DE1816440C

DE1816440C - Continuously working, preferably single, multi-thread screw machine for treating, in particular, kneading, mixing and homogenizing plastic masses

Info

Publication number: DE1816440C
Application number: DE19681816440
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing 7140 Lud wigsburg Vohringer Eugen Martin 7120Bietigheim Koch
Original assignee: Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart
Filing date: 1968-12-21
Publication date: 1973-04-12

Description

• Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende, vorzugsweise einwellige, mehrgängige Schneckenmaschine zur Behandlung — insbesondere zum Kneten, Mischen und Homogenisieren — plastischer Massen mit einem die Schneckenwelle umschließenden Gehäuse und mit in den Schneckengängen angeordneten Querstegen. • The invention relates to a continuously operating, preferably single-shaft, multi-start screw machine for the treatment - especially for kneading, mixing and homogenizing - of plastic masses with a housing surrounding the worm shaft and with transverse webs arranged in the worm threads.

Es ist eine Schneckenmaschine bekannt mit zwei paarweisezusammenwirkenden Schneckenwellen.deren Gewindegänge mit Querstegen versehen sind, so daß in den Gewindegängen einzelne Kammern entstehen. Zwischen diesen aufeinanderfolgenden Kammern verbleibt — bedingt durch diese Querstege — eine gewisse räumliche Verbindung in der Längsrichtung dieser Kammern. Hierdurch soll in besonderem Maße ein Gleichförmigkeitsgrad der erzeugten Mischung herbeigeführt werden. Zwar kann durch solche Querstege es erreicht werden, daß in jedem Gewindegang der Schneckenwelle schichtenartig Material des Materialstromes in die nächstfolgende Kammer übertritt. Die hierbei zusammengeführten Mengen laufen jedoch jeweils nur mehr oder weniger lose nebeneinander her, ohne auch in kleineren Volumenbereichen tatsächlich eine innige Vermischung zu erreichen.A screw machine is known with two screw shafts which cooperate in pairs Threads are provided with transverse webs, so that individual chambers arise in the threads. Between these successive chambers remains - due to these transverse webs - a certain amount spatial connection in the longitudinal direction of these chambers. This is intended to be a special measure Uniformity of the mixture produced can be brought about. It can be done through such crossbars can be achieved that in each thread turn of the worm shaft layered material of the material flow moves into the next chamber. However, the quantities merged here run in each case only more or less loosely side by side, without actually even in smaller volume areas to achieve an intimate blend.

Somit ergibt sich, daß durch die Verwendung von Querstegen allein bei diesen Schneckenmaschincn ein wirklich verbessertes Mischergebnis nicht erwartet werden kann. Dier hat sich in der Praxis auch bestätigt. Insbesondere bei der Verarbeitung von zähplastischenIt follows that the use of crossbars alone in these worm machines really improved mixing results cannot be expected. This has also been confirmed in practice. Especially when processing tough plastic

Massen (hochviskosen Massen) waren in der Tat zufriedenstellende Ergebnisse nicht zu erzielen.Masses (highly viscous masses) could in fact not achieve satisfactory results.

Bei einer bekannten einwelligen Schneckenmaschine sind die Schnecke und das Gehäuse konisch ausgebildet, wobei zur Einstellung des Schneckenspiels die Schnecke im Gehäuse verschiebbar ist. Die Querstege dienen dazu, den Materialstrom zu stauen und das Material beim Durchströmen der Spalte zwischen den Querstegen und der Gehäuseinnenwand auf Grund der auftretenden Reibung zu homogenisieren. Bei dieser bekannten Schneckenmaschine weisen die Querstege die gleiche Höhe auf wie die Schneckejwindungen. Um überhaupt noch einen Materialdurchgang zu ermöglichen, ist das Spiel der Schneckenwindungen gegenüber der Gehäuseinnenwand auf Grund der Konizität des Rotors einsteilbar. Dadurch bildet sich aber wiederum ein Materialring an der Gehäuseinnenwand, uer keinerlei definierten Weg durchläuft. Andererseits wird sich in aen durch Schneckenwindungen und Querstege gebildeten Kammern das Material absetzen und überhaupt nicht gefördert werden. Da somit der konischen Teil der Schnecke keine eigene Förderwirkung hervorruft, ist auch folgerichtig dem konischen Teil der Schnecke eine echte Förderschnecke vorgeschaltet, von der aus das Material durch den mit Querstegen versehenen Teil gedruckt wird.In a known single-shaft screw machine, the screw and the housing are conical formed, the worm being displaceable in the housing to adjust the worm clearance. The crossbars serve to stow the flow of material and the material as it flows through the Gaps between the transverse webs and the inner wall of the housing due to the friction that occurs homogenize. In this known screw machine, the transverse webs have the same height like the snail coils. In order to allow material to pass through at all, that is Play of the screw turns in relation to the inner wall of the housing due to the conicity of the rotor adjustable. This in turn creates a ring of material on the inner wall of the housing, without any defined path. On the other hand, aen is made up of spiral windings and cross webs formed chambers settle the material and are not conveyed at all. Since the The conical part of the screw does not produce its own conveying effect, is also consistent with the conical part Part of the screw is preceded by a real screw conveyor, from which the material is transported through the part provided with crossbars is printed.

Weiterhin ist eine kontinuierlich arbeitende, einwellige, mehrgängige Schneckenmaschine zur Behandlung plastischer Massen mit einem die Schnekkenwelle umschließenden Gehäuse bekannt, wobei die Schneckenstege Einkerbungen aufweisen, um dem Materialstrom ein Überströmen von einem Schneckengang in einen benachbarten Schneckengang zur besseren Durchmischung des Materials zu ermöglichen. Ein nennenswertes Überströmen von einem Schneckengang zum benachbarten Schneckengang durch die Einkerbungen in den Schneckenwindungen ist nur dann möglich, wenn die Schneckengänge nur zum Teil gefüllt sind. Eine solche Teilfüllung ist aber dann nicht möglich, wenn eine solche Schnecke gegen ein Werkzeug arbeitet, von dem aus ein Rückstau und ein damit verbundener Druckaufbau erzeugt wird. Des weiteren tritt in diesen Durchbrechungen keine Scherwirkung auf, sondern es fließt lediglich Material von einem Gang in den benachbarten There is also a continuously operating, single-shaft, multi-start screw machine for treatment plastic masses with a housing surrounding the worm shaft known, wherein the screw flights have notches in order to prevent the material flow from flowing over a Screw thread into an adjacent screw thread for better mixing of the material enable. A significant overflow from one spiral to the adjacent spiral due to the notches in the screw turns is only possible if the screw threads are only partially filled. Such a partial filling is not possible if such a The screw works against a tool, from which a back pressure and an associated pressure build-up is produced. Furthermore, there is no shear effect in these perforations, but rather it Material only flows from one passage to the next

Weiterhin ist ein Torpedokopf mit einer vorgeschalteten eingängigen Förderschnecke bekannt. Der nach Art eines Innenmischers ausgestaltete Torpedokopf ist mit Windungen versehen, die das Material zum Materialauslaß drücken, und weist zusätzlich Windungen auf, die bei einer entsprechenden Drehrichtung dem Material eine entgegen der Förderrichtung gerichtete Bewegungskomponente auferlegen. Bei den Windungen handelt es sich nicht um Schnekkenstege; die Flanken der Windungen weisen vielmehr eine derartig flache Steigung auf, daß das Material auch seitlich über die Flanken weggefördert wird. Diese Windungen üben keine eigene Föderwirkung aus, sondern diese muß von der vorgeschalteten eigentlichen Förderschnecke ausgeübt werden. Das Material wird durch die einzelnen Gänge der Windungen unterschiedlich schnell gefördert, so daß sich ein nicht definiertes Verweilzeitspektrum mit außerordentlich unterschiedlichen Behandlungen der einzelnen Materialteilchen ergibt. Da das Material über die volle Länge der Windungen seitlich hinweggedrückt wird, ist ein gewisses Scherspiel erforderlich, was wiederum zur Folge hat, daß die Gefahr einer Ringbildung an der Gehäuseinnenwand besteht. Furthermore, a torpedo head with an upstream single-flight screw conveyor is known. the designed like an internal mixer torpedo head is provided with windings that the material press to the material outlet, and additionally has turns, which in a corresponding direction of rotation impose a movement component directed against the conveying direction on the material. The turns are not spiral webs; rather, the flanks of the turns point such a flat slope that the material is also conveyed away laterally over the flanks will. These windings do not have their own conveyance effect, but this must come from the upstream actual screw conveyor are exercised. The material is passed through the individual aisles of the Coils promoted at different speeds, so that there is an undefined residence time spectrum with results in extremely different treatments of the individual material particles. Because the material is pushed sideways over the full length of the turns, a certain amount of shear clearance is required, which in turn has the consequence that there is a risk of ring formation on the inner wall of the housing.

Darüber hinaus ist eine kontinuierlich arbeitende, einwellige, eingängige Schneckenmaschine mit einem die Schneckenwelle umschließenden Gehäuse bekannt, bei der, in Förderrichtung gesehen, vor einer Zuführöffnung für gasförmige oder flüssige Zusätze eine Rückströmsicherung in Form eines einzelnen Quersteges im Schneckengang angeordnet ist, wobei dieser Quersteg nicht ganz die Höhe des Außendurchmessers des Schneckensteges aufweist, damit das zu fördernde Material diesen Quersteg noch überwinden kann. Diesem Quersteg kommt die Aufgabe zu, ein Rückströmen der zugeführten Flüssigkeiten oder Gase durch den Schneckengang in Richtung auf die Zuführöffnung zu verhindern.In addition, a continuously operating, single-shaft, single-flight screw machine with a the screw shaft enclosing housing known in which, seen in the conveying direction, in front of a Feed opening for gaseous or liquid additives a non-return valve in the form of a single one Crossbar is arranged in the worm thread, this crossbar not quite the height of the outer diameter of the screw web, so that the material to be conveyed still has this cross web can overcome. This transverse web has the task of preventing the supplied liquids from flowing back or to prevent gases through the screw flight in the direction of the feed opening.

Schließlich ist noch eine kontinuierlich arbeitende, einwellige, zweigängige Schneckenmaschine zur Behandlung plastischer Massen mit einem die Schnekkenwelle" umschließenden Gehäuse bekannt. Bei dieser bekannten Schneckenmaschine soll die Aufgabe gelöst werden, das Material, welches häufig aus mehreren Ausgangskomponenten zusammengesetzt ist, möghJist vollständig zu durchmischen, so daß am Ende der Schnecke eine homogen aufgeschlossene, gleichmäßig plastizierte und durchgehend gleichmäßig temperierte Mischung entsteht, wobei gleichzeitig die gleichmäßig durchmischte Masse kontinuierlich gefördert und dabei hinreichend verdichtet wird, damit der Ausstoß der Masse aus dem Spritzwerkzeug unter gleichmäßigem und angemessenem Druck erfolgt. Hierzu ist außer einem mit konstanter Steigung verlaufenden Schneckengang ein zweiter Schneckengang vorgesehen, der so ausgebildet ist, daß sein Querschnitt in Förderrichtung zunimmt, während der Querschnitt des anderen Schneckenganges in Förderrichtung abnimmt. Der den ersten Schneckengang vom zweiten Schneckengang trennende Schneckensteg kann niedriger als der andere Schneckengang ausgebildet werden, so daß ein erleichterter Übertritt von bereits verflüssigtem oder viskosem Material in den zweiten Schneckengang möglich ist.Finally, there is a continuously operating, single-shaft, two-flight screw machine for treatment plastic masses with a housing "enclosing the worm shaft" this known screw machine, the object is to be achieved, the material, which is often made of is composed of several starting components, it is possible to mix them completely so that at the end of the screw a homogeneously opened, evenly plasticized and continuous Evenly tempered mixture is created, while at the same time the evenly mixed mass is continuously conveyed and compressed sufficiently so that the mass is expelled from the Injection tool takes place under even and appropriate pressure. This is except for one with constant Incline extending worm thread provided a second worm thread, which is designed is that its cross-section increases in the conveying direction, while the cross-section of the other Screw thread decreases in the conveying direction. The first worm gear from the second worm gear separating screw flight can be formed lower than the other screw flight, so that an easier transfer of already liquefied or viscous material into the second screw flight is possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bei den bekannten Schneckenmaschinen auszuschalten. Es soll eine kontinuierlich arbeitende Schncckcnmaschine geschaffen werden, welche ein Kneten, Mischen und Homogenisieren, insbesondere auch von plastischen Massen, und zwar auch in kleineren Volumenbereichen mit besonders gutem Ergebnis gewährleistet. Gegenüber der vorstehend erwähnten bekannten /weiwelligen Schneckenmaschine soll bereits auch bei einer einwelligcn Maschine eine weitaus bessere Qualität des behandelten Gutes erreicht werden. Obwohl ein geringerer maschineller Aufwand vorgesehen ist. soll die erzielte Mengenleistung nicht vermindert werden. Die Erfindung bezweckt im wesentlichen.ein Mischen, Kneten und Homogenisieren des zu behandelnden Gutes nach dem Prinzip einer wiederholten gesteuerten Aufteilung und Wiedervereinigung des Materialstromes mittels einer entsprechend gestalteten Schnecke zu ermöglichen.The invention is based on the object of addressing the disadvantages of the known screw machines turn off. A continuously operating snail machine is to be created which has a Kneading, mixing and homogenizing, especially of plastic masses, even in smaller ones Volume areas with particularly good results guaranteed. Compared to the aforementioned known / twin-screw screw machine is said to already have a large number in a single-screw machine better quality of the treated goods can be achieved. Although less machine effort is provided is. the volume output achieved should not be reduced. The invention aims essentially Mixing, kneading and homogenizing the material to be treated according to the principle of a repeated controlled division and reunification of the material flow by means of an appropriately designed Allow snail.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei Maschinen der erwähnten Art erfindungsgemäß darin, daß in den einzelnen Schneckengängen Querstege einerseits und am Außenumfann der SchneckenwinriunpenThe solution to this problem is in machines of the type mentioned according to the invention that in the individual worm threads cross webs on the one hand and on the outer circumference of the worm winches

Längsstege andererseits vorgesehen sind, deren beider Außenkanten sich in einem Abstand von der Innenwandung des Gehäuses befinden, der größer ist als das Laufspiel der Schneckcnwindungcn gegenüber der Gehäuseinnenwand. Hierbei kommt eine an sich bekannte mehrgängige Schnecke zur Anwendung. Longitudinal webs are provided on the other hand, both of which The outer edges are at a distance from the inner wall of the housing that is greater is the running play of the worm windings with respect to the inner wall of the housing. Here one arrives known multi-flight screw for use.

Der Quersteg in einem Gewindegang bewirkt ein Anstauen des zu behandelnden Gutes mit einer hochwirksamen Scherwirkung, während in Verbindung mit diesem Anstauvorgang der Längssteg die Wirkung herbeiführt, daß ein Teilstrom des zu behandelnden Gutes in den benachbarten Gewindegang übertreten kann. Vor jedem erneuten Aufteilen des Matcrialstromes werden die vorher zusammengeführten Teilslröme gemeinsam einer intensiv scherenden und knetenden Behandlung unterworfen.The transverse web in a thread causes a damming of the material to be treated with a highly effective shear effect, while in connection with this damming process of the longitudinal web brings about the effect that a partial flow of the material to be treated can cross over into the adjacent thread. Before each new division of the material flow the previously merged partial streams undergo an intensive shearing and kneading treatment subject.

Durch dieses ständige, genau gesteuerte Aufteilen und Wiederzusammenführen des Materialstroms wird ein genau definiertes Verweilzeitspektrum für die einzelnen Materialteilchen erzielt, d. h., es gibt klar definierte maximale und minimale Vcrweilzeiten jedes einzelnen Teilchens in der Föderschnecke. Jedes Teilchen wird hierbei der gleichen maximalen Scherbeanspruchung unterworfen. Durch die Kombination von Querstegen und Längsstegen und Mehrgängigkeit der Schnecke ist es möglich, immer abwechselnd ein Scheren und Fördern zu erreichenThrough this constant, precisely controlled division and recombining of the material flow, A precisely defined residence time spectrum for the individual material particles is achieved, d. i.e., there is clear defined maximum and minimum dwell times of each individual particle in the conveyor screw. Each particle is subjected to the same maximum shear stress. By combining of transverse webs and longitudinal webs and multiple turns of the screw it is possible, always alternating to achieve a shear and conveyance

Wie sich gezeigt hat kann mit der erfindungsgemäßen Schneckenmaschine über eine sehr kurze Strecke, nämlich über eine Schneckenlänge vom einbis zweifachen Durchmesser der Schneckenwelle, ein hoher Druck aufgebaut werden. Dies hat zur Folge, daß ein Druckrückstau von einem der Schnecke nachgeschalteten Werkzeug nur über eine kurze Strecke in die Schnecke hinein wirkt. Dies hat aber wiederum zur Folge, daß die Schneckenmaschine auch mit Teilfüllung betrieben werden kann. Ein solcher Betrieb mit Teilfüllung ist aber besonders da sehr wichtig, wo intensive Mischeffekte herbeigeführt werden sollen. Außerdem sei noch darauf verwiesen, daß wegen der möglichen gleichmäßigen Verteilung der Längs- und Querstege über die ganze Schneckenlänge eine große Fläche zum Abführen der bei der Scherbeanspruchung im Material entstehenden Wärme zur Verfügung steht und hierdurch Temperaturspitzen im Material vermieden werden, die z. B. bei Gummi zu einer vorzeitigen Vulkanisierung führen könnten.As has been shown, the screw machine according to the invention can be used for a very short time Distance, namely over a screw length from one to two times the diameter of the screw shaft high pressure can be built up. This has the consequence that a pressure back pressure from one of the screw downstream tool acts only over a short distance into the worm. But this has in turn the consequence that the screw machine can also be operated with partial filling. A Such operation with partial filling is particularly important where intensive mixing effects are brought about should be. In addition, it should be pointed out that because of the possible uniform Distribution of the longitudinal and transverse webs over the entire length of the screw a large area for discharge the heat generated in the material during the shear stress is available and thereby Temperature peaks in the material can be avoided, the z. B. in rubber to premature vulcanization could lead.

Vorzugsweise kann die Anordnung so getroffen werden, daß jeweils ein Quersteg und ein Längssteg einen Winkel mit einem gemeinsamen Scheitelpunkt und die dadurch gegebene Steganordnung Stromaufteilungsknoten bilden.The arrangement can preferably be made in such a way that in each case a transverse web and a longitudinal web an angle with a common vertex and the resulting web arrangement flow distribution node form.

An dem Quersteg eines solchen Stromauftcilungsknotcns erfolgt ein Anstau des Materialstromes, und im unmittelbaren Bereich dieser Stauzone befindet sich der benachbarte Längssteg, so daß zwangsweise an diesem Längssteg des Stromaufteilungsknotens ein Tcilstrom des zu behandelnden Gutes aus dem bisherigen Schnckkengang in den benachbarten Schneckengang übergeht. Gerade durch das wiederholte Zusammentreffen und anschließend das Aufteilen der Teilströme erfolgt eine innige Vermischung auch in kleinsten Volumenbercichcn. At the crosspiece of such a flow division node there is a build-up of the material flow, and the is located in the immediate area of this accumulation zone adjacent longitudinal web, so that inevitably a Tcilstrom at this longitudinal web of the flow division node of the goods to be treated merges from the previous worm thread into the adjacent worm thread. Precisely because of the repeated meeting and then the splitting of the partial flows, one occurs intimate mixing even in the smallest volume areas.

Die Intensivierung des Misch-, Knct- oder Homopenisierungsvorgantts wird noch gesteigert, wenn hierbei in jedem Schneckcngang Stromaiifleilungsknotcn, bestehend aus einem Quer- und einem Längssteg, vorgesehen sind.The intensification of the mixed, knot or homopenization process is further increased if there are stromal distribution nodes in each spiral from a transverse and a longitudinal web, are provided.

Ils hat sich gezeigt, daß auch der Art der Verteilung der Qucrstcge in dcncinzelncn benachbarten Schncckcngängcn in bjzug auf die Lage der Stromaufteihmgsknotcn eine besondere Bedeutung zukommt. Demzufolge kann die Anordnung bevorzugt auch so getroffen werden, daß die Stromaufteilungsknoten benachbarter Schneckcngängc in Förderrichtung der Schnecke vcrsetzt zueinander angeordnet sind und daß das Qucrstcpcnde des einen Stromauftcilungsknotcns mit dem Längsstcganfang des im benachbarten Schneckcngang in Förderrichtung versetzt angeordneten Stromauftcilungsknoters durch ein ununterbrochenes Sch ncckcnwinclungsstück verbunden ist. Hierbei können im Bereich dieses die Stromaufteilungsknoten verbindenden Schneckenwindungsstückes ein oder mehrere zusätzliche Querstege angeordnet sein.Ils has shown that also the type of distribution of the cross-sections in the individual neighboring snail passages in relation to the position of the flow division nodes is of particular importance. Accordingly, the arrangement can preferably also be made in this way that the flow distribution nodes of neighboring screw gears are offset in the conveying direction of the screw are arranged to each other and that the cross section of the one Stromauftcilungsknotcns with the Longitudinal beginning of the flow dividing knot, which is arranged offset in the conveying direction in the adjacent worm gear is connected by an uninterrupted angle bracket. This can be done in the area this screw thread connecting the flow division nodes one or more additional Be arranged transverse webs.

Es empfiehlt sich ferner dafür zu sorgen, daß zwischen jeweils zwei Stromaufteilungsknoten im gleichen Schneckengang ein oder mehrere zusätzliche Qucrstegc angeordnet sind.It is also advisable to ensure that between any two power distribution nodes in the same Worm gear one or more additional transverse webs are arranged.

Es ist einleuchtend, daß das Lrgebnis des Misch-,It is evident that the result of the mixing,

Knot- oder Iloniogenisierungsvorgang.es um so besser ausfallen muß, je mehr Querstege oder Längsstege von dem zu behandelnden Gut überwunden werden müssen.Knot- or Iloniogenisierungsvorgang.es must be the better, the more transverse webs or longitudinal webs have to be overcome by the material to be treated.

Deshalb können bei der Schncckcnmaschine bevorzugt zwischen jeweils zwei Stromauflcilungsknotcn im gleichen Schneckengang zusätzliche Qucrstcge ;mgeordnet sein.Therefore, in the case of the snail machine, preferably between two current distribution nodes in each case additional cross-sections of the same worm thread.

Geht man davon aus, daß das einzelne Masseteilchen in dem Materialstrom durch nacheinander erfolgende Stromaufteilungen und Wiedervereinigungen unterschiedliche Wege in der Schneckenmaschine zurücklegen kann, ist es von besonderem Wert dafür zu sorgen, daß jedes Masseteilchen unabhängig \on dem jeweils zurückgelegten Weg innerhalb der Schneckcnmaschine stets die gleiche Anzahl von Längs- und Querstegen überwinden muß. Alsdann kann auch bei jedem kleinen Volumenanteil eine tatsächlich völlig gleichmäßige Behandlung beim Mischen, Kneten und Homogenisieren erreicht werden.It is assumed that the individual mass particles in the material flow through one after the other current splits and reunions that take place different paths in the screw machine can travel, it is of particular value to make sure that each mass particle is independent \ on the distance covered within the screw machine always the same number of Must overcome longitudinal and transverse webs. Then one can actually also with every small volume fraction completely uniform treatment during mixing, kneading and homogenizing can be achieved.

Es ist zweckmäßig, eine Gesetzmäßigkeit praktisch anzuwenden, die — um eine technisch brauchbare Lehre geben zu können — festlegt, wieviel Gänee jeweils die Schnecke aufweist und in welcher Weise der Übergang von der der mit Stromaufteilungsknoten versehenen Scherzone vorgelagerten Einzugszone aus-.gebildet ist. Diesbezüglich wird in den folgenden Ausführungen die Gangzahl der Schnecke mit n, die Reihenfolge dieser Gänge mit Stromauftwilungsknoten mit AI, A 2, A3 usw. und die Zahl der zusätzlich zur Anwendung kommenden Qucr.->tege mit r bezeichnet. Um den Übergang des Materialstromes über die Lärgs- oder Querstege zu erleichtern, können diese bei allen Ausführungsbcispielen der Schncckenau^bildung in Drehrichtung der Schnecke mit einem flachen Anstieg etwa zwischen 15 bis 30" ausgebildet sein. Auch können die Schneckcnwindungcn vorzugsweise an den Stromaufteilungsknoten geknickt sein. Die Erfindung ist an Hand der nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausföhrungsbcispicle näher erläutert. Cs zeigt:It is expedient to apply a law which - in order to be able to give a technically useful teaching - defines how many geese the screw has in each case and in what way the transition from the feed zone upstream of the shear zone provided with flow division nodes is formed. In this regard, the number of threads of the worm is denoted by n, the sequence of these threads with stream expansion nodes by AI, A 2, A3, etc. and the number of cross-threads that are additionally used with r. In order to facilitate the transition of the material flow over the noise or transverse webs, these can be designed with a flat rise between about 15 to 30 "in the direction of rotation of the screw in all exemplary embodiments of the screw formation The invention is explained in more detail with reference to the embodiments described below and shown in the drawing. Cs shows:

F i g. 1 einen Teil einer Schnecke in räumlicher Darstellung,F i g. 1 a part of a snail in a spatial representation,

I i g. 2 eine Ausbildungsmögliehkcit der Qucrstegc, I-' i g. 3 teilweise eine Schnecke mit abgewickeltem Mantel.I i g. 2 a training opportunity for cross-bars, I- 'i g. 3 partially a snail with unwound Coat.

30753075

F i g. 4 -- ebenΓ;ιIls (eilwcise cine Schncckciiniantclabwieklung mil einer Ausbildung gemäß einer abgewandelten Variante,F i g. 4 - evenΓ; ιIls (eilwcise cine Schncckciiniantclabwieklung with training according to a modified variant,

F i g. 5 und 6 Abwicklungen jeweils mil wiederum abgeänderten Varianten uno Weiterbildungen.F i g. 5 and 6 transactions each mil again modified variants uno developments.

Bei dem Ausführungi.busplcl nach I·" i g. I handelt es sieh um eine cinwcllige Schnecke einer Schncckenmaschine, die die vier Schneckcngiinge I. II, ill und IV aufweist. Diese Schneekciigänge werden getrennt durch die Selincckcnwindiiiijren 2. In den Sehneekungängen I bis IV sind Querslcgc3 und 3« vorgesehen. In die Schneekcnwindungen 2 sind Länesstege la eingearbeitet. Der Abstand der Außenkante der Längsstege la und der Qucrstegc 3, 3c/ von der Innen wandung des mit Ziffer 14 angedeuteten Gehäuses ist größer als das üblicherweise /wischen Schnecke und Gehäuse befindliche I aufspiel. Die Längssiege la und die Qucr.stcgc 3a sind winkelförmig mit einem gemeinsamen Scheitelpunkt 4</ miteinander \eil>uiideii. Line solche aus einem l.ängssteg la und einem zugehörigen Quersteg 3a bestehende Sleganordming wird als Slromiiiiftcilungsknotcn bezeichnet. In L ig. 1 sind drei Stromaiiftcilungsknolen 1, la, l/i/u erkennen.The version I.busplcl according to I · "i g. I is a single-ended screw of a screw machine, which has the four screw threads I., II, III and IV IV transverse webs 3 and 3 "are provided. Longitudinal webs la are incorporated into the snowcnwindings 2. The distance between the outer edge of the longitudinal webs la and the transverse webs 3, 3c / from the inner wall of the housing indicated by numeral 14 is greater than the usual / wiping screw and The longitudinal trusses la and the transverse struts 3a are angular with a common vertex 4 </ each other \ eil> uiideii. Line of a longitudinal web la and an associated transverse web 3a are referred to as slromiiiiftcilungsknotcn Lig. 1 there are three Stromaiiftcilungsknolen 1, la, l / i / u.

Jeweils zwei zusammenarbeitende .Stromaufteilungsknoten folgen in Förderrichtung der Sehnecke (Pfeil /i) so aufeinander, daß /wischen dem linde des Qucrstcgcs 3« des ersten Stromaufteilungsknotcns la und dem Anfang des Längsstegis 2a des /weiten Knotens 1/), der im nächsten Gang angeordnet ist, ein nicht unterbrochenes inid deshalb nicht ausstreichendes Stcglcil, nämlich das Schi eckcnwindimgssliick 20 liegt. Jedem scherend, knetend und ausstreichend wirkenden l.ängssteg la und Quersteg 3. 3« folgt in diesem lalle in UmfangsrichUing die Schncckcnwindimg 2 b/w. das Schnecken«mdiingsstiick 2!) mit niehi ausstreichender Wirkung. Diese Schncckcnwindungcn haben wie üblich eine fördernde Wirkung.Each two cooperating .Stromaufteilungsknoten follow in conveying direction of the witches corner (arrow / i) to each other so that / wipe the Linde the Qucrstcgcs 3 "of the first Stromaufteilungsknotcns la and the beginning of Längsstegis 2a of the / wide node 1 /), which is arranged in the next gear is, an uninterrupted inid therefore not deleted section, namely the corner windimgssliick 20 lies. Each longitudinal web la and transverse web 3. 3 "that acts shearing, kneading and spreading is followed in this case by the screw windings 2 b / w in this direction all around the circumference. the snail mingling 2!) with never extinguishing effect. As usual, these twists and turns have a beneficial effect.

Bei diesem Ausfiihrungsbcispicl mit einer vicrgängigcii Schnecke ist /wischen jeweils zwei in einem Gang aufeinanderfolgenden Knoten ein zusätzlicher Querstep 3 vorgesehen.In this execution example with a vicrgangcii Snail is / wipe an additional cross-step for two consecutive nodes in a passage 3 provided.

In die Schnecke eingezeichnete kleinere Pfeile zeigen an. wie hier beispielsweise die wiederholte, gesteuerte Malerialstromauftcilung und Vereinigung vorsieh geht.Show smaller arrows drawn in the snail on. like here, for example, the repeated, controlled Scenic stream splitting and unification is provided.

In ;lcr [-" i g. 2 wird erkennbar, wie beispielsweise die Qiiersicgc3, 3a zum umsrhüeß-j.iJün Gehäur.- 14 hin ausgebildet sind, beispielsweise wb die Schcrspaltc gebildet werden können. Die sich hierbei ergebende Spaltbreitc 13 beträgt dabei z. B. zwischen 0,5 und einigen, Millimetern je nach dem zu verarbeitenden Material und anderen Vcrfahrensbedingunie.i. In Drehrichtung der Schnecke gemäß der Pfeilrichtung B in F i g. 2 sind die Querstege- 3, 3a mit einem flachen Anstieg 15 von etwa 15 bis 30 ausgeführt. Dieser Anstieg ist den Reibverhältnissen der zu verarbeitenden Masse anzupassen. In ähnlicher Weise können auch die längsstegc 2a ausgeführt sein.In; lcr [- "i g. 2 it can be seen, for example, how the Qiiersicgc3, 3a are designed towards the umsrhüeß-j.iJün Gehäur.- 14, for example how the Schcrspaltc can be formed ., between 0.5 and a few, millimeters, depending on the processed material and other Vcrfahrensbedingunie.i to. in the direction of rotation of the screw according to the direction of the arrow B in g F i. 2, the Querstege- 3, 3a having a flat rise of 15 about 15 to 30 run. This increase is adapted to the frictional conditions to be processed mass. Similarly, the längsstegc 2a can be executed.

In der. F i g. 3, wie auch i:i den folgenden Figuren, sind nun Schnecken in Teilstücken dargestellt, wobei aber deren Mantel abgewickelt gezeigt wird. Die F i g. 1 soll einen Eindruck da ion vermitteln, wie man sich auch diese in den nun folae.iden Figuren gezeigten Abwicklungen Körperlich vorzustellen hat. _ In den F i g. 3 und 4 sind auch die Einzugs- und Übergangszonen — vor der eigentlichen Scherzone liegend — der Schnecke {in Abwicklung) mit dargeiiclit. Die F-inzugszone ist in F i p. 3 mit 4 bezeichnet, lic Übcrgangszone mit 5. Die Linztius/one 10 in F i g.4 ist weniger gängig als die folgenden Zonen,damit man die Maschine unabhängig von der Dosierung stets tcilgcfüllt betreiben kann.In the. F i g. 3, as well as i: i the following figures, snails are now shown in sections, but their shell is shown unwound. the F i g. 1 is intended to give an impression of how to these are also shown in the now folae.iden figures Has to present settlements physically. _ In the fig. 3 and 4 are also the collection and Transition zones - lying in front of the actual shear zone - of the screw (in development) with shown. The catchment zone is in F i p. 3 denoted by 4, lic transition zone with 5. The Linztius / one 10 in Fig. 4 is less common than the following zones to help you the machine can always run partially full, regardless of the dosage.

Ls handelt sich in der Abwicklung nach der F i g. 3 um eine//-gängige Schnecke mit jeweils /; ■ I zusätzlichen Qiicrstegcii 3 zwischen den aufeinanderfolgenden Slromaufleiliingsknolen 21, 22 benachbarter Gänge. Das die beiden zusammenarbeitenden Knoten jeweils verbindende nichtausstrcichende Schncckcnwiiidiingsstiick isl wie in F i g. I mit 20 bezeichnet. Auch hier sind, der besseren Verdeutlichung halber, nochmals die kleineren Pfeile zur Kennzeichnung .der Stromrichtungen des Behandlungsgulcs analog zur L i g. I eingezeichnet. Die in F i g. 3 dargestellte Schnecke ist dreigänigg, also // 3, und daher die Zahl der zusätzlichen Quersiege zwischen den Knoten 21,22 jeweils η I,also3 -I gleich 2. Die jeweils durch Schncckcnwindungsslückc 2!( verbundene:! Knoten benachbarter Schneekengänge sind in durch s'.richpunktierte linien angCLleuteten Folgen /·" angeordnet. DicZahl dieser Folgen ist ebenfalls// I.also 3 - 1 gleich 2. In der Übergangszone 5, vor der Scherzo.ie. erkennt man vor jedem ersten Knoten eines A-ten Ganges (wobei 1 -I- ' n) A 1 zusätzliche Quer-Stege 23 und 24. Das heißt also hier: Wenn man den Gang, in welchem in Förderrichtung A gesehen der erste Knoten 21 liegt, mit K₁ und die weiteren Gänge mit K., und K_:l bezeichnet, so ist vor dem ersten Knoten 21 im Gang K₁ kein zusätzlicher QuerstegLs is in the settlement according to FIG. 3 around a // - common worm each with /; ■ I additional Qiicrstegcii 3 between the successive Slromaufleiliingsknolen 21, 22 adjacent courses. The non-straightening twisting piece connecting the two cooperating nodes is as shown in FIG. I denoted by 20. Here, too, for the sake of clarity, the smaller arrows to identify the flow directions of the treatment gulc are analogous to the line. I drawn in. The in F i g. 3 has three threads, i.e. // 3, and therefore the number of additional cross victories between nodes 21, 22 is η I, i.e. 3 -I equals 2. The nodes of neighboring Schneeken passages connected by Schncckcnwindungsslückc 2! The number of these sequences is also // I. So 3 - 1 equals 2. In the transition zone 5, in front of the Scherzo.ie. you can see in front of every first knot of an A-th corridor (where 1 -I- 'n) A 1 additional transverse webs 23 and 24. That means here: If the aisle, in which the first node 21 is seen in conveying direction A , is marked with K ₁ and the other aisles with K. ., and K _{: 1} denotes, there is no additional crossbar in front of the first node 21 in aisle K ₁

vorgesehen, weil dort A- 1, also 1 1 gleich 0 ist. In den Gängen K., und K_x ergibt sich eine Anzahl von 2 1 gleich Ϊ bzw. 3 - I gleich 2 zusätzlichen Querstegen 23 bzw. 24, weiche vor den jeweils ersten Knoten 25 bzw. 22 der Gänge K., bzw. A'., angeordnetprovided because A- 1, i.e. 1 1, equals 0 there. In the aisles K., and K _{x there} is a number of 2 1 equal to Ϊ or 3 - I equal to 2 additional transverse webs 23 and 24, respectively, soft in front of the respective first nodes 25 and 22 of the aisles K. and A, respectively '., arranged

sind.are.

In F i g. 4 wird nun ein anderes erfolgreiches Ausführungsbeispiel gezeigt. Hier sind die Stroiruufleilungsknoten in mehreren, durch strichpunktierte Linien angedeutete Gruppen (/' vo 1 jeweils auf einem gemeinsamen Kreisumfana liefernden Knote 1 angeordnet. Die Gruppen seihst sind axial in FörJcrric'itung A der Schnecke gescncina'ulcr versetzt. Zwischen jeweils zwei in einem Gang 8 aufeinanderfolge iden Knoten 26, 27 sind zwei Gruppen 2S, 29 zusätzlicher Querstcgc 3 angeordnet. Diese zwei Gruppen 28, 29 zusätzlicher Querstege enthalten zusammen die ungerade Zahl von Qucrstegen »r« (hier also 3). Die eine Gruppe 28 liegt vor dem in Förderrichtung der Schnecke im nächsten Gang 9 angeordneten Knoten 30, die andere Gruppe 29 in Förderrichtung der Schnecke hinter demIn Fig. 4 another successful embodiment is shown. Here the stroke distribution nodes are arranged in several groups indicated by dash-dotted lines (/ 'vo 1 each on a common circular circumference supplying node 1. The groups are axially displaced in conveyance A of the screw. Between each two in a passage 8 successive iden nodes 26, 27 are arranged two groups 2S, 29 additional crossbars 3. These two groups 28, 29 additional crossbars together contain the odd number of crossbars "r" (here 3) Conveying direction of the screw in the next gear 9 arranged node 30, the other group 29 in the conveying direction of the screw behind the

Knoten 30. Die erstgenannte Gruppe enthält^{r +} ' ,Node 30. The first group contains ^{r +} ',

3 + ^J 3 + ^J

also ₂ gleich 2, die zuletzt genannte Gruppe hinSo ₂ equals 2, the last group mentioned

gegen - j , also " gleich 1 Querstege. Deragainst - j, so "equals 1 crossbars. The

Knoten 30, vor dem die Grupps 28 mitNode 30, in front of which the groups 28 with

ζ + 1 ζ + 1

Quer-Transverse

stegc angeordnet ist, ist von seinem Anfang aus mit dem Ende des ersten Knotens 26 der beiden im gleichen Gang 8 aufeinanderfolgenden Knoten 26, 27 durch ein nichtausstrcichcndes bzw. ununterbrochenes Schnekkenwindungsstück 20 verbunden.stegc is arranged from its beginning with the end of the first node 26 of the two nodes 26, 27 following one another in the same aisle 8 unstretched or uninterrupted worm winding piece 20 connected.

Die Übcrgangszone 11 — vom Einzug zur hcherzone — ist bei der Schnecke nach F i g. 4 anders ausgebildet als bei dem \orhcr beschriebenen Ausführungsbcispiel. Diese Schnecke hat nämlich in ihrerThe transition zone 11 - from the entry to the higher zone - is in the case of the screw according to FIG. 4 designed differently than in the exemplary embodiment described. Because this snail has in hers

309/615/477309/615/477

'5075'5075

Schei/one die gerade Gangzahl /; (hier 4). Hie Γ.ίη-/ugszone K) der Maschine hat dieGang/ahl ., (also 2) (aus den schon genannten Gründen). In tier Übergangszone 11 wird nun jeder /weite Gang eier Scher-/one nicht direkt, sondern über den eisten Knoten, der in I örderriehlung im näehsten Gang liegt, angeströmt, z. B. tier Gang .ν über den ersten Knoten 31 des Ganges r. Außerdem siiiel nach dem ersten Knoten im besagten zweiten Gang (hier also nach dem KnotenI don't care the even number of gears /; (here 4). Here Γ.ίη- / ugszone K) the machine has the gear / ahl., (I.e. 2) (for the reasons already mentioned). In the transition zone 11 is now every / long corridor eier Scher- / one not directly, but rather over the first knot, which lies in the groove in the closest passage, z. B. tier gear .ν via the first node 31 of the gear r. In addition, it was after the first knot in said second gear (here after the knot

31 im Gang .v) " zusätzliche Qucrslege 3 (hier31 in corridor .v) "additional junction 3 (here

einer) angeordnet, wenn die Zahl eier zwischen zwei im gleichen Gang aiifeinanderfolgenelen Knoten angeordneten Qucrstege gleich _ (hier gleich 3) ist.one) arranged when the number eggs between two im in the same corridor in consecutive nodes Crossbars are equal to _ (here equal to 3).

Zur Wirkungsweise der Schneckenmaschinc wurden bereits eingehende Ausführungen gemacht. Die Grenzen der Vcrwcil/tit eines Masscteilehens des Behandlungsgutes ergeben sich nach, unten hin dadurch, daß das betrachtete Masse teilchen stets die rechte Schersteghälfte jedes Slromauftcilimgsknotens passiert und somit den kürzesten Weg zurücklegt, nach oben hin dadurch, daß das betrachtete Masseteilchen stets die linke Schersteghälfte jedes Stromaufteiliingsknotens passiert und somit den längsten Weg zurücklegt. Die Breite des Vcrweilzcitspcktrums ist damit deliniert. Trotz der den einzelnen Massetcilchen gegebenen Möglichkeiten zum unterschiedlich langen Verweilen ist sichergestellt, dall jedes Masseteilehen die gleiche Behandlung i,i der Schr.eckeninasclüue erfährt, indem es stets die gleiche Anzahl von Längs- uiiel Querstegen überwinden muli.Detailed explanations have already been given on the mode of operation of the worm machine. The limits the nature of a mass part of the item to be treated result downwards from the fact that the considered mass particle always passes the right half of the shear web of each slrom uptilimg knot and thus covers the shortest path, upwards, in that the observed mass particle always has the left half of the shear web of each flow dividing node happens and thus covers the longest way. The breadth of the contraction is thus delineated. Despite the given to the individual masses The possibility of staying for different lengths of time is ensured, since each part of the mass is the same Treatment i, i the Schr.eckeninasclüue experiences by there is always the same number of longitudinal and transverse webs overcome muli.

In tkr I·" i g. 5 (ebenso wie in der fol;jcnelcn F i g. 6) wird gezeigt, dall die Ausbildung tier Schnecken-In tkr I · "i g. 5 (as well as in the fol; jcnelcn F i g. 6) it is shown that the training animal snail

aoao

30 inaschii e i.och ei ic Reihe von Sonderfällen beinhaltet. Die hier dargestellten beiden Varianten sind dafür nur l'eispiele. 30 inaschii e ioch a number of special cases. The two variants shown here are only examples.

I i g. 5, die nur einen Ausschnitt aus einer Schnekkemrantelabwieklunii darstellt, lallt erkennen, dall die SehiHckenwmdungcM 2 in der Abwicklung auch geknickt verlaufend erscheinen können. In der I· i g. 5 ist der Windiingsverluiif in einem Fall mit strichpunktierten linien angedeutet. Die Knickstellcn sind jeweils mil 18 bezeichnet.I i g. 5, which shows only a section of a screw cap, you can see that the hips 2 can also appear kinked in the development. In the I · i g. 5 the winding loss is indicated in one case with dot-dash lines. The kinks are each marked with 18.

Stromaulleilungsknoten I und zusätzliche Querslege 3 sind - wie schon beschrieben —· auch hier selbstverständlich vorhanden. Diesen Sonderfall der Ausbildung der Schncckeninaschine hat man in diesem Beispiel gewählt, um mehr Stromaufteilungsknolen auf einer gleich grollen Schneekenlänge unterbringen zu können. Je mehr Stromaufteilungsknoten auf der gleichen Schneckenlänge bzw. Scherzonenlängc der Schnecke untergebracht werden können, um so größer wird die Breite des Verweilzeitspektrums.Stromaulleilungsknoten I and additional cross-laying 3 are - as already described - naturally also present here. This special case of The design of the screw machine has been chosen in this example in order to have more current distribution nodes to be able to accommodate on an equally large length of snow. The more power distribution nodes on the the same screw length or shear zone length of the screw can be accommodated, the larger becomes the width of the residence time spectrum.

F i g. 6 stellt einen dem oben beschriebenen ganz ähnlichen Fall dar. Auch hier ist der Verlauf tier Schneckenwindungen 2 wieder mit strichpunktierten Linien gekennzeichnet und die Knickstcllc mit 18 bezeichnet. In dem in der F i g. 6 dargestellten Sonderfall der Ausbildung der Sehneckenmaschine sind die Qiierstege der Stromaufteilungsknoten I mit den zusätzlichen ()uerstegen 3 oder Gruppen dieser zusätzlichen Querstege, wie sie in den vorher geschilderten Beispielen vorkommen, zusammengezogen, wobei die Gebilde 12 entstehen. Line derartige Ausbildung lädi die überhaupt größtmögliche Zahl von Stromauf-(eilungskiioten auf einer gleich großen Schnecken-Hinge zu.F i g. 6 shows a case that is very similar to that described above. Here, too, the course is tier Screw turns 2 are again marked with dash-dotted lines and the Knickstcllc marked 18. In the FIG. 6 are the special case of the training of the tendon machine Qiierstege the power distribution node I with the additional () uerstegen 3 or groups of these additional transverse webs, as they are in the previously described Examples occur, contracted, whereby the structures 12 arise. Line such training lädi the greatest possible number of rivers on a snail hinge of the same size.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

30753075

Claims

Claims:

1. Continuously operating, preferably single-screw, multi-flight screw machine for treating - in particular for kneading, mixing and homogenizing - of plastic masses with a housing surrounding the screw shaft and with transverse webs arranged in the screw flights, characterized in that in the individual screw flights (I, II, III, IV) transverse webs (3, 3a) on the one hand and on the outer circumference of the screw turns (2) longitudinal webs (la) on the other hand, the two outer edges of which are at a distance from the inner wall of the housing (14) which is greater than the running clearance of the screw turns (2) opposite the inner wall of the housing.

2. Worm machine according to claim 1, characterized in that in each case a transverse web (3 ″) and a 1 iingssteg (2n) form an angle with a common vertex (4a) and the flow division nodes (1, la, I Λ) given by the web arrangement ) form.

3. Schneckemnaschinc according to claims 1 and 2, characterized in that in each worm thread (I, II, III, IV) flow division nodes (1, I «, lh), consisting of a transverse and a longitudinal length (2a, 3 «) Are provided

4. Screw machine according to claims 1 to 3, characterized in that the flow division nodes (I, la, Ib) of adjacent screw threads (l, II. III. IV) are arranged offset from one another in the conveying direction of the screw and that the crossbars of the one flow division node is connected to the start of the longitudinal web of the flow-dividing node, which is arranged offset in the conveying direction in the adjacent screw flight, by an uninterrupted screw winding piece (20).

5. Worm machine according to claim 4, characterized in that one or more transverse webs (3, 3a) are arranged in the region of this screw winding piece (20) connecting the current dividing nodes (1, la, Ib).

6. Screw machine according to claim 4, characterized in that one or more additional transverse webs (3) are arranged between each two current distribution nodes (1, la, Ib) in the same screw thread (I, II, III, IV).

7. Screw machine according to one or more of claims 4 to 6 with the number of flights; η - 1 additional transverse webs are located, with the flow distribution nodes connected by the screw thread (20) being arranged in η - 1 sequences (F) and at the transition between the feed zone (4) and transition zone (5) before each first flow distribution node of a k-th passage k - 1 additional transverse webs (3) are located, whereby the condition I < k < η is met.

8. Worm machine according to claims 1 to 6, characterized in that with an even number of turns η and with the arrangement of the flow division nodes (26, 27, 31) in parallel groups (G) of each lying on a common cross-sectional plane between two in one Worm thread consecutive nodes an odd number ζ additional cross webs are arranged, of which ^z ^ - additional cross webs are in the area of the screw thread piece (20), while the remaining cross webs ^z _? - lie in the conveying direction l under the node following the screw thread piece (20) (FIG. 4).

9. Screw machine according to claim 8, characterized

characterized in that with a number of flights y in the feed zone (10) before the shear zone with regular Assignment of always two passages of the shear zone to a passage of the previous zone

* additional crossbars in each of the aisles

the flow distribution nodes (26,27,31) of the second group (C) of the nodes lying in a cross-sectional plane, namely axially in each case between the first and the second group (G) of the nodes (FIG. 4).

10. Screw machine according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that that the screw windings (2) are preferably kinked at the flow distribution node.

11. Worm machine according to claims 1 to 10, characterized in that the longitudinal webs (2a) and the transverse webs (3, 3a) are designed with a flat rise (15) between 15 to 30 ° in the direction of rotation of the screw.