專利名稱：螺旋元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1的前序部分的螺旋元件。
技術(shù)背景在如在擠出機(jī)或注塑機(jī)中存在的塑化單元中準(zhǔn)備塑料時(shí)使用各種 各樣的方法。 一種所述方法是混合，也就是說混合填充材料或加強(qiáng)材 料，添加油墨或顏料，混合不同的材料例如塑料或彈性體，或者一種 所述方法是反應(yīng)方法或類似方法。所有方法的共同點(diǎn)是，所述方法借 助于兩軸或多軸擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述擠出機(jī)具有同向或反向旋轉(zhuǎn)的螺桿。 借助于螺桿使用于熔化塑性材料的剪切能量進(jìn)入到材料內(nèi)。螺桿具有 所謂的螺旋元件，所述螺旋元件經(jīng)常構(gòu)成成多頭的。一種特殊的螺旋元件是所謂的揉捏元件，在文獻(xiàn)中也稱為揉捏塊。 一種這樣的揉捏塊包括螺旋形的螺旋部分或多個(gè)沿著工藝方向依次設(shè) 置的揉捏單元，它們具有一定的幾何形狀。在已知的揉捏元件中揉捏 單元的幾何形狀尤其在其寬度和外徑及內(nèi)徑方面是相同的，并且根據(jù) 塑化單元也就是擠出機(jī)或注塑機(jī)的塑化單元的大小選擇。通過驅(qū)動(dòng)裝置通過減速器和通過螺旋軸帶入的機(jī)械能量的消耗除 了例如取決于需要加工的塑料的熱函外由使用的螺旋結(jié)構(gòu)類型決定。 使用的螺旋結(jié)構(gòu)類型也稱為一種構(gòu)造。這種構(gòu)造例如在揉捏塊和其他 螺旋元件的類型和數(shù)量上變化。首先直接在第一揉捏元件前以及通過第一揉捏元件取決于各螺旋 元件的幾何形狀實(shí)現(xiàn)能量的主要轉(zhuǎn)換。所述能量的主要轉(zhuǎn)換通過剪切 實(shí)現(xiàn)。在此首要的是螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)并且從而揉捏單元的(角)速度、揉 捏單元與擠出機(jī)外殼之間的縫隙以及在雙螺桿擠出機(jī)中在楔形區(qū)域內(nèi)的揉捏單元和揉捏元件的齒面是決定性的。由這些參數(shù)根據(jù)剪切速度
也能計(jì)算剪切應(yīng)力。通過剪切應(yīng)力熔化需要塑化的材料。在熔化時(shí)產(chǎn) 生螺旋元件及其軸/轂連接的最高的機(jī)械負(fù)荷。一種這樣的揉捏元件由德國實(shí)用新型8232585已知。在那里所示 的螺旋元件包括各個(gè)揉捏單元，所述搮捏單元可以單獨(dú)組成一個(gè)揉捏 元件。各揉捏單元在此具有相同的幾何形狀。在DE 100 50 295A1中描述了 一種用于準(zhǔn)備和/或加工一種摻入填 充材料的彈性體的帶有至少兩根軸的多軸擠出機(jī)，所述軸從輸送方向 看具有一個(gè)注入?yún)^(qū)域、 一個(gè)塑化區(qū)域和一個(gè)分散區(qū)域。在此塑化以及 分散段可以具有揉捏盤，所述揉捏盤的最大直徑沿著生產(chǎn)方向增加或 減小。在JP2004202871的摘要中描述了 一種揉捏螺桿，該揉捏螺桿在 兩個(gè)輸送段之間具有一個(gè)揉捏段，所述揉捏段的揉捏盤具有一個(gè)沿著 輸送方向連續(xù)增加的直徑。DE 199 50 917 Al介紹一種帶有確定的螺旋元件的雙螺桿擠出 機(jī)，其中在良好的分散混合作用時(shí)出現(xiàn)盡可能小的耗散的溫度升高。 僅僅一般的在說明書背景技術(shù)中指出，螺旋元件可以具有連續(xù)的升角 (扭轉(zhuǎn))，或者在可變寬度的盤中其升角也可以是無窮大的(無扭轉(zhuǎn))， 或者角度錯(cuò)開地設(shè)置(所謂的揉捏塊)。發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的目的是，提出一種上述類型的螺旋元件，其中在降 低螺旋元件的機(jī)械負(fù)荷的情況下能良好地塑化需要加工的材料。按本發(fā)明，上述目的通過帶有權(quán)利要求1的特征的螺旋元件解決。 因此這樣構(gòu)成和進(jìn)一步拓展所述的螺旋元件，使得至少兩個(gè)依次 設(shè)置的揉捏單元的幾何形狀是不同的，其中揉捏單元的寬度沿著工藝 方向增力口。至少兩個(gè)揉捏單元的寬度可以是不同的。因此如下影響剪切縫隙， 即改變剪切面。同樣如在改變?nèi)嗄髥卧闹睆綍r(shí)(下面還將解釋)，這 在一個(gè)或多個(gè)接連的螺旋元件內(nèi)實(shí)現(xiàn)。揉捏單元或螺旋部分在螺旋元 件的寬度上通常具有不同的寬度。此外揉捏單元或螺旋部分通常也可 以具有不同的直徑。螺旋元件可以獨(dú)立于在螺旋內(nèi)的元件數(shù)量。因此盤的環(huán)岸寬度(Stegbreite)的變化性可以在多個(gè)螺旋元件上延伸。因 此螺旋元件可以是與長(zhǎng)度無關(guān)的?？傊嗄髥卧膶挾妊刂に嚪较蛟黾?。因此需要塑化的材料的 剪切也沿著工藝方向增強(qiáng)。因此塑化單元的方向定義為工藝方向，在 該塑化單元內(nèi)基本上輸送需要塑化和/或已塑化的材料。然而揉捏單元 的寬度變化的順序不必是連續(xù)增加的，而也可以是局部相同的?？傊梢?，為了獲得好的塑化過程在降低螺旋元件的機(jī)械負(fù)荷的 情況下可以偏離揉捏單元的相同的幾何形狀的已知形式。當(dāng)在揉捏單 元中選擇不同的幾何形狀即不同的寬度時(shí)，能控制剪切和機(jī)械負(fù)荷的 導(dǎo)入，并且優(yōu)化相應(yīng)的工藝。按本發(fā)明的螺旋元件的使用在大量塑化單元和各種各樣的方法中 是可能的。按本發(fā)明的揉捏元件在雙軸或多軸的同向或反向旋轉(zhuǎn)的塑 化單元中是可以考慮的。螺旋元件也可以設(shè)計(jì)成單頭或多頭的，由螺旋形的螺旋部分或集成地構(gòu)成的或松散地互相連接的揉捏單元構(gòu)成。 揉捏單元取決于塑化單元的大小和相應(yīng)工藝目的選擇。因此螺旋元件的按本發(fā)明的實(shí)施方式獨(dú)立于機(jī)器大小和螺旋元件的直徑。此外螺旋 元件獨(dú)立于軸/轂連接的類型以及螺旋元件的通用性。此外螺旋元件可 以在每種需要塑化的材料的類型中使用，并且獨(dú)立于Da/Dj比例以及 螺桿旋轉(zhuǎn)方向。以特別有利的方式設(shè)計(jì)揉捏單元的幾何形狀，以便可以實(shí)現(xiàn)連續(xù) 增強(qiáng)地剪切需要塑化的材料。這是特別有利的，可以不是粗暴且突然 地而是平滑地例如持續(xù)增強(qiáng)地設(shè)計(jì)剪切的導(dǎo)入。 一種這樣的實(shí)施方式 在機(jī)械上是特別有利的，因?yàn)樵呢?fù)荷同樣在較長(zhǎng)的路徑上比局部 粗暴的在狹窄受限制的區(qū)域內(nèi)更持續(xù)增強(qiáng)地實(shí)現(xiàn)。如已經(jīng)提到過的，至少兩個(gè)揉捏單元的直徑可以是不同的。因此 構(gòu)成在揉捏單元與擠出機(jī)外殼之間的剪切縫隙沿著工藝方向設(shè)計(jì)成變 大或變小的。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中各個(gè)揉捏單元或段的直徑可以 沿著工藝方向增加。揉捏單元以及依次設(shè)置的揉捏元件在此通?？梢?具有不同的直徑。然而直徑的順序不必強(qiáng)制連續(xù)增加，而也可以是局部相同的或者 減小。然而根據(jù)工藝目的所有可能的直徑變化是可以考慮的。直徑變 化性在此可以在不同的螺旋元件上延伸。在揉捏單元的直徑沿著工藝方向增加時(shí)，元件的機(jī)械負(fù)荷持續(xù)增 強(qiáng)地在較長(zhǎng)的路徑上實(shí)現(xiàn)。然而揉捏單元的直徑變化的順序不必連續(xù) 增加，而也可以是局部相同的或者減小。因此幾何形狀的變化直接影響在螺旋元件之前和之內(nèi)的剪切速度 和剪切應(yīng)力的發(fā)展，以及影響元件的機(jī)械負(fù)荷的發(fā)展。此外揉捏單元的Da/ Dj比例在按本發(fā)明的螺旋元件上可以是恒定的或者是變化的。在一種有利的實(shí)施方式中，至少兩個(gè)揉捏單元的直徑和寬度可以 是不同的。因此使剪切縫隙的特別大的變化性成為可能。 一種這樣設(shè) 計(jì)的螺旋元件同樣可以特別好地適配各種各樣的工藝目的。在特別良好地導(dǎo)入剪切的范圍內(nèi)和在螺旋元件的適當(dāng)?shù)呢?fù)荷方 面，不僅揉捏單元的直徑而且寬度可以沿著工藝方向增加?，F(xiàn)在存在不同的可能性，以有利的方式構(gòu)成和進(jìn)一步拓展本發(fā)明。 為此一方面參閱緊接著權(quán)利要求1的權(quán)利要求，并且另一方面參閱下 面借助于附圖對(duì)按本發(fā)明的螺旋元件的優(yōu)選實(shí)施例的解釋。與借助于 附圖對(duì)按本發(fā)明的螺旋元件的優(yōu)選實(shí)施例的解釋相結(jié)合，也一般性地 解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式和進(jìn)一步拓展。


圖1 帶有可變直徑的螺旋元件的實(shí)施例的示意的俯視圖， 圖2 帶有可變直徑的螺旋元件的在圖1中示出的實(shí)施例的示 意的側(cè)視圖，圖3 按本發(fā)明的帶有可變寬度的揉捏單元的螺旋元件的實(shí)施 例的示意的俯視圖，圖4 按本發(fā)明的帶有可變寬度的揉捏單元的螺旋元件的在圖3
中示出的實(shí)施例的示意的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
在所示實(shí)施例中螺旋元件涉及一種揉捏元件1，該揉捏元件用于 在一種未示出的帶有 一根同樣未示出的螺旋軸的塑化單元中使用。
揉捏元件1由揉捏單元2組成，所述揉捏單元在所述實(shí)施例中互 相固定連接。揉捏單元2可以設(shè)置在同一條軸線上。為此揉捏單元2 具有齒部，所述揉捏單元通過齒部可以嚙合在螺旋軸上，并且從而揉
捏元件基本上抗旋轉(zhuǎn)地固定在螺旋軸上。揉捏單元2具有一種由兩個(gè)
直徑Dj和Da、也就是直徑Di或D2、 D3或D4確定的幾何形狀。
在此兩個(gè)依次設(shè)置的揉捏單元2的幾何形狀是不同的。此時(shí)在圖 1中示出的揉捏元件中使外徑Da沿著工藝方向增加。這意味著，帶有 最小直徑Di的揉捏單元2在所述實(shí)施例中朝著喂料區(qū)域的方向最近地 設(shè)置，并且?guī)в型鈴紻4的搮捏盤2朝著出料區(qū)域的方向最遠(yuǎn)地設(shè)置。 因此在此示出的實(shí)施例中，D4大于D3,并且D3大于D2。 D，又小于 D2,也就是說D^D^D^D4。揉捏元件1的內(nèi)徑Di在此保持恒定。在 每種實(shí)施方式中可以考慮，內(nèi)徑Dj根據(jù)外徑Da或不同于外徑Da變化。
圖2示出在圖1中示出的揉捏元件的示意的側(cè)視圖。所述實(shí)施例 的揉捏元件1具有總寬度B。揉捏單元2本身具有寬度b。
圖3示出一種按本發(fā)明的帶有可變環(huán)岸寬度的揉捏元件，也就是 說揉捏單元2具有不同的寬度b。直徑比Da/Di在所述實(shí)施例中是恒定 的。此外必須注意的是，外徑Da同樣是恒定的。揉捏單元2的寬度b 沿著工藝方向增加。因此在揉捏元件1的寬度B上提高材料的剪切。 在所述具體的實(shí)施例中，在所述揉捏元件l中朝著喂料區(qū)域的方向最 近地設(shè)置的揉捏單元2的寬度小于寬度b2。寬度b2又小于寬度b3。 緊接著的揉捏單元2的寬度b4又大于前面的揉捏單元2的寬度b3。此 外，關(guān)于所述揉捏元件2朝著出料區(qū)域的方向最遠(yuǎn)地設(shè)置的揉捏單元 2的寬度b5大于寬度b4，也就是說1^<132<133<1)4。
在其他細(xì)節(jié)方面為了避免重復(fù)參閱一般性的描述。
最后必須明確指出，前面描述的實(shí)施例僅僅用于解釋要求保護(hù)的 方案，然而所述方案不局限于所述實(shí)施例。
附圖標(biāo)記列表
1 揉捏元件
2 搮捏單元 Da、 DP D2、 D3、 D4 外徑
Dj 揉捏單元的內(nèi)徑 b 揉捏單元的寬度 B 搮捏元件的寬度
權(quán)利要求
1. 螺旋元件，尤其是揉捏元件(1)，用于在帶有螺旋軸的塑化單元中使用，包括至少兩個(gè)揉捏單元(2)，各揉捏單元(2)可以設(shè)置在同一條軸線上，例如設(shè)置在螺旋軸上，各揉捏單元(2)具有一種幾何形狀，并且至少兩個(gè)依次設(shè)置的揉捏單元的幾何形狀是不同的，其特征在于揉捏單元(2)的寬度(b)沿著工藝方向增加。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋元件，其特征在于至少兩個(gè)揉捏 單元(2)的直徑(Dp D2、 D3、 D4)是不同的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋元件，其特征在于揉捏單元(2) 的直徑(Dp D2、 D3、 D4)沿著工藝方向增加。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種螺旋元件，尤其是揉捏元件(1)，用于在帶有螺旋軸的塑化單元中使用，包括至少兩個(gè)揉捏單元(2)，其中各揉捏單元可以設(shè)置在同一條軸線上，例如設(shè)置在螺旋軸上，并且揉捏單元具有一種幾何形狀，在特別良好地塑化和降低機(jī)械負(fù)荷方面構(gòu)成為使至少兩個(gè)依次設(shè)置的揉捏單元的幾何形狀是不同的。
文檔編號(hào)B29B7/42GK101400500SQ200780008731
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月28日
發(fā)明者M·貝林, R·J·達(dá)爾 申請(qǐng)人:克勞斯馬菲貝斯托夫有限公司