1 and T 4 is effected, so that at the end of the screw pitch, the situation according to diagram E of FIG. 2 results, so that the Melt strand in the worm gear 111, the subsets T 2 and T 3 of the melt strand in the worm gear 112, the subsets T 4 and T 1 .

Durch diesen erzwungenen Trans portablauf der Kunststoffschmelze innerhalb der Schmelze stränge wird eine optimale Kühlung der Schmelze erreicht, weil sämtliche Schmelzeschichten zu irgendeinem Zeit punkt mit dem Innenumfang des Schneckenzylinders 107 in Kon taktberührung kommen und folglich der Wirkung der ihn umgebenden Kühlvorrichtungen 108 ausgesetzt sind.Due to this forced transport process of the plastic melt within the melt strands, optimal cooling of the melt is achieved because all the melt layers come into contact with the inner circumference of the screw cylinder 107 at any time and are consequently exposed to the effect of the cooling devices 108 surrounding it.

Optimiert wird diese Kühlwirkung auch dadurch, daß innerhalb des in den Fig. 3d und 4d gezeigten Längenabschnitts 120 der Extruderschnecke 109 ein den Schaubildern A bis E der Fig. 2 entsprechender Verfahrensablauf zwischen denjenigen Schmel zesträngen stattfindet, die einerseits in den Schneckengängen 112 und 113 und andererseits in den Schneckengängen 114 und 111 gefördert werden.This cooling effect is also optimized by the fact that within the length section 120 of the extruder screw 109 shown in FIGS . 3d and 4d, a process sequence corresponding to the graphs A to E of FIG. 2 takes place between those melt strands which, on the one hand, in the screw flights 112 and 113 and on the other hand, are conveyed in the screw flights 114 and 111 .

Die Durchlaßquerschnitte der Unterbrechungen bzw. Ausschnit te 138 a, 138 b, 138 c und 138 d in den Schneckenstegen 116 und 118 bzw. 115 und 117 sind jeweils so aufeinander abgestimmt, daß ein leichtes Übertreten der Schmelze-Teilmengen vom einen in den anderen Schneckengang sowie auch wieder umgekehrt ge währleistet ist. Der jeweilige Öffnungsquerschnitt ist also immer mindestens so groß wie die Querschnittsabnahme in demjenigen Schneckengang, aus welchem die betreffende Schmel ze-Teilmenge bzw. -Teilmengen abgeführt wird bzw. werden.The passage cross-sections of the interruptions or cutouts te 138 a , 138 b , 138 c and 138 d in the screw flights 116 and 118 or 115 and 117 are each matched to one another in such a way that a slight passage of the melt portions from one into the other screw flight and also vice versa is guaranteed. The respective opening cross-section is therefore always at least as large as the decrease in cross-section in the worm gear from which the relevant partial or partial quantities of melt are or are removed.

Da jedem der beiden in den Fig. 3b und 3d dargestellten Längenteilstücke 120 der Extruderschnecke 109 die in den Fig. 3a, 3c und 3e gezeigten Längenabschnitte vor und/oder nachgeordnet sind, wird das erzielbare Homogenisierungs- und/oder Kühlergebnis noch weiter verbessert, weil dort in den Schneckenstegen 115, 116, 117 und 118 die Durch brüche 121, 122, 123 und 124 vorhanden sind, die Versetzt lage gegeneinander haben. Durch das Vorhandensein der Durchbrüche 121, 122, 123 und 124 wird ein Druckausgleich zwischen allen vier Schneckengängen 111, 112, 113 und 114 gewährleistet und damit eine gleich mäßige Schmelzeförderung in allen Schneckengängen sicherge stellt.Since each of the two length sections 120 of the extruder screw 109 shown in FIGS . 3b and 3d are preceded and / or followed by the length sections shown in FIGS . 3a, 3c and 3e, the achievable homogenization and / or cooling result is further improved because there in the screw flights 115 , 116 , 117 and 118 the breakthroughs 121 , 122 , 123 and 124 are present, which are offset from each other. The presence of the breakthroughs 121 , 122 , 123 and 124 ensures pressure equalization between all four screw flights 111 , 112 , 113 and 114 and thus ensures even melt conveyance in all screw flights.

Zur Begünstigung des Schmelzeflusses durch die Unterbrechun gen, Ausschnitte und Durchbrüche ist es wichtig, daß deren Begrenzungskanten zumindest gut abgerundet werden, vorzugs weise jedoch Leitflächen bilden, die sich in Richtung des gewünschten Schmelzeflusses erstrecken.To favor the melt flow through the interruption cutouts and breakthroughs, it is important that their Boundary edges are at least well rounded, preferably wise, however, form guiding surfaces which are directed towards the desired melt flow.

Wie sich die Schmelze der Schmelzestränge bei Drehung der Extruderschnecke 9 innerhalb der einzelnen Schneckengänge 11 und 12 mit Wendelströmung verlagert, ist anschaulich in Fig. 7 der Zeichnung dargestellt. Dabei ist zu sehen, daß innerhalb der einzelnen Schneckengänge 11 bzw. 12 in Rich tung der Schneckensteigung eine schraubenartige Transport bewegung der Schmelze stattfindet, die quer zum Schnecken gang gerichtete Bewegungskomponenten hat, die jeweils in der kernnahen und der zylindernahen Querschnittszone zueinander entgegengesetzte Bewegungsrichtungen haben.How the melt of the melt strands shifts with the spiral flow when the extruder screw 9 rotates within the individual screw flights 11 and 12 is illustrated in FIG. 7 of the drawing. It can be seen that within the individual screw flights 11 and 12 in Rich direction of the screw pitch, a screw-like transport movement of the melt takes place, which has transverse movement components to the screw movement components, each having opposite directions of movement in the cross-sectional zone near the core and near the cylinder.

In Fig. 8 der Zeichnung sind schematisch vereinfacht sogenannte Isothermen dargestellt. Dabei ist erkennbar, daß normalerweise im Kernbereich K jedes Schmelzestranges praktisch keine Wendelquerströmung zustandekommt und demzufolge die dort lagernden Schmelzeschichten auch auf der hohen Temperatur T _max. verbleiben, während die an der Wendel strömung teilnehmenden Schmelzeschichten ständig in Richtung auf die Temperatur T _min. gekühlt werden.In Fig. 8 of the drawing so-called isotherms are shown schematically simplified. It can be seen that normally no spiral transverse flow occurs in the core region K of each melt strand and consequently the melt layers stored there also at the high temperature T _max. remain while the melt layers participating in the spiral flow constantly in the direction of the temperature T _min. be cooled.

Claims

1. Method for homogenizing and cooling a plastic melt, in particular a plastic melt fumigated with a blowing agent, in a screw extruder having a screw rotating in a screw cylinder with cooling surfaces, in which process

a) screwing the plastic melt in a gaseous melt stream with a substantially constant width following the course of the screw webs and moving in a helical motion (spiral flow) along the cooling surfaces to the extruder outlet,
b) the melt flow between sections of constant normal cross-sectional height has at least one transverse movement section extending at least over the area of a full screw pitch, in the mutually opposing areas of which follow one another several times in alternation, such that plastic melt in addition to the screw transport movement and Spiral flow moved back and forth several times in succession,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

c) that the transport of the melt stream over the entire transport length constantly in pairs of melt strands of the same width with the spiral flow in each of the strands he follows,
d) that the multiple successive back and forth movement of a Melt subset in each transverse movement section from the one in the other neighboring strand of a pair of strands below reducing the height of one strand and increasing the strand height of the other strand and each subsequent from the other into the one strand of the pair with a corresponding reverse change in the Strand heights of neighboring strands going on and
e) that the reciprocating melt subsets each have a layer shape have and are guided along the cooling surfaces.

2. The method according to claim 1, characterized, that the larger strand height is that 1.5 times and the smaller strand height 0.5 times the normal strand height is.

3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the melt strands (z. B. 17 and 18 ; Fig. 2) between successive changes in strand height are temporarily transported each Weil with constant strand height ( Fig. 5 and 6).

4. extruder for melting, homogenizing and cooling a plastic melt to carry out the method according to any one of claims 1 to 3, with

a) a screw cylinder with a cylindrical inner wall and an extruder screw that can be driven in rotation in a cooling / heating device,
b) a number in pairs by screw flights which are delimited helically around the screw core and are separated from one another by screw flights of the same overall length, the same pitch angle and the same flight width,

characterized in that

c) the extruder screw ( 109 ) has a special section ( 120 ) at least between two longitudinal sections ( a and c or c and e) with a constant normal flight depth ( 129 ; FIGS. 5 and 6),
d) the worm threads ( 111, 113 or 112, 114 ) of the special section ( 120 ) - starting from and ending in the worm threads ( 111, 113 or 112, 114 ) with normal depth ( 129 ) - alternating circumferential areas ( 130 b , d , f ; 134 b, d, f) with the same degree of greater and smaller passage depth than the normal passage depth ( 129 ) and transitions ( 130 a , c, e, g; 134 a, c, e, g ) between the worm gears with normal depth of flight ( 129 ) and the circumferential ranges of different flight depths ( 130 b, d, f; 134 b, d, f) and between the circumferential areas of different flight depths.
e) the peripheral areas of different flight depths ( 130 b, d, f) in the one worm gear ( 111 or 113 ) of a worm gear pair ( 111, 112 or 113, 114 ) offset to the peripheral areas of different flight depths ( 134 b, d , f) are provided in the other worm thread ( 112 or 114 ) in such a way that the peripheral regions ( 130 b, f) of the one worm thread ( 111 or 113 ) essentially lie next to the peripheral regions of greater thread depth ( 134 b, f) of the other worm gear ( 112 or 114 ) are reversed, while the transitions ( 130 a, c, e, g and 134 a, c, e, g) of both worm threads ( 111 and 112 or 113 and 114 ) of a worm gear -Pairs ( 111, 112 and 113, 114 ) are essentially next to each other, and
f) each worm shaft ( 111 and 112 or 113, 114 ) of a worm gear pair ( 111, 112 or 113, 114 ) separating the worm shaft ( 116 or 118 ) where the transitions ( 130 a, c, e , g or 134 a, c, e, g) be found, interruptions ( 138 a, b, c, d) , which along the transfer of the plastic melt displaced each time the transition to the lower passage depth ( 131, 133 or 136 ) the inner wall of the screw cylinder ( 106 ) in the adjacent screw flight ( 111 or 112 or 113, 114 ) of the screw flight pair ( 111, 112 or 113, 114 ) serve.

5. Extruder according to claim 4, characterized in that the greater depth ( 132 or 135, 137 ) is 1.5 times and the smaller depth ( 131, 133 or 136 ) is 0.5 times the normal depth ( 129 ).

6. Extruder according to one of claims 4 and 5, characterized in that the transitions ( 130 a, e, g or 134 a, c, e, g) each extend over an angular range of approximately 30 ° or of approximately 60 ° that the peripheral areas ( 130 d) with a larger pitch ( 132 ) and the peripheral areas ( 130 b and 130 f) with a smaller pitch ( 131 and 133 ) are in a worm gear ( 111 and 113 ) over an angular range of 60 ° and the peripheral areas ( 134 b , 134 f) with a greater flight depth ( 135, 137 ) and the peripheral areas ( 134 d) with a smaller flight depth ( 136 ) in the other worm gear ( 112 or 114 ) of the respective gear pair ( 111, 112 or 113, 114 ) extend over an angular range of minimum 30 ° and maximum 90 °.

7. Extruder according to claim 6, characterized in that the ratio of the angular ranges of the peripheral areas ( 134 b and 134 f) with a greater pitch ( 135 and 137 ) to those of the peripheral areas ( 134 d) with a smaller pitch ( 136 ) in the one worm gear ( 112 or 114 ) is between 0.33 and 1, preferably different between 0.5 and 0.33, while the ratio of the angular ranges of the circumferential areas with greater pitch ( 135, 134 b ; 132, 127; 137, 134 f) to those of the respectively laterally adjacent circumferential areas ( 130 b ; 128; 130 f) with a smaller flight depth ( 131, 136; 133 ) of the other screw flight ( 111 or 113 ) at successive 0.5, 0.66 and 0, 75 lies.

8. Extruder according to one of claims 4 to 7, characterized in that the extruder screw ( 109 ) has two special sections ( 120 ) which are connected to one another by a length section ( c) with a constant normal pitch ( Fig. 3).

9. Extruder according to claim 8, characterized in that the length section ( c) between two special sections ( 120 ) has a length of at least ten screw pitches.

10. Extruder according to one of claims 8 and 9, with a four-screw extruder screw, wherein in the first special section ( 120 ), the first screw flight ( 111 ) with the second screw flight ( 112 ) and the third screw flight ( 113 ) with the fourth screw flight ( 114 ) each form a pair of threads, characterized in that in the second special section the second worm thread ( 112 ) with the third worm thread ( 113 ) and the fourth worm thread ( 114 ) with the first worm thread ( 111 ) each form a pair of threads (FIGS . 3d and 4d).

11. Extruder according to one of claims 8 and 9, with an extruder screw designed as a six-flight screw, wherein in the first special section the first screw flight with the second screw flight, the third screw flight with the fourth screw flight and the fifth screw flight with the sixth screw flight each form a pair of flights, characterized in that in the second special section ( 12 c) the second worm gear with the third worm gear, the fourth worm gear with the fifth worm gear and the sixth worm gear with the first worm gear each form a pair of threads.

12. Extruder according to one of claims 4 to 11, characterized in that each of the screw webs ( 115, 116, 117, 118 ) is evenly distributed, namely twice on a web turn, with interruptions ( 121, 122, 123, 124 ) .