JP2016522108A - 多軸スクリュー式機械用のスクリューエレメント - Google Patents
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Abstract
Description
によって平面内に形成され、他方のスクリューエレメントの被生成断面プロファイルが、以下の関係(1)に従って曲線
から形成される:
−曲線
は、各点でスクリューエレメント間の中心線距離a以下である曲率半径ρを有し、
−連続微分可能部分内の曲線
の各点に対し、長さ1を有する正規化された法線ベクトル
が存在し、それぞれの点でのベクトルは曲線
の接線に垂直であり、湾曲の中心点の方向にある点は曲線
のそれぞれの点に属し、
−
は、生成プロファイルの回転点から断面内の被生成プロファイルの回転点の方向に導く、長さaを有するベクトルである。
は、単一の数学関数によって部分的に記述することができる。例として挙げることができる関数は、例えば、円関数または楕円関数、放物線関数または双曲線関数のような、当業者に既知のものである。例えば、次の形式の関数で表現することも可能である:
は関数の制御点の座標を表し、
はその重みを表している。
を、さまざまな数学関数によって部分的に記述することができ、部分ベースの関数は、好ましくは、前の段落で述べた関数に対応している。数学関数による部分ベースの記述の特殊な場合が、円の弧を使用して記述することによって表現される。すなわち、円弧によって、一部または全体の曲線
と、結果としての一方のスクリューエレメントの一部または生成断面プロファイルを記述することが可能である。上記の関係(1)によると、具体的に
と、結果としての他方のスクリューエレメントの被生成断面プロファイルもまた、円の弧で構成されている。
は、少なくとも部分的に、連続微分可能でなければならない。部分的に画定された曲線
の部分の境界では、個々の部分が、結果として連続微分の方法で互いに合流する必要はない。曲線の2つの部分がキンク点で互いに交わる場合は、接線ベクトルと法線ベクトルは、キンク点やキンク位置に対して画定されない。したがって、上記の関係(1)は、一方のスクリューエレメントのプロファイルのキンク位置に対して、他方のスクリューエレメントの曲線
の対応する部分を与えない。
のプロファイル部分が半径aを有する円の弧である場合、曲線
の対応するプロファイル部分が「キンク」であることが、同様に逆に適用される。
によって回転軸に垂直な平面E内に形成され、他方のスクリューエレメントの(被生成)断面プロファイルが、以下の関係(1)に従って曲線
から形成される:
−曲線
は、各点でスクリューエレメント間の中心線距離a以下である曲率半径ρを有し、
−連続微分可能部分内の曲線
の各点に対し、長さ1を有する正規化された法線ベクトル
が存在し、それぞれの点でのベクトルは曲線
の接線に垂直であり、湾曲の中心点の方向にある点は曲線
のそれぞれの点に属し、
−
は、平面Eを有する生成プロファイルの回転軸の交点から平面Eを有する被生成プロファイルの回転軸の交点の方向に導く、長さaを有するベクトルである。
上の点に基づいて実証することができる。プロファイル曲線
は、スクリューエレメントの回転軸に垂直な平面内に生成される。回転軸は、互いから距離aの位置にある。ベクトルaは、回転軸の一方から他方への方向に長さaと点を有する。一方の(生成)プロファイルのプロファイル曲線
の各点から、他方の(被生成)プロファイルの対応する曲線
上の点を生成することができる。対応する曲線
上の点は、曲線
の点で曲線に接線
を置き、この接線に対して正規化された法線ベクトル
を形成し、係数aによってそれを拡張し(すなわち、
)、最後にこのベクトル
にベクトル
を加えることによって得られる。
・被生成スクリュープロファイルの円弧の数n’が、生成スクリュープロファイルの円弧の数nに等しい。
・被生成スクリュープロファイルの外半径ra’が、中心線距離aと生成スクリュープロファイルのコア半径riとの差に等しい(ra’=a−ri)。
・被生成スクリュープロファイルのコア半径ri’が、中心線距離aと生成スクリュープロファイルの外半径raとの差に等しい(ri’=a−ra)。
・被生成スクリュープロファイルのj’番目の円弧の角度αj’が、生成スクリュープロファイルのj番目の円弧の角度αjに等しく、ここで、jおよびj’は、1から円弧の数nまたはn’の範囲内のすべての値を含む整数である。
・被生成スクリュープロファイルのj’番目の円弧の半径rj’と、生成スクリュープロファイルのj番目の円弧の半径rjとの和が中心線距離aに等しく、ここで、jおよびj’は、1から円弧の数nまたはn’の範囲内のすべての値を含む整数である。
・被生成スクリュープロファイルのj’番目の円弧の中心点が、生成スクリュープロファイルのj番目の円弧の中心点から離れており、その距離は中心線距離aに等しく、被生成スクリュープロファイルのj’番目の円弧の中心点が、被生成スクリュープロファイルの回転点C’から離れており、その距離は、生成スクリュープロファイルの回転点Cから生成スクリュープロファイルのj番目の円弧の中心点までの距離に等しく、被生成スクリュープロファイルのj’番目の円弧の中心点と生成スクリュープロファイルのj番目の円弧の中心点との間の接合線が、被生成スクリュープロファイルの回転点と生成スクリュープロファイルの回転点との間の接合線に平行な線であり、ここで、jおよびj’は、1から円弧の数nまたはn’の範囲内のすべての値を含む整数である。
・被生成スクリュープロファイルのj’番目の円弧の始点が、被生成スクリュープロファイルのj’番目の円弧の中心点に対する方向に位置し、この方向は、生成スクリュープロファイルのj番目の円弧の始点が生成スクリュープロファイルのj番目の円弧の中心点に対する方向と反対であり、ここで、jおよびj’は、1から円弧の数nまたはn’の範囲内のすべての値を含む整数である。
Claims (15)
- 対になって同一方向に回転するスクリュー軸(W,W’)を有する多軸スクリュー機械のためのスクリューエレメント(10,10’)であって、前記スクリューエレメントが、対になって完全にワイピングし、前記スクリュー軸が、2つ以上のスクリューフライトを有する前記スクリューエレメントから構成され、スクリュープロファイル(11,11’)をそれぞれのプロファイル曲線によって断面全体にわたって表すことが可能であるスクリューエレメント(10,10’)において、前記各プロファイル曲線(11,11’)が、前記プロファイル曲線に沿ってその外半径(RA,RA’)内に位置するキンク位置(K,K’)を有し、前記プロファイルの前記外半径に対する前記スクリュープロファイルの曲率半径の比率は、0.05〜0.95であることを特徴とする、スクリューエレメント(10,10’)。
- 連続し、閉じている、凸状の曲線である前記各プロファイル曲線が、前記少なくとも1つのキンク位置(K,K’)を除いてさらに連続微分可能である、請求項1に記載のスクリューエレメント(10,10’)。
- 前記一方のスクリューエレメント(10)の前記プロファイル(11)が、曲線
によって形成され、前記他方のスクリューエレメント(10’)の前記プロファイル(11’)が、以下の関係(1)に従って曲線
から形成され:
前記曲線
が、各点で、前記スクリューエレメント(10,10’)間の中心線距離a以下である曲率半径ρを有し、
連続微分可能部分内の前記曲線
の各点に対し、長さ1を有する正規化された法線ベクトル
が存在し、前記それぞれの点での前記ベクトルは前記曲線
の接線に垂直であり、湾曲の中心点の方向にある点が前記曲線
の前記それぞれの点に属し、
は、前記生成プロファイル(11)の回転点(C)から前記被生成プロファイル(11’)の回転点(C’)の方向に導く、長さaを有するベクトルである、
請求項2に記載のスクリューエレメント(10,10’)。 - 前記各スクリュープロファイルまたは前記各プロファイル曲線(11,11’)が円の複数の円弧(1〜5)から構成され、前記それぞれの円弧(1〜5)が、前記少なくとも1つのキンク位置(K,K’)で互いに90°〜180°、好ましくは140°〜180°の角度(θ)を成している、請求項1〜3のいずれか一項に記載のスクリューエレメント(10,10’)。
- 前記各スクリュープロファイルまたは前記各プロファイル曲線(11,11’)が、ミラーリングする点または軸線によって相互に移動させることができるプロファイル部分に分割されることが可能である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のスクリューエレメント(10,10’)。
- 前記各プロファイル部分が円の複数の円弧(1〜5)から構成され、前記プロファイル部分のうちの1つを形成する前記円弧(1〜5)の数が、好ましくは2〜8の範囲であり、特に好ましくは3〜6の範囲である、請求項5に記載のスクリューエレメント(10,10’)。
- 前記プロファイル部分のうちの1つが、前記プロファイル(11,11’)の外半径(RA,RA’)に位置する点(PA,PA’)と、前記プロファイル(11,11’)のコア半径(RI,RI’)に位置する点(PI,PI’)との間に延びるとともに、前記少なくとも1つのキンク位置(K,K’)を含む、請求項5または6に記載のスクリューエレメント(10,10’)。
- 前記各プロファイル部分が、2つのキンク位置(K,K’)間に連続微分可能曲線を含む、請求項5または6に記載のスクリューエレメント(10,10’)。
- 前記プロファイルの前記外半径に対する前記スクリュープロファイルの曲率半径の比率が、好ましくはバレルをクリーニングする点PAにおいて、0.2〜0.8、好ましくは0.3〜0.7、特に好ましくは0.35〜0.65である、請求項1〜10のいずれか一項に記載のスクリューエレメント(10,10’)。
- 対になって同一方向に回転するスクリュー軸を有する多軸スクリュー機械のためのスクリューエレメント(10,10’)を製造するための方法であって、前記スクリューエレメントが、対になって完全にワイピングし、前記スクリュー軸が、2つ以上のスクリューフライトを有する前記スクリューエレメントから構成され、前記スクリュープロファイル(11,11’)を作製するために、プロファイル曲線が回転軸(C,C’)に垂直な平面内に形成され、前記プロファイル曲線が少なくとも1つのキンク位置(K,K’)または前記曲線に沿った傾斜部の不連続な位置を有し、前記キンク位置(K,K’)が前記プロファイル曲線の外半径(RA,RA’)内に位置している、方法。
- 対になって同一方向に回転するスクリュー軸を有する多軸スクリュー機械のためのスクリューエレメント(10,10’)を製造するための方法であって、前記スクリューエレメントが、対になって完全にワイピングし、前記スクリュー軸が、2つ以上のスクリューフライトを有する前記スクリューエレメントから構成される、スクリューエレメント(10,10’)を製造するための方法において、前記スクリュープロファイル(11,11’)を作製するための第1段階で、プロファイル曲線が回転軸(C,C’)に垂直な平面内に形成され、前記プロファイル曲線が少なくとも1つのキンク位置(K,K’)または前記曲線に沿った傾斜部の不連続な位置を有し、前記キンク位置(K,K’)が前記プロファイル曲線の外半径(RA,RA’)内に位置し、第2段階で、クリアランスが導入されることを特徴とする、方法。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の、または請求項10もしくは11に記載の方法で製造されたスクリューエレメント(10,10’)の、スクリュー機械における使用。
- 全周にわたって一定のギャップを伴い対になってクリーニングする前記スクリューエレメント(10,10’)、または前記全周にわたって一定ではないギャップを伴い対になってクリーニングする前記スクリューエレメント(10,10’)の、請求項12に記載の使用。
- 対になって同一方向に回転するスクリュー軸(W,W’)を有する、特に押出機におけるスクリュー機械であって、前記スクリュー軸が、請求項1〜9のいずれか一項に記載の、または請求項10もしくは11に記載の方法で製造されたスクリューエレメント(10,10’)を有する、スクリュー機械。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の、もしくは請求項13または14に記載の方法で製造されたスクリューエレメント、または請求項14に記載のスクリュー機械が使用されることを特徴とする、プラスチック組成物を押出成形するための方法。
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